钢结构毕业设计

1、 目录目录 1.方案设计方案设计.2 1.1.设计原始资料.2 1.2.设计基本要求.2 1.3.设计依据：.2 1.4.车间设计概况：.2 1.5.车间的结构选型：.3 2.建筑设计建筑设计.3 2.1. 平面设计.4 2.2. 立面设计.5 2.3.剖面设计.5 2.4.图纸说明.6 3.结构设计结构设计.6 3.1.屋架设计.6 3.2.墙架设计.30 3.3 确定板的厚度和荷载设计值.32 3.3.1 荷载计算.32 3.3.2 板的计算跨度及区格划分.32 3.3.3 分区格进行内力计算.33 3.3.4 板的配筋及配筋表.35 3.4 次梁设计.35 3.4 主梁设计.42 3.4

2、.1 主梁设计主次梁、节点连接计算.46 3.5.柱的设计.49 3.5.6 内力组合计算.56 3.6.基础设计.63 3.6.3.基础底板厚度的确定.63 4.施工组织设计施工组织设计.65 4.1.编制说明.65 4.2.指导思想及实施目标.66 4.3.工程概况和工程特点.67 4.4.施工技术方案.67 4.5.工程质量目标、质量保证体系.73 4.6. 技术组织措施.76 4.7.施工进度计划和保证措施.80 4.8.安全保证体系.82 4.9.环境保护及文明施工措施.84 4.10.施工现场平面布置.85 参参 考考 资资 料料.87 致致 谢谢.88 1.方案设计方案设计 1.

3、1.设计原始资料设计原始资料 本厂房位于呼和浩特市市区，主导风向为西北方，地基承载力为 fk =150kpa, 冻土深度：1.6m，抗震设防烈度为 8 度，地震基本加速度为 0.2g，采暖、上、下水 管道、电力均由城市管网直接提供。 1.2.设计基本要求设计基本要求 以国家颁布的现行规范规程为依据，认真贯彻安全可靠，技术先进，经济合理， 美观大方的原则，还要考虑施工的可行性。 1.3.设计依据：设计依据： 1. 根据毕业设计任务书提供的资料进行设计。 2. 国家颁布的有关土建设计各种现行规范规程。 3. 本设计抗震设防烈度为 8 度，设计基本加速度值为 0.20g。 4. 本车间为标准生产车间

4、，合理使用年限为 50 年。 1.4.车间设计概况：车间设计概况： 1. 本设计图中0.000 相当于绝对标高值，根据毕业设计的要求，室内外高差 为 0.150m。 2. 柱网布置：车间基本柱距为 8m，跨度为 30m。 3. 总建筑面积：5907。 4. 层数：，办公室、检修室、库房为二层，车间等其他房间为三层。 5. 房间组成： (1).车间主任室二间约为：224= 48 m2. (2).男女更衣室各三间约为：348= 144 m2 (3).检修室二间约为：248 =96 m2 (4).车间库房二间约为：248 =96 m2 (5).男女卫生间各三间约为：348 =144 m2 (6).车

5、间约为： 5379 m2 1.5.车间的结构选型：车间的结构选型： 本钢结构工业厂房的结构选型以工艺和使用要求为基本依据，并尽可能适应今 后可能产生的生产工艺和使用要求的变化，同时考虑了技术经济指标对设计的要求。 该钢结构厂房的结构选型主要包括以下主要结构模型的选型： 1.整体结构选型：根据目前的钢结构厂房大多选用为框排架结构体系，故本设 计选为钢框结构体系。 2.主框架的选型:本钢结构厂房的主框架用梯形钢屋架代替框架横梁，梯形屋架 与框架柱刚接，考虑到此厂房为轻工业厂房，且无吊车荷载，所以框架柱选实腹式 等截面柱。 3.屋盖的选型：本设计采用轻型钢结构五檩屋面，采用 1.5m6.0m 太空轻

6、质大 型屋面板，板直接搁置在屋架上弦节点上。 4.支撑系统选型：本钢结构厂房的支撑系统由两大部分组成，即柱间支撑和屋 盖支撑，屋盖支撑由横向支撑、垂直支撑和系杆组成。因为此厂房长为 64m，根据 规范要求只在厂房两端设置上、下弦横向支撑，在屋架的两端和跨中设置垂直支撑， 目的是形成空间稳定结构。 2.建筑设计建筑设计 建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综 合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题，着重解决建筑内部使用 功能和使用空间的合理安排，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式等，创 造出既符合科学性，又具有艺术效果的工作环境。 建筑设计应考虑建

7、筑与结构等相关的技术的综合协调，以及如何以更少的材料、 劳动力、投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。 本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横 梁和立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统 与非承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，而分割室 内外空间的围护结构和轻质隔墙是不承重的，这种结构形式强度高，整体性好刚度 大，抗震性好，开窗自由。 框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑 平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同的房屋 造型。同时

8、，在结构性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应 较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。框架结构是由梁、柱、节点 及基础组成的结构形式，横梁和柱，通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传 至基础，整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯（全）框架结构，框 架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用 要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。 当柱为正方形或接近正方形，或楼面荷载较大的情况下，可采用纵横向承重方 案，这时楼面常为现浇双向板楼盖或井字梁楼盖，两个方向的框架同时承受竖向荷 载和水平荷载。 建筑物是社会物质和文化

9、财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对 建筑物在美观方面的要求，本方案采用对称方式，其主体三层，房间对比明显，给 人以稳重踏实的感觉。 2.1. 平面设计平面设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常 较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的工业建筑，它们的平 面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但 是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和 立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。也就是 说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。 各种类型

10、的工业建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归 纳为主要使用部分和辅助使用部分两类。 2.2.2.2. 立面设计立面设计 立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改 善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性； 正确处理与施工技术的关系。 建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、屋面等屋的结 构构件，有门窗等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、坡道散水、檐口等 主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比 例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的

11、 建筑立面，是立面设计的主要任务。 建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系， 例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的 基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面 各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和 协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、 建筑装饰等进一步作重点及细部处理。 完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使 用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立 面设计中涉及的造型

12、和构图问题，通常较为突出。 2.3.2.3.剖面设计剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表 现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它 和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其 中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。 本工程为服装厂服装加工车间，层高为 3.6m,直交通采用楼梯，因为考虑到车间内 要进车，所以门的高度根据车辆的尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。 2.4.2.4.图纸说明图纸说明 1.平面图比例为 1：100，要求标注横纵轴号并且标注三道尺寸线(门窗洞口尺 寸，

13、轴线间或房屋开间尺寸以及外包线总寸)。室外坡道、散水和室内标高要明确， 剖切线位置要能反映细部，有必要的节点大样图，指北针等。 2.剖面图比例为 1：100，要求二道尺寸线(门窗洞口高度，总高度)及主要标高 (室内外地坪标高，屋脊标高等)。 3.立面图比例为 1：100，要求标注二道尺寸线(门窗洞口高度，总高度)及主要 标高。 3.结构设计结构设计 本设计的结构设计包括结构图的绘制和结构的计算两部分。 1.结构图：屋架施工图、屋架支撑布置图、梁柱施工图及其节点大样图、柱支 撑布置图、板配筋图、墙架布置图等。 2.结构计算：屋架内力计算、梁柱强度计算、屋架支撑计算、柱间支撑计算、 基础计算等。

14、3.1.3.1.屋架设计屋架设计 3.1.1.3.1.1.设计资料设计资料 1.呼和浩特地区一服装厂服装加工车间。采用无檩屋盖体系，梯形钢屋架。车 间跨度 30m，长度 64m，柱距 8m，地震设计烈度为 8 度，设计基本加速度为 0.2g， 厂房高度 14.3m。采用 1.5m6.0m 太空轻质大型屋面板，板直接搁置于屋架上弦节 点上，屋面坡度 i=1/10. 屋面标准活荷载 0.5 kn/m2，屋面积灰荷载标准值 0.4kn/m2，雪荷载标准值为 0.4kn/m2，风荷载标准值为 0.55kn/m2。 2.选择钢材和焊条 根据呼和浩特地区的计算温度和荷载性质及连接方法，钢材选用 q235-

15、b。焊条 采用 e43 型，手工焊。 3.屋架形式及尺寸 采用平坡梯形屋架。 屋架计算跨度为 l0l-30029700mm， 端部高度取 h01990mm， 中部高度取 hh0+1/10l1990+0.130000/23490mm， 屋架杆件几何长度见图 1 所示，屋架跨中起拱 42mm（按 l/500 考虑） 。 为使屋架上弦承受节点荷载，配合屋面板 1.5m 的宽度，腹杆体系大部分采用下 弦间长为 3.0m 的人字式，仅在跨中考虑到腹杆的适宜倾角，采用再分式。 图图 1 1：屋架杆件几何长度（单位：屋架杆件几何长度（单位：mmmm） 3.1.2.3.1.2.屋盖支撑布置屋盖支撑布置 根据车

16、间长度、屋架跨度和荷载情况，设置两道上、下弦横向水平支撑。因柱 网采用封闭结合，为统一支撑规格，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间。在第 一柱间的上弦平面设置刚性系杆保证安装时上弦杆的稳定，第一柱间下弦平面也设 置刚性系杆以传递山墙风荷载。在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端共 设三道垂直支撑。在屋脊节点及支座节点处沿厂房纵向设置通长的刚性系杆，下弦 跨中节点处设置一道纵向通长的柔性系杆，支撑布置见附图 2。图中 sc 表示横向水 平支撑，cc 表示垂直支撑，xg 表示系杆，与横向水平支撑相连的为 gwj1,其余为 gwj2。 图图 2 2：屋面支撑布置图（单位：屋面支撑布置图（单位：m

17、mmm） 3.1.3.3.1.3.荷载计算与组合荷载计算与组合 1、荷载计算 屋面荷载与雪荷载不会同时出现，计算时取二者中的较大值，故取屋面活荷载 0.5 kn/m2进行计算。屋面沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）按经验公式 g=0.12+0.01130 kn/m2具体荷载计算及汇总如表 1 所示。 22 荷载计算及汇总表荷载计算及汇总表 表表 1 1 项次荷载名称标准值 kn/m2设计值 kn/m2备注 1太空轻质大型屋面板0.850.851.35=1.1475沿屋面坡向分布 2防水层0.10.11.35=0.135沿屋面坡向分布 3屋架和支撑自重0.450.451.35=0.608沿水平

18、 分布 4悬挂管道0.050.051.35=0.0675 恒载总和1.451.958 5屋面均布活荷载0.50.51.4=0.7沿水平面分布 6积灰荷载0.40.56沿水平面分布 可变荷载0.51.19 当屋面与水平面的倾角小于 30 度时，风荷载对屋面产生吸力，起着卸载作用，一般 不予考虑。 2、荷载组合 计算屋架杆内力时，应考虑如下三种荷载组合： (1).全跨恒荷载+全跨屋面均布活荷载: （1.96+1.26）1.5628.96 knf (2).全跨恒荷载+半跨屋面均布活荷载: 全跨节点恒荷载: 1.961.5617.62 kn 1 f 半跨节点活荷载: 1.261.5611.34 kn

19、2 f (3).全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载： 全跨节点屋架自重： 0.6081.565.47 kn 3 f 半跨屋面板自重及活荷载： (0.85+0.5)1.5612.15 kn 4 f 1、2 为使用节点荷载情况，3 为施工阶段荷载情况。 施工时只有屋架及支撑自重是分布于全跨的恒荷载，而屋面板自重及施工荷载 （取屋面活荷载数值）即可能出现在左半跨，也可能出现在右半跨，取决于屋面板 的安装顺序。当从屋架两端对称安装屋面板时，则不必考虑此种荷载组合。 屋架计算简图如图 3 所示 图图 3 3：屋架计算简图：屋架计算简图 3.1.4.3.1.4.内力计算内力计算 采用图解法

20、计算屋架在左半跨单位集中荷载作用下的杆力系数。根据算得的节 点荷载和杆力系数，进行杆件内力组合并求出各杆的最不利内力，屋架构件内力组 合见表 2 所示。 屋架构件内力组合表屋架构件内力组合表 表表 2 2 第二种组合第三种组合 构件名称 第一种组合 下的杆件内力 在左半跨在右半跨 左右 计算杆 件内力 上 弦 ab bc、cd de、ef fg、gh hi、 ij jk 0 -325.019 -523.338 -620.063 -643.85 -613.528 0 -293.474 -466.078 -542.418 -549.65 -505.61 0 -236.47 -388.67 -472

21、.51 -507.27 -505.61 0 -163.94 -257.04 -294.05 -290.78 -257.63 0 -102.86 -174.11 -219.15 -245.37 -257.63 0 -325.02 -523.34 -620.06 -643.85 -613.53 下 弦 ab bc cd de ef 173.545 437.040 579.424 636.552 631.397 157.64 392.04 511.75 550.65 530.53 125.12 321.09 435.56 492.66 507.85 88.54 217.71 280.01 295.2

22、3 276.06 53.70 141.66 198.38 233.10 251.76 173.545 437.040 579.424 636.552 631.397 斜 腹 杆 ab bb bd dc cf fd dh he ej jf -325.27 261.09 -216.98 159.82 -122.21 78.22 -44.22 9.29 22.61 -51.05 -295.45 234.12 -191.05 136.89 -99.93 58.26 -24.69 -8.41 40.02 -66.96 -234.50 191.95 -163.83 125.36 -101.66 72.06

23、 -50.84 27.33 -7.55 -11.59 -165.94 129.95 -104.23 72.67 -50.48 26.20 -5.97 -13.32 32.41 -48.11 -100.64 84.77 -75.06 60.31 -52.34 40.99 -33.99 24.98 -18.56 11.22 -325.27 261.09 -216.98 159.82 -122.21 78.22 -50.84 27.33 -13.32 40.02 -18.56 11.22 -66.96 竖 杆 aa cb ec gd ie kf -14.48 -28.96 -28.96 -28.96

24、 -28.96 93.14 -14.48 -28.96 -28.96 -28.96 -28.96 71.66 -8.81 -17.62 -17.62 -17.62 -17.62 71.66 -8.81 -17.62 -17.62 -17.62 -17.62 33.65 -2.74 -5.47 -5.47 -5.47 -5.47 33.65 -14.48 -28.96 -28.96 -28.96 -28.96 93.14 3.1.5.3.1.5.杆件截面选择杆件截面选择 1、上弦 fg、gh 整个上弦不变截面，取上弦最大杆力的 hi、ij 进行计算。n- 643.85kn，l0 x1507mm，

25、l0yl13014mm（按大型屋面板与屋架保证三点焊接考虑， 取 l1为两块屋面板宽） 。根据腹杆最大设计杆力 nab-325.27kn，取中间节点板厚 度 t10mm，支座节点板厚 t12mm。 假设 50，由表查得0.856（由双角钢组成的 t 形截面属 b 类） ，需要的 截面面积： 3498 mm234.98cm2 s a 215856 . 0 1085.643 3 f n 一般角钢厚度15mm，属第一组，故取215 n/mm2。需要的回转半径为f cm01 . 3 50 7 . 150 0 x xs l i cm03 . 6 50 4 . 301 0 y ys l i 上弦应采用两不

26、等边角钢以短边相连组成的 t 形截面。根据需要的、 s a xs i 查表，选用 2l1258010（短边相并）： ys i a39.42cm2，2.26cm，6.11cm（节点板厚 10mm） ，150。 x i y i 验算 ： =150， 7 . 66 26 . 2 7 . 150 0 x x x i l =150。 7 . 48 11 . 6 4 . 301 0 y y y i l 双角钢 t 型截面绕对称轴（y 轴）应按弯曲屈曲计算换算长细比： yz 1 1 0.56 125 12.513.5 10 oy l b tb 所以 48.7 yzyx 由查表得：0.771 max 66.7

27、 x x 故 n/mm2215 n/mm2。 9 . 211 1042.39771 . 0 10 9 . 643 2 3 a n x x f 满足要求。 垫板每节间放置一块（满足 l1范围内不少于两块） 。 2、下弦杆 下弦也不改变截面，采用最大设计杆力计算，n+636.55 kn，l0 x3000mm，l0y29700/214850mm，需要的净截面面积为 an2961 mm229.61cm2 215 1055.636 3 f n 选用 2l125808（短边相并）： a215.99=31.98cm2，2.28cm，6.07cm。 x i y i 验算：在节点设计时，将位于下弦杆连接支撑的螺

28、栓孔包在节点板内，且使栓孔中 心到节点板近端边缘距离不小于 100cm，故截面验算中不考虑栓孔对截面的削弱， 按毛截面验算（350） 6 . 131 28 . 2 300 0 x x x i l 6 . 244 07 . 6 1485 0 y y y i l 且 n/mm2215 n/mm2。 0 . 199 3198 1055.636 3 a n f 满足要求。 3、腹杆 (1).ab 杆 杆件内力：n-325.27 kn， 计算长度：l0 x2530mm，l0y2530mm， 选用 2l110708（长肢相并）： a213.94=27.88cm2，3.51cm，2.93cm，150 x i

29、 y i 1 . 72 51 . 3 253 0 x x x i l 3 . 86 93 . 2 253 0 y y y i l 因为，所以换算长细比： 2 2 0.48 7 8.7517.3 0.8 oy l b tb 150， 7 . 89) 8 . 0253 709 . 1 1 ( 3 . 84) 09 . 1 1 ( 22 4 22 0 4 2 tl b y yys 所以，故由查表得：=0.622，则： yys ys n/mm2215 n/mm2。 6 . 187 1088.27622 . 0 10325270 2 3 a n f 满足要求。 (2).bb 杆 杆件内力：n+261.0

30、9 kn， 计算长度：l0 x0.8l=2090mm，l0y2613mm。 选用 2l110708（长肢相并）： a213.94=27.88cm2，3.51cm，2.93cm，350 x i y i =35060 51 . 3 0 . 209 0 x x x i l =35089 93 . 2 3 . 261 0 y y y i l 因为，所以由=89，查表得：=0.628 yx x n/mm2215 n/mm2。149 1088.27628 . 0 1009.261 2 3 a n f 满足要求。 4、竖杆 竖杆不改变截面尺寸。 (1).杆件 kf： 杆件内力：n93.14 kn， 计算长度

31、：l0 x0.8l0.834902792mm，l0y3490mm 选用 2l706：a16.32cm2，2.15cm，3.26cm，350 x i y i 验算： =350 9 . 129 15 . 2 2 . 279 0 x x x i l =350 1 . 107 26 . 3 349 0 y y y i l 因为，所以由=129.9，查表得：=0.387 yx x n/mm2215 n/mm2。147 1632387 . 0 1014.93 3 a n f 满足要求。 (2).杆件 cb： 杆件内力：n-28.96 kn， 计算长度：l0 x0.8l0.82290183.2mm，l0y2

32、290mm。 选用 2l706：a16.32cm2，2.15cm，3.26cm，150 x i y i 验算： =150 2 . 85 15 . 2 2 . 183 0 x x x i l =150 2 . 70 26 . 3 229 0 y y y i l 因为，所以由=85.2，查表得：=0.655 yx x n/mm2215 n/mm2。27 1632654 . 0 1096.28 3 a n f 满足要求。 其余各杆的截面选择见表 3 所示。需注意连接垂直支撑的中央竖杆采用十字形 截面，其斜平面计算长度为 l00.9l，其它腹杆除 aa 和 ba 外，l0 x0.8l。 表表 3 3

33、屋架杆件截面选择表屋架杆件截面选择表 计算长度（cm） 回转半径 （cm） 长细比 杆件 名称 内力 （kn） l0 xl0y 截面形式 和规格 截面 面积 cm2ixiyx y yz 容许 长细 比 稳定 系数 计算 应力 n/mm2 上 弦 ij jk -643.85150.7301.42l125801039.422.266.1166.749.31500.77211 下 弦 de636.55 30014852l12580831.982.286.07131.6244.6350199 ab-325.27 2532532l11070827.883.512.9372861500.65180 bb2

34、61.09 209261.32l11070827.883.512.9360893500.63149 bd-216.98 229.1286.42l11070827.883.512.9372981500.57137 dc159.82 229.1286.42l70616.322.153.26107883500.51192 cf-122.21249.8312.32l70616.322.153.26116941500.46164 fd78.22249.8312.32l70616.322.153.26116943500.46105 dh-50.84271.2339.02l70616.322.153.261

35、261041500.4177 he 27.33 -13.32 271.2339.02l70616.322.153.261261041500.4120 斜 杆 ej 40.02 -18.56 292.9366.12l70616.322.153.261361121500.3632 注：角钢规格共 4 种 jf 11.22 -66.96 292.9366.12l70616.322.153.261361121500.3619 aa-14.85 199 1992l70616.322.153.2693611500.6015 cb-28.96 183.2 2292l70616.322.153.2685701

36、500.6627 ec-28.96 207.2 259.02l70616.322.153.2696791500.5831 gd-28.96 231.2289.02l70616.322.153.26108891500.5135 ie-28.96 255.2 3192l70616.322.153.26119981500.4440 竖 杆 kf93.14279.23492l70616.322.153.261301073500.38147 3.1.6.3.1.6.节点设计节点设计 腹杆最大设计压力：n=-325.27kn，中间节点板厚采用 t=10mm,支撑节点厚度采用 t=12mm。焊条用 e型，角

37、焊缝强度设计=160n/。 43 f w f 2 mm 在确定节点板的形状和尺寸时，需要斜腹杆与节点板间连接焊缝的长度。先算出 各腹杆杆端需要的焊缝尺寸。其计算公式为： 角钢肢背所需焊缝长度： 1 l f w ff h fh nk l2 7 . 02 1 1 1 角钢肢尖所需焊缝长度： 2 l f w ff h fh nk l2 7 . 02 2 2 2 如腹杆 ab，设计杆力 n-325.27 kn，设肢背与肢尖的焊脚尺寸各为 hf18mm，hf26mm。因 ab 杆系不等边，角钢与长肢相连，故 k10.65，k20.35。则： mm13482 16087 . 02 1027.32565 .

38、 0 3 1 l mm9762 16067 . 02 1027.32535 . 0 3 2 l 其它腹杆所需焊缝长度的计算结果见表 4。未列入表中的腹杆均因杆力很小，可按 构造取 hf，l1l28hf+1085+1050 mm5105 . 15 . 1t 表表 4 4 腹杆杆端焊缝尺寸腹杆杆端焊缝尺寸 肢背焊缝肢尖焊缝 杆件 名称 设计内力 （kn） l1（mm）ht（mm）l2（mm）ht（mm） ab-325.27 134897 6 bb261.0995 868 6 bd-216.98 798576 dc159.82727435 表中 1l、12为取整后数值 1、下弦节点“b” 按表 4

39、所列 bb、bd 杆所需焊缝长度，按比例绘制节点详图，从而确定节点板的形 状和尺寸（图 4） 。lw=af/40.7hfffw=31.981010215/40.76160=255， 拼接角钢的总长度为 l=2（lw+2hf）+a=544，取整为 550mm。下弦与节点板的焊缝长度 为 550mm，焊脚尺寸 hf5mm，焊缝承受节点左、右弦杆的内力差nnbc- nab437.04-173.55263.49 kn。验算肢背焊缝的强度： 58 n/mm2 (为 160 n/mm2) 5255057 . 02 1049.26375 . 0 7 . 02 3 1 wf f lh nk w f f w f

40、 f 满足要求。肢尖的焊缝应力更小，一定能满足要求。竖杆 bc 下端应伸至距下弦肢尖为 20mm 处，并沿肢尖和肢背与节点板满焊。 图图 4 4：下弦节点：下弦节点“b”“b” 2、上弦节点“b” 按表 4 所列腹杆 ba、bb 所需焊缝长度，确定节点板形状和尺寸，如图 5 所示。 l =n/40.7hfffw=179.6mm(n=af l=2（l +2hf）+a),得上弦与节点板的焊缝长度 ww 为 420mm，设 hf5mm，因节点板伸出上弦肢背 15mm，故由弦杆与节点板的四条焊缝共 同承受节点集中荷载 p28.96 kn 和弦杆内力差nnbc-nab325.02-0325.02 kn

41、的共同作用。忽略 p 对焊缝的偏心并视其与上弦垂直，则上弦肢背的焊缝应力为： b 图图 5 5：上弦节点：上弦节点“b”“b” 2 1 2 7 . 027 . 0422 . 1 wfwf lh nk lh p 2 3 2 3 )52420(57 . 02 1002.32565 . 0 )52420(57 . 0422 . 1 1096.28 85 n/mm2 (为 160 n/mm2) w f f w f f 满足要求。由于肢尖的焊缝 hf也为 5mm，故应力更小，一定能满足要求。 3、下弦中央拼接节点“f” （图 6） 图图 6 6：下弦中央拼接节点：下弦中央拼接节点“f”“f” （1）拼接

42、角钢计算 因节点两侧下弦杆力相等，故用一侧杆力 ned631.40 kn 计算。拼接角钢采用与 下弦相同的截面 2l125808，设与下弦的焊缝的焊脚尺寸 hf8mm，竖直肢应切去 t+hf+510+8+523 mm，节点一侧与下弦的每条焊缝所需计算长度为： mm177 16087 . 04 1040.631 7 . 04 3 w ff ef w fh n l 拼接角钢需要的长度为： l2（lw+hf）+102（177+16）+10396 mm 为保证拼接节点处的刚度取，l500 mm。 （2）下弦与节点板的连接焊缝计算 下弦与节点板的连接焊缝按 0.15ned计算。取焊脚尺寸 hf6mm，节

43、点一侧下弦肢 背和肢尖每条焊缝所需长度 l1、l2分别为： mm6310 16067 . 02 1040.63115 . 0 75 . 0 10 7 . 02 15 . 0 3 1 1 w ff ed fh nk l mm2810 16067 . 02 1040.63115 . 0 25. 0 10 7 . 02 15 . 0 3 2 2 w ff ed fh nk l 在图 6 中，节点板宽度是由连接竖杆的构造要求所决定的，从图中量得每条肢背 焊缝长度为 165mm，每条肢尖焊缝长度为 130mm，满足要求。 4、屋脊节点“h” （图 7） 图图 7 7：屋脊节点：屋脊节点“k”“k” 竖杆

44、 kf 杆端焊缝按构造取 hf和 lw为 5mm 和 80mm。上弦与节点板的连接焊缝，角 钢肢背采用塞焊缝，并假定仅承受屋面板传来的集中荷载，一般可不作计算。角钢肢 尖焊缝应取上弦内力 n 的 15%进行计算，即。其产生 6 . 9685.64315 . 0 15 . 0 nn 的偏心弯矩。mmnnm e 6037500 5 . 6210 6 . 96 3 现取节点板尺寸如图 7 所示。设肢尖焊角尺寸 hf2=6mm,则焊缝计算长度 lw2=200- 26-5=183mm。按下式计算肢尖焊缝强度： 2 22 2 2 22 7 . 027 . 02 6 wfwff lh n lh m = 22

45、 2 18367 . 02 96600 18367 . 0222 . 1 60375006 =122.8 n/mm2=160 n/mm2,满足要求。 w f f 拼接角钢采用与上弦相同截面 2l1258010，热弯成型。拼接角钢一侧的焊接缝 长度按弦杆所受内力计算。设角钢焊缝尺寸 hf=t-2=10-2=8mm。则接头一侧需要的焊缝 计算长度： 180 16087 . 04 1085.643 7 . 04 3 w ff hi w fh n l 拼接角钢的总长度为： l2（lw+2hf）+102（180+16）+20412 mm 取 l=500mm。 拼接角钢竖肢需切去的高度为： t+hf+51

46、0+8+523 mm 取=25mm，即竖肢余留高度为 65mm。 5、支座节点“a” （图 8） 根据端斜杆和下弦杆杆端焊缝，节点板采用-380mm12mm440mm。为便于施焊， 下弦杆与支座底板的距离取 160cm，在节点中心线上设置加劲肋，加劲肋高度与节点板 高度相等。 （1） 底板计算 支座反力 knfr 6 . 28996.281010 (a) 1-11-1 (b) 图图 8 8：支座节点：支座节点 根据构造需要，取底板尺寸为，锚栓采用 2m20mm， 2 106400380280mmmmmm 锚栓孔布置见图 8，栓孔面积为： a40302+ 2023656 mm2 则底板承受的实际

47、均布反力为： 2 3 /84 . 2 3656106400 10 6 . 289 mmn a r q n 节点板和加劲肋将底板分成四块相同的两相邻边支承板，它们对角线长度 1及内 角顶点到对角线的距离 b1分别为： 1 mm ,b10.51115 mm229)5190()5140( 22 b1/10.5，查得 0.058，两相邻边支撑板单位板宽的最大弯矩为： mq210.0582.8422928638 mmn 所需底板厚度为: t mm（取 t20mm） 5 . 15 215 863866 f m 实取底板尺寸为-280mm380mm20mm。 （2）加劲肋与节点板的连接焊缝计算 焊缝长度等于

48、加劲肋高度，也等于节点板高度。由节点图量得焊缝长度为 435mm，计算长度 lw435-12-15408（mm） （设焊脚尺寸 hf6mm） ，每块加劲肋近似 的按承受 r/4 计算，r/4 作用点到焊缝的距离为 e（140-6-15）/2+1574.5 mm。则 焊缝所受剪力 v 及弯矩 m 为： v289.6/472.4 kn mve72.474.55394 mmn 焊缝强度验算： 2 2 2 7 . 0222 . 1 6 7 . 02 wfwf lh m lh v 2 2 2 3 45867 . 0222 . 1 86586 45867 . 02 10 4 . 72 30.6 n/mm2

49、=160 n/mm2 w f f 满足要求。 （3）加劲肋、节点板与底板的焊缝计算 上述零件与底板连接焊缝的总计算长度为（设 hf8mm） 2lw2280+2（252-12-215）-128884 mm 所需焊脚尺寸为 mm0 . 2 8841607 . 022 . 1 10 6 . 289 7 . 022 . 1 2/ 3 w w f f lf r h hf尚应满足角焊缝的构造要求：hf1.51.57 t20 mm，hf1.2t1.21214.4 mm，实取 hf8mm。 故焊缝设计应力为： n/mm2=160 n/mm2 2 . 42 100487 . 022 . 1 10 6 . 289

50、 7 . 022 . 1 2/ 3 wf f lh r h w f f 满足要求。 6、节点板计算 （1）节点板在受压腹杆的压力作用下的计算 所有无竖杆相连的节点板，受压腹杆杆端中点至弦杆的净距离 c 与节点板厚度 t 之比，均小于或等于 10。所有与竖杆相连的节点板，c/t 均小于或等于 15 y f/235 ，因而节点板的稳定均能保证。 y f/235 （2）所有节点板在拉杆的拉力作用下，也都满足要求，因而节点板的强度均能保 证。此外，节点板边缘与腹杆轴线间的夹角均大于 15，斜腹杆与弦的夹角均在 3060之间，节点板的自由边长度与厚度之比均小于 60，都满足构造要 y f/235 求，节

51、点板均安全可靠。 屋架施工图见附图。 3.1.7.3.1.7.屋架支撑设计屋架支撑设计 1.横向支撑 (1).荷载设计值及杆件内力 由建筑结构荷载规范 （gb50009-2001）查得风荷载的高度变化系数，山0 . 1 墙体型系数为-0.7。则垂直于山墙的风荷载标准值： 2 /385 . 0 55 . 0 17 . 0mknwk 垂直于支撑桁架的节点荷载设计值： 2 /27.18 2 5 . 38 . 7 6385 . 0 4 . 1mknw 支撑形式和几何尺寸如图 9 所示，计算简图及杆件内力如图 10 所示。 图图 9 9 支撑形式和几何尺寸支撑形式和几何尺寸 (2).杆件截面选择与计算

52、节点板厚度采用 6mm。 横杆(直腹杆) 取端横杆(最不利)计算 n=-24.31kn, l0=l=800cm. 选用805：a=15.82 cm2，4.13cm，则有：i 20033.174 13 . 4 9 . 0800 0 i l 属 b 类截面，查得：=0.243 n/mm2215 n/mm2。24.63 1582243. 0 1031.24 3 a n f 满足要求。 交叉斜杆(斜腹杆) 取端斜腹杆(最不利)进行计算。 n=24.36kn, l0 x8072/2=4036mm，l0y8072. 选用 l705：a6.88cm2，1.94cm，2.16cm，则有： x i y i =4

53、0004.208 94 . 1 6 . 403 0 x x x i l =40070.373 16 . 2 2 . 807 0 y y y i l 满足要求。 2.垂直支撑 (1).荷载设计值及杆件内力 假设纵向地震作用按垂直支撑所辖面积分配，现仅对中部开间垂直支撑计算。 屋面板和屋架自重(包括支撑)为：1.45 kn/m2 ， 屋面均布活荷载为：0.5kn/m2 重力荷载代表值： kngeg306060305 . 05 . 045 . 1 由抗震设防烈度 8 度，查表得：，所以地震作用标准值为：16 . 0 max1 knge eghk 6 . 489306016. 0 1 作用于端部垂直支

54、撑的地震作用设计值按五榀间均匀考虑： knerf hkehh 64.6310 6 . 4893 . 125/ 计算简图及杆件内力见图 10。 图图 1010 计算简图及杆件内力计算简图及杆件内力 (2).杆件截面选择 节点板采用 6mm。 .上弦杆 杆件内力：n1=-31.82 kn,n2=31.82 kn 计算长度：l0 x300cm，l0y 。cm n n l300 82.31 82.31 25 . 0 75 . 0 60025 . 0 75 . 0 1 2 1 选用705，a13.75cm2，2.16cm，3.09cm，则有： x i y i =20089.138 16 . 2 300

55、0 x x x i l =20009.97 09 . 3 300 0 y y y i l b/t=70/5=14.00.58l0y/b=0.583000/70=24.86,则绕对称轴计及扭转效应的换算 长细比为： 01.102 53000 70475 . 0 109.97 475 . 0 1 22 4 22 4 tl b oy yyz 属 b 类截面，查表得：=0.349，考虑承载力抗震调整系数则按下式 min , 8 . 0 re 计算的稳定性为： 22 3 min /215/05.53 1375349 . 0 1082.318 . 0 mmnmmn a n re 满足要求。 .下弦杆 杆件

56、内力：n=-63.64 kn 计算长度：l0 x150 cm，l0y600 cm。 选用705，a13.75cm2，2.16cm，3.09cm，则有： x i y i =20044.69 16 . 2 150 0 x x x i l =20017.194 09 . 3 600 0 y y y i l b/t=70/5=14.00.58l0y/b=0.586000/70=49.71,则绕对称轴计及扭转效应的换算 长细比为： 20063.196 56000 70475 . 0 117.194 475 . 0 1 22 4 22 4 tl b oy yyz 属 b 类截面，查表得：=0.191，考虑

57、承载力抗震调整系数则按下式 min , 8 . 0 re 计算的稳定性为： 22 3 min /215/86.193 1375191 . 0 1064.638 . 0 mmnmmn a n re 满足要求。 .腹杆 杆件内力：n=-53.03 kn 计算长度：l0=250 cm 选用 l705，a6.88cm2，2.16cm，则有： min i =20074.115 16 . 2 250 min 0 max i l 属 b 类截面，查表得：=0.458，单角钢钢材强度设计折减系数为 min 0.6+0.0015115.74=0.774，并考虑承载力抗震调整系数则按下式计算的稳, 8 . 0 r

58、e 定性为： 22 3 min /41.166215774 . 0 /63.134 688458 . 0 1003.538 . 0 mmnmmn a n re 满足要求。 3.1.8.3.1.8.梁和柱的连接梁和柱的连接 顶面连接的构造是在柱头顶面上焊上一块顶板，直接将梁放置在顶板上。将梁端 加劲肋的突出部分刨平与柱头的顶板直接连接。将梁的反力直接传给柱子。这种连接 方式，可以使柱子接近轴心受力。为了提高顶板的抗弯刚度，应在顶板上加焊一块垫 板，在它下面正对着梁端加劲肋的位置，在柱的腹板上设置一对加劲肋。顶板应具有 一定的刚度，一般厚为 16-20cm。顶板的平面尺寸比柱截面大出 30mm，以

59、便于柱板与 柱身的连接。相邻梁之间留 10-20 的空隙，以便于与梁的安装，最后用填板填筑并用 构造螺栓固定。 3.2.3.2.墙架设计墙架设计 3.2.1.3.2.1.结构布置结构布置 图图 1212 山墙墙架结构布置图山墙墙架结构布置图 3.2.2.3.2.2.荷载及墙板设计荷载及墙板设计 根据建筑荷载规范，地面粗糙度系数按 b 类，高度 510m 处，风压高度系数 ，0 . 1 z 风荷载体型系数取：。则垂直于房屋山墙的风荷载标准值为：0 . 1, 1 . 1 s 2 0 /605 . 0 55 . 0 0 . 11 . 1mknww zsk 均布风荷载设计值： 2 /847 . 0 6

60、05 . 0 4 . 1mknqx 作用于墙梁上的水平荷载设计值：.查表选用彩色钢板聚knq525 . 1 8 . 1847 . 0 苯乙烯保温板，自重 0.10.15两层，彩色钢板厚度为 0.6mm，聚苯乙烯板厚 2 /mmkn 为 50250mm。 3.2.3.3.2.3.纵墙横梁计算纵墙横梁计算 设压型钢板落地并与地面相连，板与板间有可靠连接，因此，墙梁只承受自重。 设墙梁自重设计值为 0.08 kn/m。 墙梁按简支计算，只计算强度不验算稳定性。 2 0 /44 . 0 55 . 0 8 . 0mmknw mknqx084 . 0 07 . 0 2 . 1 mknlqm xx 863