学士钢结构单层工业厂房毕业设计

内蒙古科技大学毕业设计说明书PAGEPAGE127第1章绪论1.1设计资料本工程为青岛青钢炼钢连铸车间渣跨工程。该车间采用全钢结构。按工艺要求厂房长度为120m，跨度为27m，为单层厂房，内设10t和50/10tA6吊车各一台，轨顶标高13.00m。整个车间做轻型屋盖，从地坪起做1.2m的矮墙，屋盖下做一定的防雨棚。1.1.1设计原始资料1.气象极端最高气温38.9℃极端最低气温—20.5℃，日最大降水量151.1mm年主导风向SE、N、NNW2.地质、地震表1地质资料层次地层描述湿度厚度(m)层底高度(m)地基承载力标准值（MPa）1回填土

0.80.8

2粉质粘土稍湿2.93.72503含粘性土粗砂稍湿1.55.25350标准冻结深度0.50m1.1.2设计主要参数冬季采暖室外计算温度—10℃夏季通风室外计算温度25℃基本风压0.60KN/㎡基本雪压0.25KN/㎡积灰荷载0.3KN/㎡抗震设防烈度6度地下水位-3.5m1.2设计的任务与内容完成建筑设计和结构设计两部分内容，要求达到施工图设计水平。1.2.1建筑设计1、图纸内容：图纸要求绘制建筑平面图、立面图、剖面图，画出2～3个建筑构造节点详图，并列出门、窗明细表及必要的文字说明。完成A1图纸两张（计算机绘制）。建筑设计说明书内容：设计任务简介，建筑平、立、剖设计说明，承重及维护结构的选择布置，主要节点的构造说明。1.2.2结构设计1、计算说明书计算说明书必须书写工整、计算准确，必要的示意图不得徒手画，应有一定的比例。计算书中要求完成以下内容：·确定结构方案的原因，承重构件的选型说明。·完成厂房框架的内力分析及典型构件的完整设计。具体内容包括对厂房横向框架进行内力计算和荷载组合；典型厂房柱的截面及节点设计；屋面系统设计；吊车梁设计；基础设计。图纸要求要求完成A1图纸5～6张，其中至少有一张为手绘图。图纸中须完成以下内容：·基础平面布置图及基础详图·屋面系统布置图及屋面梁详图·柱、吊车梁、柱间支撑布置图及连接节点详图·墙皮系统布置图及节点详图·柱及吊车梁详图1.3本题目的重点和难点以及与同组其它学生所做题目的关系本设计重点为厂房横向框架进行内力计算和荷载组合；屋面系统设计；典型厂房柱的截面及节点设计；吊车梁设计。难点为厂房横向框架进行内力计算和荷载组合；典型厂房柱的截面及节点设计。1.4建议参考资料及使用方法1.4.1规范标准1、《钢结构设计规范》（GB50017—2003）2、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018—2002）3、《建筑结构荷载规范》（GB50009—2002）4、《建筑地基基础规范》（GB50007—2002）5、《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）1.4.2教材1、《钢结构》下册“房屋建筑钢结构设计”，陈绍蕃，中国建筑工业出版社2、《钢结构》，赵根田、孙德发，机械工业出版社3、结构力学教材4、土力学与地基基础教材;1.4.3其它1、《钢结构设计手册》冶金工业出版社2．《轻钢结构设计手册》中国建筑工业出版社3．《轻型钢结构设计指南》中国建筑工业出版社1.5进度安排建议第1周：集中实习.第2～3周：完成建筑设计.第4周：结构选型及结构布置.第5周：荷载计算.第6周：围护结构布置、计算（屋面系统及墙架系统）.第7周：吊车梁及吊车桁架设计.第8~10周：横向框架内力计算、内力组合及上机计算.第11～13周：厂房柱设计（截面验算）及基础设计.第14～16周：施工图绘制.总计：16周.第2章建筑设计部分2.1建筑平面图设计工业建筑是指用于工业生产的各种房屋，一般称厂房。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，再设计配合上，厂房平面设计主要受工艺要求影响。建筑设计人员在生产工艺图的基础上进行厂房平面图设计。2.1.1柱网尺寸的确定柱子在工业建筑平面上排列所形成的网格称为柱网。柱子纵向定位轴线之间的距离称为跨度，横向定位轴线之间的距离称为柱距。柱网尺寸是由跨度和柱距确定的，柱网的选择实际就是选择工业建筑的跨度和柱距。柱网确定的原则是：（1）满足生产工艺的需要。建筑设计应满足生产工艺的要求，因为生产工艺的需要体现了使用功能的要求，它对厂房的面积、柱距、跨度、高度、平剖面形式等都有着直接的影响。（2）平面利用和结构方案经济合理。（3）符合经济合理的要求，根据以往设计资料的统计表明，屋盖的单位面积用钢量随房屋跨度增大而增加，而吊车梁和柱的单位面积用钢量却是随房屋跨度增大而减少。（4）遵守《厂房建筑统一化基本规则》和《建筑统一模数制》的规定，使结构构件标准化。综上所述，本设计厂房跨度取为27m，柱距为18m，局部12m。2.1.2变形缝的设置本设计厂房长度为120m，按《钢结构设计规范》要求，无需设置温度伸缩缝。2.2建筑立面图设计建筑的体型和立面设计是建筑外型设计的两个主要组成部分，它们之间有着密切的联系，贯穿于整个建筑设计始终，既不是内部空间被动地直接反映，也不是简单地在形式上进行表面加工，更不是建筑设计完成后的外形处理。建筑体型设计主要是对建筑外形的总的体量、形状、比例、尺度等方面的确定，并针对不同类型建筑采用相应的体型组合方式；立面设计主要是对建筑体型的各个方面进行深入刻划和处理，使整个建筑形象趋于完善。建筑立面是表示建筑物四周中的外部形象，它是由许多部件组成的，如门窗、墙柱、阳台、雨篷、屋顶、檐口、台基、勒脚等。建筑立面设计就是恰当地确定这些部件的尺寸大小、比例关系、材料质感和色彩等。建筑立面设计步骤，通常先根据初步确定的房屋内部空间组合的平、立、剖面关系，如建筑的大小、高低、门窗位置等，描绘出建筑各个立面的基本轮廓，然后以此为基础，推敲立面各部分总的比例关系、几个立面之间的统一、相邻立面间的连接协调，再着重分析各个立面上墙面的处理、门窗位置等，最后对入口、门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。从整体到局部，从大面到细部，反复推敲逐步深入。完整的立面设计，并不只是美观问题，它与平、剖面设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题。但是从建筑的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型与构图问题，通常较为突出。下面着重叙述有关建筑美观的一些问题。1.屋面排水屋面采用有组织排水，通过雨水管将雨水疏导，根据车间需要，将雨水管设在车间内穿出室外排水，屋面坡度取1/10。本设计排水管间距采用24m，满足构造要求。采用标准截面形式落水管采用落水管。2.散水为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙的四周将地面做成向外倾斜的坡面，以便将屋面雨水排至远处。散水的坡度约为5%，宽度一般为600～900mm。本设计中，散水宽度取900mm，坡度为5%。3.雨棚设计本设计每个洞口上设置雨棚。2.3建筑剖面图设计2.3.1建筑剖面设计建筑剖面设计是建筑设计的重要组成部分，是在工艺设计的基础上，主要解决建筑空间如何满足生产工艺的各项要求。剖面设计应满足的以下要求：（1）适应生产需要的足够空间；（2）良好的采光和通风条件；（3）屋面排水和满足室内保温隔热的维护结构；（4）经济合理的结构方案；（5）为提高建筑工业化创造条件；设计时须按生产工艺要求和有无吊车等因数确定室内地面至屋架下弦底面距离，分别以屋架下弦底面和吊车轨道顶面标高来表示（厂房高度地面至屋架下弦表面的距离）。〈〈厂房建筑模数协调标准〉〉规定，柱顶标高按3M数列确定，牛腿标高按3M数列考虑。当牛腿顶面标高大于7.2m时按6M数考虑，格构式柱子埋入段长度也应满足模数要求。厂房高度对造价有直接的影响.在确定厂房高度时，应在不影响生产要求的前提下，有效地节约并利用空间，使柱顶标高降低，从而降低建筑造价。另外，剖面图设计的主要内容有：确定房间的剖面形状与各部分高度、建筑的层数、建筑剖面空间的组合设计以及室内空间的处理和利用等。2.3.2厂房高度确定：本设计中厂房室内地坪的相对高度为±0.000，室外地坪为﹣0.150m。厂房高度根据生产设备，起重运输机，建筑统一化的要求来确定。厂房高度是由室外地坪到屋顶承重结构最低点的距离。本设计为有吊车的单层工业厂房，吊车形式为桥式吊车。厂房地面到柱顶标高的距离为H1和轨顶标高到柱顶标高H2确定。根据设计任务书H1已知，H2可由轨顶到吊车小车顶面距离h6和小车到屋架下弦安全距离h7确定，所以：H=H1+h6+h7=13+2.67+0.5=16.17m取16.2m此时安全距离为0.53m。（QU80轨道高为170㎜）2.3.3屋盖结构形式该厂房为青岛青钢炼钢连铸车间，为使热量及时散发，本厂房设计为开敞式，故屋面无需保温，为了屋面排水方便，选用梯形钢屋架，有檩体系。为了减少檩条跨度，在柱间设置拖梁，以便放置屋架。屋架的间距为6m，由于厂房高度较大，且青岛雨水较多，屋面坡度取1/10，设檐沟内排水。2.3.4挡雨片设置因本厂房采用开敞式设计，故墙面采用挡雨片。挡雨片挑出1800㎜，高900㎜。用三脚架与檩条固定压型钢板。2.3.5支撑布置结合设计要求，厂房设计柱间支撑，上下柱采用十字交叉型。在6度抗震设防区，本设计在①—②、⑦—⑧轴线间设置上柱支撑，在④-⑤轴线间设置上柱和下柱支撑。2.3.6钢梯设计钢梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台高度，设计中钢梯主要用来上吊车以及检修平台，为节约钢材及减少占地，坡度取为59°，宽度取为800㎜，因休息平台高度不能超过5400㎜，故设计为三跑楼梯。为避免平台处与吊车梁碰头，梯平台一般略低于桥式吊车操作室约1000㎜左右，再从梯平台设置爬梯上吊车操作室。2.3.7轴线与柱的关系：（1）横向定位轴线：横向定位轴线通过处是吊车梁、屋面板、基础梁、连系梁及墙板标志尺寸端部的位置。此外，端部刚架柱的中心线应自横向定位轴线内移750㎜，主要是由于山墙内侧设有抗风柱，抗风柱上柱与屋架上轩连接的构造要求。（2）纵向定位轴线纵向定位轴线在柱身通过处是屋架和屋面大梁标志尺寸端部的位置，也是大型屋面板边缘的位置。纵向定位轴线的标定与吊车桥架端头长度、桥梁端头与上柱内缘的安全缝隙宽度以及上柱宽度有关。为使吊车跨度与厂房跨度相协调，二者之间的关系为-=2e式中－厂房跨度－吊车跨度e－轴线至吊车轨中心线之间的距离一般取750㎜。由上图可知：e＝h＋＋由于安全缝隙要等于或大于允许的缝宽，故有。根据柱距大小、吊车起重量大小、工业建筑高度、跨度，取ｈ0＝500㎜B＝300mm，则：750-（300+500）=-50<80mm说明安全缝隙宽度小于允许宽度，轴线与外墙內缘及柱外缘不重合，说明本设计为非封闭式结合。第3章结构设计部分3.1前言3.1.1钢结构的特点：钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其他材料的结构相比，钢结构有如下的一些特点：（1）材料的强度高，塑性和韧性好钢材和其他建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大活荷载很大的结构和构件。钢材还具有塑性韧性好的特点。良好的吸能能力和延性还是钢结构具有优越的抗震性能。另一方面，由于钢材的强度高，做成的构件截面小而壁薄，受压时需要满足稳定的要求，强度有时不能充分发挥。（2）材质均匀和力学计算的假定比较符合钢材由于冶炼和轧制过程的科学控制，其组织比较均匀，接近各向同性，为理想的弹性－塑性体，其弹性模量和韧性模量皆较大，因此，钢结构实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。（3）钢结构制造简便，施工周期短钢结构所选用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作。因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构建在工地拼装，可以安装简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在工地拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短工期。小量的钢结构和轻钢屋架，也可以在现场就地制造，随即涌间便急剧吊装。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的钢结构还可以根据需要进行拆迁。（4）钢结构的质量轻钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是刚才的强度与密度之必要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样何在，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的1/3～1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构，如建造 在交通不便的山区和边远地区的工程，质量轻也是一个重要的有利条件。屋盖结构的质量轻，对抵抗地震作用有利。另一方面，质轻的屋盖结构对可变荷载的变动比较敏感，荷载超额的不利影响比较大。受有积灰荷载的结构如不注意及时消灰，可能会造成事故。风吸力可能造成钢屋架的拉、压反号，设计时不能忽略。设计沿海地区的房屋结构，如果对飓风作用下的风吸力估计不足，则屋面系统有被掀起的危险。(5)钢材耐腐蚀性差钢材耐腐蚀的性能比较差，必须对结构注意防护。尤其是暴露在大气中的结构如桥梁，更应该特别注意。这使维护费用比钢筋混凝土结构高。不过在没有侵蚀性介质的一般厂房中，构件经过彻底的除锈并涂上合格的油漆，锈蚀问题并不严重。（6)钢材耐热但不耐火钢材长期经受100℃的辐射热时，强度没有多大的变化，具有一定的耐热性能；但温度达到150℃以上时，就必须用隔热层加以保护。钢材不耐火。重要的结构必须注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石板喷涂层或石膏板等加以防护。防护使钢结构造价提高。目前已经开始生产具有一定耐火性能的钢材，是解决问题的一个方向。3.1.2钢结构的应用钢结构的合理应用范围不仅取决于钢结构本身的特性，还取决于国民经济发展的具体情况。过去由于我国钢产量不能满足国民经济各部门的需要，钢结构的应用受到一定的限制。近几年来随着我国钢结构的产量有了很大的提高，钢结构工程也有所发展。1949年全国钢产量只有十几万t，1998年已达1亿t，加以钢结构结构形式的改进，钢结构的应用得到了很大的发展。根据我国的实践经验，工业与民用建筑钢结构的应用范围大致如下：(1)工业厂房钢结构吊车起重量较大或其工作较繁重的车间多采用钢骨架。如冶金厂房的平炉、转炉车、混铁炉车间、初轧车间、重型机械厂的铸钢车间、水压机车间、锻压车间等。(2)大跨结构房屋钢结构如飞机装配车间、飞机库、大煤库、大会堂、体育馆、展览馆等皆需大跨结构，其结构体系可为网架、悬索、拱架以及框架等。(3)高耸钢结构包括塔架和桅杆结构，如电视塔、微波塔、输电塔、输电线塔、钻井塔、环境大气监塔、无线电天线桅杆、广播发射杆等。（4）多层和高层建筑多层和高层建筑的骨架可采用钢结构。我国过去钢材比较短缺，仍多采用钢筋混凝土结构。近年来钢结构在此领域已逐步得到发展。（5）承受振动荷载的影响及地震作用的结构设有较大锻锤的车间，其骨架直接承受的动力尽管不大，但间接的振动却极为强烈，可采用钢结构。对于抗地震作用要求高的结构也宜采用钢结构。（6）板壳结构如油库、油罐、煤气库、高炉、热风炉、漏斗、烟囱、水塔以及各种管道等。（7）桥梁结构钢结构一般用于跨度大于40米的各种形式的大、中跨度桥梁。移动式结构移动式结构包括桥式起重机、塔式起重机、龙门式起重机、缆式起重机等起重运输机及水工闸门、升船机等金属结构。从全面经济观点看，钢结构还具有更多的优越性。在地基条件差的场地。多层房屋即使高度不是很大，钢结构因材质轻而降低基础工程造价，仍然可能是首选。在地价高昂的区域，钢结构则以占用土地面积小而显示它的优越性。工期短，投资及早得到回报，是有利于选用钢结构的有一重要因素。施工现场可利用的面积狭小，也是需要借重钢结构的一个条件。此外，现代化的建筑物中各类服务设施包括供电、供水、中央空调和信息化、智能化设备，需用管线很多。钢结构易于和这些设施配合，使之少占用空间。因此，对多层建筑采用钢结构也逐渐成为一种趋势。3.2钢结构的体系组成钢结构单层工业厂房是工业与民用建筑中应用钢结构较多的建筑物。厂房结构是由屋盖（屋面板、檩条、天窗、屋架或梁、托架）、柱（排架柱、抗风柱）、吊车梁（包括制动梁或制动桁架）、围护结构、墙架、支撑系统（屋盖支撑、柱间支撑）和基础等构件组合而成的空间刚性骨架，承受作用在厂房结构上的各种荷载，是整个建筑物的承重骨架。这些构件按其所起作用可组成下列体系:3.2.1横向框架：厂房的基本承重结构通常采用框架体系。这种体系能够保证必要的横向刚度，同时，其净空又能满足使用上的要求。横向平面框架基本上承受了厂房结构的全部竖向荷载和横向水平荷载，包括全部建筑物的重量（屋盖、墙、结构自重等），屋面雪荷载和其他或荷载，吊车竖向荷载和横向水平自动力、横向风荷载、横向地震作用，并将这些荷载传到基础上。横向框架按其静力图式来分，主要有横梁与柱铰接和横梁与柱刚接两种。横梁与柱刚接的框架是常用的结构形式，这种形式横向刚度好，宜用于桥式吊车或悬挂吊车的厂房，但对支座不均匀沉降及温度作用比较敏感。横梁与柱铰接则刚好相反，因本厂房为单跨，且吊车吨位较大，故本设计采取屋架与柱刚接，柱脚刚接。3.2.2屋盖结构由屋面板、檩条、钢屋架、屋盖支撑所组成，承受屋面荷载。厂房位于青岛，日降水量为151.1㎜，故屋架采用梯形钢屋架，以利排水。由于该炼钢连铸车间为开敞式厂房，屋面无需做保温，故采用压型钢板做屋面板。目前常用的檩条跨度≤6m，本设计采用檩条为6m。考虑屋面风荷载较大采用H型钢作为檩条，檩距取1.5m。因柱距为18m，需设置托架，以满足檩条跨度的要求。拖梁与屋架采用平接的方式。3.2.3支撑体系支撑体系的作用:屋盖支撑体系的作用为减少屋架上弦出平面的计算长度，将作用在山墙上的水平风力、吊车的纵向水平荷载、纵向地震力可通过相应的弦杆利用支撑组成的水平桁架传递，解决屋架在安装过程中的纵向稳定问题。柱间支撑的作用为保证厂房骨架的整体稳定和纵向刚度，承受厂房的纵向力，减少受厂房山墙传来风力、温度应力和吊车的纵向水平荷载以及其它纵向水平力（如纵向地震力等）影响，减少柱在框架平面内外的计算长度。屋盖支撑的布置原则:上弦横向水平支撑通常设置在房屋两端，以便就近传递山墙传来的风荷载。上弦横向水平支撑的间距不宜超过60m，故需在中间加设一道水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑共同设置时，再加竖向支撑则使相邻两榀屋架组成六面盒式空间稳定体，对整个房屋结构的空间工作性能大有好处，因本厂房吊车吨位较大，故在有上弦横向水平支撑的地方设下弦横向水平支撑。下弦纵向水平支撑的作用主要是与屋架下弦横向水平支撑一起形成封闭体系以增强屋盖的空间刚度，并可承受、分布和传递吊车横向水平制动力。本设计延纵向在托架内侧设置。竖向支撑的主要作用是使相邻两屋架形成空间几何不变的体系，以保证屋架在使用和安装时的侧向稳定。因本设计在屋架两端设有托架，故无需再设竖向支撑。但因厂房跨度小于30m，应在屋架跨中设一道竖向支撑。系杆的作用是保证无支撑开间处屋架的侧向稳定、减少弦杆的计算长度以及传递水平荷载。系杆有刚性系杆和柔性系杆你两种。在一般情况下，竖向支撑平面内的屋架上、下弦节点处应设置通长的系杆。在屋架支座节点处和上弦屋脊节点处，应设置通长的刚性系杆。柱间支撑的布置原则：柱间支撑分为两部分，在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下的部分称为下层支撑。青岛属6度抗震设防区，上层柱间支撑布置在温度区段的两端，以及有下层支撑的开间中，以传递山墙风力和保证厂房的整体稳定和纵向刚度。下层柱间支撑一般布置在温度区段的中间，使厂房结构在温度变化时能从支撑向两侧伸缩，以减小支撑、柱子与纵向构件的温度应力。3.2.4吊车梁和制动梁（制动桁架）厂房中常设置桥式吊车，其直接承受吊车起重、运行和制动时产生的各种往复荷载外，它还具有将厂房的纵向荷载传递至纵向柱列，加强厂房的纵向刚度等作用。吊车梁两端支撑于柱的变截面平台和牛腿上。吊车梁一般根据吊车的起重量、工作级别、台数、厂房的跨度和柱距等因数选用。在吊车梁上翼缘平面内，通常沿水平方向设置制动梁或制动桁架，以便有效地将吊车的横向水平制动力传递到相邻的柱上。本设计采用制动梁。3.2.5墙架墙架一般由墙架梁和墙架柱（也称抗风柱）等组成。本设计为开敞式厂房，需设置墙架梁，为减少墙架梁跨度需在柱间设置墙架柱。墙架柱间距为6m。墙架柱的位置应与屋架下弦横向水平支撑的节点相配合。有困难时，则应采取适当的构造措施，使墙架柱的水平反力直接传至支撑桁架的节点上。3.3框架柱的设计框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式柱三大类。等截面柱有实腹式和格构式两种，通常采用实腹式.等截面柱将吊车梁支于牛腿上，构造简单，但吊车竖向荷载偏心大，只适用于吊车起重量Q<150kN，或无吊车且房屋高度较小的轻型钢结构中。阶形柱也可分为实腹式和格构式两种。从经济角度考虑，阶形柱由于吊车梁或吊车桁架支承在柱截面变化的肩梁处，荷载偏心小，构造合理，其用钢量比等截面柱节省，因而在单层厂房钢结构中广泛应用。阶形柱还根据房屋内设单层吊车或双层吊车做成单阶柱或双阶柱。阶形柱的上段由于截面高度h不大（无人孔时h=400～600mm；有人孔时h=900～1000mm），并考虑柱与屋架、托架的连接等，一般采用工字形截面的实腹柱。下段柱，对于边列柱来说，由于吊车肢受的荷载较大，通常设计成不对称截面，中列柱两侧荷载相差不大时，可以采用对称截面。下段柱截面高度≤1m时，采用实腹式；截面高度≥1m时，采用缀条柱分离式柱由支承屋盖结构的屋盖肢和支承吊车梁或吊车桁架的吊车肢所组成，两柱肢之间用水平板相连接。吊车肢在框架平面内的稳定性就依靠连在屋盖肢上的水平连系板来解决。屋盖肢承受屋面荷载、风荷载及吊车水平荷载，按压弯构件设计。吊车肢仅承受吊车的竖向荷载，当吊车梁采用突缘支座时，按轴心受压构件设计；当采用平板支座时，仍按压弯构件设计。分离式柱构造简单，制作和安装比较方便，但用钢量比阶形柱多，且刚度较差，只宜用于吊车轨顶标高低于10m、且吊车起重量Q≥750kN的情况，或者相邻两跨吊车的轨顶标高相差很悬殊，而低跨吊车的起重量Q≥500kN的情况。

双肢格构式柱是重型厂房阶形下柱的常见型式，阶形柱的上柱截面通常取实腹式等截面焊接工字形或类型（a）。下柱截面类型要依吊车起重量的大小确定：类型（b）常见于吊车起重量较小的边列柱截面；吊车起重量不超过50t的中柱可选取（c）类截面，否则需做成（d）类截面；显然，截面类型（e）适合于吊车起重量较大的边列柱；特大型厂房的下柱截面可做成（f）类截面。图3.1本设计中，27米跨区段内的钢柱采用阶梯型柱，其下段采用缀条格构式柱，如图(e)，上段采取实腹式工字型柱。此外，厂房中的吊车为重级工作制吊车，厂房为重型工业厂房，我们采用屋面钢屋架与柱子刚接，此时，可将屋架折合成横梁。结构计算简图如下：图3.23.4吊车梁系统的设计3.4.1吊车梁的设计1）吊车梁采用焊接工字型截面，此截面受力性能好，施工方便。2）吊车梁主要承受三个方向的荷载作用：吊车的竖向荷载P；横向水平荷载T；纵向水平荷载（刹车力）TL。3）吊车梁采用简支结构形式，这种体系设计施工较简单。3.4.2制动系统作用：1)承受吊车的水平荷载；2)保证整体稳定，增加侧向刚度；3)作为检修吊车的平台和人行走道；本次设计中，吊车吨位为50/10吨和10吨，吊车梁L=18米，故需设置制动系统，又其横向宽度小于1.2米，故设计中采用制动梁结构。3.5荷载计算作用在横向框架上的荷载可分为永久荷载和可变荷载两种：永久荷载有：屋盖系统、柱、吊车梁系统、墙架、墙板及设备管道等的自重。

可变荷载有：风、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊车荷载、地震作用等。这些荷载可由荷载规范和吊车规格查得。

对单层厂房钢结构地基土质较差、变形较大或单层厂房钢结构中有较重的大面积地面荷载时，则应考虑基础不均沉陷对框架的影响。雪荷载一般不与屋面均布活荷载同时考虑，积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载两者中的较大者同时考虑。屋面荷载化为均布的线荷载作用于框架横梁上。当无墙架时，纵墙上的风力一般作为均布荷载作用在框架柱上；有墙架时，尚应计入由墙架柱传于框架柱的集中风荷载。作用在框架横梁轴线以上的桁架及天窗上的风荷载按集中在框架横梁轴线上计算。吊车垂直轮压及横向水平力一般根据同一跨间、两台满载吊车并排运行的最不利情况考虑。荷载计算具体内容如下：（-）永久荷载3.5.1屋面板压型钢板按材料区分，可分为压型钢板和压型铝板；从保温来说可分为保温板和非保温板。压型钢板一般采用彩色涂层钢板和镀锌钢板制作，其基本厚度：0.4～2.0mm。本设计采用压型钢板。压型钢板根据波高可分为低波板（波高小于30mm）、中波板（波高30～70mm）和高波板（波高大于70mm）三种。波高越高，截面的抗弯刚度越大，承受的荷载也越大。屋面板一般选用中波和高波压型板，墙板常选用低波压型板（因高波板、中波板的装饰效果差，一般不在墙板中采用）。本设计屋面板选用YX35—125—750（W-750型）压型钢板，自重6.65kg/m2=6.65×0.0098=0.065kN/。3.5.2吊车梁及制动结构的自重g(kN/m)可按下式计算：式中：η——考虑制动结构，轨道连接件的增重系数η=1.2g2——吊车轨道自重KN/m，本设计钢轨采用QU80，其重量为63.69kg/m=63.69×0.0098=0.624kN/mg1——吊车梁自重，当吊车起重量Q≤50t时，式中：Q——吊车起重量（t），本设计Q＝50tL——吊车梁跨度（m），本设计L＝18mη2――增重系数，焊接吊车梁η2＝1.0η3――增重系数，重级工作制吊车梁η3＝1.25g1=0.1×1.0×1.25××=2.32kN/m=(2.32+0.624)×1.2=3.53kN/m（二）可变荷载3.5.3风荷载：包头地区基本风压：ω0=0.6kN/m2，根据《建筑荷载规范》和《钢结构设计手册》，计算简图如下：图3.3风荷载系数分配图垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下述公式计算:(1)当计算主要承重结构时——风荷载标准值（kN/m2）——高度之处的风振系数，对于单层厂房取＝1.0——风压高度变化系数。——风荷载体型系数。——基本风压（kN/m2）＝0.6kN/m2体型及体型系数，四面开敞式双坡屋面α≤10°,=取－1.3和-0.7风压高度变化系数—取值与地面粗糙度有关，本设计工程位于城市郊区，属于B类。柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，取为均布的，其对刚架的作用按作用在注定的水平集中风荷载Fw考虑。屋脊至室外地面的高度为Z=16.2+0.15+2.85+0.2=19.4m按内插法确定×××背风面：1.0×(-0.7)×1.24×0.6=-0.521(2)当计算维护结构时，按《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），由内插法得=1.24风荷载体形系数为-1.3，屋架高度处的阵风系数由内插法得=1.72:所以，由上述得：3.5.4雪荷载：式中：Sk——基本雪压标准值（kN/m2）——屋面积雪分布系数，当为均匀分布时，取=1.0.当为不均匀分布时，取=0.75及1.25S0――基本雪压（kN/m2）,本设计=0.25KN/m2则本设计有：故在计算时取屋面均布活荷载与积灰荷载的组合。3.5.5积灰荷载：查《建筑结构荷载规范》屋面积灰荷载取0.3kN/m23.5.6吊车荷载:吊车竖向荷载标准值：在同一跨间的一列柱上作用着由最大轮压引起的荷载，则在另一列柱上作用着由最小轮压引起的荷载。式中：Q——吊车其中量（t），Q=50tG——吊车总自重（吊车桥梁及小车自重之和），G=73t——吊车桥架一侧的轮数，=2另一台10t的吊车的为：(2)吊车水平荷载标准值：当吊车小车制动时，由吊车两侧每个车轮作用在轨顶上的横向水平荷载，其方向与轨道垂直，并可在正反两个方向作用，每个车轮上的横向水平力标准值按下式计算：=（kN）——系数，软钩吊车起重量时，取=0.1——吊车额定其重量（），——小车重量（）， 吊车一侧车轮数=第4章维护结构布置及计算屋面板选用YX—125—750（W750型），压型钢板每平方米重6.65kg/m2(0.065KN/m2)。屋面系统着重进行檩条设计。本设计综合考虑跨度、荷载、屋面坡度及材料供应等因素，选用H型钢，作为屋面檩条，檩条属于双向受弯构件，设置一般为单跨简支。当檩条跨度大于4米时，应在檩条间跨中位置设置拉条；当檩条跨度大于6米时，应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条；当檩条跨度在4~6米时，应在檩条的跨度中央设置一道拉条。本设计中厂房的檩条跨度为6m，故需设置一道拉条。4.1檩条设计开敞式建筑，屋面材料为压型钢板，屋面坡度1/10(),檩条跨度6m，于l/2处设一道拉条，水平檩距1.50m。屋脊距地面高度19.4m，钢材Q235。4.1.1荷载标准值：永久荷载：压型钢板0.07kN/m2檩条（包括拉条）0.1kN/m2合计：0.17kN/m2可变荷载：屋面均布活荷载0.500kN/m2雪荷载0.313kN/m2积灰荷载0.300kN/m2基本风压0.600kN/m24.1.2内力计算：1、永久荷载与屋面均布活荷载、积灰荷载的组合（雪与均布活荷载不同时考虑）檩条线荷载：（1.2永久荷载+1.4屋面活荷载）标准值：=（0.17+0.50+0.3）×1.5=1.01kN/m设计值：P=[1.2×0.17+1.4×(0.5+0.3)]×1.5=1.356kN/m故，檩条的受力为：Px=Psin5.71°=1.356×sin5.71°=0.135kN/mPy=Pcos5.71°=1.356×cos5.71°=1.35kN/m弯矩设计值为：对x轴，由Py引起的弯矩，单跨简支构件：跨中最大弯矩（为檩条的跨度）对Y轴，由Px引起的弯矩，考虑拉条作为侧向支承点，按多跨连续梁计算。本设计在跨中位置设一道拉条，拉条处负弯距Mx=2、永久荷载与风荷载（风吸力）组合：檩条线荷载：（1.0永久荷载+1.4风吸力荷载）故檩条的受力为：弯矩设计值为：4.1.3截面选择及强度计算选用轻型H型钢截面特性为：A=20.46由于受压翼缘自由外伸宽度与其厚度之比，考虑简支梁塑性发展，取计算截面有一拉条连接孔，距离上翼缘40mm，净截面模量为：因为此H型钢为双轴对称结构，屋面能阻止檩条失稳和扭转，且组合二产生的弯矩较组合一大，故只需考虑风吸力与永久荷载组合作用下的强度。4.1.4在风吸力作用下下翼缘的稳定计算因檩条拉条靠近上翼缘故不考虑其对下翼缘的约束4.1.5挠度计算式中：故挠度满足要求。4.2墙梁设计挡雨片选用YX—125—750（W750型），压型钢板每平米板重6.65kg/m2(0.065KN/m2)。本设计综合考虑跨度、荷载、三脚架坡度及材料供应等因素，选用实腹式冷弯薄壁（卷边槽钢）檩条。该檩条的截面互换性大，应用普遍，用钢量省，制造安装方便。三脚架采用工字形钢，坡度为，檩条跨度6m，水平檩距1.5m。在檩条中部设拉条。4.2.1荷载标准值永久荷载：压型钢板0.07kN/m2檩条（包括拉条）0.05kN/m2合计：0.12kN/m2可变荷载：雪荷载0.313kN/m2积灰荷载0.300kN/m2由于是开敞式厂房，不考虑风荷载。4.2.2内力计算檩条线荷载：弯矩设计值：4.2.3截面选择及截面特性选用C有效截面计算故檩条全截面有效。考虑截面上有空洞削弱，统一取0.9的折减系数，计算净截面抵抗矩为：4.2.4强度验算4.2.5整体稳定性验算由于该设计为开敞式厂房，挡雨片上不存在风吸力的作用，考虑挡雨片能阻止檩条侧向失稳和扭转，故无需进行整体稳定性验算。4.2.6挠度验算式中：故挠度满足要求。4.3墙架设计采用工字型钢铰接形成的三脚架作为挡雨片的支撑，三脚架挑出1.8m，高0.9m。工字钢采用25a普通工字钢。4.3.1内力计算檩条以集中荷载的形式作用在墙架上：AB杆的弯矩：将作用在AB上的力分解为垂直于杆和平行于杆的力。则计算简图可表示为：BABA故设剪力为零点距B点的距离为x，则即剪力为零的点距B点距离为1.01m，该点的弯矩为：由于弯矩较大，轴向力较小，只需取最大弯矩与该点处轴力的组合。4.3.2强度验算10型钢的截面面积,故强度满足要求。4.3.3稳定验算AB杆件为拉弯构件，强度满足要求则无需验算稳定。对于BC杆件：计算长度，10型工字钢的截面面积由规范知该工字型截面对主轴为a类，对弱轴屈曲时为b类。故墙架稳定满足要求。4.4墙架柱设计采用H型钢作为墙架柱，墙架柱在制动梁处被分为两段，上柱长3.37m，下柱长13.33m。上柱上有两个三脚架，下柱上有五个三脚架，故只需验算下柱的强度和稳定即可。4.4.1内力计算三脚架以集中荷载的形式作用在墙架柱上，4.4.2墙架柱稳定验算因墙架柱选用热轧H型钢，，质量为106kg/m，由规范知该工字型截面对主轴为b类，对弱轴屈曲时为b类。故该墙架柱满足要求。第5章吊车梁设计5.1吊车设计的一般规定吊车梁或吊车桁架一般应按两台最大起重量的吊车进行设计。当有可靠根据时，可按工艺提供实际排列的两台起重量不同的较大吊车或可能是一台吊车进行设计。吊车梁或吊车桁架的设计应根据工艺提供的资料指定吊车工作制的要求，目前我国安吊车负荷率与工作制时间率分为轻、中、重和特重四个等级。本设计为重级工作制吊车。吊车梁或吊车桁架的形式选用应根据吊车的起重量及跨度大小、吊车梁或吊车桁架的跨度以及吊车工作制等确定。重级软钩吊车宜采用吊车梁，节点应采用高强螺栓或铆钉连接。重级和特重级工作制吊车梁上翼缘与制动结构及柱传递横向荷载的连接、大跨度梁的现场拼接等，应优先选用高强度螺栓或铆钉连接。吊车梁均应满足强度、刚度和容许挠度的要求，对于重级工作制的吊车梁，需要进行疲劳强度的验算。5.2吊车梁的设计5.2.1吊车资料吊车梁跨度l=18m，制动结构采用制动梁。设有10t和50/10tA6吊车各一台，其中50/10t吊车的大车宽6.8m，大车轮距为5.25m，轨面至车顶高度为2.76m，轨中心至大车外边缘10t吊车大车宽6.4m，大车轮距5.25m，轨面至车顶高度2.19m，大车重28t，小车重4.1t，最大轮压为135KN。吊车跨度为25.5m，轨道型号为QU80。吊车梁材料用Q345钢。5.2.2吊车荷载计算5.2.3内力计算吊车梁的最大弯矩及相应的剪力产生最大弯矩的荷载位置如下图所示，梁上所有吊车轮压的位置为：在处相应的剪力为：最大弯矩时A点处的剪力为：在处相应的剪力为：竖向轮压在支座A处承受的最大剪力，最不利轮位可能如下图所示，分别计算得：T=68.6或计算吊车梁及制动梁结构的强度时应考虑由吊车摆动引起的横向水平力，此处为，承受的最大水平弯矩为：2、一台吊车作用下的内力最大剪力为：C点处的剪力为：计算制动结构的水平力时，应采用由一台吊车横向水平荷载标准值（按荷载规范取值）所产生的挠度。水平荷载最不利轮位于上图相同，产生的水平弯矩为：3、内力汇总于表1表1两台吊车时一台吊车时计算跨度和稳定（设计值）计算竖向挠度（标准值）计算疲劳（标准值）计算水平挠度（标准值）5680495143430722925761106注：1、吊车梁和轨道自重设为竖向荷载的0.05倍，表中各数均为扩大后的数值。2、竖向荷载动力系数为1.1，恒荷载分项系数为1.2，吊车荷载分项系数为1.4.3、与相应的剪力设计值。5.2.4截面选择钢材选用Q345，强度设计值为：抗弯：抗剪：估计翼缘板厚度超过16mm，故抗弯强度设计值取295N/mm2，而腹板厚度不超过16mm，其抗剪强度设计值取180N/mm2。梁高h，需要的截面模量为：由一台吊车竖向荷载标准值产生的弯曲应力为：由刚度条件确定的梁截面最小高度：梁的经济高度：取腹板高度腹板厚度由抗剪要求确定：由经验公式：取翼缘板宽度b和厚度t需要的翼缘板截面面积为：因吊车钢轨用压型钢板与吊车上翼缘连接，故上翼缘在腹板俩侧均有螺栓孔。另外，本设计是跨度为18m的重级工作制吊车梁，应设置辅助桁架和水平、垂直支撑系统。因此，下翼缘也有连接水平支撑的螺栓孔，设上、下翼缘的螺栓孔直径为。取上翼缘宽度为500mm（留两个螺栓孔）下翼缘宽度为500mm（留一个螺栓孔）。取t=22mm满足局部稳定要求。制动板选用8mm厚钢板，制动板外侧翼缘用槽钢28a。5、截面几何性质计算吊车梁毛截面惯性矩：净截面惯性矩：净截面的形心位置：净截面惯性矩：净截面模量：半个截面对x轴的面积矩：制动梁净截面面积：截面形心至吊车梁腹板中心之间的距离：净截面惯性矩：对轴的净截面模量（吊车梁上翼缘右侧外边缘）：5.2.5截面验算强度验算上翼缘正应力：剪应力：腹板局部压应力：整体稳定性验算因有制动梁，不需验算吊车梁的整体稳定性。刚度验算吊车梁的竖向相对挠度：制动梁的水平相对挠度：本设计吊车梁的截面延长度不变。5.2.6翼缘与腹板的连接焊缝腹板与上翼缘的连接采用T型对接焊缝，焊缝质量不低于二级，其强度不必计算。腹板与下翼缘的连接采用角焊缝，所需焊角尺寸为：采用5.2.7腹板的局部稳定因受压翼缘与制动板相连，可认为扭转受到完全约束，则有：故需配置横向加劲肋，当按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。对局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。设间距a=1200mm，则全跨有15个板段。分别计算最大弯矩和最大剪力的板段。靠近跨中的板段，有最大弯矩，其应力为：临界应力计算，由式中：当时:由由当时：代入稳定验算公式:通过，故只需设置横向加劲肋。靠近支座的端部板段。由于板段的弯曲应力很小，可假定s=0；板段中部剪力比最大剪力略小，取，以弥补略去弯矩正应力的影响。局部压应力同前，代入局部稳定验算公式，得:5.2.8中间横向加劲肋截面设计加劲肋沿腹板两侧成对布置，其外伸宽度为：加劲肋厚度选用加劲肋板为—12085.2.9支座加劲肋设计支座处设用突缘加劲板，初选截面—并经行验算。稳定性验算：按承受最大支座反力的轴心压杆，验算在腹板平面外的稳定。由整体稳定：端面承压力：支撑加劲肋与腹板的连接焊缝计算：焊缝计算长度：需要的焊脚尺寸：取5.2.10吊车梁的拼接由钢板规格，翼缘板（厚22mm，宽0.5m）和腹板（厚14mm，宽2.1m）的长度均可达18m，且运输也无困难，故不需进行拼接。5.2.11吊车梁的疲劳强度验算下翼缘与腹板连接处的主体金属。翼缘应力幅，其中为恒荷载与吊车荷载产生的应力，为恒荷载产生的应力，故吊车在竖向荷载作用下产生的应力幅为：查《钢结构设计规范》附录Ⅵ，此连接类别为3类，，代入验算公式有：下翼缘连接支撑的螺栓孔处。设一台吊车最大弯矩截面处正好有螺栓孔。此类连接为3类，，有横向加劲肋下端的主体金属。对截面沿长度不改变的梁，只需验算最大弯矩处，此类连接为5类，查表得最大弯矩，相应的剪力主拉应力幅：代入验算公式：下翼缘与腹板的角焊缝。疲劳类别为8类，，角焊缝的应力幅为：支座加劲肋与腹板连接的角焊缝，的类别也为8类。5.2.12吊车梁的连接计算焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况按下述原则分别选用不同的质量等级。在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为：横向对接焊缝或轴向受力的T形焊缝与角接组合焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。纵向对接焊缝应为二级。不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透。其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。对于重级工作制和起重量Q50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头要求焊透的焊缝焊，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。此时可按母材等强度考虑，不需验算连接焊缝强度。重级工作制吊车梁和Q50t的中级工作制吊车梁外观质量标准应符合二级。翼缘板与腹板的连接角焊缝应按下列公式计算：上翼缘与腹板的连接焊缝采用焊透的T形连接，可与母材等强，所以可不进行核算。下翼缘板与腹板的连接角焊缝：采用。支座加劲肋截面与腹板的连接角焊缝的计算：当为突缘支座时：式中：n—焊缝条数—焊缝计算长度，取支座处腹板焊缝的全高减去。设焊脚尺寸为则：所以当采用时，满足要求。横向加劲肋的构造与连接应满足下列要求。横向加劲肋与上翼缘相接处应切角。当切成斜角时，其宽约为（但不大于40mm），高约为（但不大于60mm）。为加劲肋宽度。横向加劲肋的上端应与上翼缘刨平顶紧后焊接，加劲肋的下端宜在距受拉翼缘50—100mm处断开，不应另加零件与受拉翼缘焊接。加劲肋与腹板的连接焊缝，施焊时不宜在加劲肋下端起落弧。当同时采用横向加劲肋和纵向加劲肋时，其相交处应留有缺口，以免形成焊接过热区。吊车梁的翼缘板和腹板的拼接应采用加引弧板和引出板的焊透对接焊缝，引弧板和引出板割去处应打磨平整。上翼缘与柱的水平连接（螺栓）采用10.9级M22高强度螺栓摩擦型连接，并采用喷砂处理摩擦面，抗滑移系数。横向高强螺栓的计算：故横向高强螺栓的个数为两个。纵向高强螺栓的计算：故按构造要求取两个螺栓。制动板与吊车上翼缘的水平连接按构造要求取间距a=100mm排列。取用M22高强螺栓经行抗剪承载力验算。摩擦面采用喷砂处理，则每个螺栓的承载力设计值。最大剪力处每个螺栓承载力为：第6章横向框架静力计算6.1横向框架静力计算简介：厂房框架是厂房骨架的主要承重结构，系由柱和框架横梁构成的平面结构。所以横向水平荷载和绝大部分的竖向荷载均通过厂房框架传给基础。在工业建筑中厂房框架有下列三种常见的结构形式：单层厂房框架、单层钢架、多层框架。在本设计中的横向框架结构形式为：单层钢架结构，优等截面、阶梯形柱，框架屋架在柱顶刚接，柱脚也采用刚接。6.1.1结构计算简图及截面选择：1.计算简图：在刚接框架中，若轴线坡度小于1/7的双坡横梁以及下弦无折线的横梁可用一直杆来替代,见《钢结构设计与计算》第二版。由以上的条件可知，本设计计算简图如下：图6.1横向框架简图2、柱截面确定:本设计采用阶梯形柱，上柱为实腹式柱肢；下柱为格构式柱肢。上柱截面尺寸的确定：由前面选型知，柱子选用阶形柱，按构造要求确定截面尺寸，上柱选用实腹式，因屋架与柱刚接，故其高度为5.5m。依《钢结构设计手册》表10—3，初选截面尺寸。本设计厂房属于中型厂房（30tQ75t），对上段柱：，故柱截面高度：取柱截面宽度：取实腹式上段柱的腹板高厚比一般为50—120。故本设计取腹板厚为10mm，又根据抗震要求翼缘自由外伸宽度b与其厚度之比不大于13，故取翼缘厚为14mm。上柱截面形式如图所示：其几何特性：自重。下柱截面尺寸确定：下段柱采用格构式，其长度取至基础顶面，故下柱高为：柱全高为H=17.2<18m,屋盖肢由两个等边角钢与钢板连接，吊车肢由三块板焊接而成的：吊车肢截面（）特性：屋架肢截面：（）其中：角钢的截面参数：；其中角钢重心距角钢背为下柱整个截面的特性：同时乘以空腹折减系数0.9，则：则上、下柱截面汇总表见下：表2名称上柱145.266630.910008.12665.2571.921.48.3吊车肢249.621352.3157975.510685265.89.225.2屋盖肢2445841.710127933764.920.4下柱全截面493.6209367425925531258864265.122.9屋架的当量惯性矩式中：——反映剪力影响线和几何形状的修正系数，上弦坡度为1/10时取=0.8.——屋架上、下弦的截面面积h——跨度中央上下两弦截面形心之间的距离6.1.2荷载计算：永久荷载以集中力的形式作用在框架柱上的力屋面板和檩条屋架、托架自重吊车梁、制动梁及走道板自重d、墙架柱上柱以均布荷载的形式作用在框架柱上的力屋面板和檩条屋架自重可变荷载（1)以集中力的形式作用在框架柱上的力风荷载（吸力）屋面均布活荷载雪荷载积灰荷载以均布荷载的形式作用在框架柱上的力风荷载（吸力）b、屋面均布活荷载c、雪荷载d、积灰荷载0.36=1.8KN/m6.1.3内力计算屋架梁：上柱：下柱：1.屋面永久荷载作用下：其计算简图如下：图6.4屋面永久荷载作用下的计算简图（1）进行简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.5(2)本结构属于两次超静定，选基本体系如下：图6.6基本体系（3）列力法方程（4）作单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图图6.7内力图（5）求系数和自由项、：代回方程求未知力解方程得：作内力图图6.8屋面永久荷载作用下的内力图2.屋面活荷载作用下：其计算简图如下：图6.9屋面永久荷载作用下的计算简图（1）进行简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.10(2)本结构属于两次超静定，选基本体系如下：图6.11基本体系（3）列力法方程（4）作单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图图6.12内力图（5）求系数和自由项、：（6）代回方程求未知力解方程得：（7）作内力图图6.13屋面永久荷载作用下的内力图3、吊车水平荷载作用下（向左刹车时）其计算简图如下：图6.14吊车水平荷载作用下的计算简图（1）进行结构简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.15（2）本结构属于一次超静定结构，选取基本体系如下：图6.16基本体系（3）列力法方程：（4）做单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：图6.17内力图（5）求系数和自由项：代回方程求解（7）画内力图图6.18吊车水平荷载作用下的内力图4、吊车竖向荷载作用下吊车竖向荷载为：则，对下柱形心产生的弯矩为：同时，对下柱形心位置作用轴力N：所以计算简图如下：图6.19吊车竖向荷载作用下的计算简图而：图6.20而：图6.21而：图6.22所以综上所述，原计算简图可看做以下三种情况的组合：图6.23（1）作第一种情况下的内力图：图6.24因为这种情况下只对轴力有影响，所以其内力图为：图6.25（2）计算第二种情况下的内力图：图6.26①进行简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.27②本结构属于两次超静定结构，选取基本体系如下:图6.28③列力法方程：④做单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：图6.29⑤求系数和自由项、：⑥反代回方程求解未知力：解方程得：⑦画内力图:图6.30（3）做第三种情况的内力图：图6.31①进行结构的简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.32②本结构属于一次超静定结构，选取基本体系如下：图6.33③列力法方程：④做单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：图6.34⑤求系数和自由项:⑥反代回方程求解未知力：解方程得：⑦画内力图:图6.35（4）由上述三种情况叠加得到的最终弯矩图M、最终剪力图Q和最终轴力图N见下：图6.363.风荷载作用下（左风作用时）所以计算简图如下：图6.37进行简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.38因原图可看作以下三个简图的组合，故：图6.39（1）计算第一种情况下的内力1）本结构属于一次超静定结构，选取基本体系如下：图6.40列力法方程：3）作单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：图6.414）求系数和自由项、：5）反代回方程求解未知力：解方程得：6）画内力图：图6.42（2）计算第二种情况下的内力该简图可简化为以下两个简图的组合：图6.43第一种情况下的内力图：因该力为轴力，只对轴力有影响，所以其内力图为：图6.44b、第二种情况下的内力图：1）本结构属于两次超静定，选取基本体系如下：图6.442）列力法方程：3）作单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：图6.454）求系数和自由项、：5）反代回方程求解未知力：解方程得：6）画内力图：图6.46c、故三种情况下的内力图为：图6.47（3）计算第三种情况下的内力1）本结构属于两次超静定，选取基本体系如下：图6.482）列力法方程：3）作单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：图6.494）求系数和自由项、：5）反代回方程求解未知力：解方程得：6）画内力图：图6.50（4）风荷载作用下的内力图为：图6.516.各种荷载对下柱截面的形心产生的弯矩计算：（归为恒荷载项内）a、屋面板和檩条b、屋架、托架自重c、墙架柱上柱d、上柱上的挡雨片自重e、上柱自重故上柱对下柱作用的永久荷载为：上柱对下柱形心产生的偏心为：同时:吊车梁及走道板自重吊车轨道自重则作用在吊车肢的内力为：对下柱形心产生的偏心为：所以叠加上柱、吊车梁对下柱的弯矩可得：对下柱的轴力则，计算简图如下：图6.52各种荷载作用下的计算简图1)进行简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.532）本结构属于两次超静定结构，选取基本体系如下：图6.54基本体系3）列典型力法方程：4）做单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：图6.55内力图5）求系数和自由项、：6)反代回方程求解未知力：解方程得：7）画内力图:图6.56各种荷载作用下的内力图7.由屋面永久荷载作用下和各种荷载对下柱截面的形心产生的弯矩计算内力图相叠加得：图6.57永久荷载作用下的最终内力图8.屋面活荷载和积灰荷载对下柱截面形心产生的弯矩计算：（归为活荷载项内）（1）屋面均布活荷载积灰荷载则它对下柱的形心产生的弯矩为：走道板上的活荷载可近似看作作用在下柱形心上的轴力，则：其计算简图如下：图6.58屋面活荷载和积灰荷载作用下的计算简图1)进行简化计算，取一半结构，如下图所示：图6.592）本结构属于两次超静定结构，选取基本体系如下：图6.60基本体系3）列典型力法方程：4）做单位荷载作用下和外荷载作用下的内力图：5）求系数和自由项、：6)反代回方程求解未知力：解方程得：7）画内力图:图6.62屋面活荷载和积灰荷载作用下的内力图9.由屋面活荷载作用下和屋面活荷载和积灰荷载对下柱截面的形心产生的弯矩计算内力图相叠加得：表3荷载种类最终弯矩图M(KN.M)最终剪力图V(KN)最终轴力图N(KN)①永久荷载②活荷载③竖向荷载④左向水平荷载表4荷载种类最终弯矩图M(KN.M)最终剪力图V(KN)最终轴力图N(KN)⑤左风荷载⑥竖向荷载⑦右向水平荷载⑧右风荷载表5内力组合表内力组合表（1.2×永久荷载+1.4×0.9×其他荷载）构件控制截面内力+Mmax－MmaxNmaxNmin+Vmax组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值组合项目组合值AC柱1－1（柱底）M（KN.m）1.2×①+0.9×1.4×（②+③+④）1295.91.2×①+0.9×1.4×（⑤+⑥+⑦+⑧）-1289.51.2×①+0.9×1.4×（②+③+④）1295.51.2×①+0.9×1.4×⑤6.61.2×①+0.9×1.4×（②+③+④+⑧）1271.2N（KN）-2475.9-800.2-2475.9-352.2-2443.8V(KN)-183.6-78.2-183.634.9-225.32－2（下柱上）M（KN.m）1.2×①+0.9×1.4×②66.31.2×①+0.9×1.4×③-930.51.2×①+0.9×1.4×（②+③+④）-722.81.2×①+0.9×1.4×⑤5.461.2×①+0.9×1.4×（②+③+④+⑧）-725.3N（KN）-612.9-2067-2351-227.3-2242.1V(KN)-25.2-50.3-183.634.9-225.33－3（上柱下）M（KN.m）1.2×①+0.9×1.4×②18.21.2×①+0.9×1.4×（③+④+⑤）-380.91.2×①+0.9×1.4×②18.21.2×①+0.9×1.4×（③+⑤+⑦）-37.21.2×①+0.9×1.4×（②+③+④+⑧）96.22N（KN）2167.6-114.7-467.6-88.53-187.72V(KN)-25.2-8.5-25.2-34.76-166.474－4（柱顶）M（KN.m）1.2×①+0.9×1.4×（②+③+④）311.61.2×①+0.9×1.4×⑤-1021.2×①+0.9×1.4×②156.71.2×①+0.9×1.4×（⑤+⑥+⑦）-97.71.2×①+0.9×1.4×（②+③+⑧）72.9N（KN）-371.2-7.2-365.61.6-255.1V(KN)-68.634.9-25.278.4-110.4CG横梁5－5（左梁端）M（KN.m）1.2×①+0.9×1.4×（②+③+④）311.61.2×①+0.9×1.4×⑤-1021.2×①+0.9×1.4×（②+③）214.61.2×①+0.9×1.4×⑤-1021.2×①+0.9×1.4×（②+⑥+⑦+⑧）20.2N（KN）-68.634.9-68.634.9-26.9V(KN)119.9-75.6112.8-75.6209.36－