包头稀土高新区鑫泰印刷厂房-计算书【可提供完整设计图纸】

'本科生毕业设计计算书题目：包头稀土高新区鑫泰印刷厂房学生姓名：学号：专业：土木工程班级：指导教师：II XXXX大学毕业设计说明书厂房摘要本设计为包头鑫泰印刷厂单层厂房，结构承重体系为轻型门式刚架体系。主要设计内容为建筑设计、结构设计、PKPM进行校核及3000字的中英报告。根据建筑设计中的工程做法，计算出结构的荷载值，验算地震、风荷载作用下的侧移；设计计算围护结构：檩条和墙架梁；验算构件抗弯、抗剪强度及挠度；计算内力及内力组合，找出最不利内力验算，验算柱、梁构件看其是否满足要求；进行梁与柱、柱脚的节点设计；跟据地质资料进行基础设计。应用PKPM进行精确计算，以验证手算的准确性。3000字的中英文报告，主要考察本人对专业知识的认识和专业英语的掌握。关键词：门式刚架、荷载组合、内力分析、结构验算175 XXXX大学毕业设计说明书XINTAIprintingplantinBaotouRareEarthHigh-TechZoneAbstractThisdesignisasingle-storeyfactoryplantofXINTAIprintingplant.Thisstructuralloadingsystemisalightportalframesystem.Keydesignsincludearchitecturaldesign,structuraldesign,PKPMcheckinganda3,000-wordofChineseandEnglishreport.AccordingtoengineeringpracticeinArchitecturalDesign,calculatethevalueoftheloadstructure,checktheearthquakeandwindloadsundersway;designandenvelope:purlinandwall-beam;Checkingcomponentbending,shearstrengthanddeflection;calculationofinternalforcesandinternalforcescombination,identifyingthemostdisadvantageousinnerforcechecking,checkingcolumns,beamstoseewhethertheymeettherequirements;thedesignofBeam,columnandNode-foot;thebasedesignwhichisAccordancewiththegeologicaldata.UsePKPMsoftwaretodoaccuratecalculationtoverifyhand-countingdiscrepancy.The3000-wordChineseandEnglishreportismainlytotestmyunderstandingofprofessionalknowledgeandprofessionalgraspofEnglish.Keywords：PortalframeLoadcombinationsStressanalysisStructuralcalculation175 XXXX大学毕业设计说明书目录摘要IAbstractII第一章设计原始资料11.1工程概况11.2设计原始资料11.3设计其他资料2第二章建筑设计说明22.1工业建筑设计应满足的要求22.2工厂总平面图对厂房平面设计的影响32.3平面设计42.4剖面设计82.5立面设计92.6采光通风122.6.1天然采光122.6.2通风设计122.7排水设计132.8平台设计132.9建筑构造做法142.9.1散水做法（水泥沙浆散水）（98J1）142.9.2坡道做法（水泥锯齿坡道）（98J1）142.9.3地面做法（水磨石地面）（98J1）142.9.4内墙做法（水泥沙浆墙面）（98J1）152.9.5外墙做法（清水墙墙面）152.9.6墙板做法（彩色压型钢板）152.9.7踢脚板做法（大理石踢脚板）15第三章结构选型153.1钢结构的特点153.2轻型钢结构的特点及应用173.2.1材料选用17175 XXXX大学毕业设计说明书3.2.2变形规定183.2.3构造要求183.3构件选型193.3.1.屋面板及墙板选型193.3.2.檩条及墙梁选型213.3.3.吊车梁及轨道223.3.4.刚架柱与刚架梁的选型243.3.5.抗风柱与肩梁选型243.3.6.基础及柱脚选型253.3.7支撑布置及选型263.3.8檩条及墙梁布置293.3.9．檩条布置303.3.10．檩条布置31第四章结构设计324．1基本设计规定324.1.1设计原则324.1.2材料选用324.1.3变形规定334.1.4构造要求344.2檩条设计344.2.1檩条计算344.2.2檩条的布置、连接与构造424.3墙梁设计444.3.1墙梁设计444.4抗风柱设计494.5吊车梁设计524.6刚架内力计算614.6.1刚架荷载计算614.6.2刚架内力计算634.7刚架侧移和截面验算100175 XXXX大学毕业设计说明书4.7.1侧移计算1004.7.2刚架构件截面验算1014.8刚架连接节点设计1054.8.1刚架梁柱连接节点设计1054.8.2刚架跨中节点设计1074.8.3柱脚设计1084.8.4牛腿设计1114.9基础设计1134.10平台设计1154.10.1平台板1154.10.2板的内力计算1154.10.3次梁设计1164.10.4主梁设计1184.10.5平台柱设计1194.10.6楼体及栏杆设计120第五章PKPM计算结果121外文翻译165参考文献174致谢175175 XXXX大学毕业设计说明书第一章设计原始资料1.1工程概况本工程为一门式刚架结构厂房，为彩色印刷生产线新建，厂房位于包头市稀土高新技术开发区。1.2设计原始资料气象极端最高气温38.4摄氏度极端最底气温-30.4摄氏度日最大降水量100.8mm年主导风向北最大风速25m/s最大集雪210mm冬季相对湿度55%夏季相对湿度40%地质，地震最高底下水位-9.0m标准冻结深度-1.50m经勘察知地基承载能力标准值为150kpa,无不良地基地震设防烈度8度设计参数车间防火等级丁类三级冬季采暖室外计算温度-19摄氏度厂房采暖按18摄氏度设计夏季通风室外计算温度27摄氏度175 XXXX大学毕业设计说明书不上人屋面活荷载0.5风荷载0.55雪压0.35积灰荷载0.31.3设计其他资料车间长42米，宽12米，附属员工休息室建筑面积36m2（设置附属跨，具体设置自定，高度自定），货物起吊高度5米。车间采光面积比为1/6—1/8，车间地平荷重10kN/m2，均采用水磨石地面，全部地平待设备基础完工后再施工。厂房设3.33.6m2及2.42.4m2大门各一个，大门上设有人行小门，门上有挡雨蓬，外挑900mm。在第1、2轴线间有一标高为3m的操作平台，平台面积不小于15m2,用刚柱支撑，上部荷载标准值为2.0KN/m2,设刚梯，平台护拦。车间内设桥式吊车一辆，软钩，吊车级别为3级（轻级工作制）。具体次数如表1.1所示：表1.1桥式软钩吊车性能参数起重量Q（t）跨度（m）基本尺寸（㎜）起重机重（t）最大轮压（kN）大车宽B大车轮距K轨面至车顶面高度H轨中心至大车外边缘B1大车小车510.5465035001870230142.665第二章建筑设计说明2.1工业建筑设计应满足的要求在进行工业建筑设计中应考虑以下几条因素：一、满足生产工艺的要求：175 XXXX大学毕业设计说明书生产工艺是工业建筑设计的主要依据，生产工艺对建筑提出的要求就是该建筑使用功能上的要求。因此，建筑设计在建筑面积、平面形状、柱距、跨度、剖面形式、厂房高度以及结构方案和构造措施等方面，必须满足生产工艺的要求。同时，建筑设计还要满足厂房所需的机器设备的安装、操作、运转、检修等方面的要求。二、满足建筑技术的要求：1、工业建筑的坚固性及耐久性应符合建筑的使用年限。由于厂房静荷载和活荷载比较大，建筑设计应为结构设计的经济合理性创造条件，使结构设计更利于满足坚固和耐久的要求。2、由于科技发展日新月异，生产工艺不断更新，生产规模逐渐扩大，因此，建筑设计应使厂房具有较大的通用性和改建扩建的可能性。3、应遵守《厂房建筑模数协调标准》及《建筑模数协调统一标准》的规定，合理选择厂房建筑参数(柱距、跨度、柱顶标高等)，以便采用标准的、通用的结构构件，使设计标准化、生产工厂化、施工机械化，从而提高厂房建筑工业化水平。三、满足建筑经济的要求：1、在不影响卫生、防火及室内环境要求的条件下，将若干个车间(不一定是单跨车间)合并成联合厂房，对现代化连续生产极为有利。因为联合厂房占地较少，外墙面积相应减小，缩短了管网线路，使用灵活，能满足工艺更新的要求。2、建筑的层数是影响建筑经济性的重要因素。因此，应根据工艺要求、技术条件等，确定采用单层或多层厂房。3、在满足生产要求的前提下，设法缩小建筑体积，充分利用建筑空间。合理减少结构面积，提高使用面积。4、在不影响厂房的坚固、耐久、生产操作、使用要求和施工速度的前提下，应尽量降低材料的消耗，从而减轻构件的自重和降低建筑造价。5、设计方案应便于采用先进的、配套的结构体系及工业化施工方法。但是，必须结合当地的材料供应情况，施工机具的规格和类型，以及施工人员的技能来选择施工方案。2.2工厂总平面图对厂房平面设计的影响一、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：①175 XXXX大学毕业设计说明书生产工段，是加工产品的主体部分；②辅助工段，是为生产工段服务的部分；③库房部分，是存放原料、材料、半成品、成品的地方；④行政办公生活用房。每一栋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。故进行工厂总平面图设计应满足如下要求：1、根据全厂的生产工艺流程，交通运输、卫生、防火、风向、地形、地质等条件确定建筑物、构筑物的相对位置。2、合理地组织人流和货流，避免交叉和迂回。3、布置地上和地下的各种工程管线，进行厂区竖向布置及美化、绿化厂区等。二、影响总平面布置的因素：1、人流和货流的影响一个厂房在总平面图中的位置，应便于与其他厂房的联系。2、地形的影响地形坡度的大小对于厂房的平面形状有直接影响。3、气象条件的影响厂址所在地的气象条件对厂房朝向影响很大。其主要影响因素有两个：一是日照，二是风向。厂房对朝向的要求，随地区气候条件而异。在我国广大温带和亚热带地区，理想的朝向应该是：夏季室内既不受阳光照射，又要易于进风，有良好的自然通风条件。为此，厂房宽度不宜过大，最好平面采用长条形，朝向接近南北向，厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45度。Ⅱ形、Ⅲ形平面的开口应朝向迎风面。并在侧墙上开设窗子和大门，大门在组织穿堂风中有良好作用。若朝向与主导风向有矛盾时，应根据主要要求选择。寒冷地区，厂房的长边应平行于冬季主导风向，并在迎风面的墙面上少开或不开门窗，避免寒风对室内气温的影响。此外，总平面布置应紧凑，注意节约用地，建筑物外形尽量规整，并与扩建方向一致，避免不必要的浪费。本设计中厂房人流主要出入口及生活的定位向厂区主要干道。由于平坦地形，因此采用简单规整的矩形。为使厂房有良好的自然通风，厂房宽度不宜过大，并使厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45°。在6m柱距中设一个低窗和一个高窗。大门在组织穿堂风中有良好的作用。2.3平面设计175 XXXX大学毕业设计说明书厂房的平面设计是现有工艺设计人员进行工艺平面设计，在生产工艺平面的基础上进行厂房的建筑平面设计。厂房的平面设计除首先满足生产工艺要求外，在平面设计中应使厂房平面形式规整、合理、简单以及减小占地面积、节能和简化构造处理。厂房的建筑参数应符合《厂房建筑模数协调标准》，是构件的生产满足工业化的要求。厂房的平面形式与生产工艺流程，生产特性有直接的关系。本厂房设计采用矩形平面，这种平面形式较其它形式平面各工段之间靠得较近，运输路线短截，工艺联系紧密，工程管线较短，形式规整，占地面积少；整个厂房柱及吊车轨顶标高相同，结构、构造简单，造价省，施工快；在宽度不大的情况下室内采光通风较容易解决。由于本厂房为彩色印刷车间，根据生产工艺特点，采用直线式的生产工艺流程，即原料由厂房一端进入，产品由另一端运出，因此采用平行线布置。在厂房中，为支撑屋顶和吊车设柱子，根据跨度和柱距大小提出了要求。柱网选择：柱网尺寸是根据生产工艺的特征，综合建筑材料、结构形式、施工技术水平、基地状况、经济性以及有利于建筑工业化等因素来确定的。由于跨度根据设计资料已定为12m，柱距在综合考虑以上因素的前提下，采用6m。满足在《门式刚架轻型房屋结构技术规程》CECS102:2002中P16的门式刚架的间距，即柱网轴线间的纵向距离宜采用6～9m。（图2-1）生活间：为了满足工人在生产过程前后的生产卫生及生活上的需要以保证产品质量并为工人创造良好的劳动卫生条件，所以应该在车间附近设置生活间。生活间的组成内容根据生产性质，职工人数，男女职工比例、地区气候田间等因素确定。一般来说生活间是用以满足职工在生产中的生活需要，如上厕所、更衣、淋浴等设置的专用房间。它包括以下四个内容：1、生产卫生用房。如浴室、厕所、更衣室、盥洗室、其面积大小和卫生用具的多少是按车间的卫生特征级别确定的。更衣室内存衣方式用闭锁式存衣柜。2、生活福利房。浴室、盥洗室、厕所的设计计算人数按最大班工人人数的93％计算。3、行政办公用房。党、政、工、团、青、妇等办公室以及会议室、学习室、值班室、计划调度室等。4、生产辅助用房。如工具室、材料库、计量室等。生活间设计的原则：生活间设计应本着“有利生产，方便生活”的要求进行。（1）生活间应有良好的朝向及采光和通风的条件；（2）生活间人上下班的出入口处；（3）生活间不应放在有粉尘、毒气和其他有害气体的下风向；（4）生活间应尽量集中男女分设；（5）为节约用地和投资，尽可能将几个车间的生活间合并设置。本厂房设置附属跨作为休息室，属于毗连式生活间。其优点是：①生活间至车间距离短、联系方便；②生活间与车间之间共用一道墙，节省材料；③可将车间层高较低的房间布置在生活间内，以减小建筑体积；④占地较省；⑤寒冷地区对车间保温有利；⑥175 XXXX大学毕业设计说明书易与总平面图人流路线协调一致；⑦可避开厂区运输繁忙的不安全地带。缺点是：①不同程度地影响车间的采光和通风，生活间较长影响车间的天然采光和自然通风，在这种情况下，边跨应设采光天窗；②车间内部如有较大振动、灰尘、余热、噪声、有害气体时，对生活间有干扰，危害较大。因为所设置的休息室面积不大且高度较小，不影响厂房主体的采光和通风。平面设计如图2.1所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图2.1175 XXXX大学毕业设计说明书2.4剖面设计剖面设计是厂房建筑设计的一个组成部分。是在平面设计的基础上，主要解决建筑空间如何满足生产工艺的各项要求。剖面设计应满足的以下要求：（1）适应生产需要的足够空间；（2）良好的采光和通风条件；（3）屋面排水和满足室内保温隔热的维护结构；（4）经济合理的结构方案；（5）为提高建筑工业化创造条件。厂房剖面设计的具体任务是：确定厂房高度；选择厂房承重结构及围护结构方案；处理车间的采光、通风及屋面排水等问题(其中选择承重结构及围护结构方案的问题详见结构选型)。一、厂房高度的确定单层厂房的高度是指厂房是内地坪到屋顶承重结构下表面之间的距离。在一般情况，它与柱顶距地面的高度基本相等。所以常以柱顶标高来衡量厂房的高度；屋顶承重结构是倾斜的，其计算到屋顶承重结构的最低点。1、柱子高度的确定有吊车厂房的柱顶标高由以下七项组成：柱顶标高:H=H1+H2=6.9+2.27=9.17m(实际取9.2m）轨顶标高:h1=6.9m应根据设计任务书,有工艺人员提出。本设计中取6.9m。轨顶至柱顶标高：H2=h6+h7=1.87+0.4=2.27m—吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由设计任务书中桥式软钩吊车性能参数已知1.87m。—屋架下弦至小车顶面之间的安全间隙。此值应保证屋架产生最大挠度以及厂房地基可能产生的不均匀沉陷时，吊车能正常运行，国家标准《通用乔式吊车起重机界限尺寸》中根据吊车起重量大小将定为400mm。如果屋架下弦悬挂有管线等其它设施时，还需另加必要的尺寸。2、剖面空间的作用厂房高度对造价有直接的影响.在确定厂房高度时，应在不影响生产要求的前提下，有效地节约并利用空间，使柱顶标高降低，从而降低建筑造价。3、室内外地坪标高175 XXXX大学毕业设计说明书单层厂房室内地坪标高，由厂区总平面设计确定，其相对标高定为±0.000。单层厂房室内外需设一定的室内外高差，以防止雨水渗入室内，同时为便于汽车等运输工具通行，市内外高差宜小，取150mm。应在大门处设置坡道，其坡度不宜过大。剖面设计如图2.2所示：图2.22.5立面设计单层厂房立面设计是工业建筑设计的组成部分之一。其立面造型与生产工艺、平面形状、剖面形式结构类型密切相关，按厂房的功能要求，按技术条件及经济等因素，运用建筑图原理和处理手法，是工业建筑具有间接、朴素、新颖、大方的外观形象创造出内容与形式统一的体型。175 XXXX大学毕业设计说明书影响立面设计的因素。(1)使用功能的影响：生产工艺流程、生产状况、运输设备等不仅对厂房平面、剖面设计有影响，而且也影响着立面的处理。筑的形象应反映建筑的内容。(2)结构、材料的影响：不同的结构形式和材料对立面处理会产生不同的效果。结构型式对厂房的体型影响较大，屋顶形式在很大程度上决定着厂房的体型。(3)环境、气候的影响气候条件主要指太阳辐射强度、室外空气温度、相对湿度等。寒冷地区的厂房，窗洞面积较小，而墙体面积较大，给人以稳重厚实的感觉；炎热地区强调通风，窗洞面积较大，为减少太阳辐射热的影响，常采用遮阳板，建筑物的形象给人以开敞、明快的感觉。建筑物最显著的要素是它的正立面，它直接构成了建筑的外观。墙上的门窗、可见的装置和装潢系建构成了建筑外观的韵律，建筑材料的选择和着色在大面积墙面处理上有着重要的作用。同时，对于近处观看的效果和远处观看的效果应给于同样的重视。所有的建筑材料多具有自己的物理和美学特性，金属板面可以横向铺上也可以竖向铺设。现代建筑显示了对一些水平铺设彩板的兴趣，虽然这样的铺设方法巡航式建筑看上去挺不错的，但别忘了，横向的铺板容易积灰，排水也不太畅通，会使将来建筑维护的费用大大提高。通过打断连续单调的彩板可以改变建筑的节奏，凹凸幼稚的墙面也可以起到同样的效果。装饰性的油漆可以使立面更为生动，但需尽量避免混乱的外装饰，可以使用规则的几何形状来进行外墙装饰。装饰涂料可以用来改变人的视觉比例，也可以用来使窗的外边线、落水管等构件与墙面融为一体而显示建筑立面的整体效果。建筑立面是建筑组成部分中的焦点，门户窗的设置可以用来调整立面的虚实对比，他们必须平衡已达到整体效果的和谐。门窗的尺寸与建筑的大小有关，当使用标准尺寸的门窗时，应当根据立面的大小进行选择。门窗有序的布置和安排才能给建筑带来协调，一个和谐的立面需要对门窗进行调节。当门窗的位置不在同一高度时，可通过视觉效果增大门的尺寸来配合窗的排列。如有可能，应尽量避免使用孤立的单窗，因为窗是构成立面效果的最重要部分，同样，门也应该以同样的方式来构成立面效果。175 XXXX大学毕业设计说明书颜色与材质是不可分离的，然而，在传统和古典的建筑中，人们选择材料时并不大考虑他们的颜色。现代建筑将色彩放在第一位，而现代的工业建筑也融入了大量的色彩及色彩组合因素。预制轻钢建筑所能提供的丰富多彩的彩板颜色和多种可与彩板组合使用的建筑材料，使建筑的颜色得到非常多彩的和谐组合。有两种方法来确定工业建筑的色彩：（1）突出建筑在环境中的位置，它的外观应表现为醒目的颜色，使建筑物作为标志性的形象出现。（2）将建筑物融入到环境中，用与环境相协调的颜色。在群体工业建筑中，人们希望自己的建筑物与众不同，那么，使用较为醒目的颜色可以轻而易举地达到这一目的，而在较为宽广的场地中，建筑无用当尽可能融入周围的环境，在某些地区的政府规定获取与法令中，就有这样的要求。在这样的情况下，可使用一些较暖色调的颜色，如：褐色、绿色、土黄色、来达到与环境颜色的融合。在选择建筑的颜色是，也需要考虑不同的面，并且评价他们中的那一个面最为重要。墙面是大面积的可见立面，附属构筑物和守边疆“加重、强调、提高”色彩的影响力。用明亮色彩来为墙面上较暗淡的色彩收边是不错的办法，而大面积使用同样明亮的色彩则可以使建筑物变得十分显眼。因此，本设计采用即明亮又易溶于环境的海蓝色作为主体色调。而低窗下的墙体则采用的是清水砖墙，用来衬托出墙体的颜色。立面图如图2.3所示：图2.3175 XXXX大学毕业设计说明书2.6采光通风2.6.1天然采光白天，室内利用天然光线进行照明的叫做天然采光。由于天然光线质量好，又不耗费电能，因此，单层厂房大多采用天然采光。当天然采光不能满足要求时，才辅以人工照明。厂房采光的效果直接关系到生产效率、产品质量以及工人的劳动卫生条件，它是衡量厂房建筑质量标准的一个重要因素。因此，厂房开窗面积不能太小，太小了会使室内光线太暗，影响工人生产操作和交通运输，从而降低产品质量和工人劳动效率，甚至会出现工伤事故。但盲目加大窗面积也带来很多害处，过大的窗面积会使夏季太阳的辐射热大量进入车间，冬季又因散热面过大而增加采暖费，同时也提高了建筑造价。因此，必须根据生产性质对采光的不同要求，进行采光设计，确定窗的大小，选择窗的形式，进行窗的布置，使室内获得良好的采光条件。采光设计是根据室内生产对采光的要求来确定窗口的大小、形式及其布置。保证室内采光强度、均匀度及避免眩光。采光面积的多少是根据采光要求，按采光系数的标准值进行计算的。本厂房采用侧面采光的方式，而且是双侧采光，采用高低侧采光的方式。低侧窗采用3m×2.4m,而高侧窗采用3m×0.9m。取其中的单元计算窗地面积比：满足采光要求。高侧窗的下沿距吊车梁顶面取600mm，这样使吊车不致挡住光线。低侧窗台高度一般应略高于工作面高度，本设计取为1.2m。2.6.2通风设计在厂房设计中，良好的工作环境不仅要适宜的天然光线，还应有洁净的空气和正常的气候条件。由于本厂房没有特殊要求，就采用自然通风，属于冷加工车间的自然通风。自然通风的基本原理，单层厂房自然通风是利用空气的热压和风压作用进行的。冷加工车间室内无大的热源，室内余热量较小，一般按采光要求设置的窗，其上有适当数量的开启扇和为交通运输设置的门就能满足车间内通风换气的要求，且包头地区风力较大，所以能满足要求。175 XXXX大学毕业设计说明书2.7排水设计屋面排水形式及屋顶形式屋面采用有组织排水，通过雨水管排向散水；屋面排水坡度为10％根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：20024.1.5中门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8～1/20。本设计排水管间距采用12m和18m两种，均满足构造要求。采用标准截面形式，落水管采用落水管。根据《轻型房屋钢结构构造图集》P1386-36屋面排水设置其中排水管面积（70×100）最大间距18000。2.8平台设计组成平台结构通常由铺板、主次梁、柱子、柱间支撑，以及梯子、栏杆等组成。一侧支撑于厂房柱子上，另一侧设独立柱的平台。平台的结构布置：1、满足工艺生产操作的要求，保证通行和操作的净空要求。一般通行净空高度不应小于1.8米，宽度不宜小于0.9米，不应小于0.6米。平台四周一般均应设置防护栏杆，栏杆高度一般为1000mm，当平台高度>2000mm时，尚应该在防护栏杆下设置高度为100～150mm的踢脚板。平台应该设置供上下通行的梯子，梯子的宽度不宜小于600mm。2、确定平台结构的平面尺寸、标高、梁高及柱网布置时除满足使用要求外，梁柱的布置尚应考虑平台上的设备荷载和其他较大的集中荷载的位置以及大直径工业管道的吊挂等。3、单向梁格，仅有一个方向的梁。4、为便于制造使构件简单，平台结构的主梁、次梁和柱，一般应优先采用热轧型钢，对于梁构件，以采用热轧工字钢或H型钢最为经济。5、平台支撑未与厂房柱子等承重结构相连的独立姘头台或平台结构的独立部分，应在某些柱列设置柱间支撑，使整个平台结构在竖向成为稳定体系。平台上的吊车梯是为吊车司机上下吊车而设的，其位置应设在便于上吊车操纵室的地方，考虑不妨碍工艺布置及生产操作，避免碰撞车挡，一般设在第二个柱距。厂房一跨那有两台吊车时，每台吊车需设一个吊车梯。175 XXXX大学毕业设计说明书吊车梯均用钢制作，采用斜梯，梯段有直跑和双跑两种。为避免平台处与吊车梁碰头，梯平台一般略低于桥式吊车操纵室（约1000mm左右），再从楼梯平台设置爬梯上吊车操纵室。2.9建筑构造做法2.9.1散水做法（水泥沙浆散水）（98J1）1、20厚水泥沙浆抹面。2、垫层（100厚碎石或碎砖夯实灌M2.5混合沙浆）。3、素土夯实向外找坡40%。说明：按开间分快浇注，每块长度6米，分格逢宽20mm，用沥青沙浆嵌缝。2.9.2坡道做法（水泥锯齿坡道）（98J1）1、25厚1：2水泥沙浆抹面，做出60宽6深锯齿。2、素水泥沙浆结合层一道。3、60厚C15混凝土。4、垫层（150厚碎石或碎砖夯实灌M2.5混合沙浆）5、素土夯实（坡度按工程设计做）2.9.3地面做法（水磨石地面）（98J1）1、12---18厚1：2水泥磨石地面磨光打蜡。2、素水泥沙浆结合层一道。3、20厚1：3沙浆找平层。4、60厚C20细石混凝土从门口向地漏找坡最低处不小于30厚。5、聚氨酯三遍涂膜防水层1.5---1.8厚或用硅橡胶等其他防水涂料。6、40厚C20细石混凝土随打随抹平，四周抹小八字角。7、垫层（100厚碎石或碎砖夯实灌M2.5混合沙浆）8、素土夯实。175 XXXX大学毕业设计说明书2.9.4内墙做法（水泥沙浆墙面）（98J1）1、刷内墙涂料。2、5厚1：2.5沙浆抹面，压实赶光。3、13厚1：3水泥沙浆打底。说明：涂料品种、颜色由设计人员定。2.9.5外墙做法（清水墙墙面）2.9.6墙板做法（彩色压型钢板）1、彩色压型钢板。2、C型懔条和80聚苯乙烯泡沫保温材料。3、彩色压型钢板。2.9.7踢脚板做法（大理石踢脚板）1、稀水泥沙浆擦缝。2、安装10---20厚大理石板。3、20厚1：2水泥沙浆灌贴。说明：大理石花岗岩颜色由设计人员定。第三章结构选型3.1钢结构的特点1、材料的强度高，塑性和韧性好。钢材和其他建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大活荷载很大的结构和构件。钢材还具有塑性韧性好的特点。良好的吸能能力和延性还是钢结构具有优越的175 XXXX大学毕业设计说明书抗震性能。另一方面，由于钢材的强度高，做成的构件截面小而壁薄，受压时需要满足稳定的要求，强度有时不能充分发挥。2、材质，和力学计算的假定比较符合。钢材内部组织比较接近匀质和各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和扎制过程中质量可以严格控制，材质波动的幅度小。3、钢结构制造简便，施工周期短。钢结构所选用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作。因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构建在工地拼装，可以安装简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在工地拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短工期。小量的钢结构和轻钢屋架，也可以在现场就地制造，随即涌间便急剧吊装。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的钢结构还可以根据需要进行拆迁。4、钢结构的质量轻。钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是刚才的强度与密度之必要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样何在，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的1/3～1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构，如建造在交通不便的山区和边远地区的工程，质量轻也是一个重要的有利条件。屋盖结构的质量轻，对抵抗地震作用有利。另一方面，质轻的屋盖结构对可变荷载的变动比较敏感，荷载超额的不利影响比较大。受有积灰荷载的结构如不注意及时消灰，可能会造成事故。风吸力可能造成钢屋架的拉、压反号，设计时不能忽略。设计沿海地区的房屋结构，如果对飓风作用下的风吸力估计不足，则屋面系统有被掀起的危险。5、钢材耐腐蚀性差。钢材耐腐蚀的性能比较差，必须对结构注意防护。尤其是暴露在大气中的结构如桥梁，更应该特别注意。这使维护费用比钢筋混凝土结构高。不过在没有侵蚀性介质的一般厂房中，构件经过彻底的除锈并涂上合格的油漆，锈蚀问题并不严重。近年来出现的耐候钢具有较好的抗锈蚀性能，已经逐步推广应用。6、钢材耐热但不耐火。钢材长期经受100℃的辐射热时，强度没有多大的变化，具有一定的耐热性能；但温度达到150℃以上时，就必须用隔热层加以保护。钢材不耐火。重要的结构必须注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石板喷涂层或石膏板等加以防护。防护使钢结构造价提高。目前已经开始生产具有一定耐火性能的钢材，是解决问题的一个方向。7、钢结构的应用范围包括以下几个方面：（1）大跨度结构；（2）重型厂房结构；（3）受动力荷载影响的结构；（4）可拆卸的结构；（5）高耸结构和高层建筑；175 XXXX大学毕业设计说明书（6）容器和其他构筑物；（7）轻型钢结构。从全面经济观点看，钢结构还具有更多的优越性。在地基条件差的场地。多层房屋即使高度不是很大，钢结构因质轻而降低基础工程造价，仍然可能是首选。在地价高昂的区域，钢结构则以占用土地面积小而显示它的优越性。工期短，投资及早得到回报，是有利于选用钢结构的有一重要因素。施工现场可利用的面积狭小，也是需要借重钢结构的一个条件。此外，现代化的建筑物中各类服务设施包括供电、供水、中央空调和信息化、智能化设备，需用管线很多。钢结构易于和这些设施配合，使之少占用空间。因此，对多层建筑采用钢结构也逐渐成为一种趋势。3.2轻型钢结构的特点及应用轻型钢结构主要指由圆钢、小角钢和薄壁型钢组成的结构，它是相对于普通钢结构而言的。由于屋面荷载较轻，因而杆件截面较小、较薄。它除了具有普通钢结构的自重较轻、材质均匀、应力计算准确可靠，加工制作简单，工业化程度较高，运输方便的优点外，一般还具有取材方便、用料省、自重更轻等优点。对于加快基本建设的速度，特别是对于中小型企业的建设，以及现有企业的挖潜、革新改造能起一定的作用。轻型钢结构的经济指标较好，轻型钢屋盖的用钢量一般为8～15㎏/㎡，接近在相同条件下钢筋混凝土结构的用钢量，并能节约大量的木材、水泥以及其它的建筑材料，减轻结构自重70～80%，总造价较低。轻型钢结构质量轻不仅对大跨度结构有利，对使用荷载较轻的小跨度结构也有优越性，因为使用荷载特别轻时，小跨度结构的自重也是结构设计计算的一个重要因素。冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可以不超过钢筋混凝土屋架的用钢量。轻型门式刚架因其轻便和安装迅速，近20年如雨后春笋大量出现。3.2.1材料选用1、钢材选用应符合下列规定：（1）用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板，应采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的！Q235。（2）门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235B或Q235A钢。当有根据时，门式刚架、檩条和墙梁可采用其它牌号的钢制作。175 XXXX大学毕业设计说明书（3）门式刚架轻型房屋的檩条和墙梁，宜选用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录B规定的斜卷边Z形冷弯型钢或附录C规定的及卷边槽形冷弯薄壁型钢。2、钢材设计指标应符合下列规定：（1）钢材强度设计值、焊接强度值及螺栓强度设计值应按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002中表3.3.2－1、表3.3.2－2及表3.3.2－3采用。（2）每个高强度螺栓的预拉力，应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。（3）冷弯薄壁型钢采用电阻点焊时，每个焊点的抗剪承载力设计值应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定。（4）当采用厚度小于4mm的钢材或冷弯薄壁型钢时，按规定的强度值应降低5％。当冷弯薄壁型钢构件全截面有效时，可采用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018附录C规定的考虑冷弯效应的强度设计值计算构件的强度。经退火、焊接、热镀等热处理的构件不予考虑。（5）钢材的物理性能指标应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。3.2.2变形规定1、计算钢结构变形时，不考虑螺栓孔引起的截面削弱。2、单层门式刚架的柱顶位移设计值，不应大于《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002中表3.4.2.－1的规定的限值。受弯构件的挠度与其跨度的比值，不应大于表3.4.2－2规定的限值。由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值，不应大于坡度设计值的1/3。3.2.3构造要求1、截面尺寸截面不小于角钢（对螺栓连接的构件）。2、板厚檩条和墙梁应用的冷弯薄壁型钢，壁厚不宜小于1.5mm；主刚架的腹板不宜小于4mm175 XXXX大学毕业设计说明书；当有根据时可不小于3mm；圆钢馆壁厚不宜小于3mm。3、受压板件的最大宽厚比和构件的长细比应满足相关规定。4、其他要求（1）钢结构的构造应便于安装、制作、维护并使结构受力简单明确，减少应力集中，避免材料三向受力。（2）焊接结构是否需要采用焊前预热、或焊后热处理等特殊措施。应根据彩材质、焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温以及结构性能要求等因素综合考虑来确定。并在设计文件中加以说明。3.3构件选型3.3.1.屋面板及墙板选型首先是压型钢板的选型：⑴压型钢板系指以彩色涂层钢板或镀锌钢板为原材，经辊压冷弯成型的建筑用围护板材。基板及涂层：彩色涂层钢板各项指标应符合GB／T12754的规定，建筑用彩色涂层钢板的厚度包括基板和涂层两部分，基板厚度范围为0.38-1.2mm，材质为热镀锌钢板，必要时可镀吕锌；镀锌层双面质量不得小于180g/m2；涂层一般为两烘环氧树酯防锈底漆和树酯面漆，涂层厚度不小于25″，也可根据设计需要，选用硅改性聚酯、丙烯酸树脂或PVF2涂料。压型钢板常用板厚为0.5—1.0mm。⑵压型钢板板长：在施工现场轧制的压型钢板，根据吊装条件，应尽量采用较长尺寸的板材，以减少纵向接缝，防止渗漏；在工场轧制的压型钢板，受运输条件限制，一般板长宜在12m之内。压型钢板加工成型的质量要求与允许尺寸公差应符和《压型金属板设计施工规程》(YBJ216-88)的规定。⑶压型钢板技术参数：燃烧性能，单层压型钢板耐火极限：15min。⑷压型钢板板型分类：高波板：波高大于70mm的压型钢板；低波板：波高小于或等于70mm的压型钢板。⑸压型钢板的连接方式：用连接件或紧固件固定在檩条或墙梁上。压型钢板纵向连接，压型钢板的纵向搭接应位于檩条或墙梁处，两块板均应伸至支承构件上。搭接长度：高波屋面板为350mm；屋面坡度<10％的低波屋面板为250mm，屋面坡度>10％的低波屋面板为200mm；墙板均为120mm。屋面搭接时，板缝间需设通长密封胶带。压型钢板横向连接,压型钢板的横向搭接方向宜与主导风向一致，搭接不小于一个波。搭接部位设通长密封胶条。⑹175 XXXX大学毕业设计说明书压型钢板复合保温系统的相关规定：压型钢板复合保温系统定义压型钢板复合保温系统系以檩条及墙梁或专业固定支架做为支撑及固定骨架，骨架外侧设单层压型钢板屋面外板和墙面外板，骨架内侧设装饰板；内外板之间设保温及隔热层系统。根据使用要求，屋面装饰底板可采用单层压型钢板、钢丝网、强力聚丙烯膜或强力玻纤布等；墙面装饰内板可采用单层压型钢板、纸面石膏板、水泥加压板等。保温及隔热层要求，保温及隔热层常用材料为离心超细玻璃丝棉卷毡。该材料为非燃烧体，A级建筑材料；容重<20kg/m3时，其导热系数<0.033w/(m·k)。构造要求，为防止维护系统产生冷桥，保温层应固定于围护系统外板与檩条、墙梁之间；在相对潮湿的环境中，保温层靠室内一侧宜增设隔气层，隔汽层材料可采用铝箔、聚丙烯膜等。在北方寒冷地区及室内外温差较大的环境中，隔气层设置须经过热工计算。其保温层厚度计算如下：聚苯乙烯导热系数为0.07w/(m.k),压型钢板的导热系数为58.2w/(m.k)。Ro.min=(ti-te)/[Δt]×Rin=(18-(-19))/7.5×0.115×1=0.567Ro=Ri+R1+R2+R3+Re=0.115+0.0008/58.2+d/0.07+0.0008/58.2+0.043=0.115+0.0000274+0.043+d/0.07>=1所以：d>=0.0589取d=80mm.所以屋面板选择板厚0.6厚的高波压型钢板YX130-300-600，允许最大檩距1.5m。墙板选择0.8厚的低波压型钢板YX15-225-900。中间夹聚苯乙烯泡沫塑料保温材料，保温层厚均为80mm。图3.1图3.2175 XXXX大学毕业设计说明书3.3.2.檩条及墙梁选型屋面檩条：檩条是有檩屋盖结构体系的主要构件．因其覆盖面积大，用钢量亦相当可观，故在设计中应注意合理选型及布置。常用截面类型有实腹式和格构式两类。本节着重介绍轻型板材屋面(压型钢板．夹芯板与瓦楞铁等)常用实腹式檩条及冷弯薄壁型钢格构式檩条。⑴檩条截面形式：实腹式檩条，当檩条跨度不超过9m时，宜选用实腹式檩条，实腹式檩条有冷弯薄壁型钢、焊接薄壁H型钢及热轧轻型H型钢几类，由于技术经济性能差，在轻型屋面工程中，现已很少采用热轧槽钢与工字钢。冷弯薄壁C形钢檩条，为目工程中最常用的截面形式，其用钢量经济、制造及安装方便，并便于标准化、通用化。适用于檩条跨度6～9m，且坡度平缓i=(1/10—1/20)的屋面。格构式檩条，当檩条的跨度较大时，也可采用轻型截面格构式檩条，格构式檩条可分为平面格构式及立体格构式两类，按其截面类型不同又可分为由圆钢、小角钢截面组成的格构式檩条和冷弯薄壁型钢组成的格构式檩条。因此，选择冷弯薄壁C形钢檩条C220x75x20x2.5，檩距≤1.5m。拉条选用φ12的圆钢。墙梁：墙梁的设计基本要求：(1)墙梁一般为简支支承，其截面宜选用冷弯C形钢截面．不宜选用格构式截面。(2)由于需要防腐蚀、防撞击、开带形窗及施工工序等原因．在计算墙梁时，压型钢板等轻型挂板均按竖向挂板荷载考虑，不宜考虑墙板自立的卸荷作用。(3)墙梁为支承围护结构(墙板)的构件，并以风荷载为主要荷载，计算时，其体形系数μ应按《建筑结构荷载规范》与《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》有关规定取值，但不宜小于+1.0或-1.0。对门窗面积较大的建筑，宜按半开敞式建筑考虑取值。(4)墙板与墙梁的连接在构造上能阻止墙梁受压翼缘的侧向失稳与扭转时，墙梁的计算应符合以下要求：1)无论强度与稳定计算均不考虑双力矩B的作用。2)墙梁截面按强度与稳定双控计算来选定。当承受朝向面板的风压时，墙梁按与檩条相同的强度公式计算截面；当承受背向面板风压时，墙梁无墙板支撑的翼缘(自由翼缘)受压，故应按与檩条相同的稳定公式验算截面：3)当背向风压较大，按稳定验算要求的截面过大时，宜采取墙梁间增设撑杆或双侧拉条等措施，对自由翼缘提供侧向支撑点，此时对式中的φbx计算式中的λ175 XXXX大学毕业设计说明书y，值(梁在弯曲平面外的长细比)应以侧向支撑点间距离计算。(5)当双面挂墙板并有可靠连接时，墙梁可仅按强度公式计算选择截面，此时拉条位置可拉在墙梁截面的中部。(6)墙梁直拉条的布置与檩条相同。其斜拉条应在檐口檩距与窗洞下檩距内布置，在无窗洞范围内，一般每隔5道直拉条，设置一对斜拉条。(7)压型钢板、瓦楞铁墙面墙梁的容许挠度限值如下：1)水平方向相对挠度：1/150(l为墙梁跨度)；2)窗洞顶部的墙梁水平相对挠度：1/200；竖向相对挠度：1/200，且不得大于10mm。(8)窗(门)洞上下墙梁的内表面不应有突出物(螺栓头等)防碍窗框的安装。(9)实际工程中选用墙梁截面规格宜尽量与檩条规格协调统一，以方便钢材订货。因为在本设计中，若选墙梁和檩条同型号，则浪费材料。所以，选择冷弯薄壁C形钢墙梁C160x70x20x3.0，檩距≤1.5m。拉条选用φ12的圆钢。3.3.3.吊车梁及轨道吊车梁：吊车梁的类型⑴吊车梁和吊车桁架通常可按实腹式和空腹式划分；实腹式的为吊车梁，空腹式的为吊车桁架。⑵吊车梁有型钢梁、组合工字形梁(有焊接或铆接两种)、Y形梁及箱形梁等形式。其中焊接工字梁为工程中常用的形式。⑶吊车桁架有桁架式、撑杆式、托架—吊车桁架合一式等。吊车梁或吊车桁架的特点：⑴型钢吊车梁(或加强型钢吊车梁)用型钢(有时用钢板、槽钢或角钢加强上翼缘)制成，制作简单，运输及安装方便，一般适用于跨度≤6m，吊车起重量Q≤10t的轻、中级工作制的吊车梁。⑵焊接工字形吊车梁，由三块钢板焊接而成，制作比较简便，为当前常用的形式。当吊车轮压值较大时，采用将腹板上部受压区加厚的形式较为经济，但会增加施工的不便。铆接工字形吊车梁，由钢板和角钢铆合而成，制作费工，耗钢量大，但受力性能可靠。目前仅用于特重级硬钩吊车的大跨度吊车梁上。工字形吊车梁一般设计成等高度、等截面的形式，根据需要也可设计成变高度(支座处梁高缩小)、变截面的形式。⑶Y形吊车梁是在工字形吊车梁的上翼缘再加两块斜板组成而不设或少设中间加劲肋。其优点可改善上翼缘抗偏扭的性能，斜板内边无法刷油漆保护，目前使用不普遍。一般仅设有支承加劲肋缺点是安装轨道比较困难。⑷箱形吊车梁是由上、下翼缘板及双腹板组成的封闭箱形截面梁，具有刚度大和抗偏扭性能好的优点，适用于大跨度、大吨位软钩吊车或特重级硬钩吊车，以及抗扭刚度较高(如大跨度壁行吊车梁)的焊接梁。由于制作较复杂、施焊操作条件较差，焊接变形不易控制和校正。⑸吊车桁架为带有组合型钢或焊接工字形劲性上弦的空腹式结构，其用钢量较实腹式结构节约钢材15％—30％，但制作较费工，连接节点处疲劳较敏感，一般适用于跨度≥18m，以及起重量Q≤175 XXXX大学毕业设计说明书75t的轻、中级工作制或小吨位软钩重级工作制吊车结构。支承夹钳或刚性硬钩吊车以及类似吊车的结构不宜采用吊车桁架。⑹撑杆式吊车桁架可利用钢轨与上弦共同工作组成的吊车桁架，用钢量省，但制作、安装精度要求较高，设计时应注意加强侧向刚度，一般用于手动梁式吊车，起重量Q≤5t，跨度不大于6m的情况。⑺壁行吊车梁由承受水平荷载的上梁及同时承受水平和竖向荷载的下梁组成分离的型式。分离型较为经济，但必需严格控制上、下梁的相对变形。为了增大刚度亦可将上、下梁组合成箱形梁。⑻悬挂式吊车梁包括悬挂单梁和轨道梁，一般悬挂在屋盖承重结构或其他承重结构上，由单根工字钢承重并兼作电动葫芦或手动吊车的行驶轨道梁，或兼作机械化悬链的行驶轨道梁；在无桥式吊车的厂房中采用比较广泛。吊车梁设计的一般规定：⑴吊车梁或吊车桁架一般应按两台最大起重量的吊车进行设计。当有可靠根据时，可按工艺提供实际排列的两台起重量不同的较大吊车或可能是一台吊车进行设计。⑵吊车梁或吊车桁架的设计应根据工艺提供的资料指定吊车工作制的要求，目前我国按吊车负荷率与工作时间率分为轻、中、重和特重四个等级(即A1—A3、A4—A5、A6、A7和A8)。一般仅为安装用的吊车属轻级，对金工、焊接等冷加工生产使用的吊车属于中级，而在铸造、冶炼、水压机锻造等热加工生产使用的吊车属于重级，在冶金工厂中支承夹钳、料耙等硬钩的特殊吊车属于特重级。⑶吊车梁或吊车桁架的形式选用应根据吊车的起重量及跨度大小、吊车梁或吊车桁架的跨度以及吊车工作制等确定。对于硬钩特重级吊车应采用吊车梁，重级软钩吊车也宜采用吊车梁(对大跨度而起重量较小的吊车也可采用吊车桁架)，但其节点应采用高强度螺栓或铆钉连接。对于重级工作制的吊车梁和吊车桁架均宜设置制动结构。支承夹钳、料耙等硬钩吊车以及类似吊车的结构，不宜采用吊车桁架和制动桁架。⑷重级和特重级工作制吊车梁上翼缘(或吊车桁架上弦杆)与制动结构及柱传递横向荷载的连接、大跨度梁的现场拼接等，应优先采用高强度螺栓或铆钉连接。重级和特重级工作制焊接工字形吊车梁的腹板与上翼缘板的连接焊缝，应采用K形剖口，并宜采用自动焊。⑸当跨度≥24m的大跨度吊车梁或吊车桁架并应按制作、安装、运输等实际条件，划分制作、运输，在工地拼装成整根吊装，避免高空拼接。宜要求制作时按跨度的1／1000起拱；安装单元。一般宜采用分段制作及运输。⑹焊接吊车梁的翼缘板宜用一层钢板，当采用两层钢板时，外层钢板宜沿梁通长设置，并应在设计和施工中采取措施使上翼缘两层板紧密接触。因此，根据《吊车梁》03SG520-1。选用GDL63，焊接工字型吊车梁450x8x300x220x12。钢轨：钢轨选型，根据吊车吨位，查《钢结构设计计算图表》第八章截面特性—175 XXXX大学毕业设计说明书二、轻轨、钢轨及起重机钢轨的尺寸及截面特性。选用钢轨为38kg/m。截面特性为：h=134mm、B=14mm、b=68mm、tw=13.0mm、A=49.5cm2、g=38.73kg/m、y1=66.7mm。3.3.4.刚架柱与刚架梁的选型根据跨度、高度和荷载不同，门式刚架的梁、柱可采用变截面或等截面实腹焊接工字形截面或轧制H形截面。设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。梁和柱宜采用相同截面，便于厂家定制与安装。因此，刚架柱与刚架梁选用焊接工字型截面520×220×8×10，尺寸如图3.3所示：图3.33.3.5.抗风柱与肩梁选型抗风柱选用截面的焊接工字型截面形式，尺寸为300×150×6×8。肩梁选用等截面焊接形式，其具体尺寸如图3.4所示：图3.4175 XXXX大学毕业设计说明书3.3.6.基础及柱脚选型基础是连接上部结构与地基之间的过度结构，起承上启下的作用。基础可分为浅基础和深基础。地基基础的设计必须根据上部结构条件（建筑物的用途、安全等级、建筑布置、上部结构类型等）和工程地质条件（建筑场地、地基岩土、气候条件等），结合考虑其他方面的要求（工期、施工条件、造价和节约资源等），合理选择地基基础的方案，因地制宜，精心设计，以确保建筑物和构筑物的安全和正常使用。天然地基上的浅基础，结构比较简单，最为经济，如能满足要求，宜优先采用。天然地基上的浅基础设计的原则和方法，基本上使用与人工地基上的浅基础，只是选用人工地基上的浅基础方案时，尚需要对选择的地基处理方法进行设计，并处理好人工地基与浅基础之间的连接和相互关系。天然地基上的浅基础设计的内容和一般步骤是：（1）充分掌握拟建场地的工程地质条件和地质勘察资料。例如：不良地质现象和地震层的存在及其危害性、地基土分布的均匀性和软弱下卧层的位置和厚度、各层土的类别和其工程特性指标。（2）在研究地基勘察资料的基础上，结合上部结构的类型，荷载大小和分布，建筑布置和使用要求以及拟建基础对原有建筑设施或环境的影响，并充分了解当地建筑经验，施工条件，材料供应，保护环境，先进技术等有关情况。（3）选择地基持力层和基础埋深。（4）确定地基承载力。（5）按低级承载力确定基础低面尺寸。（6）进行稳定性验算，结构设计，绘制施工图。根据本厂房的柱距，可大致确定采用独立基础。而且包头冻土深度为1.5m。因此可确定使用混凝土无筋扩展基础。因为无筋扩展基础是由抗压性能好，而抗拉性能和抗剪性能较差的材料建造的基础，基础需要有非常大的截面抗弯刚度，受荷后基础不允许有挠曲变形和开列，所以又称为“刚性基础”。无筋扩展基础设计时，必须规定基础材料强度及质量，限制台阶宽高比，控制建筑物层高和一定的地基承载能力所以，基础形式为矩形独立基础，混凝土强度为C25，I级钢筋，垫层100厚，每边伸出长度为100mm，埋置深度为-2.0m。门式刚架的柱脚，一般采用平板式铰接柱脚，当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时，则应采用刚接柱脚。该厂房应采用刚接柱脚，其基本形式见柱脚计算。柱脚锚栓应采用Q235或Q345钢材制作。锚栓的锚固长度应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）的规定，锚栓端部按规定设置弯钩或锚板。175 XXXX大学毕业设计说明书3.3.7支撑布置及选型柱间支撑：柱间支撑的作用：(1)与框架柱组成刚强的纵向构架，以保证厂房骨架的整体稳定和纵向刚度。(2)为框架柱平面外提供可靠的支撑或减少柱在框架平面外的计算长度。(3)承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及其他纵向力(如温度应力等)。(4)在地震区尚应承受厂房纵向水平地震作用。柱间支撑的组成柱间支撑有以下各部分构件：(1)屋架端部高度范围内竖向支撑(包括托架)和上、下系杆。(2)在吊车梁(或吊车桁架)以上至屋架下弦设置的上段柱支撑。(3)在吊车梁(或吊车桁架)以下至柱脚处设置下段柱支撑及下段柱系杆。柱间支撑的布置应满足下列要求：(1)支撑的布置应尽可能与屋盖横向水平支撑布置相协调，并配套形成上、下整体共同工作的空间桁架体系。(2)厂房每一单元中的每一列柱，都应设置柱间支撑，边柱与中柱柱列的柱间支撑应尽可能在同一开间设置：(3)柱间支撑一般宜在厂房单元中央区段，并同时设置上柱和下柱支撑:(4)当厂房内设有桥式起重机或位于地震区时，尚宜在厂房单元两端开间设置上柱支撑。(5)当厂房温度区段长度大于150m时；或设防烈度7度时结构单元长度大于120m，及8度、9度时结构单元长度大于90m时，可采用设置两道下段柱柱间支撑的方案，支撑可布置在厂房单元长度1/3区段处，为了避免产生过大温度应力，两道支撑的中心距离不宜过大。(6)高度≤800mm的等截面柱其柱间支撑，一般沿柱的中心线设置单片支撑；阶梯形柱当上柱截面高度≤800mm时，一般采用单片支撑；当上柱截面高度≥800mm或设有通行人孔时，在沿柱两翼缘内侧设置双片支撑。阶梯形柱的下段柱，一般沿两柱肢设置双片支撑。因此，柱间支撑选用双角钢上柱：2L70×6；下柱：2L90×6；刚性系杆：2L70×6。如图3.5175 XXXX大学毕业设计说明书图3.5175 XXXX大学毕业设计说明书屋盖支撑：屋盖支撑的组成：(1)横向支撑——布置在屋架上、下弦及天窗架上弦平面，是沿屋架方向布置的支撑。(2)纵向支撑——布置在屋架上弦或下弦垂直屋架方向布置的支撑。(3)竖向支撑——布置在屋架间及天窗间应包括挡风架立柱间)竖向布置的支撑。(4)系杆——分为刚性系杆(压杆)及柔性系杆(拉杆)两种，布置在屋架上、下弦及天窗架上弦平面内。屋盖支撑的作用：(1)保证屋盖结构的几何稳定性。支撑应将相邻的屋架(或天窗架)构件组成稳定的空间体系，再用大型屋面板(或檩条)以及上、下弦平面内的系杆将其他各屋架与此空间体系相连接，形成几何不变的屋盖结构体系。(2)保证屋盖结构在水平面内整体刚度和空间整体性：横向水平支撑是水平设置的桁架，在屋面内具有很大抗弯刚度，其两端支承在柱(或竖向支撑)上：用末传递山墙风荷载、悬挂吊车纵向刹车力、地震荷载等，保证屋盖结构传递上述水平荷载作用；设置纵向水平支撑使各框架共同工作，增大其空间刚度，传递横向风荷载、吊车横向水平荷载及地震荷载等，保证和减少横向水平荷载作用下的变形。屋盖支撑体系刚度应随吊车繁重程度和地震作用增大而增大，随柱距愈大要求支撑刚度应愈严。(3)为弦杆提供侧向支承，减小弦杆平面外计算长度，保证受压弦杆的侧向稳定和受拉弦杆的足够侧向刚度。(4)保证结构安装时的稳定。屋盖支撑设置的一般要求：支撑的布置必须根据建筑物的柱网布置、屋架的跨度及高度、屋盖形式(有檩或无檩体系)及屋面材料、屋盖结构形式(如天窗架形式、屋架上承式或下承式、与柱铰接或刚接)、屋架间距、吊车起重量及其工作制、有无悬挂吊车设备或其他振动设备、地震设防烈度等具体情况综合考虑。(1)厂房的每一个温度区段或分期建设的工程区段均应设置独立完整的屋盖支撑体系。(2)传递风荷载、吊车水平力和地震水平作用的支撑布置，从力作用点至结构支座的传力途径应明确、简捷、可靠。(3)支撑与屋架、托架、天窗架等的弦杆(或檩条)组成完整的桁架形式。支撑桁架的斜杆可作成十字交叉式或斜腹杆式，其倾角在30°—60°之间，最佳倾角为45°左右。(4)屋面板材(大型屋面板、压型钢板等)能起到一定的刚性盘体作用，一般在屋架上弦平面内仍需设置横向支撑，大型屋面板可作系杆用，此时尚应满足下列要求。1)屋面板最小支承长度为60mm(屋架间距为6m)或80mm(屋架间距大于6m)。2)屋面板的支承应至少焊接三点。在伸缩缝或端墙处的屋面板，允许沿纵肋焊接两点，每点Hf≥6mm和Lf≥60mm(屋架间距为6m时)或每点Lf≥80mm(屋架间距大于6m175 XXXX大学毕业设计说明书时)。3)大型屋面板之间的空隙，应用C30的细石混凝土灌实。(5)符合下列情况的房屋可用圆钢作支撑拉杆用。圆钢直径对水平支撑宜≤16mm，对竖向支撑宜≤20mm，否则须注意施工及使用期间的下垂，并应有保证张紧的构造措施。1)房屋跨度屋面为轻型材料覆盖。2)屋架上无悬挂起重设备。3)房屋内无吊车或者起重量不大于5t的工作制不大于A5级的吊车。4)房屋内无锻锤、空气压缩机或其他类似振动设备。5)建筑物所在地区抗震设防烈度在6度和6度以下。3.3.8檩条及墙梁布置1.门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、遮雨蓬等构件和围护材料的要求。2.门式刚架轻型房屋刚结构的侧墙，当采用压型钢板作围护面时，墙梁宜布置在刚架柱子的外侧，其间距随墙板板型和规格确定，且不应大于计算要求的值。3.门式刚架轻型房屋的外墙，当抗震设防烈度不高于6度时，可采用轻型钢墙板或砌体。当抗震设防烈度为7度、8度时，可采用轻型刚板墙或非嵌砌体。当抗震设防烈度为9度时，宜采用轻型钢墙板或与柱子柔性连接的轻质墙板。檩条及墙梁布置如下图：175 XXXX大学毕业设计说明书3.3.9．檩条布置图3.6175 XXXX大学毕业设计说明书3.3.10．墙梁布置图3.7175 XXXX大学毕业设计说明书第四章结构设计4．1基本设计规定4.1.1设计原则1、设计原则轻钢结构的设计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。2、极限状态轻型钢结构中的承重结构或构件应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。当结构构件按承载力极限状态设计时，应根据国家现行标准《建筑结构荷载规范GB50009的规定采用荷载效应的基本组合计算，并应符合下列规定要求：3、在抗震设防地区，门式刚架轻型房屋钢结构应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011进行抗震验算，并符合下列要求：门式刚架轻型房屋钢结构的地震作用效应应采用底部剪力法分析确定。抗震验算时，结构的阻尼比可取0.05。当结构构件按正常使用极限状态设计时，应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定采用荷载效应的标准组合计算变形，并符合《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002中3.4节的要求。4、结构构件的受拉强度应按净截面计算，受压强度应按有效净截面计算，稳定性应按有效截面计算，变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。4.1.2材料选用1、钢材选用应符合下列规定：175 XXXX大学毕业设计说明书（1）用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板，应采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的！Q235。（2）门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235B或Q235A钢。当有根据时，门式刚架、檩条和墙梁可采用其它牌号的钢制作。（3）门式刚架轻型房屋的檩条和墙梁，宜选用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录B规定的斜卷边Z形冷弯型钢或附录C规定的及卷边槽形冷弯薄壁型钢。2、钢材设计指标应符合下列规定：（1）钢材强度设计值、焊接强度值及螺栓强度设计值应按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002中表3.3.2－1、表3.3.2－2及表3.3.2－3采用。（2）每个高强度螺栓的预拉力，应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。（3）冷弯薄壁型钢采用电阻点焊时，每个焊点的抗剪承载力设计值应符合现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018的规定。（4）当采用厚度小于4mm的钢材或冷弯薄壁型钢时，按规定的强度值应降低5％。当冷弯薄壁型钢构件全截面有效时，可采用现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018附录C规定的考虑冷弯效应的强度设计值计算构件的强度。经退火、焊接、热镀等热处理的构件不予考虑。（5）钢材的物理性能指标应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。4.1.3变形规定1、计算钢结构变形时，不考虑螺栓孔引起的截面削弱。2、单层门式刚架的柱顶位移设计值，不应大于《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002中表3.4.2.－1的规定的限值。受弯构件的挠度与其跨度的比值，不应大于表3.4.2－2规定的限值。由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值，不应大于坡度设计值的1/3。175 XXXX大学毕业设计说明书4.1.4构造要求1、截面尺寸截面不小于角钢（对螺栓连接的构件）。2、板厚檩条和墙梁应用的冷弯薄壁型钢，壁厚不宜小于1.5mm；主刚架的腹板不宜小于4mm；当有根据时可不小于3mm；圆钢馆壁厚不宜小于3mm。3、受压板件的最大宽厚比和构件的长细比应满足相关规定。4、其他要求（1）钢结构的构造应便于安装、制作、维护并使结构受力简单明确，减少应力集中，避免材料三向受力。（2）焊接结构是否需要采用焊前预热、或焊后热处理等特殊措施。应根据彩材质、焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温以及结构性能要求等因素综合考虑来确定。并在设计文件中加以说明。4.2檩条设计4.2.1檩条计算封闭式建筑，屋面材料为压型钢板，屋面坡度为1/10(α＝5.71°)，檩条跨度6m，于l/2处设一道拉条；水平檩距1.5m。材料为Q235钢。1、荷载标准值（对水平投影面）（1）永久荷载压型钢板（含保温）0.25kN/㎡檩条（包括拉条）0.05kN/㎡∑0.30kN/㎡（2）可变荷载不上人屋面均布活荷载0.5kN/㎡，雪荷载0.25kN/㎡，积灰荷载0.3kN/㎡。基本风压Wo=0.55kN/㎡，地面粗糙程度B类。对于平坡屋面（坡度1/8～1/20）可不考虑正风压力，但验算在风吸力作用下，永久荷载与风荷载组合下截面应力反号的情况，此时永久荷载分项系数取1.0。175 XXXX大学毕业设计说明书根据CECS102：2002《门式钢架技术规程》P57查得：=-1.4(边缘带)=1.00风荷载：=1.05×(-1.4)×1.00×0.55=－0.8085kN/㎡2、内力计算（1）第一种荷载组合：永久荷载与积灰荷载与屋面活荷载的组合：檩条线荷载弯矩设计值(2)第二种荷载组合：永久荷载与风吸力组合=1.0×0.3×1.5×sin5.71=0.045kN/m=-0.8085×1.4×1.5+0.3×1.5×cos5.71=－1.250kN/m弯矩设计值3、截面选择及截面特性计算选用C220×75×20×2.5A=9.73=2.07cme=5.11cm=703.76=8.5cm=63.98=68.66=2.66cm=33.11=12.65=0.2028=6351.05（1）先按毛截面计算截面应力（如图4.1所示）175 XXXX大学毕业设计说明书图4.1（2）受压板件的稳定系数1）腹板腹板加劲板件，2）上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲板件的支撑边（3）受压板件的有效宽度1）腹板K=21.570,=0.871，b=220mm,c=75mm,175 XXXX大学毕业设计说明书t=2.5mm,=162.88N/由公式由公式计算板组约束系数由于按公式计算板的有效宽度为：2）上翼缘板Kb=75mmc=220mmt=2.5mm,板组约束系数为由于所以175 XXXX大学毕业设计说明书计算的截面有效宽度为3）下翼缘板所以下翼缘板全截面受拉，全部有效。4）有效截面模量上翼缘板的扣除面积宽度为：75-68.10=6.90mm；腹板的扣除面积宽度为：，同时在腹板的计算截面有一个拉条连接孔（距上翼缘边缘45mm），控位置与扣除面积位置基本相同，所以腹板的扣除面积宽度按13mm计算。有效净截面模量计算简图如图4.2所示：图4.2175 XXXX大学毕业设计说明书;;。5、强度计算屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，按公式计算①、④的强度为满足强度验算。6、稳定性计算在永久荷载与风吸力组合下（1）先按毛截面计算的截面应力为（2）受压板件的稳定系数1）腹板腹板为加劲板件，2）上翼缘板上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲板件的支撑边175 XXXX大学毕业设计说明书（3）受压板件的有效宽度1）腹板k=23.432,，b=220mm,c=75mm,t=2.5mm,板组约束系数为由于，be=bc=110.94mm,全截面有效。2）上翼缘板，,b=75mm，c=220mm,t=2.5mm,=89.44N/板组约束系数为由于，be=bc=75mm,全截面有效。3）上翼缘板全截面受拉，全部有效。（4）有效截面模量计算175 XXXX大学毕业设计说明书，（5）受弯构件的整体稳定系数按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2001附录A中A.2计算跨中有侧向支撑应以值代替（6）风吸力作用下使檩条下翼缘受压，按公式计算稳定性满足稳定性要求。计算表明由永久荷载和屋面活荷载组合控制。6、挠度计算7、构造要求故此檩条在平面内、外均满足要求。175 XXXX大学毕业设计说明书4.2.2檩条的布置、连接与构造1、檩条在屋架上的布置（1）实腹式檩条的截面均宜垂直于屋面坡面。对槽钢和Z形钢檩条，宜将上翼缘肢尖（或卷边）朝向屋脊方向，以减小屋面荷载的偏心而引起的扭矩。（2）檩脊方案实腹式檩条应采用双檩方案，屋脊檩条可用槽钢、角钢或圆钢相连，本设计中采用φ12圆钢。如图4.3所示：图4.32、檩条与屋面的连接檩条与屋面应可靠连接，以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转的作用，这对一般不需验算整体稳定性的实腹式檩条尤为重要。檩条与压型钢板的连接，宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉。3、檩条与刚架的连接檩条端部与屋架、刚架的连接应能阻止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。实腹式檩条与屋架、刚架的连接处可设置角钢檩托，以防止檩条在支座处的扭转变形和倾覆。檩条端部与檩托的连接螺栓应不少于两个，并沿檩条高度方向设置。当檩条高度较小（小于120mm），排列两个螺栓有困难时，也可改为沿檩条长度方向设置。螺栓直径根据檩条的截面大小，取M－12～M－16,见图4.4。175 XXXX大学毕业设计说明书图4.44、檩条的拉条和撑杆（1）檩条的拉条设置与否主要和檩条的侧向刚度有关，对于侧向刚度较差的实腹式檩条，为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形和扭转，保证其整体稳定性，一般需在檩条间设置拉条，作为其侧向支承点。当檩条跨度≤4m时，按计算要求确定是否需要设置拉条；当屋面坡度i>1/10,檩条跨度>4m时，宜在檩条跨中位置设置一道拉条和撑杆。拉条直径为8～12mm，根据荷载和檩距大小取用。本设计中的檩条跨度为6m，因此，设置在檩条跨中设置一道拉条。（2）撑杆的设置。檩条的撑杆的作用主要是限制檐檩和天窗缺口处边檩向上或向下两个方向的侧向弯矩。撑杆的长细比按压杆要求λ≤200,可采用钢管、方管或角钢做成。目前也有采用钢管内设拉条的做法，它的构造简单。撑杆处应同时设置斜拉条。拉条和撑杆的布置图如图4.5所示下。本设计采用撑杆采用拉条套钢管。如图所示。图4.5图4.6175 XXXX大学毕业设计说明书（3）斜拉条和檩条的连接。斜拉条与檩条腹板的连接处一般应予弯折，弯折的直段长度不宜过大，以免受力后发生局部弯曲。斜拉条弯折点距腹板边距宜为10～15mm。如条件许可，斜拉条可不弯折，而采用斜垫板或角钢连接。斜拉条与屋架或刚架的连接，可在屋架或刚架上焊一短角钢与斜拉条用螺栓连接。当屋面坡度较小时，也可直接连接于檩条的檩托或端部的预留孔上。4.3墙梁设计4.3.1墙梁设计1、采用穿越式墙梁。与墙梁连接的墙面板都做成自承重体系。墙梁支撑受少量的自身重量和风荷载。开有门窗时，门窗的上面的墙梁板荷载由墙梁承受。单侧挂板的墙梁采用拉条时，可不计算双弯矩。图4.7由强梁布置图可知，强梁间距最大为1.5m，其余为1.2m，但间距为1.5m的强梁中间有两道墙架柱，此时，强梁为一连续梁，内力分布比较均匀，而且间距为1.2m175 XXXX大学毕业设计说明书的强梁中间只有一道拉条，跨度在平面内为3m,平面外为6m，综合以上两处檩条的受力情况可计算间距为1.5m的强梁，但跨度取为与间距为1.2m的强梁相同，因此计算简图如图4.7所示：2、荷载标准值计算（对水平投影面）（1）墙梁恒荷载计算压型钢板（含保温）0.25kN/m2檩条（包括拉条）0.05kN/m2∑0.30kN/m2（2）墙梁的可变荷载：水平向风荷载。基本风压Wo=0.55kN/㎡，地面粗糙程度B类。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10m高度处的数值，。按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A，风荷载体型系数为（中间带或边缘带）受风面积为A=6×2=12㎡。因此垂直屋面的风荷载标准值为=1.05=-1.0×1.1×(1.05×0.55)=-0.635kN/㎡（风吸力）=1.05=1.0×1.0×(1.05×0.55)=0.578kN/㎡（风压力）3、荷载组合第一种：第二种：175 XXXX大学毕业设计说明书4、截面选择及截面特性计算选用C160×70×20×3.0A=9.45=2.224cm=5.25cm=373.64=6.29cm=46.71=60.42=2.53cm=27.17=12.65=0.2836=3070.5（1）先按毛截面计算截面应力（2）受压板件的稳定系数1）腹板腹板为加劲板件图4.82）左翼缘板左翼缘板为最大压应力作用于部分加劲板件的支撑边175 XXXX大学毕业设计说明书（3）受压板件的有效宽度1）腹板k=17.067,=1.608，b=160mm,c=70mm,t=3.0mm,=130.765N/板组约束系数为由于全截面有效2）左翼缘板=1.608,c=160mm,b=70mm,t=3.0mm,=130.765N/板组约束系数为由于,全部有效3）右翼缘板，查GB50018，满足要求，右翼缘全截面受拉，全截面有效。4）有效截面模量175 XXXX大学毕业设计说明书在腹板的计算截面有一个拉条连接孔（距左翼缘边缘90mm），有效净截面模量计算如下：5、强度计算屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，按公式计算各点的强度为满足强度验算要求切应力验算：C型钢圆弧半径可忽略，由于跨中设拉条由产生的内力由产生的内力满足切应力强度验算要求6、稳定性计算受压构件的整体稳定系数，按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2001附录A中A.2计算跨中有一道侧向支撑175 XXXX大学毕业设计说明书应以值代替恒载作用下使墙梁左翼缘受拉，按公式计算稳定性计算表明由永久荷载和风吸力组合控制，满足要求。7、挠度计算8、构造要求故此墙梁在平面内、外均满足要求。4.4抗风柱设计抗风柱计算简图如图4.9所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.91．内力计算作用于柱各支托出的垂直力（不含自重）为1.2×0.05×6×8＝2.88kN作用于柱的均布荷载为1.4×（1.05×0.55×1.0×0.9）×6=5.334kN/m柱子高度为：9.2+0.6=9.8m2．截面选型及截面特征抗风柱选用焊接H型截面，H300×150×6×8。其截面尺寸如图4.10所示：A=150×8×2+（300-16）×6=4104=41.04175 XXXX大学毕业设计说明书图4.10抗风柱自重为：抗风柱最大轴力为：N=2.88+3.713=6.593kN忽略抗风柱的垂直荷载的偏心，抗风柱的最大弯矩：3．弯矩作用平面内的稳定性计算,由附录附表34．弯矩作用平面外的稳定性计算由于墙梁和墙板的支撑作用,可不验算其稳定性。5．挠度计算175 XXXX大学毕业设计说明书在抗风柱标高6.3m以上设置柱间支撑，因此计算长度为6m。满足要求。5、局部稳定性验算：翼缘：腹板：满足要求。4.5吊车梁设计1、吊车梁跨度为6m，车间内设桥式吊车一辆，软钩，吊车工作级别为3级（轻级工作制）钢材选用Q235钢，手工焊条采用E5015，或E5016，E5018型焊条，翼缘与腹板连接采用自动焊。吊车数据如表4.1所示：表4.1：吊车起重量(t)跨度（m）工作级别吊车类别轮距宽度（㎜）最大轮压台数5t10.5A3软钩651台2、吊车荷载计算吊车竖向荷载为吊车的最大大轮压标准值乘以动力系数，吊车荷载的分项系数。175 XXXX大学毕业设计说明书所以作用在吊车梁上的最大轮压设计值为：作用在每个轮子上的横向水平力标准值为：作用在每个轮子上的横向力设计值为：3、内力计算（1）吊车梁的最大弯矩及相应的剪力产生最大弯矩位置如图所示，梁上所有吊车荷载的合力的位置为：图4.11只有一台吊车作用在吊车梁上，其简图如图4.11所示：查表吊车工作级别：A3，重力影响系数，此时点弯矩最大。两个轮子作用下吊车梁产生的最大弯矩为：在处相应的剪力为：（2）吊车梁的最大剪力时的计算简图如图4.12所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.12（3）横向水平荷载作用在吊车梁上所产生的弯矩为：（4）在吊车荷载标准值（不考虑动力系数）作用下，吊车的最大弯矩为a2=a1/4=0.875m4、截面选择⑴经济高度按下列公式计算：梁的经济高度为⑵容许挠度值要求的最小高度为如果厂房吊车梁以上的高度满足净空的要求时，可满足以下条件：但是根据本厂房的建筑剖面和厂房的工艺要求，可不考虑此项要求。因此本厂房的吊车梁高度可初步定为h=450mm。⑶吊车梁腹板厚度按下列公式计算：设按经验公式考虑到腹板需要满足局部稳定性要求，得到腹板厚度为：175 XXXX大学毕业设计说明书则考虑抗剪能力的需要和适宜的高厚比，抗剪需要的厚度为：采用。⑷吊车梁翼缘尺寸的近似计算上翼缘有两个轨道连接孔，而且要承受较大的吊车摆动力而产生的水平荷载，故采用300×12。此时则截面的尺寸如图4.13所示：图4.135、截面特性（1）毛截面的截面特性175 XXXX大学毕业设计说明书(2)吊车梁的净截面特性：上翼缘对y轴的截面特性：6、强度计算（1）正应力按下列公式计算上翼缘正应力为：按下列公式计算下翼缘正应力为：175 XXXX大学毕业设计说明书（2）剪应力：突缘支座处剪应力按下列公式计算平板支座的剪应力为：（3）腹板的局部压应力采用38㎏/m钢轨，轨高为134㎜由于属于轻级工作制，集中荷载增加系数计算复板局部压应力为（4）腹板计算高度边缘处的折算应力计算如下：满足要求。7、稳定性计算（1）梁的整体稳定应计算梁的整体稳定性《按钢结构设计手册》上表3-5按《刚结构设计手册》上表3-4175 XXXX大学毕业设计说明书，不用折算。，加强受压翼缘时，截面不对称影响系数吊车梁的整体稳定性系数为：按《刚结构设计手册》上表3-7按下公式计算梁的整体稳定性：满足整体稳定性要求（2）腹板的局部稳定，需按构造配置横向加劲肋。8、挠度计算按一台吊车计算挠度，因为一台轮距为3.5m,所以求一台吊车的最大弯矩只能一个吊车轮压作用在吊车梁上。按下公式计算：175 XXXX大学毕业设计说明书9、加劲肋的计算⑴横向加劲肋外伸宽度为：所以取厚度取最小间距为：，最大间距为：取间距中间横向加劲肋的下端在距受拉翼缘100mm处断开，以降低梁的抗拉疲劳性能的影响。⑵支座加劲肋支座加劲肋为20-100×8mm。按下公式计算加劲肋的端面承压应力为：稳定计算属于b类截面查表得，按下公式计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性：175 XXXX大学毕业设计说明书10、疲劳计算（1）按吊车荷载计算最大弯矩处下翼缘连接处焊缝附近主体金属的疲劳应力幅疲劳计算的构件和连接分类按《刚结构设计手册》上表3-31，为2类，循环次数的容许应力幅，轻级工作制，因此不考虑按公式计算的疲劳应力幅为（2）横向加劲肋下部主体金属的疲劳应力幅求横向加劲肋下部（离腹板边缘100㎜）附近主体金属的疲劳应力幅为满足要求。11、焊缝计算（1）上翼缘与腹板的连接焊缝取。175 XXXX大学毕业设计说明书（2）下翼缘与腹板的角焊缝取。（3）支承加劲肋与腹板的连接焊缝假设计算的连接焊缝的焊脚尺寸为8mm，规范规定应不小于并不小于。即大于0.7×8＝5.6mm和6mm，故。由于这条焊缝非常重要，宜采用K型焊缝焊透。12、吊车梁与柱子的连接详见吊车梁施工图。13、为了操作的安全，应在限制范围行驶的端头设置吊车车档。车挡的位置和高度应按工艺资料决定。在这里选用大截面的轧制工字钢（因Q<10t）截面高度取，采用摩擦型高强度螺栓与吊车梁相连，也可采用焊接。在此因为吊车梁为焊接工字钢，所以采用焊接。4.6刚架内力计算4.6.1刚架荷载计算（1）荷载取值计算屋盖自重（标准值坡向）压型钢板（含保温层）0.25kN/㎡檩条及支撑0.05kN/㎡∑0.30kN/㎡刚架斜梁自重：焊接H型钢520×220×8×10基本风压，按地面粗糙度为B类，以柱顶为准，风压高度变化系数，175 XXXX大学毕业设计说明书选用中间跨进行风荷载计算，按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A如图4.16所示：(2)各部分作用荷载1）屋面恒荷载标准值活荷载标准值吊车梁自重轨道自重38×9.8×6＝2234.4N=2.234kN吊车荷载Dmax=139.423kN风荷载标准值4.6.2刚架内力计算按《钢结构设计手册》（第三版）中柱脚刚接门式刚架内力计算公式计算，基本参数如图4.17所示：175 XXXX大学毕业设计说明书1、屋面恒荷载作用下：其计算简图如图4.18所示：图4.18弯矩计算：175 XXXX大学毕业设计说明书其弯矩图如图4.19所示：图4.19剪力计算,,图4.20,175 XXXX大学毕业设计说明书图4.21剪力图如图4.22所示：图4.22轴力计算：即：图4.23得图4.24其轴力图如图4.25所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.252、屋面活荷载作用下内力计算：计算简图如图4.26所示：图4.26弯矩计算：175 XXXX大学毕业设计说明书其弯矩图如图4.27所示：图4.27剪力计算由图4.28由图4.29剪力图如图4.30所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.30轴力计算：由图4.31由图4.32其轴力图如图4.33所示：图4.333、左风荷载作用（1）斜梁左侧均布风荷载竖向分力作用下：计算简图如图4.34所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.34（2）斜梁右侧均布风荷载竖向分力作用下：175 XXXX大学毕业设计说明书其计算简图如图4.35所示：图4.35175 XXXX大学毕业设计说明书（3）斜梁左侧均布风荷载水平分力作用下：其计算简图如图4.36所示：图4.36175 XXXX大学毕业设计说明书（4）斜梁右侧均布风荷载水平分力作用下：其计算简图如图4.37所示：图4.37175 XXXX大学毕业设计说明书（5）柱左侧均布风荷载作用下：其计算简图如图4.38所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.38（6）柱右侧均布风荷载其计算简图如图4.39所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.39（７）左风荷载作用下的弯矩图计算如下：175 XXXX大学毕业设计说明书其弯矩图如图4.40所示：图4.40剪力计算取ＡＢ杆，由得：图4.41取ＢＣ杆，由得175 XXXX大学毕业设计说明书图4.42取ＣＤ杆，由得：图4.43取ＤＥ杆，得：其剪力图如图4.45所示：图4.44图4.45175 XXXX大学毕业设计说明书轴力计算：取接点Ｂ，由得：即：由得：图4.46即：取接点Ｄ，由得：即：由得：图4.47即：其轴力图如图4.48所示：图4.484.右风荷载作用下的内力图如图4.39-4.51所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.49图4.50图4.515、吊车荷载计算：175 XXXX大学毕业设计说明书简支吊车梁支座反力影响线如图4.52所示：图4.52两台吊车的荷载折减系数：作用于每个轮子上的吊车水平力标准值吊车对排架产生的最大横向水平荷载标准值为：6.作用在左柱上：计算简图如图4.53所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.53（1）只有作用于左柱刚架内力计算计算简图如图4.54所示：图4.54175 XXXX大学毕业设计说明书取门式钢架整体为研究对象：由图4.55取杆AB为研究对象：由取左半跨为研究对象：图4.56由设竖向荷载作用位置为F其弯矩图如图4.58示：图4.57175 XXXX大学毕业设计说明书图4.58（1）只有作用在右柱上刚架内力计算其计算简图如图4.59示：图4.59（2）取门式刚架整体为研究对象：由175 XXXX大学毕业设计说明书取杆AB为研究对象：图4.60由取左半跨为研究对象：由图4.61图4.62设竖向荷载作用位置为G其弯矩图如图4.64：图4.63图4.64（3）作用左柱子作用右柱时的内力图：①+②175 XXXX大学毕业设计说明书其弯矩图如图4.65：图4.65剪力计算：对杆AB由，对杆BC由对杆CD由其剪力图如图4.66所示：图4.66175 XXXX大学毕业设计说明书轴力计算：取接点B为研究对象：由由图4.67取接点D为研究对象：由由图4.68其轴力图如图4.69所示：图4.697、作用在右柱上刚架内力计算：其内力图如图4.70—4.72所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.70图4.71图4.728、由吊车梁吊车轨道自重产生的弯矩①M仅作用于左柱上刚架内力计算其计算简图如图4.73所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.73取门式刚架整体为研究对象：取左半跨为研究对象：设竖向荷载作用位置为F其弯矩图如图4.74所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.74②M仅作用于右柱上刚架内力计算：其弯矩图如图4.75所示：图4.75③左右柱同时作用时的内力计算：由于荷载对称作用于刚架上①＋②175 XXXX大学毕业设计说明书其弯矩图如图4.76所示：图4.76剪力计算取AB杆，，取BC杆，，其剪力图如图4.77所示：图4.77轴力计算取节点B175 XXXX大学毕业设计说明书其轴力图如图4.78所示：图4.78吊车梁及轨道自重产生的轴力如图4.79所示：N＝6.687kN图4.79柱自重产生的轴力如图4.80所示：N=kh=0.658×9.8=6.453kN图4.80175 XXXX大学毕业设计说明书梁自重产生的轴力如图4.81所示：图4.81则最后总轴力图如图4.82所示：图4.829、吊车水平推力作用下（由左向右）（1）仅作用在左柱上刚架内力计算：计算简图如4.83所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.83取整体为研究对象：由取右半跨为研究对象设横向荷载作用位置为F其弯矩图如图4.84所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.84（2）仅作用在右柱上刚架内力计算其弯矩图如图4.85所示：图4.85（3）同时作用在左柱和右柱上，则刚架内力计算为（1）＋（2）其弯矩图如图4.86所示：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.86剪力计算：取AB杆为研究对象：由，，取BC杆为研究对象：由，其剪力图如图4.87所示：图4.87轴力计算取接点B为研究对象：175 XXXX大学毕业设计说明书取接点D为研究对象：其轴力图如图4.88所示：图4.8810、吊车水平推力作用下（由右向左）其内力图如图4.89—4.91所示：图4.89图4.90175 XXXX大学毕业设计说明书图4.91刚架内力汇总表和内力组合表如表4.2和表4.3所示：175 XXXX大学毕业设计说明书175 XXXX大学毕业设计说明书175 XXXX大学毕业设计说明书4.7刚架侧移和截面验算4.7.1侧移计算柱选用焊接H型钢H520×220×8×10，（1）估算刚架沿柱高度均布的水平风荷载作用下的侧移柱脚刚接刚架H＝0.45W＝0.45×27.179＝12.231kN其计算简图如图4.92所示：图4.92(2)刚架在吊车水平荷载作用下的侧移刚架在一台吊车水平荷载计算简支吊车梁支座反力影响线如图4.93所示：图4.93175 XXXX大学毕业设计说明书4.7刚架侧移和截面验算4.7.1侧移计算柱选用焊接H型钢H520×220×8×10，（1）估算刚架沿柱高度均布的水平风荷载作用下的侧移柱脚刚接刚架H＝0.45W＝0.45×27.179＝12.231kN其计算简图如图4.92所示：图4.92(2)刚架在吊车水平荷载作用下的侧移刚架在一台吊车水平荷载计算简支吊车梁支座反力影响线如图4.93所示：图4.93175 XXXX大学毕业设计说明书柱脚刚接刚架，侧移计算简图如图4.94所示：图4.94按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》3.4变形规定刚架柱顶位移设计值的限值。刚架柱顶在水平风荷载和吊车水平荷载作用下的侧移均小于限值，满足要求。4.7.2刚架构件截面验算1、构件截面几何参数H520×220×8×10A＝84构件宽厚比的验算翼缘部分（8°抗震设防地区）腹板部分满足要求，梁、柱翼缘板的局部稳定可以保证，且截面可以考虑部分塑性发展。2、刚架梁的验算（1）抗剪验算梁截面的最大剪力为55.475kN考虑仅有支座加劲肋，，腹板受剪计算的通用高厚比175 XXXX大学毕业设计说明书,满足要求。（2）弯、剪、压共同作用下的验算：取梁端截面进行验算M=93.015kNN=28.535kNQ=55.475kN因为，取取故，满足要求。（3）整体稳定验算N=28.535kNM=93.015kNA、横梁平面内整体稳定性计算计算长度取横梁长度b类截面，查表，。满足要求。B、横梁平面外的整体验算考虑屋面压型钢板与檩条紧密连接，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考虑，即。对于等截面构件。175 XXXX大学毕业设计说明书b类，查表b类，查表对端弯矩为0的区段：满足要求。3、刚架柱的验算（1）抗剪验算柱截面的最大剪力为考虑仅有支座加劲肋，，腹板受剪计算的通用高厚比，满足要求。（2）弯、剪、压共同作用下的验算取柱下端截面进行验算N=176.266kNM=161.683kNQ=45.297kN因为，取175 XXXX大学毕业设计说明书取，故，满足要求。（3）整体稳定验算构件的最大内力：N=176.266kNM=161.683kNA.刚架柱子平面内的整体稳定性验算：刚架柱高度H=9800mm，横梁长度，查《钢结构》上册P174,表5－2，柱的计算长度系数：刚架柱的计算长度为b类截面，查表，。，满足要求。B.刚架柱平面外的整体稳定性验算：考虑墙面压型钢板与墙梁紧密连接，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。对于等截面构件。175 XXXX大学毕业设计说明书，b类截面，查表又，b类截面，查表满足要求。4.8刚架连接节点设计4.8.1刚架梁柱连接节点设计梁柱节点采用10.9级M22的高强度螺栓摩擦连接，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数，，每个高强度螺栓的预拉力为,连接除传递内力设计值,,。175 XXXX大学毕业设计说明书图4.951）每个螺栓强度验算单个螺栓的抗剪承载力单个螺栓的抗拉承载力最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力验算满足要求。2）端部厚度验算端板厚度取为t=20mm按伸臂板验算满足要求。3）螺栓处腹板强度验算刚架构件的翼缘与端板的连接应采用全熔透对接焊缝，腹板与端板的连接应采用角焊缝，坡口形式应符合现行国家标准《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》GB985的规定。在端板螺栓处，验算构件腹板的强度：175 XXXX大学毕业设计说明书当时4）梁柱节点域的剪应力验算。4.8.2刚架跨中节点设计（1）梁对接节点采用10.9及M22高强度螺栓摩擦连接，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数，每个高强度螺栓的预拉力为,连接处传递内力设计值N=6.16kNM=42.069Q=0.877kN每个螺栓的拉力单个螺栓的抗剪承载力单个螺栓的抗拉承载力最外排一个螺栓的抗剪、抗拉力验算满足要求。（2）端部厚度验算端板厚度取t=20mm,按伸臂板验算满足要求。（3）螺栓处腹板强度验算175 XXXX大学毕业设计说明书刚架构件的翼缘与端板的连接应采用全熔透对接焊缝，腹板与端板的连接应采用角焊缝，坡口形式应符合现行国家标准《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》GB985的规定。在端板螺栓处，验算构件腹板的强度：当时，满足要求。4.8.3柱脚设计柱脚最大反力为：M＝161.683N=176.266Q=45.297柱脚采用图的形式如图4.96所示：图4.96(1）确定底板面积底板长度和宽度应根据底板下混凝土的抗压强度确定。基础混凝土采用C25，初步确定，，锚栓孔布置如上图所示。（2）确定底板厚度：底板厚度由各区格最大弯矩计算确定。底板单位面积上压应力为：175 XXXX大学毕业设计说明书图4.97三边支承板及梁相邻边支承板，对于区格I：查《钢结构》上册表7－13，所以，由此计算底板厚度取板厚为20mm。（1）锚栓设计其计算简图如图4.98所示：底板单位面积压力为则锚栓所承受拉力为175 XXXX大学毕业设计说明书图4.98锚栓采用Q345钢，则整体式柱脚每侧所需的锚栓总有效面积：单个锚栓所必须的有效面为：查《钢结构设计》上册，选用直径为30mm的锚栓，（4）加劲板设计：加劲板强度与柱板件和柱脚底板连接可近似按照下列公式计算加劲板宽厚比不宜超过2号加劲板件，其所承受的剪力为或两者中的较大值来确定板件高度。假定焊脚尺寸为，则焊缝长度。取板件高度为250mm，板件与柱之间满焊，则焊缝长度为250mm,计算长度，满足构造要求。板件厚度，取板件厚度为10mm。3号加劲板件与2号加劲板件计算过程类似，可与2号加劲板尺寸一致。175 XXXX大学毕业设计说明书4号加劲板件：其所受的作用剪力为假定焊脚尺寸为，则焊缝长度取板件高度为100mm，板件与柱之间满焊，则焊缝长度100mm,计算长度，，满足构造要求。板件厚度，为方便施工和满足构造要求,取板件厚度为10mm。柱脚锚栓不能承受水平剪力,因此设置抗剪键。抗剪件采用槽形钢。4.8.4牛腿设计（1）牛腿设计：一般可取腹板高度为下柱截面高度的0.4～0.6倍，腹板的厚度由计算确定，但不宜小于10mm。截面尺寸如图4.99所示：图4.99牛腿所承受的组合内力值：牛腿承受一个吊车梁传来的偏心竖向力，包括吊车竖向荷载及吊车梁的自重。力的大小为：力作用点距柱内边缘的偏心值为e=230mm，则牛腿与柱连接处所受力为175 XXXX大学毕业设计说明书牛腿截面强度验算：经计算牛腿惯性矩为截面模量为板中心点处的面积矩图4.100腹板边缘处的折算应力则折算应力为（2）牛腿与柱连接处焊缝强度计算牛腿上翼缘与柱连接采用焊透的V形对接焊缝，下翼缘和腹板与柱连接采用角焊缝。腹板与柱连接采用角焊缝:构造要求：角焊缝的焊角尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍，1.2×10＝12mm，不得小于。因此，取。牛腿下翼缘与柱连接角焊缝尺寸承受由牛腿传来的水平力：则由牛腿传来的水平力：175 XXXX大学毕业设计说明书正面角焊缝连接的角焊缝的尺寸：构造要求：角焊缝的焊角尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。1.2×10＝12mm，不得小于。因此，取。（3）牛腿顶面宽度满足吊车梁搭接长度要求。图4.1014.9基础设计1、设计资料及说明820×520。土层冻结深度为-1.5m，最高地下水位-9.0m，经勘测和地基承载力标准值为150，无不良地基。基础的混凝土强度为C25，I级钢筋，垫层100厚，每边伸出长度为100mm。基础顶面标高-0.60m。基础顶面的荷载标准值为。基础埋置深度为-2.0m。2、荷载计算基础梁尺寸取250×450，其自重为0.25×0.45×6×25＝16.88kN压型钢板自重[（9.2-1.2）×6-3×2.4-3×0.9）×0.25＝9.525kN窗自重（3×2.4+3×0.9）×0.45＝4.455kN砖墙自重1.2×0.24×6×18＝37.58kN合计68.44kN由以上荷载所产生的弯矩3、确定基础底面尺寸由包头地区资料查得标高为粘性土，由《土力学与基础工程》查得粘性土先对持力层承载力特征值进行深度修正d取值按室外标高算起。1）初选基底尺寸计算基础及回填土重时基础175 XXXX大学毕业设计说明书埋置深度由于偏心作用，基础底面积按30％增大，即由，初选基底面积，且不需再对进行修正。2）验算持力层地基承载力基础及回填土重偏心距即。基础底面最大压力最后该基础底面尺寸为。混凝土刚性基础的各部分尺寸如图4.91所示：由教材《土力学与基础工程》第二版表查得满足刚性角要求，基础按构造配筋@150。由于基础底面平均压力值不超过300kPa的混凝土基础，不需验算柱边缘或变阶处的受剪承载力。抗风柱、平台基础设计与刚架柱基础类似。抗风柱采用，平台采用。基础配筋φ8@150详见基础图。175 XXXX大学毕业设计说明书图4.1024.10平台设计4.10.1平台板平台板选用平钢板，对人行通道和经常操作的平台，宜采用花纹平钢板。4.10.2板的内力计算铺板按无肋钢板，无肋钢板宜按构造配置加劲肋，肋的间距一般为板厚的100倍和短跨的2～2.5倍中较小值。选用8个厚的钢板，铺板为周边与梁上翼缘以构造间断焊缝连接的无肋平板，可以近似地按四边简支板计算。取1m宽板带为计算单元，单位板带上的均布荷载荷载设计值：175 XXXX大学毕业设计说明书总荷载设计值：查《钢结构设计手册》第三版P580表12-2弯矩计算：强度计算4.10.3次梁设计1、有铺板密铺在梁上的受压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时，不必验算梁的整体稳定性。图4.103次梁单位长度上的线荷载175 XXXX大学毕业设计说明书跨中的最大弯矩为支座处最大剪力为梁所需要的净截面抵抗矩为查《钢结构基础》教材附表1，选用I10,单位长度的质量为11.2,梁的自重为,其截面特性为2、验算梁自重产生的弯矩为梁自重产生的剪力为总弯矩为弯曲正应力为支座处总剪力为支座处最大剪应力为挠度计算175 XXXX大学毕业设计说明书满足要求。4.10.4主梁设计平台的刚性铺板可保证梁的整体稳定性。1、初选截面主梁的计算简图如图所示：图4.104次梁对主梁所产生的压力为次梁的总支座反力两端的次梁的压力取中间次梁的一半，。主梁的支座反力（未计主梁的自重）为跨中最大弯矩为梁所需的净截面抵抗矩为查《钢结构基础》教材附表1，选用I18,单位长度的质量为24.1,梁的自重为,其截面特性为2、验算梁自重产生的弯矩为175 XXXX大学毕业设计说明书梁自重产生的剪力为总弯矩和剪力为弯曲正应力为支座处总剪应为支座处最大剪应力为挠度计算满足要求。（注：恒荷载与活荷载共同产生的弯矩设计值/1.3近似等于弯矩标准值）4.10.5平台柱设计1、主、次梁连接采用平接，主梁支反力产生的弯矩较小。因此，按轴压柱计算。由于平台柱侧向未设支撑，因此平台柱的计算长度由于作用于柱上的压力很小，可先假定长细比。《钢结构基础》上册，由附表17-1和17-2分别查得和平台柱所需要的截面175 XXXX大学毕业设计说明书截面所需要的回转半径2、确定工字钢的型号与上述截面特性比较接近的型钢是I14因，需在y轴向设侧向支撑，则验算平台柱的整体稳定性和刚度先计算长细比，得到查表得，截面符合对柱的整体稳定性和容许长细比的要求。4.10.6楼体及栏杆设计楼梯及栏杆设计采用PKPM设计。详见结构施工图。175 XXXX大学毕业设计说明书第五章PKPM计算结果工程名:包头稀土高新区鑫泰印刷厂房************PK11.EXE*****************日期:5/31/2007时间:14:59:51设计主要依据:1、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001);2、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001);3、《钢结构设计规范》(GBJ17-88);4、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:98);5、上海市标准《轻型钢结构设计规程》(DBJ08-68-97);6、《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)。结果输出----总信息----节点总数：7柱数：4梁数：2结构形式：门式刚架,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：1.00支座约束数：2标准截面总数：2活荷载计算信息：考虑活荷载不利布置风荷载计算信息：计算风荷载175 XXXX大学毕业设计说明书抗震等级：2钢材：Q235梁柱自重计算信息：柱梁自重都计算梁柱自重计算增大系数：1.20基础计算信息：不计算基础混凝土梁支座负弯矩调幅系数：1.00梁刚度增大系数：1.00钢结构静截面面积与毛截面面积比：0.85温度计算参数：0窄行输出全部内容----节点坐标----节点号XY节点号XY节点号XY(1)0.006.30(2)11.486.30(3)0.009.20(4)11.489.20(5)5.749.77(6)0.000.00(7)11.480.00----柱关联号--------柱号节点Ⅰ节点Ⅱ柱号节点Ⅰ节点Ⅱ柱号节点Ⅰ节点Ⅱ(1)61(2)72(3)13(4)24----梁关联号----梁号节点Ⅰ节点Ⅱ梁号节点Ⅰ节点Ⅱ梁号节点Ⅰ节点Ⅱ(1)35(2)54----支座约束信息----(1)6111(2)7111----柱上下节点偏心----节点号柱偏心值节点号柱偏心值节点号柱偏心值节点号柱偏心值175 XXXX大学毕业设计说明书(1)0.00(2)0.00(3)0.00(4)0.00(5)0.00(6)0.00(7)0.00----标准截面信息----1、标准截面类型(1)16,220,220,520,8,10,10,5(2)16,220,220,520,8,10,10,52、标准截面特性截面号XcYcIxIyA10.110000.260000.36948E-030.17768E-040.84000E-0220.110000.260000.36948E-030.17768E-040.84000E-02截面号ixiyW1xW2xW1yW2y10.20973E+000.45992E-010.14211E-020.14211E-020.16153E-030.16153E-0320.20973E+000.45992E-010.14211E-020.14211E-020.16153E-030.16153E-03----柱布置截面号,铰接信息,截面布置角度-----柱号标准截铰接截面布柱号标准截铰接截面布面号信息置角度面号信息置角度(1)100(2)100(3)100(4)100----梁布置截面号,铰接信息,截面布置角度-----梁号标准截铰接截面布梁号标准截铰接截面布面号信息置角度面号信息置角度(1)200(2)200恒荷载计算...175 XXXX大学毕业设计说明书节点荷载：节点号弯矩垂直力水平力0柱荷载：柱号荷载类型荷载值荷载参数1荷载参数20梁荷载：NELIKLPXP1X11112.500.001112.500.00----恒荷载标准值作用计算结果-------柱内力---柱号MNVMNV1-13.8326.19-4.29-13.19-21.244.29213.8326.194.2913.19-21.24-4.29313.1921.24-4.29-25.63-18.964.294-13.1921.244.2925.63-18.96-4.29---梁内力---梁号MNVMNV125.636.1518.4426.32-4.270.432-26.324.270.43-25.63-6.1518.44---恒荷载作用下的节点位移(mm)---节点号.X向位移Y向位移1-1.260.0921.260.093-0.380.1240.380.12175 XXXX大学毕业设计说明书50.004.05活荷载计算...节点荷载：节点号弯矩垂直力水平力0柱荷载：柱号荷载类型荷载值荷载参数1荷载参数20梁荷载：NELIKLPXP1X11114.810.001114.810.00---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1-1.840.1020.000.103-1.210.154-0.660.155-0.935.90风荷载计算...----左风荷载标准值作用----节点荷载：节点号水平力垂直力0柱荷载：柱号荷载类型荷载值荷载参数1荷载参数2110.830.00211.820.00310.830.00411.820.00175 XXXX大学毕业设计说明书0梁荷载：NELIKLPXP1X1111-3.320.00111-2.160.00---节点侧向（水平向）位移(mm)---节点号δx节点号δx节点号δx节点号δx(1)5.453(2)3.852(3)6.593(4)6.050(5)6.324(6)0.000(7)0.000---柱内力---柱号MNVMNV144.58-19.8012.5718.2219.80-7.37231.99-11.4511.061.6611.450.383-18.22-19.807.3736.1219.80-4.984-1.66-11.45-0.38-7.0611.455.64---梁内力---梁号MNVMNV1-36.12-6.92-19.21-19.766.920.17219.76-6.75-1.547.066.75-10.84----右风荷载标准值作用----节点荷载:节点号水平力垂直力0柱荷载:柱号荷载类型荷载值荷载参数1荷载参数211-1.820.0021-0.830.0031-1.820.0041-0.830.00175 XXXX大学毕业设计说明书0梁荷载：NELIKLPXP1X1111-2.160.00111-3.320.00---节点侧向（水平向）位移(mm)---节点号δx节点号δx节点号δx节点号δx(1)-3.852(2)-5.453(3)-6.050(4)-6.593(5)-6.324(6)0.000(7)0.000---柱内力---柱号MNVMNV1-31.99-11.45-11.06-1.6611.45-0.382-44.58-19.80-12.57-18.2219.807.3731.66-11.450.387.0611.45-5.64418.22-19.80-7.37-36.1219.804.98---梁内力---梁号MNVMNV1-7.06-6.75-10.84-19.766.75-1.54219.76-6.920.1736.126.92-19.21吊车荷载计算...----吊车1----吊车连接节点数：2吊车连接节点号：1,2,最大轮压在左侧产生的各节点竖向荷载(Dmax在跨左)：143.000,89.800,最大轮压在右侧产生的各节点竖向荷载(Dmax在跨右)：89.800,143.000,空车最大轮压在左侧产生的各节点竖向荷载(Wmax在跨左)：0.000,0.000,175 XXXX大学毕业设计说明书空车最大轮压在右侧产生的各节点竖向荷载(Wmax在跨右)：0.000,0.000,吊车竖向荷载与节点竖向偏心距(m)：0.660,-0.660,吊车水平刹车力在各节点产生的最大水平力(Tmax)：2.450,2.450,吊车的横向水平荷载与各节点的垂直距离(m)：0.600,0.600,考虑空间工作和扭转影响的效应调整系数：1.000吊车桥架引起的地震剪力与弯矩增大系数：1.000吊车桥架重量：166.000----Dmax标准值作用位于跨左-------柱内力---柱号MNVMNV1-17.74141.25-10.76-50.03-141.2510.76232.7691.5510.7635.01-91.55-10.763-44.35-1.75-10.7613.161.7510.76424.261.7510.766.94-1.75-10.76---梁内力---梁号MNVMNV1-13.1610.53-2.81-3.06-10.532.8123.0610.88-0.67-6.94-10.880.67----Dmax标准值作用位于跨右-------柱内力---柱号MNVMNV1-32.7691.55-10.76-35.01-91.5510.76217.74141.2510.7650.03-141.25-10.763-24.261.75-10.76-6.94-1.7510.76444.35-1.7510.76-13.161.75-10.76175 XXXX大学毕业设计说明书---梁内力---梁号MNVMNV16.9410.880.67-3.06-10.88-0.6723.0610.532.8113.16-10.53-2.81----左来刹车标准值作用(Tmax作用向右)-------节点侧向（水平向）位移(mm)---节点号δx节点号δx节点号δx节点号δx(1)1.701(2)1.701(3)2.375(4)2.375(5)2.376(6)0.000(7)0.000---柱内力---柱号MNVMNV111.67-0.912.453.770.91-2.45211.670.912.453.77-0.91-2.453-3.77-0.912.455.240.910.004-3.770.912.455.24-0.910.00---梁内力---梁号MNVMNV1-5.24-0.09-0.910.000.090.9120.000.09-0.91-5.24-0.090.91----右来刹车标准值作用(Tmax作用向左)-------节点侧向（水平向）位移(mm)---节点号δx节点号δx节点号δx节点号δx(1)-1.701(2)-1.701(3)-2.375(4)-2.375175 XXXX大学毕业设计说明书(5)-2.376(6)0.000(7)0.000---柱内力---柱号MNVMNV1-11.670.91-2.45-3.77-0.912.452-11.67-0.91-2.45-3.770.912.4533.770.91-2.45-5.24-0.910.0043.77-0.91-2.45-5.240.910.00---梁内力---梁号MNVMNV15.240.090.910.00-0.09-0.9120.00-0.090.915.240.09-0.91地震计算...计算震型数：1地震烈度：8.00场地土类别：Ⅱ类附加重量节点数：0设计地震分组：第一组周期折减系数:0.80地震力计算方法：振型分解法结构阻尼系数：0.035-----左震动标准值作用计算结果-----地震力计算质量集中信息:质量集中节点号:123质点重量：175 XXXX大学毕业设计说明书86.61786.61767.941水平地震标准值作用底层剪力：30.449底层最小地震剪力：7.718各质点地震力调整系数：1.000地震力调整后剪重比：0.126第1振型结构自振周期为(已乘周期折减系数，单位：秒):0.498特征向量：0.7040.6951.000各质点的水平地震力(KN)：9.8199.68910.942---节点侧向（水平向）位移(mm)---节点号δx节点号δx节点号δx节点号δx(1)10.862(2)10.850(3)15.489(4)15.488(5)15.500(6)0.000(7)0.000---柱内力---柱号MNVMNV173.69-6.8315.2522.406.83-15.25273.536.8315.2022.22-6.83-15.203-22.40-6.835.4338.166.83-5.434-22.226.835.5138.19-6.83-5.51---梁内力---梁号MNVMNV1-38.16-2.46-6.62-0.042.466.62175 XXXX大学毕业设计说明书20.042.53-6.61-38.19-2.536.61-----右震动标准值作用计算结果-----地震力计算质量集中信息:质量集中节点号:124质点重量:86.61786.61767.941水平地震标准值作用底层剪力：30.449底层最小地震剪力：7.718各质点地震力调整系数:1.000地震力调整后剪重比：0.126第1振型结构自振周期为(已乘周期折减系数，单位：秒):0.498特征向量：0.6950.7041.000各质点的水平地震力(KN)：9.6899.81910.942---节点侧向（水平向）位移(mm)---节点号δx节点号δx节点号δx节点号δx(1)-10.850(2)-10.862(3)-15.488(4)-15.489(5)-15.500(6)0.000(7)0.000---柱内力---175 XXXX大学毕业设计说明书柱号MNVMNV1-73.536.83-15.20-22.22-6.8315.202-73.69-6.83-15.25-22.406.8315.25322.226.83-5.51-38.19-6.835.51422.40-6.83-5.43-38.166.835.43---梁内力---梁号MNVMNV138.192.536.61-0.04-2.53-6.6120.04-2.466.6238.162.46-6.62荷载效应组合计算...-----荷载效应组合及强度、稳定、配筋计算-------------------------------------------------------------------------------------钢柱1截面类型=16;布置角度=0;计算长度：Lx=13.56,Ly=6.30;长细比：λx=64.7,λy=137.0构件长度=6.30;计算长度系数:Ux=2.15Uy=1.00截面参数:B1=220,B2=220,H=520,Tw=8,T1=10,T2=10柱下端柱上端工况号MNVMNV145.813.7112.459.682.23-5.17248.58-1.5313.3012.326.48-6.033-61.3815.39-20.63-18.15-9.454.624-58.6210.15-19.77-15.51-5.203.765-16.5931.43-5.15-15.83-25.485.156-13.8326.19-4.29-13.19-21.244.29175 XXXX大学毕业设计说明书7-18.6735.36-5.79-17.81-28.675.798-44.9370.27-13.94-42.86-64.3313.949-42.1765.04-13.08-40.22-60.0813.0810-38.5062.55-11.94-36.73-55.8611.9411-44.9370.27-13.94-42.86-64.3313.9412-42.1765.04-13.08-40.22-60.0813.0813-38.5062.55-11.94-36.73-55.8611.9414-16.5931.43-5.15-15.83-25.485.1515-13.8326.19-4.29-13.19-21.244.2916-18.6735.36-5.79-17.81-28.675.791720.8514.805.41-0.52-8.85-1.041823.629.566.272.11-4.61-1.9019-43.4721.81-14.44-17.22-15.864.8320-40.7016.57-13.58-14.58-11.623.9721-7.4953.64-3.38-27.56-47.707.7522-4.7248.41-2.52-24.92-43.456.8923-71.8060.65-23.22-44.26-54.7113.6224-69.0455.41-22.37-41.62-50.4612.7625-7.4953.64-3.38-27.56-47.707.7526-4.7248.41-2.52-24.92-43.456.8927-71.8060.65-23.22-44.26-54.7113.6228-69.0455.41-22.37-41.62-50.4612.762920.8514.805.41-0.52-8.85-1.043023.629.566.272.11-4.61-1.9031-43.4721.81-14.44-17.22-15.864.8332-40.7016.57-13.58-14.58-11.623.973345.813.7112.459.682.23-5.173448.58-1.5313.3012.326.48-6.0335-61.3815.39-20.63-18.15-9.454.6236-58.6210.15-19.77-15.51-5.203.763725.9830.906.29-9.24-24.960.983828.7425.667.15-6.60-20.710.1239-81.2242.58-26.78-37.07-36.6410.7740-78.4537.35-25.92-34.44-32.399.91175 XXXX大学毕业设计说明书4125.9830.906.29-9.24-24.960.984228.7425.667.15-6.60-20.710.1243-81.2242.58-26.78-37.07-36.6410.7744-78.4537.35-25.92-34.44-32.399.914545.813.7112.459.682.23-5.174648.58-1.5313.3012.326.48-6.0347-61.3815.39-20.63-18.15-9.454.6248-58.6210.15-19.77-15.51-5.203.764979.2022.5514.6813.29-16.60-14.685081.9717.3115.5415.93-12.35-15.5451-124.5356.96-28.74-56.54-51.0228.7452-119.7448.95-27.26-51.97-43.9927.2653-124.3356.96-28.67-56.30-51.0228.6754-119.5448.95-27.18-51.73-43.9927.185579.0022.5514.6113.05-16.60-14.615681.7617.3115.4715.69-12.35-15.4757-16.5931.43-5.15-15.83-25.485.1558-13.8326.19-4.29-13.19-21.244.2959-78.79160.88-23.64-91.14-224.5123.6460-76.03155.64-22.78-88.50-220.2622.7861-57.77230.46-23.64-15.83-25.485.1562-55.00225.22-22.78-13.19-21.244.2963-57.77230.46-23.64-15.83-25.485.1564-55.00225.22-22.78-13.19-21.244.2965-16.5931.43-5.15-91.14-224.5123.6466-13.8326.19-4.29-88.50-220.2622.7867-16.5931.43-5.15-91.14-224.5123.6468-13.8326.19-4.29-88.50-220.2622.7869-16.5931.43-5.15-15.83-25.485.1570-13.8326.19-4.29-13.19-21.244.2971-98.63188.07-29.79-110.06-251.7029.7972-95.86182.83-28.93-107.43-247.4628.9373-77.61257.65-29.79-15.83-25.485.1574-74.84252.41-28.93-13.19-21.244.29175 XXXX大学毕业设计说明书75-77.61257.65-29.79-15.83-25.485.1576-74.84252.41-28.93-13.19-21.244.2977-16.5931.43-5.15-110.06-251.7029.7978-13.8326.19-4.29-107.43-247.4628.9379-16.5931.43-5.15-110.06-251.7029.7980-13.8326.19-4.29-107.43-247.4628.9381-43.4721.81-14.44-17.22-15.864.8382-40.7016.57-13.58-14.58-11.623.9783-125.50178.45-39.08-111.46-242.0829.4784-122.74173.21-38.22-108.82-237.8328.6285-104.48248.03-39.08-17.22-15.864.8386-101.71242.79-38.22-14.58-11.623.9787-104.48248.03-39.08-17.22-15.864.8388-101.71242.79-38.22-14.58-11.623.9789-43.4721.81-14.44-111.46-242.0829.4790-40.7016.57-13.58-108.82-237.8328.6291-43.4721.81-14.44-111.46-242.0829.4792-40.7016.57-13.58-108.82-237.8328.629345.813.7112.459.682.23-5.179448.58-1.5313.3012.326.48-6.0395-17.56121.52-6.65-61.96-164.2813.9296-14.80116.28-5.79-59.32-160.0313.0797-2.85170.22-6.659.682.23-5.1798-0.08164.98-5.7912.326.48-6.0399-2.85170.22-6.659.682.23-5.17100-0.08164.98-5.7912.326.48-6.0310145.813.7112.45-61.96-164.2813.9210248.58-1.5313.30-59.32-160.0313.0710345.813.7112.45-61.96-164.2813.9210448.58-1.5313.30-59.32-160.0313.07105-61.3815.39-20.63-18.15-9.454.62106-58.6210.15-19.77-15.51-5.203.76107-124.76133.20-39.72-89.79-175.9623.72108-121.99127.96-38.87-87.15-171.7122.86175 XXXX大学毕业设计说明书109-110.04181.90-39.72-18.15-9.454.62110-107.28176.66-38.87-15.51-5.203.76111-110.04181.90-39.72-18.15-9.454.62112-107.28176.66-38.87-15.51-5.203.76113-61.3815.39-20.63-89.79-175.9623.72114-58.6210.15-19.77-87.15-171.7122.86115-61.3815.39-20.63-89.79-175.9623.72116-58.6210.15-19.77-87.15-171.7122.86117-16.5931.43-5.15-15.83-25.485.15118-13.8326.19-4.29-13.19-21.244.29119-88.47160.89-26.88-95.58-203.6526.88120-85.70155.65-26.02-92.94-199.4026.02121-73.75209.59-26.88-15.83-25.485.15122-70.99204.36-26.02-13.19-21.244.29123-73.75209.59-26.88-15.83-25.485.15124-70.99204.36-26.02-13.19-21.244.29125-16.5931.43-5.15-95.58-203.6526.88126-13.8326.19-4.29-92.94-199.4026.02127-16.5931.43-5.15-95.58-203.6526.88128-13.8326.19-4.29-92.94-199.4026.02129-16.5931.43-5.15-15.83-25.485.15130-13.8326.19-4.29-13.19-21.244.29131-115.34160.89-36.17-96.97-203.6526.88132-112.58155.65-35.31-94.33-199.4026.02133-100.63209.59-36.17-15.83-25.485.15134-97.86204.36-35.31-13.19-21.244.29135-100.63209.59-36.17-15.83-25.485.15136-97.86204.36-35.31-13.19-21.244.29137-16.5931.43-5.15-96.97-203.6526.88138-13.8326.19-4.29-94.33-199.4026.02139-16.5931.43-5.15-96.97-203.6526.88140-13.8326.19-4.29-94.33-199.4026.0214179.2022.5514.6813.29-16.60-14.6814281.9717.3115.5415.93-12.35-15.54175 XXXX大学毕业设计说明书14347.4094.124.46-28.31-118.00-4.4614455.4776.967.02-18.74-96.85-7.0214556.41123.944.4613.29-16.60-14.6814662.97101.817.0215.93-12.35-15.5414756.41123.944.4613.29-16.60-14.6814862.97101.817.0215.93-12.35-15.5414979.2022.5514.68-28.31-118.00-4.4615081.9717.3115.54-18.74-96.85-7.0215179.2022.5514.68-28.31-118.00-4.4615281.9717.3115.54-18.74-96.85-7.02153-112.3940.31-24.97-44.95-34.3724.97154-109.6235.07-24.12-42.31-30.1224.12155-144.19111.89-35.20-86.55-135.7735.20156-136.1294.72-32.63-76.98-114.6232.63157-135.18141.71-35.20-44.95-34.3724.97158-128.61119.57-32.63-42.31-30.1224.12159-135.18141.71-35.20-44.95-34.3724.97160-128.61119.57-32.63-42.31-30.1224.12161-112.3940.31-24.97-86.55-135.7735.20162-109.6235.07-24.12-76.98-114.6232.63163-112.3940.31-24.97-86.55-135.7735.20164-109.6235.07-24.12-76.98-114.6232.63强度计算左翼缘最大应力比对应组合号:71,M=-98.63,N=188.07,M=-110.06,N=-251.70左翼缘最大应力比=0.588强度计算最大应力对应组合号:83,M=-125.50,N=178.45,M=-111.46,N=-242.08右翼缘最大应力比=0.599腹板最大应力比=0.456平面内稳定计算最大应力对应组合号:71,M=-98.63,N=188.07,M=-110.06,175 XXXX大学毕业设计说明书N=-251.70平面内稳定计算最大应力(N/mm*mm)=119.70平面外稳定计算最大应力(N/mm*mm)=197.21左翼缘最大应力比=0.588<1.0右翼缘最大应力比=0.599<1.0腹板最大应力比=0.456<1.0平面内稳定计算最大应力