【正文】 輕型鋼結(jié)構(gòu)的實際工程進行建筑結(jié)構(gòu)設計與計算畢業(yè)論文目 錄第一章 設計資料……………………………………………………1……………………………………………2第二章 建筑設計以及結(jié)構(gòu)選型與布置……………………………………………………4……………………………………………5第三章 結(jié)構(gòu)設計…………………………………………………6……………………………………………………7……………………………………………………14…………………………………………………18…………………………………………………20………………………………………………25………………………………………………29…………………………………………36………………………………………………58……………………………………………………67第四章 工程量計算……………………………………………73第五章 PKPMSTS結(jié)果文件……………………………………75致謝………………………………………………………………112參考文獻…………………………………………………………113第一章 設計資料南京聯(lián)眾機電制造有限公司2廠房設計江蘇,南京 本工程為兩跨雙坡單脊單層輕型門式剛架鋼結(jié)構(gòu)廠房，每跨跨度21m，剛架間距6m，平面軸線尺寸為42m72m，跨內(nèi)各設置起重量為10t中級工作制橋式吊車1臺。建筑總平面示意圖、初步確定的柱網(wǎng)布置、廠房剖面示意圖見附圖。（1）本工程廢棄建筑已拆除，場地無液化土層，Ⅱ類場地。 m ~ m（2）根據(jù)野外地質(zhì)鉆探、原位測試結(jié)合室內(nèi)土工試驗，本場地土層分布情況如下：①層素填土：灰褐~黃褐色，稍濕，松散，以新近堆填的粉質(zhì)粘土為主，夾少量碎石，堆填時間3~5年，工程性質(zhì)差，強度低，~ m；②粉質(zhì)粘土：黃褐色，硬塑，局部可塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核及青灰色高嶺土，中等壓縮性，搖振無反應，稍有光澤~光滑，干強度中等，韌性中等。~ m，ES12=，fak=220kpa，e0=；③粘土~粉質(zhì)粘土：灰黃色，以粘土~粉質(zhì)粘土為主，硬塑~可塑，含少量粉細砂（風化巖屑），偶夾風化巖碎塊。~，ES=，fak=180kpa，e0=；④強風化閃長巖：灰黃色，巖芯上部呈砂土狀，下部呈碎塊狀，~3厘米，手掰可為碎，屬極軟巖，巖體破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ，fak=300kpa。（3）擬建場區(qū)內(nèi)地下水類型為上層滯水， ~；（4）根據(jù)擬建建筑的結(jié)構(gòu)、荷載特點、地基土分布情況建議本工程采用天然地基，挖除①層填土，以②層粉質(zhì)粘土層作為持力層。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092001采用設防烈度為7度，,設計地震分組為第一組本工程由建筑工程公司承建，設備齊全，技術良好三材及一般材料能按計劃及時供應、電供應由建筑單位保證 根據(jù)已有的總平面圖，設計該工業(yè)廠房的單體方案，并深化至初步設計階段，局部達到施工圖要求。 在已定的建筑初步方案上進行建筑設計，并完成下列建筑施工圖繪制。 要求編制結(jié)構(gòu)設計計算書，繪制結(jié)構(gòu)施工圖，并進行簡要的技術經(jīng)濟分析。且應符合如下要求：，選擇構(gòu)件截面尺寸及材料標號；、構(gòu)件進行設計計算；，內(nèi)力分析（荷載、活載、風載、吊車荷載）及組合，構(gòu)件截面設計；墻梁、檁條、吊車梁設計；（PKPM）并與手算結(jié)果校核；（采用柱下獨立基礎）；。[1] 蘇J9501—9509. 江蘇省建筑配件通用圖集［S］. [2] GB50017—2003. 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2003.[3] GB50010—2002. 混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范［S］. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.[4] GB50007—［S］. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.[5] GB50009—［S］. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.[6] 包頭鋼鐵設計研究總院，（第2版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.[7] 《鋼結(jié)構(gòu)設計手冊》（上冊）第三版［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.[8] （下冊）房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設計［M］. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.[9] 唐錦春，[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.[10] 侯兆欣，蔡昭昀，[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.第二章 建筑設計以及結(jié)構(gòu)的選型與布置 本工程建筑設計采用門式剛架結(jié)構(gòu)方案，廠房平面尺寸為72m42m,采用雙跨雙坡單脊，屋面坡度1/20。廠房設有兩臺起重量為10t的中級工作制橋式吊車。根據(jù)使用功能，生產(chǎn)區(qū)為72m42m，能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需要。地面為混凝土水泥地面，造價經(jīng)濟，施工方便。、墻面設計 屋面和墻面均采用夾芯板，它具有輕質(zhì)高強，美觀耐用，施工簡單，抗震防水的特點，目前被廣泛使用。 本工程屋面采用非上人屋面。 屋面排水為兩邊內(nèi)置天溝排水，坡度為1%。 在廠房的南西北各設各有兩個鋼推拉門，供運輸車輛和人員的出入。 窗戶共有四種型號，大小不等，具體規(guī)格可見建筑設計總說明中的門窗表，設置可見廠房的平面圖。 首先柱網(wǎng)布置應滿足生產(chǎn)工藝要求，其次，為使結(jié)構(gòu)設計經(jīng)濟合理，廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件逐不統(tǒng)一，提高設計標準化、生產(chǎn)工廠化及施工機械化的水平，柱網(wǎng)布置還必須滿足《廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則》的規(guī)定。：除端柱中心線內(nèi)移500mm外，其余橫向定位軸線均通過柱截面幾何尺寸中心。：與外縱墻內(nèi)皮重合。 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的縱向溫度區(qū)段長度不大于300,橫向溫度區(qū)段長度不大于150m,本工廠縱向、橫向溫度區(qū)段均小于規(guī)定，故本工程不設伸縮縫。 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，在采用壓型鋼板作維護面時，墻梁宜布置在剛架柱的外側(cè)，其間距隨墻板板型及規(guī)格而定，但不大于計算確定的值。 夾芯板是目前輕型屋面有檁體系中應用最廣泛的屋面材料，本工程采用JxB455001000。其板厚75mm。 屋面坡度1/20，檁條采用實腹式冷彎薄壁型鋼檁條，本工程采用C2507020，,，在跨中設置一道拉條，鋼材Q235。 亦采用夾芯板，JxBQy1000，其板厚50mm。 墻梁選用實腹式冷彎薄壁型鋼檁條，本工程采用C2007020，,。 門式剛架的梁為變截面H型鋼，邊柱和跨中柱為等截面H型鋼，根據(jù)使用功能和吊車類型。 按《鋼結(jié)構(gòu)設計手冊》表112選用的是普通高頻焊接 H型鋼H30020068，墻梁中間一般不得斷開，除門、窗外，斷開后要在上部附加一段。 為加強縱向剛度，保證整體穩(wěn)定性，故設支撐，包括橫向水平支撐和柱間X形交叉支撐支撐。 因柱距較小，上部結(jié)構(gòu)為輕型鋼構(gòu)，且地基承載力較好，故采用柱下獨立基礎和墻下基礎梁?；A材料采用C30混凝土和HPB235級鋼筋。，設置C10厚100mm混凝土。 本工程地下為鋼筋混凝土獨立基礎，上部為門式剛架結(jié)構(gòu)，鋼材采用Q345，焊條E50型，節(jié)點采用焊接和高強螺栓連接。第三章 結(jié)構(gòu)設計， KN/㎡，墻面板按簡支設計。選擇墻面板板型為JxBQy1000。其板厚50mm，,荷載 ㎡，屋面板按簡支設計。選擇屋面板板型為JxB455001000。其板厚75mm。雙跨雙脊門式剛架，跨度為18m，屋面材料為壓型鋼板，屋面坡度為10%（α=），檁條跨度為9m，在1/3處各設一道拉條，共兩條拉條，鋼材為Q235鋼。（水平投影面） 壓型鋼板（含保溫層） ㎡ 檁條（包括拉條） KN/㎡ KN/㎡ KN/㎡， KN/㎡，基本風壓W。= KN/㎡：永久荷載與屋面活荷載組合：永久荷載+(屋面活荷載+積灰荷載+風荷載(壓力))組合（1）檁條線荷載標準值： 設計值：= （2）檁條內(nèi)力計算彎距設計值： 圖32檁條受力圖 （3）檁條截面初選:C2507520（4）檁條截面驗算(屋面不能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn))穩(wěn)定性驗算A=995mm2 Ix=9523103mm4 Iy=7131102mm4 Wx1=Wx2=76190mm3 Wy1=36860mm3 Wy2=12810mm3 x0=按毛截面尺寸計算得到截面上的應力（跨中截面）σ=+=+= N/㎜（壓）σ=+== N/㎜（壓）σ=+=+= N/㎜（拉）σ=+== N/㎜（拉）應力分布上翼緣壓應力分布不均勻系數(shù)ψ=σminσmax==0計算系數(shù)α===上翼緣受壓區(qū)寬度bc=b=75mm上翼緣屬于部分加勁板件，最大壓應力作用于支承邊穩(wěn)定系數(shù)k=+=+=腹板屬于加勁板件，穩(wěn)定系數(shù)kc=+ψ2=+=翼緣有效寬度上翼緣的相鄰板件為腹板，翼緣寬b=75mm,腹板寬c=250mmξ=cbkkc==k1=1ξ==ρ=205k1kσ1=205=18αρ=18=bt==3038=上翼緣有效寬度be==75=68mm上翼緣有效寬度分布（部分加勁板件）be1==68=be2==68=下截面全部受拉，故下截面全部有效腹板有效寬度腹板的相鄰板件為翼緣，腹板寬b=250mm，翼緣寬c=75mmξ=cbkkc==k1=+()2=+（）2=ψ=0ρ=205k1kσ1=205=18αρ=18=bt==10038=be==128=be1===47mmbe2===70mm上翼緣無效截面寬度7568=7mm，腹板應扣除拉條連接孔φ13（距上翼緣連接板邊緣50mm）腹板無效截面寬度小于此值，且位置基本相同。Aen=9957=945mm2Ienx=9523001127125 1121375=Ieny=7131001121318 112725=Wenx=Ienxymax=Weny=Ienyxmax=Iex=95230001127125 11211=Iey=7131001121118 112725=Wey1=Ienxymax==Wey2=Ienyxmax==檁條穩(wěn)定性計算MxφbxWx+MyWey≤fφbx=4320Ahλy2Wxξ1(η2+ξ+η)235fy其中，梁在彎矩作用平面外的長細比λy=l0yiyA=1048mm2 h=250mm Wx=76190mm3l0y=3m iy=IyA=7131001048=26mm λy=300026=115ξ1= ξ2= ea=125mmη=2ξ2eah=2125250=ξ=4Iwh2Iy+(l0h)2毛截面扇性慣性矩Iw=1010mm6扭轉(zhuǎn)慣性矩It=2184mm4梁側(cè)向計算長度l0=3000mmξ=484161062502713100+2184713100(3000250)2=+=φbx=43201048250115276190+= φbx39。==MxφbxWx+MyWey=+ ==153N/mm2205N/mm2所以，整體穩(wěn)定滿足要求強度計算，4點處應力最大σ4=MxWenx+MyWeny ===205 N/mm2所以，強度滿足要求撓度計算qkcosα=176。= KN/mvl=5qkcosαl3384EIx=5600033842061039523103=1387051200所以，剛度滿足要求：永久荷載與風吸力荷載組合：永久荷載+風荷載風壓高度變化系數(shù)μz=風壓體型系數(shù)構(gòu)件受風寬度ca+b2=+==63=2m有效受風面積A=lc=62=1210查表得，μs=(1)垂直屋面的風荷載標準值: W==()=㎡檁條線荷載：=q=°= KN/mq=°= KN/m（2）彎矩設計值：M=ql=6= KNmM= ql=6= KNm（3）計算有效截面按照毛截面尺寸計算得到截面上的應力（跨中）σ=+=+= N/㎜（拉）σ=+== N/㎜（拉）σ=+=+= N/㎜（壓）σ=+== N/㎜（壓）應力分布上翼緣全截面受拉，故上截面全部有效下翼緣壓應力分布不均勻系數(shù)ψ=σminσmax==0計算系數(shù)α===下翼緣受壓區(qū)寬度bc=b=75mm下翼緣屬于部分加勁板件，最大壓應力作用于支承邊穩(wěn)定系數(shù)k=+=+=腹板壓應力分布不均勻系數(shù)ψ=σminσmax==0計算系數(shù)α=腹板受壓區(qū)寬度bc=b1ψ=2501+=128mm腹板屬于加勁板件，穩(wěn)定系數(shù)kc=+ψ2=+=下翼緣有效寬度相鄰板件為腹板，翼緣寬b=75mm,腹板寬c=250mmξ=cbkkc==k1=1ξ==ρ=205k