工业厂房毕业设计1.pdf

青岛理工大学毕业设计 论文 第 1 页 第一章 建筑设计说明书 1 工程概况 威远集团为扩大生产规模拟在胶州工业园内建造一生产车间 结构形式采用 带吊车的轻钢结构单层体系工业厂房 跨度为 30 米 围护结构采用双面复合彩 钢夹芯板 建筑面积为 2 2500m 结构安全等级为 级 耐火等级为 级 采光 等级为 级 总平面图见图 1 1 采用的起重设备为中级 软钩 工作制吊车 Q 5T 两台 轨道高 170mm 吊 车技术指标见表 1 1 大车轮距示意图见图 1 2 图 1 1 总平面图 表 1 1 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 2 5t 中级 软钩 28 5m 26 8t 1 8t 8 5t 112000 20000 20000 20000 70000 20000 玩具厂 拟建 人民路 民 主 路 农田 北 青岛理工大学毕业设计 论文 第 2 页 4650 3550 图 1 2 5t 大车轮距示意图 1 1 地质状况及地理状况 1 地形平坦 自然地表标高 76 0m 2 根据勘察报告 场区土层按自上而下顺序表述如下 残积土 土层平均厚度 1 1m 可塑 标准地基承载力特征值 fak 120kPa 不宜作为天然地基持力层 全风化角砾岩 土层平均厚度 2 1m 遇水软化 地基承载力特征值 fak 260kPa 可作为天然地基持力层 强风化角砾岩 土层平均厚度 2 2m 遇水不易软化 地基承载力特征值 fak 400kPa 良好的地基持力层和下卧层 中风化角砾岩 土层厚度大 遇水不软化 地基承载力特征值 fak 1000kPa 良好的地基持力层和下卧层 3 拟建场地地下水为基岩裂隙水 勘查期间在勘探深度内各孔均未见地 下水 地基基础方案分析 宜采用天然地基 全风化角砾岩 强风化角砾岩或中 风化角砾岩为地基持力层 建议采用 1 0m 3 0m 柱下独立基础 抗震设防烈 度为 6 度 拟建场地土类型为中硬场地土 场地类别为 II 类 最大冻土深 0 5m 基础及其以上覆土的平均重度 20KN 1 2 自然条件 威远集团生产车间所处地区的自然条件资料为 气温 冬季采暖计算温度 7 夏季通风计算温度 27 风向 夏季主导风向东南风 冬季主导风向西北风 降雨量 年降雨量 mm4 767 小时最大降雨量 mm4 120 雨季施工起止时间 七月一日至八月三十一日 冬季施工起止时间 十二月十日至次年三月十日 威远集团生产车间根据有关的建筑方针和政策 认真贯彻 适用 安全 经 济 美观 的设计原则 在满足工艺要求的前提下 较好地处理了厂房的平面 立面 剖面 选择了合适的建筑材料 确定出了合理的承重结构 围护结构和构 造做法 同时满足了生产工艺及有关的技术 良好的经济效益 卫生等要求 青岛理工大学毕业设计 论文 第 3 页 2 单层厂房平面设计 2 1 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 地布置有害工段及生活用室 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 这种平面形式较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 2 2 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 在厂房中为支承屋顶和吊车必须设柱子 6 米柱距是我 国目前的基本柱距 在实际中应用较广泛 经济效果也较好 同时考虑纵横向都 能布置生产线 且工艺上需要进行技术改造 更新设备和重新布置生产线时 十 分灵活 不受柱距的限制 使厂房具有更大的通用性厂房柱距取 6 米 跨度 30 米 长度 72 米 2 3 厂房门的确定 结构耐火等级为 级 厂房生产类别为丁类 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 厂房开设三个 门 平面位置详见建筑平面图 门的宽度和高度为mm9 36 3 厂房门采用双扇 平开门 门与主要交通干道相近 能方便运输设备进出与人流疏散 2 4 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 散水的坡度为 5 宽度取为 900mm 散水的构造做法为 素土夯实 60mm 20 C混凝土填层 20mm厚 1 3 水泥砂浆 面层 散水面距地面的距离为 20mm 散水做法见下图 青岛理工大学毕业设计 论文 第 4 页 20厚1 3水泥砂浆面层 C20混凝土填层 素土夯实 10 900 图 1 3 散水做法 2 5 生产辅助用房 生产辅助用房包括办公室 男女洗手间 男女换衣间 工具室 材料库等 采用内隔墙隔开 内隔墙采用轻质隔墙 墙厚 150mm 辅助用房分隔及门窗洞 口位置详见平面图 3 单层厂房剖面设计 3 1 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 761 hhHH 式中 H 柱顶标高 m 必须符合 3M 的模数 1 H 吊车轨顶标高 m 一般由设计人员提出 6 h 吊车轨顶至小车顶面的高度 m 根据吊车资料查出 7 h 小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸 mm 此 间隙尺寸 按国家标准及根据吊车起重量可取 300mm 400mm 500mm 根据设计要求 1 H取 7 4m 查吊车资料可得 6 h 1753mm 6 h取 1700mm 7 h取 500mm 确定柱顶标高为 H 7 4 1 7 0 5 9 6 取 9 6 米 符合 3M 要求 3 2 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 150mm 确定室内地坪标高为m000 0 室外标高为m150 0 3 3 采光 通风的确定 青岛理工大学毕业设计 论文 第 5 页 该厂房设计中采用天然采光 采光设计就是根据采光等级 查规范确定窗地 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 度及避免眩光 该厂房的采光等级为 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 1 4 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 600mm 在该厂房中取 600mm 低侧窗下沿一般略高于工作面的高度 900 1200mm 在该厂房中取值为 900mm 窗的确定 厂房的总面积 2 21603072m 由采光等级查得窗地比为 1 4 根据厂 房的面积确定采光所需的窗户的总面积为 2 54042160m 生产间南北立面 双侧开带窗 则窗户总高度为m75 3722540 生活间采用平开窗 窗户设计兼顾墙梁位置 故设置高窗高度为 1 2m 距吊车梁顶面 600mm 中层窗户高度为 1 5m 距低窗 1 5m 低窗高度为 1 2m 距地面 900mm 窗 户总高度为 3 9m 满足总高 3 75 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 500mm 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 1 2m 也采用带形窗 到 两侧轴线距离为 1200mm 两侧对称布置 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 该厂房的采用自然通风 在夏季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 高侧窗封闭式 就可以满足厂房的通风要求 3 4 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型式和屋面 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有天沟 雨水斗 雨水管组成 天沟的构造形式与屋面构造有关 该屋面采用压型钢板 属于大型版 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 0 5 也不 宜大于 2 0 在该厂房的天沟垫坡取 1 0 由于采用槽型天沟 分水线设置应 不低于天沟沟壁顶面 50mm 以免积水高出分水线而导致渗漏 由 房屋建筑学 第一版 中表 19 6 查得 雨水管确定为直径 100mm 雨水管最大集水面积为 363 2 m 根据设计该厂房的屋顶面积约为 2171 2 m 则需要的雨水管数量为 青岛理工大学毕业设计 论文 第 6 页 9 53632171 取 6 根 雨水管在南北立面对称布置 雨水管及排水布置详见 屋面排水示意图 天沟截面选用mmmm 250400 坡度为 1 布置详见屋面排 水示意图 4 厂房立面设计 立面设计是平面 剖面设计的继续 它和平面 剖面是不可分割的整体 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 都在平面设计和 剖面设计上已经确定 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 详见立面图 5 其他建筑构造 5 1 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 再铺设彩钢夹芯板屋面 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 屋面坡度取为 10 5 2 女儿墙的确定 由于屋面排水采用内天沟内排水 需设女儿墙 女儿墙高度不得超过屋顶高 度 取女儿墙顶标高为 10 8 米 没有超过屋顶标高 符合要求 女儿墙位置详 见剖面图 青岛理工大学毕业设计 论文 第 7 页 铆钉 500 x10拉铆钉 300 彩钢夹芯板 x10拉铆钉 300 槽铝 密封胶 彩钢夹芯板 墙梁 图 1 4 天沟及女儿墙构造详图 5 3 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 1 3 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 50mm厚C20混凝土面层 20mm厚1 3水泥砂浆找平层 120mm厚1 3 6三合土垫层 素土夯实 图 1 5 厂房地面做法 5 4 门口坡道做法 在车间的大门外 应做行车坡道 一般坡度取 1 5 1 10 之间 在该厂房 中取较小值 1 10 则外坡道的水平长度为 1500mm 坡道的构造做法是 素土 夯实 20mm厚 1 3 水泥砂浆面层 50mmC20 混凝土填层 坡道布置下图 青岛理工大学毕业设计 论文 第 8 页 10 3600 500500 图 1 6 门口坡道示意图 素土夯实 1500 20 60 10 20mm厚1 3水泥砂浆面层 50mm厚C20混凝土填层 图 1 7 坡道做法示意 5 5 雨棚的确定 雨棚高出门洞 300mm 即标高为 4 200m 雨棚尺寸确定如下 厚度为 200mm 外挑为 1500mm 宽度略比门洞尺寸宽 取为 4000mm 5 6 屋脊的确定 屋面板采用彩色夹芯板 屋面连接形式及构造见下图 青岛理工大学毕业设计 论文 第 9 页 4x10拉铆钉 300 彩钢脊托板 檩条 5x10拉铆钉 300 EPS填实 彩钢板屋脊扣件 密封胶 图 1 8 屋脊连接构造 6 门窗表 表 1 2 门窗表 名称 编号 大小 类型 数量 窗 C1 mmmm 374001200 带形窗 低窗 1 C2 mmmm 374001500 带形窗 中窗 1 C3 mmmm 374001200 带形窗 高窗 1 C4 mmmm 115001200 带形窗 低窗 3 C5 mmmm 115001500 带形窗 中窗 3 C6 mmmm 115001200 带形窗 高窗 3 C7 mmmm 535001200 带形窗 低窗 1 C8 mmmm 535001500 带形窗 中窗 1 青岛理工大学毕业设计 论文 第 10 页 C9 mmmm 535001200 带形窗 高窗 1 C11 mmmm 15001500 平开窗 1 C12 mmmm 20001200 平开窗 低窗 2 C13 mmmm 12001200 平开窗 低窗 2 C14 mmmm 15001200 平开窗 低窗 4 C15 mmmm 20001500 平开窗 中窗 2 C16 mmmm 12001500 平开窗 中窗 2 C17 mmmm 15001500 平开窗 中窗 4 门 M1 mmmm 39003600 平开门 3 M2 mmmm 27001500 平开门 3 M3 mmmm 27001200 平开门 4 第二章 结构设计 1 吊车梁设计 1 1 设计资料 威远集团生产车间 跨度 30m 柱距 6m 总长 72 m 吊车梁钢材采用 Q235 钢 焊条为 E43 型 跨度为 6m 计算长度取 6m 无制动结构 支撑于钢柱 采用突缘式支座 威远集团生产车间的吊车技术参数如表 2 1 所示 表 2 1 吊车技术参数 台数 起重量 级别 钩制 吊车跨度 吊车总量 小车重 最大轮压 2 5t 中级 软钩 28 5m 19 2t 1 8t 8 5t 吊车轮压及轮距如图 2 1 所示 青岛理工大学毕业设计 论文 第 11 页 4650 3550 图 2 1 吊车轮压示意图 1 2 吊车荷载计算 吊车荷载动力系数05 1 吊车荷载分项系数 Q 1 40 则吊车荷载设计值为 竖向荷载设计值 Q P m a x P 1 05 1 4 83 3 122 45kN 横向荷载设计值 H Q n gQ 12 0 1 4 4 8 9 8 15 12 0 2 80kN 1 3 内力计算 1 3 1 吊车梁中最大竖向弯矩及相应剪力 1 吊车梁有三个轮压 见图 2 2 时 梁上所有吊车轮压 P的位置为 P P P P B C A a2 30003000 a5a5 a1 图 2 2 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图 mmWBa110035504650 1 mmWa3550 2 mm aa a3 408 6 11003550 6 12 5 青岛理工大学毕业设计 论文 第 12 页 自重影响系数 取 1 03 则 C 点的最大弯矩为 c M max W 1 2 5 2 Pa l a l P 1 03 100 145 122 6 408 03 45 1223 2 284 94mkN 2 吊车梁上有两个轮压 见图 2 3 时 梁上所有吊车轮压 P的位置为 P P B C A a1 30003000 P a4a4 图 2 3 三个轮压作用到吊车梁时弯矩计算简图 mmWBa110035504650 1 mm a a275 4 1 4 则 C 点的最大弯矩值为 c M max W l a l P 2 4 2 1 03 6 275 03 45 1222 2 mkN 18 312 可见由第二种情况控制 则在 max M处相应的剪力为 C V W l a l P 2 4 1 03 6 275 03 45 1222 114 51kN 1 3 2 吊车梁的最大剪力 荷载位置如图 2 4 青岛理工大学毕业设计 论文 第 13 页 135035501100 P P B A 30003000 P 图 2 4 两个轮压作用到吊车梁时剪力计算简图 A R 1 03 122 45 kN5 257 1 6 9 4 6 35 1 kNV5 257 max 1 3 3 水平方向最大弯矩 c H M P H M max 03 1 18 312 45 122 80 2 6 93 mkN 1 4 截面选择 1 4 1 梁高初选 容许最小高度由刚度条件决定 按容许挠度值 600 l v 要求的最小高度为 min hmmmm v l lf4 4641060060002156 010 6 0 66 由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩 36 6 max 1074 1 215 1018 3122 12 1 mm f M W 梁的经济高度为 mmWh93 5413001074 173007 363 取mmh600 1 4 2 确定腹板厚度 按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为 mm fh V t vw w 12 4 125600 105 2572 1 3 由经验公式确定的腹板厚度 mm h t w w 23 2 11 600 11 青岛理工大学毕业设计 论文 第 14 页 取mmtw10 1 4 3 确定翼缘尺寸 初选截面时可取 w hh 由公式 6 ww w x th h w bt 确定翼缘板的面积为 2 6 3800 6 60010 600 1074 1 2 6 2mm ht h W A ww w 通 常 可 按tb25 选 择 翼 缘 厚 度 所 以 可 确 定 受 压 翼 缘 的 厚 度 满 足 25 22 2 3800 mmt 解得mmt71 8 可取mmt12 由于吊车梁承受动力荷载 不考虑其塑性发展 受压翼缘的自由外伸长度与其厚 度之比应满足15 235 15 1 y f t b 所以mmb1801215 1 所以mmtbb w 3701018022 1 取mmb350 同时也满足轨道连接mmb320 无制动结构 的要求 取下翼缘宽mm250 厚度为 12mm 初选截面如图 2 5 所示 576 350 125125 d 23 5d 23 5 1212 600 125125 图 2 5 吊车梁截面 1 5 截面特性 青岛理工大学毕业设计 论文 第 15 页 1 5 1 毛截面特性 2 11760122501235010576mmA mmy6 360 11760 3001057661225059412350 0 4823 232 3 10865 7 2 600 85 343 1057657610 12 1 66 360 1225012250 12 1 66 360600 12350 12 12350 mm Ix 上翼缘对中和轴的毛截面面积矩 362 10239 1 2 10 6 36012600 6 3606600 12350mmS 上翼缘最外纤维截面模量 36 8 10285 3 6 360600 10865 7 mmWX 上翼缘对 y 轴的截面特性 473 10287 435012 12 1 mmIy 352 1045 235012 6 1 mmWy 1 5 2 净截面特性 2 12396105761225012 5 232350 mmAn mmyn1 315 12396 3001057661225059412 5 232350 0 49 232 323 1073 0 2 600 1 315 1057657610 12 1 61 315 12250 12250 12 1 61 315600 12 5 232350 12 5 232350 12 1 mm Inx 36 9 1056 2 1 315600 1073 0 mmWnx 上 36 9 1032 2 1 315 1073 0 mmWnx 下 上翼缘对y轴的截面特性 2 363612 5 232350 mmAn 4723 1041 3125125 23235012 12 1 mmIny 35 7 1095 1 350 1097 32 mmWny 青岛理工大学毕业设计 论文 第 16 页 1 6 吊车梁截面承载力验算 1 6 1 强度验算 1 正应力 上翼缘正应力 22 5 6 6 6 max 21548 157 1095 1 1093 6 1056 2 1018 312 mmNfmmN W M W M ny H nx 上 下翼缘正应力 22 6 6 max 21556 134 1032 2 1018 312 mmNfmmN W M nx 下 2 剪应力 计算支座处剪应力 22 3 max 12565 53 10576 105 2572 12 1 mmNfmmN th V v ww 3 局部压应力 采用120QU钢轨 轨高mm170 mmhhal Ryz 45017021255025 集中荷载增大系数0 1 计算的腹板局部压应力为 22 3 21521 27 45010 1045 1220 1 mmNfmmN lt P zw c 4 折算应力 腹板与受压翼缘交点处需要计算折算应力 为计算方便偏安全的取最大正应 力和最大剪应力验算 2 48 157mmN 2 65 53mmN 则折算应力为 2 1 2 222222 5 2362151 189 172 65 53321 2748 15721 2748 1573 mmNfmmN cceq f 当 与 c 同号时 f 取 1 1 1 6 2 梁的整体稳定性验算 1317 350 60001 b l 应计算梁的整体稳定性 因集中荷载作用在跨中 跨 中无侧向支承 附近的上翼缘 青岛理工大学毕业设计 论文 第 17 页 0 2357 0 576350 126000 1 1 1 hb tl 794 0357 018 073 018 073 0 1 b 473 2 473 1 105625 125012 12 1 102875 435012 12 1 mmI mmI 1 85 53 70 6000 53 70 11760 10 5625 12875 4 373 0 1733 02 8 0 12 8 0 733 0 1 7 21 21 1 y y y bb b i l mm A II i II I 梁的整体稳定性系数 6 045 1 373 0 6004 4 101 85 1 10285 3 60011760 1 85 4320 794 0 4 4 1 4320 2 62 2 2 b wy xy bb h t W hA 875 0 45 1 282 0 07 1 282 0 07 1 b b 计算整体稳定性 22 5 6 6 6 max 21589 136 1045 2 1093 6 10285 3875 0 1018 312 mmkNmmkN W M W M y H xb 满足要求 1 6 3 腹板局部稳定验算 80 235 806 57 10 576 0 yw ft h 因有局部压应力 则应按构造配置横向加劲肋 在腹板的两侧对称布置 加劲肋的间距应满足 00 25 0hah 青岛理工大学毕业设计 论文 第 18 页 mmhmmh115257622 2885765 05 0 00 所以mmamm1152288 取加劲肋间距为mma1000 加劲肋截面尺寸按下列经验公式确定 外伸宽度 mm h bs2 5940 30 576 40 30 0 取mmbs90 厚度 mm b t s s 95 3 15 2 59 15 取为 6mm 为了减少焊接应力 避免焊缝的过分集中 横向加劲肋的端部应切去宽约 3 s b 但 不大于40mm 高约 2 s b 但不大于60mm 的斜角 在该设计中切角取宽30mm 高 45mm 加劲肋计算简图如图 2 6 所示 1212 600 30 45 90 80496 9595 175175 125125 图 2 6 加劲肋计算简图 1 6 4 翼缘局部稳定验算 受压翼缘自由外伸长度 1 b与其厚度t之比为 青岛理工大学毕业设计 论文 第 19 页 15 235 152 14 12 2 10350 1 y f t b 局部稳定满足要求 1 6 5 疲劳验算 该吊车为中级工作制吊车 因此只需要采取以下措施来满足疲劳强度 的要求 1 上翼缘与腹板采用焊透的 T 形对接焊缝 质量等级为一级 2 加劲肋下端一般在距吊车梁下翼缘 受拉翼缘 50 100mmmm 处断开 不与受拉翼缘焊接 以改善梁的抗疲劳性能 本设计中取 80mm 吊车梁横向加劲肋的上端应与上翼缘刨平 顶紧并焊接 1 6 6 挠度计算 等截面简支吊车梁计算挠度时按标准值计算 由荷载计算出的设计值换算成标准 值并乘以动力系数 则计算吊车梁的挠度为 竖向最大挠度 1000 12714 105 110865 71020610 60001018 312 10 83 262 ll EI lM l v x xx 满足 横向水平荷载作用产生的挠度 1000 31224 105 110287 41020610 60001093 6 10 73 26 2 ll EI lM l v y yy 满足 1 7 连接计算 1 上翼缘板与腹板连接焊缝采用焊透的 T 形对接焊缝连接 因其与母材强度相 同 强度可不验算 2 下翼缘与腹板连接焊缝 2 160mmNf W f 下翼缘截面对中和轴的面积距 36 1 100638 1 66 360 12250mmS mm If SV h x w t f 55 1 10865 71607 02 100638 1105 257 7 02 8 63 1max 下翼缘实际采用mmhf6 3 上翼缘与柱的连接螺栓计算 采用 8 8 级高强度摩擦型螺栓 并采取喷砂处理摩擦面 抗滑移系数取 青岛理工大学毕业设计 论文 第 20 页 45 0 考虑到一个吊车轮作用于此处 按一个吊车轮的横向水平力作用计算 kNH80 2 按柱宽及螺栓排列要求采用162M螺栓 每螺栓承载力设计值 kNP80 kNPnN f b v 4 328045 019 09 0 满足要求 4 支座加劲肋与腹板的连接焊缝 设mmhf6 mm fln R h w fw f 02 1 160 62576 47 0 105 257 7 0 3 max 采用 mmhf6 1 8 支座加劲肋计算 取突缘支座加劲板的宽度为mm180 厚度为mm10 伸出翼缘下面 18mm小于 2t 20mm 计算简图如图 2 7 180 150 10 图 2 7 支座加劲肋计算简图 承压面积 2 180010180mmAce 计算支座加劲肋的端面承载力 22 3 3251 143 1800 105 257 mmNfmmN A R ce ce ce 对于突缘支座 青岛理工大学毕业设计 论文 第 21 页 99 14 43 38 576 43 38 3300 108725 4 108725 410150 12 1 18010 12 1 33001015010180 6 4633 2 Z w Z Z Z Z i h A I i mmI mmA 由轴心受压截面分类确定为 b 类 查表得983 0 NR 3 105 257 则计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性为 22 3 21537 79 3300983 0 105 257 mmNfmmN A R 均满足要求 吊车梁施工图见附录图纸 2 檩条设计 2 1 截面初选 檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢 材料采用FQ 235钢 檩条跨度为 6m 水平 檩距 1 5m 屋面坡度 10 71 5 檩条跨中设置一道拉条 初选截面 5 22070200 C 如图 2 8 所示 青岛理工大学毕业设计 论文 第 22 页 y y xx0 y y 0 0 0 x A 7 0 2 0 2 5 2 0 0 图 2 8 檩条截面 截面特性为 64 0 4 1 3 min 3 max 4 34 0 2 18 4376 1871 0 89 4 09 92 25 11 18 28 50 2 27 56 82 53 74 7 21 538 000 2 98 8 cmIcmIcme cmIcmWcmWcmicmI cmWicmIcmxcmA wt yyyyy xxx 2 2 荷载计算 1 2 1永久荷载 可变荷载 4 1 彩钢夹芯板自重 11 5 2 mkN 即为 0 115 2 mkN 檩条及支撑自重 0 1 2 mkN 永久荷载为 2 215 01 0115 0mKN 可变荷载取活荷载和雪荷载中较大值为 0 5 2 mkN 荷载标准值 mkNqk0725 15 1 50 0215 0 荷载设计值 mkNq437 15 1 50 04 1215 02 1 1 mkNqqx143 071 5sin 1 mkNqqy43 171 5cos 1 弯距设计值 mkN lq M y x 435 6 8 6 43 1 8 2 2 mKN lq M x y 161 0 32 6 143 0 32 2 2 青岛理工大学毕业设计 论文 第 23 页 2 风吸力荷载永久荷载 4 10 1 根据 建筑结构荷载规范 檩条上的风荷载计算 风载体型系数 s 为 6 0 s 风载高度变化系数 z 1 046 风载为 mkN zsk 38 060 0046 1 6 0 0 1 0 荷载标准值 mkNqk25 05 1 38 0215 0 荷载设计值 mkNq411 05 1 38 04 1215 02 1 1 荷载设计值 mkNqx04 071 5sin41 0 408 071 5cos41 0 0 y qmkN 弯距设计值 mkN lq M y x 836 1 8 6 408 0 8 2 2 mKN lq M x y 045 0 32 6 04 0 32 2 2 2 3 内力计算 檩条截面上的荷载 x x q y y 5 71 qx y q 图 2 9 檩条截面主轴及荷载 由荷载计算知第一种组合起控制作用 弯矩设计值为 1 x q产生的内力 拉条处负弯矩 mkNlqM x 161 06143 0 32 1 32 1 22 1 拉条与支座间正弯矩 mkNlqM x 08 06143 0 64 1 64 1 22 2 青岛理工大学毕业设计 论文 第 24 页 2 y q产生的内力 跨中截面 mkNlqM y 435 6643 1 8 1 8 1 22 3 qy 3 M M1 x q 2 M 2 M 图 2 10 檩条弯矩计算简图 所以mkNMMy 161 0 1max mkNMMx 435 6 3max 2 4 有效截面计算 2 4 1 毛截面计算截面 1 2 3 4 点的正应力 1 2 34 43 2 1 m a xx M m a xy M 图 2 11 跨中最大弯矩引起的截面应力符号 拉为负 压为正 由图可知 截面应力为 2 3 6 3 6 max 1 58 12571 557 119 1018 28 10161 0 1082 53 10435 6 mmN W M W M y y x x 2 3 6 3 6 min 2 26 10531 1457 119 1025 11 10161 0 1082 53 10435 6 mmN W M W M y y x x 青岛理工大学毕业设计 论文 第 25 页 2 3 6 3 6 max 3 86 11371 557 119 1018 28 10161 0 1082 53 10435 6 mmN W M W M y y x x 2 3 6 3 6 min 4 88 13331 1457 119 1025 11 10161 0 1082 53 10435 6 mmN W M W M y y x x 1 受压板件的稳定系数 上翼缘板 上翼缘为部分加劲板件 压应力分布不均匀系数838 0 58 125 26 105 max min minmax 分别为受压板件边缘最大压应力和另一边缘的应力 由于最大压应力作用在支承边 并且1838 0 所以上翼缘受压稳定系数 为 868 068 659 1189 5 2 k 腹板 腹板 为加劲板件 k为 907 0 58 125 86 113 max min 故55 2178 929 68 7 2 k 2 受压板件的有效宽度 上翼缘板 868 0 k 55 21 c k mmb70 mmc200 mmt5 2 21 58 125 mm N 573 0 55 21 868 0 70 200 c k k b c c 计算板件相邻的板件宽度 b 计算板件的宽度 受压板件的板组约束系数为4 2321 1 573 0 11 1 k 取 1 k 1 321 368 1 58 125 321 1868 0205205 1 1 kk 0243 1838 015 015 115 015 1 25 53368 10243 1383828 5 2 70 22 25368 10243 11818 t b 所以板件的有效宽度为 青岛理工大学毕业设计 论文 第 26 页 t b t b t b ce 1 0 8 21 4 26 5 2 70 1 0 28 368 10243 18 21 所以上翼缘的宽厚比 28 大于有效宽厚比 26 4 c b 板件受压区宽度 0840 0 取bbc mmtbe665 24 264 26 mmbb ee 4 26664 04 0 1 mmbb ee 6 39666 06 0 2 腹板 腹板为加劲板件 板件受压稳定系数为55 21 k 相邻板件的受压稳定系数为 868 0 c k 对于腹板 mmcmmb70 200 1 1744 1 868 0 55 21 200 70 c k k b c 故板组约束系数 434 0 05 0744 1 93 0 11 0 05 0 93 0 11 0 22 1 k 91 3 58 125 434 055 21205205 1 1 kk 0907 0 故取15 1 mm b bc9 104 907 0 1 200 1 腹板的有效宽度 8191 315 1181880 5 2 200 t b 故 t b t b ce 腹板全截面有效 下翼缘受拉 故全截面有效 3 有效截面特性 上翼缘板的扣除面积宽度为 mm46670 同时在腹板有一10 拉条 拉条采 用235Q钢 连接孔 孔直径mmd11 距上翼缘边缘 65mm 所以腹板的扣 青岛理工大学毕业设计 论文 第 27 页 除面积宽度按 11mm计算 如图 2 12 所示 65 22 4 4 39 6 11 图 2 12 檩条有效截面示意图 有效净截面模量为 34 224 10251 5 100 65100 5 211 2 5 2 100 5 241021 538 mmWenx 34 22 4 10764 2 0 20 2 5 2 0 205 2110 204 22 2 4 5 241027 56 max mm Weny 34 22 4 10106 1 0 2070 2 5 2 0 205 2110 204 22 2 4 5 241027 56 min mm Weny 2 5 强度计算 计算 1 2 点的强度为 22 4 6 4 6 1 20537 12882 555 122 10764 2 10161 0 10251 5 10435 6 max mmNfmmN W M W M eny y enx x 22 4 6 4 6 2 20599 10756 1455 122 10106 1 10161 0 10251 5 10435 6 min mmNfmmN W M W M eny y enx x 青岛理工大学毕业设计 论文 第 28 页 满足要求 2 6 稳定性计算 屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转 在风吸力作用下计算檩条的稳定性 在永 久荷载和风吸力作用下使下翼缘受压 下翼缘按有侧向支撑计算 计算受弯构件 的整体稳定系数 由于均布风荷载方向离开弯心 故 a e取正值 因跨中无道拉条 故0 1 b 13 1 1 46 0 2 mm b xeea9 63 2 70 0 209 48 2 00 29 0 200 9 6346 022 2 h ea 120253000 y 245 1467 0778 0 200 60000 1 1027 56 101871 0156 0 1027 56200 1018 43764156 04 2 4 4 42 6 2 0 2 h l I I Ih I y t y w 0 l 梁的侧向计算长度 ll b 0 7 071 2 245 1245 129 0 13 1 1082 53120 2001098 84320 235 4320 2 32 2 2 1 2 yxy bx fW Ah 99 0 71 2 274 0 091 1 274 0 091 1 bx bx 檩条的稳定性计算 22 3 6 3 6 20546 38446 34 1025 11 10045 0 1082 5399 0 10836 1 mmNfmmN W M W M ey y exbx x yx MM 第二种组合作用下的产生的弯矩 mkN lq M y x 836 1 8 6 408 0 8 2 2 mKN lq M x y 045 0 32 6 04 0 32 2 2 eyex WW 由于第二种组合弯矩值比第一种组合弯矩值小 所以近似认为 全截面有效 截面模量取毛截面模量 保证檩条上翼缘稳定性的构造措施 青岛理工大学毕业设计 论文 第 29 页 檩条与屋面围护材料有可靠连接 借助屋面材料提供侧向支撑作用 在檩条截面中心线以上处设置檩间拉条 檩条端部支承处的连接构造 应能阻止截面的扭转 如每边连接螺栓不少 于 2 个 及檩托高度不小于檩条高度的 4 3 2 7 挠度计算 mm l vmm EI lq v x k x 30 200 24 16 1021 5381006 2 600071 5cos0725 1 384 5cos 384 5 45 44 满足要求 2 8 长细比验算 2005 77 4 77 6000 x x x i l 200120 0 25 3000 y y y i l 满足要求 2 9 拉条强度验算 拉条直径10 拉条处所受的拉力为 NlqVN x 25 5366143 0625 0625 0 max 拉条强度验算 22 2 21581 47 4 10 25 5367 mmNfmmN A nN 满足要求 3 墙梁设计 3 1 截面初选 墙梁采用冷弯薄壁卷边槽钢 材料采用FQ 345钢 墙梁外挂彩钢夹芯板 单侧挂墙板 墙梁跨度为 6m 墙梁间距不同 故取墙梁最大间距为m5 1 墙 梁跨中设置一道拉条 青岛理工大学毕业设计 论文 第 30 页 初选截面5 22070200 C 如图 2 13 所示 y y xx0 y y 0 0 0 x A 70 20 2 5 200 图 2 13 墙梁截面 截面特性为 4 2 4 1 164 0 4 1 3 min 3 max 4 34 0 2 75 129 14 155 0041 0 18 4376 1871 0 89 4 09 92 25 11 18 28 50 2 27 56 82 53 74 7 21 538 000 2 98 8 cmW cmWcmkcmIcmIcme cmIcmWcmWcmicmI cmWicmIcmxcmA w wwt yyyyy xxx 3 2 荷载计算 3 2 1 永久荷载 墙体自重 2 115 0mkN转化成线荷载 mkNqx1725 05 1115 0 墙梁 mkg05 7 转化成线荷载 mkNqx07 08 905 7 3 2 2 风荷载 根据 建筑结构荷载规范 计算风荷载 1 迎风面 2 0 48 060 00 18 00 1mkN zszk 2 背风面 2 0 30 060 00 1 5 0 0 1mkN zszk 3 2 3 荷载设计值 青岛理工大学毕业设计 论文 第 31 页 竖向线荷载 mkNqqq xxk 2425 007 01725 0 竖向荷载设计值 mkNqx291 02425 02 1 迎风荷载设计值 mkNqy008 15 148 04 1 1 背风荷载设计值 mkNqy63 05 1 30 0 4 1 2 qx x q y1 q xe e0 y2 q 图 2 14 荷载作用简图 3 2 4 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 4 12 1 水平风吸力荷载竖向永久荷载 4 12 1 即为 1 1yx qq 2 2yx qq 3 3 内力计算 3 3 1 竖向荷载 x q产生的最大弯矩 跨中设一道拉条 故可看做侧向支撑 计算简图如图 2 15 青岛理工大学毕业设计 论文 第 32 页 M1 x q 2 M 2 M 图 2 15 竖向荷载作用到墙梁时的计算简图 mkNlqM x 327 06291 0 32 1 32 1 22 1 mkNlqM x 164 06291 0 64 1 64 1 22 2 故竖向荷载 x q产生的最大弯矩 maxy M为 mkNM y 327 0 max 3 3 2 水平荷载 y q产生的最大弯矩 墙梁在风荷载作用下计算简图如图 2 16 所示 qy 3 M 图 2 16 水平荷载作用到墙梁时的计算简图 mkNlqM y 536 46008 1 8 1 8 1 22 13 mkNlqM y 835 26 63 0 8 1 8 1 22 2 3 mkNMx 536 4 max 3 3 3 支座处最大剪力 如图 2 15 在竖向荷载作用下 支座最大剪力为 kNV091 16291 0625 0 max 如图 2 16 在水平荷载作用下 支座最大剪力为 迎风 kNVy024 36008 15 0 1 背风 kNVy89 16 63 0 5 0 2 3 3 4 双力矩计算 墙梁单侧挂墙板 拉条设在距墙面 3 1 墙梁宽度处 因而仅考虑为承受墙面荷 载的支撑点 而竖向荷载 x q及水平风荷载 y q的作用线均不通过截面弯心 需考 青岛理工大学毕业设计 论文 第 33 页 虑双力矩的影响 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 2 14 所示 11 41 00041 0 mcmk 46 2641 0 kl 15 01 005 0 x e cm b xee39 6 2 0 7 00 289 4 2 00 0 kNeqeqqe yxx 09 00639 0008 115 01725 0 01 查得5 7 迎风面墙梁跨中最大双力矩 222 max 243 0609 05 701 001 0mkNqelB 背风面墙梁跨中最大双力矩 背风时kNeqeqqe yxx 0144 00639 063 015 01725 0 02 222 max 039 060144 05 701 001 0mkNqelB 由双力矩引起正应力符号压应力为正 拉应力为负 如图 2 17 所示 4 3 2 1 图 2 17 双力矩 max B max B引起的应力符号图 3 4 截