前 言設(shè)計題目來源于山西省某機(jī)械廠的二期機(jī)械配件加工廠房計劃。 本次畢業(yè)設(shè)計主要任務(wù)是加工廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計。課題來源于實際，其成果可直接或間接的滿足市場的需求，為社會服務(wù)，實現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計的社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。此次設(shè)計的目的是為了培養(yǎng)我正確的設(shè)計思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計態(tài)度，掌握國內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計方法（PKPM、3DS鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的學(xué)習(xí)）。通過解決具有一定復(fù)雜程度的實際工程問題，使所學(xué)的專業(yè)知識與實踐相結(jié)合，進(jìn)一步掌握輕型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和設(shè)計原理。設(shè)計說明書內(nèi)容詳實、完整、涉及面廣，對眾多參考資料進(jìn)行了比較和校正，然后選擇采用雙跨四坡門式剛架的結(jié)構(gòu)形式。依次按照主結(jié)構(gòu)、次結(jié)構(gòu)、支撐體系、圍護(hù)體系的順序進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計計算。從材料、設(shè)計計算到構(gòu)造要求等作了充分的考慮，在細(xì)節(jié)中附有大量的圖表加以說明。本設(shè)計還涉及到了薄壁型鋼和壓型鋼板以及保溫材料。這些材料性能十分優(yōu)越，并獲得了較好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果。從第一本《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》頒發(fā)以來，門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展。門式剛架是工業(yè)廠房發(fā)展的趨勢，國內(nèi)外對門式剛架的研究已相當(dāng)成熟，正逐步向技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定型化、加工過程工廠化、施工工藝機(jī)械化的目標(biāo)發(fā)展。國內(nèi)外關(guān)于門式剛架設(shè)計的爭議主要集中在荷載取值和計算理論體系。本設(shè)計依據(jù)我國相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，采用以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。在設(shè)計過程中，我收集了較多的工程設(shè)計資料，并深入現(xiàn)場進(jìn)行實踐，從工程概況、方案論證、總體設(shè)計到結(jié)構(gòu)設(shè)計，以科學(xué)的理論知識為基礎(chǔ)，以工程實例為依據(jù)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合科學(xué)手段精心設(shè)計完成。由于缺乏實踐經(jīng)驗，錯誤在所難免，敬清諸位老師批評指正。設(shè)計資料與依據(jù)1.1 工程概述本設(shè)計是長春市一汽輕型車廠機(jī)械加工裝配車間設(shè)計，該車間采用單跨雙坡的門式剛架結(jié)構(gòu)。設(shè)計使用年限

50年，安全等級二級，抗震等級丙類。車間跨度

21m，長度

51.8m，柱間距7.4m，柱高

9.3m，屋面坡度

1/20

，帶一個起重量為

5t

的電動單梁吊車。屋面及墻面板均為彩色壓型鋼板，內(nèi)填充保溫玻璃纖維棉，檁條間距

1.47m

。當(dāng)?shù)匚菝婊詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值

0.30KN/m,

屋面恒荷載0.30KN/m2，基本風(fēng)壓 0.55KN/m2，基本雪壓 0.55KN/m2。設(shè)計依據(jù)《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)計指南》 ．中國建筑工業(yè)出版社《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》．高等教育出版社《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》（第三版）.中國建筑工業(yè)出版社《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 (GB50009-2001)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50017-2003）《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》 (GB50018-2002)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)程》 （JGJ81-2001）《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50004-2001）《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和涂裝等級》 (GB8923)方案論證2.1 方案擬定及論證本次設(shè)計初步擬定采用門式剛架的結(jié)構(gòu)形式。門式剛架體系具有多元化和完善化的特點， 是建筑工業(yè)廠房發(fā)展的趨勢， 具有大跨度、自重輕、韌性好、可重復(fù)使用、設(shè)計彈性大、美觀大方、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少，可應(yīng)用于大跨度、高聳、重載工程，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)廠房、機(jī)場車庫、體育場館、倉庫、購物中心等工業(yè)與民用建筑 ，課題實際科研成果社會價值高、實用性強(qiáng)。門式剛架的結(jié)構(gòu)形式分為單跨、雙跨、多跨剛架和帶挑檐的剛架等形式。根據(jù)《輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計》規(guī)范建議，單層門式剛架的跨度應(yīng)根據(jù)建筑使用條件和生產(chǎn)工藝確定，一般情況下以跨度為21~30米時較為經(jīng)濟(jì)。本次設(shè)計的跨度為21米，選用單跨的形式最為合適經(jīng)濟(jì)。由于本工程帶有5t吊車，所以采用柱與基礎(chǔ)剛接的門式剛架結(jié)構(gòu)。初步方案采用雙坡單跨門式剛架，符合國家相關(guān)設(shè)計規(guī)范、經(jīng)濟(jì)合理。2.2 建筑設(shè)計2.2.1 地質(zhì)條件地形條件：地勢平坦，鄰近城市干道，城市上下水及電煤氣管網(wǎng)在附近通過。氣象資料：標(biāo)準(zhǔn)凍土深度1.8m，基本風(fēng)壓值0.55KN/㎡，基本雪壓值0.55KN/㎡。(3) 抗震設(shè)防烈度為 7度，設(shè)計基本地震加速度為 0.10g。廠房地面土夯實后上鋪混凝土。表層覆蓋100mm厚的素混凝土，室內(nèi)地坪標(biāo)高為±0.000，室外地面標(biāo)高為－0.300m。由于上部結(jié)構(gòu)自重較輕，基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)形式，持力層受力狀況良好。2.2.2 施工與安裝條件各種材料保證供應(yīng)，品種齊全。施工技術(shù)力量雄厚，有足夠的運(yùn)輸，吊裝設(shè)備。構(gòu)件加工和預(yù)測設(shè)施配套，保證工期。2.2.3 建筑平面設(shè)計屋面采用板寬1000mm，波高130mm的YX130-300-600的壓型鋼板，有效覆蓋寬度750mm，屋面采用 1/20的雙坡屋面。墻體采用雙層鍍鋅壓型鋼板，鋼板間夾一層保溫棉。廠房采用散排水。車間采用鋁合金塑鋼推拉窗、平開窗，出入門采用夾芯板推拉門。門窗表表2-1洞口尺寸選用圖集數(shù)量門窗編號附注寬度(m）高度（m）及規(guī)格（個）M-136003600廠家訂作2夾芯板推拉門C-115001200廠家訂作28鋁合金塑鋼推拉窗C-2 3600 1500 廠家訂作 10 鋁合金塑鋼平開窗結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算3.1 設(shè)計基本資料3.1.1 設(shè)計基本資料本次車間設(shè)計采用單跨雙坡門式剛架，剛架跨度

21m，柱高

9.3m，柱距

7.4m，八榀剛架，屋面坡度

1/20；柱、梁采用

Q345B，其他采用

Q235B，螺栓采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓

10.9級和普通螺栓。焊條采用 E43，基礎(chǔ)混凝土等級 C20，柱、梁采用焊接組合梁，柱為等截面，梁為變截面，柱腳剛接，檁條和墻梁均采用冷彎薄壁 C型鋼。3.1.2 柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)應(yīng)根據(jù)工藝、結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)要求布置。按施工要求，廠房的橫向柱距、縱向柱距應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝、使用和發(fā)展要求。 柱的位置和廠房的地上設(shè)備、 起重及運(yùn)輸通道、 地下設(shè)備和設(shè)備基礎(chǔ)、地下管道相協(xié)調(diào)。按結(jié)構(gòu)要求，柱網(wǎng)布置應(yīng)盡量簡單，避免在同一區(qū)段內(nèi)設(shè)置縱橫跨。按經(jīng)濟(jì)要求，縱向柱距常對鋼材用量和造價有較大影響。增大柱距，柱和基礎(chǔ)的材料用量減少。綜合考慮以上原則并結(jié)合本工程實際情況，其布置如下圖 3.1所示。圖3.1 柱網(wǎng)布置（單位 mm）3.1.3 支撐布置1．柱間支撐和屋面支撐必須布置在同一開間內(nèi)，形成抵抗縱向荷載的支撐桁架。2．支撐的間距一般為 30～40m，不應(yīng)大于 60m。3．支撐可布置在溫度區(qū)間的第一個或第二個開間。當(dāng)布置在第二個開間時，第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。4．45°的支撐斜桿能最有效地傳遞水平荷載，當(dāng)柱子較高導(dǎo)致單層支撐構(gòu)件角度過大時，應(yīng)考慮設(shè)置雙層柱間支撐。5．在剛性轉(zhuǎn)折處宜設(shè)置剛性系桿，如柱頂和屋脊。6．輕型門式剛架結(jié)構(gòu)中的剛性系桿可由相應(yīng)位置處的檁條兼作，檁條剛度或承載力不足時設(shè)置附加系桿。3.2荷載計算(1)恒荷載：屋面恒荷載（含檁條自重）0.5KN/m2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.3×7.4=2.2KN/m(2)活荷載：屋面活荷載0.50KN/m2雪荷載0.552KN/m活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.55×7.4=4.1KN/m(3)風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓0.5520×1.05=0.66kN/m2KN/m，地面粗糙度等級為B類，w=0.63風(fēng)載體型系數(shù)如圖3.2所示。圖3.2風(fēng)載體型系數(shù)示意圖柱頂高度取9.3m，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z1.0，βz=1.0，則風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：w11.01.00.250.587.41.07KN/m2w21.01.00.550.587.42.36KN/m2w31.01.01.00.587.44.29KN/m2w4 1.0 1.0 0.65 0.58 7.4 2.79KN/m2：吊車荷載（如表3-1所示）吊車荷載（吊車為電動單梁吊車）表3-1起重量最大輪壓最小輪壓吊車總寬度吊車輪距Q(t)Pmax(t)Pmin(t)B(mm)W(mm)54.231.0735003000噸吊車作用下產(chǎn)生的豎向荷載：35003000Pmax Pmax7400y2y1圖3.3吊車梁支座反力影響線及豎向荷載（單位mm）標(biāo)準(zhǔn)值：Dmax10.6Pmax1.642.366.2KNDmin10.6Pmin1.610.716.7KN吊車橫向水平荷載，每個輪子的水平剎車力T10.12501.5KN4T1的最不利位置同Pmax，Tmax=1.5(10.6)2.4KN(5) 地震作用據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施—結(jié)構(gòu)》中第 18.8.1 條建議：單層門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)一般在抗震設(shè)防烈度小于等于 7度的地區(qū)可不進(jìn)行抗震計算。 故本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計不考慮地震作用。3.3 內(nèi)力計算內(nèi)力計算是通過清華大學(xué)的結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計算的。本設(shè)計通過結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器，得出門式剛架分別在恒荷載、活荷載、吊車荷載、風(fēng)荷載、作用下的彎矩、軸力、剪力圖，最終的數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的荷載組合。3.3.1 內(nèi)力計算圖恒荷載作用下的內(nèi)力圖圖3.4 剛架在恒載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖 (單位KN/m)圖3.5剛架在恒載作用下的內(nèi)力圖活荷載作用下的內(nèi)力圖圖3.6 剛架在活載作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖 (單位KN/m)圖3.7 剛架在活載作用下的內(nèi)力圖左風(fēng)作用下的內(nèi)力圖圖3.8 剛架在左風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖（ KN/m）圖3.9 剛架在左風(fēng)作用下的內(nèi)力圖右風(fēng)作用下的內(nèi)力圖圖3.10 剛架在右風(fēng)作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖 (單位KN/m)圖3.11剛架在右風(fēng)作用下的內(nèi)力圖吊車豎向荷載（1）作用下的內(nèi)力圖圖3.12 剛架在吊車豎向荷載（ 1）作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖 (單位KN)圖3.13 剛架在吊車豎向荷載（ 1）作用下的內(nèi)力圖吊車豎向荷載（2）作用下的內(nèi)力圖圖3.14 剛架在吊車豎向荷載（ 2）作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖 (單位KN)圖3.15剛架在吊車豎向荷載（2）作用下的內(nèi)力圖吊車橫向荷載（1）作用下的內(nèi)力圖圖3.16 剛架在吊車橫向荷載（ 1）作用下結(jié)構(gòu)計算簡圖 (單位KN)圖3.17剛架在吊車橫向荷載（1）作用下的內(nèi)力圖吊車橫向荷載（2）作用下的內(nèi)力圖圖3.18 剛架在吊車橫向荷載（ 2）作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖（單位 KN）圖3.19 剛架在吊車橫向荷載（ 2）作用下的內(nèi)力圖3.3.2 內(nèi)力組合荷載組合門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設(shè)計，根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 （GB5009—2001）的規(guī)定，對于一般框架、排架結(jié)構(gòu)，可以采用簡化組合，按照下列組合值中取最不利值確定：A．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+1.4×任一可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)B．1.0×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)C．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+0.6×1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)D．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+0.7×1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)E．1.35×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算的荷載效應(yīng)+所有可變荷載組合值產(chǎn)生的效應(yīng)內(nèi)力組合控制截面是指構(gòu)件某一區(qū)段中承載力可靠指標(biāo)相對最底的那些截面，它們對構(gòu)件的截面設(shè)計有控制作用。本設(shè)計內(nèi)力組合的計算控制截面取柱腳、柱頂、牛腿上截面、梁端截面。控制截面的內(nèi)力種類有軸向力 N、彎矩M、和水平剪力 V。最不利的四種內(nèi)力組合如下：Mmax與相應(yīng)的N、V組合；Mmax與相應(yīng)的N、V組合；Nmax情況下+M及相應(yīng)V；(4) Nmax情況下-M（最大負(fù)彎矩）及相應(yīng) V；本次設(shè)計的內(nèi)力組合由PKPM軟件求得，具體數(shù)據(jù)參看附錄一，由內(nèi)力組合中取構(gòu)件最不利內(nèi)力組合分別為：柱1：柱腳截面M=﹣187.31KN.m，N=132.39KN，V=﹣54.62KN牛腿上截面M=﹣196.23KN.m，N=﹣172.51KN，V=54.62KN柱頂截面M=﹣301.83KN.m，N=﹣96.11KN，V=52.32KN柱2：柱腳截面M=187.31KN.m，N=132.39KN，V=54.62KN牛腿上截面M=196.23KN.m，N=﹣172.51KN，V=﹣54.62KN柱頂截面M=301.83KN.m，N=﹣96.11KN，V=﹣52.32KN梁1：大頭M=301.83KN.m，N=57.14KN，V=93.32KN小頭M=172.26KN.m，N=﹣49.12KN，V=2.50KN梁1：大頭M=﹣301.83KN.m，N=﹣57.14KN，V=93.32KN小頭M=﹣172.26KN.m，N=49.12KN，V=3.17KN3.4 門式剛架設(shè)計3.4.1 計算模型：如圖 3.20所示3.4.2 剛架柱截面選擇本次設(shè)計剛架柱截面初選焊接組合型 H型鋼，截面尺寸 H400×280×6×12，材質(zhì)為 Q345B，f=310N/mm2截面特性：A=89.76cm2Ix=27957cm4Iy=4391cm4Wx=1398cm33=17.64cmi=6.99cmW=314cmixyy3.4.3 剛架柱驗算選取最不利內(nèi)力組合： M=301.83KN.m，N=172.51N，V=54.62N(1) 強(qiáng)度驗算：NMxfAnxx172.51103301.831062310N/mm289761.051398000224.8N/mm強(qiáng)度滿足要求。平面內(nèi)穩(wěn)定驗算：xlox/ix6045fy34.3345，屬B類截面，查受壓構(gòu)件34.3，x23541.6176.4235的穩(wěn)定系數(shù)表，得x0.893。Nex2EA3.1422.061058.97610314087KN1.1x21.134.32NmxMxfXA0.8Nxx(1)NEx172.511031.0301.83106220.89389760.8228N/mmf310N/mm1.051398000(1172.51)59675平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。平面外穩(wěn)定驗算：3000fy4.33455.2，屬C類截面，查受壓構(gòu)件穩(wěn)定yloy/iy4.3，y699235235性系數(shù)表，得y0.998。2fyy1.07b1.0723544000NtxMXfyAbwx將數(shù)據(jù)代入公式中172.511031.01.0301.83106221N/mm220.9988.9761031.071.398106f310N/mm平面外的穩(wěn)定滿足要求。局部穩(wěn)定驗算：翼緣外伸寬厚比b140311.41523512.4，滿足要求。t12fy腹板高厚比h037662.7250235206.3，滿足要求。tw6fy剛度驗算：52.7[]180y 4.3 [ ] 180剛度滿足要求。3.4.4 剛架梁截面選擇剛架梁截面初選焊接組合型 H型鋼，變截面，截面尺寸 H350～500×250×6×10，材質(zhì)為2Q345B，f=310N/mm截面特性：2 4 4 3大頭：A=78.7cm Ix=35546cmI y=2605cm Wx=1422cm3Wy=208cmi x=21.23cm i y=5.74cm2 4 4 3小頭：A=69.8cm Ix=16251cmI y=2605cm Wx=929cm3Wy=208cmi x=15.25cm i y=6.1cm3.4.5 剛架梁驗算選取最不利內(nèi)力組合：大頭： M=301.83KN.m，N=57.14N，V=93.32N小頭：M=172.26KN.m，N=49.12N，V=2.50N強(qiáng)度驗算：A:大頭1N/AM/We57.14103301.83106219.55N/mm278801422103N/AM/We57.14103301.831062278801422103205.05N/mm205.050.934故截面邊緣正應(yīng)力比值2/1219.55用R.1代替fy,R.11.087219.55238.65N/mm2k16,求得k=22.32(1)20.112(1)2(1)phw/tw(50020)/60.60828.1k235/fy28.122.32235/238.65當(dāng) p 0.8時，=1，即此時大頭端截面全部有效。大頭端同時受到壓彎作用，Vdhwtwfv'4806fv'2880fv'hw/tw8080235/fy，不設(shè)加勁肋，則k5.34whw/tw800.9437k235/fy375.34235/238.65當(dāng)0.8w1.4時，fv'[10.64(w0.8)]fv[10.64(0.940.8)]180163.8Vd2880fv'2880163.8471.74KNV0.5Vd235.87KN，MeNMeNWe/Ae(fN/Ae)(31057.14103/7880)1422000430.5KN.mM301.83KN.mMeN，故大頭端截面強(qiáng)度滿足要求。B:小頭1N/AM/We49.12103172.26106192.47N/mm26980929103N/AM/We49.12103172.26106226980929103178.39N/mm故截面邊緣正應(yīng)力比值2/1178.390.927192.47用R.1代替fy,R.11.087192.47209.21N/mm2k16,求得k=22.16(1)20.112(1)2(1)phw/tw(35020)/60.39228.1k235/fy28.122.16235/209.21當(dāng) p 0.8時， =1，即此時小頭端截面全部有效。小頭端同時受到壓彎作用，Vdhwtwfv'(35020)6fv'1980fv'hw/tw5580235/fy，不設(shè)加勁肋，則k5.34hw/tw80wk235/fy0.60737375.34235/209.21當(dāng)w0.8時，fvfv'180Vd1980fv'1980180356.4KNV0.5Vd178.2KN，MeNMeNWe/Ae(fN/Ae)(31049.12103/6980)929000281.5KN.mM172.26KN.mMeN，故小頭端截面強(qiáng)度滿足要求。穩(wěn)定驗算：平面外計算長度loy3000mm，最小截面慣性矩Iboy2605104mm4loy/iy300049，fy49345y61y59.4，屬C類截面，查受壓構(gòu)件的穩(wěn)235235定系數(shù)表，得y0.717。2fy4923451.07y1.07by44000235440000.99235NtxMXfyAbwx將數(shù)據(jù)代入公式中49.121031.01.0172.261062f310N/mm20.7176.981030.99929103197.11N/mm則穩(wěn)定性滿足要求。局部穩(wěn)定驗算：翼緣外伸寬厚比b(2506)/215235t12.212.4，滿足要求。10fy腹板高厚比h033055250235206.3，滿足要求。tw6fy(5)剛度驗算：Mkmaxl2(13IxIx1)5.69106mm[v]l/40026.25mmV25Ix10EIx剛度滿足要求。3.4.6剛架柱頂變形計算查《輕型門式剛架》表3-1，柱頂在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的位移限值為h/400。按公式Hh332t12EIC6tIc(IcoIc1)/227957cm4Ib(IboIb1)/2(3554616251)/225899cm4tIcL2.8108212006.4hIb93002.6108H0.45(W1W2)h0.45(3.262.04)9.322.2KN22.293003H326.423.25mm122.061052.810860.033mmh/4006.43.5節(jié)點計算3.5.1梁柱節(jié)點采用如圖3.20所示的連接形式。圖3.20 梁柱連接圖連接處最不利一組內(nèi)力組合值：M301.83KNmN57.14KNV93.32KN螺栓驗算采用10.9級M20摩擦型高強(qiáng)螺栓，連接表面采用噴砂（丸）處理，查表得抗滑移系數(shù)0.45，預(yù)拉力P=155KN。受力最大的一個螺栓拉力：NMy57.14301.8310229.5Nt1g1(29.5224.52143KNPnmyi10222217.52)受剪承載力設(shè)計值：Nti1432119285609KNNvb0.9nf(nF1.25Nti)0.910.45(101551.25609)319KNV93.32KN故滿足強(qiáng)度要求。連接板設(shè)計端板厚度計算按梁端外伸來計算（設(shè)加勁板為兩邊支承）ew47mm,ef55mm,f205N/mm2,b280mm,Nt0.8P124KN6efewNt65547124t[4728025517.7mm[ewb2ef(efew)]f(5547)]205取端板厚度為 18mm。節(jié)點域剪應(yīng)力驗算M301.8310622dbdctc500500201N/mmfv125N/mm6故應(yīng)增設(shè)斜加勁肋—135×10×135在端板設(shè)置螺栓處驗算構(gòu)件腹板強(qiáng)度：Nt2fewtwNt2119KN,ew125mm,tw6mm。Nt2159N/mm2f215N/mm2（滿足要求）。ewtw3.5.2梁與梁的連接節(jié)點采用如圖3.21所示的連接形式。連接處最不利的一組組合內(nèi)力值：M 172.26KNm N 49.12KN V 2.50KN螺栓驗算采用 10.9 級M20摩擦型高強(qiáng)螺栓，連接表面采用噴砂（丸）處理，查表得抗滑移系數(shù)0.45，預(yù)拉力P=155KN。圖3.21 梁梁連接圖受力最大的一個螺栓拉力：Nt1NMgy149.12172.2610222.25nmyi102(22.252212.252150KNP225.252)受剪承載力設(shè)計值：Nvb0.9nf(nF1.25Nti)0.910.45(101551.25500)375KNV2.50KN故滿足強(qiáng)度要求。連接板設(shè)計端板厚度計算按梁端外伸來計算（設(shè)加勁板為兩邊支承）ew47mm,ef55mm,f205N/mm2,b280mm,Nt0.8P124KN6efewNt65547124t[4728025517.7mm[ewb2ef(efew)]f(5547)]205取端板厚度為 18mm。3.6 吊車梁設(shè)計3.6.1 設(shè)計資料吊車梁跨度 7.4m,一臺5t電動單梁吊車，跨度 L=21m，最大輪壓 4.23t，最小輪壓 1.07t，吊車總寬 3.500m，吊車輪距 3.000m，軌道高度 0.134m，材料選用 Q235B。圖3.22 吊車有關(guān)尺寸3.6.2 內(nèi)力計算Mmax時最不利輪位如圖3-23所示。圖3.23Mmax時最不利輪位布置Fmax11QPmax1.051.031.442.364.05KNRB64.05(1.454.45)7.451.07KNMC51.072.95150.66KNmVC左 VC右 64.05 51.07 12.98KN求MTmax:T10.12(Gg)/40.1250/41.5KNT2QT11.01.41.52.1KNMTmax2.1150.664.94KNm64.05(3)求Vmax:Vmax時最不利輪位布置如圖3-24所示。圖3.24Vmax時最不利輪位布置VmaxVA64.05(4.47.4)102.13KN7.4求VTmax:VTmax2.1102.133.35KN房屋鋼結(jié)構(gòu)的柱腳，宜113選用平板式鉸接，但本設(shè)計柱64.053.6.3 截面選擇梁高：按經(jīng)濟(jì)條件確定：1.2150.661063Wsh215840893mmh 7 3Wsh 300 361mm按允許撓度值確定：hmin0.6fl[l]1060.62157400500106477mmv初選梁高 h=450mm。腹板厚度：按經(jīng)驗公式：tw 7 3h 7 3 0.45 8.35mm按抗剪要求：1.2Vmax1.2102.13103tmin1.27mmhf450215取tw 6mm翼緣尺寸：為使截面經(jīng)濟(jì)合理， 選用上、下翼緣不對稱工字形截面， 所需翼緣板總面積按下式近似計算。A2Wtwhw284089345062837mm2HW64506上、下翼緣面積按60%和40%分配。22上翼緣面積0.6×2837=1702mm,下翼緣面積0.4×2837=1135mm。初選上翼緣板—300×12，下翼緣板—220×8。翼緣板外伸寬度a15t2351512235180mm100mmfy2353.6.4 驗算截面特性：A30012220843067940mm2y1300126220844443062257940174.2mmy2450174.2275.8mmIx164306430(225174.2)230012(174.26)2126)2236620721mm42208(275.8w1xIx2366207211358328mm3y1174.2w2xIx236620721857943mm3y2275.8Iy112300318220334098667mm41212w1yIy34098667309988mm3x1110w2yIy34098667227324mm3x2150iyIy3409866765.53mmA7940y7400112.93[]15065.53吊車梁上翼緣：A上300123600mm2I上y112300327000000mm412W上y 27000000 180000mm3150強(qiáng)度驗算：正應(yīng)力：上翼緣正應(yīng)力為MmaxMT156.661064.9410622上W1xW上y1358328180000142.77N/mmf215N/mm下翼緣：Mx156.66106115.33N/mm2fW1X1358328剪應(yīng)力：突緣支座處剪應(yīng)力為：1.2Vmax1.2102.1310322h0tw430647.5N/mmfv125N/mm腹板局部承壓：lz502hy502(13412)342mmcF1.3564.0510325.3N/mm2ftwlz10342穩(wěn)定性驗算：整體穩(wěn)定性：l1t17400122.0b1h3000.66450b0.730.180.730.180.660.85I11230032.7107482203107mm412mm,I20.7112bI12.71070.792I1I22.71070.711070.8(2b1)0.8(20.7921)0.4674320Ahyt1)2235bb2Wx1(by4.4hfy0.85432079404501(112.9312)20.467235112.93213583284.44502351.272b1.070.2821.070.2820.848b1.272MxMy150.661064.94106144.08N/mm2fbW1xyW1y0.84813583281.2309988局部穩(wěn)定：翼緣：b1150312.2515t12腹板：h043071.6780，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋。tw6加勁肋計算：橫向加勁肋的外深寬度為：bsh040430304054.3mm30取bs90mm。橫向加勁肋厚度為：bs 90ts 6mm15 15所以橫向加勁肋尺寸為 8mm90mm。支座加勁肋：采用 10mm100mmA0101001000mm2AA015twtw100015661540mm2Iz1101003833333mm412izIz833333A23.26mm1540h0430ziz18.523.26強(qiáng)度驗算：Vmax102.13103102.13N/mm2fA01000整體穩(wěn)定驗算：此截面屬b類截面，查表得0.975。Vmax102.131032f68.02N/mm0.9751540剛度驗算：Mx150.66m1.197.8KN1.4VxMxl297.810674002l10EIx102.0510511mm[]14.8mm236620721500焊縫連接計算：上翼緣與腹板連接焊縫：上翼緣對中和軸面積距S1 300 12 174.2 627120mm3取hf6mm。f2VS1102.1310362712032.22N/mm20.7hfIx20.76236620721f2F1.3564.0510330.1N/mm20.7hflz20.76342f2f230.1232.22244.1N/mm2ffw160N/mm2下翼緣與腹板的連接焊縫：下翼緣對中和軸的面積矩S22208275.8485408mm3VS2102.131034854082wf20.7hfIx20.7623662072124.94N/mmff支座加勁肋與腹板連接焊縫：1.2V1.2102.131032wmax34.57N/mmfff20.76(4308)20.7hflw3.7 牛腿設(shè)計牛腿尺寸如圖 3-25所示。圖3.25 柱牛腿（單位 mm）Vmax 66.15KN,e 200 350 550M Ne 66.150.55 36.4KNm牛腿根部斷面尺寸為 H460 2801012。Ix 406331500mm4,Wx 1766650mm3,Sx 990260mm3M36.41062w2Wx176665020.6N/mmft215N/mmVSx66.1510399026016.12N/mm2fvw125N/mm2Ixt4063315001023220.62316.12234.7N/mm2160N/mm2滿足強(qiáng)度要求。3.8 屋面檁條設(shè)計3.8.1 設(shè)計資料說明檁條跨度7.4m，檁條間距1.47m跨中設(shè)兩道拉條。檁條采用冷彎薄壁C型鋼檁條，鋼材采用Q235B，焊條采用E43型。②①④③圖3.26 檁條截面軸線和荷載圖3.8.2 荷載計算恒荷載 0.3KN/m2活荷載 0.55KN/m2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.31.5 0.45KN/m設(shè)計值活荷載標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計值

0.451.2 0.54KN/m0.551.5 0.825KN/m0.8251.4 1.16KN/m荷載組合q0.541.161.7KN/m3.8.3內(nèi)力計算qxqsin1.7sin2.86o0.09KN/mqyqcos1.7cos2.86o1.7KN/m彎矩設(shè)計值Mx1qyL211.77.4211.64KNm88My1qxL210.097.420.06KNm90903.8.4截面選擇截面選擇檁條初步選用 C220×75×20×2.5。A9.73cm2Ix703.76cm4Wx63.98cm3Iy68.66cm4e05.11cmWymax33.11cm3Wymin12.65cm3ix8.50cmiy2.66cm截面應(yīng)力計算：MxMy11.641060.06106183.7N21WxWymax63.9810333.11103/mm（壓）MxMy11.641060.06106177.2N22WxWymin63.9810312.65103/mm（壓）My663Mx11.641030.06103180.1N/mm2（拉）WxWymax63.981033.1110My66Mx11.64100.0610187.6N/mm2（拉）4WyminWx63.9810312.65103受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)腹板腹板為加勁板件， minmax

180.10.98 1，由穩(wěn)定系數(shù)公式183.7k 7.8 6.29 9.78 2 7.8 6.29 (0.98) 9.78 (0.98)2 23.35上翼緣板上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁肋板件的支承邊minmax

177.2183.7

0.96 1，由穩(wěn)定系數(shù)公式k5.8911.596.6825.8911.590.966.680.9620.92受壓板件的有效寬度腹板k 23.35,kc 0.92,b 220mm,c 75mm,t 2.5mm, 1 183.7N/mm2。c k 75 23.351.72 1.1b kc 220 0.92k10.93按受壓板件的板組約束系數(shù)公式0.1120.05板組約束系數(shù)k10.110.930.4421.720.05按計算系數(shù)公式205k1k1計算系數(shù)2050.4423.353.4183.7由于0，則1.15,/1220/10.98111.1。bcbmmb/t220/2.588,18181.153.470.4,38381.153.4148.6。所以，18b/t38。按截面有效寬度公式21.80.1bcbeb/tbe21.81.153.4111.198.23mm截面的有效寬度系數(shù)0.188be10.4be0.498.2339.29mm加勁板件的有效寬度be20.6be0.698.2358.94mm2) 上翼緣板k 0.92,kc 23.35,b 75mm,c 220mm, 1 183.7N/mm2。c k 220 0.920.58 1.1b kc 75 23.35按受壓板件的板組約束系數(shù)公式 k1 1/板組約束系數(shù) k1 1/ 0.58 1.32按計算系數(shù)公式205k1k1計算系數(shù)為2051.320.921.16183.7由于0，則1.150.151.150.150.961.006,bcb75mmb/t75/2.530,18181.0061.1621,38381.0061.1644.34所以，18b/t38。按截面有效寬度公式be21.80.1bcb/t截面的有效寬度系數(shù)be21.81.0061.160.17561.56mm30加勁板件的有效寬度be10.4be0.461.5624.62mmbe20.6be0.661.5636.94mm下翼緣板下翼緣全部面積受拉，全部有效。截面模量上翼緣板的扣除面積寬度 75 61.56 13.44mm腹板的扣除面積寬度 bc be 115.3 111.55 3.8mm同時在腹板的計算截面上有一φ 12拉條連接孔，（距上翼緣板的邊緣 50mm），孔的位置與扣除面積位置基本相同，所以腹板扣除面積按 24mm計算。有效凈截面模量22'bbIxAt24t50Wenx22b/2將數(shù)據(jù)代入公式中，得10422Wenx703.7613.442.5110242.5110505.83104mm3110Wenymax0.9Wymax0.9331103.0104mm3Wenymin0.9Wymin0.9126501.1104mm3Wenx/Wx5.83104/6.3981040.91Wenymax/Wymax3.0104/3.3111040.91Wenymin/Wymin1.1104/1.2651040.873.8.5 檁條的校核及構(gòu)造要求強(qiáng)度計算MxMy11.641060.06106221WenxWenymax5.831043.0104201.7N/mm205N/mm1MxMy11.641060.0610622WenxWenymax5.831043.0104197.7N/mm205N/mm撓度計算y5Pkcosl451.7cos2.86o740044.6mml/200mm37mm384EIx1384206103703.76104構(gòu)造要求x 740/7.06 104.8 y 300/2.66 112.8 200故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。3.9 墻面檁條設(shè)計3.9.1 設(shè)計資料剛架跨度21m，高度9.3m，屋面坡度5％，2.86o，房屋維護(hù)墻采用中間夾保溫棉的壓型鋼板，柱距7.4m,檁條間距1.5m，基本風(fēng)壓w00.55KN/m2，結(jié)構(gòu)布置見圖3.27所示。圖3.27 山墻墻架結(jié)構(gòu)布置圖3.9.2荷載計算風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值wkszw0根據(jù)建筑荷載規(guī)范，地面粗糙度系數(shù)按B類，高度5:10m處，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z1，風(fēng)荷載體型系數(shù)取，s1.1。垂直于房屋山墻的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：wkszw01.11.00.550.605KN/m2均布風(fēng)荷載設(shè)計值：WQ1.40.6050.847KN/m2作用于墻梁水平風(fēng)荷載設(shè)計值：qx0.8471.51.3KN/m3.9.3截面選擇初選墻梁為C200×75×20×2.5。Ix

538.21cm4,I

y

56.27cm4,Wx

53.82cm3,Wymax

28.18cm3,Wymin

11.25cm3,ix

7.74cm,iy

2.5cm圖3.28 雙力矩B引起的正應(yīng)力符號圖設(shè)墻梁自重設(shè)計值為 qy 0.07KN/m墻梁按簡支計算，只計算強(qiáng)度不驗算穩(wěn)定性。MxqxL2/81.37.42/88.9KNmMymaxqyL2/900.077.42/900.04KNm截面應(yīng)力：1MxMy8.910630.041063166.8N/mm2（壓）WxWymax53.821028.1810My66Mx8.9100.0410161.8N/mm2（壓）2WyminWx53.8210311.25103MxMy8.91060.041062（拉）3WxWymax53.8210328.18103164N/mmMxMy8.91060.041062（拉）4WxWymin53.8210311.25103170N/mm受壓板件的穩(wěn)定系數(shù)腹板腹板為加勁板件，min161.81,，由穩(wěn)定系數(shù)公式0.97,0max 166.8k7.88.154.3527.88.150.974.350.9724翼緣板翼緣板1-3為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁肋板件的支承邊minmax

1640.98 1，由穩(wěn)定系數(shù)公式166.8k 5.89 11.59 6.68 2 5.89 11.59 (0.98) 6.68 (0.98)2 23.67受壓板件的有效寬度腹板k4,kc23.67,b200mm,c75mm,t2.5mm,1166.8N/mm2。ck7541.1bkc2000.1523.67按受壓板件的板組約束系數(shù)公式 k1 1/板組約束系數(shù)k11/0.152.58按計算系數(shù)公式205k1k1計算系數(shù)為2052.5843.56166.8由于0，則1.150.151.150.150.971,bcb200mmb/t200/2.580,181813.5664.1,383813.56135.3所以，18b/t38。按截面有效寬度公式be21.80.1bcb/tbe21.813.56200177mm截面的有效寬度系數(shù)800.1be12be2177加勁板件的有效寬度5587.84mm0.97be2 be be1 177 87.84 89.16mm翼緣板k 23.67,kc 4,b 75mm,c 200mm, 1 166.8N/mm2。ck20023.676.491.1bkc754按受壓板件的板組約束系數(shù)公式k10.110.9320.05板組約束系數(shù)k10.110.9320.136.490.05按計算系數(shù)公式205k1k1計算系數(shù)2050.1323.671.94166.8由于0，則1.15,bcb/175/10.9837.88mm。b/t75/2.530,18181.151.9440.16,。所以，b/t18，按截面有效寬度公式bebc加勁板件的有效寬度be10.4be0.437.8815.15mmbe20.6be0.637.8822.73mm截面模量上翼緣板的扣除面積寬度 75 37.88 37.12mm同時在腹板的計算截面上有一φ 12拉條連接孔，（距上翼緣板的邊緣 50mm），孔的位置與扣除面積位置基本相同，所以腹板扣除面積按24mm計算。有效凈截面模量Wenx0.85Wx0.85538204.577104mm3Wenymax0.9Wymax0.9281802.54104mm3Wenymin0.9Wymin0.9112501.0104mm3Wenx/Wx4.577104/5.3821040.86Wenymax/Wymax2.54104/2.8181040.9Wenymin/Wymin1.0104/1.1251040.893.9.4 檁條的校核及構(gòu)造要求強(qiáng)度計算1MxMy8.91060.0410622WenxWenymax4.5771042.54104196.1N/mm205N/mmMxMy8.91060.04106221WenxWenymax4.5771042.54104192.9N/mm205N/mm撓度計算5qkl450.97400432mml/100mm74mmyEIx384206103538.21104384構(gòu)造要求x 740/7.06 104.8故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。3.10 抗風(fēng)柱設(shè)計3.10.1 設(shè)計資料

y 300/2.66 112.8 200主剛架跨度 21m，檐口高度 9.3m，每側(cè)山墻設(shè)置 2根抗風(fēng)柱，山墻墻面板及墻梁自重為0.15KN/m2，基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值為 0.55KN/m2。3.10.2荷載計算墻面恒載標(biāo)準(zhǔn)值pk0.15KN/m2風(fēng)壓高度變化系數(shù)z1.0，風(fēng)壓體型系數(shù)s0.9。風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值wszw00.91.00.550.495KN/m2單根抗風(fēng)柱承受的均布線荷載設(shè)計值：恒載p1.2pkL1.20.15211.26KN/m33風(fēng)荷載qw1.4wL1.40.495214.851KN/m333.10.3內(nèi)力分析忽略墻架梁垂直荷載的偏心矩，設(shè)柱自重為0.3KN/m?？癸L(fēng)柱的最大軸壓力為N41.269.30.31.28.39KN最大彎矩為Mmax1ql214.8519.3252.45KN/m288剪力為Vqxl14.8519.322.56KN223.10.4截面選擇抗風(fēng)柱初選截面為 H350 250610。截面特性：Ix16251cm4,Iy2605cm4,Wx929cm3,Wy208cm3,ix15.25cm,iy6.1cm,A69.8cm2（1）彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定驗算lox930cm,xlox93061[]150，滿足剛度要求。ix15.25Nex2EA3.1422.0510569.810221.06123810KNxmx1.0,查表得x0.802NmxMx8.391031.052.45106xAW(10.8N)0.80269801.05929000(10.88.39)xxNex318055.4N/mm2f215N/mm2，滿足要求。（2）彎矩作用平面外穩(wěn)定驗算yb

300049.2，查表得y0.782。612fy1.07y1.070.061.0144000235NtxMx8.3910352.4510657.4N/mm2f，滿足要求。yAbW1x0.78269801.01929000（3）局部穩(wěn)定驗算翼緣外伸寬厚比(2506)/2b/t12.215，滿足要求。10(35020)腹板高厚比h0/tw55250，滿足要求。63.11支撐設(shè)計3.11.1柱間支撐柱間支撐可以與框架組成剛強(qiáng)縱向構(gòu)架； 為框架提供可靠的支撐或減少柱在框架平面外的計算長度；承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載，吊車縱向水平荷載及其他縱向力，來保證廠房骨架的整體穩(wěn)定和縱向剛度。柱間支撐由屋架端部高度范圍內(nèi)豎向支撐、吊車梁以上及屋架下弦間的上柱支撐和吊車梁以下的下柱支撐組成。柱間支撐縱向布置圖如3.29所示。6005400600060006000600060006000600060005400600113圖3.29柱間支撐縱向布置圖（單位mm）(1)荷載計算：基本風(fēng)壓w00.55KN/m2，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z11.0,z21.0，風(fēng)壓體型系數(shù)s1.3,Q1.4。風(fēng)壓設(shè)計值 w1 s zw0Qw2 s zw0 Q

1.31.0 0.551.4 1.0KN/m21.31.0 0.551.4 1.0KN/m2集中風(fēng)荷載Fw11w1S11212.58.75KN61.06Fw21w2S211.0216.871.4KN22吊車縱向水平制動剎車力 T 3.45KN。內(nèi)力計算：柱間支撐計算模型如圖3.30所示。上柱支撐斜桿內(nèi)力Fw17.811Fw18.75KN。N239.24KN,N127.4桿件拉力設(shè)計值：N239.241.211.1KN,N128.75KN截面選擇：桿件2-3的凈面積An23N11.110351.6mm2f215取 20圓鋼，A 314mm2An12N8.7510340.7mm2f215取 89 3鋼管，A 811mm2下柱支撐斜桿內(nèi)力N6(Fw1Fw2T)10.05113.5KN，77.4采用雙角鋼支撐2L10010。loy5025mm,iy44.5mm,A3852mm2yloy5025113iy44.50.475b40.4751004yzy(1loy2t2)113(150252102)123[]150屬于B類截面，查表得0.421。壓桿在循環(huán)荷載下的應(yīng)力降低系數(shù)0.60.00150.785交叉支撐斜桿截面驗算：f215269N/mm2，RE0.8Nt113.510322t)A(10.7850.421)22.2N/mm269N/mm(13852下柱支撐驗算合格。3.11.2 屋面支撐屋面橫向水平支撐與柱間支撐布置相協(xié)調(diào)，并配置形成上、下整體共同工作的空間體系。在屋面上與柱間支撐相同的區(qū)間設(shè)置 20的拉緊圓鋼交叉支撐。屋面支撐布置如圖 3.31所示。000620000A B圖3.31 屋面支撐布置圖（單位 mm）3.12 柱腳設(shè)計3.12.1 剛架柱柱腳設(shè)計柱腳的常用形式有鉸接柱腳和剛接柱腳，由于本設(shè)計設(shè)有吊車，故柱腳采用剛接。圖 3.32為剛架柱柱腳。柱的截面尺寸為acbc950mm600mm。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk171KN，水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Vk151KN，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為Mk151KNm，室外高差0.15，基礎(chǔ)埋深1.65，基礎(chǔ)材料混凝土強(qiáng)度等級為C20，fc10N/mm2,ft1.1N/mm2，基礎(chǔ)為素填土，基礎(chǔ)下有100毫米厚的混凝土墊層。IVIIIII I圖3.53 邊柱的基礎(chǔ)尺寸圖（單位 mm）確定基礎(chǔ)的尺寸地基承載力特征值fa基礎(chǔ)為素填土，基礎(chǔ)埋深深度大于 0.5。承載力特征值應(yīng)按下式修正fafakbb3dd0.5m1801.61.650.517.2212kpa確定基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)的平均埋深1.651.8d1.725m2先按中心荷載作用下的公式AfaFk0.81711.7251.3m2Gd21220考慮到偏心荷載不大，現(xiàn)將基底面積增大10%，A'1.1A1.11.31.43m2。初步選擇基底尺寸b2.4ml3.3mA2.43.37.9m21.43m2基礎(chǔ)及回填土重GkGAd207.91.725272.55KN持力層承載力驗算ekMk151530.80.44ml0.55mFKGk171272.556即Pkmin0滿足要求。平均基底壓力PkFkGk171272.5556.2kpa212kpaA7.9滿足要求?；鬃畲髩毫maxFkGk16ek171272.55160.1470.5kpa1.2fa254kpaAl7.93.3確定基礎(chǔ)高度設(shè)基礎(chǔ)高度 h=800mm，分兩階，每階高 400mm。地基凈反力計算偏心距ejM1.41511.4530.81.13F1.4171基礎(chǔ)邊緣處最大和最小的凈反力PjmaxF16ej171161.1373kpa1.2fa254kpallb7.93.3PjmaxF16ej17161.1354kpa1.2fa254kpalbl13.37.9柱與基礎(chǔ)交接處的沖切計算b2.4bc2h00.620.761.92matab0.61.92am21.26m2lacbbc2A1h0bh022223.30.950.762.42.40.60.761m22222沖切力F1pjmax73173KN基礎(chǔ)高度h0.80.8hp1.0抗沖擊力F10.7hftamh00.711.11031.260.36737KN73KN滿足?；A(chǔ)變階處的沖切計算b2.4b12h01.420.362.12mamatab1.42.121.76m22lacbbc2A1h0bh022223.32.10.362.42.41.40.361m22222沖切力F1pjmax73173KN基礎(chǔ)高度h=0.4<0.8

hp 1.0抗沖擊力F1 0.7 hftamh0 0.7 11.1103 1.76 0.36 488KN 73KN滿足。配筋計算基礎(chǔ)長邊方向柱邊（I—I截面）Pn1PjminlacPjmaxPjmin543.30.957354103kpa2l6.6MI1PmaxPn1l2bc242ac2b=1731033.30.9522.40.6116KNm2242As1MI116106663mm20.9fh00.9300760邊階處（Ⅲ—Ⅲ截面）Pn1PjminlacPjmaxPjmin543.31.45489kpa2l736.6M1PmaxPn1l22bbc242ac=173893.32.122.41.476KNm2242As2M0.976106781mm20.9fh0300360長邊方向按As2配筋，實配1610，As706.5mm2?；A(chǔ)短邊方向柱邊（Ⅱ—Ⅱ截面）Pjpmaxpmin735468kpa221MPjbbc22lac24=1682.4223.30.9589KNm0.624M89106435mm2As10.9fh00.9300760邊階處（Ⅳ—Ⅳ截面）MV1Pjbbc22lac241682.41.423.32.170.2KNm242As2MIV70.2106722mm20.9fh00.9300360s21210，As2短邊方向按A配筋，實配706.5mm。3.8.2 中間柱的基礎(chǔ)設(shè)計柱的截面尺寸為 ac bc 950mm 600mm。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk 146.94KN，水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Vk

3.59KN

，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為

Mk

20.17KN

m，室外高差為

0.15，基礎(chǔ)埋深為

1.65，基礎(chǔ)材料混凝土強(qiáng)度等級為

C20，

fc

10N/mm2,ft

1.1N/mm2

，基礎(chǔ)為

100毫米的素混凝土墊層。確定基礎(chǔ)的尺寸地基承載力特征值fa基礎(chǔ)為素填土，基礎(chǔ)埋深深度大于 0.5。承載力特征值應(yīng)按下式修正fafakbb3dd0.5m1801.61.650.517.2212kpa確定基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)的平均埋深1.651.8d1.725m2IVIIIII I圖3.54 中間柱的基礎(chǔ)尺寸圖 （單位mm）先按中心荷載作用下的公式AFk0.81471.1m2faGd212201.725考慮到偏心荷載不大，現(xiàn)將基底面積增大10%，A'1.1A1.11.11.22m2。初步選擇基底尺寸l2.7mA2.71.95.2m21.22m2基礎(chǔ)及回填土重GkGAd205.21.725179.4KN持力層承載力驗算Mk20.173.590.8l0.45mekGk147179.40.07FK6即Pkmin0滿足要求。平均基底壓力PkFkGk146179.4A5.262.6kpa212kpa滿足要求?；鬃畲髩毫maxFkGk16ek147179.4160.0671.3kpa1.2fa254kpaAl5.22.7確定基礎(chǔ)高度設(shè)基礎(chǔ)高度 h=800mm，分兩階，每階高 400mm。地基土的凈反力計算偏心距ejM1.420.171.43.590.8F1.41470.2基礎(chǔ)邊緣處最大和最小的凈反力PjmaxF16ej14760.252kpa1.2fa254kpalbl12.75.2PjmaxF16ej14760.230kpa1.2fa254kpalbl12.75.2柱與基礎(chǔ)交接處的沖切計算b1.9bc2h00.620.761.9mamatab0.61.91.25m22lacbbc2A1h0bh022222.70.950.761.91.90.60.760.3m2取As=1mm22222沖切力F1pjmax52152KN基礎(chǔ)高度h=0.8=0.8hp1.0抗沖擊力F10.7hftamh00.711.11031.250.36346.5KN52KN滿足。基礎(chǔ)變階處的沖切計算amatab1.21.91.6m22lacbbc2A1h0bh022222.71.81.91.220.361.90.360.2m2取A=1mm22222沖切力F1pjmax52152KN基礎(chǔ)高度 h=0.4<0.8

hp 1.0抗沖擊力F1 0.7 hftamh0 0.7 11.1103 1.6 0.36 443KN 52KN滿足。配筋計算基礎(chǔ)長邊方向柱邊（I—I截面）PPlacPjmaxP302.70.95523055kpan1jmin2ljmin5.4MI1PmaxPn1l22bbc242ac=152552.70.9521.90.656KNm2242As1MI5610620.9fh00.9300760398mm邊階處（Ⅲ—Ⅲ截面）Pn1PjminlacPjmaxPjmin302.71.83056kpa2l525.4M1PmaxPn1l22bbc242ac=156522.71.821.91.256KNm2242As2M56106576mm20.9fh00.9300360長邊方向按As2配筋，實配1310，As706.5mm2。基礎(chǔ)短邊方向柱邊（Ⅱ—Ⅱ截面）Pjpmaxpmin52302241kpaM1Pjbbc2ac2l24=1411.9222.70.9569KNm0.624As1M6910620.9fh00.9300760356mm邊階處（Ⅳ—Ⅳ截面）MV1Pjbbc22lac24=1411.9222.71.839KNm1.224As2MV3910620.9fh00.9300360445mm長邊方向按As2配筋，實配910，As706.5mm2。3.8.3抗風(fēng)柱的基礎(chǔ)設(shè)計柱的截面尺寸為acbc700mm500mm。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為Fk56.6KN，彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為Mk57.1KNm，室外高差0.15，基礎(chǔ)埋深1.65，基礎(chǔ)材料混凝土強(qiáng)度等級為C20，fc10N/mm2,ft1.1N/mm2，基礎(chǔ)為100毫米厚的素填混凝土層。確定基礎(chǔ)的尺寸地基承載力特征值fa基礎(chǔ)為素填土，基礎(chǔ)埋深深度大于 0.5。承載力特征值應(yīng)按下式修正fafakbb3dd0.5m1801.61.650.517.2212kpa確定基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)的平均埋深1.651.8d1.725m2IVIIIII I圖3.55 抗風(fēng)柱的基礎(chǔ)尺寸（單位 mm）先按中心荷載作用下的公式AFk212560.81m2faGd201.725考慮到偏心荷載不大，現(xiàn)將基底面積增大10%，A'1.1A1.111m2。初步選擇基底尺寸b1.8ml2.4mA2.41.84.32m21m2基礎(chǔ)及回填土重GkGAd204.321.725149.04KN持力層承載力驗算ekMk57.10.25l0.4mFKGk56.66149.04即Pkmin0滿足要求。平均基底壓力PkFkGk56.6149.0447.6kpa212kpaA4.32滿足要求?；鬃畲髩毫maxFkGk16ek56168.5160.2584kpa1.2fa254kpaAl4.322.4確定基礎(chǔ)高度設(shè)基礎(chǔ)高度 h=800mm，分兩階，每階高 400mm。地基土凈反力計算M1.457.1偏心距：ej1.41F56.6基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力PF6ej56.6611.2f254kpa1146kpaajmaxlbl4.32.4PjminF6ej56.6611.2fa254kpa1l123kpalb4.322.4柱與基礎(chǔ)交接處的沖切計算b1.8bc2h00.520.762.0mamatab0.72.01.35m22lacbbc2A1h0bh022222.40.70.761.81.80.50.7620.2m2取As=1mm22222沖切力F1pjmax46146KN基礎(chǔ)高度 h=0.8=0.8

hp 1.0抗沖擊力F1 0.7 hftamh0 0.7 11.1103 1.35 0.36 374KN 46KN滿足?；A(chǔ)變階處的沖切計算amatab1.21.521.35m2lacbbc2A1h0h022b222.41.81.81.220.361.80.360.2m2取A=1mm22222沖切力F1pjmax46146KN基礎(chǔ)高度 h=0.4<0.8

hp 1.0抗沖擊力F1 0.7 hftamh0 0.7 11.1103 1.35 0.36 476KN 46KN滿足。配筋計算基礎(chǔ)長邊方向柱邊（I—I截面）PPlacPP232.40.95462341kpan1jmin2ljmaxjmin4.32MI1PmaxPn1l22bbc242ac=146412.40.9521.80.635KNm2242As1MI0.935106270mm20.9fh0300760邊階處（Ⅲ—Ⅲ截面）Pn1PjminlacPjmaxPjmin232.41.82345kpa2l464.32M1PmaxPn1l22bbc242ac=145462.41.821.81.224KNm2242M241062As20.9300360246mm0.9fh0長邊方向按As2配筋，實配1110，As706.5mm2。基礎(chǔ)短邊方向柱邊（Ⅱ—Ⅱ截面）Pjpmaxpmin462335kpa221MPjbbc22lac24=1351.8222.40.9521KNm0.624As1M2110620.9fh00.9300760102mm邊階處（Ⅳ—Ⅳ截面）MV22lac1Pjbbc24=1351.81.222.41.518KNm224As1MIV18106195mm20.9fh00.9300360長邊方向按As2配筋，實配810，As706.5mm2。結(jié)構(gòu)的制作和防腐本設(shè)計所用的構(gòu)件除剛架、抗風(fēng)柱等，其他構(gòu)件均為標(biāo)準(zhǔn)件，直接從市場上購買即可。4.1 焊接H型鋼的制造工藝本設(shè)計的剛架柱、抗風(fēng)柱、剛架梁均選用焊接 H型鋼。焊接 H型鋼主要的生產(chǎn)工藝為：準(zhǔn)備工作、切割下料、組立成形、埋弧焊接、翼緣矯正、表面處理和構(gòu)件驗收。4.1.1 準(zhǔn)備工作本設(shè)計共有 11榀剛架和 12根抗風(fēng)柱。根據(jù)構(gòu)件設(shè)計尺寸 (附表1）、鋼材市場供應(yīng)規(guī)范等條件，選擇合適的鋼材材料，材料表如下：鋼材材料表表4-1部件材料數(shù)量焊接變形余量尺寸翼緣Q235-B60.5mm/m3000×10×8500柱腹板Q235-B70.5mm/m2600×6×8500翼緣Q235-B80.5mm/m3000×10×9800梁腹板Q235-B90.5mm/m2700×8×9800翼緣Q235-B20.5mm/m2000×6×8400抗風(fēng)柱腹板Q235-B20.5mm/m2200×4.5×9000構(gòu)件下料尺寸表4-2焊接收縮余量部件材料尺寸長度方向?qū)挾确较蛏弦砭塓235-B10mm10mm260×10×8465柱下翼緣Q235-B10mm10mm260×10×8010腹板Q235-B22mm168mm552×6×8530上翼緣Q235-B10mm10mm260×10×9735梁下翼緣Q235-B10mm10mm260×10×9735腹板Q235-B22mm194mm(541-272)×8×10113抗風(fēng)翼緣Q2