单层钢结构厂房计算书.pdf

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1、 江 苏 科 技 大 学 毕业设计（论文）任务书 学院（系）：船舶与建筑工程 专 业：土木工程 学 号：06 姓 名：徐 林 指导教师：邵建华 职 称：讲师 2011 年 2 月 16 日 毕业设计（论文）题目：模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计 一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）1.设计资料(1)概况：本工程为某门式刚架结构的模具冲压件厂车间，总建筑面积约为 3100。门式刚架结构的平面、立面与剖面图如下图所示，刚架跨度为 L=2=，柱距为，屋面坡度为 1:15。（2）本工程位于 7 度抗震设防区，设计地震基本加速度为；建筑场地为 II 类场

2、地土，设计地震分组为第二组，建筑物属于二级防火标准。（3）吊车自重：吊车的起重量为 50/10t，级别为 A6 的桥式吊车。（4）不考虑地震作用时，作用在屋面上的荷载包括结构自重、屋面永久荷载、屋面活荷载、屋面雪荷载及风荷载，各荷载的标准值分别如下（结构自重由程序自动计算，并参与相应的组合）：屋面永久荷载 Gk为 m2（其中屋面板 m2，隔热层 m2，檩条 m2，屋面支撑 m2，设备管线m2）。屋面活荷载 Qik为 m2；屋面基本雪压 S0为 m2；基本风压 w0为 m2，地面粗糙程度为 B 类。（5）材料：刚架、檩条、支撑等采用 Q235 钢；焊接材料 E43 系列；螺栓采用高强度螺栓和普通

3、螺栓。檩条、墙梁为“C”形冷弯薄壁型钢，屋面采用厚的镀锌压型彩涂板。（6）主体承重结构采用焊接的工字形实腹式门式刚架钢结构，刚架斜梁与柱间的连接采用刚性连接。屋面支撑系统的刚性压杆采用圆钢管，交叉支撑采用圆钢，利用花篮螺丝张紧；柱间支撑的构造与屋面支撑类似。墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。基础为钢筋混凝土独立柱基础，刚架柱与基础的连接为刚接。（a）结构平面与A、C轴剖面A、C轴剖面结构平面布置图123456789101112825007500750075007500750075007500750075007500750010000121110987654321AA3A7BB3B7C3

4、72006200620062006200620062008250075007500750075007500750075007500750075007500 （b）1-12轴剖面2-11轴剖面1、12轴剖面18600186001:151:1537200ABC1000010000CB7B3BA7A3A372006200620062006200620062001:151:15 2、要求（a）、简化结构的力学模型，施加荷载，设计和验算各主要构件；（b）、手工计算基础、梁板、支撑等的设计；（c）、绘制一定量的特征节点的施工图；（d）、所有图纸均用 AUTOCAD 软件绘制；根据设计功能要求作出各楼层建筑

5、平面图、总平面图、屋顶平面图，部分的平面尺寸和建筑物的总长、总宽。立面图主要表达建筑物的造型特点，各部分的高度尺寸。剖面图应表达出各楼层的结构情况，垂直交通组成情况。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。结构方案选择，结构平面布置。结构基本尺寸确定及截面几何特征。横向水平地震作用下框架结构的内力计算。荷载计算，考虑竖向荷载，水平荷载，包括地震荷载。竖向荷载作用下框架结构的内力计算。横向框架结构的梁柱内力组合，以及内力组合图。框架梁柱截面设计，楼盖设计，基础设计，楼梯设计。二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1、毕业设计论文一份（不少于万字）；2

6、、中英文摘要各一份（不少于300字）；3、结构体系设计计算书一份；4、建筑图、结构体系主要施工图一套（设计说明、基础、梁板、柱、屋盖、特征节点施工图等），图纸量不少于12张2#；其中沿垂直方向剖面图和任意立面图需手工绘制，其它图纸均用AutoCAD软件绘制。5、外文资料翻译一份（不少于 5000 英文单词）。三、完成日期及进度 2011 年 3 月 7 日至 2011 年 6 月 17 日，共 15 周。进度安排：1调研，收集并消化资料，开题报告。周 2建筑方案设计及建筑施工图绘制 2 周 3结构设计与计算 5 周 4结构施工图绘制 周 5检查、修改 周 6总结、校对 周 7答辩 周 四、主要

7、参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1、建筑结构可靠度设计统一标准 （GB500682001）2、建筑结构荷载规范 （GB500092001）3、建筑抗震设计规范 （GB500112001）4、钢结构设计规范 （GB500172003）5、冷弯薄壁型钢结构技术规范 （GB500182002）6、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 (CECS102:2002)7、轻型钢结构设计指南 中国建筑工业出版社 2001 8、轻型钢结构设计手册 中国建筑工业出版社 2001 9、钢结构基本原理 沈祖炎等 中国建筑工业出版社 2001 10钢结构事故分析与处理雷宏刚 中国建材工业出版社 2003 11、钢结构

8、钢结构基础 陈绍蕃 中国建筑工业出版社 2003 12、建筑地基基础设计规范 （GB 500072002）13、建筑地基基础工程施工质量验收规范 （GB 502022002）14、钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程 (JGJ 82-91)15、建筑钢结构焊接规程 (JGJ81-2002)系（教研室）主任：（签字）年 月 日 学院（系）领导：（签字）年 月 日 摘 要 本次设计的题目为模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计，其地理位置在设计资料中未给出，现假设位于张家港。采用轻钢结构门式刚架的结构形式。厂房跨度m，柱距7.5m。墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。围护结构现采用彩钢夹芯

9、板。本设计由建筑设计和结构设计两部分组成。建筑设计是根据整个工程的工程概况、生产工艺概况、自然条件、地理情况以及荷载情况来确定建筑设计方案并优化设计方案。建筑设计包括单层厂房平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设计、屋面排水设计、防腐防锈和防火设计等内容。其中，平面设计有平面形式选择、柱网布置等；立面设计主要是门窗的布置；剖面设计主要有柱顶标高的确定等。结构设计是本次设计的核心内容，其设计的原则是确保厂房的安全、适用、耐久，同时使设计经济合理。结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计、内力计算、内力组合、梁柱截面的选取和验算、节点设计、檩条设计、墙梁设计和基础设计等。关键词：结构形式；

10、建筑设计；结构设计；内力组合；设计原则目 录（页码需要改）第 1 章 建筑设计 1.工程概况 根据所给设计资料，建筑面积约为 31002m，结构形式采用轻钢结构单层双跨工业厂房形式，厂房内设有重级（软钩）吊车（资料为指定几台吊车，现定为两台），起重量为 50t，吊车设备的技术指标为：表 1-1 吊车技术指标 台数 起重量 级别 钩制 吊车跨度 吊车总量 小车重 最大轮压 2 50t 重级 软钩 377kN 结构安全等级为级，耐火等级为级，对该模具冲压件厂房的采光等级取为级。围护结构采用双面复合彩钢夹心板。工业建筑设计的任务就是根据我国建筑方针和政策，按照“安全适用，技术先进，经济合理”的设计原

11、则，在满足工艺要求的前提下，处理好厂房的平面、立面、剖面，选择合适的建筑材料，确定合理的承重结构、围护结构和构造做法，同时要满足生产工艺的要求及有关的技术、良好的经济效益、卫生等要求。厂房的平面、立面、剖面设计是不可分割的整体，设计时必须统一考虑，在设计平面的同时需要考虑剖面和立面的设计问题，为了叙述方便并根据设计的先后顺序，现分项予以说明。2.单层厂房平面设计 平面形式的确定 厂房的平面设计除首先满足生产工艺的要求外，在建筑设计中应使厂房的平面形式规整以便节省投资和占地面积，选择经济合理和技术先进的柱网使厂房具有较大的通用性，并使厂房符合工业化施工的要求，正确解决采光和通风，合理地布置生活用

12、房，妥善处理安全疏散及防火措施等。该工业厂房的平面形式采用矩形。这种平面形式容易与其他形式平面各工段之间靠的较紧，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。且该厂房的宽度不大，室内采光通风都较容易解决。柱网布置的确定 柱网尺寸不仅在平面上规定着厂房的跨度、柱距的大小，而且还规定着刚架，屋面板，吊车梁的尺寸。在厂房中，为支撑屋顶和吊车设柱子，根据工艺流程和设备布置对跨度和柱距大小提出了要求。在选择柱网时应考虑以下要求：（1）满足生产工艺要求。（2）遵守厂房建筑模数协调标准，跨度小于 18m 时，跨度的增减采用扩大模数 3M 数列。大于 18m 时，跨度的增减采用扩大模数 6

13、M 数列。厂房山墙出抗风柱柱距宜采用扩大模数 15M 数列。（3）调整和统一柱网。（4）尽量扩大柱网，提高厂房的通用性和经济合理性。由于跨度根据设计资料已定为，因此采用 3M 数列的扩大模数。柱距在综合考虑以上因素的前提下，采用的柱距形式且不采用抽柱的形式，有利于提高结构的稳定性。厂房门的确定 结构耐火等级为级，根据建筑设计防火规范中对丁类生产类别的叙述“1 对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产 2 利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产 3 常温下使用或加工难燃烧物质的生产”可知，该模具冲压件厂房生产类别可定为丁类，防火规

14、范中对此种建筑的最远点至疏散门的允许距离要求为不限，考虑到工艺设计及行走方便，厂房开设六扇门（南北面各一扇，东西面各两扇），平面位置详见建筑平面图，门的宽度和高度为4.54.2mm，厂房门采用双扇平开门。门应该与主要交通干道相近，以便于运输设备进出与人流疏散。散水的确定 为保护外墙不受雨水的侵蚀，在外墙的四周将地面做成向外倾斜的坡度，以便将屋面雨水排至远处，所以设置了散水，散水的坡度可定为 5%，宽度取为900mm，散水的构造做法为：素土夯实，70mm厚 1：3：6 碎石（砖）三合土，10mm水泥砂浆抹面，散水面距地面的距离为20mm。散水做法见下图。10mm厚水泥砂浆抹面20900素土夯实7

15、0mm厚1：3：6碎石三合土5%图 1-1 散水做法 生产辅助用房 设计资料对该部分无相应要求，故而不单独设计之。3.单层厂房剖面设计 柱顶标高的确定 由于厂房内有吊车作业，柱顶标高按下式来确定：761hhHH 式中：H 柱顶标高（m），必须符合 3M 的模数；1H 吊车轨顶标高（m），一般由设计人员提出；6h 吊车轨顶至小车顶面的高度（m），根据吊车资料查出；7h 小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸（mm）。此间隙尺寸，按国家标准及根据吊车起重量可取 300mm，400mm，1200mm。根据设计要求，1H取 6m，查吊车资料可得：6h取 2734mm，7h取 400mm。确定柱顶标高

16、为：H=6+=，取米，符合3M 要求.。室内地坪标高的确定 在一般情况下，单层厂房室内地坪与室外地面需设置高差，以防止雨水倒灌侵入室内。但为了便于运输工具出入厂房和不加长门口坡道的长度，这个高差又不宜太大，在该厂房设计中高差取值为 450mm。确定室内地坪标高为m000.0，室外标高为0.450m。采光、通风的确定 该厂房设计中采用天然采光。采光设计就是根据采光等级，通过查阅相关规范根据窗地比来确定窗子的面积，从而布置窗户的形式及标高，以保证室内采光强度、均匀度符合要求及避免眩光。该厂房的采光等级虽未由设计资料给出，但根据一般情况可定为级，由于单侧采光不均匀，衰减幅度大，由此考虑采用双侧开窗。

17、根据采光等级查得窗地比为 1：4，且厂房内部设置了吊车，同时采用高低窗。为了便于工作和不使吊车梁遮挡阳光，高侧窗下沿距吊车梁顶面不应太高或太低，规范规定至少高出吊车梁顶面 600mm,在该厂房中取600mm。低侧窗下沿一般略高于工作面的高度900 1200mm，在该厂房中取值为900mm。窗的确定：厂房的总面积：237.282.53069m，由采光等级查得窗地比为 1：4。根据厂房的面积确定采光所需的窗户的总面积为：230694767.25m，采用南北立面双侧开带窗，则窗户总高度为767.25237.282.53.2m，窗户设计兼顾墙梁位置，故设置高窗高度为m，距吊车梁顶面 1200mm；低窗

18、高度为m，距地面 900mm。窗户总高度为m，满足总高米的要求，考虑到带形窗到墙边的距离，再加上由于南北立面开门，带形窗需隔断（距门的距离为1000mm），为了补偿带形窗隔断的采光面积，在两侧山墙开高窗，高窗高度为m，也采用带形窗，到两侧轴线距离为 1500mm，两侧对称布置，窗口高度与南北立面的高窗平齐。南北立面窗户具体标高位置见剖面图，山墙窗高具体位置详见侧立面图。该厂房的通风采用自然通风。在夏季，该车间的热源主要来自设备散热、焊接加工散热、围护结构（包括门窗）向室内传递热量。为排出这些热量，一般采光和运输要求开设的门窗面积已经足够，故低侧窗和中侧窗做成开闭式的，而高侧窗封闭式就可以满足厂

19、房的通风要求。屋面排水的确定 屋面排水形式与屋顶坡度密切相关，主要取决于屋面承重结构的形式和屋面构造形式，屋面排水采用有组织天沟外排水，有组织排水系统主要是由天沟，雨水斗，雨水管组成。天沟的构造形式与屋面构造有关，该屋面采用厚的镀锌压型彩涂板，属于大型板，其接缝处容易做到密实不渗漏，可直接在屋面板上做天沟。为了使天沟内的雨水能顺畅的流向雨水斗，天沟应做垫坡，其坡度不应小于%，也不宜大于%，该厂房的天沟垫坡取%。由于采用槽型天沟，分水线设置应不低于5其他建筑构造 屋顶的确定 本设计中厂房屋面采用有檩体系，即在刚架斜梁上设置 C 型冷弯薄壁型钢檩条，再铺设厚的镀锌压型彩涂板做成屋面。它施工速度快、

20、重量轻、表面带有色彩涂层、防锈、耐腐蚀、美观。屋顶坡度考虑屋面排水需要，根据设计资料所给屋面坡度为 1:15，若化为百分数即有屋面坡度约为%。女儿墙的确定 由于屋面排水采用内天沟外排水，需设女儿墙。女儿墙高度不得超过屋顶高度，取女儿墙标高为米，没有超过屋顶标高，符合要求。女儿墙位置详见剖面图。图 1-2 天沟及女儿墙构造详图 地面的确定 由于厂房内有重型物品的堆放或车辆行驶，由此考虑建筑物的地面构造采用混凝土实铺地面。图 1-4 门口坡道示意图 素土夯实20mm厚1：3水泥砂浆面层c20混凝土填层10%图 1-5 坡道做法示意 雨棚的确定 该厂房设计中取雨棚高出门洞 300mm，由前面确定出的

21、门高，即得雨棚标高为m。雨棚尺寸确定如下：厚度为300mm，外挑为 1500mm，宽度略比门洞尺寸宽，取为 5000mm。屋脊的确定 屋面板采用厚的镀锌压型彩涂板，屋面的连接形式及构造见下图：4x10拉铆钉300彩钢脊托板檩条5x10拉铆钉300EPS填实彩钢板屋脊扣件密封胶图 1-6 屋脊连接构造 门窗表 第 2 章 结构设计 1、吊车梁设计 吊车梁选用焊接工字形截面的简支梁系统，每跨一台吊车，无制动结构，支撑与钢柱采用加强受压翼缘的方式提高吊车梁的整体稳定性。焊接吊车梁的钢材型号为 Q235 钢，焊条为 E43 钢，梁式吊车性能参数如下表所示：起重量 Q（t）工作级别 跨度s(m)基本尺寸

22、（mm）轨道型号（Kg/m）重量（t）轮压（kN）B W H b 小车重 总重 maxP minP 50 A6 6944 4800 2734 300 377 QU80 钢轨是起重机钢轨规格重量中型号 型号 轨高 顶宽 顶下宽 底宽 腰厚 截面积 理 论 重量 QU80 130mm 80mm 87mm 130mm 32mm m 吊车梁上荷载计算 吊车荷载的动力系数1.1，吊车荷载分项系数4.1Q，吊车荷载设计值为：竖向荷载设计值：max1.1 1.4377580.58QPPkN 横向水平荷载设计值：210.25 1.4 0.115.765509.822.564QHmQ gkN KN 内力计算：(

23、1)吊车梁的最大弯矩及相应剪力 两个轮子作用于吊车梁时，最大弯矩点位置为 a2=a1/4=4800/4=1200mm 最大弯矩为：222max()2 377(7.5/2 1.2)2653.718.7.5clPaMKN ml 最大弯矩处的相应剪力为：2()2 377(7.5/2 1.2)21.03264.057.5cwlPaVKNl 最大剪力应在梁端支座处：max377(7.54.8)377512.727.5ARRKN(3)吊车梁在横向水平荷载作用下产生的最大弯矩：Hmax22.56653.71839.12.377ckHMMKN mP 截面选择：f=215N/mm2 .W=6max1.21.26

24、53.718 103648659215Mfmm3 计算梁的经济高度为：h=733648659300777.65mm 按容许挠度值取：66min0.6()100.6 215 7500101200llhfllV1161mm 梁腹板 h 值应接近经济高度，同时应考虑强度设计要求，现取 h=1250mm 腹板所需厚度为：h0=1250-220=1210mm 按经验公式计算：112109.943.5wt mm 按剪力确定：3max01.21.2512.72104.071210125wvVth fmm 取12wt mm 作为腹板的厚度 吊车梁截面尺寸 吊车梁翼缘尺寸的确定：0013648659112101

25、2595.4612106lwWAh thmm2 01111()()1210242 403.33535bhmm 上翼缘尺寸取 400 mm 20 mm，下翼缘尺寸取 300mm 20 mm，见上图所示。截面特征：(1)毛截面特征：402121 1.230280145.260285.2A cm2 012160 1 121 1.2(2)80(2121 1)267.09285.2y cm 32232323311.2 1211.2 125(121267.09)80(12567.091)1211125402121(58.19)30260 1907.5 1021212xIcm 2331402(12567.0

26、91)(12567.092)1.26.43 102Scm 333907.51015.671012567.09xxIWcmy(2)净截面特征(预选螺栓为：228520221.520276.60nAcm 323907.51022.152(12567.091)879.6510nxIcm4 0(4022.15)2(1231)121 1.2(2121/2)60 165.03276.6ny cm 63879.651014668.2(12565.03)10nxW上cm3 63879.651013526.865.03 10nxW下cm3 吊车梁上翼缘对 y 轴的截面特性为:800.240nAcm2 4.710

27、.2)15.2240(上nAcm2 7.106664021213yIcm4 23110666.722.152 11.322 11.39087.612nyI cm4 9087.6454.3820nyWcm3 34.533207.10666yWcm4 强度计算：(1)压应力：上翼缘：66max33653.7181039.121014668.210454.3810HnynxMMWW上 22130.66/215/N mmN mm 下翼缘:622max3653.7181048.33/215/13526.810nxMN mmN mmW下(2)剪应力：3max0512.721035.311210 12wVh

28、 tN/mm2125N/mm2(3)腹板的局部压应力：5505202 130410zyRlahhmm 对重级工作制吊车梁取 1.35.12wt mm.377P kN.计算腹板局部压应力为：3221.3537710103.45/215/12410cw zPNmmNmmt l 稳定性计算：(1)梁的稳定性计算：对该无制动结构的 H 型钢简支吊车梁，因为1750018.7513400lb，故应计算梁的整体稳定性。1117500200.32.0400 1250l tbh 0.730.180.730.180.30.784b 31124010666.712I cm4 3212 30450012I cm4

29、7.045007.106667.10666211IIIb 加强受压翼缘时，32.0)17.02(8.0)12(8.0bb 1210666.745007.291211.26080yIIiAcm 750102.887.29yyli 212432023514.4ybbbyxytAhWhf 2234320285.2 125102.8820.78310.32102.8815.67104.4 1251.060.6 0.2821.070.8041.0bb 则整体稳定性为：66333653.7181039.12100.80415.671010533.3410yxbxyMMWW 22125.24/215/N m

30、mN mm(2)腹板的局部稳定性：因为01210235100.83808012235wht 170235235170，所以应配置横向加劲肋，加劲肋间距min00.50.5 1210605ahmm，max022 12102420ahmm，取mma1500。加劲肋上端与上翼缘板刨平顶紧。外伸宽度：0401210/304080.330shbmm，且宜大于等于 90mm,现取mmbs110 厚度：80.35.361515ssbtmm，且宜大于等于 6mm,现取mmts10 计算跨中处，吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲压应力为：629653.718101250670.91840.4199.075 10cMh

31、N mmI 腹板的平均剪应力为：32264.05 1018.191210 12wwVN mmh t 腹板边缘的局部压应力为：32377 100.90.968.9712 410cwzPN mmt l 1）计算cr 221250670.9 18122350.6110.85153153cwbyhtf 则:2215mmNfcr 2）计算cr 015001.241.01210ah 则：02201210122350.8730.8121041 5.34441 5.3441500wsyhtfha 则：210.590.810.590.8730.8125119.62crsvfN mm 3）计算crc,015001

32、.241.51210ah 则：001210122351.010.955 150028 18.928 18.91210wyhtcfah 则：2,10.790.910.791.010.9215196.32crccfN mm 计算跨中区格的局部稳定性为：2222,40.41918.1968.970.41 1.0215119.62196.32ccrcrc cr 其他区格，经计算均能满足，计算从略。支座加劲肋计算：支座加劲肋采用平板式支座加劲肋，预取支座加劲肋为211010mm，支座构造见下图所示。15040Z505两段刨平顶紧10 吊车梁支座构造简图 按承受最大支座反力 R=Vmax=的轴心压杆，验算

33、在腹板平面外的稳定。支座加劲肋的端面承压应力为：3max512.72102(11015)10ceceRA 22269.9/325/ceNmmfNmm 稳定计算：A=(40+10+150)12+211010=4600mm2 33641110(2 11012)4015012121210.4310zImm（）610.431047.6254600zzIimmA 0121025.4147.625zzhi 从上得知：属 b 类截面，查表可以知道0.956，所以按照下列公式来计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性：322max512.7210116.59/215/0.9564600ceRNmmNmmA 挠度计算

34、：按一台吊车计算挠度，因一台轮距为，所以求一台吊车的最大弯矩有两个轮压作用在梁上。2222 3777.5/2 1.221.03673.33.7.5kkxwlpaMKN ml 则2620334673.33 1075002.0310101010206 10907.5 1010kxxMllmmmmEI 焊缝连接计算：(1)上翼缘与腹板的连接焊缝：采用焊透的 K 形焊缝，其强度与腹板相近，可不计算。(2)下翼缘与腹板的直角焊缝：下翼缘截面对中和轴的面积矩为：312302(67.09)3965.42Scm 按公式计算焊缝的焊脚尺寸为：33max134512.72 103965.4 101.02 0.72

35、 0.7 160 907.5 1010fwfxVShmmf I 焊脚尺寸采用 8mm(3)支座加劲肋与腹板的连接焊缝：按公式计算的连接焊缝焊脚尺寸为：3max512.72 101.932 0.72 0.7(121024)160fwwfRhmml f 因为fh不应小于倍的腹板厚度并且不应小于 6mm；即=，故采用fh=10mm 2、门式刚架设计 设计资料 本设计中模具冲压件单层厂房采用双跨双坡门式刚架，刚架跨度 2=，柱高 10m，共有 12 榀刚架，柱距m，屋面坡度，抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值。刚架计算简图如图 2-8 所示。屋面采用厚的镀锌压型彩涂板，墙面板为压型钢板墙板；

36、檩条、墙梁为冷弯薄壁卷边 C 型钢，钢材采用 Q235B 钢，焊条为 E43 型，手工焊。图 2-6 刚架计算简图 荷载计算（内力图符号规定：弯矩图：剪力图：轴力图：）（1）永久荷载标准值（对水平投影面）：屋面板 20.06kN m 隔热层 20.06kN m 檩条 20.10kN m 屋面支撑 20.05kN m 设备管线 20.15kN m 总计：2mkN 所以，永久荷载标准值为：0.47.53mkN 永久荷载设计值为：3=m（2）可变荷载标准值 屋面活荷载Qik为 m2 屋面基本雪压Sk为 m2 KS雪荷载标准值；可变荷载取屋面活荷载与雪荷载中较大值：0.307.52.25mkN 活荷载

37、设计值为：=m（3）风荷载标准值 基本风压0为20.4kN m；地面粗糙度系数按 B 类取值；风载体形系数s按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)取值，迎风面及柱及屋面分别为+和；背风面柱及屋面分别为和，如图 2-7 所示。图 2-7 风载体型系数 风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用，当 高 度 为10m时，数 值0.1z，当 高 度 为10+15=时，数 值1(1.141)/5(11.2410)1.035z。风振系数取.01z。风荷载体型系数.31.50.506.0.80s54s3s2ss1，。由0zszk，可得：123451.0 0.8 0.

38、4 1.05 7.52.52kN/1.035(0.6)0.4 1.05 7.51.956kN/1.0350.50.4 1.05 7.51.63kN/1.00.50.4 1.05 7.51.575kN/1.035 1.3 0.4 1.05 7.54.238kN/mmmmm A 轴柱顶上竖向板所受风荷载的作用力可简化为对 A 轴柱顶的集中力：11.3 1.0350.47.5 1.24.84p KN 风荷载作用见图 2-8 图 2-8 风荷载作用简图（4）吊车荷载 最大轮压：max,377kPkN，最小轮压：min,77.8kPkN 吊车竖向荷载标准值：图 2-9 吊车梁支座求maxD、minD时的

39、吊车位置 maxmax,minmin.7.54.8377(1)512.727.57.54.877.8(1)105.8087.5kikiDPykNDPykN 吊车横向水平荷载标准值：对于软钩吊车，额定起重质量50Qt吊车，0.1 max1i11()0.15015.7651016.4444T y16.44 1 16.440.3622.36kTGgkNkNTkN （5）柱荷载计算 柱自重设计值：边柱为10=中柱为=吊车梁及轨道自重在牛腿上产生的弯矩 Q235 钢密度为 7850kg/m3 吊车梁自重 2852007850610m =轨道自重 10-3 10-3=m 吊车梁中线至柱中线的距离 M（）最

40、大轮压处形成的弯矩为：377=最小轮压处形成的弯矩为：=内力计算 永久荷载作用下的内力 刚架上的永久荷载如图 2-9 所示。在本设计中柱和梁采用相同的截面形式，抗弯刚度均为 EI(E=105kPa)，用结构力学求解器对结构进行计算。图 2-9 永久荷载标准值作用计算简图（kN/m）内力计算 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 -9.-9.2 3 -9.-9.4 -9.-9.5 -7.6 7 8 9 10 11 -7.12 9.9.13 9.9.14 9.9.15 -图 2-10 永久荷载标准值作用弯矩图（kN/m）图 2-11 永久荷

41、载标准值作用剪力图（）图 2-12 永久荷载标准值作用轴力图（）可变荷载作用下的内力 图 2-13 活荷载标准值作用下的计算简图 内力计算 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 -8.-8.2 -6.3 4 -6.5 8.8.-图 2-14 活荷载标准值作用下的弯矩图mkN 图 2-15 活荷载标准值作用下的剪力图kN 图 2-16 活荷载标准值作用下的轴力图kN 风荷载作用下的内力(1)左风荷载标准值作用下的内力图 图 2-19 左风荷载标准值作用计算简图mkN/内力计算 杆端内力值 (乘子=1)-杆端 1 杆端 2 -单元码 轴力

42、剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩-1 7.2 3 7.9.4 9.2.5 -1.-1.6 6.6.-4.7 6.-4.6.8 6.6.9 10 11 4.4.12 0.5.13 0.5.4.14 4.15 -图2-20a 左风荷载标准值作用下的弯矩图mkN 图 2-20b 左风荷载标准值作用下的剪力图kN 图 2-20c 左风荷载标准值作用下的轴力图kN(2)左风荷载标准值作用下的内力图 图 2-21 右风荷载标准值作用计算简图（kN/m）内力计算 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 -4.2 3 -4.-0.5.4 -0.5.5 4.4

43、.6 -6.-6.4.7 -6.4.-6.8 -6.-6.9 10 11 -1.-1.12 -2.-9.13 -9.7.14 7.15 -图 2-22a 右风荷载标准值作用下的弯矩图mkN 图 2-22b 右风荷载标准值作用下的剪力图kN 图 2-22c 右风荷载标准值作用下的轴力图kN （3）柱左侧均布风荷载如图所示：内力计算 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 0.0.-6.7.2 -6.-0.7.-6.-0.-7.3 0.3.0.3.4 -3.8.-3.5 -1.-1.-弯矩图为：剪力图为：轴力图为：（4）柱右侧均布风荷载如图所

44、示：内力计算 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 0.1.0.1.6.2 1.-0.6.1.-0.-5.3 -0.-0.4 3.-0.4.3.-0.-4.5 -0.-3.-4.-0.-弯矩图为：剪力图为：轴力图为：吊车荷载作用下的内力（水平向右，最大轮压在 A 轴）图 2-23 吊车荷载标准值（水平向右最大在 A 轴）作用下的计算简图（kN）内力计算 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 2 3 3.3.4 3.3.5 -6.-6.6 7 8 9 10 11 -6.-6.12

45、-7.-7.13 -7.-7.14 -7.-7.15 -图 2-24a 吊车荷载标准值（水平向右最大在 A 轴）作用下的弯矩图mkN 图 2-24b 吊车荷载标准值（水平向右最大在A 轴）作用下的剪力图kN 图 2-24c 吊车荷载标准值（水平向右最大在 A 轴）作用下的轴力图kN 吊车荷载作用下的内力（水平向右，最大轮压在 B 轴）内力计算 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 -7.6.-7.2 3 -7.-7.4 5 6 8.8.7 8.8.8 9 10 11 -3.-3.12 -3.0.-3.0.13 -3.0.-3.0.14

46、-3.0.-3.0.15 -图 2-25a 吊车荷载标准值（水平向右最大在 B 轴）作用下的弯矩图mkN 图 2-25b 吊车荷载标准值（水平向右最大在 B 轴）作用下的剪力图kN 图 2-25c 吊车荷载标准值（水平向右最大在 B 轴）作用下的轴力图kN 吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压在 A 轴）内力计算 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 2 3 -8.-8.4 -8.-8.5 7.7.6 5.5.7 5.5.8 9 10 11 1.1.12 2.2.-4.13 2.-4.2.14 2.2.15 -图 2-26a 吊车荷

47、载标准值（水平向左最大轮压在 A 轴）作用下的弯矩图mkN 图 2-26b 吊车荷载标准值（水平向左最大轮压在A 轴）作用下的剪力图kN 图 2-26c 吊车荷载标准值（水平向左最大轮压在 A 轴）作用下的轴力图kN 吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压 B 轴左）内力计算 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 2 3 0.0.4 0.0.5 -2.-2.6 1.1.7 1.3.1.3.8 3.3.9 10 11 -2.-1.-2.-1.12 -1.2.-1.2.-6.13 -1.2.-6.-1.2.0.14 -1.2.0.-1.2

48、.15 -图 2-27a 吊车荷载标准值（水平向左最大在 B 轴左）作用下的弯矩图mkN 图 2-27b 吊车荷载标准值（水平向左最大在右）作用下的剪力图kN 图 2-27c 吊车荷载标准值（水平向左最大在右）作用下的轴力图kN 地震作用：在荷载计算中风荷载相对于地震荷载来说，是风荷载起控制作用，故不需要验算地震荷载。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。对于压弯构件，只作如下四种内力组合：Mmax及相应的N、V；Mmax及相应的N、V；Nmax及相应的M、V；Nmin及相

49、应的M、V；对于受弯构件，只作如下四种内力组合：Mmax及相应的N、V；Mmax及相应的N、V；Nmax及相应的M、N；Vmax及相应的 M、N 柱和梁的控制截面及内力正方向示意图如下：D（E）梁 截面 内力 1恒载 2活载 3左风 4右风 5吊车水平 向 右最大在A轴 A柱 1-1 M N 19 Q 2-2 M N 19 Q 3-3 M N 19 Q 4-4 M N 19 Q B柱 1-1 M 0 0 N Q 0 0 2-2 M 0 0 N Q 0 0 3-3 M 0 0 N Q 0 0 4-4 M 0 0 N Q 0 0 D梁 1-1 M N Q 2-2 M N Q 3-3 M N Q E

50、梁 1-1 M N Q 2-2 M N Q 3-3 M N Q 6吊车水平 向 右最大在B轴 7吊车水平 向 左最大在A轴 8吊车水平 向 左最大在B轴*1+*2*1+*3*1+*4*1+*2+*5 -10 0 0 0 0 0 0 0 0 *1+*2+*6*1+*2+*7*1+*2+*8*1+*(2+3+5)*1+*(2+3+6)*1+*(2+3+7)*1+*(2+3+8)*1+*(2+4+5)*1+*(2+4+6)*1+*(2+4+7)*1+*(2+4+8)最不利组合表 截面 内力 Mmax 及相应的N,Q Mmin 及相应的N,Q Nmax 及相应的M,Q Nmin 及相应的M,Q A 柱