(毕业论文)m跨门式刚架(带吊车)钢结构毕业设计计算书

'┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊宁波方舟彩钢公司轻钢结构厂房设计摘　　要本设计是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16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。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软件对估选梁、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钢，8.8级和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、独立基础共2页第2页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊DesigntolightsteelstructuralbuildingofNingboFangzhoucoloursteelcompanyAbstractThedesigntotheindustrialfactorybuildingofsteelconstructionadoptsportalframestructure:Eachspanis21mandconsistsof16tons,bridgetypecraneofA3grade.Thedesignismainlyaccordingtothecriterionof“CODERORDESIGNOFSTEELSTRUCTURES”（GB50017—2003）and“TECHNICALSPECIFICATIONFORSTEELSTRUCTUREOFLIGHT-WEIGHTBUILDINGSWITHGABLEFRAMES”（CECS102：2002）etc.Afterdecidedtheplanearrangementofframe,representativevalueofloadisfirstcaculated.TheinternalforceisanalyzedandcombinedinPKPMsoastochoosethesectionofbeamandcolumnandneglectesthefactorthatearthquakeisontheinfluenceofloadingetc.Basedontheseanalysis,thesectionofbeamandcolumniationisdecided.Thenthevibratecycleiscalculatedbythepeak-displacementmethodforstructuralinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce).Next,checkingstabilityoftheplanestructure.ThesteelbeamandcolumnemploysQ235carbonstructuralsteel.Connectionboltsarehighstrengthoffrictiontypewithbehavioralgrade8.8and10.9.RodformanualweldingusuallyadoptsE43.Andduringcalculatetheinternalforce,akindofmostunfavorableassociationhavebeenonlyselected,fetchthesafestresulttocalculate.Inaddition,foundationofthegroundhasbeencaculated.Becausethegeologicalconditionoftheplaceoffactorybuildingisbetter,thedesignplanisadoptedontheindividualfootingunderthepost.Havingfinishedtheroofbeam,internalforceandthesectionofmembershavebeencaculated.Finallydrawthebuildingandstructure.KeyWords：Light-weightsteelstructures、portalframe、bridgetypecrane、theinternalforceanalyzes、utilizingthepeak-displacementmethod、individualfooting共2页第2页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目　　录引　　言1文献综述2第一部分建筑方案设计61厂房的平面设计62厂房的剖面设计73厂房的立面设计84厂房的构造设计85总平面设计9第二部分结构设计101屋面檩条计算102墙梁的计算123抗风柱计算154柱间支撑计算185水平支撑计算176吊车梁计算207门式刚架计算267.1荷载标准值267.2初选截面错误！未定义书签。7.3截面特性277.4刚架内力计算277.5刚架截面验算558节点计算608.1柱脚计算608.2牛腿计算678.3梁柱连接设计算719基础梁及地基基础计算769.1基础梁计算769.2左柱基础计算779.3中柱基础计算84共2页第2页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊附表1内力组合表88致　　谢96参考文献97附录A毕业论文原始资料98附录B外文资料翻译101共2页第2页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊引　　言钢结构作为一种新兴的结构型式方兴未艾，由于其具有强度高、自重轻、安装方便、造型美观，施工周期短且不受季节变化影响，地基费用省等一系列优点，与混凝土材料相比，属环保型和可再次利用型材料，已被人们普遍接受。其中轻型钢结构以其经济、高效的优点在工业厂房、仓库、超市建筑中倍受青睐。本设计即为单层双跨的轻钢结构工业厂房，采用了门式刚架结构。共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊文献综述1.1国内外轻钢结构发展概况钢结构最早出现于欧洲大陆。1872年建成的索尔尼尔工厂大楼是世界上第一座钢框架结构房屋，至今已有100多年的历史。在这100多年里，钢结构的应用得到迅速发展，结构形式日趋广泛，设计理论及制造工艺日趋完善。钢结构以其强度高、塑性韧性好、加工制造易于工业化、施工周期短等优点而广泛用于大跨度、重载及高层建筑结构中。钢结构的主要结构形式有:桁架结构、框排架结构、平板网架结构、空间网壳结构、门式刚架结构及悬索结构等。轻钢结构是指承受相对较轻的外载，构件截面相对较小，结构自重相对较轻的全钢结构，是钢结构的一个重要分支。轻钢结构建筑是以经济断面型材，包括冷弯型钢、焊接或轧制H型钢、T型钢、焊接或无缝钢管等，作为其承重骨架构件，采用压型钢(铝)板、夹芯保温板、PC板等轻型材料作为其围护结构并辅以相配套的保温隔热材料、密封嵌缝材料、各种连接件、零配件等构成建筑物的整体，它的配件均在工厂制作，只需在施工现场进行简单的拼接安装。国外轻钢结构发展较早，最初用于建造私人汽车库等简易房屋。目前，轻钢结构已成为发达国家的主要建筑结构形式，英国新建的非居住类房屋建筑中90%的单层和60%的多层建筑都采用轻钢结构，美国在轻钢结构体系的分析、设计理论和方法及制造工艺上已经非常完善，开发了多种专利产品，其专用的设计软件可在短时间内完成设计、绘图、工程量统计及工程报价，在制作上也实现了高度的标准化及工厂化。在我国，传统意义上的轻钢结构主要是指由圆钢、小角钢组成的小型或小跨度屋架、刚架结构，多用于小型厂房、仓储或临时性建筑。随着以变截面门式刚架和彩色压型钢板为标志的新型钢结构体系的出现和应用，轻钢结构的概念发生了根本性变化。改革开放以来，我国的钢材产量迅速增加，为钢结构的发展奠定了物资基础。外国轻钢结构公司进入我国市场，又进一步推动了我国钢结构事业的发展。近年来，钢结构在中国正处于建国以来最好的一个发展时期。由于钢结构依其自重轻、基础造价低、适用于软弱地基、安装容易、施工快、周期短、投资回收快、施工污染环境少、抗震性能好等综合优势，与混凝土材料相比，属环保型和可再次利用型材料，已经越来越受到人们的青睐，在建筑工程中发挥着独特的作用。为指导和规范我国钢结构事业的发展，国家有关部门先后制定和修订了《钢结构设计规范》(GBJ50017-2003)，《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ500018-2003)和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2003)。这标志着我国轻钢结构特别是门式刚架轻钢结构的设计、制作、安装技术已日趋成熟。在我国门式刚架轻钢结构在各类轻型工业厂房、体育场馆、娱乐场所、仓库及储运设施、超市、零售和商业服务等建筑中得到了广泛的应用。1.2轻钢结构厂房的特点传统结构形式的工业厂房由于施工周期长、结构笨重、抗震性能差、不便于工艺调整等不利因素将逐渐被轻钢结构厂房所取代。共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊(1)结构自重轻，节约钢材.轻钢结构是相对于普通钢结构而言的，自重轻是轻钢结构重要特点之一。轻型钢结构重量是混凝土结构的1/8～1/10，是普通钢结构的1/2～1/3，因此，对地震区、地质条件差和运输不便的地区，其优越性更为明显。(2)结构安全可靠，抗震性能好。轻钢结构采用的钢材材料均匀，各向同性，塑性韧性好，构件断裂前有较大的延伸变形，故轻钢结构有较好的抗震性能。(3)房屋空间大，使用灵活。轻钢房屋构件截面远小于混凝土结构，结构占空间小，门架式轻钢房屋内墙均为非承重墙，用户可根据使用要求随意使用空间。故轻钢结构房屋为用户提供了最大、最有效的使用空间。(4)工业化生产、施工周期短。工厂制造，构件加工精度高，工地拼接，运输、安装方便，构件自重轻，安装不需大型起吊设备，焊接工作量少，无湿作业，不受季节影响，施工周期可以比混凝土结构至少缩短一半，加速了资金周转，综合经济效益好。(5)节能、美观、环保.轻钢结构房屋墙面、屋面采用彩色压型钢板或夹芯保温板，属节能产品。建筑外观美观，造型好。便于拆迁，易于回收利用。1.3轻钢结构厂房的结构形式灵活多变的结构形式，使轻型钢结构能满足各类工业建筑的要求，对于受工艺布置限制而需要有大跨度、大柱距的工业厂房、轻钢结构体系也能胜任自如。是当工艺调整改造，原轻钢结构厂房需要扩建时，因其四周围护墙是非承重的，可以随时拆除，轻易地按需要扩建厂房。轻钢结构厂房的结构形式主要有以下几种：1.3.1门式刚架钢结构体系：门式刚架轻型房屋钢结构体系采用门式刚架作为主承重结构，压型钢板为围护结构。典型的门式刚架结构体系由基础，主刚架，墙梁，檩条，屋面板，墙面板，抗风柱，屋面支撑，柱间支撑等组成。具体结构型式可以是单脊、多脊，单跨、多跨、高低跨，或单坡、双坡，陡坡、续坡、平坡、曲面屋面，跨内也可设单个或多个摇摆柱。刚架构件多采用焊接工形实腹截面，板厚一般在16mm以下，腹板高厚比较大，允许腹板局部失稳并按有效截面特性验算构件的强度和稳定性，变截面构件多通过改变腹板高度来实现截面变化。空腹或格构梁柱构件在工程中也有应用。刚架的梁柱节点和斜梁的现场拼接节点常采用高强度螺栓端板连接，可以是外伸式或平齐式。檩条或墙梁采用C或Z形冷弯薄壁型钢镀锌檩条或黑檩条，檩(梁)距1.5～2.5m，多采用普通螺栓与主刚架连接，可采用简支或连续体系，檩条(墙梁)端部可加隅撑。支撑的布置原则与普钢厂房(屋架)类似，屋面和柱间支撑常采用由张紧的圆钢组成的柔性支承，有吊车厂房的下柱支撑则需设计成刚性支撑。屋面板、墙板可采用单层或双层夹芯板、复合板或加保温层的单层板，并通过自攻螺钉或扣件与檩条及墙梁相连。门式刚架属于平面受力体系，非常适宜于跨度在18～36m之间、柱距7～9m、平面尺寸狭长的建筑，这使其成为国内外大规模现代化工业厂房首选结构形式。目前这种结构在我国实际工程中最大跨度已达81m，厂房单体最大建筑面积超过了7.5万平方米。1.3.2多层房屋钢结构体系：多层房屋钢结构体系主要采用轻型钢框架结构。框架梁、柱主要采用热轧或焊接H型钢或方、圆钢管，整个结构的用钢量在4050kg/m2共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊之间。典型的多层房屋钢结构体系由基础，框架梁柱，墙梁，檩条，屋面板，墙面板，屋面支撑，柱间支撑，楼层次梁，压型钢板楼盖等组成。承重结构一般柱距在6～12m之间，既可按平面框架也可按空间框架设计，必要时布置柱间支撑来保证整体稳定性、减小侧向位移。楼层采用主次梁体系及压型钢板组合楼盖或预制板加现浇板叠合楼盖。主梁和柱间刚接或铰接，主次梁间宜铰接。楼板与钢梁间通过抗剪栓钉连接，可提高梁的刚度和承载力。内墙为轻质隔断，外墙采用压型钢板或其它轻质墙体结构。多层房屋钢结构体系在很多情况下具有比混凝土结构更好的经济指标。多层房屋钢结构主要应用领域有住宅、多层工业厂房、学校、医院、办公、娱乐等公共建筑，超市、零售、百货等商业建筑，以及旧建筑加层、改扩建工程等。1.3.3冷弯薄壁型钢结构体系：冷弯薄壁型钢主要由0.5～3.5mm厚普通钢板或镀锌钢板经冷压或冷弯而成，基本形状为C形、Z形和方管(矩形)，并可形成各种折皱和卷边、拼成I形或T形，以提高截面刚度和承载力。冷弯薄壁型钢过去多用做屋面、隔断和围护结构的单体构件，如檩条、墙梁、山墙架，钢屋架、析架等，只有少量作为结构构件在中、小跨度门式刚架(无吊车)、货架中应用。而今在很多国家和地区采用冷弯薄壁型钢作为承重骨架的结构被越来越多地用到单、多层住宅和别墅建筑中，形成了冷弯薄壁型钢新型结构体系。冷弯薄壁型钢结构体系的框(刚)架梁、柱一般采用双C或四C槽钢组成的I及T形截面。承重骨架为平面框架，需布置柱间支撑保证整体稳定性。楼层采用主次梁体系及组合楼盖。不上人屋面则采用檩条和压型钢板。1.3.4金属拱型波纹屋盖结构体系：金属拱型波纹屋盖结构体系金属拱型波纹屋盖结构是一种用彩色钢板现场滚压成型的屋盖结构体系。将成卷的彩色钢板压制圆弧拱型槽板，需经过两道成型工艺:第一步将钢板轧成U形或梯形波纹直槽板，第二步通过在直槽板下部轧出横向小波纹而将直槽板轧成拱型槽板。拱型槽板的曲率大小就是靠板上横向小波纹的深浅来调整的。若干这样的拱型槽板经过锁边连接并吊装就位后便形成整个屋盖结构。屋盖的保温功能靠内部喷覆的保温材料来实现。金属拱型波纹屋盖结构集承重与围护功能于一体，具有无梁无擦板件之间锁边连接不需栓焊、防水性能好、施工速度快、用钢量省等优点，可广泛用于厂房、仓库、商场和机库、军营建设。1.4轻型门式刚架1.4.1门式刚架的应用单层刚架中，轻型门式刚架的应用最为普遍。它是现阶段国内轻钢结构的代表，也是市场需求量最大的一种钢结构形式。门式刚架按结构形式可分为实腹式和格构式。后者主要用于净跨度较大的建筑，而实腹式门式刚架由于其外形美观、线条醒目、安装方便、节省钢材和易于实现构件制作标准化的特点，被广泛应用于单层工业厂房、超市、展览馆、体育馆或仓库式工业建筑，取得了非常好的经济与社会效益。1.4.2轻型门式刚架的展望共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊门式刚架轻钢厂房结构是轻钢结构的重要分支，这种房屋具有重量轻、用钢省、造价低、在7度及以下地区不需考虑抗震、形式美观具有现代感、用途广泛、制作简单、施工周期短，深受制作、施工企业和广大用户欢迎。这种结构已成为钢结构行业甚至整个建筑业中发展最快的一种结构类型，每年新增建筑面积400多万平米，已在很大程度上取代了传统的混凝土工业厂房，取得了重大的经济效益。轻型门式刚架作为轻钢结构建筑体系中最具有生命力的结构形式，正在把我国轻型钢结构体系的建设推向一个新高潮，可以预见不久的将来它的应用前景更为广阔。第一部分建筑方案设计1厂房的平面设计根据生产工艺的要求，厂房平面为双等跨矩形平面。其横向定位轴线均与柱中心线重合；两边纵向定位轴线与柱外缘相重合，中间定位轴线与柱中心线重合。厂房内通道根据工艺需要及人员安全疏散要求，宽度取为3.6m。厂房两端出入洞口尺寸为。临时库房、办公室、会议室、厕所，根据生产要求和职工人员进行设计，考虑到面积和采光的要求，以附房的形式设置在厂房的东侧。厂房平面图详见建筑绘图部分图2。1.1厂房定位轴线的确定厂房跨度均为21m，檐口标高为9.000m，每跨各设有一台起重量为16t，A3工作制的桥式吊车，吊车数据如下：共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊吊车跨度S=19.5m，h＝1290mm（小车顶面到轨顶的距离），b＝180mm（轨道中心到吊车边缘的距离）。边柱和中柱皆选用H型工字钢，截面尺寸为H500×300×8×12；梁选用H型工字钢，截面尺寸为H600×300×8×12。厂房选用封闭型定位轴线：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。21=19.5+0.5+0.5/2+2K+2×0.18，得安全距离为K=195mm>80mm，满足要求。由上可得如下数据：mmmm1.2柱网布置根据毕业设计（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变形缝共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊由于该厂房纵向长度为60m，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。1.4屋面板及墙面板的选择由毕业设计（论文）指导书知，本厂房地处宁波市。该地区较为温暖，基本风压为0.50kN/m，基本雪压为0.30kN/m。根据以上的基本气象及荷载条件，屋面板及墙面板均选择压型钢板。屋面板型为：YX114-333-666-0.6，其屋面水平檩距取1.5m；墙面板型为：YX28-150-750-0.6，其墙梁间距取1.5m。2厂房的剖面设计2.1轨顶及牛腿标高的确定：柱顶标高（现定柱至梁底边高为9.0m）：轨顶标高；：轨顶到柱顶的高度；如图1.2所示。2.2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200mm。2.3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，且双跨厂房图1.2厂房的剖面采用单侧采光，其窗地比取1/4。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，上段为高侧倾斜固定窗、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，具体设计中是将共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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；上部可为倾斜固定窗，即固定式通风高侧窗，能采光，能防雨，能常年进行通风，不需设开关器，构造简单，管理和维修方便。2.4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，檐沟纵向坡度0.5%，雨水管每侧四根，用直径φ150的PVC雨水管。根据资料，宁波市的年均降雨量为522mm到615mm，故挑檐沟截面尺寸取高度为300mm，宽度为300mm；内天沟截面尺寸取高度为200mm，宽度为550mm。均能满足排水要求。3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。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1米，墙下设基础梁支撑在柱基础上，窗台以上部分采用夹芯板外墙，墙板采用H型墙梁与刚架柱连接。(2)屋面构造屋顶同样采用夹芯板，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。5总平面设计根据建筑场地示意图，综合考虑地形，建筑朝向、主导风向、防火安全，厂区内的道路绿化因素，合理布置厂房位置，使其满足生产工艺要求，达到技术经济合理，利于生产发展，方便职工的工作和生活的目的，总平面图参见建筑设计说明图纸。共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二部分结构设计1屋面檩条计算檩条选用卷边槽钢，屋面坡度为1/20（α=2.86°），屋面材料为压型钢板，板型为YX114-333-666-0.6。檩条跨度7.5m，在每跨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1.5m，檐口距地面高度9m。钢材Q235。1.1荷载标准值（对水平投影面）(1)永久荷载：压型钢板自重0.14kN/m檩条自重0.10kN/m小计0.24kN/m(2)可变荷载：屋面均布活荷载0.50kN/m，雪荷0.30kN/m，计算时取两者的较大值0.50kN/m。(3)风荷载：基本风压：ω0=0.50kN/m共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001），房屋高度小于10m，由地面粗糙度为C类查表7.2.1可知=0.74，风振系数。风荷载体型系数取边缘带=-1.7（吸力）。垂直屋面的风荷载标准值：。图2.1檩条计算简图1.2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：kN/mkN/m°kN/m°kN/m弯矩设计值：kN·mkN·m(2)永久荷载与风吸力组合（1.0×永久荷载+1.4×风荷载）檩条线荷载：°kN/m°kN/m弯矩设计值：kN·mkN·m1.3截面选择选用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，则：1.4有效截面计算h/b=200/70=2.86<3.0,b/t=70/2.5=28<31=31,且a/t=20/2.5=8,故檩条全截面有效。1.5强度验算根据课本公式（1－67）验算檩条在第一种荷载组合作用下①、②两点的强度：共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊＝193.35+1.63=194.98N/mm15故=1.0。忽略墙架垂直荷载的偏心，设抗风柱自重为0.20kN/m，抗风柱计算长度=1.0×(9525+600)=10125mm抗风柱最大弯矩×3.150×=40.366kN·m抗风柱最大轴力0.63×7+10.125×0.2×1.2=6.840kN(1)弯矩作用平面内稳定性计算1012.5cm，1012.5/12.57=80.55<150=649.125kN等效弯矩系数取1.0；按b类截面，查表得：=0.684。=4.38+169.42=173.80N/mm1.95cm满足要求。(3)肋板计算：肋板厚度取mm，按悬臂梁计算：跨长mm，取截面400mm10mmN/mm肋板强度验算：kN·mkNN/mmN/mmN/mmN/mm焊缝验算：肋板与底板连接处水平焊缝①:共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊设mm则=68.337N/mmN/mm肋板竖向焊缝②：焊缝取mm已知剪力kN,kN·mN/mmN/mmN/mmN/mm(4)隔板计算：隔板按悬臂梁计算:跨长mm，取截面400mm10mm因其底板平均压力很小，可以不必验算隔板强度，隔板与底板和柱的腹板焊缝均可按构造要求,取mm焊缝。8.2牛腿计算8.2.1牛腿所受作用力的设计值kNkNkNkN·m8.2.2选截面所需净截面抵抗矩为：=463.6cm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，得共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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14mm。图8.3牛腿截面尺寸翼缘板宽度为200mm，翼缘得外伸宽度为mm翼缘板的局部稳定可以保证。使用变截面牛腿，端部截面高度为mm。8.2.3强度验算cmcmcmcm正应力为N/mm215N/mm剪应力为N/mm215N/mm8.2.4焊缝计算取焊脚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共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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和剪力引起的应力共同作用：N/mmN/mmN/mmN/mm满足要求。8.2.5牛腿肋板计算牛腿构造及尺寸如图8.4所示，肋板承受的压力为图8.4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，则肋板外伸宽度共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊mm，取mm厚度mm，取mm。(1)承压强度计算：切肢尺寸确定：翼缘处mm，取20mm腹板处mm，取30mm承压面积mm端面承压强度设计值为N/mmN/mm满足要求。(2)稳定计算：阴影面：mm绕腹板中线的截面惯性矩为：mm回转半径：mm按截面c类，查得稳定系数N/mm215N/mm(3)强度计算：按悬臂梁计算，每块肋板受力为：kNkN·mN/mmN/mmN/mmN/mm(5)焊缝计算：肋板与翼缘板连接处水平焊缝：设mm,则N/mmN/mm共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊肋板与腹板连接处竖向焊缝：设mmN/mmN/mmN/mmN/mm8.3梁柱连接设计算8.3.1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，梁截面尺寸为H600300812，端板布置如图8.5所示：：(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8.5取值。则端板的尺寸为：mmmm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：=116.723kNkN单个高强度螺栓受剪、受拉承载设计值为：图8.5左柱与左梁的连接kN共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊kN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，mm②无加劲肋类端板第三排螺栓的设计拉力为：kNmm故板厚取20mm。(3)门式刚架斜梁与柱相交的节点域剪应力验算：N/mm(2)确定端板的厚度：伸臂类端板：图8.6左梁与左梁的连接mm取板厚mm。(3)焊缝计算：因剪力较小，梁的腹板与端板焊缝可按构造要求，取mm焊接。8.3.3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，梁截面尺寸为H600300812，端板布置如图8.7所示：共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊(1)确定螺栓尺寸：如图上翼缘两侧各设置8个螺栓，取mm，如图8.7取值。则端板的尺寸为：mm=972mm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M24；设计预拉力P为225kN；螺栓孔径为26mm。则连接中受力最大螺栓承受的拉力及剪力为：=136.186kNkN单个高强度螺栓受剪、受拉承载设计值为：=91.125kNkN拉剪共同作用下，受力最大螺图8.7左梁与中柱的连接栓的承载力验算：(2)确定端板的厚度：①两边支承类端板：端板外伸时，mm②无加劲肋类端板：第四排螺栓的设计拉力为：共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊kNmm故板厚取22mm。(2)刚架斜梁与柱相交的节点域剪应力验算：N/mm满足要求。(3)构件腹板强度验算：kNkNN/mmN/mm满足要求。(4)腹板与端板的焊缝计算：取焊脚mm，N/mmN/mm。9基础梁及地基基础计算9.1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1m高的保护墙体。墙体厚度为240mm，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，墙体自重标准值为5.24kN/m（包括双面抹灰），墙面板自重传给了强梁,故可不传给基础梁计算。(1)计算简图如图9.1所示：计算跨度：共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊取7.5m托梁截面尺寸：m，取mmmm，墙体计算高度：m图9.1计算简图(2)荷载计算基础梁顶面的荷载标准值为基础梁自重：kN/m；墙体顶面的荷载标准值为：基础梁以上墙体自重标准值=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求所需纵向钢筋，先假定受力钢筋按一排布置，则mm则联立求解上述二式，得mm，1349.1mm验算适用条件实际相对受压高度为故可根据计算结果选用钢筋的直径和根数。查表选用，422，实mm。受压区按构造，选配212。(4)基础梁斜截面承载力计算因支座边缘处的剪力，故选此截面进行抗剪配筋计算，该截面的剪力设计值为共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊复核截面尺寸，，属一般梁，kN40.455kN截面尺寸满足要求。(5)箍筋计算kN40.455kN故可按构造配箍筋，选用双肢箍6@300。基础梁配筋见图9.2所示：图9.2基础梁配筋9.2左柱基础计算表9.1地质情况表岩土分类土层深度(m)厚度范围(m)地基承载力特征值土的重值杂填土0.0—0.50.511016粘土0.5—1.51.017018.5粗砂1.5—4.53.025020.5砾砂4.5—5.034022地质情况如上表9.1所示：左柱轴力标准值为231.347kN，弯矩标准值为172.144kN·m，剪力标准值为46.176kN；第二组数据：110.070kN，181.584kN·m，42.009kN；67.425kN。其相应的设计值为kN，kN·m，kN；共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第二组数据：kN，kN·m，kN；kN。基础顶面距设计地面的距离为600mm，钢筋保护层取35mm，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9.1和图9.3。9.2.1确定基础尺寸基础采用阶梯型，假定基础埋深为m（按室外地面算起），宽度取m的值。(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，又查表得，，（先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图9.3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：共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊kN·m合力偏心距：mm，即满足基底压力标准值为：kPakPa基底边缘最大压力标准值为：=116.413kPakPa，满足在第二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合力偏心距：=0.548mm，即满足基底压力标准值为：kPakPa基底边缘最大压力标准值为：=103.769kPakPa，满足则该柱基础的底面长m，宽m且m不需再对进行修正。9.2.2计算基底净反力基础底面最大和最小净反力：在另一组数据下的偏心距及基底净反力：基础底面最大和最小净反力：共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊综合比较后，以下均采用第一组数据进行计算。9.2.3基础高度(1)柱边基础截面抗冲切验算（如图9.4所示：）初步选择基础高度mm，mm（有垫层）因偏心受压，验算时取。mm>m故取2.6m则m冲切力：=0.884m图9.4冲切承载力截面位置kN抗冲切力：（查得）=1252.400kN>67.315kN，满足。基础分三阶：第二阶mm，mm，取m，m第三阶mm，mm，取m，m(2)变阶处抗冲切验算：第二阶mm第三阶mm与柱边基础截面抗冲切的计算方法相同，经验算变阶处的抗冲切承载力均满足。9.2.4配筋计算(1)基础长边方向Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）柱边地基净反力=48.368弯矩：kN·m共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊mmⅢ-Ⅲ截面（变阶处）地基净反力=55.776kN·mmmⅤ-Ⅴ截面（变阶处）地基净反力=65.036kN·mmm比较，和应按在长边方向（2.6m宽内）配1210@200实际mm>647.5mm，符合构造要求。(2)基础短边方向Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）kN·mmmⅣ-Ⅳ截面（变阶处）kN·m共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊mmⅣ-Ⅳ截面（变阶处）kN·mmm比较，和应按在短边方向（3.5m宽内）配1610@200，实际mm>329.8mm，符合构造要求。基础配筋见图9.5所示：图9.5基础配筋共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊9.3中柱基础计算中柱轴力标准值为kN，弯矩标准值为kN·m，剪力标准值为kN；第二组数据：kN，，。其相应的设计值为kN，弯矩设计值为kN·m，剪力设计值为；第二组数据：kN，，。基础顶面距设计地面的距离为500mm，钢筋保护层取35mm，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9.1和图9.6。9.3.1确定基础尺寸基础采用阶梯型，假定基础埋深为m，宽度取m的值，如图9.6所示：(1)地基承载设计值：kN/m，kN/mkN/m持力层地基承载力特征值kPa，又查表得，，图9.6kPa(2)计算基础底面积：取基础和回填土重度kN/m按公式，得：mm共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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：=0.265mm，即满足基底压力标准值为：kPakPakPakPa基底边缘最大压力标准值为：=155.492kPakPa，满足经验算在另一组数据（中心荷载作用下）该基础地基承载力满足要求。则该柱基础的底面长m，宽m。9.3.2计算基底净反力基础底面最大和最小净反力：在第二组数据（中心荷载作用下）的基底净反力：9.3.3基础高度(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）因偏心受压，验算时可取不利的。m；mm图9.7冲切承载力截面位置共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊则m冲切力：mkN抗冲切力：（查得）=370.832kN>105.502kN，满足。基础分二阶，下阶mm，mm，取m，m(2)变阶处抗冲切验算：第二阶mm与柱边基础截面抗冲切的计算方法相同，经验算变阶处的抗冲切承载力满足。9.3.4配筋计算(1)基础长边方向Ⅰ-Ⅰ截面（柱边）柱边地基净反力=109.743弯矩：kN·mmmⅢ-Ⅲ截面（变阶处）地基净反力=128.377kN·mmm比较和应按在长边方向（1.6m宽内）配1210@130,实际mm>729.2mm，符合构造要求。在第二组数据下（中心荷载作用下）基础长边方向的配筋满足要求。(2)基础短边方向Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊kN·mmmⅣ-Ⅳ截面（变阶处）kN·mmm在第二组数据下（中心荷载作用下）基础短边方向的配筋计算Ⅱ-Ⅱ截面（柱边）=63.507kN·mmmⅣ-Ⅳ截面（变阶处）=27.226kN·mmm因此按在短边方向（2.4m宽内）配图9.8基础配筋1110@200，实际mm>600mm，符合构造要求。基础配筋见图9.8所示。附表1内力组合表附表1共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊续表共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊致　　谢本论文得到了贾冬云老师的悉心指导和全力支持。贾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。在此向贾老师致以最衷心的感谢！在完成论文的过程中还得到了翟老师和混凝土组的各位老师的指点帮助。潘典书、孙呐等同组同学在我做毕业设计期间也给了我很大的帮助，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106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊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]王肇民.建筑钢结构设计.上海：同济大学出版社，2001[3]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[4]宋曼华，柴昶.钢结构设计与计算.北京：机械工业出版社，2004[5]汪一骏等.轻型钢结构设计手册.北京：中国建筑工业出版社，2004[6]冯东等.轻型钢结构设计指南.北京：中国建筑工业出版社，2004[7]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[8]于克萍，胡庆安.结构力学.西安：西北工业大学出版社，2001[9]陈晓平，陈书中.土力学与地基基础.武汉：武汉工业大学出版社，1999[10]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[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共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊附录A毕业论文原始资料建筑工程学院土木工程专业2006届毕业设计（论文）指导书长春某轻钢结构厂房设计（跨度2-15m，柱距9m，桥式吊车2-10t，檐口高度8m）指导教师贾冬云学生姓名王存弟学号019024299一、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1.建筑地点及拟建基地平面图建筑位于本市某区，由主管部门批准厂区规划示意图如下：图一建筑地点及拟建基地平面图2.建筑面积和层数厂房建筑面积1900-2400平方米，单层。3.结构形式门式刚架结构（全钢结构）。4.设计任务（1）建筑设计部分i.)使用要求共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊两跨厂房：跨度均为15m，9m柱距，屋面坡度1/20，檐口高度8m。每跨各设有起重量为10吨、工作级别为A3的桥式吊车1台。车间职工人数约60人左右，男女比例3:1。车间内应设200平米左右临时库房，设休息室、办公室和卫生间（面积自定）。立面设计要体现现代化建筑风格，色彩简洁明快。ii.)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；iii.)成果形式（a）建筑设计说明书（b）绘制图纸：总平面图（比例1:500）,要求绘出厂区道路、绿化区等；一层平面图、屋顶平面图、正面和侧立面图（比例1:100）；剖面图1～2个（比例1:100）；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共5～6个，（比例1:20～1:10）（2）结构设计部分i.)内容要求（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、地震作用计算；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。ii.)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（比例1:100）和基础详图（比例1:30～1:50）；结构平面布置图（比例1:100）；吊车梁及制动结构平面布置图（比例1:100）；柱间支撑布置及详图；墙架及屋面结构布置图（比例1:100）；一榀刚架结构图（比例1:30～1:70）；吊车梁及制动结构详图（比例1：50～1：20）；其它必要的节点详图3～5个（比例1:50～1:30）。（3）毕业设计成果i.)设计说明书部分（采用统一稿纸，并由打印机输出）A．中、外文摘要（300字左右）；B．建筑、结构设计说明书（3000~4000字，含图表）；共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊C．结构设计计算书（约2万字）；D.经济指标分析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）。ii.)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。5.建筑技术条件（1）气象条件本地区基本风压0.65kN/m2,基本雪压0.35kN/m2。（2）工程地质条件i.)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。ii.)建筑场地类别：Ⅱ类场地土；iii.)地震设防烈度：7度；iv.）地下稳定水位距地坪－6.0m以下；v.）地基基础设计等级为丙级。表1地质情况表序号岩土分类土层深度(m)厚度范围(m)地基承载力特征值土的重值1杂填土0.0—0.50.5110162粘土0.5—1.51.017018.53粗砂1.5—4.53.025020.54砾砂4.5—5.034022附录B外文资料翻译框架结构：综合性，静态性能和稳定性能的综合报告摘要：综述由检测静力荷载下钢结构反应方法的发展过程组成。按照定义的精确度和复杂性以及主要效应尤其是连接效应讨论了多种可能的选择。考虑了高层和低层结构。文中一部分把许多相对忽略的特点与基于二维的分析，钢结构，刚结点结构的特点进行了比较。1介绍共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊钢框架结构静态荷载下综合性能的论文从最早期的以钢结构为主题的出版物中就有了。Baker在目前广为人知的建筑钢结构杂志的第一版的前言中，谈到钢结构研究委员会在1920年到1930年期间在英国的重要工作，他成为该委员会的技术官员，Baker最初只是负责钢结构领域的出版工作。提及写于1929年第6期杂志，其中第2期谈到了结构分析的基本条件。70年后出现了大量的专业书籍，从不同方面论述了钢结构的全部反应。因此钢结构反应分析的课题迅速发展——发生于本世纪早期的基础除外。在过去的40年中，从Livesley的文件资料出现开始，这一发展与计算机科学的进步联系起来。用于结构分析的各种方法是：线性和非线性；有或无材料以及非线性几何；二维或三维，如果包含塑性那么变化程度的复杂性可用屈服分布时刚度的损失来监测。多注意连接点，地基以及其它建筑构造部分。例如楼层，拉接条和骨架外墙等部位的影响。类似楼房失火，温度升高的模拟反应是可行的，关于这一课题的文献很多，包括联系以某一特殊部位为主题的迅速发展的历史特殊阶段。如60年代塑性绞接分析，80年代半刚性和部分强度的连接作用。90年代温度升高方式的研究等。因此，技术回顾现状是可选择且不可避免的。目前致力于提高现状及理解水平，不再试着彻底的查找容易达到当前状况的早期稿件。由于以“可锻性与抗震发应”为主题的令人称赞的会议的存在，研究并没有提及自己以及在动力荷载和重复加载作用下的活动状况。2构架分析类型尽管有时出现独创性的选择，几乎所有的现代分类的结构分析都不同于Livesley首次用过的基体刚度的方法。它基本上描述了构架在通过一系列联系的方程与一组结合点加荷载的变形相联系后的反应。那些结合点通常是杆件间的连接点。从线性弹性作用的初始条件开始，绞接点或刚性结点和最好的二维内部平面实施，用以覆盖空间构造，逐渐得以发展的方法在表1中列出。各种可用的分析方法的最重要区别是：·弹性或非弹性·线性或非线性几何不论是松散的塑性绞接还是逐渐扩散的塑性区域，都对其塑性做了描述。非线性几何经常做力的辅助分析。楼边全是压力对有效弯曲独立部件P－δ产生影响和整个构架变形引起的内部弯矩P－△变大的结果。许多分析结合了材料和非线性几何结果成为更近似真实情况下的极限强度的分析方法。图1重现了较为人知的几个不同近似值的对比，大致而言，近似值越是复杂，对计算机能力的要求越高，越是脆弱，相关的数字处理可能影响结果。同时第一种增加了较少的因子,共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊越是复杂的近似值要求越高的技术和理解能力，以避免得出严重不符事实的结论。因此，考虑到相当大的益处，尽可能使近似值的精确度接近设计的值，连同用于提高理解力的永远的专门方法和复杂精密的方法，与线性分析联系有很大的益处，因为按照叠加原理不同荷载情况下的结果更容易操作。3连接效应的识别结构分析的传统方法（包括基本的基体硬度法）中假设销点和钢结构两极限存在使很早就公认的，它只不过论述了易于操作的简单方法——总体上较为复杂的状况下，可能的空间一端。实际上钢结构工程中，梁柱之间的连接，弯矩能力和转动硬度变化，经不同的连接方法实际测量获得证实，许多力矩轴成M－Ф曲线图。结点处的影响将很快北纳入整体结构的分析中，承担起使用基于基体刚度方法的软件或使用象梁一样特别设计的技术，甚至更合理，目前对典型使用线性或非线性的起拱线，通常都有商业可用的包装供选择，结果，发表了大量的分析差别和关于半刚性结点在结构分析中的作用的论文。直梁基本上是一种图解的结构，其在梁的特性中加如测试过的结合处M－Ф曲线图，通过它固定梁的最终荷载承受力就确定了，它只能用于固定结构的梁的分析，首次使用至少可追溯到从钢结构研究委员会的工作开始。图2（a）和（b）解释了基础的概念，许多最近使用不断的更尖端的形式的直梁方法的例子可以在Somer，Kennedy，Nethercot和Zandonini及Zanon等刊物中找到，在图2（c）中更为复杂的直梁结构。超过仅仅假设连接的弹力模型，一些学者通过主要连接点的刚度和强度特点提出了一个更为全面的表示不同结构现象的共同点。一种结果是Innsbruck提出的弹力模型变化程度的复杂性；另一个是连接单元划于存在的分析软件中，如Nottingham设计的ABACUS软件。这种方法允许对重要位置的结点更严格的检测。柱的表面不如柱和梁的交叉中心线，它在物理方面的特性限定了尺寸和变化，如图3所示，对比了多种假设的连接特殊结构构架的连接。4分类——全面反应前面部分描述的多种分析方法的应用表明：在给定任何状况下，最合适的选择成为一个重要的问题。应该选择最简单的始终保证严格表示所有主要作用的导出规则。因此，完全无弹性的非线性分析似乎十分有必要。最近几年中，简单方法的发展抓住了主要性能或对定义的结构的限定。在足够克制某些影响时，或者忽略或它们的影响十分简单。第一个话题包含后一个，通过对概念的分类，这一部分讲了第二各方面。简而言之，结构的分类是关于需要选择合理的部分及结点的结构内如何确定内力的分布的工程学结果的形式。最简单的构成包含所有的支撑结构。基于支撑柱距，硬心墙或剪力墙抵抗横向荷载，成为没有支撑的稳定结构（横向荷载源于构架自身的结构的相互作用）。摆动或非摆动多大程度上依赖于二次的作用十分重要。程度不同的获得通过线性和二次作用的分析得出。很明显，没有必要确定分析实际中的二次作用。共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊EC3处理是阐述分类规则的标准。一个结构可能归入稳定结构，如果它的反应对平面水平力足够大，为了满足忽略任何加上的内力或从结点水平位移上的弯矩的可接受的精度。应用规则依据或者设计垂直荷载少于10％的弹性垂直荷载，摆动方式或在建筑结构的柱和梁的情况下，分为由单独设置的标准提供横向刚度的检测是可能的。一个刚架应被认为加支撑的结构。5分类——连接的作用在对结构全部反应中的影响，对连接性能潜在的重要作用的认识表明开始确定内部弯矩和力的分布的方法与连接的方法保持一致。最简单的例子是基于pin-point的模型的分析，长结构建立在分割成的简单而连续的结构。同时后面假设构件间间完全连续旋转。最近，半刚节点行为的研究已经导出第三种定义“半连续”结构。这些事例中清楚的裕量一定要有实际结点的特征。这自然提到一个问题：什么时候是那种需要分析的状态？这在回答的过程中，通过对扩充概念分类包括如表2中应用结点作用。增加连接的强度和旋转刚度的性能，有必要考虑它们的韧性。对简单或连续构架最基本的分类如下：结构分析允许实际连接性能的结果（变形和弯矩）不同于假定的铰接/刚性连接情况下获得的结果，分别超过x％，x是一个合适的较小值。第一个提出连接分级的系统出现于1990年，它基于图4中定义的区域，其中弯矩M和连接扭矩θr已经无量纲其中Mp：梁的塑性力矩其中，d：梁的高度严格地讲，图4表示了仅仅依据刚度划分连接的分类。然而，与此相关的是复杂的强度检测与0.2-0.7的值，它与柔性，半刚性和半刚塑性，刚性结点分别有关。这个计划的微细差别用在EC3的ENV部分，基本上，图5替代图4提供独立的刚性，半刚性刚度边界，包括6高级分析传统的分析和设计构架结构的方法可归为两种基本的相互独立的操作：结构分析用来确定变形阶段内部弯矩和力的分布构件和结点设计（利用前面设置的弯矩和力），一般一个或多个相互作用公式。两种操作的主要不便和缺点已经认识很长时间了，随着计算机能力的发展，基于单机中动态连接它们已经稳定的增加。这种方法已形成多种设计文件的“高级分析”共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊，它的目标是利用结构分析表示每一个单元构件，在这种分析中独立构件的设计检查要有足够的模型精度。因此，适当的表示非线性几何作用，弹性，构件和构架缺陷，构件的刚度。应用构件和构架荷载等一定要包含在结构分析中。构架分析和设计的基本方法在AISCLRFD详细的目录中，Chen和Kim列出基于有效长度效应下构件不稳定对简便方法的限定。1.有效长度方法不能精确说明系统结构和构件间相互作用。这是因为大系统中的相互作用十分复杂。通过简单的有效长度因子K，结果这种方法不能解释实际构架中构件的实际强度。2.有效长度方法不能抓住结构系统中非弹性再分配。因为一次塑性分析B1和B2因子，只解释二次效应而不是内力的非弹性再分布，提供了稳妥的在大系统中极限荷载的能力。3.有效长度法，给定荷载情况下，结构系统的失效模型。这是因为CRFD相互作用等式大系统的失效模型不能提供荷载作用下的任何信息。4.计算机设计时的界面不友好。5.有效长度方法需要对独立构件进行长时间的检验及计算及计算K因子。Chan和Zhou提出的单元公式克服了传统方法中的困难。当在“高级分析”中充分提出所有要求时，PEP提出了熟悉的Hermite构件立方单元，这种方法的有效性通过柱状图演示的结果与BS5950，在单一构件力的变化时，Part1和系墙结构，柱状结构分析的变化十分吻合。Chen和Kim提出的的相似的要求，尽管他们的“高级分析”不仅仅是处理每一单元时方法的叠加，而是综合的基础系统。它似乎为单元构件和解释广泛的构架中荷载的历史反应再生成一个柱状曲线图。利用高级分析特殊的影响时允许的缺陷可归结为两种：1.构件缺陷2.楼层或构件缺陷前者传统的上导致说明在方法上解释了构件刚度相互作用机理，柱状就曲线等，然而后者基于获得的长度通过建筑结构中抽取的测量数据，除明显的可能受限的构架数据困难之外，还需要严格的统计学解释。证明最恰当安排抽取数据输入整个构架分析中不明显，这种分析中还有一个问题是一次或二次单性或弹塑性等。在过去20年里，对这个问题的大量研究的文章就已发表，基于数值参数的研究，作为确定趋势的基础。一般认为：最大单层的倾斜比抽取构件平均高度更重要。分析包括构件缺陷的全部作用的0.2％的裕量是合适的，当在不允许构件缺陷的分析中用“等价缺陷”时，裕量应增加到0.5％。7门式刚架共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊在英国结构钢主要用于图6所示的单层门式刚架结构或三角结构中。尽管英国90％市场分配与其他地方不相符。门式刚架仍代表全球刚架结构中一个重要的市场。而基于一次性分析的弹性设计是可能的。英国实际上已利用简单的塑性理论。无论在哪里的设计，因此基于塑性变形机制。当然，安全保证是必要的。尤其涉及到通过不稳定的形式发生过早破坏。局部——避免仅用1类部分限定的平面元素构件。构件——通过用拉结条控制合适的约束无支撑的长度。构架——是本节综述中最重要的简单的塑性理论或刚塑性理论有时不考虑结构的变形。文中公式由基于非变形几何的破坏机制的多种可能的研究。尽管满足低的建筑结构，在不安全方面更多的忽略二次效应能导致十分严重的误差。当然，全荷载下，基于二次弹塑性分析的设计包括描绘连续塑性节点，应克服这种可能——但仅通过增加设计方法的复杂性。十分重大的，此外，这种类型的综合处理仅仅可能需要构架的实际比例。一种有意义的方法因此应用于简单确定构架的分类，不止需要一个基本的刚塑性方法。一个基础包括利用Merchant-Rankine公式。构架中最简单的近似破坏荷载λF表示：其中，是弹性极限荷载；是刚塑性破坏荷载。很明显，如果比大，对后面不稳定性的影响很小，并且接近。比例至少是10时导致少于10％的误差，进一步发展形成一个频繁发生点。然而，有必要实际控制破坏形式与一致的方法，与公式中弹性屈服和刚塑性破坏工作好。考虑采用修正的BS5950：part1，修正公式（3）如下：当≥10：＝1.0；10＞≥4：＞4:利用二次性综合分析。一系列实际事例包括托臂，多拉构架，支柱和屋顶梁，跨度内的椽，铰接或固定在编纂中提到。这确认了应变硬化有益的作用和其它采用更精确模型的设计特点。这主要采用了Davies的工作，他比较早的指出措施，缺乏椽内轴向荷载作用的防备。不能总是保证需要荷载因子的完成。对于从业者的意义：限定达到从刚塑性理论中获得的as。Davies建议现存的BS5950中的限制Part1也许不总是可以提供理想荷载因子。在英国发展的工作更好的定义那种限制。标准与简单近似相比一定要评估，当然，结果要从精确的分析中获得。8负面作用共106页第100页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊这方面综述的准备自动展现了一系列与已涉及的主题相比而忽略的主题。为了进一步的研究，接下来不是全部的但包括主要的处理作为一种描述考虑成熟的主题方法来进一步研究。对比强调梁和柱的连接行为一致而言，强度，刚度和旋转能力应用与实际柱子基础的形状还没有深入的研究。某种程度上，COSTC1项目的工作已经修正了这种繁琐。对此特殊的贡献者综述了有限材料的应用为预设计提供了可以解释一系列基础柱的旋转刚度的思路，当回顾最近的主题包括基础柱的作用，当判断风力矩方法在复杂结构中的应用时。Hensman和Nethercot解释有些应用试验或支持理论的研究实际上涉及实际的布置。现有的一些工作只处理基础板和混凝土。有一个明显的发展真正的理解合理考虑土体量的相互作用造成的添加复合物范围。构件分析90％的贡献局限与二维性能的研究。从30年前，当计算工具发展到可以解决这些问题时，处理三维反应似乎更加流行。然而，过去几十年的发展认为：各种非线性作用在二维中已很难取代三维，当然问题的所有方面变得更加复杂，例如Ng和Morris提出应该处理构件，地板，墙和结点如何作用。三维梁，柱间连接数据已产生，并发表了在三维受约构件变形的论文。然而，构件性能的考虑，以后它们需处理扭矩，弯曲，以及复杂的作用被认为更具挑战性。这方面的工作Liew等人正在着手做。提出一个变革即将来临。大量研究纯结构性能大大超过研究构架相互作用和其他结构件如覆层和支撑柱也许是真的。Wood的工作再一次唤起三十年前的兴趣，提出了用简单概念表示诸如对角线支柱覆层的影响。和关于利用垂直薄钢板的刚度控制偏移的可行性研究。然而，这些发展不包括现代非线性的处理方法。按照标准软件的有效性和合理的应用的引导。对模型的这些影响的建议明显不足。只是最近钢结构的分析才重视包括复合作用的可能性。再次介绍几个复杂的因子：符合两的刚度随局部构件分布而变化，最近才开始理解复合连接的性能。与完整的构架状况相比，大量详细的分析研究独立复合组件的反应——梁，柱，或最近连接——应用。希望这些尽快综合到复合构架的处理中，相应的高级分析现在用于二维纯钢结构反应的研究。9．结论：概述了静力荷载下钢结构的结构分析的发展。最新的研究十分重视考虑节点的突出作用以及概念分类的讨论。与强调2维纯钢结构的确定相比忽略了主题方面的考虑。讨论了提高分析能力的方法对设计方法的影响。共106页第100页'