揚州星網(wǎng)有限公司廠房的設(shè)計

1、揚州星網(wǎng)有限公司廠房的設(shè)計專業(yè)班級：J土木工程0601 學(xué)生姓名：趙龍指導(dǎo)老師：胡白香 職稱：教授摘要 本設(shè)計為揚州星網(wǎng)有限公司廠房的設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括廠房結(jié)構(gòu)布置和各構(gòu)件設(shè)計。在設(shè)計過程中，先根據(jù)度和跨度等條件確定了廠房的結(jié)構(gòu)布置，后采用了結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器對廠房的內(nèi)力進行計算，按照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對各構(gòu)件進行設(shè)計。最后對各構(gòu)件的制造工藝以及防腐工藝進行設(shè)計。整個設(shè)計過程遵循鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和門式剛架設(shè)計規(guī)范，設(shè)計經(jīng)濟合理，滿足施工要求。關(guān)鍵詞 門式剛架 結(jié)構(gòu)設(shè)計 結(jié)構(gòu)布置 制造工藝 Yangzhou starnet Co, LTD workshop designAbstract：T

2、his design is the design of twin-spins double-pitch fitting shop , the design includes the plant layout structure、design of each components. In the design process, first according to the length and the span determine the structural arrangement of the workshop , Latter uses the Structual Mechanics so

3、lver to calculate the inner force of structure, according to Steel structure principle of design and Steel structure Design Specification for the menber check computations. Finally carries on the design to various components manufacture craft as well as the anticorrosion craft. The entire design abi

4、des by Steel structure and Portal frame Design Specification, the design is economical and reasonable , satisfying the request under construction.Key words：Portal frame structure design structural arrangement manufacturing process目 錄引言11 基本資料和設(shè)計依據(jù)21.1 工程概況21.2 裝配車間設(shè)計參數(shù)：22 廠房結(jié)構(gòu)選型及布置22.1 結(jié)構(gòu)選型及方案論證22.2

5、結(jié)構(gòu)布置23材料選擇34 結(jié)構(gòu)設(shè)計34.1 剛架內(nèi)力計算34.2 剛架截面設(shè)計154.3 剛架柱牛腿計算274.4 柱間支撐設(shè)計294.5 檁條設(shè)計及驗算334.6 墻架設(shè)計394.7 吊車梁的設(shè)計及計算424.8 節(jié)點的設(shè)計514.9 柱腳設(shè)計534.10 柱下基礎(chǔ)設(shè)計565 鋼結(jié)構(gòu)制造、防腐615.1 材料準(zhǔn)備615.2 構(gòu)件的制作635.3 涂裝665.4 隔熱66總 結(jié)67參考資料68致 謝68附 錄錯誤！未定義書簽。引 言本次設(shè)計是我在調(diào)研過程中，某機械零部件公司正在籌建的某機械加工裝配車間的設(shè)計，設(shè)計按照畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求，進行了廠房結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件的設(shè)計兩個部分，各部分均按照鋼結(jié)

6、構(gòu)設(shè)計規(guī)范設(shè)計。門式剛架輕型結(jié)構(gòu)是單層工業(yè)廠房、民用及倉儲房屋中一種常見的結(jié)構(gòu)形式，特別是近十多年來，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，由于生產(chǎn)的需要，這類結(jié)構(gòu)以其用鋼量低、重量輕、造價低、適用范圍廣等特點而廣泛應(yīng)用，工程實踐表明：門式剛架輕型剛結(jié)構(gòu)的用鋼量在20-50kg/m2左右，因此不僅國外是輕鋼生產(chǎn)廠家紛紛將整套的廠房結(jié)構(gòu)體系推向我國市場，國內(nèi)的輕剛生產(chǎn)廠家、設(shè)計單位也紛紛轉(zhuǎn)向這類結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)和設(shè)計。因此，作為結(jié)構(gòu)工程專業(yè)畢業(yè)生，進行一次完整的鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計，具有重要意義。本次設(shè)計是對四年大學(xué)所學(xué)知識的檢驗，也為今后的工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。本設(shè)計主要包括：通過方案比較，選擇雙跨雙坡門式剛架結(jié)構(gòu)；對

7、結(jié)構(gòu)布置進行設(shè)計，確定柱網(wǎng)布置圖；通過內(nèi)力計算及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，確定梁、柱截面；通過鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理及設(shè)計規(guī)范對各細(xì)部構(gòu)件進行設(shè)計；對主要構(gòu)件（非型鋼）進行制造工藝設(shè)計。1 基本資料和設(shè)計依據(jù)1.1 工程概況（1）建筑面積 2100（2）建筑層數(shù)：1層（3）結(jié)構(gòu)形式：輕鋼結(jié)構(gòu)（4）裝配車間設(shè)計參數(shù)：車間內(nèi)設(shè)置兩跨，跨度均為18m，車間總長66米，屋面坡度1/12，柱高10.5米。兩跨均設(shè)5t電動單梁式吊車，軌道頂標(biāo)高為7.8m；吊車工作制為中級。1.2 設(shè)計依據(jù) 本設(shè)計參照鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范50009-2001和門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：

8、2002，并參考了輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算等書籍。2 廠房結(jié)構(gòu)選型及布置2.1 結(jié)構(gòu)選型及方案論證因車間功能為裝配零部件，吊車噸位較小（起重量20t），屋面活載和恒荷載都較小，跨度不大，故采用輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。又為了零件存儲運輸方便，故采用雙跨門式剛架，且采用結(jié)構(gòu)簡單，制作安裝方便的雙跨雙坡門式剛架為最佳方案。2.2 結(jié)構(gòu)布置廠房長度66米，故可不設(shè)溫度區(qū)段，柱間支撐設(shè)在端部，隔一跨設(shè)一道中間設(shè)一道，共3道。檁條和墻檁間距1.5m，在檁條跨中設(shè)置兩道拉條，在側(cè)墻頂部設(shè)斜拉條。柱網(wǎng)布置圖如下圖2.1： 圖2.1 柱網(wǎng)布置圖3 材料選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、連接方法、鋼

9、材厚度和工作溫度等因素綜合考慮，本設(shè)計所用鋼材均采用Q235鋼。屋面采用彩色壓型鋼板，外層板板厚0.8mm，內(nèi)層板采用0.5 mm。型號為；V14.5-125-1000。墻面板采用HV373型彩鋼壓型板。屋面板和墻板均采用內(nèi)嵌高肋巖棉的保溫措施?；A(chǔ)混凝土等級C25，鋼筋為I級。高強螺栓和地腳錨栓均為10.9級。焊條采用E43系列。 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 剛架內(nèi)力計算4.1.1 荷載取值恒荷載（對水平投影面）檁條自重 0.05kN/m2 板及保溫層 0.35kN/m2 懸掛設(shè)備 0.10kN/m2 =0.65kN/m2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.66=3.91kN/m恒荷載設(shè)計值 3.911.2=4.7

10、kN/m 活荷載屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.50kN/m2 雪荷載 0.35kN/m2（雪荷載與活荷載不同時考慮取最大值） =0.5kN/m2活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.56=3kN/m活荷載設(shè)計值 31.4=4.2 kN/ m2風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓 0.55kN/m2(按地面粗糙度B類取得) 柱頂高度取10.5m，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，z=1.000（Z/10）0.32，（Z為柱頂?shù)降孛婢嚯x）得風(fēng)壓高度變化系數(shù)z=1.064 z=1q1=szzw0B=0.81.06410.556.0=2.55kN/m 設(shè)計值 2.551.4=3.57 kN/mq2=szzw0B=-0.51.06410.556.0=-1.6kN/

11、m 設(shè)計值 1.61.4=2.24 kN/m作用在屋面的風(fēng)荷載FW屋頂標(biāo)高為12m z=1.056FW1=szzW0B=-0.61.0560.56.0=-1.9kN 設(shè)計值 1.9 1.4=2.66 kN/m FW2=szzW0B=-0.51.0560.56.0=-1.58kN 設(shè)計值 1.581.4=2.21 kN/m 圖4.1 風(fēng)荷載體型系數(shù)示意圖輕質(zhì)墻及柱自重（包括柱墻骨架） 0.5kN/m吊車荷載表3.1 吊車荷載（吊車為LDA型電動單吊梁吊車）起重量Q（t）最大輪壓Pmax(t)最小輪壓Pmin(t)吊車總寬B（m）吊車輪距w（mm）小車重q（t）54.060.9300025004.

12、42利用柱子的反力影響線求得以左輪為基準(zhǔn)圖4.2 吊車荷載圖5t吊車作用下產(chǎn)生的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Dmax=（1+0.67）Pmax=1.5840.6=64.15kN 設(shè)計值 64.15 1.4=89.81 kN標(biāo)準(zhǔn)值 Dmin=（1+0.67）Pmin=1.589=14.22kN設(shè)計值 14.22 1.4=19.91 kN5t吊車作用下產(chǎn)生的水平荷載，即每個輪子水平剎車力T1=kNT的最不利位置同Pmax，故Tmax，k=2.8（1+0.58）=4.47kN設(shè)計值 Tmax=rQ Tmax，k=1.4 4.47=6.26 kN吊車軌道自重為38kg/m=0.38KN/m4.1.2 荷載計算簡圖

13、 圖4.3 恒荷載作用下計算簡圖 圖4.4 活荷載作用下計算簡圖 圖4.5 左風(fēng)荷載作用下計算簡圖圖4.6 右風(fēng)荷載作用下計算簡圖 吊車豎向荷載作用下計算簡圖（有三種情況） （1） Dmax在AB柱、Dmin在CD柱計算簡圖 （2） Dmax在CD柱、Dmin在AB柱計算簡圖 （3） Dmax在CD柱、Dmin在EF柱計算簡圖 圖4.7 吊車豎向荷載作用下計算簡圖吊車水平荷載作用下計算簡圖(四種情況) （1） Tmax在左跨、方向向右計算簡圖 （2） Tmax在右跨、方向向左計算簡圖 （3） Tmax在右跨、方向向右計算簡圖 （4） Tmax在右跨、方向向左計算簡圖 圖4.8 吊車水平荷載作用

14、下計算簡圖4.1.3 內(nèi)力計算簡圖因受力較復(fù)雜，采用清華大學(xué)出版的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進行內(nèi)力計算。計算過程如下：首先將A、B、C、D、E、F各結(jié)點坐標(biāo)輸入，然后輸入各單元連接方式（如AB桿為1單元），再輸入支座約束（剛接或鉸接），最后將荷載條件和材料性質(zhì)輸入，即可輸出內(nèi)力圖。根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器對結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力計算簡圖如下： （M圖） （V 圖） （N圖）圖4.9 恒荷載作用下內(nèi)力圖 （M圖） （V 圖） （N圖）圖4.10 活荷載作用下內(nèi)力圖 （M圖） （V圖）（N圖）圖4.11 左風(fēng)荷載作用下內(nèi)力圖 （M圖） （V圖）（N圖）圖4.12 右風(fēng)荷載作用內(nèi)力圖吊車豎向荷載作用下內(nèi)力圖 （M圖） （V圖

15、） （N圖）圖4.13 Dmax作用于AB柱，Dmin作用于CD柱內(nèi)力圖Dmax作用于EF柱，Dmin作用于CD柱內(nèi)力圖與圖4.13完全以CD柱對稱 （M圖） （V圖）（N圖）圖4.14 Dmax作用于CD柱，Dmin作用于AB柱內(nèi)力圖Dmax作用于CD柱，Dmin作用于EF柱內(nèi)力圖與圖4.14完全以CD柱對稱吊車水平荷載作用下內(nèi)力圖 （M圖） （V圖） （N圖）圖4.15 Tmax作用于左跨，且荷載方向均向左內(nèi)力圖Tmax作用于右跨，且荷載方向均向右內(nèi)力圖與圖4.15完全以CD柱對稱 （M圖） （V圖） （N圖）圖4.16 Tmax作用于左跨，且荷載方向均向右內(nèi)力圖Tmax作用于右跨，且荷載

16、方向均向左內(nèi)力圖與圖4.16完全以CD柱對稱4.1.4 內(nèi)力組合 1. 參考門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)規(guī)程剛架荷載組合采用如下原則：（1） 永久荷載1.2+0.85(豎向可變荷載1.4+風(fēng)荷載1.4+吊車豎向可變荷載1.4+吊車水平可變荷載1.4)（2） 永久荷載1.0+0.85(風(fēng)荷載1.4+鄰跨吊車可變荷載1.4)本組合僅用于多跨有吊車剛架（3） 永久荷載1.0+風(fēng)荷載1.4（4） 永久荷載1.2+豎向可變荷載1.4上述1、4項組合主要用于計算最大彎矩及最大軸力的內(nèi)力組合以進行剛架截面強度的計算。2、3項組合主要用于計算軸力最小而相應(yīng)彎矩最大內(nèi)力組合以進行柱腳及錨栓的計算。2. 內(nèi)力組合見附頁

17、。4.2 剛架截面設(shè)計4.2.1 柱的強度及穩(wěn)定計算1. 對AB柱進行計算（EF柱與AB柱對稱）（1） 內(nèi)力選取由內(nèi)力組合知柱底截面1-1的內(nèi)力值較大，1-1截面的最不利內(nèi)力組合為 M=186.0kN.m N=136.3kN ，V=48.2kN ， 即以此內(nèi)力值進行柱截面設(shè)計。（2） 截面選擇與強度驗算柱的材料選用Q235-B ， fy=235KN 截面選用焊接工字鋼截面尺寸為h b t tw=4503002010柱的幾何參數(shù)為A=161.0cm2 Ix=61253cm4 Iy=9003cm4 WX=2722cm3 Wy=600.2cm3 ix=19.51cm iy=7.48cm1） 構(gòu)件寬厚

18、比的驗算翼緣部分： 腹板部分： 2） 抗剪驗算 柱截面的最大剪力為： V=48.2kN 考慮僅有支座加勁肋， V=48.2KN3） 彎、剪、壓共同作用下的驗算 因為V=48.2KN0.5， 取V=0.5 M=186.0kN.m 故 滿足要求。（3） 整體穩(wěn)定性驗算 構(gòu)件的最大內(nèi)力： N=136.3kN M=186.0kN.m1）剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算 剛架柱高 H=10500mm, 梁長L=180600mm 查鋼結(jié)構(gòu)表5-2，得 剛架柱的計算長度為 柱屬于b類截面 查表得=0.602 由：式中：N：壓彎構(gòu)件所計算區(qū)段范圍內(nèi)的軸心壓力設(shè)計值 ：彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) Mx：所

19、計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩 wx：彎矩作用平面內(nèi)受壓最大纖維的毛截面地抗拒 x：截面塑性發(fā)展系數(shù)取1.05 mx取1.0 得：2）剛架柱平面外的整體穩(wěn)定性驗算考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，檁條可作為橫梁平面外的支撐點，但為了安全起見，計算長度按兩個檁條間距考慮，即對于等截面構(gòu)件 b類截面 查表得=0.899 由：式中：彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) ：均勻彎矩的受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)Mx： 所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩tx： 等效彎矩系數(shù)得： 滿足要求。（4） 剛架側(cè)移計算 1）查鋼結(jié)構(gòu)上冊表6-5，剛架柱頂位移限值沿柱高度均布水平荷載作用下柱頂?shù)刃搅Γ?計算吊車水平荷載作用下的側(cè)移

20、時，柱頂?shù)刃搅可取 則 則柱頂水平力作用下的側(cè)移U為 滿足要求。2）斜梁變形計算 剛架斜梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的撓度限值為 撓度分兩部分： 1）跨中正彎矩部分按單跨簡支梁受均布荷載計算。 2）支座負(fù)彎矩部分按單跨簡支梁兩端等彎矩計算。滿足要求 荷載分項系數(shù)平均值取1.3 （0.25KN/為支撐+斜梁重） （由于斜梁主要承受豎向荷載，故取組合彎矩值計算）2. 對CD柱進行計算（1）內(nèi)力選取 由內(nèi)力組合知柱底截面1-1的內(nèi)力值較大，1-1截面的最不利組合為 M=149.3KN.mN=183.3KN V=27.9KN 即以此內(nèi)力值進行柱截面設(shè)計。（2）截面選擇與強度驗算CD柱截面尺寸為h b

21、 t tw=600300168 柱的幾何參數(shù)為A=141.4cm2 Ix=94091cm4 Iy=7202cm4 WX=3136cm3 Wy=480.2cm3 ix=25.79cm iy=7.14cm1）構(gòu)件寬厚比的驗算 翼緣部分： 腹板部分： 2）抗剪驗算： 柱截面的最大剪力為： V=27.9KN 考慮僅有支座加勁肋： V=27.9KN3） 彎、剪、壓共同作用下的驗算因為 V=27.9KN 取V= 故 滿足要求。（3） 整體穩(wěn)定性驗算 構(gòu)件的最大內(nèi)力： N=183.3KN M=149.3KN.m1） 剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算剛架柱高 H=12000mm, 梁長L=180600mm 查鋼結(jié)

22、構(gòu)表5-2，得剛架柱的計算長度為 屬類截面 查表 由：式中：N：壓彎構(gòu)件所計算區(qū)段范圍內(nèi)的軸心壓力設(shè)計值 ：彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) Mx：所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩 wx：彎矩作用平面內(nèi)受壓最大纖維的毛截面地抗拒 x：截面塑性發(fā)展系數(shù)取1.05 mx取1.0 得： 2） 剛架柱平面外的整體穩(wěn)定性驗算考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，檁條可作為橫梁平面外的支撐點，但為了安全起見，計算長度按兩個檁條間距考慮，即對于等截面構(gòu)件 b類截面 查表得=0.773 由： 式中：彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) ：均勻彎矩的受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)Mx： 所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩tx： 等效

23、彎矩系數(shù)得： 滿足要求。（4） 因CD柱不受均布風(fēng)荷載作用，故不需計算剛架側(cè)移。4.2.2 梁的強度及穩(wěn)定計算 取最不利內(nèi)力組合可知梁在兩跨上受的內(nèi)力相等，可將兩跨上的梁做成截面一樣。又因梁跨度較大且內(nèi)力變化較大將梁做成楔形梁。計算時對梁兩端1-1、2-2截面分別按等截面進行計算。最不利組合： 1. 對梁1-1截面進行驗算(與柱AB相連的截面)（1） 整體穩(wěn)定性計算 梁材料選用Q235-B，fy=235N/mm2 截面選用焊接工字鋼初選截面h b t tw= 4503002010 截面尺寸如圖： 圖4.17 梁B端截面尺寸圖 梁的幾何參數(shù)為A=161.0cm2 Ix=61253cm4 Iy=9

24、003cm4 WX=2722cm3 iy=7.48cm （ly 取0.4l是根據(jù)輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南9.7.3不考慮隅撐作用得出的）屬b 類截面，則由下列公式計算平面外穩(wěn)定性：式中：彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) ：均勻彎矩的受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)Mx： 所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩tx： 等效彎矩系數(shù)，取0.85由近似公式， （不需再修正為）代入上式，得： （2） 梁腹板考慮屈曲的強度計算1）梁腹板最大寬厚比 2）梁腹板抗剪承載力設(shè)計值 因僅有支座加勁肋，故 則3）腹板有效寬度計算 按輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南表9-2， 其中， 則 受壓區(qū)全部有效。4） 剪力和彎矩下的強度計算 故不需設(shè)置間距的加

25、勁肋。2. 對梁2-2截面進行驗算（與BD柱相連的截面）（1）整體穩(wěn)定計算最不利內(nèi)力組合M截面=347.1kN.m N=30.5kN V=108.6kN 截面選用焊接工字鋼，截面尺寸為6003002010，如圖8.2所示。 圖4.18 梁D端截面尺寸圖 幾何參數(shù)為A=161.0cm2 Ix=61253cm4 Iy=9003cm4 WX=2722cm3 iy=7.48cm 屬b類截面，查表得，由下列公式計算平面外穩(wěn)定性：式中：彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù) ：均勻彎矩的受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)Mx： 所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩tx： 等效彎矩系數(shù)，取0.85 由近似公式， ， 故不需再修正為

26、 代入上式，得： 滿足要求。（2） 梁腹板考慮屈曲的強度計算1） 梁腹板最大寬厚比 2） 梁腹板抗剪承載力設(shè)計值 因僅有支座加勁肋，故 1.4 3） 腹板有效寬度計算 按輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南表9-2， 其中， 則 受壓區(qū)全部有效。4） 剪力和彎矩下的強度計算 故不需設(shè)置間距的加勁肋。4.3 剛架柱牛腿計算支撐吊車梁的牛腿尺寸如圖4.19： 集中荷載下牛腿高為： 設(shè)翼緣板為20010，腹板為8 滿足要求。 牛腿根部抗彎： 圖4.19 牛腿尺寸簡圖 折算應(yīng)力驗算： 得， 計算表明，以上三項計算中，牛腿為集中荷載下的抗彎強度控制。 4.4 柱間支撐設(shè)計4.4.1 設(shè)計資料及說明1. 在長度方向的邊列柱

27、間設(shè)置三道支撐，上柱為K形支撐及下柱為交叉支撐組成(支撐布置及形式見圖4.20)，因柱截面高度800，故設(shè)為單片支撐。2. 支撐結(jié)構(gòu)采用Q235-B.F，焊條采用E43型。4.4.2 柱間支撐的荷載及桿件內(nèi)力計算1. 作用于支撐的縱向水平荷載計算（1）由屋面垂直支撐傳來的縱向風(fēng)荷載w1（作用于吊車梁以上上墻風(fēng)荷載）及由抗風(fēng)桁架傳來的山墻風(fēng)荷載w2?；撅L(fēng)壓值w0=0.5kN/m2 圖4.20 支撐布置及形式簡圖風(fēng)壓高度變化系數(shù)z1=1.014（按地面粗糙度B級離地面高度10.5m處計算）z2=1 （取離地面高度7.1m處）風(fēng)荷載體型系數(shù)s=1.3 計算風(fēng)壓值：w1=z1z2w0Q=1.31.0

28、140.51.4=0.923kN/m2w2=z2z2w0Q=1.310.51.4=0.910kN/m2相應(yīng)的受風(fēng)面積： A1=86.4 A2=140.4集中荷載： W1=0.92386.4=79.7kN W2=0.910140.4=127.8KN（2） 吊車縱向水平制動剎車力T：按本列跨間最大吊車作用Q=5t Pmax=4.069.8=39.8kN T=0.1Pmax=0.1239.81.4=11.1kN2. 支撐構(gòu)件內(nèi)力計算支撐構(gòu)件的內(nèi)力按下述荷載計算風(fēng)荷載由單片支撐承受，荷載由柱列三道平均分配（1）上柱k形支撐桿件內(nèi)力（如圖4.21所示） 圖4.21 上柱K形支撐內(nèi)力圖按風(fēng)荷載計算時，按三

29、道上柱支撐考慮作用于一道上柱支撐的風(fēng)荷載為W1/3=26.57kNH1=H2=KNV1=-V2= kNcos1=0.7563N1-2=（壓力）kN（壓力、拉力）（2） 下柱交叉支撐桿件內(nèi)力（如圖4.22所示）按風(fēng)荷載及吊車制動力計算時，下柱支撐由三道支撐組成，每一道下柱支撐則由單片支撐組成，作用于支撐的風(fēng)荷載和吊車縱向制動力為（W1+W2+T）/3，支撐斜桿內(nèi)力為：N5-6= 圖4.22 下柱交叉支撐內(nèi)力圖4.4.3 桿件截面選擇1. 上柱k形支撐：上柱k形支撐采用圓鋼（1）支撐斜桿0-3 （如圖4.21） N0-3=17.56kN選用15圓鋼 A=176.0mm2斜桿截面驗算強度驗算 N/A

30、=17.56103/176.0=99.8N/mm2f= 215N/mm2 剛度驗算 張緊的圓鋼不需考慮長細(xì)比的要求。（2）人字形支撐水平支桿1-2（如圖4.21）N1-2=26.57kN 采用截面與斜桿相同， 水平壓桿截面驗算 強度驗算 N/A=26.57103/176.0=151.0N/mm2f= 215N/mm2 剛度驗算 張緊的圓鋼不需考慮長細(xì)比的要求。滿足要求。2. 下柱交叉支撐：采用圓鋼N5-6=101.7kN 選用25圓鋼 交叉斜桿截面驗算強度驗算 N/A=101.7103/490.9 =207.2N/mm2f= 215N/mm2 剛度驗算 張緊的圓鋼不需考慮長細(xì)比的要求。滿足要求

31、。4.5 檁條設(shè)計及驗算4.5.1 荷載內(nèi)力與計算由于風(fēng)荷載較大，需分別考慮恒載與活載組合以及恒載與風(fēng)荷載組合 恒荷載 檁條自重 0.05kN/m2板及保溫層 0.35kN/m2 =0.4kN/m2活荷載 0.5kN/m21. 恒載與屋面活荷載組合 檁條線荷載 qK=（0.35+0.05+0.50）1.5=1.35KN/m q=(1.2 0.4+1.4 0.50) 1.5=1.77KN/m 圖4.23 檁條受力簡圖由圖4.23知，tan=1/12 =4.76 qX1=Psin4.76=0.147KN/m qy1=Pcos4.76=1.764KN/m彎矩設(shè)計值 MX1= qy1L2/8=1.76

32、4 62/8=7.94KN.m M y1= qX1 L2/32=0.14762/32=0.17 KN.m2. 恒載與風(fēng)荷載組合按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（50009-2001），風(fēng)壓高度變化系數(shù) =1.056，=1.0風(fēng)荷載體型系數(shù)為 1.5A-2.9=1.47（邊緣帶） A=1.56=9m2+垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值KN/m2檁條線荷載 KN/m =1.71-0.60=1.11KN/m 彎矩設(shè)計值 (采用受壓下翼緣不設(shè)拉條的方案) KN.m KN.m4.5.2 截面選擇 選用C200 70 20 2.5 A=8.98cm2 WX=53.82cm2 Wymax=28.18cm3 Wymin=11.25c

33、m3 Ix=538.21cm4 Iy=56.27 cm4 It=0.1871 cm4 Iw=4376.18cm6 ix=538.21cm iy=2.50cm x0=2.000cm e0=4.89cm4.5.3 強度驗算1. 有效凈截面模量先按毛截面計算的截面應(yīng)力為 （壓） （壓） （壓） （壓）2. 受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)（1）腹板 腹板為加勁肋板件， 則K=7.86.29+9.78=7.86.29（-0.922）+9.78（-0.922）2=21。913（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撐邊， 則KC=5.8911.596.682=5.8911.590.8636.680.

34、8632=0.8633. 受壓板件的有效寬度（1）腹板 K=21.913 KC=0.863 b=200mm c=70mm t=2.5mm =153.5N/mm2 由公式，由此計算約束板組系數(shù)為 按輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南，第14.5.1節(jié)由于0， 則=1.15 所以由此截面有效寬度為 （2）上翼緣板K=0.863 KC=21.913 b=70mm c=200mm =153.5N/mm2由公式 ， 板組約束系數(shù)為 由于， 則 b/t=70/2.5=28 所以 由此截面有效寬度為 （3）下翼緣板下翼緣板全截面受拉，全部有效3. 截面模量上翼緣板的扣除面積寬度為 70-62.41=7.59mm;腹板的扣除面

35、積寬度為104.06-100.56=3.5 mm。同時在腹板的計算截面有一13拉條連接孔（距上翼緣板邊緣35 mm），孔位置與扣除面積位置基本相同，所以腹板的扣除面積寬度按13 mm計算。有效凈截面模量為 為簡化計算，可取 ；當(dāng)腹板下側(cè)有拉條孔時可取 4. 屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，所以1、2點的強度為 圖4.24 檁條有效截面圖4.5.4 穩(wěn)定性計算1. 有效截面模量恒載與風(fēng)吸力組合下的彎矩小于恒載與屋面可變荷載組合下的彎矩，按前述計算方法截面全部有效，同時不計孔洞削弱，則 2. 受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)按下列公式計算， 由于均布荷載方向離開彎心，故取正值。 查輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南中表2-2

36、3， 跨中無側(cè)向支承，=1.0， =1.13， =0.46 (取正值) 3. 風(fēng)吸力作用使檁條下翼緣受壓，按公式計算穩(wěn)定性為 且163.3N/mm2 計算表明由恒載與風(fēng)荷載組合控制。4.5.5 撓度計算按下列公式計算的撓度為 4.5.6 構(gòu)造要求 故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。4.6 墻架設(shè)計4.6.1 荷載及墻板設(shè)計 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，地面粗糙度按B類，高度10.5米，風(fēng)壓高度系數(shù) 為1.064，風(fēng)荷載體型系數(shù)取，=-1.1，+1.0垂直于房屋山墻的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值=-1.11.064 0.5=-0.585KN/均布風(fēng)荷載設(shè)計值 =1.40.585=0.819 KN/由房屋高

37、度及結(jié)構(gòu)布置 墻梁跨度L=6m ，因考慮窗戶布置，間距s=2.1m，2.4m,1.8m。荷載為0.819 KN/，由輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南表14-55，墻板選用W600型壓型鋼板，板為0.80mm,可滿足要求。 圖4.25 山墻墻架結(jié)構(gòu)布置圖4.6.2 墻梁設(shè)計作用于擋風(fēng)架墻梁上的水平風(fēng)荷載設(shè)計值 q=0.8192.1=1.72KN/m設(shè)壓型鋼板落地并與地面相連，板與板間有可靠連接，為此，墻梁只承受自重。設(shè)墻梁自重設(shè)計值為0.07KN/ m墻梁按簡支計算，只計算強度不驗算穩(wěn)定性（其外側(cè)籍墻板，里側(cè)籍上、下兩端斜拉條和支撐桿的構(gòu)造措施）選墻梁截面C16070203.0 按輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南表14-1

38、1 全截面有效按公式，取B=0 C型鋼圓弧半徑取2t 風(fēng)荷載作用下?lián)隙扔嬎?風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 =1.10.52.1=1.155KN/m 4.6.3 抗風(fēng)柱設(shè)計作用于柱各支托處的垂直力為 0.076=0.42KN作用于柱的均布荷載為 0.8196=4.9KN/m按輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南表14-20 選用薄壁H型鋼 2502006.08.0 忽略墻架垂直荷載的偏心距， 設(shè)柱重為0.30KN/m 抗風(fēng)柱的最大彎矩 抗風(fēng)柱的最大軸力 1. 彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性計算 由公式， 查表14-6b得，（b類）2. 穩(wěn)定性 籍墻梁外側(cè)和墻板的支撐作用，可不驗算其穩(wěn)定性。3. 撓度計算 由于抗風(fēng)柱為上端鉸接，下端固定，一

39、般可不驗算其在水平風(fēng)荷載的撓度。4.7 吊車梁的設(shè)計及計算4.7.1 設(shè)計資料1. 簡支吊車梁跨度6m，無制動機構(gòu)，采用平板支座，計算跨度L=5.9m。兩臺起重量Q=5t中級工作制（A5）電動單梁吊車，吊車跨度S=18m,鋼材采用Q235，焊條為E43型。2. 采用LDA型電動單梁吊車，輪壓W=2500mm,橋式寬度B=3000 mm；最大Pmax=4.06t=40.6KN 4.26 吊車輪壓及輪距圖4.7.2 吊車荷載計算吊車豎向荷載的動力系數(shù)=1.05，吊車荷載的分項系數(shù)Q=1.4，可不考慮吊車橫向水平荷載。則吊車荷載設(shè)計值為豎向 P=Qpmax=1.051.440.6=59.68kN水平

40、 T=4.7.3 內(nèi)力計算1. 吊車梁中的最大彎矩及相應(yīng)的剪力（1） 兩個輪子作用于梁上時產(chǎn)生最大彎矩的荷載位置如下圖4.27所示梁上所有吊車輪壓的位置為 圖4.27 吊車梁彎矩計算簡圖自重影響系數(shù)取1.03， 由下列公式計算C點的最大彎矩為Mmax處相應(yīng)的剪力為（2） 三個輪子作用于梁上產(chǎn)生最大彎矩的荷載位置如下圖4.28所示梁上所有吊車輪壓的位置為 圖4.28 吊車梁彎矩計算簡圖自重影響系數(shù)取1.03， 由下列公式計算C點的最大彎矩為 Mmax處相應(yīng)的剪力為 由上綜合進行比較，兩個輪子作用于梁上時較危險。2. 吊車梁的最大剪力 荷載位置見圖4.29 圖4.29 吊車梁剪力計算簡圖3. 按下

41、列公式計算的水平方向最大彎矩為 4.7.4 截面特性 初選截面見圖4.301. 毛截面特性 上翼緣對y 軸的截面特性 圖4.30 吊車梁截面圖2. 凈截面特性 上翼緣對y 軸的截面特性4.7.5 強度計算1. 正應(yīng)力按下列公式計算的上翼緣正應(yīng)力為（MH=0） 下翼緣正應(yīng)力為 2. 剪應(yīng)力 按下列公式計算的平板支座處剪應(yīng)力為 3. 腹板的局部壓應(yīng)力采用24Kg/m鋼軌，軌高為130 mm。集中荷載增大系數(shù)， 腹板局部壓應(yīng)力為 4. 腹板計算高度邊緣處折算應(yīng)力取1/4跨度處，荷載位置如下圖4.31 圖4.31 計算吊車梁折算應(yīng)力時的荷載位置則按公式計算折算應(yīng)力為 4.7.6 穩(wěn)定性計算1. 梁的整

42、體穩(wěn)定性 應(yīng)計算梁的整體穩(wěn)定性 因集中荷載并非在跨中附近 則按輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指南表14-1 則梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)為 按下列公式計算的整體穩(wěn)定性為（MH=0） 2. 腹板的局部穩(wěn)定性 應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋（有局部壓應(yīng)力） 加勁肋間距 取 外伸寬度 取=90mm 厚度 取ts=8mm4.7.7 撓度計算因吊車輪距為5m，所以求一臺吊車的最大彎矩只能有一個輪壓作用在梁上 按下列公式計算的撓度為 4.7.8 支座加勁肋計算 取支座加勁肋的外伸寬度bs=80mm,厚度ts=10mm 按下列公式計算的支座加勁肋端面承壓應(yīng)力為 由圖4.32 A=（40+10+120）8+29010=3160mm2 屬b類截面，查表得按下列公式計算的支座加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性為 圖4.32 支座加勁肋計算簡圖4.7.9 焊縫計算1. 上翼緣板與腹板的連接焊縫為 取2. 下翼緣板與腹板的連接焊縫為 取 3. 支座加勁肋與腹板的連接焊縫為 設(shè)， 采用4.8