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1、钢结构工业厂房设计计算书单层工业厂房设计计算书一、设计概况单层工业厂房，长60米，宽30米，梁与柱均为桁架结构，屋面只有雪荷载和活荷载。二、设计条件1. 设计使用年限：50年2. 自然条件（1）地理位置：兰州市某郊区（2）环境条件：除雪荷载外不考虑其他环境条件3. 荷载条件 结构自重（Q235 :容重7.698 X 10-5 N/mm 静力荷载（雪荷载）：50年一遇最大雪荷载0.15kN/m2 动力荷载（吊车）：起重最大量10吨4. 材料（1）Q235碳素结构钢（2）热轧普通槽钢（格构式柱） 冷弯薄壁方钢管（横梁、檩条） 热轧普通工字钢（吊车梁） 热轧普通H型钢（吊车轨道） 钢板（缀板） 压型
2、钢板（屋面）4.安装条件：梁与柱铰接，柱与基础固定连接，其他连接部分焊 接。二、结构尺寸 模型透视图* MII俯视图长宽 AX B=60mK 30m 左视图柱高H=5.5m单跨宽度b=30m/3=10m 吊车梁高度h=5m桁架屋盖高h=2m正视图单跨长度a=60m/8=7.5m吊车轨道支柱距离 a=60m/12=5m三、内力计算及构件设计1. 格构式轴心受压柱设计由软件模拟分析得柱的轴心受压最大设计值为N=50000N=50kN对实轴计算，选择截面尺寸假定入y=50,按Q235钢b类截面查表得：书=0.856 , f=215N/mm2所需截面面积：A=N/(书 f)=50000/(0.856
3、X 215)N/cm2=2.7cm2回转半径：i y=l oy/ 入 y=500cm/50=10cm查表试选：225a2A=2X 34.91=69.82cm , iy=9.81cm,4i i=2.42cm,Z o=2.07cm,I i=175.9cm验算绕实轴稳定：入 y=l oy/i y=500cm/9.81cm=50.97入=150,满足要求查表得：书=0.852(b类截面)N/(书 A)=50000N/(69.82 X 102)cm2=8.41N/mn2100nn足构造要求验算绕虚轴稳定：查表得：书=0.847（b类截面）N/（书 A）=50000N/（0.847 X69.8、102mr
4、r）=8.45N/mm26,满足缀板的刚度要求2. 吊车梁设计 初选截面（未计自重）梁跨中最大弯矩：ML=1/4 X FX 1=1/4 X 50kNX 10m=125kN m所需净截面抵弯矩:WX=MU（ 丫 xf）=（125 X 106）/（1.05 X 215）mni=553.71cm3梁的高度在净空方面限制 500cm,根据刚度要求，梁的容许挠度为1/800，查表可得其容许最小高度为：hmin=l/8=125cm按经验公式可得梁的经济高度为：h e=7(wnx)1/3-30cm=7X (553.71cm 3)1/3-30cm=27.48cm考虑刚度要求，初选梁为“工 45a” ,hw=4
5、50mm腹板厚度按负担支点处最大剪力需要，由经验公式可得：t w=1.5V/(h wf v)=(1.5 x 50000N)/(450mmX 125N/mrx=32241cmx=32241cm/22.5cm=1432.8cm 3单位长度梁的自重: g=1.2 x (10200mmX 10000mnX 7.698=942.24N/m梁自重产生的最大弯矩：M=1.2 x 1/8 x 942.24N/mX (10m)2)=1.3mm依剪力要求所需腹板很小腹板厚度按局部稳定性需要，由经验公式可得：1/2 1/2tw=(h w) /1仁(45cm) /11=0.61cm=6.1mm选用“工45a” ,腹板
6、厚度为tw=11.5mm按近似公式计算所需翼缘板面积：3bt=WL/hwr(t Jiw/6)= 553.71cm /45cm-(1.15cm x 45cm/6)2=3.68cm试选“工45a” ,翼缘板宽度为150mm则所需厚度为 t=368mm2/150mm=2.45mm选用“工45a” ,翼缘宽度t=18mm 验算截面截面的实际几何性质:2A=102crnx 10-5 N/mrn) /10m=14133.6N=14.13kN m(1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造使自重增大的系数)跨中最大总弯矩为：M=125kN m+14.13kN m=139.13 kN m正应力为：(T =( 139.1
7、3 x 106 N mm)/(1.05 x 1432.89 x 103)2 2 =92.47N/mm215N/mm支座处的最大剪力按梁的支座反力计算，其值为：V=50000N+(1.2 x 9422.4N x 1/2)=55653.44N=55.65KN切应力为t =55653.44N/(150mmx 11.5mm)=32.26N/mnn125N/m切应力很小，跨中弯矩最大处的截面切应力不再进行计算跨中截面腹板边缘折算应力：(T =( 139.13 x 106N mnx 225mm)/(32241 x 104mri)=97.21N/mm2跨中截面剪力:V=50kN切应力为：t =(50000
8、x 1.8 x 15x 22.5 x 103)/(32241 x 104x 11.5)=8.19N/mm(T 2+3t 2) 1/2=(97.21 2+38.192)1/2N/mrfi2 2=98.24N/mm1.1f=236.5 N/mm五、其他构件校核轴力图剪力图弯矩图位移图1.横梁hx bxt=140mmK 90mm 5mm轴力 Nnax=13.1N/mm,弯矩 Mh=72.8N/mmvf=215N/mm剪力 Vmax=23.8N/mnivf=125N/mm挠度 =17.3mm = l/400=7500/400=18.8mm2.檩条 hx bxt=120mmX 80mnX 6mm轴力 N
9、nax=2.4N/mm，弯矩 MLx=91.8N/mmf=215N/mm剪力 Vmax=3.9N/mmvf=125N/mm挠度 =6.8mm = l/250=7500/250=30mm3. 吊车轨道2轴力Nnax=0.2N/mm,弯矩HW25X 250, t i=9mm,t2=14mm,r=16mm2 2MU=31.7N/mmf=215N/mm剪力 Vmax=8.77N/mmf=125N/mm挠度 =23.3mm = l/400=5000/400=12.5mm4. 桁架hx bxt=120mmK 80mm 5mmvf=215N/mm轴力 Nmax=23.7N/mm，弯矩 Mk=82.1N/mm剪力 Vmax=5.48N/mmvf=125N/mm 挠度 =6.9mm = l/400=10000/400=25mm42224I x=2X (175.9cm +34.91cm X 10.93 cm)=8692.84cmix=(I x/A) =(8692.84cm4/69.82cm2) =11.16cm入 x=l ox/i x=500cm/11.16cm=44.802 2 1/2 2 2 1/2入 ox=(入 x2+入 12) =(44.80 2+252) =51.30v入=150
