单层钢结构厂房毕业设计计算书完整版

'郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期： 前言伴随着我国经济与科学技术的快速发展，钢结构已逐步在工业厂房，商业大楼，民用住宅，大型场馆等公共建筑中被广泛采用。钢材的强度高，故在结构中占体积小，因而建筑的实用空间就较大；钢结构可以成套预制装配，故施工方便；钢材可以回炉重新利用，故钢结构的再生性好。钢结构有着非常多的优点，我国的钢结构事业也正处在蓬勃发展中。轻型钢结构除具有普通钢结构的材质均匀，可靠性高；强度高，重量轻；塑性韧性，抗震性能好；便于机械化制造，施工期短；可回收，建筑造型美观等特点以外，一般还具有取材方便，用料较省，自重更轻等特点。它对加快基本建设速度，特别对中小型企业的建设，以及对现有企业的挖潜、革新、改造等工作能够起到显著的作用，因而受到建设单位，尤其是在工业建筑中的普遍欢迎。由于轻型钢结构的经济指标很好，总造价较低，再加上结构自重轻为改革重型结构体系创造了条件。因此，轻型钢结构是很有发展前途的一种结构形势。基于以上对轻型钢结构的认识，我在毕业设计课题中选择了轻型钢结构设计。本次设计的是万利集团民用工业园的轻钢结构房屋工程。通过这次设计，我希望能对钢结构的计算原理、轻型钢结构的特点和构造要求有一个较系统的认识。同时，通过这次设计，培养自己理论结合实践的能力，积累工程经验，从而为将来走向工作岗位打下坚实的基础。 摘要近年来，轻钢结构因其取材方便、用料省、自重轻、构件批量生产、现场施工速度快、周期短等诸多特点，在我国取得了长足的发展。其中，门式刚架造型由于其简洁美观、平面布置灵活、安装便利及可以满足多种生产工艺和使用功能的要求等特点，目前正被运用于越来越多的钢结构房屋建筑中。本工程是以轻型门式钢架作为结构形式的单层工业厂房。厂房共有两跨，每跨设有两台桥式软钩吊车。厂房为双坡屋面，除基础和地基梁使用混凝土、外墙标高1.2m以下为240厚砖墙外，其他所有主次要构件均为钢结构。首先根据现有资料进行建筑方案的比选及建筑的平、立、剖面的设计；然后建筑设计基础之上的结构布置、静力计算、框架设计、节点设计、柱脚设计、檩条设计、柱间支撑设计、吊车梁设计及基础设计等。建筑设计给结构设计提供初步的计算资料，结构设计又把更新的数据反馈给建筑设计，如此循环以得到最终设计结果。在结构设计中，对各种构件的基本的设计思路如下：(1)建立合理的力学模型，确定计算简图；(2)计算各种工况下构件危险截面的内力；(3)进行荷载效应组合，得到可能的最不利内力；(4)对构件危险截面进行内力验算，继而确定其具体尺寸(包括截面尺寸、板件厚度、螺栓直径及间距、焊脚尺寸及长度、疲劳验算等)。构件的尺寸选择一般是通过经验公式进行初选，然后进行验算调整直至其符合要求。在人工设计结束以后，利用3D3S钢结构设计软件建模设计。首先对手算设计的主体构件进行验算和校核，然后利用软件中围护结构设计模块对厂房总体设计进行完善，主要包括隅撑、女儿墙小立柱等构件。最终利用软件自动生成施工图并加以必要修改，以建施和结施图纸集的形式将总体设计表达出来。关键词：轻型门式刚架；荷载组合；内力分析；结构设计与验算；3D3S建模 ABSTRACTInrecentyears,thelightsteelstructureshavebeenpopularizedinthedevelopmentofourcountryforthereasonssuchaseasyerection,economizedmaterials,lightweight,massproductioncomponents,high-speedon-siteconstructionandshortcycle.Amongthem,theportalsystem,becauseofitssimpleandbeautifulstyle,layoutflexibility,convenientinstallandthefeaturethatcanmeettherequirementofavarietyofproductionprocessesandutilizingfunction,istakinganactivepartinthemarketofsteelhousingconstruction.Firstofall,architecturalprogramsareselectedandtheplan,façadeandprofilefiguresaredesignedaccordingtotheexistingavailableinformation.Afterward,onthefoundationofarchitecturaldesign,thestructuralarrangement,staticanalysis,frameworkdesign,jointdesign,columnpedestal,purlindesign,bracedesign,cranebeamdesignandfoundationdesignarecarriedoutsuccessively.Inthisprocess,architecturaldesignprovidesstructuraldesignwithpreliminarydataforcalculations,andinturnstructuraldesignfeedupdateddatabacktoarchitecturaldesign.Afterseveralsuchcirculations,finaldesignresultsareacquired.Thisprojectisasingle-storyindustrialplantwhichusesLightPortalFrameasitsconstructionform.Theplantconsistsoftowcrosses,eachofwhichissetwithtwosofthookbridgecranes,andisdesignedasgableroof.Inadditionofthefoundationandfoundationbeam,whichuseconcretesasmaterial,and240mmthickbrickwallsbellowingexteriorelevationof1.2m,allothermajorandminorelementstakesteelastheirmaterial.Instructuraldesign,thebasicdesignideasofvariouscomponentsareasfollows:(1)Establishareasonablemechanicalmodelanddeterminethecalculationdiagram;(2)Calculatetheinternalforceofdangeroussectionundervariousconditions;(3)Carriedoutthecombinationofloadeffectandgettheworstpossibleinternalforce; (4)Calculateandchecktheinternalforceofdangeroussection,andthendecidethespecificsizesofthem(includingthesectionsize,thicknessofplates,boltdiameterandspacing,sizeandlengthofthefootsolder,fatiguecalculations,etc.).Componentsizesaregenerallyprimarilyselectedbytheempiricalformula,andthenareadjustedandcheckeduntilitmeetstherequirements.Aftertheartificialdesign,usesteelstructuredesignsoftware3D3Stoestablishthestructuralmodelandcalculation.Firstly,checkandverifytheresultofhandcomputationforthemaincomponent,andthenusethebuildingenvelopedesignmoduleinthesoftwaretoimprovetheoveralldesignofplant,includingcornersupportsanduprightpostsonparapetwalls.Intheend,usethesoftwaretoautomaticallygeneratetheconstructiondrawingsandmakenecessarymodification,andmaketheexpressionoftheoveralldesignbyatlasofarchitecturalandstructuralconstruction.Keywords:LightPortalFrame;LoadeffectCombination;Internalforceanalysis ;Structuraldesignandverification;3D3Smodeling 目录第1章引言1.1目前轻钢结构的特点及发展现状11.2门式刚架的特点与发展21.3毕业设计的内容与方法3第2章建筑设计2.1工程概况42.2设计条件42.3建筑设计5第3章内力计算3.1结构设计资料123.2结构布置133.3静力计算21第4章框架设计4.1柱的设计364.2横梁的设计514.3主要节点设计574.4柱脚设计67第5章墙架及抗风柱设计5.1山墙墙梁设计745.2纵向墙梁的设计755.3抗风柱的设计76第6章檩条设计6.1荷载计算796.2内力计算796.3截面选择816.4确定有效截面并验算强度816.5风吸力组合下稳定计算836.6绕度计算836.7长细比计算84第7章柱间支撑设计7.1柱间支撑的形式857.2柱间支撑的设计86 第8章吊车梁与地基梁设计8.1吊车梁设计898.2地基梁设计98第9章基础设计9.1地质条件1019.2基础设计101第10章3D3S软件计算过程116第11章回顾与展望11.1轻型门式刚架结构设计13311.2对轻钢结构发展的建议134参考资料135致谢136附表一柱的荷载及内力组合表137附表二梁的荷载及内力组合表138 第1章引言1.1目前轻钢结构的特点及发展现状轻型钢结构建筑体系是指以单层非住宅的中小型工厂、仓库、商品、大型超市为主要对象的建筑[1]，这种建筑体系是采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门型刚架、C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料将承重结构、围护结构构件在现场组装起来的预制装配式钢结构房屋体系。这种轻钢结构建筑具有以下特点：（1）构造简单，材料单一。容易做到设计标准化定型化，构件加工制作工业化所以现场安装预制装配化程度高。销售、设计、生产可以全部采用计算机控制，产品质量好，生产效率高。（2）自重轻，降轻了基础材料用量；减少构件运输、安装工作量；并且有利于结构抗震。（3）工期短。构件标准定型装配化程度高，所以现场安装简单快速，一般厂房仓库签订合同后2~3个月内可以交付使用。因为没有湿作业，现场安装不受气候影响。（4）可以满足多种生产工艺和使用功能的要求。轻钢结构建筑体系在建筑造型、色彩以及结构跨度、柱距等方面的选择上灵活多样，给设计者提供充分展示才能的条件。（5）轻钢结构建筑属于环保性、节能性产品，厂房可以搬迁，材料可以回收。（6）价格便宜。随着我国钢产量的提高，钢材价格的下调，竞争的激烈，轻钢结构建筑与其他同类砖混结构建筑相比，造价持平或偏低。轻钢结构系统代替传统的混凝土和热轧型钢制作的屋面板、檩条等，不仅可减少梁、柱和基础截面尺寸，使整体结构质量减轻，而且式样美观，工业化程度高，施工速度快，经济效益显著[2]。由于轻钢结构突出的优点，它已被广泛应用于工农业建筑、商业、服务性建筑、标准办公楼、学校、医院建筑、别墅、旅游建筑、各类仓库性建筑、娱乐、体育场馆、地震区建筑、活动式可拆迁建筑、建材缺乏地区的建筑、工期紧的建筑、旧房改造、翻修等建筑领域。138 门式刚架的特点与发展在这次毕业设计的过程中，我主要进行了门式轻钢结构厂房的设计和计算工作。门式刚架轻钢结构是一种常用的结构形式，用途十分广泛。自H型钢问世后，门式刚架已成为一种固定的结构形式，即形成在角隅处带有变截面加腋的刚架，以加大它的跨度。不少西方先进国家已把它作为一种经济的建筑体系，已商品化形式出售，有单跨、多跨、有无悬挂吊车等多种类型。刚架的用量与刚架的跨度、柱高以及屋面荷载大小有很大关系，特别是跨度加大，用钢量显著增加。所以，轻型门式刚架的适宜跨度在30m以下，屋面应于各种彩色压型钢板或压型铝板配套使用，墙体也应采用轻质维护材料，使结构具有美观轻巧的特点。门式刚架就其截面形式来分，有实腹式和格构式等。实腹式刚架虽然用钢量稍高，但它的构件整齐，每榀刚架由4件梁柱构件用螺栓连接而成，构件的刚度较大，适用于长途运输和多次拆装搬运，制造省工，工地安装方便。在门式刚架结构系统中所占比重最大。门式刚架的形式由三块钢板焊成的工字型截面实腹刚架，截面形式简单，受力性能好，是常用的截面形式。当采用轧制H型钢时，可以减少制造焊接工作量。Z形截面实腹刚架，截面采用钢板冷加工弯曲成型，主要优点是有利于定型化生产，焊接拼装工作量少，可以将构件叠合运输。但截面不对称，受力性能较差。格构式刚架常用于跨度较大的建筑，其材料选用和截面组成比较灵活，可采用普通角钢、槽钢、冷弯薄壁型钢等，其截面为双腹杆的矩形，以及三面腹杆的三角形。由薄壁型钢组成的格构式刚架经济，但制造费工，杆件刚度也较小。不论实腹式还是格构式刚架，其梁柱构件都可做成等截面或变截面的。当跨度和荷载较小时，一般采用等截面结构；当跨度和荷载较大时，宜采用变截面结构，使结构造型更接近于荷载作用下的弯矩图形，使材料在截面的分布更加合理，并使结构显得轻巧。对格构式刚架，一般柱为变截面，横梁可采用等截面。近二十多年来，随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，门式轻钢结构凭借其诸多优点获得了广泛的应用。但是，由于我国目前还没有相应的轻钢设计规范，大部分设计仍沿用现行的普通钢结构设计规范来进行门式刚架轻钢结构的设计和计算，使得设计用钢量指标居高不下，或在没有充分理论依据的情况下，凭经验一味地追求低用钢量而造成事故。因此，对门式刚架轻型钢结构进行系统的研究，建立和完善专门的设计规范势在必行。138 1.1毕业设计的内容与方法作为大学四年学习实践的最后也是最重要的一个环节，在将近一个学期的时间里，我以及唐婷婷、吴珊同学在武汉大学钢结构研究所进行了毕业设计，指导老师为郭耀杰和陈晓燕两位老师。按照老师布置的任务，我主要完成了万利集团轻钢结构房屋设计。钢结构研究所将实际的工程作为学生毕业设计的任务，避免了单纯理论研究和假课题设计的空洞性，使得学生通过真实命题的设计，实际问题的解决，灵活全面地运用曾经学过的理论知识，初步积累实际工程设计的经验，基本掌握工程设计的方法，从而达到毕业设计大纲的要求。本设计主要包括建筑设计和结构设计两大部分。建筑设计是根据现有资料进行建筑方案的比选及建筑的平、立、剖面设计；结构设计是指在建筑设计基础之上的结构布置、静力计算、框架设计、檩条设计、柱间支撑设计、吊车梁设计及基础设计等。毕业设计应完成厂房的建筑设计和结构设计，以手算为主完成厂房的计算，同时学习力学求解器、探索者结构CAD、PKPM、3D3S等软件进行校核验算，编写计算书，绘制建筑设计图和结构施工图。138 第2章建筑设计2.1工程概况万利集团轻钢结构房屋工程从属于该集团公司民用工业园工程。该工程主要包括四个厂房的设计：轻钢结构房屋、铝窗加工厂房、机械加工厂房、喷涂厂房。毕业设计期间完成轻钢结构房屋设计。此项工程的具体要求如下：1．厂房内净高6米；2．厂房柱距9米；3．厂区通道宽度8米；4．厂房大门均采用推拉门，为满足消防等要求的辅助门采用平开门（宽度小于1.5米）；5．厂房均采用内天沟有组织排水，外墙体在标高1.200米以下为240砖墙；标高1.200米以上为双层镀锌钢板。屋面板采用双层镀锌钢板锁边屋面系统；6．厂房内两台10吨吊车和两台5吨吊车。所有建筑应尽量采用铝合金隔热门窗；建筑外观要求美观、新颖，能够充分体现轻钢结构建筑的美学特点。本工程平面面积为150×36=5400平方米。主要结构平面及剖面布置见附图。纵向共25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m。厂房为双跨，各跨内设两台5t吊车和两台10t吊车，总共设4台吊车。吊车梁轨顶标高4m。2.2设计条件1.2.2.1.2.2.2.2.1.自然条件建筑物场地地势平坦，地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的亚粘土；再往下为厚砂卵层。亚粘土层可做持力层，地基承载力标准值为150kN/m2。地基土容重19kN/m3。138 1.1.1.荷载条件荷载类型A组B组活载屋面活载0.3kN/m20.4kN/m2基本风压0.4kN/m20.3kN/m2基本雪压0.5kN/m220.4kN/m2恒载屋面恒载0.3kN/m20.5kN/m2墙面恒载0.3kN/m20.4kN/m2基本地震烈度7°注：恒载包括结构自重，墙面恒载指压型钢板墙重。吊车荷载另给。施工荷载为0.3kN/m2。1.1.2.材料规格钢材：型钢，钢板，冷弯薄壁型钢均为Q235B或Q345B；螺栓：摩擦型高强度螺栓8.8级和普通螺栓；焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO2气保焊；基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15；钢筋：直径Φ≥12mm为Ⅱ级钢筋，直径Φ≤10mm为Ⅰ级钢筋。1.1.3.施工与安装条件(1)各种材料保证供应，品种齐全；(2)施工技术力量雄厚，有足够的运输、吊装设备；(3)构件加工和预制设施配套，保证工期。2.1建筑设计1.2.1.2.1.设计依据及设计指导思想1.设计依据建筑结构荷载规范（GB50009-2001）建筑制图标准（GB/T50104-2001）钢结构设计规范（GB50017-2003）138 冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）《轻型钢结构设计手册》《冷弯薄壁型钢结构设计手册》《建筑结构构造资料集（上、下册）》《建筑钢结构设计手册（上、下册）》《钢结构连接节点设计手册》《钢结构设计与计算》王国周、瞿履谦著《钢结构》等其它设计手册、标准图集。1.设计指导思想(1)设计满足生产工艺的要求，这是对设计工作的基本要求；(2)应创造良好的操作环境，有利于保证工人健康和提高劳动生产率；2.应满足有关技术要求：1)厂房应具有毕业的坚固耐久性能，使在外力、温度、湿度变化、化学侵蚀等各种不利因素作用下可以保证安全；2)厂房建筑应具有一定的灵活应变能力，在满足当前使用的基础上，适当考虑到今后设备更新和工艺改革的需要，使远近期结合，提高通用性，并为以后的厂房改造和扩建提供条件；3)设计厂房时应遵守国家颁发的有关技术规范和规程。3.工艺建筑设计中要注意提高建筑的经济、社会和环境的综合效益，三者之间不能偏移太多。经济上，既要注意节约建筑用地和建筑造价，降低材料消耗和能源消耗，缩短建设周期，又要有利于降低经常维修，管理费用。在社会效益方面，应试工业建筑投产以后，在它所影响范围内的社会生活素质发生有利的变化。在环境效益方面，应使工业建筑投产以后，在它所影响范围内的环境质量符合国家有关部门规定的质量标准；4.工业建筑在适用、安全、经济的前提下，把建筑美与环境美列为设计的重要内容，美化室内外环境，创造良好的工作条件。138 1.1.1.设计特点及方案1.结合地区地质、气象条件及车间特征进行建筑平剖面设计(1)设计条件1)自然条件：地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的亚粘土；再往下为厚砂卵层；亚粘土层可做持力层，地基承载力标准值为150kN/m2。地基土容重19kN/m3。2)气象条件：雪荷载取.5kN/m2；风荷载取0.4kN/m2；屋面活荷载取0.3kN/m2.3)车间特征：车间长150米，宽36米，纵面25榀，有两台5t的吊车和两台10t的吊车，净高6米，为体型细长的大跨工业厂房。(2)根据上述特点，并结合当地资源状态及生产条件，确定设计方案为轻型钢结构厂房。1)屋面采用Y×130-300-600型压型钢板。2)主体结构采用双跨双坡式实腹式变截面门式刚架承重。3)外墙体在标高1.200米以下为240砖墙，外贴瓷砖，颜色由业主确定；标高在1.200米以上为双层墙面彩色钢板，钢板间夹一层保温隔热材料；采用双层玻璃窗，中间设保温层。4)采用内天沟有组织排水。2.平面形式、柱网布置及变形缝设置(1)平面形式厂房平面形式与生产工艺流程、生产特征有直接关系。在建筑实践中采用的厂房平面形式有矩形、方形、L形和Ⅲ形等。矩形平面是构成其他平面形式的基本单位。有的将跨度平行布置，有的将跨度相垂直布置。当生产规模较大，要求厂房面积较多时，常采用多跨组合的平面。平行跨布置适用于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。这种平面形式较其他形式平面各工段之间靠得较紧。运输路线短捷，工艺联系紧密，工程管线较短；形式规整，占地面积少；整个厂房柱顶及吊车轨道顶标高相同，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都较容易解决。138 根据本设计厂房适用条件，选用两跨平行跨布置。(1)柱网布置进行柱网布置时，考虑以下几个方面的问题：1)满足生产工艺的要求。柱的位置应与地上、地下的生产设备和工艺流程相配合，还应考虑生产发展和工艺设备更新问题。2)满足结构的要求。为了保证车间的正常使用，有利于吊车运行，使厂房具有必要的横向刚度，应尽可能将柱布置在同一横向轴线上，以便与横梁组成刚强的横向框架。3)符合经济合理的要求。柱的纵向间距同时也是纵向构件（吊车梁、托架等）的跨度，它的大小对结构重量影响很大，厂房的柱距增大，可使柱的数量减少，总重量随之减小，同时也可减少柱基础的工程量，但会使吊车梁及托架的重量增加，最适宜的柱距与柱上的荷载及柱高度有密切关系。在实际设计中结合工程的具体情况进行综合方案比较确定。4)符合柱距规定的要求。近年来，随着压型钢板等轻型材料的采用，厂房的跨度和柱距都有逐渐增大的趋势，按《厂房建筑统一化基本规则》和《建筑统一模数制》的规定：结构构件的统一化和标准化可降低制作和安装的工作量。对厂房横向，当厂房跨度L≤18m时，其跨度应采用3m的倍数；当厂房跨度L>18m时，其跨度应采用6m的倍数。只有在生产工艺有特殊要求时，跨度才采用21m、27m、33m等。对厂房纵向，以前基本柱距一般采用6m或12m；现在采用压型钢板作为屋面和墙面材料的厂房日益广泛，常以18m甚至24m作为基本柱距。综合上述几个方面和考虑工艺、结构，厂房柱网布置为：纵向为25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m；厂房为三柱双跨。柱网具体布置如图2.1所示：图2.1柱网布置图138 (1)温度伸缩缝问题温度变化将引起结构变形，使厂房结构产生温度应力。当厂房平面尺寸较大时，为避免产生过大的温度变形和温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。温度伸缩缝的布置决定于厂房的纵向和横向长度。纵向很长的厂房在温度变化时，纵向构件伸缩的幅度较大，引起整个结构的变形，使结构内产生较大的温度应力，并可能导致墙体和屋面的破坏。为了避免这种不利后果的产生，常采用横向温度伸缩缝将厂房分成伸缩时互不影响的温度区段。按规范规定，对于热车间和采暖地区的非采暖房屋，纵向温度区段不超过180m，横向区段不超过100m时，不用设置温度伸缩缝。本厂房纵向尺寸为150m，横向尺寸为36m，所以不用设置伸缩缝。1.厂房内外建筑艺术处理本厂房采用水平划分的手段进行立面处理。水平划分通常的手法是在水平方向设整排的带形窗，用通长的窗楣线或窗台线将窗连成水平色带；或利用檐口、勒脚等水平构件，造成水平条带；在开敞式墙的厂房中，挑出墙面的多层挡面板，由于阴影的作用使水平线条更加突出；大型墙板厂房，常以与墙板相同大小的窗代替墙板构成水平带形窗。也有用涂层钢板和淡色透明塑料制成的波纹板作为厂房外墙材料，它们与其他颜色墙面相间布置构成不同色带的水平划分，自然形成水平线条，即可简化围护结构，又利于建筑工业化。结合本工程实际，在水平方向设整排带行窗，用通长的窗台线将窗连成水平条带，与1.200米240砖墙。1.200米以上涂色的钢板墙构成不同色带的水平划分，自然形成水平线条。厂房室内设计时工业建筑的重要内容之一。厂房的承重结构、外墙、屋顶、地面和隔墙等构成了厂房内部空间形式，是内部设计的重要内容；生产设备及其布置、管道组织、艺术装修及建筑（小品）设计、室内栽花种草、色彩处理等也都直接影响厂房内部的面貌及其使用效果，也是车间内部设计的有机组成部分。本厂房内部空间采用目前最常用的跨间式，各跨并列组成了厂房的平剖面形式。为采光和通风，屋顶上部可以设各种形式的天窗，其特点是跨间纵向空间畅通，比较宽敞，不敢封闭和压抑感，还具有明显的透视感和深远感；将车间通道在车间内均匀布置，突出和发挥通道在室内构图中的作用，相对的可改善设备布138 置无规律的感觉；在操作地点附近布置一些生产操作规程、劳动保护条例，形式应美观，字迹应工整、艺术，室内环境色采用冷色，浅蓝色，可使室内趋于安静，使人有如置身于自然环境中。1.1.1.构造说明1.屋面、墙体、地面构造说明(1)屋面构造屋面板采用波高为130mm，波与波之间距离为300mm，单块压型板有效宽度为600mm的压型钢板Y×130-300-600，即W600型。压型钢板间的搭接所用紧固件设于波峰之上，横向搭接与主导风向一致，且采用错缝铺法，一般错开1～2波即可，以免重叠搭接。屋面的坡度为5%，双坡屋面，采用内天沟有组织排水。(2)墙体构造标高1.200m以下为240贴青灰色文化砖墙，MU10灰砂砖墙体，M5混合砂浆砌筑，作为窗户下窗台和上部墙板的支撑段，同时对地下潮气的上升起到一定的阻止作用，使墙板和柱免受腐蚀。标高1.200m以上为双层镀锌钢板，钢板间夹有离心超细玻璃丝棉卷毡作为保温材料。根据门窗尺寸和墙架间距选用合适的压型刚板来满足轻质、美观、耐用、保温、施工简便、抗震、防火等方面的要求。(3)地面构造厂房的地面用素土夯实后铺100厚的C15混凝土，然后用20厚1：2水泥砂浆抹面，室内地坪标高为±0.000，室外地坪为-0.300。具体作法见建筑图集。2.门窗型号及数量门窗编号洞口尺寸选用图集及规格数量附注宽高M148003200厂家提供10铝合金推拉门M28002400厂家提供4铝合金平开门C136001800厂家提供42铝合金推拉窗C214460900厂家提供2条形塑钢窗C312001800厂家提供4铝合金推拉窗3.室内、室外装修及防锈要求(1)室内墙面涂浅蓝色涂料，地面除安全通道用翠绿色外，其余均用蓝色，在138 操作地点附近布置一些生产操作规程，劳动保护条例，形式美观，字迹工整的艺术作品。(1)室外1.200m以下的240砖墙表面贴瓷砖，颜色由业主自定，标高1.200m以上的墙面均涂刷成蓝色，沿纵向的墙面沿女儿墙布置1m宽浅蓝色压型钢板。(2)用各色硼钡酚醛防锈漆F53－9打底，再选用各色醇酸磁漆C04－42作为面漆。1.一般说明(1)本工程所有外露金属构件均采用防锈油漆打底，主体刚架表面涂刷防火涂料，以满足二级耐火等级的要求，涂料厚度应满足柱耐火极限为2.5小时，钢梁为1.5小时。(2)所有悬挑构件均设置滴水线，所有室外外漏构件，均红丹打底,二底二度银粉漆。(3)本工程施工过程中须同结构、水电工种密切配合，所有管道预留必须先留，不得后凿，如遇有问题及时与设计人员协调。(4)凡说明未详尽之处，请参照现行有关施工规范执行。138 第3章内力计算3.1结构设计资料结构设计部分主要包括结构布置、结构及构件的设计，最后绘制技术施工图。各部分设计应与建筑设计密切配合，并注意施工方面的问题。1.厂房跨度：2.厂房长度：3.柱子间距：纵向25跨，跨度均为6m；横向6跨，跨度均为6m。刚架结构示意图见图3.1。图3.1刚架结构示意图4.屋面结构：屋面板采用波高为130mm，波与波之间距离为300mm，单块压型板有效宽度为600mm的压型钢板Y×130-300-600，即W600型，采用双跨双坡式实腹式门式刚架作为主体承重结构，刚架斜梁坡度为1：20，屋面同其坡度，采用内天沟有组织排水。5.墙体构造：外墙在标高1.200m以下为240砖墙，作为窗户下窗台和上部墙板的支撑段，同时也对地下潮气的上升起到一定的阻止作用，使墙板和柱免受腐蚀。标高1.200m以上为双层镀锌钢板，钢板间夹有离心超细玻璃丝棉卷毡作为保温材料。根据门窗尺寸和墙架间距选用合适的压型刚板来满足轻质、美观、耐用、保温、施工简便、抗震、防火等方面的要求。6.吊车资料：厂房为双跨，各跨内设有1台5t吊车和1台10t吊车，各跨内总共设有2台吊车，双跨共计4台吊车，吊车梁轨顶标高为4m。7.使用钢材：钢材：型钢，钢板，冷弯薄壁型钢均为Q235B或Q345B；螺栓：摩擦型高强度螺栓8.8级和普通螺栓；138 焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO2气保焊；钢筋：直径Φ≥12mm为Ⅱ级钢筋，直径Φ≤10mm为Ⅰ级钢筋。1.荷载条件：荷载类型A组B组活载屋面活载0.3kN/m20.4kN/m2基本风压0.4kN/m20.3kN/m2基本雪压0.5kN/m20.4kN/m2恒载屋面恒载0.3kN/m20.5kN/m2墙面恒载0.3kN/m20.4kN/m2基本地震烈度7°注：恒载包括结构自重，墙面恒载指压型钢板墙重。吊车荷载另给。施工荷载为0.3kN/m2。2.厂房内净高：6m3.厂区通道：宽度为8m4.混凝土材料规格：基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15。3.1结构布置1.2.3.3.1.3.2.3.2.1.柱网布置及抗风柱布置1.柱网布置综合考虑工艺、结构和经济三个方面的要求，厂房柱网布置为：纵向为25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m；厂房为三柱双跨。2.抗风柱布置按传统抗风柱布置。即抗风柱柱脚与基础铰接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。按这种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,抗风柱布置与东西边跨除中间柱的柱网节点上，抗风柱布置图见图3.2阴影柱子，东西共八根。138 图3.2刚架山墙简图1.1.1.横向框架结构主要尺寸1.横向框架的结构尺寸采用双跨双坡实腹式门式刚架，刚架横梁与两边柱和中间柱均刚接，两边柱柱脚与基础刚接，中间柱柱脚与基础也采用刚接。此门式刚架主要尺寸为：(1)跨度：2×18=36m(2)柱高：边柱：6.6m中柱7.5m(3)柱距：6m2.门式刚架柱及横梁柱拟采用等截面实腹式柱。柱截面拟采用H型钢或焊接型钢，钢材拟采用Q235B。横梁拟采用变截面工字形钢，钢材拟采用Q235B。为了设计上的方便，进行内力计算时，将整个刚架看作等截面来进行内力计算，选取截面。再利用选取的截面进行验算。1.1.2.柱间支撑布置1.柱间支撑的作用和布置柱间支撑与厂房框架柱相连接，其作用为:组成坚强的纵向构件，保证厂房的纵向刚度；承受厂房端部山墙的风荷载，吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。柱间支撑由两部分组成：在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部分称为下层支撑，下层之间支撑与柱和吊车梁一起在纵向组成刚性很大的悬臂桁架，显然，将下层支撑布置在温度区段的端部，在温度变化的影响方面将是很不利的。因此，为了使纵向构件在温度发生变化时能较自由的伸缩，下层支撑应该设在温度区段中部。只有当吊车位置高而车间总长度又很短时，下层支撑设在两138 端不会产生很大的温度应力，而对厂房纵向刚度却能提高很多，这时放在两端才是合理的。当温度区段小于90m时，在它的中央设置一道下层支撑；如果温度区段长度超过90m时，则在它的三分之一和三分之二点处各设一道支撑，以免传力路程太长。1.柱间支撑的形式和计算柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式，八字式，门架式等。十字交叉支撑的构造简单，传力直接，用料节省，使用最为普遍，其斜杆倾角宜为45°左右，上层支撑在柱间距大时可改用斜撑杆；下层大或十字撑妨碍生产空间时，可采用门架式支撑。上层柱间支撑承受端墙传来的风力；下层柱间支撑除承受端墙传来的风力以外，还承受吊车的纵向水平荷载，在同一温度区段的同一柱列设有两道或两道以上的柱间支撑时，则全部纵向水平荷载（包括风力）由该柱列所有支撑共同承受。当在柱的两个肢的平面内成对设置时，在吊车肢的平面内设置的下层支撑，除承受吊车纵向水平荷载外，还承受与屋盖肢下层支撑按轴线距离分配传来的风力，靠墙的外肢平面内设置的下层支撑，只承受端墙传来的风力与吊车肢下层支撑按轴线距离分配受力。柱间支撑的交叉杆，上层斜撑杆和门形下层支撑的主要杆件一般按柔性杆件设计，交叉杆趋向于受压的杆件不参与工作，其他的非交叉杆以及水平横杆按压杆设计。端部支撑宜设在温度区段端部的第二个开间，这种情况下，在第一开间的相应位置宜设置刚性系杆，刚架柱转折处（如柱顶和屋脊）也宜设置刚性系杆。由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑；若刚度或承载力不足，可在刚架斜梁间设置钢管，H型钢或其他截面形式的杆件，门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，宜采用张紧的十字交叉圆钢组成，用特制的连接件与梁柱腹板相连，连接件应能适应不同的夹角，圆钢端部都应有丝扣，校正定位后将拉条张紧固定。综合以上的考虑，本工程沿纵向设置四道支撑，分别设在~轴间，~轴间、~轴间和~轴间。其中~轴及~轴为了防止纵向刚度过大，在温度变化时不能自由的伸缩，只设置上层支撑，~轴间及~轴间既设置上层支撑，也设置下层支撑。门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，宜采用张紧的十字138 交叉圆钢支撑，用特别的连接件与梁柱腹板连接，连接件能适应不同的夹角。圆钢支撑端部都有丝，校正定位后将拉张条张紧固定。其布置图见图3.3所示。图3.3纵向柱间支撑布置图1.1.1.墙架布置墙架一般由墙架梁河墙架组成。在非承重墙中，墙架构件除了传递作用在墙面上的风力外，尚需承受墙身的自重，并传递至墙架柱及主要横向框架柱中，然后再传递至基础。当柱的间距在8m（采用预应力钢筋混凝土大型墙板时可放宽至12m）以内时，纵墙可不设置墙架柱；否则需设置墙架柱以减少墙板的跨度。在高厂房中，为了减少墙架柱的跨度，常在墙梁柱中部设置一些水平方向的抗风桁架。墙架梁的间距应与窗孔位置和尺寸相适应。墙架构件间墙面的面积不应过大，以保证墙面有足够的强度和刚度。一般在半砖墙中，不应超过12m2；如在厂房中有动力设备，特别是有硬钩吊车时，则不应超过9m2。1.墙架布置(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，雨篷等构件和围护材料的要求。(2)门式刚架轻型房屋钢结构，当采用压型钢板做围护结构时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型和规格而异，且不应大于计算确定的值。(3)山墙可设置由斜梁，抗风柱和墙梁组成的山墙墙架或采用门式刚架。(4)为减少横梁竖向计算跨度和增强其稳定性，宜在横梁间设置拉条。(5)山墙墙架中，一般在墙角另设墙架角柱，当山墙紧靠房屋端柱时，也可不设墙架角柱，而直接将山墙墙梁支承于纵墙的墙梁上。(6)墙架柱与屋架的连接对一般墙架柱。为使其上部连接不至于承受屋架或刚架的竖向荷载，常采用弹簧板与屋架或刚架的弦杆连接，以便将墙架柱的水平荷载传到支撑节点上。138 1.墙架构件设计(1)轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边形成的Z形的冷弯薄壁型钢。(2)墙梁可设计成简支或连续构件，两端支承在刚架柱上。当墙梁有一定竖向承载力且墙板落地及墙板间有可靠连接时，可不设中间柱，并可不考虑自重引起的弯矩和剪力。若有条形窗或房屋较高且墙梁跨度较大时，墙架柱的数量应计算确定，当墙梁需要承受墙板及自重时，应考虑双向弯曲。(3)当墙梁跨度L为4～6m时，宜在跨中设置一拉条，当跨度L大于6m时，宜在跨间三分点处各设一道拉条。在最上层墙梁处宜设斜拉条将拉力传至承重柱或墙架柱。(4)纵向墙架系由横梁（墙梁）及拉条，窗镶边构件，墙架柱，抗风桁架等构件组成。其作用是支撑墙体，保证墙体的稳定，并将墙体承受的风荷载传递到厂房骨架和基础上。根据以上内容，纵向墙架见图3.4。3.4纵向墙架布置图1.1.1.屋面支撑轻钢结构中屋面支撑的作用主要是：保证结构的空间整体稳定；承担和传递水平风荷载；避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动，支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆在屋架平面外的计算长度，保证受压弦杆的侧向稳定；保证结构安装时的稳定与方便，屋面的安装工作一般是从房屋温度区段的一端开始的，首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。不合理的支撑体系影响其作用的正常发挥，不能有效保证结构的安全。1.1.2.支撑的布置138 1.屋面支撑的作用屋面支撑的内力计算简图如图3.5所示，支撑的斜杆大多设计为张紧的圆钢，压杆多设计为钢管，节点荷载由抗风柱传递。由于斜杆为张紧的圆钢，而圆钢只能承受拉力而不能承受压力。因此，计算支撑内力时不考虑虚线所示的受压斜杆，只考虑压杆和受拉斜杆的作用。屋面支撑中的压杆可单独设计，也可由檩条代替，当用檩条代替压杆时，檩条应满足压弯杆件的要求，而且应调整檩条间距使其设在支撑节点处。在第一开间设置压杆且支撑节点与抗风柱节点相对应，风荷载通过第一开间设置的压杆传至第二开间支撑的节点处，这样支撑才能起作用。拉条主要承受檩条弱轴方向的侧向拉力，并且可作为该方向檩条的支撑点，减小其弱轴方向的计算长度，当檩条兼作屋盖支撑压杆时，如果设置拉条，则檩条弱轴方向的长细比较容易满足压杆长细比的要求。根据轻钢规程要求，在屋脊的檐口处应设置斜拉条和撑杆。部分设计者没有充分分析撑杆的受力状况，将撑杆按拉条设计成圆钢，使撑杆起不到压杆作用。由图3.6可知在斜拉条拉力作用下撑杆将受到压力作用，而圆钢不能承受压力，因此，撑杆应按压杆设计，一般设计为圆钢外套钢管，这样撑杆既能承受拉力作用也能承受压力作用。图3.5屋盖支撑内力计算简图图3.6屋盖支撑受力分析简图2.支撑的布置(1)横向水平支撑：对于上弦横向水平支撑，由于本工程拟采用有檩体系，故上弦水平支撑的横杆可用檩条代替。对于下弦横向水平支撑一般和柱间支撑设置138 在同一开间内。当房屋纵向温度伸缩缝区段较短时，可设置在房间两端的端部开间。屋面支撑布置图如图3.7所示。图3.7屋面支撑布置图(1)纵向水平支撑：当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支撑中间屋架的托架为保证托架的侧向稳定时，或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车、壁行吊车或有锻锤等较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。纵向水平支撑和横向水平支撑形成封闭体系将大大提高房屋的纵向刚度。当屋架间距<12m时，纵向水平支撑常布置在屋架下弦平面。(2)系杆：系杆有刚性系杆和柔性系杆两种，当横向水平支撑设置在房屋温度区段端部第二个柱间时，第一个柱间的所有系杆均为刚性系杆，其他情况的系杆可用柔性系杆。檩条要设拉条，以保证檩条的平面外刚度，在刚架的构件转折处，即柱顶转角处和横梁中央弯折处的受压肢或受压翼缘，应设置侧向支撑，当横梁与柱内肢需设置侧向支撑点时，可利用连接于外肢的檩条或墙梁设置角隅撑。此屋面支撑的檩条和拉条的布置如图3.8所示。3.8檩条布置图(3)檩条要设拉条，以保证檩条的平面外刚度。(4)在刚架的构件转折处，即柱顶转角处和横梁中央弯折处的受压肢或受压翼缘，应设置侧向支撑。当横梁与柱内肢需设置侧向支撑点时，可利用连接于外肢的檩条或墙梁设置角隅撑。隅撑布置如图3.9所示。138 图3.9隅撑布置图138 3.1静力计算1.1.1.1.1.计算简图单层厂房是由柱和屋架（横梁）所组成，各个框架之间有屋面板或檩条，托架，屋盖支撑等纵向构件相互连接在一起，故框架实际上是空间工作的结构，应按空间工作计算才比较合理和经济，但由于计算较繁，工作量大，所以通常均简化为单个的平面框架来计算。框架计算单元的划分应根据柱网的布置确定，使纵向每列柱至少有一根柱参加框架工作，同时将受力最不利的柱划入计算单元中。此厂房的计算简图见图3.10阴影部分。图3.10框架计算简图138 1.1.1.荷载计算1.荷载取值计算屋盖自重（标准值、坡向）屋面恒载0.30kN/m2刚架斜梁自重0.15kN/m2Σ=0.45kN/m2屋面活载0.30kN/m2基本雪压（屋面活载不与雪荷载同时考虑）0.50kN/m20.50kN/m2墙面恒载0.30kN/m2柱自重2.00kN/m风荷载0.40kN/m22.各部分作用荷载(1)屋面恒载：标注值0.45×6=2.70kN/m设计值2.70×1.2=3.24kN/m活载：标注值0.8×6.0=4.80kN/m设计值4.80×1.4=6.72kN/m(2)墙面恒载：标注值0.3×6.0=1.8kN/m设计值1.8×1.2=2.16kN/m(3)柱恒载：边柱标注值2.0kN/m设计值2.0×1.2=2.4kN/m中柱标注值2.0kN/m设计值2.0×1.2=2.4kN/m(4)风荷载向风面柱上标注值=0.8×1.0×0.4×6=1.92kN/m设计值1.92×1.4=2.69kN/m向风面横梁上标注值qk=-0.6×0.4×6=-1.44kN/m设计值-1.44×1.4=-2.02kN/m背风面柱上标注值qk=-0.5×0.4×0.6=-1.20kN/m138 设计值-1.20×1.2=-1.68kN/m背风面横梁上标注值qk=-0.5×0.4×0.6=-1.20kN/m设计值-1.20×1.2=-1.68kN/m(1)吊车梁（估取吊车梁自重2.0kN/m）恒载标注值2.0×6.0=12.0kN设计值12.0×1.2=14.4kN(2)吊车根据吊车荷载达到其额定值的频繁程度，取本工程中5t、10t吊车为中级。吊车荷载计算资料（取自大连重工技术规格）：①5吨吊车吊车跨度16.5m，吊车宽度B=5.05m，轮距BQ=3.4m，吊车总重16.061t（即Qk=160.61kN），小车重2.126t（即Q2,k=21.26t）。最大轮压85kN，最小轮压34.8kN.轮压标注值考虑动力系数1.05，增大系数1.07，且考虑双吊车相互影响系数0.9，考虑后得到Pmax,k=85.95kN，Pmin,k=35.12kN.②10吨吊车吊车跨度16.5m，吊车宽度B=5.7m，轮距BQ=4.05m，吊车总重18.881t（即Qk=188.81kN），小车重3.424t（即Q2,k=34.24t）。最大轮压118kN，最小轮压39kN。轮压标注值考虑动力系数1.05，增大系数1.07，且考虑双吊车相互影响系数0.9，考虑后得到Pmax,k=119.32kN，Pmin,k=39.43kN.由《建筑结构荷载规范》可知，对于多跨厂房，在同一柱距内出现超过2台吊车机会增加，但考虑隔跨吊车对结构的影响减弱，为了计算上的方便，容许在计算吊车竖向荷载时，最多只考虑4台吊车，计算水平荷载时，由于同时制动机会很小，容许最多只考虑2台吊车。本例在计算吊车竖向荷载时，考虑同一柱距两跨内四台吊车的影响，在计算水平荷载时，只考虑同一跨内2台吊车的影响，并分别考虑多台吊车组合的荷载折减系数，计算简图如图3.11所示，计算结果见式3.2。1)吊车竖向荷载（Dmax和Dmin）吊车时移动的，故作用于每榀排架上的吊车荷载组合值需应用影响线原理求出，如图3.11所示。算出与各轮对应的反力影响线竖标，于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载。138 图3.11简支吊车梁的支座反力影响线吊车竖向荷载标注值：(3.1)(3.2)吊车竖向荷载设计值：(3.3)(3.4)1)横向水平荷载吊车横向水平制动力作用在吊车的竖向轮压处。《建筑结构荷载规范》规定，无论单跨或多跨厂房最多考虑两台吊车同时制动；当额定起重量不大于10t时，横向水平荷载标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的12%，并乘以重力加速度，计算如式3.5：(3.5)则横向水平设计值为：(3.6)(1)荷载作用点及偏心距138 对于均布荷载其作用点位置明确。1)墙面荷载通过墙梁简洁传递于柱上，故可认为其作用点偏移中心线的距离为柱截面高度的一半。2)吊车竖向荷载作用点和吊车梁荷载对刚架的作用点一致。由于厂房每跨柱中心线间的距离为18m，而吊车跨度为16.5m，因此其作用点的位置偏离柱中心的距离为：。3)对于吊车横向水平荷载Tmax的作用点在吊车梁顶面（即标高4m处）。1.1.1.梁柱截面估选采用等截面梁简化算法，选择18m跨作为估算单元，梁端先按铰接简单计算，则：令，则Wx近似值为1.60×106mm3。根据《钢结构》经济梁高公式（单位以mm计，h0为腹板高度），得到h0=591mm。通常，实际梁高要小于经济梁高，又因为设计时一般要考虑屈曲后强度，所以，初选梁截面HN500×200×10×16(A=112.25cm2，q=88.1kg/m，Ix=45685cm4，Wx=1827cm3，Iy=2138cm4，Wy=213.8cm3)。故计算时截面特性可取为：A=112.25cm2，Ix=45685cm4，EA=231235kN，EI=9411.1kN•m2。考虑到此方案跨度大，弯矩相对较大。因此在估算柱截面是，主要考虑风荷载和竖向轴力影响，则柱估算截面为：HM440×300×11×18(A=153.89cm2，q=120.8kg/m，Ix=54067cm4，Wx=2458cm3，Iy=8105cm4，Wy=540.3cm3)。故计算时截面特性可取为：A=153.89cm2，Ix=54067cm4，EA=317013.4kN，EI=11137.8kN•m2。138 1.1.1.内力分析考虑屋面恒载，沿跨均布；墙面恒载，假定其通过墙梁简洁传递给柱并沿边柱竖向均匀分布，而由于该荷载产生的弯矩为有利荷载，故在计算时仅考虑墙面恒载对柱的轴向压力作用而忽略其弯矩左右；对于吊车梁，在边柱上由一个集中力和一个向内弯矩代替，在中柱上，由于两边均有对称的吊车梁，故可用一个集中力代替，并且对于吊车梁荷载近似认为其作用点位于吊车梁顶面；对于柱自重，认为其作用沿柱身竖向均匀分布。单个荷载的大小在前面已经得出，单个荷载的不同作用情况可分为以下9种形式：屋面恒载（1种）；柱身恒载（1种）；屋面活载（1种）；风荷载（2种）；吊车水平荷载（2种）；吊车竖向荷载（2种）。考虑到吊车可能在任何荷载情况之下工作，故先将吊车在每种荷载单独作用下的内力计算出来，再对不同工况进行组合，以比较求出吊车的最不利荷载组合下的最不利内力情况。按上述荷载种类依次用结构力学求解器计算在单个荷载作用下梁柱的内力，其计算结果及简图如①~⑨：运用得到的结果进行内力组合，从而进行后续的设计。138 ①屋面恒荷载屋面恒载计算简图屋面恒载轴力图屋面恒载剪力图屋面恒载弯矩图138 ②柱、吊车梁恒荷载柱、吊车梁荷载计算简图柱、吊车梁荷载轴力图柱、吊车梁荷载剪力图柱、吊车梁弯矩图138 ③屋面活荷载屋面活载计算简图屋面活载轴力图屋面活载剪力图屋面活载弯矩图138 ④风荷载（左风）风荷载（左风）计算简图风荷载（左风）轴力图风荷载（左风）剪力图风荷载（左风）弯矩图138 ⑤风荷载（右风）风荷载（右风）计算简图风荷载（右风）轴力图风荷载（右风）剪力图风荷载（右风）弯矩图138 ⑥吊车横向荷载Tmax（方向向左）吊车横向荷载Tmax（方向向左）计算简图吊车横向荷载Tmax（方向向左）轴力图吊车横向荷载Tmax（方向向左）剪力图吊车横向荷载Tmax（方向向左）弯矩图138 ⑦吊车横向荷载Tmax（方向向右）吊车横向荷载Tmax（方向向右）计算简图吊车横向荷载Tmax（方向向右）轴力图吊车横向荷载Tmax（方向向右）剪力图吊车横向荷载Tmax（方向向右）弯矩图138 ⑧吊车纵向荷载Dmax，Dmin（Dmax作用在左边边柱）由《建筑结构荷载规范》可知，对于多跨厂房，在同一柱距内出现超过2台吊车的机会增加，但考虑隔跨吊车对结构的影响减弱，为了计算上的方便，容许在计算吊车竖向荷载时，最多只考虑4台吊车，本厂房在计算吊车竖向荷载时，考虑了4台吊车，故其折减系数应取0.8，且作用在柱上的Dmax，Dmin在两跨其组合方式共有四种，但因为此厂房结构的对称性，仅考虑其中两种即可。吊车纵向荷载（Dmax在左边边柱）计算简图吊车纵向荷载（Dmax在左边边柱）轴力图吊车纵向荷载（Dmax在左边边柱）剪力图吊车纵向荷载（Dmax在左边边柱）弯矩图138 ⑨吊车纵向荷载Dmax，Dmin（Dmax作用在中间柱）吊车纵向荷载组合总共可得出四种组合，但是考虑到结构的对称性和荷载的最不利组合，只需要在左边一跨将吊车组合按Dmax,Dmin和Dmin，Dmax变化布置，在右边一跨，为了得出中柱的最不利组合布置，右跨始终按Dmax，Dmin布置。吊车纵向荷载（Dmax作用在中间柱）计算简图吊车纵向荷载（Dmax作用在中间柱）轴力图吊车纵向荷载（Dmax作用在中间柱）剪力图吊车纵向荷载（Dmax作用在中间柱）弯矩图138 第4章框架设计4.1柱的设计1.1.1.1.1.1.边柱截面设计1.内力组合根据前面的内力计算得到的内力值，再由下面四种情况对控制截面进行组合：(1)+Mmax及相应N(2)-Mmax及相应N(3)Nmax及相应M(4)Nmin及相应M由于柱采用热轧H型钢，其截面对称，故①②两种内力组合合并为一种，即及相应的N。本例中柱牛腿处截面弯矩，轴力组合值较小，故最不利内力组合选择柱底，柱顶作为控制截面来进行计算。由于柱顶水平剪力对基础地面将产生弯矩，其影响不能忽视，故在组合截面底部内力时,要把相应的水平剪力值求出。经过内力组合（详细过程见附表），需要进行验算的内力组合值有以下三组：2.边柱的计算长度假定长细比，因为边柱与基础连接方式为刚接，故保险起见，选择计算长度系数为1.8。故框架柱的计算长度为:(1)框架平面内(4.1)(2)框架平面外框架柱在框架平面外的计算长度一般由支撑构件的布置情况确定，支撑体系提供柱在平面外的支承点，柱在平面外的计算长度即取决于支撑点间的距离。在此单层厂房中，框架柱取为等截面柱，取平面外的计算长度为基础的表面和吊车梁的轨顶处为400cm。138 1.截面选择和验算(1)截面选择选用荷载组合中的任意一组荷载进行截面初选,根据λ=80，查b类表。回转半径：(4.2)(4.3)截面高：(4.4)式中：α1为系数，表示h和ix之间的近似数值关系。(4.5)近似取：，则截面积为:(4.6)初选柱截面HM440×300×11×18，其截面特性如下：初选梁截面仍采用HN500×200×10×16，其截面特性如下：(2)截面验算平面内有效长度：(4.7)（柱脚与基础混凝土刚结）查《钢结构设计规范》表D-2得(4.8)平面外计算长度不变。138 ①第一组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.9)(4.10)故强度均满足要求Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.11)轧制型钢对X轴按a类截面选取，。(4.12)对于框架柱，无横向荷载时有：(4.13)(4.14)平面外稳定：，由b类截面查表可得：取，(4.15)(4.16)故稳定性满足要求。138 ②第二组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.17)(4.18)故强度均满足要求Ⅱ稳定性验算平面内稳定：对于框架柱，有横向荷载时有：于是：(4.19)平面外稳定：(4.20)故稳定性满足要求。③第三组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.21)(4.22)故强度均满足要求138 Ⅱ稳定性验算平面内稳定：对于框架柱，有横向荷载时有：于是：(4.23)平面外稳定：(4.24)故稳定性满足要求。Ⅲ局部稳定验算由于采用型钢表中H型钢，对于局部稳定已有保证，故不需再加验算。Ⅳ刚度验算故刚度满足要求。综上，边柱截面为HM440×300×11×18，满足设计要求。1.1.1.中柱截面设计1.内力组合根据前面的内力计算得到的内力值，再由下面四种情况对控制截面进行组合：(1)+Mmax及相应N(2)-Mmax及相应N(3)Nmax及相应M(4)Nmin及相应M由于柱采用热轧H型钢，其截面对称，故①②两种内力组合合并为一种，即及相应的N138 。本例中柱顶轴力，弯矩都较小，故最不利内力组合选择牛腿处截面和柱底作为控制截面。由于柱底水平剪力对基础地面将产生弯矩，其影响不能忽视，故在组合截面底部的内力时，要把相应的水平剪力值求出。经过内力组合（详细过程见附表），需要进行验算的内力组合值有以下三组：1.中柱的计算长度(1)框架平面内平面内有效长度：(4.25)（柱脚与基础混凝土刚结）查《钢结构设计规范》表D-2得(4.26)(2)框架平面外框架柱在框架平面外的计算长度一般由支撑构件的布置情况确定，支撑体系提供柱在平面外的支承点，柱在平面外的计算长度即取决于支撑点间的距离。在此单层厂房中，框架柱取为等截面柱，取平面外的计算长度为基础的表面和吊车梁的轨顶处为400cm。2.截面选择和验算(1)截面选择为制作，安装的方便，取中柱与边柱同截面。即选HM440×300×11×18。(2)截面验算①第一组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.27)(4.28)故强度均满足要求138 Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.29)轧制型钢对x轴按a类截面选取，。(4.30)对于框架柱，有横向荷载时有：，于是：(4.31)平面外稳定：，由b类截面查表可得：取，(4.32)(4.33)故稳定性满足要求。②第二组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.34)(4.35)故强度均满足要求138 Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.36)平面外稳定：(4.37)故稳定性满足要求。③第三组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.38)(4.39)故强度均满足要求Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.40)平面外稳定：(4.41)故稳定性满足要求。138 Ⅲ局部稳定验算由于采用型钢表中H型钢，对于局部稳定已有保证，故不需再加验算。Ⅳ刚度验算故，刚度满足要求。综上，中柱截面为HM440×300×11×18，满足设计要求。1.1.1.柱截面设计更改由上述截面验算的数据可以看出，当柱的截面选取HM440×300×11×18时，计算的最大应力仅为67.20N/mm2，截面强度有很大富余。这说明前面的截面预估过于保守，于是考虑缩小截面。由于在不同荷载下的内力图和梁柱的截面尺寸有关，这里考虑同时缩小梁柱的截面尺寸，从而减少内力的重分布。考虑重选柱截面为HM340×250×9×14，其截面特性如下：相应梁截面更改为HA400×150×8×12，其截面特性如下：通过计算可以发现，之前计算采用的梁柱刚度比为0.845，更改截面后梁柱刚度比变为0.819，同时梁柱面积比由0.729变为0.667，变化均很小。故按照原来计算的不同荷载下的内力图重新验算截面尺寸不会产生很大误差。1.边柱截面验算平面内有效长度：(4.42)（柱脚与基础混凝土刚结）查《钢结构设计规范》表D-2得(4.43)平面外计算长度不变。138 ①第一组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.44)(4.45)故强度均满足要求Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.46)轧制型钢对X轴按a类截面选取，。(4.47)取，则有：(4.48)平面外稳定：，由b类截面查表可得：取，(4.49)(4.50)故稳定性满足要求。138 ②第二组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.51)(4.52)故强度均满足要求。Ⅱ稳定性验算平面内稳定：对于框架柱，有横向荷载时有：于是：(4.53)平面外稳定：(4.54)故稳定性满足要求。③第三组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.55)(4.56)故强度均满足要求138 Ⅱ稳定性验算平面内稳定：对于框架柱，有横向荷载时有：于是：(4.57)平面外稳定：(4.58)故稳定性满足要求。Ⅲ局部稳定验算由于采用型钢表中H型钢，对于局部稳定已有保证，故不需再加验算。Ⅳ刚度验算故刚度满足要求。综上，边柱截面为HM340×250×9×14，满足设计要求。1.中柱截面验算平面内有效长度：(4.59)（柱脚与基础混凝土刚结）查《钢结构设计规范》表D-2得(4.60)138 ①第一组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.61)(4.62)故强度均满足要求。Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.63)轧制型钢对X轴按a类截面选取，。(4.64)对于框架柱，有横向荷载时有：，于是：(4.65)平面外稳定：，由b类截面查表可得：取，(4.66)(4.67)故稳定性满足要求。138 ②第二组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.68)(4.69)故强度均满足要求Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.70)平面外稳定：(4.71)故稳定性满足要求。③第三组内力组合情况Ⅰ强度验算不考虑屈曲后强度的计算：(4.72)(4.73)故强度均满足要求。138 Ⅱ稳定性验算平面内稳定：(4.74)平面外稳定：(4.75)故稳定性满足要求。Ⅲ局部稳定验算由于采用型钢表中H型钢，对于局部稳定已有保证，故不需再加验算。Ⅳ刚度验算故，刚度满足要求。综上，中柱截面为HM340×250×9×14，满足设计要求。138 4.1横梁的设计1.1.1.1.1.内力组合根据前面的内力计算得到的内力值，再由下面四种情况对控制截面进行组合：(1)+Mmax及相应N(2)-Mmax及相应N(3)Nmax及相应M(4)Nmin及相应M由于横梁采用截面对称组合钢材，故①②两种内力组合合并为一种，即及相应的N。最不利内力组合应按梁控制截面进行，本例中选择梁端和梁跨中作为控制截面。拟采用变截面设计。经过内力组合（详细过程见附表），需要进行验算的内力组合值有以下四组：梁端截面（靠近边柱）：梁端截面（靠近中柱）：跨中截面：1.1.2.跨中截面选择1.梁的截面高度根据《钢结构》(戴国欣)梁的经济梁高：式中Wx可由式4.76求出：(4.76)其中α=0.9.138 Mx取112.7kN.m，故可得：(4.77)(4.78)实际采用的梁高，应大约等于或略小于经济梁高，取梁高h=400mm。1.腹板厚度腹板厚度应满足抗剪强度的要求，初选截面时，可近似地假定最大剪应力为腹板平均剪应力的1.2倍，由腹板的抗剪强度计算公式简化得到腹板厚度的计算公式：(4.79)由上式得到的腹板厚度偏小，为了考虑从局部稳定和构造等因素，腹板厚度采用下面经验公式进行估算：(4.80)故取腹板厚度为8mm。2.翼缘尺寸翼缘板的宽度通常为截面高度的五分之一到三分之一，故本例中.翼缘厚度取为12mm，则受压翼缘的外伸宽度b与其厚度t之比：(4.81)故翼缘板的局部稳定要求能满足。所以梁跨中截面选取为HA400×150×8×12，其截面特性如下：3.截面强度验算抗弯强度验算：(4.82)满足要求。138 1.1.1.梁端截面选择1.梁的截面高度梁的经济梁高：式中Wx可由下式求出：其中α=0.9.MX取218.09kN.m，故可得：(4.83)(4.84)实际采用的梁高，应大约等于或略小于经济梁高，取梁高h=500mm。2.腹板厚度腹板厚度应满足抗剪强度的要求，初选截面时，可近似地假定最大剪应力为腹板平均剪应力的1.2倍，由腹板的抗剪强度计算公式简化得到腹板厚度的计算公式：(4.85)由上式得到的腹板厚度偏小，为了考虑从局部稳定和构造等因素，腹板厚度采用下面经验公式进行估算：(4.86)3.翼缘尺寸翼缘板的宽度通常为截面高度的五分之一到三分之一，故本例中.翼缘厚度取为12mm，则受压翼缘的外伸宽度b与其厚度t之比：(4.87)故翼缘板的局部稳定要求能满足。所以梁端截面选取为HA500×150×8×12，其截面特性如下：138 1.截面强度验算①第一组内力组合情况抗弯强度验算：(4.88)②第二组内力组合情况抗弯强度验算：不考虑屈曲后强度有：(4.89)③第三组内力组合情况抗弯强度验算：(4.90)2.刚度验算按等截面近似验算，其中梁截面取为跨中截面。屋面恒载和屋面活载的标准值为：通过结构力学求解器求得斜梁在屋面恒载和屋面活载标准值作用下，其跨中挠度为55.01mm，则：(4.91)在可变荷载标准值作用下：(4.92)故刚度满足要求。3.整体稳定验算檩条为横梁的侧向支承，檩条使受压翼缘的自由长度由其跨长减小为檩条间距，可以认为檩条与梁的受压翼缘连接牢固，能阻止梁受压翼缘的侧向位移，因此可认为梁的整体稳定得到保证，不必验算。138 综上，梁端截面为HA500×150×8×12，满足设计要求。1.1.1.梁翼缘和腹板的连接焊缝采用连续直角焊缝，所需焊缝的焊脚尺寸为：(4.93)按构造要求，。取。1.1.2.梁变截面设计采用下述简化方法确定梁的变截面控制点：1.忽略轴向力的影响。2.为梁形式美观，取梁左右对称，同时假定梁端为作用最大端弯矩，与跨中截面最大抵抗弯矩直线连接，认为梁中弯矩分配形式为V形。3.作出的直线与V形线相交，交点到梁端的距离可认为是梁端到跨中截面的距离，交点对应的梁截面为转折截面，变截面控制点确定的原理如图4.1所示。4.交点到梁端距离约为1m，用3m的长度作为过渡截面，长度比为1:4:1。梁的最终构造形式如图4.2所示。图4.1变截面控制点确定的原理图图4.2横梁变截面设计图138 1.1.1.加劲肋的设计1.在梁端截面内：，(4.94)(4.95)(4.96)此时，所以按下式计算a：(4.97)由于分母为负值，所以取。取加劲肋间距。加劲肋在梁两侧成对配置，其截面尺寸：取，。取加劲肋与腹板之间的角焊缝焊脚尺寸，满足构造要求。2.在跨中截面区格内，(4.98)(4.99)138 (4.100)此时，取加劲肋间距。加劲肋截面尺寸与焊脚尺寸同端部。4.1主要节点设计1.1.1.1.1.横梁和柱连接及横梁拼接形式和要求门式刚架横梁与柱的连接，可采用端板竖放，端板斜放和端板平放三种形式，为避免柱顶需要采用异型檩条时，可将柱顶板做成倾斜的，横梁拼接时宜使端板与构件外缘垂直，端板及其连接节点应符合下列规定：1.端板连接应按所受最大内力设计，当内力较小时，应按能够承受不小于较小被连接截面承载力的一半设计；2.主刚架构件的连接应采用高强度螺栓，吊车梁与制动梁的连接宜采用高强度螺栓摩擦型连接，吊车梁与刚架连接的螺栓孔宜设长圆孔，高强度螺栓直径可根据需要选用，通常采用M16到M24螺栓，檩条和墙梁与刚架横梁和柱的连接通常采用M12普通螺栓；3.端板连接螺栓应按成对对称布置；4.螺栓中心至翼缘板表面的距离，应满足拧紧螺栓时的施工要求，不宜小于35mm，螺栓端距不应小于2倍的螺栓孔径；5.在门式刚架中，受压翼缘的螺栓不宜少于两排，当受拉翼缘两侧各设一排螺栓尚不能满足要求时，可在翼缘内侧增设螺栓，其间距可取75mm，且不小于3倍螺栓孔径；6.在横梁端部连接的柱翼缘部分应与端板等厚度，当端板上两队螺栓间的最大距离大于400mm时，应在端板的中部增设一对螺栓；7.同时受拉和受剪的螺栓，应验算螺栓在拉剪共同作用下的强度；8.端板厚度不宜小于12mm；9.刚架构件的翼缘和腹板与端板的连接，应采用全熔透对接焊缝，坡口形式138 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。1.1.1.横梁和柱的连接1.边柱部分横梁与边柱连接构造如图4.3所示。图4.3横梁与边柱连接构造详图控制内力组合为：布置螺栓时，应考虑拧紧螺栓时的施工要求，即螺栓中心至翼缘和腹板表面的距离当采用大六头角型用电动扳手时，不宜小于60mm，考虑到螺栓的最小端距，中距及边距的因素，螺栓布置如图4.4所示。138 选用8.8级M24的高强度螺栓，P=175kN，在接触面采用喷砂处理，取0.45。螺栓的受力图如图4.5所示。单个螺栓的最大拉力：(4.101)连接的受剪承载力设计值应按式：(4.102)式中n为螺栓总数，为螺栓所受拉力之和，可按比例求出为：(4.103)验算受剪承载力设计值：(4.104)图4.4边柱与横梁连接处螺栓布置图图4.5边柱与横梁连接处螺栓受力图138 连接处梁端底板及柱头板厚度t的确定：按无加劲肋端板，厚度应满足：(4.105)取板厚为40mm。因为，且。所以腹板强度满足，可不加厚腹板也不用设置加劲肋。1.中柱部分横梁与边柱构造如图4.6所示。4.6横梁与中柱连接构造详图控制的内力组合为：布置螺栓时，应考虑拧紧螺栓时的施工要求，即螺栓中心至翼缘和腹板表面的距离当采用大六头角型用电动扳手时，不宜小于60mm，考虑到螺栓的最小端距，138 中距及边距的因素，螺栓布置如图4.7所示。图4.7中柱与横梁连接处螺栓布置图选用8.8级M20的高强度螺栓，P=125kN，在接触面采用喷砂处理，取0.45。螺栓的受力图如图4.8所示。图4.8中柱与横梁连接处螺栓受力图单个螺栓的最大拉力：(4.106)连接的受剪承载力设计值应按式：(4.107)式中n为螺栓总数，为螺栓所受拉力之和，可按比例求出为：(4.108)138 验算受剪承载力设计值：(4.109)连接处梁端底板及柱头板厚度t的确定：按无加劲肋端板，厚度应满足：(4.110)取板厚为20mm。因为，且。所以腹板强度满足，可不加厚腹板也不用设置加劲肋。1.1.1.横梁拼接计算横梁变截面连接如图4.9所示。图4.9横梁变截面连接图连接承受内力按跨中最不利内力组合偏安全选取：布置螺栓时，应考虑拧紧螺栓时的施工要求，即螺栓中心至翼缘和腹板表面的距离当采用大六头角型用电动扳手时，不宜小于60mm，考虑到螺栓的最小端距，中距及边距的因素，螺栓布置如图4.10所示：138 图4.10横梁变截面连接处螺栓布置图选用8.8级M24的高强度螺栓，P=175kN，在接触面采用喷砂处理，取0.45。螺栓的受力图如图4.11所示。图4.11横梁变截面连接处螺栓受力图3单个螺栓的最大拉力：(4.111)连接的受剪承载力应按跨中最不利内力组合偏安全选取：138 连接的受剪承载力设计值应按式：(4.112)式中n为螺栓总数，为螺栓所受拉力之和，可按比例求出为：(4.113)验算受剪承载力设计值：(4.114)连接处梁端底板及柱头板厚度t的确定：按无加劲肋端板，厚度应满足：(4.115)取板厚为40mm。因为，且，所以腹板强度满足，可不加厚腹板也不用设置加劲肋。138 1.1.1.牛腿的设计与验算钢材使用Q235-B，采用E43系列焊条，手工焊。焊缝采用四周围焊，转角连续施焊，没有起弧落弧所引起的焊口缺陷。假定剪力仅由牛腿腹板焊缝承受，取焊角尺寸。牛腿构造及尺寸以及焊缝尺寸如图4.12至4.16所示：图4.12边柱牛腿构造（立面图）138 图4.13边柱牛腿构造（俯视图）图4.14中柱牛腿构造（立面图）图4.15中柱牛腿构造（俯视图）138 图4.16牛腿焊缝尺寸图作用于牛腿根部的剪力V和弯矩M为：(4.116)(4.117)式中：——吊车梁及轨道重；——吊车全部最大轮压通过吊车梁传递给一根柱子的最大反力。考虑腹板焊缝参加传递弯矩的计算方法，全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为：(4.118)翼缘焊缝的最大应力为：(4.119)腹板焊缝中由于弯矩M引起的最大应力：(4.120)由于剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力为：(4.121)则腹板焊缝的强度为：(4.122)综合上述计算，焊缝强度能够满足要求。4.1柱脚设计当设有桥式吊车时，宜采用刚接柱脚，柱脚的剪力不宜由柱脚锚栓承受，而应由底板与基础间的摩擦力(摩擦系数可取0.4)传递，超过时则应设置抗剪键，锚栓的直径不宜小于24mm138 ，且应采用双螺帽，受拉锚栓应进行计算，除其直径应满足强度外，埋设深度应满足抗拔计算。为了安装时便于调整柱脚的位置，水平板上锚栓孔的直径应是锚栓孔直径的1.5～2.0倍，待柱子就位并调整到设计位置后，再用垫板套住锚栓并与水平板焊牢，垫板上的孔径只比锚栓直径达1～2mm，刚接柱脚的受力特点是在与基础连接处同时存在弯矩，轴心压力和剪力，同铰接柱脚一样，剪力由底板与基础间的摩擦力或专门设置的抗剪键传递，柱脚按承受弯矩和轴心压力计算。由于边柱与中柱的截面尺寸相同，故可设计一种柱脚形式。取最不利内力组合值：，，1.1.1.1.1.底板尺寸柱脚底板与基础接触面的压力成直线分布，最大压应力按下式计算（忽略锚栓预拉力的影响）：(4.123)采用宽为360mm，长为530mm的底板，则有：(4.124)板的另一边缘的应力为：(4.125)底板与基础之间产生拉应力，此时假定拉应力的合力由锚栓承受，锚栓数量与直径见后述。底板的区格有三种，先分别计算其单位宽度的弯矩，取最大应力均匀分布，这样设计偏于安全。区格①为三边支承板，，(4.126)区格②为两边支承板，，(4.127)区格③为三边支承板，(4.128)138 这三种区格中选取最大弯矩值，来计算底板厚度。(4.129)取板厚为30mm。1.1.1.肋板计算肋板按悬臂梁计算，承受的荷载如图4.18所示阴影部分的底板反力，由于底板反力按最大值考虑偏于安全，故其上所作用线荷载考虑平均值即可，计算和翼缘平行方向的两肋板偏安全。(4.130)肋板与底板的连接（考虑两条焊缝）为正面角焊缝。，取，焊缝强度计算：(4.131)肋板与靴梁的连接（外侧两条焊缝），所受隔板的支座反力为：设，求焊缝长度（即肋板高度）：(4.132)实际肋板平行翼缘和腹板方向高度都取150mm，设肋板厚度，验算肋板抗剪抗弯强度：(4.133)(4.134)1.1.2.靴梁计算靴梁与柱身的连接（四条焊缝），按承受柱的压力，计算，此焊缝为侧面角焊缝，设，求其长度。138 (4.135)取靴梁高高于肋板高度，取为300mm。靴梁作为支承于柱边的悬伸梁（见下图4.17），取厚度为10mm，验算其抗剪和抗弯强度。图4.17靴梁计算示意图(4.136)(4.137)靴梁与底板的连接焊缝和肋板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊脚尺寸均为。所需的焊缝总计算长度为：(4.138)显然焊缝的实际计算总长度已超过此值。底板构造如图4.18至图4.19所示。138 图4.18底板构造平面图图4.19底板构造立面图1.1.1.锚栓计算(4.139)(4.140)基础受压区长度为：(4.141)柱轴心力至底板下压应力合力作用点的距离为：(4.142)受拉锚栓至底板下压力（三角形分布）合力作用点的距离为：(4.143)138 于是，底板受拉侧锚栓的总拉力为：(4.144)每个受拉锚栓的拉力为：(4.145)选择锚栓直径为30mm，其锚栓设计拉力为78.5kN，锚固20d的长度。锚栓布置如图4.20所示。图4.20底板锚栓布置图柱脚的剪力由柱地板与基础的摩擦力承受，当时，可不设置抗剪键。由于，故不需设置抗剪键。1.1.1.厂房侧移计算变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析法确定，计算时取荷载标准值，采用刚架柱顶等效水平里，当估算刚架在沿柱高度均布水平风荷载作用下的侧移时，对柱脚刚接刚架：(4.146)当估算刚架在吊车水平荷载作用下的侧移时，对柱脚刚接刚架：138 (4.147)选择刚架在水平风荷载作用下的力作为刚架柱顶等效水平力，计算简图如图4.21所示，刚架受力后侧移如图4.22所示。图4.21刚架在水平风荷载作用下的计算简图图4.22刚架计算侧移简图由结构力学求解器求得图示刚架在外力作用下其柱顶侧移为3.73mm。小于刚架柱顶位移设计值的限值，当在有桥式吊车情况下：。所以结构的横向刚度满足要求。138 第5章墙架及抗风柱设计墙架体系由横梁及拉条，窗镶边构件，墙架柱，抗风桁架等构件组成，其作用是支撑墙体，保证墙体的稳定，并将墙体承受的风荷载传递到厂房骨架和基础上，横梁间距取决于墙面材料的尺寸和强度，为减少横梁竖向计算跨度和增强其稳定性，宜在横梁间设置拉条。5.1山墙墙梁设计1.1.1.1.1.1.荷载及墙板设计面板采用热镀锌或彩色镀锌（有机涂层）薄钢板，厚度在1.0mm以下，常用厚度为0.4～0.7mm，面板设计时只考虑均布水平风荷载的作用。根据建筑结构荷载规范风压高度变化系数。风荷载体型系数，考虑内外风压最大值的组合，且含阵风系数，取。对于门式刚架和屋架，基本风压不乘以1.05，故其基本风压仍取：故垂直于房屋山墙的风荷载标准值：(5.1)设墙梁间距1.8m，选用新型材料，AMOCOAP600，板厚为0.47mm。AP600系采用澳大利亚BHPSteel及英国BritishSteel优质钢材冷轧滚压而成，AP600采用了具有抗蚀性镀层及彩色涂覆系统的BHPSteelColorbond和BritishSteelColo-rbond为标准板料。1.1.2.墙梁设计均布风荷载设计值：作用于墙梁上的水平风荷载设计值：138 设压型钢板落地并与地面相连，板与板间有可靠连接，为此，墙梁只承受自重，设墙梁自重设计值为0.07KN/m。墙梁按简支计算，只计算强度不验算稳定性（其外侧藉墙板，里侧藉上下两端斜拉条和直撑杆的构造措施）。(5.2)（不考虑拉条作用）(5.3)(5.4)初步选用,，，，。(5.5)(5.6)风荷载作用下挠度计算：风荷载标准值(5.7)故满足要求。综合上述计算，选用的墙梁横截面为：的普通热轧槽钢，墙梁间距为1.8m，墙梁的计算跨度取纵向柱网轴线间的距离。5.1纵向墙梁的设计1.1.1.1.1.荷载及墙板设计面板采用热镀锌或彩色镀锌（有机涂层）薄钢板，厚度在1.0mm以下，常用厚度为0.4～0.7mm，面板设计时只考虑均布水平风荷载的作用。根据建筑结构荷载规范风压高度变化系数。风荷载体型系数，考虑内外风压最大值的组合，且含阵风系数，取。对于门式刚架和屋架，基本风压不乘以1.05，故其基本风压仍取故垂直于房屋山墙的风荷载标准值(5.8)138 设墙梁间距1.8m，选用新型材料，AMOCOAP600，板厚为0.47mm。AP600系采用澳大利亚BHPSteel及英国BritishSteel优质钢材冷轧滚压而成，AP600采用了具有抗蚀性镀层及彩色涂覆系统的BHPSteelColorbond和BritishSteelColo-rbond为标准板料。1.1.1.墙梁设计均布风荷载设计值：作用于墙梁上的水平风荷载设计值：设压型钢板落地并与地面相连，板与板间有可靠连接，为此，墙梁只承受自重，设墙梁自重设计值为0.07KN/m。墙梁按简支计算，只计算强度不验算稳定性（其外侧藉墙板，里侧藉上下两端斜拉条和直撑杆的构造措施）。(5.9)（不考虑拉条作用）(5.10)(5.11)初步选用,，，，。(5.12)(5.13)风荷载作用下挠度计算：风荷载标准值(5.14)故满足要求。综合上述计算，选用的墙梁横截面为：的普通热轧槽钢，墙梁间距为1.8m，墙梁的计算跨度取纵向柱网轴线间的距离。138 5.1抗风柱的设计抗风柱上端与端跨斜钢梁连接，下端与基础连接，上端的边界条件有刚接、铰接、弹簧板连接及长圆孔普通螺栓连接．弹簧板和长圆孔螺栓连接只将山墙的风荷载传递给斜钢梁，而不将屋面的竖向荷载传递给抗风柱；下端与基础连接的边界条件有刚接和铰接。抗风柱与刚架梁的连接采用弹簧板连接，因刚接和铰接都会造成屋面梁变形不协调问题，刚接还会使刚架梁承受扭矩，不利于梁的稳定。抗风柱的柱脚节点：轻钢结构抗风柱承受两种荷载，墙板自重和水平荷载，相比而言，水平风荷载对抗风柱的影响远大于墙板自重，抗风柱与基础的连接采用铰接形式，铰接时基础只承受较小的轴向力和水平剪力，设计和构造简单，抗风柱传递给基础的轴向力只有抗风柱本身的重量和墙梁的重量。在本例中压型钢板落地并与地面相连，板与板间有可靠连接，所以抗风柱不承担压型钢板的重量，且由于上端与刚架梁采用弹簧板连接，故不用承屋面竖向荷载。作用于柱各支托出的竖向力即为墙梁的自重。查表得，山墙墙梁自重为,即为，则作用于抗风柱各支托的墙梁重量为，则墙梁重量为，抗风柱自重估为，则柱中间截面所受由柱自重产生的轴向力为，故柱中间截面所受轴向力为：(5.15)作用于柱的均布风荷载为故墙架柱的最大弯矩（即跨中弯矩）为(5.16)1.1.1.1.1.截面选择选用上述荷载进行截面初选,根据λ=80，查b类表得回转半径：(5.17)截面高：(5.18)α1为系数，表示h和ix之间的近似数值关系。(5.19)138 近似取：，则截面积为:(5.20)选用，其截面特性如式5.25所示。1.1.1.截面验算平面内有效长度：，平面外计算长度不变。内力验算情况：(1)强度验算(5.21)故强度满足要求。(2)稳定性验算1)平面内稳定：(5.22)轧制型钢对X轴按a类截面选取，(5.23)取βmx=1.0,可得(5.24)2)平面外稳定：由于有墙梁和墙板的支撑作用可不作计算，在构造措施上满足，定性满足要求。(3)风荷载作用下的挠度验算138 (5.25)(1)刚度验算(5.26)故刚度满足要求。综合上述计算，抗风柱选用H型钢,满足设计要求。第6章檩条设计檩条宜优先选用实腹式构件，实腹式檩条宜采用卷边槽形和带斜卷边的Z型冷弯薄壁型钢，也可以采用直卷边的Z型冷弯薄壁型钢。当屋面坡度大于1/10，檩条跨度大于4m时，宜在檩条间跨中位置设置拉条，跨度大于6m时，在檩条三分点处各设一道拉条，在屋脊处还应设置斜拉条和撑杆，当屋面材料为压型钢板，屋面刚度较大且与檩条有可靠连接时，可少设或不设拉条。作用在檩条上的荷载以及荷载效应组合，对于门式刚架轻型房屋钢结构有其自身的特点，与现行国家标准《建筑结构荷载规范》并不完全相同，设计计算应予充分重视并按照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102:2002）有关规定执行，计算檩条时，不应考虑隅撑的影响。6.1荷载计算1.永久荷载屋面恒载0.3kN/m2檩条及拉条自重0.05kN/m2（估计值）合计∑0.35kN/m22.可变荷载屋面均布活荷载0.3kN/m2雪荷载0.5kN/m2基本风压0.4kN/m26.2内力计算1.1.1.1.2.1.2.1.永久荷载与屋面活载组合138 檩条跨度为6m，间距为1.5m，跨中靠近上翼缘设一道拉条。檩条计算示意图如图6.1所示。檩条线荷载：弯矩设计值：(6.1)(6.2)图6.1檩条计算示意图1.1.1.考虑风荷载吸力的组合按《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，。屋面风吸力。垂直屋面的风荷载标准值：138 (6.3)檩条线荷载（1.502为斜檩距，恒荷载分项系数取为1.0）：(6.4)(6.5)弯矩设计值：采用受压下翼缘无支撑方案(6.6)(6.7)6.1截面选择选用。6.2确定有效截面并验算强度截面应力计算：(6.8)(6.9)1.上翼缘有效宽度上翼缘为最大压应力作用在支承边侧的部分加劲板件。当时，受压稳定系数：(6.10)相邻板件（腹板）稳定系数当时，(6.11)上翼缘。138 (6.12)板件约束系数上翼缘有效宽度的计算：(6.13)由于，，取，(6.14)(6.15)(6.16)(6.17)1.腹板为加劲板件，稳定系数，邻接板件稳定系数取腹板(6.18)板组约束系数(6.19)(6.20)由于，取，(6.21)(6.22)(6.23)(6.24)(6.25)2.下翼缘受拉全截面有效。考虑腹板截面内开孔d=13mm（距上翼缘边缘45mm处，拉条为φ12mm138 ），计算净截面模量：(6.26)(6.27)(6.28)屋面能阻止上翼缘侧向失稳和扭转时的强度校核：(6.29)(6.30)6.1风吸力组合下稳定计算稳定计算时可不考虑孔径对腹板截面削弱，均按毛截面计算。永久荷载与风吸力组合下使下翼缘受压，且下翼缘跨中未设置拉条，查表得受弯构件的整体稳定系数为：(6.31)(6.32)风吸力作用下使檩条下翼缘受压使，按照下式进行稳定计算：(6.33)稳定性满足要求。138 6.1绕度计算按永久荷载与活荷载组合考虑。(6.34)故刚度满足要求。6.2长细比计算冷弯薄壁C形檩条(6.35)(6.36)所选用的冷弯薄壁C形檩条可作为屋面上弦平面支撑横杆或刚性系杆。138 第7章柱间支撑设计7.1柱间支撑的形式柱间支撑包括上层支撑和下层支撑两部分，吊车梁以上部分称为上层支撑，吊车梁以下部分称为下层支撑，下层支撑布置在厂房温度区段中部，使厂房结构在温度变化时能较自由地从支撑处向两端伸缩，减小温度应力，当温度区段的长度≤150m时，可在区段中央设置一道下层支撑，当温度区段的长度＞150m时，为了保证厂房纵向刚度，在温度区段的1/3处各设一道下层支撑，同时为了避免过大的温度应力，两道支撑的中心距离不宜大于72m。上层支撑应布置在温度区段的两端及有下层支撑的开间，由于上段柱的侧向刚度一般都较小，不会因为在两端开间设置上层支撑而引起过大的温度应力。柱间支撑通常采用十字交叉体系，十字交叉支撑最为经济且刚度较大，当柱较高时，为了减小柱的侧向计算长度，下层支撑可在同一柱间设置十字交叉支撑，并在两道支撑间设置通长条系杆。本工程沿纵向设置四道支撑，分别设在轴线②～③轴，⑨～⑧轴，～轴，～轴间，均采用十字交叉支撑。138 7.1柱间支撑的设计1.1.1.1.2.1.2.1.荷载计算1.上层支撑承受端墙传来的风力，下层柱间支撑除承受端墙传来的风力以外，还承受吊车的纵向水平荷载。柱间支撑的计算简图如图7.1所示。图7.1柱间支撑计算简图基本风压值：计算风压值：不考虑高度变化系数，风荷载体形系数根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程，偏安全取1.1。(7.1)相应的受风面积：138 (7.2)(7.3)集中风荷载：(7.4)(7.5)1.吊车纵向水平制动力T：(7.6)1.1.1.支撑构件内力计算（设计值）柱顶系杆：上段柱支撑斜杆：°(7.7)下段柱支撑斜杆：°(7.8)1.1.2.截面选择和验算柱间支撑均采用Q235B钢材。1.对于水平系杆平面内几何长度为：容许长细比：需要平面内回转半径：选用的圆钢，，按a类截面查表得，(7.9)2.对于上段柱支撑斜杆平面内几何长度为：138 容许长细比：需要平面内回转半径：选用的圆钢，，按a类截面查表得，(7.10)1.对于下段柱支撑斜杆平面内几何长度为：容许长细比：需要平面内回转半径：选用的圆钢，，按a类截面查表得，(7.11)1.1.1.厂房纵向刚度计算1.厂房纵向刚度要求厂房纵向刚度主要由柱间支撑及其他纵向框架结构来保证,对设有重级工作制吊车的厂房框架柱,在吊车梁顶面标高处,柱的纵向水平容许位移值为H/4000,并按《钢结构设计与计算》第一章第四节中有关规定限制计算。下柱支撑为十字交叉支撑或人字形支撑时，柱的纵向水平位移的计算可参照《钢结构设计与计算》第二章第一节中纵向构件变位有关公式计算。2.纵向刚度验算厂房纵向变位的计算荷载采用一台吊车的纵向水平荷载，其大小为：(7.12)(7.13)式中：为下层柱支撑斜杆的截面面积，为下层柱支撑斜杆杆长，为柱距，为压杆稳定系数。所以纵向刚度满足要求。138 第8章吊车梁与地基梁设计8.1吊车梁设计1.1.1.1.1.1.吊车梁资料根据大连重工起重集团有限公司DSQD型5～125t吊钩起重机技术规格（2003年6月），选取10t吊车其跨度为16.5m，吊车宽度B=5700mm，轮距B=4050mm，小车重3.424t，总重为18.881t，Pmax=118KN,Pmin=39KN。为了计算上的方便，按照偏于安全的设计方法将同一跨内的两台吊车选为起重量均为10t的吊车。1.1.2.吊车荷载计算吊车荷载动力系数，吊车竖向荷载设计值为：(8.1)(8.2)1.1.3.内力计算1.吊车梁中最大弯矩及相应的剪力经过计算得出吊车梁上有两个轮压时，吊车梁中产生最大弯矩，此时各轮压与所有轮压的位置如图8.1所示。图8.1吊车梁轮压作用图(8.3)138 (8.4)1.吊车梁的最大剪力使吊车梁中产生最大剪力的荷载位置图如图8.2所示。图8.2吊车梁荷载位置示意图此时支座A的反力为：(8.5)所以。则水平方向的最大弯矩为：(8.6)1.1.1.截面选择1.梁截面尺寸确定①按经济要求确定梁高钢材选用Q235B，其强度设计值为。所需梁截面抵抗矩：(8.7)(8.8)②按刚度要求确定梁高容许相对挠度为l/800故。(8.9)于是初选梁高650mm。③按经验公式确定腹板厚度138 (8.10)④按抗剪要求确定腹板厚度(8.11)初选腹板为－620×8⑤梁翼缘截面尺寸为使截面经济合理，选用上、下翼缘不对称工字型截面，翼板总面积按下式近似计算：(8.12)上、下翼缘面积按总面积的60%和40%分配。上翼缘面积下翼缘面积初选上翼缘板－400×15下翼缘板－250×15翼缘自由外伸宽度：(8.13)翼板满足局部稳定性要求，同时也满足轨道连接要求。1.梁截面几何特性钢材选为Q235-B，其强度设计值为。初选截面如图8.3所示。①毛截面特性138 图8.3吊车梁截面示意图上翼缘对y轴的截面特性：②净截面特性上翼缘对y轴的截面特性：1.1.1.强度计算1.弯曲正应力138 上翼缘正应力为：(8.14)下翼缘正应力为：(8.15)均满足要求。1.剪应力端部支座处的剪应力为：(8.16)满足要求。2.腹板计算高度边缘局部压应力采用43kg钢轨，轨高为140mm，则：(8.17)集中荷载增大系数，则腹板局部压应力为：(8.18)3.腹板计算高度边缘折算应力取1/4跨度处，荷载位置如图8.4所示。图8.4荷载位置示意图(8.19)(8.20)于是可以得到相应的应力和剪力分别为：(8.21)(8.22)138 于是折算应力为：(8.23)满足要求。1.1.1.稳定性计算1.梁的整体稳定性，应计算梁的整体稳定性，因集中荷载在跨中附近，，。(8.24)(8.25)(8.26)(8.27)梁的整体稳定性系数为：(8.28)(8.29)整体稳定性为：(8.30)2.腹板的局部稳定性，应配置横向加劲肋，加劲肋间距应满足：。取。外伸宽度：138 取厚度：取计算跨中处，吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲压应力为：(8.31)腹板的平均剪应力为：(8.32)腹板边缘的局部压应力为：(8.33)①计算，由公式8.52得：(8.34)则。②计算，由公式8.35得：(8.35)则所以③计算8.36得：(8.36)(8.37)跨中区格的局部稳定性为：(8.38)故稳定性均满足要求。1.1.1.挠度计算按照一台吊车计算，吊车轮距为4.05m138 。所以求一台吊车的最大弯矩只有一个轮压作用在梁上，如图8.5所示。图8.5轮压作用示意图自重影响系数取1.04，跨中的最大弯矩为：(8.39)计算的挠度为：(8.40)故刚度均满足要求。1.1.1.支座加劲肋计算取支座加劲肋的外伸宽度,厚度，如图8.6所示。按式计算的支座加劲肋端面承压应力为：图8.6加劲肋示意图(8.41)(8.42)(8.43)(8.44)138 (8.45)属于b类截面，查表得，支座加劲肋在腹板平面外的稳定性为：(8.46)1.1.1.焊缝计算1.上翼缘与腹板的连接焊缝为：(8.47)取。2.下翼缘板与腹板的连接焊缝为：(8.48)取。3.支座加劲肋与腹板的连接焊缝为：(8.49)取。1.1.2.疲劳验算1.下翼缘与腹板连接（自动焊）处焊缝及附近主体金属由于应力幅，其中为恒载与吊车荷载产生的应力，为恒荷载产生的应力，故为吊车竖向荷载产生的应力。(8.50)查表得连接类别为3类，于是容许应力幅值。验算公式为：(8.51)2.横向加劲肋（手工焊）下端的主体金属（截面沿长度不改变，可只验算最大弯矩截面处）138 最大弯矩为，相应的剪力查表得连接类别为5类，于是容许应力幅值。(8.52)(8.53)主拉应力幅为：(8.54)验算公式为：(8.55)1.下翼缘与腹板连接的角焊缝次角焊缝，疲劳类别为8类，于是容许应力幅值，角焊缝的应力幅为：(8.56)验算公式为：(8.57)2.支座加劲肋与腹板连接的角焊缝次角焊缝，疲劳类别仍为8类(8.58)(8.59)8.1地基梁设计1.1.1.1.1.纵向地基梁1.荷载标准值240mm厚外墙贴砖：5.5kN/m2铝合金窗：0.3kN/m2基础梁钢筋混凝土：25kN/m32.各部分荷载的设计值砖墙自重荷载作用在地基梁上的线荷载（上设0.18m高的圈梁）：138 铝合金窗自重荷载作用在地基梁上的线荷载：初设地基梁截面为。钢筋混凝土梁自重荷载：地基梁所受荷载：(8.60)(8.61)根据混凝土强度和钢筋等级由《混凝土结构》查得：C20混凝土，HRB335钢筋。取。截面抵抗系数：(8.62)(8.63)故取选钢筋4Ф14，(8.64)斜截面受剪承载力计算，验算截面尺寸，。(8.65)截面尺寸按式8.83及8.84验算：(8.66)(8.67)故截面尺寸满足要求。故仅需按构造配置箍筋，选配Ф8@300，但在梁的两端长1000mm范围内箍筋加密配置，设为Ф8@120。(8.68)满足要求。配筋及截面尺寸如图8.7所示。138 图8.7地基梁配筋示意图1.1.1.山墙地基梁1.荷载标准值240mm厚外墙贴砖：5.5kN/m2铝合金窗：0.3kN/m2基础梁钢筋混凝土：25kN/m32.各部分荷载的设计值砖墙自重荷载作用在地基梁上的线荷载（上设0.18m高的圈梁）：(8.69)铝合金窗自重荷载作用在地基梁上的线荷载：初设地基梁截面为。钢筋混凝土梁自重荷载：138 地基梁所受荷载：(8.70)(8.71)比较纵向地基梁与山墙地基梁的最大内力，可知完全一样，山墙地基梁设计与纵向地基梁取为相同的配筋，即按构造配置箍筋，选配Ф8@300，但在梁的两端长1000mm范围内箍筋加密配置，设为Ф8@120。第9章基础设计9.1地质条件建筑物场地地势平坦，地表高层38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土，以下有2.5m深的亚粘土，再往下为厚沙卵层。亚粘土层可做持力层，地基承载力特征值为150kN/m2。地基土容重为19kN/m3。地下水位离地面距离为5.16～5.32m，基础将在地下水位以上，故不必考虑地下水影响，本工程选用亚粘土层为持力层。9.2基础设计基础混凝土采用C20，。钢筋：直径为HRB335级钢筋，直径为HPB235级钢筋。1.1.1.1.2.1.2.1.边柱基础设计1.内力标准值在计算柱的独立基础时，应选取内力的标准值作为施加荷载，故柱及基础梁传至基础顶的最不利内力标准组合值为：138 综合考虑各种条件影响，确定基础埋深1.7m，基础高度为0.8m，则受力简图如图9.1所示。则作用于基地的轴向力标注组合值和力矩标注组合值为：(9.1)(9.2)图9.1基础受力简图经过深度和宽度修正后的地基承载力特征值：先不考虑宽度修正值，取上部耕杂土1.0m，容重为。(9.3)(9.4)1.确定受压基础地面尺寸基础地面尺寸是根据地基承载力条件和地基变形条件确定的，由于柱下扩展基础的底面积不太大，故假设基础时绝对刚性且地基土反力为线性分布，由此来确定基础地面尺寸。设为基础埋置深度，并设基础及其上土的重力密度的平均值为138 （可近似的取），故由式9.6初选基础面积，考虑到荷载偏心，将乘以折减系数0.8。(9.5)再将基础面积适当增大，初选底面尺寸。(9.6)(9.7)偏心距，于是：(9.8)按式9.10校核地基承载力：(9.9)故基础尺寸选为，满足要求。1.验算基础高度基础高度应满足两个要求：构造要求和满足柱与基础交接处混凝土受冲切承载力的要求（对于阶梯形基础还应按相同原则对变阶处的高度进行验算）。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定，对矩形截面柱的矩形基础，在柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力可按公式9.10计算:(9.10)(9.11)(9.12)式中——冲切破坏椎体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时取柱宽，当计算基础变阶处的受冲切承载力时，取上阶宽；——冲切破坏椎体最不利一侧斜截面在基础底面范围内的下边长，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度，当计算变阶处时，取上阶宽加两倍该处的基础有效宽度，当冲切破坏椎体的底面在方向落在基础底面以外，即，取；——冲切破坏椎体最不利一侧计算长度；——基础冲切破坏椎体的有效高度；——受冲切承载力截面高度影响系数，当基础高度不大于800mm时，138 取1.0，当时，取0.9，其间按线性内插法取用；——混凝土抗拉强度设计值；——相应于荷载效应基本组合作用时作用在上的地基土净反力设计值；——冲切验算时取用的部分基地面积；——扣除基础自重及其上土重后，相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积上的净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力。地基净反力计算:(9.13)①柱与基础交接处：柱与基础交接处如图9.2所示。图9.2边柱与基础相交处示意图138 因为，所以：，(9.14)(9.15)考虑冲切荷载时取用的多边形面积为：(9.16)(9.17)(9.18)②基础变阶处基础变阶处示意图如图9.3所示。图9.3边柱变阶处示意图因为，所以：，(9.19)138 (9.20)考虑冲切荷载时取用的多边形面积为：(9.21)(9.22)(9.23)故该基础高度满足冲切承载力要求。1.基础底板配筋计算基础底板在地基净反力作用下，在两个方向都将产生向上的弯曲，因此需在底板两个方向都配置受力钢筋，配筋计算的控制截面一般取在柱与基础交接处或变阶处，如图9.4所示。计算弯矩时，把基础视作固定在柱周边或变阶处的四面挑出的倒置的悬臂板。荷载效应基本组合时基础底面边缘最大、最小反力设计值分别为：(9.24)138 图9.4边柱基础底板的计算示意图沿长边方向：①Ⅰ-Ⅰ截面Ⅰ-Ⅰ截面至基底边缘最大反力处的距离为：Ⅰ-Ⅰ处的基底反力设计值为：(9.25)于是Ⅰ-Ⅰ截面处的弯矩值为：(9.26)(9.27)②Ⅲ-Ⅲ截面Ⅲ-Ⅲ截面至基底边缘最大反力处的距离为：Ⅲ-Ⅲ处的基底反力设计值为：(9.28)于是Ⅲ-Ⅲ截面处的弯矩值为：(9.29)(9.30)按配筋，实际配筋。。沿短边方向：③Ⅱ-Ⅱ截面138 (9.31)(9.32)④Ⅳ-Ⅳ截面(9.33)(9.34)按配筋，实际配筋。。所以边柱基础底板配筋如图9.5所示。138 图9.5边柱基础配筋示意图1.1.1.中柱基础设计1.内力标准值在计算柱的独立基础时，应选取内力的标准值作为施加荷载，故柱及基础梁传至基础顶的最不利内力标准组合值为：(9.35)(9.36)综合考虑各种条件影响，确定基础埋深1.7m，基础高度为0.8m，则受力简图如图9.6所示。图9.6中柱基础受力简图经过深度和宽度修正后的地基承载力特征值：先不考虑宽度修正值，取上部耕杂土1.0m，容重为。(9.37)138 (9.38)1.确定受压基础地面尺寸基础地面尺寸是根据地基承载力条件和地基变形条件确定的，由于柱下扩展基础的底面积不太大，故假设基础时绝对刚性且地基土反力为线性分布，由此来确定基础地面尺寸。设为基础埋置深度，并设基础及其上土的重力密度的平均值为，故由式9.6初选基础面积，考虑到荷载偏心，将乘以折减系数0.8。(9.39)再将基础面积适当增大，初选底面尺寸。(9.40)(9.41)(9.42)按式9.10校核地基承载力：(9.43)(9.44)故基础尺寸选为，满足要求。2.验算基础高度基础高度应满足两个要求：构造要求和满足柱与基础交接处混凝土受冲切承载力的要求（对于阶梯形基础还应按相同原则对变阶处的高度进行验算）。地基净反力计算:(9.45)①柱与基础交接处：柱与基础交接处如图9.7所示。因为，所以：，考虑冲切荷载时取用的多边形面积为：(9.46)138 (9.47)(9.48)图9.7中柱与基础相交处示意图②基础变阶处基础变阶处示意图如图9.8所示。因为，所以：，138 考虑冲切荷载时取用的多边形面积为：(9.49)(9.50)(9.51)故该基础高度满足冲切承载力要求。图9.8变阶处示意图1.基础底板配筋计算基础底板在地基净反力作用下，在两个方向都将产生向上的弯曲，因此需在底板两个方向都配置受力钢筋，配筋计算的控制截面一般取在柱与基础交接处或变阶处，如图9.9所示。计算弯矩时，把基础视作固定在柱周边或变阶处的四面挑出的倒置的悬臂板。138 荷载效应基本组合时基础底面边缘最大、最小反力设计值分别为：(9.52)图9.9中柱基础底板的计算示意图沿长边方向：①Ⅰ-Ⅰ截面Ⅰ-Ⅰ截面至基底边缘最大反力处的距离为：Ⅰ-Ⅰ处的基底反力设计值为：(9.53)于是Ⅰ-Ⅰ截面处的弯矩值为：138 (9.54)(9.55)②Ⅲ-Ⅲ截面Ⅲ-Ⅲ截面至基底边缘最大反力处的距离为：Ⅲ-Ⅲ处的基底反力设计值为：(9.56)于是Ⅲ-Ⅲ截面处的弯矩值为：(9.57)(9.58)按配筋，实际配筋13φ10。。沿短边方向：③Ⅱ-Ⅱ截面(9.59)(9.60)④Ⅳ-Ⅳ截面(9.61)138 (9.62)按配筋，实际配筋8φ10。。所以中柱基础底板配筋如图9.10所示。图9.10中柱基础配筋示意图138 第10章3D3S软件计算过程步骤1：门式刚架模板生成填写模板信息以及荷载信息。图10.1门式刚架模板信息138 图10.2荷载信息点击“确定”按钮后，软件保存建模的基本信息，供布置刚架用。步骤2：生成柱网按“轴网生成…”菜单，弹出“轴线生成”对话框，单击“确定”按钮，屏幕显示生成的横轴线。图10.3轴线生成步骤3：布置刚架138 图10.4刚架布置完毕按刚架“布置菜单…”，弹出“门式刚架布置”对话框，点击“布置”按钮，选择所有横轴线，按“关闭”按钮，软件自动进行刚架分类，完成后屏幕显示已布置好刚架，不同的刚架用颜色区分开；本工程有三类刚架：山墙榀刚架（GJ1）、靠近山墙的两榀刚架（GJ2）和中间榀刚架（GJ3）,可通过“现实刚架名称”菜单现实刚架类型。并且把所有的刚架都归并成一种刚架类型GJ3。步骤4：单榀设计按“单榀设计…”菜单，任选一个刚架GJ3，点击右键后主菜单被切换到“单榀设计菜单”，同时屏幕显示单榀刚架的有限元模型，以下进行GJ3的设计。步骤5：输入吊车荷载信息菜单命令显示查询构件信息显示，在出现对话框后选中节点号。图10.5构件信息显示按确定显示节点号后，根据牛腿处的节点号在荷载编辑吊车荷载桥式吊车影响线中输入吊车信息，两台同样的5吨和10吨吊车需要输入两次，即在左下角出现编号1和2，1和2138 的内容相同；数据输入通过吊车库输入按钮，进入吊车库中选择所需要的吊车，选择完成后该吊车的轮压信息会自动出现在最大最小轮压数据框内。图10.6吊车荷载信息输入步骤6：定义各单元的截面类型138 图10.7截面选择步骤7：定义各单元材料性质如图10.8，定义所有单元材性为Q235钢材。图10.8定义材性步骤8：内力分析上述信息输入完毕后，对结构进行内力分析。步骤9：输入计算长度选择欲定义单元，选中边柱及屋盖体系。首先选绕2轴定义系数为3000，绕3轴定义系数为1，再选中边柱和屋面斜梁。然后选定义构件系数为1.0，再选中中间的柱单元。138 图10.9定义计算长度步骤10：选择规范选择轻型钢结构设计规程（上海市标准DBJ-68-97）。图10.10选择规范步骤11：截面验算进行截面校核，选择上限为1，下限为0。校核结果如图10.11所示。有一根横梁截面不满足要求。由于仅超过容许强度的3%，小于5%在可接受范围内，故认为结构截面满足强度和稳定性方面的要求。138 图10.12截面校核结果显示步骤12：围护结构计算按“屋檩计算...”菜单，弹出“屋面檩条设计”对话框，直接进行截面优选，确定檩条截面，记下檩条截面以便布置檩条。同理可进行墙檩、抗风柱、柱间支撑、隅撑的设计。步骤13：布置抗风柱按“抗风柱布置”菜单，弹出“布置抗风柱”对话框，点击抗风柱截面按钮，选择HN200×100截面；在“山墙抗风柱到A轴距离”中输入6,12,24,30；点击“选择山墙刚架…”按钮，选择两端的山墙刚架，单击右键后抗风柱被布置到山墙刚架上，同时自动生成纵轴线，关闭对话框。138 图10.13布置抗风柱布置14：布置屋檩选择檩条形式为C形檩条；选择檩条截面为C180×70×20×2.5；檩条间距设置为1.5；设置一道拉条。按“屋檩布置…”菜单，选择两端山墙榀刚架，点击右键弹出“屋檩布置对话框，确定后屋檩被布置到刚架上。图10.14布置屋面檩条步骤15：布置门窗按“门窗布置…”菜单，选择“A”轴线，点击右键“门、窗布置”对话框，同时视图被切换到只显示“A”轴线及其上的对象，输入标高、宽度(条形窗的宽度为0)、偏心等门窗信息，点击“布置门”以及“布置窗”的按钮，对话框隐去，选择相应轴线中的红色短轴线，点击右键，门窗即被布置到相应的位置上。138 图10.15门窗布置用相同方法，把门窗布置到C轴线及两端山墙上。门窗布置如图10.16所示。图10.16门窗示意图步骤16：布置墙檩按“墙檩布置…”菜单，选择“A”轴线，点击右键弹出“布置墙面檩条”对话框，同时视图被切换到只显示“A”轴线及其上的对象，输入布置信息，点击置“檩条按钮…”，对话框隐去，选择所有的红色短轴线，点击鼠标右键，墙檩被布置到“A”轴线上；按照相同的步骤布置轴线“C”上的墙檩。138 图10.17布置墙面檩条纵墙的墙檩布置图如图10.18所示。图10.18纵墙墙檩布置示意图按“墙檩布置…”菜单，选择“1”轴线，点击右键弹出“布置墙面檩条”对话框，同时视图被切换到只显示“1”轴线及其上的对象，输入布置信息，点击布置“檩条按钮…”，对话框隐去，选择所有的红色短轴线，点击鼠标右键，墙檩被布置到“1”轴线上；按照相同的步骤布置轴线“20”上的墙檩。山墙的墙檩布置图如图10.19所示。图10.19山墙墙檩布置示意图步骤17：布置屋面支撑按“屋面支撑布置…”菜单，弹出“布置屋面支撑”对话框，同时视图被切换到TopView，输入布置信息，点击“布置支撑…”按钮，选择②～③轴、⑨～⑧轴、～轴、～轴间的所有红色短轴线，点击右键后屋面支撑被布置到刚架梁上，对话框弹出；点击“布置系杆…”按钮，对话框隐去，选择第一和最后一个开间的所有红色短轴线，点击右键后系杆被布置到相应位置，关闭对话框。屋面檩条和支撑布置示意图如图10.20所示。138 图10.20屋面檩条和支撑布置示意图图10.21布置屋面支撑步骤18：布置柱间支撑按“柱间支撑布置…”菜单，选择“A”轴线，点击右键弹出“布置柱间支撑”对话框，同时视图被切换到只显示“A”轴线及其上的对象，输入布置信息，点击布置“布置支撑…”，对话框隐去，选择②～③轴、⑨～⑧轴、～轴、～轴间的所有红色短轴线，点击鼠标右键，柱间支撑被布置到相应位置；按照相同的步骤布置轴线“C”上的墙檩。138 步骤19：对齐按“对齐”菜单，弹出“门架对齐”对话框，点击“确定”按钮，软件实现自动对齐。图10.22布置柱间支撑步骤20：后处理实体模型按照提示保存文件，同样使用3D3S打开实体模型文件，并把菜单切换到门架框架后处理菜单下。138 图10.23后处理实体模型步骤21：调整显示方法因结构构件比较多，如果按照实体模式显示速度会比较慢，所以可以选用后处理-模型简化显示方式，用单线显示模型。步骤22：钢结构节点——节点参数选择基本计算和构造参数是一般通用的参数选项，轻钢节点用来指定门架典型节点的参数；按照默认的数值不做修改。图10.24节点计算参数设置步骤23：钢结构节点——节点设计——选择默认连接方式138 选择默认的连接连接方式，双击边柱连接形式1（端板竖放）、中柱连接形式4、屋脊连接形式1、梁梁对接节点，在选用的形式框中出现四种连接形式。选择钢结构节点—门式刚架节点设计—自动设计，鼠标变成了选择框，直接点击鼠标右键表示选中所有节点，节点计算完成后软件列出了所有设计节点的计算书编号，双击任意一个节点行，可以出现该节点的计算文本。图10.25选择连接节点形式图10.26节点设计结果步骤24：观察主刚架节点在屏幕上放大局部的主刚架节点，可以观察该节点的计算细部；可以使用后处理-模型部分显示菜单部分显示需要观察的细部，以加快显示速度；使用后处理-模型全部显示菜单回到全部模型。步骤25：柱脚设计138 钢结构节点设计——柱脚设计，选中所有构件，软件自动判断柱脚，选择工字型截面柱脚刚接的类型4，满足排布要求，完成柱脚设计，通过放大消隐观察。步骤26：钢结构节点设计——围护结构节点几何参数维护结构节点几何参数，观察各个数值，按照默认绘出连接形式。图10.27围护结构连接节点几何参数步骤27：刚结构节点设计—维护结构补充设置—隅撑布置补充布置是指隅撑、女儿墙小立柱的布置。使用分类显示菜单，只选中主刚架和屋面檩显示，把当前视图改为Y-Z视图，在维护结构补充布置隅撑一栏中使用默认的隅撑数据，使用窗口反选功能选择梁柱连接附近的屋面檩条和屋面梁，隔一檩条布置一个隅撑，右键结束选择，这时在该列屋檩和梁之间出现檩条隅撑。138 图10.28隅撑布置步骤28：维护结构补充布置——纵墙女儿墙立柱布置选择小立柱截面，定位尺寸在墙檩高度加10mm，当前选择的墙檩高度为140mm，那么定位尺寸为140+10=150mm。立柱柱顶标高根据设计-维护墙檩布置中女儿墙顶处檩条标高定，在前面输入了该标高为6.8m，那么立柱顶标高为7.8m；按钮选择所有主刚架立柱，布置小立柱。图10.29纵墙女儿墙立柱布置步骤29：维护结构补充布置——山墙女儿墙立柱布置使用分类显示，选择主刚架和小立柱选项。选择女儿墙布置，小柱截面要求和维护布置中的墙檩布置对话框中截面尺寸一致，柱顶标高7.8m，参考间距6000mm（和抗风柱间距一致），一共7根。选择参考定位构件选择屋面梁按钮，选择山墙的边柱，右键结束选择，然后选择山墙榀的屋面梁，右键结束选择，完成山墙小立柱布置。同样方法布置另一榀山墙的小立柱。138 10.30山墙女儿墙立柱布置步骤30：钢结构节点设计—维护结构节点装配—自动装配鼠标变成了选择框，直接点击鼠标右键表示选择所有节点，自动设计完成后完成了檩条、抗风柱等次结构的节点构造。步骤31：主刚架施工图绘制前的准备1．构件编号——钢结构节点归并：软件自动进行节点归并。2．构件编号——门式刚架主刚架命名：出现了20榀刚架，把山墙榀刚架和中间榀刚架命名为GJ-1。3．构件编号——门式刚架构件编号：按自动编号按钮。步骤32：施工图绘制主刚架施工图绘制，选用主刚架图，选中GJ-1，按绘图按钮，按照默认的图块位置，保存文件为GJ-1立面图，使用3D3S打开立面图.dwg文件。步骤33：维护结构施工图绘制后处理-施工图维护结构施工图，选中所有选项，按照默认的字体等绘图，保存为文件维护结构施工图.dwg文件，使用3D3S打开立面图.dwg文件。步骤34：施工图的后期处理软件出图完毕后，进行图形的修改。138 第11章回顾与展望11.1轻型门式刚架结构设计本次轻型门式刚架厂房的设计，根据材料的性质和力学的基本原理，充分考虑到经济、美观、适用等方面的因素，发挥轻型门式刚架各方面的优点，很好的满足了工厂生产的要求。本文对轻型门式刚架结构进行了系统的设计。并且通过这次设计对钢结构的计算理论，轻型钢结构的特点有一个较系统的认识，同时，也培养了自己把书本知识应用于实际工程的能力，培养了自己综合运用所学知识解决设计过程中出现的问题的能力，从而达到理论联系实际的目的，增强了自己的实际工作能力。在设计过程中，许多问题都可以通过查阅规范、专业资料或者实际工程资料加以解决。但仍然存在一些问题需要进一步研究。(1)刚架设计中的问题目前，我国门式刚架的设计中多用弹性设计法。所谓弹性设计法，就是首先根据荷载和结构形式及尺寸计算内力，然后验算柱子的强度、平面内和平面外的稳定，验算结构的刚度。当柱子为变截面，梁为等截面时，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）》（简称规程）和《钢结构设计规范（GBJ17）》（简称规范）中有具体的规定，但当梁和柱均为变截面构件时，柱子的计算长度如何确定，规程与规范中尚没有具体规定。刚架柱的平面外稳定计算：通常情况下，墙梁连接于柱的受拉一侧，我们忽略墙梁的支撑作用。因此设计上应该设置较强的支撑。实际上，墙梁能起到一定的支撑作用，国外设计的工程，大多都考虑了墙梁的部分支撑作用，因而只需设置较弱的侧向支撑。如何考虑墙梁的支撑作用，是需要加以研究解决的问题。(2)节点的问题138 门式刚架结构为了施工方便一般都采用端板式连接。对于普通螺栓连接节点承受弯矩作用时，我们假定的是螺栓群绕最下一排螺栓转动。这一点和国外有一定的区别。国内的资料对节点的设计，大多数只给出了螺栓的计算方法。实际上，节点的设计应包括端板、柱翼缘和柱腹板等的强度和稳定性计算，并由此判断是否需要设加劲肋；验算端板是否会形成塑性结构，并以此来计算端板的厚度；柱子翼缘应进行验算，如承载力不足，则应设置加劲肋；柱腹板则还应验算受压区腹板的稳定性及节点区腹板的抗剪强度和在剪力作用下的稳定性。这些内容规范和规程中没有具体规定，需加以研究解决。(3)檩条的问题目前国内的厂房设计中，由于屋面坡度不大，所以C型檩条使用得比较多。但在有些地方，当风荷载较大，参与组合时檩条的下翼缘将受压，进而可能发生失稳破坏。对于这种失稳破坏形式，因檩条没设加劲肋，失稳时截面形状可能发生改变，研究起来比较复杂。我国现行规范与规程中，尚没有这方面的规定。11.1对轻钢结构发展的建议1．大力推广轻钢结构体系：重视和扩大钢结构的使用范围是钢铁工业发达国家的重要技术政策。我国钢产量居世界首位，扩大钢结构的使用范围，发展应用广泛的轻型钢结构，不仅加快我国经济建设速度，促进建筑业的现代化，并为钢材消费提供了可观的市场。2．向民用建筑领域推广：在巩固工业领域的同时，积极在民用建筑领域特别是住宅产业中推广使用轻钢结构。作为目前热点产业的房地产业发展迅速，按照中国社会科学院的预测，未来l0年我国城镇居民每年对新建住宅的需求量最低约5亿m，年均住宅建设投资达5000—8000亿元人民币[13]。所以，轻钢结构在房地产市场有着广阔的前景。3．加强轻钢结构的教育、科研工作：钢结构人才缺乏，人员素质偏低，是当前发展中一个普遍性问题。广泛培养轻钢结构的实用人才，实现轻钢结构的技术创新、材料创新和理论创新。4．138 大力开发适用性更强、应用范围更广的专业软件：目前，焊接和热轧钢结构、冷弯薄擘钢结构、组合结构的混台应用对设计软件提出了更高的要求。现代化钢结构制作加工厂开始采用计算机辅助集成制造技术，新的设计软件应实现设计和制作一体化．软件开发应从建筑结构设计领域扩展到工程的制作安装。参考资料[1]PJTrebilcock.BuildingDesignUsingColdFormedSteelSectionsanArchitect"sGuide[M].TheSteelConstructioninstitute,1994.[2]王元清，石永久等.现代轻钢结构建筑及其在我国的应用[J].中国建筑金属结构.2002.[3]《轻型钢结构设计手册》编辑委员会.轻型钢结构设计手册[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社.2006.[4]GB50017-2003.钢结构设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部.2003.[5]GB50009-2001.建筑结构荷载规范[S].北京：中华人民共和国建设部.2002.[6]GB50018-2002.冷弯薄壁型钢结构设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部.2003.[7]CECS102:2002.门式刚架轻型房屋钢结构技术规程[S].北京：中国工程建设标准化协会.2003.[8]王国周，瞿履谦.钢结构[M].第一版.北京：清华大学出版社.1993.[9]戴国欣.钢结构[M].第三版.武汉：武汉理工大学出版社.2007.[10]任小平，薛正庭.一个直接确定钢板梁腹板加劲肋间距的方法[DB/OL].西南交通大学学报.1997,32(1).[11]李星容，魏才昂.钢结构连接节点设计手册[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社.2005.[12]GB/T50104-2001.建筑制图标准[S].北京：中华人民共和国建设部.2002.[13]李颖.我国轻钢结构住宅的现状及存在问题[J].科技信息.2009，(30).[14]《轻型钢结构设计指南（实例与图集）》编辑委员会.轻型钢结构设计指南（实例与图集）[M].第二版.北京：中国建筑工业出版社.2005.138 138 附表一柱的荷载及内力组合值柱简图截面内力/单位恒载活载风荷载吊车内力组合横向荷载纵向荷载123456789|Mmax|及相应N、VNmax及相应M、VNmin及相应M、V屋面柱身屋面左风右风向左向右边柱中柱组合项组合值组合项组合值组合项组合值1-1N/KN-28.20-0.12-36.5613.8918.15-0.170.171.4301+2+3-64.961+2+0.9(5+7+8)-10.5451+2+3-64.96M/KN·m-66.590.20-86.3227.8547.45-2.492.4928.51-2.51-152.714.215-152.71V/KN-15.00-2.10-15.448.476.001.29-1.29-25.99-15.57-32.54-6.252-32.542-2N/KN-28.20-44.62-36.5613.8918.15-0.170.17-293.35-105.921+2+0.9(3+4+6+9)-188.711+2+0.9(5+7)-56.3321+2+0.9(3+6+8)-369.89M/KN·m32.432.8642.048.53-50.7617.15-17.15-21.0721.58115.66-25.82969.598V/KN-15.00-2.10-15.44-2.6223.76-5.745.74-25.99-15.57-52.549.45-59.5531-1N/KN-60.39-22.56-78.2834.5634.56-0.290.29-396.16-587.531+2+0.9(3+5+6+8)-479.111+2+0.9(4+7+8)-408.131+2+0.9(3+6+9)-682.44M/KN·m0003.36-3.36-6.916.91-74.210-76.32-57.546-6.219V/KN000-2.162.16-6.216.21-6.630-9.612-2.322-5.5892-2N/KN-60.39-32.16-78.2834.5634.56-0.290.29-396.16-587.531+2+0.9(3+5+7+8)-488.181+2+0.9(4+7+8)-419.531+2+0.9(3+6+9)-692.04M/KN·m00012.00-12.0017.92-17.92-47.680-69.84-48.2416.128V/KN000-2.162.16-6.216.21-5.6302.466-1.422-5.5893-3N/KN-13.48-2.24-78.2834.5634.56-2.092.093.522.031+2+0.9(3+4+7+8)-50.021+2+3-94M/KN·m0004.21-4.21-4.034.0344.98047.8980V/KN000-2.162.160.82-0.82-6.630-8.6490138 附表二梁的荷载及内力组合表截面内力/单位恒载活载风荷载吊车内力组合横向荷载纵向荷载123456789|Mmax|及相应N、VNmin及相应M、V屋面柱身屋面左风右风向左向右边柱中柱组合项组合值组合项组合值1-1N/KN-16.39-2.10-21.259.156.902.13-2.13-32.83-15.601+2+0.9(3+7+8)-69.2321+2+0.9(3+7+8)-69.232M/KN·m-66.590.00-86.3227.8547.453.97-3.97-35.35-2.51-179.666-179.666V/KN27.420.0235.54-13.45-17.830.35-0.35-3.320.2456.12356.1232-2N/KN-14.94-2.10-19.369.156.902.13-2.13-32.83-15.601+2+3-36.41+2+0.9(3+7+8)-65.928M/KN·m49.080.0063.62-25.43-31.220.80-0.80-5.48-0.37112.70100.686V/KN-1.740.02-2.261.690.370.35-0.35-3.320.24-3.98-7.0573-3N/KN-13.48-2.10-17.479.156.902.13-2.13-32.83-15.601+2+3-33.051+2+0.9(3+7+8)-62.767M/KN·m-98.020.00-120.0758.3554.14-2.382.38-3.321.78-218.09-206.929V/KN-30.900.02-40.0616.8318.570.35-0.35-1.580.24-70.94-68.671梁简图138'