钢结构厂房设计书（精品）.doc

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1、 目 录第一部分 设计资料1. 工程概况32. 设计原始资料33. 设计任务要求34. 设计其它资料35. 参考书目4第二部分 建筑设计1. 建筑平面设计62. 建筑剖面设计73. 定位轴线的确定84. 建筑立面设计95. 各种构造的做法9第三部分 结构设计1. 结构体系的选择112. 材料选择133. 檩条设计144. 墙架设计175. 吊车梁设计206. 刚架的内力分析及设计287. 节点设计及计算598. 平台设计679. 基础设计71第四部分 PKPM输出文件刚架设计75第五部分 英文翻译结构和环境113 第一部分 设计资料1. 工程概况本设计为一新建的大型彩色印刷生产线为一全钢结构门

2、式刚架轻型厂房，厂房位于包头稀土高新技术开发区。车间长42m，宽12m，货物起吊高度12m。2. 设计原始资料2.1主厂房采暖按18设计，冬季室外计算温度-19，冬季室外最低气温-30.4，夏季最高气温38.4。2.2 年平均降雨日数91.3，年平均降水量678.4，有记录的日最大降水量100.8，时最大降水量54.8。2.3 最大风速25m/s，主导风向：北，基本风压0.45KN/。2.4 最大积雪深度210，基本雪压0.35KN/。2.5 最高地下水位-9m。2.6 土壤冻结深度-1.50m。2.7 冬季相对湿度为55%，夏季相对湿度为40%。2.8 地震设防烈度为8度。2.9 车间防火等

3、级为丁类级。2.10 经勘测知地基承载力标准值为150KPa，无不良地基。3. 设计其他资料3.1 车间采光面积比为1/61/8。3.2 车间地坪荷重10KN/，均采用水磨石地面，全部地坪待设备基础完工后再施工。3.3 厂房设3.33.6及2.42.4大门各一个，大门上设人行小门，门上有挡雨棚，外挑900。3.4 在第轴线间有一标高为3m的操作平台，平台面积不小于15，用钢柱支撑，上部荷载标准值为2.0KN/，设钢梯、平台护栏。3.5 车间内设桥式吊车一辆，软钩，吊车工作级别位A3（轻级工作制），具体参数如下：4. 设计任务要求4.1 建筑设计4.1.1 图纸内容：建筑平面图、正立面、剖立面、

4、节点详图23个，门窗明细表、必要的文字说明，完成二号图纸两张。4.1.2 建筑设计说明书内容：设计任务简介、平、立、剖面设计说明、桥式软钩吊车性能参数起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（）起重机量（t）最大轮压（KN）大车宽B大车轮距K轨面至车顶高度H轨中心至大车外边缘B1大车小车P1P2510.5465035001870230142.665承重及围护结构选择和布置、主要节点构造说明。4.2 结构设计4.2.1 图纸内容：基础的结构布置和基础施工图；柱、吊车梁、柱间支撑等布置图；屋面檩条布置图、墙架布置图；节点图（柱脚、檩托、牛腿、柱和梁交接处）；刚架图、平台图。4.2.2 说明部分：结构方

5、案承重构件（包括屋面板、檩条、吊车梁、柱、基础、支撑系统和平台系统的选型说明）4.2.3 计算部分要求完成厂房刚架（横向及纵向）内力分析及柱的一个完整设计，其具体内容为：对厂房横向刚架进行荷载计算内力分析及截面设计基础的设计及配筋檩条、墙架及柱间支撑的设计平台系统设计采用PKPM中的STS程序计算刚架内力4.2.4 计算书要求：书写工整、计算准确、必要的示意图不得徒手画、应有大概的比例4.3 翻译2000字符的英文专业资料5. 参考书目单层厂房建筑设计建筑工业出版社工业厂房墙板建筑节点参考图集冶金工业出版社厂房建筑统一化基本规则（TJ6-74）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）建筑抗

6、震设计规范（GB50011-2001）钢结构设计规范（GB50017-2003）冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2003）门式刚架轻型房屋钢结构技术规范（CECS102-98）钢结构设计手册中国建筑工业出版社钢结构设计计算图表北京钢铁设计研究总院编 冶金工业出版社钢结构设计原理（课本）钢结构设计（课本）轻型钢结构设计手册 第二部分 建筑设计1. 建筑平面设计1.1 厂房平面形式的选择有跨度12m确定该厂房为单跨，由生产工艺和起吊高度5m确定为单层，故该厂房平面形式选为矩形。这种平面形式较适应工段间联系紧密，运输路线短捷，形状规整，经济的生产厂房，且这种平面形式由于宽度不大，室内采光和

7、通风较容易解决。矩形形式规整，结构，构造简单，造价低，施工快，再者由于该生产线规模较小，采用此平面形式完全可以满足使用上和工艺上的要求。1.2 柱网的选择由车间的长，宽，跨度尺寸柱距的要求确定柱子的位置，柱在平面中排列所形成的网络为柱网。柱网的选择实际上是厂房跨度和柱距的选择。综合考虑门式刚架的合理跨度有9m、12m、15m、18m，檩条的跨度有0.9 m、1.2 m、1.5 m以及荷载性质和类型等各方面的影响因素，确定沿厂房纵向跨度取为12m，柱距取目前我国的基本柱距6m。设计要求操作平台面积不得小于15，为便于设计，施工，以及适应工艺的要求，确定平台面积。其柱网的确定，为避免和刚架柱基础靠

8、得太近而形成联合基础，平台柱，次梁各向外悬挑1.5m，因此平台下柱网柱距和跨度均为3.0m。在、号轴线靠山墙处各设两根抗风柱，且柱距为6m，距离A、B号定位轴线间距离各为3m，且抗风柱的外侧即为、号轴线。1.3 辅助构件的定位1.3.1 平台尺寸为54006000，位于、轴线间，紧靠B轴线，平台顶面标高3.0m，同时设有钢梯和平台护栏，钢梯设在A、B轴线靠近轴线的一侧。1.3.2 在A、B定位轴线间号轴线的抗风柱间设3.3m3.6m的大门一个，主要供车辆和人员的出入，在A号轴、轴线间设2.4m2.4m的大门一个，主要供材料和人员的出入，大门上设人行小门，门上有挡雨棚，外挑900。1.3.3 在

9、满足车间采光面积比为1/61/8的前提下，只在厂房两侧纵墙开窗，柱间窗户尺寸为3.6m1.8m。1.3.4 吊车梯设在、定位轴线间靠近A号轴线一侧，吊车梯为焊接钢梯，侧面和顶角均设有护栏。1.3.5 外围散水坡度i=5%，宽800，大门入口的坡道坡度i=10%，且设有防滑条，宽为1500。1.3.6 室内外高差为150，室外地面标高为-0.150m,在厂房的外围四周0.000m以上1.2m范围均为砌体砌筑的墙体，兼作窗台并支撑墙板。2. 剖面设计厂房的生产工艺流程对剖面设计的影响很大，因而在满足生产工艺要求的前提下，经济合理的确定厂房高度及有效利用和节约空间，解决好厂房的采光和通风，使其有良好

10、的室内环境，合理的选择屋面排水，围护结构的形式及其构造，使厂房具有随气候条件变化影响小的围护功能，进而保证生产的正常进行及为工人创造良好舒适的生产环境，同时满足建筑工业化要求。2.1 厂房高度的确定单层厂房的高度是指地面至屋架下表面的垂直距离，一般情况下，屋架下表面的高度即是柱顶与地面之间的高度，所以单层厂房的高度即是地面到柱顶的高度。由生产工艺、生产设备、货物起吊高度、其中与运输和其他各方面的要求，初步确定轨顶标高为6.30m，钢结构厂房梁柱的截面高度为跨度的1/301/45，即在400266之间，暂取梁柱截面高度为400，吊车梁高度取600，轨道选截面高度为134.7的重轨，由设计资料所给

11、出的桥式软钩吊车性能参数查得，轨面至车顶高度H=1870，小车顶面至屋架下弦底部的安全高度取500，由此确定柱顶标高。2.1.1 有吊车厂房柱顶标高的确定厂房柱顶标高：H=H1+h6+h7式中：H柱顶标高，应符合3M模数 H1轨顶标高 h6轨面至车顶高度 h7小车顶面至屋架下弦底部的安全高度则H=6300+1870+500=8670，取3M的模数H=8700=8.70m。2.1.2 厂房高度的确定厂房高度的标高：H=H+h式中：h横梁截面高度则H=8700+400=9100。屋脊标高的确定：H= H+i式中：H屋脊标高 L厂房跨度 i屋脊坡度，一般取1/10。则H=9700=9.70 m。2.

12、2 采光设计由于天然光的照度时刻都在变化，室内工作面上的照度也随之改变，因此，采光设计不能用变化的照度来作依据，而是采用采光系数的概念来表示采光标准。设计书中规定的车间采光面积为1/61/8，则试设计在侧墙开窗采光，且为双侧采光。在吊车梁处设置高侧窗，提高了远离窗户处的采光效果，改善了厂房光线的均匀程度，所设低窗宽3.6m,高为1.8m，高侧窗宽为3.6m，高为0.9m，采光面积为1.83.613+0.93.616=136.08，满足要求。2.3 通风设计厂房的通风方式有两种，即自然通风和机械通风，该厂房采用自然通风。自然通风是利用空气的自然流动将室外的空气引入室内，将室内的空气和热量排至室外

13、，针对该厂房的特点可利用室内外的温差造成的热压和风吹向建筑物而在不同表面上造成的压差来实现通风换气，不失为一种经济合理的通风方式。因此，在厂房的平面布置上要使厂房长轴与夏季主导风向垂直，且厂房宽度12m16m，便于组织穿堂风，以侧墙上的侧窗和山墙上的大门作为主要的通风道。2.4 厂房的保温，隔热设计为保证厂房的围护结构具有一定的保温性能和在构造上的严密性，屋面和墙面均采用轻质高强的压型钢板，内夹一定厚度的聚苯板用来保温隔热。3. 定位轴线的确定单层厂房的定位轴线是确定厂房主要承重构件位置的基准线，同时也是设备安装，施工放线的依据。依据我国现行的厂房建筑模数协调标准中的规定，定位轴线的划分与柱网

14、布置是一致的，通常把厂房定位轴线划分为横向和纵向。垂直与厂房长度方向的称为横向定位轴线，平行于厂房长度方向的称为纵向定位轴线。除山墙处端部刚架柱的横向定位轴线与抗风柱内缘相重合外，其余横向定位轴线与中间柱的中心线相重合，纵向定位轴线与吊车轨中心线的距离为750。端部排架柱的中心线自端部横向地位轴线内移600，因此端部实际柱距减少了600，为5400。4. 建筑立面设计为使立面简洁大方，比例恰当，达到完整均匀，节奏自然，色调质感协调统一的效果。本厂房的立面采用水平划分的手法，在水平方向设整排的矩形窗，组成水平条带，增加立体感。低侧窗为水平推拉窗，高侧窗为上下翻转的悬窗，在正立面开有2.4m2.4

15、m的门，门上设有外挑900的雨棚。在水平方向附有不同色彩的板带，增强立面效果。5. 各种构造的做法5.1 散水做法，工程做法见（98J9-散4/69）5.2地面做法，工程做法见（98J1-地8/60）5.3坡道做法，工程做法见（98J9-坡3/70）5.4雨篷做法 第三部分 结构计算1. 结构体系的选择1.1 门式刚架根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规范（CECS102-98）关于门式刚架建筑尺寸的规定：门式刚架跨度宜为936m，以3M为模数；高度宜为4.59.0m；刚架的间距，及柱网轴线在纵向的间距宜为6m。在本设计中所给资料中提供的是一座跨单跨为25m，柱距为6m，采用轻型屋盖和轻型外墙的单

16、层厂房，车间内设5t的轻型工作制吊车，分析以上所给资料，无论从技术的角度还是经济的角度来看，选用门式刚架操作为本厂房的主要承重结构体系，完全满足使用上和功能上的要求，又因为轻型屋面的应用使屋面荷载大幅降低，使其自身具有优越的抗震性能从而提高整个房屋的抗震能力，因此，在本设计中，门式刚架的柱、梁截面均选用等截面的实腹焊接工字形截面，为提高整个厂房的整体性和稳定性，柱脚的连接形式采用刚接柱脚，梁柱之间的连接采用高强螺栓，总体设计力求技术先进，经济合理，使用方便。1.2 屋面系统1.2.1 屋面板屋面板选用双层压型钢板内夹聚苯保温板的轻型屋面结构，其具有轻质、高强、美观、耐用、覆盖面积较大、用料省、

17、连接简单、施工方便、利于工业化生产，而且抗震、防火、可满足不同尺寸的要求。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12波即可，以免重叠搭接。1.2.2 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。 檩距取为1.5m，檩条的布置使腹板垂直屋面坡面，对槽钢檩条，宜将上翼缘卷边朝向屋脊方向，以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩，宜采用双脊檩条方案。 檩条的连接，与屋面可靠连接，以保证屋面能起阻止檩条侧向失稳和扭转，与压型钢板屋面连接，宜采用带橡胶垫圈的自攻螺钉，与屋架、刚架的连接设置角钢檩

18、托，以防止檩条在支座处的扭转变形和倾覆，檩条端部与檩托的连接螺栓不少于2个，并沿檩条高度方向设置。 拉条与撑杆为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形和扭转，保证其整体稳定性而设置拉条，做起侧向支撑点。在檩条跨度位置设置一道拉条（规范：i=1/10，檩跨4m设一道；跨度6m在檩跨三分点出各设一道）。为了减小屋架上弦平面外的计算长度，并增强其平面外的稳定性，可将檩条与屋架上弦横向水平支撑在交叉点处相连，使檩条兼作支撑的竖压杆，参加支撑工作。在檐檩和其相邻的檩条间设撑杆，撑杆采用钢管内设拉条的做法。在檐口处设置斜拉条和撑杆。1.3 吊车梁系统在本设计中，车间内设一辆起重量为5t的桥式软钩轻级工作制吊

19、车，考虑到其起重量小，吊车梁采用6m跨度的焊接工字形截面。为增强其整体稳定性，保证桥式吊车在梁上的平稳行驶，采用加强受压翼缘且沿梁全长均为同一截面的吊车梁。每隔一定距离在梁的上翼缘平面外设侧向支撑点。通过计算确定梁的截面尺寸使之满足承载力的要求，端跨吊车梁的连接与中间跨的有所区别。1.4 基础由于柱脚处荷载较小，故考虑采用独立基础。阶梯形的刚性独立基础为主要的选择形式，在刚性角的范围内确定台阶的高宽尺寸，垫层采用C10混凝土厚度为100，基础混凝土标号不小于C25，构造钢筋直径为810，间距为150200。1.5 围护结构体系1.5.1 砖墙墙面标高1.2m以下采用240砖墙，作为窗户下窗台和

20、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。1.5.2 压型钢板墙墙面标高1.2m以上的所有墙体均采用彩色夹心保温压型钢板，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。墙架墙架的截面形式选为C型，跨度同柱距选为6m，开口方向参见墙梁布置图。在墙梁的跨中设一道拉条，作为墙梁的竖向支撑，在最上端的两相邻墙梁间设斜拉条将其以下拉条所受的拉力传于柱。墙板与墙梁的连接采用自攻螺栓，对于单侧挂板的墙梁，板的自重会对墙梁产生偏心，为消除偏心的作用，拉条连接在挂板一侧1/3板与柱间距处。拉条直径为812。1.6 平

21、台系统厂房内设高3m的操作平台，平台面积尺寸为54006000。平台面板采用螺纹钢板，梁，柱距选用热轧型钢。钢梯由槽钢和钢板组成，满足生产操作和通行方便要求。平台柱脚设计为刚接，柱间设支撑，保证平台安全。2. 材料选择2.1 钢材种类钢结构所用钢材主要有两个种类，即碳素结构钢和低合金高强度结构钢。在本设计中选用碳素结构钢作为结构构件的主要用钢。钢材强度主要由其中碳元素含量的多少来决定，对建筑结构用钢而言，在满足强度的前提下，还要具有一定的塑性和韧性，随着含碳量的增加，碳素钢的强度也在提高，而塑性和韧性却在降低。在由Q195到Q275的所有碳素结构钢的牌号中，且综合考虑结构和构件的重要性，荷载性

22、质，连接方法，工作条件等方面，Q235钢是较理想的钢号。钢结构的元件是型钢及钢板，在本设计中门式刚架结构用钢结构体系中，首选型钢，其次为焊接钢板制作构件，考虑到刚架梁柱截面较大，没有合适的型钢可造，故采用焊接工字形截面的焊接成型钢来满足结构用钢的要求，还有吊车梁用钢也只能选用焊接钢板组成的工字形钢。其余的小柱，檩条，墙架，小梁，板材均可直接由热轧型钢，冷弯薄壁型钢和热轧钢板表中选用，这样可以减少制作工作量，提高工业化水平，加快施工速度，进而降低工程造价。2.2 保证项目本设计中的门式刚结构厂房用钢的主要牌号是Q235钢，依据所处的不同环境和所承受的荷载效用以及结构的重要性，采用不同的质量等级，

23、同时也具备不同的保证项目。设计资料中给出厂房所处环境，冬季室外计算温度-19，冬季室外最低气温-30.4。对于需要验算疲劳的焊接结构，如刚架，吊车梁，由于计算温度-19，处于0和-20之间，应选用由0冲击性能和合格C级钢，对无需验算疲劳的其他构件，宜采用Q235A钢的保证项目中，碳含量，冷弯试验合格和冲击韧性值没有必要的保证条件。2.3 连接材料在本设计中所涉及的所有连接所用钢材，如焊条，螺栓的钢材应与主体金属的强度相适应。焊条选用E43系列焊条，采用手工电弧焊，连接螺栓分为普通螺栓和高强螺栓两种。横梁跨中拼接点，梁柱拼接点所用螺栓一律为高强螺栓，其余为普通螺栓连接。初步确定高强螺栓为10.9

24、级，柱脚与基础的刚性连接采用锚栓，锚栓钢号也为Q235。3. 檩条的设计3.1 檩条的选择和在屋架上的布置和搁置实腹式檩条的截面高度h，一般为跨度的1/351/50，故初步选用檩条为卷边槽形冷弯薄壁型钢C18070202.5。实腹式檩条的截面均垂直于屋面坡面，且卷边C型槽钢的上翼缘肢尖（即卷边）朝向屋脊方向（以减小屋面荷载偏心而引起的扭矩）。屋脊檩条的布置采取双檩方案，双脊檩之间的间距为0.2m，双脊檩与跨中线等距（0.1m），且此双檩条由圆钢相连，其余檩条水平邻距为1.5m，跨度6m，于1/2跨度处设一道拉条，在檐口处还设有撑杆和斜拉条。屋面为压型钢板，屋面坡度i=1/10（=5.71），为

25、限制檐缺口处边檩向上或向下两个方向的侧向弯曲所设的撑杆的要求为长细比200，选用外径20，壁厚3的钢管。3.2 檩条计算3.2.1 荷载标准值（对水平投影面） 永久荷载 压型钢板（二层含80厚的保温层） 0.30KN/ 檩条（包括拉条） 0.05KN/ 0.35KN/ 可变荷载屋面均布活荷载0.50KN/，雪荷载0.35KN/，计算是两者取较大值为0.50 KN/。3.2.2 内力计算 永久荷载与屋面活载组合檩条线荷载弯矩设计值 ： 永久荷载与风荷载吸力组合风荷载高度变化系数取Z=1.0（高度小于10m，B类地面粗糙度），按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）表A-2,风

26、荷载体型系数取边缘带S=-1.40（吸），则垂直屋面的风荷载标准值：檩条线荷载弯矩设计值3.2.3 截面选择及截面特性选用卷边槽形冷弯薄壁型钢C18070202.5近似取200N/2,截面上翼缘有效宽厚比b2/t=23, b2=57.5,应考虑有效截面，同时跨中截面有孔洞削弱，同时考虑用0.9的折减系数，则有效截面抵抗矩为： 既定屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转，由此计算檩条截面两个转折点处的强度为： 稳定性计算屋面能阻止檩条的侧向失稳和扭转，在此吸力的作用下计算檩条的稳定性，受弯构件的整体稳定系数。查表：跨中无侧向支撑 由以上计算可知内力设计值由永久荷载与屋面活荷载组合控制，因屋面对上翼缘的约束

27、为有利因素，故可将公式中屋面自重在y方向的分量忽略，即认为在y方向产生的弯矩全部由受拉翼缘承受。 挠度计算（简支梁） 构造要求故此檩条在平面内、外均满足要求。4. 墙架设计4.1 墙架的选择与布置墙梁选择带卷边的冷弯薄壁型钢（C型钢），跨度6m，墙架采用高频焊接轻型H型钢，墙梁与焊于柱上的角钢支托连接，为防止C型钢槽内积灰积水引起锈蚀，采用开口向下，但同时考虑到槽口向上时便于与柱连接，固定窗框，故根据设计来定向上或向下，作为墙架柱兼抗风柱与刚架横梁的连接采用弹簧板，以消除刚架竖向荷载作用的影响，同时，为减小横梁竖向计算跨度和增强稳定性，在横梁间设置拉条。墙面板采用彩色镀锌薄钢板，厚度0.40.

28、7之间，山墙处的墙架布置图如图。4.2 墙架内力计算4.2.1计算数据和资料轻型门式刚架，跨度12m，柱高8.7m，屋面坡度i=1/10（=5.71）,计算最大梁间距1.8m，基本风压标准值0=0.45KN/，根据建筑结构荷载规范地面粗糙度系数按B类取值，高度510m之间，风压高度变化系数s=1.0，风荷载体型系数s按CECS102：2002中，对封闭式房屋，端墙风压力的体型系数为0.9，风吸力的体型系数s为-0.2，偏安全地取s=-1.1或+1.0。垂直于房屋墙面的风荷载标准值： 均布风荷载设计值：则作用在墙梁上的风荷载设计值：墙梁自重： 标准值：0.07KN/m 设计值：0.071.2=0

29、.084KN/（落地墙不计墙重，因墙梁先装不计拉条作用）墙梁间距1.8m，墙板上均布风荷载设计值Qx=0.70KN/，由钢结构设计手册表6-1选用YX15-118-826型压型钢板，钢板厚度0.6，可满足要求。4.3 墙梁内力计算墙板下端与1.2m高的砖砌体墙相连接，且板与板之间有可靠的连接，因此，墙梁只承受自重，不考虑拉条作用，墙梁按简支梁计算4.4 截面选择与验算4.4.1 截面选择由钢结构设计手册表11-1选用CQL6.0-1.8-1即C18070202.0型冷弯薄壁型钢作为墙梁。4.4.2 强度验算，C18070202.0平放，开口朝上b/t=70/2.0=35 , b/t=b1/t

30、全截面有效h/t=180/2.0=90, h/t=h1/t 全截面有效4.4.3 风荷载作用下的挠度4.5 抗风柱设计墙梁C18070202.0，自重5.39kg/m。墙梁自重设计值：5.399.81.2=0.0634KN/m作用于柱各支托处的垂直力为: 0.06346=0.3804KN按钢结构设计手册表11-2选用的是普通高频焊接H型钢H3001503.24.5，因为要忽略墙架垂直荷载的偏心矩，柱重为17.919.81.2=0.21KN/m。墙架柱的最大弯矩=（1/8）4.399.32=47.46KNm墙架柱的最大轴力N=70.3904+9.30.21=4.686KN弯矩作用平面内稳定性计算

31、=1.0,按钢结构手册查表4-8得，由附表值查的=0.716（b类） 弯矩作用平面外的稳定性基于墙梁和墙板的支撑作用，可不验算其稳定性。 挠度验算由于柱为上端铰接，下端固定，一般可不验算其在水平荷载的挠度。5. 吊车梁设计5.1 吊车梁选用焊接工字形截面的简支吊车梁系统，跨度为6m，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，桥式软钩吊车性能参数如下表所示：起重量Q(t)跨度lk(m)工作制吊钩类型轮距尺寸（m）最大轮压Pmax（KN）小车重（t)吊车总重（t)轮道型号510.5轻级软钩652.616.638（38.7

32、3KN/m）5.2 吊车竖向荷载计算（按两台同型号吊车考虑）吊车荷载的动力系数=1.05，吊车荷载分项系数Q=1.4,n=2（一侧轮子数）吊车荷载设计值为：5.3 内力计算5.3.1 吊车梁的最大弯矩及相应力剪力分析： 两个轮子作用在梁上 最大弯矩点（C点）的位置为： a1=5752=1150a2= a1/4=1150/4=287.5最大弯矩为：在处的相应剪力为： 三个轮子作用在梁上最大弯矩点（C点）的位置为： a1=5752=1150a2=3500a3=( a2- a1)/6=391.67最大弯矩为： 在处的相应剪力为： 经分析得，按两个轮子作用于梁上时考虑。5.3.2 最大剪力（梁端支座处

33、） 5.3.3 有水平荷载产生的最大弯矩5.4 截面选择5.4.1 腹板高度的确定按容许挠度值取：梁高h值应接近经济高度hhec=6005.4.2 吊车梁腹板厚度的确定因两种结果均小于8，故按规范要求取=8。5.4.3 吊车梁翼缘尺寸的确定b（1/31/5）=（1/31/5）576=192115.2,但应大于200，故采用30012（考虑轨道宽度的要求）。5.5 截面特性吊车梁截面如图：5.5.1 毛截面特性 A=30012+22012+8476=102482=102.4825.5.2 净截面特性（预选螺栓为21.5）An=10248-221.512=97322=97.322 上翼缘对y轴的特

34、性：5.6 强度计算5.6.1 正应力 5.6.2 剪应力5.6.3 腹板的局部压应力集中荷载增大系数=1.0，F=P=95.55KN5.7 稳定计算5.7.1 梁的整体稳定性则整体稳定性： 5.7.2 腹板的局部稳定性5.8 挠度计算按一台吊车计算挠度，因一台轮距为3.5m，所以求一台吊车的最大弯矩只能一个吊车轮压作用在梁上。5.9 支座加劲肋计算支座加劲肋分为平板式支座加劲肋和突缘支座加劲肋，其中后者在工程上使用较为广泛。取支座加劲肋为：21008。端面承压应力为：稳定计算:A=101.21+120.8=21.62属于b类截面，查表得=0.996则计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性：5.1

35、0 焊缝计算5.10.1 上翼缘与腹板的连接焊缝 5.10.2下翼缘与腹板的连接焊缝5.10.3 支座加劲肋与腹板的连接焊缝采用=8。6. 刚架内力分析及设计6.1 门式刚架资料单层厂房采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度12m，柱高8.7m，共有8榀刚架，柱距6m，屋面坡度1/10，地震设防烈度为8度，屋面及墙面板为压型钢板，中间夹有80厚的聚苯板保温层，檩条墙梁为薄壁卷边C型钢，间距1.5m，钢材采用Q235钢，焊条E43型，刚架尺寸及风荷载体型系数（取端区）如下图所示：6.2 荷载取值6.2.1 荷载标准值（对水平投影面） 压型钢板（二层含80厚的保温层） 0.30KN/ 檩条（包括拉条） 0

36、.05KN/刚架斜梁自重 0.15KN/ 0.50 KN/6.2.2可变荷载标准值屋面均布活荷载0.50KN/，雪荷载0.35KN/，计算是两者取较大值为0.50 KN/。6.2.3 风荷载标准值基本风压0=0.45 KN/，地面粗糙系数按B类考虑，风荷载高度变化系数按国家标准建筑结构荷载规范GB500092001的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的标准建筑结构荷载规范GB50092001的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度的数值采用，z=1.0，风荷载体型系数s取值见上图。6.3 各部分作用荷载6.3.1 屋面荷载恒载 标准值 0.506=3.0KN/m 设计值 3.01

37、.2=3.6 KN/m活载 标准值 0.356=2.1KN/m 设计值 2.11.4=2.94 KN/m6.3.2 柱荷载恒载 标准值 0.6068.7+0.36=49.32KN 设计值 49.321.2=59.18 KN活载 标准值 2.16=12.6KN 设计值 12.61.4=17.64KN6.3.3 风荷载向风面 柱上 标准值 qwk=0.451.000.56=1.35 KN/m 设计值 qw=1.351.4=1.89 KN/m 横梁上 标准值 qwk=0.451.00（-1.4）6=-3.78 KN/m设计值 qw=（-3.78）1.4=-5.29 KN/m背风面 柱上 标准值 qw

38、k=0.451.00（-0.7）6=1.89 KN/m 设计值 qw=1.891.4=2.65 KN/m 横梁上 标准值 qwk=0.451.00（-0.8）6=-2.16KN/m设计值 qw=2.161.4=3.02 KN/m6.4 刚架内力计算6.4.1 荷载作用 6.4.2 活载作用 6.4.3 风荷载作用 左半跨吸力 活载作用下的弯矩图 右半跨吸力 左柱身迎风 右柱背风吸力 左屋面高度吸力 右屋面高度吸力 风作用组合内力 6.4.4 吊车荷载作用吊车梁及轨道自重 G=1.2（38+0.7+86.4）9.86=8.83KN吊车荷载根据B与K及反力影响线，可算得各轮对应的反力影响线竖标，于

39、是可求的作用于柱上的吊车垂直荷载： 作用于每个轮子上的吊车水平制动力设计值作用于牛腿上的吊车水平荷载值水平制动力到柱顶的垂直距离则作用在左侧柱牛腿处竖向最大集中力此集中力在牛腿处产生的最大弯矩在左侧柱产生竖向最大集中力，相应的在右侧柱出现最小集中力：作用在牛腿处产生的最小弯矩 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： 集中力出产生的最大弯矩： 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： 最大竖向荷载作用在左侧柱时刚架内力计算作用处上柱，下柱的弯矩分别为： 相应于作用在右侧柱时，最小竖向荷载作用在左侧柱产生的内力作用处

40、上柱，下柱的弯矩分别为：如上两图内力图叠加，即得作用在左侧柱上的总内力图，叠加图如下： 6.4.5 内力组合由以上内力组合知柱底截面3-3的内力值较大，3-3截面的最不利内力组合为M=161.95KNm，N=220.01KN，V=48.54KN，即以此内力值进行柱截面设计。对刚架横梁，支点截面1-1的内力值较跨中截面2-2的内力值大，故取1-1截面的内力值中最不利组合MBC=90.07KNm，HB=38.55KN，VD=40.02KN作为梁截面设计的依据。6.4.6 截面选择与强度验算构件截面几何参数 梁柱均选用焊接工字型钢（）40020012， 构件宽厚比的验算翼缘部分：b/t=100/12

41、=8.315(8度设防地区应13)腹板部分：ho/tw=376/10=37.6250 刚架梁的验算 抗剪验算（由于所取屋面坡度=1/10较小，故仅按水平梁计算即可） 梁截面的最大剪力为：VB=40.02KN内 力 组 合 表构件号截面荷载 项目内力恒荷载活荷载吊车荷载风荷载内力组合Dmax在左侧Dmin在左侧Tmax左风右风Nmax及M,VNmin及M,VMmax及N,V项目组合值项目组合值项目组合值1-1M(KNm)-31.3-25.561517.9115.357.3214.51+-57.16+0.9(+)50.15+57.16N(KN)21.617.64000-38.1-15.8939.2412.639.242-2M(KNm)-16.89-14.2564.3149.0115.335.21.78+48.47+0.9(+)86.44+0.9(+)86.44N(KN)33