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1、目录一、设计资料2二、钢屋架计算7三、内力计算7四、杆件截面设计9五、节点设计12六、填板计算16七、吊车梁计算16八、排架柱荷载计算18九、排架柱配筋计算20十、牛腿设计21十一、基础设计22某机加工车间设计一、设计资料1-车间基本参数：某公司因生产需要，拟在济南郊区建设一座单层单跨机加工车间（设计使用寿命50年），车间建筑平面、剖面见下图。cprj二、 vn二二 J*51x7170A71717717170.000剖面1:1UU车间采用排架结构，下部为现浇钢筋混凝土柱及独立基础，上部采用钢屋架结构， 屋架与排架柱铰接。车间内设有一台 A4 工作制的软钩梁式吊车，屋架下弦距离牛腿顶 面1.8m
2、，轨道高度130mm。混凝土排架柱采用实腹矩形柱;吊车梁采用H形截面钢吊 车梁，抗风柱为矩形截面钢筋混凝土柱。车间屋面采用75mm厚彩色夹芯钢板，屋面檩条为卷边C型钢（C180X70x20x2.5）,檩条间距约1.5m；车间四周围护墙采用240mm厚砖墙，内外各抹灰20mm 厚，表面刷涂料;纵墙塑钢窗洞高为18m、宽为2.4m，共上下两层。2、车间荷载、材料自重、抗震设防等级： 屋面活荷载标准值：0.5kN/m2（不上人屋面，无积灰荷载）； 基本风压：0.45kN/m2； 基本雪压：0.30kN/m2； 屋面75mm厚夹芯钢板及檩条自重标准值:0.25kN/m2 （按投影面积）； 钢屋架及屋面
3、支撑自重标准值（估算）：0.35kN/m2 （按投影面积）； 钢筋混凝土自重25 kN/m3；砖及抹灰自重20 kN/m3；回填土自重 20 kN/m3； 抗震设防等级：6 度。3、荷载组合： 钢屋架为简化计算，屋面暂不考虑风荷载作用。首先计算一榀典型简支屋架的内力系数 然后分别计算下述三种荷载标准值作用下的杆件内力：全跨永久荷载、全跨屋面活荷载、 半跨屋面活荷载。最后列表进行下述两种荷载组合：1.2X全跨永久荷载+1.4x（屋面活荷载，雪荷载）；max1.2X全跨永久荷载+1.4x（半跨屋面活荷载，半跨雪荷载）。max 排架柱 为简化计算，不考虑车间的空间作用，将钢屋架简化成刚度无穷大的水平
4、横梁， 两端与排架柱铰接连接。屋面永久荷载及活荷载标准值分别等效作用到横梁上。首先分别计算下述八种荷载标准值作用下一榀典型排架的内力：永久荷载、屋面 活荷载、左（或右）墙面风荷载、吊车左（或右）刹车力、吊车靠近左（或右）时的竖向 荷载；然后列表进行排架柱的内力组合。组合情况考虑以下六种：1.2x永久荷载+1.4x（屋面活荷载，雪荷载）;max1.2 x永久荷载+1.4 x墙面风荷载；I-2 x永久荷载+14x吊车竖向荷载；1.2x永久荷载+0.9x1.4x（屋面活荷载，雪荷载）+0.9x1.4x墙面风荷载； max1.2x永久荷载+0.9x1.4x （屋面活荷载，雪荷载）+0.9x1.4x吊车
5、竖向荷载； max1.2x永久荷载+0.9x1.4x （屋面活荷载，雪荷载）+0.9x1.4x墙面风荷载+0.9 maxx 1.4x吊车竖向荷载+0.9x1.4x吊车水平荷载。4、地质情况：经勘测，地表土为人工填土，1.2m厚，不宜作为天然地基土，建议全部挖除；其 下为粘土，地基承载力特征值fak = 200kpa，压缩模量Es二10mpa，适宜作为地基持力 层。场地地下水静止水位埋深为 10.5 米，可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀。最大冻 土深度可按 0.5m 考虑。5、主要构件材料 钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋； 混凝土： C20C30 ； 钢材：Q
6、235-B 或 Q345-B。6、钢屋架形式为梯形钢屋架，吊车吨位为10t,牛腿柱顶标高为4.5m结构布置CXG2GX.G1Zzl I | I | 徜 I | I 下3二、钢屋架计算1、屋面坡度为1/12。2、屋架布置及几何尺寸-A/ AoaCQ, 5.0.MM.1, 0 .屋架几何尺寸图屋架计算跨度2400-300=23700屋架端部高度H=23125mm3、荷载计算（1）恒荷载屋面恒荷载0.25 kN/m2屋架及支撑自重0.35 kN/m2 0.25+0.35=0.6 kN/m2（2）活荷载因屋面活荷载0.5 kN/m2 雪荷载0.3kN/mi2，取0.5 kN/m2永久荷载设计值：1.3
7、5x0.6+1.4x0.7x 0.5=1.3kN/m2可变荷载设计值：1.2X0.6+1.4X 0.5=1.42kN/m22、荷载组合设计屋架时，考虑以下两种荷载组合：全跨永久荷载+半跨可变荷载F1=0.6 x1.2x1.5x 6=6.48 kNF2=0.5x1.4x1.5x6=6.3 kN三、内力计算按力学求解器计算杆件内力，然后乘以实际的节点荷载，屋架要上述第一种荷载组 合作用下，屋架的弦杆、竖杆和靠近两端的斜腹杆内力均达到最大值，在第二和第三种 荷载作用下，靠跨中的斜腹杆的内力可能达到最大或发生变号，因此，在全跨荷载作用 下所有杆件的内力均应计算，而在半跨荷载作用下，仅需计算近跨中的斜腹
8、杆内力，取 其中不利内力（正、负最大值）作为屋架的依据。具体计算见图屋架各杆内力组合见表。I:全跨荷载内力图F左半跨荷载布置图F F/2左半跨荷载内力图内力计算表杆件名称内力系数第一种组合第二种组合计算杆 件内力全跨G左半跨G右半跨GFXG (KN)F X+1F X2F1+F X2上 弦 杆AB0000000BC-8.32-5.96-2.36-106.83-91.89-69.10-106.83CD-8.32-5.96-2,36-106.83-91.89-69.10-106.83DE-12.98-8.76-4.31-166.66-139.38-111.78-166.66EF-12.98-8.76
9、-4.31-166.66-139.38-111.78-166.66下 弦 杆ab4.53.311.1857.7850.2536.7657.78be11.037.663.37141.63120.2993.14141.63cd14.088.985.10180.78148.50123.94180.78de14.648.146.50187.98146.83136.45187.98斜 腹 杆aB-8.75-6.44-2.31-112.35-97.93-71.58-112.35Bb6.824.723.0987.6774.2863.9687.67bD-5.42-3.40-2.02-69.59-56.81-4
10、8.07-69.59De3.721.921.8047.7636.3735.6147.76eF-2.50-0.74-1.75-32.10-20.96-27.35-32.10Fd1.17-0.401.5815.025.0817.6217.62dH-0.041.50-1.54-0.519.23-10.01-10.01He-1.02-2.421.40-13.10-21.9615.5-21.96竖杆Ao-0.05-0.500-6.42-6.42-3.26-6.42Cd-1.0-1.00-12.84-12.84-6.51-12.84Gd-1.0-1.00-12.84-12.84-6.51-12.84le1
11、.840.920.9223.6317.8017.8023.63四、杆件截面设计1、上弦杆截面计算整个上弦杆采用同一截面，按最大内力计算N二-184.54N （压力），查表，节点板厚度选用8mm，支座节点板厚度选用10mm。计算长度屋架平面内取节间轴线长度=1505mm ox屋架平面外，根据支撑和内力变化取,| =6020mmoy截面宜选用两个不等肢角钢，且短肢相并,如图止12x|xy图 1 上弦截面A=13.82 cm2 i =1.67cm i =6.69cmxy入y二 l / i =150.5/2.56=59 九二 150ox x入y = l / i =602.0/6.69=90九二 150
12、oy yb /t=100/8=12.50.56 l / b =(0.56x603.0)/10=33.81oy 1可近似取入二入，b类截面，查表申=0.621xz yyb = N/gy A) = 184.54 x 103/(0.621 x 4460)=66.63 N/mm2 勺=215 N/mm2所选截面合适。2、下弦杆截面计算整个杆件采用同一截面，按最大内力计算，N =185.69kN (拉力)max计算长度屋架平面内取节间轴线长度l二300cm |y=600cm0x屋架平面外根据支撑布置取l =23.7/2=11.85moy试选用2L80X50X8,见图2所示，A =19.7 cm2 , i
13、 = 1.38 cm , i =4.02 cmxy按所选角钢进行截面验算：入=l / i =300/1.38二 217入=350x ox x入 = l /i =1185/4.02=295入=350y oy y截面合适xxy下弦截面3、斜杆截面计算斜杆AK和斜杆BM合并N = -109.65kN （压力），1 =2775 , l =30670x0y计算所需净截面面积 选用 2L70X6，图所示，A=16.32c 代,i =2.15 cm , i = 3.19cmxyy斜杆截面入=1 / i =262.4/2.15=129.06九二 150 属于 b 类截面x ox x入=1 /i =262.4/3.19= 96,。14九二 150 属于 b 类截面x oy y满足长细比：九二150的要求。b /t=11.70.58 l / b =0.58x262.4/7=21.7入 =82.3x(1+0.475b3 / l2 oy 2 yz oy2t2 )=86.1查轴心受压构件的稳定系数表，申=0.392o = N/g A) = 109.65x103/(0.392 x 1632) = 171.40 N/mm2 勺=215 N/mm2所选截面合适。斜杆KB和斜杆MC合
