六安先锋钢构公司轻钢结构厂房设计-计算书【可提供完整设计图纸】

六安先锋钢构公司轻钢结构厂房设计摘要本设计是单层双跨轻钢结构工业厂房，采用门式刚架结构每跨18米，每跨中都设有一台10吨、A3级桥式吊车。设计主要依据钢结构设计规范（GB500172003）和门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS1022002）等国家规范。确定刚架平面布置后，先进行各种的荷载标准值计算，利用PKPM软件估算选梁、柱截面进行内力分析及组合，忽略地震荷载等因素的影响。在此基础上确定梁、柱的截面，并且利用位移法求出在荷载组合作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力），验算了其平面内外的稳定性。梁柱均采用Q235钢，88级和109级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43型焊条。在计算内力组合中，只选用了一种最不利的组合，最安全的结果计算。此外还进行了地基基础的计算，由于厂房处的地质条件较好，故采用了安全的柱下独立基础的设计方案。完成了梁、柱和房屋墙面檩条等构件的内力和截面的计算，及绘制了建筑和结构施工图纸。关键词轻型钢结构、门式刚架、桥式吊车、内力分析、位移法、独立基础DESIGNTOLIGHTSTEELSTRUCTURALBUILDINGOFLUANABSTRACTTHEDESIGNTOTHEINDUSTRIALFACTORYBUILDINGOFSTEELCONSTRUCTIONADOPTSPORTALFRAMESTRUCTUREEACHSPANIS18MANDCONSISTSOF10TONS,BRIDGETYPECRANEOFA3GRADETHEDESIGNISMAINLYACCORDINGTOTHECRITERIONOF“CODERORDESIGNOFSTEELSTRUCTURES”（GB500172003）AND“TECHNICALSPECIFICATIONFORSTEELSTRUCTUREOFLIGHTWEIGHTBUILDINGSWITHGABLEFRAMES”（CECS1022002）ETCAFTERDECIDEDTHEPLANEARRANGEMENTOFFRAME,REPRESENTATIVEVALUEOFLOADISFIRSTCACULATEDTHEINTERNALFORCEISANALYZEDANDCOMBINEDINPKPMSOASTOCHOOSETHESECTIONOFBEAMANDCOLUMNANDNEGLECTESTHEFACTORTHATEARTHQUAKEISONTHEINFLUENCEOFLOADINGETCBASEDONTHESEANALYSIS,THESECTIONOFBEAMANDCOLUMNIATIONISDECIDEDTHENTHEVIBRATECYCLEISCALCULATEDBYTHEPEAKDISPLACEMENTMETHODFORSTRUCTURALINTERNALFORCEBENDINGMOMENT,SHEARINGFORCEANDAXIALFORCENEXT,CHECKINGSTABILITYOFTHEPLANESTRUCTURETHESTEELBEAMANDCOLUMNEMPLOYSQ235CARBONSTRUCTURALSTEELCONNECTIONBOLTSAREHIGHSTRENGTHOFFRICTIONTYPEWITHBEHAVIORALGRADE88AND109RODFORMANUALWELDINGUSUALLYADOPTSE43ANDDURINGCALCULATETHEINTERNALFORCE,AKINDOFMOSTUNFAVORABLEASSOCIATIONHAVEBEENONLYSELECTED,FETCHTHESAFESTRESULTTOCALCULATEINADDITION,FOUNDATIONOFTHEGROUNDHASBEENCACULATEDBECAUSETHEGEOLOGICALCONDITIONOFTHEPLACEOFFACTORYBUILDINGISBETTER,THEDESIGNPLANISADOPTEDONTHEINDIVIDUALFOOTINGUNDERTHEPOSTHAVINGFINISHEDTHEROOFBEAM,INTERNALFORCEANDTHESECTIONOFMEMBERSHAVEBEENCACULATEDFINALLYDRAWTHEBUILDINGANDSTRUCTUREKEYWORDSLIGHTWEIGHTSTEELSTRUCTURES、PORTALFRAME、BRIDGETYPECRANE、THEINTERNALFORCEANALYZES、UTILIZINGTHEPEAKDISPLACEMENTMETHOD、INDIVIDUALFOOTING目录引言1文献综述2第一部分建筑方案设计81厂房的平面设计82厂房的剖面设计103厂房的立面设计114厂房的构造设计115总平面设计11第二部分结构设计121屋面檩条计算122墙面轴线414檩条计算153墙面轴线AE檩条计算184抗风柱的计算215（A、C）柱间支撑236柱（B）间支撑257横向水平支撑268吊车梁计算289门式刚架计算3491荷载标准值3492初选截面3593截面特性3594刚架内力计算3610节点计算68101柱脚计算68102牛腿计算73103梁柱连接设计计算7711基础梁及地基基础计算84111基础梁计算84112左柱基础计算86113中柱基础计算92致谢97参考文献98外文翻译99附录A毕业论文原始资料109附录B刚架计算内力组合表116附录C英文翻译原文资料132引言钢结构作为一种新兴的结构型式方兴未艾，由于其具有强度高、自重轻、安装方便、造型美观，施工周期短且不受季节变化影响，地基费用省等一系列优点，与混凝土材料相比，属环保型和可再次利用型材料，已被人们普遍接受。其中轻型钢结构以其经济、高效的优点在工业厂房、仓库、超市建筑中倍受青睐。本设计即为单层双跨的轻钢结构工业厂房，采用了门式刚架结构。文献综述门式刚架轻型钢结构工业厂房最优柱距研究11简介工业厂房设计中柱网布置往往采用模数化柱距，而对门式刚架轻型钢结构工业厂房来说，不合理的模数柱距会使用钢量指标过大。本文根据笔者从事的几个实际工程，对轻型钢结构工业厂房的最优柱距问题从设计用钢量的角度作了较详细的研究讨论。关键字轻型钢结构，门式刚架，柱距THESTUDYONOPTIMUMALCOLUMNSPACINGOFTHEPORTALFRAMELIGHTSTEELSRUCTUREOFINDUSTRIALBUILDINGWANGYUANTSINGWANGCHUNGUANGDEPARTMENTOFCIVILENGINEERING,TSINGHUAUNIVERSITYABSTRACTSPACINGMODULEISOFTENUSEDINTHELAYOUTOFCOLUMNSYSTEMOFINDUSTRIALBUILDINGBUTINTHEPORTALFRAMELIGHTSTEELSTRUCTUREINDUSTRIALBUILDING,UNSUITABLEMODULECANCAUSETOOLARGEDESIGNSTEELCOSTTHISPAPERINTRODUCESSOMEPROBLEMANDCOORESPONDINGSOLUTIONSINTHESEVERALPRACTICALPROJECTSTHEAUTHORENGAGEDTHEOPTIMUMALCOLUMNSPACINGINTHELIGHTSTEELSTRUCTUREINDUSTRIALBUILDINGISDISCUSSEDINDETIALFROMTHEPOINTOFDESIGNSTEELCOSTKEYWORDSLIGHTSTEELSTRUCTUREPORTALFRAMECOLUMNSPACING12概述门式刚架轻型钢结构是单层工业厂房中一种常见的结构形式。特别是近十多年来，随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，这类结构以其用钢量低，重量轻，造价低，适用范围广等优点而获得广泛的应用。不仅国外的轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房结构体系推向国内市场，国内的轻钢生产厂家、设计单位也纷纷转向这类结构的生产和设计。但是，由于我国目前还没有相应的轻钢设计规范。大部分设计仍沿用现行的普通钢结构设计规范来进行门式刚架轻钢结构的设计和计算，使得设计用钢量指标高攀不下，或在没有充分理论依据的情况下，凭经验一味地追求低用钢量而造成事故。因此，对门式刚架轻型钢结构进行系统的研究，建立和完善专门的设计规范势在必行。21设计方面211屋面活荷载取值框架荷载取03KN/M2已经沿用多年，但屋面结构，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高到05KN/M2。钢结构设计规范规定不上人屋面的活荷载为05KN/M2，但构件的荷载面积大于60M2的可乘折减系数06。门式刚架一般符合此条件，所以可用03KN/M2，与钢结构设计规范保持一致。国外这类，要考虑01505N/M2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出安全问题。设计时可适当提高至05KN/M2。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料”。222屋脊垂度要控制框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。现在应该是计算的。一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时（例如使坡度小于1/20），要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进行控制。223钢柱换砼柱少数设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，的确是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。有些设计，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件内力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。234檩条计算不安全檩条计算问题较大。檩要是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效。有效宽度理论是在冷弯薄壁型钢构件技术规范（GB500182002）中讲的，有的设计人员恐怕还不了解，甚至有些设计软件也未考虑。但是，设计光靠软件不行，还要能判断。软件未考虑的，自己要考虑。再有，设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽略钉孔减弱。这种减弱，一般达到615，对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。规范418、9条规定“结构构件的受拉强度应按净截面计算；受压强度应按有效截面计算；稳定性应按有效截面计算。变形和各种稳定系数均可按毛截面计算”。有的单位看到国外资料中檩条很薄，也想用薄的。国外檩条普遍采用高强度低合金钢，但我国低合金钢Q345的冲压性能不行，只有用Q235的。国外是按有效截面计算承载力的。如果用Q235的，又想用得薄，计算时还不考虑有效截面，荷载稍大时檩条就要垮。31门式刚架轻型钢结构合理柱距的选择厂房结构设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进行柱网的平面布置。过去我国和前苏联习惯上将柱距模数定为3M常用3M，6M，9M，12M等，这实际上是照搬了预制钢筋混凝土工业厂房的模数制。对门式刚架轻型钢结构是否适用，尚很少有人对此进行专门的研究。然而，从综合经济分析的角度来看，合理的柱距模数对设计的好坏影响极大。这是因为1对门式刚架轻型钢结构而言，任何一项设计，其设计用钢量的多少是评价设计优劣的一项重要指标。而设计用钢量和柱距的大小是密切相关的详见以下工程实例2用轻质屋面材料代替传统笨重的预制钢筋混凝土屋面板，并采用轻型墙体材料，改变了传统工业厂房”肥梁，胖柱，重盖，深基”的做法。设计中可采用由预制钢筋混凝土限制的传统柱距模数，或采用新的模数化柱距，以降低用钢量指标。3厂房的实际用钢量及费用还与钢材的供应情况品种规格、构件标准化程度等密切相关。有时因材料替代及非标准构件的采用而造成的额外耗钢还相当可观。当然，离开了柱距模数，构件的标准化是无从谈起的。因此，只有从研究经济柱距入手，确定合理的柱距模数，才能使门式刚架轻型钢结构真正地实现设计标准化、定型化、专门化。从而推动门式刚架轻型钢结构体系在我国的发展。本毕业设计是一个米跨，带有吨吊车的厂房，万荣厂有两个车间，林德218210发的毕业设计是一个米跨，带有吨吊车,另一个是米跨，带有吨5218210吊车的厂房。可以说，这三个厂房从跨度和吊车吨位而言是有很大差别的，都采用6米柱距是否合适本人以刚架跨度和吊车吨位为主要变量，利用PKPM进行结构分析，对两厂所采用的实腹式门式刚架轻型钢结构体系在给定刚架跨度和吊车吨位的条件下，其设计用钢量随柱距的变化情况作了较系统的研究。主要考虑跨度12M、15M、18M、24M、30M、36M；吊车吨位0T、2T、5T、10T、15T、20T；及柱距为3M、6M、9M、12M、15M、18M的情况。结构计算简图见图1。图1门式刚架计算模型（双跨）为使研究更具有普遍意义和可比性，本文在设计计算时采用以下参数钢材Q235BF钢；风载以035KN/M2为基本风压值，近似取高度变化系数为10雪荷载ZU030KN/M2,考虑屋面坡度115,80MM，满足要求。由上可得如下数据MM1957EHBMM201862取MM，MM18E2E2边柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离中柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离12柱网布置根据毕业设计（论文）指导书的要求，厂房的跨度均为18M，柱距为6M。如图11所示。图11柱网布置13变形缝由于该厂房纵向长度为63M，所以不需设置伸缩缝；土壤地质条件较好，不需设置沉降缝；根据地震设防烈度为7度，也不需设置防震缝。14屋面板及墙面板的选择由毕业设计（论文）指导书知，本厂房地处安徽六安市。该地区较为温暖，但是雨量较大，基本风压为035KN/M，基本雪压为055KN/M。22根据以上的基本气象，荷载条件及屋面坡度为1/20，屋面坡度较小，屋面板采用高波板利于屋面排水，墙面板采用底波板屋面板型为W600型，其屋面水平檩距取20M；YX16墙面板型为W600型，其墙梁间距取12M。352702厂房的剖面设计21轨顶及牛腿标高的确定12H柱顶标高（现定柱高为79M）轨顶标高；轨顶到柱顶的高度；12H267H0（梁的高度）677H1275MH20轨顶到吊车小车顶面的距离，查吊车规格表可知，小车顶面到屋架的高度，规范规定，此处取为4。21546023M故有H95则轨顶标高为如图12所示。图12厂房的剖面22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150MM。23采光及通风设计根据厂房生产状况，查表知厂房的采光等级为III级，且双跨厂房采用单侧采光，其窗地比取1/4。由于厂房中设有桥式吊车，光线受吊车梁的遮挡，不能有效地进入厂房。在吊车梁处将侧窗分为上下两段布置，上段为高侧窗、下段为低侧窗，如图12所示。鉴于厂房为双跨跨度均为18M，故此其通风问题主要是合理的组合气流的路径，利用穿堂风即可有效的解决其通风问题，具体设计中是将两侧窗对齐，低侧窗下部为平开窗，方便开启和组织气流，形成穿堂风，上部可为固定窗，即高侧窗为固定窗。24屋面排水设计屋面排水方式采用有组织排水，屋面排水坡度1/20，内天沟纵向坡度1，雨水管每侧5根，中间10根，用直径150的PVC雨水管。根据资料，按200M2的建筑面积汇水1M3的建筑排水计算天沟截面，故边柱位置内天沟截面尺寸取高度为200MM，宽度为500MM；中柱位置内天沟截面尺寸取高度为200MM，宽度为1000MM。均能满足排水要求。3厂房的立面设计采用竖向波形压型钢板外墙及采板钢窗，形成竖向线条的立面效果改变厂房长度和高度尺高的扁平视觉效果，使厂房显得庄重、挺拔。4厂房的构造设计1外墙构造外墙底部窗台以下部分采用240厚的空心砖墙，高度为09米，墙下设基础梁支撑在柱基础上，窗台以上部分采用压型钢板外墙，墙板采用C型墙梁与刚架柱连接。2屋面构造屋顶彩色压型钢采用板，利用C型檩条与刚架梁连接。3地面构造因厂房内生厂对地面没有特殊要求，故采用水泥砂浆地面，其构造厚度可查阅工业建筑地面设计规范附录（一）得以确定。5总平面设计根据建筑场地示意图，综合考虑地形，建筑朝向、主导风向、防火安全，厂区内的道路绿化因素，合理布置厂房位置，使其满足生产工艺要求，达到技术经济合理，利于生产发展，方便职工的工作和生活的目的，总平面图参见建筑设计说明图纸。第二部分结构设计1屋面檩条计算11设计资料檩条选用薄壁C型钢，屋面坡度为1/20（286），屋面材料为压型钢板。檩条跨度6M，跨中在两分点处各设一道拉条。在屋脊处和屋檐处设置斜拉条，水平檩距2M，檐口距地面高度8M。檩条采用Q235BF。12荷载标准值（对水平投影面）1永久荷载屋面压型钢板自重010檩条及支撑自重015合计025KN/M22可变荷载屋面均布活荷载050KN/M，雪荷载055KN/M，计2算时取两者的较大值055KN/M。3风荷载基本风压0035KN/M2按建筑结构荷载规范（GB500092001），房屋高度小于10M，风荷载高度变化系数取10M高度处的数值图21檩条计算简图10，风振系数。风荷载体型系数取边缘带14（吸力）。Z1ZS垂直屋面的风荷载标准值KN/M20140359ZSK13内力计算（如图21所示）1永久荷载与屋面活荷载组合（12永久荷载14可变荷载）檩条线荷载KN/M0502KPKN/M4576（双跨是考虑积雪分布系数，）14RKN/MSIN28601XPKN/MCO73Y弯矩设计值KNM22XML/4KNMYP016/2永久荷载与风吸力组合（10永久荷载14风吸力荷载）檩条线荷载KN/MX25SIN825KN/MY49COS860P弯矩设计值KNM22XML/06/39KNMY5214截面选择及截面特性选用冷弯薄壁C型钢C20070203截面特性CMCM1695NA64XW3CMCM34XI458YICMCMA2YW3IN173CMCM02816TI4508132I4CMCM75XIYICMCM0E096X檩条跨中有一根拉条穿过，距C型檩条上翼缘的距离为40MM,则C型檩条截面面积矩可近似为CM916357ENXXW3CMMAMA07929YYCMININ1E315强度验算假设屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，则不考虑截面塑性发展，根据公式，验算檩条在第一种荷载组合作用下的强度为6633MAX12401029YXNMWN/MMN/MM1905F6633IN12401027YXNN/MMN/MM18565F强度满足要求。16稳定性验算（1）有效截面模量永久荷载与风吸力组合下的弯矩较永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩小的很多，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则CMCM634EXW3MIN127EYW3屋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YXBEMFW风荷载与屋面永久荷载组合作用下檩条（下翼缘）的稳定性。（2）受弯构件的整体稳定系数BX跨中无侧向支撑，查表，103104620AHE2460222401564508132560281663TBYYIILHH37212BXYXYAWF2418YLI22406953530461370684373风吸力作用使檩条下翼缘受压，根据公式，计算的稳定性为663339102810547YXBEMWN/MMN/MM17840278N/MM0F2稳定性满足要求，计算表明由永久荷载与屋面活荷载组合控制。17挠度计算按公式验算其挠度4538KYYXPLVVEI跨内最大挠度为430214COS286046YV0197LMVM18构造要求，0682715XLI03120948YLI故此檩条在平面内、外均满足要求。2墙面轴线414檩条计算21设计资料房屋围护结构采用压型板W750YX35125750，墙梁跨度为6M，间距为12M。在墙梁两分点处设置一道拉条（12），在屋檐处设置斜拉条。22荷载标准值1永久荷载压型钢板自重010墙面檩条自重015025KN/M2作用于墙梁上的竖向荷载标准值KN/M10527XQ2风荷载风荷载标准值0KSZ风荷载体型系数由于，则6127A10LOG2916SA垂直于房屋墙面的风荷载标准值KN/M0352KN/M（吸力）0160356KSZ2作用于墙梁上的水平风荷载标准值KN/M（吸力）527KQ23荷载设计值恒荷载设计值KN/MXP120734风荷载设计值KN/MY469123内力计算墙面压型钢板与檩条相连，且板与板有可靠连接，墙梁承受墙板与风荷载作用。竖向荷载产生的最大弯矩XQKNM2203461588XYPLMA水平风荷载产生的弯矩KNM22094610593YXL由单侧压型钢板对墙梁由于偏心产生的弯矩对墙梁产生扭矩作用，但很小，由于压型钢板与墙梁连接很好，可认为压型钢板是墙梁的翼缘可阻止由于该弯矩产生的扭转，所以压型钢板由于偏心产生的弯矩可以不计入稳定计算。24截面选择选用冷弯薄壁C型钢C180702025截面特性CMCM4NA469XW3CMCMXI42YI4CMCMA258YW3IN13CMCM70XI5YCMCM051E021X檩条跨中有一根拉条穿过，距C型檩条上翼缘的距离为40MM,则C型檩条截面面积矩可近似为CM914698ENXXW3CMMAMA0725YYCMININ1076E325强度验算根据公式，验算墙梁在自重荷载与风荷载组合作用下的强度YXENMW66331059145804282N/MMN/MM836633IN107810YXNN/MMN/MM102525F2强度满足要求。26整体稳定性验算（1）有效截面模量在永久荷载与风吸力组合下，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则CMCM469EXW3MIN12EYW3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。YXBEMF（2）受弯构件的整体稳定系数BX查表为035BX3在风吸力作用下，根据公式计算的稳定性为663310591458042YXBEMWN/MMN/MM1952F稳定性满足要求。27风荷载作用下的挠度计算风荷载标准值KN/M，按公式验算其挠度。KQ06724538KYXQLVVEI跨内最大挠度为4350672384110YVMMMM3LV3墙面轴线AE檩条计算31设计资料房屋围护结构采用压型板W750YX35125750，墙梁跨度为45M，间距为12M。在墙梁两分点处设置一道拉条（12），在屋檐处设置斜拉条。32荷载标准值1永久荷载压型钢板自重010墙面檩条自重015025KN/M2作用于墙梁上的竖向荷载标准值KN/M027XQ2风荷载风荷载标准值0KSZ风荷载体型系数由于，则45120A15LOG2918SA垂直于房屋墙面的风荷载标准值KN/M032KN/M（吸力）0180356KSZ2作用于墙梁上的水平风荷载标准值KN/M（吸力）6327KQ33荷载设计值恒荷载设计值KN/MXP120734风荷载设计值KN/M（吸力）Y456834内力计算墙面压型钢板与檩条相连，且板与板有可靠连接，墙梁承受墙板与风荷载作用。竖向荷载产生的最大弯矩XQKNM220345088XYPLMA水平风荷载（吸力）产生的弯矩KNM221540673YXL由单侧压型钢板对墙梁由于偏心产生的弯矩对墙梁产生扭矩作用，但很小，由于压型钢板与墙梁连接很好，可认为压型钢板是墙梁的翼缘可阻止由于该弯矩产生的扭转，所以由压型钢板自重产生偏心矩可以不计入稳定计算。35截面选择选用冷弯薄壁C型钢16060202截面特性CMCM7NA957XW3CMCM359XI4YI4CMCMA16YW3IN23檩条跨中有一根拉条穿过，距C型檩条上翼缘的距离为40MM,则C型檩条截面面积矩可近似为CM09129576ENXX3CMMAMA701YYCMMINMIN09772301EYYW336强度验算根据公式，验算墙梁在自重荷载与风荷载组合作用下的强度YXENM663307108212954N/MMN/MM7156633IN0170YXNWN/MMN/MM92025F2强度满足要求。37整体稳定性验算（1）有效截面模量在永久荷载与风吸力组合下，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则CMCM2957EXW3MIN723EYW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YXBEMFW风荷载与墙面永久荷载组合作用下檩条的稳定性。（2）受弯构件的整体稳定系数BX查表为0278BX3在风吸力作用下，根据公式计算的稳定性为663307108212957YXBEMWN/MMN/MM19422F2稳定性满足要求。38风荷载作用下的挠度计算风荷载标准值KN/M，按公式验算其挠度。KQ07564538KYXQLVVEI跨内最大挠度为435076538421910YVMMMM25LV挠度满足要求。4抗风柱的计算41设计资料抗风柱通过弹簧钢片与屋架铰接，底端与基础铰接，则柱的计算长度系数，10檐口设计标高为7800M屋面坡度为1/20，如图31所示，抗风柱设置如图41，抗风柱顶标高7700M，地面以下0600M。42荷载由上述计算可知1墙梁支撑、墙面、压型钢板自重标准值025KN/M墙梁、支撑、压型钢板自重设计值KN/M1413作用于柱各檩托处的垂直力KN135262垂直于房屋墙面的风荷载标准值KN/M0847K作用于柱上的水平风荷载设计值为KN/MQ1326图41抗风柱设置42截面选择及内力计算选用高频H型钢250150456截面特性CMCM87NA28XW3CMCM3152XI3105I忽略墙架垂直荷载的偏心，设抗风柱自重为030KN/M抗风柱计算长度M082L抗风柱最大弯矩KNM20146/91MAXMQL抗风柱最大轴力KN73N43稳定性计算1弯矩作用平面内稳定性计算，820OXLCM8207180153OXLI2261EXXANKN3875087由于自由外伸宽度与其厚度只比，需要考虑塑性发展系数15042136BT的影响，即，。105X2Y由公式，验算压弯作用下，其平面内的稳定性。等效18MXXEXMNFNAW弯矩系数取10；按A类截面，由，查MX5062BH8207153OXLI表得。796X108MXXEXMNANW362346102812407954753N/MMN/MM8202平面内稳定满足要求。2弯矩作用平面外的稳定性由于墙梁外侧和墙板的支撑作用，可不验算其稳定性。44挠度验算风荷载标准值KN/M，按公式验算其挠度。K246Q4538KYXQLVVEI跨内最大挠度为435803842061521YVMMMM7LV5（A、C）柱间支撑51设计资料双等跨门式刚架跨度为18M，柱间距为60M，钢材为Q235。在厂房的两端中和间各设置一道垂直支撑以抵抗风荷载及吊车的纵向水平荷载等作用。抗震设防烈度为7度，则十字交叉斜杆最大长细比为上斜杆为200，下斜杆为200。计算简图如图41所示图51柱间支撑计算简图图52杆件内力52荷载设计值和杆件内力由建筑结构和荷载规范查得风荷载高度变化系数10，风载体型系数Z迎风面08，背风面05。SS由于厂房一面的风荷载由砖混结构的办公楼承担，所以只需要计算厂房山墙一面的风荷载，取两者中的较大值。则垂直于山墙的风荷载标准值028KN/M13K2风荷载设计值为KN1414028553W吊车制动力设计值为KN976T杆件内力见右图42所示KN，KN15382COSN12538276WT134KN237614353吊车梁以上的柱间支撑（压杆）KN，CM，选用截面为圆钢管,其几何特17250324L703性为A631CM，I237。则,查表得。0217893LI2由公式计算其稳定强度N/MM3251460602N/MM851752稳定性满足要求。54吊车梁以下的柱间支撑（压杆）KN，CM，选用截面为圆钢管,其几何3174204567L140特性为CM，CM。则,查表得。A82389I0519283LI93按公式计算强度N/MM3217406472N/MM850152稳定性满足要求。55横杆由于横杆是贯通整个厂房，起箍的作用，所以可取较大直径的圆。因为KNKN,可选用于相同的截面，选用截面为圆钢管2137431743。由于，且，所以截面稳定性可以满足。0223L6柱（B）间支撑61设计资料双等跨门式刚架跨度为18M，柱间距为60M，钢材为Q235。在厂房的两端中和间各设置一道垂直支撑以抵抗风荷载及吊车的纵向水平荷载等作用。抗震设防烈度为7度，则十字交叉斜杆最大长细比为上斜杆为200，下斜杆为200。计算简图如图41所示图61柱间支撑计算简图图62杆件内力62荷载设计值和杆件内力由建筑结构和荷载规范查得风荷载高度变化系数10，风载体型系数Z迎风面08，背风面05，SS由于厂房一面的风荷载由砖混结构的办公楼承担，所以只需要计算厂房山墙一面的风荷载，取两者中的较大值。则垂直于山墙的风荷载标准值028KN/M13K2风荷载设计值为KN141402853764W吊车制动力设计值为KN976T杆件内力见右图42所示KN，KN1301450COS5N23748COS3626KN12762WT7863吊车梁以上的柱间支撑（压杆）KN，CM，选用截面为圆钢管,其几何特14500324L703性为CM，CM,则,查表得A2I702189237LI。3由公式计算其强度N/MM32145010826N2N/MM57452稳定性满足要求。64吊车梁以下的柱间支撑（压杆）KN，CM，选用截面为圆钢管,其几何3286204567L140特性为CM，CM，则,查表得。A12389I05192803LI93按公式计算强度N/MM32461042N/MM8501752稳定性满足要求。65横杆由于横杆是贯通整个厂房，起箍的作用，所以可取较大直径的圆。因为KNKN,可选用于相同的截面，选用截面为圆钢管2748342863。由于，且，所以截面稳定性可以满足。103L7横向水平支撑71设计资料门式刚架跨度为18M，柱间距为60M，钢材为Q235。基本风压为035N/MM，在2厂房两端及中部共设置3道水平支撑以抵抗风荷载的作用。72风荷载设计值和杆件内力由建筑结构和荷载规范，风荷载高度变化系数为10，风载体型系数迎风面08，背风面05。SS由于厂房一面的风荷载由砖混结构的办公楼承担，所以只需要计算厂房山墙一面的风荷载，取两者中的较大值。则垂直于山墙的风荷载标准值028KN/M10835K2图71计算简图及杆件内力风荷载设计值为KN/M04算简图及杆件内力见下图51所示KN27698NKN353076445COS73横杆（压杆）取端杆（最不利）计算，KN，CM,选用截面为圆钢管21980L,其几何特性为CM，CM，则，950A67325I061842035LI查表的21按公式计算稳定性为N/MMN/MM32981059467NA20817422稳定性满足要求。74交叉斜杆（拉杆）取最不利计算，KN，CM,选用截面为圆钢管其几307OYL83何特性为CM，CM,75428I0526308I按公式计算强度N/MM320610NA2N/MM8517452强度满足要求。8吊车梁计算81设计资料起重量为10T，工作级别为A3的桥式吊车一台，吊车梁跨度为60M，设置制动梁，吊车跨度为S165M。钢材采用Q235，焊条为E43型。基本尺寸为B4770MM，W4000MM，H1275MM，B180MM，轨道型号38KG/M，小车重1698T,总重QG13T，最大轮压92KN,最小轮压28KN，额定起重量Q10T。AXPINP82吊车荷载吊车荷载的动力系数取105，吊车荷载的分项系数为140。R吊车荷载设计值为MAX4923KQPRAKNG1698415HN83内力计算1吊车梁的最大弯矩及对应的剪力因轮距为4M，所以一台吊车的最大弯矩只能是两个轮子同时作用在梁上，梁上所有吊车荷载的合力的位置，其产生最大弯矩的荷载简图如下图81所示P图81吊车梁最大弯矩计算简图图82最大剪力时荷载位置4000MM，4000/41000MM。AW12A自重影响系数90M取103，C点的最大弯矩为WKNM2MAX/CPLM26/10528573最大弯矩处相应的剪力为KNMAXCV2/WLA/1034609262最大剪力荷载位置见图62所示。KNAX541035AR18733由水平荷载产生的最大弯矩KNMMAXCHMP4815736422084截面选择1经济高度按公式计算MM63312857070348CEHW初选吊车梁高度MMH2容许挠度值按公式计算MM66MIN100215608192HFLV初选腹板高度MM48WH3吊车梁腹板厚度按公式计算TCM50631WT按剪力确定腹板的厚度按公式计算MM3MAX21870552WVVTHF取MM4吊车梁翼缘尺寸可近似地按公式计算MM61018730158406652WWAHT2上翼缘截面均采用30010MM，下翼缘截面均采用20010MM285吊车梁截面几何性质计算（截面尺寸见图83所示）1吊车梁毛截面特性MM301204A024082MM5953168Y23311XI223502016584086MM437825163SMM62510MM4337820XW上翼缘对Y轴的截面特性CM341025012YIMM36W图83截面组成2吊车梁净截面特性302150215028NAMM74MM059387NY231131010536502XI2265848MM4687MM332109105NXW上MM462X下上翼缘对Y轴的截面特性MM3021507NA2CM3419017YIMM439768150NYW86强度计算1上翼缘最大正应力N/MMN/MM66MAX331857042107928HNYMW上21522腹板最大剪应力N/MMN/MM33AX46785610WVSIT223腹板的局部压应力采用38KG/M钢轨，轨高为134MM,MM。22368ZYRLAH集中荷载增大系数为KN0,54FP按公式计算腹板局部压应力为N/MM31541986CWZFTL24腹板计算高度边缘处的折算应力为N/MM470365143251NXMYI2222295934168CCN/MMN/MM1F87稳定性计算1梁的整体稳定性，应计算梁的整体稳定性，由公式计算5901733LB1093205LTH因集中荷载并非在跨中附近69361741BMM，MM710202I43720610I4由公式得1256BIA881MM7120544YIIA5974YLI由公式计算梁的整体稳定性系数为B212304YBYXTAHW223430850180714310286145按下式修正得B2007798按下式计算整体稳定性为N/MMN/MM6MAX3185192BMW215F2整体稳定性满足要求。2腹板的局部稳定性，应按构造配置横向加劲肋（有局部压应力）加劲肋间距为04860WHTMM，MM，取MM。MIN524AAX0248960H60A外伸宽度MM，取MM08563SBSB厚度MM，取MM15STST88吊车梁的竖向挠度验算KNM22MAX,AX601/967KPLM262,5417100380XVEIMMMM（满足要求）875LV89疲劳验算本厂房所设的两台吊车均为A3级，故不需进行疲劳验算。810支座加劲肋计算验算在腹板两侧成对配置横向加劲肋取支座加劲肋为MM，如图64所示。8201计算支座加劲肋的端面承压应力N/MMN/MM3MAX15718CERA2310CEF22稳定计算MM082602MM33411819507ZI图84支座加劲肋布置MM，192507356ZZIIA051638ZHI属B类截面，查表得按公式计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性N/MMN/MM3MAX1857087926R2052811焊缝计算1上翼缘与腹板的连接焊缝2211207074FWTZVSPHFIL2233485053610541288MM（当板厚小于16MM时N/MM）1WTF2取MM6FH2下翼缘板与腹板的连接焊缝MM3148570231652014780FWTXVSFI取MM6FH3支座加劲肋与腹板的连接焊缝MMFH设MM3AX1070748021564FWTRNLF假设满足，取MM6FH9门式刚架计算双等跨门式刚架跨度为18M，柱间距为60M，柱标高为76M，柱底标高为06M,牛腿标高为5M,屋面坡度为1/20，地震设防烈度为7度，刚架形式及几何尺寸见下图91所示图91刚架形式及几何尺刚架梁梁截面初选H，其截面积MM6025809640A2单位长度梁的质量为（标准值）KG/M94174梁的自重为（对水平投影面）N/MKN/M56831COS2G073边柱、中柱截面初选H，其截面积MM05840A2单位长度柱的质量为（标准值）KG/M684017894柱的自重为（竖向）N/MKN/M93012COS2G6891荷载标准值1永久荷载标准值压型钢板KN/M016檩条及支撑自重KN/M590刚架梁自重KN/M743合计KN/M22可变荷载标准值屋面活荷载与雪荷载中较大值055633KN/M3风荷载标准值基本风压值035KN/M，地面粗糙度系数按B类取；按建筑结构荷载规范2（GB500092001），房屋高度小于10M，风荷载高度变化系数取10M高度处的数值10，风振系数。风荷载体型系数迎风面，背风面。Z01ZS80S40S迎风面KN/M（压力）83568K背风面KN/M（吸力）444吊车荷载标准值最大轮压产生的荷载值KNMAX,92103126356KR最小轮压产生的荷载值KNIN,884水平制动力KN,2545147190TKH92初选截面梁截面H608边柱、中柱截面H5293截面特性1梁截面特性MM20189640A2MM33456251XIMM71YMM43562018/XIWHMM73YBCM4562029XIIACM715YI2柱截面特性MM2504802MM3342789101XIMM61YMM4337890/25/XIWHMM62970YBCM437891026XIIACM265YI假设柱的线刚度和梁的线刚度，则1I2I，21378940EIIEL156243108IEL以上在计算线刚度时，忽略了单位统一，现推导最终单位244522N/MCNCCMKN1MIIL故在以下计算刚架内力中E取206的值代替。94刚架内力计算941结构计算简图及计算系数9411采用位移法求解位移法求解不考虑杆件的轴向变形，基本未知量结点B处角位移结点C处,1的角位移，结点F处的角位移和结点F处的线位移（在节点B、C、F分别施加234控制转动的约束，在节点F施加控制线位移的约束），结构计算简图如图92所示。图92结构计算简图位移法基本方程12134122334124340PPKKF9412计算系数1基本结构在结点B有单位转角1单独作用下的计算由各杆形常数，可得各杆端弯矩及部分剪力，_2910ABMIE_4820ABMIE_637ABIQEL，_412560BCMIE_2680CBMIE作图，如图93所示1图93图_1M则1824015608KEE，,63K417柱AB中点处值为；标高50M牛腿处值为；标高55M吊_1M_19567E车水平制动力作用处值为；梁BC跨中处值为。56382基本结构在结点C有单位转角作用下的计算12由各杆件形常数，可得各杆件端弯矩及部分剪力_64120,80,7,8,291,41250,6CDCBBCDDFFCIIEIEQELMMII作图，如图94所示