戴南新源环保有限公司厂房设计

1、 本科毕业设计说明书（论文） 第 PAGE 79 页 共 NUMPAGES 79 页1 绪绪论自20世世纪900年代以以来，我我国钢结结构建筑筑的发展展十分迅迅速，特特别是一一些代表表城市标标志性高高层建筑筑的建成成，为钢钢结构在在我国的的发展揭揭开了新新的一页页。近十十年轻钢钢建筑工工程得到到迅速的的发展，其具有有施工周周期短、综合经经济效益益好、抗抗震性能能好、宜宜于拆卸卸搬迁等等优点，而且随随着近年年来防火火、防腐腐新产品品的不断断出现，已较好好地解决决了轻钢钢结构抗抗腐蚀性性差的缺缺点，使使得它在在工业厂厂房以及及民用设设施中获获得了更更广泛的的应用。本次毕业业设计课课题为戴戴南新源源

2、环保有有限公司司厂房设设计，结结构类型型采用门门式钢架架结构，其目的的是培养养我们综综合运用用所学基基础知识识、专业业知识与与技能去去分析和和解决工工程中实实际问题题，使自自己了解解和掌握握工程问问题的力力学建模模以及工工程结构构的计算算机分析析，培养养自己的的综合素素质和能能力，提提高从事事本专业业的实际际工作能能力，为为今后走走上工作作岗位打打下扎实实的基础础。毕业设计计过程中中，需要要我们熟熟悉结构构体系的的类型并并能根据据建筑的的特点选选择合理理的结构构形式；具备综综合运用用所学的的专业知知识及相相关的参参考资料料、规范范设计出出合理实实用的建建筑方案案的能力力；通过过对门式式刚架进行

3、行荷载计计算，运运用3DD3S软软件进行行内力分分析掌握握门式刚刚架设计计要点。最后，基于任任务书所所给的条条件及要要求：本本厂房地地处泰州州市，根根据建建筑结构构荷载规规范（GB 500009-20112）的的有关规规定，基基本风压压为0.4kNN/m，基本雪雪压为00.355kN/m，地地面粗糙糙程度为为B类。对本本次设计计采用的的结构形形式为轻轻钢门式式刚架结结构。门式刚架架结构体体系通常常由轻型型焊接HH形钢（等截面面或变截截面）、冷弯薄薄壁型钢钢等构成成的门式式刚架作作为主承承重结构构，配套套用冷弯弯薄壁型型钢（槽槽钢）作作为屋面面檩条和和墙檩；屋面和和墙面为为压型钢钢板；以以及相应

4、应的支撑撑系统所所组成的的结构体体系。竖竖向荷载载由围护护结构传传递至门门式刚架架梁及柱柱，随后后传递给给基础。纵向承承载结构构由纵向向柱列、吊车梁梁、柱间间支撑和和基础等等组成，厂房承承受的水水平荷载载经由吊吊车梁、柱间支支撑等构构件传递递至纵向向柱列，再传递递给基础础。本次设计计将首先先进行厂厂房的建建筑布置置及结构构布置，根据钢钢结构设设计手册册和门式式刚架的的一些规规范，采采用3DD3S辅辅助结构构设计软软件进行行计算机机建模，根据建建模数据据设计验验算檩条条、支撑撑、抗风风柱等构构件，选选一榀标标准榀刚刚架计算算内力并并校核梁梁柱截面面是否满满足要求求，最后后设计计计算节点点域基础础

5、，完成成整体设设计。2 建建筑方案案设计根据设计计要求，厂房整整体采用用双跨等等跨矩形形平面布布置。两两跨均为为30mm，厂房房设155t桥式式吊车两两台（选选用大连连重工起起重集团团有限公公司DQQQD型型），吊吊车工作作级别为为A5级级，轨顶顶标高为为8.22m。因此此，在考考虑门窗窗洞口布布置的同同时，也也应该考考虑吊车车的空间间使用要要求和采采光通风风的需要要。具体体方案如如图2.1所示示。图2.11 建建筑平面面图2.1 定位位轴线及及柱网布布置参照任务务书，本本次设计计为双跨跨等跨门门式刚架架厂房结结构，跨跨度都为为30mm。根据据GB5500006-220100厂房建建筑模数数协

6、调标标准，纵纵向柱距距布置为66.0mm，横向向间距为为6m。定位轴轴线及柱柱网的详详细布置置方案详详见建施施02。2.2 立面面设计建筑立面面布置体体现了建建筑的外外部形象象。作为为厂房，建筑外外观的美美观要求求较低，但是需需要布置置大气雄雄伟。为为了保证证人员与与物资的的流通，在两侧侧山墙各各布置了了两扇门门。基于于采光及及通风的的考虑，在山墙墙与纵墙墙都布置置大量平平开窗，两侧纵纵墙均布布置有封封闭高窗窗用来提提高采光光效果。基于出出入方便便考虑，在门洞洞处均设设置有斜斜坡和雨雨棚。厂房的立立面详细细布置方方案如图图2.22所示。图2.22 建建筑立面面图2.3 剖面面设计根据任务务书要

7、求求，轨顶顶标高88.2mm，则柱柱顶标高高：其中H22为轨顶顶到柱顶顶的高度度，H22=H6+H7+H8。H6为轨顶顶到小车车顶面的的距离，根据门式刚刚架轻型型房屋钢钢结构（有吊车车）查查吊车规规格表可可知为221855mm；H7为小车车顶面到到梁的距距离，规规范规定定应3000mm，此处取取3155mm；H8为梁高高，由前前知为8800mmm，则则有：根据任务务书要求求，厂房房室内外外高差为为3000mm。本设计的的屋面结结构形式式采用单单脊双坡坡方式，在其他他条件都都相同的的情况下下，屋脊脊两侧各各需要一一根檩条条，而内内天沟两两侧也各各需要一一根檩条条，因此此，多一一个屋脊脊就需要要多

8、一根根檩条；多一个个内天沟沟也需要要多一根根檩条。同时也也需要增增加内天天沟、落落水管、室内排排水沟的的用料，设置内内天沟还还容易因因积水、积雪而而加大荷荷载，甚甚至导致致渗漏。如果因因为室内内排水沟沟淤塞需需要疏通通，还将将影响正正常使用用，而对对多级多多坡不等等高刚架架，上述述的问题题更加严严重，应应尽可能能不采用用。剖面面图如图图2.33所示。图2.33 厂厂房剖面面图2.4 采光光通风设设计根据厂房房的设计计与生产产要求，厂房四四面都设设有窗户户，由于于厂房中中设有吊吊车，光光线不能能很好地进进入室内内，在吊吊车梁的的上下段段布置窗窗户，下段为为平开窗窗，上段段为固定定的高窗窗。这样样

9、的设计计既解决决了厂房房的采光光问题，又解决决了通风风问题。2.5 屋面面排水设设计屋面采用用有组织织排水，由规范范知坡度度为1/101/220，取1/110。每每个刚架架布置一一个直径径为1220mmm的PVVC雨水水管，天沟纵纵向坡度度取1.5%。2.6 厂房房的围护护设计（1）外外墙设计计外墙在11.2mm以下部部分采用用2400厚的灰灰砂砖墙墙，墙下设设基础梁梁支撑在在基础上上。外墙墙在1.2m以以上部分分采用压压型钢板板，型号号为YXX28-2055-8220-00.6。（2）屋屋面设计计屋顶采用用压型钢钢板，型型号为：YYX355125575000.6，用C型型檩条与与刚架梁梁连接

10、，檩距为为1.55m。（3）地地面设计计根据任务务书的所所给条件件，厂房房内对地地面没有有特殊要要求，由由规范可可知采用用水泥砂砂浆地面面即可。3 结结构方案案设计为了加强强厂房结结构的空空间整体体刚度和和稳定性性，厂房房一般会会适当地地布置支支撑体系系，支撑撑系统包包括柱间间支撑和和屋盖支支撑两大大部分，其主要要作用是是传递水水平风荷荷载以及及吊车间间产生的的冲切力力。轻型型门式刚刚架厂房房由承重重结构系系统、围围护结构构系统和和支撑系系统等三三大部分分组成，如图33.1所所示。其其中，主主结构有有：横向向刚架（包括中中部和端端部刚架架）和支支撑体系系，次结结构有：屋面檩檩条和墙墙面檩条条等

11、；围围护结构构包括：屋面板板和墙板板；另外外还有基基础。图3.11 轻轻型门式式刚架结结构组成成3.1 结构构形式本厂房为为钢结构构厂的门门式刚架架结构。当厂房房设有吊吊车时，为了节节省材料料和有效效的发挥挥钢结构构的特点点，采用用变截面面梁，变变截面梁梁分三段段，根据据以往的的工程实实际情况况，分段段处大致致为反弯弯点处，以减小小跨中弯弯矩带来来的危害害，至结结构失稳稳，故变变截面梁梁分段比比为2:6:22。根据钢钢结构设设计手册册，一一般钢结结构的厂厂房使用用铰接柱柱脚，当当用于工工业厂房房且有55t以上上桥式吊吊车时，宜将柱柱脚设计计成刚接接。本厂厂房的吊吊车为AA5工作作制155t桥式

12、式吊车，故设计计为刚接接柱脚。设两对对地脚螺螺栓。对对于有桥桥式吊车车的厂房房，中柱柱不宜采采用摇摆摆柱。结构设计计计算简简图如图图3.22所示：图3.22 结结构计算算简图3.2 结构构平面布布置根据任务务书要求求，厂房房全长660米，则设计计柱距为为6m，共111榀刚架架。在厂房两两层山墙墙处需要要布置抗抗风柱抵抵抗侧向向风载。由于厂厂房两跨跨等跨均均为300m，根根据门门式刚架架轻型房房屋钢结结构（带带吊车）（004SGG5188-3）的规定定，抗风风柱的柱柱距设计计为6mm，6mm，6mm，6mm。根据门门式刚架架轻型房房屋钢结结构技术术规程（CEECS1102：20002）规规定，门

13、门式刚架架轻型房房屋的屋屋面坡度度宜取11/1001/20。具体坡坡度可详详见建施施03。门式刚架架轻型钢钢结构自自重轻，且厂房房所处地地理位置置土质良良好，因因此选用用浅基础础中的柱柱下独立立基础。柱脚采采用刚接接柱脚，基础设设计为台台阶基础础。基础础的平面面布置方方式详见见结施002，基基础的具具体参数数及形式式详见结结施044。（1）伸伸缩缝温度变化化将引起起结构变变形，使使厂房结结构产生生温度应应力。故故当厂房房平面尺尺寸较大大时为避避免产生生过大的的温度变变形和温温度应力力，应在在厂房的的横向或或纵向设设置温度度伸缩缝缝。本次次设计的的厂房长长度为660m，无需在在横向上上设置伸伸缩

14、缝。（2）柱柱距的布布置根据厂厂房建筑筑统一化化基本规规则和和建筑筑统一模模数制可知，对厂房房横向，当厂房房跨度LL188m时，其跨度度宜采用用6m的的倍数。所以本本次设计计厂房的的柱距取取6m。（3）抗抗风柱布布置根据门门式刚架架轻型房房屋钢结结构（带带吊车）04SSG5118-33规定定抗风柱柱的间距距为：66m，66m，66m，66m。（4）柱柱间支撑撑布置根据门门式刚架架轻型房房屋钢结结构（带带吊车）04SSG5118-33规定定，在厂厂房的两两端开间间分别布布置两道道柱间支支撑，上上柱和下下柱各一一道。上上柱柱间间支撑为为单片，连接于于柱腹板板中心，下柱柱柱间支撑撑为双片片，连接接于

15、柱两两侧翼缘缘里侧。（5）基基础布置置本次设计计内容是是钢结构构厂房，根据任任务书给给出的地地质条件件，本次次设计采采用阶形形式的柱柱下独立立基础。4 33D3SS辅助结结构设计计3D3SS软件一一款专业业的钢结结构软件件，对设计计门式刚刚架轻钢钢来说，3D33S可以以简单迅迅速的建建模，在在节点计计算方面面更有着着异常强强大的功功能，能能自动设设计相关关节点并并且校核核优选，由于是是基于CCAD的的一款钢钢结构设设计软件件，可以以直接在在CADD出图。在辅助助设计方方面更是是可以直直接校核核支撑，设计并并出基础础图。3D3SS软件进进行设计计时，首首先设计计刚架模模板，然然后将模模板配置置到

16、设定定好的柱柱网中，接着分分别对单单榀框架架进行材材性定义义和截面面定义、荷载布布置并计计算其内内力，再再进行围围护结构构设计如如门窗、屋面檩檩条、墙墙面檩条条、屋面面支撑和和抗风柱柱等构件件，最后后对整体体模型进进行后处处理编辑辑并输出出相应的的图纸以以及计算算书。4.1 刚架架布置进入3DD3S建建模界面面，进入入模板生生成界面面，输入入相应的的模板信信息，包包括跨度度、檐口口高、牛牛腿标高高、梁分分段比等等。接着着进入荷荷载信息息界面，输入相相应的荷荷载信息息，包括括恒载、活载、基本风风压等。模板信信息和荷荷载信息息输入完完成后，建模部部分基本本完成。进入轴网网生成界界面，把把轴线数数和

17、轴线线间距输输入，轴轴线就生生成完毕毕。进入刚架架布置界界面，点点击生成成的轴线线，刚架架就可以以布置上上去。具具体操作作如图44.1所所示。图4.11 模模板生成成4.2 吊车车布置吊车荷载载参数中中有相应应的吊车车信息，如施加加吊车的的节点和和位置，吊车规规格等，可根据据工程实实际情况况选用合合适的吊吊车。具具体操作作如图44.2所所示。图4.22 吊吊车荷载载参数信信息4.3 抗风风柱布置置首先从截截面库中中选择抗抗风柱的的截面，然后按按照要求求输入抗抗风柱间间距，再再选择布布置抗风风柱的主主刚架即即可。具具体操作作如图44.3所所示。图4.33 抗抗风柱布布置4.4 屋面面檩条和和支撑

18、设设计布置顺序序首先布布置屋面面檩条，其次进进行门窗窗布置，然后布布置墙檩檩，最后后布置屋屋面支撑撑、系杆杆和柱间间支撑。在本次次毕业设设计中，屋面檩檩条设计计的一些些参数如如图4.4所示示，柱间间支撑的的一些参参数如图图4.55所示。结构模模型如图图4.66所示。 图44.4 屋面面檩条布布置信息息图4.5 柱间支支撑布置置信息图4.66 厂厂房结构构模型4.5 围护护结构的的计算围护结构构布置完完成之后后要运用用软件进进行计算算，查看看各构件件是否满满足强度度、刚度度、稳定定性的要要求。屋屋面檩条条计算如如图4.7所示示，墙面面檩条计计算如图图4.88所示。 图44.7 屋面面檩条计计算

19、图图4.88 墙墙面檩条条计算4.4 门式式刚架的的后处理理单榀设计计完成之之后，对对刚架进进行后处处理。先先对齐模模型并生生成实体体模型，接着进进行主结结构节点点计算参参数的设设置、主主结构节节点连接接形式的的选择（如图44.4所所示）、围护结结构节点点设计和和牛腿设设计（如如图4.10所所示），然后对对节点归归并，主主钢架命命名和构构件编号号，最后后绘制施施工图。图4.99 连连接节点点形式图4.110 牛腿设设计5 构构件设计计在构件设设计中主主要包括括檩条设设计、墙墙梁设计计、抗风风柱设计计、支撑撑设计、吊车梁梁设计。设计包包括荷载载计算、截面选选择以及及截面特特性的计计算、截截面验算

20、算等。部部分构件件还需进进行稳定定性验算算、焊缝缝计算等等。5.1 屋面面檩条设设计檩条选用用冷弯薄壁壁型钢CC型，屋屋面坡度度为1/10（=5.71）。檩檩条跨度度6.00m，檩檩距1.5m，在横梁梁与屋面面檩条之之间设置置一道拉拉条。材材料采用用Q2335-BBF。（1）荷荷载计算算根据屋面面板的受受力情况况，分别别计算永永久荷载载、屋面面均布活活荷载和和风荷载载：（a）永永久荷载载：屋面压型型钢板自自重：00.122kN/m2檩条及支支撑（含含拉条）自重：0.005kNN/m22（b）可可变荷载载：根据建建筑结构构荷载规规范GBB5000920112，当屋屋面均布布活荷载载和雪荷荷载同时

21、时存在时时，应取取两者中中的较大大值。屋屋面活荷荷载0.5 kkN/mm2，雪荷荷载0.35 kN/m2。即可可变荷载载取0.5 kkN/mm2。（c）风风荷载：本次设计计的厂房房位于泰泰州市海海陵工业业园区，基本风风压为00.400 kNN/m22。厂房房的檐口口标高为为11.5m，根据地地面粗糙糙度为BB类，由由风压高高度变化化系数表表可知z=1.0039。根据门式刚刚架房屋屋技术规规程可可知，风风荷载体体型系数数取边缘缘带计算算，A=611.5=9m22，又6.33A10，则：则垂直屋屋面的风风荷载标标准值：（2）内内力计算算（a）永永久荷载载与屋面面均布活活荷载组组合檩条线荷荷载标准准

22、值：檩条线荷荷载设计计值：弯矩设计计值：（b）永永久荷载载与风吸吸力组合合檩条线荷荷载设计计值（见见图5.1）：弯矩设计计值：(跨中设设一道拉拉条)由上述可可知，永永久荷载载与屋面面均布活活荷载的的组合起起控制作作用。图5.11屋面檩檩条计算算简图（3）截截面选择择及截面面特性计计算屋面檩条条选用冷冷弯薄壁壁C型钢，截面尺尺寸为CC1807022022.5，则根据据冷弯弯薄壁型型钢结构构技术规规范（GB5500118-220022）续表表B.11.1-4，可可知檩条条截面特特性为：；截面验验算：按毛截面面计算截面面应力：（压）（压）（拉）（a）受受压板件件稳定系系数k腹板：腹腹板为加加劲板件件

23、上翼缘板板：上翼翼缘板为为最大压压应力作作用于部部分加劲劲板件的的支撑边边（b）受受压板件件的有效效宽度腹板：；故板组约约束系数数为：由于，则则，由于， ，所以所以截面面有效宽宽度为：上翼缘板板：；故板组约约束系数数为：由于，则则，由于， ，所以所以截面面有效宽宽度为：下翼缘板板：全截截面受拉拉，故全全截面有有效（c）有有效净截截面模量量上翼缘板板的扣除除面积宽宽度为：，考虑腹板板截面内内开孔：d=113mm，（距上翼翼缘边缘缘50mmm处，拉条为为12mmm）。图5.22 檩檩条有效效截面示示意图为简化计计算可取取；当下翼缘缘有拉条条孔时可可取。（4）截截面验算算（a）强强度验算算假设屋面面

24、能阻止止檩条侧侧向失稳稳和扭转转，则不不考虑截截面塑性性发展，验算檩檩条在第第一种荷荷载组合合作用下下的强度度为：所以强度度满足要要求。（b）整整体稳定定性验算算永久荷载载与风吸吸力组合合下的弯矩小小于永久久荷载与与屋面可可变荷载载组合下下的弯矩矩，根据据前面的的计算结结构，截截面全部部有效；同时不不计孔洞洞削弱，跨中设设一道拉拉条，查查冷弯弯薄壁型型钢结构构设计规规范GBB500018-20002附附录A.2.11可知：；檩条计算算长度横向荷载载作用点点到弯心心的距离离，风吸力使使下翼缘缘受压，则稳定定性为：所以稳定定性满足足要求。（c）挠挠度验算算所以挠度度满足要要求。（d）构构造要求求所

25、以此檩檩条在平平面内、外均满满足要求求。5.2墙墙檩设计计在本次设设计中考考虑到墙墙梁的设设计方法法与屋面面檩条的的设计方方法一致致，墙梁梁采用CC型檩条条，由于于篇幅的的限制，在本次次设计中中采用的的墙梁由由软件直直接生成成，截面面为144060203.00，经验验算其强强度、刚刚度、稳稳定性等等均满足足要求。5.3屋屋面支撑撑设计门式刚架架跨度为为30m，柱距为为6.00m，钢钢材为QQ2355。基本本风压为为0.440kNN/mmm2，在厂厂房两端端共设置置2道水平平支撑以以抵抗风风荷载的的作用。（1）荷荷载及内内力计算算本设计地地处泰州州市，其其基本风风压为0=0.4 kkN/mm2，

26、地面粗粗糙度为为B类，查表表知风压压高度变变化系数数取。迎迎风面，背风面面。由于风荷荷载一半半传递给给柱脚，一半传传递到支支撑，所所以，风荷载设设计值为为：图5.33 屋屋面支撑撑计算示示意图（2）杆杆件强度度验算交叉斜杆杆（拉杆杆）：，选用圆钢钢，其截截面特性性为因为张紧紧的圆钢钢不考虑虑长细比比限制，因此根根据计算算结果可可知强度度满足要要求。5.4吊吊车梁计算（1）设设计资料料起重量为为15t，工工作级别别为A55的桥式式吊车两两边跨各各一台，吊车梁梁跨度为为6.00m，跨跨度为ss=288.5mm。钢材材采用QQ2355钢，焊焊条为EE43型型。基本本尺寸为为：宽度度B=64434mm

27、m，轮轮距W=5000 mm，轨顶以以上高度度H=21180mmm，轨轨道型号号43kgg/m，总重GG=366.3772t，小车重重g=66.2227t，最大轮轮压，最小轮轮压。（2）吊吊车荷载载吊车荷载载的动力力系数为为1.005，吊吊车荷载载的分项项系数为为1.440。吊车荷载载设计值值为：（3）内内力计算算（a）吊吊车梁的的最大弯弯矩及相相应的剪剪力因轮距为为5m，所以一一台吊车车的两个个轮子同同时作用用在梁上上时产生生最大弯弯矩，梁梁上所有有吊车荷荷载的合合力的位位置，其其产生最最大弯矩矩的荷载载简图如如图5.44：图5.44 吊车车梁计算算示意图图（a）弯弯矩（bb）剪力力，。考虑

28、吊车车自重对对内力的的影响，由跨度度6m查查表得，自重影影响系数数，则最最大弯矩矩为：最大弯矩矩处相应应的剪力力为：（b）吊吊车最大大剪力： （c）由由水平荷荷载产生生的最大大弯矩：（4）截截面选择择（a） 经济高高度按公公式计算算：（b）按按容许挠挠度值计计算，由由中级工工作制桥桥式吊车车，查表表得容许许挠度值值为则，所以选取取高度为650mmm。（c）吊吊车梁腹腹板厚度度按公式式计算：按剪力确确定腹板板的厚度度：，取取12mmm。（d） 吊车梁梁翼缘尺尺寸：采用4220166。（5）截截面特性性（a）毛毛截面特特性：（b） 吊车梁梁净截面面特性：设螺栓孔孔直径为为，螺栓栓孔中心心距吊车车梁

29、中心心线为990mmm。上翼缘对对y轴的的特性：（6）强强度计算算（a）正正应力上翼缘最最大正应应力为：下翼缘的的正应力力为：（b）剪剪应力平板支座座的剪应应力为：（c）腹腹板的局局部压应应力为：采用433kg/m钢轨轨，轨高高为1440mm集中荷载载增大系系数为：；腹板局部部压应力力为：（d）腹腹板计算算高度边边缘处的的折算应应力为：（7）稳稳定性验验算（a）梁梁的整体体稳定性性，应计算算梁的整整体稳定定性 (受压压翼缘对对y轴的的惯性矩矩) (受拉拉翼缘对对y轴的的惯性矩矩)，梁的整体体稳定性性系数为为：对其进行行修正，得：整体稳定定性为：（b）腹腹板的局局部稳定定性，则可按按构造配配置横

30、向向加劲肋肋加劲肋间间距为：，则取，则取，则取（8）刚刚度验算算经验算，刚度满满足要求求。（9）挠挠度验算算经验算，挠度满满足要求求。（10）焊缝验验算（a）上上翼缘与与腹板的的连接焊焊缝：取焊缝的的焊脚尺尺寸为66mm。（b）下下翼缘板板与腹板板的连接接焊缝：取焊缝的的焊脚尺尺寸为66mm。（c）支支承加劲劲肋与腹腹板的连连接焊缝缝：取焊缝的的焊脚尺尺寸为66mm。5.5 抗风风柱设计计抗风柱通通过弹簧簧钢片与与屋面梁梁铰接，底端与与基础铰铰接，则柱的计算长长度系数数，檐口口设计标标高为111.55m(屋屋面坡度度为1/10)，抗抗风柱顶顶标高112.11m，柱柱底位于于地面以以下-0.30

31、0mm。（1）荷荷载计算算根据抗风风柱的受受力情况况，分别别计算永永久荷载载和风荷荷载：（a）永永久荷载载：墙面面压型钢钢板自重重：0.1kNN/m22；墙梁梁自重：0.007kN/m。（b）风风荷载：基本风风压，地地面粗糙糙度为BB类，厂厂房的檐檐口标高高为111.5mm，则风风压高度度变化系系数。迎迎风面宽宽度取抗抗风柱间间距为66m。风荷载体体型系数数取中间间区段计计算，则则：则垂直房房屋墙面面的风荷荷载标准准值：抗风柱计计算简图图见图55.5：图5.55 抗抗风柱计计算简图图（2）截截面选择择及内力力计算选用宽翼翼缘H型型钢柱3502440810，则则截面特特性为：；抗风柱的的自重为为

32、58.4kgg/m，即0.5844kN/m。抗风柱上上下端均均为铰接接，则计计算长度度忽略墙架架垂直荷荷载的偏偏心，则则抗风柱柱最大弯弯矩：抗风柱最最大轴力力：（3）截截面验算算（a）强强度验算算不考虑截截面削弱弱，净面面积参量量取值同同毛截面面。自由外伸伸宽度与与其厚度度之比，需要考虑虑塑性发发展系数数的影响响，即。则强度满满足要求求。（b）弯弯矩作用用平面内内整体稳稳定性验验算因，故按按a类截面面设计，查规范范得无端弯矩矩有横向向荷载，则所以，平平面内稳稳定满足足要求。（c）弯弯矩作用用平面外外整体稳稳定性验验算：由于墙檩檩外侧和和墙板的的支撑作作用，可可不验算算其稳定定性。（d）刚刚度验

33、算算，（e）挠挠度验算算按受弯构构件验算算，则故根据计计算结果果可知，所所选择的的抗风柱柱的强度度、整体体稳定性性、挠度度及刚度度均满足足要求。6 门门式刚架架设计计计算作用于门门式刚架架上的荷荷载有恒恒荷载、活荷载载、吊车车荷载以以及风荷荷载，根根据建建筑抗震震设计规规范GGB5000111-20010规规定可知知，钢结结构单层层厂房可可不考虑虑地震荷荷载作用用。然后后计算各各项荷载载作用下下刚架的的内力，并进行行各截面面最不利利内力组组合。根根据组合合所得内内力对梁梁、柱截截面进行行设计。由于该厂厂房的结结构形式式和受力力形式在在空间上上是对称称的，所所以以中中间区段段标准榀榀GJ-3为例

34、例进行构构件截面面验算。6.1 结构构内力图图及内力力组合刚架选取取9个控控制截面面，分别别为柱底底、牛腿腿、柱顶顶、梁端端和梁中中。具体体控制截截面位置置如图66.1所所示。图6.11 控控制截面面示意图图在计算刚刚架控制制截面的的内力组组合时，一般计计算以下下四种最最不利内内力组合合：（a）及及相应的的、（b）及及相应的的、（c）及及相应的的、（d）及及相应的的、运用3DD3S软软件建模模并完成成后，可可由3DD3S软软件得到到以下工工况的内内力图。在3DD3S软软件中，轴力的的符号定定义为：受压为为负，受受拉为正正；剪力力V的符符号定义义为：顺顺时针为为正，逆逆时针为为负；弯弯矩M的的符

35、号定定义为：上侧受受拉为正正，下侧侧受拉为为负。（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.22 恒恒载作用用下门式式刚架的的内力图图（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.33 活活载作用用下门式式刚架的的内力图图（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.44 左左风作用用下门式式刚架的的内力图图轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M

36、图图(单位位：kNNm)图6.55 右右风作用用下门式式刚架的的内力图图（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.66 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图 （吊车作作用在AAB跨，Dmaax作用用A柱，T水平平向左）（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.77 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图（吊车作作用在AAB跨，Dmaax作用用A柱，T水平平向右）（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯

37、矩M图图(单位位：kNNm)图6.88 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图（吊车作作用在AAB跨，Dmaax作用用B柱，T水平平向左）（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.99 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图（吊车作作用在AAB跨，Dmaax作用用B柱，T水平平向右）（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.99 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图（吊车作作用在BBC跨，Dmaax作用用B柱，T水平平向左）（a）轴轴力N图

38、图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.99 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图（吊车作作用在BBC跨，Dmaax作用用B柱，T水平平向右）（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.99 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图（吊车作作用在BBC跨，Dmaax作用用C柱，T水平平向左）（a）轴轴力N图图(单位位：kNN)（b）剪剪力V图图(单位位：kNN)（c）弯弯矩M图图(单位位：kNNm)图6.99 吊吊车荷载载作用下下门式刚刚架的内内力图（吊车作作

39、用在BBC跨，Dmaax作用用C柱，T水平平向右）表6.11 内内力表格格荷载类别恒载屋面活荷荷载吊车荷载载风荷载吊车在AAB跨吊车在BBC跨左右Dmaxx左，TT向右Dmaxx左，TT向左Dmaxx右，TT向右Dmaxx右，TT向左Dmaxx右，T向左Dmaxx左，TT向左Dmaxx左，TT向右Dmaxx右，T向右序号A柱1-1M74.1163.6636.00-31.077.0010.0022.66-46.31.570.66-84.6-0.55N-79.6-38.5-2411.1-2411.2-97.6-97.7-1.220.6-0.77-2.6636.8821.66V15.77-13.52

40、1.0010.7716.666.33.0-5.440.58.9-19.33.82-2M-40.3-34.8-1177.0-1099.2-43.9-36.10.6-7.11-185.939.448.9N-56.3-38.5-2411.1-2411.2-97.6-97.7-1.220.6-0.77-2.6636.8821.66V15.77-13.521.0010.7716.666.33.0-5.440.58.9-14.7-6.443-3M-45.1-38.056.9976.8822.3342.220.5-7.00-1.995.642.5510.88N-56.3-38.5-1.00-1.11-1.2

41、2-1.33-1.220.6-0.77-2.6636.8821.66V15.77-13.514.2217.559.813.003.0-5.440.58.9-14.7-6.444-4M-98.7-84.92.510.00-15.2-7.77-10.913.66-3.66-28.089.5542.99N-44.9-38.5-1.00-1.11-1.22-1.33-1.220.6-0.77-2.6636.8821.66V15.77-13.514.2217.559.813.003.0-5.440.58.9-11.9-12.4续表6.1荷载类别恒载屋面活荷荷载吊车荷载载风荷载吊车在AAB跨吊车在BBC跨

42、左右Dmaxx左，TT向右Dmaxx左，TT向左Dmaxx右，TT向右Dmaxx右，TT向左Dmaxx右,TT向左Dmaxx左，TT向左Dmaxx左，TT向右Dmaxx右，T向右序号横梁5-5M-98.7-84.92.510.00-15.2-7.77-10.913.66-3.66-28.089.5542.99N-20.1-17.2-14.2-17.5-9.99-13.1-3.115.4-0.55-9.1115.5514.55V-42.6-36.50.40.7-0.22-0.11-0.990.1-0.66-1.7735.2220.116-6M9.27.60.77.5-14.9-8.11-8.44

43、13.55-1.88-23.6-0.33-7.55N-19.1-16.4-14.2-17.5-9.99-13.1-3.115.4-0.55-9.1115.5514.55V-32.7-28.00.40.7-0.22-0.11-0.990.1-0.66-1.7727.7715.227-7M88.4475.55-1.115.0-14.6-8.55-5.8813.440-19.2-68.3-43.7N-18.1-15.5-14.2-17.5-9.99-13.1-3.115.4-0.55-9.1115.5514.55V-22.8-19.50.40.7-0.22-0.11-0.990.1-0.66-1.7

44、720.1110.338-8M155.3133.0-5.11-1.00-12.4-8.332.712.445.7-8.11-1388.3-64.5N-15.0-12.8-14.2-17.5-9.99-13.1-3.115.4-0.55-9.1115.5514.55V16.667.10.40.7-0.22-0.11-0.990.1-0.66-1.77-4.88-5.999-9M-63.1-53.9-9.11-6.99-10.2-8.0011.1111.4411.5511.1118.9962.44N-11.8-10.1-14.2-17.5-9.99-13.1-3.115.4-0.55-9.1115

45、.5514.55V39.8834.110.40.7-0.22-0.11-0.990.1-0.66-1.77-29.9-22.2由于钢结结构自重重较轻，一般是是按可变变荷载起起控制作作用，所所以只计计算可变变荷载控控制下的的组合。永久荷载载分项系数数，在组合合时，为为了防止止刚架出出现拉力力，永久久荷载起起促进作作用，因因此分项项系数取取1.00。可变荷载载组合值值系数，计计算活荷荷载、雪雪荷载、单台吊吊车时取取0.77，组合合多台吊吊车时吊吊车荷载载乘以系系数0.9，计计算风荷荷载取00.6。详见表表6.22。表6.22 控制制截面内内力组合合表组合截面及相应NN、V及相应NN、V及相应MM、

46、V及相应MM、V1-1M1.2+11.4（0.9+0.70.99+00.7）310.51.0+11.4(+0.70.99+00.70.99)-1122.51.2+1.44(0.9+0.7+0.70.99)174.51.0+11.4(+0.70.99+00.7)-22.8N-2588.5-2400.3-4399.5-65.3V34.44-6.6626.99-29.32-2M1.0+11.4(+0.70.99)20.111.2+11.4(0.9+0.70.99+00.7)-1400.51.2+11.4(0.9+0.7+0.70.99)-2144.91.0+11.4(+0.70.99+00.7)-2

47、5.5N-7.11-4088.5-4111.5-42.0V3.027.3327.00-22.93-3M1.0+11.4(0.9+0.70.99+00.6)92.331.2+11.4(+0.70.99)-1133.51.2+11.4(+0.70.99+00.70.99)-65.21.0+11.4(+0.70.99+00.7)-29.0N-29.1-1211.0-1244.9-42.0V33.3316.4419.33-22.94-4M1.0+11.4(+0.70.99+00.70.99)47.441.2+11.4(+0.70.99+00.70.99)-2755.41.2+11.4(+0.70.99

48、+00.70.99)-2688.81.0+11.4(+0.70.99)38.66N6.2-1111.1-1111.27.1V9.716.441.2+11.4(+0.70.99+00.70.99)19.331.0+11.4(+0.70.99)-4.22续表6.2组合截面及相应NN、V及相应NN、V及相应MM、V及相应MM、V5-5M1.0+1.4(+0.70.99+0.70.99)47.441.2+11.4(+0.70.99+00.70.99)-2755.41.2+11.4(0.9+0.7+0.70.99)-2133.71.0+11.4(+0.70.99)38.66N-9.11-65.0-71.

49、16.4V7.4-1033.9-87.56.86-6M1.2+11.4(0.9+0.7+0.70.99)42.111.0+11.4(0.9+0.6+0.70.99)-40.01.2+11.4(0.9+0.7+0.70.99)7.11.0+11.4(+0.70.99+00.7)28.11N-47.6-27.1-69.1-8.77V-65.9-22.3-67.3-21.37-7M1.0+11.4(+0.70.99+00.70.99)210.31.2+11.4(+0.70.99+00.70.99)-19.41.2+11.4(0.9+0.7+0.70.99)169.41.0+11.4(+0.70.99

50、+00.7)78.66N-50.5-16.8-67.0-6.88V-49.4-1.00-47.1-13.78-8M1.2+11.4(+0.70.99)383.51.0+11.4(+0.70.99+00.70.99)-56.41.2+11.4(0.9+0.7+0.70.99)308.31.0+11.4(+0.70.99+00.7)118.5N-31.2-10.1-60.6-1.11V29.998.226.3316.999-9M1.0+11.4(+0.70.99 = 9 * GB3 * MERGEFORMAT )34.441.2+11.4(+0.70.99)-1600.21.2+11.4(0.9+

51、0.7+0.70.99)-1277.41.0+11.4(+0.70.99+00.7)-79.4N8.1-37.0-54.14.8V8.295.3380.6631.44注：表中中序号所表示示的工况况情况详详见表66.16.2 刚架梁梁设计刚架梁选选用Q2235钢钢材，以以中间区区段等截截面梁为为例进行行设计验验算。截截面形式式为焊接接H型钢钢：，查查型钢表表得，截截面特性性为：，（1）构构件宽厚厚比验算算翼缘部分分：腹板部分分：经验算，翼缘和和腹板截截面均满满足要求求。（2）强强度验算算查刚架内内力组合合表6.2得，刚架梁梁端部的的最不利利截面（7-77截面）内力为为：，（a）抗抗剪验算算按仅有

52、支支座加劲劲肋考虑虑，即计计算，因因不设中中间加劲劲肋，则则。，所以，则：即刚架梁梁抗剪满满足要求求。（b）受受弯、剪剪、压共共同作用用下的验验算分析梁的的有效截截面：腹板的最最大应力力和最小小应力：腹板的受受压区高高度：由于，故故取代替计算算：由于，则取，即梁梁腹板不不屈服全全部有效效，则按有效效截面计计算的梁梁抗弯承承载力设设计值：由于，所所以： 所以，受弯、剪、压压共同作作用下验验算满足足要求。（3）稳稳定性验验算（a）刚刚架梁平平面内的的整体稳稳定性验验算斜梁坡度度不超过过1:55时，因因轴力较较小可不计算算平面内内的整体体稳定性性。（b）刚刚架梁平平面外的的整体稳稳定性验验算考虑屋面

53、面压型钢钢板的檩檩条紧密密连接，有蒙皮皮作用。檩条可可作为刚刚架梁平平面外的的侧向支承承点，因因此，计计算长度度按两个个檩条或或隅撑间间距考虑虑，即，又属于于b类截截面，则则查表，得：按无端弯弯矩有横横向荷载载情况可可知，所以以刚架梁梁平面外外的整体体稳定性性满足要要求。6.3 刚架柱柱设计计算刚架架柱时，以边柱柱A柱为为例进行行计算。该柱上柱柱：选用用Q2335钢材材，截面面为焊接接H型钢钢：，查查型钢表表得，截截面几何何参数为为：， ，该柱下柱柱：选用用Q2335钢材材，截面面为焊接接H型钢钢：，查查型钢表表得，截截面几何何参数为为：， ，（1）构构件局部部稳定验验算上柱：翼翼缘部分分：腹

54、板部分分：所以翼缘缘和腹板板截面均均满足要要求。下柱：翼翼缘部分分：腹板部分分：所以翼缘缘和腹板板截面均均满足要要求。（2）抗抗剪验算算（a）上上柱截面面（3-3截面面）的最最大剪力力为：采用不设设中间加加劲肋方方案，即即，根据门门式刚架架轻型房房屋钢结结构技术术规程CCECSS1022:20002规定：则：所以，上上柱抗剪剪满足要要求。（b）下下柱截面面（1-1截面面）的最最大剪力力为：采用不设设中间加加劲肋方方案，即即，根据门门式刚架架轻型房房屋钢结结构技术术规程CCECSS1022:20002规定：则：所以，下下柱抗剪剪满足要要求。（3）受受弯、剪剪、压共共同作用用下的验验算（a）上上柱

55、截面面（4-4截面面）最不不利组合合：截面腹板板边缘抵抵抗矩为为：腹板边缘缘的最大大正应力力为：腹板边缘缘正应力力比值：与板件受受弯、受受压有关关的系数数：所以截面面腹板全全部有效效，所以以，所以，由于。即上柱截截面受弯弯、剪、压共同同作用下下验算满满足要求求。（b）下下柱截面面（1-1截面面）最不不利组合合：截面腹板板边缘抵抵抗矩为为：腹板边缘缘的最大大正应力力为：腹板边缘缘正应力力比值：与板件受受弯、受受压有关关的系数数：所以截面面腹板全全部有效效，所以以，所以，由于即下柱截截面受弯弯、剪、压共同同作用下下验算满满足要求求。（4）平平面内稳稳定性验验算刚架柱柱柱顶（44-4截截面）最最不利

56、组组合为：，与之相应应的柱底底轴力为为。当中间柱柱与刚架梁刚刚性连接接时，可可将双跨跨刚架视视为两个个单跨刚刚架的组组合体，根据门式刚刚架轻型型房屋钢钢结构技技术规程程CECCS1002：220022规定定（每个个中柱分分为两半半，惯性性矩各为为1/22），按按下列公公式计算算整个刚刚架在柱柱顶水平平荷载作作用下的的侧移：柱所在跨跨梁的长长度：计算跨左左右柱的的平均高高度：因为采用用了刚接接柱脚，所以根据截面面属于b类截截面，查查表得稳稳定系数数，则：由平面内内稳定性性计算公公式得到到：所以，经经验算平平面内稳稳定性满满足要求求。（5）平平面外稳稳定计算算（a）上上柱截面面（4-4截面面）最不

57、不利组合合为： 平面外外计算长长度： 截面特特性：， ， ， 根据截截面属于于b类截截面，查查表得稳稳定系数数，对于等等截面构构件，则则有，由由计算得得全截面面有效，腹板受受压区高高度为，则由平面外外稳定性性计算公公式得：所以要对对进行修修正：所以，经经验算平平面外稳稳定性满满足要求求。（b）下下柱截面（1-11截面）最不利利组合为为：平面外计计算长度度：截面特性性：， ，根据截面面属于b类截截面，查查表得稳稳定系数数，对于等等截面构构件，则则，由计算算得全截截面有效效，腹板板受压区区高度为为由平面外外稳定计计算公式式得：所以要对对进行修修正所以，平面外外稳定性性满足要要求。综上所述述，刚架架

58、柱验算算满足要要求。7 节节点计算算门式刚架架中，节节点设计计是非常常重要的的。本设设计中选选取几个个具有代代表性的的节点进进行复核核验算。根据前前面选取取的9个个控制截截面的最最不利内内力组合合的综合合考虑，对门式式刚架进进行设计计的具有有代表性性的节点点有4个个，包括括：柱与与梁节点点、梁梁梁节点、牛腿和和柱脚。节点设设计应满满足传力力可靠、构造合合理及施施工方便便等要求求，由于于单层厂厂房不考考虑抗震震，所以以，结构构主要受受风荷载载控制，节点连连接处于于弹性受受力状态态、应按按照结构构处于弹弹性受力力阶段设设计。7.1 梁柱柱节点计计算柱梁节点点选取边边柱与梁梁节点进进行验算算。查内内

59、力组合合表6.2知，选取55-5截截面进行行计算，最大弯弯矩，梁截截面尺寸寸为，端端板布置置如图77.1所所示。图7.11 梁梁柱节点点（1）确确定螺栓栓尺寸如图共设设置200个螺栓栓，取。由图可知知，端板板的尺寸寸为选用螺栓栓强度等等级为110.99级的摩摩擦型高高强螺栓栓连接，构件接接触面处处理方法法为喷砂砂（丸），公称称直径为为M200，设计计预拉力力，螺栓栓孔径为为22mmm，则则连接中中受力最最大螺栓栓承受的的拉力和和剪力为为：单个高强强螺栓受受剪、受受拉承载载设计值值为：在拉、剪剪共同作作用下，受力最最大螺栓栓的承载载力验算算：所以，经经验算强强度满足足要求。（2）确确定端板板的厚

60、度度 螺栓中中心至翼翼缘表面面的距离离： 螺栓中中心至腹腹板表面面的距离离： 所以，取板厚厚为166mm。（3）门门式刚架架斜梁与与柱相交交的节点点域剪应应力验算算： 所以，经验算算满足要要求。（4）构构件腹板板强度验验算： 所以需需要设置置加劲肋肋。（5）腹腹板与端端板的焊焊缝计算算： 取焊焊脚 所以以焊缝抗抗剪强度度满足要要求。（6）节节点转动动刚度计计算梁截面面：H880040001020柱截面面：H448030001012端板截截面：400016端板惯惯性矩，连接的的整体刚刚度为：梁的惯惯性矩为为：连接刚刚度，节节点已达达到全刚刚性要求求。7.2 梁梁梁节点计计算选取靠靠边柱侧侧梁梁节