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1、本科毕业设计摘 要 本设计是轻型钢结构厂房，采用的是轻型门式钢架体系，建筑质量轻，强度高且跨度大，钢结构建筑施工工期较短，相应的降低投资成本,在国内有着较为广泛的应用前景。轻型钢结构屋面荷载较轻，所以杆件截面较小、较薄。它除了具有普通钢结构自重较轻、材质均匀、加工制造简单、应力计算准确可靠、运输安装方便、工业化程度高等特点外，还具有用料较省、取材方便、自重更轻等优点。 本设计主要为结构设计。结构设计部分包括结构选型和布置、荷载计算、吊车梁设计、抗风柱设计、檩条和墙梁设计、门式钢架设计、支撑设计、基础设计、节点设计。各部分都详细演算了主要构件的计算过程。本次设计图纸部分有：结构设计说明书、厂房平
2、面图、立面剖面、节点详图、刚架施工图、吊车梁施工图、厂房檩条墙梁布置图、支撑布置图、基础平面布置图。 关键词： 轻型钢结构厂房； 门式刚架； 结构设计； 门式钢架设计。AbstractThe design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period sho
3、rt, lower investment costs, economic benefits. In China it has a more extensive application prospects. Light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. In addition to its ordinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate and reliable s
4、tress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, transport and other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter weight .The design specification is structural design.Part of the structural design, i
5、ncluding program selection, the design of the crane beam, purlin design, pillar of wind-resistant design, corbel design, rigid frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. Chapters detail the main components of calculus calculation.Foundation pro
6、grams include ground handling, foundation design. Part of the design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, foundation plan, lime-soil compaction pile
7、layout map . Key Words: Light steel structure plan； Portal frame； Structural design；Rigid frame design 目 录摘 要IAbstractII1绪论12 结构选型及布置12.1 结构选型12.2 材料的选择12.3 柱网布置22.4 屋面布置22.5 柱间支撑及布置32.6 屋盖支撑及布置32.7 墙面结构布置43 荷载计算43.1 永久荷载统计43.2活荷载统计43.2.3 吊车荷载53.3 整个厂房各部分作用的荷载（标准值与设计值）64 吊车梁的设计74.1 内力计算74.2 截面选型94.3
8、 截面验算104.4 加劲肋计算124.5 疲劳强度验算134.6 挠度验算144.7 焊缝连接计算145 抗风柱设计145.1 荷载计算155.2 内力分析155.3 截面选择165.4 强度验算165.5 稳定性验算165.6 挠度验算176 屋面檩条设计176.1 荷载176.1.2 可变荷载186.2 荷载组合186.2.1 1.2恒载+1.4屋面均布荷载186.2.2 1.0恒载+1.4风吸力荷载186.3 析内力分196.4 截面选择和截面特性206.4.1 选檩条206.4.2 应力计算206.4.3 受压板件的稳定系数216.4.4 受压板件的有效宽度226.4.5 有效面积的
9、截面模量236.5 强度验算246.6 稳定性计算246.7 绕度计算256.8 构造要求257 墙梁设计257.1 荷载计算267.2 内力分析277.3 截面选型及验算287.4 强度计算：327.5 稳定计算：337.6 挠度计算：337.7 拉条计算347.7 构造计算：348 门式刚架设计348.1 荷载分析348.2 作用在刚架上的线荷载标准值358.3 钢架计算简图378.4预估截面378.5 内力计算388.6 荷载组合478.7截面验算479 节点设计729.1 斜梁与边柱的连接节点729.2 中柱与双边斜梁连接节点749.3 梁梁端板节点769.4 屋脊端板节点769.5
10、边柱和中柱柱脚设计789.6 牛腿设计8211 支撑构件设计8511.1 屋面横向水平支撑8510.2 柱间支撑8512 基础设计8912.1 基础的选择8911.2 基础埋深8911.3 基础尺寸的确定8911.5 基础截面配筋计算93参考文献95致谢96V1 绪论结构体系指的是“结构构件采用较薄板件，设计时需要考虑板件局部失稳后后继强度的钢结构体系”。门式刚架是目前国内应用最广泛的轻型钢结构之一，属于平面结构，它是在纵向构件、支撑和围护结构的联系下形成空间的稳定体系。结构只有组成了空间稳定整体后，才能承担各种荷载以及其他外在效应。所以在考虑建筑功能以及经济条件下后本设计选用单层轻型门式刚架
11、结构。本仓库建筑面积为3456，是单层钢结构建筑。单层仓库为四坡双跨门式刚架, 长度为78m，跨度为24m+24m，宽度为48m，刚架柱距6m，柱高9.00m，屋面坡度为8%,屋面板为压型钢板，檩条采用薄壁卷边C型，檩条间距为1.5m，墙梁间距为2.0m。门式刚架采用Q345钢，抗风柱、屋面檩条、墙梁采用Q235B钢，焊条采用E43型，外墙墙面为彩色压型钢板，在AD跨设置一台5t吊车，牛腿标高为6.50米。 建筑安全等级为二级，结构设计使用年限为50年。 地基基础设计等级为丙类。 建筑防火等级为二级。2 结构选型及布置2.1 结构选型 经过分析，由于本仓库荷载较小，所以选用质量较轻、工业化程度
12、高、施工周期短、结构形式较为简单的轻型门式刚架结构。梁、柱等节点为刚性连接的门式钢架具有结构简单、受力合理、刚度良好、使用空间大以及施工方便等特点，并且便于工业化、商品化的制品生产。与轻型维护材料配套的轻型钢结构框架体系已经广泛应用于建筑结构中。单层门式钢架适用于一般工业以及民用建筑、公用建筑、商业建筑，也可以用于吊车起重量不大（Q15t）且跨度不大的工业厂房。2.2 材料的选择 材料的选择根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中的相关规定(3.3材料中3.3.1第2条的规定)选取。本厂房为轻型门式刚架结构，厂房柱、梁、吊车梁等构件选用Q345钢。抗风柱、檩条、压型钢板柱间支
13、撑等结构构件均选用Q235钢材。 焊条的选用：Q235钢与Q235钢、Q235钢与Q345钢之间的焊接连接采用E43型焊条；Q345钢与Q345钢之间的焊接采用E50型焊条。2.3 柱网布置本仓库建筑面积为3456m，其中柱距为6m。对于跨度的选择，应尽量选择较大的跨度。跨度较大可以扩大柱网这，样可以提高建筑的通用性，扩大生产储存面积，节约用地，并且可以加快建设速度，提高吊车的服务范围。因此本仓库采用24 m的跨度。并根据要求设为双跨。柱网布置如图2.1所示。 图 2.1 柱网布置图2.4 屋面布置根据屋面压型钢板规格，檩条沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CEC
14、S102：2002中6.3.1的规定，由于檩条跨度为6m9m，所以采用实腹式檩条。根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中6.3.5和6.3.6的规定，应在檩条中间设置一道拉条。拉条采用8圆钢，圆钢拉条应设在距檩条上翼缘1/2腹板的高度范围内，屋脊拉条为刚性。如图2.2所示。 图 2.2 拉条布置图2.5 柱间支撑及布置根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中4.5.2的规定应在厂房两端的第一柱间设置柱间支撑，并且应在中间的一个柱间设置柱间支撑。柱间支撑分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑布置。两端的第二跨设上下柱支撑，中间设上下柱支撑。在设置柱间支撑的开间，宜同时设置屋盖横向支撑，组成几何不变体系。当有起重量不小于5t的吊车时，柱间宜采用型钢支撑，形式为十字交叉。如图2.3所示。 图 2.3 柱间支撑2.6 屋盖支撑及布置由于本仓库长78m，宽48m，根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002中4.5.2的规定，
