单层钢结构厂房毕业设计计算书

'单层钢结构厂房设计单层钢结构厂房毕业设计绪论毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为《单层钢结构厂房实际》。在毕业设计前期，我温习了《结构力学》、《钢结构设计原理》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《钢结构规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在地震期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM等建筑软件，这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求，巩固了所学知识。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。二零零八年六月十日71 单层钢结构厂房设计结构设计计算书1工程概况1.1设计条件1.工程水文地质条件水文地质条件：从上到下依次为淤泥0.5m，；粘粒含量的粉土厚5m，，，可不考虑地下水的影响。2.6度抗震，近震，Ⅱ类场地。3.某机加工车间基本数据：车间长度72m，厂房为单跨，跨度30m，厂房框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离H大于9m，但不超过18m，每个车间设两台30/5吨桥式吊车。4.屋面基本要求：该普通机加工工厂在南方某地，年平均气温在21度左右，最高气温39度，最低气温0度，主导风向为东南风，屋面采用轻质屋面板（如压型钢板），屋面坡度i≈1/3。5.屋面活荷载标准值0.7KN/m2。6.材料：屋架和柱：Q235、Q345，基础：C10、C20、C25，钢筋：Ⅰ、Ⅱ级，砂浆：混合砂浆、水泥砂浆。7.建筑场地（如图1.1）1.2题型及要求1.题型：三角形钢屋架+实腹式柱2.要求（1）厂房的平面设计、立面设计与剖面设计；（2）屋架与柱设计；（3）基础设计。71 单层钢结构厂房设计图1.1总平面图2建筑方案设计说明1.柱网布置根据设计任务书基本数据，布置柱网，柱网应满足以下的要求：（1）符合国家规范《厂房建筑模数协调标准》；（2）满足生产工艺的要求，柱的位置应与地上、地下的生产设备后工艺流程相配合，还应考虑生产发展和工艺设备更新问题；（3）满足结构要求，为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，尽可能将柱布置在统一的横向轴线上；（4）符合经济合理的要求，柱的纵向间距同时也是纵向构件的跨度，它的大小对构件的重量影响很大，厂房的柱距增大，可使柱的数量减少、总重量随之减少，同时也可减少柱基础的工程量；（5）71 单层钢结构厂房设计符合柱距规定要求，对厂房横向，当厂房跨度小于等于18m时，其跨度宜采用3m的倍数；当厂房的跨度大于18m时，其跨度宜采用6m的倍数。根据以上原则，该厂房柱网布置采用（跨度柱距）30m6m的布置方案。2.屋面材料该普通机加工厂房在南方某地，冬季设计温度为0℃，屋面采用轻质屋面板（压型钢板），屋面坡度为1/3。屋面设计采用压型钢板作为屋面材料的有檩屋盖体系，该方案能够有效减轻结构自重，加快施工速度，能有效的传递屋面荷载，提高屋面整体刚度、便于铺设保温、隔热、隔音等材料。3.屋架体系根据设计任务书要求采用三角形钢屋架，三角形屋架适用于陡坡屋面的有檩屋盖体系。屋架与柱铰接，房屋的横向刚度较低。从受力角度考虑，腹杆的布置采用芬克式。4.吊车和吊车梁该厂房每个车间设两台30/5吨中级工作制桥式吊车，吊车参数查阅大连重工集团吊车数据资料。因吊车吨位较小，所以采用焊接工字形吊车梁。该厂房的吊车梁直接参阅相关图集，不需另行计算。5.柱的设计根据设计要求采用焊接工字形实腹式柱。选择柱截面时，考虑以下几个原则：（1）面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；（2）使两个主轴方向等稳定性，以达到经济的效果；（3）便于和其他构件进行连接；（4）尽可能构造简单，制造省工，取材方便。6.基础设计71 单层钢结构厂房设计根据厂房结构上部荷载和柱网（30m6m）布置情况，采用C20钢筋混凝土柱下独立基础。水文地质条件：从上到下依次为淤泥0.5m，；粘粒含量的粉土厚5m，，，可不考虑地下水的影响，计算确定基础埋深和尺寸。7.支撑系统单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑、垂直支撑及纵向水平系杆、天窗架支撑。可以保证结构的空间整体性；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，减少弦杆在屋架平面外的计算长度，保证受压弦杆侧向稳定，并使受拉下弦杆不会在某些动力作用下产生过大振动，承担和传递水平荷载；保证结构安装时的稳定与方便。柱间支撑的作用是：组成坚固的纵向构架，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；可作为框架柱的框架平面支点，减少柱外框架平面的计算长度；柱间支撑的布置是减少支撑设在两端时不产生很大的温度应力，而对厂房的刚度又提高很多。综合以上特点，该厂房屋盖支撑系统选择横向水平支撑体系，柱间支撑选用十字交叉式支撑体系。8.维护体系该厂房采用压型钢板做墙体材料，通过螺栓与墙架梁进行可靠连接，形成一个能够传递竖向荷载和沿压型板平面方向的水平荷载的结构体系。通过理论分析和试验结果证明，压型钢板与周边构件进行可靠连接后，面内刚度很好，能传递纵横方向的面内剪力，使厂房结构简化，节约钢材，经济效益好。9.变形缝该厂房车间设计长度是72m，小于90m温度区段，不考虑设伸缩缝。由于结构简单，均匀对称，且地质条件较好，不考虑设沉降缝。10.门窗布置71 单层钢结构厂房设计该厂房位于南方某地，应充分考虑车间的通风散热以及采光要求。初步设计4扇门，分别位于第③-④和⑧-⑨轴线间。两侧开窗，根据通风散热要求，采用双排钢侧窗，上部采用通风高侧窗，下部采用平开窗。其具体布置和选材查阅规范和计算确定。3结构方案设计说明3.1屋架设计1.基本理论该设计中，屋架为三角形钢屋架。对屋架中的各感杆件按造压弯和拉弯构件设计基本理论，主要验算杆件的强度、稳定性。对节点设计时，着重考虑使构件受力合理，焊缝满足强度要求等。2.主要公式强度验算：平面内稳定性验算：平面外稳定性验算：刚度验算：，3.2排架计算1.假定钢柱下端与基础刚结；2.假定钢柱上端与屋架铰结；3.假定屋架平面内刚度无穷大。3.3实腹柱设计1.计算要点71 单层钢结构厂房设计因荷载较小，采用实腹式柱。设计的主要内容包括：截面选择；强度验算；整体稳定性验算；刚度验算；牛腿及柱脚地板设计。依据现行《钢结构设计规范》（GB50017-2003）及钢结构手册设计。2.主要公式：利用的公式与屋架设计中的相同。3.4基础设计1.计算要点该厂房的基础形式采用钢筋混凝土柱下独立基础。根据所受荷载和独立基础的相关构造要求确定基础的尺寸。设计中计算了基础基础底面尺寸，验算了地基承载力和基础抗冲切承载力。2.主要公式地基承载力特征值：基础长边弯矩：基础短边弯矩：71 单层钢结构厂房设计4结构计算4.1檩条计算4.1.1设计资料屋盖材料为压型钢板，屋面坡度（），檩条跨度6m，于处设一道拉条；檩距1.561m；压型钢板与屋架连接处采用叠置搭接，钢材Q235。4.1.2荷载统计1.永久荷载压型钢板自重0.1檩条自重(包括拉条)0.05合计0.152.可变荷载活荷载或雪荷载0.74.1.3截面选择选用斜卷边Z形冷弯薄壁型钢，型号为，其力学特征为：4.1.4内力计算1.檩条线荷载71 单层钢结构厂房设计2.弯矩设计值3.强度计算应考虑有效截面；同时，跨中截面有孔洞的影响，为简化计算，统一考虑0.9的折减系数，则有效净截面抵抗矩：屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转本工程风荷载较小，永久荷载与风荷载组合不起控制作用。4.连接螺栓计算对的弯矩设计值支座处采用普通螺栓连接，，螺栓群可承受的弯矩：满足强度要求。5.挠度计算偏于安全按两跨连续梁计算，跨内最大挠度为71 单层钢结构厂房设计6.构造要求故檩条在平面内、外均满足要求。7.拉条计算拉条选用Φ，，每根拉条承载力：4.2屋架设计4.2.1设计资料厂房车间以长72m，跨度为30m，柱距为6m，每跨设两台30/5t中级工作制桥式吊车，屋架采用三角形钢屋架。从受力合理性考虑，其屋架形式选用弦杆较多的芬克式。钢材：Q235B钢；焊条E43型。4.2.2屋架尺寸屋架采用三角形芬克式，跨度30m，坡度i=1：3，屋架几何尺寸、节点编号、杆件编号如图4.1、4.2、4.3所示。4.2.3支撑布置上下弦横向水平支撑和垂直支撑，在房屋两端布置；在屋架下弦设置三道通长水平系杆，以保持部分杆系的侧向稳定，支撑系统布置如图4.4所示。71 单层钢结构厂房设计图4.1屋架布置图图4.2屋架节点图图4.3杆件单元编号图图4.4屋架支撑系统布置图4.2.4荷载计算71 单层钢结构厂房设计1.永久荷载（对水平投影面）压型钢板自重0.1檩条自重0.05屋架及支撑自重0.15合计0.32.可变荷载（对水平投影面）活荷载或雪荷载0.73.风荷载基本风压0.354.荷载组合（1）恒荷载+活（或雪）荷载（2）恒荷载+半跨活（或雪）荷载（3）恒荷载+风荷载5.上弦集中荷载上弦荷载见图4.5、4.6图4.5全跨荷载布置图图4.6半跨活荷载布置图71 单层钢结构厂房设计恒载活荷载6.上弦风荷载设计值(1)风载体型系数迎风面背风面取为-0.5计算(2)上弦节点风荷载（见图4.7）图4.7风荷载布置图4.2.5内力计算1.内力计算在上面单位荷载分别作用下，通过节点法、截面法计算屋架杆件的内力系数，因计算过程较为简单，不在计算书上体现。2.内力组合（1）恒荷载+活（或雪）荷载（2）恒荷载+半跨活（或雪）荷载（3）恒荷载+风荷载组合结果见表4.171 单层钢结构厂房设计表4.1杆件内力组合表杆件名称杆件编号恒载及活荷载半跨活荷载风荷载内力组合(kN)内力系数恒载内力(kN)活荷载内力(kN)内力系数半跨活载内力(kN)内力系数风载内力(kN)恒载+活荷载恒载+半跨活荷载恒载+风荷载12345672+32+52+7上弦杆1-24.56-76.96-206.73-17.40-151.5222.4051.39-282.67-227.46-24.562-24.48-75.92-203.94-17.08-148.7322.4051.39-278.86-223.65-23.533-24.41-74.12-201.15-16.76-145.9522.4051.39-275.05-219.84-22.514-23.46-73.14-198.37-16.44-143.1622.4051.39-271.24-216.03-21.495-23.12-72.53-195.58-16.13-140.4622.4051.39-267.43-212.31-20.466-21.85-71.21-192.80-15.81-137.6722.4051.39-263.62-208.50-19.447-21.22-69.80-190.01-15.50-134.9722.4051.39-259.81-204.78-18.428-20.76-68.78-187.22-15.18-132.1922.4051.39-256.00-200.97-17.39下弦杆921.5071.98195.9316.51143.77-21.12-48.45267.91215.7523.531021.0067.18182.8715.03130.88-19.54-44.82250.05198.0622.351118.0057.58156.7411.2397.79-16.38-37.58214.33155.3720.011212.0038.39104.505.2345.54-10.06-23.08142.8883.9315.31腹杆13-0.95-3.04-8.27-0.95-8.271.002.29-11.31-11.31-0.7514-1.91-6.11-16.63-1.91-16.632.004.59-22.74-22.74-1.5215-3.80-12.16-33.09-3.80-33.094.009.18-45.25-45.25-2.98161.484.7312.891.4812.89-1.58-3.6217.6217.621.11173.009.6026.123.0026.12-3.16-7.2535.7235.722.35184.5014.4039.194.5039.19-4.74-10.8753.5853.583.52196.0019.1952.256.0052.25-6.32-14.5071.4471.444.70209.0028.7978.379.0078.37-9.48-21.75107.16107.167.042110.5033.5991.4310.5091.43-11.06-25.37125.02125.028.22220.000.000.000.000.000.000.000.000.000.0071 单层钢结构厂房设计4.2.6内力复核内力复核采用结构力学求解器求解，下面对此软件的研发及功能做简要介绍1.简介《结构力学求解器》(SMSolver)版本2.0由清华大学土木系结构力学求解器研制组研制，高等教育出版社发行结构力学求解器（SMSolverforWindows）是一个面向教师、学生以及工程技术人员的计算机辅助分析计算软（课）件，其求解内容包括了二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用精确算法给出精确解答。本软件界面方便友好、内容体系完整、功能完备通用，可供教师拟题、改题、演练，供学生做题、解题、研习，供工程技术人员设计、计算、验算之用，可望在面向21世纪的教学改革中发挥其特有的作用。目前有两个版本：学生版和工程版。学生版解题规模有限制，最多80个单元。工程版解题规模无此限制，只受机器的内外存空间大小的限制。求解器v2.0比v1.5更加精致、先进、方便、快捷、强健，同时不失其原有的小巧、简约、俭朴、平实。2.求解功能求解功能分为自动求解和智能求解两种模式。（1）自动求解模式:平面体系的几何组成分析，对于可变体系，可静态或动画显示机构模态；平面静定结构和超静定结构的内力计算和位移计算，并绘制内力图和位移图；平面结构的自由振动和弹性稳定分析，计算前若干阶频率和屈曲荷载，并静态或动画显示各阶振型和失稳模态；71 单层钢结构厂房设计平面结构的极限分析，求解极限荷载，并可静态或动画显示单向机构运动模态；平面结构的影响线分析，并绘制影响线图。（2）智能求解模式:平面体系的几何构造分析：按两刚片或三刚片法则求解，给出求解步骤；平面桁架的截面法：找出使指定杆成为截面单杆的所有截面；平面静定组合结构的求解：按三种模式以文字形式或图文形式给出求解步骤。另外，从v2.0开始，还有本地求解和远程求解两种求解方式。利用结构力学求解器v2.0版本建模计算杆件内力系数，模型及杆件单元编号如图4.8、4.9所示。图4.8屋架模型图图4.9杆件单元编号71 单层钢结构厂房设计3.求解结果（1）屋架全跨内力系数计算在屋架全跨布置单位荷载如图4.10所示，上弦各节点施加单位荷载，两支座节点施加1/2单位荷载，计算结果如下。图4.10屋架全跨荷载模型图--------------------------------------------------------------------------------------------杆端内力值(乘子=1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1-23.71708240.000000000.00000000-23.71708240.000000000.000000002-23.40229640.000000000.00000000-23.40229640.000000000.000000003-23.08751040.000000000.00000000-23.08751040.000000000.000000004-22.77272440.000000000.00000000-22.77272440.000000000.000000005-22.45793840.000000000.00000000-22.45793840.000000000.000000006-22.14315240.000000000.00000000-22.14315240.000000000.000000007-21.82836640.000000000.00000000-21.82836640.000000000.000000008-21.51358040.000000000.00000000-21.51358040.000000000.000000009-21.51358040.000000000.00000000-21.51358040.000000000.0000000010-21.82836640.000000000.00000000-21.82836640.000000000.0000000011-22.14315240.000000000.00000000-22.14315240.000000000.0000000012-22.45793840.000000000.00000000-22.45793840.000000000.0000000013-23.32563540.000000000.00000000-23.32563540.000000000.0000000014-23.45611770.000000000.00000000-23.45611770.000000000.0000000015-23.40229640.000000000.00000000-23.40229640.000000000.0000000016-23.71708240.000000000.00000000-23.71708240.000000000.000000001722.50000000.000000000.0000000022.50000000.000000000.000000001821.00000000.000000000.0000000021.00000000.000000000.000000001918.00000000.000000000.0000000018.00000000.000000000.000000002012.00000000.000000000.0000000012.00000000.000000000.000000002112.00000000.000000000.0000000012.00000000.000000000.000000002218.00000000.000000000.0000000018.00000000.000000000.000000002321.00000000.000000000.0000000021.00000000.000000000.0000000071 单层钢结构厂房设计2422.50000000.000000000.0000000022.50000000.000000000.0000000025-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000026-1.897368790.000000000.00000000-1.897368790.000000000.0000000027-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000028-3.794737570.000000000.00000000-3.794737570.000000000.0000000029-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000030-1.897368790.000000000.00000000-1.897368790.000000000.0000000031-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.00000000321.501367850.000000000.000000001.501367850.000000000.00000000331.500000000.000000000.000000001.500000000.000000000.00000000343.002735700.000000000.000000003.002735700.000000000.00000000354.504103550.000000000.000000004.504103550.000000000.00000000364.500000000.000000000.000000004.500000000.000000000.00000000373.000000000.000000000.000000003.000000000.000000000.00000000381.501367850.000000000.000000001.501367850.000000000.00000000391.500000000.000000000.000000001.500000000.000000000.00000000406.005471400.000000000.000000006.005471400.000000000.00000000419.008207100.000000000.000000009.008207100.000000000.000000004210.50957490.000000000.0000000010.50957490.000000000.00000000430.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.0000000044-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000045-1.897368790.000000000.00000000-1.897368790.000000000.0000000046-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000047-3.794737570.000000000.00000000-3.794737570.000000000.0000000048-0.966696110.000000000.00000000-0.966696110.000000000.0000000049-2.020175830.000000000.00000000-2.020175830.000000000.0000000050-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.000000005110.50957490.000000000.0000000010.50957490.000000000.00000000529.008207100.000000000.000000009.008207100.000000000.00000000536.005471400.000000000.000000006.005471400.000000000.00000000541.500000000.000000000.000000001.500000000.000000000.00000000551.501367850.000000000.000000001.501367850.000000000.00000000563.000000000.000000000.000000003.000000000.000000000.00000000574.500000000.000000000.000000004.500000000.000000000.00000000585.031727270.000000000.000000005.031727270.000000000.00000000593.043940930.000000000.000000003.043940930.000000000.00000000601.888349510.000000000.000000001.888349510.000000000.00000000611.501367850.000000000.000000001.501367850.000000000.00000000（2）屋架半跨荷载内力系数计算在屋架全跨布置单位荷载如图4.11所示，上弦各节点施加单位荷载，支座节点及屋脊节点施加1/2单位荷载，计算结果如下。71 单层钢结构厂房设计图4.11屋架半跨荷载模型图--------------------------------------------------------------------------------------------杆端内力值(乘子=1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------1-17.39252710.000000000.00000000-17.39252710.000000000.000000002-17.07774110.000000000.00000000-17.07774110.000000000.000000003-16.76295510.000000000.00000000-16.76295510.000000000.000000004-16.44816910.000000000.00000000-16.44816910.000000000.000000005-16.13338310.000000000.00000000-16.13338310.000000000.000000006-15.81859710.000000000.00000000-15.81859710.000000000.000000007-15.50381110.000000000.00000000-15.50381110.000000000.000000008-15.18902510.000000000.00000000-15.18902510.000000000.000000009-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.0000000010-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.0000000011-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.0000000012-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.0000000013-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.0000000014-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.0000000015-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.0000000016-6.324555320.000000000.00000000-6.324555320.000000000.000000001716.50000000.000000000.0000000016.50000000.000000000.000000001815.00000000.000000000.0000000015.00000000.000000000.000000001912.00000000.000000000.0000000012.00000000.000000000.00000000206.000000000.000000000.000000006.000000000.000000000.00000000216.000000000.000000000.000000006.000000000.000000000.00000000226.000000000.000000000.000000006.000000000.000000000.00000000236.000000000.000000000.000000006.000000000.000000000.00000000246.000000000.000000000.000000006.000000000.000000000.0000000025-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000026-1.897368790.000000000.00000000-1.897368790.000000000.0000000027-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000028-3.794737570.000000000.00000000-3.794737570.000000000.0000000071 单层钢结构厂房设计29-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.0000000030-1.897368790.000000000.00000000-1.897368790.000000000.0000000031-0.948684390.000000000.00000000-0.948684390.000000000.00000000321.501367850.000000000.000000001.501367850.000000000.00000000331.500000000.000000000.000000001.500000000.000000000.00000000343.002735700.000000000.000000003.002735700.000000000.00000000354.504103550.000000000.000000004.504103550.000000000.00000000364.500000000.000000000.000000004.500000000.000000000.00000000373.000000000.000000000.000000003.000000000.000000000.00000000381.501367850.000000000.000000001.501367850.000000000.00000000391.500000000.000000000.000000001.500000000.000000000.00000000406.005471400.000000000.000000006.005471400.000000000.00000000419.008207100.000000000.000000009.008207100.000000000.000000004210.50957490.000000000.0000000010.50957490.000000000.00000000430.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000440.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000450.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000460.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000470.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000480.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000490.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000500.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000510.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000520.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000530.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000540.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000550.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000560.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000570.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000580.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000590.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000600.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000610.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000（3）风荷载内力系数计算在屋架全跨布置单位荷载如图4.12所示，上弦各节点施加单位荷载，两支座节点及屋脊节点施加1/2单位荷载，计算结果如下。71 单层钢结构厂房设计图4.12屋架风荷载模型图--------------------------------------------------------------------------------------------杆端内力值(乘子=1)--------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩--------------------------------------------------------------------------------------------122.50064770.000000000.0000000022.50064770.000000000.00000000222.50208110.000000000.0000000022.50208110.000000000.00000000322.50351440.000000000.0000000022.50351440.000000000.00000000422.50494780.000000000.0000000022.50494780.000000000.00000000522.50638120.000000000.0000000022.50638120.000000000.00000000622.50781460.000000000.0000000022.50781460.000000000.00000000722.50924800.000000000.0000000022.50924800.000000000.00000000822.51068140.000000000.0000000022.51068140.000000000.00000000922.51068140.000000000.0000000022.51068140.000000000.000000001022.50924800.000000000.0000000022.50924800.000000000.000000001122.50781460.000000000.0000000022.50781460.000000000.000000001222.50638120.000000000.0000000022.50638120.000000000.000000001323.08776720.000000000.0000000023.08776720.000000000.000000001422.89206070.000000000.0000000022.89206070.000000000.000000001522.50208110.000000000.0000000022.50208110.000000000.000000001622.50064770.000000000.0000000022.50064770.000000000.0000000017-21.18791570.000000000.00000000-21.18791570.000000000.0000000018-19.60677690.000000000.00000000-19.60677690.000000000.0000000019-16.44449930.000000000.00000000-16.44449930.000000000.0000000020-10.11994400.000000000.00000000-10.11994400.000000000.0000000021-10.11994400.000000000.00000000-10.11994400.000000000.0000000022-16.44449930.000000000.00000000-16.44449930.000000000.0000000023-19.60677690.000000000.00000000-19.60677690.000000000.0000000024-21.18791570.000000000.00000000-21.18791570.000000000.00000000251.000001150.000000000.000000001.000001150.000000000.00000000262.000002300.000000000.000000002.000002300.000000000.00000000271.000001150.000000000.000000001.000001150.000000000.0000000071 单层钢结构厂房设计284.000004600.000000000.000000004.000004600.000000000.00000000291.000001150.000000000.000000001.000001150.000000000.00000000302.000002300.000000000.000000002.000002300.000000000.00000000311.000001150.000000000.000000001.000001150.000000000.0000000032-1.582580670.000000000.00000000-1.582580670.000000000.0000000033-1.581138820.000000000.00000000-1.581138820.000000000.0000000034-3.165161330.000000000.00000000-3.165161330.000000000.0000000035-4.747742000.000000000.00000000-4.747742000.000000000.0000000036-4.743416470.000000000.00000000-4.743416470.000000000.0000000037-3.162277650.000000000.00000000-3.162277650.000000000.0000000038-1.582580670.000000000.00000000-1.582580670.000000000.0000000039-1.581138820.000000000.00000000-1.581138820.000000000.0000000040-6.330322660.000000000.00000000-6.330322660.000000000.0000000041-9.495483990.000000000.00000000-9.495483990.000000000.0000000042-11.07806460.000000000.00000000-11.07806460.000000000.00000000430.000000000.000000000.000000000.000000000.000000000.00000000441.000001150.000000000.000000001.000001150.000000000.00000000452.000002300.000000000.000000002.000002300.000000000.00000000461.000001150.000000000.000000001.000001150.000000000.00000000474.000004600.000000000.000000004.000004600.000000000.00000000481.018987170.000000000.000000001.018987170.000000000.00000000492.129452290.000000000.000000002.129452290.000000000.00000000501.000001150.000000000.000000001.000001150.000000000.0000000051-11.07806460.000000000.00000000-11.07806460.000000000.0000000052-9.495483990.000000000.00000000-9.495483990.000000000.0000000053-6.330322660.000000000.00000000-6.330322660.000000000.0000000054-1.581138820.000000000.00000000-1.581138820.000000000.0000000055-1.582580670.000000000.00000000-1.582580670.000000000.0000000056-3.162277650.000000000.00000000-3.162277650.000000000.0000000057-4.743416470.000000000.00000000-4.743416470.000000000.0000000058-5.303906220.000000000.00000000-5.303906220.000000000.0000000059-3.208595460.000000000.00000000-3.208595460.000000000.0000000060-1.990495150.000000000.00000000-1.990495150.000000000.0000000061-1.582580670.000000000.00000000-1.582580670.000000000.0000000071 单层钢结构厂房设计4.2.7对比分析1.通过比较，两种计算方式结果非常接近，符合情况很好。以下计算采用手工计算结果。2.两种计算方式产生差别的原因分析（1）数据四舍五入产生误差。在手工计算过程中，由于计算量的原因，数据小数点位数不可能取得很大，在中间计算过程较多时，经过累计，就会使最后结果产生较大的误差。本设计中，角度的近似取舍产生的误差较大，在利用同济大学3D3S钢结构软件绘制屋架施工图时得到了充分体现。（2）CAD标注精度误差，这一点与上一点关系密切，要减小这项误差，在绘图过程中应该将精度增大。要减小两种计算结果的误差，可以采取的相应的措施。如提高手工计算精度，建模过程中角度的取值等。4.2.8截面选择端节间正弯矩其余节间正弯矩及节点负弯矩1.上弦杆截面选择上弦杆采用相同截面，以上弦杆最大轴力来选择选用截面┐┌截面几何特征：71 单层钢结构厂房设计（1）弯矩作用平面内的稳定验算故在弯矩作用平面内稳定。（2）弯矩作用平面外的稳定验算1、2杆节间处：71 单层钢结构厂房设计故弯矩作用平面外稳定。2.下弦杆截面选择下弦杆采用相同截面，以下弦杆最大轴力来选择选用截面┐┌故强度满足要求。3.腹杆截面选择（1）杆件13截面选择选用截面┌71 单层钢结构厂房设计故强度满足要求。（2）杆件14截面选择选用截面┐┌（3）杆件15截面选择选用截面┐┌71 单层钢结构厂房设计（4）杆件16截面选择选用截面┌故强度满足要求。（5）杆件17、18截面选择杆件17、18选为相同截面选用截面┐┌故强度满足要求。（6）杆件19、20、21截面选择杆件19、20、21选为相同截面选用截面┐┌71 单层钢结构厂房设计故强度满足要求。（7）杆件22截面选择选用截面┘┌长细比满足要求。将以上计算结果汇总列表如表4.2所示表4.2屋架杆件截面选用表杆件名称杆件编号内力截面规格(mm)Acm2上弦杆1-351.7┐┌24.656.255.01500.827—183.1204.3下弦杆9326.4┘└13.76243.8208.4400—194.7—腹杆13-11.31┌1.46128.01500.397—195.114-22.74┐┌3.72112.476.21500.478—127.915-45.25┐┌6.17136.4108.01500.359—204.31617.62└1.860.48400—94.7—1853.58┐┌6.18222.3238.4400—144.0—21125.02┐┌7.8269.8335.7400—202.6—220┘┌11.14183.2200———71 单层钢结构厂房设计4.2.9节点连接计算1.支座节点“1”（如图4.13）图4.13支座节点详图为了便于施焊，下弦肢背与支座底板顶面的距离取为125mm，螺栓用2M20。在节点中心线设置加劲肋，加劲肋高度与节点板高度相等。（1）支座底板的设计计算（2）加劲肋与节点板连接焊缝假设一块加劲肋承受屋架支座反力的1/4，则焊缝受剪力、弯矩为：设焊缝焊条应力为：71 单层钢结构厂房设计焊缝强度满足要求。(3)支座底板连接焊缝假设焊缝传递全部支座反力，设，则(4)上弦杆与节点板的连接计算①槽焊缝验算节点板和上弦角钢肢背采用槽焊缝连接，假定槽焊缝只承受屋面集中荷载，节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接，承担上弦内力差，节点“1”槽焊缝，则可见，塞焊缝一般不控制，仅需验算肢尖焊缝。②肢尖焊缝验算：上弦采用等边角钢，肢尖角焊缝焊脚尺寸，则上弦杆内力，偏心距e=65mm71 单层钢结构厂房设计2.上弦节点“2”节点板与上弦的连接焊缝：节点板与上弦角钢肢背采用槽焊缝，假定槽焊缝只承受屋面集中荷载，与肢尖采用双面角焊缝，承受上弦内力差。节点“2”槽焊缝不控制，仅需验算肢尖焊缝。上弦采用等边角钢，肢尖角焊缝焊脚尺寸，则上弦杆内力差，偏心距e=65mm肢间焊缝满足要求。3.上弦节点“5”（如图4.14）因为上弦杆间内力相差不大，节点板的尺寸大，故不需要验算。图4.14节点5详图71 单层钢结构厂房设计4.屋脊节点“9”（如图4.15）图4.15屋脊节点详图屋脊节点荷载，假定由角钢肢背塞焊缝承受，同上按构造要求考虑，即可满足。上弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为：，取160mm，采用拼接角钢长：，实际取拼接角钢总长为350mm，上弦杆与节点板的连接焊缝按肢尖焊缝承受上弦杆内力的15%计算，角钢肢尖角焊缝的焊脚尺寸，则角钢肢尖焊缝计算长度：，71 单层钢结构厂房设计肢间焊缝满足要求。5.下弦跨中节点“21”（如图4.16）图4.16下弦跨中节点详图拼接角钢与下弦杆用相同规格，选用┘└，拼接角钢与下弦杆的角焊缝的焊角尺寸采用，下弦杆与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为：取175mm，拼接角钢长度，下弦杆与节点板的连接焊缝按杆件内力的15%计算，设肢背焊缝的焊脚尺寸，得焊缝长度为：设肢尖焊缝的焊脚尺寸，得焊缝长度为：由以上计算可知，下弦角钢与节点板的焊缝长度按构造要求确定，取。71 单层钢结构厂房设计4.3横向排架计算4.3.1设计资料1、单层双跨钢结构厂房，总长72m，跨度30m，柱距6m，柱顶与屋架铰接，柱脚与基础刚接。2、每跨内设2台30/5吨中级工作制桥式吊车，选用大连重工集团DSQD型30/5吨桥式吊车。吊车梁采用国家建筑标准设计图集SG520-12中的GDL6-4。3、墙体材料：标高1.2m以下采用多孔砖，1.2m以上采用压型钢板。4、主要结构构件采用Q235-B钢，焊条采用E43型。4.3.2计算简图横向排架计算简图如图4.17所示4.3.3计算单元横向排架计算单元如图4.18所示71 单层钢结构厂房设计图4.18横向排架计算单元4.3.4柱截面特征1.边柱（中柱）上柱截面：下柱截面：2.柱截面选择综合上面计算结果、屋架安装、天沟排水等因素，选择情况如下（1）边柱（见图4.19）图4.19边柱截面尺寸上柱：下柱：71 单层钢结构厂房设计比值：（2）中柱（见图4.20）图4.20中柱截面尺寸上柱：下柱：比值：4.3.5荷载计算1.恒荷载（1）屋架结构自重压型钢板自重0.1檩条自重0.05屋架及支撑自重0.15合计0.3则作用在横向平面排架一端柱顶的屋盖结构自重为(屋架支座与上柱中心线重合)71 单层钢结构厂房设计(2)柱自重1）边柱上柱：下柱：2）中柱上柱：下柱：(3)吊车梁及轨道自重吊车梁选用国家建筑标准设计图集SG520-12中的GDL6-4，自重589kg,轨道选用38kg/m。2.活荷载3.吊车荷载由大连重工DSQD型桥式吊车数据表查得根据及反力影响线，可算得与各轮对应的反力影响线竖标（见图4.21），于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载71 单层钢结构厂房设计（边柱）（中柱）图4.21吊车荷载及反力影响线作用于每个轮子上的吊车水平制动力设计值—吊车横向水平荷载系数，本工程取为0.12其作用点到柱顶的垂直距离（为吊车梁高）4.风荷载该地区基本风压，对于大城市市郊，风压高度变化系数按类地区考虑，对按柱顶标高8.5m考虑，查《荷载规范》得=1.0；风荷载体型系数的分布如图4.22所示图4.22风荷载体型系数71 单层钢结构厂房设计4.3.6内力计算1.恒荷载作用（1）在G1作用下已知=0.134,=0.19故在作用下不动铰支承的柱顶反力因此在共同作用下不动铰支承的柱顶反力相应的弯矩如图4.23a所示（2）在G2作用下相应的弯矩如图4.23b所示（3）在G4作用下71 单层钢结构厂房设计相应的弯矩如图4.23c所示，将图4.23a、b、c的弯矩图叠加，得在、、和共同作用下的恒荷载弯矩图（4.23d），相应的轴力图如图4.23e所示。B柱在对称恒荷载作用下只承受轴力作用，轴力N图如图4.23f所示。2.屋面活荷载作用下与同为对称荷载，且作用位置相同，仅数值大小不同。故由的内力图按比例求得的内力图。相应的M图和N图如图4.24a、b所示。同理，B轴在活荷载作用下只受N，N图如图4.24c所示。(a)(b)(c)(d)(e)(f)图4.23恒荷载作用下的内力图(a)(b)(c)图4.24活荷载作用下的内力图71 单层钢结构厂房设计3.吊车荷载（考虑厂房整体空间工作）厂房总长72m，跨度30m，吊车起重量为30/5t，厂房空间作用分配系数=0.85（1）吊车垂直荷载作用下作用在A柱的情况作用在B柱的情况相应的弯矩图分别如图4.25a、b所示。(a)(b)图4.25吊车垂直荷载作用下的内力图71 单层钢结构厂房设计（2）吊车水平荷载作用下1）从左向右作用在A、B柱的情况，柱顶剪力可按下列公式计算：当时当时本设计，用内插法求得相应的弯矩图如图4.26a所示。2）从右向左作用在A、B柱的情况，柱顶剪力可按下列公式计算：当时当时71 单层钢结构厂房设计本设计，用内插法求得相应的弯矩图如图4.26b所示。(a)(b)图4.26吊车水平荷载作用下的内力图4.风荷载（1）风从左向右吹1）计算剪力分配系数由公式计算得：=2.87（A、C柱），=2.97（B柱）71 单层钢结构厂房设计剪力分配系数2）计算各柱顶剪力先分别计算作用下的内力，然后进行叠加。①在作用下，A支座反力②在作用下，C支座反力③求各柱顶剪力各柱计算简图与弯矩图如图4.27a、b所示(a)(b)图4.27风荷载作用下的计算简图及内力图71 单层钢结构厂房设计（2）风从左向右吹在这种情况下，结构对称、荷载方向相反，故受力与风从左向右吹相反。4.3.7内力组合由于本设计结构对称，故只需对A、B柱进行最不利内力组合，其步骤如下：1.确定需要单独考虑的荷载项目。本工程为不考虑地震作用的两跨排架，共有八种需要单独考虑的荷载项目。2.将各种荷载作用下设计控制截面（1-1，2-2，3-3）的内力M、N（3-3截面还有剪力V）填入组合表（表4.3），填表时注意有关内力符号的规定。3.根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的内力的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均乘以0.85的组合系数。排架柱全部内力组合计算结果列入表4.3。71 单层钢结构厂房设计表4.3排架柱内力组合表柱号截面恒荷载屋面活荷载吊车荷载风荷载内力组合从左到右从右到左左风右风①②③④⑤⑥⑦⑧项目组合值项目组合值项目组合值AC柱１-１Ｍ0.862.35-6.3-5.91.46-1.41-4.98-0.53①+②+③+⑥-4.9①+0.85（③+⑥+⑦）-10.2665①+0.85（③+⑥+⑦）-11.1223Ｎ27.7170.5600000098.2727.7126.71２-２Ｍ1.1394.839.31.46-1.41-4.98-0.53①+②+③+⑤101.36①+⑦-3.88①+0.85（③+⑤+⑧）82.3205Ｎ37.5170.56230.6102.10000335.6737.51230.97３-３Ｍ4.813.166.313.942-41.859.69-45.9①+②+③+⑤127.2①+⑦64.49①+0.85（②+③+⑤+⑦）159.5765Ｎ51.7370.56230.6102.10000349.8951.73304.166Ｖ0.481.31-3.53.317.2-17.217.6-12.0915.2918.0829.0285Ｂ柱１-１Ｍ00-12.1-9.9-1.461.41-10.3710.37①+②+③+⑤-12.56①+0.85（③+⑤+⑦）-19.4905①+0.85（③+⑤+⑦）-19.4905Ｎ54.95141.12000000196.0754.9555.05２-２Ｍ00160.665.5-1.461.41-10.3710.37①+②+③+⑥161.01①+⑧10.37①+0.85（③+⑥+⑧）145.673Ｎ74.55141.12230.6102.10000443.2774.55268.01３-３Ｍ00112.123.2-4241.8-54.7254.72①+②+③+⑥153.9①+⑧54.72①+0.85（②+③+⑥+⑧）177.327Ｎ90.94141.12230.6100.50000459.6690.94404.352Ｖ00-6.175.4917.2-17.25.87-5.87-23.37-5.87-25.05471 单层钢结构厂房设计4.4实腹式柱设计4.4.1设计资料1．边柱特征（1）计算假定：柱子为单跨单层厂房边柱，上柱与屋架铰接，下柱与基础刚接。（2）采用整体式柱脚，基础混凝土强度等级为C20。（3）钢材采用Q235-B，钢柱主焊缝采用自动焊，手工焊焊条采用E43型。2．内力情况根据上面计算结果选用最不利组合如下：边上柱：边下柱：中上柱：中下柱：4.4.2边柱设计1.截面特征边柱截面特征见表4.4表4.4边柱截面特征名称上柱106.81775241961183333.512.896.25下柱196134221142964414816.925.998.542.计算长度（1）排架平面内计算长度上柱：下柱：71 单层钢结构厂房设计查表得计算长度系数，本设计为单跨单层厂房，采用非大型钢筋混凝土屋面板，无通长纵向水平支撑，查表得排架柱计算长度折减系数，则下柱计算长度系数：上柱计算长度系数：下柱计算长度：上柱计算长度：（2）排架平面内外计算长度因在柱顶及上下柱交界处布置支撑，则上下柱在平面外计算长度为上柱：，下柱：3.上柱截面验算（1）强度验算查表得（2）排架平面内稳定验算上柱属b类截面，查表得71 单层钢结构厂房设计排架平面内稳定。（3）排架平面外稳定验算按b类截面，查表得整体稳定性系数计算大于1，取计算排架平面外稳定。（4）局部稳定性验算计算应力梯度腹板：翼缘：71 单层钢结构厂房设计腹板及翼缘宽厚比均满足要求。4.下柱截面验算（1）强度验算查表得（2）排架平面内稳定验算上柱属b类截面，查表得排架平面内稳定。（3）排架平面外稳定验算按b类截面，查表得整体稳定性系数计算，取排架平面外稳定。71 单层钢结构厂房设计（4）局部稳定性验算计算应力梯度腹板：翼缘：腹板及翼缘宽厚比均满足要求。5.牛腿设计牛腿采用Q235B钢，截面尺寸选为，焊条为E43型，手工施焊，角焊缝焊角尺寸，焊缝质量为三级。由于牛腿翼缘竖向刚度较差，不考虑其承担剪力，同时为了与牛腿工字型截面的传力方式一致，假定弯矩由牛腿翼缘与柱的连接焊缝承担，剪力由牛腿腹板与柱的连接焊缝承担。牛腿翼缘与柱连接采用对接焊缝连接，腹板与柱的连接采用角焊缝连接。牛腿截面如图4.28所示。图4.28牛腿截面示意图71 单层钢结构厂房设计强度计算,作用于牛腿根部的M、N,牛腿根部净截面面积上翼缘板中心至截面形心轴处的距离面积矩为腹板中心距与y的距离净截面惯性矩净截面上、下抵抗矩下翼缘外边正应力截面形心轴处的剪应力截面腹板下端抵抗矩71 单层钢结构厂房设计下翼缘对形心轴的面积矩腹板下端正应力腹板下端剪应力截面形心轴处的剪应力通过计算，牛腿各项指标满足要求。6.柱脚设计（1）底板计算底板采用Q235钢材，尺寸按照构造要求取为，作用于底板的内力底板截面特征底板边缘内力计算底板厚度，按四边支承板计算，查表得71 单层钢结构厂房设计，取为25（2）柱脚锚栓计算整体式柱脚每侧（受拉区）所需锚栓总有效面积根据柱脚底板下混凝土基础反力分布情况确定，按下列公式计算式中柱截面形心轴至柱脚底面受压区合力线之间的距离；锚栓轴线至柱脚底面受压区合力线之间的距离；锚栓抗拉强度设计值。选用Q235钢材，的锚栓，基础混凝土强度等级为C20，查表得锚栓锚固长度为1040mm。4.4.3中柱设计1.截面特征中柱截面特征见表4.5表4.5中柱截面特征名称上柱18688798142963552816.921.858.77下柱226208971213395971106730.419.722.计算长度（1）排架平面内计算长度上柱：下柱：71 单层钢结构厂房设计查表得计算长度系数，本设计为单跨单层厂房，采用非大型混凝土屋面板，无通长纵向水平支撑，查表得排架柱计算长度折减系数，则下柱计算长度系数：上柱计算长度系数：下柱计算长度：上柱计算长度：（2）排架平面内外计算长度因在柱顶及上下柱交界处布置支撑，则上下柱在平面外计算长度为上柱：下柱：3.上柱截面验算（1）强度验算查表得（2）排架平面内稳定验算上柱属b类截面，查表得排架平面内稳定。71 单层钢结构厂房设计（3）排架平面外稳定验算按b类截面，查表得整体稳定性系数计算，大于1，取计算排架平面外稳定。（4）局部稳定性验算计算应力梯度腹板：翼缘：腹板及翼缘宽厚比均满足要求。4.下柱截面验算（1）强度验算查表得71 单层钢结构厂房设计（2）排架平面内稳定验算上柱属b类截面，查表得排架在平面内稳定。（3）排架平面外稳定验算按b类截面，查表得整体稳定性系数计算，取排架在平面外稳定。（4）局部稳定性验算计算应力梯度71 单层钢结构厂房设计腹板：翼缘：腹板及翼缘宽厚比均满足要求。5.牛腿设计牛腿采用Q235B钢，截面尺寸及假定与边柱牛腿相同。强度计算,作用于牛腿根部的M、N,牛腿根部净截面面积上翼缘板中心至截面形心轴处的距离面积矩为腹板中心距与y的距离净截面惯性矩净截面上、下抵抗矩71 单层钢结构厂房设计下翼缘外边正应力截面形心轴处的剪应力截面腹板下端抵抗矩下翼缘对形心轴的面积矩腹板下端正应力腹板下端剪应力截面形心轴处的剪应力通过计算，中柱牛腿各项指标满足要求。6.柱脚设计（1）底板计算底板采用Q235钢材，尺寸按照构造要求取为，作用于底板内力底板截面特征71 单层钢结构厂房设计底板边缘内力计算底板厚度，按四边支承板计算，查表得，取为30（2）柱脚锚栓计算整体式柱脚每侧（受拉区）所需锚栓总有效面积根据柱脚底板下混凝土基础反力分布情况确定，按下列公式计算式中柱截面形心轴至柱脚底面受压区合力线之间的距离；锚栓轴线至柱脚底面受压区合力线之间的距离；锚栓抗拉强度设计值。选用Q235钢材，的锚栓，基础混凝土强度等级为C20，查表得锚栓锚固长度为780mm。71 单层钢结构厂房设计4.5基础设计4.5.1设计资料场地平整，场地地面层为0.5m左右的杂土，从上到下依次为淤泥0.5m，；粘粒含量的粉土厚5m，，，可不考虑地下水的影响。采用钢筋混凝土柱下独立基础，基础垫层混凝土选用C10、基础混凝土选用C20，钢筋为Ⅰ级。4.5.2边柱基础设计1.底面尺寸确定（1）荷载计算（2）截面确定因地基承载力较好，考虑上部荷载及地下水情况，设基础埋深为-1.4m，独立浅基础宽度一般不超过3m，在计算地基承载力特征值时取3m计算。按轴心受压初步计算基础尺寸再按偏心受压计算基础面积，将基础面积比轴心受压增大20%，即取b/l=0.6,算得b=1.2m,l=2.0m2.地基承载力验算作用于基底的竖向力71 单层钢结构厂房设计作用于基底的弯矩基础底面抗弯刚度基底最大压力，不满足要求。重新确定基础尺寸，假定l=2.0m,b=1.8m,边柱基础平面图如图4.29所示，则图4.29边柱基础平面图作用于基底的竖向力作用于基底的弯矩基础底面抗弯刚度71 单层钢结构厂房设计基底最大压力基底最小压力满足要求。3.抗冲切验算初步选择基础下阶高,取因基础偏心受压，取冲切力：抗冲切力：抗冲切满足要求。4.配筋计算选用HPB235钢筋，71 单层钢结构厂房设计（1）基础长边方向柱边净反力悬臂部分净反力平均值弯矩钢筋面积计算钢筋截面面积小于按构造要求配筋面积，故按造构造配筋取（2）基础短边方向弯矩钢筋面积计算钢筋截面面积小于按构造要求配筋面积，故按造构造配筋取71 单层钢结构厂房设计边柱基础配筋图如图4.30所示图4.30边柱基础配筋图4.5.3中柱基础设计1.底面尺寸确定（1）荷载计算（2）截面确定因地基承载力较好，考虑上部荷载及地下水情况，设基础埋深为-1.4m，独立浅基础宽度一般不超过3m，在计算地基承载力特征值时取为3m计算。先按轴心受压初步计算基础尺寸再按偏心受压计算基础面积（单跨吊车作用下为偏心受压构件），将基础面积比轴心受压增大20%，即取b=1.3m,l=2.4m71 单层钢结构厂房设计2.地基承载力验算作用于基底的竖向力作用于基底的弯矩基础底面抗弯刚度基底最大压力，不满足要求。重新确定基础尺寸，假定l=2.4m,b=1.8m,中柱基础平面图如图4.31所示，则图4.31中柱基础平面图作用于基底的竖向力作用于基底的弯矩71 单层钢结构厂房设计基础底面抗弯刚度基底最大压力基底最小压力满足要求。3.抗冲切承载力验算初步选择基础下阶高,取因基础偏心受压，冲切力：抗冲切力：抗冲切满足要求。71 单层钢结构厂房设计4.配筋计算选用HPB235钢筋，（1）基础长边方向柱边净反力悬臂部分净反力平均值弯矩钢筋面积计算钢筋截面面积小于按构造要求配筋面积，故按造构造配筋取（2）基础短边方向弯矩钢筋面积71 单层钢结构厂房设计计算配筋面积大于按构造要求配筋面积，故按计算配筋。中柱基础配筋图如图4.32所示图4.32中柱基础配筋图71 单层钢结构厂房设计结论本科毕业设计历时两个半月，在这两个半月中，我能按照预期进度安排，按时按量的完成设计任务。设计初期，我复习了《结构力学》、《钢结构》、《钢筋混凝土》等知识，查阅了《钢结构设计规范》、《荷载规范》等规范。在设计中期，利用所学专业知识进行建筑、结构设计。设计后期，主要进行建施、结施图的绘制。设计期间得到了建筑工程学院诸多老师的指导和帮助，在此深表谢意。毕业设计是对大学四年所学知识的综合应用，是理论联系实际的训练。通过毕业设计，我复习了以前在课堂上学习的专业知识，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。我深刻的认识到：作为工程师，应该具备严谨的科学态度，本着建筑以人为本的思想，力求做到安全、经济、实用、耐久、美观；设计过程中，应该严格按照建筑规范的要求，同时也要考虑各个工种的协调和合作，特别是结构和建筑的交流，结构设计和施工的协调。这就要求工程设计人员具备较高的综合素质，不仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾，同时也要考虑一些细节问题。在毕业设计的过程中，我深刻认识到规范是设计的航标，必须多思考、多体会。在以后的学习和工作中，要不断加强对规范的学习和理解，只有这样，才不会出现错误。相互学习，注重交流。在设计过程中，我们遇到了很多问题，必须勤学好问，努力发挥集体的积极性和创造力，充分挖掘团队的潜力，这样才能提高工作效率。在工程实践上，必须集体的智慧和力量，因此我们应该注重团队精神的培养。“养兵千日，用兵一时。”在毕业设计中，我为能用上四年所学而欣慰，同时我深深的感觉到了基础知识的重要性。专业课学习时，老是感觉所学知识与实际相差太远。这种急功近利的思想使自己对一些专业课的学习有所放松，在毕业设计的过程中，我深深的体会到了“书到用时方恨少”的含义。在以后的学习生活中切不可急于求成而忽略了夯实基础。“万丈高楼从地起”，切实做到理论联系实际，学以致用。毕业设计是本科教育非常重要的阶段，我初步掌握了建筑结构设计的基础理论、方法、步骤。在以后的学习生活中，我将加强专业知识的学习，争取早日成为一名优秀的工程师。在此再次感谢在毕业设计中指导帮助我的老师和同学。71 单层钢结构厂房设计谢辞本设计的顺利完成，首先要感谢我的指导老师和辅导老师。他们学识渊博、治学严谨，平易近人，在他们的悉心指导中，我不仅学到了扎实的专业知识，也为以后的工作奠定了坚实的基础；他们严谨的治学态度，一丝不苟的工作作风和诲人不倦的育人精神让我受益菲浅。在设计的整个过程中，给予我精心的指导与帮助，为我们的设计付出了辛勤的劳动，倾注了大量时间和精力，在此向他们表示诚挚的敬意和衷心的感谢。感谢西南石油大学建筑工程学院所有曾经帮助过我的老师和同学，他们教授与帮助，使我获得了大量的知识，圆满完成了学业，在此我深深地表示敬意和由衷的感激之情。最后，我要感谢所有在论文撰写过程中给我以支持和帮助的老师、同学和朋友们。71 单层钢结构厂房设计参考文献[1]李必瑜主编.房屋建筑学.武汉：武汉理工大学出版社，2000[2]魏明钟主编.钢结构（第二版）.武汉：武汉理工大学出版社，2002[3]国家标准.钢结构设计规范（GB50017-2003）.北京：中国计划出版社，2003[4]国家标准.建筑结构荷载设计手册（GB50017-2003）.北京：中国计划出版社，2003[5]《轻型钢结构设计手册》编委会.轻型钢结构设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1996[6]《钢结构设计手册》编委会.钢结构设计手册（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，2004[7]夏志斌，姚谏编著.钢结构-原理与设计.北京：中国建筑工业出版社，2004[8]《钢结构设计规范》编委会.钢结构设计新旧规范对照理解与应用实例.北京：中国建材工业出版社，2005[9]包头钢铁设计研究院，中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会编著.钢结构设计与计算.北京：机械工业出版社，2002[10]图集编委会.钢结构工程.北京：中国建材工业出版社，2004[11]喻立安主编.建筑钢结构设计施工图集.北京：中国建筑工业出版社，1995[12]侯兆欣，蔡昭君，李秀川主编.轻型钢结构建筑节点构造.北京：机械工业出版社，2004[13]徐伟，宋康主编.建筑工程设计施工详细图集-钢结构工程.北京：中国建筑工业出版社，200071'