【導(dǎo)讀】本設(shè)計為武漢市民勝機(jī)修廠廠房，采用輕型門式剛架體系。擬建建筑物總建筑面積為3840平方米。根據(jù)建筑設(shè)計、工藝使用和抗震方面的要求，以及現(xiàn)場材料供應(yīng)情況和施工能力、場地地質(zhì)條件等，合理確定結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)設(shè)計部分包括結(jié)構(gòu)選型和布置、荷載計算、吊車梁設(shè)計、抗風(fēng)柱設(shè)計、檁條和墻梁設(shè)計、門式鋼架設(shè)計、支撐設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計、節(jié)點(diǎn)設(shè)計。各章節(jié)都詳細(xì)演算了主要構(gòu)件的計算過程。整個結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī)范的要求，參考相關(guān)資料和有關(guān)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合全面的科學(xué)性考慮?？傊?，適用、安全、經(jīng)濟(jì)、使用方便是本設(shè)計的原則。本次設(shè)計使用AutoCAD及天正建筑2013繪圖。

　　

【正文】 7）的整體穩(wěn)定驗(yàn)算λy=loyiy==λ=150ξ=l1t1b1h=720014300500= βb=+=+= φb=βb4320Ahλy2Wx1++ηb235fy=4320121321031+5002+0235235=修正φb可得，φb39。== Mxφb39。Wx=103=f=215Nmm2滿足整體穩(wěn)定要求（5）梁段（7）局部穩(wěn)定驗(yàn)算因該梁段無集中力，故不需驗(yàn)算局部穩(wěn)定性 梁段（8）驗(yàn)算（1） 截面特性及內(nèi)力截面特性： A=，Wx= 1）梁段（8）的10端截面內(nèi)力 N=；V=；M=M 2）梁段（8）的11端截面內(nèi)力 N=；V=；M=M（2）單元長度計算長度取橫梁長度l=。（3）梁段（8）的強(qiáng)度驗(yàn)算 1）控制截面的強(qiáng)度驗(yàn)算 （a）梁段（8）的10端強(qiáng)度σ=NAn+MγxWn=10311232+103=f=215Nmm2滿足強(qiáng)度要求τ=Vtwhw=1036472=fv=125Nmm2滿足強(qiáng)度要求（b）梁段（8）的11端強(qiáng)度σ=NAn+MγxMn=10311232+103=f =215Nmm2 滿足強(qiáng)度要求τ=Vtwhw=1036472=fv=125Nmm2滿足強(qiáng)度要求2）抗剪承載力驗(yàn)算由于梁的腹板不設(shè)置橫向加勁梁，所以Kτ=：λW=hwtw37Kτ?235fy=?235235=λW，則：fv39。==計算得：Vd=twhwfv39。=V=滿足設(shè)計要求3）單元抗彎承載力驗(yàn)算σ=MγxMn=103=f=215Nmm2滿足抗彎承載力要求（4）梁段（8）的整體穩(wěn)定驗(yàn)算λy=loyiy==λ=150ξ=l1t1b1h=720014300500=βb=+=+=φb=βb4320Ahλy2Wx1++ηb235fy=4320112321031+5002+0235235=修正φb可得，φb39。== Mxφb39。Wx=103=f=215Nmm2滿足整體穩(wěn)定要求（5）梁段（8）局部穩(wěn)定驗(yàn)算因該梁段無集中力，故不需驗(yàn)算局部穩(wěn)定性 梁段（9）驗(yàn)算（1） 截面特性及內(nèi)力截面特性： A=，Wx= 1）梁段（9）的11端截面內(nèi)力N=；V=；M=M 2）梁段（9）的8端截面內(nèi)力N=；V=；M=M（2）單元長度計算長度取橫梁長度l=。（3）梁段（9）的強(qiáng)度驗(yàn)算 1）控制截面的強(qiáng)度驗(yàn)算 （a）梁段（9）的11端強(qiáng)度σ=NAn+MγxWn=10312132+103=f=215Nmm2滿足強(qiáng)度要求τ=Vtwhw=1036472=fv=125Nmm2滿足強(qiáng)度要求（b）梁段（9）的8端強(qiáng)度σ=NAn+MγxMn=10312132+103=f=215Nmm2滿足強(qiáng)度要求τ=Vtwhw=1036472=fv=125Nmm2滿足強(qiáng)度要求2）抗剪承載力驗(yàn)算由于梁的腹板不設(shè)置橫向加勁梁，所以Kτ=：λW=hwtw37Kτ?235fy=?235235=λW，則：fv39。==計算得：Vd=twhwfv39。=V=滿足設(shè)計要求3）單元抗彎承載力驗(yàn)算σ=MγxMn=103=f=215Nmm2滿足抗彎承載力要求（4）梁段（9）的整體穩(wěn)定驗(yàn)算λy=loyiy==λ=150ξ=l1t1b1h=720014300500=βb=+=+= φb=βb4320Ahλy2Wx1++ηb235fy=4320121321031+5002+0235235=修正φb可得，φb39。== Mxφb39。Wx=103=f=215Nmm2滿足整體穩(wěn)定要求（5）梁段（9）局部穩(wěn)定驗(yàn)算因該梁段無集中力，故不需驗(yàn)算局部穩(wěn)定性8 節(jié)點(diǎn)設(shè)計 邊柱與橫梁連接節(jié)點(diǎn) 。 邊柱與橫梁連接節(jié)點(diǎn)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算梁柱節(jié)點(diǎn)采用M22()摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，接觸面采用噴沙后生赤銹處理，摩擦面抗滑移系數(shù)181。＝。本工程梁采用平接方式，連接處的內(nèi)力設(shè)計值為：軸力N＝，彎矩M＝，剪力V＝。⑴ 最外排螺栓杠軸方向受拉驗(yàn)算Nt1b=My1yi2Nn=+==190=152kN滿足連接強(qiáng)度要求。 ⑵ 次外排螺栓杠軸方向受拉驗(yàn)算Nt2b=My1yi2Nn=+==190=152kN滿足連接強(qiáng)度要求。⑶ 最外排螺栓拉剪承載力驗(yàn)算Nv1b ==1=Vn==滿足連接強(qiáng)度要求。 端板厚度驗(yàn)算端板采用Q345B，厚度取為30mm，其材料強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為?＝295N/mm2。⑴ 兩邊支承類端板t =6ewefNt1b[ewb+2ef(ef+ew)]f=67050103[70300+250(50+70)295]=≤30mm 滿足設(shè)計要求⑵ 三邊支承類端板t=6ewefNt2b[ewb+bs+4ef2]f=67050103[50300+0+4502]295=≤30mm 滿足設(shè)計要求 梁柱節(jié)點(diǎn)域的剪應(yīng)力驗(yàn)算τ=Mdbdctc=1067007008=fv=125N/mm2滿足設(shè)計要求，不必設(shè)置加勁肋 螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算由于Nt2b=≤=190=76kN，則σ==190103708= N/mm2f=315N/mm2滿足設(shè)計要求 橫梁與橫梁拼接節(jié)點(diǎn)。 橫梁與橫梁連接節(jié)點(diǎn)螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算橫梁與橫梁拼接節(jié)點(diǎn)采用M22()摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，接觸面采用噴沙后生赤銹處理，摩擦面抗滑移系數(shù)181。＝,每個高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力為P＝190kN。連接處傳遞的內(nèi)力設(shè)計值：軸力N＝，彎矩M＝，剪力V＝。⑴ 最外排螺栓杠軸方向受拉驗(yàn)算Nt1b=My1yi2Nn=++==190=152kN 滿足連接強(qiáng)度要求⑵ 次外排螺栓杠軸方向受拉驗(yàn)算Nt2b=My1yi2Nn=++==190=152kN滿足連接強(qiáng)度要求 ⑶ 最外排螺栓拉剪承載力驗(yàn)算Nv1b ==1=Vn==滿足連接強(qiáng)度要求 端板厚度驗(yàn)算端板采用Q345B，厚度取為30mm，其材料強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度設(shè)計值為?＝295N/mm2。⑴ 兩邊支承類端板t =6ewefNt1b[ewb+2ef(ef+ew)]f=67050103[70300+250(50+70)295]=≤30mm滿足設(shè)計要求⑵ 三邊支承類端板t=6ewefNt2b[ewb+bs+4ef2]f=67050103[50300+0+4502]295=≤30mm滿足設(shè)計要求 螺栓處腹板強(qiáng)度驗(yàn)算由于Nt2b=≤=190=76kN，則σ==190103708= N/mm2f=315N/mm2滿足設(shè)計要求。 牛腿設(shè)計（1)荷載計算作用于牛腿的剪力：V=P=+==作用于牛腿的彎矩：M=Ve==m（2）牛腿尺寸 （3）牛腿截面特性 牛腿根部尺寸為：H500300814 Ix=30014312+3001424322+14472312=108mm4Wx=Ixy=108250=2480cm3 牛腿根部斷面抗彎強(qiáng)度：σ=MWx=1062480103=215N/mm2 抗剪強(qiáng)度：剪應(yīng)力在力作用點(diǎn)處腹板中點(diǎn)的剪應(yīng)力最大。力作用點(diǎn)的截面為H380300814。τ=103(380142)14=125N/mm2根部腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力：σ=My1Ix=106108=τ=VS2Ixtw=1033001410814= 和的最不利組合出現(xiàn)在腹板邊緣，因此驗(yàn)算公式為：σ2+3τ2=+3=215N/mm2 滿足要求。 牛腿焊縫驗(yàn)算根據(jù)角焊縫尺寸構(gòu)造要求的限制，=hf=，故取則焊縫對x軸的慣性矩為： Ix=28250500+822+488822+211284722=104mm4焊縫面積：A=230014+14472=15008mm2焊縫最外邊緣的截面模量為：Ww1=Ixy1=104250=106mm3翼緣和腹板連接處的截面模量為：Ww2=Ixy2=104236=106mm3在彎矩作用下角焊縫最大應(yīng)力：σ=MWw1=106=βfftw=210=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：σ2M=MWw2=106=τ2v=VAw=10315008=σ2Mβf2+τ2v2=+=ffw=210/mm2滿足要求。 中柱牛腿設(shè)計中柱牛腿的設(shè)計計算與邊柱相同，計算過程略。： 柱腳設(shè)計剛架邊柱與基礎(chǔ)剛接，采用帶加勁肋的剛接柱腳，基礎(chǔ)采用C20混凝土，fce=，柱腳最大反力值為：N=；V=；M=191kNM。由于柱底剪力較小，Vmax===，故一般跨間不需抗剪鍵。 底面面積確定底板長度和寬度根據(jù)底板下混凝土的抗壓強(qiáng)度確定。初步確定B=600mm，L=900mm,假定底板下壓應(yīng)力呈直線分布：σmax=NLB+6MBL2=103900600+61911066009002=fce= 底板厚度確定底板厚度由各區(qū)格最大彎矩計算確定?；A(chǔ)面的實(shí)際應(yīng)力為：σmax=NLB+6MBL2=103900600+61911066009002=fce=σmin=NLB6MBL2=10390060061911066009002=fce=經(jīng)分析，由柱的翼緣和腹板圍成的三邊支承板的彎矩最大。 b1a1=118190=，查表得β=M=βσmaxa12=1902=mm底板厚度：t≥6Mmax215=取t=20mm。 錨栓計算底板與基礎(chǔ)開始脫離，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力合力應(yīng)由錨栓來承擔(dān)。d1=100mm d=900100=800mm c=+900=a=l2c3==x=dc3==則錨栓所承受的拉力為：T=MNax=191=每邊設(shè)三個錨栓每個錨栓受力： N=T3== 每個螺栓的有效面積： Ac=Nfta=103180= 螺栓采用Q345鋼M24焊板雙螺母錨栓，查表得：錨栓有效面積： Ac=353mm2滿足要求。 中柱柱腳設(shè)計剛架邊柱與基礎(chǔ)剛接，采用帶加勁肋的剛接柱腳，基礎(chǔ)采用C20混凝土，fce=，柱腳最大反力值為：N=；V=；M=M。由于柱底剪力較小，Vmax===，故一般跨間不需抗剪鍵，但計算在設(shè)置柱間支撐的開間必須設(shè)抗剪鍵。 底面面積確定底板長度和寬度根據(jù)底板下混凝土的抗壓強(qiáng)度確定。初步確定B=600mm，L=950mm,假定底板下壓應(yīng)力呈直線分布：σmax=NLB+6MBL2=103950600+61066009502=fce= 底板厚度確定底板厚度由各區(qū)格最大彎矩計算確定。基礎(chǔ)面的實(shí)際應(yīng)力為：σmax=NLB+6MBL2=103950600+61066009502=fce=σmin=NLB+6MBL2=10395060061066009502=fce=經(jīng)分析，由柱的翼緣和腹板圍成的三邊支承板的彎矩最大。b1a1=118190=，查表得β=M=βσmaxa12=1902=mm底板厚度：t≥6Mmax215=取t=20mm。 錨栓計算底板與基礎(chǔ)開始脫離，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力合力應(yīng)由錨栓來承擔(dān)。d1=100mm d=900100=800mm c=+900=774mma=l2c3=90027743=192mmx=dc3=8007743=542mm則錨栓所承受的拉力為：T=MNax=192542=每邊設(shè)二個錨栓每個錨栓受力： N=T2== 每個螺栓的有效面積： Ac=Nfta=103180= 螺栓采用Q345鋼M20焊板雙螺母錨栓，查表得：錨栓有效面積： Ac=245mm2滿足要求。9 支撐構(gòu)件設(shè)計 屋面橫向水平支撐剛架跨度 24m，柱間距8m，屋面橫向水平支撐桁架的弦桿也就是剛架的斜橫梁，因而需選用的截面只包括交叉斜桿和縱向構(gòu)件兩種，交叉斜拉桿按受拉構(gòu)件考慮，縱向構(gòu)件則按壓桿設(shè)計。 交叉斜桿主要承受拉力，選用?18圓鋼，兩桿在交叉點(diǎn)均不中斷。 斜桿幾何長度：l=82+82= 縱向構(gòu)件按壓桿考慮，采用1◎121斜桿幾何長度：lo=8= 查得： ix=λx=loix==λ=200滿足要求。 柱間支撐剛架跨度 24m 的單層廠房，內(nèi)設(shè)兩臺起重量為10t的吊車，中級工作量，軌面標(biāo)高，吊車的最大輪壓（標(biāo)準(zhǔn)值）。每側(cè)邊列柱均設(shè)有兩道柱間支撐，均為兩層X 形交叉支撐。 柱間支撐 荷載計算風(fēng)荷載： ωo=作用于兩側(cè)山墻頂部節(jié)點(diǎn)的風(fēng)荷載為（）ω=48=單片柱間支撐柱頂風(fēng)荷載節(jié)點(diǎn)反力位移：R=19ω=1912=單片柱間支撐所受吊車縱向水平制動力T 為：Tmax=6kN 柱間支撐構(gòu)件內(nèi)力計算假設(shè)交叉斜桿只作受拉，當(dāng)如圖所示縱向力的方向時，虛線的斜桿退出工作不受力。將點(diǎn)都看作是鉸。N23=Rcosα=82+=N45R=Rcosβ=82+62