安徽工业大学毕业设计（论文）报告纸
安徽工业大学
毕业设计(论文)任务书
课题名称
成都精钢钢构公司轻钢结构厂房设计（跨度2-21m，柱距7.5m，桥式吊车2-20t，牛腿标高7.0m，粗糙度B类，压型板）
建筑工程学院
土木工程081班
裴静
089044293 学院专业班级姓名学号
毕业设计（论文）的主要内容:
本项目为成都精钢构公司轻钢结构厂房设计。
建筑平面设计要考虑使用功能的特点；立面设计要体现现代化建筑风格，色彩简洁明快。
结构设计与计算内容包括：荷载计算；计算简图、内力分析、内力组合及变形验算；墙梁及屋面檩条计算；吊车梁计算；一榀标准刚架计算；梁柱连接节点计算；柱间支撑计算；屋盖支撑计算；基础及基础梁计算；其它必要构件计算。图纸内容包括：
建筑部分：建筑设计说明、总平面图、一层平面图、屋顶平面图、正面和侧立面图、剖面图、维护结构与柱连接构造、屋面构造以及其他必要的节点大样图；结构部分：结构设计说明；基础平面布置图和基础详图、结构平面布置图、吊车梁及制动结构平面布置图、柱间支撑布置及详图、墙架及屋面结构布置图、一榀刚架结构图、吊车梁及制动结构详图、其它必要的节点详图。
论文设计说明书包括：任务书、中、外文摘要、目录、文献综述、建筑设计说明书、结构设计计算书、英文资料翻译等内容。
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指导教师签字：
摘要
本次设计历时16周，设计任务是在成都的单层双跨轻钢结构工业厂房，采用门式刚架结构：每跨21米，每跨中都设有一台20吨、A3级桥式吊车。设计主要依据《钢结构设计规范》（GB50017—2003）和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102—2002）等国家规范。本设计是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。首先是建筑方案设计，在确定刚架平面布置后，先进行各种的荷载标准值计算，利用PKPM软件估算选梁、柱截面进行门式刚架桥式吊车位移法独立基础
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ABSTRACT
This design takes me 16.5 weeks．The design to the industrial factory building of steel construction adopts portal frame structure: Each span is 24 m and consists of 16 tons ,bridge type crane of A3 grade.The design is mainly according to the criterion of “CODE ROR DESIGN OF STEEL STRUCTURES” （GB50017—2003）and “TECHNICAL SPECIFICATION FOR STEEL STRUCTURE OF LIGHT-WEIGHT BUILDINGS WITH GABLE FRAMES”（CECS102：2002）etc. The first is the architectural design .And after decided the plane arrangement of frame, representative value of load is first caculated. The internal force is analyzed and combined in PKPM so as to choose the section of beam and column and neglectes the factor that earthquake is on the influence of loading etc. Based on these analyses, the section of beam and columniation is decided. Then the vibrate cycle is calculated by the peak-displacement method for structural internal force (bending moment, shearing force and axial force). Next, checking stability of the plane structure. The steel beam and column employs Q235-B carbon structural steel. Connection bolts are high strength of friction type with behavioral grade 10.9. Rod for manual welding usually adopts E43. And during calculate the internal force, a kind of most unfavorable association have been only selected, fetch the safest result to calculate. In addition, foundation of the ground has been caculated.Because the geological condition of the place of factory building is better; the design plan is adopted on the individual footing under the post. Having finished the roof beam, internal force and the section of members have been caculated. Finally draw the building and structure. Keywords：Light-weight steel structures; Portal frame; Bridge type crane; The internal
force analyzes; Utilizing the peak-displacement method; Individual footing
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目录
文献综述 (1)
第一部分建筑设计 (10)
1 厂房的平面设计 (10)
1.1 厂房定位轴线的确定 (10)
1.2 柱网布置 (10)
1.3 变形缝 (11)
2 厂房的立面设计 (11)
2.2 屋面板及墙面板的选择 (11)
3 厂房的剖面设计 (12)
3.1 轨顶及牛腿标高的确定 (12)
3.2 厂房的构造设计 (13)
第二部分结构设计 (14)
1. 屋面檩条计算 (14)
1.1设计资料 (14)
1.2 荷载标准值（对水平投影面） (14)
1.3 内力计算：（如图2.1所示） (15)
1.4 截面选择及截面特性 (15)
1.5 强度验算 (16)
1.6 稳定性验算 (16)
1.7 挠度计算 (17)
1.8 构造要求 (17)
2. 墙面(轴线1～10)檩条计算 (18)
2.1设计资料 (18)
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2.2 荷载标准值 (18)
2.3 荷载设计值 (18)
2.4内力计算 (18)
2.5 截面选择 (19)
2.6 强度验算 (19)
2.7整体稳定性验算 (19)
2.8 风荷载作用下的挠度计算 (20)
3. 墙面(轴线A～C)檩条计算 (21)
3.1设计资料 (21)
3.2 荷载标准值 (21)
3.3 荷载设计值 (21)
3.4内力计算 (21)
3.5 截面选择 (22)
3.6 强度验算 (22)
3.7整体稳定性验算 (22)
3.8 风荷载作用下的挠度计算 (23)
4. 抗风柱的计算 (24)
4.1 设计资料 (24)
4.2 荷载 (24)
4.3 截面选择及内力计算 (24)
4.4强度验算 (25)
4.5 稳定性计算 (25)
4.4挠度验算 (26)
5. （A 、C）柱间支撑 (27)
5.2 荷载设计值和杆件内力 (27)
5.3 吊车梁以上的柱间支撑:（压杆） (28)
5.4 吊车梁以上的横杆： (28)
5.5 吊车梁以下的柱间支撑:（压杆） (28)
5.6 吊车梁以下的横杆： (28)
6. 柱（B）间支撑 (30)
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6.1设计资料 (30)
6.2 荷载设计值和杆件内力 (30)
6.3 吊车梁以上的柱间支撑: （压杆） (31)
6.4吊车梁以上的横杆： (31)
6.5 吊车梁以下的柱间支撑: （压杆） (31)
6.6 吊车梁以下的横杆： (31)
7. 横向水平支撑 (33)
7.1设计资料 (33)
7.2 风荷载设计值和杆件内力： (33)
7.3 横杆（压杆） (33)
7.4交叉斜杆（拉杆） (34)
8. 吊车梁计算 (35)
8.1 设计资料 (35)
8.2 吊车荷载 (35)
8.3 内力计算 (35)
8.4 截面选择 (36)
8.5 吊车梁截面几何性质计算（截面尺寸见图8.3、图8.4所示） (37)
8.6 强度计算 (39)
8.7 整体稳定 (40)
8.8吊车梁的竖向挠度验算 (40)
8.9 疲劳验算 (40)
8.10 局部稳定性验算 (40)
8.11 支座加劲肋计算验算 (40)
8.12 焊缝计算（设计手册P333） (42)
9. 门式刚架计算 (44)
9.1 荷载标准值 (45)
9.2 初选截面 (45)
9.3 截面特性 (45)
9.4 刚架内力计算 (47)
9.5 刚架截面验算 (83)
10. 节点计算 (94)
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10.1 柱脚计算............................................... 94 10.2 牛腿计算.............................................. 103 10.3 梁柱连接设计计算...................................... 107 10.4 抗风柱计算.. (112)
11. 基础梁及地基基础计算 (115)
11.1 基础梁计算............................................ 115 11.2 左柱基础计算.......................................... 117 11.3 中柱基础计算.......................................... 126 11.4抗风柱基础计算........................................ 133 致谢.............................................................. 139 参考文献........................................................... 140 外文翻译............................................................. 141 附录 A 毕业论文原始资料.............................................. 154 附录 B 刚架计算英文翻译原始资料.. (175)
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书文献综述 1. 简单介绍钢结构钢结构具有强度高、自重轻、抗震性好、施工速度快、地基费用省、结构面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点，与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的，也是易于产业化的结构，发达国家在房屋建筑中广发采用钢结构。建筑结构用钢材主要品种有中厚板、薄板、镀锌卷板、彩色涂层卷板、中小型钢（工字钢、槽钢、角钢）、热轧H钢、焊管（直缝管和螺旋管）、冷弯型钢（C型钢、Z型钢、矩形钢、方管）及无缝钢管等，特别是热轧H型钢的生产对钢结构发展起到推动作用。发展趋势是钢结构以中厚板为主，H型钢、冷弯型钢、钢管（无缝、焊接）、彩色涂层卷板需求增加、大中型角钢、工字钢、槽钢用量减少，钢制品连接材料（焊条、焊丝、高强度螺栓等）品种和质量不断发展。钢结构的应用范围极其广泛，为了更好地发挥钢材的性能，有效地承担荷载，不同的工程结构也将采用不同的结构形式。1). 用于房屋建筑的主要结构形式目前业第 1 页
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书（3）开发刚才产品，应用新型构件；（4）应用新的计算技术与测试技术。2. 钢结构的建造钢结构的建造分为两个主要步骤，即工厂制造和工地安装。（1）工厂制造包括下列工序：钢材的验收、整理和保管，包括必要的矫正；按施工图放样，做出样板、样杆，并据以划线和下料；对划线后的钢材进行剪切（焰割）、冲（钻）孔和刨边等项加工，非平直的零件则需要通过煨弯和辊圆等工序来成型；对加工过程中造成变形的零件进行整平（辊平、顶平）；把零件按图装配成构件，并加以焊接（铆接）；对焊接造成的变形加以矫正；除锈和涂漆。（2）工地安装工作包括：现场的扩大拼装；把扩大拼装后的构件（子结构）一一吊装就位，相互连接，加以临时固定；调整各部分的相对位置，使符合安装精度的要求，并做最后固定。建造过程，尤其是加工阶段，不可避免地要对钢结构的性能产生影响，如冷加工硬化和焊接热效应等。3. 结构的极限状态当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态，而不能满足设计规定的某一功能要求时，则称此特定状态为结构对该功能的极限状态。设计中的极限状态往往以结构的某种荷载效应，如对所考虑的极限状态，在确定其荷载效应时，应对所有可能同时出现的诸荷载作用加以组合，求得组合后在结构中的总效应。考虑荷载出现的变化性质，包括出现的
与否和不同的方向，这种组合可以多种多样，因此还必须在所有可能组合中，取其中最不利的一组作为该极限状态的设计依据。
4．钢结构的设计状态
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书钢结构的设计（除疲劳计算外）采用以概率理论为基础的极限状态设计法，用分项系数的设计表达式进行计算。承重钢结构或者构件应按承载能力极限状态和正常使用极限状态精心设计。1）承载能力极限状态当结构或构件达到最大承载力、疲劳破坏或达到不适于继续承载的变形状态时，该结构或构件即达到承载能力极限状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态；（1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑移或倾覆等）；（2）结构构件或连接因其应力超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继续承载；（3）结构转变为机动体系而丧失承载能力；（4）
结构或构件因达到临界荷载而丧失稳定（如压屈等）。2）正常使用极限状态当结构或结构达到正常使用的某项规定限值的状态时，该结构或构件即达到正常使用极限状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态；影响正常使用或外观的变形；影响正常使用的局部损坏；影响正常使用的振动；影响正常使用的其他特定状态。设计结构或构件时通常按承载能力极限状态设计以保证安全，再按正常使用极限状态进行校核以保证适用性。5. 抗震结构对材料和施工质量的特别要求1）结构材料性能指标，应符合下列最低要求：(1) 砌体结构材料应符合下列规定：①烧结普通粘土砖和烧结多空粘土砖的强度等级不应低于MU10，砌筑砂浆强度等级不应低于M5；②混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5。(2) 混凝土结构材料应符合下列规定：①混凝土的强度等级，框支梁、框支柱及抗震等级为一级的框架梁、柱、节点核心区，不应低于C30；构造柱、芯柱、圈梁及其他各类构件不应低于C20；
②抗震等级为一、二级的框架结构，其纵向受力钢筋采用普通钢筋时，钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；且钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书(3) 钢结构的钢材应符合下列规定：①刚才的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.2；②钢材应有明显的屈服台阶，且伸长率应大于20%；
③钢材应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。2）结构材料性能指标，尚宜符合下列要求：(1) 普通钢筋宜优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋；普通钢筋的强度等级，纵向受力钢筋宜选用HRB400级和HRB335级热轧钢筋，箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋。注：钢筋的检验方法应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204的规定。(2) 混凝土结构的混凝土强度等级，9度时不宜超过C60，8度时不宜超过C70。(3) 钢结构的钢材宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级、B、C、D、E的低合金高强度结构钢，当有可靠依据时，尚可采用其他钢种和钢号。在施工中，当需要以强度等级较高的钢筋替代原设计中的纵向受力钢筋时，应按照钢筋受拉承载力设计值相等的原则换算，并应满足正常使用极限状态和抗震构造措施的要求。采用焊接连接的钢结构，当钢板厚不小于40mm且承受沿板厚方向的拉力时，受拉试件板厚方向截面收缩率，不应小于国家标准《厚度方向性能钢板》GB50313关于Z15级规定的容许值。钢筋混凝土构造柱、芯柱和底部框架-抗震墙砖房中砖抗震墙的施工，应先砌墙后浇构造柱、芯柱和框架梁柱。6. 单层厂房工业建筑是指从事各类工业生产及直接为生产服务的房屋，是工业建设必不可少的物质基础。从事工业生产的房屋主要包括生产厂房、辅助生产用房以及为生产提供动力的房屋，这些房屋往往称为“厂房”或“车间”。单层厂房指层数为一层的厂房，它主要用于重型机械制造工业，冶金工业等重工业。这类厂房的特点是设备体积大、重量大、厂房第 4 页
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书高在20m以上，有些厂房高度可达40m以上。（3）厂房的建筑构造比较复杂：大多数单层厂房采用多跨得平面结构形式，第 5 页
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书钢结构设计规范首次将圆钢、小角钢的轻型钢结构列为专门一章，对推广轻型钢结构起了很大作用，但人们片面地认为轻型钢结构只是指“跨度不超过18m且起重量不大于5t的轻、中级工作制桥式吊车的房屋中采用有圆钢或小角钢（小于L45×4或L56×36×4）的钢结构”，而忽视了大量应用的其他截面尺寸较小、壁厚较薄的轻型钢结构。根据轻型钢结构的发展，其应用范围将不局限于具有小跨度、小吊车的房屋，而且已逐渐扩展，可以取代部分普通钢结构的应用。轻型屋面的应用和屋面荷载的大幅度降低，是钢屋盖结构的截面尺寸和重量比按传统混凝土重屋面设计的大幅度降低，不仅节约钢材用量，加快建设速度，更引人触目的是它本身具有较强的抗震能力而且能提高整个房屋的综合抗震性能。但由于轻型钢结构的截面尺寸相对较小，在制作、运输、安装以及防护、隔热等方面必须引起足够的注意。单层轻型房屋一般采用门式刚架、屋架和网架为注意承重结构。其上设檩条、屋面板（或板檩合为一体的太空轻质大型屋面板），其下设柱（对刚架则梁柱合一）、基础，驻外侧有轻质墙架，柱的第 6 页
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书网架为空间结构体系，不像刚架和屋架需另设支撑。8. 单层门式刚架结构单层门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢（等截面或变截面）、热轧H型钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型
钢（槽形、卷边槽形、Z形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁-柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用。柱脚可与基础刚接或铰接。围护结构采用压型钢板的居多，玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等特点，用作保温隔热材料最为普遍。单层门式钢架结构和混凝土结构相比具有以下特点：（1）质量轻围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻，因而支撑它们的门式钢架也很轻。根据国第7 页
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书距时，需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。门式刚架结构除上述特点外，还有一些特点需要了解：门式刚架体系的整体性可以依靠檩条、墙梁及隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量，同时支撑多张紧的圆钢做成，很轻便。门式刚架的梁、柱多采用变截面杆，可以省材料。梁、柱腹板在设计时利用屈曲后强度，可使腹板宽度比较大（腹板厚度较薄）。当然，由于变截面门式刚架达到极限承载力瞬间形成机动体系，因此塑性设计不再适用。使门式刚架结构轻型化的措施还有：在多跨框架中把中柱做成只承受重力荷载的两端铰接柱，对平板式铰接柱脚考虑其实际存在的转动约束，利用屋面板的蒙皮效应和适当放宽柱顶侧移的限制等。设计中对轻型化带来的后果必须注意和正确处理。风力可使轻型屋面的荷载方向，就是一例。组成构件的杆件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求较高。在门式刚架结构中，焊接构件中板的最小厚度为3.0mm；冷弯薄壁型钢构件中板的最小厚度为 1.5mm；压型钢板的最小厚度为0.4mm。板件的宽度比大，使得构件在外力撞击下容易发生局部变形。同时，锈蚀对构件截面削弱带来的后果更为严重。构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小，结构的整体刚度也比较柔。因此，在运输和安装过程中要求采取必要的措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。同时，要重视支撑体系和隅撑的布置，重视屋面板、墙面板与构件的连接构造，使其能参与结构的整体工作（蒙皮效应）。
9. 轻型门式刚架构件的安装应符合下列规定：1）应根据场地和起重设备条件，最大限度地将扩大拼装工作在地面完成。2）安装顺序宜先从靠近山墙的有柱间支撑的两祸刚架开始。在刚架安装完毕后应将其间的檩条、支撑、隅撑等全部装好，并检查其铅垂度。然后，以这两榀刚架为起点，向房屋另一端顺序安装。除最初安装的两榀刚架外，其余刚架间檩条、墙梁和檐檩等的螺栓均应在校准后再拧紧。3）刚架安装宜先立柱子，然后将在地面组装好的斜梁吊起就位，并与柱连接。4）构件悬吊应选择合理的吊点，大跨度构件的吊点须经计算确定。对于侧向刚度小、腹板宽厚比大的构件，应采取防止构件扭曲和损坏的措施。构件的捆绑悬吊部位，应采取防止构件局部变形和损坏的措施。
5）当山墙墙架宽度较小时，可先在地面装好，整体起吊安装。
6）各种支撑的拧紧程度，以不将构件拉弯为原则。
7）不得利用已安装就位的构件起吊其它重物。不得在主要受力部位焊其它物件。共176 页第8 页
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书8）檩条和墙梁安装时，应及时设置拉条并拉紧，但不应将檩条和墙梁拉弯。9）刚架在施工中应及时安装支撑，必要时增设缆风绳充分固定。10）刚架和支撑等配件安装就位，并经检测和校正几何尺寸确认无误后，应对柱脚底板和基础顶面之间的空间采用灌浆料填实（图8.2.5）。二次灌浆的预留空间，当柱脚铰接时不宜大于50mm，柱脚刚接时不宜大于100mm。
参考文献[ 1 ] 钢结构设计规范(GB50017一2003) 北京：中国计划出版社，2003；[ 2 ] 陈绍蕃顾强钢结构(第二版)（上册）北京：中国建筑工业出版社，2007；[ 3 ] 建筑结构荷载规范（GB 50009—2001）北京：中国计划出版社，2003；[ 4 ] 《钢结构设计手册》编辑委员会钢结构设计手册(第三版) 北京：中国建筑工业出版社，2003；[ 5 ] 建筑抗震设计规范（GB50011-2001）北京：机械工业出版社，1990。[ 6 ] 李碧瑜，王雪松房屋建筑学武汉：武汉理工大学出版社，2008 [ 7 ] 《轻型钢结构设计指南》编辑委员会轻型钢结构设计指南北京：中国建筑工业出版社，2000 [ 8 ] 陈绍蕃钢结构(第二版)（下册）北京：中国建筑工业出版社，2007；
[ 9 ] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102-2002）北京：中国计划出版社，2002。
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第一部分建筑设计 1 厂房的平面设计根据生产工艺的要求，厂房平面为双跨等距矩形平面。其柱网采用7.5m×21m其横向定位轴线均与柱中心线重合；两边纵向定位轴线均与柱外缘相重合，中间定位轴线与柱中心线重合。厂房1.1 厂房定位轴线的确定厂房跨度均为21m，牛腿标高为7000m，每跨各设有一台起重量为20t，A3工作制的桥式吊车，吊车数据如下：吊车跨度S=19.5m，h＝1390mm（小车顶面到轨顶的距离），b＝180mm（轨道中心到吊车边缘的距离）。边柱选用焊接工字钢，截面尺寸为600×300×10×12；中柱选用焊接工字钢，截面尺寸为500×300×10×12；梁选用焊接工字钢，截面尺寸为700×300×10×12。厂房选用非封闭型定位轴线：由吊车安全距离与厂房跨度的关系可知：L=S+h1/2+h2/2+2K+2b 式中：h2h1—边柱截面高度；—中柱截面高度；K—安全距离。，得安全距离为K=270mm>80mm，满足要求。由上可得如下数据：
取，
e2:边柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离中柱定位轴线到吊车轨道中心线之间的距离
1.2 柱网布置
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书根据毕业设计（论文）指导书的要求，厂房的跨度均为21m，柱距为7.5m。如图1.1所示。
图1.1 柱网布置1.3 变形缝由于该厂房纵向长度为60.0m，所以不需设置伸缩缝；土壤地质条件较好，不需设置沉降缝；根据地震设防烈度为7度，也不需设置防震缝。 2 厂房的立面设计采用竖向波形压型钢板外墙及采板钢窗，形成竖向线条的立面效果改变厂房长度和高度尺高的扁平视觉效果，使厂房显得庄重、挺拔。 2.1 屋面排水设计屋面排水方式采用有组织排水，屋面排水坡度1/20，第11 页
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┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书为0.30kN/m，基本雪压为0.10kN/m。根据以上的基本气象，荷载条件及屋面坡度为1/20，屋面坡度较小。屋面板型为：型，其屋面水平檩距取1.750 22m，墙面板型为：型，其墙梁间距取1.2m。3 厂房的剖面设计3.1 轨顶及牛腿标高的确定H=H1+H2 H1：轨顶标高7.8m H2：轨顶到柱顶的高度；H2=h梁的高度轨顶到吊车小车顶面的距离，查吊车规格表可知，h7：小车顶面到屋架的高度，规范规定，此处取为410mm。则柱顶标高为：
如图1.2所示。
一、设计题目：梯形钢屋架 二、设计资料 （1）某工业厂房（上海市）：梯形钢屋架跨度为21m ，长度90m ，柱距7.5m ，屋盖拟采用钢结构有檩体系，屋面板采用100mm 厚彩钢复合板（外侧基板厚度0.5mm ，内侧基板厚度0.4mm ， 夹芯材料选用玻璃丝棉，屋面板自重标准值按0.20 kN/m 2 计算），檩条采用冷弯薄壁C 型钢。屋面排水坡度i=1:20,有组织排水。屋架支承在钢筋混凝土柱上，柱顶标高9.0m ，柱截面尺寸为400×400mm 。不考虑灰荷载。屋架、檩条、拉条及支撑自重标准值按0.402/m kN 计算。基本雪压取0.42/m kN ，基本风压取0.452/m kN 。 （2）屋架计算跨度： m m m l 7.2015.02210=?-= （3）跨中及端部高度：采用缓坡梯形屋架，取屋架在21m 轴线处的端部高度 m h 990.1'0=，屋架中间的高度h=2.515m 则屋架在20.7m 处，两端的高度为9975.10=h 。 三、结构形式与布置 屋架形式及几何尺寸如图所示 根据厂房长度90m 、跨度及荷载情况，设置四道道上、下弦横向水平支撑。因柱网采用封闭结合，厂房两端的横向水平支撑设在第一柱间，该水平支撑的规格和中间柱间支撑的规格有所不同。在所有柱间的上弦平面设置了刚性与柔性系杆，以保证安装时上弦杆的稳定，在柱间下弦平面的跨中及端部设置了柔性系杆，以传递山墙风荷载，在设置横向水平支撑的柱间，于屋架跨中和两端各设置一道×垂直支撑。梯形钢屋架支撑布置如图2所示。
桁架上弦支撑布置图 桁架下弦支撑布置图 垂直支撑2—2 梯形钢屋架支撑布置图 SC —上弦支撑；XC —下弦支撑：CC —垂直支撑；GG —刚性系杆；LG —柔性系杆 四、荷载计算及内力组合 1.荷载计算 屋面活荷载为0.62/m kN ，雪荷载为0.42/m kN ,计算时取两者最大值。故取屋面活 荷载0.62/m kN 进行计算。 风荷载：基本风压为0.452/m kN ，查表可知，风压高度变化系数为1.0，当屋面夹角α（2.86°）小于15°时，迎风坡面体形系数为-0.6，背风坡面体形系数为-0.5，风载为吸力，起卸载作用，所以负风的设计值（垂直屋面）为 迎风面：1ω=1.4×0.6×1.00×0.45＝0.3782/m kN 背风面： 2ω=1.4×.0.5×1.00×0.45＝0.3152/m kN 对于轻型钢屋架，当风荷载较大时，风吸力可能大于屋面永久荷载，腹杆中的内力可能变号，必须考虑风荷载组合，但此处风荷载小于永久荷载，可不考虑风荷载的组合。（因为 1ω 2ω均小于屋面永久荷载0.65（荷载分项系数取 1.0），由此可见，风吸力较小）而 且在截面选择时，对内力可能变号的腹杆，不论在荷载作用下是拉杆还是压杆，均控制其长细比不大于150。
《钢结构课程设计任务书》 一、设计题目：焊接普通钢屋架设计 二、普通钢屋架课程设计目的及要求 通过钢屋架课程设计要求能掌握屋盖系统结构布置和进行构件编号的方法；能综合运用有关力学和钢结构课程所学知识，对钢屋架进行内力分析、截面设计和节点设计；掌握钢屋架施工图的绘制方法。 三、课程设计资料 1. 建筑类别 厂房总长度120m，檐口高度15m。厂房为单层单跨结构，内设两台中级工作制桥式吊车。 拟设计钢屋架简支与钢筋混凝土柱上，混凝土强度等级为C30。柱顶截面尺寸为400?400mm。钢屋架设计不考虑抗震设防。 厂房柱距选择： 6米 2. 屋架形式 2.1 三角形屋架 1）属有檩体系：檩条采用槽钢10，跨度为6m，跨中设一根拉条φ10。 2）屋架屋面做法及荷载取值（标准荷载值） 永久荷载：波形石棉瓦自重 0.20kN/m2 檩条及拉条自重 0.20kN/m2 保温木丝板重 2 2 2 2 2 d4cm 0.25kN/m e4cm 0.38kN/m f8cm 0.50kN/m 10cm 0.60kN/m h12cm 0.70kN/m ? ? ? ? ? ? ? ?? ：厚 ：厚 ：厚 g：厚 ：厚 钢屋架及支撑重（0.12+0.011?跨度）kN/m2 可变荷载：屋面活荷载 0.30kN/m2 积灰荷载 10.2 20.3 30.35 40.4 --- ? ?--- ? ? --- ? ?--- ? kN/m2 注: 1.以上荷载值均为水平投影 2.A,B屋架的形式与尺寸见图1
2.2 梯形钢屋架 1）属无檩体系：采用预应力混凝土大型屋面板(1.5m ?6m)。 2）屋架屋面做法及荷载取值（标准荷载值） 永久荷载：防水层（三毡四油上铺小石子） 0.35kN/m 2 找平层（2cm 厚水泥砂浆）0.02?20＝0.4kN/m 2 保温层（泡沫混凝土）：222d 4cm 0.25kN/m e 8cm 0.50kN/m f 12cm 0.70kN/m ?? ??? ：厚：厚：厚 预应力大型屋面板： 1.4kN/m 2 钢屋架及支撑重： (0.12+0.011?跨度)kN/m 2 可变荷载：屋面活荷载 0.70kN/m 2 积灰荷载 ??? ? ??? ------------6.045.034.023.01kN/m 2 注：1.以上数值均为水平投影值 2.C 形式及尺寸见图1
多 高 层 钢 结 构 住 宅 方案设计
1、工程概况 1.1工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅； 1.2建设地点：东莞市区某地； 1.3工程概况：场地大小为30m×30m，8～12层，建筑总高度不超过40m，室内外高差为0.3m，设计使用年限为50年； 1.4基本风压：0ω=0.8kN/m2，地面粗糙程度为C类； 1.5抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。 2、场地土层情况 表2-1 场地土层情况 3 3.1建筑布置 3.1.1首层建筑平面图 如下图3-1所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四爿店。由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。
图 3-1 首层建筑平面图 3.1.2标准层平面图 如下图3-2所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧室，两个卫生间，一个厨房，一个阳台（左右侧阳台以一墙分开）。而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧室，一个书房，一个厨房，两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。此外，左右两户为于中间墙对称。
图 3-2 标准层平面图 3.1.3顶层平面图 如下图3-3所示，顶层设计为空旷的天台，外围有1.2m的女儿墙，屋檐外挑500mm。
图3-3 顶层平面图
3.1.4剖面图 图3-4 剖面图1
钢结构平台 设计说明书 设计： 校核：
市久鼎机械制造 二零一四年十月 目录 1．设计资料 (3) 2．结构形式 (3) 3．材料选择 (3) 4．铺板设计 (3) 5．加劲肋设计 (5) 6．平台梁 (6) 6.1 次梁设计 (6) 6.2 主梁设计............................................................................................. .. (7) 7．柱设计 (9) 8. 柱间支撑设置 (11) 9. 主梁与柱侧的连接设计 (11)
钢结构平台设计 1．设计资料 1.1厂房装料平台，平面尺寸为5.2×3.6m（平台板开洞7个，开洞尺寸460×460mm）, 台顶面标高为5.2m。平台上平均布荷载为52 kN/m，不考虑水平向荷载，设计全钢工作平台。 1.2参考资料： 1) 钢结构设计规 2) 建筑结构荷载规 3) 钢结构设计手册
4) 建筑钢结构焊接规 2．结构形式 平面布置主次梁，主梁跨度 3530 mm ，次梁跨度 2790 mm ，次梁间距1260mm ，铺板下设加劲，间距900mm 。柱间支撑按构造设计，铰接连接；梁柱铰接连接。确定结构布置方案及结构布置形式如图所示 3．材料选择 铺板采用5mm厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235 ，手工焊，E4 型焊条，钢材弹性模量E =2.06×105N/mm2，钢材密度ρ=7.85103Kg/m3，基础混凝土强度等级为C30, fc 14.3N/mm2。 4．铺板设计 4.1 荷载计算 已知平台均布活荷载标准值q1k = 5kN/m2，5mm厚花纹钢板自重q Dk = 0.005×9.8×7.85= 0.38kN / m2，恒荷载分项系数为1.2 ，活荷载分项系数为1.4 。 均布荷载标准值q k = 5kN/m＋0.38kN/m = 5.38kN/m 2 均布荷载设计值 qd=1.2×0.38＋1.4×5= 7.46KN/m2
《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业：土木工程 姓名 学号： 指导老师：
目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22
一．建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称：青岛市某重型工业厂房； 2.工程总面积：3344㎡ 3.结构形式：钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占 地面积3344㎡。 2.平面设计 建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m ×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。 3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。 4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。 5.防火 防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。 室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m 的要求。 6.抗震 建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。 7.屋面 屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为10%，排水方式为有组织内排水。屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。 8.采光 采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。 9.排水 排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。 三、设计资料 1.自然条件 2.1工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好， 地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。 冻土深度为0.5m。 2.2抗震设防：6度 2.3防火等级：二级 2.4建筑物类型：丙类 2.5基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风
钢结构平台设计计算书 Prepared on 22 November 2020
哈尔滨工业大学（威海）土木工程钢结构课程设计计算书 姓名：田英鹏 学1 指导教师：钱宏亮 二零一五年七月 土木工程系
钢结构平台设计计算书 一、设计资料 某厂房内工作平台，平面尺寸为18×9m 2（平台板无开洞），台顶面标 高为 +，平台上均布荷载标准值为12kN/m 2，设计全钢工作平台。 二、结构形式 平面布置，主梁跨度9000mm ，次梁跨度6000mm ，次梁间距1500mm ，铺 板宽600mm ，长度1500mm ，铺板下设加劲肋，间距600mm 。共设8根柱。 图1 全钢平台结构布置图 三、铺板及其加劲肋设计与计算 1、铺板设计与计算 （1）铺板的设计 铺板采用mm 6厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，选用E43 型焊条，钢材弹性模量25N/mm 102.06E ?=，钢材密度 33kg/mm 1085.7?=ρ。 （2）荷载计算 平台均布活荷载标准值： 212q m kN LK =
6mm 厚花纹钢板自重： 2D 0.46q m kN K = 恒荷载分项系数为，活荷载分项系数为。 均布荷载标准值： 2121246.0q m kN k =+= 均布荷载设计值： 235.174.1122.146.0q m kN k =?+?= （3）强度计算 花纹钢板0.25.26001500a b >==，取0.100α=，平台板单位宽度最大弯矩设计值为： （4）挠度计算 取520.110, 2.0610/E N mm β==? 设计满足强度和刚度要求。 2、加劲肋设计与计算 图2 加劲肋计算简图 （1）型号及尺寸选择 选用钢板尺寸680?—，钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊角尺寸6mm ，每焊150mm 长 度后跳开50mm 。此连接构造满足铺板与加 劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的T 形截面，铺板计算宽度为15t=180mm ，跨度为。 （2）荷载计算 加劲肋自重: m kN 003768.05.7866.008.0=?? 均布荷载标准值： m kN k 51.7003768.06.05.12q =+?= 均布荷载设计值： m kN d 455.1003768.02.16.035.17q =?+?= （3）内力计算 简支梁跨中最大弯矩设计值 支座处最大剪力设计值
毕业设计说明书（毕业论文） 毕业设计（论文）题目 专业：土木工程专业 学生：赵鹏 指导教师：王羡农 河北工程大学土木工程学院 2013年05月29日
摘要 本设计工程为邯郸地区一67.5米双跨钢结构。主要依据《钢结构设计规范})GB50017-2003和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》GECS 102:2002等国家规范，综合考虑设计工程的规模、跨度、高度及用途，依据“适用、经济、在可能条件下注意美观”的原则，对各组成部分的选型、选材、连接和经济性作了比较，最终选用单层门式钢架的结构形式。梁、柱节点为刚性连接的门式钢架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点，便于工业化，商品化的制品生产，与轻型维护材料相配套的轻型钢结构框架体系己广泛应用于建筑结构中，本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。主要对承重结构进行了内力分析和内力组合，在此基础上确定梁柱截面，对梁柱作了弯剪压计算，验算其平而内外的稳定性;梁柱均采用Q235钢，10. 9级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43型焊条，柱脚刚性连接，梁与柱节点也刚性连接;屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板;另外特别注重了支撑设置、拉条设置，避免了一些常见的拉条设计错误。 关键词:轻型钢结构门式钢架内力分析双层彩色聚苯乙烯夹芯板节点
Abstract This project in handan area is a 67.5m double-span steel structure. The project designed strictly complies with the relavant stipulations of the "CODE FOR DESIGN OF STEEL STRUCTURES (GF50017-2003)" and "TECHNICAL SPECIFICATION FOR STEEL STRUCTURE OF LIGHT WEIGHT BUILDINGS WITH GABLED FRAMES (CECS 102:2002)", and some others. Synthesize the scale of the consideration design engineering and across a principle for span and use, according as" applying, economy, under the possible term attention beautifully", Connecting method, structure type and material of each part which consist of a light-weight steel villa are analysed, then choose the construction form that use single layer a type steel. The beam, pillar node is a light steel construction frame system that rigid and copular a type steel a ware for having construction Simple, just degree goodly, suffering dint reasonablely, using space bigly and starting construction convenience etc. characteristics, and easy to industrialisation, commercializing produce, thinking with light maintenance material the kit the already extensive applying in the building construction inside, this design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes the internal force analyzes and combines, based on these analyses; we can choose the section of beam and calumniation. Next, checking computatians of stability calculatian of the plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235-B.F steel. Rod for manual welding usually adopts E43..Rigid connections apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the Bauble-decked colored polystyrene clamps the circuit board. otherwise, it is analysed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind land, and the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in the design of brace, tension rod, and tension rod jpints. Keywords:Lightweight steel structures; gabled frame; the internal force analyzes; The double-decked colored polystyrene clamps the circuit board;joint
钢结构计算范例
摘要 本工程为三层钢框架超市设计，长64.00m，宽30.00m，层高为 4.5m，建筑高度为14.4m，建筑面积5760.00m2，综合运用所学专业知识，进行了钢结构建筑设计和结构设计。 主体采用钢框架结构，钢筋混凝土现浇楼板。首先确定结构方案并进行荷载统计、梁柱截面选择及刚度验算，计算恒载、活载作用下的框架内力，然后计算风载、地震作用下的框架内力，经内力组合后得出构件的最不利组合内力，最后进行梁、柱截面验算、节点设计、楼板、楼板配筋计算，绘制施工图。计算竖向荷载效应时采用分层法，计算水平荷载效应时采用D值法；在荷载组合时。考虑以可变荷载效应控制的组合和以永久荷载效应控制的组合方式；在活荷载计算过程中，采用满布荷载法；框架节点设计采用栓焊混合的连接方式。 关键词：建筑设计；钢框架；内力分析；节点设计
ABSTRACT Based on the professional knowledge for learned，the building was designed. The works include two parts: architecture design and structure design. This project is commercial building of 3-floors，steel structure，which is located in Xi An. It is 64.00m long, 30.00m wide. The height of story are 4.5m and5m. The height of the whole building is 14.4m.The total area is 5760.00m2. Architecture design tries hard for simple and clear，which has the ages feels and assort with surroundings environment. Steel frame and reinforce concrete floor were used in the structure. Firstly，the size of the beam and column was determined by the type of the structure and the calculation of the loads. Secondly，the inner forces of the frame under the wind load and earthquake load，the dead load，and the living loads were analyzed separately. By the combination of the inner forces，the most dangerous forces can be got，and then the steel beam，steel column，the frame connections and reinforce concrete floor can be designed. After these，the drawing can be made. In the progress of inter force analysis，the vertical forces are calculated by the layer-wise method，and the horizontal forces are calculated by the D method. In the process of the live load calculation，full load is used. Mixed connection with welding and bolts was used in steel frame，and independent foundation under column was adopted. Key Words: architecture design; steel frame; internal force analysis; connection design
潍坊学院本科毕业设计（论文） 目录 目录 (Ⅰ) 摘要及关键词 (1) Abstract and Keywords (2) 前言 (3) 1、结构设计基本资料 (4) 1.1 工程概况 (4) 1.2 设计基本条件 (4) 1.3 本次毕业设计主要内容 (6) 2、结构选型与初步设计 (7) 2.1 设计资料 (7) 2.2 网架形式及几何尺寸 (7) 2.3 网架结构上的作用 (9) 2.3.1静荷载 (9) 2.3.2活荷载 (9) 2.3.3地震作用 (10) 2.3.4荷载组合 (10) 3、结构设计与验算 (11) 3.1 檩条设计 (11) 3.2 网架内力计算与截面选择 (18) 3.3 网架结构的杆件验算 (20) 3.3.1 上弦杆验算 (20) 3.3.2 下弦杆验算 (21) 3.3.3 腹杆验算 (23) 3.4 焊接球节点设计 (24) 3.5 柱脚设计 (27) 3.6 钢柱设计与验算 (29) 3.7钢筋混凝土独立基础设计 (32) 3.8网架变形验算 (39)
潍坊学院本科毕业设计（论文） 结束语 (41) 参考文献 (43) 附录（文献翻译） (44) 谢辞 (49)
摘要及关键词 摘要本次毕业设计为合肥地区加油站钢结构设计，此次设计主要进行的是结构设计部分。本次设计过程主要分为三个阶段： 首先，根据设计任务书对本次设计的要求，通过查阅资料和相关规范确定出结构设计的基本信息，其中包括荷载信息、工程地质条件等。 然后，根据设计信息和功能要求进行结构选型并利用空间结构分析设计软件MST2008进行初步设计。本次设计主体结构形式采用正放四角锥网架结构，节点形式采用焊接球节点，支撑形式采用四根钢柱下弦支撑，基础形式采用柱下混凝土独立基础。 最后，通过查阅相关规范和案例进行檩条、节点、支座等部分的设计，并通过整理分析得出的数据，进行了杆件、结构位移等的相关验算，最终确定了安全、可行、经济的结构模式。 关键词结构设计，网架结构，构件验算
雅居乐 多高层钢结构住宅方案设计
1.工程概况 工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅； 建设地点：东莞市区某地； 工程概况：场地大小为30m×30m，8～12层，建筑总高度不超过40m，室内外高差为0.3m，设计使用年限为50年； 基本风压：0ω=0.8kN/m2，地面粗糙程度为C类； 抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。 场地土层情况： 表2-1 场地土层情况 2.建筑与结构布置 3.1.建筑布置 3.1.1.首层建筑平面图 如下图3-1所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四爿店。由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。
图3-1 首层建筑平面图 3.1.2.标准层平面图 如下图3-2所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧室，两个卫生间，一个厨房，一个阳台（左右侧阳台以一墙分开）。而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧室，一个书房，一个厨房，两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。此外，左右两户为于中间墙对称。
图 3-2 标准层平面图 3.1.3.顶层平面图 如下图3-2所示，顶层设计为空旷的天台，外围有1.2m的女儿墙，屋檐外挑500mm。
图3-3 顶层平面图3.1.4.剖面图
图3-4 剖面图1
一、设计资料 1.1厂房信息 该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房横向跨度12m，柱顶高度5.1m，共8榀刚架，柱距6.3m，屋面坡度1/10，柱底铰接。窗高出柱脚1.5m，尺寸为1.5x3m，每个柱距间居中设置一个。两端山墙上各设门一个（居中），尺寸为3.3x4.5m。 1.2材料 刚架构件截面采用等截面焊接工字形。钢材采用Q235B，焊条E43型。1.3屋面及墙面材料 屋面及墙面均为带100mm厚岩棉夹层的双层压型钢板；檩条（墙梁）采用薄壁卷边C型钢，间距为1.5m。 1.4自然条件 抗震设防烈度为6度（不考虑地震作用）。地面粗糙度系数按C类。 二、结构布置 该厂房跨度12m，柱距6m,共8榀刚架，所以厂房纵向长度6.3×（8-1）=44.1m,由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m，因此不用设置伸缩缝。柱间支撑宜布置在温度区段的中部，以减小纵向温度应力的影响。并在屋盖相应部位设置檩条、拉条及撑杆，同时应该在柱间支撑布置的柱间布置屋盖横向水平支撑。由于无吊车，且柱高<柱距，因此柱间支撑不用分层布置。 结构布置图见附录 2.1截面尺寸确定 （1）焊接工字型截面尺寸：截面高度h以10mm为模数；截面宽度b以5mm为模数，但工程中经常以10mm为模数；腹板厚度t w可取4mm、5mm、
6mm，大于6mm以2mm为模数；翼缘厚度t≥6mm，以2mm为模数，且大于腹板厚度。 （2）工字型截面的高厚比（h/b）：通常取h/b=2～5；梁与柱采取端板竖放连接时，该梁端h/b≤6.5。 （3）等截面梁的截面高度一般取跨度的1/40～1/30，即300mm～400mm。 综上所述，初步选择梁柱截面均用等截面H型钢300×300×10×15 2.2截面几何特性
1.设计资料 某车间厂房总长度约为108米,跨度为18m。车间设有两台30吨中级工作制吊车。车间无腐蚀性的介质。该车间为单跨双坡封闭式厂房,屋架采用三角形豪式钢屋架。屋面坡度为1：3，屋架间距为6m,屋架下弦标高为9米，其两端铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面尺寸为 ,混泥土强度等级为C20。屋面采用彩色压型钢屋板加保温层屋面，C型檩条，檩距为1.5～2.1米。结构的重要度系数为，屋面的恒荷载的标准值为。屋面 的活荷载为，雪荷载为，不考虑积灰荷载、风荷载，不考虑全跨荷载积雪不均匀分布状况。屋架采用Q235B，焊条采用E43型。 2.屋架形式及几何尺寸 屋架形式及几何尺寸如图檩条支承于屋架上弦节点。屋架坡角为,檩距为 1.866m。 图1 屋架形式和几何尺寸 3.支撑的布置 上、下弦横向水平支撑设置在厂房两端和中部的同一柱间，并在相应开间的屋架跨中设置垂直支撑，在其余开间的屋架上弦跨中设置一道通长的刚性细杆，下弦跨中设置一道通长的柔性细杆。在下弦两端设纵向水平支撑。支撑的布置见图2。
图2 支撑的布置图 4.檩条布置 檩条设置在屋架上弦的每个节点上，间距1.866m。因屋架间距为6m，所以在檩条跨中设一道直拉条。在屋脊和屋檐分别设置斜拉条和撑杆。
5.荷载标准值 上弦节点恒荷载标准值 上弦节点雪荷载标准值 由檩条传给屋架上弦节点的恒荷载如图3 图3 上弦节点恒荷载由檩条传给屋架上弦节点的雪荷载如图4 图4 上弦节点雪荷载6.内力组合 内力组合见表—1 杆件名称杆件编 号 恒荷载及雪荷载半跨雪荷载内力组合最不利 荷载 （kN）内力 系数 恒载 内力 （kN） 雪载 内力 （kN） 内力 系数 半跨雪 载内力 （kN） 1.2恒+ 1.4雪 （kN） 1.2恒+ 1.4半跨 雪（kN）123452+32+5 上弦杆1-2-14.23-75.56 -52.94 -10.28-38.24 -164.78 -144.21 -164.78 2-3-12.65-67.17 -47.06 -8.7-32.36 -146.49 -125.92 -146.49 3-4-11.07-58.78 -41.18 -7.11-26.45 -128.19 -107.57 -128.19 4-5-9.49-50.39 -35.30 -5.53-20.57 -109.89 -89.27 -109.89 5-6-7.91-42.00 -29.43 -3.95-14.69 -91.60 -70.97 -91.60 下弦杆1-713.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 7-813.571.69 50.22 9.7536.27 156.33 136.8 156.33 8-91263.72 44.64 8.2530.69 138.96 119.43 138.96 9-1010.555.76 39.06 6.7525.11 121.59 102.06 121.59 10-11947.79 33.48 5.2519.53 104.22 84.69 104.22
renchunmin 一、设计计算资料 1. 办公室平面尺寸为18m×66m ，柱距8m ，跨度为32m ，柱网采用封闭结合。火灾危险性：戊类，火灾等级：二级，设计使用年限：50年。 2. 屋面采用长尺复合屋面板，板厚50mm ，檩距不大于1800mm 。檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢C200×70×20×2.5，屋面坡度i =l /20～l /8。 3. 钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.800m ，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。上柱截面为600mm×600mm ，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值f c ＝1 4.3N /mm 2。 抗风柱的柱距为6m ，上端与屋架上弦用板铰连接。 4. 钢材用 Q235-B ，焊条用 E43系列型。 5. 屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如下图所示。 6. 该办公楼建于苏州大生公司所 属区内。 7. 屋盖荷载标准值： (l) 屋面活荷载 0.50 kN /m 2 (2) 基本雪压 s 0 0.40 kN /m 2 (3) 基本风压 w 0 0.45 kN /m 2 (4) 复合屋面板自重 0.15 kN /m 2 (5) 檩条自重 查型钢表 (6) 屋架及支撑自重 0.12+0. 01l kN /m 2 8. 运输单元最大尺寸长度为9m ，高度为0.55m 。 二、屋架几何尺寸的确定 1.屋架杆件几何长度 屋架的计算跨度mm L l 17700300180003000=-=-=，端部高度取mm H 15000=跨中高度为mm 1943H ,5.194220 217700 150020==?+ =+=取mm L i H H 。跨中起拱高度为60mm （L/500）。梯形钢屋架形式和几何尺寸如图1所示。
目录 一．设计说明 (2) 二．计算书正文 (2) 第一节平台铺板设计 (3) 第二节平台次梁计算 (3) 2.1跨中截面选择 (3) 2.2次梁的抗弯强度验算 (4) 2.3抗剪强度验算 (4) 2.4次梁整体稳定性验算 (4) 第三节平台主梁设计 (5) 3.1内力计算 (6) 3.2局部稳定验算 (7) 3.3抗弯强度验算 (7) 3.4抗剪强度验算 (8) 3.5整体稳定性验算 (8) 3.6刚度验算 (8) 3.7翼缘与腹板的连接焊验算 (9) 第四节平台柱计算 (9) 4.1平台柱设为实腹柱轴心受压构件设计 (9) 4.2平台柱强度，刚度，整体稳定验算 (10) 4.3局部稳定性验算 (11) 三.连接点设计 (11)
一．设计说明 1.本设计为某车间工作平台 2.结构平面布置图如下，间距4m，5跨，共20m，跨度3m，4跨，共12m 3.梁上铺100mm厚的钢筋混凝土预制板和30mm素混凝土面层。 永久荷载为：5KN/mm2，可变荷载为：10KN/m2 荷载分项系数：永久荷载1.2，可变荷载1.3 二．计算书正文
第一节 平台铺板设计 依题意并综合分析比较，平台钢结构平面布置如上图，主梁计算跨度为 6m ，次梁计算跨度为3m ，次梁与主梁采用平接方式连接。 铺板自重为：0.1*20+0.03*24=2.72KN/m 2 铺板承受的荷载标准值为：q k =2.72+10=12.72KN/m 2 铺板承受荷载设计值：q=1.2*2.72+10*1.3=16.264KN/m 2 第二节 平台次梁计算 2.1跨中截面选择 查《荷载规范》钢筋混凝土自重按25KN/mm 3，素混凝土按24KN/mm 3，则 因此取：r q =1.3，r G =1.2; 次梁承受恒荷载包括铺板自重标准值为（暂不考虑次梁自重）： 1p =2.72*1.2=3.264KN/m 活荷载标准值：p 2=10*1.2=12KN/m 次梁跨中最大弯矩设计值：M ax M =ql 2/8=16.264*5*5/8=50.825KN ·m 需要的净截面模量为：W= f r x max M =50.825/（1.05*215）=225cm 3 初步拟定次梁采用工字型I20a ，A=35.5cm 2，X W =237cm 2， 2370x =I cm 4 ， cm 2.17x x =S I ，自重27.9Kg/m