1、摘 要 本設(shè)計為輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房，采用輕型門式剛架體系，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量輕，強度高，跨度大，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工期短，相應(yīng)降低投資成本，經(jīng)濟實惠。它在我國有著較為廣泛的應(yīng)用前景。輕型鋼結(jié)構(gòu)的屋面荷載較輕，因而桿件截面較小、較薄。它除具有普通鋼結(jié)構(gòu)的自重較輕、材質(zhì)均勻、應(yīng)力計算準(zhǔn)確可靠、加工制造簡單、工業(yè)化程度高、運輸安裝方便等特點外，一般還具有取材方便、用料較省、自重更輕等優(yōu)點。 本設(shè)計主要為結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計部分包括結(jié)構(gòu)選型和布置、荷載計算、吊車梁設(shè)計、抗風(fēng)柱設(shè)計、檁條和墻梁設(shè)計、門式鋼架設(shè)計、支撐設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計（手算電算對比，內(nèi)力組合），節(jié)點設(shè)計。各章節(jié)都詳細演算了主要構(gòu)件的計算過程。本次設(shè)計

2、圖紙部分有：結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書，廠房平面圖，立面剖面，節(jié)點詳圖，剛架施工圖，廠房檁條墻梁布置圖，吊車梁施工圖，支撐布置圖，基礎(chǔ)平面布置圖。 關(guān)鍵詞： 輕型鋼結(jié)構(gòu)； 門式剛架； 結(jié)構(gòu)設(shè)計； 基礎(chǔ)設(shè)計。AbstractThe design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure constructi

3、on period short, lower investment costs, economic benefits. In China it has a more extensive application prospects. Light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. In addition to its ordinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate a

4、nd reliable stress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, transport and other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter weight .The design specification is structural design.Part of the structu

5、ral design, including program selection, the design of the crane beam, purlin design, pillar of wind-resistant design, corbel design, rigid frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. Chapters detail the main components of calculus calculation.F

6、oundation programs include ground handling, foundation design. Part of the design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, foundation plan, lime-soil com

7、paction pile layout map . Key Words: Light steel structure； Portal frame； Structural design； foundation design. 目 錄摘 要IAbstractII1緒論12 結(jié)構(gòu)選型及布置22.1 結(jié)構(gòu)選型22.2 材料的選擇22.3 柱網(wǎng)布置22.4 屋面布置32.5 柱間支撐及布置42.6 屋蓋支撐及布置52.7 墻面結(jié)構(gòu)布置53 荷載計算63.1 永久荷載統(tǒng)計63.2 活荷載統(tǒng)計63.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值63.4 吊車荷載73.5 整個廠房各部分作用的荷載（標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計值）84 吊車梁的設(shè)計104

8、.1 設(shè)計資料104.2 內(nèi)力分析104.2.1 吊車梁的最大豎向彎矩104.2.2 吊車梁的最大剪力114.2.3 吊車梁的最大水平彎矩114.2.4 吊車梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大彎矩（求豎向撓度用）124.3 截面選型124.3.1 梁高h124.3.2 腹板厚度124.3.3 翼緣板尺寸134.4 截面驗算134.4.1 截面幾何特性134.4.2 強度驗算144.4.3 整體穩(wěn)定驗算144.5 加勁肋計算164.5.1 橫向加勁肋在腹板兩側(cè)成對出現(xiàn)164.5.2支座加勁肋164.6 疲勞強度驗算174.7 撓度驗算174.8 焊縫連接計算184.8.1 上翼緣與腹板連接焊縫184

9、.8.2 下翼緣與腹板連接焊縫184.8.3 支座加勁肋與腹板連接焊縫185 抗風(fēng)柱設(shè)計195.1 荷載計算195.1.1 永久荷載195.1.2 風(fēng)荷載195.1.3 單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計值195.2 內(nèi)力分析195.3 截面選擇205.4 強度驗算205.5 穩(wěn)定性驗算205.5.1 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定205.5.2 彎矩作用平面外的穩(wěn)定215.6 撓度驗算226 屋面檁條設(shè)計236.1 荷載236.1.1 永久荷載236.1.2 可變荷載236.2 荷載組合246.2.1 1.2恒載+1.4屋面均布荷載246.2.2 1.0恒載+1.4風(fēng)吸力荷載246.2.3 1.2恒載+1

10、.4檢修及施工集中荷載246.3 內(nèi)力分析246.4 截面選擇和截面特性256.4.1 檁條選型256.4.2 有效截面特征266.4.3 有效截面的驗算266.4.4 凈截面特征266.5 強度驗算276.6 穩(wěn)定性計算286.7 剛度驗算296.8 拉條驗算297 墻梁設(shè)計297.1 荷載計算307.1.1 荷載計算307.1.2 兩種組合317.2 內(nèi)力分析317.2.1 豎向荷載產(chǎn)生的彎矩317.2.2 水平荷載，產(chǎn)生的彎矩317.2.3 剪力327.2.4 雙彎矩力矩327.3 截面選型及驗算337.3.1 截面選型337.3.2 各板件端部的應(yīng)力值337.3.3 各組成板件有效截面

11、347.3.4 強度驗算367.3.5 強度驗算367.3.6 撓度驗算377.4 拉條計算388 門式剛架設(shè)計398.1 荷載分析398.1.1 永久荷載398.1.2 可變荷載398.1.3 風(fēng)載398.1.4 吊車荷載398.2 作用在剛架上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值408.2.1 作用于柱上的線荷載408.2.2 屋面與檁條引起的線荷載408.2.3 屋面活荷載引起的線荷載408.2.4 風(fēng)荷載引起的線荷載408.2.5 吊車引起的線荷載418.3 鋼架計算簡圖418.4 截面選擇428.5 內(nèi)力計算431 永久荷載432 可變荷載443 左風(fēng)464 右風(fēng)475 吊車工況一486 吊車工況二498

12、.6 荷載組合508.6.1 荷載組合種類508.6.2 荷載組合計算508.7 截面驗算508.7.1 最大寬厚比驗算508.7.2 左邊柱驗算518.7.3 右邊柱驗算568.7.4 中柱驗算568.7.5 梁節(jié)點8、18截面驗算628.7.6 梁節(jié)點9、15截面驗算638.7.7 梁節(jié)點10、16截面驗算658.7.8 梁節(jié)點11、17截面驗算688.7.9 梁節(jié)點12、14截面驗算718.9.10 梁節(jié)點13截面驗算739 節(jié)點設(shè)計779.1 斜梁與邊柱的連接節(jié)點779.1.1 螺栓強度驗算779.1.2 端板厚度驗算789.1.3 腹板厚度驗算789.1.4 梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算7

13、99.2 中柱與雙邊斜梁連接節(jié)點799.2.1 螺栓強度驗算799.2.2 端板厚度驗算809.2.3 腹板厚度驗算809.2.4 梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算819.3 梁梁端板節(jié)點819.4 屋脊端板節(jié)點819.4.1 螺栓強度驗算819.4.2 端板厚度驗算829.4.3 腹板厚度驗算839.4.4 梁柱節(jié)點域的剪應(yīng)力驗算839.5 邊柱和中柱柱腳設(shè)計839.5.1 內(nèi)力設(shè)計值839.5.2 底板尺寸選擇849.5.3 錨栓選擇859.5.4 肋板的計算859.5.5 靴梁計算869.5.6 抗剪鍵的設(shè)置879.6 牛腿設(shè)計879.6.1 荷載計算879.6.2 截面特性889.6.3 強度驗

14、算899.6.4 焊縫驗算8910 支撐構(gòu)件設(shè)計9210.1 屋面橫向水平支撐9210.2 柱間支撐9210.2.1 荷載計算9310.2.2 柱間支撐構(gòu)件內(nèi)力計算9310.2.3 截面設(shè)計9311 基礎(chǔ)設(shè)計9611.1 基礎(chǔ)的選擇9611.2 基礎(chǔ)埋深9611.3 地質(zhì)水文資料9611.4 基礎(chǔ)尺寸的確定9711.4.1 確定地基承載力9711.4.2 確定基礎(chǔ)上部荷載9711.4.3 確定基礎(chǔ)底面積9711.4.4 基礎(chǔ)沖切驗算9911.5 基礎(chǔ)截面配筋計算100參考文獻101致謝102附表A 鋼架非地震作用內(nèi)力組合表1031緒論結(jié)構(gòu)體系是指“結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用較薄板件，設(shè)計時考 慮板件局部失穩(wěn)

15、后的后繼強度的鋼結(jié)構(gòu)體系。門式剛架是典型的輕型鋼結(jié)構(gòu)，也是目前國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的輕型鋼結(jié)構(gòu)。門式剛架屬于平面結(jié)構(gòu)，它們在縱向構(gòu)件、支撐和圍護結(jié)構(gòu)的聯(lián)系下形成空間的穩(wěn)定體系，結(jié)構(gòu)只有組成空間穩(wěn)定整體，才能承擔(dān)各種荷載和其他外在效應(yīng)。所以在考慮建筑功能和經(jīng)濟條件下后本設(shè)計選用單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。本廠房建筑面積近2700，為單層鋼結(jié)構(gòu)建筑。單層廠房為四坡雙跨門式剛架,跨度為24m+21m，長度60m，寬度45m，檐高9.00m，剛架柱距6m，屋面坡度10%，屋面板為壓型鋼板,檁條采用薄壁卷邊C型， 檁條間距1.5m，墻梁間距2.0m。門式剛架采用Q345鋼，屋面檁條、墻架檁條采用Q235-B鋼，焊

16、條采用E43型，外墻墻面為彩色壓型鋼板， 24米跨設(shè)置一臺15T吊車，軌頂標(biāo)高7米。 安全等級為二級，結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限50年。 地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙類。 防火等級為三級。2 結(jié)構(gòu)選型及布置 2.1 結(jié)構(gòu)選型 經(jīng)分析，由于本廠房荷載較小，故選用質(zhì)量較輕、工業(yè)化程度較高、施工周期短、結(jié)構(gòu)形式較簡單的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。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，并便于工業(yè)化，商品化的制品生產(chǎn)，與輕型維護材料想配套的輕型鋼結(jié)構(gòu)框架體系已廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。單層門式鋼架適用于一般工業(yè)于民用建筑及公用建筑、商業(yè)建筑，也可用于吊車起重量不大（Q15t）且跨度

17、不大的工業(yè)廠房。 2.2 材料的選擇 材料選擇根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中的相關(guān)規(guī)定選取，本廠房是輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，廠房柱、梁、吊車梁構(gòu)件選用Q345鋼。檁條、壓型鋼板柱間支撐等結(jié)構(gòu)構(gòu)件均選用Q235鋼材。 焊條選用：Q235鋼與Q235鋼，Q235鋼與Q345鋼之間的焊接連接采用E43型焊條；Q345鋼與Q345鋼之間的焊接采用E50型焊條。 2.3 柱網(wǎng)布置本廠房建筑面積2700m，其中柱距6m，對于跨度的選擇，應(yīng)盡量選擇較大的跨度?？缍容^大可以擴大柱網(wǎng)，這樣可以底稿廠房的通用性，擴大生產(chǎn)面積，節(jié)約用地，加快建設(shè)速度，提高吊車的服務(wù)范圍，因此本廠房采用18m的

18、跨度。并根據(jù)工藝要求設(shè)為雙跨。柱網(wǎng)布置圖如圖2.1所示。 圖 2.1 2.4 屋面布置根據(jù)屋面壓型鋼板的規(guī)格，檁條沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.3.1之規(guī)定，由于檁條跨度為6m9m，故采用實腹式檁條。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.3.5和6.3.6之規(guī)定，應(yīng)在檁條中間處設(shè)置一道拉條，拉條采用8圓鋼，圓鋼拉條設(shè)在距檁條上翼緣1/2腹板高度范圍內(nèi)，屋脊拉條為剛性。如圖2.2所示。 圖 2.2 2.5 柱間支撐及布置根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中4.5.2之規(guī)定應(yīng)在廠房兩端第一

19、柱間設(shè)置柱間支撐，并應(yīng)在中間一個柱間設(shè)置柱間支撐，柱間支撐分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐布置。兩端氣第二跨設(shè)上下柱支撐，中間設(shè)上下柱支撐。在設(shè)置柱間支撐的開間，宜同時設(shè)置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。當(dāng)有起重量不小于5t的吊車時，柱間宜采用型鋼支撐，形式為十字交叉。如圖2.3所示。 圖 2.3 2.6 屋蓋支撐及布置由于本廠房長60米，寬45m，根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中4.5.2之規(guī)定，將整個廠房可劃分為一個溫度區(qū)段。因此在廠房兩端第一個柱間支撐設(shè)置橫向水平支撐。此外，還應(yīng)在廠房中間柱間內(nèi)設(shè)置屋蓋橫向水平支撐，并應(yīng)在上述相應(yīng)位置設(shè)置剛性系桿。 2.7 墻面

20、結(jié)構(gòu)布置 根據(jù)墻板的板型和規(guī)格，墻梁的布置沿高度方向間距每隔2.0m布置一道，根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中8.4.2之規(guī)定，本廠房跨度6m，應(yīng)在跨中中間處設(shè)置一道拉條，拉條承擔(dān)的墻體自重通過斜拉條傳至承重柱和墻架柱，且應(yīng)每隔5道拉條設(shè)置一對斜拉條，以分段傳遞墻體自重，拉條為8圓鋼。 根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中6.4.2節(jié)，應(yīng)設(shè)置門柱窗柱，且由于門柱、窗柱需承受墻板重及自重，所以應(yīng)考慮為雙向受彎構(gòu)件。3 荷載計算 3.1 永久荷載統(tǒng)計結(jié)構(gòu)自重（包括屋面板、檁條、支撐、斜梁、墻架等），初步計算時，此折算荷重按（標(biāo)準(zhǔn)值）近似采用。 3.2 活

21、荷載統(tǒng)計屋面活載 雪荷載 取兩者較大值 3.3 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 風(fēng)荷載：，基本風(fēng)壓值為，地面粗糙度類別為B類，風(fēng)振系數(shù),風(fēng)壓高度變化,根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2012，知封閉式雙跨雙坡屋面風(fēng)荷載體型系如圖3.1所示： 圖3.1基本風(fēng)壓按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009的規(guī)定值乘以1.05采用。 圖3.1 左風(fēng)作用下風(fēng)荷載體形系數(shù) 3.4 吊車荷載24m跨采用吊A5級15t電動橋式吊車，最大輪壓Pmax=185KN，最小輪壓Pmin=58KN，吊車梁影響線如圖3.2所示： 圖3.2 吊車梁支座反力影響線 吊車豎向荷載：（標(biāo)注值/設(shè)計值）吊車橫向荷載： 3.5 整個廠房各部

22、分作用的荷載（標(biāo)準(zhǔn)值與設(shè)計值）18米跨 屋面 恒荷載 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計值： 活荷載 標(biāo)準(zhǔn)值： 設(shè)計值： 風(fēng)荷載 （設(shè)計值）：左風(fēng)時 右風(fēng)時 4 吊車梁的設(shè)計 4.1 設(shè)計資料 吊車梁跨度 L=6m，無制動結(jié)構(gòu)，鋼材采用Q345，焊條采用E50 系列，吊車梁資料如下：吊車采A5級15t電動橋式吊車，查知:寬度B=5550mm，軌道中心至吊車外端距離B1=260，跨度L=24m。軌頂以上高度H=2140mm，輪距K=4400m，小車重=3.8t，吊車總重=31.6t，最大輪壓Pmax=185KN,最小輪壓Pmin=58KN。吊車尺寸圖如圖4.1所示： 圖4.1 吊車尺寸 4.2 內(nèi)力分析4.2.1

23、吊車梁的最大豎向彎矩 當(dāng)?shù)踯囕單恢萌鐖D4.2所示時，吊車梁的豎向彎矩最大。 圖4.2 最不利輪位布置及內(nèi)力 吊車豎向荷載動力系數(shù) ，考慮吊車梁自重對內(nèi)力的影響，近似輪壓乘荷載增大系數(shù)，吊車荷載分項系數(shù)，軟鉤吊車取，則： 豎向計算輪壓： 在處剪力：4.2.2 吊車梁的最大剪力 求最不利輪位布置如4.3所示 圖4.3 4.2.3 吊車梁的最大水平彎矩 由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范之規(guī)定知，每個輪上的橫向荷載設(shè)計值為： 4.2.4 吊車梁在豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的最大彎矩（求豎向撓度用）4.3 截面選型 鋼材為Q345,其強度設(shè)計值為：抗彎 （） 抗剪 （）4.3.1 梁高h 需要的截面模量：按經(jīng)濟條件確定：最

24、小高度建筑凈空無要求，故初選腹板高度。4.3.2 腹板厚度 按經(jīng)驗公式：按抗剪要求：取。4.3.3 翼緣板尺寸 需要的翼緣板面積約為：翼緣寬度 翼緣厚度 考慮到豎向彎矩比較大，適當(dāng)擴大翼緣寬度，取翼緣板外伸寬度 翼緣板外伸寬度與厚度之比 滿足局部穩(wěn)定要求4.4 截面驗算4.4.1 截面幾何特性 吊車梁斷面尺寸如圖4.4所示 圖4.44.4.2 強度驗算 (1)上翼緣正應(yīng)力(2) 剪應(yīng)力 4.4.3 整體穩(wěn)定驗算用 計算由于截面對稱，則則 4.4.4 局部穩(wěn)定驗算 應(yīng)按計算配置橫向加勁肋。加勁肋間距計算：有約束時時，取 當(dāng)時， 當(dāng)01.2時， 當(dāng)時，當(dāng)0.9時，則局部穩(wěn)定公式有： 滿足要求。4.

25、5 加勁肋計算4.5.1 橫向加勁肋在腹板兩側(cè)成對出現(xiàn)外伸寬度：厚度：，取 采用。4.5.2支座加勁肋采用 則穩(wěn)定性驗算：按承受最大支座反力的軸心壓桿，驗算在腹板平面外的穩(wěn)定。端部承壓力計算：4.6 疲勞強度驗算 因本廠房吊車為中級工作制，故吊車梁可不進行疲勞強度驗算。4.7 撓度驗算4.8 焊縫連接計算4.8.1 上翼緣與腹板連接焊縫上翼緣對中和軸面積距： 取，則 4.8.2 下翼緣與腹板連接焊縫 因截面對稱，故和上翼緣與腹板的連接焊縫相同。4.8.3 支座加勁肋與腹板連接焊縫5 抗風(fēng)柱設(shè)計5.1 荷載計算5.1.1 永久荷載 山墻墻面板及墻梁 自重為： 。 抗風(fēng)柱自重 ： 5.1.2 風(fēng)荷

26、載 基本風(fēng)壓，廠房跨中不設(shè)置抗風(fēng)柱，柱高9.0m。地面類別為B類，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001表7.2.1 得：； 風(fēng)壓體型系數(shù)由門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102:2002附錄A表查出,， 則風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值： 5.1.3 單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計值永久荷載設(shè)計值： 風(fēng)荷載設(shè)計值： 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 5.2 內(nèi)力分析 抗風(fēng)柱的柱腳和柱頂分別由基礎(chǔ)和屋面支撐提供豎向及水平支撐，計算簡圖如圖5.1所示。圖5.1 抗風(fēng)柱計算簡圖構(gòu)件最大軸壓力： 構(gòu)件最大彎矩： 5.3 截面選擇 選用 型柱，則柱截面特性：；。5.4 強度驗算 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003）

27、： 滿足要求。5.5 穩(wěn)定性驗算5.5.1 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003公式（）,繞強軸的長細比： 因為，所以對軸屬a類，對軸屬b類。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003附錄C的類截面得：，則 所計算段無端彎矩但有橫向荷載，故5.5.2 彎矩作用平面外的穩(wěn)定 繞弱軸的長細比的計算考慮墻面墻梁隅撐的支持作用,計算長度取為墻梁的間1.4m 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003公式(5.2.2-3),繞弱軸的長細比： 因為，所以對軸屬a類，對軸屬b類。查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003附錄C的b類截面得： 計算段有端彎矩和橫向荷載作用，并使

28、構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率，故取，則： 滿足要求。5.6 撓度驗算 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50017-2003附錄A續(xù)表A.1.1,在橫向風(fēng)荷載作用下,抗風(fēng)柱水平撓度為：滿足要求。6 屋面檁條設(shè)計6.1 荷載屋面板為 YX56-186-720 型壓型鋼板加50mm 厚帶鋁鉑玻璃纖維棉保溫層，屋面排水坡度為，采用直卷邊C形槽鋼檁條，長度=6，檁距為1.5m，檁條中間設(shè)置拉條一道，檁條及拉條鋼材均為Q235。檁條跨度大于4m，故在檁條跨間設(shè)置拉條，在檐口處設(shè)置拉條和剛性撐桿。6.1.1 永久荷載壓型鋼板+保溫層： 檁條（包括拉條）： 合計 6.1.2 可變荷載（1） 屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載

29、規(guī)范GB 50009-2012，本廠房采用的壓型鋼板為輕型屋面板，屋面為不上人屋面，其水平投影面上的屋面均不活荷載按表5.3.1采用，標(biāo)準(zhǔn)值取。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2012中之規(guī)定：施工或檢修集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 。（2） 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本雪壓 （3） 屋面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 由3.2知垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值6.2 荷載組合6.2.1 1.2恒載+1.4屋面均布荷載線荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 線荷載設(shè)計值： 6.2.2 1.0恒載+1.4風(fēng)吸力荷載線荷載設(shè)計值： 6.2.3 1.2恒載+1.4檢修及施工集中荷載線荷載設(shè)計值： 作用在一根檁條上的集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：，設(shè)計值：6.3 內(nèi)力分析由第一種

30、荷載組合的內(nèi)力起控制作用，所以?。?屋面檁條計算簡圖如圖6.1所示。圖6.1 屋面檁條計算簡圖對 X 軸，跨中拉條支點最大彎矩： 對 Y 軸，跨中拉條支點最大負彎矩： 對于平坡屋面（坡度為1/81/20），當(dāng)風(fēng)荷載較大時，應(yīng)驗算在風(fēng)吸力作用下，永久荷載與風(fēng)荷載組合下截面應(yīng)力反號的情況。 6.4 截面選擇和截面特性6.4.1 檁條選型按檁條高度，從而選型檁條C形槽，屋面坡度，即 。檁條截面如圖6.2所示 圖6.2 檁條截面示意圖6.4.2 有效截面特征6.4.3 有效截面的驗算（1） 上翼緣 假定由My引起的應(yīng)力影響不予考慮，近似的可將上翼緣視為一均勻受壓的一邊支撐一邊卷邊的構(gòu)件。 上翼緣板件寬

31、厚比b/t=60/3=20，查表知截面全部有效。（2） 下翼緣 下翼緣為受拉構(gòu)件，板件截面全部有效。（3） 腹板 腹板是二邊支撐的非均勻受拉板，=2.0，b/t=140/3=46.7，查表知腹板截面全部有效。 由于截面全部有效，有效截面特征即為毛截面特征。（由于拉條孔較小且位于腹板，故未計及拉條孔引起的截面削弱影響）6.4.4 凈截面特征 考慮由于設(shè)置拉條，在檁條跨中開有10的孔，近似計算其凈截面特性：An=890-30=860mm2設(shè)x1,y1為凈截面的主軸,見圖6.3。 =78.66mm=80.0-78.66=1.34mm=336.96104+8901.342-30(40+1.34)2=3

32、32104 mm4 圖6.3 彎曲應(yīng)力符號圖（壓正拉負）=40.82103mm3=42.21103mm3y1=38.22mm=38.9-38.22=0.68mm =41.99104+8900.682-30(18.1+0.68)2=40.97104mm4=20.36103mm3=10.36103mm36.5 強度驗算=+=+ 檁條滿足強度要求。6.6 穩(wěn)定性計算 截面全部有效，同時不記孔洞削弱，則受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù)：跨中無側(cè)向支撐構(gòu)件。查冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002表得： ； ； O 風(fēng)吸力作用下檁條下翼緣受壓區(qū)：滿足要求。6.7 剛度驗算檁條滿足剛度要求。6.8 拉條

33、驗算拉條所受力即為檁條跨中側(cè)向支點的支座反力，則按構(gòu)造取8拉條(A=50.8mm2) 7 墻梁設(shè)計 本工程墻梁采用卷邊C形槽鋼，跨度l=6m，間距，在1/2處設(shè)一根拉條，墻梁采用16Mn鋼、拉條采用Q235鋼。墻梁荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.372kN/m，墻梁自重0.073kN/m。 迎風(fēng)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 背風(fēng)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：7.1 荷載計算7.1.1 荷載計算如圖7.1所示： 圖7.1墻梁所受荷載設(shè)計值：豎向 水平 墻梁所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值：豎向 水平 7.1.2 兩種組合 （1） （2） 7.2 內(nèi)力分析7.2.1 豎向荷載產(chǎn)生的彎矩由于墻梁跨中設(shè)有一道拉條，可視為墻梁支撐點，彎矩如圖7.2所示： 300030

34、00 MBM2M1 圖7.27.2.2 水平荷載，產(chǎn)生的彎矩墻梁承擔(dān)水平方向荷載作用下，按單跨簡支梁計算內(nèi)力，則：迎風(fēng) 背風(fēng) 7.2.3 剪力 在豎向荷載作用下,兩跨連續(xù)梁的最大剪力為： 在水平方向的剪力按單跨簡支梁計算：迎風(fēng) 背風(fēng) 7.2.4 雙彎矩力矩 初選墻梁截面為C形冷彎槽鋼，查表得查表得，彎扭特性系數(shù)：，(1) 迎風(fēng)時荷載對彎曲中心的合扭矩 由曲線查的，故得跨中最大雙扭力矩： (2) 背風(fēng)時荷載對彎曲中心的合扭矩 由曲線查的，故得跨中最大雙扭力矩： 7.3 截面選型及驗算7.3.1 截面選型 由初選墻梁截面C型槽鋼截面特性:；。圖7.3 個角點應(yīng)力符號7.3.2 各板件端部的應(yīng)力值

35、迎風(fēng)： 背風(fēng)： 7.3.3 各組成板件有效截面A 承當(dāng)豎向荷載和迎風(fēng)荷載時(1) 1-4板 板件14為非均勻受壓的兩邊支承板件， 取=2.0，查表知，板件截面全部有效。(2) 1-2板 板件12為非均勻受壓的一邊支承、一邊卷邊板件，作用在卷邊處， ， 查表得，容許寬厚比為 此板件截面全部有效。(3) 3-4板 板件34為非均勻受壓的一邊支承，一邊卷邊板件，作用在支承處， ， 查表得，容許寬厚比為 此板件截面全部有效。B 承當(dāng)豎向荷載和背風(fēng)荷載時(1) 1-4板 板件14為非均勻受壓的兩邊支承板件， 取=2.0，查表知，板件截面全部有效。(2) 1-2板 板件12為非均勻受壓的一邊支承、一邊卷邊

36、板件，作用在支承處， 查表得，容許寬厚比為 此板件截面全部有效。(3) 3-4板 板件34為非均勻受壓的一邊支承，一邊卷邊板件，作用在卷邊處， 查表得，容許寬厚比為 此板件截面全部有效。7.3.4 強度驗算A 正應(yīng)力 由于截面全部有效，故墻梁截面可近似按毛截面計算，且可采用考慮冷彎效應(yīng)的強度設(shè)計值，查表得B 剪應(yīng)力豎向剪應(yīng)力 水平向剪應(yīng)力：故墻梁的彎曲正應(yīng)力，剪應(yīng)力強度均滿足要求。7.3.5 強度驗算背風(fēng)時，墻梁的主受壓翼緣（板件14）無約束，需按下式驗算穩(wěn)定性： ， ， 拉條不能作為側(cè)向支撐,查表知 墻梁采用的C形卷邊槽鋼為一單軸對稱截面，則：由于荷載位于彎心下側(cè)，故a=52.5mm， 7.

37、3.6 撓度驗算A 豎向：按兩跨連續(xù)梁計算B 水平方向：按單跨簡支梁計算剛度滿足要求。7.4 拉條計算 當(dāng)跨中拉條承擔(dān)一根墻梁的豎向支撐作用時，拉條所受拉力：拉條所需截面面積：An=按構(gòu)造選用拉條，截面面積50.3mm2,它可以承擔(dān)6根墻梁的豎向支撐作用。8 門式剛架設(shè)計8.1 荷載分析8.1.1 永久荷載 結(jié)構(gòu)自重（包括屋面板、檁條、支撐、斜梁、墻架等），初步計算時，此折算荷重按（標(biāo)準(zhǔn)值）近似采用。8.1.2 可變荷載 活載： 計算剛架取 雪載: 8.1.3 風(fēng)載 基本風(fēng)壓, 基本風(fēng)壓建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2001取，地面粗糙等級為B級，以柱頂為準(zhǔn)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)。8.1.4

38、吊車荷載 吊車每個大車輪子傳遞的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 吊車豎向荷載設(shè)計值： 橫向水平荷載：8.2 作用在剛架上的線荷載標(biāo)準(zhǔn)值8.2.1 作用于柱上的線荷載 考慮剛柱自重柱上線荷載為：邊柱為 中柱為 8.2.2 屋面與檁條引起的線荷載考慮剛架梁自重，屋面與檁條引起的線荷載： 8.2.3 屋面活荷載引起的線荷載由于屋面活荷載小于雪荷載，取雪荷載，則由雪荷載引起的線荷載： 8.2.4 風(fēng)荷載引起的線荷載 由3.5知風(fēng)荷載引起的線荷載為 左風(fēng)：左邊柱上的線荷載設(shè)計值： 右邊柱上的線荷載設(shè)計值：左邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計值： 左邊背風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計值： 右邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計值： 右邊背風(fēng)坡

39、面上的線荷載設(shè)計值： 右風(fēng)：右邊柱上的線荷載設(shè)計值： 左邊柱上的線荷載設(shè)計值： 右邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計值： 右邊背風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計值： 左邊迎風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計值： 左邊背風(fēng)坡面上的線荷載設(shè)計值： 8.2.5 吊車引起的線荷載 最大輪壓作用于邊柱列 邊柱列所受豎向力及彎矩： 中柱列所受豎向力及彎矩： 最大輪壓作用于中柱列 中柱列所受豎向力及彎矩： 邊柱列所受豎向力及彎矩： 橫向荷載作用 8.3 鋼架計算簡圖對鋼架進行節(jié)點、單元編號，計算簡圖如圖8.1所示 圖8.1 鋼架計算簡圖8.4 截面選擇初選梁柱截面及截面特性如表8.2所示。邊柱和中柱截面； ； ； ； ； ； 。 剛架斜梁大頭處斷面； ； ； ； ； ； 。 剛架斜梁小頭處斷面； ； ； ； ； 。 表8.2 梁柱截面及截面特性8.5 內(nèi)力計算 由力學(xué)求解器分別求出不同荷載作用下的軸力、剪力和彎矩圖，以及各個單元、節(jié)點的數(shù)值，如表8.1所示。 表8.1 各種荷載作用下的內(nèi)力圖及數(shù)值1 永久荷載計算簡圖（） 軸力圖（） 剪力圖（） 彎矩圖（）2 可變荷載計算簡圖（） 軸力圖（） 剪力圖（） 彎矩圖（）3 左風(fēng)計算簡圖（） 軸力圖（） 剪力圖（） 彎矩圖（）4 右風(fēng)計算簡圖（） 軸