轻型钢结构厂房设计计算书.docx

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1、第一部分 设计资料1. 工程概况1、上海浦东新区南汇祝桥镇某轻型钢结构厂房。厂房总高度6.000m；建筑面积1563.25m2，建筑层数一层；主体采用门式刚架结构；本工程室内标高0.000m，相当于绝对标高12.000m。本工程建筑类别为三级，耐久年限为二级，建筑物耐火等级为三级，屋面防水等级为级，抗震设防烈度为7度，丁类厂房。2. 设计原始资料2.1水文地质地基土层自上而下为：人工填土，层厚0.61.0m；褐黄色粘土，层厚4.04.5m，fak=80KN/m2 =19KN/m3；灰色淤泥质粉土，层厚2022 m, fak=70 KN/m2，=18KN/m3；暗绿色粘质粉土，未穿，fak=16

2、0 KN/m2，=20KN/m3。地下水位在自然地表以下0.8m，水质对结构无侵蚀作用。2.2气象条件1、基本风压W0=0.55 KN/m2，基本雪压为0.2 KN/m2。2、活荷载3、屋面活荷载标准值: qk=2.0 KN/m2；4、楼面活荷载标准值：qk=4.2 KN/m2；5、抗震设防：抗震设防烈度：7度；抗震等级：三级；6、场地类别；类；设计基本地震加速度：0.10g；3. 设计其他资料3.1 车间采光面积比为1/61/4，屋脊坡度12.5%。3.2 车间地坪荷重10KN/m2，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4.8m2.8m大门两个，门上有挡雨棚，外挑

3、1800mm。3.4 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：桥式软钩吊车性能参数起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（mm）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P1P2516.5316627008912307.690.3850.316.14. 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、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、承重及围护结构选择和布置、主要节点构造说明。4.2

4、结构设计4.2.1 图纸内容：1）基础的结构布置和基础施工图；2）柱、吊车梁、柱间支撑等布置图；3）屋面檩条布置图、墙架布置图；4）节点图（柱脚、檩托、牛腿、柱和梁交接处）；5）刚架图。4.2.2 说明部分：1)结构方案2)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1)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：2)对厂房横向刚架进行荷载计算3)内力分析及截面设计4)基础的设计及配筋5)檩条、墙架及柱间支撑的设计6)平台系统设计7)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、

5、必要的示意图不得徒手画、应有大概的比例5. 参考书目（1）建筑设计部分：1建筑结构荷载规范 S. 北京：中国建筑工业出版社，2002.2CESCS102:2002，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程S.北京：中国计划出版社，20033李国强等.工程结构荷载与可靠度设计原理（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，2005年6月.4沈祖炎等.钢结构基本原理（第二版）M.北京：中国建筑工业出版社，2005年1月.5弓晓芸.轻钢结构建筑的应用及发展J.工业建筑，2002，30（4）6 翟红.我国门式刚架轻型房屋钢结构的发展概况7钢结构厂房在我国的发展方向http:/www.td-8苑辉.钢结构设计M.北京：

6、中国计划出版社，2006年8月：253-2659GB50017-2003，钢结构设计规范S.北京：中国计划出版社，200310陈绍蕃.钢结构-房屋建筑钢结构设计（第二版）.M.北京：中国建筑工业出版社，2007年7月.11赵熙元等。建筑结构设计资料集钢结构分册M.北京：中国建筑工业出版社，2007年3月：98-11312东南大学等.混凝土结构-混凝土结构设计原理（第四版）M.北京：中国建筑工业出版社，2008年11月 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18m确定该厂房为单跨双坡，由生产工艺和起吊高度确定为单层，故该厂房平面形式选为矩形。这种平面形式较适应工段间

7、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18m，柱距取目前我国的基本柱距6m。在1、15号轴线靠山墙处各设两根

8、抗风柱，且柱距为6m，距离A、B号定位轴线间距离各为6m，且抗风柱的外侧即为1、15号轴线。1.3 定位轴线的划分本厂房设计中，纵向定位轴线由下向上依次定为A，B，C，D；横向定位轴线从左向右依次定为1，2，3，4，5，15 。1.3.1 横向定位轴线中间柱的截面中心线与横向定位轴线重合，厂房的纵向结构构件如屋面板，吊车梁，连系梁的标志长度皆以横向定位轴线为界。1.3.2 纵向定位轴线对于抗风柱的设置，考虑到跨度为18m，柱距为6m，所以6m设置抗风柱。厂房边柱外缘与外墙内缘重合，边柱中心线与纵向定位轴线重合。1.4 辅助构件的定位1.4.1 在D号轴、和、轴线间设4.8m2.8m的大门两个，

9、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1800mm。1.4.2 在满足车间采光面积比为1/61/4的前提下，在厂房两侧纵墙和一侧横墙上开窗，柱间窗户尺寸为4.8m1.8m。1.4.3 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。1.4.4 外围散水坡度i=5%，宽80mm，大门入口的坡道坡度i=10%，且设有防滑条，宽为150mm。1.4.5 室内外高差为150mm，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. 建筑剖面设计厂房的生产工艺流程对剖面设计的影响很大，

10、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4.80m，钢结构厂房梁柱的截面高度为跨度的1/301/45，即在4

11、00mm600mm之间，暂取梁柱截面高度为600mm，吊车梁高度取600mm，选轨道P22，截面高度为93.66mm，由设计资料所给出的桥式软钩吊车性能参数查得，轨面至车顶高度H=891mm，小车顶面至屋架下弦底部的安全高度取300mm，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=4800+891+300=5991mm，取3M的模数H=6000mm=6.00m。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=600

12、0+400=6400mm。屋脊标高的确定：H= H+L/2i式中：H屋脊标高 L厂房跨度 i屋脊坡度（轻型门式刚架坡度宜取1/201/8,在雨水较多的地区取较大值）则H=6400+=7525mm=7.53 m。2.2 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1/61/4，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4.8m,高为1.8m，高侧窗宽为4.8m，高为0.6m，采光面积为1

13、.84.826+0.64.828=305.28m2，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，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，冬季通风则需注意适当降低进风侧窗高度，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

14、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750mm。端部排架柱的中心线自端部横向地位轴线内移600mm，因此端部实际柱距减少了600mm，为5400mm。4. 各种构造

15、的做法4.1 散水做法，工程做法见（98J9-散4/69）4.2地面做法，工程做法见（98J1-地8/60）4.3坡道做法，工程做法见（98J9-坡3/70）4.4雨篷做法雨棚施工图第三部分 结构计算1. 结构体系选择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）4.2.2条，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。采用轻型屋盖和轻型外墙的单层厂房，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

16、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 屋面板根据（CECS102-98） 6.6.2条，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、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

17、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 檩条根据（CECS102-98）6.3檩条设计规定，在本设计中选用卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条，卷边槽钢檩条适用于屋面坡度小于1/3的情况，其界面在使用中互换性大，用钢量省等特点，跨度为6m，高度取跨度的1/351/50，最后由计算确定截面尺寸。同时，檩条跨度大于4m时，应在跨中位置设置拉条或撑杆。1）檩距取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。2）檩条的连接，与屋面可靠连接，以保证屋面能起阻止

18、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。3）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

19、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 围护结构体系1.4.1 砖墙墙面标高1.2m以下采用240砖墙，作为窗户下窗台和上部墙板的支撑段，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。1.4.2 压型钢板墙墙面标高1.2m以上的所有墙体

20、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。1.4.3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。1.5 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

21、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。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。综合考虑结构和构件的重要性，荷载性质，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

22、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，同时也具备不同的保证项目。对于需要验算疲劳的焊接结构，如刚架，吊车梁，上海地区冬季最低温度处于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

23、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

24、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=1/8（=7.12），为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16mm，壁厚3mm的钢管。檩条和撑杆布置图3.2 荷载标准值1）永久荷载标准值压型钢板（两层含80mm保温层） KN/m檩条及支撑 KN/mKN/m 2

25、）可变荷载标准值根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）可取荷载如下：屋面均布活荷载0.5KN/m，雪荷载0.2KN/m，计算时取两者的较大值0.5KN/m，基本风压0.55KN/m。3.3 内力计算1） 永久荷载与屋面活荷载组合(1.2 永久荷载+1.4 max屋面均布活荷载、雪荷载）檩条线荷载: 弯矩设计值：2） 永久荷载与风荷载组合（1.0永久荷载+1.4风吸力荷载）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

26、线荷载:弯矩设计值：3.4 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/m，截面上翼缘有效宽厚比，考虑有效截面,同时跨中有孔洞削弱,统一考虑0.95的折减系数,则有效净截面抵抗矩：3.5强度验算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： = = 满足要求。3.6稳定验算跨中段上翼缘受压有面板约束，稳定性不用计算；仅计算风吸力作用跨中段下翼缘稳定性。永久荷载与风吸力组合下的弯矩小于永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩,故全截面有效,同时不计孔洞削弱,则 受弯构件的整体稳定性系数(跨中设有一道拉条)：查表得 = =风吸力作用使檩条下

27、翼缘受压,稳定性计算公式为: 满足要求。3.7 挠度计算按恒载+活载标准值考虑： 满足要求。3.8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计算数据和资料轻型门式刚架，跨度18m，柱高6.0m，屋面坡度i=1/8（=7.12）,计算最大梁间距1.8m，下设1350高砖墙，承受墙面板自重，墙梁仅考虑其自身重量的弯曲，其主要承受墙面板传来的风压力与风吸力，墙梁最大间距1.8m,中间设一道拉条.外侧挂墙板，墙梁和拉条材料均为Q235B，墙梁初选截面为：C型钢,墙梁自重：；基本风压标准值0=0.55KN/，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

28、数z=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0.8，风吸力的体型系数s为-0.5.4.2墙梁所受荷载标准值： 水平荷载：迎风风载：背风风载：竖向荷载：墙梁自重：4.3墙梁所受荷载设计值水平荷载：迎风风载： 背风风载：竖向荷载：4.4 内力计算墙板下端与1.2m砖墙砌体相连，且板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。4.5 截面验算初步选用C18070202.0型冷弯薄壁型钢作为墙梁。 1）强度验算，C18070202.0平放，开口朝上，窗台位置下，开口向下 全截面有效 全截面有效正应力验算：切应力（C型墙梁

29、卷边处圆弧半径取厚度的3倍）4.6 风荷载作用下的挠度，满足要求。4.7 抗风柱设计1）设计数据与荷载取值墙梁C18070202.0，墙梁及压型钢板自重标准值0.40 KN/m2。按钢结构设计手册表11-2选用的是普通高频焊接H型钢H2001503.24.5，因为要忽略墙架垂直荷载的偏心矩，由柱的截面特性可知，柱的单位重量为15.39kg/m，柱重为15.399.81.210-3=0.18KN/m。风荷载计算，对于山墙，属于向风面，其风载体形变化系数，风压高度变化系数，因此风压标准值有：则一根抗风柱所承担风荷载为：2）内力计算最大轴力：N=64.80.41.2+60.18=14.90KN最大弯

30、矩：3）截面特性A=19.51cm2， Wx=147.59cm3， ix=8.67cm4） 强度计算5） 稳定计算）弯矩作用平面内稳定性计算 =1.0，由附表值查的=0.756（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 吊车基本资料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：桥式软钩吊车性能参数起重量Q（

31、t）跨度lk(m)基本尺寸（mm）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P1P2516.5316627008912307.690.3850.316.15.2 吊车荷载计算（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）1）吊车竖向荷载设计值：2）吊车竖向荷载设计值：5.3 内力计算1. 吊车梁的最大弯矩及相应力剪力分析：1）两个轮子作用于梁上时（图1）最大弯矩点（C）的位置为：最大弯矩为：最大弯矩处的相应剪力为：图1 吊车梁计算简图（两轮） 图2 吊车梁计算简图（三轮）（a） 弯矩；

32、（b）剪力 （a）弯矩； （b）剪力2）三个轮子作用于梁上时（图2）最大弯矩点（C）的位置为： 最大弯矩为：最大弯矩处的相应剪力为：3）四个轮子作用在梁上 （如图3） 最大弯矩点（C点）的位置为： 最大弯矩为：最大弯矩处的相应剪力为：图3 吊车梁计算简图（三轮）（a）弯矩； （b）剪力经过分析可得，按三轮作用在梁上的时候考虑。2. 最大剪力（梁端支座处，按照图8-5b考虑）kN3.有水平荷载产生的最大弯矩5.4 截面选择1. 腹板高度的确定经济高度：按容许挠度值取：梁高h值应接近经济高度hhec=600mm2. 吊车梁腹板厚度的确定按经验公式：按剪力确定：因两种结果均小于8mm，故按规范要求取

33、=8mm。3. 吊车梁翼缘尺寸的确定但应大于200mm，故取30012（考虑轨道宽度的要求）。5.5 截面特性毛截面特性：净截面特性（预选螺栓为21.5）上翼缘对y轴的特性：5.6 强度计算1. 正应力上翼缘下翼缘2. 剪应力3. 腹板的局部压应力集中荷载增大系数5.7 稳定计算1. 梁的整体稳定性 故应计算结构的整体稳定性则整体稳定性：2. 腹板的局部稳定性 按构造配置横向加筋肋5.8 挠度计算对于等截面吊车梁应有： 符合要求5.9 疲劳验算恒载不影响计算应力幅。因此仅按吊车荷载计算，按疲劳计算的构件和连接分类，可得容许应力幅，吊车梁欠载效应的等效系数查表可知为，则（安全）6、刚架内力分析和

34、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18m，柱高6.0m，共有15榀刚架，柱距6m，屋面坡度1/8，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1)屋面永久荷载标准值0.8mm厚压型钢板 0.30 檩条及支撑 0.10 刚架斜梁自重 0.15 0.55 2）可变荷载标准值屋面均布活荷载0.5 KN/m2，雪荷载0.2 KN/m2，计算时取两者的较大值0.5 KN/m23）风荷载标准值基本风压0=0.55 KN/m2，地面粗糙

35、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高度的数值采用，z=1.0，风荷载体型系数s取值见图。4） 吊车荷载桥式软钩吊车性能参数起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（mm）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P1P2516.5316627008912307.690.3850.316.15）柱子上荷载墙梁及压型钢板自重标准值 0.40 6.3 各部分作用荷载1） 屋面荷载恒载 标准值 0.556=3.3KN/m 设计值 3.31.2=3.96 KN/m活载

36、标准值 0.56=3.0KN/m 设计值 3.01.4=4.2 KN/m2） 柱荷载恒载 标准值 0.4066.0+3.36=34.2KN 设计值 34.21.2=41.04 KN活载 标准值 3.06=18.0KN 设计值 18.01.4=25.2KN3） 风荷载向风面 柱上 标准值 qwk=1.050.551.000.86=2.77 KN/m 设计值 qw=2.771.4=3.88 KN/m 横梁上 标准值 qwk=1.050.551.00（-0.6）6=-2.08 KN/m设计值 qw=（-2.08）1.4=-2.91 KN/m背风面 柱上 标准值 qwk=1.050.551.00（-0

37、.5）6=-1.73 KN/m 设计值 qw=1.731.4=2.43 KN/m 横梁上 标准值 qwk=1.050.551.00（-0.5）6=-1.73KN/m设计值 qw=1.731.4=2.43 KN/m6.4 吊车荷载2002700200根据厂房建筑模数协调标准的要求，边列柱处吊车梁中心线至柱轴线的距离按750mm考虑。6.5 内力计算内力计算采用弹性分析法。用梁，柱平均刚度将梁，柱简化为等截面刚梁，然后采用结构力学求解器进行求解。图6-5 门式钢架计算简图1. 屋面恒载内力图（设计值）图6-5-1a 屋面恒载示意图表6-5-1 屋面恒载作用内力表单元编码杆端1杆端2轴力剪力弯矩轴力

38、剪力弯矩1-24.5032.85 -81.67-20.08 -2.51 55.942-20.082.51 55.94-24.50-32.85 -81.673 -35.6420.24-81.67-35.6420.2439.764 -35.64-20.2439.76-35.64 -20.24-81.67图6-5-1b 轴力图N图6-5-1c剪力图V图6-5-1d 弯矩图M2. 屋面活载内力图（设计值）图6-5-2a 屋面活载示意图表6-5-2 屋面活载作用内力表单元编码杆端1杆端2轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩1-25.9934.85 -86.62-21.30-2.6659.332 -21.302.66

39、59.33-25.99-34.85 -86.623 -37.8021.47-86.62-37.8021.4742.174-37.80 -21.4742.17-37.80-21.47-86.62图6-5-2b 轴力图N图6-5-2c剪力图V图6-5-2d 弯矩图M3. 左侧风荷载内力图（设计值）图6-5-3a 左风荷载示意图表6-5-3 左风荷载作用内力表单元编码杆端1杆端2轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩114.98 -24.8467.7914.98 1.56-37.782 14.91-2.18-37.7814.9119.8642.413 21.56-12.3342.41 21.562.2512.19

40、4 26.5035.07-72.77 26.5011.7967.79图6-5-3b 轴力图N图6-5-3c剪力图V图6-5-4d 弯矩图M4. 右侧风荷载内力图（设计值）图6-5-4a 右风荷载示意图表6-5-4 右风荷载作用内力表单元编码杆端1杆端2轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩114.91 -19.8642.4114.91 2.18-37.782 14.98-1.56-37.7814.9824.8467.793 26.50-11.7967.7926.50-35.07-72.774 21.56-2.2512.1921.5612.3342.41图6-5-4b 轴力图N图6-5-4c剪力图V图6-5-

41、4d 弯矩图M5. 吊车内力图（最大轮压在左 设计值）图6-5-5a 吊车荷载示意图表6-5-5 吊车荷载作用内力表（最大轮压在左）单元编码杆端1杆端2轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩1-205.33 -18.48-3.58 -205.33-18.48-85.122 3.59 -18.4871.563.59 -18.4849.393 -17.89-5.85 49.39-17.89-5.8522.864-17.89-5.8522.86-17.89-5.85-3.665-18.78-1.26 -3.66-18.78-1.26-15.146-3.59 18.48-15.14-3.59 18.487.047-70.4618.48-43.13-70.4618.4845.58图6-5-5b 轴力图N图6-5-5c剪力图V图6-5-5d 弯矩图M6. 吊车内力图（最大轮压在右 设计值）图6-5-6a 吊车荷载示意图表6-5-6 吊车荷载作用内力表（最大轮压