【正文】 抗風(fēng)柱設(shè)計 ................................................... 95 基礎(chǔ)設(shè)計 ..................................................... 98 結(jié)束語 ............................................................ 112 參考文獻 .......................................................... 114 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 摘要 I 摘要 本設(shè)計為位于湖南省石門縣的門式剛架廠房，總建筑面積為 22592m ， 采用門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)形式，單層雙坡雙跨。本設(shè)計包括建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和外文翻譯三部分。結(jié)構(gòu)設(shè)計部分則包括吊車梁設(shè)計，剛架設(shè)計，節(jié)點設(shè)計，檁條設(shè)計，墻梁設(shè)計，支撐設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計。建筑施工圖包括建筑平面圖，屋頂平面圖，立面圖，剖面圖，節(jié)點詳圖和門窗明細表；結(jié)構(gòu)施工圖包括基礎(chǔ)平面布置圖及基礎(chǔ)模板配筋圖，結(jié)構(gòu)平面布置圖，結(jié)構(gòu)立面圖，結(jié)構(gòu)屋面圖，結(jié)構(gòu)支撐布置圖，鋼構(gòu) 件連接節(jié)點詳圖，鋼構(gòu)件詳圖和檁條布置圖。structure construction plans include foundation layout maps and template based reinforcement plans, structural layout plan, structure elevation, roof structure map, the map layout of the support structure, steel member connections detail map, steel ponent details and purlin layout. Keywords: Architectural design。 portal frame structure。 independent basis 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 前言 1 前言 本設(shè)計為位于湖南省石門縣的鋼結(jié)構(gòu)廠房，要求根據(jù) 已給 條件設(shè)計一座 滿足各項功能要求的 工業(yè)廠房。 后一個部分 為結(jié)構(gòu)設(shè)計，主體 結(jié)構(gòu) 采用 的是 輕型門式剛架， 對于次要結(jié)構(gòu)部分，采用人工驗算的方法，而針對重要結(jié)構(gòu)或主體部分則主要是通過軟件計算來確定結(jié)構(gòu)的安全。對于重要的主 鋼架 結(jié)構(gòu) 采用 的是更加安全的 彈性設(shè)計方法， 依據(jù) 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（ GB5001720xx）對各種 構(gòu)件的強度、剛度及穩(wěn)定性 進行校核 。中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 2 第一章 建筑設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu)門式剛架廠房位于湖南省石門縣，建筑面積 22592m 。該地區(qū)氣候 宜人 ，地質(zhì)條件良好 ，交通便利，地勢平坦， 且周圍 無污染性的工業(yè)廠房。既要保證建筑和結(jié)構(gòu)的簡單合理，又要考慮它們的生產(chǎn)流程，因而決定采用矩形的平面形式，可以參考建筑圖部分。、 1 13。 1）橫向定位軸線。 2）縱向中心線。對中列柱而言，縱向定位軸線與截面的中心線重合；而對于 邊柱來說，縱向定位軸線和邊柱外邊緣重合，且廠房外墻內(nèi)緣和邊柱外緣重合。橫向定位軸線與縱向定位軸線相交形成的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 3 1） 跨度尺寸的確定 廠房的跨度應(yīng)通過對運輸通道、生產(chǎn)工藝設(shè)備及人員活動空間的計算來確定。根據(jù)該工業(yè)廠房生產(chǎn)工藝的要求，本設(shè)計采用 雙跨，跨度取 18m。 剖面設(shè)計 剖面設(shè)計應(yīng)做到以下幾點要求：（ 1）滿足生產(chǎn) 工藝 需要的 必要 空間；（ 2） 保證 廠房 光線合適，通風(fēng)順暢 ；（ 3） 屋面坡度應(yīng)保證 排水 便利 ；（ 4）施工方便、節(jié)約材料且能夠滿足建筑工業(yè)化的要求。簡單地說 ，它 近似 等于柱頂 到室內(nèi) 地 面 的 距離 。 21: HHH ??柱頂標(biāo)高 543211 hhhhhH ?????軌頂標(biāo)高： 吊車梁 軌 道 頂 部到 柱頂 距離 762 hhH ?? 式中各參數(shù)的含義如下： 1h ： 的高度起吊物需跨越最大設(shè)備 ； 2h ： 距離起吊物和跨越間的安全 ， 通常定 為 400mm~500mm； 3h ： 起吊物的最大高度 ； 4h ：吊 繩 的最小 長度 ， 一般取決于起吊物 的 形狀 小， 通常 大于 1000mm； 5h ：吊鉤到 吊車梁 軌 道 頂面的最小 高度 ； 6h ：吊車梁軌 道 頂 面到 小車 上部 的 距離 ， 從吊車參數(shù)表中可以獲得此數(shù)據(jù) ； 7h ：屋架下弦 與 小車頂面之間的 凈空尺寸 。 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 4 圖 1 廠房高度的剖面圖 依照 《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T 5000620xx），廠房 的高度 應(yīng)采用擴大模數(shù)3M 數(shù)列。 考慮到吊車參數(shù)、生產(chǎn)流程和建筑模數(shù)的約束， 本設(shè)計中取牛腿面高度為6m，房屋檐口高度為 。綜合兩者因素，本設(shè)計確定室內(nèi)外高差為 150mm，即室內(nèi)地面標(biāo)高定為 177。 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第一章 5 廠房采光設(shè)計 廠房的采光等級 定 為 Ⅲ 級， 采用雙側(cè)采光，依據(jù) 《建筑采光設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T 50033）， 窗地面積比 dAA/c 應(yīng)大于 4/1 。 側(cè)墻開窗 加上 兩端 山墻 開 窗共 30 個窗 戶 ，窗戶 的 寬 度取為 m4 ，由 2 個 m2 寬的平開窗組合而成， 所以 窗戶 的 總高度 需大于)430/(648 ?? 。窗戶總高度為 ，滿足采光要求。 該廠房的柱距、跨度、高度、屋蓋坡度和門窗的尺寸及布置等，都已在前文中設(shè)計完畢，在立面設(shè)計中應(yīng)根據(jù)以上設(shè)計結(jié)果，選用屋蓋構(gòu)造形式及材料、墻體構(gòu)造形式及材料，并確定墻屋面板等的布局和顏色，以達到比例協(xié)調(diào)、完整均衡的效果，給人以美感，并與周圍的環(huán)境相融合。 墻體：墻面板選擇雙側(cè)彩色鋼板夾聚苯乙烯保溫板，兩側(cè)保溫板間是 C型檁條。屋面板擱置在 C型檁條上，檁條放置在剛架斜梁上。散水坡度取 %10 ，散水構(gòu)造采用 20C 混凝土。 因為廠房的縱橫向長度都不是很大，小于規(guī)范的限值，所以設(shè)計時沒有設(shè)置伸縮縫。主體結(jié)構(gòu)為雙跨雙坡的實腹式門式剛架，圍護結(jié)構(gòu)包括屋面板、墻面板、檁條和墻梁，其中，屋面板和墻面板由壓型鋼板構(gòu)成，而檁條和墻梁則是由冷彎薄壁型鋼組成。 檁條墻梁的間距一般取為 ~，設(shè)計中檁條取 ，并每隔兩根檁條設(shè)置一道隅撐；墻梁間距則取為 ， 同樣也是每隔兩根墻梁設(shè)置一道隅撐。 在廠房兩側(cè)的第一個開間和 FG 開間內(nèi)設(shè)置有 屋蓋水平支撐 ，每個開間內(nèi)分別設(shè)置 12 組交叉斜拉桿。在端部的山墻部分，每 6m 處設(shè)置一根抗風(fēng)柱，用來將風(fēng)荷載傳遞給屋面支撐。 設(shè)計方法 按塑性設(shè)計方法驗算梁與邊柱剪應(yīng)力節(jié)點域，按彈性設(shè)計方法驗算其他構(gòu)件。 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 7 吊車梁荷載 1）最大輪壓的計算。每個 吊車 輪上的橫向荷載標(biāo)準(zhǔn)值 為 )(1041 gQHk ??? ?，其中，Q 為吊車的額定起重量，本設(shè)計中取 20t； g表示小車重，設(shè)計中為 ，且吊車 為A5 中級工作制 吊車 。吊車梁兩端 按鉸接設(shè)計 ， ml 6? （柱距）。 圖 2 兩臺吊車三個輪子的最不利荷載布置情況 3P 代表三個輪壓的合力。此時， P 所在截面的彎矩 xM 可以表示為： iiyAx MxaxllPMxFM ?????? )(3（ 21） )2(3 axllPdxdM x ??? 而要滿足吊車梁上有三個輪壓， x必須滿足 mmxmm 1 5 0 01 3 6 0 ?? ，且mma 1047? ，此時 0?dxdMx 恒成立。所以，當(dāng)?shù)踯嚵荷现蛔饔糜袃蓚€輪壓時，吊車梁產(chǎn)生的彎矩最大。同 樣地 ，可得 到由 橫向水平荷載產(chǎn)生的最大剪力 kNPHVH wkky 69 a xm a x ,m a x , ????? ? 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 9 2）考慮 一根吊車梁上 兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（ 兩 個輪子時） 記梁上兩輪壓 P 之間的距離為 1a ，離 A支座較近的輪壓距梁上梁上兩輪壓合力2P 的距離為 2a ，離 A 支座較近的輪壓到 A 支座的距離為 x。故只需要計算吊車梁產(chǎn)中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 10 生的最大剪力。 1） 截面特性 223960mmA? mmy ? 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 11 46105 6 4 4 6 4 mmI x ?? 8 mmS ?? 5 5 4 mmW x ?? 2） 扣除孔洞后的 截面特性 223100 mmAn ? mmyn ? 4 0 7 mmI nx ?? 1 5 1 mmW nx ??上 3 0 4 mmW nx ??下 工字型截面 上翼緣對 y軸的 截面 特性 29 0 0 0204 5 0 mmA ???上 28 1 4 020) 5 0( mmA n ????? 453 5 1 845020xx1 mmI y ????? 4525 4 4 5 1 8 mmI ny ???????? 335 4 42 2 5 4 4 9 mmW ny ???? 335 10675225 mmW y ???? 強度驗算 1）正應(yīng)力驗算。由于吊車梁要進行疲勞驗算， x? 、 y? 均取 ，且考慮動荷載效應(yīng)，即動力系數(shù) ?? 。 下翼緣應(yīng)力 中南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 第二章 12 223 6 /215/ mmNmmNWMnxx ??? ????? 下? 滿足要求。由內(nèi)力計算知吊車梁的最大剪力 kNV ax ? 。 3）腹板的局部應(yīng)力驗算。 4）腹板計算高度邊緣處的折算應(yīng)力 2/ mmNc ?? 2661 / )( mmNIMynx ??????????? 263m a x / )( mmNIt SVw ?????????????? 因為 c? 與 ? 同號，取 ?? ，則 212222222/mmNfmmNcc ???????????????????? 滿足要求。 0 04 5 0 206 0 0 01 11 ?????? hb tl? （ 24） 因此在集中荷載作用下梁的整體穩(wěn)定性的等效臨界彎矩系數(shù) 8 0 ?????? ?? b （ 25） 受壓翼緣對 y軸的慣性軸 451 mmI ?? 受拉翼緣對