【正文】 。 73上海大學(xué)土木工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 輕型鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 門(mén)式剛架特點(diǎn)及適用范圍 門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)采用輕型屋面，不僅可減少梁柱截面尺寸，基礎(chǔ)也相應(yīng)減??；在多跨建筑中可做成一個(gè)屋脊的大雙坡屋面，為長(zhǎng)坡面排水創(chuàng)造了條件。構(gòu)件單元可根據(jù)運(yùn)輸條件劃分，單元之間在現(xiàn)場(chǎng)用螺栓連接，安裝方便快捷，土建施工量小。在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，能夠系統(tǒng)地進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)，獨(dú)立分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高能力，增強(qiáng)素質(zhì)，以便畢業(yè)后能夠在房屋建筑、地下建筑、隧道、礦井等，方向并能從事鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)、研究、施工、管理、投資、技術(shù)開(kāi)發(fā)等工作。；，建筑層數(shù)一層；主體采用門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)；?；撅L(fēng)壓W0= KN/m2， KN/m2。 車(chē)間內(nèi)設(shè)橋式吊車(chē)一輛，軟鉤，吊車(chē)工作級(jí)別位A3（輕級(jí)工作制），具體參數(shù)如下：橋式軟鉤吊車(chē)性能參數(shù)起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（mm）起重機(jī)量（t）最大輪壓（KN）大車(chē)寬B大車(chē)輪距K軌面至車(chē)頂高度H軌中心至大車(chē)外邊緣B1大車(chē)小車(chē)P1P25316627008912304. 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 建筑設(shè)計(jì) 圖紙內(nèi)容：建筑平面圖、正立面、剖立面、節(jié)點(diǎn)詳圖2～3個(gè)，門(mén)窗明細(xì)表、必要的文字說(shuō)明，完成二號(hào)圖紙兩張。CESCS102沈祖炎等.《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》（第二版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005年1月.[5][M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006年8月：253265[10]陳紹蕃.《鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》（第二版）.[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007年7月.[11]矩形形式規(guī)整，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，施工快，再者由于該生產(chǎn)線(xiàn)規(guī)模較小，采用此平面形式完全可以滿(mǎn)足使用上和工藝上的要求。在15號(hào)軸線(xiàn)靠山墻處各設(shè)兩根抗風(fēng)柱，且柱距為6m，距離A、B號(hào)定位軸線(xiàn)間距離各為6m，且抗風(fēng)柱的外側(cè)即為15號(hào)軸線(xiàn)。廠(chǎng)房邊柱外緣與外墻內(nèi)緣重合，邊柱中心線(xiàn)與縱向定位軸線(xiàn)重合。 外圍散水坡度i=5%，寬80mm，大門(mén)入口的坡道坡度i=10%，且設(shè)有防滑條，寬為150mm。 廠(chǎng)房高度的確定單層廠(chǎng)房的高度是指地面至屋架下表面的垂直距離，一般情況下，屋架下表面的高度即是柱頂與地面之間的高度，所以單層廠(chǎng)房的高度即是地面到柱頂?shù)母叨取Ｎ菁箻?biāo)高的確定：H″= H′+L/2i式中：H″—屋脊標(biāo)高 L—廠(chǎng)房跨度 i—屋脊坡度（輕型門(mén)式剛架坡度宜取1/20—1/8,在雨水較多的地區(qū)取較大值）則H″=6400+=7525mm= m。 通風(fēng)設(shè)計(jì)廠(chǎng)房的通風(fēng)方式有兩種，即自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，該廠(chǎng)房采用自然通風(fēng)。3. 定位軸線(xiàn)的確定單層廠(chǎng)房的定位軸線(xiàn)是確定廠(chǎng)房主要承重構(gòu)件位置的基準(zhǔn)線(xiàn)，同時(shí)也是設(shè)備安裝，施工放線(xiàn)的依據(jù)。端部排架柱的中心線(xiàn)自端部橫向地位軸線(xiàn)內(nèi)移600mm，因此端部實(shí)際柱距減少了600mm，為5400mm。壓型鋼板間的搭接所用緊固件設(shè)于波峰之上，橫向搭接與主導(dǎo)風(fēng)向一致，且采用錯(cuò)縫鋪法，一般錯(cuò)開(kāi)1～2波即可，以免重疊搭接。2）檁條的連接，與屋面可靠連接，以保證屋面能起阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，與壓型鋼板屋面連接，宜采用帶橡膠墊圈的自攻螺釘，與屋架、剛架的連接設(shè)置角鋼檁托，以防止檁條在支座處的扭轉(zhuǎn)變形和傾覆，檁條端部與檁托的連接螺栓不少于2個(gè)，并沿檁條高度方向設(shè)置。在檐檁和其相鄰的檁條間設(shè)撐桿，撐桿采用鋼管內(nèi)設(shè)拉條的做法。每隔一定距離在梁的上翼緣平面外設(shè)側(cè)向支撐點(diǎn)。墻架的截面形式選為C型，跨度同柱距選為6m，開(kāi)口方向參見(jiàn)墻梁布置圖。 基礎(chǔ)由于柱腳處荷載較小，故考慮采用獨(dú)立基礎(chǔ)。鋼材強(qiáng)度主要由其中碳元素含量的多少來(lái)決定，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼而言，在滿(mǎn)足強(qiáng)度的前提下，還要具有一定的塑性和韌性，隨著含碳量的增加，碳素鋼的強(qiáng)度也在提高，而塑性和韌性卻在降低。 保證項(xiàng)目本設(shè)計(jì)中的門(mén)式剛結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房用鋼的主要牌號(hào)是Q235鋼，依據(jù)所處的不同環(huán)境和所承受的荷載效用以及結(jié)構(gòu)的重要性，采用不同的質(zhì)量等級(jí)，同時(shí)也具備不同的保證項(xiàng)目。橫梁跨中拼接點(diǎn)，梁柱拼接點(diǎn)所用螺栓一律為高強(qiáng)螺栓，其余為普通螺栓連接。屋脊檁條的布置采取雙檁方案，雙脊檁與跨中線(xiàn)等距（），且此雙檁條由圓鋼相連，跨度6m，于1/2跨度處設(shè)一道拉條，在檐口處還設(shè)有撐桿和斜拉條。檁條及支撐 KN/m178。178。s= （吸），則垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：檁條線(xiàn)荷載:彎矩設(shè)計(jì)值： 截面選擇及截面特性選用卷邊槽形冷彎薄壁型鋼C1807020 近似取200N/m，截面上翼緣有效寬厚比，考慮有效截面,同時(shí)跨中有孔洞削弱,則有效凈截面抵抗矩：既定屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，由此計(jì)算檁條截面兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的強(qiáng)度為： = = 滿(mǎn)足要求。 故此檁條在平面內(nèi)外均滿(mǎn)足要求。 抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與荷載取值墻梁C1807020， KN/m2。5. 吊車(chē)梁設(shè)計(jì) 吊車(chē)基本資料吊車(chē)梁選用焊接工字形截面的簡(jiǎn)支吊車(chē)梁系統(tǒng)，跨度為6m，無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)，支撐與鋼柱，采用加強(qiáng)受壓翼緣的方式提高吊車(chē)梁的整體穩(wěn)定性。 截面特性毛截面特性：凈截面特性（）上翼緣對(duì)y軸的特性： 強(qiáng)度計(jì)算1. 正應(yīng)力上翼緣下翼緣2. 剪應(yīng)力3. 腹板的局部壓應(yīng)力集中荷載增大系數(shù) 穩(wěn)定計(jì)算1. 梁的整體穩(wěn)定性 故應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性則整體穩(wěn)定性：2. 腹板的局部穩(wěn)定性 按構(gòu)造配置橫向加筋肋 撓度計(jì)算對(duì)于等截面吊車(chē)梁應(yīng)有： 符合要求 疲勞驗(yàn)算恒載不影響計(jì)算應(yīng)力幅。用梁，柱平均剛度將梁，柱簡(jiǎn)化為等截面剛梁，然后采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行求解。對(duì)于剛架梁，截面可能的最不利內(nèi)力組合有：A．恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+活荷載標(biāo)準(zhǔn)值B．恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值C．恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值D．恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+（活荷載標(biāo)準(zhǔn)值+風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）E．恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+（活荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）F．恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+（風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）G．恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+（風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+活荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）3. 梁、柱截面最不利內(nèi)力組合梁端截面： (1)Mmax及相應(yīng)的N、V； (2)Mmin及相應(yīng)的N、V梁跨中截面：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V； (2)Mmin及相應(yīng)的N、V對(duì)于剛架柱，截面可能的最不利內(nèi)力組合有：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V； (2)Mmin及相應(yīng)的N、V(3)Nmax及相應(yīng)的177。第 73 頁(yè) 截面驗(yàn)算1. 剛架柱(1) 截面選擇初選截面如下表671所示表 671 剛架柱截面特性表部位截面簡(jiǎn)圖截面特性剛架柱112233截面5003001115截面積A=178。②下柱段取11截面處最不利組合取22截面處最不利組合—彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類(lèi)截面查得；—等效彎矩系數(shù)，；—均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公式得。2) 平面外穩(wěn)定在邊跨每隔四根檁條設(shè)置一側(cè)向支撐，故，取44截面最不利組合 ——彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類(lèi)截面查得；——等效彎矩系數(shù)，既有橫向荷載又有端彎矩，桿端產(chǎn)生反向曲率 ——均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公式得（4）局部穩(wěn)定驗(yàn)算1）翼緣局部穩(wěn)定翼緣寬厚比 滿(mǎn)足要求2） 腹板局部穩(wěn)定取44截面最不利組合應(yīng)力梯度（5）剛架側(cè)移計(jì)算查《鋼結(jié)構(gòu)》可知，鋼架柱頂位移限值[u]=l/400沿柱高度均布水平荷載作用下柱頂?shù)刃搅Γ旱踯?chē)水平荷載PC作用下的側(cè)移時(shí)，柱頂?shù)刃搅可取則則柱頂水平力作用下的側(cè)移u為：滿(mǎn)足要求。m N = ， V = （1）螺栓抗剪驗(yàn)算： 每個(gè)螺栓抗滑承載力設(shè)計(jì)值為： 螺栓群的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：，滿(mǎn)足要求。（2）端板設(shè)螺處腹板的強(qiáng)度：，滿(mǎn)足要求。圖72 梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和端板2. 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 ，查得每個(gè)螺栓預(yù)應(yīng)力P=155KN，構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，摩擦面抗滑采用連接處傳遞內(nèi)力直接用66截面內(nèi)力即：M =對(duì)于三邊支承及兩邊相鄰支撐板： 對(duì)于區(qū)格： 圖732 相應(yīng)區(qū)格內(nèi)的最大應(yīng)力為：對(duì)于區(qū)格Ⅱ： 相應(yīng)區(qū)格內(nèi)的最大應(yīng)力為：則：，假定板件厚度大于16mm，此時(shí)，由此計(jì)算底板厚度為： 取4. 錨栓設(shè)計(jì)錨栓計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：圖733 錨栓計(jì)算簡(jiǎn)圖由于所以柱腳處有拉應(yīng)力，且拉應(yīng)力的合力應(yīng)由錨栓來(lái)承擔(dān)。截面慣性矩；腹板中點(diǎn)以上截面面積矩； 最大剪應(yīng)力 ；, 滿(mǎn)足要求。翼板周邊角焊縫長(zhǎng)；腹板周邊角焊縫長(zhǎng)；翼板角焊縫高度；腹板角焊縫高度 。水質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)侵蝕作用?；A(chǔ)的形狀、尺寸及布置如圖。柱邊基礎(chǔ)彎矩計(jì)算柱邊與遠(yuǎn)側(cè)基礎(chǔ)邊緣距離柱邊處的地基凈反力： 驗(yàn)算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力長(zhǎng)邊方向選配φ14200，As=1540mm2。由于是等截面柱，故柱間支撐沿柱中心線(xiàn)設(shè)置單片支撐。交叉支撐和聯(lián)系桿都用Q235鋼材。 上段支撐設(shè)計(jì)有效受載面積迎風(fēng)面風(fēng)荷載體型系數(shù)，山墻中間區(qū)上柱段迎風(fēng)面風(fēng)荷載背風(fēng)面風(fēng)荷載體型系數(shù)，風(fēng)荷載本設(shè)計(jì)中每一柱列均設(shè)置3到支撐，則平均分配到每一道支撐的縱向力（1）斜腹桿軸拉力按截面承載力確定斜腹桿截面：由于拉桿不必考慮穩(wěn)定性問(wèn)題，因此上段支撐斜腹桿用實(shí)心桿。（3）驗(yàn)算其穩(wěn)定性：由之前對(duì)上端聯(lián)系桿的驗(yàn)算知軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)，滿(mǎn)足要求。首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師胡寶琳老師。胡老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)