【正文】 （GB50009—2001）《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50011—2001）《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50017—2003）《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 （GB50018—2002）《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》 (CECS102:2002)《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南》 中國建筑工業(yè)出版社 2001《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》 中國建筑工業(yè)出版社 2001《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》 沈祖炎等 中國建筑工業(yè)出版社 200110《鋼結(jié)構(gòu)事故分析與處理》雷宏剛 中國建材工業(yè)出版社 20031《鋼結(jié)構(gòu)—鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)》 陳紹蕃 中國建筑工業(yè)出版社 20031《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB 50007—2002）1《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》 （GB 50202—2002）1《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程》 (JGJ 8291)1《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》 (JGJ812002)系（教研室）主任： （簽字） 年 月 日 學(xué)院（系）領(lǐng)導(dǎo)： （簽字） 年 月 日摘 要本次設(shè)計(jì)的題目為模具沖壓件廠車間單層門式鋼架廠房設(shè)計(jì)，其地理位置在設(shè)計(jì)資料中未給出，現(xiàn)假設(shè)位于張家港。柱距。圍護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)采用彩鋼夾芯板。建筑設(shè)計(jì)是根據(jù)整個(gè)工程的工程概況、生產(chǎn)工藝概況、自然條件、地理情況以及荷載情況來確定建筑設(shè)計(jì)方案并優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。其中，平面設(shè)計(jì)有平面形式選擇、柱網(wǎng)布置等；立面設(shè)計(jì)主要是門窗的布置；剖面設(shè)計(jì)主要有柱頂標(biāo)高的確定等。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有吊車梁設(shè)計(jì)、荷載統(tǒng)計(jì)、內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合、梁柱截面的選取和驗(yàn)算、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、檁條設(shè)計(jì)、墻梁設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用雙面復(fù)合彩鋼夾心板。廠房的平面、立面、剖面設(shè)計(jì)是不可分割的整體，設(shè)計(jì)時(shí)必須統(tǒng)一考慮，在設(shè)計(jì)平面的同時(shí)需要考慮剖面和立面的設(shè)計(jì)問題，為了敘述方便并根據(jù)設(shè)計(jì)的先后順序，現(xiàn)分項(xiàng)予以說明。該工業(yè)廠房的平面形式采用矩形。且該廠房的寬度不大，室內(nèi)采光通風(fēng)都較容易解決。在廠房中，為支撐屋頂和吊車設(shè)柱子，根據(jù)工藝流程和設(shè)備布置對跨度和柱距大小提出了要求。（2）遵守《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》，跨度小于18m時(shí)，跨度的增減采用擴(kuò)大模數(shù)3M數(shù)列。廠房山墻出抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)大模數(shù)15M數(shù)列。（4）盡量擴(kuò)大柱網(wǎng)，提高廠房的通用性和經(jīng)濟(jì)合理性。柱距在綜合考慮以上因素的前提下，有利于提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。門應(yīng)該與主要交通干道相近，以便于運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)出與人流疏散。散水做法見下圖。由于廠房內(nèi)有吊車作業(yè)，柱頂標(biāo)高按下式來確定：式中： —— 柱頂標(biāo)高（），必須符合3M的模數(shù)； —— 吊車軌頂標(biāo)高（），一般由設(shè)計(jì)人員提出； ——吊車軌頂至小車頂面的高度（），根據(jù)吊車資料查出； —— 小車頂面至屋架下弦底面之間的安全凈空尺寸（）。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，取6，查吊車資料可得：取2734，取400。在一般情況下，單層廠房室內(nèi)地坪與室外地面需設(shè)置高差，以防止雨水倒灌侵入室內(nèi)。確定室內(nèi)地坪標(biāo)高為，室外標(biāo)高為。采光設(shè)計(jì)就是根據(jù)采光等級，通過查閱相關(guān)規(guī)范根據(jù)窗地比來確定窗子的面積，從而布置窗戶的形式及標(biāo)高，以保證室內(nèi)采光強(qiáng)度、均勻度符合要求及避免眩光。根據(jù)采光等級查得窗地比為1：4，且廠房內(nèi)部設(shè)置了吊車，同時(shí)采用高低窗。低側(cè)窗下沿一般略高于工作面的高度900～1200，在該廠房中取值為900。根據(jù)廠房的面積確定采光所需的窗戶的總面積為：，采用南北立面雙側(cè)開帶窗，則窗戶總高度為，窗戶設(shè)計(jì)兼顧墻梁位置，距吊車梁頂面1200；，距地面900。南北立面窗戶具體標(biāo)高位置見剖面圖，山墻窗高具體位置詳見側(cè)立面圖。在夏季，該車間的熱源主要來自設(shè)備散熱、焊接加工散熱、圍護(hù)結(jié)構(gòu)（包括門窗）向室內(nèi)傳遞熱量。屋面排水形式與屋頂坡度密切相關(guān)，主要取決于屋面承重結(jié)構(gòu)的形式和屋面構(gòu)造形式，屋面排水采用有組織天溝外排水，有組織排水系統(tǒng)主要是由天溝，雨水斗，雨水管組成。為了使天溝內(nèi)的雨水能順暢的流向雨水斗，天溝應(yīng)做墊坡，%，%，%。由《房屋建筑學(xué)》（第一版）中表196查得，雨水管確定為直徑100，雨水管最大集水面積為363。布置詳見屋面排水示意圖。平面、剖面設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)從平面組合等方面，解決生產(chǎn)使用和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系；在立面設(shè)計(jì)中，則主要從外觀形象方面，反映平面、剖面功能，使形式與內(nèi)容得到統(tǒng)一。廠房的立面設(shè)計(jì)詳見立面圖。它施工速度快、重量輕、表面帶有色彩涂層、防銹、耐腐蝕、美觀。由于屋面排水采用內(nèi)天溝外排水，需設(shè)女兒墻。女兒墻位置詳見剖面圖。地面在鋪設(shè)時(shí)，將開挖的土回填夯實(shí)后，在上面鋪設(shè)碎石或三合土，然后用1：3水泥砂漿找平，然后再鋪設(shè)混凝土面層。地面做法如下圖所示。一般坡度取1：5～1：10之間，在該廠房中取較小值1：10，根據(jù)前面定出的室內(nèi)外高差450mm,則可求出外坡道的水平長度為45010=4500。雨棚尺寸確定如下：厚度為300，外挑為1500，寬度略比門洞尺寸寬，取為5000。焊接吊車梁的鋼材型號(hào)為Q235鋼，焊條為E43鋼，梁式吊車性能參數(shù)如下表所示：起重量Q（t）工作級別跨度s(m)基本尺寸（mm）軌道型號(hào)（Kg/m）重量（t）輪壓（kN）BWHb小車重總重50A6694448002734300377QU80鋼軌是起重機(jī)鋼軌規(guī)格重量中型號(hào)型號(hào)軌高頂寬 頂下寬底寬腰厚截面積理論重量QU80 130mm80mm 87mm 130mm 32mm 吊車梁上荷載計(jì)算吊車荷載的動(dòng)力系數(shù)，吊車荷載分項(xiàng)系數(shù)，吊車荷載設(shè)計(jì)值為： 豎向荷載設(shè)計(jì)值：橫向水平荷載設(shè)計(jì)值： KN 內(nèi)力計(jì)算：(1) 吊車梁的最大彎矩及相應(yīng)剪力 兩個(gè)輪子作用于吊車梁時(shí)，最大彎矩點(diǎn)位置為a2=a1/4=4800/4=1200mm最大彎矩為：最大彎矩處的相應(yīng)剪力為：最大剪力應(yīng)在梁端支座處：(3) 吊車梁在橫向水平荷載作用下產(chǎn)生的最大彎矩： 截面選擇： f =215N/mm2 . W=mm3計(jì)算梁的經(jīng)濟(jì)高度為： h=7mm按容許撓度值?。? 梁腹板h值應(yīng)接近經(jīng)濟(jì)高度，同時(shí)應(yīng)考慮強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)取h=1250mm腹板所需厚度為：h0=1250220=1210mm按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： mm 按剪力確定：mm取 mm作為腹板的厚度 吊車梁截面尺寸吊車梁翼緣尺寸的確定： mm2 mm上翼緣尺寸取400 mm 20 mm，下翼緣尺寸取300mm 20 mm，見上圖所示。 cm4 cm4 加強(qiáng)受壓翼緣時(shí)， cm 則整體穩(wěn)定性為：(2) 腹板的局部穩(wěn)定性：因?yàn)? ，所以應(yīng)配置橫向加勁肋，加勁肋間距，取。 外伸寬度：，且宜大于等于90mm,現(xiàn)取 厚度：， 且宜大于等于6mm,現(xiàn)取 計(jì)算跨中處，吊車梁腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力為： 腹板的平均剪應(yīng)力為： 腹板邊緣的局部壓應(yīng)力為： 1） 計(jì)算 則: 2） 計(jì)算 則： 則： 3） 計(jì)算 則： 則： 計(jì)算跨中區(qū)格的局部穩(wěn)定性為： 其他區(qū)格，經(jīng)計(jì)算均能滿足，計(jì)算從略。 吊車梁支座構(gòu)造簡圖 按承受最大支座反力R=Vmax=，驗(yàn)算在腹板平面外的穩(wěn)定。 則 焊縫連接計(jì)算：(1) 上翼緣與腹板的連接焊縫：采用焊透的K形焊縫，其強(qiáng)度與腹板相近，可不計(jì)算。剛架計(jì)算簡圖如圖28所示。圖26 剛架計(jì)算簡圖（內(nèi)力圖符號(hào)規(guī)定：彎矩圖：剪力圖：軸力圖：）（1）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（對水平投影面）： 屋面板 隔熱層 檁條 屋面支撐 設(shè)備管線 總計(jì)： 所以，永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 永久荷載設(shè)計(jì)值為：3=（2） 可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值 —雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值；可變荷載取屋面活荷載與雪荷載中較大值： 活荷載設(shè)計(jì)值為：=（3）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓為；地面粗糙度系數(shù)按B類取值；風(fēng)載體形系數(shù)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB500092001)取值，迎風(fēng)面及柱及屋面分別為+；， 如圖27所示。風(fēng)振系數(shù)取。由，可得：A軸柱頂上豎向板所受風(fēng)荷載的作用力可簡化為對A軸柱頂?shù)募辛Γ? KN 風(fēng)荷載作用見圖28 圖28 風(fēng)荷載作用簡圖（4） 吊車荷載最大輪壓： ，最小輪壓：吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值：圖29 吊車梁支座求、時(shí)的吊車位置吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 對于軟鉤吊車，額定起重質(zhì)量吊車，（5）柱荷載計(jì)算 柱自重設(shè)計(jì)值： 10= =吊車梁及軌道自重在牛腿上產(chǎn)生的彎矩Q235鋼密度為7850kg/m3 吊車梁自重 2852007850＝ = 軌道自重 103＝ 103= 吊車梁中線至柱中線的距離 ()/= M＝（＋）＝ 最大輪壓處形成的彎矩為：377= 最小輪壓處形成的彎矩為：=剛架上的永久荷載如圖29所示。 圖29永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用計(jì)算簡圖（kN/m）內(nèi)力計(jì)算桿端內(nèi)力值 ( 乘子 = 1) 桿端 1 桿端 2 單元碼 軸力 剪力 彎矩 軸力 剪力 彎矩 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 圖210 永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用彎矩圖（kN/m）圖211永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用剪力圖（）圖212永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用軸力圖（） 圖213 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的計(jì)算簡圖