轻钢结构厂房项目设计任务书

1 轻钢结构厂房项目设计任务书 第一章 工程概况 计资料 1、总建筑面积 2520 2、建筑层数：轻钢结构厂房，一层（厂房横向跨度 30m,纵向跨长 84m）； 3、建筑高度：厂房檐口高 9m； 4、墙体： 体外观注意协调； 5、屋面：屋面采用压型钢板 +保温棉； 6、其他：室内外高差为 150 7、结构形式：厂房为门式刚架结构，基础采用钢筋混凝土独立基础； 8、抗震设计：建筑物重要性类别为丙类，抗震设防烈度为 7 度，建筑场地类别为类； 9、建筑物使用年限类别：三级，建筑耐久年限 50年； 10、主钢架钢材采用 条、墙梁等采用 11、纵向柱距 6m，抗风柱柱距 12、屋面坡度 1： 10； 13、地形条件：场地地势平坦开阔。 计依据 1、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（ 2002） 2、钢结构工程施工质量验收规范（ 3、钢结构设计规范（ 4、建筑结构制图规范 (5、建筑结构可靠度统一标准 (6、建筑结构设计手册 (冶金工业出版社 2002 版 ) 单跨双坡轻型钢结构厂房设计 2 7、建筑结构荷载规范 (8、建筑抗震设计规范 (设方案 架柱与抗风柱 厂房纵向长度 84m,设纵向柱距 6m，共设 15 榀框架，第 1轴线钢架与第 15轴线钢架设置抗风柱。厂房横向跨度 30m，边跨设横向抗风柱柱距 设3根抗风柱，柱底铰接。 面、墙面布置 屋面采用压型钢板加保温棉，采用 C 型冷弯薄壁性檩条，檩条隅撑隔跨布置，屋脊、屋檐处设置斜拉条，在第 1 轴线钢架与第 2 轴线钢架、第 8 轴线钢架与第 9 轴线钢架、第 14 轴线钢架与第 15 轴线钢架处设置水平支撑和竖向支撑，水平支撑与竖向支撑在同一空间内，从而提高屋面结构的整体空间性能。 形缝 由于该厂房纵向长度 84m，所以不需设置伸缩缝；土壤地址条件良好，不需设置沉降缝；根据地震设防烈度为 7度，不需设置防震缝。 内外高差的确定 厂房建筑室内外高差，考虑运输工具进出厂房的便利及防止雨水侵入室内，选取了 150 第二章 荷载 1、 永久荷载标准值（按水平投影面）：屋面恒载 2、可变荷载标准值：屋面活荷载 刚架的受荷面积大于 60，可按 3 3、雪载：基本雪压为 =雪荷载 =荷载与雪荷载中取较大值 4、风荷载标准值：基本风压值 面粗糙度系数按 荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范的规定， =荷载体型系数按门式钢架轻型房屋钢结构技术规程附录 第三章 檩条设计 条选型 斜卷边 用 面坡度为 1:10，檩条跨度为 6m，间距为 间设置拉条一道，拉条作用约束檩条上翼缘，檩条仅支承压型钢板屋面 (承受活荷载或雪荷载 ),挠度限值为 1/150，屋面板能阻止檩条侧向失稳，构造能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性 ， 檩条建筑类型为封闭式建筑。 条荷载 基本风压 : 荷载高度变化系数 : 荷载体型系数 : 荷载标准值： 屋面自重标准值 (kN/ 荷载标准值 (kN/ 荷载标准值 (kN/ 灰荷载标准值 (kN/ 0 检修荷载标准值 ( : 面特性 b =60 h =160 c =20 t = = 跨双坡轻型钢结构厂房设计 4 = 材钢号： 屈服强度 345 强度设计值 f= 300 考虑冷弯效应强度 f= 面验算 力计算： 由 单跨简支梁计算， l =6m，由虑拉条作为侧向支撑点，按多跨连续梁计算1l=3m。弯矩如图所示： 荷载设计值： q = kN/m q kN/m q kN/m 5 起控制作用的内力在檩条跨中： 8 18 36=m M=18 1l=18 9=m 面强度验算 1= f= 300 2= f= 300 强度满足要求。 体稳定性验算 效截面模量 在永久荷载与风吸力作用下，截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则： 墙面能阻止檩条侧向失稳和扭转，在风吸力作用下，按公式验算在风荷载与墙面永久荷载组合作用下檩条的稳定性。 弯构件的整体稳定系数 查表得 风吸力作用下，根据公式计算的稳定性为： 稳定性满足要求。 单跨双坡轻型钢结构厂房设计 6 荷载作用下的挠度计算 风荷载标准值 ，按公式验算其挠度。 跨内最大挠度为： 满足要求。 第四章 屋面支撑系统设计 1、屋面檩条布置：檩条间距 2、屋面支撑：屋面水平支撑为柔性杆件，采用 16紧的圆钢，交叉支撑只考虑拉杆，认为压杆退出工作，但适当考虑全部支撑共同传力时的传力滞后效应，以策安全。边列柱设柱间支撑，因此认为 A、 E 轴处屋盖横向支撑的支座。 第五章 柱间支撑 柱间支撑如图所示。单跨门式钢架仅在 5的双 角钢，背间距 10第六章 墙梁 梁资料： 设墙梁跨度 6m，墙梁间距 中设置一根拉条，约束墙梁外翼缘，拉条及墙梁都采用 ，墙面采用压型钢板加保温棉，选用斜卷边 Z 形的冷弯薄壁型钢。压型钢板能阻止墙梁侧向失稳，构造能保证风吸力作用墙梁内翼缘受压稳定性。 7 梁荷载 : 墙板加保温棉 梁自重 本风压 荷载高度变化系数 风风荷载体型系数 风风荷载体型系数 风风荷载标准值 风风荷载标准值 梁所受荷载设计值 : 竖向 水平 墙梁所受荷载标准值： 竖向 水平 荷载组合考虑两种情况： 1） 2) 面材料及特性： b=50h=140c=20t=跨双坡轻型钢结构厂房设计 8 梁截面验算： 力计算 （ 1）竖向荷载产生的弯矩，由于墙梁在跨中设置拉条一道，可视为墙梁支撑点弯矩如图： （ 2）水平荷载产生的弯矩，墙梁承担水平荷载作用下按照单跨简支梁计算： 迎风 （ 3）剪力在竖向荷载作用下，两跨连续梁的最大剪力为： 水平方向的剪力按照单跨简支梁计算： 迎风 背风 9 （ 4）双弯扭力矩，墙梁选用 迎风时跨中最大双弯扭力矩： 背风时跨中最大双弯扭力矩： 面强度验算 （ 1）各板件端部应力值 迎风： 背风： （ 2）各板件的有效截面 承担竖向荷载和迎风荷载时 ，全截面有效。同理可知，其他板件全截面有效。 由于各组成板件全截面有效，故墙梁有效截面特性即为面截面特性。 单跨双坡轻型钢结构厂房设计 10 （ 3）构件强度验算 正应力 满足 剪应力 竖向剪应力： 水平剪应力： 故墙梁的弯曲正应力和剪应力均满足强度要求。 第七章 主刚 架设计 钢架是门式钢架轻钢厂房的主要承重结构，它承受由次结构（檩条、抗风柱、墙梁）传递过来的荷载，并将这些荷载传递到基础。本设计共有 15榀钢架，采用中间榀（无抗风柱）钢架作为设计实例。 中间榀是双坡单跨门式钢架，横向跨度为 30m，屋面檐口标高为 面坡度设置为 高度为 H = 9000 + 30000 =10500 据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（ 2002）规定，对于该厂房梁和柱的尺寸选取如下： 柱 梁 表 梁柱截面尺寸及特性表 截面名称 等截面梁 等截面柱 截面特性 截面特性 11 图 中间榀计算模型 况荷载 钢架恒载： 架活载： 0.3 kN/本风压值： 0.4 kN/纵向钢架柱距为 6m，钢架恒载为 q = 6 = N/m 活载为 p = 6 = N/m 基本风压为 N/ ，地面粗糙度为 B 类取值，风荷载高度变化系数按现行国家标准值建筑结构荷载规范（ 规定取值，风荷载体型系数按照门式钢架轻型房屋钢结构技术规程（ 002）取值。 钢架荷载布置如下图所示： 图 恒载简图 单跨双坡轻型钢结构厂房设计 12 图 活载简图 图 左风简图 图 右风简图 13 图 吊车简图 力计算结果 根据 单跨双坡轻型钢结构厂房设计 14 15 件截面验算： 件截面几何参数 等截面梁 250 8 10 截面特性： A= = = = = =m， =m。 等截面柱 250 8 10 截面特性： A= = = = = =m， =m。 单跨双坡轻型钢结构厂房设计 16 等截面梁内力标准组合值（钢梁 1） 组合号 M N V M N V 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 7 28 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 跨双坡轻型钢结构厂房设计 18 57 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 9 86 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 00 构件宽厚比验算 等截面梁 250 8 10 翼缘部分 = =15 =板部分 = =110250 =250 =截面柱 250 8 10 翼缘部分 = =15 =板部分 = =250 = 刚架等截面梁验算 （ 1）抗剪验算 单跨双坡轻型钢结构厂房设计 20 等截面梁段 250 8 10的抗剪验算 梁截面最大剪力设计值为 V=腹板平均切应力 腹板可不设横向加劲肋，此时，则 =)180=由于 V，故抗剪强度满足要求。 （ 2）弯剪压共同作用下的验算 等截面梁段 250 8 10。内力设计值为 M=327， V=N=75 因为 V，故按 ，所以，全截面有效。 所以，满足要求。 （ 3）等截面梁平面外的整体稳定性验算。 以等截面梁段 250 8 10为例。考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接，檩条可作为梁平面外的支承点，梁下翼缘受压时，加隅撑作为平面外支撑点，梁平面外计算长度取 3000，根据门式钢架轻型房屋钢结构技术规程，梁不需计算整体稳定性的侧向支撑点间最大长度，可取梁受压翼缘宽21 度的倍，即，故不需计算梁平面外整体稳定性。 架等截面柱的验算 等截面柱内力标准组合值（类柱） 柱 下 端 柱 上 端 组合号 M N V M N V 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 跨双坡轻型钢结构厂房设计 22 24 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 53 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 跨双坡轻型钢结构厂房设计 24 82 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 5 111 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 跨双坡轻型钢结构厂房设计 26 140 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61