【正文】 （2）結(jié)構(gòu)施工圖紙（圖 1 張，A2 圖紙）A、排架柱、牛腿施工圖（模板圖及配筋圖） 。 第 3 頁(yè)，共 62 頁(yè)B、基礎(chǔ)施工圖（平面布置及配筋圖） 。2 建筑方案設(shè)計(jì)說(shuō)明. 柱網(wǎng)布置 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)基本數(shù)據(jù)，布置柱網(wǎng)，柱網(wǎng)應(yīng)滿足以下的要求：（1）符合國(guó)家規(guī)范《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》 ；（2）滿足生產(chǎn)工藝的要求，柱的位置應(yīng)與地上、地下的生產(chǎn)設(shè)備后工藝流程相配合，還應(yīng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝設(shè)備更新問(wèn)題；（3）滿足結(jié)構(gòu)要求，為保證車(chē)間的正常使用，有利于吊車(chē)運(yùn)行，使廠房具有必要的橫向剛度，盡可能將柱布置在統(tǒng)一的橫向軸線上；（4）符合經(jīng)濟(jì)合理的要求，柱的縱向間距同時(shí)也是縱向構(gòu)件的跨度，它的大小對(duì)構(gòu)件的重量影響很大，廠房的柱距增大，可使柱的數(shù)量減少、總重量隨之減少，同時(shí)也可減少柱基礎(chǔ)的工程量；（5）符合柱距規(guī)定要求，對(duì)廠房橫向，當(dāng)廠房跨度小于等于 18m 時(shí)，其跨度宜采用 3m 的倍數(shù)；當(dāng)廠房的跨度大于 18m 時(shí)，其跨度宜采用 6m 的倍數(shù)。根據(jù)以上原則，該廠房柱網(wǎng)布置采用（跨度 柱距）15m 6m 的布置方案。?. 屋面材料 該普通機(jī)加工廠房在南方某地，冬季設(shè)計(jì)溫度為 0℃，屋面采用輕質(zhì)屋面板（壓型鋼板） ，屋面坡度為 1/10。屋面設(shè)計(jì)采用壓型鋼板作為屋面材料的有檁屋蓋體系，該方案能夠有效減輕結(jié)構(gòu)自重，加快施工速度，能有效的傳遞屋面荷載，提高屋面整體剛度、便于鋪設(shè)保溫、隔熱、隔音等材料。. 屋架體系 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求采用梯形形鋼屋架，梯形屋架適用于陡坡不大的屋面有檁屋蓋體系。屋架與柱鉸接，房屋的橫向剛度較低。從受力角度考慮，腹桿的布置采用人字形。. 吊車(chē)和吊車(chē)梁 該廠房每個(gè)車(chē)間設(shè)一臺(tái)中級(jí)工作制橋式吊車(chē)，吊車(chē)參數(shù)查閱大連重工集團(tuán)吊車(chē)數(shù)據(jù)資料。因吊車(chē)噸位較小，所以采用焊接工字形吊車(chē)梁。 第 4 頁(yè)，共 62 頁(yè). 柱的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用混凝土柱。選擇柱截面時(shí)，考慮以下幾個(gè)原則：（1）面積的分布應(yīng)盡量開(kāi)展，以增加截面的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高柱的整體穩(wěn)定性和剛度；（2）使兩個(gè)主軸方向等穩(wěn)定性，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果；（3）便于和其他構(gòu)件進(jìn)行連接；（4）盡可能構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造省工，取材方便。. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。. 支撐系統(tǒng) 單層廠房的支撐體系包括屋蓋支撐和柱間支撐兩部分。屋蓋支撐包括下弦橫向水平支撐、垂直支撐及縱向水平系桿。可以保證結(jié)構(gòu)的空間整體性；避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)，支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn)，減少弦桿在屋架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，保證受壓弦桿側(cè)向穩(wěn)定，并使受拉下弦桿不會(huì)在某些動(dòng)力作用下產(chǎn)生過(guò)大振動(dòng)，承擔(dān)和傳遞水平荷載；保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便。柱間支撐的作用是：組成堅(jiān)固的縱向構(gòu)架，保證廠房的縱向剛度，承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載，吊車(chē)縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等；可作為框架柱的框架平面支點(diǎn)，減少柱外框架平面的計(jì)算長(zhǎng)度；柱間支撐的布置是減少支撐設(shè)在兩端時(shí)不產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，而對(duì)廠房的剛度又提高很多。綜合以上特點(diǎn)，該廠房屋蓋支撐系統(tǒng)選擇橫向水平支撐體系，柱間支撐選用十字交叉式支撐體系。. 維護(hù)體系 該廠房采用壓型鋼板做墻體材料，通過(guò)螺栓與墻架梁進(jìn)行可靠連接，形成一個(gè)能夠傳遞豎向荷載和沿壓型板平面方向的水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。通過(guò)理論分析和試驗(yàn)結(jié)果證明，壓型鋼板與周邊構(gòu)件進(jìn)行可靠連接后，面內(nèi)剛度很好，能傳遞縱橫方向的面內(nèi)剪力，使廠房結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，節(jié)約鋼材，經(jīng)濟(jì)效益好。. 變形縫 該廠房車(chē)間設(shè)計(jì)長(zhǎng)度是 90m，小于溫度區(qū)段，不考慮設(shè)伸縮縫。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，均勻?qū)ΨQ(chēng)，且地質(zhì)條件較好，不考慮設(shè)沉降縫。 第 5 頁(yè)，共 62 頁(yè). 門(mén)窗布置該廠房位于南方某地，應(yīng)充分考慮車(chē)間的通風(fēng)散熱以及采光要求。初步設(shè)計(jì) 4扇門(mén)，大量在結(jié)構(gòu)兩側(cè)開(kāi)窗，根據(jù)通風(fēng)散熱要求，采用雙排鋼側(cè)窗，上部采用通風(fēng)高側(cè)窗，下部采用平開(kāi)窗。其具體布置和選材查閱規(guī)范和計(jì)算確定。3 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明. 屋架設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)中，屋架為梯形形鋼屋架。對(duì)屋架中的各感桿件按造壓彎和拉彎構(gòu)件設(shè)計(jì)基本理論，主要驗(yàn)算桿件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，著重考慮使構(gòu)件受力合理，焊縫滿足強(qiáng)度要求等。 強(qiáng)度驗(yàn)算： xnMNfAW???平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算： mx1x139。Ex()fN????平面外穩(wěn)定性驗(yàn)算：txyb1NfA?剛度驗(yàn)算： ，0x[]li????0yli??. 排架計(jì)算；；。. 實(shí)腹柱設(shè)計(jì)因荷載較小，采用實(shí)腹式柱。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：截面選擇；強(qiáng)度驗(yàn)算；整體穩(wěn)定性驗(yàn)算；剛度驗(yàn)算；牛腿及柱腳地板設(shè)計(jì)。依據(jù)現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 第 6 頁(yè)，共 62 頁(yè)（GB500172022）及鋼結(jié)構(gòu)手冊(cè)設(shè)計(jì)。：利用的公式與屋架設(shè)計(jì)中的相同。. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)該廠房的基礎(chǔ)形式采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。根據(jù)所受荷載和獨(dú)立基礎(chǔ)的相關(guān)構(gòu)造要求確定基礎(chǔ)的尺寸。設(shè)計(jì)中計(jì)算了基礎(chǔ)基礎(chǔ)底面尺寸，驗(yàn)算了地基承載力和基礎(chǔ)抗沖切承載力。地基承載力特征值： akbdm(3)()f??????基礎(chǔ)長(zhǎng)邊彎矩： ??2max11 cc24pMlb???????基礎(chǔ)短邊彎矩： 2ax11 ccla???4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū). 屋面板設(shè)計(jì)屋蓋材料為壓型鋼板，屋面坡度 （ ） ，檁條跨度 6m，于 處設(shè)1/???/2l一道拉條；檁距 ；壓型鋼板與屋架連接處采用疊置搭接，鋼材 Q235。 荷載統(tǒng)計(jì)壓型鋼板自重 2/KNm檁條自重(包括拉條) 合計(jì) 2/活荷載或雪荷載 2/KNm（屋面活荷載按均勻分布為 =，雪荷載按均勻分布為，按不均勻分布取 =）1,rKrgS???A積灰荷載 2/ 第 7 頁(yè)，共 62 頁(yè) 截面選擇選用 C 形冷彎薄壁型鋼，型號(hào)為 ，其力學(xué)特征為：?333xmaxymin,2.,???4x 00671,84,IIi xc? 內(nèi)力計(jì)算 ??.?????cos6cos4x???.? KNm???Ay338應(yīng)考慮有效截面；同時(shí)，,btht??影響，為簡(jiǎn)化計(jì)算，統(tǒng)一考慮 的折減系數(shù)，則有效凈截面抵抗矩：44= Wymax== Wymin==屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn) rx= ry= y2x1max405rMNm?????本工程風(fēng)荷載較小，永久荷載與風(fēng)荷載組合不起控制作用。 對(duì) KNm???A 第 8 頁(yè)，共 62 頁(yè)支座處采用 普通螺栓連接， ，,10AcmfN?矩： b2 ???????A滿足強(qiáng)度要求。 偏于安全按兩跨連續(xù)梁計(jì)算，跨內(nèi)最大撓度為 ???????????A ,18..??故檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。 ????..??拉條選用， ，每根拉條承載力：。.,NKN???滿 足 要 求 。 . 屋架設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料廠房車(chē)間以長(zhǎng) 90m，跨度為 15m，柱距為 6m，設(shè)一臺(tái) 30/5t 中級(jí)工作制橋式吊車(chē)，屋架采用梯形鋼屋架。鋼材：Q235B 鋼；焊條 E43 型。 屋架尺寸屋架采用三角形芬克式，跨度 15 m，坡度 i=1：10，屋架幾何尺寸、節(jié)點(diǎn)編號(hào)、桿件編號(hào)如圖 、 所示。 支撐布置上下弦橫向水平支撐和垂直支撐，在房屋兩端布置；在屋架下弦設(shè)置三道通長(zhǎng)水平 第 9 頁(yè)，共 62 頁(yè)系桿，以保持部分桿系的側(cè)向穩(wěn)定，支撐系統(tǒng)布置如圖 所示。圖 屋架布置圖圖 屋架節(jié)點(diǎn)及單元圖 圖 支撐系統(tǒng)布置圖 第 10 頁(yè)，共 62 頁(yè) 荷載計(jì)算 （對(duì)水平投影面）壓型鋼板自重 2/KNm檁條自重 屋架及支撐自重 2/合計(jì) （對(duì)水平投影面）活荷載或雪荷載 2/KNm積灰荷載 基本風(fēng)壓 2/ （1）恒荷載+活（或雪）荷載（2）恒荷載+半跨活（或雪）荷載（3）恒荷載+風(fēng)荷載 、圖 全跨荷載布置圖 第 11 頁(yè)，共 62 頁(yè)圖 半跨活荷載布置圖節(jié)點(diǎn)荷載設(shè)計(jì)值：按可變荷載效應(yīng)控制的組合 ?????）（恒載 P1 =6=活荷載 P2 =（ +）6= (1)風(fēng)載體型系數(shù)迎風(fēng)面 ???背風(fēng)面 計(jì)算 4(2)上弦節(jié)點(diǎn)風(fēng)荷載（見(jiàn)圖 ）圖 風(fēng)荷載布置圖W=（ ） 6= 內(nèi)力計(jì)算 在上面單位荷載分別作用下，通過(guò)節(jié)點(diǎn)法、截面法計(jì)算屋架桿件的內(nèi)力系數(shù)，因計(jì)算過(guò)程較為簡(jiǎn)單，不在計(jì)算書(shū)上體現(xiàn)。 第 12 頁(yè)，共 62 頁(yè) （1）恒荷載+活（或雪）荷載（2）恒荷載+半跨活（或雪）荷載（3）恒荷載+風(fēng)荷載組合結(jié)果見(jiàn)下表 第 13 頁(yè)，共 62 頁(yè)桿力系數(shù) 荷載設(shè)計(jì)值（KN） 內(nèi)力值（KN）P=1 施工階段使用階段　半跨 全跨 全跨風(fēng)恒荷載 活荷載 風(fēng)荷載桿件名稱(chēng)（單元）1 2 3 4 5 64*2+6*3 4*2+5*2 4*2+5*1最大值（ KN）7 8 9 10 11 上弦12 第 14 頁(yè)，共 62 頁(yè)13 14 1 0 0 0 0 0 0 02 3 4 5 下弦6 0 0 0 0 0 0 017 斜桿18 第 15 頁(yè)，共 62 頁(yè)19 20 21 22 23 24 15 1 16 3 25 1 1 1 26 1 1 1 27 0 0 0 0 0 0 0豎桿28 0 1 1 第 16 頁(yè)，共 62 頁(yè)29 0 1 1 第 17 頁(yè)，共 62 頁(yè) 內(nèi)力復(fù)核內(nèi)力復(fù)核采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求解，下面對(duì)此軟件的研發(fā)及功能做簡(jiǎn)要介紹 《結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器》(SM Solver) 版本 由清華大學(xué)土木系結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器研制組研制，高等教育出版社發(fā)行結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器（SM Solver for Windows）是一個(gè)面向教師、學(xué)生以及工程技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算軟（課）件，其求解內(nèi)容包括了二維平面結(jié)構(gòu)（體系）的幾何組成、靜定、超靜定、位移、內(nèi)力、影響線、自由振動(dòng)、彈性穩(wěn)定、極限荷載等經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中所涉及的一系列問(wèn)題，全部采用精確算法給出精確解答。本軟件界面方便友好、內(nèi)容體系完整、功能完備通用，可供教師擬題、改題、演練，供學(xué)生做題、解題、研習(xí)，供工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)、計(jì)算、驗(yàn)算之用，可望在面向 21 世紀(jì)的教學(xué)改革中發(fā)揮其特有的作用。目前有兩個(gè)版本：學(xué)生版和工程版。學(xué)生版解題規(guī)模有限制，最多 80 個(gè)單元。工程版解題規(guī)模無(wú)此限制，只受機(jī)器的內(nèi)外存空間大小的限制。求解器 比 更加精致、先進(jìn)、方便、快捷、強(qiáng)健，同時(shí)不失其原有的小巧、簡(jiǎn)約、儉樸、平實(shí)。 求解功能分為自動(dòng)求解和智能求解兩種模式。 （1）自動(dòng)求解模式:平面體系的幾何組成分析，對(duì)于可變體系，