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1、-目录引言1文献综述2第一局部建筑方案设计81厂房的平面设计82 厂房的剖面设计103 厂房的立面设计114 厂房的构造设计115 总平面设计11第二局部构造设计121 屋面檩条计算122 墙面(轴线414)檩条计算153 墙面(轴线AE)檩条计算184 抗风柱的计算215 A 、C柱间支撑236 柱B间支撑257 横向水平支撑268 吊车梁计算289 门式刚架计算349.1 荷载标准值349.2 初选截面359.3 截面特性359.4 刚架力计算3610节点计算6810.1 柱脚计算6810.2 牛腿计算7310.3 梁柱连接设计计算7711 根底梁及地基根底计算8411.1 根底梁计算84
2、11.2 左柱根底计算8611.3 中柱根底计算92致97参考文献98外文翻译99附录A毕业论文原始资料109附录B 刚架计算力组合表. . 116附录C 英文翻译原文资料 . . 132. z-. z-引言钢构造作为一种新兴的构造型式方兴未艾，由于其具有强度高、自重轻、安装方便、造型美观，施工周期短且不受季节变化影响，地基费用省等一系列优点，与混凝土材料相比，属环保型和可再次利用型材料，已被人们普遍承受。其中轻型钢构造以其经济、高效的优点在工业厂房、仓库、超市建筑中倍受青睐。本设计即为单层双跨的轻钢构造工业厂房，采用了门式刚架构造。文献综述门式刚架轻型钢构造工业厂房最优柱距研究1.1简介工业
3、厂房设计中柱网布置往往采用模数化柱距，而对门式刚架轻型钢构造工业厂房来说，不合理的模数柱距会使用钢量指标过大。本文根据笔者从事的几个实际工程，对轻型钢构造工业厂房的最优柱距问题从设计用钢量的角度作了较详细的研究讨论。关键字：轻型钢构造，门式刚架，柱距The Study on Optimumal Column Spacing of the Portal Frame Light SteelSructure of Industrial Building.Wang Yuantsing Wang Chunguang(Department of Civil Engineering, Tsinghua Un
4、iversity)Abstract: Spacing module is often used in the layout of column system of industrial building. But in the portal frame light steel structure industrial building, unsuitable module can cause too large design steel cost. This paper introduces some problem and cooresponding solutions in the sev
5、eral practical projects the author engaged. The optimumal column spacing in the light steel structure industrial building is discussedin detial from the point of design steel cost.KeyWords: light steel structure; portal frame; column spacing1.2概述门式刚架轻型钢构造是单层工业厂房中一种常见的构造形式。特别是近十多年来，随着我国经济建立的迅速开展，由于生产
6、的需要，这类构造以其用钢量低，重量轻，造价低，适用围广等优点而获得广泛的应用。不仅国外的轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房构造体系推向国市场，国的轻钢生产厂家、设计单位也纷纷转向这类构造的生产和设计。但是，由于我国目前还没有相应的轻钢设计规。大局部设计仍沿用现行的普通钢构造设计规来进展门式刚架轻钢构造的设计和计算，使得设计用钢量指标高攀不下，或在没有充分理论依据的情况下，凭经历一味地追求低用钢量而造成事故。因此，对门式刚架轻型钢构造进展系统的研究，建立和完善专门的设计规势在必行。2.1设计方面2.1.1屋面活荷载取值框架荷载取0.3kN/m2已经沿用多年，但屋面构造，包括屋面板和檩条，其活荷载要提高
7、到0.5kN/m2。?钢构造设计规?规定不上人屋面的活荷载为0.5kN/m2，但构件的荷载面积大于60m2的可乘折减系数0.6。门式刚架一般符合此条件，所以可用0.3kN/m2，与钢构造设计规保持一致。国外这类，要考虑0.15-0.5N/m2的附加荷载，而我们无此规定，遇到超载情况，就要出平安问题。设计时可适当提高至0.5kN/m2。现在有的框架梁太细，檩条太小，明显有人为减少荷载情况，应特别注意，决不允许在有限的活荷载中“偷工减料。2.2.2屋脊垂度要控制框架斜梁的竖向挠度限值一般情况规定为1/180，除验算坡面斜梁挠度外，是否要验算跨中下垂度.过去不明确，可能不包括屋脊点垂度。现在应该是计
8、算的。一般是将构件分段，用等截面程序计算，每段都要计算水平和竖向位移，不能大于允许值，等于要验算跨中垂度。跨中垂度反映屋面竖向刚度，刚度太小竖向变形就大。要的度本来就小，脊点下垂后引起屋面漏水，是漏水的原因之一。有的工程由于屋面竖向刚度过小，第一榀刚架与山墙间的屋面出现斜坡，使屋面变形。本人有此想法，刚架侧移后，当山尖下垂对坡度影响较大时例如使坡度小于1/20，要验算山尖垂度，以便对屋面刚度进展控制。2.2.3钢柱换砼柱少数设计的门式刚架，采用钢筋混凝土柱和轻钢斜梁组成，斜梁用竖放式端板与砼柱中的预埋螺栓相连，形成刚接，目的是想节省钢材和降低造价。在厂房中，确实是有用砼柱和钢桁架组成的框架，但
9、此时梁柱只能铰接，不能刚接。多高层建筑中，钢梁与墙的连接也是如此。因为混凝土是一种脆性材料，虽然构件可以通过配筋承受弯矩和剪力，但在连接部位，它的抗拉、抗冲切的性能很并，在外力作用下很容易松动和破坏。有些设计，在门式刚架设计好之后，又根据业主要求将钢柱换成砼柱，而梁截面不变。应当指出，砼柱加钢梁作成排架是可以的，但将刚架的钢柱换成砼柱，而钢梁不变，是不行的。由于连接不同，构件力也不同，要的工程斜梁很细，可能与此有关。2.3.4檩条计算不平安 檩条计算问题较大。檩要是冷弯薄壁构件，受压板件或压弯板件的宽厚比大，在受力时要屈曲，强度计算应采用有效宽度，对原有截面要减弱，不能象热轧型钢那样全截面有效
10、。有效宽度理论是在?冷弯薄壁型钢构件技术规?GB500182002中讲的，有的设计人员恐怕还不了解，甚至有些设计软件也未考虑。但是，设计光靠软件不行，还要能判断。软件未考虑的，自己要考虑。再有，设计人员往往忽略强度计算要用净断面，忽略钉孔减弱。这种减弱，一般到达6-15%，对小截面窄翼缘的梁影响较大。刚架整体分析采用的是全截面，如果强度计算不用净截面，实际应力将高于计算值。?规?、9条规定：“构造构件的受拉强度应按净截面计算；受压强度应按有效截面计算；稳定性应按有效截面计算。变形和各种稳定系数均可按毛截面计算。有的单位看到国外资料中檩条很薄，也想用薄的。国外檩条普遍采用高强度低合金钢，但我国低
11、合金钢Q345的冲压性能不行，只有用Q235的。国外是按有效截面计算承载力的。如果用Q235的，又想用得薄，计算时还不考虑有效截面，荷载稍大时檩条就要垮。3.1门式刚架轻型钢构造合理柱距的选择厂房构造设计中首先要解决的问题是如何配合工艺要求进展柱网的平面布置。过去我国和前联习惯上将柱距模数定为3m(常用3m，6m，9m，12m等)，这实际上是照搬了预制钢筋混凝土工业厂房的模数制。对门式刚架轻型钢构造是否适用，尚很少有人对此进展专门的研究。然而，从综合经济分析的角度来看，合理的柱距(模数)对设计的好坏影响极大。这是因为：(1)对门式刚架轻型钢构造而言，任何一项设计，其设计用钢量的多少是评价设计优
12、劣的一项重要指标。而设计用钢量和柱距的大小是密切相关的(详见以下工程实例) (2)用轻质屋面材料代替传统笨重的预制钢筋混凝土屋面板，并采用轻型墙体材料，改变了传统工业厂房肥梁，胖柱，重盖，深基的做法。设计中可采用由预制钢筋混凝土限制的传统柱距模数，或采用新的模数化柱距，以降低用钢量指标。(3)厂房的实际用钢量及费用还与钢材的供应情况(品种规格)、构件标准化程度等密切相关。有时因材料替代及非标准构件的采用而造成的额外耗钢还相当可观。当然，离开了柱距模数，构件的标准化是无从谈起的。因此，只有从研究经济柱距入手，确定合理的柱距模数，才能使门式刚架轻型钢构造真正地实现设计标准化、定型化、专门化。从而推
13、动门式刚架轻型钢构造体系在我国的开展。本毕业设计是一个米跨，带有吨吊车的厂房，万荣厂有两个车间，林德发的毕业设计是一个米跨，带有吨吊车,另一个是米跨，带有吨吊车的厂房。可以说，这三个厂房从跨度和吊车吨位而言是有很大差异的，都采用6米柱距是否适宜.本人以刚架跨度和吊车吨位为主要变量，利用PKPM进展构造分析，对两厂所采用的实腹式门式刚架轻型钢构造体系在给定刚架跨度和吊车吨位的条件下，其设计用钢量随柱距的变化情况作了较系统的研究。主要考虑跨度：12m、15m、18m、24m、30m、36m；吊车吨位：0t、2t、5t、10t、15t、20t；及柱距为3m、6m、9m、12m、15m、18m的情况。
14、构造计算简图见图1。 图1门式刚架计算模型双跨为使研究更具有普遍意义和可比性，本文在设计计算时采用以下参数：钢材：Q235-B.F钢；风载：以0.35kN/m2为根本风压值，近似取高度变化系数为1.0; 雪荷载:0.30kN/m2,考虑屋面坡度1:15,15取屋面积雪分布系数为1.0。吊车荷载：吊车根本参数和尺寸依据?550一般用途电动桥式起重机根本参数和尺寸系列(ZQ1-62)?。需要说明的是：因本文考虑的是中级制工作厂房，吊车的吨位不大。因此在设计分析时，当柱距较小(9m)，吊车梁采用加宽上翼缘的实腹式工形截面梁，以满足侧向稳定的要求；当柱距为9m18m时，由于采用加宽上翼缘的方式通常需较大的翼缘，故采用制动桁架体系。同样对檩条和墙架粱，当跨度大于9m时，因采用实腹式变得很不经济或规格常受到限制，故采用桁架式。当跨度小于9m时，檩条和墙架梁采用冷弯薄壁型钢，详见参考文献。另外，本文在用钢量计算中，未对节点进展详细的设计，而是根据以往的经历，将构件用钢量乘1.11.4的放大系数，作为构件的总用钢量。本文各构件最危险截面考虑稳定后最大应力(折算应力)控制在设计值的90左右。图2.a跨，吨吊车 图2.b跨，吨吊车图2.ac给出了根据以上条件分析得到的涿州厂和万荣厂各自在2*24m跨，2*(10+20)t吊车，2*18m跨，2*(3+5)t吊车及15m单跨，2t吊车条件下，各单项
