【正文】 ... 63 致謝 .............................................................. 70 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） I 濰坊市環(huán)保設(shè)備 7 號生產(chǎn)車間 設(shè)計 摘要 ： 本次設(shè)計的題目濰坊市環(huán)保設(shè)備 7 號生產(chǎn)車間設(shè)計。 本次設(shè)計小組由 12 人組成，在柳長江院長的指導(dǎo)下完成設(shè)計，每人的軌頂標高和柱距均有差異，這樣使每個成員皆可以熟悉鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程并熟練掌握。其不但克服了混凝土結(jié)構(gòu)的自重問題，而且施工周期短更適用于廠房。 因本次設(shè)計是第一次真正意義上的設(shè)計，包括建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計，雖已掌握了其基本知識，但尚未熟練，再加上時間有限，設(shè)計中難免會有錯誤發(fā)生，還望指導(dǎo)老師給予批證。設(shè)計包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，圍護結(jié)構(gòu)采用彩鋼夾芯板。 核心內(nèi)容是結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計原則：確保廠房的安全性、適用性、耐久性，同時經(jīng)濟性。 建設(shè)地點：擬建建筑物位于濰坊市。 2）相對濕度：最熱月平均 73%。 2）自然地表 1m 內(nèi)為填土，填土下層為 3m 厚砂質(zhì)黏土，再下層為礫石層。 4）地震設(shè)計烈度為 7 度，設(shè)計基本地震加速度值為 ，場地類別為Ⅲ類。 單層廠房平面設(shè)計 廠房的平面設(shè)計首先滿足生產(chǎn)工藝的要求外，在建筑設(shè)計中應(yīng)使廠房的平面形式規(guī)整以便節(jié)省投資和占地面積， 選擇 柱網(wǎng) 應(yīng) 使廠房具有較大的通用性，并使 設(shè)計的 廠房 便于施工 ，正確 選擇 采光和通風，合理地布置有害工段及 辦公室，制定 安全疏散及防火措施等。為支承屋頂和吊車 在相應(yīng)位置必須設(shè)柱子。 圖 平面布置圖 結(jié)構(gòu)耐火等級為Ⅱ級，防火規(guī)范中對此 類建筑物 的最遠點至疏散門的允許距離要求為不限，考慮到工藝 設(shè)計及行走方便，廠房開設(shè) 4 個門，平面位置詳見建筑平面圖，考慮到廠房為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)車間可能會有汽車起重機的出入， 取門寬和高： mm . ? ，廠房門采用卷簾門 ，靠近主要交通干道，以便運輸設(shè)備進出和人員 疏散。此間隙尺寸，很據(jù)具體情況 可取 300mm ， 400mm ， 500mm 。但為了便于運輸 便利 ，這個高差又不宜太大， 因此 高差取值為 200 mm 。采光等級為 Ⅲ 級，根據(jù)采光等級查得窗地比為 1： 4， 又因廠房內(nèi)有吊車工作，同時采用高低窗。 窗面積計算： 正立面： ?????? 背立面： 31）3 . .（15 ????? 左立面： . . ?????? 右立面： . . ?????? 所以面積為： +++= 2mm 504 2mm 符合要求。排水形式： 有組織排水 和無組織排水， 天溝，雨水斗，雨水管 等構(gòu)件構(gòu)成了有組織排水的主干 。該廠房屋頂面積約為 20xx 平方米 ，則需要的雨水管數(shù)量為 ?? ， 按 構(gòu)造選取 10 根，對稱布置 在南北立面 ， 具體做法與濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 尺寸詳見屋面排水示意圖 。 詳見立面圖。 由于廠房內(nèi) 地面隨時可能承受集中荷載或者動荷載如：重物材料、機械放置， 車輛行駛 等，故 地面采用 砼實鋪 。 0n ： 吊車一側(cè)輪數(shù)； ?： 系數(shù)，對硬鉤吊車， ? = 對軟鉤吊車，當 Q ≤ 10t 時， ? =； 當 15t≤ Q ≤ 50t 時， ? =； 當 Q ＞ 75t 時， ? =。 可變荷載的分項系數(shù)： 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 通常 取 ； 對于 標準值大于 4kN/m2 的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷 取 。 圖 吊車梁在雙輪壓作用下 彎矩計算簡圖 考慮吊車梁自重對內(nèi)力的影響，將內(nèi)力乘以增大系數(shù) 0? =，則 C 點的最大彎矩值為： maxM = 0? lWlP222???????? ? =62 )( 2??? = mkN? 式（ 26） 則在 maxM 處相應(yīng)的剪力為 CV = 0? lWlP22 ?????? ?= 6 ).536( ?? =?？紤]梁截面高度大一些，更有利于增加剛度，所以初選梁的腹板高度為 mmh 600? 按抗剪強度要求計算腹板所需的厚度為： mmfh Vt vww 3 ?? ???? ? 。通?？砂?tb 25? 選擇翼緣厚度，所以可確定受壓翼緣的厚度滿足 25 22 mmt ?? ，解得 mmt ? 可取 t=12mm。 初選截面如圖 所示 圖 吊車梁截面 截面特性 211 8 0912250123508576 mmA ??????? mmy 3008576612250594123500 ?????????? 48232323)26 0 2 9(85 7 65 7 68121) 2 9(122 5 0122 5 0121) 7 0(123 5 012 123 5 0mmI nx?????????????????????? 上翼緣對中和軸的毛截面面積矩 ： 362 )()(12350 mmS ????????? 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 368snx mmW ???? 368 2 9 mmW xnx ???? 上翼緣對 y軸的截面特性 ： 473 mmI ny ????? 352ny mmW ????? ? ????????? 21 1 2 9 285761225012)( mmA n mmy n .831711292 300857661225059412)(0 ???????????? 48232323)2(105765768121)(1225012250121)(12)(12)(121mmI nx????????????????????????????368上 ）.8317600（ mmW nx ??? ?? ， 368下 1 7 mmW nx ???? 上翼緣對 y 軸的截面 特性： 23 6 8 412)( mmA n ?????4723 2 5 012121 mmI ny ????????? 357 mmW ny ????? 梁截面承載力驗算 強度驗算 1） 正應(yīng)力 上翼緣正應(yīng)力： 225666sxmax2 16mmNfmmNWMWMnyyHnxs???????????????? 下翼緣正應(yīng)力： 226 6xmax mmNfmmNWMnxxx??????? ?? 對需要計算疲勞的梁，不考慮截面塑性發(fā)展，即取 ????x 2） 剪應(yīng)力 計算支座處剪應(yīng)力 由公式vww fhV??t 得 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 223maxmax mmNfmmNth V vww ????????? ?? 當梁端翼緣無削弱時，系數(shù) ? 宜取 ，當梁端翼緣有削弱時 ? 宜取 。中間橫向加勁肋的上端應(yīng)與梁上翼緣刨平頂緊，在重級工作制吊車梁中，中間橫向加勁肋亦應(yīng)在腹板兩側(cè)成 對布置，而中、輕級工作制吊車梁則可單側(cè)設(shè)置或兩側(cè)錯開設(shè)置。 80235807285760 ????yw fth ，因有局部壓應(yīng)力，則應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋，在腹板的兩側(cè)對稱布置。 加勁肋截面尺寸按下列經(jīng)驗公式確定 ： 外伸寬度： mmhbs .259403057640300 ?????，取 mmbs 90? 。 （ 2） 加勁肋下端一般在距吊車梁下翼緣（受拉翼緣） 50 ~ 100mm mm處斷開，不與受拉翼緣焊接，以改善梁的抗疲勞性能。 計算吊車梁的撓度為： 15]500[ 83 262max2 ???????? ???? lEIlMEI lMxQxkx ?? 滿足 要求 。 當中級工作制吊車梁的腹板厚度大于 14mm時，腹板與上翼緣的連接應(yīng)盡可能 采用焊透的 K 形坡口對接焊縫。 1） 上翼緣板與腹板連接焊縫的計算 2160 mmNf Wf ? ???????? ????????????????????????????????????378113283221maxzwff lPISVfh ? = fh =8mm 2） 下翼緣與腹板連接焊縫 下翼緣截 面對中和軸的面積距 352 ) 2 9(122 5 0 mmS ?????? mmIf SVhxwf 9. 8 53f2max ???? ?????? 下翼緣實際采用 mmhf 8? 。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第 3 章 門式剛架設(shè)計 設(shè)計資料 單層廠房采用雙 單跨雙坡門式剛架， 跨度 21m ，共有 16 榀剛架，柱距 6m ，屋面坡度 1/10， 地震設(shè)計烈度為 7 度，設(shè)計基本地震加速度值為 ，場地類別為Ⅲ類 。屋面及墻面板為彩鋼夾芯板；檁條、墻梁為冷彎薄壁卷邊 C 型鋼，鋼材采用 Q235 鋼，焊條為 E43 型，手工焊。 EPS 夾芯板，板型 1150，基板厚度 ： 頂板 ，底板 用于 以上的墻體。 廠房 跨度 21m，柱距 6m，受荷水平面積為 2126621 m?? 602m ， 屋面活荷載取 2mkN 。 左 風荷載 如圖 示 圖 風 荷載作用圖 吊車的豎向輪壓標準值： kNyPP iik , ??????? 吊車橫向水平荷載標準值： 吊車每個輪上的橫向水平荷載標準值為： kNT 0 1i ??????? ? 1Q ：小車重量， 軟鉤吊車： 當 Q ≤ 50t 時， 1Q = ； 當 Q ＞ 50t 時， 1Q = ； 0n ： 吊車一側(cè)輪數(shù)； ?：系數(shù)， 硬鉤吊車， ? = 軟鉤吊車，當 Q ≤ 10t 時， ? =； 當 15t≤ Q ≤ 50t 時， ? =； 當 Q ＞ 75t 時， ? =。 2） 容許最小高度： 由剛度條件決定，按容許撓度值 ( 400lv? ) 要求的最小高度為：?minh mmmmvllf ][][ 6 ?????? ?取 h=500mm。 初選截面如圖 示 ： 圖 鋼架梁截面 （ 4）截面特性計算 211 00 8847 6230 012 mmA ?????? 4823 100 5 4 4123 0 024 7 68121 mmI x ????????? 4733 mmI y ????????? 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 3536 103 . 62,100 0 mmbIWmmhIW yyxx ?????? mmimmAIi yxx ,.2213 ??? （ 5）強度驗算 1)控制截面的強度驗算 取 ??? 截面最不利組合????????????????kNNkNVmkNM 正應(yīng)力： 22663 mmNfmmNWMAN xx ????? ?????? ??剪應(yīng)力：223 mmNfmmNth V vww ????????? 滿足強度要求 2)抗剪承載力驗算 由于鋼梁腹板不設(shè)置橫向加勁肋，所以 ??K ???y fK th?? 當 ?w? 時， 239。 圖 剛架柱 截面 截面特性計算 211 00 8847 6230 012 mmA ?????? 4823 100 5 4 4123 0 024 7 68121 mmI x ????????? 4733 mmI y ????????? 3536 103 . 62,100 0 mmbIWmmhIW yyxx ?????? mmimmAIi yxx ,.2213 ??? 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 (2) 強度驗算 Ⅰ —Ⅰ 截面處最不利組合????????????????kNNkNVmkNM 22663 08 mmNfmmNWMANxx ??????????? ??Ⅱ —Ⅱ 截面處最不利組合????????????????kNNkNVmkNM 22663 08 mmNfmmNWMANxx ??????????? ??Ⅳ —Ⅳ 截面處最不利組合??????????????kNNkNVmkNM 22663 mmNfmmNWMANxx ??????????? ??均滿足