某公司新建单层钢结构厂房钢结构门式钢架计算书大学论文.doc
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1、毕业论文(设计) 本科毕业论文(设计)(题目:六安某公司新建单层钢结构厂房)v本科毕业论文(设计)独创承诺书本人按照毕业论文(设计)进度计划积极开展实验(调查)研究活动,实事求是地做好实验(调查)记录,所呈交的毕业论文(设计)是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中特别加以标注引用参考文献资料外,论文(设计)中所有数据均为自己研究成果,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文(设计)作者签名: 日期: 摘 要本工程为六安某公司新建单层钢结构厂房。采用轻型门式刚架体系,轻型钢结构建筑质量轻,
2、强度高,跨度大。钢结构建筑施工工期短,相应降低投资成本,经济实惠。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,梁与柱节点也刚性连接;屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板;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。本次设计图纸部分有:厂房平面图,立面剖面及节点详图,刚架施工图,厂房檩条布置图,吊车梁施工图,支撑布置图,基础平面布置图。关键词: 门式刚
3、架;轻型钢结构;内力分析;节点AbstractThis works for a company in Luan new steel structure Single-layer workshop. The use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic bene
4、fits.This design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes internal force analyzes and combines, based on these analyses; can choose the section of beamand columniation. Next, checking computations
5、of stability calculation of plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235B steel. Rod for manual welding usually adopts E43. Rigid connecti
6、ons apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the double of the decked colored polystyrene clamps the circuit board. Otherwise, it is analyzed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under win
7、d load, the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in design of brace, tension rod, and tension rod joints.The design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, constru
8、ction of crane beam map, support layout map, foundation plan .Key Words:Portal frame;Light steel structure;Relation Database;the internal force analyzes;joint 目 录1 设计资料与依据 .11.1 工程概述 .11.2 设计依据 .12 建筑设计 .22.1 地质条件 .22.2 施工与安装条件 .22.3 建筑平面设计 .22.4 雨棚做法 .32.5 散水做法 .33 结构设计与计算 .43.1 设计基本资料 .43.2 荷载计算 .
9、53.3 内力计算 .73.4 门式刚架设计 .363.5 节点设计 .403.6 牛腿设计 .453.7 屋面檩条设计 .473.8 墙架设计 .503.9 吊车梁设计 .523.10 抗风柱设计 .593.11 支撑设计 .613.12 基础设计 .63致谢 .68参考文献 .69安徽新华学院2013届本科毕业论文(设计)1 设计资料与依据1.1 工程概述本工程为六安某公司新建单层钢结构厂房,建筑场址位于六安市郊区。本工程拟采用单层门式刚架,柱顶标高9m,跨度21m,设计使用年限为25年,结构安全等级为二级。室内外高差为0.45 m。防火等级为二级,跨间布置一台A4吊车。基本风压:0.35
10、kN/m2 ; 基本雪压:0.55kN/m2;抗震设防烈度为7度,抗震设防类别为丙类;场地为类场地土,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度为0.1g。地面粗糙度为B类。抗活等级为二级。地质条件:地势较平坦,地表下土层分布均匀,分为四层:第一层杂填土,其厚度1.8 m,地基承载力130kPa,;第二层粘土层,其厚度5 m,地基承载力220kPa,全年主导风向为东南风。地下静止水位距室外地面1.5m,水质对建筑物无腐蚀作用。结论:a 拟建场地地面平坦。b 拟建物基础建议均可埋置于二层粘土层内,地基承载力特征值为220kPa。c 基础开挖时,严禁坑底土被水浸泡或曝晒。1.2 设计依据主要依据钢结
11、构设计规范GB500172003 和门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102:2002等国家规范。2 建筑设计2.1 地质条件(1) 地形条件:地势较平坦,地表下土层分布均匀,分为四层:第一层杂填土,其厚度1.8 m,地基承载力130kPa,;第二层粘土层,其厚度5 m,地基承载力220kPa,全年主导风向为东南风。地下静止水位距室外地面1.5m,水质对建筑物无腐蚀作用(2) 气象资料:基本风压值,基本雪压值。(3) 抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.1g。(4) 厂房地面土夯实后上铺混凝土。表层覆盖100mm厚的素混凝土,室内地坪标高为0.000,室外地面标高为0.45m 。
12、地面粗糙度为B类。抗活等级为二级。由于上部结构自重较轻,基础采用柱下独立基础形式,持力层受力状况良好。2.2 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) 构件加工和预测设施配套,保证工期。2.3 建筑平面设计(1) 屋面采用板宽1000mm,波高130mm的YX130-300-600的压型钢板,有效覆盖宽度750mm,内夹一定厚度的聚苯板用来保温隔热。屋面采用1/20的双坡屋面。(2) 墙体采用双层镀锌压型钢板,钢板间夹一层保温棉。(3) 车间采用铝合金塑钢推拉窗、平开窗,出入门采用夹芯板推拉门2.4 雨棚做法图2.1雨棚做法2.
13、5 散水做法图2.2散水做法3 结构设计与计算3.1 设计基本资料3.1.1 设计基本资料本次车间设计采用单跨双坡门式刚架,刚架跨度21m,柱高9m,柱距6m,八榀刚架,屋面坡度1/20;钢材采用Q235B,螺栓采用摩擦型高强度螺栓10.9级和普通螺栓。焊条采用E43,基础混凝土等级C20,柱、梁采用焊接组合梁,柱、梁为等截面,柱脚刚接,檩条和墙梁均采用冷弯薄壁C型钢。3.1.2 柱网布置 图3.1柱网布置3.1.3 支撑布置图3.2柱间支撑图3.3屋面支撑3.1.4檩条在该屋面体系中,选用卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条,跨度6m,高度取跨度的1/351/50,最后由计算确定截面尺寸。3.2 荷载计
14、算(1) 恒荷载: 压型钢板 0.25 檩条(包括拉条) 0.05 刚架斜梁自重 0.21合计 0.51 恒荷载标准值:0.516=3.06kN/m(2) 活荷载:屋面活荷载 0.50雪荷载 0.55活荷载标准值 0.556=3.3kN/m (3) 风荷载:基本风压 0.35风载体型系数如图所示。 图3.4风载体型系数示意图柱顶高度9m,风压高度变化系数,则风荷载标准值为: (4) 吊车荷载拟A4吊车起重量为5t:起重量Q (t)最大轮压Pmax (t)最小轮压Pmin (t)吊车总宽度B (mm)吊车轮距W (mm)54.231.0735003000表3.1吊车信息标准值: 吊车横向水平荷载
15、,每个轮子的水平刹车力的最不利位置同, (5) 地震作用本场地地震设防烈度为7度,设计地震加速度值为0.1g,则查规范得水平地震影响系数的最大值为=0.12。地震分为第一组,设计特征周期为 0.35s,建筑场地类别为类。采用底部剪力法,结构阻尼比取为。 通过在柱顶施加一单位荷载求得一榀刚架的柔度则刚度周期底部总地震剪力3.3内力计算本次设计刚架柱截面初选焊接组合型H型钢,截面尺寸H400280612,材质为Q235B,截面特性: 刚架梁截面初选焊接组合型H型钢,截面尺寸H5002801214,材质为Q235B,截面特性: 本设计通过结构静力学公式手算内力,得出门式刚架分别在恒荷载、活荷载、吊车
16、荷载、风荷载、地震荷载作用下的弯矩、轴力、剪力图,最终的数据进行下一步的荷载组合3.3.1内力手算3.3.1.1恒荷载作用下的内力 M图Q图N图图3.5恒荷载作用下的内力图3.3.1.2活荷载作用下的内力 M图Q图N图图3.6活荷载作用下的内力图3.3.1.3风荷载作用下的内力(1) 左半跨吸力 图3.7左半跨吸力作用下的M图(2) 右半跨吸力 图3.8右半跨吸力作用下的M图(3) 左柱身迎风 图3.9左柱身迎风作用下的M图(4) 右柱背风吸力 图3.10右柱身背风作用下的M图 (5) 左屋面高度吸力 图3.11左屋面高度吸力作用下的M图(6) 右屋面高度吸力 图3.12右屋面高度吸力作用下的
17、M图(7)左风作用下的内力图M图Q图N图图3.13左风作用下的内力图(8) 右风作用下的内力图M图Q图N图图3.14右风作用下的内力图3.3.1.4吊车荷载作用(1) 吊车最大水平荷载,从左向右且仅作用在左侧柱时刚架内力计算 吊车最大水平荷载从左向右作用时刚架的总内力图为分别作用在左侧柱和右侧柱上两内力图的叠加,叠加结果如下:M图Q图N图图3.15吊车横向水平荷载作用下的内力图(2) 最大竖向荷载作用在左侧柱时刚架内力计算 (3) 相应于作用在左侧柱时,最小竖向荷载作用在右侧柱产生的内力 如上两内力叠加,即得作用在左侧柱上的总内力图,叠加图如下:M图Q图N图图3.16吊车竖向荷载作用下的内力图
18、3.3.1.5地震荷载作用在柱顶作用一地震水平集中作用力P=10.89kN,分别考虑左震和右震作用时刚架各截面的内力值。(1) 左震 M图Q图N图图3.17左震作用下的内力图(2) 右震M图Q图N图图3.18右震作用下的内力图3.3.2内力组合本设计内力组合的计算控制截面取柱脚、柱顶、牛腿上截面、梁端截面。控制截面的内力种类有轴向力N、弯矩M、和水平剪力V。最不利的三种内力组合如下:(1) 与相应的、组合;(2) 情况下及相应;(3) 情况下及相应内力组合(以左半跨为例)中取构件最不利内力组合分别为:柱:柱脚截面 M=142.39,N=-112.9kN,V=-28.74kN 牛腿上截面 M=-
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