【正文】 高度為6m，房屋檐口高度為 。 室內(nèi)外地坪標(biāo)高 為了防止雨水侵入室內(nèi)，要盡量使室內(nèi)高出室外一定高度；而為了方便地運(yùn)輸各種工具進(jìn)入廠房，又要保證室內(nèi)外高差不致于過大，且需在大門處設(shè)置 平緩的坡道。綜合兩者因素，本設(shè)計(jì)確定室內(nèi)外高差為 150mm，即室內(nèi)地面標(biāo)高定為 177。，室外則是 。 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 5 廠房采光設(shè)計(jì) 廠房的采光等級(jí) 定 為 Ⅲ 級(jí)， 采用雙側(cè)采光，依據(jù) 《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T 50033）， 窗地面積比 dAA/c 應(yīng)大于 4/1 。由于廠房的建筑面積為 22592m ， 所以窗戶的總面積 應(yīng)大于 為 2648m 。 側(cè)墻開窗 加上 兩端 山墻 開 窗共 30 個(gè)窗 戶 ，窗戶 的 寬 度取為 m4 ，由 2 個(gè) m2 寬的平開窗組合而成， 所以 窗戶 的 總高度 需大于)430/(648 ?? 。 可按高低窗來設(shè)置， 低窗高度 取 為 ，窗 底 標(biāo)高為 ， 而把 高窗高度 定 為 m2 ，窗 底 標(biāo)高為 。窗戶總高度為 ，滿足采光要求。 為了滿足 廠房生產(chǎn)工藝 的要 求， 一共 設(shè)置 6道 4m4m的門， 兩端山墻上共設(shè)置 4道門，兩側(cè)墻上分別設(shè)置一道門，具體情況參考建筑立面圖。 該廠房的柱距、跨度、高度、屋蓋坡度和門窗的尺寸及布置等，都已在前文中設(shè)計(jì)完畢，在立面設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)以上設(shè)計(jì)結(jié)果，選用屋蓋構(gòu)造形式及材料、墻體構(gòu)造形式及材料，并確定墻屋面板等的布局和顏色，以達(dá)到比例協(xié)調(diào)、完整均衡的效果，給人以美感，并與周圍的環(huán)境相融合。屋蓋及墻體構(gòu)造設(shè)計(jì)結(jié)果如下，詳見建筑平立面圖。 墻體：墻面板選擇雙側(cè)彩色鋼板夾聚苯乙烯保溫板，兩側(cè)保溫板間是 C型檁條。 屋面：屋面板為兩層多 波型 V125壓型鋼板，中間為 100mm厚的巖棉。屋面板擱置在 C型檁條上，檁條放置在剛架斜梁上。 為防止雨水侵入廠房，除了設(shè)置廠房室內(nèi)外高差，還在廠房周圍采用了寬 mm200的混凝土散水。散水坡度取 %10 ，散水構(gòu)造采用 20C 混凝土。 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 6 第二章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 簡(jiǎn) 述 結(jié)構(gòu)選型及布置 本工業(yè)廠房為輕型門式剛架結(jié)構(gòu)， 每 一 跨 內(nèi)都 設(shè)有 20/5t 起重量 的橋式吊車。 因?yàn)閺S房的縱橫向長(zhǎng)度都不是很大，小于規(guī)范的限值，所以設(shè)計(jì)時(shí)沒有設(shè)置伸縮縫。廠房所選用的鋼材為 Q235。主體結(jié)構(gòu)為雙跨雙坡的實(shí)腹式門式剛架，圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括屋面板、墻面板、檁條和墻梁，其中，屋面板和墻面板由壓型鋼板構(gòu)成，而檁條和墻梁則是由冷彎薄壁型鋼組成。 梁柱都采用等截面 的 H 型 鋼 ，柱與梁 剛接， 柱腳 也是 剛接。 檁條墻梁的間距一般取為 ~，設(shè)計(jì)中檁條取 ，并每隔兩根檁條設(shè)置一道隅撐；墻梁間距則取為 ， 同樣也是每隔兩根墻梁設(shè)置一道隅撐。檁條墻梁內(nèi)側(cè)與剛架斜梁或柱子連接，外側(cè)則通過緊固件同壓型鋼板連接。 在廠房?jī)蓚?cè)的第一個(gè)開間和 FG 開間內(nèi)設(shè)置有 屋蓋水平支撐 ，每個(gè)開間內(nèi)分別設(shè)置 12 組交叉斜拉桿。 柱間支撐 的 設(shè)置 開間與屋蓋水平支撐一致，柱間支撐分設(shè)于吊車梁上下。在端部的山墻部分，每 6m 處設(shè)置一根抗風(fēng)柱，用來將風(fēng)荷載傳遞給屋面支撐。柱下基礎(chǔ)選擇錐形獨(dú)立基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì)方法 按塑性設(shè)計(jì)方法驗(yàn)算梁與邊柱剪應(yīng)力節(jié)點(diǎn)域，按彈性設(shè)計(jì)方法驗(yàn)算其他構(gòu)件。先按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（ GB 50009）統(tǒng)計(jì)荷載；再按《冷彎薄壁型 鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（ GB 50018）驗(yàn)算檁條、墻梁的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（ CECS 102）和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50017）驗(yàn)算剛架斜梁、柱的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 7 吊車梁荷載 1）最大輪壓的計(jì)算。吊車選用 20/5t吊鉤起重機(jī)，其技術(shù)規(guī)格如下表： 表 1 吊車參數(shù) 臺(tái)數(shù)起重量（ kN） 跨度 kL （ m） 寬度 B（ mm） 輪距 K（ mm） 最大輪壓maxP （ kN） 起重機(jī)總重 G（ t） 小車重 g（ t） 兩臺(tái) 20/5t 5860 4500 183 由表可知，吊車的最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值為： kNp k 183max, ? kNpQgGp kk 381 8 3)(5)(1021 m a x ,m i n , ??????????? 依據(jù) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（ GB50009） 的 規(guī)定 ， 取吊車荷載 的 動(dòng)力系 數(shù) ?? ，則吊車 的輪壓 設(shè)計(jì)值 如下： kNpP k m a x ,m a x ????? ? kNpP k m i n ,m i n ????? ? 2）橫向荷載設(shè)計(jì)值。每個(gè) 吊車 輪上的橫向荷載標(biāo)準(zhǔn)值 為 )(1041 gQHk ??? ?，其中，Q 為吊車的額定起重量，本設(shè)計(jì)中取 20t； g表示小車重，設(shè)計(jì)中為 ，且吊車 為A5 中級(jí)工作制 吊車 。 依照 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（ GB50009），取 ?? ，則 kNH k )( ?????? 則 橫向荷載 的 設(shè)計(jì)值為 kNHH k ???? 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 8 內(nèi)力計(jì)算 1）設(shè)計(jì)時(shí)取 荷載布置的 最不利情況 來計(jì)算吊車梁受到的最大彎矩和剪力 。吊車梁兩端 按鉸接設(shè)計(jì) ， ml 6? （柱距）。由吊車梁和吊車的尺寸知吊車梁上最多有三個(gè)輪子。 圖 2 兩臺(tái)吊車三個(gè)輪子的最不利荷載布置情況 3P 代表三個(gè)輪壓的合力。用 x表示中間輪壓至 A支座的距離； a表示該指定荷載P 至梁上荷載合力 3P 的距離； iM 表示 P 左邊的荷載對(duì)其作用點(diǎn)的力矩，它是一個(gè)與x 無關(guān)的常數(shù)。此時(shí)， P 所在截面的彎矩 xM 可以表示為： iiyAx MxaxllPMxFM ?????? )(3（ 21） )2(3 axllPdxdM x ??? 而要滿足吊車梁上有三個(gè)輪壓， x必須滿足 mmxmm 1 5 0 01 3 6 0 ?? ，且mma 1047? ，此時(shí) 0?dxdMx 恒成立。所以，當(dāng) mmx 1500? 時(shí)， xM 取得最大值，相當(dāng)于只有兩個(gè)輪壓作用于梁上。所以，當(dāng)?shù)踯嚵荷现蛔饔糜袃蓚€(gè)輪壓時(shí)，吊車梁產(chǎn)生的彎矩最大。 最大剪力標(biāo)準(zhǔn)值（即當(dāng) P 作用在支座處時(shí)） kN lBll KlllPVwk)6000 586060006000 450060001(183)(m a x ,??????????????? ? 其中 w? 為吊車梁 的自重影響系數(shù)，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 82得， ?w? 。同 樣地 ，可得 到由 橫向水平荷載產(chǎn)生的最大剪力 kNPHVH wkky 69 a xm a x ,m a x , ????? ? 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 9 2）考慮 一根吊車梁上 兩臺(tái)吊車荷載作用下的內(nèi)力（ 兩 個(gè)輪子時(shí)） 記梁上兩輪壓 P 之間的距離為 1a ，離 A支座較近的輪壓距梁上梁上兩輪壓合力2P 的距離為 2a ，離 A 支座較近的輪壓到 A 支座的距離為 x。荷載布置如下圖所示，為使吊車梁產(chǎn)生最大彎矩，則： 圖 3 兩臺(tái)吊車兩個(gè)輪子的最不利荷載布置情況 2 2alx ?? mmKBa 1 3 6 04 5 0 05 8 6 01 ????? mmaa 680212 ?? mmx 26602 6806000 ??? A 點(diǎn)的剪力 kNl alPV A 6 26 0 0 0 )3 4 03 0 0 0(1 8 32)2/2/(2 2 ??????? 由豎向荷載產(chǎn)生的 吊車梁的最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值： mkNxVM Awk ?????? 4 6 a x , ? 豎向荷載產(chǎn)生的吊車梁 最大彎矩處的相應(yīng)剪力值： kNVV Awk 6 6 ???? ? 由橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的 吊車梁 最大彎矩為： mkNPHMM w kky ?????? a xm a x ,m a x , ? 3）由同樣的分析可知，一臺(tái)吊車（ 2 個(gè)輪子時(shí)）荷載作用下，吊車梁產(chǎn)生的彎矩沒有一臺(tái)吊車（ 1 個(gè)輪子時(shí)）荷載作用下，吊車梁產(chǎn)生的彎矩大。故只需要計(jì)算吊車梁產(chǎn)中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 10 生的最大剪力。 豎向荷載產(chǎn)生的 吊車梁的最大剪力為 kNl KlllPV wk 3 )6 0 0 04 5 0 06 0 0 01(1 8 3)(m a x , ????????? ? 橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的 吊車梁 最大剪力為 kNPHVH wkky 69 a xm a x ,m a x , ????? ? 4）一臺(tái)吊車荷載作用下的內(nèi)力（ 一 個(gè)輪子 時(shí)） 豎向荷載產(chǎn)生的吊車梁 最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 mkNPlM wk ?????? a x , ? 最大彎矩處的相應(yīng)剪力值 kNPV wk ???? ? 吊車梁 支座處 的最大剪力 kNPV wk 8 8 3m a x , ???? ? 橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的 吊車梁 最大彎矩 mkNPHMM w kky ?????? a xm a x ,m a x , ? 橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的 吊車梁 最大剪力 kNPHVH wkky 69 a xm a x ,m a x , ????? ? 截面選擇 取吊車梁為單軸對(duì)稱工字形截面，尺寸為 20xx300450600 ????I ，且兩螺栓孔中心到 y 軸的距離都為 90mm。 1） 截面特性 223960mmA? mmy ? 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 11 46105 6 4 4 6 4 mmI x ?? 8 mmS ?? 5 5 4 mmW x ?? 2） 扣除孔洞后的 截面特性 223100 mmAn ? mmyn ? 4 0 7 mmI nx ?? 1 5 1 mmW nx ??上 3 0 4 mmW nx ??下 工字型截面 上翼緣對(duì) y軸的 截面 特性 29 0 0 0204 5 0 mmA ???上 28 1 4 020) 5 0( mmA n ????? 453 5 1 845020xx1 mmI y ????? 4525 4 4 5 1 8 mmI ny ???????? 335 4 42 2 5 4 4 9 mmW ny ???? 335 10675225 mmW y ???? 強(qiáng)度驗(yàn)算 1）正應(yīng)力驗(yàn)算。按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定計(jì)算上翼緣正應(yīng)力，由前內(nèi)力計(jì)算知吊車梁的最大彎矩 mkNM x ?? ，而橫向最大彎矩 mkNM y ?? 。由于吊車梁要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算， x? 、 y? 均取 ，且考慮動(dòng)荷載效應(yīng)，即動(dòng)力系數(shù) ?? 。則 223636/2 1 5/ 5 9 4 4 1 5 1 4 mmNmmNWMWMnyynxx?????????????上? 滿足要求。 下翼緣應(yīng)力 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 12 223 6 /215/ mmNmmNWMnxx ??? ????? 下? 滿足要求。 2）剪應(yīng)力驗(yàn)算 。由內(nèi)力計(jì)算知吊車梁的最大剪力 kNV ax ? 。吊車梁截面的最大剪應(yīng)力 226 33m a x /125/ mmNfmmNtI SV vwx