单层双跨重型钢结构厂房设计计算书

钢结构单层厂房结构计算书专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：第一部分 设计任务书一、设计资料1、车间柱网布置：长度120m ，柱网分别为6m 、7.5m 、9m ，跨度分别为18，21m 、24m 、27m 、30m ，檐口高度分别为6m 、7m,8m,9m ，10m 屋面坡度为1/10，1/12屋面材料为单层彩板或夹芯板，墙面材料单层彩板或夹芯板，天沟为彩板天沟或钢板天沟。

2、荷载：静荷载当无有吊顶时为2/2.0m kN ，有吊顶时为2/45.0m kN ；活荷载为2/3.0m kN （计算刚架时）、2/5.0m kN （计算檩条时）；基本风压2/35.0m kN ，地面粗糙度为B 类；雪荷载为2/5.0m kN ；地震设防烈度为7度。

3、材质:Q235或Q345 钢材4、地质水文条件: 场地平坦,周围无相邻建筑物,II 类场地土,自上而下土层分布情况为:(1)素填土,FK=50kPa,ES=2.8MPa,厚度0.5~1.m ，灰褐色，软塑 (2)粘土,FK=170kPa,ES=7.0MPa,厚度0.4~1.m ，黄褐色，可塑 (3）粘土,FK=280kPa,ES=12.0MPa,厚度3.0m ，褐色，硬塑 (4)粘土,FK=420kPa,ES=15.0MPa,厚度2.9m ， 黄褐色，硬塑 (5)强风化岩层，FK=420kPa ，坚硬 地下水位较低,无侵蚀性。

施工技术条件:各种机具、材料和施工质量能满足要求。

二、作业要求根据不同柱网、跨度、檐口高度、荷载可以有多种不同的组合。

每人取其中的一种组合（不得雷同），独立完成轻钢门式刚架结构设计计算。

根据要求可知：檐口高度7m、柱网间距9m、跨度为21m、坡度为1/10 。

要求计算书内容要有系统地编排，字体要端正，表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据，并应附有与设计有关的插图和说明。

三、设计计算书内容1、确定柱网和屋面及其支撑布置，选择钢材及焊接材料，并明确提出对保证项目的要求；2、门式刚架选型，确定梁柱截面形式，并初估截面尺寸；3、梁柱线刚度计算及其计算长度确定；4、荷载统计及计算荷载计算；5、用结构力学计算各工况下的内力、柱顶水平位移及横梁挠度；6、进行荷载组合、内力组合（不考虑地震计算）；7、构件及连接节点（梁柱连接节点、屋面梁拼接节点）设计计算；8、柱脚设计计算。

钢结构课程设计2022/4/27目录一、设计资料 〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮（1）二、结构形式与布置 〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮（1）三、荷载计算 〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮（2）四、内力计算 〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮（2）五、杆件设计 〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮（3）六、节点设计 〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮（8）参考文献 〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮〮（12）钢屋架设计一． 设计资料人字形屋架跨度19.8 m ，屋架间距6 m ，铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm ×400 mm ，混凝土强度等级为C 25。

钢结构课程设计计算书姓名：李宏伟班级：建工1221学号：11012123381.设计资料（一） 设计参数：单层厂房采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m ，共12榀刚架，柱距7m ，柱高9.8m ，屋面坡度1/10，柱底铰接。

取中间跨刚架（GJ-1）进行计算，刚架采用焊接工字形截面，屋面及墙面为压型钢板复合板；不考虑檩条和墙梁。

钢材采用Q235钢，焊条E43型。

地震设防烈度为7度，无悬挂荷载。

刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。

（二）设计荷载：(1) 永久荷载标准值（按水平投影面）：屋面恒载0.52kN m （包括屋面板及檩条重）(2) 可变荷载标准值：屋面活荷载0.32kN m （3）雪荷载：基本雪压0S 为0.32kN m（4）风荷载：基本风压值0.42kN m ；地面粗糙程度系数按B 类取值； 要求：1、确定梁柱截面形式及尺寸。

2、梁柱线刚度计算及梁柱计算长度确定。

3、荷载计算。

4、内力、柱顶水平位移计横梁挠度。

5、连接节点设计。

图1.2 刚架形式及几何尺寸2.荷载计算2.1荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面） （包括屋面板及檩条重） 0.5 2kN m （2）屋面可变荷载标准值 屋面活荷载：0.302m kN雪荷载：基本雪压0S =0.32kN m .对于单跨双坡屋面， 屋面坡角α=54238'''，z μ=1.0，雪荷载标准值 ：k S =z μ0S =1.0×0.32kN m =0.3..取屋面活荷载和雪荷载中的较大值0.32kN m ，不考虑积灰荷载。

（3）风荷载标准值基本风压：20m kN 4.0=ω；根据地面粗糙度列别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。

风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。

2.2各部分作用的荷载标准值计算： （1）屋面恒荷载标准值：0.5×7=3.5kN m 活荷载标准值：0.3×7=2.1kN m （2）柱荷载恒荷载标准值：（7×9.8＋3.5×7.5）kN =94.85kN 活荷载标准值：2.1×7.5kN =15.8kN （3）风荷载标准值迎风面：柱上m kN q W /7.025.074.01=⨯⨯= 横梁上m kN q W /8.20.174.02-=⨯⨯-=背风面：柱上m kN q W /54.155.074.03-=⨯⨯-= 横梁上m kN q W /82.165.074.04-=⨯⨯-=3.内力分析3.1在恒荷载作用下：本单层厂房采用等截面梁和柱。

单层钢结构厂房计算书 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998江苏科技大学毕业设计（论文）任务书学院（系）：船舶与建筑工程专业：土木工程学号： 06 姓名：徐林指导教师：邵建华职称：讲师2011年 2月16 日摘要本次设计的题目为模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计，其地理位置在设计资料中未给出，现假设位于张家港。

采用轻钢结构门式刚架的结构形式。

厂房跨度m，柱距7.5m。

墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。

围护结构现采用彩钢夹芯板。

本设计由建筑设计和结构设计两部分组成。

建筑设计是根据整个工程的工程概况、生产工艺概况、自然条件、地理情况以及荷载情况来确定建筑设计方案并优化设计方案。

建筑设计包括单层厂房平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设计、屋面排水设计、防腐防锈和防火设计等内容。

其中，平面设计有平面形式选择、柱网布置等；立面设计主要是门窗的布置；剖面设计主要有柱顶标高的确定等。

结构设计是本次设计的核心内容，其设计的原则是确保厂房的安全、适用、耐久，同时使设计经济合理。

结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计、内力计算、内力组合、梁柱截面的选取和验算、节点设计、檩条设计、墙梁设计和基础设计等。

关键词：结构形式；建筑设计；结构设计；内力组合；设计原则目录（页码需要改）第1章建筑设计1.工程概况m，结构形式采用轻钢结构单层根据所给设计资料，建筑面积约为31002双跨工业厂房形式，厂房内设有重级（软钩）吊车（资料为指定几台吊车，现定为两台），起重量为50t，吊车设备的技术指标为：表1-1 吊车技术指标结构安全等级为Ⅱ级，耐火等级为Ⅱ级，对该模具冲压件厂房的采光等级取为Ⅲ级。

围护结构采用双面复合彩钢夹心板。

工业建筑设计的任务就是根据我国建筑方针和政策，按照“安全适用，技术先进，经济合理”的设计原则，在满足工艺要求的前提下，处理好厂房的平面、立面、剖面，选择合适的建筑材料，确定合理的承重结构、围护结构和构造做法，同时要满足生产工艺的要求及有关的技术、良好的经济效益、卫生等要求。

双跨单层厂房课程设计计算书双跨单层厂房课程设计计算书单层厂房课程设计设计任务书一、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。

二、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。

2、排序各种荷载促进作用下的尖萼内力（吊车荷载不考量厂房的空间整体作用）。

3、边柱（a、c轴线）及中柱（b轴线）的柱及牛腿设计，柱下单一制基础设计。

4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。

三、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。

厂房总长54m，柱距6m。

厂房标高：室内地面±0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00，屋架栔标高一班10.400、二班12.400。

2、厂房每横跨内设两台吊车，a4级工作制，起至重量单学号15/3t、双学号20/5t。

吊车其它参数参见“5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（zq1-62系列）”。

3、建设地点为某城市，基本雪压0.30kn/m2，基本风压0.50kn/m2，闷结深度1.6m。

厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kpa，土的天然重度为17.5kn/m3，土质分布均匀。

下层为粗砂土，地基承载力特征值fak=350kpa，地下水位-5.5m。

4、厂房标准构件采用及荷载标准值如下：1)屋架采用21m梯形钢屋架，按《建筑结构荷载规范》附录a“常用构件和材料的蔡国用”，按0.12+0.011l（不含提振，按屋面水平投影面积排序，单位kn/m2；l为跨度，以m计）排序屋架蔡国用标准值（包含提振）。

屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。

2)吊车梁采用钢筋混凝土等横截面吊车梁，梁高900mm，蔡国用标准值29kn/根，轨道及零件自重0.8kn/m，轨道及垫层构造高度200mm。

3)天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为1单层厂房课程设计34kn（包含蔡国用、侧板、窗扇、提振等的蔡国用）。

混凝土单层双跨厂房结构设计计算书一、设计资料及要求本车间为两跨等高厂房，车间面积为3024m 2，车间长度72m 。

跨度见附图，设有两台30/5tA4级软钩吊车，轨顶标高见图，柱顶标高见图；BC 跨跨度见图，设有两台10tA5级软钩吊车，柱顶标高见图。

（1）屋面结构见下表（2）排架柱及基础材料选用情况①柱混凝土：采用C30,c f =14.3N/㎜²,tk f =2.01N/㎜²钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋（y f =300N/㎜²，s E =2×105N/㎜²），箍筋采用HPB235级钢筋. ②基础混凝土：采用C25,c f =11.9N/㎜²,tk f =1.78N/㎜² 钢筋：采用HPB235级钢筋（y f =210N/㎜²）主要承重构件选型表 构件名称 标准图号 选用型号 允许荷载（kN／m 2） 自重（kN ／m 2）备注 屋架 G415 YWJ24－1D 3.5 每榀112.75kN 屋架边缘高度1.4米，屋架的垂直高度2.8米 屋面板 G410 YWB －2 2.46 1.4自重包括灌缝吊车梁 G323 DL9B 40.8 kN/每根 吊车梁梁高1.2米 连系梁、基础梁 G320 16.7kN ／每根 轨道连接 G325 0.8 kN ／m天沟板 G410 TGB68－1 3.05 1.91 自重包括灌缝 混凝土柱 计算确定 其他附件不考虑二、梁柱的结构布置⑴ 排架柱尺寸的选定 ①计算上柱高及柱全高由所给图知：轨顶标高为+11.70m ，柱顶标高＋14.70m,AB 跨屋架顶标高+17.50m ，BC 跨屋架顶标高+17.50m 柱全高H=15.20m 上柱高度H u =4.20m 下柱高度H l =11.00m 上柱与全柱高的比值λ=2.152.4=H H u =0.276 ②初步确定柱截面尺寸. 对于下柱截面宽度：251100025=≥l H b =440,取b=500mm 对于下柱截面高度， 有吊车时121100012=≥l H h =917mm 无吊车时25102.155.1255.13⨯⨯=≥l H h =912mm边柱A.C 轴：上柱：□ b ×h=500mm ×500mm下柱：I b ×h ×b i ×h i =500mm ×1000mm ×120mm ×200mm 中柱B 轴：上柱：□ b ×h=500mm ×600mm下柱：I b ×h ×b i ×h i =500mm ×1200mm ×120mm ×200mm 验算初步确定的截面尺寸，满足要求. I 字形截面其余尺寸如图所示.上下柱截面惯性矩及其比值. 排架平面内： 边柱上柱：49310208.5500500121mm I u ⨯=⨯⨯=下柱：41023310564.3325275253802125503801211000500121mm I l ⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯= 中柱上柱：493100.9600500121mm I u ⨯=⨯⨯= 下柱：41023310724.5325375253802127503801211200500121mm I l ⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯= 排架平面外： 边柱上柱：49310208.5500500121mm I u ⨯=⨯⨯=下柱：4923310319.4319060253802121205501215002001212mm I l ⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯= 中柱上柱：4931025.6500600121mm I u ⨯=⨯⨯= 下柱：4923310348.4319060253802121207501215002001212mm I l ⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=三、排架结构计算⑴计算简图⑵柱的计算参数柱的计算参数表柱号计算参数截面尺寸（mm）面积（105mm2）惯性矩（109mm4）自重（kN/m）I x I yA、C 上柱□500×500 2.5 5.208 5.208 6.25 下柱I 500×1000×120×200 2.815 35.64 4.219 7.04B上柱□500×600 3.09.0 6.25 7.5 下柱I 500×1200×120×200 3.055 57.24 4.348 7.64四、荷载计算⑴永久荷载①屋盖自重预应力混凝土大型屋面板 1.2×1.4=1.68KN/m225mm水泥砂浆找平层 1.2×20×0.025=0.6KN/m2100mm水泥蛭石砂浆保温层 1.2×6×0.1=0.72KN/m2三毡四油上铺绿豆砂小石子防水层 1.2×0.4=0.48KN/m2Σg=3.48KN/m2天沟板 1.2×1.91×6=13.75KN 屋架自重 1.2×112.75=135.30KN 则作用于柱顶的屋盖结构自重：BC 跨：G 1=3.48×6×24/2+13.75/2+135.30/2=325.085kN AB 跨：G 1=3.48×6×18/2+13.75/2+135.30/2=262.445kN ②柱自重A 、 C 轴上柱：G 2A =G 2C =γG g k H u =1.2×6.25×4.2=31.5kN. 下柱：G 3A =G 3C =γG g k H u =1.2×7.04×11.00=92.928kNB 轴上柱：G 2B =1.2×7.5×4.2=37.8kN. 下柱：G 3B = 1.2×7.64×11.00=100.848kN ③吊车梁及轨道自重G 4=1.2×（40.8+0.8×6.0）=54.72kN. 各项永久荷载及其作用位置见下图 ⑵屋面活荷载由«荷载规范»查得屋面活荷载标准值为0.7KN/m 2（因屋面活活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载）.Q=1.4×0.7×6×12=70.56kN活荷载作用位置于屋盖自重作用位置相同，如图括号所示.⑶吊车荷载吊车计算参数见表4-1，并将吊车吨位换算为kN.（表4-1） 跨度（m ） 起重量Q(t) 跨度L k (m) 最大轮压P max (kN) 最小轮压P min (kN) 大车轮距K(m)吊车最大宽度B(m)吊车总重G(kN) 小车重g(kN)18 30/5 16.5 270 50 4.6 6.05 340 117 241022.5125474.45.55224381）吊车竖向荷载设计值max D 、min DAB 跨间：由下图所示的吊车梁支座反力影响线知：=∑=i k k y P D max,max,β0.9×270×（1+0.758+0.233-0.001）=483.57 KN ==k Q D D max,max γ 1.4×483.57=677.0 KN =⨯=kk P P D D max,min,max min 677.0×50/270=125.37 KNBC 跨间：=∑=i k k y P D max,max,β0.9×125×（1+0.808+0.267+0.075）=241.875 KN ==k Q D D max,max γ 1.4×241.875=338.63 KN =⨯=kk P P D D max,min,max min 338.63×47/125=127.32 KN2）吊车横向水平荷载设计值max T AB 跨：=+=)(41,3,2k k k G G T α1/4 ×0.1×（117 + 300）=10.425 KN ==kkP T D T max,maxmax 677.0×10.425/270=26.14 KNBC 跨：=+=)(41,3,2k k k G G T α1/4×0.12×（38 + 100）=4.14 KN ==kkP T D T max,maxmax 338.63×4.14/125=11.22 KN⑷风荷载该地区基本风压为ω0=0.35KN/m 2，按B 类地面粗糙度，从«荷载规范»查得风压高度变化系数z μ为：柱顶至室外地面的高度为15.200m,查得z μ=1.144， 檐口至室外地面的高度为16.600m ，查得z μ=1.175， 风荷载标准值为：ω1=1s μz μω0=0.8×1.144×0.35=0.320kPa. ω2=2s μz μω0=0.4×1.144×0.35=0.160kPa.则作用在排架计算简图的风荷载设计值为：==B q Q 11ωγ 1.4×0.320×6=2.688 KN/m==B q Q 22ωγ 1.4×0.160×6=1.344 KN/mA B w H H F z z z s s s s Q w 043121])()[(βμμμμμγ⋅+++==1.4×[（0.8＋0.4)×2.8＋(-0.6＋0.5)×1.4]×1.175×1.0×0.35×6=11.13kN风荷载作用下的计算简图如图2-9所示.五、内力分析⑴剪力分配系数μ的计算 A 、 C 轴柱：146.01064.3510208.59921=⨯⨯==I I n ,276.02.152.421===H H λ67.2)1146.0/1(276.013)1/1(13330=-+=-+=n C λ则EH E H C EI H C A 3299320232100105.067.264.3510--⨯=⨯⨯⨯===δδ B 轴柱：157.01024.57100.99921=⨯⨯==I I n ，276.02.152.421===H H λ， 70.2)1157.0/1(276.013)1/1(13330=-+=-+=n C λ， 则EH E H C EI H B 3299320232100065.070.224.5710--⨯=⨯⨯⨯==δ各柱的剪力分配系数：28.0100065.01100105.02100105.0111329329329=⨯+⨯⨯===∑H E H E H Ei A C A δδμμ44.028.028.011=--=--=C A B μμμ⑵永久荷载①屋盖自重作用将图2-7屋盖自重荷载简化为图2-10（a ）.其中G 1C =325.085kN, G 1A =262.445kN G 1B =G 1A ＋G 1C =587.53kN M 1C =G 1C e 1=325.085×0.02=6.502kN ﹒m,M 1A =262.445×0.02=5.249kN.m M 1B =M 1A -M 1C =6.502-5.249=1.253kN.mM 2C =G 1e 2=325.085×0.25=81.271kN ﹒m,M 2A =262.445×0.25=65.611kN.m M 2B =M 1B =1.253kN.m由A 、C 柱：n=0.146，λ=0.276， 查表或计算得=-+--⨯=)1/1(1)]/11(1[5.1321n n C λλ 1.931对C 柱： ==2111H M C R CC 1.931×6.502/15.2=0.826KN(→) 对A 柱： ==2111H M C R AA 1.931×5.249/15.2=0.667KN(←) 查表或计算得，234.1)1/1(1)1(5.1323=-+-⨯=n C λλ， 对C 柱：)(598.62.15271.81234.12232→=⨯==kN H M C R C C 对A 柱：)(327..52.15611.65234.12232←=⨯==kN H M C R A A则R C =R 1C +R 2C =0.826+6.598=7.424kN(→),R A =R 1A +R 2A =0.667＋5.327=5.994kN(←) B 柱：n=0.157,λ=0.276,算得C 1=1.9,==211H M C R BB 1.9×1.253/15.2=0.157 KN(→) 在R 与M 、M 共同作用下，可以作出排架的弯矩图、轴力图，如下图图（b ）、（c ）所示.②柱及吊车梁自重作用由于在安装柱子时尚未吊装屋架，此时柱顶之间无联系，没有形成排架，故不产生柱顶反力，则按悬臂柱分析其内力.计算简图如图2-11（a）所示.A柱：M2A=G2A e2=31.5×0.25=7.875kN﹒m,G3A=92.928kN,G4A=54.72kN,M4A=G4A e=54.72×0.25=13.68kN﹒m.B柱：G2B=37.8kN,G3B=100.848kN, G4B=54.72kN,排架各柱的弯矩图、轴力图如下图（b）、（c）所示.⑶屋面活荷载作用①AB 跨作用有屋面活荷载由屋架传至柱顶的压力为Q=70.56kN ，由它在A 、B 柱柱顶及变阶处引起的弯矩分别为： M 1A =Q 1e=70.56×0.02=1.411kN ﹒m, M 2A =Q 1e=70.56×0.27=19.051kN ﹒m, M 1B =Q 1e=70.56×0.15=10.58kN ﹒m, 计算不动铰支座反力 A 柱：由前知C 1=1.931，C 3=1.234，==2111H M C R AA 1.931×1.411/15.2=0.179 KN(→) )(547.12.15051.19234.12232→=⨯==kN H M C R A A 则R A =R 1A +R 2A =0.179+1.547=1.726kN(→)B 柱：由前知C 1=1.90,==211H M C R BB 1.90×10.58/15.2=1.323KN(→)则排架柱顶不动铰支座总反力为：R=R A +R B =1.726+1.323=3.049kN(→)将R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（μA =μC =0.28,μB =0.44）V A =R A -μA R=1.726-0.28×3.049=0.872kN(→) V B =R B -μB R=1.323-0.44×3.049=-0.018kN(←) V C =R C -μC R=0-0.28×3.049=-0.854kN(←)计算简图、排架各柱的弯矩图、轴力图如下图所示.②BC跨作用有屋面活荷载由于结构对称，故只需将AB跨作用有屋面活荷载情况的A柱与C柱的内力对换并将内力变号即可，其排架各柱内力见下图⑷吊车荷载作用（不考虑厂房整体空间工作）①D max作用于A柱由前，D max=677.0kN(D min=125.37kN),由吊车竖向荷载、在柱中引起的弯矩为：M A= D max﹒e=677.0×0.25=169.25kN﹒m,M B= D min﹒e=125.37×0.75=94.03kN﹒m,计算简图如下图（a）所示.计算不动铰支座反力A 柱：n=0.146,λ=0.276,查表得C 3=1.234，B 柱：n=0.157,λ=0.276,查表得C 3=1.245，=-=23H M C R AA -1.234×169.25/15.2=-13.740KN(←) ==23H M C R BB 1.245×94.03/15.2=7.702KN(→) 则不动铰支座总反力为：R=R A +R B =-13.740+7.702=-6.038kN(←)将R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（μA =μC =0.28,μB =0.44） V A =R A -μA R=-13.740+0.28×6.038=-12.049kN(←) V B =R B -μB R=7.702+0.44×6.038=10.359kN(→) V C =R C -μC R=0+0.28×6.038=1.691kN(→)排架各柱的弯矩图、轴力图如下图（b ）、（c ）所示.②D max 作用于B 柱左由吊车竖向荷载，D max =677.0kN(D min =125.37kN),在柱中引起的弯矩为： M A = D min ﹒e=125.37×0.25=31.343kN ﹒m, M B = D max ﹒e=677.0×0.75=507.75kN ﹒m, 计算简图如下图（a ）所示.计算不动铰支座反力A 柱：n=0.146,λ=0.276,查表得C 3=1.234，B 柱：n=0.157,λ=0.276,查表得C 3=1.245，=-=23H M C R AA -1.234×31.343/15.2=-2.545KN(←)==23H C R BB 1.245×507.75/15.2=41.589KN(→) 则不动铰支座总反力为：R=R A +R B =-2.545+41.589=39.044kN(→)将R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（μA =μC =0.28,μB =0.44） V A =R A -μA R=-2.545-0.28×39.044=-13.47kN(←) V B =R B -μB R=41.589-0.44×39.044=24.410kN(→) V C =R C -μC R=0-0.28×39.044=-10.932kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-15（b ）、（c ）所示.③D max 作用于B 柱右由吊车竖向荷载，D max =338.63kN(D min =127.32kN),在柱中引起的弯矩为： M C = D min ﹒e=127.32×0.25=31.83kN ﹒m, M B = D max ﹒e=338.63×0.75=253.97kN ﹒m, 计算简图如下图（a ）所示.计算不动铰支座反力C 柱：n=0.146,λ=0.276,查表得C 3=1.234， B 柱：n=0.157,λ=0.276,查表得C 3=1.245，=-=23H M C R CC -1.234×31.83/15.2=-2.584KN(←)==23H C R BB 1.245×253.97/15.2=20.802KN(→) 则不动铰支座总反力为：R=R C +R B =-2.584+20.802=18.218kN(→)将R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（μA =μC =0.28,μB =0.44） V A =R A -μA R=0-0.28×18.218=-5.101kN(←)V B =R B -μB R=20.802-0.44×18.218=12.786kN(→) V C =R C -μC R=-2.584-0.28×18.218=-7.685kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-15（a ）、（b ）所示.④D max 作用于C 柱由吊车竖向荷载，D max =338.63kN(D min =127.32kN),在柱中引起的弯矩为： M C = D max ﹒e=338.63×0.25=84.658kN ﹒m, M B = D min ﹒e=127.32×0.75=95.49kN ﹒m, 计算简图如下图（a ）所示.计算不动铰支座反力C 柱：n=0.146,λ=0.276,查表得C 3=1.234， B 柱：n=0.157,λ=0.276,查表得C 3=1.245，=-=23H M C R CC -1.234×84.658/15.2=-6.873KN(←) ==23H M C R BB 1.245×95.49/15.2=7.821KN(→) 则不动铰支座总反力为：R=R C +R B =-6.873+7.821=0.948kN(→)将R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（μA =μC =0.28,μB =0.44） V A =R A -μA R=0-0.28×0.948=-0.265kN(←) V B =R B -μB R=7.821-0.44×0.948=7.404kN(→) V C =R C -μC R=-6.873-0.28×0.948=-7.138kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-15（a ）、（b ）所示.⑤：AB 跨的二台吊车刹车计算简图如下图所示.吊车水平荷载T max,k 的作用点距柱顶的距离y=4.2-1.2=3m A 柱： 由714.02.40.3==u H y 及n=0.146,λ=0.276,查表y=0.7H u 得C 5=0.649, 查表y=0.8H u 得C 5=0.606,内插后得C 5=0.643R A =-T max ﹒C 5=-26.14×0.643=-16.808kN(←) B 柱： 由714.02.40.3==u H y 及n=0.157,λ=0.276,查表y=0.7H u 得C 5=0.654, 查表y=0.8H u 得C 5=0.611,内插后得C 5=0.648R B =-T max ﹒C 5=-26.14×0.648=-16.939kN(←) 则R=R A +R B =-16.808-16.939=-33.747kN(←) 各柱顶剪力为（μA =μC =0.28,μB =0.44）V A =R A -μA R=-16.808-0.28×(-33.747)=-7.359kN(←) V B =R B -μB R=-16.939-0.44×(-33.747)=-2.09kN(←) V C =R C -μC R=0-0.28×(-33.747)=9.449kN(→)排架各柱的内力如下图（b ）所示.⑥：BC跨的二台吊车刹车根据结构的对称性，内力计算同理“AB跨的二台吊车刹车”情况,排架各柱的内力如下图（b）所示.⑦：AB跨与BC跨各有一台吊车同时刹车时，计算简图如下图（a）所示.A柱：同前C5=0.643，R A=-T max﹒C5=-26.14×0.643=-16.81kN(←)B柱：同前C5=0.648，R B=-T max﹒C5=-（26.14+11.22）×0.648=-24.21kN(←)C柱： R C=-T max﹒C5=-11.22×0.643=-7.21kN(←)则R=R A+R B+R C=-16.81-24.21-7.21=-48.23kN(←)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（μA=μC=0.28,μB=0.44）V A=R A-μA R=-16.81+0.28×48.23=-3.31kN(←)V B=R B-μB R=-24.21+0.44×48.23=-2.99kN(←)V C=R C-μC R=-7.21+0.28×48.23=6.29kN(→)排架各柱的弯矩图、轴力图如下图（b）所示.⑸风荷载作用①风自左向右吹时，计算简图如下图（a）所示.A柱：n=0.146,λ=0.276,查表得C11=0.345，R A=-q1﹒H2﹒C11=-2.66×15.2×0.345=-13.95kN(←)C柱：同A柱，C11=0.345，R C=-q2﹒H2﹒C11=-1.33×15.2×0.345=-6.97kN(←)则R=R A+R C+F W=-13.95-6.97-10.74=-31.66kN(←)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（μA=μC=0.28,μB=0.44）V A=R A-μA R=-13.95+0.28×31.66=-5.09kN(←)V B=R B-μB R=0+0.44×31.66=13.93kN(→)V C=R C-μC R=-6.97+0.28×31.66=1.89kN(→)排架各柱的内力如图2-21（b）所示.②风自右向左吹时，此种荷载情况的排架内力与“风自左向右吹”的情况相同，仅需将A、C柱的内力对换，并改变其内力的符号即可.排架各柱的内力如下图所示.六、最不利内力组合首先，取控制截面，对单阶柱，上柱为Ⅰ-Ⅰ截面，下柱为Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面.考虑各种荷载同时作用时出现最不利内力的可能性，进行荷载组合，在本设计中，取常用的荷载组合有三种，即永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）；永久荷载+其它可变荷载；永久荷载+风荷载.在每种荷载组合中，对柱仍可以产生多种的弯矩M和轴力N的组合.由于M和N的同时存在，很难直接看出哪一种组合为最不利.但对I字形或矩形截面柱，从分析偏心受压计算公式来看，通常M越大相应的N越小，其偏心距e0就越大，可能形成大偏心受压，对受拉钢筋不利；当M和N都大，可能对受压钢筋不利；但若M和N同时增加，而N增加得多些，由于e0值减少，可能反而使钢筋面积减少；有时由于N偏大或混凝土强度等级过低，其配筋量也增加。

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为可取4mm、5mm、6mm，大于6mm 模数，但工程中经常以10mm为模数；腹板厚度tw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300×300×10×152.2截面几何特性三、荷载计算荷载计算简图3.1荷载取值计算（1）屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：0.5kN/㎡（包括构件自重）；（2）屋面可变荷载标准值（按水平投影面）：0.4kN/㎡；=0.35kN/㎡；对于单跨双坡屋面，屋面坡度α=5.71, （3）基本雪压Sμz=1.0雪荷载标准值S K=S0×μz=0.35kN/㎡0.4kN/㎡,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为0.4kN/㎡，不考虑积灰荷载。

钢结构工业厂房设计计算书单层工业厂房设计计算书一、设计概况单层工业厂房，长60米，宽30米，梁与柱均为桁架结构，屋面只有雪荷载和活荷载。

二、设计条件1. 设计使用年限：50年2. 自然条件（1）地理位置：兰州市某郊区（2）环境条件：除雪荷载外不考虑其他环境条件3. 荷载条件①结构自重（Q233：容重7.698 X 10-5 N/mm②静力荷载（雪荷载）：50年一遇最大雪荷载0.15kN/m2③动力荷载（吊车）：起重最大量10吨4. 材料（1）Q235碳素结构钢（2）①热轧普通槽钢（格构式柱）②冷弯薄壁方钢管（横梁、檩条）③热轧普通工字钢（吊车梁）④热轧普通H型钢（吊车轨道）⑤钢板（缀板）⑥压型钢板（屋面）4.安装条件：梁与柱铰接，柱与基础固定连接，其他连接部分焊接二、结构尺寸①模型透视图①俯视图长宽A X B=60rm< 30m②左视图柱高H=5.5m 单跨宽度b=30m/3=10m 吊车梁高度h=5m桁架屋盖高h'=2m③正视图单跨长度a=60m/8=7.5m 吊车轨道支柱距离a'=60m/12=5m 、内力计算及构件设计1. 格构式轴心受压柱设计由软件模拟分析得柱的轴心受压最大设计值为N=50000N=50kN①对实轴计算，选择截面尺寸假定入y=50,按Q235钢b类截面查表得：书=0.856 , f=215N/mn n所需截面面积：A=N/(书f)=50000/(0.856 X 215)N/cm2=2.7cm2回转半径：i y=l oy/ 入y=500cm/50=10cm查表试选：2［25a2 4 A=2X 34.9仁69.82cm , i y=9.81cm, i 1=2.42cm,Z o=2.07cm,l 1=175.9cm验算绕实轴稳定：入y=l oy/i y=500cm/9.81cm=50.97<［入］=150,满足要求查表得：书=0.852（b类截面）2 2 2 2N/（书A）=50000N/（69.82 X 10 ）cm =8.41N/mm<f=215N/mm,满足要求②对虚轴根据等稳条件确定肢间距离假定肢件绕本身轴的长细比入1=0.5入y=0.5 X 50.97=25.49，取入1=25 按照等稳原则入ox=X y得：入x=（入y2-入12）1/2=（50.97 2-252）1/2 =44.42i x=l ox/ 入x=500cm/44.2=11.26cmh=11.26cm/0.44=25.59cm,取h=260mm两槽钢翼缘间净距：260-2 x 78mm=104mm>100mf］足构造要求验算绕虚轴稳定：I x=2x （175.9cm 4+34.91cm2x 10.932cm>8692.84cm4i x=（I x/A）1/2=（8692.84cm4/69.82cm2）1/2=11.16cm入x=l ox/i x=500cm/11.16cm=44.80入ox=（入x2+入j1/2=（44.80 2+252）1/2=51.30<［入］=150查表得：书=0.847（b类截面）N/（书A）=50000N/（0.847 x 69.82x 102mm=8.45N/mm2<215N/mr i,满足要求③缀板设计缀板间净距：I 1=入1i 1=25x 2.42cm=60.5cm,取I 1=60cm缀板宽：（取肢间距的2/3 ）, b=2/3 x 21.86cm=14.57cm厚：（取肢间距的1/40）, t=1/40 x 21.86cm=0.55cm取h x t=200mm x 6mm缀板轴线间距：l=l 1 +b=40cm+20cm=60cm柱分肢的线刚度：11/l=175.9cm 4/60cm=2.93cnf两块缀板线刚度之和为:[2 X 1/12 x 0.6cm X 20cm]/21.86cm=36.57cm 3比值36.57cm3/2.93cm3=12.48>6,满足缀板的刚度要求2. 吊车梁设计①初选截面(未计自重)梁跨中最大弯矩：ML=1/4 x F X 1=1/4 x 50kN X 10m=125kN m所需净截面抵弯矩：VU=MU( 丫x f)=(125 X 106)/(1.05 X 215)mm=553.71cm3梁的高度在净空方面限制500cm,根据刚度要求，梁的容许挠度为l/800，查表可得其容许最小高度为：h min=l/8=125cm按经验公式可得梁的经济高度为：h e=7(W nX) 1/3-30cm=7X (553.71cm3) 1/3-30cm=27.48cm考虑刚度要求，初选梁为“工45a” ,h w=450mm腹板厚度按负担支点处最大剪力需要，由经验公式可得：t w=1.5V/(h w f v)=(1.5 X 50000N)/(450mm X 125N/mr i)=1.3mm依剪力要求所需腹板很小腹板厚度按局部稳定性需要，由经验公式可得：t w=(h w)1/2/1 仁(45cm) "2/11=0.61cm=6.1mm选用“工45a” ,腹板厚度为t w=11.5mm按近似公式计算所需翼缘板面积：3bt=W x/h w r(t W h w/6)= 553.71cm /45cm-(1.15cm x 45cm/6)=3.68cm2试选“工45a” ,翼缘板宽度为150mm则所需厚度为t=368mm/150mm=2.45mm选用“工45a” ,翼缘宽度t=18mm②验算截面截面的实际几何性质：A=102cr nI x=32241cmW x=32241cnV22.5cm=1432.8cm3单位长度梁的自重：g=1.2 x (10200mrfi x 10000m X 7.698 x 10-5 N/mrli) /10m=942.24N/m2梁自重产生的最大弯矩：M g=1.2 X 1/8 X 942.24 N/m X (10m)=14133.6N • m=14.13kN • m(1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造使自重增大的系数)跨中最大总弯矩为：M=125kN・ m+14.13kN・ m=139.13 kN - m 正应力为：(T =(139.13 X 106 N • mm)/(1.05 X 1432.89 X 103)2 2=92.47N/mm<215N/mm支座处的最大剪力按梁的支座反力计算，其值为：V=50000N+(1.2 X 9422.4N X 1/2)=55653.44N=55.65KN2 2 切应力为T =55653.44N/(150mm X 11.5mm)=32.26N/mnr<125N/mm切应力很小，跨中弯矩最大处的截面切应力不再进行计算跨中截面腹板边缘折算应力：(T =(139.13 X 106N- mn X225mm)/；32241 X 104mr i)=97.21N/mm2跨中截面剪力:V=50kN切应力为:3 4T =(50000 X 1.8 X 15X 22.5 X 10)/(32241 X 10 X 11.5) =8.19N/mm (/+3T2)1/2 =(97.21 2+38.192)1/2N/mm=98.24N/mm<1.1f=236.5 N/mm五、其他构件校核轴力图剪力图弯矩图位移图1.横梁h X b X t=140mn X 90mn X 5mm①轴力NU=13.1N/mm,弯矩Mn a=72.8N/mm <[f]=215N/mm②剪力Vn a=23.8N/mm <[f]=125N/mm③挠度△ =17.3mm <[ △ ]=l/400=7500/400=18.8mm2.檩条222③挠度△ =6.9mm<[ △ ]= l/400=10000/400=25mm h x b x t=120mm< 80mM 6mm2 2①轴力 Nna =2.4N/mm ,弯矩 Mk x =91.8N/mm <[f]=215N/mm<[ △ ]= l/250=7500/250=30mm 3. 吊车轨道HW25X 250, t i =9mm,t=14mm,r=16mm ①轴力 Nk=0.2N/mm ，弯矩 MnaX =31.7N/mn i <[f]=215N/mm<[ △ ]=l/400=5000/400=12.5mm 4. 桁架h x b x t=120mn X 80mn X 5mm ①轴力 Nk=23.7N/mm ，弯矩 ML x =82.1N/mm<[f]=215N/mm②剪力 V ma =8.77N/mm<[f]=125N/mm②剪力 V ma =5.48N/mm <[f]=125N/mm②剪力 V na =3.9N/mm<[f]=125N/mm③挠度△ =6.8mm ③挠度△ =23.3mm。

单层双跨重型钢结构厂房设计单层双跨钢结构厂房设计计算书正文 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8一．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，柱子高度H=++=,取柱子高度为。

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。

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=㎡，主导风向：东南风2.6基本雪压:㎡（50年）㎡（100年）2.7冻土深度：—2.8气象条件：年平均气温：℃最高温度：℃最低温度：－℃年总降雨量：。

双跨单层厂房计算书一、结构布置1．平面布置该厂房为双跨、无天窗厂房，跨度为AB为18m，BC为24m，柱距为6m，车间长72m，车间内设有两台15/3t的桥式软钩吊车，工作级别为A5级，车间的平面布置图如下：2.剖面布置轨顶标高9.6m，18m跨屋架中部高2.8m，24m跨中部高3.4m，具体布置图如图：二、结构构件选型和布置1.屋面结构⑴屋面板。

采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（一）0.8m×6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水）。

选用结果见表。

（2）天沟板。

应配合屋架选用天沟板。

采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（三）0.8m×6.0m预应力钢筋混凝土天沟板。

由屋面排版计算嵌板。

AB跨内：半屋架上弦坡面总长==9.067m当排放5块屋面板和1块800mm天沟板时，则有：9.067-0.80-5×1.5=0.767mm所以根据图集选用一块宽为700mm的嵌板。

BC跨内：半跨屋架上弦坡面总长=当排放7块屋面板和1块800mm天沟板时，则有：12.10-0.80-7×1.5=0.80m所以根据图集选用一块宽为800mm的嵌板。

选用结构见表，其布置图见图（3）。

（3）屋架。

采用CG416（一）屋架。

AB跨内：端部：YWJA-18-1a 中间：YWJA-18-2aBC跨内：端部：YWJA-24-1a 中间：YWJA-24-2a具体布置图见图（3）。

（4）屋盖支撑：①上水平支撑 SC1 SC2②不设下弦支撑③水平系杆 LG HG④垂直支撑 CC2.柱结构布置（1）排架柱尺寸的选定1）柱的高度轨顶标高为+9.600m，吊车为15/3t，当厂房跨度为18m和24m 时，可求得吊车的跨度=18-0.75×2=16.5m，=24-0.75×2=22.5m，吊车高2.124m，取吊车顶至屋架下弦高200mm,则可求得：牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高-轨顶垫高=9.6-1.2-0.2=8.2m牛腿顶面标高应满足建筑模数（3M）要求，取为8.4m,则有：柱顶标高=8.4+1.2+0.2+2.124+0.2=12.124m柱顶标高也应满足建筑模数要求，可取为12.300m。

钢结构课程设计---王子涵一、设计资料该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值0.05g。

刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。

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弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

二、荷载计算（一）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）2．屋面可变荷载标准值3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m24．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。

基本风压ω=1.05×0.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz =1.0。

风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。

5．地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。

故本工程结构设计不考虑地震作用。

（二）各部分作用的荷载标准值计算三、内力分析考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。

柱脚按铰接支承设计。

采用弹性分析方法确定刚架内力。

引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编著，机械工业出版社）中表2－29（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。

1．在恒荷载作用下 λ=l/h=18/6=3 ψ=f/h=0.9/6=0.15 k=h/s=6/9.0449=0.6634μ=3+k+ψ(3+ψ)=3+0.6634+0.15×(3+0.15)=4.13595289.01359.4415.058458=⨯⨯+=ψ+=Φμ H A =H E =ql λΦ/8=4.02×18×3×0.5289/8=14.35KNM C =ql 2[1－(1+ψ) Φ]/8=4.02x182[1－(1+0.15)×0.5289]=63.78KN ·m M B =M D =－ql 2Φ/8=－4.02×182×0.5289/8=－86.11KN ·m 刚架在恒荷载作用下的内力如图。

一、设计资料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，共8榀刚架，柱距，屋面坡度1/10，柱底铰接。

窗高出柱脚，尺寸为，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。

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。

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。

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×（8-1）=,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≤。

（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截面几何特性构件名称截面A（mm2）Ix×Iy×Wx×i xmmi ymmWy×梁118502020067501350131450柱118502020067501350131450三、荷载计算荷载计算简图荷载取值计算（1）屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：㎡（包括构件自重）；（2）屋面可变荷载标准值（按水平投影面）：㎡；（3）基本雪压S0=㎡；对于单跨双坡屋面，屋面坡度α=, μz=雪荷载标准值S K =S 0×μz=㎡㎡,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为㎡，不考虑积灰荷载。

江苏科技大学毕业设计（论文）任务书学院（系）：船舶与建筑工程专业：土木工程学号： 0745512426 姓名：徐林指导教师：邵建华职称：讲师2011年 2月16 日摘要本次设计的题目为模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计，其地理位置在设计资料中未给出，现假设位于张家港。

采用轻钢结构门式刚架的结构形式。

厂房跨度37.2m，柱距7.5m。

墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。

围护结构现采用彩钢夹芯板。

本设计由建筑设计和结构设计两部分组成。

建筑设计是根据整个工程的工程概况、生产工艺概况、自然条件、地理情况以及荷载情况来确定建筑设计方案并优化设计方案。

建筑设计包括单层厂房平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设计、屋面排水设计、防腐防锈和防火设计等内容。

其中，平面设计有平面形式选择、柱网布置等；立面设计主要是门窗的布置；剖面设计主要有柱顶标高的确定等。

结构设计是本次设计的核心内容，其设计的原则是确保厂房的安全、适用、耐久，同时使设计经济合理。

结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计、内力计算、内力组合、梁柱截面的选取和验算、节点设计、檩条设计、墙梁设计和基础设计等。

关键词：结构形式；建筑设计；结构设计；内力组合；设计原则目录（页码需要改）第1章建筑设计1.工程概况根据所给设计资料，建筑面积约为31002m，结构形式采用轻钢结构单层双跨工业厂房形式，厂房内设有重级（软钩）吊车（资料为指定几台吊车，现定为两台），起重量为50t，吊车设备的技术指标为：表1-1 吊车技术指标结构安全等级为Ⅱ级，耐火等级为Ⅱ级，对该模具冲压件厂房的采光等级取为Ⅲ级。

围护结构采用双面复合彩钢夹心板。

工业建筑设计的任务就是根据我国建筑方针和政策，按照“安全适用，技术先进，经济合理”的设计原则，在满足工艺要求的前提下，处理好厂房的平面、立面、剖面，选择合适的建筑材料，确定合理的承重结构、围护结构和构造做法，同时要满足生产工艺的要求及有关的技术、良好的经济效益、卫生等要求。

钢结构课程设计---王子涵一、设计资料该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值。

刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。

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弯薄壁卷边C型钢，间距为，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

二、荷载计算（一）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）2．屋面可变荷载标准值3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等） KN/m24．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。

基本风压ω0=× KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m 时，按10m高度处的数值采用，μz=。

风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋和－，背风面柱及屋面分别为＋和－(CECS102：2002中间区)。

5．地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施—（二）各部分作用的荷载标准值计算三、内力分析考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。

柱脚按铰接支承设计。

采用弹性分析方法确定刚架内力。

引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编着，机械工业出版社）中表2－29（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。

1．在恒荷载作用下λ=l/h=18/6=3ψ=f/h=6=k=h/s=6/=μ=3+k+ψ(3+ψ)=3++×(3+=H A=H E=qlλΦ/8=×18×3×8=M C=ql2[1－(1+ψ) Φ]/8=[1－(1+×]=·mM B=M D=－ql2Φ/8=－×182×8=－·m刚架在恒荷载作用下的内力如图。

钢结构课程设计--- 王子涵II II II1J 1 U 1--------------1£000—-:---------------16血:-------------- :E血!_ - _116000丨----- 1 ---1:----------JL丄66ODO12 二二一二 L二二二一-18000图1(b).刚架形式及几何尺寸、设计资料该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m柱高6m共有12榀刚架，柱距6m屋面坡度1:10 ；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值0.05g。

刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。

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弯薄壁卷边C型钢,II II I间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

1图1(a).刚架平面布置图二、荷载计算（一）荷载取值计算1 •屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）3.轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）O.5O KN/m24•风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS1O2 2OO2附录A的规定计算。

基本风压3 O=1.O5 X O.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》（GB5OOO9-2OO1）的规定采用，当高度小于1Om时，按1Om高度处的数值采用，卩z=1.O。

风荷载体型系数卩s：迎风面柱及屋面分别为+ O.25和—1.O，背风面柱及屋面分别为+ O.55和一O.65（CECS1O2 2OO2中间区）。

5.地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施一结构》中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。

故本工程结构设计不考虑地震作用。

（二）各部分作用的荷载标准值计算三、内力分析考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。

工程概况本建筑物为生产车间，结构型式为轻型钢结构厂房。

生产车间长度108m ，柱距6m ，檐高12m ，跨度为21m+21m 两跨，屋面采用双坡形式，坡度为10%。

设计荷载及相关参数按规范选取。

现对抗风柱和柱间支撑进行设计。

1 抗风柱设计1.1荷载计算图1-1 抗风柱计算简图风荷载作用迎风面：00.8 1.0(0.55 1.1)7 3.388kN /m wk s z q B μμω==⨯⨯⨯⨯=背风面：'00.5 1.0(0.55 1.1)7 2.118kN /m wks z q B μμω==-⨯⨯⨯⨯=- 轻质墙面及柱自重 0.57 3.5kN /m q =⨯=1.2 柱截面选择柱子选用H400x300x12x14宽翼缘工字钢，钢材为Q235，其截面特性为：24343128.64cm ,31308.2cm ,1565.4cm ,15.6cm 6305.3cm ,420.4cm ,7.0cm x x x y y y A I W i I W i =======1.3 内力分析采用迎风面荷载计算(转化为设计值)22max 11 3.388 1.412.491.2kN m 881.4 3.512.460.76kN 113.388 1.412.429.41kN 22wk wk M q l N V q l ==⨯⨯⨯=⋅=⨯⨯===⨯⨯⨯=（）（）（）1.4 截面验算①构件强度验算362260.761091.210=57.69N/mm 215N/mm 12864 1.11565411.8x n x x N M A W σγ⨯⨯=+=+<⨯ ()32229.4110 6.59N/mm 125N/mm 40021412V w w V f h t τ⨯===<=-⨯⨯ 满足要求。

②稳定性验算取0.1,0.1==tx βη，0150cm y l =015021.437.0yy y l i λ=== 按b 类截面查表得：0.965y φ=2221.432351.07 1.07 1.0604400023544000235y yb f λφ=-⨯=-⨯=3612260.7610 1.091.2101.00.96512864 1.061565411.8=59.86N/mm 215N/mm tx x y b x N M A W βηφφ⨯⨯⨯+=+⨯⨯⨯<满足要求。

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为可取4mm、5mm、6mm，大于6mm 模数，但工程中经常以10mm为模数；腹板厚度tw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300×300×10×152.2截面几何特性三、荷载计算荷载计算简图3.1荷载取值计算（1）屋面不可变荷载标准值（按水平投影面）：0.5kN/㎡（包括构件自重）；（2）屋面可变荷载标准值（按水平投影面）：0.4kN/㎡；=0.35kN/㎡；对于单跨双坡屋面，屋面坡度α=5.71, （3）基本雪压Sμz=1.0雪荷载标准值S K=S0×μz=0.35kN/㎡0.4kN/㎡,取屋面活荷载和雪荷载中的较大值为0.4kN/㎡，不考虑积灰荷载。