【正文】 柱內(nèi)力 柱號 M N V M N V 1 2 3 。 上海市標(biāo)準(zhǔn)《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》(DBJ086897)。 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ 1788)。第四部分 PKPM輸出文件工程名: 剛架 ************ ***************** 日期: 6/ 4/2005 時間:20:13:07 設(shè)計主要依據(jù): 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 500092001)。 平臺柱下基礎(chǔ)設(shè)計平臺柱下基礎(chǔ)按中心荷載作用下的混凝土獨立基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計，平臺基礎(chǔ)在廠房內(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=，基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號C25，基礎(chǔ)底面尺寸為800㎜800㎜，每步退臺高400㎜，寬200㎜，共兩步，僅需驗算持力層的承載力滿足即可。 驗算持力層的承載力基礎(chǔ)和回填土重：偏心距： 即，產(chǎn)生拉應(yīng)力，不滿足，故重新擴大基礎(chǔ)底面積?；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（++）=：19（6）= 地基承載力設(shè)計值fa由《土力學(xué)與基礎(chǔ)工程》=，ηd= 確定基礎(chǔ)尺寸因存在偏心，基礎(chǔ)底面積考慮增大30%，=㎡，柱腳底板尺寸為390600㎜2，長短邊之比600/390=，所以，長邊l=，由A=bl=b=，b=，l==。9. 基礎(chǔ)設(shè)計 剛架柱基礎(chǔ)設(shè)計 設(shè)計資料柱底板尺寸為600㎜390㎜，=，Mk=，水平力Qk=，基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號為C25，按剛性基礎(chǔ)設(shè)計，底板配Ф10150構(gòu)造筋。 柱的設(shè)計 基本資料平臺柱按軸心受壓構(gòu)件考慮，柱身的長細(xì)比不應(yīng)大于150，平臺柱腳設(shè)計為鉸接，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㎜，目的保證獨立平臺的側(cè)向穩(wěn)定，在平臺柱間設(shè)支撐。 穩(wěn)定性驗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，故不必驗算主梁的整體穩(wěn)定性。 撓度計算 主梁設(shè)計 確定截面尺寸中間次梁對主梁產(chǎn)生的集中力：F=q（l1+l2/2）=（+）=主梁兩端部次梁對主梁產(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：由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表163初選工14型號的工字鋼，則次梁自重為：= 主梁截面的驗算主梁自重在懸臂根部處產(chǎn)生的彎矩： 總彎矩：則，滿足要求。支座處的最大剪力： 故此次梁滿足截面的強度要求。8. 平臺設(shè)計操作平臺鋪板采用花紋鋼板，主要是考慮到鋪板通過連接構(gòu)件與鋼梁共同工作最為有利。 牛腿加勁肋焊縫計算計算簡圖如下，角焊縫焊角尺寸hf=8㎜,單側(cè)吊車梁傳來的最大支座反力設(shè)計值。腹板上豎向焊縫有效截面面積為：全部焊縫對x軸的慣性矩為： 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：滿足要求。 牛腿設(shè)計牛腿作用力及幾何尺寸如圖所示，鋼號為Q235型，采用E43系列焊條，手工焊。查《鋼結(jié)構(gòu)》表713得β=鋼板的強度設(shè)計值取f=205N/mm2鋼板厚度：取t=22㎜40㎜ 靴梁截面強度驗算靴梁的截面有兩個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靴梁承受的剪力偏于安全取V=100=234078N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 焊縫計算計算柱與靴梁的連接焊縫，柱承受的最大壓力在右側(cè)豎向焊縫的總長度為：連接焊縫所需焊縫尺寸為：，取8㎜?；A(chǔ)反力R=N+T=+=受壓區(qū)的最大壓應(yīng)力 柱腳底板厚度在底板的三邊支撐部分因為基礎(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。 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：查《鋼結(jié)構(gòu)》課本中的附表8可以從中選用兩個直徑為d=45㎜的錨栓。 柱腳節(jié)點設(shè)計柱腳處的內(nèi)力設(shè)計值：M= N=（壓） V=基礎(chǔ)抗壓強度為C25，錨栓鋼號為Q235，焊條為E43型系列焊條，手工焊，連接焊縫均為角焊縫，考慮局部承壓強度的提高，混凝土的抗壓強度設(shè)計值fc=,地板上錨栓的孔徑d=60㎜，并與底板用角焊縫連接，柱腳節(jié)點如上圖所示： 確定底板尺寸先定底板的寬度B，每個槽鋼寬70㎜，每側(cè)底板懸出25㎜，即：B=2（70+25）+200=390㎜由確定底板長度L得L=㎜㎜取L=600㎜。 梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算ξ= 滿足要求 螺栓處腹板強度驗算 橫梁跨中節(jié)點 ，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)μ=，每個高強度螺栓的預(yù)拉力P=155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值N=，M=，V=0KN。7. 節(jié)點設(shè)計及計算 梁柱節(jié)點螺栓強度驗算 ，構(gòu)件接觸面采用噴砂，摩擦面抗滑移系數(shù)μ=，每個高強度螺栓的預(yù)拉力P=155KN，連接處傳遞內(nèi)力設(shè)計值N=，M=，V=，設(shè)計時以板不被拉開為承載能力極限。Tmax左風(fēng)右風(fēng)Nmax及M,VNmin及M,VMmax及N,V①②③④⑤⑥⑦項目組合值項目組合值項目組合值11M(KNm)15①+②+③+⑤①+(④+⑤+⑥)①+②+③+⑤N(KN)00022M(KNm)①+②+③+⑤①+(③+⑤+⑥)①+(③+⑤+⑥)N(KN)00033M(KNm)①+②+③+⑤①+⑥①+(②+④+⑤+⑦)N(KN)V(KN)11M(KNm)15①+(②+③+⑤+⑦)①+(②+③+⑤+⑥)①+②+④+⑤H(KN)V(KN)22M(KNm)0①+(②+③+⑤+⑦)13①+(②+③+⑤+⑥)13①+②H(KN)V(KN)0000考慮僅有支座加勁肋：ho/a=0⑵ 彎、剪、壓共同作用下的驗算N=， V=， M=因為V==282KN，取V==282KN取M＝Mｆ故　滿足要求Ⅳ　剛架柱的驗算1 抗剪驗算柱截面的最大剪力為：考慮僅有支座加勁肋：ho/a=0⑵ 彎、剪、壓共同作用下的驗算取柱下端截面進(jìn)行驗算N=， V=， M=因為V==282KN，取V==282KN故　滿足要求⑶　整體穩(wěn)定性驗算構(gòu)件的最大內(nèi)力：N=， M=① 剛架柱平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性驗算剛架柱高H=8700㎜，梁長L=12060㎜， 查《鋼結(jié)構(gòu)》表52得 μ=剛架柱的計算長度為屬ｂ類截面，查表　　　?、?剛架柱平面外的整體穩(wěn)定性驗算考慮屋面壓型鋼板與檁條緊密連接，檁條可作為橫梁平面外的支撐點，但為了安全起見計算長度按兩個檁條間距考慮，即lｙ＝3000㎜。對剛架橫梁，支點截面11的內(nèi)力值較跨中截面22的內(nèi)力值大，故取11截面的內(nèi)力值中最不利組合MBC=，HB=，VD=。 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓ω0= KN/㎡，地面粗糙系數(shù)按B類考慮，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時，按10m高度處的標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB5009—2001的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時，按10m高度的數(shù)值采用，μz=，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs取值見上圖。端面承壓應(yīng)力為：穩(wěn)定計算:A=101+12=㎝2屬于b類截面，查表得=則計算支座加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性： 焊縫計算 上翼緣與腹板的連接焊縫 支座加勁肋與腹板的連接焊縫采用=8㎜。 支座加勁肋計算支座加勁肋分為平板式支座加勁肋和突緣支座加勁肋，其中后者在工程上使用較為廣泛。 吊車梁翼緣尺寸的確定b≈（1/3～1/5）=（1/3～1/5）576=192～㎜,但應(yīng)大于200㎜，故采用30012（考慮軌道寬度的要求）。焊接吊車梁的鋼材型號為Q235鋼，焊條為E43鋼，橋式軟鉤吊車性能參數(shù)如下表所示：起重量Q(t)跨度lk(m)工作制吊鉤類型輪距尺寸（m）最大輪壓Pmax（KN）小車重（t)吊車總重（t)輪道型號5輕級軟鉤6538（） 吊車豎向荷載計算（按兩臺同型號吊車考慮）吊車荷載的動力系數(shù)μ=，吊車荷載分項系數(shù)γQ=,n=2（一側(cè)輪子數(shù)）吊車荷載設(shè)計值為： 內(nèi)力計算 吊車梁的最大彎矩及相應(yīng)力剪力分析：ⅰ 兩個輪子作用在梁上 最大彎矩點（C點）的位置為： a1=5752=1150㎜a2= a1/4=1150/4=㎜最大彎矩為：在處的相應(yīng)剪力為：ⅱ 三個輪子作用在梁上最大彎矩點（C點）的位置為： a1=5752=1150㎜a2=3500㎜a3=( a2 a1)/6=㎜最大彎矩為： 在處的相應(yīng)剪力為： 經(jīng)分析得，按兩個輪子作用于梁上時考慮。ⅲ 撓度驗算由于柱為上端鉸接，下端固定，一般可不驗算其在水平荷載的撓度。墻梁自重設(shè)計值：=作用于柱各支托處的垂直力為: 6=按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》表112選用的是普通高頻焊接H型鋼H300150，因為要忽略墻架垂直荷載的偏心矩，=。 墻梁內(nèi)力計算，且板與板之間有可靠的連接，因此，墻梁只承受自重，不考慮拉條作用，墻梁按簡支梁計算 截面選擇與驗算 截面選擇由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》7020。 墻架內(nèi)力計算輕型門式剛架，跨度12m，屋面坡度i=1/10（α=）,，基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值ω0=㎡，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》地面粗糙度系數(shù)按B類取值，高度5～10m之間，風(fēng)壓高度變化系數(shù)μs=，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs按CECS102：2002中，對封閉式房屋，偏安全地取μs=+。4. 墻架設(shè)計 墻架的選擇與布置墻梁選擇帶卷邊的冷彎薄壁型鋼（C型鋼），跨度6m，墻架采用高頻焊接輕型H型鋼，墻梁與焊于柱上的角鋼支托連接，為防止C型鋼槽內(nèi)積灰積水引起銹蝕，采用開口向下，但同時考慮到槽口向上時便于與柱連接，固定窗框，故根據(jù)設(shè)計來定向上或向下，作為墻架柱兼抗風(fēng)柱與剛架橫梁的連接采用彈簧板，以消除剛架豎向荷載作用的影響，同時，為減小橫梁豎向計算跨度和增強穩(wěn)定性，在橫梁間設(shè)置拉條。查表：跨中無側(cè)向支撐 由以上計算可知內(nèi)力設(shè)計值由永久荷載與屋面活荷載組合控制，因屋面對上翼緣的約束為有利因素，故可將公式中屋面自重在y方向的分量忽略，即認(rèn)為在y方向產(chǎn)生的彎矩全部由受拉翼緣承受。Z=（高度小于10m，B類地面粗糙度），按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）表A2,風(fēng)荷載體型系數(shù)取邊緣帶181。 檁條計算 荷載標(biāo)準(zhǔn)值（對水平投影面）ⅰ 永久荷載 壓型鋼板（二層含80㎜厚的保溫層） ㎡ 檁條（包括拉條） ㎡ ㎡ⅱ 可變荷載㎡，㎡， KN/㎡。屋面為壓型鋼板，屋面坡度i=1/10（α=176。實腹式檁條的截面均垂直于屋面坡面，且卷邊C型槽鋼的上翼緣肢尖（即卷邊）朝向屋脊方向（以減小屋面荷載偏心而引起的扭矩）。柱腳與基礎(chǔ)的剛性連接采用錨栓，錨栓鋼號也為Q235。焊條選用E43系列焊條，采用手工電弧焊，連接螺栓分為普通螺栓和高強螺栓兩種。對于需要驗算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)，如剛架，吊車梁，由于計算溫度19℃，處于0℃和20℃之間，應(yīng)選用由0℃沖擊性能和合格C級鋼，對無需驗算疲勞的其他構(gòu)件，宜采用Q235A鋼的保證項目中，碳含量，冷彎試驗合格和沖擊韌性值沒有必要的保證條件。 保證項目本設(shè)計中的門式剛結(jié)構(gòu)廠房用鋼的主要牌號是Q235鋼，依據(jù)所處的不同環(huán)境和所承受的荷載效用以及結(jié)構(gòu)的重要性，采用不同的質(zhì)量等級，同時也具備不同的保證項目。鋼結(jié)構(gòu)的元件是型鋼及鋼板，在本設(shè)計中門式剛架結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)體系中，首選型鋼，