【正文】 ???? 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算ξ= 滿足要求??????? ..5tNKPK? ???????? 滿 足 要 求 橫梁跨中節(jié)點(diǎn) 梁柱節(jié)點(diǎn)采用 級(jí) M20 高強(qiáng)度螺栓摩擦連接，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù) μ=，每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力 P=155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計(jì)值 N=，M=，V=0KN 。單個(gè)螺栓受剪，受拉承載力設(shè)計(jì)值為：全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 93 頁(yè) 共 184 頁(yè)????82t KN???2 tiMyNKNn?????????0V受力最大的螺栓的抗剪力，抗拉力：，????? 端部板厚度驗(yàn)算端部厚度取為 t=20㎜，e f=36按伸臂類端板計(jì)算，滿足要求。????? 螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算 ????????????322418/15/6wPmfmet???滿 足 要 求全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 94 頁(yè) 共 184 頁(yè) 柱腳節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)柱腳處的內(nèi)力設(shè)計(jì)值：M= N=（壓） V=基礎(chǔ)抗壓強(qiáng)度為 C25，錨栓鋼號(hào)為 Q235，焊條為 E43 型系列焊條，手工焊，連接焊縫均為角焊縫，考慮局部承壓強(qiáng)度的提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 fc=,地板上錨栓的孔徑 d=60㎜，垂直柱翼緣兩側(cè)焊接兩根 的短槽鋼作為靴梁，并與底板用角焊縫連接，柱腳節(jié)點(diǎn)如上圖所示： 確定底板尺寸先定底板的寬度 B，每個(gè)槽鋼寬 70㎜，每側(cè)底板懸出 25㎜，即：B=2（70+25）+200=390㎜由 確定底板長(zhǎng)度 L2max6cNMfAL???????得 L=㎜或 ㎜取 L=600㎜。則底板應(yīng)力為：=36max2 ??????in...8/Nm????σ min0，柱腳存在拉力，需設(shè)置錨栓來(lái)承擔(dān)此拉力。 確定錨栓直徑e=600/2（ 6007030）/3=133㎜錨栓所受拉力 ?????????故所需錨栓的凈面積：全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 95 頁(yè) 共 184 頁(yè)???查《鋼結(jié)構(gòu)》課本中的附表 8 可以從中選用兩個(gè)直徑為d=45㎜的錨栓。其有的效截面面積為 2=2612mm22609 mm2 滿足要求?；A(chǔ)反力 R=N+T=+=受壓區(qū)的最大壓應(yīng)力 ./1/192RNmBL????? 柱腳底板厚度在底板的三邊支撐部分因?yàn)榛A(chǔ)所受壓力最大，邊界條件較不利，因此這部分承受的彎矩最大。取q=，b 1=100，a 1=200，b 1/ a1=100/200=。查《鋼結(jié)構(gòu)》表 713 得 β=?????鋼板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取 f=205N/mm2鋼板厚度： 取 t=22㎜40㎜ 靴梁截面強(qiáng)度驗(yàn)算靴梁的截面有兩個(gè)槽鋼和一塊底板組成，先確定截面形心軸 x 的位置??????截面的慣性矩 ??22 cm???靴梁承受的剪力偏于安全取 V=100=234078NxA全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 96 頁(yè) 共 184 頁(yè)靴梁承受的彎矩偏于安全取 M=100/2=靴梁的最大彎矩應(yīng)力發(fā)生在截面上邊緣 ????? 焊縫計(jì)算計(jì)算柱與靴梁的連接焊縫，柱承受的最大壓力在右側(cè)豎向焊縫的總長(zhǎng)度為： ??4207fl???連接焊縫所需焊縫尺寸為：，取 8㎜。 wfNh ml???槽鋼與底板之間的連接焊縫承受剪力為：V=焊縫的總長(zhǎng)度為：=4390=1560㎜fl則此連接焊縫所需的焊腳尺寸為： , fwfNh mhl??????按 構(gòu) 造 取 8m。 牛腿設(shè)計(jì)牛腿作用力及幾何尺寸如圖所示，鋼號(hào)為 Q235 型，采用 E43系列焊條，手工焊。 牛腿根部截面驗(yàn)算作用于牛腿根部的彎矩 M 和剪力 VM== V=牛腿根部的凈截面為： 23612022nAcm????形心軸以上面積對(duì)形心軸的面積矩為：S=22019+1819=922cm3全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 97 頁(yè) 共 184 頁(yè)凈截面慣性矩為：3241601937682nI cm?????111凈截面抵抗矩為： 332768419nIWcmy?下翼緣外邊緣的正應(yīng)力為： ,2nMN????滿 足 要 求 。截面形心處的剪應(yīng)力為： ,780wVSmNIt???滿 足 要 求 。截面腹板下端抵抗矩為： ?下翼緣對(duì)形心軸的面積矩為：S=22019=760cm 3 腹板下端的正應(yīng)力為：62138../04N???腹板下端的剪應(yīng)力為： .??腹板下端的折算應(yīng)力為：全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 98 頁(yè) 共 184 頁(yè) 2221 ,NNm????????滿 足 要 求 。 牛腿與柱的連接焊縫計(jì)算設(shè)焊縫為周邊圍焊，轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，且假定剪力僅有牛腿腹板焊縫承受，取 hf=8mm。腹板上豎向焊縫有效截面面積為： ???全部焊縫對(duì) x 軸的慣性矩為： ??2 234..???????焊縫最外邊緣的截面模量為： ??翼緣和腹板連接處的截面模量為： 在彎矩作用下角焊縫的最大應(yīng)力為： 1 32 ????????滿足要求。牛腿翼緣和腹板交接處有彎矩引起的應(yīng)力和剪力引起的應(yīng)力共同作用： ???????222220...3/160/1MV wff Nm????????????????????，滿足要求。 板 厚t=全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 99 頁(yè) 共 184 頁(yè) 牛腿加勁肋焊縫計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖如下，角焊縫焊角尺寸 hf=8㎜,單側(cè)吊車(chē)梁傳來(lái)的最大支座反力設(shè)計(jì)值。R=65（1+）+作用在焊縫處的剪力 V=焊縫處的剪應(yīng)力 τ ?????滿足要求。8. 平臺(tái)設(shè)計(jì)操作平臺(tái)鋪板采用花紋鋼板，主要是考慮到鋪板通過(guò)連接構(gòu)件與鋼梁共同工作最為有利。平臺(tái)尺寸為 ab=5400㎜6000㎜，板厚為 8㎜，柱距為 3m，主次梁各向外懸挑 ，次梁間距為 ，平臺(tái)梁板布置如下圖： 荷載計(jì)算板的自重：g k=7850=615N/m2=板上均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：q k=則板單位寬度上的設(shè)計(jì)值：q=+=+2= 平臺(tái)鋪板強(qiáng)度驗(yàn)算無(wú)肋平板周邊與梁上翼緣以構(gòu)造間斷焊縫連接（可近似的按四邊簡(jiǎn)支無(wú)拉力受彎板計(jì)算）取中間板帶，如圖中陰影部分b/a=2400/1000= 故按單向板計(jì)算2 ????6 264/15/.x ft?? ? ?????????????全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 100 頁(yè) 共 184 頁(yè)次 梁主 梁1D 次梁設(shè)計(jì) 確定次梁的截面q==支座處的彎矩： KNm????跨中彎矩： ?故 ??支座處的最大剪力： .?則次梁所需的凈截面抵抗矩為：q=58/全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 101 頁(yè) 共 184 頁(yè)???由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 163 初選工 10 型號(hào)的工字鋼433,9,28.,???截 面 特 性 ：每米重量 ，則次梁自重為： = 次梁截面的驗(yàn)算次梁自重在支座處產(chǎn)生的彎矩： Nm????總彎矩： ??則 ，滿足要./5/105xn fW?? ??求。支座處的最大剪力： ??./15/510vwVS NmfNmIt???????故此次梁滿足截面的強(qiáng)度要求。 穩(wěn)定性驗(yàn)算因采用鋪板密鋪在受工字形鋼梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止受壓翼緣的側(cè)向位移，故不必驗(yàn)算次梁的整體穩(wěn)定性。 撓度計(jì)算 ??4 ????????滿 足 要 求 . 主梁設(shè)計(jì) 確定截面尺寸 FFFF F/2FF/2全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 102 頁(yè) 共 184 頁(yè)中間次梁對(duì)主梁產(chǎn)生的集中力：F=q（l 1+l2/2）=（+）=主梁兩端部次梁對(duì)主梁產(chǎn)生的集中力為中間次梁集中力的一半：F/2=主梁支座反力：R=（2+5）/2=對(duì)于主梁仍是支座處的彎矩最大： ?????則主梁所需的凈截面抵抗矩為： 63ax2..4nxWcf?由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 163 初選工 14 型號(hào)的工字鋼43371,???截 面 特 性 ：每米重量 ，則次梁自重為： = 主梁截面的驗(yàn)算主梁自重在懸臂根部處產(chǎn)生的彎矩： Nm????總彎矩： ??則 ，滿足6 23..5/15/10571xn fNmW?? ??要求。支座處的最大剪力： 3224286..4/15/7105vwVSNmfIt??????故此次梁滿足截面的強(qiáng)度要求。 穩(wěn)定性驗(yàn)算因采用鋪板密鋪在受工字形鋼梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 103 頁(yè) 共 184 頁(yè)能阻止受壓翼緣的側(cè)向位移，故不必驗(yàn)算主梁的整體穩(wěn)定性。 撓度計(jì)算 ?? lmmEI? ??????滿足要求。 柱的設(shè)計(jì) 基本資料平臺(tái)柱按軸心受壓構(gòu)件考慮，柱身的長(zhǎng)細(xì)比不應(yīng)大于 150，平臺(tái)柱腳設(shè)計(jì)為鉸接，柱腳在地面以下的部分采用 C25 混凝土包裹，且包裹的混凝土高出地面 150㎜，目的保證獨(dú)立平臺(tái)的側(cè)向穩(wěn)定，在平臺(tái)柱間設(shè)支撐。 確定柱截面尺寸柱頂集中力設(shè)計(jì)值：N=假設(shè) λ=100 ，l 0=l=3000140+100=2960㎜，??由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 163 初選工 16 型號(hào)的工字鋼 433217,80.,????截 面 特 性 ：每米重量 ，則次梁自重為： =??此柱截面的強(qiáng)軸屈曲時(shí)屬 b 類截面，查表 142， ??此柱截面的弱軸屈曲時(shí)屬 c 類截面，查表 142， 26y則 ，?????求。9. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 剛架柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)資料全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 104 頁(yè) 共 184 頁(yè)柱底板尺寸為 600㎜390㎜， 處基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計(jì)值為 Nk=，M k=，水平力Qk=，基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào)為 C25，按剛性基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，底板配Ф10@150 構(gòu)造筋。地質(zhì)情況，經(jīng)勘測(cè)知地基承載力 fak=150Kpa，無(wú)不良地基，土，最高地下水位9m，故取基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)埋置深度為 ?；A(chǔ)荷載：基礎(chǔ)梁截面尺寸為 300㎜450㎜，則基礎(chǔ)梁自重：625=墻板及窗重： （+ ）+6（++ ）= 墻自重：19 （6）= 地基承載力設(shè)計(jì)值 fa由《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》課本表 查得 ηb=，η d=?????? KPa??????????? 確定基礎(chǔ)尺寸 ?..64..82KaGFA mf??因存在偏心，基礎(chǔ)底面積考慮增大 30%，即為=㎡，柱腳底板尺寸為 390600㎜ 2，長(zhǎng)短邊之比600/390=，所以，長(zhǎng)邊 l=，由A=bl=b=，b=，l==。則取 b=，l=，則 A==㎡≈㎡,且b=3m，故 fa 不需進(jìn)行寬度修正。 驗(yàn)算持力層的承載力基礎(chǔ)和回填土重： ????偏心距：全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 105 頁(yè) 共 184 頁(yè) ???????????即 ，產(chǎn)生拉應(yīng)力，不滿足，故重新擴(kuò)大基礎(chǔ)底面積。minP則取 b=，l=2m ， A=2=㎡基礎(chǔ)和回填土重： ???偏心距： ??..???????,???????????????????即 滿 足 要 求,in ..???????????????滿 足 要 求所以，基礎(chǔ)底面尺寸為 ，采用三步退臺(tái)的臺(tái)階形獨(dú)立剛性基礎(chǔ)，如圖：滿足剛性角要求，故不進(jìn)行沖切驗(yàn)算。 平臺(tái)柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)平臺(tái)柱下基礎(chǔ)按中心荷載作用下的混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，平臺(tái)基礎(chǔ)在廠房?jī)?nèi)部，地基土不產(chǎn)生凍漲，故埋深可適當(dāng)淺一些，去埋深 d= 合適，基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào) C25，基礎(chǔ)底面尺寸為800㎜800㎜，每步退臺(tái)高 400㎜，寬 200㎜，共兩步，僅需驗(yàn)算持力層的承載力滿足即可。P=NK/ANK=+.=全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 106 頁(yè) 共 184 頁(yè)則 aNPKPfKPA????= 抗風(fēng)柱下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)抗風(fēng)柱傳到基礎(chǔ)頂面的軸向力雖小，但是彎矩較大，故抗風(fēng)柱下基礎(chǔ)的尺寸和形式取為同剛架柱下的基礎(chǔ)尺寸和形式，可滿足要求。全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 107 頁(yè) 共 184 頁(yè)10mC10混 凝 土 墊 層 Φ 10@50Φ 10@50全鋼結(jié)構(gòu)門(mén)式剛架輕型廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)第 108 頁(yè) 共 184 頁(yè)第四部分 PKPM 輸出文件工程名: 剛架 ************ ***************** 日期: 6/ 4/2022 時(shí)間:20:13:07 設(shè)計(jì)主要依據(jù): 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 500092022)。 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 500112022)。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 1788)。 《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 102:98)。 上海市標(biāo)準(zhǔn)《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》(DBJ086897)。 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 500102022)。 結(jié)果輸出 總信息 節(jié)點(diǎn)總數(shù): 7 柱數(shù): 4 梁數(shù): 2 結(jié)構(gòu)形式: 門(mén)式剛架,按《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》計(jì)算