【正文】 ... 63 致謝 .............................................................. 70 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 濰坊市環(huán)保設(shè)備 7 號(hào)生產(chǎn)車間 設(shè)計(jì) 摘要 ： 本次設(shè)計(jì)的題目濰坊市環(huán)保設(shè)備 7 號(hào)生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)小組由 12 人組成，在柳長(zhǎng)江院長(zhǎng)的指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)，每人的軌頂標(biāo)高和柱距均有差異，這樣使每個(gè)成員皆可以熟悉鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)流程并熟練掌握。其不但克服了混凝土結(jié)構(gòu)的自重問(wèn)題，而且施工周期短更適用于廠房。 因本次設(shè)計(jì)是第一次真正意義上的設(shè)計(jì)，包括建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，雖已掌握了其基本知識(shí)，但尚未熟練，再加上時(shí)間有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有錯(cuò)誤發(fā)生，還望指導(dǎo)老師給予批證。設(shè)計(jì)包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用彩鋼夾芯板。 核心內(nèi)容是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)原則：確保廠房的安全性、適用性、耐久性，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性。 建設(shè)地點(diǎn)：擬建建筑物位于濰坊市。 2）相對(duì)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(jì)烈度為 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 ，場(chǎng)地類別為Ⅲ類。 單層廠房平面設(shè)計(jì) 廠房的平面設(shè)計(jì)首先滿足生產(chǎn)工藝的要求外，在建筑設(shè)計(jì)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(jì)的 廠房 便于施工 ，正確 選擇 采光和通風(fēng)，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(jí)為Ⅱ級(jí)，防火規(guī)范中對(duì)此 類建筑物 的最遠(yuǎn)點(diǎn)至疏散門的允許距離要求為不限，考慮到工藝 設(shè)計(jì)及行走方便，廠房開設(shè) 4 個(gè)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(huì)有汽車起重機(jī)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(yùn)輸設(shè)備進(jìn)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(yùn)輸 便利 ，這個(gè)高差又不宜太大， 因此 高差取值為 200 mm 。采光等級(jí)為 Ⅲ 級(jí)，根據(jù)采光等級(jí)查得窗地比為 1： 4， 又因廠房?jī)?nèi)有吊車工作，同時(shí)采用高低窗。 窗面積計(jì)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(wú)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(duì)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(jì)（論文） 4 尺寸詳見屋面排水示意圖 。 詳見立面圖。 由于廠房?jī)?nèi) 地面隨時(shí)可能承受集中荷載或者動(dòng)荷載如：重物材料、機(jī)械放置， 車輛行駛 等，故 地面采用 砼實(shí)鋪 。 0n ： 吊車一側(cè)輪數(shù)； ?： 系數(shù)，對(duì)硬鉤吊車， ? = 對(duì)軟鉤吊車，當(dāng) Q ≤ 10t 時(shí)， ? =； 當(dāng) 15t≤ Q ≤ 50t 時(shí)， ? =； 當(dāng) Q ＞ 75t 時(shí)， ? =。 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)： 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 通常 取 ； 對(duì)于 標(biāo)準(zhǔn)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(jì)算簡(jiǎn)圖 考慮吊車梁自重對(duì)內(nèi)力的影響，將內(nèi)力乘以增大系數(shù) 0? =，則 C 點(diǎn)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( ?? =。考慮梁截面高度大一些，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(qiáng)度要求計(jì)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(duì)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(jì)（論文） 10 368snx mmW ???? 368 2 9 mmW xnx ???? 上翼緣對(duì) 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(duì) 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(yàn)算 強(qiáng)度驗(yàn)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(duì)需要計(jì)算疲勞的梁，不考慮截面塑性發(fā)展，即取 ????x 2） 剪應(yīng)力 計(jì)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(jì)（論文） 11 223maxmax mmNfmmNth V vww ????????? ?? 當(dāng)梁端翼緣無(wú)削弱時(shí)，系數(shù) ? 宜取 ，當(dāng)梁端翼緣有削弱時(shí) ? 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(jí)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(duì)布置，而中、輕級(jí)工作制吊車梁則可單側(cè)設(shè)置或兩側(cè)錯(cuò)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(duì)稱布置。 加勁肋截面尺寸按下列經(jīng)驗(yàn)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(jì)算吊車梁的撓度為： 15]500[ 83 262max2 ???????? ???? lEIlMEI lMxQxkx ?? 滿足 要求 。 當(dāng)中級(jí)工作制吊車梁的腹板厚度大于 14mm時(shí)，腹板與上翼緣的連接應(yīng)盡可能 采用焊透的 K 形坡口對(duì)接焊縫。 1） 上翼緣板與腹板連接焊縫的計(jì)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(duì)中和軸的面積距 352 ) 2 9(122 5 0 mmS ?????? mmIf SVhxwf 9. 8 53f2max ???? ?????? 下翼緣實(shí)際采用 mmhf 8? 。 濰坊學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 3 章 門式剛架設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)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(jì)烈度為 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 ，場(chǎng)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(fēng)荷載 如圖 示 圖 風(fēng) 荷載作用圖 吊車的豎向輪壓標(biāo)準(zhǔn)值： kNyPP iik , ??????? 吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 吊車每個(gè)輪上的橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： kNT 0 1i ??????? ? 1Q ：小車重量， 軟鉤吊車： 當(dāng) Q ≤ 50t 時(shí)， 1Q = ； 當(dāng) Q ＞ 50t 時(shí)， 1Q = ； 0n ： 吊車一側(cè)輪數(shù)； ?：系數(shù)， 硬鉤吊車， ? = 軟鉤吊車，當(dāng) Q ≤ 10t 時(shí)， ? =； 當(dāng) 15t≤ Q ≤ 50t 時(shí)， ? =； 當(dāng) Q ＞ 75t 時(shí)， ? =。 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(jì)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(jì)（論文） 32 3536 103 . 62,100 0 mmbIWmmhIW yyxx ?????? mmimmAIi yxx ,.2213 ??? （ 5）強(qiáng)度驗(yàn)算 1)控制截面的強(qiáng)度驗(yàn)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(qiáng)度要求 2)抗剪承載力驗(yàn)算 由于鋼梁腹板不設(shè)置橫向加勁肋，所以 ??K ???y fK th?? 當(dāng) ?w? 時(shí)， 239。 圖 剛架柱 截面 截面特性計(jì)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(jì)（論文） 34 (2) 強(qiáng)度驗(yàn)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