双跨双坡门式刚架结构毕业设计24m

重庆科技学院毕业设计（论文）题目湖北宜昌轻型钢结构厂房设计院（系）建筑工程学院专业班级土木工程200902学生姓名杜虹霖学号2009443252指导教师万虹宇职称讲师评阅教师职称2013年6月8日学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）年月日重庆科技学院本科生毕业设计摘要摘摘摘摘要要要要中文摘要本工程为湖北宜昌轻型门式刚架结构造纸厂设计。根据毕业设计任务书的要求，分建筑和结构两部分进行设计。建筑部分，通过查阅武汉省建筑设计标准图籍等相关资料，将门式刚架厂房设计为2跨，每跨的间距为24M，总长度90M。该单层门式刚架结构是以轻型焊接H型钢（变截面）作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（C型）做檩条、墙梁；以压型钢板做屋面、墙面；结构部分，根据已形成的建筑图及其相关要求，查阅建筑结构荷载规范GB509201、冷弯薄壁型钢结构技术规范GB5018202、钢结构连接节点设计手册、房屋建筑钢结构设计等相关规范和一定量的实际工程设计图，对每榀刚架的最不利荷载进行计算，使用PKM软件完成刚架的合理截面计算，然后通过设计规范的相关要求，对刚梁、柱、支撑、檩条等构件进行稳定性计算，用AUTOCAD208分别绘制出设计图。最后，整理计算书并出图。关键词轻型钢结构门式刚架建筑结构规范设计图重庆科技学院本科生毕业设计ABSTRACTABSTRACTCHINESABSTRACTTHISPROJECTISINHUBEI,YICHANGPAERLIGHTPORTALFRAMESTRUCTREDESIGNACORDIGTOTHEREQUIREMNTSFTHEDESIGNPLANDESCRITIONSOFTEGRDUTIONPOINTSTWOPARTS,ARHITECTURALNDSTRCTRALDSIGNCONSTRCTIOPART,BYLOKIATHUBEIPROVINCEARCHITECTURALDESIGNSTANDARSCHEMANDOTHERRELVATIFRMATIN,THEDRTYPERIGDFRAMFATORYBUILDINGDESIGNFOR2CROS,EAACROSTHESPANF24M,TOTALENGTHOF90MTHSINLELYERTYPEFDORIFRAMSTRUCTREWITHLIGHTWELDINGBEMNOUNIFRMASTEMAINLOADBEARINGSKLTON,WITHCLDFORMEDTHINWALDSTELPURLIN,CDOWALBEAMIORDERTODROFIG,WLSTELSHETUSIG80MMGLASWOLSTHETHRMALISLATIONMATERILNDPRPRIATSETINGSTSUPORTALIGTWIGHTBUILDINGSTRUCTRESYTEMSTRUCTRLPRT,ACORDINGTTHESTABLISEDARCHITECTREDIAGRAMANDRELATEDREQUIREMNTS,CONSULTHEGB509201“LODEFORTDSIGNOFBUILINGSTRUCTRES,THECOLBNIGTHINWALSTELSTRCTRSPECIFCATIONGB5018202“,STELSTRUCTRECOECTIONODSIGNMAUAL“,“OUSIGCONSTRUCTIONSTELSTRUTREDESIG“ANDSONRELATDSPEIFATINADACERTAINAMOUTOFPRCTIALENIERIGDESIG,FOREVRYNATUR,THEMOSTUFAVORBLELOADCLULTIONOFTHFRME,SINGPKMSOFTWARTOCMPLTTHERASOBLECROSSCTIONFRMECALULTIN,ANDTHETRUGTHDESISPECIFCATIN,THERQUIREMNTSOFTHERLVANTNBEAM,CLUMN,SPORTS,PURLIARTIFACTSCASTABILTYLULTIO,RSPECTIVLYWITHAUTOCAD208MPDESIGFINALY,CALLATIONDRWINGKEYWORDSORTALRIDFRAMELIGHTSTELSTRUCTREBUILDISTRUCTREDSIGNSPECIFCATION重庆科技学院本科生毕业设计目录目录摘要ABSTRACT绪论4建筑方案设计51设计资料1设计参数52自然条件2厂房平面设计521定位轴线6厂房内通道宽度23吊车数据74柱网布置图3厂房剖面设计731轨顶标高与柱顶标高2室内外高差的确定73采光通风设计84屋面排水设计4厂房立面设计841正立面2侧立面85厂房构造设计9结构方案设计51屋面檩条计算91内力计算2截面选择913有效截面计算4强度验算915整体稳定验算6挠度计算1017构造要求2墙梁计算1021墙梁内力计算截面选择123有效截面选择4强度验算125风荷载作用下的挠度6拉条计算1227横向梁计算3抗风柱计算1231荷载设计标准值2截面选择及内力计算12重庆科技学院本科生毕业设计目录4水平支撑计算1341风荷载设计值和杆件内力2横杆（压杆）1343交叉斜杆（拉杆）45柱间支撑计算151风荷载设计值与杆件内力42吊车梁以上的柱间支撑1553横杆4吊车梁以下的柱间支撑156吊车梁计算661设计资料12吊车荷载计算663内力计算14截面特性与几何性质765强度计算1稳定性计算767挠度计算18疲劳验算769支座加劲肋计算110焊缝计算87门式刚架171荷载标准值92截面特性2073内力组合4截面验算4175内力计算表8截面验算4681截面特性宽厚比验算469钢架柱的验算91抗剪验算462弯、剪、轴共同作用下验算93整体稳定性验算510钢架梁的验算46101抗剪验算2弯、剪、轴共同作用下验算46103整体稳定性验算54刚度验算1节点计算4611柱脚计算2牛腿设计4613梁柱连接计算54左梁与中柱连接计算12基础梁与地基基础设计46重庆科技学院本科生毕业设计目录121基础梁计算46左柱基础计算123中柱基础计算513结论62参考文献73致谢4附录1内力组合表75附录2PK1计算结果重庆科技学院本科生毕业设计绪论1绪论众所周知，进来来钢结构越来越多的被应用在高层建筑，立体桥梁等设施中。国内外钢结构工程大量涌现，钢结构体系越来越完善，越来越受建筑单位和客户青睐，随着国家经济建设的发展，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化。钢结构产品在大跨度空间结构、轻钢门式结构、多层及小高层住宅领域的建筑日益增多，应用领域不断扩大。从西气东送、西电东输、南水北调、青藏铁路、2008年奥运会场馆设施、钢结构住宅、西部大开发等建设实践来看，钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻“三个方面发展的独特优势。一个发展建筑钢结构行业和市场的势头正在我国出现。钢结构从开始到现在经历了一个比较长的历程，到目前为止，有以下几个发展方向1）桥梁钢结构目前,我国公路桥梁已有23万座,总长度达800万延米。其中1999年10月建成通车、主跨达1385M的江阴长江公路大桥,作为我国第一座超千米的悬索桥,不仅主跨长度居世界第四位,而且也标志我国跻身世界上能建造跨度千米以上大桥六强。其中,桥梁钢结构功不可没。2）高层及超高层钢结构目前,在世界上最高的15座建筑中,有3座属于祖国大陆。而正在建设中的上海环球金融中心将以其地上95层,460M的高度成为世界最高的建筑。我国20世纪80年代建成的11幢高层建筑钢结构建筑,20世纪90年代以来建成或正在建造的高层建筑钢结构建筑共约32幢。我国内地已建、在建的高层钢结构建筑已有40余幢,总面积达320104M2,用钢量约30104T。其中1998年建成的51层大连国贸中心,高201M,所用钢结构全采用了国产钢材。3空间钢结构近年来,我国以钢网架及网壳为代表的空间网格结构得以迅速发展,目前,每年竣工网架结构工程在10107M2以上。其中北京首都机场四机位机库是世界上最大的飞机检修库之一,其屋盖跨度和覆盖面积均为国内最大,仅屋盖钢结构就使用钢材5000T。在我国,100多米跨度的网架或网壳建筑已有多座。一批航站楼、会议展览中心、体育场馆开始采用矩形管、圆钢管制作空间桁架、拱架及斜拉网架结构,加上波浪形屋面,其身姿更引人注目。4轻钢结构轻型钢结构所用钢板大量为涂层钢板。2000年,我国涂层钢板表现消费量达864104T,而当年涂层板产量只有354104T,市场满足率只有41。轻型钢结构体系中檩条和墙梁一般采用Z形或C形冷弯薄壁型钢。目前,我国冷弯型钢年产量在30104左右。据统计,中国每年大约有300多万平方米轻钢建筑竣工包括门式钢架、轻钢房屋和压型钢板、拱壳屋盖。5）住宅钢结构为迅速提升我国住宅产业化程度,推进我国建筑用钢的技术创新及重庆科技学院本科生毕业设计绪论2产业结构调整,从20世纪80年代我国开始引进国外的轻钢住宅进行开发研究,到了20世纪末已取得进展。钢结构住宅建筑近几年已完成近50104M2的试点工程建筑,为下一步建立钢结构住宅体系、扩大钢结构建筑市场起到了有力推动作用。由于轻钢结构住宅具有耐腐蚀、不怕白蚁等特殊优势，其保险费率比其它建筑形式低约40因此其市场规模正在逐年扩大。当前，我国钢结构（含轻钢结构）发展的形势很好，我国钢结构年产已超过1亿吨，可以预言，21世纪将是钢结构快速发展时期，长期以来，由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破，从事钢结构制造、施工企业前景宽阔，各建筑设计院也面临着新的机遇和挑战。十年来的改革开放和经济发展，已经为钢结构体系的应用创造了极为有利的发展环境。从发展钢结构的主要物质基础看钢材的发展是钢结构发展的关键因素。为适应建筑市场的需要，成品钢材将朝着品种齐全材料标准化方向发展。国产建筑钢结构用钢在数量、品种和质量上发展都很快，热轧型钢、彩色钢板、冷弯型钢的生产能力大大提高，为钢结构发展创造了重要的条件。其他钢结构中型钢、及涂镀层钢板都有明显增长，产品质量有较大提高。耐火、耐候钢、超薄热轧型钢等一批新型钢已开始在工程中应用，为钢结构发展创造了条件。从设计、生产、施工专业化水平看钢结构行业经过几年的发展，专业钢结构设计人员的素质在实践中得到不断提高。一批有特色有实力的专业研究所、设计院不断研究和开发出钢结构设计软件和新技术。目前，国内许多钢结构设计软件相继问世，可分别适应轻钢结构、网架结构、高层钢结构、薄壁拱形结构的设计需要。随着计算机技术在工程设计中的普遍应用，钢结构设计软件功能的日臻完善，为协助设计人员完成结构分析设计、施工图绘制提供了极大的便利。钢结构制造企业在全国遍地开花，造就了一批有实力的龙头企业。年产量达到1020万吨规模的就有10余家企业，承担了国内大型钢结构工程任务，他们完全具备与国际同行业企业间进行公平竞争的实力。目前一批外资、合资、民营的钢机构制造企业已在激烈的市场竞争中脱颖而出。从计算机设计、制图、数字控制、自动化加工制造都处于行业领先水平，其产品的范围也从传统的建筑工程结构、机械装备、非标准构件、成套设施到商品房屋、集装箱产品、港口设施等直接到用户的终端产品。从钢结构工程业绩来看世界第三高度421米的上海金茂大厦，具有国际领先水平、高度279米的深圳赛格大厦，跨度1490米的润扬长江大桥，跨度550米的上海卢浦大桥，345米高的跨长江输电铁塔，以及首都国际机场，鸟巢国家体育中心等等许多采用钢结构建筑体系的重要工程，标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展。重庆科技学院本科生毕业设计绪论3从住宅钢结构的产业化来看我国已把轻钢结构在住宅建设上的推广应用作为建筑业的一场革命。随着住宅业成为我国经济发展新的增长点，轻钢住宅将是住宅产业发展的必由之路。而住宅产业化的前提是具备与产业化相配套的新技术、新材料和新体系。由于钢结构体系易于实现工业化生产、标准化制作，且与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的新型材料。因此，研究钢结构体系住宅成套技术，将大大促进住宅产业化的快速发展。钢结构的发展趋势表明，我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景。我国自1996年开始钢产量超过一亿吨，居世界首位。1998年投产的轧制型钢系列给钢结构发展创造了良好的物质基础。钢铁和其他材料工业的发展，为钢结构行业提供品质优良、规格齐全的材料。根据市场需求，今后二三年将有一批彩色钢板生产线建成，热轧型钢也将增加一条生产线，大型冷弯机组也即将上马。到那时候我国能自行生产彩色钢板100多万吨、热轧型钢100多万吨及冷弯大中型矩形管、圆管，加上现有的焊接薄壁型钢、中厚板、薄板及其他建筑钢材，完全可以满足钢结构行业发展的需要。而且随着钢材产量和质量持续提高，其价格正逐步下降，钢结构的造价也相应有较大幅度的降低。与钢结构配套使用的保温隔热、防腐材料、防火涂料、各种焊接材料及螺栓连接等产品和新型建材的技术也将不断创新提高。我国钢产量连年居世界首位，钢结构建筑的建筑条件基本成熟，但钢结构技术仍未得到特别有力的推广，我国钢结构建筑的发展相对国外有些滞后。主要表现在国产型钢、方钢管、可搭接的斜卷边冷弯薄壁型钢、抗腐蚀性能更好的镀铝锌薄板等型材的品种、规格还不能满足建筑需要。厚板的可焊接性差是国产建筑钢材存在的主要问题。建筑用高强度低合金钢品种还太少，高强度低合金结构钢在冷弯薄壁型钢中的应用尚未解决。钢结构住宅的造价和选择、开发外墙板，在一定程度上制约了钢结构住宅建筑的大面积推广应用。尽管目前还存在着种种不尽如人意或有待提高的方面，但钢结构的发展潜力巨大，前景广阔。展望未来，随着经济建设的蓬勃发展和交流的进一步扩大，要建造更多的高层建筑、桥梁和大型公共场所等大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛。这将为钢结构的发展提供更多的机会，钢结构产业兴旺发展的新局面就在眼前。2001年底建设部发布钢结构住宅建筑产业化技术导则,并组织钢结构住宅建筑体系及关键技术的课题研究。随国家经济实力的增强和和社会发展的需要,体育、休闲、展馆、机库、住宅等建筑的需求十分旺盛,2008年奥运设施的建设为我国钢结构的发展提供了更大的机遇。本次为湖北宜昌市造纸厂车间单层门式刚架厂房设计及制造工艺设计，设计分为三部分重庆科技学院本科生毕业设计绪论41）建筑设计内容包括柱网布置；确定横向框架型式及主要尺寸；布置屋盖结构、墙架、支撑体系；选择各部分结构采用的钢材标号。这时应充分了解生产工艺和使用要求，建厂地区的自然地质资料、交通运输、材料供应等情况。2）结构设计根据已确定的结构方案进行荷载计算，结构内力分析；计算各构件所需要的截面尺寸（或验算）及设计各构件间的连接。3）绘制结构图根据技术设计确定的构件尺寸和连接，绘制施工图纸。但应了解钢材供应情况和钢结构制造厂的生产技术条件和安装设备等条件。重庆科技学院本科生毕业设计建筑方案设计5建筑方案设计1设计资料1设计参数根据任务书要求湖北宜昌钢结构造纸房的设计使用年限为50年，安全等级为二级，房长度为90米，柱距为6米，跨度为米，采用双坡双跨门式刚架结构形式，屋面坡度为115，AB轴吊车分布为10吨，BC轴吊车分布为10吨，轨顶标高为75米。2自然条件11气象条件根据建筑结构荷载规范（GB500092012）武汉地区雪荷载为5KN/M,基本风压为。12地质条件武汉宜昌钢结构厂房拟建场地类别为二类，用地地形平缓,无地下水，无滑坡，无液化土层等不良现象。地下水位埋深较深，设计时可不考虑。施工对周围环境没有影响。建筑场地各土层分布情况及其物理、力学指标详见表1。表1拟建场地地质情况场地土层编号土层名称层厚M天然重度3MKN含水量相对密度孔隙比液限塑限饱和度内聚力KPA内摩擦角O压缩系数1MPA压缩模MPA承载力特征值KPA二1素填土18165102粉质粘土2017530273096321840761721036541303粘土201803502710645780973019605438302厂房平面设计1定位轴线本工程两边横向、纵向定位轴线与柱外缘相重合，中间定位轴线与柱中心线重合。2厂房内通道宽度厂房内通道根据工艺需要及人员安全疏散要求，宽度取为36M。厂房两端出入洞口尺寸为390MM420MM（厂房平面图详见建筑绘图部分图）。23吊车数据表1学生设计题号分配表号学生姓名设计地点场地地质情况厂房长度（米）柱距（米）跨度（米）门式刚架形式屋面坡度AB轴吊车分布BC轴吊车分布轨顶标高阳刚重庆场地一15075221双跨双坡1101057谭偲江苏无锡场地二12075221双跨双坡1125107许昌福建三明场地三9075221双跨双坡11510107常震山东济场地四1506224双跨双11010575重庆科技学院本科生毕业设计建筑方案设计6南坡王勇河南信阳场地一1206224双跨双坡11251075杜虹霖湖北宜昌场地二906224双跨双坡115101075张川广东东莞场地三180627单跨双坡110107勾磊重庆涪陵场地四150627单跨双坡11557厂房跨度均为24M，檐口标高为90M，每跨各设有一台起重量为10T，A5工作制的桥式吊车，选择的吊车数据如下AB轴选用DQD型起重量为10T，A5工作制桥式吊车，吊车跨度为225M，吊车顶面到轨顶的高度H为1876M，轨道中心到吊车边缘距离为180M。BC轴选用DQD型起重量为10T，A5工作制桥式吊车，吊车跨度为25M，吊车顶面到轨顶的高度H为1876M，轨道中心到吊车边缘距离为180M。厂房跨度均为24，檐口标高为9900M，每跨各设有一台起重量为10T，A5工作制的桥式吊车，选择的吊车数据如下吊车跨度S225MH1876M（小车顶面到轨顶的距离）B180M（轨道中心到吊车边缘的距离）。厂房选用封闭型定位轴线由吊车安全距离与厂房跨度的关系可知12LSHH/22K2B式中1H边柱截面高度2H中柱截面高度；K安全距离。式中桥式吊车的跨度由吊车梁轴线至上段柱轴线的距离如（如图1），应满足下式要求吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；吊车外缘和柱内边缘之间的必要空隙当吊车起重量不大于50KN时，不宜小于80M；当吊车起重量大于或等于750KN时，不宜小于10M；当在吊车和柱之间需要设置安全走道时，则D不得小于40M；上段柱宽度。因选用门式刚架，则无上下柱之分，柱尺寸为5030，轴线通过柱载面中心，则可算得242250505/22K2012，得安全距离为K255M80M，满足要求。由上可得如下数据E1H1KB0502550120875M2205/20255012062524柱网布置图根据任务书的要求，厂房的跨度均为24M，柱距为6M。如图11所示。重庆科技学院本科生毕业设计建筑方案设计7图1柱网布置3厂房剖面设计1轨顶标高与柱顶标高图12厂房高度确定图有吊车厂房柱顶标高的确定厂房柱顶标高H1H67式中H柱顶标高，应符合3M模数；H1轨顶标高；H6轨面至车顶高度H7小车顶面至屋架下弦底部的安全高度厂房高度的确定厂房高度的标高HHH式中H横梁截面高度12HH柱顶标高1H轨顶标高；2H轨顶到柱顶的高度；267HH根据设计资料可知轨顶标高为75M，根据轻钢结构设计指南第二版计算柱顶标高为14M。（剖面图详见图13）。重庆科技学院本科生毕业设计建筑方案设计8图13厂房剖面图32室内外高差的确定室内外高差的确定考虑厂房运输的方便与防治雨水倒灌，取室内外高差为300M。3采光通风设计根据不同厂房采光不同，查表可知白铁加工厂的采光等级为级，双跨厂房采用单侧采光，窗地面积比为1/6，侧窗布置上下两道窗。上段为高侧窗，下段为低侧窗。由于开窗面积达不到要求，使用人工照明。鉴于厂房为双跨跨度均为24M，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；上部可为倾斜固定窗，即固定式通风高侧窗，能采光，能防雨，能常年进行通风，不需设开关器，构造简单，管理和维修方便。34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1/5，檐沟纵向坡度05，雨水每侧10根，用直径150的PVC雨水管。根据资料，武汉市的年均降雨量为52M到615M，故挑檐沟截面尺寸取高度为30M，宽度为30M；内天沟截面尺寸取高度为20M，宽度为50M。均能满足排水要求。4厂房立面设计1正立面厂房的正立面图见图14所示。图14正立面图42侧立面厂房侧立面图见图15所示。重庆科技学院本科生毕业设计建筑方案设计9图15侧立面图5厂房构造设计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12米，墙下设基础梁支撑在柱基础上，窗台以上部分采用夹芯板外墙，墙板采用C型墙梁与刚架柱连接。屋面构造屋顶同样采用夹芯板，利用C型檩条与刚架梁连接。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。重庆科技学院本科生毕业设计建筑方案设计10重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计1结构方案设计1屋面檩条计算檩条选用卷边槽钢，屋面坡度为1/5（381），屋面材料为压型钢板，根据檩距选择压型钢板板型为W750YX35125750。檩条跨度6M，在中间处各设置一根拉条。在屋脊处和屋檐处设置斜拉条，水平檩距M，檐口距地面高度14M。钢材Q235。荷载标准值（1）永久荷载对水平投影面压型钢板自重024KN/M2檩条自重（包括拉条）06KN/M2小计030KN/M2（2）可变荷载屋面荷载按50年一遇取值，基本风压035KN/M2，基本雪压050KN/M2，雪荷载准永久值系数分区为区屋面均布活荷载050KN/M2，雪荷050KN/M2,计算时取两者的较大值050KN/M2。（3）风荷载风荷载基本风压035KN/M2，按建筑结构荷载规范（GB5092012），房屋高度大于10M，由地面粗糙度为C类查表721可知Z13风荷载体型系数取边缘带S17（吸力）。垂直屋面的风荷载标准值0ZSKWW76KN/M2图21檩条计算简图（注图中角度为381）1内力计算11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MKNPK/20151500300MKNP/5915141502130MKNPPX/1060813SINMKNPPY/586183COS重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计12弯矩设计值MKNLPMYX1377865861822MKNLPMXY119032610603222112永久荷载与风吸力组合（10永久荷载14风荷载）檩条线荷载MKNPX/0300813SIN5130MKNPY/9620813COS305151672041弯矩设计值MKNLPMYX3294869620822MKNLPMXY034086030082212截面选择选用冷弯薄壁卷边槽钢C160702030图2檩条截面示意图截面面积2945ACM截面惯性矩43764XIC46042YICM02224XCM13有效截面计算H/B160/7029，246105YIMM，22890AM。（满足要求）由建筑结构和荷载规范，风荷载高度变化系数为074，风载体型系数迎风面S07，背风面S07，则垂直于山墙的风荷载标准值为K1050740707050381KN/M2风荷载设计值为W140381610381/3107KN门式刚架轻型房屋钢结构技术规程中52条刚架斜梁上横向水平支撑的内力，应根据纵向风荷载按支撑于柱顶的水平桁架计算；对于交叉支撑的内力，可不计压杆的受力。所以以节点A为对象受力图如图所示图29隔离体受力图由28A图得1NR2W2214KN压力由28B图得21COS35/22WNWO2N1421KN拉力由28C图得32COS350NNO313541KN由28D图得4COS35/22WWO4N582KN由28E图得54COS350NNO5N48KN5258021KN横杆（压杆）取端杆（最不利）计算，N214KN，MLL60,选用L125X12,其几何特性为338I，20671538600应计算量的整体稳定性重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计2550650300146000111HBTL因集中荷载并未在跨中附近（轻型钢结构设计指南第二版P534）75501306901B40802121BYBYXYBBFHTWAH23541432021223523534806504144297110250650103615429743207502322206用B代替BB094322MAX/215/01141MNFMNWMWMYHX842312531428010352591107912821510352591/333满足要求。93整体稳定验算91边柱平面内稳定性验算因最大弯矩和最大轴力不在同一个截面，故应验算两组第一组，。柱的平面内计算长度系数1R则199009900OXRXLLM稳定性验算/90/219465120XOXXLIYYWSXYOBFHTWHA根据钢结构设计规范GB5017203中附录B之规定107028178010310BB取10B，10T则223631/215/811651035259110891471428085201099235MNFMNWMANEBTYYYWSXYOBFHTWHA根据钢结构设计规范GB5017203中附录B之规定107028107818087BB取10B，10T则223631/215/74111103525911084283142804520106150MNFMNWMANEBTYYYWSXYOBFHTWHA根据钢结构设计规范GB5017203中附录B之规定取，则223631/215/251591035259110221311428085201057285MNFMNWMANEBTYYYWSXYOBFHTWHA根据钢结构设计规范GB5017203中附录B之规定取，则223631/215/891391035259110402531428045201074148MNFMNWMANEBTY255775558910761291011282077160134210112820/233满足要求103整体稳定验算101梁平面内的整体稳定性验算梁平面内的整体稳定性验算。斜梁坡度为115，不超过15，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和平面外稳定，不计算平面内稳定。1032梁平面外的整体稳定性验算考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接，有蒙皮作用，檩条可作为横梁平面外的支承点，但为安全起见，计算长度按两个檩距或隅撑间距考虑，即LY30M。对于等截面构件0，SW1YSLY/IY1316/9643，C类截面，查表得Y081603615604143431310112820560129703434320235443202204000YYWSXYOBFHTWHABBY107028/1021，取1,1BT223631/215/1916810112820102557712976818010342MNFMNWMANEBTY所以，满足要求。验算檩条集中荷载下的局部受压承载力檩条传给横梁上翼缘的。集中荷载F1202614331692KNLZA5HYHR7050140M322101692101511/215/8140CWZFNMFNMTL验算腹板上边缘处的折算应力取梁端截面处的内力KNVKNNMKNM5537,8523,64153KNYIMN876228610498460310641534613241572125346103014293572824285/8460349108WVSNMIT重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计4322222231357871681511511357871683285CC8394N/M212F258N/M2，满足要求。按钢结构设计规范校核横梁腹板容许高厚比梁端截面KNANIMXY0361764129761085231049846031028697641533461MAXMIN223631/215/1968101128201097185129768180108523MNFMNWMANEBTY941MAXMINMAX0故00235235715480526248192054332628761235WYHTF所以，满足要求。104刚度验算0013041049840635100621000061261078135485248543845EIXMKLEIXQKL1节点计算1柱脚计算111左柱脚计算11左柱柱脚资料左柱截面尺寸，压力设计值，弯矩设计值为，柱脚及锚栓均采用Q235钢，焊条为E43，混凝土为C30，柱脚构造如下图（81）所示图81左柱柱脚构造图底板尺寸B600，L900重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计4预估底板受压情况为负值，说明柱脚需用锚栓来承受拉力。则最大应力处至中和轴距离柱翼缘至中和轴距离柱翼缘处基础应力柱中心距基础受压合力点最大应力处至受拉锚栓处距离锚栓处距离基础受压区合力点确定板厚度，计算板底各部分的弯矩肋板与翼缘围成的三边支撑部分隔板与翼缘和腹板围城的三边支撑取需要的底板厚度，取，满足要求。1112锚栓计算需要锚栓净面积取查戴国欣主编钢结构第三版附表82得，采用6个直径为24M的锚栓，单个锚栓的净面积，满足要求。1113肋板计算肋板厚度取，按悬臂梁计算跨长，取截面肋板强度验算1114焊缝验算肋板与底板连接处水平焊缝重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计45设，则肋板竖向焊缝焊缝取，1115隔板计算隔板按悬臂梁计算跨长，取截面因其底板平均压力很小，可以不必验算隔板强度，隔板与底板和柱的腹板焊缝均可按构造要求,取8FHM焊缝。资料左柱截面尺寸H60301217，压力设计值，弯矩设计值为，柱脚及锚栓均采用Q235钢，焊条为E43，混凝土为C20，柱脚构造如下图82所示重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计46图821112中柱脚设计1中柱柱脚资料资料左柱截面尺寸H60301217，压力设计值，弯矩设计值为，柱脚及锚栓均采用Q235钢，焊条为E43，混凝土为C20，柱脚构造如下图83所示图83底板尺寸B600，L900预估底板受压情况为负值，说明柱脚需用锚栓来承受拉力。则最大应力处至中和轴距离柱翼缘至中和轴距离柱翼缘处基础应力柱中心距基础受压合力点重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计47最大应力处至受拉锚栓处距离锚栓处距离基础受压区合力点确定板厚度，计算板底各部分的弯矩肋板与翼缘围成的三边支撑部分隔板与翼缘和腹板围城的三边支撑取需要的底板厚度取，满足要求。112锚栓计算需要锚栓净面积取查戴国欣主编钢结构第三版附表82得，采用6个直径为24M的锚栓，单个锚栓的净面积，满足要求。1123肋板计算肋板厚度取，按悬臂梁计算跨长，取截面肋板强度验算1124焊缝验算肋板与底板连接处水平焊缝设，则肋板竖向焊缝焊缝取，1125隔板计算隔板按悬臂梁计算跨长，取截面。因其底板平均压力很小，可以不必验算隔板强度，隔板与底板和柱的腹板焊缝均可按重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计48构造要求,取8FHM焊缝。12牛腿设计1121截面选择截面如图所示图84所需净截面抵抗矩为按经验公式得经济高度为初选高度H30CM腹板厚度按负担支点处最大剪力需要，得按经验公式估算选用腹板为重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计49依近似公式计算所需翼缘板面积试选翼缘板厚度为翼缘板宽度为翼缘得外伸宽度为故翼缘板的局部稳定可以保证。使用变截面牛腿，端部截面高度为112强度验度正应力为剪应力为1123焊缝计算取焊缝腹板上竖向焊缝有效截面面积为全部焊缝对轴的惯性矩为焊缝最外边缘的截面模量为翼缘和腹板连接处的截面模量为焊缝最大应力为牛腿翼缘和腹板交接处有弯矩引起的应力和剪力引起的应力共同作用满足要求1124牛腿肋板计算牛腿构造尺寸如图85所示重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计50图85肋板承受的压力为11241肋板尺寸确定在腹板两侧成对的配置横向加劲肋，则肋板外伸宽度为厚度1125承压强度计算111切肢尺寸确定翼缘处腹板处承压面积端面承压强度设计值为满足要求1126稳定计算阴影面积绕腹板中线的截面惯性矩为回转半径重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计51按截面C类，查得稳定系数1127强度计算按悬臂梁计算每块肋板受力为1128焊缝计算肋板与翼缘板连接处水平焊缝设肋板与腹板连接处竖向焊缝设重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计5213梁柱连接计算111左柱与左梁连接计算资料弯矩设计值为剪力设计值为，梁截面尺寸为热轧H型钢，端板布置图如下图86左柱与左梁端板布置图1132确定螺栓尺寸上翼缘两侧各设置6个螺栓，取，板端的尺寸为选用强度等级为109级摩擦型高强螺栓连接，其公称直径为M2设计，预应拉力，螺栓孔径为24M，连接处接触面处理方法为喷沙（丸），则连接中受力最大螺栓承受的拉力以及剪力为单个高强度螺栓受剪力受拉承受的拉力及剪力为拉剪共同作用下受力最大螺栓的承载力验算113确定端板的厚度1131两边支承类端板端板外伸时重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计531132无加劲肋类端板第三排螺栓的设计拉力为故板厚取为。1134门式钢架斜梁与柱相交的节点域剪应力验算则满足要求，可按构造设置斜加劲肋。1135构件腹板强度验算则满足要求。1136腹板与端板的焊缝计算取焊脚14左梁与中柱连接计算资料弯矩设计值为剪力设计值为，梁截面尺寸为热轧H型钢板布置图如下重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计54图87左梁与中柱端板图1141确定螺栓尺上翼缘两侧各设置6个螺栓，取，板端的尺寸为选用强度等级为109级摩擦型高强螺栓连接，其公称直径为M2设计，预应拉力，螺栓孔径为24M，连接处接触面处理方法为喷沙（丸），则连接中受力最大螺栓承受的拉力以及剪力为单个高强度螺栓受剪力受拉承受的拉力及剪力为拉剪共同作用下受力最大螺栓的承载力验算重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计51142确定端板的厚度111两边支承类端板端板外伸时，1142无加劲肋类端板第三排螺栓的设计拉力为故板厚可取为。1143门式钢架斜梁与柱相交的节点域剪应力验算则满足要求，可按构造设置斜加劲肋114构件腹板强度验算则满足要求1145腹板与端板的焊缝计算取焊脚满足要求。重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计5612基础梁及地基基础设计1基础梁计算基础梁简支于柱下独立基础上，上砌150M高墙体，墙体厚度为240M。基础梁混凝土采用C30（），纵向受力筋以及箍筋为HPB235（），墙体采用MU10普通粘土砖和M75混合砂浆，墙体自重标准值为。计算跨度梁截面尺寸墙体计算高度基础梁顶面的荷载标准值为基础梁自重墙体顶面的荷载标准值相应的应力设计值为121基础梁正截面承载力计算最大弯矩设计值为1212纵向配筋所需纵向钢筋先假设受力筋按一排布置，则，根据以上二式可解得验算适用条件实际受压高度为重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计57根据计算结果查混凝土结构（上册）附表3，选用42，实际面积，受压区可按照构造要求选用212。123基础梁斜截面承载力计算1214截面尺寸复核截面尺寸满足要求。1215箍筋计算故可按照构造配箍筋，选用双肢630基础梁配筋图如图所示图9112左柱基础计算采用柱下独立基础，取内力组合中最不利的两组，由于内力组合中最大弯矩组合和最大轴力组合为同一组数据，故这里只有一组数据。重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计58左柱最不利内力组合标准值KNVKNMMKNN7528,57285,22131相应的设计值由表1知持力层承载力特征值为130KP，。基础初设埋置深度为，混凝土强度等级C30，HPB235级钢筋查得，HPB235级钢筋查得，有垫层，垫层材料为C10。基础顶面距地面10M，保护层厚度35M，如图93所示。图921221边柱基础底面尺寸确定基础采用阶梯型，埋深为D2M（按室外地坪算起），宽度取的值。122地基承载力设计值持力层地基承载力特征值为又查表得1523计算基础底面积D（225）/235M取基础和回填土重度重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计59按公式得取基底面积1225验算持力层地基承载力基础和回填土自重标准值作用在基础上所有力相对于基底型心的力矩标准值合力偏心矩要求。基底压力标准值为基底边缘最大压力标准值为，满足要求。则该柱基础的地面长，宽，故不需要修正。1226计算支座净反力基础底面最大和最小净反力1227基础高度（阶梯）12231柱边抗冲切验算冲切简图如图94所示重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计60图93由图可见，该基础的冲切角度为450，故可不进行抗冲切验算。12232变阶处抗冲切验算该变阶处的冲切角度为450，故同样可不进行抗冲切验算。1228配筋计算15281基础长边方向截面（柱边）柱边地基净反力弯矩截面（变阶处）地基净反力比较，应按在长边方向配1210200实际，符合构造要求。12282基础短边方向截面（柱边）截面（变阶处）比较，应按在短边方向配1810200，实际，符合构造要求。基础配筋见图52所示重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计61123中柱基础计算采用柱下独立基础，取内力组合中最不利的两组。左柱最不利内力组合第一组标准值,，相应的设计值工程地质条件如表1所示。由表1知持力层承载力特征值为130KP，。基础初设埋置深度为，混凝土强度等级C30，HPB235级钢筋查得，HPB235级钢筋查得，有垫层，垫层材料为C10。基础顶面距地面10M，保护层厚度35M，如图93所示。121边柱基础底面尺寸确定基础采用阶梯型，埋深为D2M（按室外地坪算起），宽度取的值。地基承载力设计值持力层地基承载力特征值为又查表得计算基础底面积D（225）/235M取基础和回填土重度按公式得取基底面积1232验算持力层地基承载力基础和回填土自重标准值作用在基础上所有力相对于基底型心的力矩标准值重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计62合力偏心矩要求。基底压力标准值为基底边缘最大压力标准值为，满足要求。经验算在另一组数据（中心荷载作用下）该基础地基承载力满足要求。则该柱基础的地面长，宽，故不需要修正。932计算基底净反力基础底面最大和最小净反力第一组数据123基础高度1231柱边抗冲切验算基础图同边柱基础，该基础的冲切角度为450，故可不进行抗冲切验算。1232变阶处抗冲切验算与柱边基础截面抗冲切的计算截面相同，故该阶处的抗冲切承载力均满足。1234配筋计算121基础长边方向截面（柱边）柱边地基净反力弯矩截面（变阶处）地基净反力比较，应按在长边方向配1210200实际，符合构造要求。12342基础短边方向截面（柱边）重庆科技学院本科生毕业设计结构方案设计63截面（变阶处）比较，应按在短边方向配1810200，实际，符合构造要求。基础配筋见结构图重庆科技学院本科生毕业设计参考文献7313结论在这次的毕业设计中，通过对湖北宜昌造纸钢结构厂房的设计，在设计上力求简单，布置上不是很合理，通过PKM的截面优化，我看到了自己设计的很多地方不足，我从以后从事造价这一方面去分析了自己做的钢结构毕业设计，对于造价这方面的控制了一定程度上的了解，并且通过这次毕业设计我了解了门式刚架设计以及设计的各个环节的具体步骤，不仅巩固了专业的理论知识，同时也了解到了很多建筑结构设计的规范。设计过程中会涉及到结构力学、材料力学、钢结构设计原理、钢结构焊接制造及安装等大学所学的专业知识，通过本次设计可以使所学的知识系统化，并且提高我们对知识的综合应用能力，让我能够在指导老师的指导下，比较独立地完成工业厂房的设计，可以熟悉相关的设计规范、手册、标准图集，掌握AUTOCAD、PKM、OFICE等办公软件技术。设计中树立了理论联系实际的设计思想，还培养了我们综合分析思考、综合分析思考的能力，以及查阅技文献、资料、和手册、拟定设计方案、计算、绘图和编写设计说明书的能力，为以后的工作奠定基础并有一定的应用价值。通过此次单层钢结构厂房的设计让我们充分认识、了解钢结构工程的基本流程和设计理念、设计方法。让我们对国内外建筑钢结构市场有一个比较清楚的认识，对门式刚架前景与未来也有一个概念，让我们对这四年大学学习的专业知识有所总结，并联系到实际充分发挥理论联系实际的作用，做到学有所用，不做无用之才，为将来走向工作岗位打下坚实的基础。马上就要工作了，这次设计也教会了我遇到问题的解决办法，受益良多。毕业设计如果再多一些时间，我相信自己会在以后从事的工作方面对于结构在单方的用钢含量上加以控制，联系工程实际，力求做到更好。重庆科技学院本科生毕业设计参考文献73参考文献1同济大学、东南大学等合编房屋建筑学（第4版）M北京中国建筑工业出版社，2052舒秋华房屋建筑学（第3版）M武汉武汉理工大学出版社，2063轻型钢结构设计指南（实例与图集）（第2版）M北京中国建筑工业出版社，205。4同济大学、东南大学等合编混凝土结构（第三版）M北京中国建筑工业出版社，75戴国欣钢结构（第4版）M武汉武汉理工大学出版社，2076李兴荣，王柱宏，PKM建筑钢结构工程设计实例M北京中国建筑工业出版社，2017李国强、苏小卒建筑结构抗震设计M北京中国建筑工业出版社，2028董军等合编,土木工程专业毕业设计指南（房屋建筑分册）M北京中国水利水电出版社，2029高等学校毕业设计（论文）指导手册（土建卷）M北京高等教育出版社，20310张伯平、党进谦土力学与基础工程M北京中国水利水电出版社，206GB5017203,钢结构设计规范S121混凝土结构设计规范3GB509202,建筑荷载规范S1411建筑抗震设计规范S5GB50720,建筑地基基础设计规范S162051钢结构施工质量验收规范7GB518202，冷弯薄壁型钢结构技术规程S18/T0410,建筑制图标准S9CES12202，门式刚架轻型房屋钢结构S20GB/T5051,建筑结构制图标准S16820，建筑结构可靠度设计统一标准S2JG99，高层民用建筑钢结构技术规程S3J81202建筑钢结构焊接技术规程24GBT27508，建筑用压型钢板S重庆科技学院本科生毕业设计致谢74致谢大学四年虽然给我留下了许多美好的回忆，但是使我印象最深的还是这段大家同甘共苦一起做毕业设计的时光。在这段忙碌又充实的日子里，我学到了很多以前没有学到的知识，也遇到了许多以往所没经历的事情，使我受益