成都精钢钢构公司轻钢结构厂房设计毕业设计计算书

'安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称成都精钢钢构公司轻钢结构厂房设计（跨度2-21m，柱距7.5m，桥式吊车2-20t，牛腿标高7.0m，粗糙度B类，压型板）学院专业班级姓名学号毕业设计（论文）的主要内容:本项目为成都精钢构公司轻钢结构厂房设计。建筑平面设计要考虑使用功能的特点；立面设计要体现现代化建筑风格，色彩简洁明快。结构设计与计算内容包括：荷载计算；计算简图、内力分析、内力组合及变形验算；墙梁及屋面檩条计算；吊车梁计算；一榀标准刚架计算；梁柱连接节点计算；柱间支撑计算；屋盖支撑计算；基础及基础梁计算；其它必要构件计算。图纸内容包括：建筑部分：建筑设计说明、总平面图、一层平面图、屋顶平面图、正面和侧立面图、剖面图、维护结构与柱连接构造、屋面构造以及其他必要的节点大样图；结构部分：结构设计说明；基础平面布置图和基础详图、结构平面布置图、吊车梁及制动结构平面布置图、柱间支撑布置及详图、墙架及屋面结构布置图、一榀刚架结构图、吊车梁及制动结构详图、其它必要的节点详图。论文设计说明书包括：任务书、中、外文摘要、目录、文献综述、建筑设计说明书、结构设计计算书、英文资料翻译等内容。指导教师签字： 安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　指导教师签名：　　　　　日　　期：　　　　　使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：　　　　　日　期：　　　　　 安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸摘要本次设计历时16周，设计任务是在成都的单层双跨轻钢结构工业厂房，采用门式刚架结构：每跨21米，每跨中都设有一台20吨、A3级桥式吊车。设计主要依据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102—2002）等国家规范。本设计是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。首先是建筑方案设计，在确定刚架平面布置后，先进行各种的荷载标准值计算，利用PKPM软件估算选梁、柱截面进行内力分析及组合，忽略地震荷载等因素的影响。在此基础上确定梁、柱的截面，并且利用位移法求出在荷载组合作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力），验算了其平面内外的稳定性。梁柱均采用Q235-B钢和10.9级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43型焊条。在计算内力组合中，只选用了一种最不利的组合，最安全的结果计算。此外还进行了地基基础的计算，由于厂房处的地质条件较好，故采用了安全的柱下独立基础的设计方案。完成了梁、柱和房屋墙面檩条等构件的内力和截面的计算，及绘制了建筑和结构施工图纸。关键词：轻型钢结构门式刚架桥式吊车内力分析位移法独立基础 安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸ABSTRACTThisdesigntakesme16.5weeks．Thedesigntotheindustrialfactorybuildingofsteelconstructionadoptsportalframestructure:Eachspanis24mandconsistsof16tons,bridgetypecraneofA3grade.Thedesignismainlyaccordingtothecriterionof“CODERORDESIGNOFSTEELSTRUCTURES”（GB50017—2003）and“TECHNICALSPECIFICATIONFORSTEELSTRUCTUREOFLIGHT-WEIGHTBUILDINGSWITHGABLEFRAMES”（CECS102：2002）etc.Thefirstisthearchitecturaldesign.Andafterdecidedtheplanearrangementofframe,representativevalueofloadisfirstcaculated.TheinternalforceisanalyzedandcombinedinPKPMsoastochoosethesectionofbeamandcolumnandneglectesthefactorthatearthquakeisontheinfluenceofloadingetc.Basedontheseanalyses,thesectionofbeamandcolumniationisdecided.Thenthevibratecycleiscalculatedbythepeak-displacementmethodforstructuralinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce).Next,checkingstabilityoftheplanestructure.ThesteelbeamandcolumnemploysQ235-Bcarbonstructuralsteel.Connectionboltsarehighstrengthoffrictiontypewithbehavioralgrade10.9.RodformanualweldingusuallyadoptsE43.Andduringcalculatetheinternalforce,akindofmostunfavorableassociationhavebeenonlyselected,fetchthesafestresulttocalculate.Inaddition,foundationofthegroundhasbeencaculated.Becausethegeologicalconditionoftheplaceoffactorybuildingisbetter;thedesignplanisadoptedontheindividualfootingunderthepost.Havingfinishedtheroofbeam,internalforceandthesectionofmembershavebeencaculated.Finallydrawthebuildingandstructure.Keywords：Light-weightsteelstructures;Portalframe;Bridgetypecrane;Theinternalforceanalyzes;Utilizingthepeak-displacementmethod;Individualfooting 安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸目录文献综述1第一部分建筑设计101厂房的平面设计101.1厂房定位轴线的确定101.2柱网布置101.3变形缝112厂房的立面设计112.1屋面排水设计112.2屋面板及墙面板的选择113厂房的剖面设计123.1轨顶及牛腿标高的确定123.2内外高差的确定123.3采光及通风设计134厂房的构造设计13第二部分结构设计141.屋面檩条计算141.1设计资料141.2荷载标准值（对水平投影面）141.3内力计算：（如图2.1所示）151.4截面选择及截面特性151.5强度验算161.6稳定性验算161.7挠度计算171.8构造要求172.墙面(轴线1～10)檩条计算182.1设计资料182.2荷载标准值182.3荷载设计值182.4内力计算182.5截面选择19 安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸2.6强度验算192.7整体稳定性验算192.8风荷载作用下的挠度计算203.墙面(轴线A～C)檩条计算213.1设计资料213.2荷载标准值213.3荷载设计值213.4内力计算213.5截面选择223.6强度验算223.7整体稳定性验算223.8风荷载作用下的挠度计算234.抗风柱的计算244.1设计资料244.2荷载244.3截面选择及内力计算244.4强度验算254.5稳定性计算254.4挠度验算265.（A、C）柱间支撑275.1设计资料275.2荷载设计值和杆件内力275.3吊车梁以上的柱间支撑:（压杆）285.4吊车梁以上的横杆：285.5吊车梁以下的柱间支撑:（压杆）285.6吊车梁以下的横杆：296.柱（B）间支撑306.1设计资料306.2荷载设计值和杆件内力306.3吊车梁以上的柱间支撑:（压杆）316.4吊车梁以上的横杆：316.5吊车梁以下的柱间支撑:（压杆）31 安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸6.6吊车梁以下的横杆：317.横向水平支撑337.1设计资料337.2风荷载设计值和杆件内力：337.3横杆（压杆）337.4交叉斜杆（拉杆）348.吊车梁计算358.1设计资料358.2吊车荷载358.3内力计算358.4截面选择368.5吊车梁截面几何性质计算（截面尺寸见图8.3、图8.4所示）378.6强度计算398.7整体稳定408.8吊车梁的竖向挠度验算408.9疲劳验算408.10局部稳定性验算408.11支座加劲肋计算验算408.12焊缝计算（设计手册P333）429.门式刚架计算449.1荷载标准值459.2初选截面459.3截面特性469.4刚架内力计算479.5刚架截面验算8310.节点计算9410.1柱脚计算9410.2牛腿计算10310.3梁柱连接设计计算10710.4抗风柱计算11211.基础梁及地基基础计算11511.1基础梁计算115 安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸11.2左柱基础计算11711.3中柱基础计算12611.4抗风柱基础计算133致谢139参考文献140外文翻译141附录A毕业论文原始资料154附录B刚架计算内力组合表...........................................160附录C英文翻译原始资料............................................175 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书文献综述1.简单介绍钢结构钢结构具有强度高、自重轻、抗震性好、施工速度快、地基费用省、结构面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的，也是易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广发采用钢结构。建筑结构用钢材主要品种有中厚板、薄板、镀锌卷板、彩色涂层卷板、中小型钢（工字钢、槽钢、角钢）、热轧H钢、焊管（直缝管和螺旋管）、冷弯型钢（C型钢、Z型钢、矩形钢、方管）及无缝钢管等，特别是热轧H型钢的生产对钢结构发展起到推动作用。发展趋势是钢结构以中厚板为主，H型钢、冷弯型钢、钢管（无缝、焊接）、彩色涂层卷板需求增加、大中型角钢、工字钢、槽钢用量减少，钢制品连接材料（焊条、焊丝、高强度螺栓等）品种和质量不断发展。钢结构的应用范围极其广泛，为了更好地发挥钢材的性能，有效地承担荷载，不同的工程结构也将采用不同的结构形式。1).用于房屋建筑的主要结构形式目前业内普遍将建筑钢结构分为五大类（当然也可以有其他的分类方式），即高层钢结构、轻钢结构、空间结构、钢与混凝土组合结构和住宅钢结构；若按结构形式又可分为单层、大跨和多高层钢结构等。2).用于桥梁的主要结构形式用于桥梁的主要结构形式有如下几种：实腹板梁式结构、桁架式结构、拱或刚架式结构、拱与梁桁架的组合结构、斜拉结构和悬索结构。3).用于塔桅的主要结构形式塔桅的主要结构形式为：桅杆结构，杆身依靠纤绳的牵拉而站立，杆身可采用圆管或三角形、四边形等格构杆件；塔架结构，塔架立面轮廓线可采用直线形、单折线形、多折线形和带有拱形底座的多折线形，平面可分为三角形、四边形、六边形、八边形等。钢结构的连接方法，根据不同的情况，钢结构可采用不同的连接方法，有：焊接、铆接、普通螺栓连接、刚强度摩擦型和高强度承压型螺栓连接、熔嘴电渣焊、电阻点焊、自攻螺钉和射钉、焊钉。其中，焊接连接、普通螺栓连接和高强螺栓连接在一般钢结构工程中广泛应用；电阻点焊、自攻螺钉和射钉等连接方法主要用于轻型钢结构和冷弯薄壁型钢结构中。钢结构的发展方向主要有以下几方面：（1）高强度钢材的研究开发和应用；（2）采用新的结构体系、空间结构或悬挂结构体系；共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（1）开发刚才产品，应用新型构件；（2）应用新的计算技术与测试技术。2.钢结构的建造钢结构的建造分为两个主要步骤，即工厂制造和工地安装。（1）工厂制造包括下列工序：钢材的验收、整理和保管，包括必要的矫正；按施工图放样，做出样板、样杆，并据以划线和下料；对划线后的钢材进行剪切（焰割）、冲（钻）孔和刨边等项加工，非平直的零件则需要通过煨弯和辊圆等工序来成型；对加工过程中造成变形的零件进行整平（辊平、顶平）；把零件按图装配成构件，并加以焊接（铆接）；对焊接造成的变形加以矫正；除锈和涂漆。（2）工地安装工作包括：现场的扩大拼装；把扩大拼装后的构件（子结构）一一吊装就位，相互连接，加以临时固定；调整各部分的相对位置，使符合安装精度的要求，并做最后固定。建造过程，尤其是加工阶段，不可避免地要对钢结构的性能产生影响，如冷加工硬化和焊接热效应等。3.结构的极限状态当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，而不能满足设计规定的某一功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。设计中的极限状态往往以结构的某种荷载效应，如内力、应力、变形、裂缝等超过相应规定的标志为依据。根据设计中要求考虑的结构功能，结构的极限状态在总体上可分为两大类，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。对承载能力极限状态，一般是以结构的内力超过其承载能力为依据；对正常使用极限状态，一般是以结构的变形、裂缝、振动参数超过设计允许的限值为依据。在当前的设计中，有时也通过结构应力的控制来保证结构满足正常使用的要求，例如地基承载应力的控制。对所考虑的极限状态，在确定其荷载效应时，应对所有可能同时出现的诸荷载作用加以组合，求得组合后在结构中的总效应。考虑荷载出现的变化性质，包括出现的与否和不同的方向，这种组合可以多种多样，因此还必须在所有可能组合中，取其中最不利的一组作为该极限状态的设计依据。4．钢结构的设计状态共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书钢结构的设计（除疲劳计算外）采用以概率理论为基础的极限状态设计法，用分项系数的设计表达式进行计算。承重钢结构或者构件应按承载能力极限状态和正常使用极限状态精心设计。1）承载能力极限状态当结构或构件达到最大承载力、疲劳破坏或达到不适于继续承载的变形状态时，该结构或构件即达到承载能力极限状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态；（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑移或倾覆等）；（2）结构构件或连接因其应力超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载；（3）结构转变为机动体系而丧失承载能力；（4）结构或构件因达到临界荷载而丧失稳定（如压屈等）。2）正常使用极限状态当结构或结构达到正常使用的某项规定限值的状态时，该结构或构件即达到正常使用极限状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态；影响正常使用或外观的变形；影响正常使用的局部损坏；影响正常使用的振动；影响正常使用的其他特定状态。设计结构或构件时通常按承载能力极限状态设计以保证安全，再按正常使用极限状态进行校核以保证适用性。5.抗震结构对材料和施工质量的特别要求1）结构材料性能指标，应符合下列最低要求：(1)砌体结构材料应符合下列规定：①烧结普通粘土砖和烧结多空粘土砖的强度等级不应低于MU10，砌筑砂浆强度等级不应低于M5；②混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5。(2)混凝土结构材料应符合下列规定：①混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20；②抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(3)钢结构的钢材应符合下列规定：①刚才的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2；②钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率应大于20%；③钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。2）结构材料性能指标，尚宜符合下列要求：(1)普通钢筋宜优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋；普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用HRB400级和HRB335级热轧钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋。注：钢筋的检验方法应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204的规定。(2)混凝土结构的混凝土强度等级，9度时不宜超过C60，8度时不宜超过C70。(3)钢结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级、B、C、D、E的低合金高强度结构钢，当有可靠依据时，尚可采用其他钢种和钢号。在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时，应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算，并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求。采用焊接连接的钢结构，当钢板厚不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时，受拉试件板厚方向截面收缩率，不应小于国家标准《厚度方向性能钢板》GB50313关于Z15级规定的容许值。钢筋混凝土构造柱、芯柱和底部框架-抗震墙砖房中砖抗震墙的施工，应先砌墙后浇构造柱、芯柱和框架梁柱。6.单层厂房工业建筑是指从事各类工业生产及直接为生产服务的房屋，是工业建设必不可少的物质基础。从事工业生产的房屋主要包括生产厂房、辅助生产用房以及为生产提供动力的房屋，这些房屋往往称为“厂房”或“车间”。单层厂房指层数为一层的厂房，它主要用于重型机械制造工业，冶金工业等重工业。这类厂房的特点是设备体积大、重量大、厂房内以水平运输为主。从世界各国的工业建筑现状来看，单层厂房的应用比较广泛，在建筑结构等方面与民用建筑相比较，具有以下特点：（1）厂房平面要根据生产工艺的特点设计：厂房的建筑设计在生产工艺设计的基础上进行，并能适应由于生产设备更新或改变生产工艺流程而带来的变化。（2）厂房内部空间较大：由于厂房内生产设备多而且尺寸较大，并有多种起重运输设备，有的加工巨型产品，通过各类交通运输工具，因而厂房内部大多具有较大的开敞空间。如有桥式吊车的厂房，室内净高在8m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书以上，万吨水压机车间，室内净高在20m以上，有些厂房高度可达40m以上。（3）厂房的建筑构造比较复杂：大多数单层厂房采用多跨得平面结构形式，内部有不同类型的起吊运输设备，由于采光通风等缘故，采用组合式侧窗、天窗，使屋面排水、防水、保温、隔热等建筑构造的处理复杂化，技术要求比较高。（4）厂房骨架的承载力较大：在单层厂房中，由于屋顶重量大，且多于吊车荷载；在多层厂房中，楼板荷载大，故我国厂房结构主要采用钢筋混凝土骨架或钢骨架承重。单层厂房组成分为房屋的组成和构件的组成。房屋的组成系指单层厂房内部生产车间的组成。生产车间是工厂生产的一个管理单位，它一般由四个部分组成：生产工段（也称生产工部），是加工产品的主体部分；辅助工段，是为生产工段服务的部分；库房部分，是存放原料、材料、半成品、成品的地方；行政办公生活用房。每一幢厂房不一定都包括上述四个部分，其组成应根据生产的性质、规模、总平面布置等因素来确定。单层厂房构件的组成：（1）承重结构单层厂房承重结构有墙承重结构和骨架承重结构两种类型。当厂房的跨度、高度及吊车吨位较小时（Q<5t），可采用墙承重结构。目前，大多数厂房跨度大、高度较高，吊车吨位也大，所以常用骨架承重结构，这是因为这种结构受力合理，建筑设计灵活，施工方便，工业化程度高。在这种结构中，我国广范采用横向排架结构，它包括下列几部分承重结构：①横向排架是由基础、柱、屋架（屋面梁）组成，它承受厂房的各种荷载；②纵向连希构件是由基础梁、连系梁、圈梁、吊车梁组成，它与横向排架构成骨架，保证厂房的整体性和稳定性，；纵向构件承受作用在山墙上的风荷载及吊车纵向制动力，并将它传递给柱子；③为了保证厂房的刚度，还设置屋架支撑、柱间支撑等支撑系统（2）维护结构单层厂房的外围结构包括外墙、屋顶、地面、门窗、天窗等（3）其他如散水、地沟、（明沟或暗沟）、坡道、吊车梯、室外消防梯、内部隔墙等。7.轻型钢结构共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书轻型钢结构与普通钢结构并无明确的分界线和设计上的差异。早在70年代我国钢结构设计规范首次将圆钢、小角钢的轻型钢结构列为专门一章，对推广轻型钢结构起了很大作用，但人们片面地认为轻型钢结构只是指“跨度不超过18m且起重量不大于5t的轻、中级工作制桥式吊车的房屋中采用有圆钢或小角钢（小于L45×4或L56×36×4）的钢结构”，而忽视了大量应用的其他截面尺寸较小、壁厚较薄的轻型钢结构。根据轻型钢结构的发展，其应用范围将不局限于具有小跨度、小吊车的房屋，而且已逐渐扩展，可以取代部分普通钢结构的应用。轻型屋面的应用和屋面荷载的大幅度降低，是钢屋盖结构的截面尺寸和重量比按传统混凝土重屋面设计的大幅度降低，不仅节约钢材用量，加快建设速度，更引人触目的是它本身具有较强的抗震能力而且能提高整个房屋的综合抗震性能。但由于轻型钢结构的截面尺寸相对较小，在制作、运输、安装以及防护、隔热等方面必须引起足够的注意。单层轻型房屋一般采用门式刚架、屋架和网架为注意承重结构。其上设檩条、屋面板（或板檩合为一体的太空轻质大型屋面板），其下设柱（对刚架则梁柱合一）、基础，驻外侧有轻质墙架，柱的内侧可设吊车梁。轻型钢结构房屋的具体布置见图1.2-1~图1.2-3。门式刚架和屋架均为平面结构体系，为保证结构的整体性、稳定性及空间刚度，在每榀刚架或屋架间应由纵向构件或支撑系统连接。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书网架为空间结构体系，不像刚架和屋架需另设支撑。8.单层门式刚架结构单层门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢（等截面或变截面）、热轧H型钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽形、卷边槽形、Z形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁-柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。柱脚可与基础刚接或铰接。围护结构采用压型钢板的居多，玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等特点，用作保温隔热材料最为普遍。单层门式钢架结构和混凝土结构相比具有以下特点：（1）质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻，因而支撑它们的门式钢架也很轻。根据国内的工程实例统计，单层门式钢架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/m²；在相同的跨度和荷载条件情况下自重约仅为钢筋混凝土结构的1/30~1/20。由于单层门式刚架结构的质量轻，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小。同时在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小，一般情况下，地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大，风荷载产生的吸力可能会使屋面金属压型板、檩条的受力反向，当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。（2）工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便。除基础施工外，基本没有湿作业，现场施工人员的需要量也很少。构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，是安装迅速的一个重要方面，但必须注意设计为刚性连接的节点，应具有足够的转动刚度。（3）综合经济效益高门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢筋混凝土结构等其他结构形式略高，但由于采用了计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进自动化设备制造；原材料的种类较少，易于筹措，便于运输；所以门式刚架结构的工程周期短，资金回报快，投资效益高。（4）柱网布置比较灵活传统的结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6m，当采用12m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书柱距时，需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。门式刚架结构除上述特点外，还有一些特点需要了解：门式刚架体系的整体性可以依靠檩条、墙梁及隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量，同时支撑多张紧的圆钢做成，很轻便。门式刚架的梁、柱多采用变截面杆，可以省材料。梁、柱腹板在设计时利用屈曲后强度，可使腹板宽度比较大（腹板厚度较薄）。当然，由于变截面门式刚架达到极限承载力瞬间形成机动体系，因此塑性设计不再适用。使门式刚架结构轻型化的措施还有：在多跨框架中把中柱做成只承受重力荷载的两端铰接柱，对平板式铰接柱脚考虑其实际存在的转动约束，利用屋面板的蒙皮效应和适当放宽柱顶侧移的限制等。设计中对轻型化带来的后果必须注意和正确处理。风力可使轻型屋面的荷载方向，就是一例。组成构件的杆件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求较高。在门式刚架结构中，焊接构件中板的最小厚度为3.0mm；冷弯薄壁型钢构件中板的最小厚度为1.5mm；压型钢板的最小厚度为0.4mm。板件的宽度比大，使得构件在外力撞击下容易发生局部变形。同时，锈蚀对构件截面削弱带来的后果更为严重。构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，结构的整体刚度也比较柔。因此，在运输和安装过程中要求采取必要的措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。同时，要重视支撑体系和隅撑的布置，重视屋面板、墙面板与构件的连接构造，使其能参与结构的整体工作（蒙皮效应）。9.轻型门式刚架构件的安装应符合下列规定：1）应根据场地和起重设备条件，最大限度地将扩大拼装工作在地面完成。2）安装顺序宜先从靠近山墙的有柱间支撑的两祸刚架开始。在刚架安装完毕后应将其间的檩条、支撑、隅撑等全部装好，并检查其铅垂度。然后，以这两榀刚架为起点，向房屋另一端顺序安装。除最初安装的两榀刚架外，其余刚架间檩条、墙梁和檐檩等的螺栓均应在校准后再拧紧。3）刚架安装宜先立柱子，然后将在地面组装好的斜梁吊起就位，并与柱连接。4）构件悬吊应选择合理的吊点，大跨度构件的吊点须经计算确定。对于侧向刚度小、腹板宽厚比大的构件，应采取防止构件扭曲和损坏的措施。构件的捆绑悬吊部位，应采取防止构件局部变形和损坏的措施。5）当山墙墙架宽度较小时，可先在地面装好，整体起吊安装。6）各种支撑的拧紧程度，以不将构件拉弯为原则。7）不得利用已安装就位的构件起吊其它重物。不得在主要受力部位焊其它物件。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书8）檩条和墙梁安装时，应及时设置拉条并拉紧，但不应将檩条和墙梁拉弯。9）刚架在施工中应及时安装支撑，必要时增设缆风绳充分固定。10）刚架和支撑等配件安装就位，并经检测和校正几何尺寸确认无误后，应对柱脚底板和基础顶面之间的空间采用灌浆料填实（图8.2.5）。二次灌浆的预留空间，当柱脚铰接时不宜大于50mm，柱脚刚接时不宜大于100mm。参考文献[1]　钢结构设计规范(GB50017一2003)北京：中国计划出版社，2003；[2]　陈绍蕃顾强钢结构(第二版)（上册）北京：中国建筑工业出版社，2007；[3]建筑结构荷载规范（GB50009—2001）北京：中国计划出版社，2003；[4]　《钢结构设计手册》编辑委员会钢结构设计手册(第三版)北京：中国建筑工业出版社，2003；[5]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）北京：机械工业出版社，1990。[6]李碧瑜，王雪松房屋建筑学武汉：武汉理工大学出版社，2008[7]《轻型钢结构设计指南》编辑委员会轻型钢结构设计指南北京：中国建筑工业出版社，2000[8]陈绍蕃钢结构(第二版)（下册）北京：中国建筑工业出版社，2007；[9]门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102-2002）北京：中国计划出版社，2002。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第一部分建筑设计1厂房的平面设计根据生产工艺的要求，厂房平面为双跨等距矩形平面。其柱网采用7.5m×21m其横向定位轴线均与柱中心线重合；两边纵向定位轴线均与柱外缘相重合，中间定位轴线与柱中心线重合。厂房内通道根据载重汽车出入需要及人员安全疏散要求，宽度取为4.5m。厂房前后出入洞口尺寸为4500mm×4500mm。厂房平面图详见建筑绘图部分图02。1.1厂房定位轴线的确定厂房跨度均为21m，牛腿标高为7000m，每跨各设有一台起重量为20t，A3工作制的桥式吊车，吊车数据如下：吊车跨度S=19.5m，h＝1390mm（小车顶面到轨顶的距离），b＝180mm（轨道中心到吊车边缘的距离）。边柱选用焊接工字钢，截面尺寸为600×300×10×12；中柱选用焊接工字钢，截面尺寸为500×300×10×12；梁选用焊接工字钢，截面尺寸为700×300×10×12。厂房选用非封闭型定位轴线：由吊车安全距离与厂房跨度的关系可知：式中：—边柱截面高度；—中柱截面高度；K—安全距离。，得安全距离为K=270mm>80mm，满足要求。由上可得如下数据：取，边柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离中柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离1.2柱网布置共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书根据毕业设计（论文）指导书的要求，厂房的跨度均为21m，柱距为7.5m。如图1.1所示。图1.1柱网布置1.3变形缝由于该厂房纵向长度为60.0m，所以不需设置伸缩缝；土壤地质条件较好，不需设置沉降缝；根据地震设防烈度为7度，也不需设置防震缝。2厂房的立面设计采用竖向波形压型钢板外墙及采板钢窗，形成竖向线条的立面效果改变厂房长度和高度尺高的扁平视觉效果，使厂房显得庄重、挺拔。2.1屋面排水设计屋面排水方式采用有组织排水，屋面排水坡度1/20，内天沟纵向坡度5‰，雨水管每侧6根，中间9根，用直径φ150的PVC雨水管。根据资料，按200m²的建筑面积汇水1m³的建筑排水计算天沟截面，故边柱位置内天沟截面尺寸取高度为400mm，宽度为400mm；中柱位置内天沟截面尺寸取高度为400mm，宽度为500mm。均能满足排水要求。2.2屋面板及墙面板的选择由毕业设计（论文）指导书知，本厂房地处四川成都市。该地区较寒冷，共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书基本风压为0.30kN/m，基本雪压为0.10kN/m。根据以上的基本气象，荷载条件及屋面坡度为1/20，屋面坡度较小。屋面板型为：型，其屋面水平檩距取1.750m，墙面板型为：型，其墙梁间距取1.2m。3厂房的剖面设计3.1轨顶及牛腿标高的确定：轨顶标高7.8：轨顶到柱顶的高度；如图1.2所示。图1.2厂房的剖面3.2内外高差的确定厂房建筑室内外高差，考虑运输工具进出厂房的便利及防止雨水侵入室内，选取了共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书150mm。3.3采光及通风设计根据厂房生产状况，查表知厂房的采光等级为III级，且双跨厂房采用单侧采光，其窗地比取1/6。由于厂房中设有桥式吊车，光线受吊车梁的遮挡，不能有效地进入厂房。在吊车梁处将侧窗分为上下两段布置，上段为高侧窗、下段为低侧窗，如图1.2所示。鉴于厂房为双跨跨度均为21m，故此其通风问题主要是合理的组合气流的路径，利用穿堂风即可有效的解决其通风问题，具体设计中是将两侧窗对齐，低侧窗下部为平开窗，方便开启和组织气流，形成穿堂风，上部可为固定窗，即高侧窗为固定窗。4厂房的构造设计(1)外墙构造外墙底部窗台以下部分采用240厚的空心砖墙，高度为0.9米，墙下设基础梁支撑在柱基础上，窗台以上部分采用35厚压型钢板（YX35-280-840）外墙，墙板采用C型墙梁与刚架柱连接。(2)屋面构造屋顶采用51厚压型钢板屋面板（），利用H型檩条与刚架梁连接。(3)地面构造因厂房内生厂对地面没有特殊要求，故采用水泥砂浆地面，其构造厚度可查阅《工业建筑地面设计规范》附录（一）得以确定。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第二部分结构设计1.屋面檩条计算1.1设计资料檩条选用薄壁H型钢，屋面坡度为1/20（α=2.86°），屋面材料为压型钢板。檩条跨度7.5m，跨中在三分点处各设一道拉条。在屋脊处和屋檐处设置斜拉条，水平檩距1.75m。檩条采用Q235-BF。1.2荷载标准值（对水平投影面）(1)永久荷载：屋面压型钢板自重：0.10kN/m²檩条及支撑自重：0.10kN/m²合计：0.20kN/m²(2)可变荷载：屋面均布活荷载0.50kN/m²，雪荷载0.10kN/m²，计算时取两者的较大0.50kN/m²。由于检修集中荷载1.0kN的等效均布荷载为,小于屋面均布活荷载，故可变荷载采用。（施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑）图2.1檩条计算简图(3)风荷载：基本风压：ω。=0.30kN/m²按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），房屋高度小于10m，风荷载高度变化系数取11.276m高度处的数值，风振系数。风荷载体型系数取边缘带共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（吸力）。垂直屋面的风荷载标准值：基本风压，按现行国家标准《建筑荷载规范》GB5009的规定值乘以1.05采用1.3内力计算：（如图2.1所示）(1)永久荷载与屋面活荷载组合（1.2×永久荷载+1.4×可变荷载）檩条线荷载：在刚度最大主平面（X轴）由引起的弯矩:弯矩设计值：在刚度最小主平面（y轴）由引起的弯矩:跨中正弯矩：1/3处负弯矩：(2)永久荷载与风吸力组合（1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载）檩条线荷载：在刚度最大主平面（X轴）由引起的弯矩:弯矩设计值：在刚度最小主平面（y轴）由引起的弯矩:跨中正弯矩：1/3处负弯矩：1.4截面选择及截面特性选用普通高频焊接薄壁H型钢H200×100×3.0×3.0截面特性：计算截面无孔洞削弱，净截面模量为：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书1.5强度验算假设屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，则不考虑截面塑性发展，根据公式，验算檩条在第一种荷载组合作用下的强度（取跨中弯矩组合）为：强度满足要求。1.6稳定性验算（1）有效截面模量永久荷载与风吸力组合下的弯矩较永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩小的很多，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则：假设屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转，在风吸力作用下，按公式验算在风荷载与屋面永久荷载组合作用下檩条（下翼缘）的稳定性。（2）受弯构件的整体稳定系数查表知：双轴对称截面截面不对称影响系数则=1.36>0.60，应进行修正：(3)风吸力作用使檩条下翼缘受压，根据公式，计算的稳定性为共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书稳定性满足要求，计算表明由永久荷载与屋面活荷载组合控制。1.7挠度计算按公式验算其挠度跨内最大挠度为1.8构造要求，故此檩条在平面内、外均满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书2.墙面(轴线1～10)檩条计算2.1设计资料房屋围护结构采用压型钢板(YX35-280-840)，墙梁跨度为7.5m，间距为1.2m。在墙梁三分点处各设置一道拉条（φ12），在屋檐处设置斜拉条。2.2荷载标准值(1)永久荷载：压型钢板自重为0.10kN/m²，墙面檩条自重为0.10kN/m作用于墙梁上的竖向荷载标准值：(2)风荷载：风荷载标准值：风荷载体型系数：由于，则垂直于房屋墙面的风荷载标准值：（吸力）作用于墙梁上的水平风荷载标准值：（吸力）2.3荷载设计值恒荷载设计值：风荷载设计值：2.4内力计算墙面压型钢板与檩条相连，且板与板有可靠连接，墙梁承受墙板与风荷载作用。竖向荷载在跨中产生的弯矩（对Y轴）：水平风荷载产生的弯矩（对X轴）：由单侧压型板对墙梁由于偏心产生的弯矩对墙梁产生扭矩作用，但很小，又由于共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书压型钢板与墙梁连接很好，且主要由砖墙承受墙面压型钢板墙体自重，于是认为压型钢板由于偏心产生的弯矩可以不计入稳定计算。2.5截面选择选用冷弯薄壁C型钢C180×70×20×2.0截面特性：墙梁三分点处各设置一道拉条考虑到安全性折减系数均取0.9则C型檩条截面面可近似为：2.6强度验算根据公式，验算墙梁在自重荷载与风荷载组合作用下的强度：强度满足要求。2.7整体稳定性验算（1）有效截面模量永久荷载与风吸力组合下的弯矩较永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩小的很多，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则：假设屋面不能阻止檩条侧向失稳和扭转，在风吸力作用下，按公式验算在风荷载与屋面永久荷载组合作用下檩条（下翼缘）的稳定性。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（2）受弯构件的整体稳定系数跨中有2个侧向支撑，查表：，，（当荷载不作用在弯心且荷载方向指向弯心时为负）()=0.934(3)在风吸力作用下，根据公式计算的稳定性为：稳定性满足要求，计算表明由永久荷载与屋面活荷载组合控制。2.8风荷载作用下的挠度计算风荷载标准值：，按公式验算其挠度跨内最大挠度为共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书3.墙面(轴线A～C)檩条计算3.1设计资料房屋围护结构采用压型钢板(YX35-280-840)，墙梁跨度为5.25m，间距为1.2m。在墙梁两分点处设置一道拉条（φ12），在屋檐处设置斜拉条。3.2荷载标准值(1)永久荷载：压型钢板自重为0.10kN/m²，墙面檩条自重为0.10kN/m作用于墙梁上的竖向荷载标准值：(2)风荷载风荷载标准值：风荷载体型系数：由于，则垂直于房屋墙面的风荷载标准值：（吸力）作用于墙梁上的水平风荷载标准值：（吸力）3.3荷载设计值恒荷载设计值：风荷载设计值：（吸力）3.4内力计算墙面压型钢板与檩条相连，且板与板有可靠连接，墙梁承受墙板与风荷载作用。竖向荷载产生的跨中弯矩：水平风荷载（吸力）产生的弯矩：由单侧压型钢板对墙梁由于偏心产生的弯矩对墙梁产生扭矩作用，但很小，又由于共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书压型钢板与墙梁连接很好，且主要由砖墙承受墙面压型板墙体自重，于是认为压型钢板由于偏心产生的弯矩可以不计入稳定计算。3.5截面选择选用冷弯薄壁C型钢C180×70×20×2.0截面特性：墙梁跨中位置设置一道拉条，考虑到安全性折减系数均取0.9则C型檩条截面面矩可近似为：3.6强度验算根据公式，验算墙梁在自重荷载与风荷载组合作用下的强度：=强度满足要求。3.7整体稳定性验算（1）有效截面模量在永久荷载与风吸力组合下，按上述方法计算的截面模量全部有效，同时不计孔洞削弱，则：墙面不能阻止檩条侧向失稳和扭转，在风吸力作用下，按公式验算在风荷载与墙面永久荷载组合作用下檩条的稳定性。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（2）受弯构件的整体稳定系数跨中有1个侧向支撑，查表：，，（当荷载不作用在弯心且荷载方向指向弯心时为负）=0.913（3）在风吸力作用下，根据公式计算的稳定性为：稳定性满足要求。3.8风荷载作用下的挠度计算风荷载标准值：，按公式验算其挠度。跨内最大挠度为：挠度满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书4.抗风柱的计算4.1设计资料抗风柱通过弹簧钢片与屋架铰接，底端与基础铰接，则柱的计算长度系数，檐口设计标高为10.700m(屋面坡度为1/20)，如图3.1所示，抗风柱设置如图4.1，抗风柱顶标高10.176m，地面以下-0.600m。4.2荷载由上述计算可知:(1)墙梁、支撑、压型钢板自重设计值：作用于柱各檩托处的垂直力：(2)垂直于房屋墙面的风荷载标准值：（吸力）作用于柱上的水平风荷载设计值为：（吸力）图4.1抗风柱设置4.3截面选择及内力计算选用高频H型钢300×150×3.2×4.5截面特性：忽略墙架垂直荷载的偏心，设抗风柱自重为0.243kN/m抗风柱计算长度：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书抗风柱最大弯矩:抗风柱最大轴力：4.4强度验算，则查表得塑性发展系数=172.78满足要求4.5稳定性计算(1)弯矩作用平面内稳定性计算，由于自由外伸宽度与其厚度只比，需要考虑塑性发展系数的影响，即，。由公式，验算压弯作用下，其平面内的稳定性。等效弯矩系数取1.0；按b类截面，由，查表得：。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书平面内稳定满足要求。(2)弯矩作用平面外的稳定性由于墙梁外侧和墙板的支撑作用，可不验算其稳定性。4.4挠度验算风荷载标准值：，按公式验算其挠度。跨内最大挠度为：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书5.（A、C）柱间支撑5.1设计资料双等跨门式刚架跨度为21m，柱间距为7.50m，钢材为Q235。在厂房的两端和中间各设置一道垂直支撑以抵抗风荷载及吊车的纵向水平荷载等作用。抗震设防烈度为7度，则十字交叉斜杆最大长细比为：上斜杆为200，下斜杆为150。计算简图如图5.1所示：图5.1柱间支撑计算简图图5.2杆件内力5.2荷载设计值和杆件内力由《建筑结构和荷载规范》查得：风荷载高度变化系数：=1.0，风载体型系数：迎风面=+1.0，背风面=-1.1。则垂直于山墙的风荷载标准值：风荷载设计值为：吊车制动力设计值为：杆件内力见右图5.2所示：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书5.3吊车梁以上的柱间支撑:（压杆），，选用截面为圆钢管,其几何特性为：，，则:，且属于a类截面，查表得：。由公式计算其稳定强度:稳定性满足要求。5.4吊车梁以上的横杆：kN，cm，选用截面为热轧无缝钢管,其几何特性为：，。，且属于a类截面，查表得。按公式计算其稳定性:稳定性满足要求。5.5吊车梁以下的柱间支撑:（压杆），，选用截面为圆钢管,其几何特性为：，。则,且属于a类截面，查表得。按公式计算强度:稳定性满足要求。5.6吊车梁以下的横杆：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书，，选用截面为热轧无缝钢管，其几何特性为：，。，且属于a类截面，查表得：。按公式计算其稳定性：稳定性满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书6.柱（B）间支撑6.1设计资料双等跨门式刚架跨度为21m，柱间距为7.5m，钢材为Q235。在厂房的两端中和间各设置一道垂直支撑以抵抗风荷载及吊车的纵向水平荷载等作用。抗震设防烈度为7度，则十字交叉斜杆最大长细比为：上斜杆为200，下斜杆为150。计算简图如图6.1所示：图6.1柱间支撑计算简图图6.2杆件内力6.2荷载设计值和杆件内力由《建筑结构和荷载规范》查得：风荷载高度变化系数=1.0，风载体型系数：迎风面=+1.0，背风面=-1.1，则垂直于山墙的风荷载标准值：=0.71kN/m风荷载设计值为：吊车制动力设计值为：杆件内力见右图4.2所示：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书6.3吊车梁以上的柱间支撑:（压杆）kN，cm，选用截面为圆钢管,其几何特性为：，，则：，且属于a类截面，查表得：。由公式计算其强度：稳定性满足要求。6.4吊车梁以上的横杆：，，选用截面为热轧无缝钢管,其几何特性为：，。，且属于a类截面，查表得。按公式计算其稳定性：稳定性满足要求。6.5吊车梁以下的柱间支撑:（压杆），，选用截面为圆钢管,其几何特性为：，。则，且属于a类截面，查表得。按公式计算强度：稳定性满足要求。6.6吊车梁以下的横杆：，，选用截面为热轧无缝钢管,其几何特性为：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书，。,且属于a类截面，查表得。按公式计算其稳定性:稳定性满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书7.横向水平支撑7.1设计资料门式刚架跨度为21m，柱间距为7.5m，钢材为Q235。基本风压为0.30N/mm，在厂房两端及中部共设置3道水平支撑以抵抗风荷载的作用。7.2风荷载设计值和杆件内力：由《建筑结构和荷载规范》，风荷载高度变化系数为1.08，风载体型系数：迎风面=+1.0，背风面=-1.1。则垂直于山墙的风荷载标准值：图7-1计算简图及杆件内力风荷载设计值为计算简图及杆件内力见下图5-1所示：7.3横杆（压杆）取端杆（最不利）计算，，，选用截面为圆钢管,其几何特性为：，，则，按a类截面，查表得按公式计算稳定性为：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书稳定性满足要求。7.4交叉斜杆（拉杆）（钢结构下册P66：虚线表示的一组斜杆因受压屈曲而退出工作，此时按单斜杆体系分析）取最不利计算，，,选用截面为角钢其几何特性为:，，.（钢结构上册P185）.按公式计算强度：强度满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书8.吊车梁计算8.1设计资料起重量为20t，工作级别为A3的桥式吊车一台，吊车梁跨度为7.50m，设置制动梁，吊车跨度为s=19.5m。钢材采用Q235，焊条为E43型。基本尺寸为：B=5970mm，W=5000mm，h=1390mm，b=180mm，轨道型号43kg/m，小车重=2.471t，总重G=16.58t，最大轮压=149kN,最小轮压=39.47kN，额定起重量Q=20t。8.2吊车荷载吊车荷载的动力系数取1.05，吊车荷载的分项系数为1.40。（《钢结构设计手册上P316》）吊车荷载设计值为：8.3内力计算(1)吊车梁的最大弯矩及对应的剪力：图8.1吊车梁最大弯矩计算简图，自重影响系数(7.5m)取1.035。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书C点最大弯矩为：最大弯矩处相应的剪力为：(2)最大剪力：荷载位置见图8.2所示。图8.2最大剪力时荷载位置(3)由水平荷载产生的最大弯矩：8.4截面选择(1)经济高度按公式计算：（W—梁的毛截面模量）初选吊车梁高度(2)容许挠度值按公式计算：初选腹板高度(3)吊车梁腹板厚度按公式计算：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书按剪力确定腹板的厚度按公式计算：取(4)吊车梁翼缘尺寸可近似地按公式计算：据以上信息，吊车梁上下翼缘截面均采用400×14mm8.5吊车梁截面几何性质计算（截面尺寸见图8.3、图8.4所示）(1)吊车梁截面特性：毛截面惯性矩净截面面积净截面的形心位置净截面惯性矩净截面模量半个毛截面对x轴的面积矩共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图8.3边柱截面组成（2）边柱制动梁净截面面积：截面形心至吊车梁腹板中心之间的距离净截面惯性矩对轴的净截面模量（吊车梁上翼缘左侧外边缘）图8.4中柱截面组成（3）中柱制动梁共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书净截面面积：=截面形心至吊车梁腹板中心之间的距离净截面惯性矩对轴的净截面模量（吊车梁上翼缘左侧外边缘）8.6强度计算(1)上翼缘最大正应力：边柱：中柱：(2)腹板最大剪应力：(3)腹板的局部压应力：采用43kg/m钢轨，轨道高度为140mm,。集中荷载增大系数为：按公式计算腹板局部压应力为(4)腹板计算高度边缘处的折算应力为：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书8.7整体稳定因有制动梁，整体稳定可以保证，不需验算。8.8吊车梁的竖向挠度验算（满足要求）8.9疲劳验算本厂房所设的两台吊车均为A3级，故不需进行疲劳验算。8.10局部稳定性验算因在抗弯强度验算时取，故梁受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比：（满足）由于，故吊车梁腹板只需按构造配置横向加劲肋。根据构造要求，加劲肋间距为：，，取。外伸宽度：，且宜，则取厚度：，取8.11支座加劲肋计算验算在腹板两侧成对配置横向加劲肋。在腹板两侧成对配置横向加劲肋。边跨平板支座力较小，取中跨的突缘支座计算即可。突缘式支座(中跨支座):取支座加劲肋为，如图8.5所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(1)计算支座加劲肋的端面承压应力（为支座最大反力）(2)稳定计算：图8.5支座加劲肋布置，属c类截面，查表得按公式计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性：平板式支座（端跨采用）在腹板两侧成对配置横向加劲肋：取支座加劲肋的外伸宽度，如图8.6所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(1)计算支座加劲肋的端面承压应力(2)稳定计算：图8.6支座加劲肋布置，属c类截面，查表得按公式计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性：8.12焊缝计算（设计手册P333）(1)上翼缘与腹板的连接焊缝：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书=3.19mm（当板厚小于16mm时）取(2)下翼缘板与腹板的连接焊缝：突缘式支座：由于，故取平板式支座：由于，故取(3)支座加劲肋与腹板的连接焊缝：突缘式突缘式支座：由于故取平板式支座：由于故取共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书8.门式刚架计算双等跨门式刚架跨度为21m，柱间距为7.5m，柱标高为10.3m，柱底标高为-0.6m,牛腿标高为7.0m,屋面坡度为1/20，地震设防烈度为7度，刚架形式及几何尺寸见下图9.1所示：图9.1刚架形式及几何尺刚架梁梁截面初选H700×300×10×12，其截面积单位长度梁的质量为（标准值）：梁的自重为（对水平投影面）：边柱截面初选：H600×300×10×12，其截面积单位长度柱的质量为（标准值）：柱的自重为（竖向）：中柱截面初选：H500×300×10×12，其截面积单位长度柱的质量为（标准值）：柱的自重为（竖向）：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书9.1荷载标准值(1)永久荷载标准值：压型钢板：檩条及支撑自重：刚架梁自重：合计：(2)可变荷载标准值：屋面活荷载与雪荷载中较大值：0.5×7.5＝3.75kN/m(3)风荷载标准值：基本风压值0.3kN/m，地面粗糙度系数按B类取；按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），房屋高度为11.276m，风荷载高度变化系数取11.276m高度处的数值=1.08，风振系数。风荷载体型系数：迎风面，背风面。迎风面：（压力）背风面：（吸力）(4)吊车荷载标准值：最大轮压产生的荷载值：最小轮压产生的荷载值:水平制动力：9.2初选截面梁截面：H700×300×10×12边柱截面：H600×300×10×12中柱截面：H500×300×10×129.3截面特性(1)梁截面特性：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(2)边柱截面特性：(3)中柱截面特性：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书假设边柱的线刚度、中柱的线刚度和梁的线刚度，则：，，以上在计算线刚度时，忽略了单位统一，现推导最终单位：故在以下计算刚架内力中E取2.06的值代替。9.4刚架内力计算9.4.1结构计算简图及计算系数9.4.1.1采用位移法求解位移法求解—不考虑杆件的轴向变形，基本未知量：结点B处角位移结点C处的角位移，结点F处的角位移和结点F处的线位移（在节点B、C、F分别施加控制转动的约束，在节点F施加控制线位移的约束），结构计算简图如图9.2所示。图9.2结构计算简图位移法基本方程：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书9.4.1.2计算系数(1)基本结构在结点B有单位转角=1单独作用下的计算：由各杆形常数，可得各杆端弯矩及部分剪力：，，，，作图，如图9.3所示：图9.3图则：，，柱AB中点处值为；标高7.0m牛腿处值为；标高7.8m吊车水平制动力作用处值为；梁BC跨中处值为。(2)基本结构在结点C有单位转角作用下的计算:由各杆件形常数，可得各杆件端弯矩及部分剪力：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书作图，如图9.4所示：图9.4图则：，，，；梁BC跨中处值为(3)基本结构在结点F有单位转角作用下的计算：由各杆件形常数，可得各杆件端弯矩及部分剪力：作图，如图9.5所示：图9.5图共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书则：，，(4)基本结构在结点F有单位水平位移作用下的计算：由各杆件形常数，可得各杆件端弯矩及部分剪力：作图，如图9.6所示：图9.6图则,,；柱AB和柱FE标高7.0m牛腿处值为；标高7.8m吊车水平制动力作用处值为。柱CD标高7.0m牛腿处值为；标高7.8m吊车水平制动力作用处值为。9.4.2分别求解各种荷载作用下的弯矩及内力图9.4.2.1恒荷载作用（kN/m）(1)计算：利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩：kN·m梁BC的中点：kN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书作图，如图9.7所示：图9.7图(单位：kN·m)则可求得kN·m，，kN·m，。代入位移法方程并求解：解得，，，(2)作M图：利用叠加公式：，可得杆端弯矩kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·mkN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·m梁BC跨中处：kN·mkN·mkN·mkN·mkN·mM图如图9.8(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力。Q图如图9.8(b)所示。分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力。N图如图9.8(c)、(d)所示。图9.8(a)M图(单位：kN·m)共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.8(b)Q图(单位：kN)图9.8(c)N图(单位：kN)考虑到柱的自重为（竖向）：N/m故轴力图N中应加上柱的自重，如图9.8(d)所示：kNkNkN图9.8(d)N图(单位：kN)共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书9.4.2.2活荷载作用(kN/m)(1)计算：利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩：kN·m梁BC的中点：kN·m作图，如图9.9所示：图9.9图(单位：kN·m)则可求得kN·m，，kN·m，代入位移法方程并求解：解得：，，，。(2)作M图利用叠加公式：，可得杆端弯矩kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·mkN·mkN·m梁BC跨中处：kN·mkN·mkN·mkN·mkN·mM图如图9.10(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力。Q图如图9.10(b)所示。分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力。N图如图9.10(c)所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.10(a)M图(单位：kN·m)图9.10(b)Q图(单位：kN)图9.10(c)N图(单位：kN)9.4.2.3柱间作用于左风（kN/m）(1)计算：利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩及部分剪力：kN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mkNkN柱AB，EF跨中处：kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·m作图，如图9.11所示：图9.11图(单位：kN·m)则可求得kN·m，，kN·m，kN代入位移法方程并求解：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书解得，，，其中，符合要求。(2)作M图利用叠加公式：，可得杆端弯矩：kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·m在AB中点处：kN·mkN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·m梁BC跨中处：kN·mkN·mkN·mkN·mkN·mkN·mkN·mM图如图9.12(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力。Q图如图9.12(b)所示。分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力。N图如图9.12(c)所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.12(a)M图(单位：kN·m)图9.12(b)Q图(单位：kN)图9.12(c)N图(单位：kN)9.4.2.4柱间作用于右风(kN/m，kN/m)(1)计算：利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩及部分剪力：kN·mkN·mkNkN共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书柱AB,EF跨中处：kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·m作图，如图9.13所示：图9.13图(单位：kN·m)则可求得kN·m，，kN·m，kN代入位移法方程并求解：解得，，共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书，其中，符合要求。(2)作M图利用叠加公式：，可得杆端弯矩：kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·m在EF中点处：kN·mkN·mkN·m梁FC跨中处：kN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mkN·mkN·mkN·mkN·mM图如图9.14(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力。Q图如图9.14(b)所示。分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力。N图如图7.14(c)所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.14(a)M图(单位：kN·m)图9.14(b)Q图(单位：kN)图9.14(c)N图(单位：kN)共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书9.4.2.5左跨布置吊车，吊车最大轮压作用于AB柱（如图9.15所示）图9.15计算简图，对柱AB、DC产生的偏心矩分别为：kN·mkN·m(1)计算：利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩及部分剪力：查有关资料，得等截面单跨超静定梁在一弯矩作用下的杆端弯矩和剪力，如下表9.1所示：表9.1计算弯矩弯矩剪力kN·mkN·mkN·mkN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kNkN作图，如图9.16所示：图9.16图(单位：kN·m)则可求得：kN·m，kN·m，，kN代入位移法方程并求解：解得，，，(2)作M图利用叠加公式：，可得杆端弯矩kN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·m标高7.0m牛腿处：kN·mkN·mkN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·mkN·mkN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mM图如图9.17(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力，Q图如图9.17(b)所示；分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力，N图如图9.17(c)所示。图9.17(a)M图(单位：kN·m)图9.17(b)Q图(单位：kN)图9.17(C)N图(单位：kN)共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书9.4.2.6左跨布置吊车吊车最大轮压作用于DC柱（如图9.18所示）图9.18计算简图，对柱AB、DC产生的偏心矩分别为：kN·mkN·m(1)计算：利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩及部分剪力：kN·mkN·mkN·mkN·mkNKn作图，如图9.19所示：图9.16图(单位：kN·m)共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书则可求得：kN·m，kN·m，，kN代入位移法方程并求解：解得，，，(2)作M图利用叠加公式：，可得杆端弯矩kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·mkN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mkN·m标高7.0m牛腿处：kN·mkN·mkN·mkN·mM图如图9.17(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力，Q图如图9.17(b)所示；分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力，N图如图9.17(c)所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.20(a)M图(单位：kN·m)图9.20(b)Q图(单位：kN)图9.20(c)N图(单位：kN)9.4.2.7左跨布置吊车，吊车的水平制动力作用向左（如图9.21所示）图9.21计算简图图9.22图(单位：kN·m)(1)计算：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩及部分剪力：kN·mkN·mkN：kN·m，作图如图9.22所示。则可求得：kN·m，kN·m，，kN代入位移法方程并求解：解得，，，(2)作M图利用叠加公式：，可得杆端弯矩：kN·mkN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mkN·mkN·mkN·mkN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·mkN·mkN·mkN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mM图如图9.23(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力，Q图如图9.23(b)所示；分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力，N图如图9.23(c)所示。图9.23(a)M图(单位：kN·m)图9.23(b)Q图(单位：kN)图9.23(c)N图(单位：kN)共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书9.4.2.8左跨布置吊车，吊车的水平制动力作用向右（如图9.24所示）图9.24计算简图(1)计算：利用各杆的载常数，计算各杆的固端弯矩及部分剪力：kN·mkN·mkN：kN·m，作图如图9.22所示。图9.25图(单位：kN·m)则可求得：kN·m，kN·m，，kN代入位移法方程并求解：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书解得，，，(2)作M图利用叠加公式：，可得杆端弯矩：kN·mkN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·mkN·mkN·mkN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·m标高7.8m吊车水平制动力作用处：kN·mkN·mkN·mkN·mkN·mM图如图9.26(a)所示。(3)作Q图和N图分别取杆件AB、BC、CD、CF、EF为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端剪力，Q图如图9.23(b)所示；分别取结点B、C、F为隔离体，建立平衡方程，计算各杆杆端轴力，N图如图9.23(c)所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.26(a)M图(单位：kN·m)图9.26(b)Q图(单位：kN)图9.26(c)N图(单位：kN)9.4.2.9右跨布置吊车时的内力图由于结构的对称性，根据右跨布置吊车与左跨布置吊车时的荷载反对称性可知右跨吊车作用的内力图与相应左跨作用下内力图反对称，分别相应的做出右跨布置吊车时的内力图。（1）吊车最大轮压作用于DC柱的内力图（如图9.27所示）。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.27(a)M图(单位：kN·m)图9.27(b)Q图(单位：kN)图9.27(c)N图(单位：kN)(2)吊车最大轮压作用于EF柱的内力图（如图7.28所示）。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.28(a)M图(单位：kN·m)图9.28(b)Q图(单位：kN)图9.28(C)N图(单位：kN)(3)吊车的水平制动力作用向左的内力图（如图7.29所示）。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.29(a)M图(单位：kN·m)图9.29(b)Q图(单位：kN)图9.29(c)N图(单位：kN)(4)吊车的水平制动力作用向右的内力图（如图7.30所示）。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图9.30(a)M图(单位：kN·m)图9.30(b)Q图(单位：kN)图9.30(c)N图(单位：kN)9.5刚架截面验算由内力组合表（见附表1）可知：刚架边柱的最大弯矩及相应剪力和轴力：kN·m，kN，kN。刚架中柱的最大弯矩及相应剪力和轴力：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·m，kN，kN。刚架梁的最大弯矩及相应的剪力和轴力：kN·m，kN，kN。刚架边柱的最大轴力及相应弯矩和剪力：kN，kN·m，kN。刚架中柱的最大轴力及相应弯矩和剪力：kN，kN·m，。刚架梁的最大轴力及相应弯矩和剪力：kN，kN·m，kN。刚架梁、柱的毛截面几何特性见下表9.2：表9.2构件名称规格A(mm2)Ix(×104mm4)Iy(×104mm4)Wx(×103mm3)ix(cm)iy(cm)边柱H60030010121296078167.85405.62605.624.556.46中柱H50030010121196051862.15404.82074.520.926.72梁H700300101213960110953.55404.03170.128.196.229.5.1构件宽厚比验算翼缘部分：刚架梁刚架柱腹板部分：刚架梁刚架边柱，满足要求。刚架中柱，满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书9.5.2刚架梁的验算9.5.2.1抗剪验算梁截面的最大剪力为:kN，考虑仅由支座加劲肋时，即.,，N/mmkNkNkN满足要求。9.5.2.2弯、剪、压共同作用下的验算取梁端截面进行验算（1）弯矩最大组合：kN·m，kN，kN。因为kNkNkN·mkN·m，满足要求。（2）轴力最大组合：kN，kN·m，kN。因为kNkNkN·mkN·m，满足要求。9.5.2.3整体稳定验算（1）弯矩最大组合：kN·m，kN，kN。①横梁平面内的整体稳定性验算：计算长度取横梁长度cm,属于b类截面，查得kN，，共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mm②横梁平面外的整体稳定性验算：考虑屋面压型钢板的檩条紧密连接所产生的蒙皮效应。檩条可作为横梁平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个檩条或隅撑间距考虑，即cm。，按b类截面，查得>0.6,故取，N/mmN/mm（2）轴力最大组合：kN，kN·m，kN。①横梁平面内的整体稳定性验算：计算长度取横梁长度cm,属于b类截面，查得kN，，N/mmN/mm，满足要求。②横梁平面外的整体稳定性验算：考虑屋面压型钢板的檩条紧密连接所产生的蒙皮效应。檩条可作为横梁平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个檩条或隅撑间距考虑，即cm。，按b类截面，查得共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书>0.6,故取，N/mmN/mm满足要求9.5.3刚架柱的验算9.5.3.1抗剪验算（1）边柱：截面的最大剪力为kN，考虑仅设支座加劲肋，其余不设横向加劲肋时，即.，N/mmkN，满足要求。（2）中柱：截面的最大剪力为kN，考虑仅设支座加劲肋，其余不设横向加劲肋时，即.，N/mmkN，满足要求。9.5.3.2弯、剪、压共同作用下的验算（1）取边柱下端截面进行验算：①弯矩最大组合：kN·m，kN，kN。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书因为kNkNkN·mkN·m②轴力最大组合：kN，kN·m，kN。因为kNkNkN·mkN·m（2）取中柱下端截面进行验算①弯矩最大组合：kN·m，kN，kN。因为kNkNkN·mkN·m②轴力最大组合：kN，kN·m，。因为kNkNkN·mkN·m9.5.3.3整体稳定验算（弯矩最大组合）(1)边柱：构件的最不利内力：kN·m，kN。①刚架柱平面内的整体稳定性验算：刚架柱高mm，梁长mm。横梁的线刚度（）和柱的线刚度（）的比值为：，考虑门式刚架有侧移的影响。钢结构上册P174）则柱的计算长度系数为刚架柱的计算长度为mm共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书b类截面，查得kN，N/mmN/mm②刚架柱平面外的整体稳定性验算：考虑夹芯板墙面与墙梁紧密连接，有蒙皮作用。与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁或隅撑间距考虑，即。按b类截面，查得。N/mmN/mm(2)中柱：构件的最不利内力：kN·m，kN。①刚架柱平面内的整体稳定性验算：两个横梁的线刚度之和与中柱的线刚度比值：，考虑门式刚架有侧移的影响。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书则柱的计算长度系数为：刚架柱的计算长度为：mmb类截面，查得kN，N/mmN/mm平面内稳定性满足要求。②刚架柱平面外的整体稳定性验算：考虑夹芯板墙面与墙梁紧密连接，有蒙皮作用。取横向支撑下段的柱长度，由结构图得：m。按b类截面，查得：>0.6。N/mmN/mm平面外稳定性满足要求。9.5.3.4整体稳定验算（轴力最大组合）(1)边柱：kN，kN·m，kN。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书①刚架柱平面内的整体稳定性验算：刚架柱高mm，梁长mm。横梁的线刚度（）和柱的线刚度（）的比值为：，考虑门式刚架有侧移的影响。钢结构上册P174）则柱的计算长度系数为刚架柱的计算长度为mmb类截面，查得kN，N/mmN/mm②刚架柱平面外的整体稳定性验算：考虑夹芯板墙面与墙梁紧密连接，有蒙皮作用。与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁或隅撑间距考虑，即。按b类截面，查得。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mm(2)中柱：构件的最不利内力：kN·m，kN。①刚架柱平面内的整体稳定性验算：两个横梁的线刚度之和与中柱的线刚度比值：，考虑门式刚架有侧移的影响。则柱的计算长度系数为：刚架柱的计算长度为：mmb类截面，查得kN，N/mmN/mm平面内稳定性满足要求。②刚架柱平面外的整体稳定性验算：考虑夹芯板墙面与墙梁紧密连接，有蒙皮作用。取横向支撑下段的柱长度，由结构图得：m。按b类截面，查得：>0.6共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书。N/mmN/mm平面外稳定性满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书8.节点计算10.1柱脚计算10.1.1左柱脚计算资料：左柱截面尺寸H6003001012，压力设计值kN，弯矩设计值为kN·m，剪力设计值为kN，（取最大轴力与最大弯矩中最不利组合，此处选最大弯矩组合），柱脚及锚栓均采用Q235钢，焊条为E43，混凝土为C20，柱脚构造如下图10.1所示：图10.1柱脚构造及计算简图考虑了局部承压强度的提高后混凝土得抗压强度设计值，取11N/mm，为了提高柱端的连接刚度，在柱外侧用几根肋板分别与柱和底板用焊缝连接起来。(1)底板的尺寸：B=906=540mmL=600+2(90+90)=960mm先估计一下底板是否是全部受压：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mmN/mm为负值，说明柱脚需要用锚栓来承担拉力。最大应力处至中和轴距离：mm柱翼缘至中和轴距离：mm柱翼缘处基础应力：N/mm柱中心距基础受压合力点：mm最大应力处至受拉锚栓处距离：mm锚栓处距基础受压区合力点：mm确定底板厚度，计算底板各部分弯矩：（假定隔板和肋板厚度均为20mm）（由此知隔板与翼缘围成的两边支撑部分计算弯矩较小，对底板厚不起控制作用，因此不再计算）隔板与翼缘围成的三边支撑部分：，查表得N·mm翼缘和腹板肋板围成的三边支撑部分：，查表得N·mm取N·mm需要底板厚度：mm取mmmm，满足要求。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(2)锚栓计算：锚栓需要抵抗偏心弯矩引起的拉力T，按公式得：kN需要锚栓净面积：cm查附表8，采用6个直径为mm的锚栓（该锚栓型号取自《轻型钢结构建筑节点构造》机械工业出版社），单个锚栓的净面积，锚栓孔径，取为(3)隔板计算：隔板厚度取mm，按悬臂梁计算：跨长mm，取截面300mm20mm，隔板强度验算：N/mmkN·mkNN/mmN/mmN/mmN/mm焊缝验算：肋板与底板连接处水平焊缝:由于水平剪力很小，焊缝可以不以内感验算，焊缝尺寸可以取mm，即可满足要求。肋板竖向焊缝：取mm，切肢为30mm。已知剪力kN,kN·mN/mmN/mm共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mm焊缝尺寸满足要求。(4)肋板计算：肋板按悬臂梁计算:跨长mm，取截面300mm20mm因其底板平均压力很小，可以不必验算勒板强度，肋板与底板和柱的腹板焊缝均可按构造要求,取mm焊缝。(5)柱脚水平抗剪计算：由于水平剪力较小，设置抗剪强度键就可以满足要求。（6）柱与底板连接焊缝计算柱子（翼缘和腹板）与底板采用双面角焊缝围焊,焊角尺寸。弯矩、剪力、轴力共同作用下验算角焊缝强度：（虽然柱下端内力由柱与加劲肋间的焊缝共同承受，但是加劲肋与底板间的焊缝质量不能得到可靠保证，因此按无加劲肋对柱与底板焊缝进行验算）腹板上竖向焊缝有效截面面积为:mm腹板上竖向焊缝有效截面面积为:mm全部焊缝对轴的惯性矩为:mm共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书焊缝最外边缘的截面模量为mm翼缘和腹板连接处的截面模量为mm焊缝最大应力为N/mmN/mm。牛腿翼缘和腹板交接处有弯矩引起的应力、轴力引起的应力和剪力引起的应力共同作用：N/mmN/mmN/mmN/mmN/mm焊缝强度满足要求。10.1.2中柱脚计算资料：左柱截面尺寸H5003001012，弯矩设计值为kN·m，剪力设计值为kN，压力设计值为kN，（取最大轴力与最大弯矩中最不利组合，此处选最大弯矩组合）,柱脚及锚栓均采用Q235钢，焊条为E43，混凝土为C20，柱脚构造如下图10.2所示：考虑了局部承压强度得提高后混凝土得抗压强度设计值，取11N/mm，为了提高柱端得连接刚度，在柱外侧用几根肋板分别与柱和底板用焊缝连接起来。底板上锚栓得孔径为mm。(1)底板的尺寸：B=80×6=480mm，L=500+2×(80+80)=820mm先估计一下底板是否是全部受压：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mmN/mm为负值，说明柱脚需要用锚栓来承担拉力。图10.2柱脚构造及计算简图最大应力处至中和轴距离：mm柱翼缘至中和轴距离：mm柱翼缘处基础应力：N/mm柱中心距基础受压合力点：mm最大应力处至受拉锚栓处距离：mm锚栓处距基础受压区合力点：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书mm确定底板厚度，计算底板各部分弯矩：（假定隔板和肋板厚度均为20mm）由前面计算知隔板与翼缘围成的两边支撑部分计算弯矩较小，对底板厚不起控制作用，因此不再计算。肋板与翼缘围成的三边支撑部分：查表得N·mm隔板与翼缘和腹板围成的三边支撑部分：，查表得N·mm取N·mm需要底板厚度：mm取mmmm，满足要求。(2)锚栓计算：锚栓需要抵抗偏心弯矩引起的拉力T，按公式得：kN需要锚栓净面积：mmcm查附表8，采用6个直径为mm（24mm）的锚栓，单个锚栓的净面积cmcm强度满足要求。底板锚栓孔径36mm，垫板孔径26mm。(3)隔板计算：隔板厚度取mm，按悬臂梁计算：跨长mm，取截面300mm20mmN/mm共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书隔板强度验算：kN·mkNN/mmN/mmN/mmN/mm焊缝验算：隔板与底板连接处水平焊缝:由于水平方向受力很小，构造焊缝取mm。隔板竖向焊缝：焊缝取mm，切肢长度30mm。已知：kN,kN·mN/mmN/mmN/mmN/mm(4)肋板计算：肋板按悬臂梁计算:跨长mm，取截面300mm20mm因其底板平均压力很小，可以不必验算勒板强度，隔板与底板和柱的腹板焊缝均可按构造要求,取mm焊缝。(5)柱脚水平抗剪计算：由于水平剪力较小，设置抗剪键强度就可以满足要求。(6)柱与底板连接焊缝计算柱子（翼缘和腹板）与底板采用双面角焊缝围焊,焊角尺寸。弯矩、剪力、轴力共同作用下验算角焊缝强度：（虽然柱下端内力由柱与加劲肋间的焊缝共同承受，但是加劲肋与底板间的焊缝质量不能得到可靠保证，因此按无加劲肋对柱与底板焊缝进行验算）共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书腹板上竖向焊缝有效截面面积为:mm腹板上竖向焊缝有效截面面积为:mm全部焊缝对轴的惯性矩为:mm焊缝最外边缘的截面模量为mm翼缘和腹板连接处的截面模量为mm焊缝最大应力为N/mmN/mm。牛腿翼缘和腹板交接处有弯矩引起的应力、轴力引起的应力和剪力引起的应力共同作用：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mmN/mmN/mmN/mm焊缝强度满足要求。10.2牛腿计算将边柱牛腿和中柱牛腿设计成一样，偏心距e按大者（中柱）取，即e=500mm。10.2.1牛腿所受作用力的设计值kN（式中1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造用钢材使自重增大的系数）kNkNkN·m图10.3牛腿截面尺寸共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书10.2.2截面选择（截面如图10.3所示）所需净截面抵抗矩为：cm按经验公式得经济高度为：cm参照以上数据，考虑到截面高度大一些，更有利于增加刚度，初选截面高度为cm。腹板厚度按负担支点处最大剪力需要得:（因腹板高度较梁高小的不多，可取为比略小的数值，最好为50mm的倍数，故此处暂取）mm按经验公式估算：cm选用腹板厚度为：mm依近似公式计算所需翼缘板面积：cm试选翼缘板厚度为：mm，翼缘板宽度为250mm，翼缘得外伸宽度为：mm，所以翼缘板得局部稳定可以保证。使用变截面牛腿，端部截面高度为:mm。10.2.3强度验算cmcmcm，正应力为：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mm剪应力为：N/mmN/mm强度满足要求。10.2.4焊缝计算牛腿上翼缘及下翼缘与柱的连接焊缝均采用全熔透的对接焊缝；腹板与柱的连接采用角焊缝，由取焊脚,，满足要求。腹板上竖向焊缝有效截面面积为:mm则：N/mmN/mm焊缝强度满足要求。10.2.5牛腿肋板计算牛腿构造及尺寸如图10.4所示，肋板承受的压力为图10.4牛腿构造及尺寸（1）肋板尺寸确定：在腹板两侧成对的配置横向加劲肋，则肋板外伸宽度mm，取mm肋板厚度：mm，取mm。（2）承压强度计算：切肢尺寸确定：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书翼缘处mm，取30mm腹板处mm，取45mm承压面积mm端面承压强度设计值为N/mmN/mmN/mm抗压强度满足要求。（3）稳定计算：如图阴影部分面积：mm绕腹板中线的截面惯性矩为：mm回转半径：mm，长细比：，按截面c类，查得稳定系数N/mmN/mm(4)焊缝计算：肋板与翼缘板连接处水平焊缝：由于水平方向上的力很小，主要是水平方向的刹车力，可以取焊缝mm,足可以满足抗剪强度要求。肋板与腹板连接处竖向焊缝：设mmN/mmkNkN·mN/mm共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书N/mmN/mm焊缝强度满足要求。10.3梁柱连接设计计算10.3.1左柱与左梁的连接计算设计资料：承受弯矩设计值为kN·m，剪力设计值为kN，轴力设计值为kN，梁截面尺寸为H7003001012，端板布置如图10.5所示：图10.5左柱与左梁的连接(1)确定螺栓尺寸：如图上翼缘两侧各设置5个螺栓，取mm，如图10.5取值。则端板的尺寸为：mm,mm选用强度等级为10.9级的摩擦型高强螺栓连接，喷沙处理,其公称直径为M22；设计预拉力P=190kN；螺栓孔径为24mm。则连接中受力最大螺栓承受的拉力及剪力为：kN7kN单个高强度螺栓受剪、受拉承载设计值为：kN共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN拉剪共同作用下，受力最大螺栓的承载力验算：，强度满足要求。（2）确定端板的厚度：①两边支承类端板：第一排螺栓的设计拉力，按端板外伸形两边支撑计算：端板外伸时：mm②无加劲肋类端板第二排螺栓的设计拉力为：kNmm故板厚取mm。(3)门式刚架斜梁与柱相交的节点域剪应力验算：（钢结构上册书P271）N/mmN/mmN/mm不满足要求，在腹板一侧焊上厚度为10mm的补强板来加固。(4)构件腹板强度验算：（钢结构下册P25）kNN/mmN/mm满足要求。(5)腹板与端板的焊缝计算：取焊脚mm，共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书焊缝抗剪强度满足要求。10.3.2左梁中点的连接计算设计资料：承受弯矩设计值为：kN·m，kN，梁截面尺寸为H7003001012，端板布置如图10.6所示：图10.6左梁与左梁的连接(1)确定螺栓尺寸：如图翼缘两侧各设置2个螺栓，取，如图10.6取值。则端板的尺寸为：mm,mm选用强度等级为10.9级的摩擦型高强螺栓连接。其公称直径为M20；设计预拉力为P=155kN；螺栓孔径为22mm。则连接中受力最大螺栓承受的拉力为：kNkN单个高强度螺栓受剪、受拉承载设计值为：kN共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN拉剪共同作用下，受力最大螺栓的承载力验算：，强度满足要求。(2)确定端板的厚度：①两边支承类端板：第一排螺栓的设计拉力，按端板外伸形两边支撑计算：端板外伸时：mm②无加劲肋类端板第二排螺栓的设计拉力为：kNmm故板厚取mm。(3)焊缝计算：因剪力kN较小，梁的腹板与端板焊缝可按构造要求，取mm焊接。10.3.3左梁与中柱的连接计算设计资料：弯矩设计值为kN·m，剪力设计值为kN，轴力设计值为kN，梁截面尺寸为H7003001012，端板布置如图10.7所示：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图10.7左梁与中柱的连接(1)确定螺栓尺寸：如图上翼缘两侧各设置6个螺栓，取mm，如图10.8取值。则端板的尺寸为：mm，mm选用强度等级为10.9级的摩擦型高强螺栓连接，喷沙处理端板，其公称直径为M24；设计预拉力kN；螺栓孔径为25.5mm。则连接中受力最大螺栓承受的拉力及剪力为：kNkN单个高强度螺栓受剪、受拉承载设计值为：kNkN拉剪共同作用下，受力最大螺栓的承载力验算：(2)确定端板的厚度：①两边支承类端板：端板外伸时，共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书mm②无加劲肋类端板：若腹板处不设加劲肋，则无加劲肋类端板：第三排螺栓的设计拉力为：kNmm故板厚取mm。(3)刚架斜梁与柱相交的节点域剪应力验算：N/mmmm不满足要求，在腹板一侧焊上厚度为10mm的补强板来加固。(4)构件腹板强度验算：kNkNN/mmN/mm满足要求。(5)腹板与端板的焊缝计算：取焊脚mm，N/mmN/mm。焊缝抗剪强度满足要求。10.4抗风柱计算资料：抗风柱柱截面尺寸H3001503.24.5，压力设计值kN，弯矩设计值为kN·m（铰接），剪力设计值为kN，柱脚及锚栓均采用Q235钢，焊条为E43，混凝土为C20，柱脚构造如下图10.8所示：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图10.8柱脚构造及计算简图考虑了局部承压强度得提高后混凝土得抗压强度设计值，取11N/mm，底板上锚栓得孔径为mm。(1)底板的尺寸：mm，mm由于是铰接柱角，弯矩设计值为零，最大应力只由压力产生，N/mmN/mm确定底板厚度，计算底板各部分弯矩：N/mm悬臂部分：N·mm需要底板厚度：mm柱腹板与翼缘组成的三边支撑部分:查表得N·mm需要底板厚度：mm共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书取mmmm，满足要求。(2)锚栓计算：由于抗风柱柱脚是铰接可以认为不受弯矩作用，所以可以按构造配置一定的螺栓保证强度和铰接的连接方式即可。采用2个直径为mm的锚栓，螺栓的排布如图10.8所示，满足满足要求。(3)肋板计算：由于柱截面强度和刚度较为富裕，所以不设加劲肋。(4)柱脚水平抗剪计算：由底板与混凝土基础的摩擦产生的水平抗剪承载力需在柱脚设置抗剪键。（5）抗风柱与底板连接焊缝计算柱翼缘与腹板采用双面角焊缝连接,焊角尺寸（），焊缝计算长度为：满足要求共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书8.基础梁及地基基础计算11.1基础梁计算基础梁简支于柱下独立基础的第一个台阶上，上砌0.75m高的240mm保护墙体和现浇150×240的压顶梁。基础梁混凝土为C20（N/mm，N/mm），纵向受力钢筋及箍筋为HPB235（N/mm）。保护墙体采用MU10普通粘土砖和M7.5混合砂浆。由荷载规范查得：墙体自重标准值为18kN/m，墙体抹灰自重标准值为17kN/m，墙体顶面窗户的自重标准值为0.45kN/m。图11.1计算简图(1)计算简图如图11.1所示：计算跨度：取m，托梁截面尺寸：m，取mmmm，墙体计算高度：m(2)荷载计算①基础梁顶面的荷载标准值为基础梁自重：kN/m；②墙体顶面的荷载标准值为：基础梁以上墙体，压顶梁及抹灰自重标准值共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN/m墙体顶面夹窗户的自重标准值kN/m则：kN/m其相应的设计值为：kN/m，kN/m(3)基础梁正截面承载力计算kNkN最大弯矩设计值:kN·m假定受力钢筋按一排布置，mm，（梁内一层钢筋时，），则：则：即：求解上述二式，得：mm，mm验算适用条件：且实际相对受压高度为：相关规范规定托梁跨中纵向受力钢筋配筋率应大于0.6%，查表选用，4B16mm钢筋，实际mm。另外，沿腹板两侧各配2B12mm的纵向构造钢筋（腰筋）。（《混凝土结构上册P103》因为基础梁腹板高度大于450mm共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书，应在梁的两侧面沿高度配置纵向构造钢筋，每侧构造钢筋面积不应小于腹板截面面积的0.1%，且其间距不宜大于200mm）实际配筋率：故满足要求。(4)基础梁斜截面承载力计算因支座边缘处的剪力最大，故选此截面进行抗剪配筋计算，该截面的剪力设计值为kN复核截面尺寸：，，属一般梁，用下式验算截面：kNkN截面尺寸满足要求。(5)箍筋计算kNkN故可按构造配箍筋，满足最大箍筋间距即可。查《混凝土结构上册P100》表4-1，知梁中箍筋最大间距为350mm。选用双肢箍,8@250。基础梁配筋见图11.2所示：图11.2基础梁配筋11.2左柱基础计算表11.1地质情况表共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书序号岩土分类土层深度(m)厚度范围(m)地基承载力特征值fk(kpa)土的重度γ(kN/m3)1杂填土0.0—0.30.3110162粘土0.3—1.00.720018.53粗砂1.0—5.04.030020.54砾砂5.0—10.05.034022地质情况如上表11.1所示：左柱轴力标准值为：kN，kN·m，kN；其相应的设计值为：kN，kN·m，kN；另一组数据：kN，kN·m，kN；其相应的设计值为：kN，kN·m，kN。基础顶面距设计地面的距离为600mm，钢筋保护层取40mm，有垫层。钢筋材料为HPB235（=210N/mm），混凝土材料为C20（N/mm），垫层材料为C10。其它参数见图11.3和图11.4。图11.311.2.1确定基础尺寸采用阶梯型基础，假定基础埋深为m（按室外地面算起），基础以下垫层高100mm,基础宽度m。（1）地基承载设计值：kN/m，kN/m，kN/m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN/m持力层地基承载力特征值kPa，由《基础工程》表2-5查得：，，由于m不考虑对基础宽度进行修正。kPa（2）计算基础底面积：计算基础和回填土重G时的基础埋深：m取基础和回填土重度kN/m，考虑荷载偏心，将基底面积初步增大20%。按公式，得：mm取m选择基础底面积m（3）验算持力层地基承载力：基础和回填土自重标准值：kN作用在基础上所有力相对于基底形心的力矩标准值：kN·m合力偏心距：mm，即，由于基础与地基的接触面是不可能受拉的，此按下式计算：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书mkPakPa基底压力标准值为：kPakPa满足在另一组数据下的偏心距及基底反力：作用在基础上所有力相对于基底形心的力矩标准值：kN·m基底平均压力：合力偏心距：mm此按下式计算：kPakPakPakPa满足则该柱基础的底面长m，宽m且m不需再对进行修正。11.2.2计算基底净反力基底净反力为共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书基础底面最大净反力：kPa在另一组数据下的基底净反力。基底净反力为：基础底面最大净反力：kPa综合比较后，采用第二组数据进行计算。11.2.3基础高度（采用阶梯型基础）(1)柱边基础截面抗冲切验算（如图11.4所示：）初步选择基础高度mm，mm（有垫层）因偏心受压，验算时取图11.4冲切承载力截面位置则：<0即基础底面全部落在共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书冲切破坏锥体底边以内，则成为刚性基础，无需验算冲切破坏。(2)变截面抗冲切验算（如图11.4所示：）①二阶处：则：冲切力：kN抗冲切力：由于mmmm，查得②三阶处：则：冲切力：kN抗冲切力：由于mmmm，查得基础抗冲切承载力满足要求。11.2.4配筋计算共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（1）基础长边方向Ⅰ-Ⅰ截面（柱边缘处）（如图11.5所示）柱边缘处地基净反力：弯矩：kN·m配筋计算：mmⅢ-Ⅲ截面（变截面处）（如图11.5所示）变截面处地基净反力：弯矩：kN·m配筋计算：mm图11.5基础计算简图Ⅴ-Ⅴ截面（变截面处）（如图11.5所示）共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书变截面处地基净反力：弯矩：kN·m配筋计算：mm比较可得柱边截面处弯矩最大，此时配筋也最大，在长边方向（2.0m宽内）配二级钢筋11φ10，符合构造要求,且（2）基础短边方向：前面已经算过：Ⅱ-Ⅱ截面（柱边缘处）kN·mmmⅣ-Ⅳ截面kN·mmmⅥ-Ⅵ截面kN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书mm图11.6基础配筋比较各截面处弯矩选出最大处配筋，同时结合基础配筋构造要求，在长边方向（2.8m宽内）配一级钢筋15φ10，且，基础配筋见上页图11.6所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书11.3中柱基础计算中柱轴力标准值为kN，kN·m，kN；其相应的设计值为kN，kN·m，；另一组数据：kN，，；其相应的设计值为：kN，，。基础顶面距设计地面的距离为600mm，钢筋保护层取40mm，有垫层。钢筋材料为HPB235（=210N/mm），混凝土材料为C20（N/mm）,垫层材料为C10。其它参数见表11.1和图11.8。图11.7基础定位图11.3.1确定基础尺寸采用阶梯型基础，假定基础埋深为m（相对室外地面高度），宽度m，如图11.7所示：（1）地基承载设计值：kN/m，kN/m，kN/mkN/m持力层地基承载力特征值kPa，由《基础工程》表2-5查得：，，由于m不考虑对基础宽度进行修正。kPa（2）计算基础底面积：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书计算基础和回填土重G时的基础埋深：m取基础和回填土重度kN/m按公式，得：mm取m选择基础底面积：m（3）验算持力层地基承载力基础和回填土自重标准值：kN作用在基础上所有力相对于基底形心的力矩标准值：kN·m合力偏心距：mm，即，则用下式计算，基底边缘最大压力标准值为：，满足基底压力标准值为：kPakPa在另一组数据下：作用在基础上所有力相对于基底形心的力矩标准值：kN合力偏心距：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书m偏心作用较小，可不必考虑。则该柱基础的底面长m，宽m且m不需再对进行修正。11.3.2计算基底净反力基础底面最大和最小净反力：在另一组数据（中心荷载作用下）的基底净反力：图11.8冲切承载力截面位置11.3.3基础高度（采用阶梯型基础）(1)柱边基础截面抗冲切验算初步选择基础高度：mm，mm（有垫层）mm验算时取。则：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书冲切力：kN即基础底面全部落在冲切破坏锥体底边以内，则成为刚性基础，无需验算冲切破坏。抗冲切力：由于，查得，满足要求。(2)变截面抗冲切验算则：冲切力：kN抗冲切力：由于，查得变阶处的抗冲切承载力满足。11.3.4配筋计算(1)基础长边方向（如图11.9所示）①偏心荷载作用下：Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）柱边地基净反力：弯矩：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mmmⅢ-Ⅲ截面（变阶处）地基净反力：弯矩：kN·mmm比较和应按在短边方向（1.6m宽内），考虑到构造要求最终选配一级钢筋9φ10且符合构造要求。②轴心荷载作用下：Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）柱边地基净反力：弯矩：kN·mmmⅢ-Ⅲ截面（变阶处）地基净反力：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mmm考虑到构造要求，最终选配钢筋与偏心荷载作用一样。在短边方向（1.6m宽内）9φ10。图11.9基础截面验算（1）基础短边方向（如图11.9所示）①偏心荷载作用下：Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）kN·mmmⅣ-Ⅳ截面（变阶处）共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mmm②轴心荷载作用下：Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）kN·mmmⅣ-Ⅳ截面（变阶处）kN·mmm比较各截面处弯矩选出最大处配筋，同时结合基础配筋构造要求，在长边方向（2.0m宽内）配一级钢筋配一级钢筋11φ10，符合构造要求，且，满足要求。基础配筋见图11φ10所示。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书图11.10基础配筋11.4抗风柱基础计算抗风柱轴力标准值为kN，剪力标准值为kN；其相应的设计值为kN，剪力设计值为kN；另有基础梁和墙体荷载：标准值为，其相应的设计值为。基础顶面距设计地面的距离为600mm，钢筋保护层40mm，有垫层。钢筋材料为HPB235（=210N/mm），混凝土材料为C20（N/mm）,垫层材料为C10。其它参数见表11.1和图11.11。图11.11基础定位图共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书11.4.1确定基础尺寸采用锥型基础，假定基础埋深为m（相对室外地面高度），宽度m，如图11.11所示：(1)地基承载设计值：kN/m，kN/m，kN/mkN/m持力层地基承载力特征值kPa，由《基础工程》表2-5查得：，，由于m不考虑对基础宽度进行修正。kPa(2)计算基础底面积：计算基础和回填土重G时的基础埋深：取基础和回填土重度kN/m，考虑荷载偏心，将基底面积初步增大20%。按公式，得：m取m选择基础底面积：m(3)验算持力层地基承载力基础和回填土自重标准值：kN作用在基础上所有力相对于基底形心的力矩标准值：kN·m合力偏心距：mm，即，则用下式计算，基底边缘最大压力标准值为：kPakPa，满足共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kPa基底压力标准值为：kPakPa经验算在荷载作用下该基础地基承载力都满足要求，最后确定基础的截面为：m，m，且m不需再对进行修正。11.4.2计算基底净反力基础底面最大和最小净反力：图11.12冲切承载力截面位置11.4.3基础高度采（用阶梯型基础）(1)柱边基础截面抗冲切验算初步选择基础高度：mm，mm（有垫层）mm验算时取。则：<0抗冲切力：由于，查得共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书>0恒成立(2)变截面抗冲切验算则：<0抗冲切力：由于，查得=0.170>0变阶处的抗冲切承载力满足。11.4.4配筋计算(1)基础长边方向（如图11.13所示）因为偏心作用较小，因此近似看做轴心荷载：Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）柱边地基净反力：弯矩：kN·mmmⅢ-Ⅲ截面（变阶处）地基净反力：共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书kN·mmm比较两种荷载，可得截面处弯矩最大，此时配筋也最大，在短边方向（0.8m宽内）配一级钢筋5φ10，且，满足要求。图11.13基础截面验算（2）基础短边方向（如图11.13所示）因为偏心作用较小，因此近似看做轴心荷载：Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）kN·mmmⅣ-Ⅳ截面（变阶处）kN·m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书mm比较各截面处弯矩选出最大处配筋，同时结合基础配筋构造要求，在长边方向（1.8m宽内）配一级钢筋9φ10，符合构造要求,且，满足要求。基础配筋见图11.14所示。图11.14基础配筋共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书致谢本论文得到了贾老师、曹老师、于老师和刘老师的悉心指导和全力支持。在写论文的过程中，我问了贾老师许多问题。每次，贾老师都耐心的给我讲解。钢结构组老师严谨的治学态度、务实的为学方法、渊博的专业知识以及高度的责任感令我由衷地敬佩，同时也使我在学习和工作中受益匪浅。在此向各位老师老师致以最衷心的感谢！在完成论文的过程中还得到了崔龙、万健、刘芹等同学的指点帮助。他们在我做毕业设计期间给了我很大的帮助，谨向他们表示感谢。最后，将此论文献给鼓励我和支持我的家人、亲人和朋友，谢谢他们的支持。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书参考文献[1]陈绍番，顾强.钢结构.北京：中国建筑工业出版社，2004[2]冯东等.轻型钢结构设计指南.北京：中国建筑工业出版社，2004[3]侯兆欣，蔡昭昀.轻型钢结构建筑节点构造.北京：机械工业出版社，2004[4]包世华.结构力学.武汉：武汉理工大学出版社，2008[5]李镜培，梁发云，赵春风.土力学.北京：高等教育出版社，2008[6]靳百川.轻型房屋钢结构构造图集.北京：中国建筑工业出版社，2004[7]中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范（GB5009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002[8]《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册.北京：中国建筑工业出版社，2003[9]华南理工大学，浙江大学，湖南大学等.基础工程.北京：中国建筑工业出版社，2008[10]东南大学，同济大学，天津大学.混凝土结构.北京：中国建筑工业出版社，2008[11]中华人民共和国建设部.钢结构设计规范（GB50017-2003）.北京：中国建筑工业出版社，2003[12]中华人民共和国建设部.建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[13]中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[14]中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[15]中华人民共和国建设部.总图制图标准（GB/T50103-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[16]中华人民共和国建设部.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[17]中华人民共和国建设部.建筑制图标准（GB/T50104-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[18]中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2001[19]LOADANDRESISTANCEFACTORDESIGNSPECIFICATION.American：AmericanInstituteofSteelConstruction,Inc.1999[20]AISCDesignGuide5_Low-andMedium-RiseSteelBuildings.AmericanInstituteofSteelConstruction,Inc.1991共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书外文翻译低收入和中等高层钢结构建筑的设计1.为经济的基本设计规则经济的几个基本设计规则将体现于此。在项目设计中的概念设计阶段，应考虑这些规则。当然，还有许多其他因素，但这些建议很简单，又可以帮助产生良好的经济设计。填充梁和/或桁梁的成本只包括磨材料的成本，制造成本，和勃起的成本。单梁的制造和架设的成本对重质梁或轻质梁基本上是相同的。轻构件的真实储备与较重的构件相比，仅仅是在磨材料的成本上存在差异。因此，梁应该根据实际减少的件数而间隔布置并且必须被组装和架设。支撑的刚性瞬间连接和特殊的连接是昂贵。应谨慎，以尽量减少一个项目的这些类型的连接的数量，也就是说把抗弯矩排架和支撑排架减少到最低限度。在可行的情况下，可以考虑采用唯一的拱肩抗弯矩构架，来抵抗风荷载。可用于更深入，更有效的部分，从而减少力矩抵制连接所需的数量。高强度钢在适当的情况下，应该用来代替碳钢立柱和横梁。原因很简单，从强度比价格比高强度的钢梁低约25％，从长度比价格比列低10％至15％。例如,一个简单的填料W21x44梁是相当于一个W16x26复合填料梁。加工商磨材料的成本差异是每英尺3.90元左右。在地方上螺栓每个成本大约1.5美元大约为1.3美元每英尺。cambering或支撑的成本每英尺差异大大低于2.60美元。地板振动等级，两梁相媲美。所需的临界阻尼使用默里的标准(·默里出版社，1991)，W16x26W21x44跨越30"0”为“0”o.c.间隔1010点周围的活荷载是分别为4.00和3.46。高强度的钢是低成本和功能等效。必须注意的是,有些情况使用高强度钢板是不恰当的。小无关紧要的填料梁、槽钢、角钢等,需的钢材,如这个材料是现成的从一个生产商的库存或钢供给仓库提供。成员的力量不是控制设计需考虑的,显然的资料应使用。重复使用的构件和/或相同的外形尺寸是一个经济项目的设计中的重要因素。重复使用，减少构件的细节设计，制造和安装成本。例如，为减少复合建筑的非典型的区域的梁间距，应考虑使用典型梁截面尺寸和减少螺栓的数量。越简单框架、较低的最终估计成本可能在投标阶段，因此，总平方英尺的工程费用减少。使用活荷载可能减少构件的设计。而活荷载的减少可能不会造成的显著降低填料梁重量、改变一个尺寸，或者从一个W16x31减少到一个W16x26，会导致16%的存款用在填料梁轧机材料费用。从基础上节省梁和柱的重量和成本的可能性是巨大的。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书指定的检验水平应该与确保完成结构将来的功能的要求相一致。除非在特殊情况下，目测应该是满足的角焊缝焊角高度。对接焊缝的无损检测的范围，最终被决定放在施工期间，。如果测试的结果是接近极限值的，测试的数量可以被增加。如果测试的结果是一贯良好，测试的数量可能会减少。尤其是大型项目，它可能是审慎要求美国钢结构学会认证的加工厂，为了保证良好的质量控制和更无故障的项目。最后，油漆是AISC规范要求的唯一成员。与混凝土接触时，应使用未涂油漆的表面。防火材料更容易遵循以未上漆的表面。虽然涂装成本可能只有15到20美元每平方英尺，对于一个20万平方英尺的项目成本节约了30000美元至40000美元的是真实的，是值得考虑的。2.活荷载和托架尺寸的选择大多数建筑物是一种或另一种的经济机器。尤其，许多办公室建筑物是建立在投机的基础上。成功的风险，可能是一个建设的规划功能和可用性潜力。较大规模的海湾增加了空间规划的灵活性。更高的设计活荷载，也增加了允许使用的办公空间的灵活性。具有较高的承担活荷载能力和较大的抗弯能力的建筑物显然是更加吸引潜在的楼住户，对大厦业主更有价值。它将会显示，与较大的弯曲尺寸和高于公布的最小活荷载是可以实现的并且没有显着增加成本。2.1活荷载选择有时，开发人员和/或设计师选择建筑规范所允许的最小活荷载。如果要保持绝对最低的成本，这是一个看似明显的选择。升级允许的最低设计活荷载是可能的，对活荷载的负载能力是100磅/平方英尺的分区载荷，在几乎没有增加成本的情况下，可将允许的最低设计活荷载从50磅/平方英尺加到20磅/平方英尺（无需额外的分区载荷津贴）。作为一个例子，我们将比较一个典型的办公大楼与面积30平方英尺高10层（图1）的海湾的差异。为了将50磅/平方英尺的活荷载加上20磅/平方英尺的隔墙荷载，80磅/平方英尺的活荷载加上20磅/平方英尺的隔墙荷载，和100磅/平方英尺的活荷载没有隔墙荷载而做比较。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书柱载荷比较所示为典型的内部列AISC容许应力设计（ASD）的规格（AISC，1978年）和AISC负荷和阻力系数设计（LRFD）规范（AISC，图1.典型办公楼的平面图。1986年）。按照ASCE7-88(原名ANSIA58.1)活载被减少。表1是一个百分比的比较表列加载在该基地的十层楼的三种设计荷载组合。ASD设计，50磅/平方英尺的活荷载加上20磅/平方英尺的隔墙荷载和100磅/平方英尺的活荷载的柱是相同。由于最大活荷载减少60％，50磅/平方英尺的活荷载的减少值加上隔墙载荷等于100磅/平方英尺的活荷载的减少值。负荷为80磅/平方英尺的活荷载加上20磅/平方英尺隔墙载荷的柱和基础的荷载增加10％。由于活荷载和恒荷载因素LRFD的结果发生变化。在这种情况下，负荷为100磅/平方英尺的活荷载的柱荷载增加5％和负荷为80磅/平方英尺的活荷载加上20磅/平方英尺的隔墙荷载的柱荷载增加11.5％。对于10层建筑，负荷为100磅/平方英尺的活荷载的柱磨机材料增加的成本是每平方英尺0.016美元。对于任何负荷的情况下，，LRFD将导致更轻的柱荷载，因为从本质上讲，是LRFD恒荷载因素的影响（1.2）小于较大的ASD因素的影响（1.67）的。表2和表3是制表比较一个典型的占地面积为30平方英尺的湾地板系统的设计的三个加载作用于列负载比较两个ASD和LRFD的设计的成本统计。比较了不同的磨材料成本及螺栓的成本。在六种条件下制造和安装成本是基本保持不变的。正是基于这个原因,磨材料加螺栓的成本会给一个合理可靠的比较。的钢磨材料的成本作为每磅25美元，的钢磨材料的成本作为每磅28美元。的钢磨材料和的钢磨材料的单位价格经常发生周期性的改变。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书如果想得到这种类型的成本比较，代表磨材料的价格可能会从当地的加工厂获得。正如所预料的，80磅/平方英尺的活荷载加上20磅/平方英尺隔墙载荷的负载加载条件是最便宜的。然而，溢价较高的活荷载负载能力（100呎）的条件是每平方英尺0.09美元。比较结构系统的总成本，增加的成本可能低于1％。了解以上事实，许多业主很可能希望选择较高的活荷载承载能力。在现实中真正的差异可能是结构的语义，但作为一个实际问题，更高的负载能力，增强了建筑物的价值，最重要的也许是，它的收益性。2.2托架尺寸选择选择一个小尺寸托架来降低成本，适用于钢结构建筑时可能是一个谬论。对于经济而言,重要的是要减少制作和安装。如前所述，制造和安装的一小梁的成本基本上是和一个大梁相同。节省包括减少构件的重量并且是材料成本中的主要节省方式。当件数减少，制造和安装的实际成本降低。比较不同托架尺寸或梁间距成本，磨材料、制造和安装的成本必须考虑。为了说明这点，我们已获得两个加工厂（一个东海岸，一个中西部）在图2至5中所示的四个托架的实际价格。表4列出选定托架相对平方英尺的成本。LRFD规范被用于构件设计。被选定的绝对最小尺寸作比较。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书特别是，为W12x14选择25英尺的托架可能不太现实。它假定了横梁撑或拱形梁的要求。表格的成本包括钢结构框架、钢甲板、和领导钢螺栓就位到混凝土预留孔的成本。方案一(图2)是一个负荷为100磅/平方英尺的活荷载和65磅/平方英尺的恒荷载的25英尺的方形托架的设计。钢铁的单位重量是4.10磅/平方英尺。每平方英尺典型共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书的托架钢结构、螺栓帽、复合钢甲板的总成本是每平方英尺5.15美元。这个值被用来作为基准价格比例(100%)的比较。这种成本是不代表规定的框架建筑的总成本，而非典型的框架、拱的条件，和侧向荷载抵抗系统未被包括。方案二（图3）是为负荷与方案一相同的30英尺方形托架的设计。钢的单位重量是5.07磅/平方英尺并且成本是基准价的103%。30平方英尺托架规划中提供了更大的灵活性。10、15和20平方英尺的办公室模块，可以不受柱干扰混杂在一起。也就是说对25英尺的托架来说，180平方英尺的钢构件的件数比125平方英尺的钢构件的件数少。用更少的构件件数在制造者和安装工的眼中是更加理想的工作。当最后的标记是放置在一个项目中，为30英尺方形托架项目的中标价格很可能低于25英尺托架的项目的中标价。在任何情况下，为增加的灵活性指定的费用增加3%是一个很小的代价。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书方案三（图4）是一个30英尺的方形托架。但每个托架有四个填充梁。它包含减小构件的间距和增加构件数所增加成本的说明。成本的比例提高到113％或比包含三个填料梁的托架大10％。性能明智，这没有功能上的差异。穆雷（1991）所需的临界阻尼和Galambos“（1988年）地面振动等级几乎是相同的。在工程的基础上，增加的成本是没有道理的。（地板振动主题将被在钢梁开放网页上的讨论中进一步讨论。）计划IV(图5)是一个30英尺乘以40英尺的托架。单位重量是5.88磅每平方英尺。钢铁和甲板的成本率是109%。注意，这是低于包含较小间距填充梁的30平方英尺托架的成本价的。这个计划可能是可取的，从建设服务的核心外观尺寸为40英尺来看。增加的成本不是奢侈的如果灵活性在规划中是非常重要的。当托架的长度达到45英尺或以上，很可能会考虑用虚设常式梁或制造桁架替代地板系统。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书在任何项目的初步设计阶段应该考虑设计活荷载和托架尺寸的选择。对于整体经济成功的一个项目，最小的托架尺寸和最低的活荷载，可能不会产生最经济的设计。3.组合楼板由首选螺栓连接的复合材料填充混凝土，钢填充梁和梁复合金属甲板组成的复合地板系统，已成为许多建筑师，工程师，和开发商（图6）选择的标准型的建筑。复合地板系统被许多人认为是最高的建筑质量类型。地板比开放网页地板托梁系统更共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书硬和更多可维修的。只需对结构形状提供防火材料的外衣，就可能获得足够的耐火等级。当根据所需的耐火等级使用适当的楼板厚度，混凝土板（轻重量或正常重量）和复合钢桥面结合，不需要额外的保护。此外，通信和电气化地板下面的管道可能被列入系统中（图7）。此外地板下的管道增加了成本。这增加的成本可能是合理的，因为地板系统的显着增加了在空间规划和易于租赁方面的灵活性。4.容许应力设计和载荷与阻力系数设计第一章综合建筑，AISC的“钢结构建筑规范”（AISC，1989年），是一个容许应力设计（ASD）的规范，是已在美国设计的复合钢梁的标准。该设计方法是基于受压翼缘混凝土板和钢梁结构（图8）指定的的最大允许应力弹性分析。多年来的学术界已经意识到，复合部分的弹性设计严重低估他们的实际强度。尽管如此，弹性的设计过程已经占了上风。1986年的AISC“钢结构建筑载荷和阻力系数设计规范”共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（AISC，1986年）基本上是一个更准确地预测复合混凝土钢梁受压翼缘的强度的最终的强度设计过程。图9显示了最终的强度设计过程的两个可能的应力分布。塑料的中性轴（PNA）可设在型钢或复合混凝土翼缘的基础上。（注：复合混凝土翼缘的基础是不一定在混凝土板的底部的。）使用的最终设计概念在LRFD结果中的一个非常简单的设计过程中所固有的。用此过程，和在AISC的负荷和阻力系数设计手（AISC1986a）组合梁的设计辅助，组合梁设计成为一个需要很少的计算方法。AISCLRFD手册附录A中给出一个简写的使用设计辅助的设计实例注：弹性的中性轴可能发生在混凝土板和型钢或型钢之间。中性轴在混凝土板时，没有张力允许低于混凝土中性轴。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书注：在这种情况下，混凝土受压翼缘厚度“A”是小于板厚。5.经济与LRFD使用的极限强度与LRFD规范设计程序，往往导致节省一些磨材料，。图10表示一个负荷为250磅/平方英尺的活荷载的共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书典型托架用LRFD和ASD的设计方法设计时梁和主梁的尺寸所需。在这种情况下，使用LRFD结果对制造者来说磨材料可以节省20%或每平方英尺0.60美元和螺栓帽每平方英尺节省成本0.065美元左右。磨材料和双头螺柱的成本分别被认为是每吨560美元（每磅0.28美元）和1.50美元每个（安装）。请注意，制造和安装成本不会改变，节省的仅仅是磨材料原料和螺柱成本。节能是重要的并且可以大大降低项目成本。必须考虑使用轻质量的梁会导致更大的变形的问题。使用轻质量的梁不会导致更高的由于行人步行交通而产生振动问题的可能性。6．楼板的承载能力增强不时的增加对现有的地板系统的负载能力是有必要。有时，办公楼设计根据当地的建筑代码装载规定，在特定领域内增加活荷载能力以满足居民的需求。复合地板系统提供了一个层，通过进行代码中指定的楼面荷载的设计，并升级到更高的容量存储或高密度备案系统的手段。用复合材料结构，增强楼板的承载能力是一个相对简单的事情。有些设计师选择这种类型的活荷载承载能力增强的特殊领域。柱设计为预期增加的负荷的。填料梁连接设计为增加负荷。在增加负载能力，可达到通过简单的盖板填料梁底部翼缘焊接在以后的日子。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书要略微增加非组合梁和大梁的能力，添加加固顶部和底部附近的凸缘（图11）是必要的。另一方面，可以通过增加盖板底部翼缘，而简单地达到显着增加复合设计的梁承和大梁载能力（图12）。考虑一个W16x31、复合填料梁的32-。圆剪螺栓领导,跨越30"0”和“0”字)在10o.c。计算基于一个假设100年的psf活荷载和60psf的静载、博卡俱乐部的1987大楼代码(博卡,1987)以其活载规定和减少过去30"0”和“0”字)在10o.c.将导致选择的W16x31,32-。圆钉的领导。表5显示了活荷载能力两ASD和骨的设计和增强能力的获得通过添加两种不同大小的覆盖板底部法兰W16x31的。增加的生活的承载力与6-inW16x31。x-。盖板是147%(骨)和124%(ASD)高于原始设计活荷载。增加的50%在钢铁导致增加100%的活荷载能力。W16x31加上9-in的。x1-in。盖板所造成的共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书附录A毕业论文原始资料建筑工程学院土木工程专业2012届毕业设计（论文）指导书成都精钢钢构公司轻钢结构厂房设计（跨度2-21m，柱距7.5m，桥式吊车2-20t，牛腿标高7.0m，粗糙度B类，压型板）指导教师贾冬云学生姓名裴静学号089044293一、目的意义：土木工程专业的毕业设计教学过程，是学生在毕业前的最后学习和综合训练阶段，是深化、拓宽、综合教学的重要过程。它不仅巩固和加深已学过的基础和专业知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，而且培养学生的综合素质、工程实践能力和创新能力都起着非常重要的作用。二、主要设计内容厂房建筑面积2500平方米左右，采用门式刚架结构，建筑物安全等级为二级。1.设计任务1.1建筑设计部分1.1.1使用要求二跨厂房：两跨跨度均为21m，柱距7.5m，屋面坡度1/20，牛腿顶面标高7.0m。两跨各设有1台起重量为20吨、工作级别为A3的桥式吊车。采用压型板屋面和墙面。1.1.2设计内容（a）建筑平面、立面和剖面设计（b）主要部位的建筑构造设计及材料、作法；1.1.3成果形式（a）建筑设计说明书（b）绘制图纸：一层平面图、屋顶平面图、正面和侧立面图；剖面图1～2个；围护结构与柱连接构造，屋面构造以及其他必要的节点大样图共5～6个。1.2结构设计部分1.2.1内容要求共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（a）确定结构方案：上部承重结构方案与布置；屋盖结构方案与布置；基础方案布置；结构措施及其特殊部位的处理等。（b）完成结构设计计算书一份，内容包括：荷载汇集：永久荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载；荷载组合及内力分析：墙梁及屋面檩条计算；吊车梁计算(包括制动结构)；一榀标准刚架计算；梁柱连接节点计算；柱间支撑计算；屋盖支撑计算；基础及基础梁计算；其它必要构件计算。1.2.2成果形式（a）结构设计说明书（b）结构设计计算书（c）绘制图纸：结构设计说明；基础平面布置图和基础详图；结构平面布置图；吊车梁及制动结构平面布置图；柱间支撑布置及详图；墙架及屋面结构布置图；一榀刚架结构图；吊车梁及制动结构详图；其它必要的节点详图3～5个。1.3毕业设计成果1.3.1设计说明书部分（采用统一稿纸，宜打印输出）（a）文献综述（5000字左右）；（b）中、外文摘要（300字左右）；（c）建筑、结构设计说明书（3000~4000字）；（d）结构设计计算书（约2万字，含图表）；（e）列出参考资料和文献；（f）外文资料翻译5000字（要求与建筑工程相关，可自选，但需要指导教师确认）。1.3.2设计图纸部分绘制图纸：图纸规格A1（白图），10~12张，50%为计算机（CAD）绘图，50%为手绘。2.建筑技术条件2.1荷载取值屋面活载标准值：0.50kN/m共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书2；基本风压、雪压取值参考《建筑结构荷载规范》，吊车荷载参见吊车资料。2.2工程地质条件2.2.1根据对建筑基地的勘察结果，地质情况见表1。表中给定土层深度由自然地坪算起；地下稳定水位距地坪－6.0m以下；地基基础设计等级为丙级。2.2.2建筑场地类别：Ⅱ类场地土；地震设防烈度：7度。2.2.3地面粗糙度类别：B类。表1地质情况表序号岩土分类土层深度(m)厚度范围(m)地基承载力特征值fk(kpa)土的重度γ(kN/m3)1杂填土0.0—0.30.3110162粘土0.3—1.00.720018.53粗砂1.0—5.04.030020.54砾砂5.0—10.05.034022三、结业进程与阶段考核目标：毕业设计共16周，包括：设计14周、评阅教师阅图1周和答辩1周。英文资料翻译及编写文献综述贯穿其中。周次设计任务建筑设计1(2.13)设计并绘制：屋顶平面图、一层平面图、正立面图、侧立面图2(2.20)设计并绘制：剖面图与节点详图结构设计3(2.27)设计：檩条、墙梁、抗风柱、屋面支撑（拉杆）、柱间支撑（压杆）4(3.5)绘制：屋面结构布置图、纵向侧面墙梁布置图、山墙墙梁布置图、节点详图5(3.12)绘制：结构平面刚架布置图；屋面支撑、柱间支撑布置图及节点详图6(3.19)设计：吊车梁7(3.26)绘制：吊车梁及车档平面布置及节点详图8~10(4.2)设计：门式刚架（一榀）11(4.23)设计：刚架节点计算12(4.30)绘制：一榀标准刚架结构图及节点详图13(5.7)设计：柱下独立基础、地基梁；绘制：基础布置图、基础详图14(5.14)编写摘要；整理文献综述；打印图纸；装订论文；提交毕业设计成果15(5.21)评阅教师评阅论文16(5.28)答辩四、参考资料共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书《总图制图标准》(GB/T50103-2001)《房屋建筑制图统一标准》(GB/T50001-2001)《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102：2002)《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205－2001)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)（2001年局部修订）《建筑结构静力计算手册》《钢结构设计手册》（第三版）中国建筑工业出版社《轻型房屋钢结构构造图集》中国建筑工业出版社靳百川编著《钢筋混凝土结构设计手册》《建筑抗震设计手册》中国建筑工业出版社龚思礼主编《轻型钢结构设计指南》(实例与图集)中国建筑工业出版社该书编辑委员会五、毕业设计（论文）撰写规范为使学生掌握撰写技术报告和科研论文的基本方法，统一毕业设计（论文）的技术标准和规格要求，所有毕业设计（论文）说明书内容和规范要求如下：（一）毕业设计（论文）资料的组成毕业设计（论文）统一使用学校印制的资料袋，资料袋中由以下内容组成：毕业设计（论文）任务书；毕业设计（论文）指导书；毕业设计（论文）说明书；毕业设计（论文）答辩申请表；共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书毕业设计（论文）评语表（含指导教师评语、评阅教师评语和答辩委员会评语）毕业设计（论文）答辩记录表；毕业设计（论文）评分表。（二）毕业设计（论文）资料的填写及有关资料的装订毕业设计（论文）任务书、毕业设计（论文）答辩过程中各种表格、毕业设计（论文）稿纸等，统一使用A4打印纸，在教务处网页上下载使用。毕业设计（论文）资料按要求认真填写，手写一律使用黑或蓝黑墨水，任务书由指导教师填写并签字，经系主任、院长审签后发出。毕业设计（论文）有关资料的装订：毕业设计（论文）说明书按封面、毕业设计任务书、中外文摘要（含关键词）、目录、正文、结论、致谢、参考文献、附录的顺序装订成册；译文及原文复印件装订在一起；工程图纸按国家标准折叠装订；学生将上述资料和存有毕业设计（论文）说明书的软盘等一起放入填好后的毕业设计（论文）资料袋内，交指导教师验收，经审阅、答辩后，和答辩过程中的有关资料袋一起归档。（三）毕业设计（论文）说明书的撰写内容和规范1．摘要和关键词摘要是起到帮助读者了解原文的作用，摘要以浓缩的形式概括研究课题的内容，主要由三部分组成，即：研究的问题、研究的过程和方法、研究的结果等。中文摘要300字左右，关键词3~5个。2．目录目录按三级标题编写，即1……、1.1………、1.1.1……，并标准页码。目录中的内容的顺序一般为：绪论、正文章节、结论、致谢、参考文献、附录等。目录中的标题和页码与正文中的标题和页码一致。3．正文毕业设计（论文）说明书正文包括绪论（或前言）、正文主体、结论等。绪论（或前言）应说明本课题的来源、目的、意义、研究范围及要达到的技术要求；说明本课题的指导思想、应解决的主要问题等。共176页第159页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书正文主体是对研究工作的详细表述，其主要内容包括：国内外文献综述（本课题国内外发展概况及存在的问题）；研究工作的基本前提、假设和条件；技术、经济分析；基本概念和理论基础；模型的建立；方案的确定；设计与计算的主要方法和内容；实验方法、内容及其分析；理论论证、应用结果；对研究结果的讨论等。根据毕业设计（论文）课题性质的不同，专业内涵不同，各有侧重，一般仅涉及上述部分内容。正文中使用的计量单位统一使用国际单位制（SI）；引用的技术数据或重要论断要注明出处（参考文献）；如果正文中引用的符号较多，可在正文前列出符号表。结论是对整个研究工作进行归纳和综合得出的总结，对所得结果与已有结果的比较和尚存在的问题，以及进一步开展研究的见解和建议等。致谢应以简短的文字对在课题研究过程中曾直接给予帮助的人员表示自己的感谢，这不仅是一种礼貌，也是对他人劳动的尊重，是治学者应有的思想作风。参考文献是毕业设计（论文）说明书不可缺少的组成部分，它反映毕业设计（论文）的取材来源、材料的广博程度和可靠程度，也是作者对他人知识成果的承认和尊重。参考文献一律放在正文后面，按正文中引用的先后顺序统一用阿拉伯数字进行自然编号（一般序码宜用方括号括起）列出，按国标GB7714-87的规定进行书写，即文献编号、作者姓名、书名或文集名卷号（或期刊名、期刊号）、出版单位、出版年月、页码等。对一些不放在正文中，但对读者理解正文有参考价值的内容，可编入毕业设计（论文）说明书的附录中，例如复杂公式的推导、设计的图纸、编写的程序等。一般附录篇幅不宜过大，否则会让人产生头轻脚重的感觉。4.毕业设计（论文）说明书的篇幅一般为1.5-2万字左右。要求参考文献8篇以上，其中外文资料不少于2篇，并将一篇译成中文（2万外文字符或中文约5000字符以上的专业外语文献）。各学院要根据专业和课题的不同，提出计算机应用的具体要求。5．毕业设计（论文）使用学校规定的稿纸书写，或按学校规定的报告纸样式打印。共176页第159页'