[学士]某米双跨钢结构厂房毕业设计计算书

'[学士]某72米双跨钢结构厂房毕业设计计算书（2）建筑安全等级：二级；设计地震分组：第一组；设计使用年限50年。（3）水文、地质条件地质条件：自地表向下依次为：①耕植土，厚0.5米②粉质粘土，厚0.70--1.80米，场内广布。地基承载力fk=240Kpa③卵石层：骨架颗粒含量55-65%，粒径2-5厘米居多，层厚5-10米。地基承载力fk=285Kpa④地下水：场内地下水埋深4.00-4.20米，地下水质对钢筋混凝土无侵蚀性。（4）气温：年平均气温20℃，最高气温35℃，最低气温-5℃（5）雨量：年降雨量800mm，（6）基本风压：0.45kPa；地面粗糙度B。基本雪压：0.3kPa（7）地震设防烈度7度，地震加速度0.15g，设计地震分组：第一组二、设计要求1、建筑设计完成设计图纸及设计说明书。（1）图纸内容平面图1：150；剖面图1：50；立面图1：200（2）说明书内容：简要说明设计依据及设计指导思想，设计特点及 构造设计简要说明。2、结构设计(1)完成设计图纸及计算书；根据建筑及工艺要求，确定合理的结构方案及平面布置，并选取一具有代表性的单元进行结构计算；计算书力求概念明确，计算准确，荷载取值及设计原则按现行规范执行。(2)结构体系计算采用3软件，要求熟练操作该软件。(3)工图；图纸绘制符合制图标准，达到施工图要求。绘制部分特征节点的施一、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1、调研报告一份；2、中英文摘要各一份（不少于400字）；3、建筑施工部分图纸目录、设计说明、平面位置布置图、楼层平面图、屋顶平面图、立面图、剖面图、节点大样图。设计说明应着重表达自己的设计意图，满足使用功能要求的措施，采用新材料、新技术；4、结构计算部分根据建筑及工艺要求，确定合理的结构方案及平面布置，计算书力求概念明确，计算准确，荷载取值及设计原则按现行规范执行；5、结构施工图部分基础结构布置图、基础详图、柱结构布置平面图、柱间支撑平面布置图、吊车梁结构布置平面图、水平支撑平面布置图、檩条{拉条}墙体檩条布置图、吊车梁详图、立面结构图、屋顶结构 平面图、节点详图、钢6、外文资料翻译一份，不少于4000字。四、完成日期及进度自2005年4月4日起值至2005年6月24日止进度安排：1．调研，收集并消化资料，开题报告。1.5周2周4周3.5周0.5周0.5周2．建筑方案设计及建筑施工图绘制3．结构计算4．结构施工图绘制5．总结、校对6．答辩华阳集团轻钢结构厂房设计江苏科技大学毕业设计（论文）开题报告—I—华阳集团轻钢结构厂房设计指导教师签字：2005年月日—II—华阳集团轻钢结构厂房设计摘要本设计工程为江苏镇江地区一72米双跨钢结构，一跨带吊车，一跨有夹层，主要依据《钢结构设计规范》GB50017－2003 和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002等国家规范，综合考虑设计工程的规模、跨度、高度及用途，依据“适用、经济、在可能条件下注意美观”的原则，对各组成部分的选型、选材、连接和经济性作了比较，最终选用单层门式钢架的结构形式。梁、柱节点为刚性连接的门式钢架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点，便于工业化，商品化的制品生产，与轻型维护材料想配套的轻型钢结构框架体系已广泛应用于建筑结构中，本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。主要对承重结构进行了内力分析和内力组合，在此基础上确定梁柱截面，对梁柱作了弯剪压计算，验算其平面内外的稳定性；梁柱均采用Q235钢，10.9级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43型焊条，柱脚刚性连接，夹层梁与柱节点铰接；屋面和墙面维护采用压型钢板；另外特别注重了支撑设置、拉条设置，避免了一些常见的拉条设计错误。关键词：轻型钢结构门式钢架内力分析压型钢板节点—I—华阳集团轻钢结构厂房设计AbstactTheprojectsituatedinthesuburbsofzhenjiang,jiangsuprovince.Itis72metersinlengthanda24-meterspansetedtwocranesandanotherspanhasaintercalatedbed.Theprojectdesignedstrictlycomplywiththerelavantstipulationsofthe“CODEFORDESIGNOFSTEELSTRUCTURES(GB50017-2003)”and“TECHNICALSPECIFICATIONFORSTEELSTRUCTUREOFLIGHT-WEIGHT BUILDINGSWITHGABLEDFRAMES(CECS102:2002)”,andsomeothers.Synthesizethescaleoftheconsiderationdesignengineeringandacrossaprincipleforspananduse,accordingas"applying,economy,underthepossibletermattentionbeautifully",Connectingmethod,structuretypeandmaterialofeachpartwhichconsistofalight-weightsteelvillaareanalysed,thenchoosetheconstructionformthatusesinglelayeratypesteel.Thebeam,pillarnodeisalightsteelconstructionframesystemthatrigidandcopularatypesteelawareforhavingconstructionSimple,justdegreegoodly,sufferingdintreasonablely,usingspacebiglyandstartingconstructionconvenienceetc.characteristics,andeasytoindustrialization,commercializingproduce,thinkingwithlightmaintenancematerialthekitthealreadyextensiveapplyinginthebuildingconstructioninside,thisdesignistoproceedsthebuilding,constructiondesigntothestructuralandactualengineeringinlightsteelandcalculation.Thetractateincludestheinternalforceanalyzesandcombines,basedontheseanalyse,wecanchoosethesectionofbeamandcolumniation.Next,checkingcomputationsofstabilitycalculationoftheplanestructure.Thesteelbeamand—II—华阳集团轻钢结构厂房设计columnemploysQ235carbonstructuralsteel.Connectionboltsarehighstrenthboltoffrictiontypewithbehavouregrade10.9.CommonboltsareroughtypemadebyQ235- B.Fsteel.RodformannualweldingusuallyadoptsE43.rigidconnectionapplytothecolumnlegandtheconnectionofcolumnandbeamadoptshingedconnection.Themetopeandroofageadoptsprofiledsteelsheet.Otherwise,itisanalyzedthattheforcedstateofthebracingsystemforasteelfactorbuildingunderwindload,andthedesignofabracingtrussforabuildingwithlargerwidth.Avoidsomeerrorsinthedesignofbrace,tentionrod,tentionrodjoints.Keywordslightweightsteelstructures;gabledframe;theinternalforceanalyzes;profiledsteelsheet;joint—III—华阳集团轻钢结构厂房设计目录摘要……………………………………………………………………………ⅠAbstract………………………………………………………………………Ⅱ调研报告...............................................................................................................1第一章建筑设计...............................................................................................4§1.1§1.2§1.3平面设计…..................................................................................... 4剖面设计….....................................................................................4采光通风设计….............................................................................5第二章主刚架设计...........................................................................................7§2.1§2.2结构选型与布置….........................................................................7荷载计算….....................................................................................7§2.2.1荷载取值....................................................................................7§2.2.2各部分作用荷载…....................................................................8§2.3刚架计算.......................................................................................10§2.3.1内力分析…..............................................................................10§2.3.2内力组合…..............................................................................19§2.4、刚架柱和刚架梁设计与验算..........................................................25§2.4.1边柱的计算…..........................................................................25§2.4.2中柱的计算…..........................................................................29 §2.4.3刚架梁的计算…......................................................................32§2.4.4夹层楼面梁的计算…..............................................................38§2.5梁柱节点设计与验算...................................................................40§2.5.1梁柱连接点…..........................................................................40§2.5.2斜梁拼接点…..........................................................................42§2.5.3屋脊处梁拼接点…..................................................................44—IV—华阳集团轻钢结构厂房设计§2.5.4夹层梁与柱连接点…..............................................................46第三章次结构及辅助设计.............................................................................48§3.1§3.2§3.3§3.4§3.5吊车梁设计...................................................................................48牛腿设计.......................................................................................55檩条设计与验算...........................................................................57墙梁构件设计与验算...................................................................63 支撑构件设计与验算...................................................................71§3.5.1屋面横向水平支撑…..............................................................71§3.5.2柱间支撑…..............................................................................73§3.6压型钢板设计与计算...................................................................76§3.6.1屋面压型钢板设计与计算…..................................................76§3.6.2墙面压型钢板设计与计算…..................................................79§3.7柱脚与基础设计验算...................................................................82§3.7.1柱脚节点设计…......................................................................82§3.7.2柱下扩展基础…......................................................................85工程概算.............................................................................................................90外文翻译.............................................................................................................91参考文献...........................................................................................................109致谢...................................................................................................................110附录1厂房刚架三维效果...............................................................................111附录2STAAD计算结果汇总…......................................................................113—III— 华阳集团轻钢结构厂房设计调研报告—我国钢结构发展前景曹兆辉江苏科技大学土木工程系0140102105“建筑是用石头写成的史书”在雨果先生生活的那个时代是没有疑问的，然而当今世界的史书恐怕没有多少是用石头写的。在几千年的人类历史中，建筑结构经历了木结构、砖石结构、钢筋水泥结构、钢混结构及钢结构。钢结构的出现，又将建筑业领向另一个高峰。钢结构已是发达国家主导建筑结构，广泛应用于高层、超高层建筑、大跨大空间建筑、量大面广的中小型工业、商业、社区、文教卫生等建筑，以及大部分的低层非居住型建筑中。钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势；与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整，长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化，钢结构以其自身的优越性引起业内关注，已经在工程中得到合理的、迅速的应用。轻钢结构是近十年来发展最快的领域，这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。此前在我国轻钢结构还是以工业建筑厂房为代表，而轻钢住宅的研究开发才在各地试点，将是轻钢发展的一个重要方向。目前已经有多种的低层、多层和高层 的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。当前，我国建筑业发展的总目标是：提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平，达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力，并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用，到2010年使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。建筑业要带动相关产业发展，加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。发展钢结构住宅，扩大钢结构住宅的市场占有率，将会加速住宅产业化进程，对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义；建设部编制出台了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》，同时05年逐步限制使用粘土实心—V—华阳集团轻钢结构厂房设计砖；经原国家经贸委批准，将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用”作为我国建筑业用钢的突破口，并正式列为国家重点技术创新项目。可见，钢结构住宅产业在我国大有发展前途。尽管钢结构产业在我国有了可喜的进步，但是与国外相比，我国钢结构建筑的发展相对滞后，在我国钢产量连年居世界首位，钢结构建筑的建造条件基本成熟的前提下，钢结构技术仍未得到有效推广，是颇值得令人深思的。目前我国建筑设计界普遍存在着对钢结构建筑认识不足，观念落后；对钢结构体系积极性不高，管理跟不上等问题。这些都严重阻碍着钢结构建筑在我国的进一步发展。 对于业主和设计单位，钢结构正逐步改变着传统建筑设计理念，这需要结构设计人员不断充实钢结构设计思维，学习先进的设计经验，突破传统结构约束，来不断适应新形势的要求。目前，我国建筑钢结构业的竞争主要集中在轻型钢结构方面。高层钢结构市场在我国刚刚启动，且进入市场的门槛也较高，竞争厂家较少，到目前为止，拥有设计、制作、安装一体化的企业很少，高层钢结构的竞争主体为国外钢结构公司。我国钢结构行业面临三重竞争，即是与国内钢结构企业间的竞争，同国外钢结构企业间的竞争，以及与原来传统的建筑企业转型来的钢结构企业间的竞争。总体来讲，钢结构的在我国的发展潜力巨大，前景广阔。在钢铁高产量的基础上，钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展。其次，从发展钢结构的技术基础来看，在普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土组合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨（型钢）混凝土结构等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行20余本。有关钢结构的规范规程的不断完善为钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础，为设计提供了依据。再从发展钢结构的人才素质来看，经过几年来的发展，专业钢结构设计人员已经形成一定的规模，而且他们的专业素质在实践中得到不断提高。而随着计算机在工程设计中的普遍应用，国内外钢结构设计软件发展迅猛，软件功能日臻完善，为协助设计人员完成结构分析设计，施工图绘—2—华阳集团轻钢结构厂房设计 制提供了极大的便利条件。随着社会分工的不断细化，钢结构设计也必将走向专业化发展的道路。专业钢结构设计也可弥补由于不熟悉钢结构形式而无法优化结构设计方案的问题。为了加快建筑业的发展，我们希望社会各界，尤其是广大的房地产开发商、设计单位的建筑师们能率先采用钢结构这种结构型式，从而从根本上促进建筑用钢。只要加强领导，合理规划，积极组织，钢结构产业将会出现兴旺发展的新局面！—3—华阳集团轻钢结构厂房设计第一章建筑设计§1.1平面设计根据题目所给条件：双跨钢结构，跨度21及24米，长72米。参照工程应用实例，厂房平面布置为双跨矩形平面。其柱网采用6m×21m和6m×24m，除两端部柱中心线内偏横向定位轴线600mm外，其余均与横向定位轴线重合；纵向定位轴线与柱外缘重合(详见施工图)。抗风柱距分别取7m和6m。厂房出入口尺寸取4000㎜×4000㎜。§1.2剖面设计厂房高度的确定根据吊车梁轨顶标高5.8米的要求和所选吊车规格数据资料(见表1和图2)，首先确定带吊车24m跨厂房标高。柱高H’＝5.800+1.876+0.500＝8.176m ，考虑刚架斜梁与柱子连接的构造尺寸(780㎜)要求，柱顶标高H＝H’+0.780＝8.956m，取H＝9.00m牛腿标高H0＝5.800－0.140－0.750－0.020＝4.890m。—4—华阳集团轻钢结构厂房设计21m跨双层部分梁顶标高取与牛腿同标高4.890m，双跨作等高。厂房标高示意见图1.1。厂房室内外高差按一般值取300mm，屋面坡度取1:10(?＝5.71o)§1.3采光通风设计根据厂房生产状况，查表拟定厂房的采光等级为Ⅲ级。采用双侧窗采光，其窗地面积比为1/3.5。当每个柱距都设侧窗进行采光时，其采光窗面积大小为A1=6×24/3.5=41.14㎡则每侧窗户面积为20.57㎡。当取窗宽3.6m时，每侧窗高为5.7m,此时设高低侧窗，以利于近、远窗点的采光。高侧窗高度取2.7m，低侧窗取3.0m，窗底标高为1.2m，厂房为两跨，中间部分通风效果较差，一般可在厂房内设风扇迫使室内空气流动，提高室内舒适感。§1.4屋面排水设计屋面排水方式采用内天沟有组织排水，屋面排水坡度取为1/10，檐沟12轴线处，用直纵向坡度取为5‰。落水管每侧6根，分别位于②④⑥⑧⑩○ 径φ110的PVC管。§1.5立面设计采用竖向波形压型钢板外墙及彩板钢窗，形成竖向线条的立面效果，改变厂房长度和高度尺度扁平视觉效果，使厂房显得庄重、挺拔。立面图详见施工图纸。§1.6构造设计(1)外墙构造外墙底部窗台以下部分采用240厚空心砖墙，高度为1.2m，墙下设基础梁支承在桩基础上。窗台以上部分外墙采用保温型压型钢板外墙，墙板用—5—华阳集团轻钢结构厂房设计墙梁(C型钢)与刚架柱连接。外墙保温设计：厂房室内相对湿度Φ=55%，冬季室内计算温度为16℃，室外计算温度为-5℃，外墙采用压型钢板+矿棉保温层+压型钢板的构造，其中压型钢板的厚度为0.53mm,矿棉板的导热系数为0.07㎡·k/w,则其厚度计算如下:7.50.00053d??0.115?0.043?0.158??dR?0?0.070.0758.258.2d所以0.158???0.32因为R0?R0min0.07d≧0.01148m，取矿棉板厚15mm即可。R0min?16?(?5)?0.115?1?0.322(2)屋顶构造 屋顶采用保温型压型钢板，C型用冷扎薄壁檩条与刚架斜梁相连接，屋面檐口采用有组织排水。(3)地面构造因厂房内生产对地面无特殊要求，故采用水泥沙浆地面，。—6—华阳集团轻钢结构厂房设计第二章主刚架设计§2.1结构选型与布置因吊车吨位较小，屋面恒载和活荷载都很小，跨度较大，故采用轻型门式刚架结构，造价较低，施工速度快，施工难度较低。刚架结构形式采用实腹式，刚架形式为双跨双坡，屋面坡度皆取为1/10。厂房长度为72m，故只设一个温度区段，柱间支撑在端部的第二个开间各设一道，在厂房纵向中央设一道，在与有柱间支撑开间相应的屋盖位置均设置横向支撑，以形成几何不变体系。在端部的第一开间与端部支撑相应位置及刚架转折处(柱顶和屋脊处)设置刚性系杆。檩条和墙檩的间距一般取1.5m，间隔设置隅撑，间距为3m，截面尺寸根据计算得到。在跨中设置一道拉条，在屋脊和侧墙的顶部，还应设置斜拉条。§2.2荷载计算§2.2.1荷载取值·恒载标准值： 屋面：0.8mm压型钢板及保温层檩条及支撑刚架斜架自重及悬挂设备.楼面：含钢梁组合自重0.15kN/㎡0.05kN/㎡0.10kN/㎡∑＝0.30kN/㎡3.00kN/㎡0.30kN/㎡2.00kN/㎡·活载标准值：屋面：取屋面活载与雪荷载中较大值楼面：按无设备区域操作荷载考虑风荷载高度变化系数按现行国家《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定：当高度小·风荷载标准值：基本风压ωO＝0.45kN/㎡；地面粗糙度系数按B类取；—7—华阳集团轻钢结构厂房设计于10m时，按10m高度处的数值采用，?Z＝1.0；风荷载体型系数8项采用，见图2.1：·轻质墙面及柱自重(包括窗、墙骨架)0.50kN/㎡·吊车荷载?S图2.1风荷载体型系数吊车采用采用大连重工起重集团DQQD型10t软钩中级工作制(A5)吊车，查《钢结构设计手册》选用：图2.2 吊车基本尺寸示意图§2.2.2各部分作用荷载(1)屋面:恒载活载恒载标准值设计值标准值设计值标准值设计值标准值设计值0.30×1/cos?×6＝1.81kN/m1.2×1.80＝2.17kN/m0.30×6＝1.80kN/m1.4×1.80＝2.52kN/m3.00×6＝18.0kN/m1.2×18.0＝21.6kN/m2.0×6＝12.0kN/m1.4×12.0＝16.8kN/m(2)楼面:活载—8—?S按《建筑结构荷载规范》表7.3.1-华阳集团轻钢结构厂房设计(3)柱自重：(4)风荷载：A柱标准值设计值0.5×6×9.00＝27.00kN1.2×27.00＝32.40kN标准值?S?Z?OB＝0.8×1.0×0.45×6＝2.16kN/m(→)设计值1.4×2.16＝3.02kN/m(→)0.4×1.0×0.45×6＝1.08kN/m(→)1.4×1.08＝1.51kN/m130kN130kN Pmax,kC柱标准值设计值(→)130kN60006000103/15017/60013/40(5)吊车荷载:图2.3吊车梁的支座反力影响线吊车规格采用数据见表1，吊车梁的支座竖向反力影响线及吊车布置如图2.3所示：Dmax???QPmax,k?y1＝0.9×1.4×130×(1+13/40+103/150+7/600)＝368.25kNPmin,kDmin?Dmax?368.25×49.2/130＝139.37kNPmax,kTK??(Q?Q1)g＝0.25×0.12×(10+3.424)×9.8＝3.95kN4TK＝368.25×3.95/130＝11.19kNTmax?DmaxPmax,k 1—9—华阳集团轻钢结构厂房设计§2.3刚架计算§2.3.1内力分析计算简图见图2.4，内力计算采用清华大学结构力学求解器，荷载输入已乘分项系数，恒载已计入梁、柱自重。截面选择已事先由staad程序验算通过，故在材料性质中的抗拉刚度EA和抗弯刚度EI均按实际截面数据输入。图2.4刚架计算简图各种工况下的内力图如下：—10—华阳集团轻钢结构厂房设计(1)恒载计算2.17恒载分布图恒载轴力图-1.7825.50-14.92-22.491.41-13.7015.11-189.00 16.851.42-0.45-24.537.49-189.0020.93-18.89-3.78恒载剪力图恒载弯矩图—11—华阳集团轻钢结构厂房设计(2)活载计算2.52活载分布图活载轴力图-22.040.26-2.0829.75-17.41-26.241.64-15.9815.11-176.4019.66 1.66-0.53-28.62-176.4024.42-4.41B活载剪力图活载弯矩图—12—华阳集团轻钢结构厂房设计(3)吊车荷载计算考虑吊车荷载有偏心踞，建模时已附加力偶荷载。a、Dmax在B柱时：0.830.76Dmax在B柱0.6514.920.03-20.92-21.01-0.95-140.320.65-367.95 Dmax在B柱时轴力图Dmax在B柱时剪力图-71.90ADmax在B柱时弯矩图BC—13—华阳集团轻钢结构厂房设计b、Dmax在C柱时：-9.212.07-9.01Dmax在C柱1.13-31.86-31.770.87-367.38-138.24ADmax在C柱时轴力图 31.85Dmax在C柱时剪力图Dmax在C柱时弯矩图—14—华阳集团轻钢结构厂房设计c、最大横向水平荷载Tmax自右向左作用时（左刹车）:水平刹车力作用在吊车梁上，在牛腿处仍存在附加力偶荷载，须计入。吊车荷载Tmax自右向左0.170.17Tmax自右向左作时轴力图0.96Tmax自右向左时剪力图Tmax自右向左时弯矩图—15—华阳集团轻钢结构厂房设计d、最大横向水平荷载Tmax自左向右作用时（右刹车）：7.55吊车荷载Tmax自左向右Tmax自左向右时轴力图-0.34-0.36 0.33-0.240.206.07-0.29-0.534.534.57A3.793.79BTmax自左向右时剪力图C2.580.17-2.39-3.67-6.632.002.96-2.300.06-3.47-3.47-5.562.962.27-26.80-5.28 1.89A24.47B24.28CTmax自左向右时弯矩图—16—华阳集团轻钢结构厂房设计(4)风载计算a、左风时：-1.5114.1014.16左风荷载分布图19.4950.2819.3723.2026.0026.0050.2823.20 左风轴力图左风剪力图-49.031.51左风弯矩图—17—华阳集团轻钢结构厂房设计b、右风时：-1.51-1.89-2.271.51右风荷载分布图11.3911.5640.8940.8910.7810.7214.1526.5826.5814.15 右风轴力图AB右风剪力图C-47.28右风弯矩图C—18—华阳集团轻钢结构厂房设计§2.3.2内力组合根据使用过程中在结构上可能出现的荷载，按承载能力极限状态依照组合规则进行荷载效应组合，并取最不利组合进行设计。这里只按一般情况考虑荷载效应的基本组合，不考虑荷载效应的偶然组合。对于压弯构件，只作如下四种内力组合：⑴＋Mmax及相应的N、V⑵－Mmax及相应的N、V⑶Nmax及相应的M、V⑷Nmin及相应的M、V对于受弯构件，只作如下四种内力组合：⑴＋Mmax及相应的N、V ⑵－Mmax及相应的N、V⑶Nmax及相应的M、N⑷Vmax及相应的M、NⅠⅡⅣ图2.5梁柱内力组合编号各柱与横梁的内力组合项目和组合值见表2和表3。对于计算柱脚底板及锚栓时，除上表中组合外，还应考虑恒载+风载的组合。这时恒载的荷载分项系数为1.0。以A柱柱脚Ⅳ为例＋Mmax＝26.91/1.2+20.82＝43.24kN·m－Mmax＝26.91/1.2-91.36＝-68.94kN·mNmax＝-237.96/1.2+14.15＝-184.15kN对本设计此组合皆不是最不利组合，故可不考虑。—19—华阳集团轻钢结构厂房设计表2各柱内力组合表中控制截面内力值均已考虑了荷载分项系数和多台吊车的荷载折减系数??荷载编号①含（恒自载重）M VN②均布活载MVN③Dmax在左MVN-7.87⑤Tmax向左MVN⑥Tmax向右MVN-0.27-3.47-0.53④Dmax在右MVN17.56⑦左风MVN88.31-18.09⑧右风MVN102.21-108.01229.67 控制截面内力值-25.4420.99-0.9531.850.872.290.960.1726.00-20.91-24.38-37.746.222.12-12.7026.58ⅠⅡⅢⅣ荷载组合＋Mmax①＋0.9（④＋⑤＋⑦）max＋Mmax－M①＋0.9（②＋④＋⑥）＋M①＋0.9（②＋③＋⑥）－Mmax①＋0.9（④＋⑤＋⑧）-43.7178.1959.14-174.04148.161.89 -5.5626.82-11.9024.76-25.0864.7775.5720.99--17.95-20.29-4.57024.284.57-0.27-13.37-4.502-39.8826.58-134.40-13.404-65.541①＋⑦V.8=937N5.=1-15M.5=1252V.2=6544N5.=5-461V.8=5548N05=.-62748.=M4183.6V=268810N=-.0428142.1730.73854.2645.91-0.6-11.74-197.7867207.8615-90.6068.62-88.854-6.15395.328205.674表3横梁内力组合 表3横梁内力组合华阳集团轻钢结构厂房设计§2.4、刚架柱和刚架梁设计与验算2梁柱均采用Q235高频焊接H型钢，材料强度设计值：fy?235N/mm，2f?215N/mm2，f?125N/mm。刚架柱，楼面梁按《钢结构设计规范》vGB50017-2003的规定验算，刚架梁按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002的规定验算。对于各种不利组合应分别验算，由于刚架梁、柱的选择由staad验算通过，故这里只验算第①组。§2.4.1边柱的计算（以C为例）(1)设计内力值(2)截面选择与几何参数(Hh×b×tw×t)上柱H500×250×10×16Ix1＝55410.2㎝4Iy1＝4170.56㎝4Wx1＝2216.4㎝3Wy1＝333.64㎝3(3)柱平面内计算长度系数的确定按《钢结构设计规范》的规定计算折减系数ψs＝0.7(表5.3.4)下柱H500×350×10×16Ix2＝74157.5㎝4Iy2＝11437.23㎝4Wx2＝2966.3㎝3Wy2＝653.55㎝3ix2＝21.6㎝iy2＝8.48㎝A2＝158.8㎝2ix1＝20.9㎝iy1＝5.73㎝A1＝126.8㎝2 K1＝Ix1H2/Ix2H1＝55410.2×4.89/(74157.5×4.11)＝0.89—25—华阳集团轻钢结构厂房设计?1?HH2N·I4.1155.11?74157.5???0.502x14.89205.67?55410.2按上端可移动但不能转动查表D－4得??1.67∴?2?ψs?＝0.7?1.67＝1.17?1??2/?1＝1.17/0.5＝2.34(4)构件长细比验算(式5.3.4-1)按表5.3.8的规定，受压构件的容许长细比限值为150柱平面内长细比上柱lx1??1H1＝2.34?4110＝9617?x1?lx1/ix1＝9617/209?46.03?[?]?150下柱lx2??2H2＝1.17?4890＝5721?x2?lx2/ix2＝5721/216?26.49?[?]?150柱平面外长细比计算长度取墙面隅撑间距ly＝3000㎜上柱下柱?y1?ly/iy1＝3000/57.3?52.35?[?]?150?y2?ly/iy2＝3000/84.8?35.38?[?]?150(5)构件宽厚比验算a、翼缘 b?125?5?7.5?235?13上柱f16ty(式5.4.1-2)175?5b??10.625?13235下柱fy16tb、腹板上柱?x1?46.03?NMh036?234?89.06??·55.11?10200.61?10??4max1268055410.2?10AI2—26—华阳集团轻钢结构厂房设计?NMh036?234??80.37??·55.11?10200.61?10??min12680AI255410.2?104??max??min?1.90??2.01.6??0????max89.06(式5.4.2-3)h0?23.4?(48???0.5??2)?(48?1.9?0.5?46.03?26.2)?88.020fytw下柱?x2?26.4936?234205.67?10207.86?10?78.54?max??1588074157.5?10436?234205.67?10207.86?10??52.64?max??1588074157.5?104???max??min?1.67??2.01.6??0????max78.54h0 ?23.4?(48?1.67?0.5?24.69?26.2235)?67.22235tw(6)强度验算上柱截面塑性发展系数?x?1.05(表5.2.1)632200.61?10??55.11?10＝86.3N/㎜<f满足要求???An?xWnx126.8?101.05?2216.4?10下柱?x?1.05205.67?103207.86?1062??＝79.69N/㎜<f满足要求???An?xWnx158.8?101.05?2966.3?10(7)平面内整体稳定验算N?M按式???f计算?xA?W(1?x1x'NEX(式5.2.2-1)—27—华阳集团轻钢结构厂房设计上柱据?x1?46.03查表C－2得?x?0.874'222522106NNEX??EA/(1.1?x)???2.06?10?126.8?10/(1.1?46.03)=11.06×按有端弯矩和横向荷载同时作用取?mx?1.0?94.75N/mm2?f?30.874?126801.05?2216.4?103?(1?0.8)611.06?1055.11?1031.0?200.61?106下柱据?x1?26.49查表C－2得?x?0.948，1.0?207.86?106取?mx?1.0'222522106NNEX??EA /(1.1?x)???2.06?10?158.8?10/(1.1?26.49)=41.83×?80.66N/mm2?f??30.948?158801.05?2966.3?103?(1?0.8)641.83?10205.67?103(8)平面外整体稳定验算按式N?yA上柱???txMx?f计算bW1x(式5.2.2-3)据?y1?52.35查表C－2得?y?0.845，取?tx?1.022?b?1.07?(?y/44000)?(fy/235)?1.07?52.35/44000?1.007取?b?1.0(式B.5-1)55.11?103?11.0?200.61?106?95.03N/mm2?f0.845?126801.00?2216.4?103满足要求下柱据?y2?35.38查表C－2得?y?0.917，取?b?1.0取?tx?1.02?b?1.07?35.38/44000?1.0421.0?207.86?106??81.37N/mm2?f?10.917?158801.0?2966.3?103205.67?103满足要求※※※※※※验算通过！※※※※※※边柱A截面选择与几何参数(Hh×b×tw×t)上柱H500×250×10×16 —28—华阳集团轻钢结构厂房设计下柱H500×350×10×16从内力组合看出柱A较柱C安全，验算从略。§2.4.2中柱（B）的计算(1)设计内力值(2)截面选择与几何参数(Hh×b×tw×t)上柱H500×250×10×16Ix1＝55410.2㎝4Iy1＝4170.56㎝4Wx1＝2216.4㎝3Wy1＝333.64㎝3下柱H500×350×10×16Ix2＝74157.5㎝4Iy2＝11437.23㎝4Wx2＝2966.3㎝3Wy2＝653.55㎝3ix2＝21.6㎝iy2＝8.48㎝A2＝158.8㎝2ix1＝20.9㎝iy1＝5.73㎝A1＝126.8㎝2(3)柱平面内计算长度系数的确定折减系数ψs＝0.7(表5.3.4)K1＝Ix1H2/Ix2H1＝55410.2×4.89/(74157.5×4.11)＝0.89x24.11101.12?74157.50.347H1?1????4.89793.52?55410.2Ix1H2N2·?按上端可移动但不能转动查表D－4得??1.62∴?2?ψs?＝0.7?1.62＝1.134?1??2/?1＝1.134/0.347＝3.268(4)构件长细比验算 (式5.3.4-1)—29—华阳集团轻钢结构厂房设计按表5.3.8的规定，受压构件的容许长细比限值为150柱平面内长细比上柱lx1??1H1＝3.268?4110＝13431?x1?lx1/ix1＝13431/209?64.26?[?]?150下柱lx2??2H2＝1.134?4890＝5545?x2?lx2/ix2＝5545/216?25.67?[?]?150柱平面外长细比压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点，安全起见计算长度按取墙面隅撑间距ly＝3000㎜上柱下柱?y1?ly/iy1＝3000/57.3?52.35?[?]?150?y2?ly/iy2＝3000/84.8?35.38?[?]?150(5)构件宽厚比验算a、翼缘b?125?5?7.5?235?13上柱f16ty(式5.4.1-2)175?5b??10.625?13235下柱fy16tb、腹板上柱?x1?64.26 ?NMh036?234?47.99??·67.08?10101.12?10??412680max55410.2?10AI2?NMh036?234??37.4??·67.08?10101.12?10??min12680AI255410.2?1041.6??0?????max?47.99?37.447.99?1.78?2.0(式5.4.2-3)—30—华阳集团轻钢结构厂房设计'