【正文】 ，而且其支撐鋼結(jié)構(gòu)的材料強度高，用料省，體型小，所以自重較輕。 　 鋼結(jié)構(gòu)除基礎(chǔ)外,構(gòu)件全部由專業(yè)工廠標準化生產(chǎn),建筑質(zhì)量容易保證。其設(shè)計要點為：1．結(jié)構(gòu)和構(gòu)件應(yīng)保證整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定，在可能產(chǎn)生最大應(yīng)力的部位或區(qū)域，應(yīng)避免焊接接頭；節(jié)點如支撐節(jié)點、柱腳、橫梁與柱節(jié)點等的破壞，不應(yīng)先于構(gòu)件全截面的屈服；2．梁與梁、梁與柱以及柱腳連接要做成剛性(柱腳也有做成鉸接，搖擺柱的兩端都應(yīng)是鉸接)，梁柱連接最好采用螺栓端板連接；3．選材應(yīng)注意選用高品質(zhì)鋼材，不要用沸騰鋼，應(yīng)保證其物理指標，對鋼材中碳、磷、硫、氮等的含量應(yīng)嚴格控制，必要時應(yīng)進行抽檢；4．設(shè)計中盡可能避免焊接連接，若實在無法避免，%以下，尤其不能使用Q235A級鋼。不僅因為輕型屋面和墻面重量輕，且可利用其應(yīng)力蒙皮效應(yīng)，有利于加強作為平面結(jié)構(gòu)的門式剛架的整體剛度。考慮受力蒙皮效應(yīng)不僅能節(jié)省材料和工程造價，還能反映結(jié)構(gòu)的真實工作性能，提高結(jié)構(gòu)的可靠性?？缍却笥诘扔?6m的實腹式門式剛架，由于梁的高度較大，輕鋼房屋梁的翼緣跨度一般不大，隅撐—冷彎薄壁型鋼檁條體系提高的側(cè)向剛度較小，須采取措施防止梁受壓翼緣的屏幕外失穩(wěn)。主剛架：主剛架一般假設(shè)成平面結(jié)構(gòu)，按彈性方法分析內(nèi)力和變形?？癸L(fēng)柱：抗風(fēng)柱的上端采用彈簧板與剛架梁相連，下端設(shè)置單獨的基礎(chǔ)，彈簧板由一塊鋼板折疊而成，豎向剛度很弱，上部的鋼架梁可以自由變形，節(jié)點不傳遞豎向力。檁條、墻梁：輕鋼房屋結(jié)構(gòu)房屋的屋面和墻面結(jié)構(gòu)主要是采用冷彎薄壁型鋼，按簡支梁設(shè)計，可利用墻板和屋面板的約束作用保證其側(cè)向穩(wěn)定性?；A(chǔ)設(shè)計中要考慮多臺多跨吊車荷載對基礎(chǔ)的不利影響，過大偏心距的設(shè)計和柱腳抗剪設(shè)計。型鋼柱、H型鋼鋼骨砼柱、方管鋼柱、圓管柱和鋼管砼柱較多；梁一般采用H型鋼；梁柱的節(jié)點連接采用高強螺栓或焊接或兩者并用。澳大利亞、日本的鋼框架住宅占住宅數(shù)量的50％，美國鋼框架住宅約占住宅總量的20％，芬蘭、瑞典、丹麥以及法國均已形成了相當規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。世界上已經(jīng)建成的幾個純鋼結(jié)構(gòu)建筑為目前世界上最高的超高層建筑，它們是： 　　1931年建成的102層、高381米的美國紐約帝國大廈(1969年以前一直是最高的)；1969年建成的110層、高417米的美國紐約世界貿(mào)易中心(南北兩座)； 　　1970年建成的110層、高443米的美國芝加哥西爾斯大廈；1996年建成的高450米的馬來西亞雙塔石油大廈(KLCC，號稱目前世界最高，但美國的西爾斯大廈有異議)。由外商投資的大連總統(tǒng)大廈，正在加緊籌建之中，共95層，據(jù)稱建成后其高度將名列世界前茅。 隨著我國人民整體生活水平的提高，對住宅質(zhì)量、品質(zhì)的要求也會提高，鋼結(jié)構(gòu)是環(huán)保住宅，鋼結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展概念[2]。3. 結(jié)構(gòu)形式要求采用門式剛架結(jié)構(gòu)。7. 抗震設(shè)防烈度為8度，抗震等級3級。5．門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)可采用底部剪力法分析確定。1. 建筑部分設(shè)計。5. 整體驗算。本廠房建筑面積在1500~2000平方米之間，由于廠房荷載較小，故選擇質(zhì)量較輕，工業(yè)化程度較高，施工周期短，結(jié)構(gòu)形式較簡單的輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)。2．縱向定位軸線對于抗風(fēng)柱的設(shè)置，考慮到跨度為18m，柱距為6m，盡量使抗風(fēng)柱間距與柱距相近，所以6m設(shè)置抗風(fēng)柱。本廠房擬采用雙側(cè)采光，因此窗地面積比為/應(yīng)大于1/4。則縱墻上的開窗總面積為：=27 m178。 邊跨內(nèi)天溝做法示意圖廠房立面利用矩形窗，墻體勒腳等水平構(gòu)件及其色彩變化形成立面劃分形狀，使立面簡潔大方，具有開朗，明快的效果。本廠房外墻下部為1200mm高240mm厚的磚砌墻體，上部為壓型鋼板，以避免壓型鋼板直接著地而產(chǎn)生銹蝕。 縱墻與山墻角部節(jié)點示意圖 天津地區(qū)冬季室內(nèi)溫度較低，對生產(chǎn)工人的健康不利，應(yīng)考慮采暖要求。礦棉板的導(dǎo)熱系數(shù)為，維護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面感熱阻，外表面感熱阻取，根據(jù)規(guī)范室內(nèi)相對濕度的車間外墻室內(nèi)與維護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差為，則可計算礦棉板保溫層厚度如下：，要求，即，考慮到保溫層的規(guī)格，可取礦棉板保溫層厚度為50mm。廠房周圍做寬1000mm的混凝土散水，散水坡度取5%，散水構(gòu)造由下至上為素土夯實，80厚碎磚打底，60厚C10混凝土，10厚1：。在本設(shè)計中所給資料中提供的是一座跨度為18m，柱距為6m，采用輕型屋蓋和輕型外墻的單層廠房，車間內(nèi)設(shè)5T中級工作制軟勾吊車，分析以上所給資料，無論從技術(shù)的角度還是經(jīng)濟的角度來看，選用門式剛架操作為本廠房的主要承重結(jié)構(gòu)體系，完全滿足使用上和功能上的要求，又因為輕型屋面的應(yīng)用使屋面荷載大幅降低，使其自身具有優(yōu)越的抗震性能從而提高整個房屋的抗震能力，因此，在本設(shè)計中，門式剛架的柱、梁截面均選用等截面的實腹焊接工字形截面，為提高整個廠房的整體性和穩(wěn)定性，柱腳的連接形式采用剛接柱腳，梁柱之間的連接采用高強螺栓，總體設(shè)計力求技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，使用方便。，檁條的布置使腹板垂直屋面坡面，對槽鋼檁條，宜將上翼緣卷邊朝向屋脊方向，以減小屋面荷載偏心而引起的扭矩，宜采用雙脊檁條方案。為了減小屋架上弦平面外的計算長度，并增強其平面外的穩(wěn)定性，可將檁條與屋架上弦橫向水平支撐在交叉點處相連，使檁條兼作支撐的豎壓桿，參加支撐工作。為增強其整體穩(wěn)定性，保證橋式吊車在梁上的平穩(wěn)行駛，采用加強受壓翼緣且沿梁全長均為同一截面的吊車梁。（2）壓型鋼板墻，根據(jù)門窗尺寸和墻架間距選用合適的壓型剛板來滿足輕質(zhì)、美觀、耐用、保溫、施工簡便、抗震、防火等方面的要求。拉條直徑為8～12㎜。在由Q195到Q275的所有碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號中，且綜合考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的重要性，荷載性質(zhì)，連接方法，工作條件等方面，Q235鋼是較理想的鋼號。設(shè)計資料中給出廠房所處環(huán)境，冬季室外計算溫度19℃，℃。橫梁跨中拼接點，梁柱拼接點所用螺栓一律為高強螺栓，其余為普通螺栓連接。材質(zhì)為鋼材Q235。則根據(jù)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 得： ∴腹板： 根據(jù)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 得： ∴∴板組的約束數(shù)由于故取。屋面板與檁條連接的連接件等效剛度Ct1： （按32計算） （按33計算）取 與面板抗彎剛度相應(yīng)的抗扭剛度： ∴Ct2的影響不打，也可忽略不計[16]。= ===== 截面驗算 ====== | +(活載+)組合 | 彎矩設(shè)計值(): Mx = 彎矩設(shè)計值(): My = 有效截面計算結(jié)果: Ae = θe = +02 Iex = Iey = Wex1 = Wex2 = Wex3 = Wex4 = Wey1 = Wey2 = Wey3 = Wey4 = 截面強度(N/mm2) : σmax = = | +(吸力)組合 | 彎矩設(shè)計值() : Mxw = 彎矩設(shè)計值() : Myw = 有效截面計算結(jié)果: 全截面有效。 截面強度(N/mm2) : σmaxw = = 按門式剛架規(guī)程CECS102:2002 附錄E 計算: 下翼緣壓彎屈曲承載力降低系數(shù): χ = 垂直荷載引起的下翼緣側(cè)向彎矩: My39。= 下翼緣的穩(wěn)定性(N/mm2): fstabw = = | 荷載標準值作用下，撓度計算 | 垂直于屋面的撓度(mm) : v = = ===== 計算滿足 ====== 檁條能夠承受的最大軸力設(shè)計值為(KN): N= ===== 計算結(jié)束 ====== 7抗風(fēng)柱設(shè)計 荷載計算山墻墻面板及墻梁自重為 基本風(fēng)壓 ，廠房跨中不設(shè)置抗風(fēng)柱，柱高 地面類別為C類，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 得： 則： 風(fēng)壓標準值 ：恒載： 風(fēng)荷載： 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，計算簡圖如下： 抗風(fēng)柱支撐簡圖構(gòu)件的最大軸力為： 最大彎矩為： 截面選擇 選用 型柱，則柱截面特性： 強度驗算 ∴滿足要求。且分段長度比例為1：3。建立力法方程作出 圖，如圖則：其中，代入力法方程求解得： 則用疊加法計算：與電算進行對比：∴滿足精度要求。手算活載內(nèi)力圖如下：PKPM軟件計算的活載內(nèi)力圖如下：PKPM軟件在各種荷載標準值作用下的計算結(jié)果見下工程名: 飛羽鋼廠單層輕鋼工業(yè)廠房設(shè)計 ************ ***************** 日期: 4/ 5/2011 時間: 9:26:08 設(shè)計主要依據(jù): 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 500092001)。 結(jié)果輸出 總信息 結(jié)構(gòu)類型: 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu) 設(shè)計規(guī)范: 按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》計算 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù): 節(jié)點總數(shù): 9 柱數(shù): 4 梁數(shù): 4 支座約束數(shù): 2 標準截面總數(shù): 4 活荷載計算信息: 考慮活荷載不利布置 風(fēng)荷載計算信息: 計算風(fēng)荷載 鋼材: Q235 梁柱自重計算信息: 柱梁自重都計算 恒載作用下柱的軸向變形: 考慮 梁柱自重計算增大系數(shù): 基礎(chǔ)計算信息: 不計算基礎(chǔ) 梁剛度增大系數(shù): 鋼結(jié)構(gòu)凈截面面積與毛截面面積比: 門式剛架梁平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性: 按壓彎構(gòu)件驗算 鋼結(jié)構(gòu)受拉柱容許長細比: 300 鋼結(jié)構(gòu)受壓柱容許長細比: 180 鋼梁(恒+活)容許撓跨比: l / 180 柱頂容許水平位移/柱高: l / 60 抗震等級: 3(鋼結(jié)構(gòu)為考慮地震作用) 計算震型數(shù)： 3 地震烈度： 場地土類別：Ⅱ類 附加重量節(jié)點數(shù)： 0 設(shè)計地震分組：第一組 周期折減系數(shù): 地震力計算方法：振型分解法 結(jié)構(gòu)阻尼比： 按GB500112001 地震效應(yīng)增大系數(shù) 窄行輸出全部內(nèi)容 節(jié)點坐標 節(jié)點號 X Y 節(jié)點號 X Y 節(jié)點號 X Y ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) ( 6) ( 7) ( 8) ( 9) 柱關(guān)聯(lián)號 柱號 節(jié)點Ⅰ 節(jié)點Ⅱ 柱號 節(jié)點Ⅰ 節(jié)點Ⅱ 柱號 節(jié)點Ⅰ 節(jié)點Ⅱ ( 1) 8 1 ( 2) 9 2 ( 3) 1 3 ( 4) 2 4