第一部分設(shè)計(jì)資料1.工程概況1、上海浦東新區(qū)南匯祝橋鎮(zhèn)某輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房。廠房總高度6.000m；建筑面積1563.25m2，建筑層數(shù)一層；主體采用門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)；本工程室內(nèi)標(biāo)高0.000m，相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高12.000m。本工程建筑類別為三級(jí)，耐久年限為二級(jí)，建筑物耐火等級(jí)為三級(jí)，屋面防水等級(jí)為Ⅲ級(jí)，抗震設(shè)防烈度為7度，丁類廠房。2.設(shè)計(jì)原始資料2.1水文地質(zhì)地基土層自上而下為：人工填土，層厚0.6~1.0m；褐黃色粘土，層厚4.0~4.5m，fak=80KN/m2γ=19KN/m3；灰色淤泥質(zhì)粉土，層厚20~22m,fak=70KN/m2，γ=18KN/m3；暗綠色粘質(zhì)粉土，未穿，fak=160KN/m2，γ=20KN/m3。地下水位在自然地表以下0.8m，水質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)侵蝕作用。2.2氣象條件1、基本風(fēng)壓W0=0.55KN/m2，基本雪壓為0.2KN/m2。2、活荷載3、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:qk=2.0KN/m2；4、樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：qk=4.2KN/m2；5、抗震設(shè)防：抗震設(shè)防烈度：7度；抗震等級(jí)：三級(jí)；6、場(chǎng)地類別；Ⅳ類；設(shè)計(jì)基本地震加速度：0.10g；3.設(shè)計(jì)其他資料3.1車(chē)間采光面積比為1/6～1/4，屋脊坡度12.5%。3.2車(chē)間地坪荷重10KN/m2，均采用水磨石地面，全部地坪待設(shè)備基礎(chǔ)完工后再施工。3.3廠房設(shè)4.8m×2.8m大門(mén)兩個(gè)，門(mén)上有擋雨棚，外挑1800mm。3.4車(chē)間內(nèi)設(shè)橋式吊車(chē)一輛，軟鉤，吊車(chē)工作級(jí)別位A3（輕級(jí)工作制），具體參數(shù)如下：橋式軟鉤吊車(chē)性能參數(shù)起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（mm）起重機(jī)量（t）最大輪壓（KN）大車(chē)寬B大車(chē)輪距K軌面至車(chē)頂高度H軌中心至大車(chē)外邊緣B1大車(chē)小車(chē)P1P2516.5316627008912307.690.3850.316.14.設(shè)計(jì)任務(wù)要求4.1建筑設(shè)計(jì)4.1.1圖紙內(nèi)容：建筑平面圖、正立面、剖立面、節(jié)點(diǎn)詳圖2～3個(gè)，門(mén)窗明細(xì)表、必要的文字說(shuō)明，完成二號(hào)圖紙兩張。4.1.2建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介、平、立、剖面設(shè)計(jì)說(shuō)明、承重及圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇和布置、主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造說(shuō)明。4.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1圖紙內(nèi)容：1）基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)布置和基礎(chǔ)施工圖；2）柱、吊車(chē)梁、柱間支撐等布置圖；3）屋面檁條布置圖、墻架布置圖；4）節(jié)點(diǎn)圖（柱腳、檁托、牛腿、柱和梁交接處）；5）剛架圖。4.2.2說(shuō)明部分：1)結(jié)構(gòu)方案2)承重構(gòu)件（包括屋面板、檁條、吊車(chē)梁、柱、基礎(chǔ)、支撐系統(tǒng)和平臺(tái)系統(tǒng)的選型說(shuō)明）4.2.3計(jì)算部分1)要求完成廠房剛架（橫向及縱向）內(nèi)力分析及柱的一個(gè)完整設(shè)計(jì)，其具體內(nèi)容為：2)對(duì)廠房橫向剛架進(jìn)行荷載計(jì)算3)內(nèi)力分析及截面設(shè)計(jì)4)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)及配筋5)檁條、墻架及柱間支撐的設(shè)計(jì)6)平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7)采用PKPM中的STS程序計(jì)算剛架內(nèi)力4.2.4計(jì)算書(shū)要求：書(shū)寫(xiě)工整、計(jì)算準(zhǔn)確、必要的示意圖不得徒手畫(huà)、應(yīng)有大概的比例5.參考書(shū)目（1）建筑設(shè)計(jì)部分：[1]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.[2]

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趙熙元等。《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料集鋼結(jié)構(gòu)分冊(cè)》[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007年3月：98-113[12]東南大學(xué)等.《混凝土結(jié)構(gòu)-混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》（第四版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008年11月第二部分建筑設(shè)計(jì)1.建筑平面設(shè)計(jì)1.1廠房平面形式的選擇有跨度18m確定該廠房為單跨雙坡，由生產(chǎn)工藝和起吊高度確定為單層，故該廠房平面形式選為矩形。這種平面形式較適應(yīng)工段間聯(lián)系緊密，運(yùn)輸路線短捷，形狀規(guī)整，經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)廠房，且這種平面形式由于寬度不大，室內(nèi)采光和通風(fēng)較容易解決。矩形形式規(guī)整，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)低，施工快，再者由于該生產(chǎn)線規(guī)模較小，采用此平面形式完全可以滿足使用上和工藝上的要求。1.2柱網(wǎng)的選擇由車(chē)間的長(zhǎng)，寬，跨度尺寸柱距的要求確定柱子的位置，柱在平面中排列所形成的網(wǎng)絡(luò)為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)的選擇實(shí)際上是廠房跨度和柱距的選擇。綜合考慮門(mén)式剛架的合理跨度有9m、12m、15m、18m，檁條的跨度有0.9m、1.2m、1.5m以及荷載性質(zhì)和類型等各方面的影響因素，確定沿廠房縱向跨度取為18m，柱距取目前我國(guó)的基本柱距6m。在1、15號(hào)軸線靠山墻處各設(shè)兩根抗風(fēng)柱，且柱距為6m，距離A、B號(hào)定位軸線間距離各為6m，且抗風(fēng)柱的外側(cè)即為1、15號(hào)軸線。1.3定位軸線的劃分本廠房設(shè)計(jì)中，縱向定位軸線由下向上依次定為A，B，C，D；橫向定位軸線從左向右依次定為1，2，3，4，5……，15。1.3.1橫向定位軸線中間柱的截面中心線與橫向定位軸線重合，廠房的縱向結(jié)構(gòu)構(gòu)件如屋面板，吊車(chē)梁，連系梁的標(biāo)志長(zhǎng)度皆以橫向定位軸線為界。1.3.2縱向定位軸線對(duì)于抗風(fēng)柱的設(shè)置，考慮到跨度為18m，柱距為6m，所以6m設(shè)置抗風(fēng)柱。廠房邊柱外緣與外墻內(nèi)緣重合，邊柱中心線與縱向定位軸線重合。1.4輔助構(gòu)件的定位1.4.1在D號(hào)軸④、⑤和⑨、⑩軸線間設(shè)4.8m×2.8m的大門(mén)兩個(gè)，主要供材料和人員的出入，大門(mén)上設(shè)人行小門(mén)，門(mén)上有擋雨棚，外挑1800mm。1.4.2在滿足車(chē)間采光面積比為1/6～1/4的前提下，在廠房?jī)蓚?cè)縱墻和一側(cè)橫墻上開(kāi)窗，柱間窗戶尺寸為4.8m×1.8m。1.4.3吊車(chē)梯設(shè)在⑤、⑥定位軸線間靠近A號(hào)軸線一側(cè)，吊車(chē)梯為焊接鋼梯，側(cè)面和頂角均設(shè)有護(hù)欄。1.4.4外圍散水坡度i=5%，寬80mm，大門(mén)入口的坡道坡度i=10%，且設(shè)有防滑條，寬為150mm。1.4.5室內(nèi)外高差為150mm，室外地面標(biāo)高為-0.150m,在廠房的外圍四周±0.000m以上1.2m范圍均為砌體砌筑的墻體，兼作窗臺(tái)并支撐墻板。2.建筑剖面設(shè)計(jì)廠房的生產(chǎn)工藝流程對(duì)剖面設(shè)計(jì)的影響很大，因而在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，經(jīng)濟(jì)合理的確定廠房高度及有效利用和節(jié)約空間，解決好廠房的采光和通風(fēng)，使其有良好的室內(nèi)環(huán)境，合理的選擇屋面排水，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式及其構(gòu)造，使廠房具有隨氣候條件變化影響小的圍護(hù)功能，進(jìn)而保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行及為工人創(chuàng)造良好舒適的生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)滿足建筑工業(yè)化要求。2.1廠房高度的確定單層廠房的高度是指地面至屋架下表面的垂直距離，一般情況下，屋架下表面的高度即是柱頂與地面之間的高度，所以單層廠房的高度即是地面到柱頂?shù)母叨?。由生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備、貨物起吊高度、其中與運(yùn)輸和其他各方面的要求，初步確定軌頂標(biāo)高為4.80m，鋼結(jié)構(gòu)廠房梁柱的截面高度為跨度的1/30～1/45，即在400mm～600mm之間，暫取梁柱截面高度為600mm，吊車(chē)梁高度取600mm，選軌道P22，截面高度為93.66mm，由設(shè)計(jì)資料所給出的橋式軟鉤吊車(chē)性能參數(shù)查得，軌面至車(chē)頂高度H=891mm，小車(chē)頂面至屋架下弦底部的安全高度取300mm，由此確定柱頂標(biāo)高。2.1.1有吊車(chē)廠房柱頂標(biāo)高的確定廠房柱頂標(biāo)高：H=H1+h6+h7式中：H—柱頂標(biāo)高，應(yīng)符合3M模數(shù)H1—軌頂標(biāo)高h(yuǎn)6—軌面至車(chē)頂高度h7—小車(chē)頂面至屋架下弦底部的安全高度則H=4800+891+300=5991mm，取3M的模數(shù)H=6000mm=6.00m。2.1.2廠房高度的確定廠房高度的標(biāo)高：H′=H+h式中：h—橫梁截面高度則H′=6000+400=6400mm。屋脊標(biāo)高的確定：H″=H′+L/2×i式中：H″—屋脊標(biāo)高L—廠房跨度i—屋脊坡度（輕型門(mén)式剛架坡度宜取1/20—1/8,在雨水較多的地區(qū)取較大值）則H″=6400+=7525mm=7.53m。2.2采光設(shè)計(jì)由于天然光的照度時(shí)刻都在變化，室內(nèi)工作面上的照度也隨之改變，因此，采光設(shè)計(jì)不能用變化的照度來(lái)作依據(jù)，而是采用采光系數(shù)的概念來(lái)表示采光標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)書(shū)中規(guī)定的車(chē)間采光面積為1/6～1/4，則試設(shè)計(jì)在側(cè)墻開(kāi)窗采光，且為雙側(cè)采光。在吊車(chē)梁處設(shè)置高側(cè)窗，提高了遠(yuǎn)離窗戶處的采光效果，改善了廠房光線的均勻程度，所設(shè)低窗寬4.8m,高為1.8m，高側(cè)窗寬為4.8m，高為0.6m，采光面積為1.8×4.8×26+0.6×4.8×28=305.28m2，滿足要求。2.3通風(fēng)設(shè)計(jì)廠房的通風(fēng)方式有兩種，即自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，該廠房采用自然通風(fēng)。自然通風(fēng)是利用空氣的自然流動(dòng)將室外的空氣引入室內(nèi)，將室內(nèi)的空氣和熱量排至室外，針對(duì)該廠房的特點(diǎn)可利用室內(nèi)外的溫差造成的熱壓和風(fēng)吹向建筑物而在不同表面上造成的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣，不失為一種經(jīng)濟(jì)合理的通風(fēng)方式。因此，在廠房的平面布置上要使廠房長(zhǎng)軸與夏季主導(dǎo)風(fēng)向垂直，冬季通風(fēng)則需注意適當(dāng)降低進(jìn)風(fēng)側(cè)窗高度，以側(cè)墻上的側(cè)窗和山墻上的大門(mén)作為主要的通風(fēng)道。2.4廠房的保溫，隔熱設(shè)計(jì)；為保證廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的保溫性能和在構(gòu)造上的嚴(yán)密性，屋面和墻面均采用輕質(zhì)高強(qiáng)的壓型鋼板，內(nèi)夾一定厚度的聚苯板用來(lái)保溫隔熱。3.定位軸線的確定單層廠房的定位軸線是確定廠房主要承重構(gòu)件位置的基準(zhǔn)線，同時(shí)也是設(shè)備安裝，施工放線的依據(jù)。依據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，定位軸線的劃分與柱網(wǎng)布置是一致的，通常把廠房定位軸線劃分為橫向和縱向。垂直與廠房長(zhǎng)度方向的稱為橫向定位軸線，平行于廠房長(zhǎng)度方向的稱為縱向定位軸線。除山墻處端部剛架柱的橫向定位軸線與抗風(fēng)柱內(nèi)緣相重合外，其余橫向定位軸線與中間柱的中心線相重合，縱向定位軸線與吊車(chē)軌中心線的距離為750mm。端部排架柱的中心線自端部橫向地位軸線內(nèi)移600mm，因此端部實(shí)際柱距減少了600mm，為5400mm。4.各種構(gòu)造的做法4.1散水做法，工程做法見(jiàn)（98J9-散4/69）4.2地面做法，工程做法見(jiàn)（98J1-地8/60）4.3坡道做法，工程做法見(jiàn)（98J9-坡3/70）4.4雨篷做法雨棚施工圖第三部分結(jié)構(gòu)計(jì)算1.結(jié)構(gòu)體系選擇1.1門(mén)式剛架根據(jù)《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》（CECS102-98）4.2.2條，關(guān)于門(mén)式剛架建筑尺寸的規(guī)定：門(mén)式剛架跨度宜為9～36m，以3M為模數(shù)；高度宜為4.5～9.0m；剛架的間距，及柱網(wǎng)軸線在縱向的間距宜為6m。采用輕型屋蓋和輕型外墻的單層廠房，車(chē)間內(nèi)設(shè)5t的輕型工作制吊車(chē)，分析以上所給資料，無(wú)論從技術(shù)的角度還是經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看，選用門(mén)式剛架操作為本廠房的主要承重結(jié)構(gòu)體系，完全滿足使用上和功能上的要求，又因?yàn)檩p型屋面的應(yīng)用使屋面荷載大幅降低，使其自身具有優(yōu)越的抗震性能從而提高整個(gè)房屋的抗震能力，因此，在本設(shè)計(jì)中，門(mén)式剛架的柱、梁截面均選用等截面的實(shí)腹焊接工字形截面，為提高整個(gè)廠房的整體性和穩(wěn)定性，柱腳的連接形式采用剛接柱腳，梁柱之間的連接采用高強(qiáng)螺栓，總體設(shè)計(jì)力求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，使用方便。1.2屋面系統(tǒng)1.2.1屋面板根據(jù)（CECS102-98）6.6.2條，屋面板選用雙層壓型鋼板內(nèi)夾聚苯保溫板的輕型屋面結(jié)構(gòu)，其具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、美觀、耐用、覆蓋面積較大、用料省、連接簡(jiǎn)單、施工方便、利于工業(yè)化生產(chǎn)，而且抗震、防火、可滿足不同尺寸的要求。壓型鋼板間的搭接所用緊固件設(shè)于波峰之上，橫向搭接與主導(dǎo)風(fēng)向一致，且采用錯(cuò)縫鋪法，一般錯(cuò)開(kāi)1～2波即可，以免重疊搭接。1.2.2檁條根據(jù)（CECS102-98）6.3檁條設(shè)計(jì)規(guī)定，在本設(shè)計(jì)中選用卷邊槽形冷彎薄壁型鋼檁條，卷邊槽鋼檁條適用于屋面坡度小于1/3的情況，其界面在使用中互換性大，用鋼量省等特點(diǎn)，跨度為6m，高度取跨度的1/35～1/50，最后由計(jì)算確定截面尺寸。同時(shí)，檁條跨度大于4m時(shí)，應(yīng)在跨中位置設(shè)置拉條或撐桿。1）檁距取1.5m，檁條的布置使腹板垂直屋面坡面，對(duì)槽鋼檁條，宜將上翼緣卷邊朝向屋脊方向，以減小屋面荷載偏心而引起的扭矩，宜采用雙脊檁條方案。2）檁條的連接，與屋面可靠連接，以保證屋面能起阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，與壓型鋼板屋面連接，宜采用帶橡膠墊圈的自攻螺釘，與屋架、剛架的連接設(shè)置角鋼檁托，以防止檁條在支座處的扭轉(zhuǎn)變形和傾覆，檁條端部與檁托的連接螺栓不少于2個(gè)，并沿檁條高度方向設(shè)置。3）拉條與撐桿為了減小檁條在安裝和使用階段的側(cè)向變形和扭轉(zhuǎn)，保證其整體穩(wěn)定性而設(shè)置拉條，做起側(cè)向支撐點(diǎn)。在檁條跨度位置設(shè)置一道拉條（規(guī)范：i=1/10，檁跨>4m設(shè)一道；跨度>6m在檁跨三分點(diǎn)出各設(shè)一道）。為了減小屋架上弦平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，并增強(qiáng)其平面外的穩(wěn)定性，可將檁條與屋架上弦橫向水平支撐在交叉點(diǎn)處相連，使檁條兼作支撐的豎壓桿，參加支撐工作。在檐檁和其相鄰的檁條間設(shè)撐桿，撐桿采用鋼管內(nèi)設(shè)拉條的做法。在檐口處設(shè)置斜拉條和撐桿。1.3吊車(chē)梁系統(tǒng)在本設(shè)計(jì)中，車(chē)間內(nèi)設(shè)一輛起重量為5t的橋式軟鉤輕級(jí)工作制吊車(chē)，考慮到其起重量小，吊車(chē)梁采用6m跨度的焊接工字形截面。為增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性，保證橋式吊車(chē)在梁上的平穩(wěn)行駛，采用加強(qiáng)受壓翼緣且沿梁全長(zhǎng)均為同一截面的吊車(chē)梁。每隔一定距離在梁的上翼緣平面外設(shè)側(cè)向支撐點(diǎn)。通過(guò)計(jì)算確定梁的截面尺寸使之滿足承載力的要求，端跨吊車(chē)梁的連接與中間跨的有所區(qū)別。1.4圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系1.4.1磚墻墻面標(biāo)高1.2m以下采用240磚墻，作為窗戶下窗臺(tái)和上部墻板的支撐段，同時(shí)也對(duì)地下潮氣的上升起到一定的阻止作用，使墻板和柱免受腐蝕。1.4.2壓型鋼板墻墻面標(biāo)高1.2m以上的所有墻體均采用彩色夾心保溫壓型鋼板，根據(jù)門(mén)窗尺寸和墻架間距選用合適的壓型剛板來(lái)滿足輕質(zhì)、美觀、耐用、保溫、施工簡(jiǎn)便、抗震、防火等方面的要求。1.4.3墻架墻架的截面形式選為C型，跨度同柱距選為6m，開(kāi)口方向參見(jiàn)墻梁布置圖。在墻梁的跨中設(shè)一道拉條，作為墻梁的豎向支撐，在最上端的兩相鄰墻梁間設(shè)斜拉條將其以下拉條所受的拉力傳于柱。墻板與墻梁的連接采用自攻螺栓，對(duì)于單側(cè)掛板的墻梁，板的自重會(huì)對(duì)墻梁產(chǎn)生偏心，為消除偏心的作用，拉條連接在掛板一側(cè)1/3板與柱間距處。拉條直徑為8～12㎜。1.5基礎(chǔ)由于柱腳處荷載較小，故考慮采用獨(dú)立基礎(chǔ)。階梯形的剛性獨(dú)立基礎(chǔ)為主要的選擇形式，在剛性角的范圍內(nèi)確定臺(tái)階的高寬尺寸，墊層采用C10混凝土厚度為100㎜，基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào)不小于C25，構(gòu)造鋼筋直徑為8～10㎜，間距為150～200㎜。2.材料選擇2.1鋼材種類鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要有兩個(gè)種類，即碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。在本設(shè)計(jì)中選用碳素結(jié)構(gòu)鋼作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主要用鋼。鋼材強(qiáng)度主要由其中碳元素含量的多少來(lái)決定，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)用鋼而言，在滿足強(qiáng)度的前提下，還要具有一定的塑性和韌性，隨著含碳量的增加，碳素鋼的強(qiáng)度也在提高，而塑性和韌性卻在降低。綜合考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的重要性，荷載性質(zhì)，連接方法，工作條件等方面，Q235鋼是較理想的鋼號(hào)。鋼結(jié)構(gòu)的元件是型鋼及鋼板，在本設(shè)計(jì)中門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)用鋼結(jié)構(gòu)體系中，首選型鋼，其次為焊接鋼板制作構(gòu)件，考慮到剛架梁柱截面較大，沒(méi)有合適的型鋼可造，故采用焊接工字形截面的焊接成型鋼來(lái)滿足結(jié)構(gòu)用鋼的要求，還有吊車(chē)梁用鋼也只能選用焊接鋼板組成的工字形鋼。其余的小柱，檁條，墻架，小梁，板材均可直接由熱軋型鋼，冷彎薄壁型鋼和熱軋鋼板表中選用，這樣可以減少制作工作量，提高工業(yè)化水平，加快施工速度，進(jìn)而降低工程造價(jià)。2.2保證項(xiàng)目本設(shè)計(jì)中的門(mén)式剛結(jié)構(gòu)廠房用鋼的主要牌號(hào)是Q235鋼，依據(jù)所處的不同環(huán)境和所承受的荷載效用以及結(jié)構(gòu)的重要性，采用不同的質(zhì)量等級(jí)，同時(shí)也具備不同的保證項(xiàng)目。對(duì)于需要驗(yàn)算疲勞的焊接結(jié)構(gòu)，如剛架，吊車(chē)梁，上海地區(qū)冬季最低溫度處于0℃和-20℃之間，應(yīng)選用由0℃沖擊性能和合格C級(jí)鋼，對(duì)無(wú)需驗(yàn)算疲勞的其他構(gòu)件，宜采用Q235A鋼的保證項(xiàng)目中，碳含量，冷彎試驗(yàn)合格和沖擊韌性值沒(méi)有必要的保證條件。2.3連接材料在本設(shè)計(jì)中所涉及的所有連接所用鋼材，如焊條，螺栓的鋼材應(yīng)與主體金屬的強(qiáng)度相適應(yīng)。焊條選用E43系列焊條，采用手工電弧焊，連接螺栓分為普通螺栓和高強(qiáng)螺栓兩種。橫梁跨中拼接點(diǎn)，梁柱拼接點(diǎn)所用螺栓一律為高強(qiáng)螺栓，其余為普通螺栓連接。初步確定高強(qiáng)螺栓為10.9級(jí)，柱腳與基礎(chǔ)的剛性連接采用錨栓，錨栓鋼號(hào)也為Q235。3.檁條設(shè)計(jì)3.1檁條的選擇和在屋架上的布置和擱置實(shí)腹式檁條的截面高度h，一般為跨度的1/35～1/50，故初步選用檁條為卷邊槽形冷彎薄壁型鋼C180×70×20×2.5。實(shí)腹式檁條的截面均垂直于屋面坡面，且卷邊C型槽鋼的上翼緣肢尖（即卷邊）朝向屋脊方向（以減小屋面荷載偏心而引起的扭矩）。屋脊檁條的布置采取雙檁方案，雙脊檁之間的間距為0.2m，雙脊檁與跨中線等距（0.1m），且此雙檁條由圓鋼相連，其余檁條水平鄰距為1.5m，跨度6m，于1/2跨度處設(shè)一道拉條，在檐口處還設(shè)有撐桿和斜拉條。屋面為壓型鋼板，屋面坡度i=1/8（α=7.12°），為限制檐缺口處邊檁向上或向下兩個(gè)方向的側(cè)向彎曲所設(shè)的撐桿的要求為長(zhǎng)細(xì)比[λ]≤200，選用外徑Φ16mm，壁厚3mm的鋼管。檁條和撐桿布置圖3.2荷載標(biāo)準(zhǔn)值1）永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值壓型鋼板（兩層含80mm保溫層）KN/m2檁條及支撐KN/m2―――――――――――――――――――――――――KN/m22）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2012）可取荷載如下：屋面均布活荷載0.5KN/m2，雪荷載0.2KN/m2，計(jì)算時(shí)取兩者的較大值0.5KN/m2，基本風(fēng)壓0.55KN/m2。3.3內(nèi)力計(jì)算 1）永久荷載與屋面活荷載組合(1.2永久荷載+1.4max{屋面均布活荷載、雪荷載}）檁條線荷載:彎矩設(shè)計(jì)值：2）永久荷載與風(fēng)荷載組合（1.0永久荷載+1.4風(fēng)吸力荷載）風(fēng)荷載高度變化系數(shù)取μZ=1.0（高度小于10m，B類地面粗糙度），按《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS102:2002）表A-2,風(fēng)荷載體型系數(shù)取邊緣帶μs=-1.40（吸），則垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：檁條線荷載:彎矩設(shè)計(jì)值：3.4截面選擇及截面特性選用卷邊槽形冷彎薄壁型鋼C180×70×20×2.5近似取200N/m，截面上翼緣有效寬厚比，，考慮有效截面,同時(shí)跨中有孔洞削弱,統(tǒng)一考慮0.95的折減系數(shù),則有效凈截面抵抗矩：3.5強(qiáng)度驗(yàn)算既定屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，由此計(jì)算檁條截面兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的強(qiáng)度為：==滿足要求。3.6穩(wěn)定驗(yàn)算跨中段上翼緣受壓有面板約束，穩(wěn)定性不用計(jì)算；僅計(jì)算風(fēng)吸力作用跨中段下翼緣穩(wěn)定性。永久荷載與風(fēng)吸力組合下的彎矩小于永久荷載與屋面可變荷載組合下的彎矩,故全截面有效,同時(shí)不計(jì)孔洞削弱,則受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù)(跨中設(shè)有一道拉條)：查表得==風(fēng)吸力作用使檁條下翼緣受壓,穩(wěn)定性計(jì)算公式為:滿足要求。3.7撓度計(jì)算按恒載+活載標(biāo)準(zhǔn)值考慮：滿足要求。3.8構(gòu)造要求故此檁條在平面內(nèi)外均滿足要求。4.墻架設(shè)計(jì)4.1計(jì)算數(shù)據(jù)和資料輕型門(mén)式剛架，跨度18m，柱高6.0m，屋面坡度i=1/8（α=7.12o）,計(jì)算最大梁間距1.8m，下設(shè)1350高磚墻，承受墻面板自重，墻梁僅考慮其自身重量的彎曲，其主要承受墻面板傳來(lái)的風(fēng)壓力與風(fēng)吸力，墻梁最大間距1.8m,中間設(shè)一道拉條.外側(cè)掛墻板，墻梁和拉條材料均為Q235B，墻梁初選截面為：C型鋼,墻梁自重：；基本風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值ω0=0.55KN/㎡，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》地面粗糙度系數(shù)按B類取值，高度5～10m之間，風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=1.0，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs按CECS102：2002中，對(duì)封閉式房屋，端墻風(fēng)壓力的體型系數(shù)為0.8，風(fēng)吸力的體型系數(shù)μs為-墻梁所受荷載標(biāo)準(zhǔn)值：水平荷載：迎風(fēng)風(fēng)載：背風(fēng)風(fēng)載：豎向荷載：墻梁自重：4.3墻梁所受荷載設(shè)計(jì)值水平荷載：迎風(fēng)風(fēng)載：背風(fēng)風(fēng)載：豎向荷載：4.4內(nèi)力計(jì)算墻板下端與1.2m磚墻砌體相連，且板板之間有可靠的連接，因此墻梁只承受自重，不考慮拉條作用，墻梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算。4.5截面驗(yàn)算初步選用C180×70×20×2.0型冷彎薄壁型鋼作為墻梁。1）強(qiáng)度驗(yàn)算，C180×70×20×2.0平放，開(kāi)口朝上，窗臺(tái)位置下，開(kāi)口向下全截面有效全截面有效正應(yīng)力驗(yàn)算：切應(yīng)力（C型墻梁卷邊處圓弧半徑取厚度的3倍）4.6風(fēng)荷載作用下的撓度，滿足要求。4.7抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與荷載取值墻梁C180×70×20×2.0，墻梁及壓型鋼板自重標(biāo)準(zhǔn)值0.40KN/m2。按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11-2選用的是普通高頻焊接H型鋼H200×150×3.2×4.5，因?yàn)橐雎詨艽怪焙奢d的偏心矩，由柱的截面特性可知，柱的單位重量為15.39kg/m，柱重為15.39×9.8×1.2×10-3=0.18KN/m。風(fēng)荷載計(jì)算，對(duì)于山墻，屬于向風(fēng)面，其風(fēng)載體形變化系數(shù)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)，因此風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值有：則一根抗風(fēng)柱所承擔(dān)風(fēng)荷載為：2）內(nèi)力計(jì)算最大軸力：N=6×4.8×0.4×1.2+6×0.18=14.90KN最大彎矩：3）截面特性A=19.51cm2，Wx=147.59cm3，ix=8.67cm強(qiáng)度計(jì)算穩(wěn)定計(jì)算?。澗刈饔闷矫鎯?nèi)穩(wěn)定性計(jì)算=1.0，由附表值查的=0.756（b類）ⅱ）彎矩作用平面外的穩(wěn)定性基于墻梁和墻板的支撐作用，可不驗(yàn)算其穩(wěn)定性。ⅲ）撓度驗(yàn)算由于柱為上端鉸接，下端固定，一般可不驗(yàn)算其在水平荷載的撓度。5.吊車(chē)梁設(shè)計(jì)5.1吊車(chē)基本資料吊車(chē)梁選用焊接工字形截面的簡(jiǎn)支吊車(chē)梁系統(tǒng)，跨度為6m，無(wú)制動(dòng)結(jié)構(gòu)，支撐與鋼柱，采用加強(qiáng)受壓翼緣的方式提高吊車(chē)梁的整體穩(wěn)定性。焊接吊車(chē)梁的鋼材型號(hào)為Q235鋼，焊條為E43鋼，橋式軟鉤吊車(chē)性能參數(shù)如下表所示：橋式軟鉤吊車(chē)性能參數(shù)起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（mm）起重機(jī)量（t）最大輪壓（KN）大車(chē)寬B大車(chē)輪距K軌面至車(chē)頂高度H軌中心至大車(chē)外邊緣B1大車(chē)小車(chē)P1P2516.5316627008912307.690.3850.316.15.2吊車(chē)荷載計(jì)算（按兩臺(tái)同型號(hào)吊車(chē)考慮）吊車(chē)荷載的動(dòng)力系數(shù)μ=1.05，吊車(chē)荷載分項(xiàng)系數(shù)γQ=1.4，n=2（一側(cè)輪子數(shù)）1）吊車(chē)豎向荷載設(shè)計(jì)值：2）吊車(chē)豎向荷載設(shè)計(jì)值：5.3內(nèi)力計(jì)算1.吊車(chē)梁的最大彎矩及相應(yīng)力剪力分析：1）兩個(gè)輪子作用于梁上時(shí)（圖1）最大彎矩點(diǎn)（C）的位置為：最大彎矩為：最大彎矩處的相應(yīng)剪力為：圖1吊車(chē)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（兩輪）圖2吊車(chē)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（三輪）彎矩；（b）剪力（a）彎矩；（b）剪力2）三個(gè)輪子作用于梁上時(shí)（圖2）最大彎矩點(diǎn)（C）的位置為：最大彎矩為：最大彎矩處的相應(yīng)剪力為：3）四個(gè)輪子作用在梁上（如圖3）最大彎矩點(diǎn)（C點(diǎn)）的位置為：最大彎矩為：最大彎矩處的相應(yīng)剪力為：圖3吊車(chē)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖（三輪）（a）彎矩；（b）剪力經(jīng)過(guò)分析可得，按三輪作用在梁上的時(shí)候考慮。2.最大剪力（梁端支座處，按照?qǐng)D8-5b考慮）kN3.有水平荷載產(chǎn)生的最大彎矩5.4截面選擇1.腹板高度的確定經(jīng)濟(jì)高度：按容許撓度值?。毫焊遠(yuǎn)值應(yīng)接近經(jīng)濟(jì)高度h≈hec=600mm2.吊車(chē)梁腹板厚度的確定按經(jīng)驗(yàn)公式：按剪力確定：因兩種結(jié)果均小于8mm，故按規(guī)范要求取=8mm。3.吊車(chē)梁翼緣尺寸的確定但應(yīng)大于200mm，故取300×12（考慮軌道寬度的要求）。5.5截面特性毛截面特性：凈截面特性（預(yù)選螺栓為Ф21.5）上翼緣對(duì)y軸的特性：5.6強(qiáng)度計(jì)算1.正應(yīng)力上翼緣下翼緣2.剪應(yīng)力3.腹板的局部壓應(yīng)力集中荷載增大系數(shù)5.7穩(wěn)定計(jì)算1.梁的整體穩(wěn)定性故應(yīng)計(jì)算結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性則整體穩(wěn)定性：2.腹板的局部穩(wěn)定性按構(gòu)造配置橫向加筋肋5.8撓度計(jì)算對(duì)于等截面吊車(chē)梁應(yīng)有：符合要求5.9疲勞驗(yàn)算恒載不影響計(jì)算應(yīng)力幅。因此僅按吊車(chē)荷載計(jì)算，按疲勞計(jì)算的構(gòu)件和連接分類，可得容許應(yīng)力幅，吊車(chē)梁欠載效應(yīng)的等效系數(shù)查表可知為，則（安全）6、剛架內(nèi)力分析和設(shè)計(jì)6.1門(mén)式剛架資料單層廠房采用單跨雙坡門(mén)式剛架，剛架跨度18m，柱高6.0m，共有15榀剛架，柱距6m，屋面坡度1/8，屋面及墻面板為壓型鋼板，中間夾有80㎜厚的聚苯板保溫層，檁條墻梁為薄壁卷邊C型鋼，間距1.5m，鋼材采用Q235鋼，焊條E43型，剛架尺寸及風(fēng)荷載體型系數(shù)（取端區(qū)）如下圖所示：6.2荷載取值1)屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.8mm厚壓型鋼板0.30檁條及支撐0.10剛架斜梁自重0.150.552）可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面均布活荷載0.5KN/m2，雪荷載0.2KN/m2，計(jì)算時(shí)取兩者的較大值0.5KN/m23）風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值基本風(fēng)壓ω0=0.55KN/m2，地面粗糙系數(shù)按B類考慮，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2001的規(guī)定采用，當(dāng)高度小于10m時(shí)，按10m高度的數(shù)值采用，μz=1.0，風(fēng)荷載體型系數(shù)μs取值見(jiàn)圖。吊車(chē)荷載橋式軟鉤吊車(chē)性能參數(shù)起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（mm）起重機(jī)量（t）最大輪壓（KN）大車(chē)寬B大車(chē)輪距K軌面至車(chē)頂高度H軌中心至大車(chē)外邊緣B1大車(chē)小車(chē)P1P2516.5316627008912307.690.3850.316.15）柱子上荷載墻梁及壓型鋼板自重標(biāo)準(zhǔn)值0.406.3各部分作用荷載1）屋面荷載恒載標(biāo)準(zhǔn)值0.55×6=3.3KN/m設(shè)計(jì)值3.3×1.2=3.96KN/m活載標(biāo)準(zhǔn)值0.5×6=3.0KN/m設(shè)計(jì)值3.0×1.4=4.2KN/m2）柱荷載恒載標(biāo)準(zhǔn)值0.40×6×6.0+3.3×6=34.2KN設(shè)計(jì)值34.2×1.2=41.04KN活載標(biāo)準(zhǔn)值3.0×6=18.0KN設(shè)計(jì)值18.0×1.4=25.2KN3）風(fēng)荷載ⅰ向風(fēng)面柱上標(biāo)準(zhǔn)值qwk=1.05×0.55×1.00×0.8×6=2.77KN/m設(shè)計(jì)值qw=2.77×1.4=3.88KN/m橫梁上標(biāo)準(zhǔn)值qwk=1.05×0.55×1.00×（-0.6）×6=-2.08KN/m設(shè)計(jì)值qw=（-2.08）×1.4=-2.91KN/mⅱ背風(fēng)面柱上標(biāo)準(zhǔn)值qwk=1.05×0.55×1.00×（-0.5）×6=-1.73KN/m設(shè)計(jì)值qw=1.73×1.4=2.43KN/m橫梁上標(biāo)準(zhǔn)值qwk=1.05×0.55×1.00×（-0.5）×6=-1.73KN/m設(shè)計(jì)值qw=1.73×1.4=2.43KN/m6.4吊車(chē)荷載2002700200根據(jù)《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，20027002006.5內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力計(jì)算采用彈性分析法。用梁，柱平均剛度將梁，柱簡(jiǎn)化為等截面剛梁，然后采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器進(jìn)行求解。圖6-5門(mén)式鋼架計(jì)算簡(jiǎn)圖1.屋面恒載內(nèi)力圖（設(shè)計(jì)值）圖6-5-1a屋面恒載示意圖表6-5-1屋面恒載作用內(nèi)力表單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩1-24.5032.85-81.67-20.08-2.5155.942-20.082.5155.94-24.50-32.85-81.673-35.6420.24-81.67-35.6420.2439.764-35.64-20.2439.76-35.64-20.24-81.67圖6-5-1b軸力圖N圖6-5-1c剪力圖V圖6-5-1d彎矩圖M2.屋面活載內(nèi)力圖（設(shè)計(jì)值）圖6-5-2a屋面活載示意圖表6-5-2屋面活載作用內(nèi)力表單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩1-25.9934.85-86.62-21.30-2.6659.332-21.302.6659.33-25.99-34.85-86.623-37.8021.47-86.62-37.8021.4742.174-37.80-21.4742.17-37.80-21.47-86.62圖6-5-2b軸力圖N圖6-5-2c剪力圖V圖6-5-2d彎矩圖M3.左側(cè)風(fēng)荷載內(nèi)力圖（設(shè)計(jì)值）圖6-5-3a左風(fēng)荷載示意圖表6-5-3左風(fēng)荷載作用內(nèi)力表單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩114.98-24.8467.7914.981.56-37.78214.91-2.18-37.7814.9119.8642.41321.56-12.3342.4121.562.2512.19426.5035.07-72.7726.5011.7967.79圖6-5-3b軸力圖N圖6-5-3c剪力圖V圖6-5-4d彎矩圖M4.右側(cè)風(fēng)荷載內(nèi)力圖（設(shè)計(jì)值）圖6-5-4a右風(fēng)荷載示意圖表6-5-4右風(fēng)荷載作用內(nèi)力表單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩114.91-19.8642.4114.912.18-37.78214.98-1.56-37.7814.9824.8467.79326.50-11.7967.7926.50-35.07-72.77421.56-2.2512.1921.5612.3342.41圖6-5-4b軸力圖N圖6-5-4c剪力圖V圖6-5-4d彎矩圖M5.吊車(chē)內(nèi)力圖（最大輪壓在左設(shè)計(jì)值）圖6-5-5a吊車(chē)荷載示意圖表6-5-5吊車(chē)荷載作用內(nèi)力表（最大輪壓在左）單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩1-205.33-18.48-3.58-205.33-18.48-85.1223.59-18.4871.563.59-18.4849.393-17.89-5.8549.39-17.89-5.8522.864-17.89-5.8522.86-17.89-5.85-3.665-18.78-1.26-3.66-18.78-1.26-15.146-3.5918.48-15.14-3.5918.487.047-70.4618.48-43.13-70.4618.4845.58圖6-5-5b軸力圖N圖6-5-5c剪力圖V圖6-5-5d彎矩圖M6.吊車(chē)內(nèi)力圖（最大輪壓在右設(shè)計(jì)值）圖6-5-6a吊車(chē)荷載示意圖表6-5-6吊車(chē)荷載作用內(nèi)力表（最大輪壓在右）單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩1-70.46-18.4845.58-70.46-18.48-43.132-3.59-18.487.04-3.59-18.48-15.143-18.781.26-15.14-18.781.26-9.404-18.781.26-9.40-18.781.26-3.665-17.895.85-3.66-17.895.8549.3963.5918.4849.393.5918.4871.567-205.3318.48-85.12-205.3318.483.58圖6-5-6b軸力圖N圖6-5-6c剪力圖V圖6-5-6d彎矩圖M吊車(chē)內(nèi)力圖（水平向左設(shè)計(jì)值）圖6-5-7a吊車(chē)荷載示意圖表6-5-7吊車(chē)荷載作用內(nèi)力表（水平向左）單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩1-1.19-8.4329.79-1.19-8.43-10.672-1.190.00-10.67-1.190.00-10.673-0.151.18-10.67-0.151.18-5.344-0.151.18-5.34-000.151.1810.6761.190.0010.671.190.0010.6771.19-8.4310.671.19-8.43-29.79圖6-5-7b軸力圖N圖6-5-7c剪力圖V圖6-5-7d彎矩圖M8.吊車(chē)內(nèi)力圖（水平向右設(shè)計(jì)值）圖6-5-8a吊車(chē)荷載示意圖表6-5-8吊車(chē)荷載作用內(nèi)力表（水平向左，最大輪壓在右）單元編碼桿端1桿端2軸力剪力彎矩軸力剪力彎矩11.198.43-29.791.198.4310.6721.190.0010.671.190.0010.6730.15-1.1810.670.15-1.185.3440.15-1.185.340.15-1.180.005-0.15-1.180.00-0.15-1.18-10.676-1.190.00-10.67-1.190.00-10.677-1.198.43-10.67-1.198.4329.79圖6-5-8b軸力圖N圖6-5-8c剪力圖V圖6-5-8d彎矩圖M6.6內(nèi)力組合1.選取控制截面。由于剛架布置，恒載和活載作用下對(duì)稱，故選取左半跨為例進(jìn)行計(jì)算。選取控制截面如圖所示：圖6-6-1剛架控制界面圖2.最不利內(nèi)力組合計(jì)算控制截面取柱底、牛腿處、柱頂、梁端及梁跨中截面。對(duì)于剛架梁，截面可能的最不利內(nèi)力組合有：A．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×活荷載標(biāo)準(zhǔn)值B．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值C．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值D．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×0.9×（活荷載標(biāo)準(zhǔn)值+風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）E．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×1.0×（活荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）F．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×0.9×（風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）G．1.2×恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4×0.9×（風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+活荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）3.梁、柱截面最不利內(nèi)力組合梁端截面：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V； (2)Mmin及相應(yīng)的N、V梁跨中截面：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V； (2)Mmin及相應(yīng)的N、V對(duì)于剛架柱，截面可能的最不利內(nèi)力組合有：(1)Mmax及相應(yīng)的N、V； (2)Mmin及相應(yīng)的N、V(3)Nmax及相應(yīng)的±Mmax、V ； (4)Nmin及相應(yīng)的±Mmax、V構(gòu)件號(hào)截面荷載項(xiàng)目?jī)?nèi)力恒荷載活荷載吊車(chē)荷載風(fēng)荷載內(nèi)力組合左Dmax右Dmax左Tmax右Tmax左風(fēng)右風(fēng)Nmax及M,VNmin及M,VMmax及N,V①②③④⑤⑥⑦⑧項(xiàng)目組合值項(xiàng)目組合值項(xiàng)目組合值1-1N(KN)35.6437.80205.3370.461.19-1.19-26.50-21.56①+②+③+⑤279.95①+⑦9.14①+0.9*（②+④+⑤+⑧）-14.22V(KN)-20.24-21.47-18.48-18.48-8.438.4335.072.25-68.6214.83-61.76M(KNM)39.7642.17-3.5845.5829.79-29.79-72.7612.19115.29-33.00156.522-2N(KN)35.6437.80205.3370.461.19-1.19-26.50-21.56①+②+③+⑤279.95①+⑦9.14①+②+③+⑤279.95V(KN)-20.24-21.47-18.48-18.48-8.438.4316.44-9.41-68.62-3.80-68.62M(KNM)-57.38-60.86-85.12-43.13-10.6710.6750.8529.37-214.03-6.88-214.033-3N(KN)35.6437.80-3.593.591.19-1.19-26.50-21.56①+②+④+⑤78.21①+0.9*（③＋⑥+⑦）7.50①+②+④+⑤78.21V(KN)-20.24-21.47-18.48-18.480.000.0011.70-12.33-60.1926.34-60.19M(KNM)-81.67-86.6249.39-15.14-10.6710.6767.7942.41-194.1033.40-194.10內(nèi)力組合表1注：內(nèi)力計(jì)算的“+、－”號(hào)規(guī)定：彎矩圖以剛架外側(cè)受拉為正，軸力以桿件受壓為正，剪力以繞桿端順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為正。截面荷載項(xiàng)目?jī)?nèi)力恒荷載活荷載吊車(chē)荷載風(fēng)荷載內(nèi)力組合左Dmax右Dmax左Tmax右Tmax左風(fēng)右風(fēng)Mmax相應(yīng)的V、NMmin相應(yīng)的V、N|V|max相應(yīng)的M、N①②③④⑤⑥⑦⑧項(xiàng)目組合值項(xiàng)目組合值項(xiàng)目組合值4-4N(KN)24.5025.9917.8918.780.15-0.15-14.98-14.91①+②+④+⑤69.42①+0.9*（③+⑤+⑧）27.32①+②+④+⑤69.42V(KN)32.8534.85-5.851.261.18-1.18-24.84-19.8670.14-10.7770.14M(KNM)-81.67-86.6249.39-15.14-10.6710.6767.7942.41-194.1-8.66-194.15-5N(KN)22.2923.6517.8918.780.15-0.15-14.98-14.91①+②+③+⑥63.68①+0.9*（④+⑤+⑦）25.85①+②+④+⑤64.87V(KN)15.1716.10-5.851.261.18-1.18-11.64-8.8424.2418.9533.71M(KNM)27.2328.8822.86-9.40-5.345.34-14.92-22.6884.310.5441.376-6N(KN)20.0821.3017.8918.780.15-0.15-14.98-14.91①+②41.38①+0.9*（④+⑤+⑦）22.56①+②+③+⑥59.12V(KN)-2.51-2.66-5.851.261.18-1.181.562.18-5.17-7.43-12.2M(KNM)55.9459.33-3.66-3.660.000.00-37.78-37.78115.2718.64111.61內(nèi)力組合表2注：內(nèi)力計(jì)算的“+、－”號(hào)規(guī)定：彎矩圖以剛架外側(cè)受拉為正，軸力以桿件受壓為正，剪力以繞桿端順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)為正。6.7截面驗(yàn)算1.剛架柱(1)截面選擇初選截面如下表6-7-1所示表6-7-1剛架柱截面特性表部位截面簡(jiǎn)圖截面特性剛架柱1-12-23-3截面500×300×11×15截面積A=146.4cm2慣心矩I=60800cmI=6770cm回轉(zhuǎn)半徑i=20.4cmi=6.80cm抵抗矩W=2520cmW=451cm（表中數(shù)據(jù)依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》附錄3）(2)強(qiáng)度驗(yàn)算1-1截面處最不利組合2-2截面處最不利組合3-3截面處最不利組合均滿足要求。(3)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算1）平面內(nèi)穩(wěn)定柱腳為剛接時(shí)μ=1.0，故平面內(nèi)計(jì)算長(zhǎng)度為：長(zhǎng)細(xì)比：穩(wěn)定性驗(yàn)算：取2-2截面處最不利組合——彎矩作用平面內(nèi)，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——參數(shù)，；——等效彎矩系數(shù)，對(duì)于有側(cè)移框架柱。2）平面外穩(wěn)定柱間支撐布置如圖2-45所示圖2-45柱間支撐布置上柱段計(jì)算長(zhǎng)度下柱段計(jì)算長(zhǎng)度上柱段取3-3截面處最不利組合——彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——等效彎矩系數(shù)，；——均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，取。②下柱段取1-1截面處最不利組合取2-2截面處最不利組合—彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；—等效彎矩系數(shù)，；—均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公式得。(4)局部穩(wěn)定性驗(yàn)算1）翼緣局部穩(wěn)定翼緣寬厚比滿足要求。2)腹板局部穩(wěn)定上柱段腹板高厚比取3-3截面處最不利組合應(yīng)力梯度因此取30下柱段取1-1截面處最不利組合應(yīng)力梯度取2-2截面處最不利組合應(yīng)力梯度2剛架梁（1）截面選擇表6-7-1剛架柱截面特性表部位截面簡(jiǎn)圖截面特性剛架梁4-45-56-6截面500×300×11×15截面積A=146.4cm2慣心矩I=60800cmI=6770cm回轉(zhuǎn)半徑i=20.4cmi=6.80cm抵抗矩W=2520cmW=451cm（表中數(shù)據(jù)依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)基本原理》附錄3）（2）強(qiáng)度驗(yàn)算取4-4截面最不利組合正應(yīng)力：剪應(yīng)力：（3）整體穩(wěn)定驗(yàn)算1）平面內(nèi)穩(wěn)定斜梁坡度為1：8，不超過(guò)1：5，因軸力很小可按壓彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度和平面外穩(wěn)定，不計(jì)算平面內(nèi)穩(wěn)定。2)平面外穩(wěn)定在邊跨每隔四根檁條設(shè)置一側(cè)向支撐，故，取4-4截面最不利組合 ——彎矩作用平面外，按軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)，根據(jù)，b類截面查得；——等效彎矩系數(shù)，既有橫向荷載又有端彎矩，桿端產(chǎn)生反向曲率——均勻彎矩作用時(shí)構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，由近似公式得（4）局部穩(wěn)定驗(yàn)算1）翼緣局部穩(wěn)定翼緣寬厚比滿足要求2）腹板局部穩(wěn)定取4-4截面最不利組合應(yīng)力梯度（5）剛架側(cè)移計(jì)算查《鋼結(jié)構(gòu)》可知，鋼架柱頂位移限值[u]=l/400沿柱高度均布水平荷載作用下柱頂?shù)刃搅Γ旱踯?chē)水平荷載PC作用下的側(cè)移時(shí)，柱頂?shù)刃搅可取則則柱頂水平力作用下的側(cè)移u為：滿足要求。7、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)7.1梁、柱節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1.梁柱的節(jié)點(diǎn)：剛架橫梁與剛架柱連接采用端板豎放的連接方式。螺栓采用10.9級(jí)M16高強(qiáng)度摩擦型螺栓進(jìn)行連接1）節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及螺栓布置（1）節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造見(jiàn)圖7-1圖7-1梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和端板（2）螺栓的布置端板螺栓應(yīng)成對(duì)對(duì)稱布置，在受拉和受壓翼緣都應(yīng)布置。并且宜使用螺栓群中心與翼緣中心重合或接近，因此采用將端板伸出截面高度如圖13所示：2）螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算螺栓采用10.9級(jí)M20高強(qiáng)度摩擦型，查得每個(gè)螺栓預(yù)應(yīng)力P=155KN，構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，摩擦面抗滑采用連接處傳遞內(nèi)力直接用4-4截面內(nèi)力即：M=194.1KN·mN=69.42KN，V=70.14KN（1）螺栓抗剪驗(yàn)算：每個(gè)螺栓抗滑承載力設(shè)計(jì)值為：螺栓群的抗剪承載力設(shè)計(jì)值：，滿足要求。（2）每個(gè)螺栓承受的拉力，滿足要求。（3）最外排螺栓在拉、剪共同作用下的驗(yàn)算：，滿足要求。3）端板設(shè)計(jì)端板的平面—300×700（1）端板的厚度：按兩邊支撐類端板計(jì)算選取端板厚度20mm，滿足要求。（2）端板設(shè)螺處腹板的強(qiáng)度：，滿足要求。4）梁柱節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算，滿足要求。綜上，梁柱節(jié)點(diǎn)采用端板豎放的方式連接，端板為300×700，螺栓選用10顆10.9級(jí)M20摩擦型高強(qiáng)螺栓。7.2剛架橫梁屋脊處節(jié)點(diǎn)連接1.節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及螺栓布置同梁柱連接一樣采用端板豎放，螺栓連接的方式、節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造、端板及螺栓的布置見(jiàn)圖7-2所示。圖7-2梁柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和端板2.螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算螺栓采用10.9級(jí)M20高強(qiáng)度摩擦型，查得每個(gè)螺栓預(yù)應(yīng)力P=155KN，構(gòu)件接觸面采用噴砂處理，摩擦面抗滑采用連接處傳遞內(nèi)力直接用6-6截面內(nèi)力即：M=111.61KN·mN=59.12KN，V=12.2KN（1）螺栓群的抗剪承載力，滿足要求（2）各螺栓承受的拉力（3）最外排螺栓在拉、剪共同作用下的驗(yàn)算：，滿足要求（4）端板的厚度：按三邊支撐類考慮選取端板厚度20mm，滿足要求。（5）端板設(shè)螺處腹板的強(qiáng)度：，滿足要求7.3柱腳設(shè)計(jì)1.柱腳處的內(nèi)力設(shè)計(jì)值取1-1截面：M=115.29KN.mN=279.95KN（壓）V=68.62KN2.確定底板面積基礎(chǔ)抗壓強(qiáng)度為C25，錨栓鋼號(hào)為Q235，焊條為E43型系列焊條，手工焊，連接焊縫均為角焊縫，考慮局部承壓強(qiáng)度的提高，混凝土的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc=11.9N/mm2,初步確定，，地板上錨栓的孔徑d=60mm柱腳節(jié)點(diǎn)如圖7-3所示：圖7-3-1柱腳底板平面示意圖尺寸滿足要求。3.確定底板厚度為負(fù)值，所以柱腳需要錨栓來(lái)