【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)計中主要包括建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、PKPM設(shè)計三方面內(nèi)容。建筑設(shè)計主要是確定建筑的平面、立面、剖面,以及對承重和維護結(jié)構(gòu)進行布?？蚣艿膬?nèi)力分析及構(gòu)件的設(shè)計，其內(nèi)容包括門式剛架的內(nèi)力計算和荷載組合,廠房。柱的截面及節(jié)點設(shè)計,檁條設(shè)計,墻梁設(shè)計,吊車梁設(shè)計,鋼筋混凝土基礎(chǔ)設(shè)計和平。PKPM設(shè)計主要是對剛架進行計算，熟悉掌握PKPM系列軟件的運用。手算及機算的結(jié)果進行比較。第一章設(shè)計原始資料。2．1工業(yè)建筑的特點及設(shè)計要求。柱間支撐的抗震構(gòu)造措施。4．1基本設(shè)計規(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。車間防火等級丁類Ⅲ級。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，平臺面積不小于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，拉條的設(shè)置根據(jù)檁條穩(wěn)定計算確 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，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）、 計算檁條時，不能把偶撐作為檁條的支撐點 在本設(shè)計中選用實腹式檁條，檁條按單跨簡支設(shè)計，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?？缍?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，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柱距的簡支梁或兩個柱距的連續(xù)梁，前者運輸方便，節(jié)點構(gòu)造相對簡單，后者受力合理，節(jié)省材料。 墻梁按單跨簡支設(shè)計，采用卷邊槽形冷彎薄壁型鋼?？缍?6m，墻梁間距最大為 。跨中設(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（或加強型鋼吊車梁），用型鋼（有時用鋼板，槽鋼或角鋼加強上翼緣）制成，制作簡單，運輸及安裝方便。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，制作比較簡單，為當(dāng)前常用的形式，當(dāng)?shù)踯囕唹狠^大時，采用將腹板上部受壓區(qū)加厚的形式較為經(jīng)濟，但會增加施工的不 便，由于吊車梁跨度和起重量不大，為輕級工作制，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，并且在制作時吊車梁支座處制成簡支梁的形式，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)計算簡化，傳力更加明確，且吊車梁一般設(shè)計成等截面的形式。 吊車梁設(shè)計的一般規(guī)定： （ 1） 吊車梁一般按兩臺最 大起重量的吊車進行設(shè)計的。當(dāng)有可靠依據(jù)時，可按工藝提供實際排列的兩臺起重量不同的較大吊車或可能是一臺吊車進行設(shè)計。 （ 2） 吊車梁的設(shè)計應(yīng)根據(jù)工藝提供的資料指定吊車工作制的要求，目前我國按吊車負荷率與工作時間率分為輕、中、重和特重四個等級（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)計根據(jù)所給吊車資料 以及 吊車梁選用圖集 P14 圖集號為 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)計手冊》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（ 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 因為廠房設(shè)有橋式吊車，柱宜采用等截面構(gòu)件，且柱腳設(shè)計成鋼接，且梁柱均采用軋制 H型鋼截面，其具有如下特點： （ 1）翼 緣寬，側(cè)向剛度大 （ 2）抗彎能力強 （ 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)濟截面型材，與焊接 H型鋼相比，可降低成本費用 20%以上，與傳統(tǒng)的熱軋 I字形相比，可降低成本費用 20%以上，其弱軸剛度可增加一倍以上，強軸抵抗矩也提高 10~50% 。按所設(shè)計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 平臺的構(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)濟合理、傳力直接明確。平臺應(yīng)滿足強度、穩(wěn)定性、剛度的要求，對直接承受動力荷載的平臺梁及其連接應(yīng)滿足疲勞強度要求，鋪板應(yīng)盡量密鋪在平臺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)廠房中平臺結(jié)構(gòu)一般可分為：（ 1）一般平臺（ 2）普通操作平臺（ 3）重型操作平臺，平臺結(jié)構(gòu)一般采用梁柱體系。 （ 1）、平臺鋪板： 平臺鋪 板一般應(yīng)按照在支座（梁和加勁肋）處為鉸接的單跨簡支板計算，根據(jù)板區(qū)格，長短邊的比例 b/a 分別按四邊簡支板（ b/a≤ 2）或單向板（ b/a＞ 2） 頁 第 35 頁共 頁 35 計算而不考慮板中存在的拉力，同時鋼鋪板的厚度一般不小于 6mm,根據(jù)平臺操作荷載，本設(shè)計選用 8mm 后菱形花紋鋼板，厚度太大不經(jīng)濟，制造上有困難，厚度太小易銹蝕和發(fā)生翹曲變形，平臺鋪板下按構(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，截面一般不宜小于 45 4 或 56 36 4，本設(shè)計中選用 50 4的等邊角鋼。 （ 2）、平 臺梁 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)計中采用軋制工字鋼。布置梁格時應(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。該平臺由主次梁構(gòu)成，考慮到平臺上的荷載為 2kN/m2比較小和剛度要求，次梁選用 I10，主梁選用 I16。 （ 3）、平臺柱 平臺柱一般設(shè)計成等截面的實腹柱，實腹柱的常用截面為普通工字鋼、 H型鋼、焊接工字形截面。平臺柱一般設(shè)計成上、下兩端均為鉸接的形式，按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計，柱身的長細比不應(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)用強度等級較低的混凝土包裹（保護層厚度不小于 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，但不小于 16mm，一般采用 20～ 30mm，本設(shè)計中柱腳底板采用 18mm，錨栓采用 M24，平臺柱選用 I10。 （ 4）、鋼梯 斜梯用于經(jīng)常通行的操作平臺，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)計采用 60。 ，斜梯的豎向荷載按2kN/m2 (對水平投影面）考慮，按構(gòu)造設(shè)計：作業(yè)平臺梯選用 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）、鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)底面宜取矩形，長短邊之比宜取 1～ 2。 （ 2）、單獨柱基礎(chǔ)可以設(shè)計為錐形基礎(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)計中采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單獨基礎(chǔ)，混凝土強度等級為 C25，采用Ⅰ級鋼筋，基礎(chǔ)下設(shè) 100mm 厚基礎(chǔ)墊層，混凝土強度等級為 C10，鋼筋保護層為 50mm，本設(shè)計采用剛性基礎(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，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)點板厚度，當(dāng)支撐中最大內(nèi)力≤ 20t 時，節(jié)點板厚度 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