《机械厂机械加工车间 建筑结构设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械厂机械加工车间 建筑结构设计（106页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轻型钢结构厂房结构设计绪论 毕业设计是本科学生在学完教学计划规定的全部课程后必须进行的重要环节，是本科学生将所学的基础理论知识和专业理论知识与实际联系的重要过程。通过毕业设计，学生可以综合运用和深化所学理论知识，熟悉、理解、和运用培养学生钢结构设计规范 、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程和冷弯薄壁型钢结构技术规范等设计规范，培养独立分析和解决工程实际问题的能力。和以往的理论教学不同，毕业设计是要求学生在教师的指导下，独立地、系统地完成一个钢结构工程的设计，掌握工程设计的全过程，在巩固已学知识的基础上，培养考虑问题、分析问题和解决问题的能力，继续学习新的知识，并能做到举一反三。在毕业设计中，在独立
2、思考问题的基础上，同学间可以相互讨论，培养团队精神，这对我们以后的学习和工作都是很有帮助的。 钢结构作为一种新兴的结构型式方兴未艾，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，已被人们普遍接受。其中轻型钢结构以其外形美观、线条醒目、安装方便、节省钢材和易于实现构件制作标准化的特点，被广泛应用于单层工业厂房、超市、展览馆、体育馆或仓库式工业建筑，取得了非常好的经济与社会效益。 门式刚架轻钢厂房结构是轻钢结构的重要分支，这种房屋具有重量轻、用钢省、造价低、在7度及以下地区不需考虑抗震、形式美观具有
3、现代感、用途广泛、制作简单、施工周期短，深受制作、施工企业和广大用户欢迎。这种结构已成为钢结构行业甚至整个建筑业中发展最快的一种结构类型，每年新增建筑面积400多万平米，已在很大程度上取代了传统的混凝土工业厂房，取得了重大的经济效益。轻型门式刚架作为轻钢结构建筑体系中最具有生命力的结构形式，正在把我国轻型钢结构体系的建设推向一个新高潮，可以预见不久的将来它的应用前景更为广阔。本设计为崇阳县机械厂机械加工车间建筑结构设计。本设计即为单层双跨的轻钢结构工业厂房，采用了门式刚架结构。1.吊车梁设计1.1设计资料东风船厂二号厂房，跨度18m，柱距6m，吊车梁钢材采用Q235钢，焊条为E43型，吊车梁跨
4、度为6m，计算长度取6m，支撑于钢柱。表2-1 吊车基本参数和尺寸起重量Q/t跨度S/m宽度B/mm轮距W/mm轨顶以上高度H/mm轨道中心至端部距离b/mm最大轮压Pmax/kN最小轮压Pmin/kN总质量m1/t小车质量m2/t1016.55550440021402301152.518.83.8吊车轮压及轮距如图2-1所示图1-1 吊车轮压示意图1.2吊车荷载计算吊车荷载动力系数，吊车荷载分项系数则吊车荷载设计值为竖向荷载设计值 横向荷载设计值 1.3内力计算吊车梁中最大弯矩及相应的剪力如图位置时弯矩最大图1-2 C点最大弯矩Mmax对应的截面位置考虑吊车来那个自重对内力的影响，将内力乘以
5、增大系数，则最大弯矩好剪力设计值分别为：1.3.2吊车梁的最大剪力如图位置的剪力最大图1-3 A点受到剪力最大时截面的位置，。1.3.3水平方向最大弯矩。1.4 截面选择1.4.1梁高初选容许最小高度由刚度条件决定，按容许挠度值()要求的最小高度为：。由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩梁的经济高度为：。取。1.4.2确定腹板厚度。按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为：。取。1.4.3 确定翼缘尺寸初选截面时:上翼缘尺寸取，下翼缘尺寸取。初选截面如下图所示：图2-4 吊车梁截面1.5 截面特征1.5.1毛截面特性上翼缘对中和轴的毛截面面积矩上翼缘对y轴的截面特性：1.5.2净截面特征上翼缘对y轴的
6、截面特性：1.6梁截面承载力验算强度验算(1)正应力上翼缘正应力： 满足要求。下翼缘正应力： 满足要求。(2) 剪应力计算的突缘支座处剪应力： 满足要求。(3) 腹板的局部压应力采用QU80钢轨，轨高130mm。；集中荷载增大系数，腹板的局部压应力为：梁的整体稳定性验算，因此需要计算梁的整体稳定性。梁的稳定性系数为：整体稳定性为：（取）满足要求。1.6.3腹板的局部稳定性验算 ，应配置横向加劲肋。加劲肋间距，取外伸宽度：，取厚度：，取计算跨中处，吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲压应力为：腹板的平均剪应力为：腹板边缘的局部压应力为：(1)计算则 (2)计算则 则 (3) 计算则 则 计算跨中区格的局
7、部稳定性为：，满足要求。其他区格，经计算均能满足要求，计算从略。1.6.4挠度计算1.7焊缝计算(1) 上翼缘与腹板连接焊缝取。(2) 下翼缘与腹板连接焊缝取。(3) 支座加劲肋与腹板的连接焊缝取。1.8支座加劲肋计算取平板支座加劲板的宽度为110mm，厚度为12mm。承压面积：支座加劲肋的端面承应力为：稳定计算：A=从上得知：属b类截面，查表可以知道，所以按照下列公式来计算支座加劲肋在腹板平面外的稳定性：。吊车梁施工图见图纸。2.门式刚架设计2.1设计资料赤壁市机械加工厂车间采用双跨双坡门式刚架，刚架跨度18m,柱高9.9m共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度0.08，抗震设防烈度为7度，设计
8、基本地震加速度值0.15g。屋面为YX130-300-600型压型钢板；檩条、墙梁为冷弯薄壁卷边C型钢。整体钢材采用Q235钢，焊条为E43型，手工焊。刚架计算简图如图所示。图2-6 刚架计算图2.2荷载计算根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）选用。(1) 永久荷载标准值(对水品投影面)： YX130-300-600型压型钢板 0.15kN/m2 50mm厚保温玻璃棉板 0.05kN/m2 PVC铝箔及不锈钢网 0.02kN/m2 檩条及支撑 0.1kN/m2 刚架斜梁自重 0.15kN/m2 悬挂设备 0.2kN/m2 合计 0.67kN/m2转化为线荷载：0.676=4.02
9、kN/m。(2) 可变荷载标准值 活载 屋面检修活荷载 0.5kN/m2 雪载 0.35kN/m2 可变荷载取屋面活荷载与雪荷载中较大值，取0.5kN/m2。(3) 风荷载标准值基本风压为0.35kN/m2；地面粗糙度系数按B类取值；风荷载体形系数按建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）取值。系数如图所示：图2-7 风荷载体型系数风荷载高度变化系数按建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用，当高度为10m时，数值，风振系数取。风荷载体型系数。由得：风荷载作用见下图图2-8 风荷载作用简图(4)吊车荷载最大轮压：，最小轮压：吊车竖向荷载标准值：图2-9 吊车梁支座求Dmax
10、、Dmin时吊车位置吊车横向水平荷载标准值：起重量时，2.3内力计算本设计的内力计算运用PKPM结构软件中的STS模块进行计算，其结果如下：2.3.1恒荷载作用下的内力图(单位：kN.m、kN、kN。下同)图2-10 恒荷载作用示意图图2-11 恒荷载作用下的弯矩图图2-12 恒荷载作用下的剪力图图2-13 恒荷载作用下的轴力图2.3.2活荷载作用下的内力图图2-14 活荷载作用示意图图2-15 活荷载作用下的弯矩图图2-16 活荷载作用下的剪力图图2-17 活荷载作用下的轴力图2.3.3左风荷载作用下的内力图图2-18 左风荷载作用示意图图2-19 左风作用下的弯矩图图2-20 左风作用下的
11、剪力图图2-21 左风作用下的轴力图2.3.4右风荷载作用下的内力图图2-22 右风荷载作用示意图图2-23 右风作用下的弯矩图图2-24 右风作用下的剪力图图2-25 右风作用下的轴力图2.3.5吊车荷载作用下的内力图为了方便计算，将Dmax、Dmin与Tmax等效到柱上，见荷载示意图。Dmax在A柱右侧时的内力图图2-26 Dmax在A柱右侧时的荷载示意图图2-27 Dmax在A柱右侧时的弯矩图图2-28 Dmax在A柱右侧时的剪力图图2-29 Dmax在A柱右侧时的轴力图Dmax在B柱左侧时的内力图图2-30 Dmax在B柱左侧时的荷载示意图图2-31 Dmax在B柱左侧时的弯矩图图2-
12、32 Dmax在B柱左侧时的剪力图图2-33 Dmax在B柱左侧时的轴力图Dmax在B柱右侧时的内力图图2-34 Dmax在B柱右侧时的荷载示意图图2-35 Dmax在B柱右侧时的弯矩图图2-36 Dmax在B柱右侧时的剪力图图2-37 Dmax在B柱右侧时的轴力图Dmax在C柱左侧时的内力图图2-38 Dmax在C柱左侧时的荷载示意图图2-39 Dmax在C柱左侧时的弯矩图图2-40 Dmax在C柱左侧时的剪力图图2-41 Dmax在C柱左侧时的轴力图Tmax在AB跨时，作用向左图2-42 Tmax在AB跨向左作用时的荷载示意图图2-43 Tmax在AB跨向左作用时的弯矩图图2-44 Tmax在AB跨向左作用时的剪力图图2-45 Tmax在AB跨向左作用时的轴力图Tmax在AB跨时，作用向右图2-46 Tmax在AB跨向右作用时的荷载示意图图2-47 Tmax在AB跨向右作用时的弯矩图图2-48 Tmax在AB跨向右作用时的剪力图图2-49 Tmax在AB跨向右作用时的轴力图Tmax在BC跨时，作用向左图2-50 Tmax在BC跨向左作用时的荷载示意图图2-51 Tmax在BC跨向左
