【正文】 上原則并結(jié)合本工程實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用跨度 分別 為 12m、 18m 的雙跨 兩 坡門式輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房。 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 6 建筑 平面布置圖 變形縫設(shè)計(jì) 《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定門式剛架輕型房屋鋼 結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長(zhǎng)度 (伸 縮縫間距 )，應(yīng)符合下列規(guī)定 :縱向溫度區(qū)段不大于 300m 。滿足《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的柱頂標(biāo)高 H應(yīng)為 300mm 的倍數(shù)。在屋面 鋪設(shè)透明玻璃纖維聚酷采光板帶，并在外墻設(shè)置雙排式帶窗，窗總高為 3. 0m。 廠房屋 面 構(gòu)造及屋 面 排水 本廠房為雙跨 兩 坡有 檁 條屋 面 ，屋面坡度 分別 為 1： 12 和 1:18, 屋蓋和圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 雙層 保溫彩板 內(nèi)填聚 氨酯 泡沫保溫材，外形樣式為波紋式。采用熱鍍鋅鋼管雨水管，并將雨水管分布在柱的 外 側(cè)。 正立面圖 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 8 側(cè)立面圖 廠房主體顏色為 白 色，并輔以少量 灰 色，給人以清新明快的感覺(jué)。 彩板部分 (用于車間標(biāo)高 以上部位 ):外墻為 60 厚雙層壓型鋼板內(nèi)填聚氨 酯 泡沫夾芯板，顏色為 白 色， 導(dǎo) 熱系數(shù) ≤ o. 4w／ mk。l0mm 厚 1:2 水泥砂漿 (隨搗隨抹平 )?；炷辽⑺亻L(zhǎng)度方向每 6 米設(shè)一道 伸 縮縫，縫寬 20mm,縫內(nèi)嵌防水油膏，散水與外墻交接處設(shè)置通長(zhǎng)分格縫，分格縫寬為 15mm，用瀝青麻絲嵌縫，以防止外墻 下 沉?xí)r將散水拉裂。在門口頂上 500mm 處設(shè)置 300mm 厚的輕型鋼質(zhì)雨篷，雨篷挑出 1. 5m，長(zhǎng)為 4. 6m。平 推窗規(guī)格有一 種， 1200mm * 1200mm。其具體要求為 : 鋼制構(gòu)件、配件全部紅丹打底，不露 面 部分紅丹不刷油漆，露 面 部分構(gòu)件表 面 采用噴丸法或噴砂法除銹，除銹等級(jí)為 Sa2. 5，然后在制造廠涂環(huán)氧類底漆二度，安裝 后 (包 括焊接 )在拼接點(diǎn)處補(bǔ)涂環(huán)氧富鋅二度。 2. 1 結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)體系 設(shè)計(jì)依據(jù) 業(yè)主提供的設(shè)計(jì)任務(wù)書，城市規(guī)劃通知書，以及現(xiàn)行的國(guó)家規(guī)范規(guī)程等。又該車間有 10t 吊車兩臺(tái)，故選擇采用剛架結(jié)構(gòu)。由于鋼結(jié)構(gòu)承載能力高而質(zhì)輕，與鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用較大的柱網(wǎng)尺寸，在節(jié)約造價(jià)的同時(shí)提高房屋的利用率。 0. 000 以下，水泥砂漿 。 2. 2 荷載計(jì)算 恒 載標(biāo)準(zhǔn)值 : 屋面 :100mm 厚聚苯乙烯泡沫塑料夾芯板 ㎡ 檁條及支撐 ㎡ 剛架斜梁自重 ㎡ ㎡ 則恒載標(biāo)準(zhǔn)值為 : x 6=則恒載設(shè)計(jì)值為： *= KN/m 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 : 由 于 剛架的受荷水平投影 面 積為 36 * 6 = 216 ㎜178。取屋面活荷載與雪荷載中較大值 KN/㎡。 μ s?μ z?ω 0?B=****6= KN/m ω 2k=β z178。地震分為第一組，設(shè)計(jì)特征周期為 0. 45s,建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類。 =2*π 【 8144*106/4】189。 Dmax， 1=178。 1/Pmax=3*跨度 18m： Dmax,k2=*(1+2/3)= Dmax,2=*= Mmax， 2=Dmax。 Dmax， 2=178。 計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)下圖，內(nèi)力計(jì)算采用清華大學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，材料性質(zhì)中 EA 采用無(wú)窮大， EI 采用各桿件相對(duì)剛度。 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 16 豎向可變荷載分布圖 則剛架在豎向可變荷載作用卜的內(nèi)力圖如下圖所示： 剛架彎矩圖（ KN M） 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 19 左風(fēng)軸力圖（ KN） 左風(fēng)剪力圖（ KN） 右風(fēng)分布圖及其內(nèi)力圖如下圖所示： 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 20 . 右風(fēng)分布圖 右風(fēng)彎矩圖（ KN m） 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 25 右震軸力圖（ KN） 右震剪力圖（ KN） 吊車荷載計(jì)算 吊車荷載組合比較多，故先取剛架左半跨作為研究對(duì)象，求出當(dāng) Dmax 作用在左柱 Tmax 向左、Dmax 作用在左柱 Tmax 向右、 Dmax 作用在右柱 Tmax 向左及 Dmax 作用在右柱 Tmax 向右這四種基本情況，再用 Excel 組合好所有吊車組合，求得各控制截面在吊車荷載作用下的最大 M 和最小 M，選出 相 對(duì)應(yīng)內(nèi)力值。 m） N/V +Mmax 及相應(yīng)N ⑴ +（⑵ +⑷ +⑸ +⑻ +⑽ +⑿） ⑴ +⑿ Mmax 及相應(yīng)N ⑴ +（⑶ +⑹ +⑺ +⑼ +⑾） ⑴ +⑾ Nmax及相應(yīng) M ⑴ +(⑵ +⑶ +⑷ ) ⑴ +⑶ Nmin及相應(yīng) M ⑴ +（⑹ +⑿） ⑴ +⑿ Ⅱ Ⅱ +Mmax 及相應(yīng)N ⑴ +（⑹ +⑿） ⑴ +⑿ 17 Mmax 及相應(yīng)N ⑴ +（⑵ +⑶ +⑷ +⑸） ⑴ +⑶ Nmax及相應(yīng) M ⑴ +（⑵ +⑶ +⑷） ⑴ +⑶ 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 43 Nmin及相應(yīng) M ⑴ +（⑹ +⑿） ⑴ +⑿ Ⅲ Ⅲ +Mmax 及相應(yīng)N， V ⑴ +（⑶ +⑷ +⑹ +⑿） ⑴ +⑶ Mmax 及相應(yīng)N， V ⑴ +（⑵ +⑸） ⑴ +⑵ Nmax 及相應(yīng)M， V ⑴ +（⑵ +⒁） ⑴ +⑵ Nmin 及相應(yīng)M， V ⑴ +（⑼ +⑿） ⑴ +⑿ Ⅳ Ⅳ +Mmax 及相應(yīng)N， V ⑴ +（ ⑶ +⑹ +⑺ +⑾ ） ⑴ +⑾ Mmax 及相應(yīng)N， V ⑴ +（⑵ +⑷ +⑸ +⑻ +⑽ +⒁） ⑴ +⑵ Nmax 及相應(yīng)M， V ⑴ +（⑵ +⑽） ⑴ +⑵ Nmin 及相應(yīng)M， V ⑴ +（⑺ +⑿） ⑴ +⑿ 構(gòu)件 設(shè)計(jì) 剛架 柱 設(shè)計(jì) 單元截面幾何特性 A 柱截面為高頻焊接 H 型鋼 (mm)H600 *250*6* 10。 x 方向的截 面 抵抗矩和凈截面抵抗矩 Wx=Wnx=*103cm3， y 方 向的截面抵抗矩和凈截面抵抗 矩 為 Wy=Wny=*102cm3； x 方向的截 面 回轉(zhuǎn)半徑 ix= cm , y 方向的截 面 回轉(zhuǎn)半徑 iy= cm 。 m (C) N=,Mmax=178。 mm2≤ f=215 N178。 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定驗(yàn)算 條件 N/ψ xA+β /γ xW1x（ ）≤ f 計(jì)算長(zhǎng)度： lox=， loy= 長(zhǎng)細(xì)比：λ x=lox/ix=，λ y= loy/iy= 查表得，軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)為：ψ x=， ψ y= mx= 歐拉臨界力： NEˊ =π 2EA/ x2= (A)194490/*8968+58470000/*1776000(*194490/10985400)= N178。 mm2 (C)134370/*8968+111290000/*1776000(*134370/10985400)=178。 mm2≤ f=215 N178。 mm2≤ f=215 N178。柱截面為 H 型鋼，截面尺寸為 600*250，鋼材為 Q235鋼， 為 E43 型，手工焊。 確定柱截面底板尺寸 B，即令： B=b+2c+2a+50=250+2*10+2*40+50=400mm 還應(yīng)滿足? max=N/BD+6M/BD2≤ fc，同 時(shí)還應(yīng)滿足 D≤ 2B， 取 D=800mm 代入得 ? A=194490/320xx0+6*58470000/400*8002=178。 確定柱腳底板厚度 底板反力 q=懸臂板 ， M1==**402=3088N178。 mm/mm 底板厚度 t=（ 6M/f）189。 mm ， 兩 塊 靴 梁 板 的 彈 性 截 面 模 量 :W=2th12/6=2*10*5002/6= ， 彎 曲 應(yīng) 力 : ?=M/W=1240000/833333= N/mm2＜ 215N/mm2，可 。 選 3M36,Ae= mm2， 錨固長(zhǎng)度： la＞ 35d=1260mm，取la=1300mm。 m， N= 強(qiáng)度驗(yàn)算：條件： N/An+Mx/γ xWnx≤ f 14560/15300+30090000/*2304600=＜ f=215 N/mm2 彎矩平面內(nèi)穩(wěn)定驗(yàn)算：條件為 N/ψ xA+β mxMx/γ xW1x() ≤ f 計(jì)算長(zhǎng)度為 lox=loy==*= 長(zhǎng)細(xì)比為λ x=lox/ix=808/=＜ [λ ]=150 λ y=loy/iy=808/=＜ [λ ]=150 查表得：ψ x=， ψ y= 歐拉臨界應(yīng)力π 2EA/ x2=，代入得： 14560/*15300+*30090000/*2304600（ *14560/14867500） = N/mm2＜ f=215 N/mm2 彎矩平面外穩(wěn)定驗(yàn)算 條件為 N/ψ yA+ηβ txMx/ψ bW1x≤ f ψ y=, η =, β tx=, ψ b= y2fy/44000*235= 代入得： M=178。吊車采用采用北京起重運(yùn)輸機(jī)研究所 LED 型 10t 軟鉤中級(jí)工作制 (A5)電動(dòng)單梁吊車中級(jí)工作制。 m 求 Vmax Vmax時(shí)最不利輪位為 F FA BVmax 時(shí)最不利輪位 Vmax=*（ +6） /6= 求 VTmax VTmax=* 截面估算 初 步 選 取 吊 車 梁 截 面 H600*300*14*10 ，A=14120mm2,Ix=*108mm4,Iy=*107mm4,ix=,iy=,Wx=*106mm3,Wy=*105mm3. 河北工程大學(xué)土木工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20xx 年 48 強(qiáng)度驗(yàn)算： 正應(yīng)力 上翼緣正應(yīng)力： ?上 =Mmax/Wx+MT/Wy=285060000/2900000+12050000/420xx0=＜ f=215 N/mm2 下翼緣正應(yīng)力： ?下 = Mmax/Wx=285060000/2900000= N/mm2＜ f=215 N/mm2 剪應(yīng)力 突緣支座處剪應(yīng)力：σ =*157270/572*10= N/mm2＜ fv=125 N/mm2 腹板局部穩(wěn)定 lz=a+5hy+2hR=50+5*10+2*134=368mm， ? c=ψ F/twlz=*99330/10*368= N/mm2＜fv=125 N/mm2 穩(wěn)定性驗(yàn)算： 整體穩(wěn)定性 ζ =l1t1/b1h1=6000*14/300*600=＜ 2 β b=+ =+*= ∵ I1=I2 ∴α b= η b=(2α b1)=*(2*)=0 ∵ψ b=＞ ， ∴ψ b =＜ Mx/ ψ bWx+My/ γ yWy=285060000/*2900000+12050000/*420xx0=+= N/mm2＜ f=215 N/mm2 局部穩(wěn)定性 翼緣： b1/t=（ 1505） /14=＜ 15， 腹板： h0/tw=572/10=＜ 80 加勁肋計(jì)算： 橫向加勁肋的外伸寬度為： bs≥ h0/30+40=572/30+40=60,取 bs=100mm 橫向加勁肋的厚度為： ts≥ bs/15=100/15=，取 ts=8mm， 所以橫向加勁肋的尺寸為 8*100 支座加勁肋 支座加勁肋尺寸采用 10*100， A0=10*100=1000mm2， A=A0+15tw2=1960mm2 強(qiáng)度驗(yàn)算： ? =Vmax/A0=157270/1000=＜ f=215 N/mm2 整體穩(wěn)定計(jì)算： ? =Vmax/ψ A=157270/*1960= N/mm2＜ f=215 N/mm2 牛腿設(shè)計(jì) 牛腿強(qiáng)度設(shè)計(jì)