【導(dǎo)讀】題目：秦皇島某機械廠鋼結(jié)構(gòu)廠房2號。設(shè)置一20t梁式吊車。主要依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017－2021和《門式剛架輕型房。屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2021等國家規(guī)范，綜合考慮設(shè)計工程的規(guī)模、跨度、高度。及用途，依據(jù)“適用、經(jīng)濟、在可能條件下注意美觀”的原則，對各組成部分的選型、選。材、連接和經(jīng)濟性作了比較，最終選用單層門式鋼架的結(jié)構(gòu)形式。梁、柱節(jié)點為剛性連接。的門式鋼架具有結(jié)構(gòu)簡潔、剛度良好、受力合理、使用空間大及施工方便等特點，便于工。業(yè)化，商品化的制品生產(chǎn)，與輕型維護材料相配套的輕型鋼結(jié)構(gòu)框架體系已廣泛應(yīng)用于建。筑結(jié)構(gòu)中，該單層門式剛架結(jié)構(gòu)是以輕型焊接H型鋼（變截面）作為主要承重骨架，用冷。隔熱材料并適當設(shè)置支撐的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系；梁柱均采用Q235鋼，級摩擦型。面和墻面維護采用雙層彩色聚苯乙烯夾芯板；另外特別注重了支撐設(shè)置、拉條設(shè)置，避免。了一些常見的拉條設(shè)計錯誤。門式剛架特點及適用范圍--------------------

　　

【正文】 22211 ????? ???????? 每個螺栓承受剪力 :? ? KNpN bt ???? 每個高強度螺栓的抗剪及抗拉承載力設(shè)計值為 : KNnVNV ??? KNNKNpN vbv 0 42 5 ???????? ? 故強度設(shè)計滿足。 端板計算 端 板 厚 度 t( 假設(shè) t16mm) 此時2/2 0 5,3 0 0,1 2 3,75,60 mmNfmmbKNNmmemme tfw ????? ,兩邊支承類端板 (端板外伸時 ) ? ?? ? ? ?? ? mmfeeebe Neet wffw twf 0 560757523 0 060 101 2 360756263 ??????? ???????? 取端板厚 t=20mm。 節(jié)點域剪力驗算 226 /125/12600500 mmNfmmNtdd M vccb ????? ?????滿足要求。 梁梁節(jié)點設(shè)計 本科畢業(yè)設(shè)計 41 第 41 頁 共 142 頁 圖 52梁梁節(jié)點形式圖 螺栓連接螺栓計算 采用 級， M24 摩擦型高強螺栓，構(gòu)件接觸面經(jīng)噴砂后涂無機富鋅漆，預(yù)拉力 P＝225KN 。 抗 滑 移 系 數(shù) 查 表 得： ?? ，這里有KNVKNNmKNM , 4 ?????? 。 螺栓所受的最大拉力： ? ? KNPKNymMynNN it 2 0 4 12 2 5 2 4 3 5 0 48 2222211 ??????? ????????每個螺栓承受剪力 :? ? KNpN bt ???? 每個高強度螺栓的抗剪及抗拉承載力設(shè)計值為 : KNnVNV ??? KNNKNpN vbv 7 3 0 42 5 ???????? ? 故強度設(shè)計滿足。 端板計算 本科畢業(yè)設(shè)計 42 第 42 頁 共 142 頁 端 板 厚 度 t( 假設(shè) t16mm) 此時2/2 0 5,3 0 0, 4 1,75,60 mmNfmmbKNNmmemme tfw ????? ,兩邊支承類端板 (端板外伸時 ) ? ?? ? ? ?? ? mmfeeebe Neet wffw twf 0 560757523 0 060 4 16075626 ??????? ??????? 取端板厚 t=25mm。 柱腳節(jié)點設(shè)計 A柱腳的最大反力為： M=0， N=,V=。 基礎(chǔ)混凝土抗壓承載力 2/12 mmNfc ? ，錨栓采用 4 M20 ﹙ 1﹚ 柱腳內(nèi)力計算 底板反力 23 / mmNf ?? ?? 底板厚度計算：按一邊支撐計算 mmNfcM ?????? 0 6 6 31 7 22 mmfMt 0 5 0 6 6 366 ????，因此采用 25mm。 ﹙ 2﹚ 抗剪連接件計算 KNKNNV fb 0 5 ????? 抗剪承載力滿足要求，不需要設(shè)置抗剪件接件。 B柱腳的最大反力為： M=0， N=,V=。 基礎(chǔ)混凝土抗壓承載力 2/12 mmNfc ? ，錨栓采用 4 M20 ﹙ 1﹚ 柱腳內(nèi)力計算 底板反力 23 / mmNf ?? ?? 底板厚度計算：按一邊支撐計算 mmNfcM ?????? 2 5 0 8 11 7 22 本科畢業(yè)設(shè)計 43 第 43 頁 共 142 頁 mmfMt 5 08 166 ????，因此采用 28mm。 ﹙ 2﹚ 抗剪連接件計算 KNKNNV fb ????? 抗剪承載力滿足要求，不需要設(shè)置抗剪件接件。 牛腿節(jié)點 荷載計算 作用于牛腿根部的剪力 V、彎矩 M 分別為： KNM 5 9 9 ??? ， KNV ? 焊縫：上翼緣采用對接焊縫，下翼緣與腹板采用直角焊縫，取 8fh mm? 。 牛腿根部的凈截面特征： ? 42 4 2 8 3 cmIx ??????? 32040cmWx ? 下翼緣外邊 2246 /215/ 0 4 0 mmNfmmNWM ???????? 截面形心處 22 /125/ mmNfmmNAR ??????? 上 翼緣對形心的面積距 31 cmS ??????? 224331 /160/71 mmNmmNfhI VS e ?????? ??????? 牛腿與柱連接焊縫計算 翼緣采用對接焊縫，其受力為 KNhMH 8 ??? 牛腿上翼緣焊縫 ： 22 /1 6 0/ 0 015 1 0 0 8 4 mmNfmmNIMy wfww ???????? 牛腿下翼緣焊縫： 22 /1 6 0/ 0 015 1 0 0 8 4 mmNfmmNIMy wfww ???????? 腹板采用兩條角焊縫 mmhf 8? ， mmlw 4 0 9114 2 0 ??? 本科畢業(yè)設(shè)計 44 第 44 頁 共 142 頁 腹板的焊縫： 2232 /160/ mmNfmmNAV wfvf ?????? ???? 222222 /160/ mmNfmmN wfff ???????????????????? ?? 六 、 墻梁設(shè)計 墻梁跨度 ml 6? ，下設(shè) 1200 高磚墻，承受墻面板自重，墻梁僅考慮其自身重量的彎曲，其主要承受墻面板傳來的風壓力與風吸力，墻梁間距 ,中間設(shè)一道拉條 .外側(cè)掛墻板，墻梁和拉條材料均為 Q235 鋼 。 屋面坡度 121?i ，基本風壓標準值 20 / mKN?? 。 墻梁荷載標準值：墻體自重： mKN/ ；迎風風載： /KN m ；背風風載： /KN m 。 圖 61 墻梁內(nèi)力圖 荷載計算 墻梁所受荷載 設(shè)計 值 豎向： mKNqmKNq xx /0 8 7 ,/4 4 7 ＂＇ ?????? mKNqqq xxx /＂＇ ??? 水平： mKNq y /9 0 4 ＇ ??? ， mKNq y /4 5 2 4.＂ ??? 墻梁所受荷載 標準 值 豎向： mKNq kx / ??? 水平： mKNqky /? ， mKNqky /＇ ? 內(nèi)力分析 豎向荷載 xq 產(chǎn)生的彎矩 yM 由于墻梁中間設(shè)一道拉條，可視為墻梁支撐點，彎矩如 下 ： 本科畢業(yè)設(shè)計 45 第 45 頁 共 142 頁 mKNMy / 2m a x ???? mKNMM /3 0 3 221 ????? 水平荷載 39。, yy qq 產(chǎn)生的彎矩 39。, xx MM 墻梁承擔水平方向荷載作用下，按單跨簡支梁計算內(nèi)力，則： 迎風： mKNlqMyx / 22 ????? 背風： mKNlqMyy / 22＇ ????? 剪力計算 在豎向荷載 xq 作用下，兩跨連續(xù)梁的最大剪力 KNlqV xx 265 3 2 a x ?????? 水平方向的剪力按單跨簡支梁計算 ： 迎風： KNlqV yy m a x ????? 背風： KNlqV yy ＇m a x ????? 截面 選擇與 驗算 由初選墻梁截面 C 型鋼 160 70 20 3，其截面特性： mA? ?xI cmIy ? cmx ? 3x ?W ? ? ? ? 3m a x ?yW ? ? 3m in ?yW 各組成板件有效截面 考慮到墻梁在跨中處設(shè)一道拉條，墻梁需開孔，統(tǒng)一考慮 的折減系數(shù)，則有效凈截面抵抗矩為： 370, ??????? ftbbh 故檁條全截面有效。且 , ??ta 強度驗算 正應(yīng)力： 根據(jù)公式y(tǒng)iyxixi WMWM ??? 本科畢業(yè)設(shè)計 46 第 46 頁 共 142 頁 迎風 2236361 /2 0 5/ 3 106 0 m i nmmNfmmKNW MWMyyxx ??????????????2236362 /205/ m a xmmNfmmKNW MWMyyxx ?????????????? 背風 2236364 /2 0 5/ 106 0 m i nmmNfmmKNW MWMyyxx ?????????????? 2236363 /2 0 5/ 106 0 m a xmmNfmmKNW MWMyyxx ?????????????? 剪應(yīng)力 豎向剪應(yīng)力 ? ? 2230m a x /125/ 102343 mmKNfmmKNtbV v ??????? ????? 水平剪應(yīng)力 ? ? 2230m a x /125/ mmKNfmmKNtbV v ??????? ????? 故墻梁的彎曲正應(yīng)力，剪應(yīng)力強度均滿足要求。 穩(wěn)定驗算 背風時，墻梁的主要受壓翼緣無約束，需按下式驗算穩(wěn)定性： ? ??????? ??? 2124320 xybx wAh 已知 mA? ， cmWx ? ， mmh 160? ， cmiy ? 拉條不能作為側(cè)向支撐， ??y? 查表知 , 21 ??? ??? b ? ? 2 ??????? he a?? 2222 ??????? ?????????????? h lI IIh I bytyw ?? ? ? ? ? 22212 ???????? ???? ?????? ??????xybx wAh本科畢業(yè)設(shè)計 47 第 47 頁 共 142 頁 223636＇ /205/ mmNfmmNWMWMeyyexbxx ?????????? ???? ?? 整體穩(wěn)定滿足要求。 撓度 驗算 豎向：按兩跨連續(xù)梁計算 ? ? mmwmmEIlqW ykxx 70 60 70 4544m a x ??????? ??? 水平方向：按單跨簡支梁計算 ? ? mmwmmEIlqW ykxx 3020210 60 4544m a x ???????? ???? 拉條計算 當在跨中處拉一道拉條時，拉條所受拉力： KNlqN ?????? 拉條所需截面積：231 mmfNA n ????? 按構(gòu)造選用 1Ф 8 拉條，截面面積 2mm ，它可承擔 6根墻梁的豎向支撐作用。 七 、 磚墻下基礎(chǔ)梁的設(shè)計 縱向磚墻下基礎(chǔ)梁的設(shè)計 基礎(chǔ)梁界面： 350250? ，采用 C30 混凝土， HPB235 級鋼筋。查得： 2/ mmNft ? 22 /210,/ mmNfmmNf yc ?? 。 基礎(chǔ)梁荷載 24 墻（雙面抹灰）單位面積重： mKNN ? 基礎(chǔ)梁頂面荷載為： mKNq k ??? mKNqlM ??????? 22 KNqlV ?????? 本科畢業(yè)設(shè)計 48 第 48 頁 共 142 頁 5 03 1 5,3 1 50 ????? bhmmhh ww 則： KNVKNbhf cc 8 13 1 52 5 m a x0 ????????? KNVKNbhf t 1 52 5 m a x0 ??????? 不需配筋計算。 正截面受彎承載力計算 26201 ???? ??? bhfMcs ?? 0 ?????? bs ??? 可以 ? ? ???? ss ?? 260 mmhf MAsys??? ??? ? 選用 3Ф16， 2603mmAs ? m in% 1 52 5 06 0 3 ?? ???? 可以。 山墻磚墻基礎(chǔ)梁設(shè)計 山墻下基礎(chǔ)梁的設(shè)計與縱墻下的基礎(chǔ)梁設(shè)計相同。故截面和配筋完全相同。 八、 柱間支撐設(shè)計 設(shè)計資料： 本工程為等跨等高廠房，跨度均為 24,廠房長度為 54m。 屋面橫向水平支撐衍架的弦桿也就是鋼架的斜橫梁，因而選用的截面只包括交叉斜桿和縱向構(gòu)件兩