模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计

江苏科技大学毕业设计（论文）任务书学院（系）船舶与建筑工程专业土木工程学号姓名指导教师职称讲师2011年2月16日毕业设计（论文）题目模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1设计资料1概况本工程为某门式刚架结构的模具冲压件厂车间，总建筑面积约为3100。门式刚架结构的平面、立面与剖面图如下图所示，刚架跨度为L2186M372M，柱距为75M，屋面坡度为115。（2）本工程位于7度抗震设防区，设计地震基本加速度为01G；建筑场地为II类场地土，设计地震分组为第二组，建筑物属于二级防火标准。（3）吊车自重吊车的起重量为50/10T，级别为A6的桥式吊车。（4）不考虑地震作用时，作用在屋面上的荷载包括结构自重、屋面永久荷载、屋面活荷载、屋面雪荷载及风荷载，各荷载的标准值分别如下（结构自重由程序自动计算，并参与相应的组合）屋面永久荷载GK为04KN/M2（其中屋面板006KN/M2，隔热层006KN/M2，檩条010KN/M2，屋面支撑005KN/M2，设备管线015KN/M2）。屋面活荷载QIK为03KN/M2；屋面基本雪压S0为03KN/M2；基本风压W0为04KN/M2，地面粗糙程度为B类。（5）材料刚架、檩条、支撑等采用Q235钢；焊接材料E43系列；螺栓采用高强度螺栓和普通螺栓。檩条、墙梁为“C”形冷弯薄壁型钢，屋面采用06MM厚的镀锌压型彩涂板。（6）主体承重结构采用焊接的工字形实腹式门式刚架钢结构，刚架斜梁与柱间的连接采用刚性连接。屋面支撑系统的刚性压杆采用圆钢管，交叉支撑采用圆钢，利用花篮螺丝张紧；柱间支撑的构造与屋面支撑类似。墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。基础为钢筋混凝土独立柱基础，刚架柱与基础的连接为刚接。（A）结构平面与A、C轴剖面、轴剖面结构平面布置图123456789101282507507507075075101210987654321A3A7B3B7C20620662082507507507075075（B）12轴剖面轴剖面1、2轴剖面18601860515372ABC110CB73A7306262015152、要求（A）、简化结构的力学模型，施加荷载，设计和验算各主要构件；（B）、手工计算基础、梁板、支撑等的设计；（C）、绘制一定量的特征节点的施工图；（D）、所有图纸均用AUTOCAD软件绘制；根据设计功能要求作出各楼层建筑平面图、总平面图、屋顶平面图，部分的平面尺寸和建筑物的总长、总宽。立面图主要表达建筑物的造型特点，各部分的高度尺寸。剖面图应表达出各楼层的结构情况，垂直交通组成情况。设计说明应着重表达自己的设计意图，满足使用功能要求的措施，采用新材料、新技术。结构方案选择，结构平面布置。结构基本尺寸确定及截面几何特征。横向水平地震作用下框架结构的内力计算。荷载计算，考虑竖向荷载，水平荷载，包括地震荷载。竖向荷载作用下框架结构的内力计算。横向框架结构的梁柱内力组合，以及内力组合图。框架梁柱截面设计，楼盖设计，基础设计，楼梯设计。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1、毕业设计论文一份（不少于15万字）；2、中英文摘要各一份（不少于300字）；3、结构体系设计计算书一份；4、建筑图、结构体系主要施工图一套（设计说明、基础、梁板、柱、屋盖、特征节点施工图等），图纸量不少于12张2；其中沿垂直方向剖面图和任意立面图需手工绘制，其它图纸均用AUTOCAD软件绘制。5、外文资料翻译一份（不少于5000英文单词）。三、完成日期及进度2011年3月7日至2011年6月17日，共15周。进度安排1调研，收集并消化资料，开题报告。15周2建筑方案设计及建筑施工图绘制2周3结构设计与计算5周4结构施工图绘制25周5检查、修改25周6总结、校对10周7答辩05周四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）1、建筑结构可靠度设计统一标准（GB500682001）2、建筑结构荷载规范（GB500092001）3、建筑抗震设计规范（GB500112001）4、钢结构设计规范（GB500172003）5、冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB500182002）6、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS10220027、轻型钢结构设计指南中国建筑工业出版社20018、轻型钢结构设计手册中国建筑工业出版社20019、钢结构基本原理沈祖炎等中国建筑工业出版社200110钢结构事故分析与处理雷宏刚中国建材工业出版社200311、钢结构钢结构基础陈绍蕃中国建筑工业出版社200312、建筑地基基础设计规范（GB500072002）13、建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB502022002）14、钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ829115、建筑钢结构焊接规程JGJ812002系（教研室）主任（签字）年月日学院（系）领导（签字）年月日摘要本次设计的题目为模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计，其地理位置在设计资料中未给出，现假设位于张家港。采用轻钢结构门式刚架的结构形式。厂房跨度372，柱距。墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。围M75护结构现采用彩钢夹芯板。本设计由建筑设计和结构设计两部分组成。建筑设计是根据整个工程的工程概况、生产工艺概况、自然条件、地理情况以及荷载情况来确定建筑设计方案并优化设计方案。建筑设计包括单层厂房平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设计、屋面排水设计、防腐防锈和防火设计等内容。其中，平面设计有平面形式选择、柱网布置等；立面设计主要是门窗的布置；剖面设计主要有柱顶标高的确定等。结构设计是本次设计的核心内容，其设计的原则是确保厂房的安全、适用、耐久，同时使设计经济合理。结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计、内力计算、内力组合、梁柱截面的选取和验算、节点设计、檩条设计、墙梁设计和基础设计等。关键词结构形式；建筑设计；结构设计；内力组合；设计原则目录（页码需要改）第1章建筑设计11工程概况12单层厂房平面设计121平面形式的确定122柱网布置的确定223厂房门的确定224散水的确定225生产辅助用房33单层厂房剖面设计331柱顶标高的确定332室内地坪标高的确定333采光、通风的确定434屋面排水的确定44厂房立面设计55其他建筑构造551屋顶的确定552女儿墙的确定553地面的确定654门口坡道做法755雨棚的确定756屋脊的确定757门窗表8第2章结构设计91、吊车梁设计911设计资料912吊车荷载计算913内力计算10131吊车梁中最大弯矩及相应的剪力10132吊车梁的最大剪力11133水平方向最大弯矩1114截面选择1115截面特性1316梁截面承载力验算1317连接计算1518支座加劲肋计算162、门式刚架设计1721设计资料1722荷载计算1723内力计算19231永久荷载作用下的内力19232可变荷载作用下的内力25233风荷载作用下的内力27234吊车荷载作用下的内力（水平向右，最大轮压在左）30235吊车荷载作用下的内力（水平向右，最大轮压在右）32236吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压在左）33237吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压在右）3424内力组合3625截面验算403、节点设计4731梁柱节点4732梁梁节点5033牛腿节点5234柱脚节点564、檩条设计6441截面初选6442荷载计算6443内力计算6544截面验算665、墙梁设计7251截面初选7252荷载计算7253内力计算7454截面验算766、基础设计8161基础梁设计8162基础设计83结束语89外文翻译90致谢103参考文献104附录105第1章建筑设计1工程概况根据所给设计资料，建筑面积约为3100，结构形式采用轻钢结构单层2M双跨工业厂房形式，厂房内设有重级（软钩）吊车（资料为指定几台吊车，现定为两台），起重量为50T，吊车设备的技术指标为表11吊车技术指标台数起重量级别钩制吊车跨度吊车总量小车重最大轮压250T重级软钩165M43314T15765T377KN结构安全等级为级，耐火等级为级，对该模具冲压件厂房的采光等级取为级。围护结构采用双面复合彩钢夹心板。工业建筑设计的任务就是根据我国建筑方针和政策，按照“安全适用，技术先进，经济合理”的设计原则，在满足工艺要求的前提下，处理好厂房的平面、立面、剖面，选择合适的建筑材料，确定合理的承重结构、围护结构和构造做法，同时要满足生产工艺的要求及有关的技术、良好的经济效益、卫生等要求。厂房的平面、立面、剖面设计是不可分割的整体，设计时必须统一考虑，在设计平面的同时需要考虑剖面和立面的设计问题，为了叙述方便并根据设计的先后顺序，现分项予以说明。2单层厂房平面设计21平面形式的确定厂房的平面设计除首先满足生产工艺的要求外，在建筑设计中应使厂房的平面形式规整以便节省投资和占地面积，选择经济合理和技术先进的柱网使厂房具有较大的通用性，并使厂房符合工业化施工的要求，正确解决采光和通风，合理地布置生活用房，妥善处理安全疏散及防火措施等。该工业厂房的平面形式采用矩形。这种平面形式容易与其他形式平面各工段之间靠的较紧，运输路线短捷，工艺联系紧密，工程管线较短，形式规整，占地面积少。且该厂房的宽度不大，室内采光通风都较容易解决。22柱网布置的确定柱网尺寸不仅在平面上规定着厂房的跨度、柱距的大小，而且还规定着刚架，屋面板，吊车梁的尺寸。在厂房中，为支撑屋顶和吊车设柱子，根据工艺流程和设备布置对跨度和柱距大小提出了要求。在选择柱网时应考虑以下要求（1）满足生产工艺要求。（2）遵守厂房建筑模数协调标准，跨度小于18M时，跨度的增减采用扩大模数3M数列。大于18M时，跨度的增减采用扩大模数6M数列。厂房山墙出抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。（3）调整和统一柱网。（4）尽量扩大柱网，提高厂房的通用性和经济合理性。由于跨度根据设计资料已定为372M，因此采用3M数列的扩大模数。柱距在综合考虑以上因素的前提下，采用75M的柱距形式且不采用抽柱的形式，有利于提高结构的稳定性。23厂房门的确定结构耐火等级为级，根据建筑设计防火规范311中对丁类生产类别的叙述“1对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产2利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产3常温下使用或加工难燃烧物质的生产”可知，该模具冲压件厂房生产类别可定为丁类，防火规范中对此种建筑的最远点至疏散门的允许距离要求为不限，考虑到工艺设计及行走方便，厂房开设六扇门（南北面各一扇，东西面各两扇），平面位置详见建筑平面图，门的宽度和高度为，厂房门采用双扇平开门。452M门应该与主要交通干道相近，以便于运输设备进出与人流疏散。24散水的确定为保护外墙不受雨水的侵蚀，在外墙的四周将地面做成向外倾斜的坡度，以便将屋面雨水排至远处，所以设置了散水，散水的坡度可定为5，宽度取为900，散水的构造做法为素土夯实，70厚136碎石（砖）三合土，MM10水泥砂浆抹面，散水面距地面的距离为20。散水做法见下图。0三29075图11散水做法25生产辅助用房设计资料对该部分无相应要求，故而不单独设计之。3单层厂房剖面设计31柱顶标高的确定由于厂房内有吊车作业，柱顶标高按下式来确定761HH式中柱顶标高（），必须符合3M的模数；M吊车轨顶标高（），一般由设计人员提出；1吊车轨顶至小车顶面的高度（），根据吊车资料查出；6H小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸（）。7M此间隙尺寸，按国家标准及根据吊车起重量可取300，400，1200。M根据设计要求，取6，查吊车资料可得取2734，取4001HM6HM7H。M确定柱顶标高为H62734049134，取93米，符合3M要求。32室内地坪标高的确定在一般情况下，单层厂房室内地坪与室外地面需设置高差，以防止雨水倒灌侵入室内。但为了便于运输工具出入厂房和不加长门口坡道的长度，这个高差又不宜太大，在该厂房设计中高差取值为450。确定室内地坪标高为M，室外标高为。M0045M33采光、通风的确定该厂房设计中采用天然采光。采光设计就是根据采光等级，通过查阅相关规范根据窗地比来确定窗子的面积，从而布置窗户的形式及标高，以保证室内采光强度、均匀度符合要求及避免眩光。该厂房的采光等级虽未由设计资料给出，但根据一般情况可定为级，由于单侧采光不均匀，衰减幅度大，由此考虑采用双侧开窗。根据采光等级查得窗地比为14，且厂房内部设置了吊车，同时采用高低窗。为了便于工作和不使吊车梁遮挡阳光，高侧窗下沿距吊车梁顶面不应太高或太低，规范规定至少高出吊车梁顶面600,在该厂房中取600。低侧窗下沿一般略高于工作面MM的高度9001200，在该厂房中取值为900。窗的确定厂房的总面积，由采光等级查得窗地比为14。根237285069据厂房的面积确定采光所需的窗户的总面积为，采用南北23069475M立面双侧开带窗，则窗户总高度为，7282窗户设计兼顾墙梁位置，故设置高窗高度为09，距吊车梁顶面1200；低窗高度为24，距地面900。窗户总高度为33，满足总高MM32米的要求，考虑到带形窗到墙边的距离，再加上由于南北立面开门，带形窗需隔断（距门的距离为1000），为了补偿带形窗隔断的采光面积，在两侧山墙开高窗，高窗高度为09，也采用带形窗，到两侧轴线距离为1500，两M侧对称布置，窗口高度与南北立面的高窗平齐。南北立面窗户具体标高位置见剖面图，山墙窗高具体位置详见侧立面图。该厂房的通风采用自然通风。在夏季，该车间的热源主要来自设备散热、焊接加工散热、围护结构（包括门窗）向室内传递热量。为排出这些热量，一般采光和运输要求开设的门窗面积已经足够，故低侧窗和中侧窗做成开闭式的，而高侧窗封闭式就可以满足厂房的通风要求。34屋面排水的确定屋面排水形式与屋顶坡度密切相关，主要取决于屋面承重结构的形式和屋面构造形式，屋面排水采用有组织天沟外排水，有组织排水系统主要是由天沟，雨水斗，雨水管组成。天沟的构造形式与屋面构造有关，该屋面采用06MM厚的镀锌压型彩涂板，属于大型板，其接缝处容易做到密实不渗漏，可直接在屋面板上做天沟。为了使天沟内的雨水能顺畅的流向雨水斗，天沟应做垫坡，其坡度不应小于05，也不宜大于20，该厂房的天沟垫坡取10。由于采用槽型天沟，分水线设置应不低于天沟沟壁顶面50，以免积水高出分M水线而导致渗漏。由房屋建筑学（第一版）中表196查得，雨水管确定为直径100，雨水管最大集水面积为363。根据设计该厂房的屋顶面积约M2为3000，则需要的雨水管数量为，取6根，雨水管在南北230651立面对称布置，雨水管及排水布置详见屋面排水示意图；天沟截面选用，坡度为1，。布置详见屋面排水示意图。5044厂房立面设计立面设计是平面、剖面设计的继续，它是和平面、剖面不可分割的整体。平面、剖面设计中，重点从平面组合等方面，解决生产使用和经济之间的关系；在立面设计中，则主要从外观形象方面，反映平面、剖面功能，使形式与内容得到统一。该厂房的跨度、长度和柱距以及门窗的位置及屋盖形式等，在平面设计和剖面设计时都已经确定，在立面设计中就是要根据平面设计和剖面设计，确定门窗洞口的标高及位置，室内外高差等；选用墙体、墙面材料和构造形式表示明确，反映其处理方法，以及在已有的体型基础上利用柱子、门窗、墙面、线脚、雨篷等部件，结合建筑构图规律进行有机的组合与划分，使立面简洁大方，比例恰当，达到完整匀称，节奏自然，色调质感协调统一的效果。厂房的立面设计详见立面图。5其他建筑构造51屋顶的确定本设计中厂房屋面采用有檩体系，即在刚架斜梁上设置C型冷弯薄壁型钢檩条，再铺设06MM厚的镀锌压型彩涂板做成屋面。它施工速度快、重量轻、表面带有色彩涂层、防锈、耐腐蚀、美观。屋顶坡度考虑屋面排水需要，根据设计资料所给屋面坡度为115，若化为百分数即有屋面坡度约为67。52女儿墙的确定由于屋面排水采用内天沟外排水，需设女儿墙。女儿墙高度不得超过屋顶高度，取女儿墙标高为1120米，没有超过屋顶标高，符合要求。女儿墙位置详见剖面图。图12天沟及女儿墙构造详图53地面的确定由于厂房内有重型物品的堆放或车辆行驶，由此考虑建筑物的地面构造采用混凝土实铺地面。地面在铺设时，将开挖的土回填夯实后，在上面铺设碎石或三合土，然后用13水泥砂浆找平，然后再铺设混凝土面层。由于在该厂房中有焊接，会产生火花，为了避免出面意外，地面采用特殊的不发光地面。地面做法如下图所示。50M三C2136图13厂房地面做法54门口坡道做法在车间的大门外，应做行车坡道。一般坡度取15110之间，在该厂房中取较小值110，根据前面定出的室内外高差450MM,则可求出外坡道的水平长度为450104500。坡道的构造做法是素土夯实，20厚13水MM泥砂浆面层，50C20混凝土填层，坡道布置如下图所示图14门口坡道示意图三20M13C图15坡道做法示意55雨棚的确定该厂房设计中取雨棚高出门洞300，由前面确定出的门高42M，即得雨M棚标高为4300。雨棚尺寸确定如下厚度为300，外挑为1500，宽MM度略比门洞尺寸宽，取为5000。56屋脊的确定屋面板采用06MM厚的镀锌压型彩涂板，屋面的连接形式及构造见下图4X10拉铆钉3三5X10拉铆钉3EPS三图16屋脊连接构造57门窗表第2章结构设计1、吊车梁设计吊车梁选用焊接工字形截面的简支梁系统，每跨一台吊车，无制动结构，支撑与钢柱采用加强受压翼缘的方式提高吊车梁的整体稳定性。焊接吊车梁的钢材型号为Q235钢，焊条为E43钢，梁式吊车性能参数如下表所示基本尺寸（MM）重量（T）轮压（KN）起重量Q（T）工作级别跨度SMBWHB轨道型号（KG/M）小车重总重MAXPIN50A616569444800273430063691576543314377778QU80钢轨是起重机钢轨规格重量中型号型号轨高顶宽顶下宽底宽腰厚截面积理论重量QU80130MM80MM87MM130MM32MM8113CM26369KG/M11吊车梁上荷载计算吊车荷载的动力系数，吊车荷载分项系数，吊车荷载设计141Q值为竖向荷载设计值MAX1437580QPKN横向水平荷载设计值KN2105692564QHG12内力计算1吊车梁的最大弯矩及相应剪力两个轮子作用于吊车梁时，最大弯矩点位置为A2A1/44800/41200MM最大弯矩为22MAX375/165378CLPAMKNM最大弯矩处的相应剪力为2/21034075CWLV最大剪力应在梁端支座处MAX375485127ARKN3吊车梁在横向水平荷载作用下产生的最大弯矩HAX26937CKMMP13截面选择F215N/MM2WMM36MAX12537180459MF计算梁的经济高度为H7MM3648590765按容许挠度值取66MIN061021570102LLHFVM梁腹板H值应接近经济高度，同时应考虑强度设计要求，现取H1250MM腹板所需厚度为H012502201210MM按经验公式计算MM1209435WT按剪力确定MM3MAX071075VVTHF取MM作为腹板的厚度12WT吊车梁截面尺寸吊车梁翼缘尺寸的确定MM201364859120594LWWAHTMM0435B上翼缘尺寸取400MM20MM，下翼缘尺寸取300MM20MM，见上图所示。截面特征1毛截面特征CM240213028145608ACM06279Y3222323121516709815670914089XICM232156701567016410S339XIWCMY2净截面特征预选螺栓为2152285012076NACCM43239751091876510XICM043/276NYCM3638104825NXW上CM363795201NX下吊车梁上翼缘对Y轴的截面特性为CM284NACM2471050上CM46213YICM423673190876NCM3908452YWCM4114强度计算1压应力上翼缘66MAX3357180912042458HNYNMW上221306/15/NM下翼缘622AX37804/15/NMNMW下2剪应力N/MM2,0则MBEE739615961805/2/2113）下翼缘板全截面受拉，全部有效734T2A1T2满足要求4）有效截面模量图42有效截面如图42所示上翼缘板的扣除面积宽度为7531963373931MM；腹板的扣除面积宽度为1134610618728MM，同时在腹板的计算截面有一个的拉条，拉条连接孔的孔径为13MM（距上翼缘边缘45MM），有效净截面模12量为3422410581047/287108723190856MWENX34224MAX10980/20879632/3190761ENY34224MIN108075/820796312/3190761MWEY有效截面98403127960584MINAXYEYENXEW5、强度计算屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，按公式计算，点的强度为2222MIN22222AX1/05/16810548079/975MNWMEYNXENYX6、稳定性计算在永久荷载与风吸力组合下的檩条稳定性验算（1）先按毛截面计算的截面应力为/310795671038/82729/95103756/297236MIN426AX3266MIN223636AX拉拉压压MNWMMNWMXYYYXYX（2）受压板件的稳定系数1）腹板腹板为加劲板件，195013/829/MAXIN72750678926872K2）上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲板件的支撑边80916891058659189103/22MAXINK（3）受压板件的有效宽度1）腹板K227088B220MMC75MMT22MM6654N/CK12M17380275CB板组约束系数405731/9050/9122K413/7425/2051由于,所以取9MBC5290/BT201,4659538121因为，所以按公式713计算B,0则BMEE253876576910/2113）下翼缘板734T2A91T下翼缘板全截面受拉，全部有效。（4）有效截面模量图43有效截面如图43所示上翼缘板的扣除面积宽度为75750MM；腹板的扣除面积宽度为11259675545040MM，同时在腹板的计算截面有一个的拉条，12拉条连接孔的孔径为13MM（距上翼缘边缘45MM），有效净截面模量为2422MIN2422AX24221088075/8013362/076932/8075/1007510453/13086WWEYENYENX有效截面（5）受压构件的整体稳定系数按冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018BX2002附录A中A2计算跨中设一道侧向支撑B120535014AOB7EXM22186H42WTB2Y4I056IL25013960675834319482BX2YYX2AHFW15607230354610864086195应以值代替BXBXBX0274190156风吸力作用下使檩条下翼缘受压，按下面公式计算稳定性22661/05/71071254907MNFNWMEYXB6、挠度计算按公式计算两端简支檩条的挠度MLEILPVXKYY302/813085621037COS5384547、构造要求200X6075Y9故此檩条在平面内、外均满足要求。5、墙梁设计51截面初选墙梁采用冷弯薄壁卷边槽钢，材料采用钢，墙梁外挂彩钢夹芯板FQ345单侧挂墙板），墙梁跨度为75，墙梁间距不同，故取墙梁最大间距为，MM651墙梁跨中设置一道拉条。初选截面，如图247所示。52072C20A0EXYY7图247墙梁截面截面特性为42416403MIN3MAX440275195,0,187,81,80922268,7,5,CWCMWCKCIIMEIWIICXCAWWWTYYYYYXX52荷载计算521永久荷载墙体自重转化成线荷载2150MKNMKNQX1906510/墙梁转化成线荷载G7787/522风荷载根据建筑结构荷载规范计算风荷载（1）迎风面203043518MKNZSZK（2）背风面207ZSZK523荷载设计值竖向线荷载MKNQXK260719/竖向荷载设计值3260迎风荷载设计值KY541背风荷载设计值MNQ4501720EXY图248荷载作用简图524荷载组合墙梁的荷载组合有两种水平风压力荷载竖向永久荷载411水平风吸力荷载竖向永久荷载2即为（1），（2）1YXQ2YXQ53内力计算531竖向荷载产生的最大弯矩XQ跨中设一道拉条，故可看做侧向支撑，计算简图如图249M21图249竖向荷载作用到墙梁时的计算简图MKNLQMX54807312032164故竖向荷载产生的最大弯矩为XMAXYMKYAX532水平荷载产生的最大弯矩YQ墙梁在风荷载作用下计算简图如图250所示3Y图250水平荷载作用到墙梁时的计算简图MKNLQMY87456930812230632/MKNX74MA533支座处最大剪力如图247，在竖向荷载作用下，支座最大剪力为KNV54178035MAX如图248，在水平荷载作用下，支座最大剪力为Y62691KV315743052534双力矩计算墙梁单侧挂墙板，拉条设在距墙面墙梁宽度处，因而仅考虑为承受墙面荷载3的支撑点，而竖向荷载及水平风荷载的作用线均不通过截面弯心，需考虑XQYQ双力矩的影响。计算双力矩时，按跨中无支撑的简支梁计算。荷载作用简图如图249所示。，11400MCK0835740KL150XECMBXE962892/KNQYX1/01/查得57迎风面墙梁跨中最大双力矩222MAX380579010MKQELB背风面墙梁跨中最大双力矩背风时KNYX076941/02/22/MAX03575710KQELB由双力矩引起正应力符号压应力为正，拉应力为负。如图251所示。Y图251双力矩，引起的应力符号图MAXB/A54截面验算541有效截面计算按冷弯薄壁型钢结构技术规范第568条不考虑双力矩，按毛截面计算截面角点处正应力23YXY（A）（B）MAXMMAXYM图252引起的正应力符号图MAXAY23636MAX19108254018574NWYX23636IN278MMYX23636MAX30418254018574NYX23636IN4MWYX1）板件34的有效宽度34为部分加劲板件，压应力分布不均匀系数，507147MAXIN分别为受压板件边缘最大压应力和另一边缘的应力。INAX,由于最大压应力作用在部分加劲边，并且，所以单板受压屈曲系1507数为10452152K相邻板件的受压屈曲系数（相邻板件为腹板，为加劲板件）为CK，取，15470719MAXIN故823268CK所以5907CB计算板件相邻的板件宽度，计算板件的宽度。CB受压板件的板组约束系数为，取1304291501K1K，691032501K0741559374827TB所以34板件全截面有效。2）13板件有效宽度13为加劲板件，板件受压屈曲系数为，相邻板件的受压屈曲系数为8723K，对于腹板，05CKMCB0,21690518732CB故板组约束系数46506913053221K49068725201，故取，1102BC腹板的有效宽度，故全截面有效。94588052TB542有效截面模量腹板截面有一拉条（拉条采用钢）连接孔（孔径，距下10235QMD1翼缘边缘65），所以腹板的扣除面积宽度按11计算MM2A111YY1XX653图253有效截面示意图258701289MANX161A106224110345389253MINX，462,11050MWNX44,310285WNXY97887253891A0194027245221100315356MINY453,1106302MWNY44,227WNY543强度验算（1）正应力验算由公式计算，FWBMYX22494646130356105381081587MNFMNYX2249464624172FWBMYX224946463306105381081857MNFMNYX22494646491572FWBMYX（2）剪应力验算，MB65270MH195202308017413NFNTVVXNA223018529062FTHVYNAX544稳定性验算不考虑孔径对腹板截面削弱，均按毛截面计算。受弯构件的整体稳定系数查表计算，永久荷载与风吸力组合下使下翼缘受压，查表得跨中无侧向支撑，01B34602，MHEA1021462）（HEA5071207512568012756008436444622HLIHYTYW梁的侧向计算长度，LLB0105342605714601308253019422322YXYBXFWAH梁在弯矩作用平面外的长细比，YYIL墙梁的稳定性计算224936362/MAX3064010752105481085NFNWBMWEYXB545挠度验算竖向按两跨连续梁计算MLEILQYKXX1032321075602370444MAILXKYY6238184545AX546拉条强度验算拉条处所受的拉力为NKLQVNX129572060MAX拉条强度验算满足要求。2215149MNFNA6、基础设计61基础梁设计611基础梁设计资料基础梁简化为跨度为75的简支梁，假定基础梁高300其上布置MM砖墙,由荷载规范知砖墙自重为。M024318KN作用于基础梁上的均布荷载标准值QK926240荷载设计值K计算见图如下图254基础梁计算简图，MKNQLM325872948122MAXV1612基础梁截面设计（1）选择材料混凝土选用级，混凝土轴心抗压强度设计值,混凝土轴心30C2314MNFC抗拉强度设计值，选用级钢筋，查表得该钢筋214/TFNM5HRB,2/YFY（2）确定截面尺寸单筋矩形梁的经济配筋率约为0615，选取，假定,51MB50MBFMHY69503102850516因不大，假定布置一层钢筋，混凝土保护层厚度,纵向受拉钢筋合C25力作用点到受拉区边缘的距离,则，考虑截面最MAS35MH20435169大抵抗矩系数只有0339，初取，则截面有效高度H60。MH5630（3）配筋计算纵筋计算当混凝土的强度50,3935,01,50MAX,BSHRBC钢筋，所以又由于采用所以026432586201BHFMCS（满足）543901BS849026525SS截面抵抗矩系数；S相对受压区高度；内力臂系数。，选用，260405893125MHFMASYS146293MAS验算配筋率（满足要求）0365INBAS箍筋计算支座处截面剪力最大，即KNQLV135729481MAX验算截面尺寸截面腹板高度，属于厚腹梁。HW560506BHW混凝土强度等级为，3C22,MNFKCU，故不会发生斜压破坏。AX016142525VKBHFC混凝土强度影响系数，当时，取；C2,50FKCU01C矩形截面宽度。B验算是否需计算配置箍筋MAX0615043177VKNHFVTC无腹筋构件斜截面上的受剪承载力设计值；截面高度影响系数，当时，取，HH80H804108H配置箍筋。故不需按计算配筋，可按构造要求，15基础梁配筋图如图255所示图255基础梁配筋图62基础设计本设计中选择基础形式为基础为钢筋混凝土独立柱基础，刚架柱与基础的连接为刚接。根据建筑地基基础设计规范GB500072002中822构造要求锥形基础的边缘高度不小于200MM，阶梯形基础每阶高度宜在300500MM基础下垫层不小于70MM，垫层混凝土强度等级应为C10底板受力钢筋直径不小于10MM，间距不小于100MM,不大于200MM,钢筋保护层厚度不小于40MM基础混凝土等级不低于C20。621确定基底尺寸弯矩最大一组荷载设计组合值荷载标准组合值KNVMM192478036KNVMM9675312轴力最大一组荷载设计组合值荷载标准组合值KV74950863KV857014按轴力最大一组计算。确定持力层承载力柱基础埋置在第二层全风化角砾岩上，地基承载力特征值，基础埋深取16,根据“当基础宽度大于3M或埋置深度大于KPAFAK230M15M时，地基承载力应修正”，按下式修正KPADBFAK5230152033D按室外标高算起。（1）承载力取2305。AFKP（2）按中心荷载初步估计基础面积0A20635123096MDFFAGAK图256基础埋深示意图如图所示，计算基础及其上土的重力时的基础埋深为KGMD52146若考虑荷载偏心影响，将基底面积扩大，取（为4028MA51BLL偏心方向边长），则有。MBL691,534（3）验算基底边缘最大压力AX,KP基底处总竖向力KNGFK6379452184205760961基底处总力矩MMK80354偏心距2168767942LGFMEK（4）调整基底尺寸设，则有MBL3,05KNGFK341675230245760961偏心距819638LGFMEK基底边缘处压应力计算01546273987051963054167MIN,AX满足要求KPAKFLEAGFWMAFPKKKK基底平均压应力，满足要A52307503541KPFKPAAFPK求。，满足要求。KAFKAPKK5207021439872MIN,AX,（5）验算弯矩最不利时的基底应力基底处总竖向力KNGFK782051302457603516基底处总力矩MMK6697192偏心距5048720653BGFMEK基底边缘处压应力计算0261700546130578261MIN,AX满足要求KPAFLEAWAPKKKK基底平均压应力，满足要A52306843572KPFKPAAGFPK求。，满足要求。KAFKAPKK5230684321702MIN,AX,验算结果表明，基底应力由轴力最大的一组控制。622确定基础高度和构造尺寸基础高度由柱与基础交接处混凝土抗冲切承载力确定。假设基础高度为600,垫层厚度取100，垫层混凝土强度等级为,MM10C。基础冲切计算简图如图258所示H5004545图258基础抗冲切计算简图偏心荷载下由永久荷载控制荷载效应的基本组合时KPALELBFPKJ327054613059163510MAX,基底净反力设计值的最大值；AX,J净偏心距，0E3740961280KFME此时LMHAC5120BB70所以，冲切力为KNBHALAPFCLJL1234502137220980MAX,冲切破坏面上的抗冲切能力为LCCTHPFKNHBF34592305650643107200受冲切承载力截面高度影响系数，当基础高度时，取HPMH8HP10；623基础底板配筋（1）截面地基净反力设计值的最大值对柱边截面产生的弯矩为MAX,JPMKNALBBPMCJJCJJ2530415392437650329437248122AX,MAX,基底平均净反力设计值，。JPPALBFPKJ9601260804539124MHFMAYS按构造配置钢筋（16，）246AS（2）截面沿短边方向荷载没有偏心，故截面的弯矩按轴心荷载作用下的公式计算MKNALBPMCCJ14625260392412241600539MHFAYS按构造配置钢筋（10，）14142539AS基础详图见施工图。致谢本毕业设计课题是模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计。在本设计过程中得到了江苏科技大学建筑与土木工程学院邵建华老师的耐心细致的辅导和大力帮助，在这里我向给予我帮助的邵教师致以最诚挚的谢意，以感谢他们在我设计过程中对我犯的错误给予的指正和提出的指导性意见。使我能够按期达到毕业设计的要求，完成设计任务。同时也感谢各位同学对我的设计提出的宝贵意见和提供的帮助，使我在设计的过程中节省了大量时间，按期完成任务。在即将毕业之际，表示最真诚的感谢对关心、支持本设计和对本设计做出贡献的老师、同学致以最诚挚的感谢致谢人徐林2011年5月参考文献1、钢结构设计规范（GB500172003），北京中国计划出版社。2、建筑结构荷载规范（GB500092001），北京中国建筑工业出版社。3、建筑地基基础设计规范GB500072002，北京中国建筑工业出版社4、混凝土结构设计规范（GB500102002），北京中国建筑工业出版社。5、钢结构工程施工质量验收规范（GB502052001），北京中国计划出版社。6、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS1022002），北京中国计划出版社。7、钢结构基本原理，沈祖炎等，北京中国建筑工业出版社，20038、钢结构基础，陈绍番，顾强，北京中国建筑工业出版社，20079、房屋建筑钢结构设计，陈绍蕃，北京中国建筑工业出版社，200710、钢与混凝土组合结构计算构造手册，严正亭，北京中国建筑工业出版社，199711、轻钢结构，王燕，北京中国冶金工业出版社，199712、钢结构设计与计算，包头钢铁设计研究院，机械工业出版社，200013、轻型钢结构设计手册，轻型钢结构设计手册编辑委员会，中国建筑工业出版社200614、冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002北京中国建筑工业出版社15、建筑抗震设计规范（GB500112001）北京中国建筑工业出版社16、基础工程华南理工大学，浙江大学，湖南大学编，中国建筑工业出版社，200317、轻型门式刚架张其林主编，山东科学技术出版社，200418、钢结构设计手册第二版，中国建筑工业出版社19、轻型钢结构设计指南（实例与图集）第二版，中国建筑工业出版社20、简明钢结构设计与计算牟在根主编，人民交通出版社，200521、彩钢夹芯板建筑构造（95沪J/T201）上海晓宝建筑设计所编制；22、房屋建筑学（第一版）中国建筑工业出版社；23、建筑设计防火规范（GBJ1687版）2001版，中国计划出版社；24、钢结构（第二版）中国建筑工业出版社25、钢结构设计手册（第二版）中国建筑工业出版社；26、建筑采光设计标注（GB/T500332001）,中国建筑工业出版社；27、建筑设计资料手册（1）中国建筑工业出版社。附录1建筑图纸（1）建筑平面布置图建筑01（2）建筑南北立面图建筑02（3）建筑东西立面图、建筑剖面图建筑03（4）建筑详图建筑042结构图纸（1）吊车梁施工图结构01（2）刚架结构图、节点详图结构02（3）柱间支撑、墙梁布置图结构03（4）檩条、屋盖支撑布置图结构04基础平面布置图、基础详图结构05内部资料仅供参考内部资料仅供参考图23地块位置图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