七星坤达单跨车间设计及制造工艺设计

1、毕业设计（论文）七星坤达单跨车间设计及制造工艺设计The Manufacturing Technology Design and the Structure Design ofA single span workshop for Qi xing Kun da学生姓名：学历层次：所在系部：所学专业：指导教师：教师职称：完成时间：摘 要本设计是一钢结构产品加工装配车间的结构及制造工艺设计，设计内容包括方案设计、结构设计及制造工艺设计。该设计以21米单跨带吊车厂房为题，对其结构和制造工艺进行设计，工程长72m，宽21m，单层，柱高7.3m，屋面坡度1/10。主要设计过程包括结构和吊车的选型和布置，结

2、构的受力分析和内力组合，梁、柱、支撑等构件截面的初选和验算，以及节点、屋面等的设计。在设计过程中，首先根据长度和跨度等条件确定厂房的结构布置，然后采用PKPM设计软件对厂房的内力进行分析并求解，按照钢结构设计原理及和钢结构设计规范对各构件进行设计和验算。最后进行钢结构的制造及防腐工艺设计。整个设计过程遵循钢结构设计规范，设计经济合理，满足施工要求。 关键词钢结构 门式刚架 结构设计 内力组合AbstractThe design is about the structure and fabrication technology design for maching and fitting sho

3、p of steel products. Design content includes project design, structure design and fabrication technology design. Get to the design to 21 metres across with a crane plant, for its structure and manufacturing process for the design and engineering long, wide 72m and 21m richly, and the high 7.3m, a ma

4、jor slope, including 10. The structure and the crane of sizing up, structure and the analysis and Internal force and beams and columns and support from the face of such members and have a node, and the other designs.During the course of all design, the arrays of structure are established on base of

5、length ,span and so on conditions firstly .Then internal forces of portal frame are analyzed and solved by PKPM designing software. And every member is designed and checked according to the principle and the standard of architectural design .At last, fabrication and anti-corrosion processes of steel

6、 structure are designed.All design process is abided by the standard of architectural design.The design is economical and reasonable. It can meet with the demand of the construction.Key word: Steel structure Gate-shaped rigid frame design array of structure internal force combination of column前 言21

7、世纪是钢结构的世纪。经过20多年的迅速发展,我国钢结构已基本形成了一个巨大的产业。本次设计是七星坤达单层轻钢结构门式钢架厂房设计，单层厂房是工业与民用建筑中运用钢结构较多的建筑。厂房结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性，以抵抗来自房屋面、墙面、吊车设备等各种竖向及水平荷载的作用。正因为轻型钢结构诸多方面的好处，使其应用日益广泛，其数量日益增多，近年来，国内外在轻型钢结构的理论和实践上均有长足的进步，其进步之快，涉及范围之广为钢结构发展史上所罕见，诸如设计方法的演变改进，材料标准的不断更新，高效钢材的开发应用，施工技术的革新提高，凡此等等，都给轻型钢结构的发展注入了活力，其结构技术也得到较好的完

8、善。为了进一步适应社会的需要，提高实际工作能力，为今后的工程设计打下坚实基础，作为一名钢结构方向的毕业生，进行一次全面的钢结构的研究和设计是十分重要的。而轻型钢结构厂房由于具有应用的广泛性，受力的复杂性，以及设计的综合性和典型性，很自然地成为了我们设计的课题。因此我们选择了钢结构房屋作为本次设计的课题。本设计主要设计内容为：结构布置、刚架设计、屋面檩条设计、墙梁设计、抗风柱设计、柱间及屋面支撑设计、地基梁和基础设计、构件制造工艺设计。本次七星坤达单层轻钢结构轻钢结构门式钢架及制造工艺设计，分为建筑设计、结构设计、制造工艺设计三部分。其中建筑设计是基础，结构设计是重点，制造工艺设计是关键。本次设

9、计中会用到有清华大学的结构力学求解器、中国建筑科学研院的PKPM设计软件、CAD绘图软件等。这些软件的应用会大大减轻设计计算的工作量，并且会提供准确的绘图。鉴于水平有限，本次设计中还存在许多缺点，敬请老师批评和指正。 2011.06.20目 录1 设计资料和依据11.1工程概况11.2 方案论证11.3 建筑设计11.3.1荷载条件11.3.2地质条件11.3.3材料规格21.3.4施工与安装条件21.3.5综合地区地质，气象条件及车间特征进行建筑平面设计21.3.6平面组合，柱网布置及变形缝设置特点31.3.7立面及空间艺术处理31.3.8结构形式的特点41.3.9门窗型号及数量52 结构设

10、计52.1结构设计资料52.1.1网柱布置52.1.2框架柱和横梁62.1.3墙架及柱间支撑布置62.1.4支撑布置62.2荷载计算82.3 截面选型及截面特性102.4内力计算：112.4.1各个荷载作用简图及内力计算图122.4.2柱、梁内力统计表202.4.3柱内力组合222.4.4梁内力组合242.5 截面验算252.5.1刚架柱验算252.5.2刚架梁验算272.5.3梁柱节点计算302.6柱间支撑设计332.6.1作用于支撑的纵向水平荷载计算332.6.2支撑构件内力计算（设计值）342.6.3杆件截面选择352.7 檩条设计362.7.1荷载计算372.7.2内力计算372.7.

11、3截面选择382.7.4刚度计算382.7.5檩条稳定验算382.8 墙梁设计392.8.1设计资料及说明392.8.2荷载及内力计算402.8.3截面选择422.8.4强度计算442.8.5调整截面计算452.8.6稳定验算462.9 抗风柱设计462.9.1荷载计算462.9.2强度稳定验算472.9.3抗风柱柱脚设计492.9.4 抗风柱节点设计522.10 吊车梁的设计及计算542.10.1设计资料542.10.2吊车荷载计算542.10.3内力计算542.10.4截面选择552.10.5梁截面承载力核算562.10.6腹板局部稳定计算572.10.7疲劳强度计算572.10.8梁的绕

12、度验算592.10.9焊缝连接计算592.11牛腿设计602.12隅撑的设计612.13两个边柱的柱脚设计622.14柱下独立基础设计(边柱设计)652.15压型钢板的设计692.15.1主要构造要求692.15.2屋面板的设计692.15.3屋面板的设计703 制造工艺设计713.1 制造结构概况713.2 施工准备713.2.1审查施工图713.2.2备料723.2.3编制工艺规程723.3 柱的制造加工工艺753.3.1材料矫正753.3.2放样、号料与下料763.3.3装配773.3.4焊接803.3.5矫正823.3.6焊缝飞溅清理及打磨823.3.7柱铣平顶紧部位铣削（端铣）823

13、.3.8钻孔833.3.11焊缝检验843.3.12除锈与涂装853.3.13全部检验合格后捆包入库873.4 梁的制造加工工艺873.4.1材料矫正873.4.2放样、号料与下料873.4.3装配883.4.4焊接903.4.5矫正923.4.6焊缝飞溅清理及打磨923.4.7梁铣平顶紧部位铣削（端铣）923.4.8钻孔933.4.10焊缝检验933.4.11除锈与涂装943.4.12全部检验合格后捆包入库953.5 梁的制造加工工艺953.5.1材料矫正953.5.2放样、号料与下料963.5.3装配963.5.4焊接973.5.5矫正1003.5.6焊缝飞溅清理及打磨1013.5.7吊车

14、梁铣平顶紧部位铣削（端铣）1013.5.8钻孔1013.5.9焊缝检验1013.5.10除锈与涂装1023.5.11全部检验合格后捆包入库103附表（装配工艺与焊接工艺卡片）103总 结116参考文献117致 谢118附录1191 设计资料和依据 1.1工程概况 本设计是七星坤达轻型钢结构厂房设计设计使用年限50年，安全等级二级，抗震等级丙类。车间跨度21米，长度72米，柱间距6米，3T吊车, 屋面坡度1/10，柱高7.3米。单跨双坡门式刚架结构，屋面压型钢板，独立基础。在有较好加工条件的工厂加工，运往工地，运输长度16米，运输高度3.8米。 屋面活荷载标准值0.35 KN/m2，屋面恒荷载0

15、.5 KN/m2。 基本风压0.63 KN/m2，基本雪压0.65 KN/m2。1.2 方案论证单层厂房结构形式主要有排架结构和刚架结构，刚架结构的柱和梁采用刚接，柱与基础采用刚接或铰接。本工程带有3T吊车，且跨度和纵向长度不大，依据经济适用的原则，根据设计任务书和门式刚架轻型房屋钢结构技术规程的规定，所以采用柱与基础刚接的门式刚架结构。（平面布置图见图1.1）1.3 建筑设计 1.3.1荷载条件表1-1 荷载标准值荷载类型大小为活载屋面荷载0.35KN/m2基本风压0.63KN/ m2基本雪压0.65KN/ m2恒载屋面恒载0.5KN/ m2墙面恒载0.4KN/ m2注:荷载包括结构自重,墙

16、面荷载指压型钢板墙重,施工荷载为0.3KN/ m2。 吊车荷载情况见吊车荷载计算。 1.3.2 地质条件（1）地形条件：基地地势平坦，邻近城市干道，城市上下水及电煤气管网在附近通过。（2）气象资料：标准冻土深度：1.8m（长春） 基本风压值：0.63KN/m2 基本雪压值： 0.65KN/m2。 （3）抗震设防烈度为（本设计暂不考虑）：7度设计基本地震加速度为0.10g。（4）地质勘测报告： 场地工程地质条件概述建筑场地位于市区内，场地地势平坦，由钻探资料探明场区地层由上而下分别为：a杂填土 ：含有大量砖石和人工垃圾，厚约0.8mb 粉质粘土：棕黄色，较湿，呈可塑状态，厚约2.6mc 粉质粘土

17、：棕黄色，稍湿，呈硬塑状态，厚约1.4md 粘土：棕色，稍湿，呈硬塑状态，厚约4.5m 地下水情况：本场区地下水属于潜水，潜藏于粘土中，稳定水位在地面下2.2m处，根据该场区测试资料，地下水无腐蚀性。 工程地质条件评价a 杂填土：物质成分复杂，承载力较底，压缩性不均匀，不能作为基础持力层。b 粉质粘土：处于可塑状态，有一定承载力。c 粉质粘土：处于硬塑状态，具有较高的承载力，可作为基础持力层。d 粘土：处于硬塑状态，具有较高的承载力，可作为基础持力层。1.3.3材料规格钢材:型钢、钢板、冷弯薄壁型钢分别为Q345B和Q235B。螺栓:摩擦型高强度螺栓和普通螺栓。焊条:手工焊,自动埋弧焊和CO2

18、气体保护焊。基础混凝土C20,垫层混凝土C10。钢筋:直径D12mm为级钢筋,直径D10mm为级钢筋。1.3.4 施工与安装条件1各种材料保证供应,品种齐全。2施工技术力量雄厚,有足够的运输,吊装设备。3构件加工和预测设施配套,保证工期。1.3.5 综合地区地质，气象条件及车间特征进行建筑平面设计1屋面采用板宽1000mm,波高130 mm的YX130-300-600的压型钢板,有效覆盖宽度750 mm。2主体结构采用实腹式等截面柱门式刚架承重,柱和梁都采用等截面。3墙体采用双层镀锌钢板,钢板间夹一层隔热保温材料。1.3.6 平面组合，柱网布置及变形缝设置特点1.平面组合厂房平面形式和生产工艺

19、流程，生产特征有直接关系，在建筑实践中最常用的厂房形式是矩形。矩形平面中最简单的是单跨，它是构成其他平面形式的基本单元，当生产规模很大，要求厂房面积较大时，常采用多跨组合的平面，其组合方式多随工艺而异。根据组合方式的不同，又分为平行跨布置和垂直跨布置，平行跨布置适用于直线式的生产工艺流程，即原料由厂房一端输入，产品由另一端输出，同时，它也适用于往复式的生产工艺流程。垂直跨不止适用于垂直式的生产工艺流程，即原材料从厂房一端进入，经过加工后到装配跨装配成产品或半成品出厂。根据本设计厂房适用特点，选用单跨布置较为合适，此平面形式的特点是：（1）较其他平面形式，相比该形式各工段之间靠得很紧，运输路线短

20、捷，工艺联系紧密，工程管线较短。（2）形式规整，占地面积小。（3）在单跨的情况下，跨度不大，室内采光通风都较容易解决。2.柱网布置特点柱网应根据工艺，结构和经济要求布置。按施工要求，厂房的横向柱距和纵向柱距应满足生产工艺、使用和发展要求。柱的位置应和厂房的地上设备、起重和运输通道、地下设备和设备基础、地下管道和地相协调。按结构要求，柱网布置应尽量简单，避免在同一区段内设置纵横跨。尽量采用所有柱列的纵向柱距均相等并符合模数的布置方式。通常情况下，纵向柱距的模数采用6m，厂房跨度的模数采用3m（L24m时，确实需要时仍可按3m）。按经济要求，纵向柱距常对钢材用量和造价有较大影响。增大柱距，柱和基础

21、的材料用量减少，而屋盖结构，吊车梁和墙架的材料用量增加并往往需要增设托架和墙架柱。3. 变形缝设置根据钢结构设计手册，纵向温度区段不大于180m，横向温度区段不大于100m,（柱顶刚接）时，可不设伸缩缝，本厂房纵向尺寸为42m，横向尺寸为15m，所以不设伸缩缝。1.3.7 立面及空间艺术处理综合考虑我国的建筑方针、功能需要、技术水平、经济条件、运用建筑艺术构图规律和处理方法，使厂房具有简洁、朴素、大方的外观形象，达到比例恰当、完整均匀、节奏自然、色调质感、协调统一的效果。本厂房采用水平划分的手法进行处理，水平方面，设整排带型窗，用通长的窗台线将窗连成水平条带，涂层压型钢板墙材与窗构成不同色带的

22、水平划出，自然形成水平线条，此立面处理优点是：外型简洁舒展。厂房的承重结构、外墙、屋顶、地面、隔墙等构成了厂房内部设计的主要内容，生产设备及其布置，管道组织，艺术装修，色彩处理等也都直接影响厂房内部的面貌及其使用效果，也是车间内部设计的有机组成部分。1厂房承重材料选用型钢、冷弯薄壁钢均为Q235B，建筑中结构形式所形成的内部空间采用跨间式，各跨并列组成了厂房的平剖面形式。2设备布置、采用形状、规格统一，使设备形成有规律成组的排列，这样能获得明显的组织性，规律性的视觉效果。3内部管道应成为内部整体构图中的有机组成部分，采用敞露式设管道，各种用途的管道，根据规范要求分别涂以色彩。4在操作地点附近布

23、置一些操作规程、劳动保护条例、形式美观、字迹工整的艺术作品。5室内墙壁采用浅蓝色，地面部分除安全通道采用绿色外其它采用蓝色。1.3.8 结构形式的特点1. 门式刚架结构形式的特点(1) 门式刚架整个构件的横截面尺寸较小，可以有效的利用建筑空间，从而降低房屋的高度，减小建筑体积，在建筑造型上也较简洁美观。(2) 刚架构件的刚度较好，其平面内外的刚度差别较小，为制作、运输、安装提供了有利条件。(3) 门式刚架是超静定结构，内力分布较均匀，有利于充分发挥材料的承载能力2. 平面形式与立面设计特点：(1) 采用单跨平行布置可使各工段之间靠得较紧，运输路线短捷，工艺联系紧密，工程管线较短，形式规整，占地

24、面积小。(2) 立面采用水平划出，外行简洁舒展，自然和谐，能达到简洁、明快、美观、大方。3. 构造简要说明(1)屋面、墙体、地面构造说明（2）屋面构造屋面板采用板宽1000mm，波高130mm的压型钢板,其有效覆盖宽度为750mm,屋面坡度采用1/10的双坡屋面。（3）墙体构造外墙为双层镀锌钢板,钢板夹有75mm厚玻璃丝绵作为保温材料。4室内,室外装修及防锈:（1）室内墙面涂成浅蓝色涂料,地面除安全通道用翠绿色外,其他均用蓝色,在操作地点附近布置一些生产操作规程,劳动保护条理,形式美观的艺术作品。（2）用各色硼钡酚酞防锈漆F53-9打底,选用各色醇酸磁漆C04-42作为面漆。1.3.9门窗型号

25、及数量:表1-2 门窗表门窗编号洞口尺寸（mm）规格附注宽高M130004000W3000H4000铝合金推拉门M230003000W3000H3000铝合金推拉门C130002000W3000H2000铝合金推拉窗C250001000W5000H1000固定铝合金窗2 结构设计2.1结构设计资料2.1.1网柱布置本设计为长春市一单层钢结构厂房，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度21m，柱高7.3m；共有13榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；使用年限50年，安全等级为二级。屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板，详细做法见建筑专业设计文件；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷

26、弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235B钢，焊条采用E43型。刚架平面布置如下图：图1.1 刚架平面布置图2.1.2 框架柱和横梁框架柱采用工字型等截面，根据门式刚架技术规程规定，承重结构的刚架柱和横梁等构件宜采用Q235B或Q345A及以上等级的钢材，由于北方温度较低，所以在这里采用Q345B级钢。横梁为等截面工字型钢，Q345B钢，由于横梁和柱受弯矩变化不大，所以采用等截面设计。2.1.3 墙架及柱间支撑布置1门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置，应考虑设置门窗，避雨等构件和维护栏的要求2门式刚架轻型房屋：钢结构的侧墙，与采用压型钢板作围护结构时，墙梁宜采用布置在刚架柱的外侧，

27、其间距随墙板板型和规格而异，且不应大于计算确定的值3山墙可设置由斜梁，抗风柱和墙梁组成的山墙墙架或采用门式刚架。2.1.4 支撑布置 图2.1 柱间支撑布置图示1支撑布置要求 （1）满足生产净空的要求（2）尽可能与屋面横向水平支撑的布置相协调（3）每个温度区段或工期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系（4）考虑对厂房结构温度变形的影响及由此而产生的温度应力2支撑和刚性系杆的布置宜符合下列规定（1）端部支撑宜设在温度区间端部的第二个开间，柱间支撑的间距应根据安装条件确定。（2）当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置（3）当端部支撑设在端部第二个间时，在第一个间宜设刚性系杆（4）

28、在刚性转折处宜设刚性系杆，如柱顶和屋脊（5）由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑可由檩条兼作，当刚度和承载力不够时，可在刚架斜梁间设置钢管，H型钢或其它截面构件。3门式刚架轻型房屋钢结构的柱间支撑，宜采用张紧的十字交叉钢支撑，用特的连接件与梁柱腹板连接。连接件能适应不同夹角。圆钢端部都应有丝扣，校正对位后将拉条拉紧固定。当必要时可以采用角钢支撑。4屋盖与支撑布置实腹式及格构式刚架应在横梁的顶面设上弦横向水平支撑，作用有：（1）保证屋架在安装中的整体稳定性（2）减小上弦杆在刚架平面外的长细比，增加刚架的侧向稳定性（3）将水平地震作用或风荷载传至刚架横梁和刚架柱顶（4）与设于上弦的

29、纵向水平支撑形成封闭体系檩条一般可作支撑中的支撑，并与斜撑在较差点处相连接。横梁上弦横向水平支撑和柱间支撑宜设置在同一开间内，当房屋纵向伸缩缝区段较短时，可设置在房间两端的端部开间内。在刚架的构件转折处，即柱顶转向处和横梁中央弯折处（屋脊处）的受压肢或受压翼缘，应设置侧向支撑。当横梁与柱内肢需要设置侧向支撑点时，可利用连接于外肢的檩条或墙梁设置角隅撑，如下图所示： 图2.2 隅撑示意图此外，应保证刚架横梁与檩条或其它刚性构件的可靠连接。2.2荷载计算恒荷载屋面恒荷载（含檩条自重） 0.5KN/m2恒荷载标准值 0.56=3.0KN/m活荷载屋面活荷载 0.5kN/m2 雪荷载 0.65kN/m

30、2（雪荷载与活荷载不同时考虑取最大值）活荷载标准值 0.656=3.9KN/m 风荷载各构件的风荷载体型系数如下图所示： 图2.3 风荷载体形系数风荷载标准值： 基本风压0.63kN/m2(按地面粗糙度B类取得) w0= 0.631.0 =0.63KN/m2 柱顶高度取7.3m，风压高度变化系数z=1.0 z=1.0迎风柱上标准值: q1=szzw0B=0.8110.636=3KN/m背风柱上标准值: q2=szzw0B= 0.5110.636= 2KN/m屋顶标高为8.35m , 风压高度变化系数 z=1 z=1.0迎风横梁上标准值: FW1=szzW0B= 0.610.636= 2.3KN

31、背风横梁上标准值: FW2=szzW0B= 0.510.636= 2KN轻质墙及柱自重（包括柱墙骨架） 0.5KN/m2吊车荷载：表2-1吊车荷载（吊车为LDA型电动单吊梁吊车）跨 度（m）起重量Q（t）最小轮压Pmin(t)吊车总宽B（mm）吊车轮距w（mm）小车重q（t）起重机总重（t）19.53311.06350030004.683t吊车作用下产生的竖向荷载Dmax=（1+0.5）Pmax=1.53.110=46.5KNDmin=（1+0.5）Pmin=1.51.0610=15.9KN水平荷载，每个轮子水平刹车力，3t吊车作用下T1=KN（注：）T的最不利位置同Pmax，故Tmax= T

32、1（1+0.5）=1.386（1+0.5）=2.052KN吊车梁荷载简图如下：图2.4 吊车梁荷载简图2.3 截面选型及截面特性按照现行规范,钢结构实腹受压柱截面尺寸设计的传统方法是:首先假定柱的长细比,一般在60100 范围的假定一值试算,再根据截面尺寸和加工条件由表查得相应的稳定系数 ,并算出对应于假定长细比的回转半径i = l/；按照整体稳定的要求算出所需要的截面A = N/f ,求出回转半径和 ,再根据截面的高度h 和宽度b 与回转半径i的关系表确定截面各部分的尺寸;然后算出截面特性,验算柱的稳定和刚度条件。当截面有较大削弱时,还应验算净截面的强度。对于内力较小的柱,还应符合容许长细比

33、的要求。相应的界面应当满足：柱截面， 梁截面。此外，借助于PKPM等软件，我们对截面进行了预选，为满足荷载要求，所选取的截面会有很大富余，这将会不能达到经济要求，所以应该在后续设计中不断优化截面，已达到最为经济合理。初选梁、柱截面及截面特性如下表所示表2-2 梁、柱截面及截面特性部位截面简图截面特性刚架柱截面H450250810截面积： A=8440mm2惯性矩： Ix=2.9505108 mm4Iy=2.6109 mm4抵抗矩： Wx=1.3113106 mm3Wy=2.0848105mm3回转半径：ix=186.97 mmiy=55.567mm刚架梁截面H430250810截面积： A=8

34、280mm2惯性矩： Ix=2.6649108 mm4Iy=2.6059109 mm4抵抗矩： Wx=1.2395106mm3Wy=2.0847107mm3回转半径：ix=179.4 mmiy=56.1mm2.4内力计算：内力计算采用的请华大学开发的结构力学求解器进行计算，在使用该软件时，先初选截面，确定截面特性后，算出材料性质，包括抗拉刚度EI和抗弯刚度EA。再确定节点和节点处的连接方式，输入上面所算的各种荷载，可以得出内力图。2.4.1各个荷载作用简图及内力计算图：1) 恒荷载：图2.5恒荷载作用下计算简图图2.5.2恒荷载作用下-轴力图(KN)图2.5.1恒荷载作用下-弯矩图(KN/m)

35、图2.5.3恒荷载作用下-剪力图(KN)2) 活荷载:活荷载作用下内力图:图2.6活荷载作用下计算简图图2.6.2活荷载作用下-轴力图(KN)图2.6.1活荷载作用下-弯矩图(KN/m)图2.6.3活荷载作用下-剪力图(KN)3) 左风荷载：图2.7左风荷载作用下计算简图图2.7.2左风荷载作用下-轴力图(KN)图2.7.1左风荷载作用下-弯矩图(KN/m)图2.7.3左风荷载作用下-剪力图(KN)4) 右风荷载：图2.8右风荷载作用下计算简图图2.8.2右风荷载作用下-轴力图(KN)图2.8.1右风荷载作用下-弯矩图(KN/m)图2.8.3右风荷载作用下-剪力图(KN)5) 吊车竖向荷载：（

36、1）图2.9吊车竖向荷载作用下计算简图图2.9.2吊车竖向荷载作用下-轴力图(KN)图2.9.1吊车竖向荷载作用下-弯矩图(KN/m)图2.9.3吊车竖向荷载作用下-剪力图(KN)6) 吊车竖向荷载：（2）图2.9吊车竖向荷载作用下计算简图图2.9.2吊车竖向荷载作用下-轴力图(KN)图2.9.1吊车竖向荷载作用下-弯矩图(KN/m)图2.9.3吊车竖向荷载作用下-剪力图(KN)7) 吊车水平荷载：（1）图2.10吊车水平荷载作用下计算简图图2.10.2吊车水平荷载作用下-轴力图(KN)图2.10.1吊车水平荷载作用下-弯矩图(KN/m)图2.10.3吊车水平荷载作用下-剪力图(KN)8) 吊

37、车水平荷载：（1）图2.11吊车水平荷载作用下计算简图图2.11.2吊车水平荷载作用下-轴力图(KN)图2.11.1吊车水平荷载作用下-弯矩图(KN/m)图2.11.3吊车水平荷载作用下-剪力图(KN)9)2.4.2 柱、梁内力统计表：下图标明了梁和柱相应的各个截面：图2.12 梁、柱的验算截面表2-3 柱、梁内力表荷载类型柱梁-M（KN.m）N(KN)V(KN)M（KN.m）N(KN)V(KN)M（KN.m）N(KN)V(KN)M（KN.m）N(KN)V(KN)M（KN.m）N(KN)V(KN)-85.64-31.5-17.5942.79-31.59-17.59-48.71- 31.5-17

38、.59 -85.64-20.6429.59-85.64-20.64-2.06-111.33-40.95-22.8755.63-40.59-22.87-63.32-40.95-22.87 -111.33-26.8338.4777.49-26.83-2.687.6-11.660.21-73.86-11.6622.11 21.5-11.66 15.75 7.6-0.9511.622.2-0.95-12.65-15.38.51-4.3169.438.51-18.91- -21.58.7 -18.2 -15.3 -3.44-8.92.19-3.4412.2170.43 -2.51 0.14 -46.1-

39、2.51 11.52 0.43 -2.51 7 -2.43 -0.74 0.88-2.43-0.74-2.31-0.45-2.567.25-16.35-2.562.3-0.45-2.56-2.31-2.590.12-1.07-2.590.12-2.55-0.24-0.0147.95-0.24-2.01-2.53-0.24-0.014-2.55-0.040.24-0.05-0.040.242.550.240.014-7.950.242.012.530.240.0142.550.04-0.240.050.04-0.242.4.3 柱内力组合1. 内力组合原则刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据

40、建筑结构荷载规范(GB500092001)的规定， 对于荷载效应基本组合，其设计值S从下列组合值中取最不利值确定：A1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4活荷载标准值计算的荷载效应B1.0恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷载效应C1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4活荷载标准值计算的荷载效应+0.61.4风荷载标准值计算的荷载效应D1.2恒荷载标准值计算的荷载效应+1.4风荷载标准值计算的荷载效应+0.71.4活荷载标准值计算的荷载效应E1.35恒荷载标准值计算的荷载效应+0.71.4活荷载标准值计算的荷载效应本工程不进行抗震验算。最不利内力组合的计算控制截面取柱底、

41、柱顶、梁端及梁跨中截面。2.计算控制截面的内力组合时一般应计算以下四种组合：与相应的、组合；与相应的、组合；情况下+及相应；情况下-（最大负弯矩）及相应；进行上述计算时均应考虑风荷载、吊车水平荷载及最大、最小吊车轮压可分别作用在左柱或右柱的最不利组合。最不利内力组合应按梁、柱控制截面分别进行，由于采用等截面梁和柱，在本设计中选梁、柱中最不利截面进行验算。由内力图可得，柱截面内力均比截面和小，所以只对柱的和截面进行内力组合。表2-4 柱内力组合表荷载组合类别内力组合名称-M(KN.m)N(KN)V(KN)M(KN.m)N(KN)V(KN)永久荷载1.2+0.91.4（竖向可变+风载+吊车竖向+吊

42、车水平）11.2+0.91.4（2+4+5+8）11.2+0.91.4（2+4+5+8）-253.4-78.31-59.88215.97-136.7-80.61311.2+0.91.4（2+4+6+7）11.2+0.91.4（2+4+5+7）-249.1-77.73-59.89 202.29-136.32 -76.56 11.2+0.91.4（2+3+5+8）11.2+0.91.4（2+3+6+8）-224.56-103.55 -54.2 35.46-162.14-28.33永久荷载1.0+0.91.4（风荷载+竖向可变荷载）11.0+0.91.4（2+4）11.0+0.91.4（2+3）-2

43、45.19-72.387-51.8419.82-97.8-18.5511.0+0.91.4（2+4）11.0+0.91.4（2+4）-245.19-72.387-51.84200.37-72.37-70.2311.0+0.91.4（2+3）11.0+0.91.4（2+3）-216.34-97.8-46.1419.82-97.8-18.55永久荷载1.2+风荷载1.411.0+0.91.4411.0+0.91.43-104.92-20.8-23.02-50.3-46.1910.2711.0+0.91.4411.0+0.91.44-104.92-20.823.02130.27-20.78-41.4

44、211.0+0.91.4311.0+0.91.43-76.1-46.2-17.33-50.3-46.1910.722.4.4 梁内力组合表2-5 梁内力组合表荷载组合类别内力组合名称- -M(KN.m)N(KN)V(KN)M(KN.m)N(KN)V(KN)永久荷载1.2+0.91.4（竖向可变+风载+吊车竖向+吊车水平）11.2+0.91.4（2+4+5+8）11.2+0.91.4（2+3+5+8）-222.35-58.4771.76-3.88-64.23-22.7811.2+0.91.4（2+3+5+7）11.2+0.91.4（2+3+5+7）-220.35-64.2197.21-3.88-

45、64.18-23.1811.2+0.91.4（2+4+6+8）11.2+0.91.4（2+4+6+8）-222.35-58.4771.76-3.896-67.378.54永久荷载1.0+0.91.4（风荷载+竖向可变荷载）11.0+0.91.4（2+4）11.0+0.91.4（2+4）-245.19-58.7867.214.76-58.789.9511.0+0.91.4（2+3）11.0+0.91.4（2+3）-216.34-55.6479.6814.77-55.64-21.3811.0+0.91.4（2+4）11.0+0.91.4（2+4）-245.19-58.7867.214.76-58.

46、789.95永久荷载1.2+风荷载1.411.0+0.91.4411.0+0.91.44-104.92-24.97-18.376-82.88-24.9713.3211.0+0.91.4311.0+0.91.43-76.06-21.84344.23-82.87-21.841811.0+0.91.4411.0+0.91.44-104.92-24.9718.376-82.88-24.9713.322.5 截面验算:2.5.1 刚架柱验算:门式刚架柱是典型的压弯构件，应按压弯构件进行验算。主要验算其强度、平面内稳定、平面外稳定、局部稳定。（1） 内力选取由于采用等截面，根据柱内力组合表，选择最不利内力

47、组合M=253.4KN.M N=162.14KN V=80.613KN柱的材料选用Q345B钢 , f=310, 截面选用H型钢截面尺寸为450250810柱的几何参数为:A=8440mm2 Ix=295046300mm4 Iy=26060000mm4 WX=1311310mm3 Wy=208480mm3 ix=186.9mm iy=55.5mm（2） 验算强度（3） 验算弯矩作用平面内的稳定: 根据K值查表得:u=1.073故：L=73001.073 长细比x=l/ix=73001.073186.9=39.06柱对轴x属于a类截面 查表得=0.868即：公式中： N压弯构件所计算区段范围内的

48、轴心压力设计值 弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数 Mx所计算构件段范围内的最大弯矩 NEx参数 wx弯矩作用平面内受压最大纤维的毛截面地抗拒 x截面塑性发展系数取1.05 mx取1.0 （4） 验算弯矩作用平面外的稳定 查表得:u=1.073故：L=73001.073 长细比x=l/ix=73001.073186.9=39.06 y=l/iy=2600/55.5=46.85=150 查表得=0.824即：式中： 弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数 均匀弯矩的受压构件整体稳定系数0.99 Mx所计算构件段范围内的最大弯矩设计值 截面影响系数取1.0 tx等效弯矩系数取1.0（5） 局部稳定

49、验算腹板翼缘 均满足要求。2.5.2刚架梁验算 实腹式横梁在平面内和平面外均应按压弯构件计算强度和稳定，平面外计算长度取侧向支承点间的距离。当实腹式横梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘的两侧布置隅撑。（1） 内力选取由于采用等截面，根据梁内力组合表，取最不利内力组合M=245.19KN.m N=67.37KN V=97.21KN梁的材料选用Q345B钢 , f=310, 截面选用H型钢截面尺寸为H430250810 梁的几何参数为A=8280mm2 Ix=266489000mm4 Iy=26059100mm4 WX=1239.480mm3 Wy=208470mm3 ix=179.4mm iy=56.1mm（2） 抗剪强度验算 考虑屈服后强度 截面全部有效。抗剪强度验算： 满足要求.（3） 验算强度（4） 验算弯矩作用平面内的稳定 长细比x=l/ix=7500/179.4=58.53梁对x轴属于a类截面, 查表得=0.744式中 N压弯构件所计算区段范围内的轴心压力设计值 弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数 Mx所计算构件段范围内的最大弯矩 NEx参数 wx弯矩作用平面内受压最大纤维的毛