【正文】 武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房建筑設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄摘 要 IAbstract II1緒論 12 結(jié)構(gòu)選型及布置 2 結(jié)構(gòu)選型 2 材料的選擇 2 柱網(wǎng)布置 2 屋面布置 3 柱間支撐及布置 4 屋蓋支撐及布置 5 墻面結(jié)構(gòu)布置 53 荷載計(jì)算 6 永久荷載統(tǒng)計(jì) 6 活荷載統(tǒng)計(jì) 6 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 6 吊車荷載 7 整個(gè)廠房各部分作用的荷載（標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值） 84 吊車梁的設(shè)計(jì) 10 設(shè)計(jì)資料 10 內(nèi)力分析 10 吊車梁的最大豎向彎矩 10 吊車梁的最大剪力 11 吊車梁的最大水平彎矩 11 吊車梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大彎矩（求豎向撓度用） 12 截面選型 12 梁高h(yuǎn) 12 腹板厚度 12 翼緣板尺寸 13 截面驗(yàn)算 13 截面幾何特性 13 強(qiáng)度驗(yàn)算 14 整體穩(wěn)定驗(yàn)算 14 加勁肋計(jì)算 16 橫向加勁肋在腹板兩側(cè)成對(duì)出現(xiàn) 16 16 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 17 撓度驗(yàn)算 17 焊縫連接計(jì)算 18 上翼緣與腹板連接焊縫 18 下翼緣與腹板連接焊縫 18 支座加勁肋與腹板連接焊縫 185 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì) 19 荷載計(jì)算 19 永久荷載 19 風(fēng)荷載 19 單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計(jì)值 19 內(nèi)力分析 19 截面選擇 20 強(qiáng)度驗(yàn)算 20 穩(wěn)定性驗(yàn)算 20 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定 20 彎矩作用平面外的穩(wěn)定 21 撓度驗(yàn)算 226 屋面檁條設(shè)計(jì) 23 荷載 23 永久荷載 23 可變荷載 23 荷載組合 24 + 24 + 24 + 24 內(nèi)力分析 24 截面選擇和截面特性 25 檁條選型 25 有效截面特征 26 有效截面的驗(yàn)算 26 凈截面特征 26 強(qiáng)度驗(yàn)算 27 穩(wěn)定性計(jì)算 28 剛度驗(yàn)算 29 拉條驗(yàn)算 297 墻梁設(shè)計(jì) 29 荷載計(jì)算 30 荷載計(jì)算 30 兩種組合 31 內(nèi)力分析 31 豎向荷載產(chǎn)生的彎矩 31 水平荷載，產(chǎn)生的彎矩 31 剪力 32 雙彎矩力矩 32 截面選型及驗(yàn)算 33 截面選型 33 各板件端部的應(yīng)力值 33 各組成板件有效截面 34 強(qiáng)度驗(yàn)算 36 強(qiáng)度驗(yàn)算 36 撓度驗(yàn)算 37 拉條計(jì)算 388 門式剛架設(shè)計(jì) 39 荷載分析 39 永久荷載 39 可變荷載 39 風(fēng)載 39 吊車荷載 39 作用在剛架上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 40 作用于柱上的線荷載 40 屋面與檁條引起的線荷載 40 屋面活荷載引起的線荷載 40 風(fēng)荷載引起的線荷載 40 吊車引起的線荷載 41 鋼架計(jì)算簡(jiǎn)圖 41 截面選擇 42 內(nèi)力計(jì)算 431 永久荷載 432 可變荷載 443 左風(fēng) 464 右風(fēng) 475 吊車工況一 486 吊車工況二 49 荷載組合 50 荷載組合種類 50 荷載組合計(jì)算 50 截面驗(yàn)算 50 最大寬厚比驗(yàn)算 50 左邊柱驗(yàn)算 51 右邊柱驗(yàn)算 56 中柱驗(yàn)算 56 梁節(jié)點(diǎn)18截面驗(yàn)算 62 梁節(jié)點(diǎn)15截面驗(yàn)算 63 梁節(jié)點(diǎn)16截面驗(yàn)算 65 梁節(jié)點(diǎn)117截面驗(yàn)算 68 梁節(jié)點(diǎn)114截面驗(yàn)算 71 梁節(jié)點(diǎn)13截面驗(yàn)算 739 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 77 斜梁與邊柱的連接節(jié)點(diǎn) 77 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 77 端板厚度驗(yàn)算 78 腹板厚度驗(yàn)算 78 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算 79 中柱與雙邊斜梁連接節(jié)點(diǎn) 79 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 79 端板厚度驗(yàn)算 80 腹板厚度驗(yàn)算 80 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算 81 梁梁端板節(jié)點(diǎn) 81 屋脊端板節(jié)點(diǎn) 81 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 81 端板厚度驗(yàn)算 82 腹板厚度驗(yàn)算 83 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算 83 邊柱和中柱柱腳設(shè)計(jì) 83 內(nèi)力設(shè)計(jì)值 83 底板尺寸選擇 84 錨栓選擇 85 肋板的計(jì)算 85 靴梁計(jì)算 86 抗剪鍵的設(shè)置 87 牛腿設(shè)計(jì) 87 荷載計(jì)算 87 截面特性 88 強(qiáng)度驗(yàn)算 89 焊縫驗(yàn)算 8910 支撐構(gòu)件設(shè)計(jì) 92 屋面橫向水平支撐 92 柱間支撐 92 荷載計(jì)算 93 柱間支撐構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算 93 截面設(shè)計(jì) 9311 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 96 基礎(chǔ)的選擇 96 基礎(chǔ)埋深 96 地質(zhì)水文資料 96 基礎(chǔ)尺寸的確定 97 確定地基承載力 97 確定基礎(chǔ)上部荷載 97 確定基礎(chǔ)底面積 97 基礎(chǔ)沖切驗(yàn)算 99 基礎(chǔ)截面配筋計(jì)算 100參考文獻(xiàn) 101致謝 102附表A 鋼架非地震作用內(nèi)力組合表` 103109武漢科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論結(jié)構(gòu)體系是指“結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用較薄板件，設(shè)計(jì)時(shí)考 慮板件局部失穩(wěn)后的后繼強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)體系。門式剛架是典型的輕型鋼結(jié)構(gòu)，也是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的輕型鋼結(jié)構(gòu)。門式剛架屬于平面結(jié)構(gòu)，它們?cè)诳v向構(gòu)件、支撐和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的聯(lián)系下形成空間的穩(wěn)定體系，結(jié)構(gòu)只有組成空間穩(wěn)定整體，才能承擔(dān)各種荷載和其他外在效應(yīng)。所以在考慮建筑功能和經(jīng)濟(jì)條件下后本設(shè)計(jì)選用單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。本廠房建筑面積近2700，為單層鋼結(jié)構(gòu)建筑。單層廠房為四坡雙跨門式剛架,跨度為24m+21m，長(zhǎng)度60m，寬度45m，剛架柱距6m，屋面坡度10%，屋面板為壓型鋼板,檁條采用薄壁卷邊C型， 。門式剛架采用Q345鋼，屋面檁條、墻架檁條采用Q235B鋼，焊條采用E43型，外墻墻面為彩色壓型鋼板， 24米跨設(shè)置一臺(tái)15T吊車，軌頂標(biāo)高7米。 安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年。 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙類。 防火等級(jí)為三級(jí)。2 結(jié)構(gòu)選型及布置 結(jié)構(gòu)選型 經(jīng)分析，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)。梁、柱節(jié)點(diǎn)為剛性連接的門式鋼架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、剛度良好、受力合理、使用空間大及施工方便等特點(diǎn)，并便于工業(yè)化，商品化的制品生產(chǎn)，與輕型維護(hù)材料想配套的輕型鋼結(jié)構(gòu)框架體系已廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。單層門式鋼架適用于一般工業(yè)于民用建筑及公用建筑、商業(yè)建筑，也可用于吊車起重量不大（Q≤15t）且跨度不大的工業(yè)廠房。 材料的選擇 材料選擇根據(jù)《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002中的相關(guān)規(guī)定選取，本廠房是輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，廠房柱、梁、吊車梁構(gòu)件選用Q345鋼。檁條、壓型鋼板柱間支撐等結(jié)構(gòu)構(gòu)件均選用Q235鋼材。 焊條選用：Q235鋼與Q235鋼，Q235鋼與Q345鋼之間的焊接連接采用E43型焊條；Q345鋼與Q345鋼之間的焊接采用E50型焊條。 柱網(wǎng)布置本廠房建筑面積2700m178。，其中柱距6m，對(duì)于跨度的選擇，應(yīng)盡量選擇較大的跨度?？缍容^大可以擴(kuò)大柱網(wǎng)，這樣可以底稿廠房的通用性，擴(kuò)大生產(chǎn)面積，節(jié)約用地，加快建設(shè)速度，提高吊車的服務(wù)范圍，因此本廠房采用18m的跨度。并根據(jù)工藝要求設(shè)為雙跨。 圖 屋面布置根據(jù)屋面壓型鋼板的規(guī)格。根據(jù)《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：，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：，應(yīng)在檁條中間處設(shè)置一道拉條，拉條采用Φ8圓鋼，圓鋼拉條設(shè)在距檁條上翼緣1/2腹板高度范圍內(nèi)，屋脊拉條為剛性。 圖 柱間支撐及布置根據(jù)《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：，并應(yīng)在中間一個(gè)柱間設(shè)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。兩端氣第二跨設(shè)上下柱支撐，中間設(shè)上下柱支撐。在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間，宜同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。當(dāng)有起重量不小于5t的吊車時(shí)，柱間宜采用型鋼支撐，形式為十字交叉。 圖 屋蓋支撐及布置由于本廠房長(zhǎng)60米，寬45m，根據(jù)《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：，將整個(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。 墻面結(jié)構(gòu)布置 根據(jù)墻板的板型和規(guī)格，根據(jù)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》，本廠房跨度6m，應(yīng)在跨中中間處設(shè)置一道拉條，拉條承擔(dān)的墻體自重通過(guò)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Φ8圓鋼。 根據(jù)《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：，應(yīng)設(shè)置門柱窗柱，且由于門柱、窗柱需承受墻板重及自重，所以應(yīng)考慮為雙向受彎構(gòu)件。3 荷載計(jì)算 永久荷載統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)自重（包括屋面板、檁條、支撐、斜梁、墻架等），初步計(jì)算時(shí)，此折算荷重按（標(biāo)準(zhǔn)值）近似采用。 活荷載統(tǒng)計(jì)屋面活載 雪荷載 取兩者較大值 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 風(fēng)荷載：，基本風(fēng)壓值為，地面粗糙度類別為B類，風(fēng)振系數(shù),風(fēng)壓高度變化,根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 500092012，： 基本風(fēng)壓按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 。 左風(fēng)作用下風(fēng)荷載體形系數(shù) 吊車荷載24m跨采用吊A5級(jí)15t電動(dòng)橋式吊車，最大輪壓Pmax=185KN，最小輪壓Pmin=58KN，： 吊車梁支座反力影響線 吊車豎向荷載：（標(biāo)注值/設(shè)計(jì)值）吊車橫向荷載： 整個(gè)廠房各部分作用的荷載（標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計(jì)值）18米跨 屋面 恒荷載 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： 活荷載 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計(jì)值： 風(fēng)荷載 （設(shè)計(jì)值）：左風(fēng)時(shí) 右風(fēng)時(shí) 4 吊車梁的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料 吊車梁跨度 L=6m，無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)，鋼材采用Q345，焊條采用E50 系列，吊車梁資料如下：吊車采A5級(jí)15t電動(dòng)橋式吊車，查知:寬度B=5550mm，軌道中心至吊車外端距離B1=260㎜，跨度L=24m。軌頂以上高度H=2140mm，輪距K=4400m，小車重=，吊車總重=，最大輪壓Pmax=185KN,最小輪壓Pmin=58KN。： 吊車尺寸 內(nèi)力分析 吊車梁的最大豎向彎矩 ，吊車梁的豎向彎矩最大。 最不利輪位布置及內(nèi)力 吊車豎向荷載動(dòng)力系數(shù) ，考慮吊車梁自重對(duì)內(nèi)力的影響，近似輪壓乘荷載增大系數(shù)，吊車荷載分項(xiàng)系數(shù)，軟鉤吊車取，則： 豎向計(jì)算輪壓： 在處剪力： 吊車梁的最大剪力 最不利輪位布置如圖所示 吊車梁的最大水平彎矩 由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 502052012 ，每個(gè)輪上的橫向荷載設(shè)計(jì)值為： 吊車梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大彎矩（求豎向撓度用） 截面選型 鋼材為Q345,其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為：抗彎 （） 抗剪 （） 梁高h(yuǎn) 需要的截面模量：按經(jīng)濟(jì)條件確定：最小高度建筑凈空無(wú)要求，故初選腹板高度。 腹板厚度 按經(jīng)驗(yàn)公式：按抗剪要求：取。 翼緣板尺寸 需要的翼緣板面積約為：翼緣寬度 翼緣厚度 考慮到豎向彎矩比較大，適當(dāng)擴(kuò)大翼緣寬度，取翼緣板外伸寬度 翼緣板外伸寬度與厚度之比 滿足局部穩(wěn)定要求 截面驗(yàn)算 截面幾何特性 強(qiáng)度驗(yàn)算 (1)上翼緣正應(yīng)力(2) 剪應(yīng)力 整體穩(wěn)定驗(yàn)算用 計(jì)算由于截面對(duì)稱，則則