XX造船廠廠房門式剛架設(shè)計(jì)方案

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精益求精，善益求善。XX造船廠廠房門式剛架設(shè)計(jì)方案江蘇科技大學(xué)江蘇科技大學(xué).5截面驗(yàn)算2.5.1邊剛架柱(1)截面選擇采用等截面柱，截面尺寸為H950×460×20×22，截面如圖所示圖2-60剛架柱截面示意圖(2)截面特征計(jì)算(3)強(qiáng)度驗(yàn)算翼緣的寬厚比，對Q345鋼Ⅰ—Ⅰ截面處最不利組合Ⅱ—Ⅱ截面處最不利組合Ⅲ—Ⅲ截面處最不利組合Ⅳ—Ⅳ截面處最不利組合均滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算平面內(nèi)穩(wěn)定柱與梁的線剛度之比：柱腳為剛接，平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù)故平面內(nèi)計(jì)算長度為：長細(xì)比：穩(wěn)定性驗(yàn)算Ⅰ—Ⅰ截面處最不利組合——彎矩作用平面內(nèi)，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——參數(shù)，；——等效彎矩系數(shù)，。平面外穩(wěn)定上柱段計(jì)算長度下柱段計(jì)算長度①上柱段?、簟艚孛嫣幾畈焕M合——彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——等效彎矩系數(shù)，；——均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，用近似公式計(jì)算取。②下柱段取Ⅰ—Ⅰ截面最不利組合則——彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——等效彎矩系數(shù)，；——均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公式得(5)局部穩(wěn)定性驗(yàn)算翼緣局部穩(wěn)定性翼緣寬厚比腹板局部穩(wěn)定性腹板高厚比①上柱段?、簟艚孛孀畈焕M合應(yīng)力梯度滿足要求。②下柱段?、瘛窠孛孀畈焕孛鎽?yīng)力梯度滿足要求。2.5.2中剛架柱(1)截面選擇采用等截面柱，截面尺寸為H950×460×20×22，截面如圖所示圖2-61剛架柱截面示意圖(2)截面特征計(jì)算(3)強(qiáng)度驗(yàn)算翼緣的寬厚比，對Q345鋼Ⅰ—Ⅰ截面處最不利組合Ⅱ—Ⅱ截面處最不利組合Ⅲ—Ⅲ截面處最不利組合Ⅳ—Ⅳ截面處最不利組合均滿足要求(4)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算1)平面內(nèi)穩(wěn)定柱與梁的線剛度之比：柱腳為剛接，平面內(nèi)計(jì)算長度系數(shù)故平面內(nèi)計(jì)算長度為：長細(xì)比：穩(wěn)定性驗(yàn)算Ⅰ—Ⅰ截面處最不利組合——彎矩作用平面內(nèi)，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——參數(shù)，；——等效彎矩系數(shù)，。2)平面外穩(wěn)定上柱段計(jì)算長度下柱段計(jì)算長度①上柱段取Ⅲ—Ⅲ截面處最不利組合——彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——等效彎矩系數(shù)，；——均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，用近似公式計(jì)算取。②下柱段?、瘛窠孛孀畈焕M合則——彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——等效彎矩系數(shù)，；——均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公式得(5)局部穩(wěn)定性驗(yàn)算1)翼緣局部穩(wěn)定性翼緣寬厚比2)腹板局部穩(wěn)定性腹板高厚比①上柱段?、蟆蠼孛嫣幾畈焕M合應(yīng)力梯度②下柱段?、瘛窠孛孀畈焕孛鎽?yīng)力梯度2.5.3邊剛架梁(1)截面選擇采用等截面梁，截面尺寸為H700×240×12×14，截面如圖所示(2)截面特性計(jì)算(3)構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算：圖2-62剛架梁截面示意圖按《門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002的規(guī)定驗(yàn)算如下：翼緣：滿足要求！腹板：滿足要求！取截面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ中最不利的組合(4)抗剪驗(yàn)算：考慮僅有支座加勁肋，取?？辜舫休d力設(shè)計(jì)值：最大剪力：.滿足要求！(5)彎剪壓作用下的驗(yàn)算：有效截面計(jì)算：有效寬度的分布圖取腹板截面部分受壓。即，據(jù)滿足要求！(6)平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：斜面梁在平面內(nèi)的計(jì)算長度取豎向支撐點(diǎn)間的距離，按式計(jì)算據(jù)查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可得。取滿足要求！(7)平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算：梁在剛架平面外的計(jì)算長度取隅撐的間距3m，因此故不必計(jì)算鋼架平面外的整體穩(wěn)定。2.5.4中剛架梁(1)截面選擇采用等截面梁，截面尺寸為H700×240×12×14，截面如圖所示(2)截面特性計(jì)算(3)構(gòu)件寬厚比驗(yàn)算：圖2-63剛架梁截面示意圖按《門式輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002的規(guī)定驗(yàn)算如下：翼緣：滿足要求！腹板：滿足要求！取截面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ中最不利的組合(4)抗剪驗(yàn)算：考慮僅有支座加勁肋，取。抗剪承載力設(shè)計(jì)值：最大剪力：.滿足要求！(5)彎剪壓作用下的驗(yàn)算：有效截面計(jì)算：有效寬度的分布圖取腹板截面部分受壓。即，據(jù)滿足要求！(6)平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：斜面梁在平面內(nèi)的計(jì)算長度取豎向支撐點(diǎn)間的距離，按式計(jì)算據(jù)查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可得。取滿足要求！(7)平面外的整體穩(wěn)定驗(yàn)算：梁在剛架平面外的計(jì)算長度取隅撐的間距3m，因此故不必計(jì)算鋼架平面外的整體穩(wěn)定。2.6牛腿設(shè)計(jì)鋼材為Q345，采用E50系列焊條，手工焊。連接焊縫采用沿周邊圍焊，轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，沒有起弧落弧所引起的焊口缺焊，且假定剪孔僅由牛腿腹板焊縫承受。并對工字形翼緣端部繞轉(zhuǎn)部分焊縫忽略不計(jì)。2.6.1荷載計(jì)算根據(jù)吊車梁的設(shè)計(jì)，吊車梁截面面積，Q345鋼的密度為，吊車梁的自重為，軌道自重為由吊車最大輪壓引起的支座反力標(biāo)準(zhǔn)值為。則牛腿根部承受的剪力：。2.6.2截面選擇牛腿選用650-500×400×8×12,偏心距為，外伸長度為，截面高度，截面寬度，翼緣板厚度，腹板厚度。力作用點(diǎn)處截面為546×400×8×12。圖2-64牛腿示意圖圖2-65牛腿根部截面示意圖則2.6.3截面特性牛腿根部截面2.6.4強(qiáng)度驗(yàn)算抗彎強(qiáng)度：抗剪強(qiáng)度：腹板計(jì)算高度邊緣處折算應(yīng)力σ和τ最不利組合出現(xiàn)在腹板邊緣，因此驗(yàn)算公式為：滿足要求2.6.5焊縫驗(yàn)算根據(jù)角焊縫尺寸構(gòu)造要求的限制，，所以，腹板連接焊縫的有效截面面積為：全部焊縫對x軸的慣性矩為：焊縫在最外邊緣的截面模量為：。焊縫在翼緣和腹板頂部連接處的截面模量為：強(qiáng)度驗(yàn)算在偏心彎矩作用下角焊縫最大應(yīng)力為：考慮到在牛腿翼緣和腹板交接處彎矩和剪力共同作用引起的應(yīng)力為：彎矩引起的應(yīng)力：剪力引起的應(yīng)力：滿足要求2.7支撐設(shè)計(jì)2.7.1屋面支撐設(shè)計(jì)剛架跨度30米，雙坡面，柱距6米，布置如下圖圖2-66屋面支撐布置圖(1)交叉支撐選用單角鋼截面，兩桿在交叉點(diǎn)均不中斷，一根桿件的角鋼外肢向上，另一根則向下，在交叉點(diǎn)處以填板使兩角鋼相連（填板的厚度等于節(jié)點(diǎn)板厚）。支撐幾何長度：,支撐平面內(nèi)：容許長細(xì)比：需要最小回轉(zhuǎn)半徑支撐平面外：需要最小回轉(zhuǎn)半徑：選用∟70×6，，，縱向構(gòu)件按壓桿考慮，采用圓鋼管。容許長細(xì)比：，選用焊接薄壁圓管◎83×4，,2.7.2柱間支撐設(shè)計(jì)圖2-67柱間支撐布置總圖因?yàn)楸竟こ淌请p跨，跨度為30m，檐口標(biāo)高18m。邊列開間以及中開間柱各設(shè)置四道交叉支撐，如上圖所示，山墻風(fēng)壓為0.40kN/m2，風(fēng)壓高度變化系數(shù)，風(fēng)壓體型系數(shù)為計(jì)算荷載風(fēng)壓設(shè)計(jì)值：單片柱間支撐柱頂風(fēng)荷載節(jié)點(diǎn)反力位移：柱間支撐構(gòu)件中內(nèi)力的計(jì)算：柱間支撐桁架內(nèi)力分析如右圖所示，并將各個(gè)節(jié)點(diǎn)作為鉸接點(diǎn)計(jì)算。截面設(shè)計(jì)：(1)上部柱間支撐斜桿2-3采用單角鋼、單片支撐。幾何長度：。圖2-68柱間支撐布置圖平面內(nèi)計(jì)算長度：。上部柱間支撐按斜拉桿設(shè)計(jì)，容許長細(xì)比。需要斜平面回轉(zhuǎn)半徑：。平面外計(jì)算長度：需要平行于角鋼肢邊的回轉(zhuǎn)半徑：需要角鋼的凈截面積為：選用∟63×6，材料特征為：(2)下部柱間支撐斜桿采用單角鋼、單片支撐，幾何長度平面內(nèi)計(jì)算長度：需要斜平面回轉(zhuǎn)半徑：平面外計(jì)算長度：需要平行于角鋼肢邊的回轉(zhuǎn)半徑：需要角鋼的凈截面積為：選用∟75×6，材料特征為：。桿件與節(jié)點(diǎn)板以角焊接，安裝螺栓在節(jié)點(diǎn)板范圍以內(nèi)，不需扣除螺栓孔，，滿足要求。(3)下部柱間支撐橫桿3-4、5-6。容許長細(xì)比，需要平面內(nèi)回轉(zhuǎn)半徑：內(nèi)力：選用焊接薄壁圓鋼1◎121×4，。驗(yàn)算支撐橫桿的穩(wěn)定性（考慮平面內(nèi)穩(wěn)定）：由類截面查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》得。滿足要求！

3.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)3.1梁柱節(jié)點(diǎn)3.1.1螺栓布置及驗(yàn)算采用M24的10.9級摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，摩擦面采用噴砂處理，，。螺栓布置如圖2-66,67所示圖2-69梁柱節(jié)點(diǎn)布置圖圖2-70梁柱節(jié)點(diǎn)螺栓布置圖每個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為——抗力分項(xiàng)系數(shù)的倒數(shù)，一般取0.9；——一個(gè)螺栓的傳力摩擦面數(shù)。每個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值為選取梁端最不利組合，軸力和剪力轉(zhuǎn)化考慮軸向壓力影響最上端螺栓的拉力為每個(gè)螺栓的剪力為計(jì)算最上端螺栓的承載力為滿足要求。3.1.2端板厚度設(shè)計(jì)對于最上排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊。對于第二排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊。對于第三排螺栓，此處端板屬于無加勁肋對于第四排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊。——螺栓中心至翼緣板表面的距離；——螺栓中心至腹板的距離；——螺栓間距；——端板寬度；——端板鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，端板厚度，取。綜上，端板厚度取。3.1.3梁柱節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算。節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力滿足規(guī)范要求，按構(gòu)造要求在兩邊設(shè)置加勁肋。3.1.4構(gòu)件腹板強(qiáng)度驗(yàn)算采用翼緣內(nèi)第二排一個(gè)螺栓的拉力設(shè)計(jì).經(jīng)計(jì)算得到：則滿足要求！3.2梁梁節(jié)點(diǎn)3.2.1螺栓布置及驗(yàn)算采用M24的10.9級摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，摩擦面采用噴砂處理，，。螺栓布置如圖2-68,69所示圖2-71梁梁節(jié)點(diǎn)布置圖每個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值為——抗力分項(xiàng)系數(shù)的倒數(shù)，一般取0.9；——一個(gè)螺栓的傳力摩擦面數(shù)。每個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值為選取梁端最不利組合，軸力和剪力轉(zhuǎn)化考慮軸向壓力影響最上端螺栓的拉力為圖2-72梁柱節(jié)點(diǎn)螺栓布置圖每個(gè)螺栓的剪力為計(jì)算最上端螺栓的承載力為滿足要求。3.2.2端板厚度設(shè)計(jì)對于最上排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊。對于第二排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊。對于第三排螺栓，此處端板屬于兩邊支承類，端板平齊?！菟ㄖ行闹烈砭壈灞砻娴木嚯x；——螺栓中心至腹板的距離；——螺栓間距；——端板寬度；——端板鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，端板厚度，取。綜上，端板厚度取。3.3柱腳節(jié)點(diǎn)柱腳最不利內(nèi)力組合值為：。底板下混凝土標(biāo)號為C25錨栓采用Q345鋼焊條采用E50型3.3.1確定底板長寬初步確定柱腳布置見柱腳布置示意圖（圖2-71）為負(fù)值，說明底板與基礎(chǔ)脫離，產(chǎn)生拉應(yīng)力，該拉應(yīng)力應(yīng)由錨栓來承擔(dān)。3.3.2確定錨栓直徑基座反力示意圖如圖2-70所示圖2-73基座反力示意圖由，有錨栓所需的有效截面面積查表得，直徑為39mm的螺栓的有效面積，滿足要求。3.3.3確定底板厚度柱腳布置見下圖圖2-74柱腳布置示意圖三邊支承，一邊自由①B處錨栓所在的區(qū)格，由。查表得彎矩系數(shù)②C處錨栓所在的區(qū)格，由。查表得彎矩系數(shù)兩邊支承，兩邊自由A處錨栓所在的區(qū)格，由。查表得彎矩系數(shù)設(shè)底板厚度超過16mm，即，所以，底板厚度取。3.3.4柱與底板的連接計(jì)算柱翼緣與柱腳底板采用角焊縫連接，腹板采用角焊縫連接，質(zhì)量等級為一級。柱與底板的焊腳尺寸，按構(gòu)造要求：，，取,。柱與底板焊縫的截面積：全部焊縫對x軸的慣性矩為：柱與底板的連接焊縫計(jì)算滿足要求滿足要求滿足要求。

4.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)4.1基礎(chǔ)的選擇由于本設(shè)計(jì)采用的上部結(jié)構(gòu)為輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，荷載較小，所以選擇基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002中8.2.2其構(gòu)造要求是：1、錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不小于200mm，階梯形基礎(chǔ)每階高度宜在300-500mm；2、基礎(chǔ)下墊層不小于70mm，墊層混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)為C10；3、底板受力鋼筋直徑不小于10mm，間距不小于100mm，不大于200mm，鋼筋保護(hù)層厚度不小于40mm；4、基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級不低于C20。所以，在本設(shè)計(jì)中，采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，在結(jié)構(gòu)的每根柱下均設(shè)基礎(chǔ)，基礎(chǔ)材料為C20混凝土和HPB235鋼筋，墊層為100mm厚C10混凝土。4.2基礎(chǔ)埋深根據(jù)本設(shè)計(jì)中建筑上部荷載和設(shè)計(jì)要求中的持力層深度，選定基礎(chǔ)埋深為自天然地面下0.9m，基礎(chǔ)下設(shè)100mm厚C10混凝土墊層，所以墊層底面標(biāo)高為-1.3m（室內(nèi)外高差為300mm）。4.3基礎(chǔ)設(shè)計(jì)4.3.1確定基底尺寸彎矩最大一組：荷載設(shè)計(jì)組合值，荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值。軸力最大一組：荷載設(shè)計(jì)組合值，荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值。按軸力最大一組計(jì)算。持力層承載力特征值暫取。按中心荷載初步估計(jì)基礎(chǔ)面積。若考慮荷載偏心影響，將基底面積擴(kuò)大40%，。取(為偏心方向邊長)，則：。驗(yàn)算基底邊緣最大壓力基底處總豎向力：基礎(chǔ)處總力矩?zé)o偏心則：(滿足要求)基底平均壓應(yīng)力(滿足要求)(滿足要求)驗(yàn)算彎矩最不利時(shí)的基底應(yīng)力基底處總豎向力：基底處總力矩：偏心距：?；走吘壧帀簯?yīng)力計(jì)算(滿足要求)基底平均壓應(yīng)力(滿足要求)(滿足要求)驗(yàn)算結(jié)果表明，基底應(yīng)力有軸力最大的一組控制。4.3.2確定基礎(chǔ)高度和構(gòu)造尺寸基礎(chǔ)高度由助于基礎(chǔ)交接處混凝土抗沖切承載力確定。假設(shè)基礎(chǔ)高度為900mm，墊層厚度取100mm，墊層混凝土強(qiáng)度等級為C10，。基礎(chǔ)沖切計(jì)算簡圖如下圖所示圖2-75基礎(chǔ)抗沖切計(jì)算簡圖偏心荷載下由永久荷載控制荷載效應(yīng)的基本組合時(shí)——基底凈反力設(shè)計(jì)值的最大值；——凈偏心距，此時(shí)，所以，沖切力為：沖切破壞面上的抗沖切能力為：——受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)基礎(chǔ)高度時(shí)，取1.0；當(dāng)時(shí)，取0.9，其間按線性插入法取用。4.3.3基礎(chǔ)底板配筋(1)Ⅰ—Ⅰ截面地基凈反力設(shè)計(jì)值的最大值對柱邊Ⅰ—Ⅰ截面產(chǎn)生的彎矩為：——基底平均凈反力設(shè)計(jì)值，。按構(gòu)造配置鋼筋（，）(2)Ⅱ—Ⅱ截面沿短邊方向荷載沒有偏心，故Ⅱ—Ⅱ截面的彎矩按軸心荷載作用下的公式計(jì)算：按構(gòu)造配置鋼筋（，）基礎(chǔ)詳圖見施工圖。

5.檁條設(shè)計(jì)根據(jù)前面部分的設(shè)計(jì)有如下資料：封閉式建筑，屋面材料為0.8mm壓型鋼板，屋面排水坡度為1/10（5.71°），檁條跨度為6m，采用簡支搭接的方式，水平檁距為3m，每跨設(shè)置拉條一根，檁條及拉條鋼材均為Q390，焊條采用E55型。計(jì)算依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》7.2節(jié)檁條計(jì)算。5.1截面初選初選截面為C200×70×20×2.5，如下圖所示圖2-76檁條截面截面特性為：5.2荷載計(jì)算(1)1.2×恒荷載+1.4×活荷載恒荷載：活荷載：可變荷載取屋面活荷載與雪荷載中較大值，取。荷載標(biāo)準(zhǔn)值：荷載設(shè)計(jì)值：(2)1.0×恒荷載+1.4×風(fēng)荷載根據(jù)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，檁條上的風(fēng)荷載計(jì)算：風(fēng)載體型系數(shù)為：風(fēng)載為：5.3內(nèi)力計(jì)算檁條截面上的荷載圖2-77檁條截面主軸及荷載示意圖由荷載計(jì)算知第一種組合起控制作用。彎矩設(shè)計(jì)值為（1）產(chǎn)生的內(nèi)力拉條處負(fù)彎矩拉條與支座間正彎矩（2）產(chǎn)生的內(nèi)力跨中截面圖2-78檁條彎矩計(jì)算簡圖所以，5.4截面驗(yàn)算5.4.1有效寬度計(jì)算圖2-79跨中最大彎矩引起的截面應(yīng)力符號（拉為負(fù)，壓為正）由圖可知，截面應(yīng)力為(1)上翼緣有效寬度上翼緣為部分加勁板件，壓應(yīng)力分布不均勻系數(shù)，——分別為受壓板件邊緣最大壓應(yīng)力和另一邊緣的應(yīng)力。由于最大壓應(yīng)力作用在支承邊，并且，所以單板受壓屈曲系數(shù)為相鄰板件的受壓屈曲系數(shù)（相鄰板件為腹板，為加勁板件）為：，故所以—計(jì)算板件相鄰的板件寬度—計(jì)算板件的寬度。受壓板件的板組約束系數(shù)為，取，所以板件的有效寬度為—板件受壓區(qū)寬度，，取，(2)腹板有效寬度腹板為加勁板件，板件受壓屈曲系數(shù)為，相鄰板件的受壓屈曲系數(shù)為，對于腹板，，故板組約束系數(shù)，故取，腹板的有效寬度：——板件受壓區(qū)寬度，取(3)下翼緣受拉，故全截面有效。5.4.2有效截面特性上翼緣板的扣除面積寬度為：，腹板的扣除面積，同時(shí)在腹板有一拉條（拉條采用鋼）連接孔（孔直徑，距上翼緣邊緣40），，所以腹板的扣除面積寬度按12計(jì)算如下圖所示。圖2-80檁條有效截面示意圖有效凈截面模量為：5.4.3強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算1，2點(diǎn)的強(qiáng)度為滿足要求。5.4.4穩(wěn)定性計(jì)算屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)。在風(fēng)吸力作用下計(jì)算檁條的穩(wěn)定性，在永久荷載和風(fēng)吸力作用下使下翼緣受壓，下翼緣按有側(cè)向支撐計(jì)算。永久荷載與風(fēng)荷載吸力組合下的彎矩小于永久荷載與屋面均布活荷載組合下的彎矩，截面全部有效，不計(jì)孔洞削弱，則:跨中設(shè)一道拉條，故，，，——梁的側(cè)向計(jì)算長度，——梁在彎矩作用平面外的長細(xì)比，檁條的穩(wěn)定性計(jì)算5.4.6撓度計(jì)算滿足要求。5.4.6長細(xì)比驗(yàn)算，，滿足要求。5.4.7拉條強(qiáng)度驗(yàn)算拉條處所受的拉力為：拉條強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。

6.墻梁設(shè)計(jì)6.1截面初選墻梁采用冷彎薄壁卷邊槽鋼，材料采用鋼，墻梁外掛彩鋼夾芯板單側(cè)掛墻板），墻梁跨度為6，墻梁間距不同，故取墻梁最大間距為，墻梁跨中設(shè)置一道拉條。初選截面，如下圖所示。圖2-81墻面截面截面特性為：6.2荷載計(jì)算6.2.1恒荷載墻體自重轉(zhuǎn)化成線荷載墻梁轉(zhuǎn)化成線荷載6.2.2風(fēng)荷載根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》計(jì)算風(fēng)荷載迎風(fēng)面背風(fēng)面6.2.3荷載設(shè)計(jì)值豎向線荷載豎向荷載設(shè)計(jì)值迎風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值背風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值圖2-82荷載作用簡圖6.2.4荷載組合墻梁的荷載組合有兩種：1.2×豎向恒荷載+1.4×水平風(fēng)壓力荷載1.2×豎向恒荷載+1.4×水平風(fēng)吸力荷載即為：（1），（2）6.3內(nèi)力計(jì)算6.3.1豎向荷載產(chǎn)生的最大彎矩跨中設(shè)一道拉條，故可看做側(cè)向支撐，計(jì)算簡圖如圖2-49圖2-83豎向荷載作用到墻梁時(shí)的計(jì)算簡圖故豎向荷載產(chǎn)生的最大彎矩為：6.3.2水平荷載產(chǎn)生的最大彎矩墻梁在風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡圖如下圖所示圖2-84水平荷載作用到墻梁時(shí)的計(jì)算簡圖6.3.3支座處最大剪力在豎向荷載作用下，支座最大剪力為在水平荷載作用下，支座最大剪力為6.3.4雙力矩計(jì)算墻梁單側(cè)掛墻板，拉條設(shè)在距墻面墻梁寬度處，因而僅考慮為承受墻面荷載的支撐點(diǎn)，而豎向荷載及水平風(fēng)荷載的作用線均不通過截面形心，需考慮雙力矩的影響。計(jì)算雙力矩時(shí)，按跨中無支撐的簡支梁計(jì)算。，，查得迎風(fēng)面墻梁跨中最大雙力矩背風(fēng)面墻梁跨中最大雙力矩背風(fēng)時(shí)由雙力矩引起正應(yīng)力符號壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)。圖2-85雙力矩，引起的應(yīng)力符號圖6.4截面驗(yàn)算6.4.1有效截面計(jì)算按《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》第5.6.8條不考慮雙力矩，按毛截面計(jì)算截面角點(diǎn)處正應(yīng)力（a）（b）圖2-86引起的正應(yīng)力符號圖(1)板件3—4的有效寬度3—4為部分加勁板件，壓應(yīng)力分布不均勻系數(shù)，——分別為受壓板件邊緣最大壓應(yīng)力和另一邊緣的應(yīng)力。由于最大壓應(yīng)力作用在部分加勁邊，并且，所以單板受壓屈曲系數(shù)為：相鄰板件的受壓屈曲系數(shù)（相鄰板件為腹板，為加勁板件）為：，取，故所以——計(jì)算板件相鄰的板件寬度，——計(jì)算板件的寬度。受壓板件的板組約束系數(shù)為，取=1.30，所以3—4板件全截面有效。(2)1—3板件有效寬度1—3為加勁板件，板件受壓屈曲系數(shù)為，相鄰板件的受壓屈曲系數(shù)為，對于腹板，，故板組約束系數(shù)，故取，腹板的有效寬度：，故全截面有效。6.4.1有效截面模量腹板截面有一拉條（拉條采用鋼）連接孔（孔徑，距下翼緣邊緣65），所以腹板的扣除面積寬度按11計(jì)算圖2-87有效截面示意圖6.4.3強(qiáng)度驗(yàn)算(1)正應(yīng)力驗(yàn)算由公式計(jì)算，(2)剪應(yīng)力驗(yàn)算，6.4.4穩(wěn)定性驗(yàn)算不考慮孔徑對腹板截面削弱，均按毛截面計(jì)算。受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)查表計(jì)算，永久荷載與風(fēng)吸力組合下使下翼緣受壓查表得：跨中無側(cè)向支撐，，，——梁的側(cè)向計(jì)算長度，——梁在彎矩作用平面外的長細(xì)比，墻梁的穩(wěn)定性計(jì)算6.4.5撓度驗(yàn)算豎向按兩跨連續(xù)梁計(jì)算6.4.5拉條強(qiáng)度驗(yàn)算拉條處所受的拉力為：拉條強(qiáng)度驗(yàn)算：滿足要求。

7.抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)7.1荷載計(jì)算恒荷載山墻墻面板及墻梁自重：。風(fēng)荷載基本風(fēng)壓ω0=0.4kN/m2，廠房跨中設(shè)兩根抗風(fēng)柱，與邊柱和中柱的間距均是10m，柱高19m，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得則風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計(jì)值為恒荷載：風(fēng)荷載：7.2內(nèi)力分析抗風(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)算簡圖如下：最大軸力為：最大彎矩為：7.3截面初選選用等截面柱：H950×460×20×22截面特性為圖2-88抗風(fēng)柱支撐簡圖7.4強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求7.5穩(wěn)定性驗(yàn)算7.5.1平面內(nèi)穩(wěn)定由于抗風(fēng)柱兩端鉸接，則：截面屬于b類，查表得：，按式計(jì)算7.5.2平面外穩(wěn)定考慮到抗風(fēng)柱柱間支撐，截面屬于b類截面，查表得：，所以所以平面內(nèi)、平面外穩(wěn)定性均滿足要求。7.6撓度驗(yàn)算根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》表2-11得撓度撓度滿足要求

結(jié)束語本工業(yè)廠房為雙跨結(jié)構(gòu)，在每跨布置兩臺(tái)吊車，由于吊車的起重量超過了30噸，且跨度較大(均為30米)，高度較高(檐口高18米)，在結(jié)構(gòu)選型時(shí)采用門式剛架，柱腳采用剛接。其中包括荷載分析，內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合，主次構(gòu)件選擇與驗(yàn)算。其中又以主構(gòu)件的選擇與驗(yàn)算為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，在設(shè)計(jì)過程中主要通過對構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力分析和內(nèi)力組合來確定構(gòu)件的選材。吊車梁的設(shè)計(jì)是一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。對構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力分析和組合的過程是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，因?yàn)榻M合得到的結(jié)果對已選材料尺寸的驗(yàn)算有著至關(guān)重要的影響。本計(jì)算書中的內(nèi)力計(jì)算是由PKPM中的STS模塊進(jìn)行計(jì)算的。經(jīng)過驗(yàn)算我發(fā)現(xiàn)許多構(gòu)件我設(shè)計(jì)的太過保守，偏向安全考慮。在設(shè)計(jì)過程中，通過查規(guī)范、規(guī)程及相關(guān)材料，融合所學(xué)的知識。是自己對鋼結(jié)構(gòu)有了更加深刻的了解，同時(shí)對PKPM軟件又有了新的見解，對Word和CAD的操作與認(rèn)識也提升了一個(gè)新的高度。但也發(fā)現(xiàn)了自己許多不足的地方，比如構(gòu)件優(yōu)化的不是很好，還有在“所學(xué)”與“所用”之間轉(zhuǎn)化方面也不是很好。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，最主要的就是鍛煉了自己發(fā)現(xiàn)問題解決問的能力以及今后在工作當(dāng)中要注意的一些事項(xiàng)。

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