【正文】 第 4 頁(yè)，共 62 頁(yè). 柱的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用混凝土柱。. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。屋蓋支撐包括下弦橫向水平支撐、垂直支撐及縱向水平系桿。柱間支撐的作用是：組成堅(jiān)固的縱向構(gòu)架，保證廠(chǎng)房的縱向剛度，承受廠(chǎng)房端部山墻的風(fēng)荷載，吊車(chē)縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等；可作為框架柱的框架平面支點(diǎn)，減少柱外框架平面的計(jì)算長(zhǎng)度；柱間支撐的布置是減少支撐設(shè)在兩端時(shí)不產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，而對(duì)廠(chǎng)房的剛度又提高很多。. 維護(hù)體系 該廠(chǎng)房采用壓型鋼板做墻體材料，通過(guò)螺栓與墻架梁進(jìn)行可靠連接，形成一個(gè)能夠傳遞豎向荷載和沿壓型板平面方向的水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。. 變形縫 該廠(chǎng)房車(chē)間設(shè)計(jì)長(zhǎng)度是 90m，小于溫度區(qū)段，不考慮設(shè)伸縮縫。 第 5 頁(yè)，共 62 頁(yè). 門(mén)窗布置該廠(chǎng)房位于南方某地，應(yīng)充分考慮車(chē)間的通風(fēng)散熱以及采光要求。其具體布置和選材查閱規(guī)范和計(jì)算確定。對(duì)屋架中的各感桿件按造壓彎和拉彎構(gòu)件設(shè)計(jì)基本理論，主要驗(yàn)算桿件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。 強(qiáng)度驗(yàn)算： xnMNfAW???平面內(nèi)穩(wěn)定性驗(yàn)算： mx1x139。. 實(shí)腹柱設(shè)計(jì)因荷載較小，采用實(shí)腹式柱。依據(jù)現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 第 6 頁(yè)，共 62 頁(yè)（GB500172022）及鋼結(jié)構(gòu)手冊(cè)設(shè)計(jì)。. 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)該廠(chǎng)房的基礎(chǔ)形式采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中計(jì)算了基礎(chǔ)基礎(chǔ)底面尺寸，驗(yàn)算了地基承載力和基礎(chǔ)抗沖切承載力。 荷載統(tǒng)計(jì)壓型鋼板自重 2/KNm檁條自重(包括拉條) 合計(jì) 2/活荷載或雪荷載 2/KNm（屋面活荷載按均勻分布為 =，雪荷載按均勻分布為，按不均勻分布取 =）1,rKrgS???A積灰荷載 2/ 第 7 頁(yè)，共 62 頁(yè) 截面選擇選用 C 形冷彎薄壁型鋼，型號(hào)為 ，其力學(xué)特征為：?333xmaxymin,2.,???4x 00671,84,IIi xc? 內(nèi)力計(jì)算 ??.?????cos6cos4x???.? KNm???Ay338應(yīng)考慮有效截面；同時(shí)，,btht??影響，為簡(jiǎn)化計(jì)算，統(tǒng)一考慮 的折減系數(shù)，則有效凈截面抵抗矩：44= Wymax== Wymin==屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn) rx= ry= y2x1max405rMNm?????本工程風(fēng)荷載較小，永久荷載與風(fēng)荷載組合不起控制作用。 偏于安全按兩跨連續(xù)梁計(jì)算，跨內(nèi)最大撓度為 ???????????A ,18..??故檁條在平面內(nèi)、外均滿(mǎn)足要求。.,NKN???滿(mǎn) 足 要 求 。鋼材：Q235B 鋼；焊條 E43 型。 支撐布置上下弦橫向水平支撐和垂直支撐，在房屋兩端布置；在屋架下弦設(shè)置三道通長(zhǎng)水平 第 9 頁(yè)，共 62 頁(yè)系桿，以保持部分桿系的側(cè)向穩(wěn)定，支撐系統(tǒng)布置如圖 所示。 第 12 頁(yè)，共 62 頁(yè) （1）恒荷載+活（或雪）荷載（2）恒荷載+半跨活（或雪）荷載（3）恒荷載+風(fēng)荷載組合結(jié)果見(jiàn)下表 第 13 頁(yè)，共 62 頁(yè)桿力系數(shù) 荷載設(shè)計(jì)值（KN） 內(nèi)力值（KN）P=1 施工階段使用階段　半跨 全跨 全跨風(fēng)恒荷載 活荷載 風(fēng)荷載桿件名稱(chēng)（單元）1 2 3 4 5 64*2+6*3 4*2+5*2 4*2+5*1最大值（ KN）7 8 9 10 11 上弦12 第 14 頁(yè)，共 62 頁(yè)13 14 1 0 0 0 0 0 0 02 3 4 5 下弦6 0 0 0 0 0 0 017 斜桿18 第 15 頁(yè)，共 62 頁(yè)19 20 21 22 23 24 15 1 16 3 25 1 1 1 26 1 1 1 27 0 0 0 0 0 0 0豎桿28 0 1 1 第 16 頁(yè)，共 62 頁(yè)29 0 1 1 第 17 頁(yè)，共 62 頁(yè) 內(nèi)力復(fù)核內(nèi)力復(fù)核采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求解，下面對(duì)此軟件的研發(fā)及功能做簡(jiǎn)要介紹 《結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器》(SM Solver) 版本 由清華大學(xué)土木系結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器研制組研制，高等教育出版社發(fā)行結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器（SM Solver for Windows）是一個(gè)面向教師、學(xué)生以及工程技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算軟（課）件，其求解內(nèi)容包括了二維平面結(jié)構(gòu)（體系）的幾何組成、靜定、超靜定、位移、內(nèi)力、影響線(xiàn)、自由振動(dòng)、彈性穩(wěn)定、極限荷載等經(jīng)典結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中所涉及的一系列問(wèn)題，全部采用精確算法給出精確解答。目前有兩個(gè)版本：學(xué)生版和工程版。工程版解題規(guī)模無(wú)此限制，只受機(jī)器的內(nèi)外存空間大小的限制。 求解功能分為自動(dòng)求解和智能求解兩種模式。 （2）智能求解模式:平面體系的幾何構(gòu)造分析：按兩剛片或三剛片法則求解，給出求解步驟；平面桁架的截面法：找出使指定桿成為截面單桿的所有截面；平面靜定組合結(jié)構(gòu)的求解：按三種模式以文字形式或圖文形式給出求解步驟。 第 18 頁(yè)，共 62 頁(yè)利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器 版本建模計(jì)算桿件內(nèi)力系數(shù)，模型及桿件單元編號(hào)如圖 所示。以下計(jì)算采用計(jì)算結(jié)果。在手工計(jì)算過(guò)程中，由于計(jì)算量的原因，數(shù)據(jù)小數(shù)點(diǎn)位數(shù)不可能取得很大，在中間計(jì)算過(guò)程較多時(shí)，經(jīng)過(guò)累計(jì)，就會(huì)使最后結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差。 截面選擇 端節(jié)間正彎矩，根據(jù)《Q235單壁式屋架節(jié)點(diǎn)板厚度選用表》可選取 第 26 頁(yè)，共 62 頁(yè) 中間節(jié)點(diǎn)板厚度為6mm 支座節(jié)點(diǎn)板厚度為8mm端節(jié)間正彎矩 M1== ==M （1）上弦桿截面選擇 整個(gè)上弦不改變截面，按最大內(nèi)力計(jì)算 Nmax=, lox= loy=300CM選用 908 截面幾何特性：A=An= W1x= W2X= ix= iy= = =150 屬于B 類(lèi)截面xoil????? =300/= =150 屬于B類(lèi)截面yilb/t=90/8= = =(1+l2oyt2/)=oylbyz? 查《軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)表》得 x= y=??截面塑性發(fā)展系數(shù)Rx1= Rx2=Nex= =??彎矩作用下平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算f=215=故符合在平面內(nèi)穩(wěn)定的要求；彎矩具作用下平面外穩(wěn)定驗(yàn)算 ???? 第 27 頁(yè)，共 62 頁(yè) N/ y+ =?tx1bx/MW?? 則在作用平面外亦滿(mǎn)足穩(wěn)定要求。（3）腹桿截面選則①桿件15（16）截面選擇N= =135cm =135cmoxloyl選用截面 404 截面特性：A=An= ix= iy= 屬于B類(lèi)截面50][06135/.2ilxo ????? 屬于B類(lèi)截面150][雙角鋼T型截面繞對(duì)稱(chēng)軸y軸的屈曲應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比 、yz?b/t=40/4=10 =19bloy ()t/l75(12oy4yz ???????? ）?根據(jù)《軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)表》得x= y= ?? 第 28 頁(yè)，共 62 頁(yè) 2223min ??????AN??則截面滿(mǎn)足強(qiáng)度要求②件17（24）截面選擇N= = =選用截面 304 截面特性：A=An= ix= iy= 屬于B類(lèi)截面35][21897/.ilxo ????? 屬于B類(lèi)截面0][3./5ilyo ??AN?則截面滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。⑤桿件19（22）截面選擇 由于N=，計(jì)算長(zhǎng)度lo與桿件20一樣，可直接采用截 25 4。 第 31 頁(yè)，共 62 頁(yè)計(jì)算長(zhǎng)度/ cm回轉(zhuǎn)半徑/cm長(zhǎng)細(xì)比穩(wěn)定系數(shù) ?計(jì)算應(yīng)力 NA2()m名稱(chēng)桿件編號(hào)內(nèi)力/kN 0xl0yl截面規(guī)格截面面積/ 2cmxiyx?y容許長(zhǎng)細(xì)比 ???x?上弦811216 300 90X8 150 下弦147 705 350 18716 135 135 404 150 176 桿件截面選用表 第 32 頁(yè)，共 62 頁(yè)28616 304 210 151 350 16129615 304 150 210614 507 136 150 310514 504 136 350 311513 164 205 404 150 312512 254 350 腹桿412 0 504 400 0 第 33 頁(yè)，共 62 頁(yè) 桿件與節(jié)點(diǎn)板的焊縫計(jì)算 在確定節(jié)點(diǎn)板的形狀和尺寸時(shí)，需要腹桿與節(jié)點(diǎn)板間連接焊縫的長(zhǎng)度。其計(jì)算公式為：角鋼肢背所需焊縫長(zhǎng)度 ：1l ????角鋼肢尖所需焊縫長(zhǎng)度 ：2l h可計(jì)算出各桿件 hf lw 值 腹件焊縫計(jì)算需要焊縫： 320lhw1fN??（采用焊縫/mm 計(jì)算時(shí) 按值10）計(jì)算公式：角鋼背 =?1k 角鋼尖 =?N2需要焊縫≥mm 采用焊縫≥mm(lw10)節(jié)點(diǎn) N1/KN N2/KN △N/KNhf1lw1=320hf2lw2= hf1lw1 hf2lw22 0 300 130 650 6403 95 100 5 — — 640 6408 0 202 166 640 64010 106 128 122 640 640 第 34 頁(yè)，共 62 頁(yè)其余上弦節(jié)點(diǎn)由于 ΔN 很小，只需按構(gòu)造取值 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)鋼桁架一般在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置節(jié)點(diǎn)板，把匯交于節(jié)點(diǎn)的各桿件都與節(jié)點(diǎn)板相連接，形成桁架的節(jié)點(diǎn)，各桿件把力傳給節(jié)點(diǎn)板并互相平衡。有局部彎矩的桿件則還要傳遞彎矩和剪力。在節(jié)點(diǎn)中心線(xiàn)上設(shè)置加勁肋，加勁肋的高度與節(jié)點(diǎn)板的高度相等，厚度取 6mm。 加勁肋計(jì)算假設(shè)加勁肋傳遞直接由豎桿（16）傳來(lái)的支座反力的 1/4 它與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫承受剪力和彎矩，V=R/4=M=Vmm