大四钢结构毕业设计

第一章 设计资料1.1工程概况1.1.1工程名称南京沃得有限公司成品车间厂房设计1.1.2工程地点江苏,南京1.1.3已确定的设计初步方案 本工程为两跨单层轻型门式刚架钢结构厂房，每跨跨度18m，刚架间距9m，平面轴线尺寸为36m×72m，跨内各设置起重量为5t的A5级电动单梁吊车1台。建筑总平面示意图、初步确定的柱网布置、厂房剖面示意图见附图。1.1.4工程地质资料（1）本工程废弃建筑已拆除，场地无液化土层，类场地。场地绝对标高为9.2 m 9.8 m（2）根据野外地质钻探、原位测试结合室内土工试验，本场地土层分布情况如下：层素填土：黄灰色，黄褐色，可塑或软流塑状态，结构松散，含植物根茎，具湿陷性； -1粉质粘土：黄褐色，黄灰色，可塑状态为主，局部硬塑状态，可见铁锰质氧化物，中等压缩性，该层土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等，无摇震反应。ES1-2=7.86Mpa，fak=170kpa，e0=0.693；-2层粉质粘土夹粉土：黄灰-青灰色，可塑状态，土切面稍有光滑，干强度中低，韧性中-低，粉土与粉质粘土呈混杂形式，土质不均。ES=5.69Mpa，fak=120kpa，e0=0.925；-3层粉土夹粉质粘土：青灰色，很湿，稍密状态，见云母片，局部减少量朽木、贝壳，粉质粘土呈软塑状态，无光泽反应，干强度低，韧性低中等。ES=7.12Mpa，fak=130kpa，e0=0.940；粉质粘土：深灰色，可塑状态为主，中等压缩性，土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等，ES=7.09Mpa，fak=180kpa，e0=0.739；粘土夹硕石：灰色，粉质粘土呈软可塑状态，硕石含量约5%20%，为硅质硕，硕径2cm5cm，硕石呈棱角状，磨圆度不好。（3）拟建场区内地下水类型为空隙潜水，局部为微承压水，空隙潜水赋存于层、-2层土中，微承压水主要赋存于-3层土中，层、-2层为弱透水层，孔内稳定水位埋深在0.44m1.78m，建议设计基准内年最高水位埋深按拟建建筑室外地坪下0.5m考虑；（4）根据拟建建筑的结构、荷载特点、地基土分布情况建议本工程采用天然地基，挖除层填土，以-1层粉质粘土层作为持力层。1.1.5设计荷载按建筑结构荷载规范GB50009-2001采用1.1.6抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组为第一组1.1.7施工技术条件本工程由建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好1.1.8材料供应三材及一般材料能按计划及时供应1.1.9水、电供应由建筑单位保证1.2设计内容和要求1.2.1建筑部分 根据已有的总平面图，设计该工业厂房的单体方案，并深化至初步设计阶段，局部达到施工图要求。 在已定的建筑初步方案上进行建筑设计，并完成下列建筑施工图绘制。1.2.2结构部分 要求编制结构设计计算书，绘制结构施工图，并进行简要的技术经济分析。且应符合如下要求：1.2.2.1进行结构布置，选择构件截面尺寸及材料标号；1.2.2.2对下列结构、构件进行设计计算；1.2.2.2.1一榀门式刚架的荷载计算，内力分析（荷载、活载、风载、吊车荷载）及组合，构件截面设计；墙梁、檩条、吊车梁设计；1.2.2.2.2上机计算（PKPM）并与手算结果校核；1.2.2.2.3基础设计（采用柱下独立基础）；1.2.2.3绘制施工图。1.3参考文献1 苏J95019509. 江苏省建筑配件通用图集S. 2 GB500172003. 钢结构设计规范S.北京：中国计划出版社，2003.3 GB500102002. 混凝土结构设计规范S. 北京：中国建筑工业出版社，2006.4 GB500072002.建筑地基基础设计规范S. 北京：中国建筑工业出版社，2002.5 GB500092001.建筑结构荷载规范S. 北京：中国建筑工业出版社，2002.6 包头钢铁设计研究总院，中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会.钢结构设计与计算（第2版）M.北京：机械工业出版社，2006.7 钢结构设计手册编辑委员会.钢结构设计手册（上册）第三版M.北京：中国建筑工业出版社，2004.8 陈绍蕃.钢结构（下册）房屋建筑钢结构设计M. 北京：中国建筑工业出版社，2005.9 唐锦春，郭鼎康.简明建筑结构设计手册M.北京：中国建筑工业出版社，2003.10 侯兆欣，蔡昭昀，李秀川.轻型钢结构建筑节点构造M.北京：机械工业出版社，2004. / 文档可自由编辑打印第二章 建筑设计以及结构的选型与布置2.1建筑设计2.1.1建筑布局 本工程建筑设计采用门式刚架结构方案，厂房平面尺寸为36m×72m,柱距为9.0m,室内外高差0.3m,采用双跨单层轻型门式钢架钢结构，屋面坡度1/15。厂房设有两台起重量为5t的A5级电动单梁吊车1台。2.1.2主体厂房设计根据使用功能，生产区为36m×72m，能满足产品生产的需要。地面为混凝土水泥地面，造价经济，施工方便。2.1.3屋面、墙面设计 屋面和墙面均采用压型钢板板，目前被广泛使用。 本工程屋面采用非上人屋面。 屋面排水为两边内置天沟排水，坡度为1%。2.1.4门窗设计 在厂房的南西北各设各有两个钢推拉门，供运输车辆和人员的出入。 窗户共有四种型号，大小不等，具体规格可见建筑设计总说明中的门窗表，设置可见厂房的平面图。2.2.1 柱网布置 首先柱网布置应满足生产工艺要求，其次，为使结构设计经济合理，厂房结构构件逐不统一，提高设计标准化、生产工厂化及施工机械化的水平，柱网布置还必须满足厂房建筑统一化基本规则的规定。2.2.2 定位轴线 2.2.3 墙梁设置 门式刚架轻型房屋钢结构的侧墙，在采用压型钢板作维护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型及规格而定，但不大于计算确定的值 2.2.4 屋面结构 压型钢板是目前轻型屋面有檩体系中应用最广泛的屋面材料 屋面坡度1/15，檩条采用H型钢檩条，本工程采用，间距为1.5m,跨度为9m，与1/3处各设一道拉条，钢材Q235。2.2.5 墙体结构 采用压型钢板 墙梁采用H型钢 200*150*4.5*6间距1.5m,跨度9m。2.2.6 吊车梁 A5级电动单梁吊车，电动吊车梁总高H=520mm上翼缘宽度290mm，厚度14mm；下翼缘宽度290mm,厚度14mm2.2.7 刚架结构 门式刚架的梁和边柱均采用H600*250*6*10型钢。2.2.8 抗风柱 抗风柱选用 型柱，间距为9m。2.2.9基础类型 基础选用柱下独立基础，基础材料采用C30混凝土和HRB335级钢筋，基础埋深1.65m。2.2.10 构造说明 本工程地下为钢筋混凝土独立基础，上部为门式刚架结构，钢材采用Q345，焊条E50型，节点采用焊接和高强螺栓连接。3.1压型钢板的设计屋面材料采用压型钢板。檩条间距为1.5m。选用YX130-300-600(W600)型压型钢板，板厚t=0.8mm，截面形状及尺寸如图(1)所示：图1压型钢板板重为10.98kgm2设计荷载为：0.11×1.2+0.65×1.4=1.042kNm23.1.1内力计算压型钢板单波线荷载：qx=1.042×0.3=0.31kNm按简支梁计算跨中最大弯矩：Mmax=18qxl2=18×0.31×1.52=0.09kNm3.1.2截面几何特征计算D=130mm，b1=55mm，b2=70mm，h=156.7，t=0.8mmL=b1+b2+2h=55+70+2×156.7=438.4mmy1=Dh+b2L=130×156.7+70438.4=67.2mmy2=D-y1=130-67.2=62.8mmIx=tD2Lb1b2+23hL-h2=0.8×1302438.4×55×70+23×156.7×438.4-156.72=77382.6mm5Wcx=Ixy1=773862.667.2=11515.8mm4Wtx=Ixy2=773862.662.8=12322.7mm43.1.3有效截面计算3.1.3.1腹板：系非均匀受压的两边支撑板，其腹板上、下两端分别受压应力与拉应力作用：max=MmaxWcx=0.09×10611515.8=7.82Nmm2(压)min=MmaxWtx=-0.09×10612322.7=-7.30Nmm2(拉)=-7.307.82=-0.934>-1k=7.8-6.29+9.782=7.8+6.29×0.934+9.78×0.9342=22.2相邻板件：cx=MmaxWcx=0.09×10611515.8=7.82Nmm2=7.827.82=1，c=55，b=156.7kc=5.89-11.59+6.682=5.89-11.59×1+6.68=0.98=cbkkc=55156.7×22.20.98=1.67>1.1k1=0.11+0.93-0.052=0.11+0.931.67-0.052=0.46因为=-0.934<0则=1.15=205k1k1=205×0.46×22.27.82=16.36ht=156.70.8=195.88<18=18×1.15×16.36=338.65因此腹板全截面有效。3.1.3.2上翼缘：k=0.98，kc=22.2，b=55，c=156.7=cbkkc=156.755×0.9822.2=0.6<1.1k1=1=10.6=1.29=1，=1.15-0.15=1=205k1k1=205×1.29×0.987.82=5.76bt=550.8=68.75<18=18×1×5.761=103.70因此上翼缘板件全截面有效。3.1.3.3下翼缘：下翼缘板件为均匀受拉，故下翼缘截面全部有效。3.1.3.4有效截面特性计算：由以上计算分析，上翼缘的计算宽度应按有效宽度be考虑，因此整个截面的几个特性须重计算：D=130mm，b1'=b1=37.23mm，b2=70mm，h=156.7mm L'=b1'+b2+2h=37.23+70+2×156.7=420.63mm y1'=Dh+b2L'=130×156.7+70420.63=70.06mm y2'=D-y1'=130-70.06=59.94mmIx'=tD2L'b1'b2+23hL'-h2=0.8×1302420.63×37.23×70+23×156.7×420.63-156.72=706905.56mm5Wcx'=Ix'y1'=706905.5670.06=10090mm4Wtx'=Ix'y2'=706905.5659.94=11793.6mm43.1.3.4强度验算3.1.3.4.1正应力验算：max=MmaxWcx'=0.09×10610090=8.9Nmm2<205Nmm2