某单层钢结构厂房计算书毕业设计论文

'潍坊学院本科毕业设计（论文）前言钢结构如今已成为建筑行业的首选，尤其是再超高层建筑。其不但克服了混凝土结构的自重问题，而且施工周期短更适用于厂房。本次设计小组由12人组成，在柳长江院长的指导下完成设计，每人的轨顶标高和柱距均有差异，这样使每个成员皆可以熟悉钢结构的设计流程并熟练掌握。这次毕业设计是针对我们大学生在校四年所学知识的一个综合归纳，把所学的知识融会贯通起来。在设计过程需要查阅很多资料如：国家规范、图集等，更进一步接触建筑行业所需的书籍；所使用的设计软件PKPM是在掌握手算过程的基础上进行计算以提高速度，并出施工图用绘图软件AUTOCAD进行修改。因本次设计是第一次真正意义上的设计，包括建筑和结构设计，虽已掌握了其基本知识，但尚未熟练，再加上时间有限，设计中难免会有错误发生，还望指导老师给予批证。                                                学生：马相虎                          2013.06.014 潍坊学院本科毕业设计（论文）目录摘要I第1章建筑设计11.1工程概况11.2单层厂房平面设计11.2.1平面形式的确定11.2.2柱网布置的确定11.2.3厂房门的确定21.2.4散水的确定21.3单层厂房剖面设计21.3.1柱顶标高的确定21.3.2室内地坪标高的确定31.3.3采光、通风的确定31.3.4屋面排水的确定31.4厂房立面设计41.5其他建筑构造41.5.1屋顶的确定41.5.2地面的确定41.5.3屋脊的确定4第2章吊车梁设计52.1设计资料52.2吊车荷载计算52.3内力计算62.3.1吊车梁中最大竖向弯矩的计算62.3.2吊车梁的最大剪力的计算62.3.3水平方向最大弯矩72.4截面选择72.4.1梁高初选72.4.2确定腹板厚度72.4.3确定翼缘尺寸74 潍坊学院本科毕业设计（论文）2.5截面特性82.5.1毛截面特性82.5.2净截面特性92.6梁截面承载力验算92.6.1强度验算92.6.2梁的整体稳定性验算102.6.3腹板局部稳定验算112.6.4翼缘局部稳定验算112.6.5疲劳验算122.6.6挠度计算122.7连接计算122.7.1焊缝强度计算122.7.2支座加劲肋计算13第3章门式刚架设计153.1设计资料153.2荷载计算153.3内力计算173.3.1永久荷载作用下的内力173.3.2可变荷载作用下的内力203.3.3风荷载作用下的内力203.3.4吊车荷载作用下的内力213.4内力组合273.5截面验算303.5.1刚架梁303.5.2刚架柱32第4章节点设计364.1梁柱节点364.1.1螺栓布置及验算364.1.2端板厚度设计364.1.3梁柱节点域剪应力计算374 潍坊学院本科毕业设计（论文）4.1.4验算梁腹板的强度374.2牛腿节点3684.2.1牛腿处荷载计算384.2.2牛腿根部截面强度验算38第5章檩条设计405.1檩条的毛截面几何特性405.2荷载计算405.3内力计算405.4截面验算415.4.1有效宽度计算415.4.2有效截面特性435.4.3强度计算445.5风吸力组合下稳定计算445.6挠度计算445.7拉条强度验算45第6章墙梁设计466.1截面初选466.1荷载计算466.3内力计算476.4截面验算486.4.1有效截面计算486.4.2有效截面模量506.4.3强度验算506.4.4稳定性验算516.4.5挠度验算526.4.6拉条强度验算52第7章基础设计547.1基础梁设计547.1.1基础梁设计资料544 潍坊学院本科毕业设计（论文）7.1.2基础梁截面设计547.2基础设计557.2.1确定基底尺寸557.2.2确定基础高度和构造尺寸577.2.3基础底板配筋58结束语60参考文献61附录162附录263致谢704 潍坊学院本科毕业设计（论文）潍坊市环保设备7号生产车间设计摘要：本次设计的题目潍坊市环保设备7号生产车间设计。结构形式采用轻钢结构门式刚架。厂房跨度21，柱距6m。设计包括建筑设计和结构设计，围护结构采用彩钢夹芯板，。根据整个工程的工程概况、自然条件、地理环境以及荷载来确定建筑设计方案并优化。建筑设计包括单层厂房的平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设计、屋面排水设计等内容。平面设计由平面形式选择、柱网布置等；立面设计主要是门窗的布置；剖面设计主要有柱顶标高的确定等。核心内容是结构设计，设计原则：确保厂房的安全性、适用性、耐久性，同时经济性。结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计分析、内力计算组合、梁柱截面的选取和验算、节点设计、檩条设计、墙梁设计和基础设计等。关键词：门式钢架；建筑设计；结构设计；内力分析；设计原则26 潍坊学院本科毕业设计（论文）EVIROMENTALPROTECTIONEQUIPMENT7thCOMPONENTFACTORYDESIGNOFWEIFANGABSTRACT:Theprojectisnamedasaenvironmentalprotectionequipment7thcomponentfactoryofWeiFeng.Thetypeofthestructureisarigidframeoflight-weightsteelstructuresform.Thespanofthebuildingis21mwhilethatofthecolumnis6m.Thisdesignincludingtwoarchitecturaldesignandstructuraldesignanddouble-sidedcompositesandwichpanelsareusedasretainingstructure.Basedonthegeneralsituationoftheprojectandtechniques,naturalconditions,geographicalenvironmentalandload,istodetermineandoptimizethearchitecturaldesignplan.Inthisdesign,thearchitecturaldesignofthesingle-storeyfactorybuildingiscomposedofgraphicdesign,facadedesign,profiledesign,lightingdesign,aerationdesign,draindesign,andsoon.Thegraphicdesignincludesthechoicesofplaneform,netcolumnlayout;Facadedesignismainlyaboutthelayoutdesignofthedoorsandwindowswhileprofiledesignisconsistofthesettingoftheheightofthecolumn.Thestructuraldesignisthecoreofthewholedesign,theprincipleofwhichistoensuresecurity,application,anddurability,meanwhilemakingthedesigneconomicandrational.Themaincontentsofthedesignarethedesignofcranebeam,loadstatisticsandanalysis,thecalculationofinternalforces,thecombinationofinternalforces,selectingandcheckingofthebeams’cross-section,thedesignofthenodes,purlindesignandwall-beamdesign.Inaddition,mydesignalsocontainsfoundationdesign.KEYWORDS:typeofthestructurearchitecturaldesign，structuraldesign,analysisofinternalforces，principleofthedesign.26 潍坊学院本科毕业设计（论文）第1章建筑设计1.1工程概况一：工程概况1、工程名称：某环保设备生产7号车间设计。2、建设地点：拟建建筑物位于潍坊市。3、建设规模：总建筑面积2016平方米。4、本项目拟定开工日期：2013年7月1日，竣工日期：2013年10月31日。5、设计要求：单层轻型钢结构厂房，厂房内设起重量5t吊车2台，轨顶标高7.6m二：设计资料1、气象条件1）温度：最热月平均30.1℃，最冷月平均-5.2℃，夏季极端最高41.8℃，冬季极端最低-8.5℃。2）相对湿度：最热月平均73%。3）气象条件：全年为偏南风，夏季为东南风，基本风压0.40kN/m2。；基本雪压W0=0.35kN/。2、工程地质条件1）地形概述：拟建场地地形平缓，地面标高在85.00~86.00m之间。2）自然地表1m内为填土，填土下层为3m厚砂质黏土，再下层为砾石层。砂质黏土允许承载力标准值为250kN/。砾石层允许承载力标准值为300~400kN/。3）地下水位：地表以下3.0m，无侵蚀性。4）地震设计烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，场地类别为Ⅲ类。3、建筑等级：本工程建筑类别为丙类，耐久等级为三级，使用年限为50年。4、抗震设防烈度七度，耐火等级二级5、屋面防水等级：三级6、框架结构抗震等级：三级，地基基础设计等级：丙级7、施工条件1)建设场地平坦，道路通畅，水、电就近可以接通，基本具备开工建设条件。2)拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。1.2单层厂房平面设计1.2.1平面形式的确定厂房的平面设计首先满足生产工艺的要求外，在建筑设计中应使厂房的平面形式规整以便节省投资和占地面积，选择柱网应使厂房具有较大的通用性，并使设计的厂房便于施工，正确选择采光和通风，合理地布置有害工段及办公室，制定安全疏散及防火措施等。本工业厂房采用矩形的平面形式，此平面形式相比于其他形式各工段较为紧凑，运输路线短，工程管线短，形式规整，占地面积少。且厂房的宽度有限，采光通风都能容易解决。1.2.2柱网布置的确定柱网尺寸即决定了厂房的跨度、柱距，又确定了刚架，屋面板，吊车梁的尺寸。为支承屋顶和吊车在相应位置必须设柱子。目前，626 潍坊学院本科毕业设计（论文）米柱距是我国基本柱距，应用较广泛，经济效果也较好。因此厂房柱距为6米，跨度21米，长度96米。平面布置图如图1.1示。图1.1平面布置图1.2.3厂房门的确定结构耐火等级为Ⅱ级，防火规范中对此类建筑物的最远点至疏散门的允许距离要求为不限，考虑到工艺设计及行走方便，厂房开设4个门，平面位置详见建筑平面图，考虑到厂房为预制构件生产车间可能会有汽车起重机的出入，取门宽和高：，厂房门采用卷帘门，靠近主要交通干道，以便运输设备进出和人员疏散。1.2.4散水的确定以便将雨水排至远处使厂房外墙不受侵蚀，在其四周将地面做成向外倾斜的坡度即散水，坡度为10%，宽度为900，构造做法：素土夯实，150mm厚3：7灰土，50厚150号混凝土撒1：1水泥砂子压实赶光，散水面距地面20。散水做法见下图1.2示。图1.2散水做法1.3.单层厂房剖面设计1.3.1柱顶标高的确定厂房内有吊车作业，柱顶标高按式（1-1）确定：式（1-1）式中：：柱顶标高；26 潍坊学院本科毕业设计（论文）：吊车轨顶标高（）；：吊车轨顶至小车顶面的高度（）；：小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸（）。此间隙尺寸，很据具体情况可取300，400，500。根据设计要求，取7.6，查吊车资料可得：=1689~1926，取1700，取300。柱顶标高为：H=7.6+1.7+0.3=9.6，取9.6米，符合3M要求.。1.3.2室内地坪标高的确定通常来讲，单层厂房室内外地坪需设置高差，以防止雨水倒灌侵入室内。但为了便于运输便利，这个高差又不宜太大，因此高差取值为200。确定室内地坪标高为，室外标高为。1.3.3采光、通风的确定采用天然采光设计，即根据采光等级，查规范确定窗地比来确定窗子的面积，从而设置窗户的几何尺寸及位置，以保证室内采光强度、均匀度等要求。由于单侧采光不均匀，衰减幅度大，所以采用双侧开窗。采光等级为Ⅲ级，根据采光等级查得窗地比为1：4，又因厂房内有吊车工作，同时采用高低窗。为便于施工及不使吊车梁遮光，高窗下沿距吊车梁顶面距离要适中，规范规定至少高出吊车梁顶面600,本设计取600。低窗下沿一般略高于工作面800～1200，本设计取800。窗的确定：厂房的总面积：，根据采光等级查得窗地比为1：4，窗户的总面积为：，南北立面双侧开窗，兼顾墙梁位置，高窗高度为1.8，距吊车梁顶面600；低窗高度为2.4，距地面800，山墙也设置高低窗，以增加窗的面积，具体尺寸和位置同南北立面。窗面积计算：正立面：背立面：左立面：右立面：所以面积为：183.6+226.8+45.36+36.72=512.5>504符合要求。采用自然通风设计。厂房中热源主要来焊接加工散热、自设备散热、围护结构（包括门窗）向室内传递热量，为排出这些热量，一般采光和运输要求开设的门窗就能满足，故低侧窗做成开闭式，高侧窗封闭式就可以通风要求。1.3.4屋面排水的确定屋面排水形式是根据屋顶坡度而选择的，屋面承重结构的型式和屋面构造形式起决定作用。排水形式：有组织排水和无组织排水，天沟，雨水斗，雨水管等构件构成了有组织排水的主干。天沟的做法及形状与屋面有关，该屋面采用压型钢板，有较好的密实性不渗漏，故天沟可直接设在屋面上。同时为了雨水在天沟内能容易的排出，应做垫坡，其坡度应在0.5%---2.0%之间，取1.0%，由于采用槽型天沟，天沟沟壁顶面应低于分水线50，以免积水渗漏。根据《房屋建筑学》（第一版）中表19-6，确定雨水管直径100mm，最大集水面积：504平方米。该厂房屋顶面积约为2016平方米，则需要的雨水管数量为，按构造选取10根，对称布置在南北立面，具体做法与尺寸详见屋面排水示意图。26 潍坊学院本科毕业设计（论文）1.4厂房立面设计立面设计同平面、剖面设计一样是建筑设计重要组成部分。平面、剖面设计突出平面组合等方面，解决生产与经济问题；立面设计，则从外观形象上，反映平面、剖面。厂房的基本数据如：跨度、长度和柱距以及门窗的位置及屋盖形式等，都在建筑设计中的平面、剖面设计中得以确定，再由立面设计，确定檐口标高，门窗洞口标高及位置，室内外高差等；可选的墙，墙体材料和建筑形式清晰，反映了其处理方法，以及基于现有柱，门，窗，墙壁，装饰线条，雨篷等部分组成，形成简洁大方，比例对称，色调纹理统一的效果。详见立面图。1.5．其他建筑构造1.5.1屋顶的确定屋面采用有檩体系，在刚架斜梁上设置C型冷弯薄壁型钢檩条，屋面采用彩钢夹芯板铺设檩条之上。其优点是施工方便，体重比大，此外表面有色彩涂层，具有防锈、耐腐蚀、美观等功能。考虑屋面排水，屋面坡度取10%。1.5.2地面的确定由于厂房内地面随时可能承受集中荷载或者动荷载如：重物材料、机械放置，车辆行驶等，故地面采用砼实铺。铺设时，将扰动的土夯实后再铺3:7灰土并夯实，1：3水泥砂浆找平，然后再铺设混凝土面层。地面做法如下图1.3示。图1.3厂房地面做法1.5.3屋脊的确定屋面板采用彩钢夹芯板，屋面连接形式及构造见下图1.4示：图1.4屋脊连接构造26 潍坊学院本科毕业设计（论文）第2章吊车梁设计2.1设计资料厂房柱距为6米，跨度21米，长度96米，吊车梁采用Q235钢梁，焊条为E43型，计算长度取7.5m，无制动，支撑于钢柱牛腿上，突缘式支座，5吨桥式起重吊车，吊车参数如下：软钩，A5工作制，总重12吨，最大轮压5.2吨，小车重8.5吨，轨道选用铁路轨TG-38（轨高134，底宽114，重量387.3N/m）或50×50方钢，轮距及外轮廓几何尺寸如图2.1，2.2所示：图2.1轮距示意图2.2吊车荷载计算吊车的竖向轮压标准值：式（2-1）吊车横向水平荷载标准值：①吊车每个轮上的横向水平荷载标准值为：式（2-2）：小车重量，无说明时，软钩吊车可近似按下述情况确定：当≤50t时，=0.4；当＞50t时，=0.3;：吊车一侧轮数；：系数，对硬钩吊车，=0.2对软钩吊车，当≤10t时，=0.12；当15t≤≤50t时，=0.10；当＞75t时，=0.08。②每个轮上的横向水平荷载最大标准值为：式（2-3）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）5.3.1规定：当计算吊车梁及其连接的强度时，吊车竖向荷载应乘以动力系数。对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1～A5的软钩吊车，动力系数可取1.05。《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）3.2.5规定：基本组合的荷载分项系数，应按下列规定采用：1、永久荷载的分项系数：1)当其效应对结构不利时，由可变荷载效应控制的组合，分项系数1.2；永久荷载效应控制的组合，分项系数1.35；2)当其效应对结构有利时的组合，应取1.0。2、可变荷载的分项系数：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）通常取1.4；对于标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷取1.3。3、对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，荷载的分项系数应按有关的结构设计规范的规定采用。吊车荷载动力系数α=1.05，吊车荷载分项系数=1.40。则吊车荷载设计值为：竖向荷载设计值：=1.051.450.2=73.8式（2-4）横向荷载设计值：=1.4x[0.12x(10+2.3)]/2x2=0.87KN式（2-5）2.3内力计算2.3.1吊车梁中最大竖向弯矩的计算吊车梁上有两个轮压时，最不利轮位如下图2.3，C点是最大弯矩Mmax对应的截面位置。图2.3吊车梁在双轮压作用下弯矩计算简图考虑吊车梁自重对内力的影响，将内力乘以增大系数=1.05，则C点的最大弯矩值为：==1.05×=116.6式（2-6）则在处相应的剪力为==1.05×=32.3。式（2-7）2.3.2吊车梁的最大剪力的计算荷载位置如图2.4，26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图2.4吊车梁在双轮压作用下剪力计算简图Vmax===1.05×73.8×。2.3.3水平方向最大弯矩==4.7。2.4截面选择2.4.1梁高初选由经验公式估算梁所需要的净截面抵抗矩：梁的高度在净空方面没有限制条件；容许最小高度由刚度条件决定，按容许挠度值()要求的最小高度为：梁的经济高度为：。考虑梁截面高度大一些，更有利于增加刚度，所以初选梁的腹板高度为2.4.2确定腹板厚度按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为：。当梁端翼缘截面无削弱时，系数宜取1.2；当梁端翼缘截面有削弱时宜取1.5。由经验公式确定的腹板厚度取腹板厚度。2.4.3确定翼缘尺寸初选截面时可取，由公式确定翼缘板的面积为：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）上下翼缘面积按总面积60%及40%分配。通常可按选择翼缘厚度，所以可确定受压翼缘的厚度满足25，解得可取t=12mm。当利用部分塑性，即=1.05时，悬伸宽度比应不超过；而=1.0时则不超过15。由于吊车梁承受动力荷载，不考虑其塑性发展，受压翼缘的自由外伸长度与其厚度之比应满足所以所以取同时也满足轨道连接（无制动结构）的要求和的要求。取下翼缘宽厚度为12。初选截面如图2.5所示图2.5吊车梁截面2.5截面特性2.5.1毛截面特性上翼缘对中和轴的毛截面面积矩：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）上翼缘对y轴的截面特性：2.5.2净截面特性，上翼缘对轴的截面特性：2.6梁截面承载力验算2.6.1强度验算1）正应力上翼缘正应力：下翼缘正应力：对需要计算疲劳的梁，不考虑截面塑性发展，即取2）剪应力计算支座处剪应力由公式得26 潍坊学院本科毕业设计（论文）当梁端翼缘无削弱时，系数宜取1.2，当梁端翼缘有削弱时宜取1.5。1）局部压应力已知钢轨轨高134mm；计算的腹板局部压应力为集中荷载增大系数对重级工作制吊车梁取，其他梁，2）折算应力腹板与受压翼缘交点处需要计算折算应力，其正应力与剪应力分别为：则折算应力为当与异号时，=1.2，当与同号或=0时，=1.12.6.2梁的整体稳定性验算吊车梁的平面外的计算长度=6000，由于，按照钢结构设计规范（GB50017-2003）第4.2.1条规定，应计算梁的整体稳定性，因集中荷载作用在跨中（跨中无侧向支承）附近的上翼缘，根据钢结构设计规范附录B的方法：梁的整体稳定性系数：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）计算整体稳定性满足要求。2.6.3腹板局部稳定验算吊车梁横向加劲肋的宽度不宜小于90mm。在支座的横向加劲肋应在腹板两侧成对设置，并与梁上下翼缘刨平顶紧。中间横向加劲肋的上端应与梁上翼缘刨平顶紧，在重级工作制吊车梁中，中间横向加劲肋亦应在腹板两侧成对布置，而中、轻级工作制吊车梁则可单侧设置或两侧错开设置。在焊接吊车梁中，横向加劲肋（含短加劲肋）不得与受拉翼缘相焊，但可与受压翼缘焊接。端加劲肋可与梁上下翼缘相焊，中间横向加劲肋的下端宜在距受拉下翼缘50—100mm处断开，其与腹板的连接焊缝不宜在肋下端起落弧。当吊车梁受拉翼缘（或吊车桁架下弦）与支撑相连时，不宜采用焊接。，因有局部压应力，则应按构造配置横向加劲肋，在腹板的两侧对称布置。加劲肋的间距应满足。，。取加劲肋间距为。加劲肋截面尺寸按下列经验公式确定：外伸宽度：，取。厚度：，取为6mm。为了减少焊接应力，避免焊缝的过分集中，横向加劲肋的端部应切去宽约（但不大于40），高约（但不大于60）的斜角，在该设计中切角取宽30，高45。加劲肋计算简图如图2.6所示26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图2.6加劲肋计算简图2.6.4翼缘局部稳定验算受压翼缘自由外伸长度与其厚度之比为：局部稳定满足要求2.6.5疲劳验算该吊车为中级工作制吊车，不必进行疲劳验算，因此只需要采取以下措施来满足疲劳强度的要求：（1）上翼缘与腹板采用焊透的T形对接焊缝，质量等级为一级。（2）加劲肋下端一般在距吊车梁下翼缘（受拉翼缘）处断开，不与受拉翼缘焊接，以改善梁的抗疲劳性能。本设计中取60；吊车梁横向加劲肋的上端应与上翼缘刨平顶紧并焊接。2.6.6挠度计算验算吊车梁刚度时，应按效应最大的一台吊车的荷载标准值计算，且不乘动力系数。对于重级工作制吊车梁除计算竖向挠度外，还应验算其水平方向的挠度。计算吊车梁的挠度为：满足要求。2.7连接计算2.7.1焊缝强度计算在轻中级工作制吊车梁的上、下翼缘与腹板的连接中，可采用连续的角焊缝。上翼缘焊缝除承受翼缘和腹板间的水平剪力外，还承受有吊车轮压引起的竖向剪应力。其焊脚尺寸不应小于6mm。当中级工作制吊车梁的腹板厚度大于14mm时，腹板与上翼缘的连接应尽可能采用焊透的K形坡口对接焊缝。26 潍坊学院本科毕业设计（论文）对于A5级工作制吊车梁上翼缘与腹板的连接，规范规定采用焊透的K形坡口对接焊缝。焊透的K形坡口对接焊缝经过用精确的方法检查合格后，即可认为与腹板等强度而不再验算其强度。A5级工作制吊车梁下翼缘与腹板的连接，可以采用自动焊接的角焊缝，但要验算疲劳强度。1）上翼缘板与腹板连接焊缝的计算=0.9mm取=8mm2）下翼缘与腹板连接焊缝下翼缘截面对中和轴的面积距下翼缘实际采用。3）上下翼缘采用均能满足要求，为方便施工，加劲肋亦采用2.7.2支座加劲肋计算图2.7支座加劲肋计算简图取突缘支座加劲板的宽度为250mm，厚度为12，伸出翼缘下面20，小于2=24即-12250614计算简图如图2.7。承压面积：计算支座加劲肋的端面承载力：满足强度要求。对于突缘支座26 潍坊学院本科毕业设计（论文）由轴心受压截面分类确定为b类，查表得，，则计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性为，均满足要求。26 潍坊学院本科毕业设计（论文）第3章门式刚架设计3.1设计资料单层厂房采用双单跨双坡门式刚架，跨度21，共有16榀刚架，柱距6，屋面坡度1/10，地震设计烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，场地类别为Ⅲ类。地质条件:自然地表1m内为填土，不宜作为天然地基持力层，填土下层为3m厚砂质黏土，砂质黏土允许承载力标准值为250kN/m2，可作为天然地基持力层。再下层为砾石层，砾石层允许承载力标准值为300~400kN/m2，良好的地基持力层和下卧层。因此柱高:9.6+0.5=10.1m刚架计算简图如下图示。屋面及墙面板为彩钢夹芯板；檩条、墙梁为冷弯薄壁卷边C型钢，钢材采用Q235钢，焊条为E43型，手工焊。计算简图如图3.1示。图3.1刚架计算简图3.2荷载计算屋面采用EPS夹芯板，板型号960，基板厚度：顶板0.476mm，底板0.376mm。75厚聚苯乙烯泡沫填充，密度12.12,以防水密封膏满灌密封板缝，乳白色，屋面坡度10%，外挂天沟排水：PVC100落水管。EPS夹芯板，板型1150，基板厚度：顶板0.476mm，底板0.376mm用于0.8m以上的墙体。75厚聚苯乙烯泡沫填充，密度12.12,以防水密封膏满灌密封板缝。1）永久荷载标准值：彩钢板EPS夹心板（75厚）支撑檩条及悬挂物合计：0.45永久荷载标准值为：2）可变荷载标准值活载（不上人屋面）0.3026 潍坊学院本科毕业设计（论文）雪载：雪荷载标准值；：屋面积雪分布系数；：基本雪压。可变荷载=max（屋面活荷载与雪荷载）：根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102-2002)第3.2.2条规定，大于60平方米的钢架构件，屋面竖向均布活荷载的标准值不小于0.30。厂房跨度21m，柱距6m，受荷水平面积为>60，屋面活荷载取0.35。（3）风荷载标准值地面粗糙度：B类；基本风压为；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)规定取值，高度10m时，；；风载体形系数根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102-2002)附录A的封闭式单跨双坡屋面中间区的相关规定取值。如图3.2示图3.2风载体形系数计算采用《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102-2002)中A.0.1的要求，基本风压值按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定值乘以1.05。各个面的风荷载标准值具体如图3.3示图3.3左风荷载作用示意图由，可得：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）其中为压力，为吸力。左风荷载如图3.4示图3.4风荷载作用图吊车的竖向轮压标准值：吊车横向水平荷载标准值：吊车每个轮上的横向水平荷载标准值为：：小车重量，软钩吊车：当≤50t时，=0.4；当＞50t时，=0.3；：吊车一侧轮数；：系数，硬钩吊车，=0.2软钩吊车，当≤10t时，=0.12；当15t≤≤50t时，=0.10；当＞75t时，=0.08。每个轮上的横向水平荷载最大标准值为：3．3内力计算3.3.1永久荷载作用下的内力刚架承受的永久荷载如图3.5示。26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图3.5永久荷载示意图以梁柱截面相同进行设计：，抗弯刚度：EI，利用结构力学求解器得到棋内力图如图3.6，3.7，3.8示：图3.6弯矩图（KN•M）图3.7剪力图（KN）26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图3.8轴力图（KN）3.3.2可变荷载作用下的内力刚架承受的活荷载如图3.9示。图3.9钢架承受活荷载示意图利用结构力学求解器得到棋内力图如图3.10，3.11，3.12：图3.10弯矩图（KN•M）26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图3.11剪力图（KN）图3.12轴力图3.3.3风荷载作用下的内力左风荷载作用如下图3.13示：图3.13左风作用下钢架受力示意图利用结构力学求解器得到棋内力图如图3.15，3.16，3.17示：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）3.15弯矩图（KN•M）3.16剪力图（KN）3.17轴力图3.3.4吊车荷载作用下的内力（1）水平力向右，最大轮压在左，钢架受力如图3.18示：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）3.18钢架受力图利用结构力学求解器得到棋内力图如图3.19，3.20，3.21示：图3.19弯矩图图3.20剪力图图3.21轴力图26 潍坊学院本科毕业设计（论文）（2）水平力向右，最大轮压在右，钢架受力如图3.22示：图3.22钢架受力示意图利用结构力学求解器得到棋内力图如图3.23，3.24，3.25示：图3.23弯矩图图3.24剪力图26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图3.25轴力图（3）水平力向左，最大轮压在右，钢架受力如图3.26示：图3.26钢架受力示意图利用结构力学求解器得到棋内力图如图3.27，3.28，3.29示：图3.27弯矩图26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图3.28剪力图图3.29轴力图（4）水平向左，最大轮压在左，钢架受力如图3.30示：图3.30钢架受力示意图利用结构力学求解器得到棋内力图如图3.31，3.32，3.33示：26 潍坊学院本科毕业设计（论文）图3.31弯矩图图3.32剪力图图3.33轴力图（KN）26 潍坊学院本科毕业设计（论文）3.4内力组合荷载组合有以下四类：(1)1.2永久荷载标准值+1.4竖向可变荷载标准值；(2)1.0永久荷载标准值+1.4风荷载标准值；(3)1.2永久荷载标准值+0.9X（竖向可变荷载标准值+1.4吊车可变荷载标准值）；(4)1.2永久荷载标准值+0.9x1.4[竖向可变荷载标准值+MAX(风荷载标准值+地震荷载)+吊车可变荷载标准值]图3.34梁柱控制截面表3-1最不利内力组合表截面内力Mmax及相应的N，VMmin及相应的N,VNmax及相应的M，VNmin及相应的M,V右柱Ⅰ-ⅠM-136.1-19.05-125.1-19.05V46.49154.8253.4754.82N-39.02-5.713-39.2-5.713Ⅱ-ⅡM-47.21-2.404-47.2119.924V53.4746.66753.4756.71N-39.2-16.06-39.2-5.713Ⅲ-ⅢM-75.13-7.722-60.59-7.722V47.58713.747.58713.7N-12410.226-124.710.226Ⅳ-ⅣM131.770.148247.07173.2V0.26766.8574-8.477-11.21N-105.1-96.32-124.710.226梁Ⅰ-ⅠM-136.1-19.05-129.726.354V46.49154.8246.49132.614N-22.11-10.94-22.534.148Ⅱ-ⅡM108.21-2.98104.19108.21V1.942.3684.73581.94N-0.9084.148-6.388-0.90861 潍坊学院本科毕业设计（论文）表3-2内力组合表1　截面内力①恒荷载①荷载③风荷载吊车　1.0①+1.4③左风右风④水平向右最大在左⑤水平向左最大在左⑥水平向右最大在右⑦水平向左最大在右1.2①+1.4②左风右风左柱Ⅰ-ⅠM-54.65-42.5157.8624.4421.5816.48-8.37-13.47-125.126.354-20.43V23.3618.176.61-7.4-3.52-3.52-3.52-3.5253.4732.61413N-10.62-18.922.5314.891.951.38-1.38-1.95-39.220.92210.226Ⅱ-ⅡM-20.63-16.0421.849.2229.6624.560.296.39-47.219.946-7.722V23.3618.178.11-6.9-3.523.52-3.53.5253.4734.71413.7N-10.62-18.922.5314.891.951.38-1.38-1.95-39.220.92210.226Ⅲ-ⅢM-20.63-16.0421.849.22-23.94-29.06-12.4-17.59-47.219.946-7.722V23.3618.178.11-6.9-2.65-4.39-2.65-4.3953.4734.71413.7N-10.62-18.922.5314.89-69.39-69.3-69.97-69.3-39.220.92210.226Ⅳ-ⅣM28.6122.25-61.1631.850.6911.78-12.1423.2365.482-57.0173.2V-23.3618.1713.918.68-2.65-4.39-2.65-4.39-2.594-3.886-11.21N-10.62-18.922.5314.89-69.39-69.96-69.97-69.3-39.220.92210.226左梁Ⅰ-ⅠM-54.65-42.5157.8624.4421.5816.48-8.37-13.47-125.126.354-20.43V23.3618.176.6114.08-3.52-3.52-3.52-3.5253.4732.61443.072N-8.2-6.388.828.85-3.31-3.64-3.69-3.36-18.774.1484.19Ⅱ-ⅡM47.2836.77-35.9-35.90.890.890.890.89108.21-2.98-2.98V0.870.641.070.74-1.59-1.021.722.291.942.3681.906N-8.26.388.828.85-3.69-3.36-3.31-3.64-0.9084.1484.1961 潍坊学院本科毕业设计（论文）表3-3内力组合表2截面内力1.2①+0.9*1.4（②+③+④）1.2①+0.9*1.4（②+③+⑤）1.2①+0.9*1.4（②+④）1.2①+0.9*1.4（②+⑤）1.2①+0.9*1.4（②+③+⑥1.2①+0.9*1.4（②+③+⑦1.2①+0.9*1.4（②+⑥）1.2①+0.9*1.4（②+⑦）左风右风左风右风左风右风左风右风左柱Ⅰ-ⅠM-19.05-61.16-25.47-67.58-91.95-98.38-56.79-98.89-63.21-105.3-129.7-136.1V54.8237.16754.8237.16746.49146.49154.8237.16754.8237.16746.49146.491N-5.713-15.34-6.431-16.06-34.1-34.82-9.909-19.54-10.63-20.25-38.3-39.02Ⅱ-ⅡM19.9244.022413.498-2.404-7.595-14.02-17.08-32.98-9.397-25.3-44.6-36.92V56.7137.79765.5846.66746.49155.36156.73537.82265.5846.66746.51655.361N-5.713-15.34-6.431-16.06-34.1-34.82-9.909-19.54-10.63-20.25-38.3-39.02Ⅲ-ⅢM-47.61-63.51-54.06-69.96-75.13-81.58-33.07-48.97-39.61-55.51-60.59-67.13V57.80638.89355.61336.70147.58745.39557.80638.89355.61336.70147.58745.395N-95.6-105.2-95.49-105.1-124-123.9-96.33-106-95.49-105.1-124.7-123.9Ⅳ-ⅣM-13.83103.370.1482117.3463.23677.21-29.9987.20214.575131.7747.07191.637V9.04982.466.85740.2676-8.477-10.679.04982.466.85740.2676-8.477-10.67N-95.6-105.2-96.32-105.9-124-124.7-96.33-106-95.49-105.1-124.7-123.9左梁Ⅰ-ⅠM-19.05-61.16-25.47-67.58-91.95-98.38-56.79-98.89-63.21-105.3-129.7-136.1V54.8264.23254.8264.23246.49146.49154.8264.23254.8264.23246.49146.491N-10.94-10.9-11.35-11.31-22.05-22.47-11.42-11.38-11-10.96-22.53-22.11Ⅱ-ⅡM58.95458.95458.95458.954104.19104.1958.95458.95458.95458.954104.19104.19V1.19520.77941.91341.4976-0.1530.56525.36584.956.0845.66824.01764.7358N4.66264.70045.07845.1162-6.451-6.0355.14145.17924.72564.7634-5.972-6.38861 潍坊学院本科毕业设计（论文）3.5截面验算3.5.1刚架梁（1）梁截面初选1）梁的经济高度：由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩。2）容许最小高度：由刚度条件决定，按容许挠度值()要求的最小高度为：取h=500mm。（2）确定腹板厚度1）按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为：=，。2）由经验公式确定的腹板厚度：取（3）确定翼缘尺寸翼缘板面积：A=2通常可按b=25t选择翼缘厚度，t=7.3mm取t=12mm。依据近似公式，，取b=300mm。初选截面如图3.35示：图3.35钢架梁截面（4）截面特性计算61 潍坊学院本科毕业设计（论文）（5）强度验算1)控制截面的强度验算取截面最不利组合正应力：剪应力：满足强度要求2)抗剪承载力验算由于钢梁腹板不设置横向加劲肋，所以当时，3)抗弯承载力验算由于，则（6）整体稳定性验算1）平面内稳定斜梁坡度为1：10，不超过1：5，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和平面外稳定，不计算平面内稳定。2）平面外稳定钢梁平面外的计算长度取隅撑的间距即，故取截面最不利组合——弯矩作用平面外，按轴心受压构件的稳定系数，根据，b类截面查得；61 潍坊学院本科毕业设计（论文）——等效弯矩系数，构件段内有横向荷载和端弯矩，端弯矩同号——均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数，由近似公式得，取（7）局部稳定验算1）翼缘局部稳定钢梁翼缘满足局部稳定要求2）腹板局部稳定钢梁腹板满足局部稳定要求3.5.2刚架柱(1)截面选择钢架柱截面与梁截面相同，初选截面如下图3.36示。图3.36刚架柱截面截面特性计算61 潍坊学院本科毕业设计（论文）(1)强度验算Ⅰ—Ⅰ截面处最不利组合Ⅱ—Ⅱ截面处最不利组合Ⅳ—Ⅳ截面处最不利组合均满足要求。(2)整体稳定性验算1）平面内稳定：柱平面有效长度内梁柱的线刚度之比：柱脚为刚接，平面内计算长度系数故平面内计算长度为：长细比：稳定性验算：取截面最不利组合——弯矩作用平面内，按轴心受压构件的稳定系数，根据=66.56，b类截面查得=0.771；61 潍坊学院本科毕业设计（论文）——参数，；——等效弯矩系数，对于有侧移框架柱。2）平面外稳定柱间支撑布置如图3.37示图3.37柱间支撑布置上柱段计算长度下柱段计算长度1）上柱段取Ⅳ—Ⅳ截面最不利组合——弯矩作用平面外，按轴心受压构件的稳定系数，根据=47.11，b类截面查得=0.8694；——等效弯矩系数，——均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数，。2）下柱段取Ⅰ—Ⅰ截面最不利组合则61 潍坊学院本科毕业设计（论文）——弯矩作用平面外，按轴心受压构件的稳定系数，根据=74.95，b类截面查得=0.72；——等效弯矩系数，=1.0；——均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数，由近似公式得局部稳定性验算1）翼缘局部稳定翼缘宽厚比满足要求。2）腹板局部稳定①上柱段腹板高厚比②下柱段腹板高厚比（6）位移验算最大侧移：，出现在牛腿截面处。最大挠度：，出现在屋脊节点处。所以，柱的最大侧移和梁的最大挠度均满足要求。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）第4章节点设计4.1梁柱节点4.1.1螺栓布置及验算采用M24的10.9级摩擦型高强度螺栓连接，摩擦面采用喷砂处理，，。连接处传递内力设计值：，，。螺栓布置如图4.1，4.2示。图4.1梁柱节点布置图图4.2梁柱节点螺栓布置图最外排高强螺栓杆轴方向受拉验算：满足强度要求第二排螺栓杆轴方向受拉验算：满足强度要求最外排螺栓拉剪承载力验算：满足强度要求4.1.2端板厚度设计端板采用Q235，端板厚度按构造要求应大于16mm，按附表钢材抗拉强度设计值f=205N。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）当不考虑杠杆撬力作用时外伸端板的厚度为：——最外排螺栓到翼缘板的距离；——外伸端板宽度；——端板钢材的抗拉强度设计值，端板厚度，取；当考虑杠杆撬力作用时外伸端板的厚度计算为：因为高强度螺栓的直径为24mm，按构造要求外伸端板的厚度不宜小于连接螺栓的直径，所以考虑撬力影响及构造要求后，端板厚度取。考虑杠杆力（撬力）的影响时，高强度螺栓的轴向受拉承载力还需按下列公式进行抗拉承载力验算：端板厚度满足设计要求4.1.3梁柱节点域剪应力计算满足要求，根据构造要求设斜加劲肋。——分别为节点域柱腹板的高度和厚度；——斜梁腹板高度或节点域高度；4.1.4验算梁腹板的强度刚架构件翼缘与端板的连接采用全熔透对接焊缝，腹板与端板的连接采用角焊缝。在端板设置螺栓处，需验算构件腹板的强度。，所以，满足要求。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）4.2牛腿节点本工程牛腿采用H形变截面牛腿，具体尺寸如图4-5a、b所示。牛腿的上下翼缘与钢柱采用完全焊透的对接V形焊缝，在集中力作用的对应处，上翼缘表面设置垫板，腹板的两边设置横向加劲肋。为了防止柱翼缘的变形，在牛腿的上、下翼缘与柱翼缘同一标高处，应设置横向加劲肋，其厚度与牛腿翼缘等同。钢材采用Q235B，采用E43系列焊条，手工焊，如图4.3示。图4.3牛腿节点构造4.2.1牛腿处荷载计算截面积A=110.08，惯性矩，截面抵抗矩，翼缘与腹板连接处“1”点的面积矩。钢牛腿承担的荷载主要是吊车梁体系的自重以及吊车轮压，可得作用于牛腿处的剪力：：吊车梁系统的自重，此吊车梁传至牛腿上的自重约为9.7kN，综合考虑各种作用，吊车梁自重乘以系数1.4；：最大轮压的最大反力，。作用于牛腿根部的弯矩为：。4.2.2牛腿根部截面强度验算牛腿根部与柱连接处截面如图4.4示图4.4牛腿根部与柱连接截面惯性矩：61 潍坊学院本科毕业设计（论文）上翼缘对中和轴的面积矩为：（1）验算1点处正应力，满足要求。（2）验算3点处剪应力3）验算2点处折算应力正应力为：剪应力为：折算应力为：满足要求。牛腿的上、下翼缘与钢柱采用完全焊透的对接V形焊缝，因此强度与钢柱相等，可不必进行计算。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）第5章檩条设计5.1檩条的毛截面几何特性檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢，材料采用Q235--F钢，檩条跨度为6m，檩条三分点处各设置一道拉条，水平檩距1.5m，屋面坡度10%（）。初选截面为，如图5.1，5.2示：图5.1檩条截面图5.2檩条截面主轴及荷载截面特性如下：5.2荷载计算（1）永久荷载标准值：夹芯板檩条0.25（2）可变荷载标准值：屋面均布活荷载或雪荷载为0.35，基本风压值，地面粗糙度类别为B类。5.3内力计算（1）永久荷载与屋面活荷载组合檩条线荷载：弯距设计值：拉条处负弯矩：61 潍坊学院本科毕业设计（论文）跨中正弯矩：（2）考虑风荷载（吸力）的组合（）风荷载体形系数按《建筑结构荷载规范》采用。当房屋高度小于10m时，取风荷载高度变化系数。垂直屋面的风荷载标准值：（风吸力）檩条线荷载：弯距设计值：拉条处负弯矩：跨中正弯矩：5.4截面验算5.4.1有效宽度计算图5.3跨中最大弯矩引起的截面应力符号（拉为负，压为正）由图可知，截面应力为：(1)上翼缘有效宽度腹板：腹板为加劲板件，时，受压稳定系数。上翼缘板：上翼缘为最大压应力作用在支承边侧的部分加劲板件61 潍坊学院本科毕业设计（论文）时(2)受压板件的有限宽度上翼缘板：,，t=2.2mm，可得：——计算板件相邻的板件宽度，——计算板件的宽度。受压板件的板组约束系数为，取=1.414上翼缘有效宽度的计算，由所以板件的有效宽度为=所以（2）腹板有效宽度腹板为加劲板件，稳定系数，邻接板件稳定系数为。取腹板，t=2.2mm，可得：故板组约束系数：由，故取，腹板的有效宽度：计算得到的截面有效宽度为：61 潍坊学院本科毕业设计（论文）=所以，（3）下翼缘受拉全截面有效，考虑腹板截面内开孔（距上翼板边缘处，拉条为）。5.4.2有效截面特性上翼缘板的扣除面积宽度为：，腹板的扣除面积，同时在腹板有一12拉条（拉条采用Q235钢）连接孔（孔直径，距上翼缘边缘40），所以腹板的扣除面积宽度按12计算，如图5.4示。图5.4腹板图有效净截面模量为：檩条有效截面示意图有效截面模量：上翼缘板的扣除面积宽度为：，腹板的扣除面积宽度为：，不计孔洞削弱，有效截面模量为：61 潍坊学院本科毕业设计（论文）5.4.3强度计算屋面能阻止上翼缘侧向失稳和扭转时的强度校核：满足要求。5.5风吸力组合下稳定计算永久荷载与风吸力组合下的弯矩小于永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩，檩条的有效截面已求得。永久荷载与风吸力组合下使下翼缘受压，且下翼缘三分点处各设置一道拉条，查附表B-1得：，，，取正值风吸力作用下使檩条下翼缘受压时的稳定计算。计算表明由永久荷载与风荷载组合控制。5.6挠度计算61 潍坊学院本科毕业设计（论文）按永久荷载与活荷载组合考虑：满足要求。长细比验算：，，满足要求。5.7拉条强度验算拉条处所受的拉力为：拉条所需面积按构造取的拉条（A=78.5）61 潍坊学院本科毕业设计（论文）第6章墙梁设计6.1截面初选墙梁采用冷弯薄壁C形钢，材料采用Q345--F钢，墙梁外挂彩钢夹芯板(单侧挂墙板），墙梁跨度为6，墙梁间距不同，故取墙梁最大间距为2.4m，计算时取，墙梁三分点处设置两道拉条。初选截面，如图6.1，6.2示。图6.1墙梁截面图图6.2荷载作用简图截面特性为：6.2荷载计算(1)永久荷载墙体转化成线荷载墙梁转化成线荷载(2)风荷载根据《建筑结构荷载规范》计算风荷载风载体形系数按《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102-2002)附录A的封闭式单跨双坡屋面中间区的相关规定取值：对迎风面柱、屋面分别为=+0.25和=-1.0；背风面柱、屋面分别为=-0.55和=-0.65。迎风面：背风面：(3)荷载设计值竖向线荷载：竖向荷载设计值：迎风荷载设计值：61 潍坊学院本科毕业设计（论文）背风荷载设计值：(4)荷载组合墙梁的荷载组合有两种：即为：（1），（2）6.3内力计算1）竖向荷载产生的最大弯矩三分点处各设一道拉条，故可看做侧向支撑，计算简图如图6.3示。图6.3竖向荷载作用到墙梁时的计算简图拉条处负弯矩：跨中正弯矩：故竖向荷载产生的最大弯矩为：2）水平荷载产生的最大弯矩墙梁在风荷载作用下计算简图如图6.4所示。图6.4水平荷载作用到墙梁时的计算简图3）支座处最大剪力在竖向荷载作用下，支座最大剪力为在水平荷载作用下，支座最大剪力为迎风：背风：4）双力矩计算墙梁单侧挂墙板，拉条设在距墙面61 潍坊学院本科毕业设计（论文）墙梁宽度处，因而仅考虑为承受墙面荷载的支撑点，而竖向荷载及水平风荷载的作用线均不通过截面弯心，需考虑双力矩的影响。计算双力矩时，按跨中无支撑的简支梁计算。，迎风面墙梁三分点处双力矩为：背风面墙梁跨中最大双力矩：背风时由双力矩引起正应力符号压应力为正，拉应力为负。如图6.5，6.6示。图6.5双力矩、引起的应力符号图（a）（b）图6.6引起的正应力符号图6.4截面验算6.4.1有效截面计算按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》第5.6.8条不考虑双力矩，按毛截面计算截面角点处正应力。迎风面：61 潍坊学院本科毕业设计（论文）背风面：迎风面：1）板件4—3为部分加劲板件，最大压应力在部分加劲边板件4—3稳定系数：邻边3—1（加劲板）稳定系数，，取计算故受压板件板组约束系数，，，取=1.36板件4—3有效宽厚比计算，取，由，由时，取，故4—3板件全截面有效。2）板件3—1为加劲板件61 潍坊学院本科毕业设计（论文）受压板件稳定系数，邻接板件受压板件板组约束系数取板件3—1有效宽厚比，取，由，由时，取，板件3—1全部有效，板件1—2也全部有效。6.4.2有效截面模量墙梁三分点处各设有拉条（采用钢），开孔直径（距下翼缘边缘60），所以腹板的扣除面积宽度按13计算，图6.7有效截面示意图6.4.3强度验算（1）正应力验算61 潍坊学院本科毕业设计（论文）迎风面：由公式计算，（1）剪应力验算6.4.4稳定性验算不考虑孔径对腹板截面削弱，均按毛截面计算。受弯构件的整体稳定系数查表计算，永久荷载与风吸力组合下使下翼缘受压，查表得：三分点设置两道拉条，，61 潍坊学院本科毕业设计（论文），——梁的侧向计算长度，=0.337.5=2.475m——梁在弯矩作用平面外的长细比，墙梁的稳定性计算6.4.5挠度验算竖向挠度按三跨连续梁计算，其计算最大挠度用结构力学求解器求得：=0.72mm横向挠度为：6.4.6拉条强度验算拉条处所受的拉力为：拉条所需截面面积为：构造选取210拉条，截面面积为78.0，可承担墙梁的竖向支承作用。利用斜拉条将竖向拉力传递给柱，当其值承担一根墙梁传递的竖向拉力时，斜拉条受拉力为：61 潍坊学院本科毕业设计（论文）斜拉条所需截面面积：选取的拉条，截面面积为78，可承担墙梁的斜向拉条作用，满足要求。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）第7章基础设计7.1基础梁设计7.1.1基础梁设计资料基础梁简化为跨度为6的简支梁，假定基础梁高400其上布置砖墙,由《荷载规范》知砖墙自重为。作用于基础梁上的均布荷载标准值荷载设计值图7.1基础梁计算简图7.1.2基础梁截面设计（1）选择材料混凝土选用级，混凝土轴心抗压强度设计值,混凝土轴心抗拉强度设计值，选用级钢筋，（2）确定截面尺寸选取，假定，因不大，假定布置一层钢筋，混凝土保护层厚度,纵向受拉钢筋合力作用点到受拉区边缘的距离,则，取，则截面有效高度。（3）配筋计算①纵筋计算（满足）——截面抵抗矩系数；——相对受压区高度；——内力臂系数。，选用，61 潍坊学院本科毕业设计（论文）验算配筋率满足要求①箍筋计算：支座处截面剪力最大，即验算截面尺寸：截面腹板高度，，属于厚腹梁。混凝土强度等级为，已知所以，故不会发生斜压破坏。——混凝土强度影响系数，当时，取；——矩形截面宽度。验算是否需计算配置箍筋——无腹筋构件斜截面上的受剪承载力设计值；——截面高度影响系数，当时，取，故只需按构造配筋，配置箍筋。基础梁配筋图如图7.2示。图7.2基础梁配筋图7.2基础设计7.2.1确定基底尺寸61 潍坊学院本科毕业设计（论文）弯矩最大一组：荷载设计组合值荷载标准组合值轴力最大一组：荷载设计组合值荷载标准组合值按弯矩最大一组计算（1）确定持力层承载力：柱基础埋置在砾石层上，允许承载力标准值为300~400kN/m2。地基承载力特征值，基础埋深取2,承载力暂取220。（2）按中心荷载初步估计基础面积如图所示，计算基础及其上土的重力时的基础埋深为：若考虑荷载偏心影响，将基底面积扩大40，取，（为偏心方向边长），考虑柱脚的连接，则有：。（3）验算荷载偏心距基底处总竖向力：基底处总力矩：偏心距：（4）调整基底尺寸设，则有：偏心距：基底边缘处压应力计算：基底平均压应力：，满足要求。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）基础计算简图如7.3示。图7.3基础计算简图（1）验算轴力最不利时的基底应力基底处总竖向力：基底处总力矩：偏心距：基底边缘处压应力计算基底平均压应力，满足要求。，满足要求。验算结果表明，基底应力由轴力最大的一组控制。7.2.2确定基础高度和构造尺寸图7.4基础抗冲切计算简图（1）取基础高度为800,垫层厚度取100，垫层混凝土强度等级为,基础为C25，。基础冲切计算简图如图7-4所示。基础承受的冲切力计算，因基础偏心受压，计算时取。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）冲切破坏面上的抗冲切能力为：基础分两级，下阶取。②变阶处截面：基础冲切力为：图7.5基础冲切截面示意图冲切破坏面上的抗冲切能力为：7.2.3基础底板配筋（1）计算基础长边方向的弯矩设计值取Ⅰ—Ⅰ截面61 潍坊学院本科毕业设计（论文）取Ⅲ—Ⅲ截面比较和，应按配置钢筋18，。（2）计算基础短边方向的弯矩设计值取Ⅱ—Ⅱ截面：基底净反力：取Ⅳ—Ⅳ截面按构造配置钢筋15，。基础配筋如下图7.5。图7.5基础配筋61 潍坊学院本科毕业设计（论文）结束语本毕业设计课题是轻型门式刚架单层钢结构工业厂房。通过这次毕业设计，我熟悉并掌握了工程设计的全过程，建筑设计与结构设计的主要内容，需要注意的问题以及建筑和结构之间的细部联系。通过该毕业设计，加深了对结构的理解和认识，利用查找规范、规程及相关材料，融合了课堂上所学知识，使自己对钢结构有了更加深刻的认识，熟练地应用PKPM设计软件和结构力学求解器，掌握了CAD画图的基本技能，外文文献翻译提高了我的专业英语水平。设计中难免存在不足之处，敬请老师批评指正。细细回味设计过程，从中获取的知识及做设计的细心与耐心，都将使我终生难忘。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）参考文献1、《钢结构基本原理》，沈祖炎等，北京：中国建筑工业出版社，2003，36-170页；2《钢结构基础》，陈绍番，顾强，北京：中国建筑工业出版社，2007，10-312页；3、《轻钢结构》，王燕，李军，刁延松，北京：中国冶金工业出版社，19974-236页；4、《混凝土结构设计规范（GB50010－2002）》，北京：中国建筑工业出版社，29-96页；5、《钢结构工程施工质量验收规范（GB50205－2001）》，北京：中国计划出版社，185-230页；6、《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3-71页；7、《钢结构设计规范（GB50017－2003）》，北京：中国计划出版社，24-127页；8、《房屋建筑钢结构设计》，陈绍蕃，北京：中国建筑工业出版社，2007，46-109页；9、《建筑结构荷载规范（GB50009－2001）》，北京：中国建筑工业出版社，72-105页；10、《建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)》，北京：中国建筑工业出版社，23-85页；11、《钢结构设计与计算》，包头钢铁设计研究院，机械工业出版社，2000，11-72页；12、《轻型钢结构设计手册》，轻型钢结构设计手册编辑委员会，中国建筑工业出版社2006，66-104页；13、《冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB50018--2002)》北京：中国建筑工业出版社，8-15页；14、《建筑抗震设计规范（GB50011--2001）》北京：中国建筑工业出版社。97-103页；15、《基础工程》华南理工大学，浙江大学，湖南大学编，中国建筑工业出版社，2003，47-72页；16、《轻型门式刚架》张其林主编，山东科学技术出版社，2004，67-137页；17、《钢结构设计手册》第二版，中国建筑工业出版社，48-138页；18、《轻型钢结构设计指南（实例与图集）》第二版，中国建筑工业出版社，78-86页；19、《简明钢结构设计与计算》牟在根主编，人民交通出版社，2005，120-372页；20、《彩钢夹芯板建筑构造》（95沪J/T--201）——上海晓宝建筑设计所编制，6-57页；21、《房屋建筑学》（第一版）——中国建筑工业出版社，80-340页；22、《建筑设计防火规范》（GBJ16-87版）——2001版，中国计划出版社6-18页；23、《钢结构》（第二版）——中国建筑工业出版社，43-230页；24、《钢结构设计手册》（第二版）——中国建筑工业出版社，58-70页；25、《建筑采光设计标注》（GB/T50033-2001）,中国建筑工业出版社120-150页；26、《建筑设计资料手册》（1）——中国建筑工业出版社，59-70页；27、《土木工程英语》——惠宽堂，王泽军，中国建材工业出版社，2003,128-137页；28、《钢结构英语》（第四版）——清华大学出版社，2004，36-54页。61 潍坊学院本科毕业设计（论文）附录11.建筑图纸（1）建筑平面布置图………………………………………建筑01（2）建筑立面图……………………………………………建筑02（3）建筑剖面图及建筑详图………………………………建筑032.结构图纸（1）吊车梁施工图…………………………………………结构01（2）刚架结构图、节点详图………………………………结构02（3）檩条、柱间支撑布置图………………………………结构03（4）墙梁、屋盖支撑布置图………………………………结构04（5）墙梁布置图……………………………………………结构05（6）基础平面布置图、基础详图…………………………结构0669 潍坊学院本科毕业设计（论文）附录2外文翻译SteelConnectionsSteelconnectiondesignwillcompriseconnectionelements(angles,structuraltees,gussetplates,etc.)andameansoffasteningthemtotheintersectingmembers:bolts,welds,orsomecombinationofthetwo.Howeveraclearunderstandingofthepropertiesinteractionandfunctionofeveryconstituentelementisessentialtothedesignandapplicationofanyconnection,renderingmanyconnectionsanythingbut“typical”.Steelconnectionscanbecategorizedinseveralwaysdependingontheirintendedfunction,geometry,ormethodinwhichtheyareemployed.Generally,connectionscanbeseparatedintotension,compression,orframingsheartypes,withseveralsubsetsofeachTensionconnectionsoftenmanifestthemselvesassplicesorhangertypes,whilecompressionconnectionsaregenerallyfoundwhensplicingoranchoringcolumns.Framingconnectionsrefertobeam-to-columnorbeam-to-girderwebconnections.AISC(1999)definestwoclassificationsofframingconnections:partiallyrestrained(PR),andfullyrestrained(FR).PR(pinned)orsimpleshearconnectionsareintendedtocarryonlytheendreactionofthebeamandareassumedtoprovidenorotationalresistance,orinotherwordstheyexhibitinfiniteflexibility.FRandPR(moment)connectionsaremomentresistingand,astheirnamesindicate,refertothepramountofrotationalresistanceprovidedbyeach.FRconnectionspossesssufficientrigiditytopreservetheoriginalanglesofintersectingmembersduringloadingwhiledevelopingtherequiredstrengthoftheintersectingbeam.PRreferstothespectrumofconnectionsofferingsomedegreeofmomentresistancewhileallowingforconnectionrotation.FullPRconnectionscandevelopthefullplasticmomentoftheconnectingstrengthbeamwhileatthesameallowingsomeconnectionrotation.RexandGoverdhan(2000)reportthatalthoughPRbuildingshavepotentialadvantagesofquickererectionandreducedsteelweight,theyarerarelyutilizedduetoalackofdesignguidanceandrelevantsoftware.Alternatively,AISC(1999)allowstheuseofflexiblemomentconnections,whicharenottechnicallyPRconnectionsbutofferamorestraightforwarddesign.HoweverrecentworktounderstandtheapplicabilityandlimitationsofPRconnectionsaswellastoprovidedesignrecommendationscouldinitiateanindustrywidechangeinattitude.1.1BoltedConnectionsinTensionConnectingelementscanbejoinedbywelds,high-strengthbolts,orthetwousedinconjunction.Shopweldingefficientlyproducesahigh-qualityweld,howeverfieldweldingcanbeawkward,expensive,andtimeconsuming.Althougheaseoferectionisnottheonlyconsiderationinconnectiondesign,boltingoffersafaster,easiererection.Themajorityofboltedconnectionsutilizeboltgroupsloadedinshear.Whilethedesignofboltsinshearisoftenassimpleasselectinganappropriatenumberofboltstoresistthebeamendreaction,thedesignofconnectionsinwhichboltsaresubjectedtotensileforcesiscomplicatedbyaphenomenonknownasprying.Pryingresultsfromthedeformationofelementswithinthegripofaboltedconnectionintensionandinducesadditionalboltforcesabovethoseimposedbythedirecttensileforce.Pryingactioncanbeprevented;however,itisnotalwaysnecessarytodoso(AISC1999).Thetreatmentofpryingactioninconnectiondesignwillbeaddressedinmoredetaillaterinthischapter.1.2End-PlateConnectionsTheend-platemomentconnectionisoneexampleofaboltedconnectioninwhichtheboltsaresubjectedtotensileloads.End-plateconnectionsconsistofaplateshopweldedtotheendofabeamandthenboltedtoeitheracolumnflangeoranotherend-plateasameansofsplicingbeams.Thistypeofconnectionconsistsoftwomaincategories,flushandextended69 潍坊学院本科毕业设计（论文）(Sumner2003).Flushend-platesterminateattheoutsideedgesoftheconnectingbeamflangesandallconstituentboltrowsarecontainedwithinthesameflanges.Alternatively,extendedend-plateconnectionsfeatureend-platesthatextendoutsidetheconnectingbeamflangeswithatleastoneboltrowoutsidethebeamflanges.Forend-plateconnectionssubjecttoloadreversals,theconnectionissymmetricaboutthebeamcenterline,andconsequentlybothbeamflangesaredesignedfortension.End-plateconnectionsarealsodifferentiatedbythearrangementandnumberofboltsatthetensionflange(Sumner2003).TheseconnectionstendtobestrongandstiffandthisrobustnessallowsthemtobedesignedaseitherPRorFR.1.3T-StubandFlangeAngleConnectionsT-stubsandflange-angles(clip-angles)canbecompletelyboltedconnectionsthat,likeend-plates,featureboltgroupsloadedintension.Whiletheabsenceofweldsiscertainlyadvantageousfromanerectionandqualitycontrolperspective,thesePRconnectionsgenerallyofferlessstiffnessandstrengththanend-plates.T-stubconnectionsconsistofstructuralteesboltedthroughtheirwebtotheconnectingbeamflangeandthroughtheirflangetothecolumnflange.Flange-anglesarestructuralanglesthatareboltedthroughbothlegstotheflangesoftheintersectingbeamandcolumn.Bothconnectionsemployboltedstructuralanglesbetweenthebeamwebandcolumnflangetocarrytheshearforceoftheconnection.FEMA(2000a)prequalifiest-stubconnectionsforusewithsmallerconnectingbeamsinhighseismicregionsprovidedtheconnectionmeetsa“fullstrength/partialstiffness”criterion.Duetotheirinherentlylowstiffnessandstrengthflange-angleconnectionsarenotrecommendedforuseinhighseismicareas,andmayhavelimitedapplicabilitytolowseismicregions(FEMA2000i).1.4HSSFlange-PlateSplicesHollowStructuralSections(HSS)arecommonlyusedasstructuralelementsoftrussesduetotheirlightweightandhighstrength-to-weightratios.Oftenitisnecessarytosplicethesesectionstoincreasetheirspanandtheuseofboltedflangeplatesisanattractiveoptiontoaccomplishthistask.Thismethodofsplicingcanbeappliedtocircular,rectangular,andsquareHSSsectionsandinvolvesshop-weldingaflangeplatetotheendoftwosectionsandthenboltingtheflangeplatestogether.Splicinginthismannernotonlyallowsadesignertoovercomespanlimitationsimposedbytransportationandfabricationbutalsotochangecross-sectionswhileensuringcontinuity.Flange-platesplicesaregenerallydescribedbythetypeofHSSsectionbeingsplicedandthenumberofboltsintheconnection.Thoughthisconnectionisnotmomentresisting,itisstillsubjecttothesamedesignconsiderationsregardingtheuseofboltsintensionasthepreviouslydiscussedframingconnections.2.CharacterizationofHigh-StrengthBoltsRCSC(2004)references,bothdirectlyandimplicitly,severalspecificationstocompletelydefinehigh-strengthbolts,theircomponents,andtheiruseinstructuraljoints.Thesespecificationsaddresschemicalcomposition,manufacturing,strength,geometry,ordering,washers,andnuts.Anoverviewoftheprincipalboltspecificationsiscontainedherein.ThecurrenteditionoftheRCSCSpecificationrecognizestwoprimarygradesofheavyhexstructuralbolts,ASTMA325andASTMA490.ThesegradesarereferredtobytheAmericanSocietyforTestingandMaterials(ASTM)specificationswhichdefinetheirrespectivematerialandmechanicalproperties.BothgradesofboltscanbespecifiedaseitherTypeI(mediumcarbonsteel)orTypeIII(weatheringsteel).Thetwoboltgradesdifferfundamentallyinchemicalcompositionandthisvariationmanifestsitselfforstructuralapplicationsintheresultingminimumtensilestrengthofeachgrade.ASTM(2004b)specifiesthatA325boltsofdiameterslessthanorequalto1in.meetaminimumtensilestressof120ksiwhilediameterslargerthan1in.mustbeatleast105ksi.ASTM(2004a)requiresA490boltstomeettherequirementsofaminimumtensilestressof150ksiandamaximumtensile69 潍坊学院本科毕业设计（论文）stressof170ksi.ThecommentaryofRCSC(2004)explainsthismaximumlimitationisimposedonA490boltsbecausesteelsapproaching200ksibecomeunacceptablybrittleforuseasfastenersduetotheirsusceptibilitytothepresenceofhydrogen.ThereforeA490boltsoffermorestrengththanidenticallysizedA325bolts,butatthecostofdeformationcapacity.RCSC(2004)deferstotheAmericanSocietyofMechanicalEngineersspecificationonstructuralfasteners,ASME(1996),foralldimensionaldataforheavyhexbolts,nuts,andhardenedwashers.Alldimensionsareprovidedininchesalthoughmetrichigh-strengthboltscanbespecified.Boltsarecommonlymanufacturedindiametersrangingfrom0.5to1.5inandlengthsuptoapproximately8in.dependingonsizeandsupplier.Typicallyboltslessthan5in.longareavailableinincrementsof0.25in.,whilelongerboltsaresuppliedin0.5in.increments.Boltsaresuppliedwithastandardthreadlengthdependantontheirdiameter,althoughfullythreadedboltscangenerallybemadeavailablethroughspecialarrangementwithamanufacturer.ASME(2003)providesstandardthreaddimensionsanddiameterdependantthreadpitch(threads/in.),whichdecreaseswithincreasingboltsizes.Acommonthreaddesignationis“UNC”indicatingtheboltthreadsmeettheunifiedthreadcriteriaandarecoarsewithrespecttotheirpitch.2.1FullyThreadedBoltsHigh-strengthsteelbolts(ASTMA325andASTMA490)aremanufacturedwithastandardthreadlengthdependentonthediameterofthebolt.Thiscanleadtothespecificationofseveraldifferentlengthsofthesamediameterboltsonaproject.Acomplicatedboltscheduleissusceptibletoorderingandinstallationerrorsandthereforerequiresmoresupervision.Consequentlytheuseofasingle,fullythreadedfasteneronanentirestructurecouldreducecostsonmanyfronts(Owens,1992).Theuseofasinglefastenerwouldprovideadequatestrengthforallitsapplicationsaswellashavingenoughlengthtoaccommodatethegripofallconnections.Whiletheperformanceofsuchfastenersinshearwouldbeverysimilartonormalhigh-strengthbolts,theiruseintensionwouldrequireathoroughunderstandingoftheirload-deformationcapacity.ForexampletheuseoftheseboltsinPRmomentconnectionswouldrequirethemtoofferthesameacceptablestrengthunderplasticconnectiondeformationthattheirstandardcounterpartsdo.Whiletheuseoffullythreadedboltscouldsimplifybothsteeldesignandconstruction,moreinformationabouttheirperformanceintensionisrequired.2.2HeavyHexStructuralBoltsHigh-strengthboltsarethreadedmechanicalfastenerswithhexagonshapedheadsusedinstructuralsteelworktojoinintersectingelements.Theuseofboltsasfastenerswasfirstseriouslyconsideredinthe1940’sandrefinedoverthenexttwodecades.Boltseventuallysupplantedrivetsasthepreferredmethodoffasteningduetoeaseofinstallationandtheirabilitytoprovideareliableclampingforcewithinsteelconnections(Kulak,2002).In1947theentitywhichistodayknownastheResearchCouncilonStructuralConnections(RCSC)wasfoundedtoserveasagoverningbodytosupervisetheacceptanceanduseofhigh-strengthbolts.FouryearslatertheRCSCpublishedthefirsteditionofitsspecification.TodayRCSC(2004)providesguidelinesfortheproperuse,installation,andinspectionofhigh-strengthboltsandthecomponentsrequiredfortheirinstallation.2.3IncreasingHSSSpansTheimportanceofagoodunderstandingoftheperformanceofhigh-strengthboltsintensionmanifestsitselfinflange-platesplices.Aspreviouslydiscussed,theprimaryutilityofHSSflange-platesplicesistoincreasethetubespan.Fabricatedmemberlengthscanbelimitedbytheirabilitytobetransported.Howeverlargetrussesandspaceframesrequirethesesectionstobesplicedtogether.Thissplicecanbeaccomplishedinacoupleofways,onebeingaweldedconnectionwhereaplateisplacedalongthesection’saxisintoprecutnotches.However,thismethodrequiresfieldweldingonatleastonesideofthesplice,meaninga69 潍坊学院本科毕业设计（论文）boltedsolutionwouldbelesstimeconsuming.Recentworkwithboltedflangeplateshasfocusedonthenumberandarrangementoftheflangebolts(Willibald2003,Willibaldetal.2003).Knowledgeoftheload-deformationpropertiesofthetensionboltsiscentraltodevelopingacomprehensiveconnectionmodelcapableofaccuratelypredictingtheboltforceswhentheconnectionisloaded,particularlyinoverloadscenarios.69 潍坊学院本科毕业设计（论文）刚连接钢连接设计一般包括连接元件（角钢，结构T型板，节点板等）和紧固它们与之交叉部分的构件包括螺栓、焊接或两者间的组合，但对相互作用的每一组成部分的功能要熟知，因为这是设计与应用必不可少的，许多并非“典型”的连接均有体现。钢连接可以根据自己的功能目标、几何形状或它们所用的方法分为几类。通常，连接可分为受拉、受压、或框架剪切，以及它们各自所包含的内容。受拉连接往往作为拼接板或托板出现，而受压连接一般在连接板或锚固柱时出现。框架连接指梁柱连接或梁与支架的连接。AISC(1999)定义了框架连接的两种分类：部分有约束（PR）和全部受约束(FR)。PR（栓接）或简单剪切连接，只承担梁端荷载并且被假定为没有抵抗转动能力，或换句话说，他们表现出无限弹性。FR和PR连接的抵抗弯矩，并如它们的名字所表示，指的是每一个FR连接所提供的抵抗转动能力的大小，FR连接拥有足够的刚度，在受荷的同时保持原来交叉部分的角度不变，并且提高所需的结构强度。PR连接是指提供某种程度的弯矩抵抗能力的连接，同时允许连接转动。完全的PR连接，梁的强度可达到完全塑性弯矩，同时也允许连接转动。雷克斯和戈韦尔丹（2000）报告说，虽然PR的建筑物有潜在的优势，能有效地减少钢的重量，由于缺乏设计指导和相关的软件它们很少使用。另外，AISC（1999）允许使用弹性抗弯连接，这在技术上并不是PR连接，但提供了更为直截了当的设计。但最近的工作了解到PR连接的适用性和局限性，以及提供设计建议。可以发起工业的广泛应用。1.1受拉状态下螺栓连接连接构件可以通过焊缝、高强螺栓或混合使用的方式连接。现场焊接能高效率地生产高品质的焊缝，但现场焊接比较困难、昂贵的和耗费时间。虽然在连接设计中方便应用不是唯一的考虑因素，锚栓提供了更快捷、更方便安装方式。大多数螺栓连接利用螺栓组承担剪力。而在剪力下螺栓的设计往往是那么简单，选择适当数量的螺栓，以对抗梁端的受力。设计连接中螺栓受到抗力由于杠杆力而变的复杂。杠杆力是由于板件变形产生的附加力，在铰接连接中螺栓的受力在外转动的基础上增加了杠杆力。杠杆的力是可以计算的，但它并非总是需要这样做（AISC1999年）。在设计方面对杠杆加以考虑将在稍后在这一章更详细的讨论。1.2端板连接端板连接是螺栓交接连接的一种典型形式。端板的连接是由梁端的板件经工厂焊接与柱的翼缘或另外的端板连接。这种类型的连接包括两个主要类别：平齐式和外伸式（萨姆纳2003年）。平齐式端板连接的梁翼缘外边缘平齐，所有的螺栓排布置在同一翼缘之内。而外伸端板连接，端板伸出梁翼缘之外，至少有一排螺栓布置在梁翼缘之外。因为端板连接的受荷是反向的，且连接是关于梁中线对称，因此两个梁翼缘设计为受拉。端板连接根据受拉翼缘螺栓的布置不同有差别（萨姆纳2003年）。这些连接往往是坚固和刚性的，这使它们在设计上既可为PR也可为FR。1.3T型连接和翼缘角钢连接T型连接和翼缘角钢连接可以完全用螺栓连接，例如端板和受拉螺栓群。虽然施工和质量控制的角度来看，没有焊缝是有利的，这些PR连接一般比端板连接的刚度和强度要低。T型连接中，其腹板与梁翼缘或者其翼缘与柱翼缘用螺栓连接。在角钢连接中，角钢的两肢与相应的梁柱翼缘用螺栓连接。这两种连接都由梁腹板和柱翼缘之间的角钢的螺栓承担。FEMA（2000年）措施的T型连接应用于小于高震区的较小的横梁连接在高地震区提供连线会见了“完全强度/局部刚度”的标准。由于其内在的低刚度和强度，T型连接是不建议使用在高地震区，并可能有限地适用于低地震地区。69 潍坊学院本科毕业设计（论文）1.4中空钢管翼缘板的拼接中空钢管截面（高速钢）由于其重量轻，强度高和高的强度与重量比是常用的结构要素。往往用拼接来增加他们的跨度。使用螺栓连接翼缘板是一个具吸引力选择来完成这项任务。这种拼接方法可用于圆形、长方形和正方形的中空钢管，并涉及现场焊接，翼缘板到两截面端部，然后将翼缘板用螺栓连接在一起。这种方式的拼接不仅允许设计人员克服由于运输和制造的大跨度的限制，同时可改变截面，确保连续性。翼缘板接合一般作为中空钢管截面典型连接。虽然这种连接是不抵抗弯矩的，但仍然受到相同的设计考虑特殊螺栓的应用，作为先前讨论的框架连接。2高强度螺栓RCSC（2004）给出了包括直接和间接的几本规范，用来界定高强度螺栓，其零部件以及他们在结构连接中的使用。这些规范包括化学成分、制造、强度、几何等。概述了主要螺栓的规格。当前版的RCSC规范承认两个高强螺栓的基本的等级，美国ASTMA325和ASTMA490。这些等级是根据美国材料和试验中心（ASTM标准）规范，界定其各自的材料和力学性能。这两个等级的螺栓可以用I型（中碳钢）或III型（耐候钢）。两个螺栓等级不同从根本上是化学组成不同，体现了本身结构所产生的最小抗拉强度。美国ASTM（2004）规定，A325螺栓直径小于或等于一英寸时，其符合最低拉应力为120ksi，当直径大于一英寸必须至少为105ksi。美国ASTM（2004）规定A490螺栓，以满足规定的最低拉应力150ksi和最高拉应力170ksi要求。RCSC（2004）解释了给A490螺栓这个最高限制是因为钢材接近200ksi时会变脆。因此，A490螺栓比相同规格的A325螺栓提供更大的强度，但是变形也更大。RCSC（2004年）根据向美国机械工程师学会规范关于结构紧固件的要求，对ASME（1996年）规定了大六角螺栓、螺帽、硬化垫圈的所有的数据为重型。虽然高强度螺以公布尺寸定义，但所有直径都用提供的英寸。螺栓直径介于0.5至一点五英寸，长度大约八英寸是常见的制造，按照其尺寸大小和供应商的要求。通常螺栓长度小于5英寸，可在增量0.25英寸，而更长的螺栓是增长量以0.5英寸递增。螺栓的标准螺纹长依赖于他们的直径，虽然完全螺纹螺栓一般都可以可通过特别布置与制造而获得。ASME（2000年）规定了标准螺纹尺寸和螺纹间距（螺纹/英寸），从而降低与增加螺栓的大小。2.1螺纹螺栓高强度螺栓（ASTM标准a325和ASTMa490）与标准螺纹长度是根据直径螺栓制定的。这可能会导致同一种直径的螺栓有集中不同的螺栓长度。相关的螺栓附表可知螺纹长度要求和安装误差。因此，需要更多的监督。因此使用单一的螺栓，螺纹紧固件可以降低成本，使用单一的紧固件将提供足够的强度，以及有足够的长度以布置所有连接。这些紧固件的抗剪强度与高强度螺栓十分相似，在深入了解他们的荷载变形能力之后，可将其应用与翼缘连接。在连接中使用的螺栓，将要求他们提供同样的接受强度下，而使用螺纹螺栓可以简化钢结构的设计与施工，在塑性连接变形下，要求更多的关于受拉性能的信息。2.2十六角头螺栓高强螺栓是机械加工螺纹紧固件，并采用大六角头螺栓，用未连接结构中的连接构。最早使用螺栓作为紧固件在1940年，在未来20年间得到完善。螺栓区别于铆钉的主要特性是易于安装和其在连接中的可靠的夹紧力与钢连接（kulak，2002年）。1947年是今天被称为结构连接（RCSC）协会创立是为了作为一个理事机构，以监督接受和使用高强螺栓。四年后推广RCSC的应用发表的首版规范。今天RCSC（200469 潍坊学院本科毕业设计（论文））提供高强螺栓的正确使用、安装和检验和组件的安装等要求方面的设计指南。2.3增加中空钢管的跨度对高强度螺栓在受拉情况下的充分认识的重要性的体现在它应用于翼缘板拼接中的连接本身。正如先前讨论，中空钢管翼缘板拼接的实用性可提高管跨度。制造结构的长度由于运输能力的限制。不过，大型桁架和空间框架的要求这些部分被拼接在一起。这拼接可以用混合的方式实现，其中一个为焊接连接。不过，此方法至少在拼接一侧用角焊缝连接。意味着螺栓的设计将用更少的时间。要求螺栓翼缘连接侧重于翼缘螺栓数量和安排，翼缘螺栓（willibald2003年，willibald等人）。受拉螺栓荷载-变形特性处于整个连接模型，模型能计算翼缘荷载作用下的螺栓受力，尤其是在超载情况下。69 潍坊学院本科毕业设计（论文）致谢《潍坊市环保设备7号生产车间》毕业设计在柳院长的细心指导和严格要求下，学生才得以完成。在柳院长的帮助下使我掌握了钢结构设计的基本程序、原理。从第一次小组会议到毕业设计完成，期间耗时近100天，在这一百天的时间里柳院长对我们所提出的大小问题一一耐心解答，尽显为人师表的典范和广博的学识以及对于问题敏锐的洞察力和深邃缜密的逻辑分析，并纠正我们不严谨的学识态度，做任何事都要严谨笃行，柳院长的谆谆教诲将使我终生受益并对我今后的学习和工作产生深远影响。在此向柳院长致以最崇高的敬意和最美好的祝愿，衷心感谢柳院长在学习生活中对学生无微不至的关怀。同时在毕业设计过程中，小组的其他同学给予了极大的帮助，在此也向他们表示诚挚的谢意和美好的祝福!借此机会还要感谢我的母校潍坊学院，她不仅给我们提供了一个舒适、静谧的学习空间，和宝贵的学习资源，此外还大批的教师模范给予我灌输为人处事的原则，使我在大学期间树立了远大的正确的人生观、价值观、社会观。最后，向所有在我大学期间给予我帮助的老师、同学和亲友表达诚挚的谢意和美好祝福。70'