1、本科毕业论文系列开题报告土木工程21M跨轻钢厂房设计一、选题的背景与意义近年来，随着我国钢产量的迅猛增加和国民经济的飞速发展，钢结构建筑在大跨度、多高层、住宅钢结构、门式钢架轻钢房屋等方面，都取得了很大的进展。钢结构体系具有自重轻、可靠性高、施工周期短、密封性好、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化，钢结构以其自身的优越性引起业内关注，已经在工程中得到合理的、迅速的应用。轻钢结构是近十年来发展最快的领域，这种结构工业化、
2、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将广泛运用到厂房，住宅及一些大型结构中。近几年，钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。深圳高325米的地王大厦、上海浦东高421米的金茂大厦、北京的京广中心等大型建筑都采用了钢结构，北京、上海、山东等省市已开始进行钢结构住宅试点，高层钢结构建筑屡见不鲜人们预料21世纪是金属结构的世纪，钢结构将成为新建筑时代的脊梁。人类自17世纪70年代开始使用生铁，19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，钢结构发展的历史要比钢
3、筋混凝土结构发展的历史悠久，它的生命力也是越来越强。在美国，低层建筑如两层楼以下的非居住型建筑市场已有70以上是建筑金属制品。全世界至今已完成的101幢超高层建筑中，钢筋混凝土结构16幢，纯钢结构59幢，不同形式的钢砼混合结构27幢；可以看出钢结构的发展必将促使建筑业、冶金工业、机械工业、汽车工业、农业、石油工业、商业、交通运输业得到迅速发展。我国自1949年新中国成立以后，随着经济建设的发展，钢结构得到一定程度的发展。刚开始，由于受到钢产量的制约，钢结构仅在重型厂房、大跨度公共建筑、铁路桥梁等结构中采用，比如1975年建成的上海体育馆采用三向网架。到后来，随着改革开放政策，经济建设有了突飞猛
4、进的发展，钢结构也有了前所未有的发展，应用的领域有了较大的扩展。比如高420M，地上88层，地下3层的上海金茂大厦的建成，标志着我国的超高层钢结构已进入世界前列。到现在的国家大型项目、重点项目采用钢结构。如“鸟巢”工程，“鸟巢”的外形结构主要是由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为3323米，短轴为2964米，最高点高度为685米，最低点高度为428米。，“鸟巢”将不仅为2008年奥运会树立一座独特的历史性的标志性建筑，而且在世界建筑发展史上也将具有开创性意义，将为21世纪的中国和世界建筑发展提供历史见证。另一方面，我们也要注意到建筑钢结构行业在中国基本上属于
5、新兴产业，从总量和应用比列上看，与发达国家相比尚有较大差距。业内人士认为，未来在“追赶效应”和“替代效应”双重驱动下，中国建筑钢结构市场将持续快速增长。“追赶效应”是指我国现在建筑钢结构发展水平远落后于发达国家，有一个后发追赶的过程。“替代效应”是指中国建筑钢结构对传统混凝土结构的替代才刚刚开始，将会持续相当长的时间。还有我们也要对钢结构自身的不足之处引起重视，比如造价高、耐锈蚀姓差、耐火性差等。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题本课题的基本内容1熟悉轻钢厂房设计的特点、基本思路、主要过程和内容；能够理解并运用钢结构设计规范、建筑结构荷载规范及门式刚架轻型房屋钢结构技术规程中的相关条文开展设
6、计工作；2熟悉并掌握钢结构门式刚架施工图绘制的基本方法和特点；3能够掌握PKPM设计软件，并利用其完成某21米跨轻钢厂房的设计任务。所要解决的主要问题（1）建筑设计（平面图、立面图、剖面图）；（2）结构选型及布置；（3）荷载计算（风荷载按A类场地考虑、基本风压05）；（4）完成典型门式刚架的结构分析及刚度验算（跨度21米）；（5）进行梁柱构件设计（材料为Q345B）；（6）完成吊车梁设计（15吨位桥式吊车梁设计）；（7）完成节点设计和柱脚设计；（8）完成结构施工图绘制，包括结构设计总说明；基础平面布置图；柱脚平面布置图、柱脚详图；结构平面布置图、屋面檩条布置图、墙梁布置图、支撑布置图及部分附件
7、详图；门式刚架施工图、檩条与檩托详图、拉条详图、梁柱节点详图及吊车梁施工图；三、研究的方法与技术路线阅读钢结构设计的相关书籍，并且熟悉钢结构设计规范、冷弯薄壁型钢结构技术规范、建筑抗震设计规范、建筑结构荷载规范及门式钢架轻型房屋钢结构技术规程的相关条文；运用结构力学方法、设计软件比如STS、3D3S分析求解结构。四、研究的总体安排与进度（1）2010年11月17日12月7日阅读相关参考资料、熟悉任务书的有关要求；（2）2010年12月8日12月20日建筑方案、平面布置与结构选型；（3）2010年12月21日2010年12月30日计算单元的选取，荷载计算（风荷载按A类场地考虑）；（4）2011年
8、1月1日1月16日毕业实习；（5）2011年2月17日3月5日结构分析、内力组合；（6）2011年3月6日3月31日单元（构件）截面设计、15吨位吊车梁设计；（7）2011年4月1日4月9日节点设计（含柱脚设计与地脚螺栓布置）；（8）2011年4月10日4月15日基础设计；（9）2011年4月16日4月30日施工图绘制；（10）2011年5月1日2011年5月6日论文的写作、整理工作，准备答辩。五、主要参考文献1沈祖炎，陈扬骥，陈以一钢结构设计原理北京中国建筑工业出版社，2006；2王新堂钢结构设计上海同济大学出版，2005；3中华人民共和国国家标准钢结构设计规范（GB500172003）北京
9、中国计划出版社，2003；4中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范（GB500092001）北京中国建筑工业出版社，2001；5王松岩，焦红钢结构设计与应用实例北京中国建筑工业出版社，2007；6朱海宁，王东，赵瑜轻型钢结构建筑构造设计南京东南大学出版社，2003；7钢结构设计计算示例编制委员会钢结构设计计算示例北京中国计划出版社，2007；8中国工程建设标准化协会标准门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS1022002）北京中国计划出版社，2003。9XINTANGWANG,XUEJIAOWANGANALYTICALFORMULAOFTHECHARACTERISTICSOFTHETOPAN
10、DSEATANGLECONNECTIONUNDERHIGHTEMPERATUREINFIRE,PROCEEDINGOFTHE1OTHINTERNATIONALSYMPOSIUMONSTRUCTURALENGINEERINGFORYOUNGEXPERTS,2008；10WANGXINTANGGENERALIZEDMODELOFBUCKLINGLOADOFONESTORYSTEELFRAMESWITHSEMIRIGIDJOINTS,ADVANCESINSTRUCTURALENGINEERINGTHEORYANDAPPLICATIONS,2006毕业论文文献综述土木工程21M跨轻钢厂房设计摘要阐述轻
11、钢结构的优点和国内外研究现状；从厂房建筑设计，结构设计，切实可行的施工图等多方面，探讨单层轻钢厂房需要注意的设计方法；钢结构的防火、防锈蚀措施。关键词轻钢厂房，建筑设计，结构设计，防火措施。一、钢结构的优点及研究现状随着钢结构在我国的发展，各种各样的钢结构体系建筑被越来越多的业界人士所认同，并且也在我国大规模的建设起来，特别是钢结构厂房的建设所占比例颇大，而在钢结构厂房中又以单层门式钢架轻钢厂房的建设数量居多。轻型钢结构的经济指标较好。轻型钢屋盖结构的用钢量一般只有815KG/M2，接近在相同条件下钢筋混凝土结构的用钢量，且节约大量的木材、水泥及其他建筑材料，将结构自重减轻为普通钢结构的708
12、0，总的造价较低。由于这种结构自重轻，且具有结构形式多样、制造和安装方便等优点，目前被普遍用于各种类型的轻工业厂房和许多建筑的屋盖构件。【1】【2】近几十年发展起来的薄壁型钢结构，与热轧型钢结构相比，在相同截面积的情况下，其回转半径可增大5060，截面惯性抵抗矩可增大05倍03倍，能较合理地利用材料的强度，可节约钢材30，其壁厚为15MM50MM，常用的为20MM30MM。【2】另一方面，钢结构在符合环保绿色建筑方面有其独特的优势,是一种节能环保型、循环使用的结构，被誉为21世纪的“绿色建筑”之一。国外的门式刚架体系已经进入了设计、分析、出图程序化（如大型通用化设计软件包LOSEKEBUILD
13、INGSYSTEMSOFTWARE）、构件加工、安装施工、经营管理一体化流程的时代。同时在建造方面也发生了变化。业主不是带图纸委托加工，而是向承包商定购某种轻型钢结构房屋，承包商在规定时间内按业主要求按质建成并交付使用。而且很多公司都有自己的系列，以商品的形式交付使用。门式刚架钢结构体系已经普及到了各个领域内。国内门式刚架结构优化设计研究领域取得了较好的成绩。研究了门式刚架工业厂房最优柱距的问题，有了详细的数据。在优化算法和敏度分析的研究上也已经取得了显著的成果。我国学者采用渐近满应力法，研究开发了门式刚架结构优化设计软件SOA。采用GIGGENERALINTERACTIVEGRADIENT一
14、般梯度法，研究了门式刚架在荷载作用下的优化，与传统设计方法相比，取得了较好的效果。采用离散复合形优化方法，依据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS10298，建立了门式刚架轻型结构离散变量优化的数学模型，在3D3SV30软件的基础上编制了门式刚架的结构优化程序。使用遗传算法，对门式刚架进行了包括离散和连续变量的截面、形状混合优化的研究，并与PFCAD系统相结合，形成了一个完整的门式刚架轻型房屋设计与优化系统。总之，在中国发展钢结构将是未来中国建筑业发展的必然趋势，随着科学技术和经济发展，钢结构及其优越性能在很多领域正逐步代替传统的混凝土结构，成为不可替代的结构形式。二、钢结构厂房设计需注意的
15、几点21钢结构厂房的建筑设计虽然单层轻钢厂房的建筑功能比较单一，但是不代表就不需要建筑设计；比如钢架的间距多少直接影响着设备的使用以及日后的改造等。在除去安全性的考虑外，单层轻钢厂房必须在满足工业生产工艺和其他使用要求的前提下，合理选择跨度、柱距、人流、物流、厂区办及员工的生理、心理适应性，并同时考虑气候、气象等自然条件节能设计。厂房具有一定的针对性，应该根据其使用功能对其进行有效的布置。比如对于生产钢筋的厂房和进行食品加工的厂房，两者在建筑设计上就有相当大的差别。我们应该根据产品的生产要求生产工艺流程的组织；生产和起重运输设备的选择和布置；工段的划分运输通道的宽度及其布置；厂房面积的大小以及
16、生产工艺对厂房建筑设计的要求等。在合理满足工艺要求的基础上同时考虑建筑空间的人性化尺度,使厂房的内部空间给人亲近、愉悦的感觉。22厂房的结构设计设计厂房必须布置合理的柱网。厂房内部的生产工艺流程和生产设备不可能是一成不变的,随着科学技术的发展,新技术的采用,每隔一个时期就需要更新设备和重新组织生产线。为使厂房能适应生产工艺改变和更新设备的需要,厂房要有通用性,即厂房不仅满足现在生产的要求,而且还能适应将来生产的需要。因此我们在设计时应该布置较大的柱网，以利于以后的生产和改造。厂房门式钢架体系主要采用实腹式截面钢架作为主承重结构，门式钢架钢材一般可选用Q235B级钢；当跨度、柱距较大或有吊车时，
17、钢架与吊车梁宜选用Q345A或B级钢。【6】【8】门式钢架内力计算时要用到三个假定（1）确定门式钢架结构的计算简图时，对等截面柱对称构件按截面中心线取用，对于变截面柱按柱小端中心线，对变截面柱横梁按横梁最小高度中心线取平行于钢架坡度来确定。（2）门式钢架应采用弹性分析方法确定构件内力。（3）门式钢架按平面结构计算，不考虑屋面板的蒙皮效应。在内力计算时，先进行手算，再用专用程序进行检验。以确保计算的正确。【3】【4】23切实可行的施工图了解钢结构厂房的维护结构形式是完成其建筑施工图的保障,才能更好地设计门窗洞口的位置,减少施工的难度,使建筑设计和结构设计很好地结合在一起。同时钢结构的施工图不像混
18、凝土那么直观、易懂，所以在绘制施工图的时候就应该尽量详细些，把每个地方都表达清楚，使工程的无序变为有序,保证施工质量。三、钢结构的防火措施虽然钢结构具有诸多优点，但是要真正的普及它我们还必须克服防火、防锈蚀等不足之处。钢材耐热性较好，温度在250以内，钢材性质变化很小，钢结构可用于温度不高于250的场合。当温度达到300以上时，强度逐渐下降，600时，强度不到三分之一，在这种场合，对钢结构必须采取防护措施。【4】【5】钢结构的耐火性较差，在火灾中，未加防护的钢结构一般只能维持20分钟左右。【1】因此应采取防火措施。到为止人们对钢结构的防火保护主要采取三种措施，即直接包敷保护法、屏蔽保护法和充水
19、冷却保护法。三种措施中直接包敷法由于简便易行、防护性能良好和造价经济，在工程中最为常用。参考文献1沈祖炎，陈扬骥，陈以一钢结构设计原理北京中国建筑工业出版社，2006；2王新堂钢结构设计上海同济大学出版，2005；3中华人民共和国国家标准钢结构设计规范（GB500172003）北京中国计划出版社，2003；4中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范（GB500092001）北京中国建筑工业出版社，2001；5王松岩，焦红钢结构设计与应用实例北京中国建筑工业出版社，2007；6朱海宁，王东，赵瑜轻型钢结构建筑构造设计南京东南大学出版社，2003；7钢结构设计计算示例编制委员会钢结构设计计算示例北京
20、中国计划出版社，2007；8中国工程建设标准化协会标准门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS1022002）北京中国计划出版社，2003。9XINTANGWANG,XUEJIAOWANGANALYTICALFORMULAOFTHECHARACTERISTICSOFTHETOPANDSEATANGLECONNECTIONUNDERHIGHTEMPERATUREINFIRE,PROCEEDINGOFTHE1OTHINTERNATIONALSYMPOSIUMONSTRUCTURALENGINEERINGFORYOUNGEXPERTS,2008；10WANGXINTANGGENERALIZEDMOD
21、ELOFBUCKLINGLOADOFONESTORYSTEELFRAMESWITHSEMIRIGIDJOINTS,ADVANCESINSTRUCTURALENGINEERINGTHEORYANDAPPLICATIONS,2006。本科毕业设计土木工程21M跨轻钢厂房设计THEDESIGNOFTHEPLANTOF21MSPANLIGHTSTEEL21M跨轻钢厂房设计I21M跨轻钢厂房设计【摘要】厂房位于宁波市郊区，是一所生产用的轻钢厂房。建筑面积为1260M2。厂房采用门式钢架结构，主材采用轻钢材料，屋面板采用75厚的EPS夹芯板。懔条采用卷边C型檩条，梁柱为H型钢，场内设15T桥式吊车一台。墙
22、体12M以下用240厚砖墙，12M以上用EPS夹芯板板。钢架节点均为刚接，连接选用109级高强螺栓，焊接采用熔透的坡口对接焊缝。建筑等级耐久等级为级，耐火等级为级，不考虑地震作用。地面粗糙度为A类，地基以粉质黏土层为持力层。地下水位在10M处。【关键字】轻型钢结构；门式钢架；吊车；高强螺栓；焊接；跨度THEDESIGNOFTHEPLANTOF21MSPANLIGHTSTEEL【ABSTRACT】THEWORKSHOPLIESINSUBURBOFNINGBO,ISABUILDINGOFLIGHTWEIGHTEDSTEELSTRUCTUREJUSTFORPRODUCTIONTHETOTALAREA
23、IS1260M2THEWORKSHOPADOPTSPORTALFRAME,PRIMARYUSINGTHEMATERIALOFLIGHTSTEELPRODUCTSHOWEVER,THEPROOFOFTHEBUILDINGADOPTSTHE75THICKEPSSANDWICHBOARDTHEPURLINEUSECRIMPINGTANKTYPEPURLINE,BOTHTHEBEAMANDCOLUMNUSETHEHSECTIONSTEELTHEREAREONECRANEINEACHSPANTHEWALLISMADEUPOFTHE240THICKBRICKWALLBELOW12M,WITHEPSSAND
24、WICHBOARDABOVE12MTHENODEOFTHESTEELFRAMEUSESTHEHIGHSTRENGHTBOLTSOF109CLASSFORCONJUNCTION,WHILETHECOLUMNFEETUSESANCHORBOLTSFORCONJUCTION,ANDTHEJPINTINGUSESTHEPENETRATIONBUTTWELDCLASSOFCONSTRUCTIONDURABLEGRADE,FIREPROTECTIONRATING,EARTHQUAKEINTENSITY7DEGREESTHEGROUNDASPERITYBELONGSTOBANDTHEHOLDINGLAYER
25、ISTHELAYEROFSILTYCLAYWITHTHEUNDERGROUNDWATERLEVELAT10M【KEYWORDS】LIGHTWEIGHTEDSTEELSTRUCTURE；PORTALFRAME；CRANE；HIGHSTRENGTHBOLT；WELDING；SPAN21M跨轻钢厂房设计II目录第一部分设计资料61工程概况62设计原始资料63设计其他资料64设计任务要求641建筑设计642结构设计6第二部分建筑设计71建筑平面设计711厂房平面形式的选择712柱网的选择713坡道阶梯714散水做法72建筑立面设计83建筑剖面设计8第三部分结构设计81结构体系的选择811门式刚架812
26、屋面系统913吊车梁系统914基础915围护结构体系92材料选择921钢材种类922连接材料9第四部分结构设计计算书101檩条的设计1011设计依据1012设计资料1013设计数据1014截面及材料特性1115截面验算112拉条设计123墙梁（QL1）设计1231设计依据1232设计数据1233截面及材料特性1334设计内力1335风压力作用验算1436风吸力作用验算1421M跨轻钢厂房设计IV37荷载标准值作用下，挠度验算144墙梁（QL2）设计1441设计依据1442设计数据1443截面及材料特性1544设计内力1545风压力作用验算1646风吸力作用验算1647荷载标准值作用下，挠度验算
27、165隅撑设计1651隅撑计算输出结果1652螺栓计算输出结果176抗风柱设计1761设计信息1762风载信息1863设计依据1864抗风柱设计187整体刚架设计2171设计主要依据2172总信息2173标准截面信息2274恒荷载计算2275活荷载计算2376风荷载计算2377吊车荷载计算2578荷载效应组合计算2679验算钢柱，钢梁34第五部分吊车梁和牛腿设计361吊车梁设计3611吊车荷载及内力计算3612截面估算3913验算402牛腿设计44第六部分节点连接设计和基础设计451梁柱连接节点452横梁跨中节点473柱脚节点设计484基础设计4841基础设计为柱下独立基础4842抗风柱下基础
28、设计49参考文献50致谢错误未定义书签。第一部分设计资料1工程概况本设计为某钢结构单层厂房建筑和结构设计。拟建厂房为单层轻型钢结构厂房，平面呈矩形，长为60M，柱距75M，形式为单跨等高，跨度为21M，建筑总面积1260M2。2设计原始资料21基本风压05KN/M2。22基本雪压03KN/。23车间防火等级为丁类级。3设计其他资料31车间采光面积比为1/61/8。32厂房设4M4M大门两个。343车间内设桥式吊车一辆，软钩，吊车工作级别位A3（中级工作制）。4设计任务要求41建筑设计411图纸内容建筑平面图、正立面、剖面、节点详图，门窗明细表、必要的文字说明。412建筑设计说明书内容设计任务简
29、介、平、立、剖面设计说明、承重及围护结构选择和布置、主要节点构造说明。42结构设计421图纸内容基础的结构布置和基础施工图；柱、吊车梁、柱间支撑等布置图；屋面檩条布置图、墙架布置图；节点图（柱脚、檩托、牛腿、柱和梁交接处）；刚架图。422说明部分结构方案承重构件（包括屋面板、檩条、吊车梁、柱、基础、支撑系统选型说明）423计算部分要求完成厂房刚架（横向及纵向）内力分析及柱的一个完整设计，其具体内容为对厂房横向刚架进行荷载计算内力分析及截面设计基础的设计及配筋檩条、墙架及柱间支撑的设计采用PKPM程序计算刚架内力完成吊车梁设计（15吨桥式吊车）第二部分建筑设计1建筑平面设计11厂房平面形式的选择
30、由设计要求确定跨度为21M单跨单层，故该厂房平面形式选为矩形。这种平面形式较适应工段间联系紧密，运输路线短捷，形状规整，经济的生产厂房，且这种平面形式由于宽度不大，室内采光和通风较容易解决。矩形形式规整，结构，构造简单，造价低，施工快，再者由于该生产线规模较小，采用此平面形式完全可以满足使用上和工艺上的要求。12柱网的选择综合考虑门式刚架的跨度、檩条的跨度以及荷载性质和类型等各方面的影响因素，确定沿厂房纵向跨度取为21M，柱距取目前我国的基本柱距75M。13坡道阶梯厂房室内地面与室外低坪高差0200M，在正大门前设坡度为10，坡长为15M的坡道，这样可以保证室外雨水不致倾入厂房内部，且方便汽车
31、运输进厂房。14散水做法沿建筑周边除坡道外均做600MM宽散水。素土夯实，垫层采用70厚C10混凝土，表面抹水泥砂浆罩面，碎石子压光找坡1。散水坡应从垫层到找平层和面层与墙身勒脚断开，防止建筑物沉降时破坏散水结构的整体性。要按房屋建筑轴线设置温度缝，宽20MM，防止因温度变化酿成散水坡伸缩而损坏散水坡。散水坡设置的纵向、横向伸缩缝均采用柔性沥青膏嵌填饱满密实。2建筑立面设计为使立面简洁大方，比例恰当，达到完整均匀，节奏自然，色调质感协调统一的效果。本厂房的立面采用水平划分的手法，在水平方向设整排的矩形窗，组成水平条带，增加立体感。窗均为水平推拉窗，在侧面开有4M4M的门两扇。在水平方向附有不同
32、色彩的板带，增强立面效果。3建筑剖面设计有吊车厂房柱顶标高的确定厂房柱顶标高HH1H6H7式中H柱顶标高，应符合3M模数H1轨顶标高H6轨顶以上高度H7小车顶面至屋架下弦底部的安全高度6677HH2140MMHH220MMMM轨顶到吊车小车顶面的距离，查吊车规格表可知，小车顶面到屋架的高度，规范规定，此处取为570。取H9000，则H1900027106830。第三部分结构设计1结构体系的选择11门式刚架在本设计中所给资料中提供的是一座跨度为21M，柱距为75M，采用轻型屋盖和轻型外墙的单层厂房，车间内设15T的中型工作制吊车，分析以上所给资料，无论从技术的角度还是经济的角度来看，选用门式刚架
33、操作为本厂房的主要承重结构体系，完全满足使用上和功能上的要求，又因为轻型屋面的应用使屋面荷载大幅降低，使其自身具有优越的抗震性能从而提高整个房屋的抗震能力，因此，在本设计中，门式刚架的柱、梁截面均选用等截面的实腹焊接工字形截面，为提高整个厂房的整体性和稳定性，柱脚的连接形式采用刚接柱脚，梁柱之间的连接采用高强螺栓，总体设计力求技术先进，经济合理，使用方便。12屋面系统121屋面板根据设计书要求屋面采用75厚的EPS夹芯板。122檩条在该屋面体系中，选用卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条，跨度75M，高度取跨度的1/351/50，最后由计算确定截面尺寸。13吊车梁系统在本设计中，车间内设一辆起重量为15T
34、的桥式软钩中级工作制吊车，考虑到其起重量小，吊车梁采用75M跨度的焊接工字形截面。为增强其整体稳定性，保证桥式吊车在梁上的平稳行驶，采用加强受压翼缘且沿梁全长均为同一截面的吊车梁。每隔一定距离在梁的上翼缘平面外设侧向支撑点。通过计算确定梁的截面尺寸使之满足承载力的要求，端跨吊车梁的连接与中间跨的有所区别。14基础由于柱脚处荷载较小，故考虑采用独立基础。阶梯形的刚性独立基础为主要的选择形式，在刚性角的范围内确定台阶的高宽尺寸，垫层采用C10混凝土厚度为100，基础混凝土标号不小于C25，构造钢筋直径为810，间距为150200。15围护结构体系墙面标高12M以下采用240砖墙，作为窗户下窗台和上
35、部墙板的支撑段，同时也对地下潮气的上升起到一定的阻止作用，使墙板和柱免受腐蚀。墙面标高12M以上的所有墙体均采用EPS夹芯板，根据门窗尺寸和墙架间距选用合适的压型刚板来满足轻质、美观、耐用、保温、施工简便、抗震、防火等方面的要求。2材料选择21钢材种类根据设计要求本次设计使用Q345钢的梁柱，Q235钢做其他一些构件。22连接材料在本设计中所涉及的所有连接所用钢材，如焊条，螺栓的钢材应与主体金属的强度相适应。焊条选用E50系列焊条，采用手工电弧焊，连接螺栓分为普通螺栓和高强螺栓两种。横梁跨中拼接点，梁柱拼接点所用螺栓一律为高强螺栓，其余为普通螺栓连接。初步确定高强螺栓为109级，柱脚与基础的刚
36、性连接采用锚栓，锚栓钢号也为Q235。第四部分结构设计计算书1檩条的设计11设计依据建筑结构荷载规范GB500092001冷弯薄壁型钢结构技术规范GB500182002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102200212设计资料卷边槽形冷弯型钢，按75M跨简支计算；檩条间距取15M，按构造在檩条中设置一道拉条，钢材采用Q235钢，屋面排水坡度为2/10，倾角11300，屋面板采用75厚的EPS夹芯板。13设计数据屋面坡度度11300檩条跨度M7500檩条间距M1500风吸力下翼缘受压稳定验算按式FWYMYWXMX验算檩条形式卷边槽形冷弯型钢C250X75X20X25钢材钢号Q235钢拉条设
37、置设置两道拉条拉条作用能约束檩条上翼缘净截面系数1000檩条仅支承压型钢板屋面承受活荷载或雪荷载,挠度限值为1/150屋面板为两跨或两跨以上面板屋面板能阻止檩条侧向失稳构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性每米宽度屋面板的惯性矩M40200000E06建筑类型封闭式建筑分区中间区基本风压0500风荷载高度变化系数1000风荷载体型系数1200风荷载标准值KN/M20630屋面自重标准值KN/M20300活荷载标准值KN/M20500雪荷载标准值KN/M20300积灰荷载标准值KN/M20000检修荷载标准值KN100014截面及材料特性檩条形式卷边槽形冷弯型钢C250X75X20X25B75
38、000MMH250000MMC20000MMT2500MMA01048E02IX09523E05IY07131E06IT02184E08IW08416E08WX107619E04WX207619E04WY103686E04WY201281E04钢材钢号Q235钢屈服强度FY235000强度设计值F205000考虑冷弯效应强度F21595415截面验算A、12恒载14活载09积灰06风载压力弯矩设计值KNMMX10912弯矩设计值KNMMY0048有效截面计算结果AE01001E02IEX08994E05IEY07025E06WEX106934E04WEX206934E04WEX307477E0
39、4WEX407477E04WEY103618E04WEY201264E04WEY303618E04WEY401264E04截面强度N/MM2MAX158709轴力N152837KN计算满足6抗风柱设计61设计信息钢材等级Q345柱距M700柱高M10350柱截面焊接组合H形截面HB1B2TWT1T250030030061212铰接信息两端铰接柱平面内计算长度系数1000柱平面外计算长度10400强度计算净截面系数1000设计规范钢结构设计规范容许挠度限值L/40026000MM62风载信息基本风压W0KN/M20500风压力体形系数S11000风吸力体形系数S21000风压高度变化系数Z138
40、0柱顶恒载KN0000柱顶活载KN0000墙板自承重风载作用起始高度Y0M000063设计依据1、建筑结构荷载规范GB5000920012、钢结构设计规范GB50017200364抗风柱设计1、截面特性计算A10056E002XC15000E001YC25000E001IX48267E004IY54009E005IX21909E001IY73286E002W1X19307E003W2X19307E003W1Y36006E004W2Y36006E0042、风载计算抗风柱上风压力作用均布风载标准值KN/M1449抗风柱上风吸力作用均布风载标准值KN/M14493、柱上各断面内力计算结果组合号113
41、5恒0714活断面号1234567弯矩KNM0000000000000000000000000000轴力KN110131009591778259734264245506断面号8910111213弯矩KNM000000000000000000000000轴力KN458936712753183509180000组合号212恒14风压0714活断面号1234567弯矩KNM000083801523720570243792666527427轴力KN9789897381577342652657104894断面号8910111213弯矩KNM2666524379205701523783800000轴力KN
42、407932632447163108160000组合号312恒0614风压14活断面号1234567弯矩KNM00005028914212342146281599916456轴力KN9789897381577342652657104894断面号8910111213弯矩KNM159991462812342914250280000轴力KN407932632447163108160000组合号412恒14风吸0714活断面号1234567弯矩KNM000083801523720570243792666527427轴力KN9789897381577342652657104894断面号891011121
43、3弯矩KNM2666524379205701523783800000轴力KN407932632447163108160000组合号512恒0614风吸14活断面号1234567弯矩KNM00005028914212342146281599916456轴力KN9789897381577342652657104894断面号8910111213弯矩KNM159991462812342914250280000轴力KN407932632447163108160000柱底剪力设计值风压力作用KN10549风吸力作用KN105494、抗风柱强度验算结果控制组合2设计内力弯矩KNM27427轴力KN9789抗
44、风柱强度计算最大应力N/MM215179容许高厚比H0/TW619翼缘宽厚比B/T1225容许宽厚比B/T124按规范GB500172003546条规定，采用有效截面验算结果注该项计算仅限于焊接组合H形截面高厚比不满足而其他项满足时验算控制组合2强度计算最大应力N/MM215696F310000强度验算满足。控制组合2平面内稳定计算最大应力N/MM215969F310000平面内稳定验算满足。控制组合2平面外稳定计算最大应力N/MM235349F310000平面外稳定验算满足。考虑有效截面验算满足，无需调整截面或设置加劲肋来满足腹板局部稳定。8、挠度验算标准组合10恒10风断面号1234567
45、风压弯矩KNM000059861088414693174141904619590风吸弯矩KNM000059861088414693174141904619590断面号8910111213风压弯矩KNM1904617414146931088459860000风吸弯矩KNM1904617414146931088459860000抗风柱挠度计算结果断面号1234567风压挠度值MM0000058011171572191821342208风吸挠度值MM0000058011171572191821342208断面号8910111213风压挠度值MM213419181572111705800000风吸挠度
46、值MM213419181572111705800000风压最大挠度所在截面7计算最大挠度2208MM容许挠度26000MM风吸最大挠度所在截面7计算最大挠度2208MM容许挠度26000MM抗风柱挠度验算满足。抗风柱验算满足。7整体刚架设计71设计主要依据建筑结构荷载规范GB500092001建筑抗震设计规范GB500112010钢结构设计规范GB500172003门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102200272总信息结构类型门式刚架轻型房屋钢结构设计规范按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程计算结构重要性系数100节点总数11柱数6梁数4支座约束数4标准截面总数3活荷载计算信息考虑活荷载不
47、利布置风荷载计算信息计算风荷载钢材Q345梁柱自重计算信息柱梁自重都计算恒载作用下柱的轴向变形考虑梁柱自重计算增大系数120基础计算信息不计算基础梁刚度增大系数100钢结构净截面面积与毛截面面积比085门式刚架梁平面内的整体稳定性不验算钢结构受拉柱容许长细比400钢结构受压柱容许长细比180钢梁恒活容许挠跨比L/180柱顶容许水平位移/柱高L/60地震作用计算计算水平地震作用73标准截面信息1、标准截面类型116,250,250,500,80,120,120,5216,300,300,500,60,120,120,5316,300,300,600,80,120,120,52、标准截面特性截面号
48、XCYCIXIYA1012500025000042919E03031270E04098080E022015000025000048267E03054009E04010056E013015000030000074983E03054025E04011808E01截面号IXIYW1XW2XW1YW2Y1020919E00056465E01017168E02017168E02025016E03025016E032021909E00073286E01019307E02019307E02036006E03036006E033025200E00067641E01024994E02024994E0203601
49、6E03036016E0374恒荷载计算梁荷载连续数荷载个数荷载类型荷载值1荷载参数1荷载值2荷载参数2111112000111112000111112000111112000恒荷载标准值作用计算结果柱内力柱号MNVMNV154043172153844422581153820009850000000000003000985000000000000454043172153844422581153854442258115388442234115386444225811538844223411538梁内力梁号MNVMNV1844219821980000166946920001665481321150930230001669469844219821980432115093020001665481恒荷载作用下的节点位移MM节点号X向位移Y向位移1490124901336014360150017760017770017912000013000075活荷载计算梁荷载连续数荷载个数荷载类型荷载值1荷载参数1荷载值2荷载参数2111112000111112000111112000111112000活荷载标准值作用下的节点位移MM节点号X向位移Y向位移125002250031801418015
