【導(dǎo)讀】取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已。在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。樓，民用住宅，大型場(chǎng)館等公共建筑中被廣泛采用。鋼材的強(qiáng)度高，故在結(jié)構(gòu)中。的鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)也正處在蓬勃發(fā)展中。點(diǎn)以外，一般還具有取材方便，用料較省，自重更輕等特點(diǎn)。夠起到顯著的作用，因而受到建設(shè)單位，尤其是在工業(yè)建筑中的普遍歡迎。因此，輕型鋼結(jié)構(gòu)是很有發(fā)展前途的一種結(jié)構(gòu)形勢(shì)?；谝陨蠈?duì)輕型鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，我在畢業(yè)設(shè)計(jì)課題中選擇了輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的是萬(wàn)利集團(tuán)民用工業(yè)園的輕鋼結(jié)構(gòu)房屋工程。能對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理、輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和構(gòu)造要求有一個(gè)較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。工速度快、周期短等諸多特點(diǎn)，在我國(guó)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。本工程是以輕型門(mén)式鋼架作為結(jié)構(gòu)形式的單層工業(yè)廠房。進(jìn)行完善，主要包括隅撐、女兒墻小立柱等構(gòu)件。

　　

【正文】 2 剛架斜梁自重 kN/m2 Σ= kN/m2 屋面活載 kN/m2 基本雪壓 （屋面活載不與雪荷載同時(shí)考慮） kN/m2 0. 50 kN/m2 墻面恒載 kN/m2 柱自重 kN/m 風(fēng)荷載 kN/m2 2. 各部分作用荷載 (1) 屋面 恒載： 標(biāo)注值 6 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 活載： 標(biāo)注值 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (2) 墻面 恒載： 標(biāo)注值 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (3) 柱 恒載： 邊柱 標(biāo)注值 kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 中柱 標(biāo)注值 kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (4) 風(fēng)荷載 向風(fēng)面柱上 標(biāo)注值 k s z 0q μ μ wB? = 6 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 向風(fēng)面橫梁上 標(biāo)注值 qk = 6 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 背風(fēng)面柱上 標(biāo)注值 qk = = kN/m 23 設(shè)計(jì)值 = kN/m 背風(fēng)面橫梁上 標(biāo)注值 qk = = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (5) 吊車(chē)梁（估取吊車(chē)梁自重 kN/m） 恒載 標(biāo)注值 = kN 設(shè)計(jì)值 = kN (6) 吊車(chē) 根據(jù)吊車(chē)荷載達(dá)到其額定值的頻繁程度，取本工程中 5t、 10t 吊車(chē)為中級(jí)。 吊車(chē)荷載計(jì)算資料（取自大連重工技術(shù)規(guī)格）： ① 5 噸吊車(chē) 吊車(chē)跨度 ，吊車(chē)寬度 B = ，輪距 BQ = ，吊車(chē)總重 （即Qk = ），小車(chē)重 （即 Q2,k = ）。最大輪壓 85kN，最小輪壓 . 輪壓標(biāo)注值考慮動(dòng)力系數(shù) ，增大系數(shù) ，且考慮雙吊車(chē)相互影響系數(shù) ，考慮后得到 Pmax,k = ， Pmin,k = . ② 10 噸吊車(chē) 吊車(chē)跨度 ，吊車(chē)寬度 B = ，輪距 BQ = ，吊車(chē)總重 （即Qk = ），小車(chē)重 （即 Q2,k = ）。最大輪壓 118kN，最小輪壓 39kN。輪壓標(biāo)注值考慮動(dòng)力系數(shù) ，增大系數(shù) ，且考慮雙吊車(chē)相互影響系數(shù) ，考慮后得到 Pmax,k = ， Pmin,k = . 由 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》可知，對(duì)于多跨廠房，在同一柱距內(nèi)出現(xiàn)超過(guò) 2臺(tái)吊車(chē)機(jī)會(huì)增加，但考慮隔跨吊車(chē)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響減弱，為了計(jì)算上的方便，容許在計(jì)算吊車(chē)豎向荷載時(shí)，最多只考慮 4臺(tái)吊車(chē)，計(jì)算水平荷載時(shí)，由于同時(shí)制動(dòng)機(jī)會(huì)很小，容許最多只考慮 2臺(tái)吊車(chē)。本例在計(jì)算吊車(chē)豎向荷載時(shí)，考慮同一柱距兩跨內(nèi)四臺(tái)吊車(chē)的影響，在計(jì)算水平荷載時(shí)，只考慮同一跨內(nèi) 2臺(tái)吊車(chē)的影響，并分別考慮多臺(tái)吊車(chē)組合的荷載折減系數(shù)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如 圖 ，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)式 。 1) 吊車(chē)豎向荷載（ Dmax和 Dmin） 吊車(chē)時(shí)移動(dòng)的，故作用于每榀排架上的吊車(chē)荷載組合值需應(yīng)用影響線原理求出，如圖 所示。算出與各輪對(duì)應(yīng)的反力影響線豎標(biāo)，于是可求得作用于柱上的吊車(chē)垂直荷載。 24 圖 簡(jiǎn)支吊車(chē)梁的支座反力影響線 吊車(chē)豎向荷載標(biāo)注值： ? ? ? ?m a x , k m a x , k0 . 9 1 1 9 . 3 2 1 0 . 3 2 5 8 5 . 9 5 0 . 7 2 5 0 . 1 5 8 2 1 0 . 5 9k NiD P y?? ? ? ? ? ? ? ??????? () ? ? ? ?m i n , k m i n , k0 . 9 3 9 . 4 3 1 0 . 3 2 5 3 5 . 1 2 0 . 7 2 5 0 . 1 5 8 7 4 . 9 3 k NiD P y?? ? ? ? ? ? ? ??? () 吊車(chē)豎向荷載設(shè)計(jì)值： m a x 1 . 4 2 1 0 . 5 9 2 9 4 . 7 8 k ND ? ? ? () m in 1 .4 7 4 .9 3 1 0 4 .9 0 k ND ? ? ? () 2) 橫向水平荷載 吊車(chē)橫向水平制動(dòng)力作用在吊車(chē)的豎向輪壓處。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，無(wú)論單跨或多跨廠房最多考慮兩臺(tái)吊車(chē)同時(shí)制動(dòng)；當(dāng)額定起重量不大于 10t 時(shí)，橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取橫行小車(chē)重量與額定起重量之和的 12%，并乘以重力加速度， 計(jì)算 如 式 ： ? ? ? ? ? ?? ? ? ?m a x , k 20 . 1 2 0 . 9 1 0 3 . 4 2 4 1 0 1 0 . 3 5 2440 . 1 2 0 . 9 5 2 . 1 2 6 1 0 0 . 7 2 5 0 . 1 5 8 5 . 0 2 3 k N4iT m Q y? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? () 則橫向水平設(shè)計(jì)值為： m a x 1 4 5 0 2 3 7 0 3 2 k NT . . .? ? ? () (7) 荷載作用點(diǎn)及偏心距 25 對(duì)于均布荷載其作用點(diǎn)位置明確。 1) 墻面荷載通過(guò)墻梁簡(jiǎn)潔傳遞于柱上，故可認(rèn)為其作用點(diǎn)偏移中心線的距離為柱截面高度的一半。 2) 吊車(chē)豎向荷載作用點(diǎn)和吊車(chē)梁荷載對(duì)剛架的作用點(diǎn)一致。由于廠房每跨柱中心線間的距離為 18m，而吊車(chē)跨度為 ，因此其作用點(diǎn)的位置偏離柱中心的 距離為： 1 8 1 6 5 0 7 5 7 5 02 . . m m m? ??。 3) 對(duì)于吊車(chē)橫向水平荷載 Tmax的作用點(diǎn)在吊車(chē)梁頂面（即標(biāo)高 4m處）。 . 梁柱截面估選 采用等截面梁簡(jiǎn)化算法，選擇 18m跨作為估算單元，梁端先按鉸接簡(jiǎn)單計(jì)算，則： ? ? 23 24 4 4 2 18 30 1 48 kN m8..M.?? ? ? ? 令xM fW?? ， 則 Wx近似值為 106mm3。 根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)》 [] 經(jīng)濟(jì)梁高公式 040 1 95 .h . W? （單位以 mm計(jì)， h0為腹板高度），得到 h0=591mm。 通常，實(shí)際梁高要小于經(jīng)濟(jì)梁高，又因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)一般要考慮屈曲后強(qiáng)度，所以，初選梁 截面 HN500200101 6(A=， q=， Ix=45685cm4， Wx = 1827 cm3， Iy = 2138cm4， Wy = )。 故計(jì)算時(shí)截面特性可取為： A=， Ix=45685cm4 ， EA=231235 kN， EI= kN?m2。 考慮到此方案跨度大，彎矩相對(duì)較大。因此在估算柱截面是，主要考慮風(fēng)荷載和豎向軸力影響，則柱估算截面為： HM4403001118(A=，q=， Ix=54067 cm4， Wx = 2458 cm3， Iy =8105 cm4， Wy = )。 故計(jì)算時(shí)截面特性可取為： A=， Ix=54067 cm4 ， EA= kN， EI=?m2 。 26 . 內(nèi)力分析 考慮屋面恒載，沿跨均布；墻面恒載，假定其通過(guò)墻梁簡(jiǎn)潔傳遞給柱并沿邊柱豎向均勻分布，而由于該荷載產(chǎn)生的彎矩為有利荷載，故在計(jì)算時(shí)僅考慮墻面恒載對(duì)柱的軸向壓力作用而忽略其彎矩左右； 對(duì)于吊車(chē)梁，在邊柱上由一個(gè)集中力和一個(gè)向內(nèi)彎矩代替，在中柱上，由于兩邊均有對(duì)稱(chēng)的吊車(chē)梁，故可用一個(gè)集中力代替，并且對(duì)于吊車(chē)梁荷載近似認(rèn)為其作用 點(diǎn)位于吊車(chē)梁頂面； 對(duì)于柱自重，認(rèn)為其作用 沿柱身豎向均勻分布。單個(gè)荷載的大小在前面已經(jīng)得出，單個(gè)荷載的不同作用情況可分為以下 9 種形式： 屋面恒載（ 1 種）； 柱身恒載（ 1 種）； 屋面活載（ 1 種）； 風(fēng)荷載（ 2 種）； 吊車(chē)水平荷載（ 2 種）； 吊車(chē)豎向荷載（ 2 種）。 考慮到吊車(chē)可能在任何荷載情況之下工作，故先將吊車(chē)在每種荷載單獨(dú)作用下的內(nèi)力計(jì)算出來(lái)，再對(duì)不同工況進(jìn)行組合，以比較求出吊車(chē)的最不利荷載組合下的最不利內(nèi)力情況。 按上述荷載種類(lèi)依次用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算在單個(gè)荷載作用下梁柱的內(nèi)力，其計(jì)算結(jié)果及簡(jiǎn)圖如 ① ~⑨ ：運(yùn)用得到的結(jié)果進(jìn)行內(nèi)力組合，從而進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)。 27 ① 屋面恒荷載 屋面恒載計(jì)算簡(jiǎn)圖 屋面恒載軸力圖 屋面恒載剪力圖 屋面恒載彎矩圖 28 ② 柱、吊車(chē)梁 恒荷載 柱、吊車(chē)梁 荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖 柱、吊車(chē)梁荷載軸力圖 柱、吊車(chē)梁荷載剪力圖 柱、吊車(chē)梁彎矩圖 29 ③ 屋面活荷載 屋面活載計(jì)算簡(jiǎn)圖 屋面活載軸力圖 屋面活載剪力圖 屋面活載彎矩圖 30 ④ 風(fēng)荷載（左風(fēng)） 風(fēng)荷載（左風(fēng)）計(jì)算簡(jiǎn)圖 風(fēng)荷載（左風(fēng)）軸力圖 風(fēng)荷載（左風(fēng)）剪力圖 風(fēng)荷載（左風(fēng)）彎矩圖 31 ⑤ 風(fēng)荷載（右風(fēng)） 風(fēng)荷載（右風(fēng)）計(jì)算簡(jiǎn)圖 風(fēng)荷載（右風(fēng)）軸力圖 風(fēng)荷載（右風(fēng)） 剪力圖 風(fēng)荷載（右風(fēng)）彎矩圖 32 ⑥ 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向左） 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向左）計(jì)算簡(jiǎn)圖 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向左）軸力圖 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向左） 剪力圖 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向左）彎矩圖 33 ⑦ 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向右） 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向右） 計(jì)算簡(jiǎn)圖 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向右） 軸力圖 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向右） 剪力圖 吊車(chē)橫向荷載 Tmax（方向向右）彎矩圖 34 ⑧ 吊車(chē)縱向荷載 Dmax， Dmin（ Dmax作用在左邊邊柱） 由 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》可知，對(duì)于多跨廠房，在同一柱距內(nèi)出現(xiàn)超過(guò) 2臺(tái)吊車(chē)的機(jī)會(huì)增加，但考慮隔跨吊車(chē)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響減弱，為了計(jì)算上的方便，容許在計(jì)算吊車(chē)豎向荷載時(shí)，最多只考慮 4臺(tái)吊車(chē)，本廠房在計(jì)算吊車(chē)豎向荷載時(shí)，考慮了 4臺(tái)吊車(chē)，故其折減系數(shù)應(yīng)取 ，且作用在柱上的 Dmax， Dmin在兩跨其組合方式共有四種，但因?yàn)榇藦S房結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，僅考慮其中兩種即可。 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）計(jì)算簡(jiǎn)圖 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）軸力圖 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）剪力圖 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）彎矩圖 35 ⑨ 吊車(chē)縱向荷載 Dmax， Dmin（ Dmax作用在中間柱） 吊車(chē)縱向荷載組合總共可得出四種組合，但是考慮到結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性和荷載的最不利組合，只需要在左邊一跨將吊車(chē)組合按 Dmax,Dmin和 Dmin， Dmax變化布置，在右邊一跨，為了得出中柱的最不利組合布置，右跨始終按 Dmax， Dmin布置。 吊車(chē)縱向荷