【正文】 5 頁 6 柱（ B）間支撐 雙等跨門式剛架跨度為 18m，柱間距為 ，鋼材為 Q235。則 : 0 4 2 4 .2 1 7 8 .9 9 2 0 02 .3 7li? ? ? ? ?,查表得： ?? 。 (2) 彎矩作用平面外的穩(wěn)定性 由于 墻梁外側和墻板的支撐作用，可不驗算其穩(wěn)定性。 風荷載作用下的撓度計算 風荷載標準值： kq ? kN/m， 按公式 ? ?45384 ky xqlvvEI? ? ? 驗算其撓度 。 荷載標準值 (1) 永久荷載： 壓型鋼板 自重 ： 墻 面檁條 自重 ： kN/m2 作用于墻梁上的豎向荷載標準值： ? ? ? ? kN/m (2) 風荷載 風荷載標準值 ： 0k s z? ???? 風荷載體型系數(shù) ： 由于 10A ? ? ? ?，則 log A? ? ? ? ? 垂直于房屋墻面的風荷載標準值 ： 0 ? ? kN/m2 0 5 3k s z? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? kN/m2 （吸力） 作用于墻梁上的水平風荷載標準值 ： 0 .63 56kq ? ? ? ? ? kN/m （吸力） 荷載 設計值 恒荷載設計值： xp 4? ? ? kN/m 風荷載設計值： yp 0 .7 5 6 1 .0 5 8? ? ? kN/m （吸力） 墻面壓型鋼板 與 檁條 相連， 且 板與板有可靠連接，墻梁承受 墻板與風荷載作用 。 m 水平風荷載 yq 產(chǎn)生的彎矩： 2 20 . 9 4 1 6 1 . 0 5 93 2 3 2yx plM ?? ? ? kN m 截面選擇 及截面特性 選用 冷彎 薄壁 C型鋼 C200 70 20 3 截面特性： ? cm2 ? cm3 ? cm4 ? cm4 max ? cm3 min ? cm3 ? cm4 ? ? cm4 ? cm ? cm 0 ? cm 0 ? cm 檁條跨中 有一根拉條 穿過，距 C型檁條上翼緣的距離為 40mm,則 C 型檁條截面面積矩可近似為： 1 1 63. 664 57. 934e nx xWW? ? ? ? cm3 m a x m a x0 .9 7 0 .9 7 3 2 .9 9 9 3 2 .0 0 9e ny yWW? ? ? ? cm3 m in m in0 .9 7 0 .9 7 1 3 .1 6 7 1 2 .7 7 2e n y yWW? ? ? ? cm3 強度驗算 假設 屋面能阻止檁條側向失穩(wěn)和扭轉， 則不 考慮截面塑性發(fā)展， 根據(jù)公式，驗算檁條在第一種荷載組合作用下的強度為： 6633m a x 1 2 . 4 2 1 0 0 . 1 6 1 06 3 . 6 6 4 1 0 3 2 . 0 0 9 1 0yxn x n yMMWW? ??? ? ? ? ? N/mm2 205f?? N/mm2 6633m i n 1 2 . 4 2 1 0 0 . 1 6 1 06 3 . 6 6 4 1 0 1 2 . 7 7 2 1 0yxn x n yMMWW? ??? ? ? ? ? N/mm2 205f?? N/mm2 強度滿足要求。 檁條采用 Q235BF。 4 廠房的構造設計 (1) 外墻構造 外墻底部窗臺以下部分采用 240 厚的空心磚墻，高度為 米，墻下設基礎梁支撐在柱基礎上，窗臺以上部分采用 壓型鋼 板外墻，墻板采用 C型墻梁與剛架柱連接。 采光及通風設計 根據(jù)廠房生產(chǎn)狀況，查表知廠房的采光等級為 III 級，且雙跨廠房采用單側采光，其窗地比取 1/4。如圖 所示。廠房 前后 出入洞口尺寸為3 6 0 0 m m 3 9 0 0 m m? 。這種結構已成為鋼結構行業(yè)甚至整安徽工 業(yè) 大 學 畢業(yè)設計（論文） 報告紙 第 7 頁 個建筑業(yè)中發(fā)展最快的一種結構類型，每年新增建筑面積 400多萬平米，已在很大程度上取代了傳統(tǒng)的混凝土工業(yè)廠房，取得了重大的經(jīng)濟效益。同樣，我們可以得出類似的結論，不同的是，無吊車時，不僅總用鋼量大大減少（因吊車梁用鋼量占很大比例），而且最優(yōu)柱距也有所變化，并有變大的趨勢，在上述條件下，其最優(yōu)柱距在 89 米。 ③ 、其它各項的用鋼量均隨柱距的增加而增加，并且增幅較大，特別是吊車梁，由于柱距較大，須采用格構形式，其用鋼量逐漸占主要地位，并最終超過了剛架的用鋼量。因此在設計分析時，當柱距較小 (9m)，吊車梁采用加寬上翼緣的實腹式工形截面梁，以滿足側向穩(wěn)定的要求；當柱距為 9m～ 18m時，由于采用加寬上翼緣的方式通常需較大的翼緣，故采用制動桁架體系?？梢哉f，這三個廠房從跨度和吊車噸位而言是有很大差別的，都采用 6 米柱距是否合適？ 本人 以剛架跨度和吊車噸位為主要變量，利用 PKPM 進行結構分析，對兩廠所采用的實腹式門式剛架輕型鋼結構體系在給定剛架跨度和吊車噸位的條件下，其設計用鋼量隨柱距的變化情況作了較系統(tǒng)的研究。而設計用鋼量和柱 距的大小是密切相關的(詳見以下工程實例 ) (2)用輕質屋面材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)笨重的預制鋼筋混凝土屋面板，并采用輕型墻體材料，改變了傳統(tǒng)工業(yè)廠房 ”肥梁，胖柱，重蓋，深基 ”的做法。國外檁條普遍采用高強度低合金鋼，但我國低合金鋼 Q345 的沖壓性能不行，只有用 Q235 的。但是，設計光靠軟件不行，還要能判斷。多高層建筑中，鋼梁與墻的連接也是如此。現(xiàn)在應該是計算的。因此，對門式剛架輕型鋼結構進行系統(tǒng)的研究，建立和完善專門的設計規(guī)范勢在必行。本文根據(jù)筆者從事的幾個實際工程，對輕型鋼結構工業(yè)廠房的最優(yōu)柱距問題從設計用鋼量的角度作了較詳細的研究討論。 安徽工 業(yè) 大 學 畢業(yè)設計（論文） 報告紙 第 2 頁 文獻綜述 門式剛架輕型鋼結構工業(yè)廠房最優(yōu)柱距研究 簡介 工業(yè)廠房設計中柱網(wǎng)布置往往采用模數(shù)化柱距，而對門式剛架輕型鋼結構工業(yè)廠房來說，不合理的模數(shù)柱距會使用鋼量指標過大。大部分設計仍沿用現(xiàn)行的普通鋼結構設計規(guī)范來進行門式剛架輕鋼結構的設計和計算，使得設計用鋼量指標高攀不下，或在沒有充分理論依據(jù)的情況下，憑經(jīng)驗一味地追求低用鋼量而造成事故。 屋脊垂度要控制 框架斜梁的豎向撓度限值一般情況規(guī)定為 1/180，除驗算 坡面斜梁撓度外，是否要驗算跨中下垂度？過去不明確，可能不包括屋脊點垂度。在廠房中，的確是有用砼柱和鋼桁架組成的框架，但此時梁柱只能鉸接，不能剛接。有效寬度理論是在《冷彎薄壁型鋼構件技術規(guī)范》（ GB50018－ 2021）中講的，有的設計人員恐怕還不了解，甚至有些設計軟件也未考慮。有的單位看到國外資料中檁條很薄，也想用薄的。這是因為： (1)對門式剛架輕型鋼結構而言，任何一項設計，其設計用鋼量的多少是評價設計優(yōu)劣的一項重要指標。 本畢業(yè)設計 是一個 218? 米跨，帶有 210? 噸吊車的廠房，萬榮廠有兩個車間， 林德發(fā)的畢業(yè)設計是 一個 2 21? 米跨 ， 帶有 25? 噸吊車 ,另一個是 218? 米跨 ， 帶有 210? 噸吊車的廠房。 安徽工 業(yè) 大 學 畢業(yè)設計（論文） 報告紙 第 5 頁 需要說明的是： ① 因本文考慮的是中級制工作廠房，吊車的噸位不大。 ② 、隨著柱距的增大，作為整個廠房結構“用鋼量大戶 ”的剛架，其用鋼量比率是逐漸下降的，并且隨柱距的增加，下降的幅度逐漸趨于平緩。圖 ~f 還給出了無吊車情況，用鋼量隨柱距的變化情況。 門式剛架輕鋼廠房結構是輕鋼結構的重要分支，這種房屋具有重量輕、用鋼省、造價低、在 7度及以下地區(qū)不需考慮抗震、形式美觀具有現(xiàn)代感、用途廣泛、制作簡單、施工周期短，深受制作、施工企業(yè)和廣大用戶歡迎。廠房內(nèi)通道根據(jù)工藝需要及人員安全疏散要求，寬度取為 。 由上可得如下數(shù)據(jù)： 11 5 0 0 1 9 5 1 8 0 8 7 5e h K b? ? ? ? ? ? ?mm 22 2 5 0 1 9 5 1 8 0 6 2 52he K b? ? ? ? ? ? ?mm 取 1 880e? mm， 2 620e ? mm 12::ee 邊柱定位軸線到吊車軌道中心線之間的距離中柱定位軸線到吊車軌道中心線之間的距離 柱網(wǎng)布置 根據(jù)畢業(yè)設計（論文）指導書的要求，廠房的跨度均為 18m，柱距為 6m。 圖 廠房的剖面 內(nèi)外高差的確定 廠房建筑室內(nèi)外高差，考慮運輸工具進出廠房的便利及防止雨水侵入室內(nèi)，選取了150mm。 3 廠房的立面設計 采用豎向波形壓型鋼板外墻及采板鋼窗，形成豎向線條的立面效果改變廠房長度和高度尺高的扁平視覺效果，使廠房顯得莊重、挺拔。在屋脊處和屋檐處設置斜拉條，水平檁距 2m， 檐口距地面高度 8m。 m 22yxM p l / 32 = 0. 02 5 6 /32 = 0. 02 8?? kN 豎向荷載 xq 產(chǎn)生的最大彎矩： 2 20 . 3 2 4 6 1 . 4 5 888xy plM ?? ? ? kN在 墻梁兩分點處設置 一道拉條 （φ 12）， 在屋檐處設置斜拉條。 ? ? 安徽工 業(yè) 大 學 畢業(yè)設計（論文） 報告紙 第 20 頁 (3) 在風吸力作用下，根據(jù)公式 計算的穩(wěn)定性為 ： 66330 . 6 7 1 0 0 . 8 2 1 00 . 2 7 8 2 9 . 5 7 1 0 7 . 2 3 1 0yxb x e x e yMM WW? ? ??? ? ? ?? ? ? ? N/mm2 205f?? N/mm2 穩(wěn)定性滿足要求。 1 1 m x xx xxExMNA NWN?? ?? ???????? 362 3 10 10 10 10 1 ? ? ????? ??? ? ? ? ????? ? N/mm2205 N/mm2 平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。 則垂直于山墻的風荷載標準值： = 1 .0 0 .8 1 .0 0 .3 5k? ? ? ?= kN/m2 風荷載設計值為： 1 0 .4 4 1 81 .4 0 .2 8 8 .5 1 5 .3 8 224W ??? ? ? ? ? ????? kN 吊車制動力設計值為 : 1 .4 0 .1 9 2 2 2 5 .7 6T ? ? ? ? ? kN 桿件內(nèi)力見右圖 : 11 1 5 .3 8 2 7 .2 5 2c o s 4 5 c o s 4 5 3WN ?? ? ??kN ， 12 1 5 .3 8 2 2 5 .7 633WTN ? ??? ? kN 2321 3 .7 1 4c o s c o s 3 6 .8 8NN ??? 17. 4? kN 吊車梁以上的柱間支撐 :（壓桿） 1 ? kN， 0 300 2 = 424. 2ll?? cm，選用截面為圓鋼管 70 ? ? ,其幾何特性為： A＝ ， i=。由于 23NN? ，且 23ll? ，所以截面穩(wěn)定性可以滿足。 按公式 計算強度 : 323 4 . 2 8 6 1 0 1 2 8 . 5 40 . 1 9 3 1 3 . 8 2 1 0NA? ? ?? ? ??? N/mm2 0 .8 5 2 0 5 1 7 4 .2 5? ? ? N/mm2 穩(wěn)定性滿足要求。 則垂直于山墻的風荷載標準值： = 1 .0 0 .8 1 .0 0 .3 5k? ? ? ?= kN/m2 圖 71 計算簡圖及桿件內(nèi)力 風荷載設計值為 : 0 .4 4 1W = 1 .4 0 .2 8 4 .5 8 .5 22??? ?