【導(dǎo)讀】本工程為一門式鋼結(jié)構(gòu)廠房,位于某高新技術(shù)開發(fā)區(qū)。設(shè)備安裝生產(chǎn)線為新。設(shè)計(jì)中主要包括建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PKPM設(shè)計(jì)三方面內(nèi)容。建筑設(shè)計(jì)主要是確定建筑的平面、立面、剖面,以及對(duì)承重和維護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行布?？蚣艿膬?nèi)力分析及構(gòu)件的設(shè)計(jì)，其內(nèi)容包括門式剛架的內(nèi)力計(jì)算和荷載組合,廠房。柱的截面及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),檁條設(shè)計(jì),墻梁設(shè)計(jì),吊車梁設(shè)計(jì),鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和平。PKPM設(shè)計(jì)主要是對(duì)剛架進(jìn)行計(jì)算，熟悉掌握PKPM系列軟件的運(yùn)用。手算及機(jī)算的結(jié)果進(jìn)行比較。第一章設(shè)計(jì)原始資料。2．1工業(yè)建筑的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求。柱間支撐的抗震構(gòu)造措施。4．1基本設(shè)計(jì)規(guī)定。1．2．2地質(zhì)，地震。經(jīng)勘查知地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為150kpa，無不良地基。地震設(shè)防烈度7度。車間防火等級(jí)丁類Ⅲ級(jí)。車間長42米，寬12米，附屬員工休息室建筑面積36㎡，貨物起重高度5m。地坪代設(shè)備基礎(chǔ)完工后再施工。平臺(tái)，平臺(tái)面積不小于15㎡,用鋼柱支撐，上

　　

【正文】 15斜拉條彎折鋼管撐桿直拉條檁條腹板 頁 第 32 頁共 頁 32 在下翼緣附近。為了兼顧無風(fēng)和有風(fēng)兩種情況可在上下翼緣交替布置。當(dāng)采用扣合式屋面板時(shí)，拉條的設(shè)置根據(jù)檁條穩(wěn)定計(jì)算確 定。剛性撐桿可采用鋼管、方鋼或角鋼做成，通常按壓桿的剛度要求 [λ ]≤ 200 來選擇截面。 拉條、撐桿和檁條的連接見圖 圖 拉條可彎折，也可不彎折。彎折是要求彎折的直線長度不超過 15mm,不彎折則需要通過斜墊板或角鋼與檁條連接。 （ 2）、實(shí)腹式檁條可通過檁托與剛架斜梁連接，檁托可用角鋼和鋼板做成，見 圖 ， 檁條和檁托的連接螺栓不應(yīng)少于 2 個(gè)，并沿檁條高度方向 圖 布置 。設(shè)置檁托的目的是為了阻止檁條端部截面的扭轉(zhuǎn)，以增強(qiáng)其整體 穩(wěn)定性。 （ 3）、槽形和 z 形檁條上翼緣的肢尖或卷邊應(yīng)朝向屋脊方向，以減少和在偏心引起的扭矩。 （ 4）、 計(jì)算檁條時(shí)，不能把偶撐作為檁條的支撐點(diǎn) 在本設(shè)計(jì)中選用實(shí)腹式檁條，檁條按單跨簡(jiǎn)支設(shè)計(jì)，根據(jù)屋面坡度（ 1/10＜1/3），采用卷邊槽形冷彎薄壁型鋼檁條。跨度 6m，檁距為 ?？缰性O(shè)一道拉條。高度一般取跨度的 1/35~1/50 且為了利用屈曲后強(qiáng)度，因此，初步選用 C220 75 20 。根據(jù)荷載和檁距大小取用，在普通鋼結(jié)構(gòu)屋蓋中拉條直徑不應(yīng)小于10mm, 本設(shè)計(jì)中采用Φ 12 光圓鋼筋。 墻梁 墻梁一般采用冷彎卷邊槽鋼，有時(shí)也采用卷邊 z形鋼。 墻梁在其自重、墻體材料和水平風(fēng)荷載作用下，也是雙向受彎構(gòu)件。墻板常做成落地式并與基礎(chǔ)相連，墻板的重力直接傳至基礎(chǔ)，故墻梁的最大剛度平面在水平方向。當(dāng)采用卷邊槽形截面墻梁時(shí)，為便于墻梁與剛架柱的連接而把槽口向上放置，單窗框下沿的墻梁則需要槽口向下放置。 墻梁應(yīng)盡量等間距設(shè)置，在墻面的上沿下沿及窗框的上沿下沿處應(yīng)設(shè)置一道墻梁。為了減少豎向荷載產(chǎn)生的效應(yīng)，減少墻梁的豎向撓度，可在墻梁上設(shè)置拉條，并在最上層墻梁處設(shè)斜拉條將拉力傳至剛架柱，設(shè)置原則和檁條相同。 86050CL檁托屋架或剛架檁條與剛架連接詳圖 頁 第 33 頁共 頁 33 墻梁可根據(jù)柱距的大小做成跨越一個(gè)柱距的簡(jiǎn)支梁或兩個(gè)柱距的連續(xù)梁，前者運(yùn)輸方便，節(jié)點(diǎn)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，后者受力合理，節(jié)省材料。 墻梁按單跨簡(jiǎn)支設(shè)計(jì)，采用卷邊槽形冷彎薄壁型鋼。跨度 6m，墻梁間距最大為 ?？缰性O(shè)一道拉條。由于墻梁受風(fēng)吸力的作用，為保證穩(wěn)定性根據(jù)風(fēng)荷載大小選用 C160 70 20 。 吊車梁及軌道 吊車梁有型鋼梁，組合工字形梁， Y型梁及箱形梁等形式 型鋼吊車梁（或加強(qiáng)型鋼吊車梁），用型鋼（有時(shí)用鋼板，槽鋼或角鋼加強(qiáng)上翼緣）制成，制作簡(jiǎn)單，運(yùn)輸及安裝方便。一般適用于跨度≤ 6m， 吊車起重量 Q≤ 10t 的輕、中級(jí)工作制的吊車梁。 焊接工字形吊車梁由三塊鋼板焊接而成，制作比較簡(jiǎn)單，為當(dāng)前常用的形式，當(dāng)?shù)踯囕唹狠^大時(shí)，采用將腹板上部受壓區(qū)加厚的形式較為經(jīng)濟(jì)，但會(huì)增加施工的不 便，由于吊車梁跨度和起重量不大，為輕級(jí)工作制，為了結(jié)構(gòu)的可靠性和 節(jié)約材料，采用焊接工字形截面，并且在制作時(shí)吊車梁支座處制成簡(jiǎn)支梁的形式，由于要用壓板法固定吊車軌道，所以上翼緣寬度 B 不小于 320mm，支座使用突緣支座，使結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)化，傳力更加明確，且吊車梁一般設(shè)計(jì)成等截面的形式。 吊車梁設(shè)計(jì)的一般規(guī)定： （ 1） 吊車梁一般按兩臺(tái)最 大起重量的吊車進(jìn)行設(shè)計(jì)的。當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，可按工藝提供實(shí)際排列的兩臺(tái)起重量不同的較大吊車或可能是一臺(tái)吊車進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 2） 吊車梁的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工藝提供的資料指定吊車工作制的要求，目前我國按吊車負(fù)荷率與工作時(shí)間率分為輕、中、重和特重四個(gè)等級(jí)（即A1A3,A4A5,A6,A7 和 A8）。 （ 3） 吊車梁的形式選用應(yīng)根據(jù)吊車的起重量及跨度大小，吊車梁的跨度及吊車工作制度等確定。 本設(shè)計(jì)根據(jù)所給吊車資料 以及 吊車梁選用圖集 P14 圖集號(hào)為 03SG5201，吊車梁選用表（ 3）（大重新型）中的吊車梁 綜合考慮 ， 初步確定吊車梁 具體參數(shù)如下： h=450mm b1=300mm b2=220mm tw=8mm tf=12mm 頁 第 34 頁共 頁 34 鋼軌的選擇由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上 P134 選用 38kg/m 鐵路重軌，鐵路鋼軌一般用于吊車起重量 Q32t 的輕、中級(jí)（ A1A5） 工作制的吊車。 具體參數(shù)如下 a=97mm b=194mm h= 134mm 2e=124mm 2s=20mm B=338m 梁、柱 因?yàn)閺S房設(shè)有橋式吊車，柱宜采用等截面構(gòu)件，且柱腳設(shè)計(jì)成鋼接，且梁柱均采用軋制 H型鋼截面，其具有如下特點(diǎn)： （ 1）翼 緣寬，側(cè)向剛度大 （ 2）抗彎能力強(qiáng) （ 3）翼緣表面相互平行，構(gòu)造方便 （ 4）可加工再生型材 在性能上，熱軋 H 型鋼是一種具有優(yōu)越性能的經(jīng)濟(jì)截面型材，與焊接 H型鋼相比，可降低成本費(fèi)用 20%以上，與傳統(tǒng)的熱軋 I字形相比，可降低成本費(fèi)用 20%以上，其弱軸剛度可增加一倍以上，強(qiáng)軸抵抗矩也提高 10~50% 。按所設(shè)計(jì)的工程相比可降低用鋼量 15%以上，效益十分可觀，所以現(xiàn)在許多國家都用 H 型鋼代替工字型鋼。本設(shè)計(jì)中初步選定梁柱截面均為軋制 H型鋼 400 300 10 16。 抗風(fēng)柱為焊接 H 型鋼，截面初步 定為 300 150 5 8 平臺(tái) 平臺(tái)的構(gòu)成通常由鋪板、主次梁、柱、柱間支撐以及梯子 、 欄桿組成。平臺(tái)結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)滿足工藝生產(chǎn)的操作要求，保證通行和操作的凈空，應(yīng)力求做到經(jīng)濟(jì)合理、傳力直接明確。平臺(tái)應(yīng)滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度的要求，對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的平臺(tái)梁及其連接應(yīng)滿足疲勞強(qiáng)度要求，鋪板應(yīng)盡量密鋪在平臺(tái)梁受壓翼緣上并與其牢固連接，使其能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移，保證梁的整體穩(wěn)定性。 工業(yè)廠房中平臺(tái)結(jié)構(gòu)一般可分為：（ 1）一般平臺(tái)（ 2）普通操作平臺(tái)（ 3）重型操作平臺(tái)，平臺(tái)結(jié)構(gòu)一般采用梁柱體系。 （ 1）、平臺(tái)鋪板： 平臺(tái)鋪 板一般應(yīng)按照在支座（梁和加勁肋）處為鉸接的單跨簡(jiǎn)支板計(jì)算，根據(jù)板區(qū)格，長短邊的比例 b/a 分別按四邊簡(jiǎn)支板（ b/a≤ 2）或單向板（ b/a＞ 2） 頁 第 35 頁共 頁 35 計(jì)算而不考慮板中存在的拉力，同時(shí)鋼鋪板的厚度一般不小于 6mm,根據(jù)平臺(tái)操作荷載，本設(shè)計(jì)選用 8mm 后菱形花紋鋼板，厚度太大不經(jīng)濟(jì)，制造上有困難，厚度太小易銹蝕和發(fā)生翹曲變形，平臺(tái)鋪板下按構(gòu)造要求設(shè)置加勁肋，肋的間距一般為板厚的 100 倍或短跨度的 2～ 倍的較小值。當(dāng)加勁肋采用角鋼時(shí)，截面一般不宜小于 45 4 或 56 36 4，本設(shè)計(jì)中選用 50 4的等邊角鋼。 （ 2）、平 臺(tái)梁 一般宜盡量采用軋制截面（普通工字鋼、 H型鋼或槽鋼），本設(shè)計(jì)中采用軋制工字鋼。布置梁格時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮鋪板的作用，梁格有三種形式，即單向、雙向和復(fù)式。該平臺(tái)由主次梁構(gòu)成，考慮到平臺(tái)上的荷載為 2kN/m2比較小和剛度要求，次梁選用 I10，主梁選用 I16。 （ 3）、平臺(tái)柱 平臺(tái)柱一般設(shè)計(jì)成等截面的實(shí)腹柱，實(shí)腹柱的常用截面為普通工字鋼、 H型鋼、焊接工字形截面。平臺(tái)柱一般設(shè)計(jì)成上、下兩端均為鉸接的形式，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)，柱身的長細(xì)比不應(yīng)大于 150，柱腳螺栓均直接固定在底板上，柱腳底板的厚度不宜小于 16mm，柱腳底 板在地面以下部分應(yīng)用強(qiáng)度等級(jí)較低的混凝土包裹（保護(hù)層厚度不小于 50mm） ,并應(yīng)使包裹的混凝土高出地面約 150mm。 地腳螺栓可按構(gòu)造設(shè)計(jì)，但不小于 16mm，一般采用 20～ 30mm，本設(shè)計(jì)中柱腳底板采用 18mm，錨栓采用 M24，平臺(tái)柱選用 I10。 （ 4）、鋼梯 斜梯用于經(jīng)常通行的操作平臺(tái)，其寬度一般為 700mm,特殊情況可加寬至 800～1200mm。斜梯與水平面的交角為 45。 ～ 60。 ，本設(shè)計(jì)采用 60。 ，斜梯的豎向荷載按2kN/m2 (對(duì)水平投影面）考慮，按構(gòu)造設(shè)計(jì)：作業(yè)平臺(tái)梯選用 鋼梯圖集 02J401 ，P17 的 T4A07 的鋼梯， 每步高為 200mm，踏步寬為 230mm 。上吊車的鋼梯選用圖集 02J401， P102 的 邊柱上吊車斜梯。 基礎(chǔ) 鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)分為現(xiàn) 澆柱基和預(yù)制裝配式杯形基礎(chǔ)兩種，其形式一般常用的有錐形、階梯形、杯形、長頸杯形和雙柱杯形。 構(gòu)造要求： 頁 第 36 頁共 頁 36 （ 1）、鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)底面宜取矩形，長短邊之比宜取 1～ 2。 （ 2）、單獨(dú)柱基礎(chǔ)可以設(shè)計(jì)為錐形基礎(chǔ)或階梯形。錐形基礎(chǔ)邊緣的高度不宜小于200mm，坡度不宜大于 1:2,尤其應(yīng)注意矩形柱基的短邊坡度，階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為 300～ 500mm。 本設(shè)計(jì)中采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單獨(dú)基礎(chǔ)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25，采用Ⅰ級(jí)鋼筋，基礎(chǔ)下設(shè) 100mm 厚基礎(chǔ)墊層，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C10，鋼筋保護(hù)層為 50mm，本設(shè)計(jì)采用剛性基礎(chǔ)。 支撐及桿件 支撐系統(tǒng)包括橫向支撐、垂直支撐、系桿和柱間支撐。本設(shè)計(jì)中有橫向支撐、柱間支撐和系桿。 柱間支撐的形式一般為交叉式柱間支撐。柱間支撐桿件的長細(xì)比查知不應(yīng)超過 [λ ]=300。支撐桿件的最小截面當(dāng)采用角鋼時(shí)，不宜小于┗ 70 6，當(dāng)采用槽鋼不宜小于 [12，十字交叉支撐的斜桿傾角一般采用 35。 ～ 55。 。 支撐中節(jié)點(diǎn)板厚度，當(dāng)支撐中最大內(nèi)力≤ 20t 時(shí)，節(jié)點(diǎn)板厚度 10mm，焊縫厚度不應(yīng)小于 6mm，長度不應(yīng)小于 80mm。本設(shè)計(jì)中柱間支撐選用┗ 70 6的角鋼。 橫向支撐布置在 ① ～ ② 軸線、 ④ ～ ⑤ 軸線、 ⑦ ～ ⑧ 軸線處，在其對(duì)應(yīng)的部位設(shè)置柱間支撐。柔性系桿采用光圓鋼筋，剛性系桿采用┗ 50 4 雙 角鋼制作。 3． 4 結(jié)構(gòu)布置 支撐 的作用 為保證承重結(jié)構(gòu)在安裝和使用過程中的整體穩(wěn)定性，提高結(jié)構(gòu)的空間作用，減小剛架平面外的計(jì)算長度，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的形式、跨度、房屋高度、吊車噸位和所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度等設(shè)置支撐系統(tǒng)。柱間支撐還是承受房屋端部山墻的壓力，吊車縱向剎車荷載，溫度應(yīng)力和地震作用，并將上述荷載傳至基礎(chǔ)。支撐設(shè)置時(shí)已考慮太空輕質(zhì)大型屋面板 或檁條（有檁體系）的支撐作用，故他們與剛架上翼緣應(yīng)有可靠連接。太 空輕質(zhì)大型屋面板至少與剛架上翼緣有三點(diǎn)可靠焊接，檁條與剛架上翼緣的檁托用螺栓連接。 圖 N 圖 頁 第 37 頁共 頁 37