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1、摘 要本设计是某双跨双坡装配车间的设计，设计内容包括厂房结构布置和各构件设计。在设计过程中，先根据长度和跨度等条件确定了厂房的结构布置，后采用了结构力学求解器对厂房的内力进行计算，按照钢结构设计原理和钢结构设计规范对各构件进行设计。最后对各构件的制造工艺以及防腐工艺进行设计。整个设计过程遵循钢结构设计规范和门式刚架设计规范，设计经济合理，满足施工要求。关键词门式刚架 结构设计 结构布置 制造工艺Abstract：This design is the design of twin-spins double-pitch fitting shop , the design includes the
2、plant layout structure、design of each components. In the design process, first according to the length and the span determine the structural arrangement of the workshop , Latter uses the Structual Mechanics solver to calculate the inner force of structure, according to Steel structure principle of d
3、esign and Steel structure Design Specification for the menber check computations. Finally carries on the design to various components manufacture craft as well as the anticorrosion craft. The entire design abides by Steel structure and Portal frame Design Specification, the design is economical and
4、reasonable , satisfying the request under construction.Key words：Portal frame structure design structural arrangement manufacturing process目 录引言11 基本资料和设计依据21.1 工程概况21.2 装配车间设计参数：22 厂房结构选型及布置22.1 结构选型及方案论证22.2结构布置23材料选择34 结构设计34.1 刚架内力计算34.2 刚架截面设计134.3 刚架柱牛腿计算254.4 柱间支撑设计274.5 檩条设计及验算304.6 墙架设计364.
5、7 吊车梁的设计及计算394.8 节点的设计484.9 柱脚设计504.10 柱下基础设计535 钢结构制造、防腐585.1 材料准备585.2 构件的制作595.3 涂装615.4 隔热62总 结63参考资料64致 谢65附 录错误！未定义书签。引言本次设计是我在调研过程中，某机械零部件公司正在筹建的某机械加工装配车间的设计，设计按照毕业设计任务书的要求，进行了厂房结构布置和构件的设计两个部分，各部分均按照钢结构设计规范设计。门式刚架轻型结构是单层工业厂房、民用及仓储房屋中一种常见的结构形式，特别是近十多年来，随着我国经济的迅速发展，由于生产的需要，这类结构以其用钢量低、重量轻、造价低、适用
6、范围广等特点而广泛应用，工程实践表明：门式刚架轻型刚结构的用钢量在20-50kg/m2左右，因此不仅国外是轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房结构体系推向我国市场，国内的轻刚生产厂家、设计单位也纷纷转向这类结构的生产和设计。因此，作为结构工程专业毕业生，进行一次完整的钢结构厂房设计，具有重要意义。本次设计是对四年大学所学知识的检验，也为今后的工作奠定了坚实的基础。本设计主要包括：通过方案比较，选择双跨双坡门式刚架结构；对结构布置进行设计，确定柱网布置图；通过内力计算及钢结构设计原理，确定梁、柱截面；通过钢结构设计原理及设计规范对各细部构件进行设计；对主要构件（非型钢）进行制造工艺设计。 某双跨双坡带吊
7、车装配车间设计及制造工艺设计1 基本资料和设计依据1.1 工程概况（1）建筑面积 2808（2）建筑层数：1层（3）结构形式：轻钢结构（4）装配车间设计参数：车间内设置两跨，跨度均为18m，车间总长78米，屋面坡度1/12，柱高10米。两跨均设5t电动单梁式吊车，轨道顶标高为7.8m；吊车工作制为中级。1.2 设计依据 本设计参照钢结构设计规范GB50017-2003，建筑结构荷载规范50009-2001和门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102：2002，并参考了轻型钢结构设计指南和钢结构设计与计算等书籍。2 厂房结构选型及布置2.1 结构选型及方案论证因车间功能为装配零部件，吊车吨位较
8、小（起重量20t），屋面活载和恒荷载都较小，跨度不大，故采用轻型门式刚架结构。又为了零件存储运输方便，故采用双跨门式刚架，且采用结构简单，制作安装方便的双跨双坡门式刚架为最佳方案。2.2 结构布置厂房长度78米，故可不设温度区段，柱间支撑设在端部，隔一跨设一道中间设一道，共3道。檩条和墙檩间距1.5m，在檩条跨中设置两道拉条，在侧墙顶部设斜拉条。柱网布置图如下图2.1： 图2.1 柱网布置图3 材料选择根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、连接方法、钢材厚度和工作温度等因素综合考虑，本设计所用钢材均采用Q235钢。屋面采用彩色压型钢板，外层板板厚0.8mm，内层板采用0.5 mm。型号为；V1
9、4.5-125-1000。墙面板采用HV373型彩钢压型板。屋面板和墙板均采用内嵌高肋岩棉的保温措施。基础混凝土等级C25，钢筋为I级。高强螺栓和地脚锚栓均为10.9级。焊条采用E43系列。 4 结构设计4.1 刚架内力计算4.1.1 荷载取值恒荷载（对水平投影面）檩条自重 0.05kN/m2 板及保温层 0.35kN/m2 悬挂设备 0.10kN/m2 =0.65kN/m2恒荷载标准值 0.66=3.91kN/m恒荷载设计值 3.911.2=4.7 kN/m 活荷载屋面活荷载标准值 0.50kN/m2 雪荷载 0.35kN/m2（雪荷载与活荷载不同时考虑取最大值） =0.5kN/m2活荷载标
10、准值 0.56=3kN/m活荷载设计值 31.4=4.2 kN/ m2风荷载 基本风压 0.5kN/m2(按地面粗糙度B类取得) 柱顶高度取10.5m，按建筑结构荷载规范，z=1.000（Z/10）0.32，（Z为柱顶到地面距离）得风压高度变化系数z=1.064 z=1q1=szzw0B=0.81.06410.56.0=2.55kN/m 设计值 2.551.4=3.57 kN/mq2=szzw0B=-0.51.06410.56.0=-1.6kN/m 设计值 1.61.4=2.24 kN/m作用在屋面的风荷载FW屋顶标高为12m z=1.056FW1=szzW0B=-0.61.0560.56.0
11、=-1.9kN 设计值 1.9 1.4=2.66 kN/m FW2=szzW0B=-0.51.0560.56.0=-1.58kN 设计值 1.581.4=2.21 kN/m图4.1 风荷载体型系数示意图轻质墙及柱自重（包括柱墙骨架） 0.5kN/m吊车荷载表3.1 吊车荷载（吊车为LDA型电动单吊梁吊车）起重量Q（t）最大轮压Pmax(t)最小轮压Pmin(t)吊车总宽B（m）吊车轮距w（mm）小车重q（t）54.060.9300025004.42利用柱子的反力影响线求得以左轮为基准图4.2 吊车荷载图5t吊车作用下产生的竖向荷载标准值 Dmax=（1+0.67）Pmax=1.5840.6=6
12、4.15kN 设计值 64.15 1.4=89.81 kN标准值 Dmin=（1+0.67）Pmin=1.589=14.22kN设计值 14.22 1.4=19.91 kN5t吊车作用下产生的水平荷载，即每个轮子水平刹车力T1=kNT的最不利位置同Pmax，故Tmax，k=2.8（1+0.58）=4.47kN设计值 Tmax=rQ Tmax，k=1.4 4.47=6.26 kN吊车轨道自重为38kg/m=0.38KN/m4.1.2 荷载计算简图 图4.3 恒荷载作用下计算简图 图4.4 活荷载作用下计算简图 图4.5 左风荷载作用下计算简图图4.6 右风荷载作用下计算简图 吊车竖向荷载作用下计
13、算简图（有三种情况） （1） Dmax在AB柱、Dmin在CD柱计算简图 （2） Dmax在CD柱、Dmin在AB柱计算简图 （3） Dmax在CD柱、Dmin在EF柱计算简图 图4.7 吊车竖向荷载作用下计算简图吊车水平荷载作用下计算简图(四种情况) （1） Tmax在左跨、方向向右计算简图 （2） Tmax在右跨、方向向左计算简图 （3） Tmax在右跨、方向向右计算简图 （4） Tmax在右跨、方向向左计算简图 图4.8 吊车水平荷载作用下计算简图4.1.3 内力计算简图因受力较复杂，采用清华大学出版的结构力学求解器进行内力计算。计算过程如下：首先将A、B、C、D、E、F各结点坐标输入，然后输入各单元连接方式（如AB杆为1单元），再输入支座约束（刚接或铰接），最后将荷载条件和材料性质输入，即可输出内力图。根据结构力学求解器对结构进行内力计算简图如下： （M图）
