單層鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì).pdf

第 1 頁 建筑設(shè)計(jì)部分建筑設(shè)計(jì)部分 1 工程概況 根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展需要 決定于 2009 年 7 月 1 日在咸陽市新建一除銹噴漆單層 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房 廠房建筑面積為 3060 m2 1 1 設(shè)計(jì)原始資料 一 氣象條件 1 冬季采暖室外計(jì)算溫度 5 C 2 主導(dǎo)風(fēng)向 東北 基本風(fēng)壓 0 35kN m2 3 基本雪壓 0 25kN m2 4 年降雨量 632mm 日最大降雨量 92mm 時(shí)最大降雨量 56mm 雨 季集中在 9 10 月份 5 土壤最大凍結(jié)深度 450mm 二 工程地質(zhì)條件 1 建筑場(chǎng)地地貌單元屬黃土梁南緣 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件見附錄 2 2 地下水穩(wěn)定埋深 8 4 9 6m 屬潛水類型 地下水對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié) 構(gòu) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性 但在干濕交替條件下對(duì)鋼筋混凝土 結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性 場(chǎng)地水位以上土質(zhì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu) 鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均無腐蝕性 3 I 級(jí)非自重濕陷性黃土 地基承載力特征值為 170kPa 4 抗震設(shè)防烈度 7 度 0 15g 建筑場(chǎng)地類別為 II 類 5 根據(jù)場(chǎng)地巖土工程條件和建筑物荷載特點(diǎn) 建議本工程采用換土墊層法 處理地基 基礎(chǔ)形式采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 三 施工條件 1 建設(shè)場(chǎng)地平坦 道路通暢 水 電就近可以接通 基本具備開工建設(shè)條 件 2 擬參與投標(biāo)的施工單位技術(shù)力量和機(jī)械化水平均較高 第 2 頁 2 廠房平面設(shè)計(jì) 2 1 建筑平面形式的選擇 由于本廠房的生產(chǎn)工藝流程為直線型 即原材料由廠房一端進(jìn)入 除銹區(qū) 間 噴漆區(qū)間 再由另一端運(yùn)出 考慮到生產(chǎn)流程及建筑和結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單及合理 性 本廠房采用矩形平面形式 單跨結(jié)構(gòu) 2 2 柱網(wǎng)的選擇 廠房建筑面積是 3060 平米 由于廠房荷載較小 故選擇質(zhì)量較輕 工業(yè)化程度 較高施工周期短 結(jié)構(gòu)形式較簡(jiǎn)單的輕型門式鋼架結(jié)構(gòu) 柱距取為經(jīng)濟(jì)柱距 7 5m 對(duì)于跨度的選擇 根據(jù) 廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn) 的要求 本廠房跨度 大于 18m 按 60M 模數(shù)增長(zhǎng) 考慮到生產(chǎn)設(shè)備的大小和布置方式 為了有效提 高廠房面積的利用率及吊車的服務(wù)范圍 跨度選擇為 24m 2 3 定位軸線的劃分 本廠房設(shè)計(jì)中縱向定位軸線由下向上依次定為 A B C D 橫向定位軸 線從左向右依次定為 1 2 3 4 5 18 1 橫向定位軸線 為了使吊車梁 屋面檁條等一系列縱向構(gòu)件的的標(biāo)志長(zhǎng)度均與柱距相同 使構(gòu)件規(guī)格一致 便于 統(tǒng)一構(gòu)造連接 本廠房中柱的中心線與橫向定位軸線重 合 2 縱向定位軸線 a 有吊車的柱與縱向定位軸線的聯(lián)系 由于工藝要求 本廠房 1 14 軸線間為有吊車區(qū)間 此區(qū)間的柱子截面 較大 縱向定位軸線與柱的中心線重合 b 無吊車的柱與縱向定位軸線的聯(lián)系 在 15 18 軸線間沒有吊車 故柱子截面較小 柱中心線與縱向定位軸線 不重合 柱子翼緣與外墻內(nèi)緣重合 第 3 頁 3 廠房剖面設(shè)計(jì) 3 1 廠房高度的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)資料 本廠房軌頂標(biāo)高為 8 5m 查 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中大連重 工吊車技術(shù)資料的 軌頂?shù)降踯図斆婢嚯x H 1585mm 取吊車頂面至斜梁與柱 相 交 處 最 低 點(diǎn) 間 的 安 全 凈 空 尺 寸 為315mm 則 廠 房 高 度 為 8 5 1 585 0 315 0 75 1 450 12 60m 3 2 室內(nèi)外高差的確定 考慮到運(yùn)輸工具及廠房的便利 防止雨水侵入室內(nèi) 取廠房室內(nèi)外高差為 150mm 4 廠房天然采光設(shè)計(jì) 根據(jù) 建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定可知 本廠房的采光等級(jí)為 III 級(jí) 擬采用 雙側(cè)采光 窗地面積比應(yīng)大于 1 4 由于側(cè)面采光的效果較好 應(yīng)用較多 且經(jīng)計(jì)算側(cè)面開窗滿足采光面積 不必 開天窗 所以本廠房采用側(cè)面采光 為了滿足采光面積又不使窗高過大 本廠 房將縱墻側(cè)窗開為上下兩層 窗寬都取為 4 8m 低側(cè)窗窗臺(tái)高度取在廠房底部 砌體的頂面以便于施工 窗高 3 6m 高側(cè)窗下緣標(biāo)高為 8 8m 窗高 1 2m 為 滿足采光面積還應(yīng)在兩邊上墻上給設(shè)一道高窗 窗邊距縱向軸線 750mm 窗高 及窗臺(tái)標(biāo)高與縱墻上高側(cè)窗相同 則縱墻上的開窗的面積 4 8 3 6 30 4 8 1 2 34 714 24 m 山墻上的開窗面積為 24 0 75 2 1 2 2 54m 則開窗總面積為 714 24 54 768 24 建筑面積為 3060m 768 24 3060 4 765 第 4 頁 所以采光面積足夠 5 廠房屋面排水設(shè)計(jì) 根據(jù)廠房原始設(shè)計(jì)資料 為了減少室內(nèi)排水設(shè)施 避免排水管道對(duì)生產(chǎn)工 藝的影響 本廠房采用有組織外排水方式 考慮到咸陽地區(qū)的氣象條件以及廠 房最大高度的限制 廠房屋面排水坡度取 1 10 天溝縱向坡度取 5 6 廠房立面設(shè)計(jì) 立面上采用藍(lán)色為主色調(diào) 底部為 1200mm 高的磚砌體 表面用水泥砂漿 抹面 門窗框口包角板采用藍(lán)色鋼板 7 廠房的構(gòu)造設(shè)計(jì) 7 1 外墻 本廠房外墻下部為 1200mm 高 240 的磚砌墻體 上部為壓型鋼板 以避免 壓型鋼板直接著地而產(chǎn)生銹蝕 壓型鋼板采用雙層彩色壓型鋼板內(nèi)填保溫材料 工廠復(fù)合板 壓型鋼板外墻構(gòu)造力求簡(jiǎn)單 施工方便 與墻梁連接可靠 轉(zhuǎn)角 處以包角板與壓型鋼板搭接 搭接長(zhǎng)度為 350mm 以保證防水效果 7 2 外維護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì) 咸陽地區(qū)冬季室內(nèi)溫度較低 對(duì)生產(chǎn)工人的健康不利 應(yīng)考慮采暖要求 為節(jié)約能源 不使外圍護(hù)結(jié)構(gòu)流失的熱量過多 外墻 屋面應(yīng)采取保溫措施 此外 為了防止熱量過多流失 還應(yīng)提高門窗縫隙的密封性能防止冷風(fēng)滲透 以改善室內(nèi)熱環(huán)境 本廠房外維護(hù)結(jié)構(gòu)采用壓型鋼板 礦棉板保溫層 壓型鋼板的構(gòu)造 室內(nèi)相 對(duì)適度 55 冬季室內(nèi)計(jì)算溫度為 16C 室外計(jì)算溫度為 5C 壓型鋼板 的厚度為 0 53 mm 礦棉板的導(dǎo)熱系數(shù)為 0 07wkm 2 維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面感熱阻 Ri 取 0 115wkm 2 外表面感熱阻 Re 取 0 043wkm 2 根據(jù)規(guī)范規(guī)定室內(nèi)相對(duì) 濕度 55 的車間外墻室內(nèi)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差為 7 5C 則可 第 5 頁 計(jì)算礦棉板保溫層厚度如下 322 01115 05 7 516 min O R 07 0 158 0043 0 3 58 0053 0 07 0 2 58 0053 0 115 0ddRo 要求 minOO RR 即322 007 0 158 0 d 得md1148 0 又考慮到保溫復(fù)合式壓型鋼板的規(guī)格 可取礦棉板保溫層厚為 50mm 7 3 屋頂構(gòu)造 本廠房屋面采用壓型鋼板有檁體系即在鋼架斜梁上防止冷軋薄壁鋼檁條 再鋪設(shè)壓型鋼板屋面 壓型鋼板凹槽沿排水方向鋪設(shè) 以利于排水 排水坡度 取 1 10 7 4 散水構(gòu)造 廠房周圍做 900mm 的混凝土散水 散水坡度取 3 散水構(gòu)造由下至上為 素土夯實(shí) 80 厚碎磚打底 60 厚 C10 混凝土 10 厚 1 2 5 水泥砂漿抹面 如 下圖所示 第 6 頁 8 門窗明細(xì)表 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分 第一章 方案選擇 1 1 材料的選擇 由于本廠房是輕型門式剛架結(jié)構(gòu) 本身自重較輕且吊車噸位較小 鋼架承 受荷載也較小 所以廠房梁 柱 檁條等結(jié)構(gòu)構(gòu)件可選用 Q235B 鋼 又由于廠 房對(duì)材料的沖擊韌性無特殊要求 所以質(zhì)量等級(jí)可以選用 B 級(jí) 因此 廠房梁 門窗編號(hào) 尺寸 mm 數(shù)量 個(gè) M1 3600 3900 8 C1 4800 3600 30 C2 4800 1200 34 C3 1500 1200 30 第 7 頁 柱 檁條 吊車梁 壓型鋼板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件均可選用 Q235B 1 2 柱網(wǎng)布置 本廠房建筑面積 3060m 由于本廠房荷載較小 故選用質(zhì)量較輕 工業(yè) 化程度較高 施工周期短 結(jié)構(gòu)形式較簡(jiǎn)單的輕型門式剛架結(jié)構(gòu) 其中柱距 7 5m 跨度 24m 1 3 屋面布置 根據(jù)屋面壓型鋼板的規(guī)格 檁條沿跨度方向每隔 1 5m 布置一道 根據(jù) 門 式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS102 2002 中 6 3 1 之規(guī)定 由于檁條跨 度為 6m 9m 故采用實(shí)腹式檁條 根據(jù) 門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS102 2002 中 6 3 5 和 6 3 6 之規(guī)定 應(yīng)在檁條三分點(diǎn)處設(shè)置一道拉條 拉 條采用 12 圓鋼 圓鋼拉條設(shè)在距檁條上翼緣 1 3 腹板高度范圍內(nèi) 屋脊拉條 為剛性 1 4 柱間支撐布置 根據(jù) 門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS102 2002 中 4 5 2 之規(guī)定 應(yīng)在廠房?jī)啥说谝恢g設(shè)置柱間支撐 并應(yīng)在中間一個(gè)柱間設(shè)置柱間支撐 本 廠房考慮到功能分區(qū) 在有吊車的區(qū)間兩邊和中間都設(shè)置柱間支撐 且在除銹 區(qū)間端部布置柱間支撐 柱間支撐分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐布置 1 5 屋蓋支撐布置 由于本廠房長(zhǎng) 127 5m 寬 24m 根據(jù) 門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS102 2002 中 4 5 1 之規(guī)定 整個(gè)廠房可劃分為一個(gè)溫度區(qū)段 因此在廠 房?jī)啥说谝粋€(gè)柱間支撐設(shè)置橫向水平支撐 此外 還應(yīng)在廠房中間柱間內(nèi)設(shè)置 屋蓋橫向水平支撐 并應(yīng)在上述相應(yīng)位置設(shè)置剛性系桿 1 6 墻面結(jié)構(gòu)布置 第 8 頁 根據(jù)墻板的板型和規(guī)格 墻梁的布置沿高度方向間距 1 5m 根據(jù) 冷彎 薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018 2002 中 8 4 2 之規(guī)定 本廠房跨度 7 5m 6m 應(yīng)在跨中三分點(diǎn)處各設(shè)置一道拉條 拉條承擔(dān)的墻體自重通過斜拉條傳至承重 柱和墻架柱 且應(yīng)每隔 5 道拉條設(shè)置一對(duì)斜拉條 以分段傳遞墻體自重 拉條 為 10 圓鋼 第二章 吊車梁設(shè)計(jì) 2 1 荷載的計(jì)算 2 1 1 最大輪壓的計(jì)算 由 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 中電車資料可知 其最大輪壓為 13 8 噸 最小輪壓 為 3 8 噸 則根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009 2001 中 5 1 1 之規(guī)定可知 豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 max13 8 10138kpkN m i n3 81 03 8kpk N 又根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 5 3 1 之規(guī)定取吊車荷載動(dòng)力系數(shù) 1 05 則吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值為 max max 1 4 k pp 1 4 1 05 138 86 202kN min min1 41 4 1 05 3855 86kppkN 2 1 2 橫向荷載設(shè)計(jì)值 由吊車資料可知吊車額定起重量為 16 噸 小車重量為 2 99 噸 且吊車工 作制為 A5 級(jí) 為輕級(jí)工作制 因此每個(gè)輪上的橫向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 1 4 kHQQ g 第 9 頁 由 建 筑 結(jié) 構(gòu) 荷 載 規(guī) 范 5 1 2之 規(guī) 定 知 0 1 則 1 0 1 1 62 9 9 1 04 7 5 4 kHk N 則其設(shè)計(jì)值為 1 41 4 4 756 65kHHkN 2 2 內(nèi)力計(jì)算 2 2 1 一臺(tái)吊車荷載作用下的內(nèi)力 最大彎矩點(diǎn) C 點(diǎn) 的位置為 5000 1250 4 amm 最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為 max 2 138 7500 2500 238 05 7500 c k MkN m 其中 為吊車梁自重影響系數(shù) 查 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 8 2 得 1 03 最大彎矩處的相應(yīng)剪力值為 21 3 8 7 5 0 0 21 2 5 0 9 4 7 6 7500 c k VkN 最大剪力標(biāo)準(zhǔn)值為 m a x 138 75005000 1381 03189 52 7500 kVkN 2 2 2 計(jì)算一臺(tái)吊車作用下的內(nèi)力時(shí) 尚應(yīng)計(jì)算橫向荷載產(chǎn)生 3750 3750 5000 a 第 10 頁 的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 2 max 2 4 75 7500 2 1250 7 93 7500 kyMkN m 最大彎矩處相應(yīng)橫向剪力標(biāo)準(zhǔn)值為 2 4 757500 2 1250 3 17 7500 c k HkN 根據(jù)以上計(jì)算匯總所需內(nèi)力表 2 3 截面選擇 取吊車梁為單軸對(duì)稱工字型截面800 450 250 8 16 如圖 吊車 臺(tái) 數(shù) max c k M max c M maxkyM max c y M c k V c V maxkV max V 一臺(tái) 238 05 1 4 1 05 238 05 349 93 7 93 1 0 1 05 7 93 8 33 94 76 1 4 1 05 94 76 139 30 189 52 1 4 1 05 189 52 278 60 第 11 頁 2 3 1 毛截面特性 2 450 16250 16 800 32 8173 44 10Amm 0 2 250 16 8450 16 8008 80032 8 400 472 32 173 44 10 ymm 22 3232 54 11 8 80032 80032 8 400472 32 1212 1 450 16450 16 8008472 32 250 16250 16 472 328 12 19325 42 10 x I mm 22 33 8 450 16 8008473 32 800 16472 32 2 2690 27 10 S mm 5 34 max 19325 42 10 5897 65 10 800472 32 x x I Wmm y 2 3 2 凈截面特性 222 173 44 102 21 5 16166 56 10 n Amm 第 12 頁 2 250 16 8450 16 8008 80032 8 4002 21 5 16 8008 166 56 10 459 12 no y mm 3 32 32 44 1 45021 5 2 16 45021 5 2 16 8008 12 1 459 12 8 80032 80032 8 400459 12 12 1 250 16250 16 459 128 12 113989 32 10 nx I mm 4 33 nx 113989 32 10 3342 97 10 mmW 上 800 459 12 4 33 113989 32 10 2482 78 10 mm 459 12 nx W 下 上翼緣對(duì) y 軸的特性 2 450 167200mmA 上 2 n 354 5244 4 33 5 33 mm 1 16 4501215 10 12 1215 102 21 5 16 7012145 18 10 12145 18 10 539 78 10 225 1215 10 540 10 225 y ny ny y A Imm Imm Wmm Wmm 上 450 21 5 2 16 6512 2 4 強(qiáng)度驗(yàn)算 2 4 1 正應(yīng)力 按 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中公式 4 1 1 計(jì)算上翼緣正應(yīng)力 由 于吊車梁要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算 所以 x y 均取 1 0 則 第 13 頁 66 2 33 349 93 108 33 10 120 08215 3343 97 10539 78 10 y x nynx M M N mm WW 上 下翼緣應(yīng)力 6 22 3 349 93 10 140 94 215 2482 78 10 x nx M N mmN mm W 下 2 4 2 剪應(yīng)力 按 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中公式 4 1 2 計(jì)算 33 22 5 278 6 102690 27 10 48 48 125 19325 42 108 v s V S N mmfN mm I t 2 4 3 腹板的局部壓應(yīng)力 根據(jù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) GB50017 2003 中 4 1 3 之規(guī)定 吊車軌道自重 430N m 軌高 140mm 則 52505 162 140410 zyR lahhmm 集中荷載增大系數(shù) 1 0 F P 202 86kN 3 22 1 0 202 86 10 61 85 215 8 410 c wz F N mmfN mm tl 2 4 4 腹板計(jì)算高度邊緣處的折算應(yīng)力 根據(jù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中 4 1 4 規(guī)定 2 61 85 c N mm 6 2 1 4 349 93 10 800 16459 12 99 73 113989 32 10 nx M y N mm I 3 2 1 5 278 6 10 450 16 8008472 32 41 48 19325 42 108 w V S N mm I t 第 14 頁 由于 c 與 同號(hào) 則 1 取 1 1 則 222222 22 1 399 7361 8599 73 61 8541 48 112 98 1 1 215 cc N mmfN mm 2 5 穩(wěn)定性驗(yàn)算 2 5 1 梁的整體穩(wěn)定性 按 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中 4 2 1 之規(guī)定有 7500 1713 450 l b 應(yīng)計(jì)算梁的整體穩(wěn)定性 按 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中 4 2 1 之規(guī)定有 11 1 7500 16 0 32 0 450 800 l t b h 0 730 18 0 30 784 b 由 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 表 B 1 354 1 354 2 5 1 5 12 1 16 4501215 10 12 1 16 250208 33 10 12 1215 10 0 850 8 1215208 33 10 21 0 8 2 0 85 1 0 80 56 b bb Imm Imm I II 3 12 553 2 0 9 0 7840 706 1 80032 8 12 1 1215 10 208 33 10 80032 8 12 90 60 173 44 10 b y II i A mm 第 15 頁 7500 90 6082 78 y 12 2 2 2 23 4320235 1 4 4 4320173 44 1080082 78 16235 0 7061 0 560 82 785897 65 104 4 800235 1 710 6 0 282 1 070 905 1 71 y bbb yxy b t A h Whf 則 66 33 22 349 93 108 33 10 0 905 5897 65 10540 10 80 99 215 y x bxy M M WW N mmfN mm 滿足要求 2 5 2 腹板的局部穩(wěn)定性 根據(jù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中 4 3 2 之規(guī)定 由于 0 80032 9680 8 w h t 故必須配置橫向加勁肋 且應(yīng)在支座處 配置支承加勁肋 根據(jù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中 4 3 6 之規(guī)定 橫向加勁在 0 0 50 5 80032 384hmm 與 0 22 800 32 1536hmm 之間 取橫向加勁肋間距1500amm 橫向加勁肋在腹板兩側(cè)對(duì)稱布置 其外 伸寬度 0 768 404066 7 3030 s h b 取90 s bmm 則腹板加勁肋厚度為 6 15 s s b tmm 計(jì)算跨度處 吊車梁腹板計(jì)算高度邊緣處的彎曲壓應(yīng)力為 6 2 2 4 349 93 10 800459 12 16 99 73 113989 32 10 n M y N mm I 第 16 頁 腹板的平均剪應(yīng)力 3 2 139 3 10 22 67 80032 8 ww V N mm ht 腹板邊緣局部壓應(yīng)力 3 22 1 0 202 86 10 61 85 215 8 410 c wz F N mmfN mm tl 根據(jù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中 4 3 3 之規(guī)定 1 cr 的計(jì)算 由于 2 2 2 800 16472 32 235 0 510 85 1538 153 215 c w b y cr h t f fN mm 2 cr 的計(jì)算 0 1500 80032 1 951 0 a h 0 7688 1 2352 768 2415 344 0 415 344 1500 0 960 8 y s h t f w h a 2 1 0 59 0 8 1 0 59 0 960 8 125113 2 crsv fN mm 3 c cr的計(jì)算 由于 0 1 951 2a h 第 17 頁 0 0 235 28 18 95 7688 11 130 9 1500 2818 95 768 y w c f h t a h 2 1 0 79 0 9 1 0 79 1 130 9 215 175 9 c crc f N mm 22 22 99 7322 6761 85 0 61 1 0 215113 2175 9 c crcrc cr 所以 局部穩(wěn)定性滿足要求 2 6 撓度驗(yàn)算 驗(yàn)算吊車梁的撓度應(yīng)按最大一臺(tái)吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 且不乘動(dòng)力系數(shù) 則撓度為 262 55 238 05 107500 1010 2 06 1019325 42 10 3 367 5 kx x Ml E I mmmm 滿足剛度要求 2 7 支座加勁肋的驗(yàn)算 取支座加勁肋為290 10mm 布置如下圖 第 18 頁 支座加勁肋的端面承受壓應(yīng)力為 第 19 頁 3 22 max 278 6 10 185 7 215 2 90 15 10 ce ce R N mmN mm A 穩(wěn)定計(jì)算 2 334 4 2 0 40 10 120 82 90 103169 11 10 2 908 40 120 8554 41 10 1212 554 41 10 41 9 3160 768 18 3 41 9 z z z z z Amm I I imm A h i 屬于 b 類截面 查表得 0 975 則支座加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性 3 22 max 278 6 10 90 43 215 0 975 3160 R N mmfN mm A 滿足要求 2 8 焊縫計(jì)算 2 8 1 上翼緣與腹板連接處的焊縫設(shè)計(jì) 2 2 22 33 5 1 2 0 7 1278 6 10450 16 800 16472 32 1 0 202 86 10 2 0 7 16019325 42 10410 2 64 f t wz V Sf h fIl mm 由于構(gòu)造要求1 51 5166 f ht 故取6 f hmm 2 8 2 下翼緣與腹板連接處的焊縫設(shè)計(jì) 1 3 5 2 0 7 278 6 10250 16 472 328 1 2 2 0 7 160 19325 42 10 f t wx V S h fI mm 第 20 頁 根據(jù)構(gòu)造要求取 6 f hmm 2 8 3 支座加勁肋與腹板的焊縫 設(shè) 6 f hmm 則 3 max 278 6 10 1 82 0 70 7 160 4 76830 16 f t ww R hmm lnf 根據(jù)構(gòu)造要求取 6 f hmm 2 9 疲勞驗(yàn)算 由于循環(huán)次數(shù)為 5 5 10 次 根據(jù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中 6 1 之規(guī)定 應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算 1 最大彎矩 C 點(diǎn)截面 處下翼緣連接焊縫附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅 6 2 maxmin 4 349 93 10 459 12 16 136 03 113989 32 10 N mm 根據(jù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中附表 E 之規(guī)定可知 構(gòu)件和連接類別分別為 2 類 再查表 6 2 1 可知 12 861 10C 4 則 1 1 4 12 2 5 861 10 203 71 5 10 C N mm n 滿足要求 2橫向加勁肋下端部附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅 橫向加勁肋下端部 離腹板下邊緣 60mm 附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅 6 2 2 4 349 93 10 459 12 1670 114 5 113989 32 10 n M y N mm I 第 21 頁 查 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017 2003 中附表 E 可知 構(gòu)件和連接類別均 為 4 類 查表 6 2 1 得 12 2 18 10C 3 1 1 3 12 2 5 2 18 10 163 4 5 10 c N mm n 故滿足要求 第三章 檁條設(shè)計(jì) 3 1 荷載設(shè)計(jì) 1 永久荷載 壓型鋼板 兩層 含保溫層 2 0 3 k Nm 檁條 包括拉條 2 0 0 5 k Nm 2 可變荷載 1 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB5009 2001 本廠房采用的壓型鋼板為輕型 屋面板 屋面為不上人屋面 其水平投影面上的屋面均布活荷載按表 4 3 1 取用 標(biāo)準(zhǔn)值取 2 0 5 kN m 根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB5009 2001 中 4 5 1 之規(guī)定 施工或檢修集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 1kN 將屋面均布荷載轉(zhuǎn)換為線荷載 第 22 頁 1 1 50 133 1 5 7 5 cr qkN m 2 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知 基本雪壓 0 0 25SkPa 根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB5009 2001 中 6 1 1 之規(guī)定取雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 0 1 0 0 250 25 kr SSkPa 25 1 0 r 取 3 屋面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知 基本風(fēng)壓 0 0 35kPa 則根據(jù) 門式剛架輕型房屋 鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS102 2002 中附表 A 之規(guī)定取風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 kszo 其中 z 根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 7 2 1 之規(guī)定取 1 0 查表A 0 2 2 有效受風(fēng)面積 2 7 5 7 5 3 18 7510Al cm 故1 4 s 則 1 41 00 3 51 0 50 5 1 5 k k P a 吸力 3 荷載組合 1 1 2 永久荷載 1 4 max 屋面均布活荷載 雪荷載 0 350 31 50 975 0 975 cos5 710 97 1 2 0 35 1 4 0 31 26 1 26 sin5 710 125 1 26 cos5 711 254 k ky x y PkN m PkN m PkN m PkN m PkN m 彎矩設(shè)計(jì)值 第 23 頁 2 2 1 2 2 1 1 254 7 5 88 817 8 0 125 7 5 80 879 8 xy yx MP lkN m MP lkN m 2 對(duì)于平坡屋面 坡度為 1 8 1 20 當(dāng)風(fēng)荷載較大時(shí) 應(yīng)驗(yàn)算在風(fēng)吸力作 用下 永久荷載與風(fēng)荷載組合下截面應(yīng)力反號(hào)的的情況 此時(shí)永久荷載的分項(xiàng) 系數(shù)取 1 0 即 1 0 永久荷載 1 4 風(fēng)吸力荷載 1 0 0 35 cos5 711 4 0 515 1 50 559 1 0 0 35 sin5 711 50 052 y x PkN m PkN m 彎矩設(shè)計(jì)值 2 2 2 2 2 2 0 559 7 5 3 93 88 0 052 7 5 0 37 88 y x x y P l MkN m P l MkN m 3 2 截面選擇及截面特性 選用 C220 75 20 2 5 型冷彎薄壁型卷邊槽鋼 查表得其截面特性如下 4 703 76 x Icm 4 6 8 6 6 y Ic m 3 6 3 9 8 x Wc m 3 m i n1 2 6 5y Wc m 3 m a x 3 3 1 1 y Wc m 0 2 0 7xm m 8 5 0 x ic m 2 6 6 y ic m 0 5 1 1ec m 2 9 73Acm 6 6 3 5 1 1 w Ic m 6 0 2 0 2 8 t Ic m 2 按第一種組合進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算 按毛面積計(jì)算的截面應(yīng)力 66 12 1 1 33 max 8 817 100 879 10 164 36 63 98 1033 11 10 y x xy M M N mm WW 第 24 頁 66 22 1 2 33 min 8 817 100 879 10 68 32 63 98 1012 65 10 y x xy M M N mm WW 66 12 1 3 33 max 8 817 100 879 10 111 26 63 98 1033 11 10 y x xy M M N mm WW 3 3 受壓板件的穩(wěn)定系數(shù) 1 腹板 腹板加勁板件 minmax 180 60 0 9661 186 89 且小于零 則根據(jù) 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018 2002 中公式 5 6 2 2 得 2 2 7 86 2 99 7 8 7 86 2 9 0 9 6 6 9 7 8 0 9 6 6 2 3 0 0 K 2 上翼緣板 上 翼 緣 板 為 最 大 壓 應(yīng) 力 作 用 于 部 分 加 勁 板 件 的 支 承 板 minmax 175 52 0 9391 186 89 則根據(jù) 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu) 技術(shù)規(guī)程 GB50018 2002 中公式 5 6 2 2 得 2 2 5 8 91 1 5 96 6 8 5 8 91 1 5 90 9 3 96 6 80 9 3 9 0 9 0 K 3 受壓板件的有效寬度 1腹板 2 3 0 0K 0 9 0 c K 220bmm 75cmm 2 5tm m 2 1 1 8 6 8 9 Nm m 根據(jù) 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018 2002 中公式 5 6 3 2 得 第 25 頁 7 52 3 0 0 1 7 21 1 2 2 00 9 0 c cK bK 1 0 9 30 9 3 0 1 10 1 10 6 71 7 0 0 51 7 20 0 5 K 1 1 205205 23 0 67 4 11 186 89 K K 由于0 故取1 15 220 111 90 11 0 966 c b bmm 1818 1 15 4 11 85 08 3838 1 15 4 11 179 61 220 88 2 5 b t 則由 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018 2002 中公式 5 6 2 3 可得 2 1 8 0 1 ec bb tb tt 21 8 1 15 4 11 111 90109 89 220 2 5 e bmm 由于 0 則 1 2 0 40 4 109 8943 96 0 60 6 109 8965 93 ee ee bmm bbmm b 2上翼緣 0 9K 2 3 0 0 c K 75bmm 220cmm 2 5tm m 2 1 1 8 6 8 9 Nm m 由 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018 2002 中公式 5 6 3 3 可得 第 26 頁 2 2 00 9 00 5 8 1 1 7 52 3 0 0 c cK bK 則 1 11 1 31 0 58 K 1 1 205205 0 9 1 31 1 14 186 89 K K 由 于 0 故 取 1 15 0 151 15 0 15 0 939 1 01 且 75 c bmmb 1 81 8 1 0 1 1 1 42 0 7 3 3 83 8 1 0 1 1 1 44 3 7 5 75 30 2 5 b t 由 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018 2002 中公式 5 6 2 3 得 2 1 8 0 1 2 1 81 0 11 1 4 0 17 56 1 1 0 7 5 2 5 ec e bb tb tt bmm 由于其為部分加勁板 則 1 2 0 40 4 61 1024 44 0 60 6 61 1036 66 ee ee bmm bbmm b 3下翼緣全截面受拉 全部有效 4 有效凈截面模量 上翼緣板扣除的面積寬度為 75 61 1 13 9mm 腹板的扣除面積寬度 為 111 90 109 892 01mm 同時(shí)在腹板的計(jì)算截面有一10 拉條連接孔 則有效凈截面模量 第 27 頁 42 33 2 01 703 76 1013 9 2 5 1102 01 2 5 11043 96 2 110 59 96 10 enx cm W 42 max 33 13 92 5 68 66 1013 9 2 5 24 4420 70 2 01 2 5 20 7 22 20 7 32 89 10 eny cm W 422 min 33 13 92 5 68 66 1013 9 2 5 24 4420 70 2 01 2 5 20 7 22 7520 7 12 54 10 eny cm W 3 4 強(qiáng)度驗(yàn)算 屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn) 66 1 1 4 33 min 22 66 1 1 2 33 min 22 8 817 100 879 10 59 96 1012 54 10 204 4 215 8 817 100 879 10 59 96 1012 54 10 76 95 215 y x enxeny y x enxeny M M WW N mmfN mm M M WW N mmfN mm 3 5 穩(wěn)定性驗(yàn)算 風(fēng)吸力起控制作用 1 不計(jì)孔洞削弱 近似取 33 59 96 10 exenx WWcm 33 min 12 54 10 eyeny WWcm 2 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù) 由于檁條拉條靠近上翼緣 故不考慮其對(duì)下翼緣的約束 可視為跨中無側(cè) 向支撐構(gòu)件 查 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB50018 2002 表 A 1 2 得 1 0 b 1 1 1 3 2 0 4 6 第 28 頁 00 75 51 1 20 767 9 2 2 a b eexmm 2 20 4 66 7 9 2 0 2 8 4 220 a eh 2 2 2 2 4 0 1 5 6 46 3 5 1 10 1 5 60 2 0 2 81 07 5 0 2 26 8 6 66 8 6 62 2 1 3 0 wtb yy I Il h IIh 750 281 95 2 66 y 2 1 2 2 2 4320235 4320 9 73 22 1 130 2841 300 2841 281 9563 98 0 3 bx yxy Ah Wf 3 風(fēng)吸力作用下檁條下翼緣受壓區(qū) 2 2 66 33 3 93 100 37 10 0 3 59 96 1012 54 10 y x bxexey M M WW 22 188 97 215 N mmfN mm 滿足要求 3 6 撓度驗(yàn)算 根據(jù) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS102 2002 中表 3 4 2 2 之 規(guī)定 容許撓度 150 l 由公式 7 29 得 4 4 54 550 97 7500 3843842 06 10703 76 10 7500 27 650 150 ky y x Pl V E I mmmm 第 29 頁 滿足要求 3 7 構(gòu)造要求 750 88 2200 8 5 x 250 94 0200 2 66 y 故 此檁條在平面內(nèi) 外均滿足要求 第四章 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì) 4 1 荷載計(jì)算 1 恒載 山墻墻面板及墻梁自重為 2 0 35 kN m 2 風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓 2 0 0 3 5 k Nm 柱高 1 10 480 150 350 1 11 8 10 m 地 面類別為 B 類 根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009 2001 表 7 2 1 得 1 03 z 0 6 s 則 風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值 0 1 0 30 60 3 51 0 50 3 7 9 kzs 3 單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計(jì)值為 恒載 1 0 0 35 82 8 qkN m 風(fēng)荷載 1 4 0 379 84 24 qkN m 4 2 內(nèi)力分析 第 30 頁 抗風(fēng)柱的柱腳和柱頂分別由基礎(chǔ)和屋面支撐提供豎向及水平支撐 計(jì)算簡(jiǎn) 圖如下 構(gòu)件的最大軸力為 11 8 2 833 04kN 最大彎矩為 2 1 11 84 2473 8 8 kN m 4 3 截面選擇 選用 350 175 7 11HN 型柱 柱截面特性 2 53 19Acm 4 13700 x Icm 3 782 x Wcm 1 4 7 x ic m 4 985 y Icm 3 113 y Wcm 4 0 1 y ic m 4 4 強(qiáng)度驗(yàn)算 第 31 頁 36 2 33 04 1073 8 10 100 59215 53 19782 x NM fN mm AW 滿足要求 4 5 穩(wěn)定性驗(yàn)算 1 平面內(nèi)穩(wěn)定 抗風(fēng)柱兩端鉸接 11 8 ox lm 則 2 11 8 10 80 82150 14 7 ox x x l i 截面屬于 a 類 查表得 0 778 x 2252 22 3 142 06 1053 19 10 1505 10 1 11 1 80 82 Ex x EA NkN 則 36 3 22 1 0 8 33 04 101 0 73 8 10 33 040 778 53 19 1 0 782 101 0 8 1505 10 104 04 215 mxx x xx Ex MN A N W N N mmMmm 滿足要求 2 平面外穩(wěn)定性 考慮到抗風(fēng)柱柱間支撐 11 8 5 9 2 oy lm 則 590 147 3150 4 01 oy y y l i 第 32 頁 截面屬于 b 類截面 查表得 0 316 y 2 1 070 581 0 44000 y b 0 5 8 b 取 則 46 23 22 N 33 04 101 0 73 8 10 0 316 53 19 100 58 782 10 182 4 215 txx ybx M AW N mmfN mm 滿足要求 4 6 撓度驗(yàn)算 參考 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 2 11 得容許撓度 400 l 4 4 54 5 385 50 379 8 11800 3852 06 1013700 10 11800 27 0529 5 400 ky y x Pl E I mm 故 撓度滿足要求 第五章 牛腿設(shè)計(jì) 5 1 荷載計(jì)算 根據(jù)吊車梁的設(shè)計(jì) 吊車梁截面面積 22 173 44 10Amm Q235B 鋼的密 度為 3 7850 kg m 吊車梁自重 4 7850 10 173 44 101362 N m 軌道自重為 430 N m 由吊車最大輪壓引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為 第 33 頁 max 138 0 333 1 184 k DkN 牛腿根部承受的剪力 3 max 1 2 136243 107 5 1 4270 25 k VDkN 5 2 截面選擇 牛腿選用600 500 400 6 10BH 偏心距為 450emm 外伸長(zhǎng)度為 200dmm 截面高度600hmm 截面寬度400bmm 翼緣板厚度 10 f tmm 腹板厚度6 w tmm 力作用點(diǎn)處截面為530 400 6 10BH 如下 圖所示 則 270 25 0 45121 61MV ekN m 第 34 頁 5 3 截面特性 牛腿根部截面 2 2 400 10 6002 10 611480Amm 332 4 11600 10 6 6002 10 2400 10400 10 12122 79382 27 10 x I 4 3 79382 27 10 2646 08 10 600 2 x x I W y 2 3 600 101600 10 400 1061432 3 10 222 S 3 600 10 400 101180 10 2 S 5 4 強(qiáng)度驗(yàn)算 1 彎曲正應(yīng)力 6 3 22 121 61 10 1 05 2646 08 10 43 77 215 xnx M W N mmfN mm 2 剪應(yīng)力 33 4 22 270 25 101432 3 10 79382 27 106 81 27 125 x w v VS I t N mmfN mm 3 腹板計(jì)算高度邊緣處折算應(yīng)力 6 2 1 4 121 61 106002 10 44 43 79382 27 1062 x M yN mm I 第 35 頁 33 2 4 270 25 101180 10 66 95 79382 27 106 x w VS N mm I t 和 的最不利組合出現(xiàn)在腹板邊緣 因此驗(yàn)算公式為 2222 22 344 433 66 95 124 18 1 1236 5 N mmfN mm 滿足要求 5 5 焊縫驗(yàn)算 根據(jù)角焊縫尺寸構(gòu)造要求的限制 1 51 5104 7 f htmm 1 21 2 67 2 f htmm 故取 6 f hmm 腹板上豎向焊縫的有效截面面積為 2 0 7 6 60020 24872 w Amm 全部焊縫對(duì) X 軸的慣性矩為 2 3 44 6000 7 6 2 0 7 6 4004 0 7 6 22 4006600200 7 6 0 7 6 222 1 0 76 6600202 12 71169 92 10 w I mm 焊縫最外邊緣的截面模量為 4 33 1 71169 92 10 2339 58 10 3000 7 6 w Wmm 翼緣和腹板連接處的截面模量為 4 33 2 71169 92 10 2454 13 10 290 w Wmm 第 36 頁 在彎矩 作用下角焊縫最大應(yīng)力 6 3 1 22 121 61 10 2454 13 10 51 98 1 22 160195 2 w w ft M W N mmfN mm 牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應(yīng)力和剪力引起的應(yīng)力共同作用 6 2 2 3 2 121 61 10 49 55 2454 13 10 M M N mm W 3 2 2 270 25 10 55 53 4872 v w V N mm A 2 2 2 2 2 2 22 49 55 55 53 1 22 68 8 160 M v f w t N mmfN mm 滿足要求 5 6 加勁肋設(shè)計(jì) 第 37 頁 取加勁肋 2 90 6 外伸長(zhǎng)度為 0 510 404057 3030 s h bmm 且宜大于 90mm 故取為 90mm 寬度 90 6 1515 s s b tmm 故取寬度為 6mm 布置如下 圖 2 6 90 15 12900 ce Amm 1 焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算 3 22 270 25 10 300 28 325 900 cece ce V N mmfN mm A 2 穩(wěn)定性驗(yàn)算 2 2 90 6690 262196Amm 2 33 44 11906 6 90 26 29062 90 6 12122 322 07 10 z I mm 第 38 頁 4 322 07 10 38 29 2196 5302 10 13 3 38 29 z z o z z I imm A h i 截面屬于 b 類截面 查表得0 987 則 3 22 270 25 10 124 69 215 0 987 2196 N mmfN mm 滿足要求 第六章 鋼架設(shè)計(jì) 初步擬選用變截面鋼架 鋼架柱選用500 350 10 12H 型截面 鋼架梁 選用 650 500 250 250 8 12 12 500 230 230 6 8 8 型截面 6 1 荷載計(jì)算 1 恒載計(jì)算 屋面壓型鋼板及保溫層自重標(biāo)準(zhǔn)值 0 3 2 kN mm 檁條 包括拉條 自重標(biāo)準(zhǔn)值 0 05 2 kN mm 鋼架梁自重標(biāo)準(zhǔn)值 0 59 kN m 墻梁及壓型鋼板自重標(biāo)準(zhǔn)值 0 35 2 kN mm 鋼窗自重標(biāo)準(zhǔn)值 0 4 2 kN mm 鋼架柱自重標(biāo)準(zhǔn)值 0 96 kN m 2 活載計(jì)算 第 39 頁 1 屋面均布豎向活荷載設(shè)計(jì)值 0 3 2 kN mm 2 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009 2001 中 6 2 之規(guī)定有 2 0 1 0 0 250 25 kr SSkN m 3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 墻面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由于廠房梁柱交點(diǎn)處與自然地面間的距離為 11 15 0 15 11 30m 根據(jù) 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 GB50009 2001 中表 7 3