钢结构毕业设计
前言
伴随着我国经济与科学技术的快速发展，钢结构已逐步在工业厂房，商业大楼，民用住宅，大型场
馆等公共建筑中被广泛采用。钢材的强度高，故在结构中占体积小，因而建筑的实用空间就较大；钢结
构可以成套预制装配，故施工方便；钢材可以回炉重新利用，故钢结构的再生性好。钢结构有着非常多
的优点，我国的钢结构事业也正处在蓬勃发展中。
轻型钢结构除具有普通钢结构的材质均匀，可靠性高；强度高，重量轻；塑性韧性，抗震性能好；
便于机械化制造，施工期短；可回收，建筑造型美观等特点以外，一般还具有取材方便，用料较省，自
重更轻等特点。它对加快基本建设速度，特别对中小型企业的建设，以及对现有企业的挖潜、革新、改
造等工作能够起到显著的作用，因而受到建设单位，尤其是在工业建筑中的普遍欢迎。由于轻型钢结构
的经济指标很好，总造价较低，再加上结构自重轻为改革重型结构体系创造了条件。因此，轻型钢结构
是很有发展前途的一种结构形势。
基于以上对轻型钢结构的认识，我在毕业设计课题中选择了轻型钢结构设计。本次设计的是万利集
团民用工业园的轻钢结构房屋工程。通过这次设计，我希望能对钢结构的计算原理、轻型钢结构的特点
和构造要求有一个较系统的认识。同时，通过这次设计，培养自己理论结合实践的能力，积累工程经验，
从而为将来走向工作岗位打下坚实的基础。
摘要
近年来，轻钢结构因其取材方便、用料省、自重轻、构件批量生产、现场施工速度快、周期短等诸多特点，在我国取得了长足的发展。其中，门式刚架造型由于其简洁美观、平面布置灵活、安装便利及可以满足多种生产工艺和使用功能的要求等特点，目前正被运用于越来越多的钢结构房屋建筑中。
本工程是以轻型门式钢架作为结构形式的单层工业厂房。厂房共有两跨，每跨设有两台桥式软钩吊车。厂房为双坡屋面，除基础和地基梁使用混凝土、外墙标高1.2m以下为240厚砖墙外，其他所有主次要构件均为钢结构。
首先根据现有资料进行建筑方案的比选及建筑的平、立、剖面的设计；然后建筑设计基础之上的结构布置、静力计算、框架设计、节点设计、柱脚设计、檩条设计、柱间支撑设计、吊车梁设计及基础设计等。建筑设计给结构设计提供初步的计算资料，结构设计又把更新的数据反馈给建筑设计，如此循环以得到最终设计结果。
在结构设计中，对各种构件的基本的设计思路如下：(1)建立合理的力学模型，确定计算简图；(2) 计算各种工况下构件危险截面的内力；(3) 进行荷载效应组合，得到可能的最不利内力；(4)对构件危险截面进行内力验算，继而确定其具体尺寸(包括截面尺寸、板件厚度、螺栓直径及间距、焊脚尺寸及长度、疲劳验算等)。构件的尺寸选择一般是通过经验公式进行初选，然后进行验算调整直至其符合要求。
在人工设计结束以后，利用3D3S钢结构设计软件建模设计。首先对手算设计的主体构件进行验算和校核，然后利用软件中围护结构设计模块对厂房总体设计进行完善，主要包括隅撑、女儿墙小立柱等构件。最终利用软件自动生成施工图并加以必要修改，以建施和结施图纸集的形式将总体设计表达出来。
关键词：轻型门式刚架；荷载组合；内力分析；结构设计与验算；3D3S建模
目录
第1章引言 (1)
1.1目前轻钢结构的特点及发展现状 (1)
1.2毕业设计的内容与方法 (2)
第2章建筑设计 (2)
2.1工程概况 (2)
2.2设计条件 (2)
2.2.1.自然条件 (2)
2.2.2.荷载条件 (2)
2.2.3.材料规格 (3)
2.2.4.施工与安装条件 (3)
2.3建筑设计 (3)
2.3.1.设计依据及设计指导思想 (3)
2.3.2.设计特点及方案 (4)
2.3.3.构造说明 (5)
第3章内力计算 (6)
3.1结构设计资料 (6)
3.2结构布置 (7)
3.2.1.柱网布置及抗风柱布置 (7)
3.2.2.横向框架结构主要尺寸 (7)
3.2.3.柱间支撑布置 (8)
3.2.4.墙架布置 (8)
3.2.5.屋面支撑 (9)
3.2.6.支撑的布置 (9)
3.3静力计算 (11)
3.3.1.计算简图 (11)
3.3.2.荷载计算 (12)
3.3.3.梁柱截面估选 (14)
3.3.4.内力分析 (14)
第4章框架设计 (24)
4.1柱的设计 (24)
4.1.1.边柱截面设计 (24)
4.1.2.中柱截面设计 (27)
4.1.3.柱截面设计更改 (30)
4.2横梁的设计 (35)
4.2.1.内力组合 (35)
4.2.2.跨中截面选择 (35)
4.2.3.梁端截面选择 (36)
4.2.4.梁翼缘和腹板的连接焊缝 (38)
4.2.5.梁变截面设计 (38)
4.2.6.加劲肋的设计 (39)
4.3主要节点设计 (40)
4.3.1.横梁和柱连接及横梁拼接形式和要求 (40)
4.3.2.横梁和柱的连接 (40)
4.3.4.牛腿的设计与验算 (45)
4.4.2.肋板计算 (49)
4.4.3.靴梁计算 (49)
4.4.4.锚栓计算 (50)
4.4.5.厂房侧移计算 (52)
第5章墙架及抗风柱设计 (52)
5.1山墙墙梁设计 (52)
5.1.1.荷载及墙板设计 (52)
5.1.2.墙梁设计 (53)
5.2纵向墙梁的设计 (53)
5.2.1.荷载及墙板设计 (53)
5.2.2.墙梁设计 (53)
5.3抗风柱的设计 (54)
5.3.1.截面选择 (54)
5.3.2.截面验算 (55)
第6章檩条设计 (56)
6.1荷载计算 (56)
6.2内力计算 (56)
6.2.1.永久荷载与屋面活载组合 (56)
6.2.2.考虑风荷载吸力的组合 (57)
6.3截面选择 (57)
6.4确定有效截面并验算强度 (57)
6.5风吸力组合下稳定计算 (59)
6.6绕度计算 (59)
6.7长细比计算 (59)
第7章柱间支撑设计 (60)
7.1柱间支撑的形式 (60)
7.2柱间支撑的设计 (60)
7.2.1.荷载计算 (60)
7.2.2.支撑构件内力计算（设计值） (61)
7.2.3.截面选择和验算 (61)
7.2.4.厂房纵向刚度计算 (62)
第8章吊车梁与地基梁设计 (62)
8.1吊车梁设计 (62)
8.1.1.吊车梁资料 (62)
8.1.2.吊车荷载计算 (62)
8.1.3.内力计算 (62)
8.1.4.截面选择 (63)
8.1.5.强度计算 (65)
8.1.6.稳定性计算 (66)
8.1.7.挠度计算 (68)
8.1.8.支座加劲肋计算 (68)
8.1.9.焊缝计算 (69)
8.1.10.疲劳验算 (69)
8.2地基梁设计 (70)
第9章基础设计 (72)
9.1地质条件 (72)
9.2基础设计 (72)
9.2.1.边柱基础设计 (72)
9.2.2.中柱基础设计 (78)
第10章 3D3S软件计算过程 (83)
第11章回顾与展望 (97)
11.1轻型门式刚架结构设计 (97)
11.2对轻钢结构发展的建议 (98)
参考资料 (98)
附表一 (99)
附表二 (100)
第1章引言
1.1目前轻钢结构的特点及发展现状
轻型钢结构建筑体系是指以单层非住宅的中小型工厂、仓库、商品、大型超市为主要对象的建筑[1]，这种建筑体系是采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门型刚架、C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料将承重结构、围护结构构件在现场组装起来的预制装配式钢结构房屋体系。这种轻钢结构建筑具有以下特点：
（1）构造简单，材料单一。容易做到设计标准化定型化，构件加工制作工业化所以现场安装预制装配化程度高。销售、设计、生产可以全部采用计算机控制，产品质量好，生产效率高。
（2）自重轻，降轻了基础材料用量；减少构件运输、安装工作量；并且有利于结构抗震。
（3）工期短。构件标准定型装配化程度高，所以现场安装简单快速，一般厂房仓库签订合同后2~3个月内可以交付使用。因为没有湿作业，现场安装不受气候影响。
（4）可以满足多种生产工艺和使用功能的要求。轻钢结构建筑体系在建筑造型、色彩以及结构跨度、柱距等方面的选择上灵活多样，给设计者提供充分展示才能的条件。
（5）轻钢结构建筑属于环保性、节能性产品，厂房可以搬迁，材料可以回收。
（6）价格便宜。随着我国钢产量的提高，钢材价格的下调，竞争的激烈，轻钢结构建筑与其他同类砖混结构建筑相比，造价持平或偏低。
轻钢结构系统代替传统的混凝土和热轧型钢制作的屋面板、檩条等，不仅可减少梁、柱和基础截面尺寸，使整体结构质量减轻，而且式样美观，工业化程度高，施工速度快，经济效益显著[2]。由于轻钢结构突出的优点，它已被广泛应用于工农业建筑、商业、服务性建筑、标准办公楼、学校、医院建筑、别墅、旅游建筑、各类仓库性建筑、娱乐、体育场馆、地震区建筑、活动式可拆迁建筑、建材缺乏地区的建筑、工期紧的建筑、旧房改造、翻修等建筑领域。
门式刚架的特点与发展
在这次毕业设计的过程中，我主要进行了门式轻钢结构厂房的设计和计算工作。门式刚架轻钢结构是一种常用的结构形式，用途十分广泛。自H型钢问世后，门式刚架已成为一种固定的结构形式，即形成在角隅处带有变截面加腋的刚架，以加大它的跨度。不少西方先进国家已把它作为一种经济的建筑体系，已商品化形式出售，有单跨、多跨、有无悬挂吊车等多种类型。刚架的用量与刚架的跨度、柱高以及屋面荷载大小有很大关系，特别是跨度加大，用钢量显著增加。所以，轻型门式刚架的适宜跨度在30m 以下，屋面应于各种彩色压型钢板或压型铝板配套使用，墙体也应采用轻质维护材料，使结构具有美观轻巧的特点。门式刚架就其截面形式来分，有实腹式和格构式等。实腹式刚架虽然用钢量稍高，但它的构件整齐，每榀刚架由4件梁柱构件用螺栓连接而成，构件的刚度较大，适用于长途运输和多次拆装搬运，制造省工，工地安装方便。在门式刚架结构系统中所占比重最大。门式刚架的形式由三块钢板焊成的工字型截面实腹刚架，截面形式简单，受力性能好，是常用的截面形式。当采用轧制H型钢时，可以减少制造焊接工作量。Z形截面实腹刚架，截面采用钢板冷加工弯曲成型，主要优点是有利于定型化生产，焊接拼装工作量少，可以将构件叠合运输。但截面不对称，受力性能较差。格构式刚架常用于跨度较大的建筑，其材料选用和截面组成比较灵活，可采用普通角钢、槽钢、冷弯薄壁型钢等，其截面为双腹杆的矩形，以及三面腹杆的三角形。由薄壁型钢组成的格构式刚架经济，但制造费工，杆件刚度也较小。不论实腹式还是格构式刚架，其梁柱构件都可做成等截面或变截面的。当跨度和荷载较小时，一般采用等截面结构；当跨度和荷载较大时，宜采用变截面结构，使结构造型更接近于荷载作用下的弯矩图形，使材料在截面的分布更加合理，并使结构显得轻巧。对格构式刚架，一般柱为变截面，横梁可采用等截面。
近二十多年来，随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，门式轻钢结构凭借其诸多优点获
得了广泛的应用。但是，由于我国目前还没有相应的轻钢设计规范，大部分设计仍沿用现行的普通钢结构设计规范来进行门式刚架轻钢结构的设计和计算，使得设计用钢量指标居高不下，或在没有充分理论依据的情况下，凭经验一味地追求低用钢量而造成事故。因此，对门式刚架轻型钢结构进行系统的研究，建立和完善专门的设计规范势在必行。
1.2毕业设计的内容与方法
作为大学四年学习实践的最后也是最重要的一个环节，在将近一个学期的时间里，我以及唐婷婷、吴珊同学在武汉大学钢结构研究所进行了毕业设计，指导老师为郭耀杰和陈晓燕两位老师。按照老师布置的任务，我主要完成了万利集团轻钢结构房屋设计。
钢结构研究所将实际的工程作为学生毕业设计的任务，避免了单纯理论研究和假课题设计的空洞性，使得学生通过真实命题的设计，实际问题的解决，灵活全面地运用曾经学过的理论知识，初步积累实际工程设计的经验，基本掌握工程设计的方法，从而达到毕业设计大纲的要求。
本设计主要包括建筑设计和结构设计两大部分。建筑设计是根据现有资料进行建筑方案的比选及建筑的平、立、剖面设计；结构设计是指在建筑设计基础之上的结构布置、静力计算、框架设计、檩条设计、柱间支撑设计、吊车梁设计及基础设计等。毕业设计应完成厂房的建筑设计和结构设计，以手算为主完成厂房的计算，同时学习力学求解器、探索者结构CAD、PKPM、3D3S等软件进行校核验算，编写计算书，绘制建筑设计图和结构施工图。
第2章建筑设计
2.1工程概况
万利集团轻钢结构房屋工程从属于该集团公司民用工业园工程。该工程主要包括四个厂房的设计：轻钢结构房屋、铝窗加工厂房、机械加工厂房、喷涂厂房。毕业设计期间完成轻钢结构房屋设计。
此项工程的具体要求如下：
1．厂房内净高6米；
2．厂房柱距9米；
3．厂区通道宽度8米；
4．厂房大门均采用推拉门，为满足消防等要求的辅助门采用平开门（宽度小于1.5米）；
5．厂房均采用内天沟有组织排水，外墙体在标高1.200米以下为240砖墙；标高1.200米以上为双层镀锌钢板。屋面板采用双层镀锌钢板锁边屋面系统；
6．厂房内两台10吨吊车和两台5吨吊车。
所有建筑应尽量采用铝合金隔热门窗；建筑外观要求美观、新颖，能够充分体现轻钢结构建筑的美学特点。
本工程平面面积为150×36=5400平方米。主要结构平面及剖面布置见附图。纵向共25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m。厂房为双跨，各跨内设两台5t吊车和两台10t吊车，总共设4台吊车。吊车梁轨顶标高4m。
2.2设计条件
2.2.1.自然条件
建筑物场地地势平坦，地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。
经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的亚粘土；再往下为厚砂卵层。
亚粘土层可做持力层，地基承载力标准值为150kN/m2。地基土容重19kN/m3。
2.2.2.荷载条件
荷载类型A组 B组
活载屋面活载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本风压0.4 kN/m20.3 kN/m2
基本雪压0.5 kN/m22 0.4 kN/m2
恒载屋面恒载0.3 kN/m20.5 kN/m2
墙面恒载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本地震烈度7°
注：恒载包括结构自重，墙面恒载指压型钢板墙重。吊车荷载另给。施工荷载为0.3 kN/m2。
2.2.
3.材料规格
钢材：型钢，钢板，冷弯薄壁型钢均为Q235B或Q345B；
螺栓：摩擦型高强度螺栓8.8级和普通螺栓；
焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO2气保焊；
基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15；
钢筋：直径Φ≥12mm为Ⅱ级钢筋，直径Φ≤10mm为Ⅰ级钢筋。
2.2.4.施工与安装条件
(1)各种材料保证供应，品种齐全；
(2)施工技术力量雄厚，有足够的运输、吊装设备；
(3)构件加工和预制设施配套，保证工期。
2.3建筑设计
2.3.1.设计依据及设计指导思想
1.设计依据
建筑结构荷载规范（GB50009-2001）
建筑制图标准（GB/T50104-2001）
钢结构设计规范（GB50017-2003）
冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）
《轻型钢结构设计手册》
《冷弯薄壁型钢结构设计手册》
《建筑结构构造资料集（上、下册）》
《建筑钢结构设计手册（上、下册）》
《钢结构连接节点设计手册》
《钢结构设计与计算》
王国周、瞿履谦著《钢结构》等
其它设计手册、标准图集。
2.设计指导思想
(1)设计满足生产工艺的要求，这是对设计工作的基本要求；
(2)应创造良好的操作环境，有利于保证工人健康和提高劳动生产率；
3.应满足有关技术要求：
1)厂房应具有毕业的坚固耐久性能，使在外力、温度、湿度变化、化学侵蚀等各种不利因素作用下可以保证安全；
2)厂房建筑应具有一定的灵活应变能力，在满足当前使用的基础上，适当考虑到今后设备更新和工艺改革的需要，使远近期结合，提高通用性，并为以后的厂房改造和扩建提供条件；
3)设计厂房时应遵守国家颁发的有关技术规范和规程。
4.工艺建筑设计中要注意提高建筑的经济、社会和环境的综合效益，三者之间不能偏移太多。经济上，既要注意节约建筑用地和建筑造价，降低材料消耗和能源消耗，缩短建设周期，又要有利于降低经常维修，管理费用。在社会效益方面，应试工业建筑投产以后，在它所影响范围内的社会生活素质发生有利的变化。在环境效益方面，应使工业建筑投产以后，在它所影响范围内的环境质量符合国家有关部门规定
的质量标准；
5.工业建筑在适用、安全、经济的前提下，把建筑美与环境美列为设计的重要内容，美化室内外环境，创造良好的工作条件。
2.3.2.设计特点及方案
1.结合地区地质、气象条件及车间特征进行建筑平剖面设计
(1)设计条件
1)自然条件：
地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的亚粘土；再往下为厚砂卵层；亚粘土层可做持力层，地基承载力标准值为150kN/m2。地基土容重19kN/m3。
2)气象条件：
雪荷载取.5kN/m2；风荷载取0.4kN/m2；屋面活荷载取0.3kN/m2.
3)车间特征：车间长150米，宽36米，纵面25榀，有两台5t的吊车和两台10t的吊车，净高6米，为体型细长的大跨工业厂房。
(2)根据上述特点，并结合当地资源状态及生产条件，确定设计方案为轻型钢结构厂房。
1)屋面采用Y×130-300-600型压型钢板。
2)主体结构采用双跨双坡式实腹式变截面门式刚架承重。
3)外墙体在标高1.200米以下为240砖墙，外贴瓷砖，颜色由业主确定；标高在1.200米以上为双层墙面彩色钢板，钢板间夹一层保温隔热材料；采用双层玻璃窗，中间设保温层。
4)采用内天沟有组织排水。
2.平面形式、柱网布置及变形缝设置
(1)平面形式
厂房平面形式与生产工艺流程、生产特征有直接关系。在建筑实践中采用的厂房平面形式有矩形、方形、L形和Ⅲ形等。矩形平面是构成其他平面形式的基本单位。有的将跨度平行布置，有的将跨度相垂直布置。当生产规模较大，要求厂房面积较多时，常采用多跨组合的平面。平行跨布置适用于直线式的生产工艺流程，即原料由厂房一端进入，产品由另一端运出。这种平面形式较其他形式平面各工段之间靠得较紧。运输路线短捷，工艺联系紧密，工程管线较短；形式规整，占地面积少；整个厂房柱顶及吊车轨道顶标高相同，结构、构造简单，造价省，施工快；在宽度不大的情况下室内采光通风都较容易解决。
根据本设计厂房适用条件，选用两跨平行跨布置。
(2)柱网布置
进行柱网布置时，考虑以下几个方面的问题：
1)满足生产工艺的要求。柱的位置应与地上、地下的生产设备和工艺流程相配合，还应考虑生产发展和工艺设备更新问题。
2)满足结构的要求。为了保证车间的正常使用，有利于吊车运行，使厂房具有必要的横向刚度，应尽可能将柱布置在同一横向轴线上，以便与横梁组成刚强的横向框架。
3)符合经济合理的要求。柱的纵向间距同时也是纵向构件（吊车梁、托架等）的跨度，它的大小对结构重量影响很大，厂房的柱距增大，可使柱的数量减少，总重量随之减小，同时也可减少柱基础的工程量，但会使吊车梁及托架的重量增加，最适宜的柱距与柱上的荷载及柱高度有密切关系。在实际设计中结合工程的具体情况进行综合方案比较确定。
4)符合柱距规定的要求。近年来，随着压型钢板等轻型材料的采用，厂房的跨度和柱距都有逐渐增大的趋势，按《厂房建筑统一化基本规则》和《建筑统一模数制》的规定：结构构件的统一化和标准化可降低制作和安装的工作量。对厂房横向，当厂房跨度L≤18m时，其跨度应采用3m的倍数；当厂房跨度L>18m 时，其跨度应采用6m的倍数。只有在生产工艺有特殊要求时，跨度才采用21m、27m、33m等。对厂房纵向，以前基本柱距一般采用6m或12m；现在采用压型钢板作为屋面和墙面材料的厂房日益广泛，常以18m 甚至24m作为基本柱距。
综合上述几个方面和考虑工艺、结构，厂房柱网布置为：纵向为25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m；厂房为三柱双跨。
柱网具体布置如图2.1所示：
图2.1 柱网布置图
(3)温度伸缩缝问题
温度变化将引起结构变形，使厂房结构产生温度应力。当厂房平面尺寸较大时，为避免产生过大的温度变形和温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。
温度伸缩缝的布置决定于厂房的纵向和横向长度。纵向很长的厂房在温度变化时，纵向构件伸缩的幅度较大，引起整个结构的变形，使结构内产生较大的温度应力，并可能导致墙体和屋面的破坏。为了避免这种不利后果的产生，常采用横向温度伸缩缝将厂房分成伸缩时互不影响的温度区段。按规范规定，对于热车间和采暖地区的非采暖房屋，纵向温度区段不超过180m，横向区段不超过100m时，不用设置温度伸缩缝。
本厂房纵向尺寸为150m，横向尺寸为36m，所以不用设置伸缩缝。
3.厂房内外建筑艺术处理
本厂房采用水平划分的手段进行立面处理。水平划分通常的手法是在水平方向设整排的带形窗，用通长的窗楣线或窗台线将窗连成水平色带；或利用檐口、勒脚等水平构件，造成水平条带；在开敞式墙的厂房中，挑出墙面的多层挡面板，由于阴影的作用使水平线条更加突出；大型墙板厂房，常以与墙板相同大小的窗代替墙板构成水平带形窗。也有用涂层钢板和淡色透明塑料制成的波纹板作为厂房外墙材料，它们与其他颜色墙面相间布置构成不同色带的水平划分，自然形成水平线条，即可简化围护结构，又利于建筑工业化。
结合本工程实际，在水平方向设整排带行窗，用通长的窗台线将窗连成水平条带，与1.200米240砖墙。1.200米以上涂色的钢板墙构成不同色带的水平划分，自然形成水平线条。
厂房室内设计时工业建筑的重要内容之一。厂房的承重结构、外墙、屋顶、地面和隔墙等构成了厂房内部空间形式，是内部设计的重要内容；生产设备及其布置、管道组织、艺术装修及建筑（小品）设计、室内栽花种草、色彩处理等也都直接影响厂房内部的面貌及其使用效果，也是车间内部设计的有机组成部分。
本厂房内部空间采用目前最常用的跨间式，各跨并列组成了厂房的平剖面形式。为采光和通风，屋顶上部可以设各种形式的天窗，其特点是跨间纵向空间畅通，比较宽敞，不敢封闭和压抑感，还具有明显的透视感和深远感；将车间通道在车间内均匀布置，突出和发挥通道在室内构图中的作用，相对的可改善设备布置无规律的感觉；在操作地点附近布置一些生产操作规程、劳动保护条例，形式应美观，字迹应工整、艺术，室内环境色采用冷色，浅蓝色，可使室内趋于安静，使人有如置身于自然环境中。
2.3.3.构造说明
1.屋面、墙体、地面构造说明
(1)屋面构造
屋面板采用波高为130mm，波与波之间距离为300mm，单块压型板有效宽度为600mm的压型钢板Y×130-300-600，即W600型。压型钢板间的搭接所用紧固件设于波峰之上，横向搭接与主导风向一致，且采用错缝铺法，一般错开1～2波即可，以免重叠搭接。屋面的坡度为5%，双坡屋面，采用内天沟有组织排水。
(2)墙体构造
标高1.200m以下为240贴青灰色文化砖墙，MU10灰砂砖墙体，M5混合砂浆砌筑，作为窗户下窗台和上部墙板的支撑段，同时对地下潮气的上升起到一定的阻止作用，使墙板和柱免受腐蚀。标高1.200m以上为双层镀锌钢板，钢板间夹有离心超细玻璃丝棉卷毡作为保温材料。根据门窗尺寸和墙架间距选用合适的压型刚板来满足轻质、美观、耐用、保温、施工简便、抗震、防火等方面的要求。
(3)地面构造
厂房的地面用素土夯实后铺100厚的C15混凝土，然后用20厚1：2水泥砂浆抹面，室内地坪标高为±0.000，室外地坪为-0.300。具体作法见建筑图集。
门窗编号
洞口尺寸选用图集
及规格
数量附注宽高
M1 4800 3200 厂家提供10 铝合金推拉门
M2 800 2400 厂家提供 4 铝合金平开门
C1 3600 1800 厂家提供42 铝合金推拉窗
C2 14460 900 厂家提供 2 条形塑钢窗
C3 1200 1800 厂家提供 4 铝合金推拉窗
(1)室内墙面涂浅蓝色涂料，地面除安全通道用翠绿色外，其余均用蓝色，在操作地点附近布置一些生产操作规程，劳动保护条例，形式美观，字迹工整的艺术作品。
(2)室外1.200m以下的240砖墙表面贴瓷砖，颜色由业主自定，标高1.200m以上的墙面均涂刷成蓝色，沿纵向的墙面沿女儿墙布置1m宽浅蓝色压型钢板。
(3)用各色硼钡酚醛防锈漆F53－9打底，再选用各色醇酸磁漆C04－42作为面漆。
4.一般说明
(1)本工程所有外露金属构件均采用防锈油漆打底，主体刚架表面涂刷防火涂料，以满足二级耐火等级的要求，涂料厚度应满足柱耐火极限为2.5小时，钢梁为1.5小时。
(2)所有悬挑构件均设置滴水线，所有室外外漏构件，均红丹打底,二底二度银粉漆。
(3)本工程施工过程中须同结构、水电工种密切配合，所有管道预留必须先留，不得后凿，如遇有问题及时与设计人员协调。
(4)凡说明未详尽之处，请参照现行有关施工规范执行。
第3章内力计算
3.1结构设计资料
结构设计部分主要包括结构布置、结构及构件的设计，最后绘制技术施工图。各部分设计应与建筑设计密切配合，并注意施工方面的问题。
1.厂房跨度：21836m
?=
2.厂房长度：256150m
?=
3.柱子间距：纵向25跨，跨度均为6m；横向6跨，跨度均为6m。
刚架结构示意图见图3.1。
图3.1 刚架结构示意图
4.屋面结构：屋面板采用波高为130mm，波与波之间距离为300mm，单块压型板有效宽度为600mm 的压型钢板Y×130-300-600，即W600型，采用双跨双坡式实腹式门式刚架作为主体承重结构，刚架斜梁坡度为1：20，屋面同其坡度，采用内天沟有组织排水。
5.墙体构造：外墙在标高1.200m以下为240砖墙，作为窗户下窗台和上部墙板的支撑段，同时也对地下潮气的上升起到一定的阻止作用，使墙板和柱免受腐蚀。标高1.200m以上为双层镀锌钢板，钢板间夹有离心超细玻璃丝棉卷毡作为保温材料。根据门窗尺寸和墙架间距选用合适的压型刚板来满足轻质、
美观、耐用、保温、施工简便、抗震、防火等方面的要求。
6.吊车资料：厂房为双跨，各跨内设有1台5t吊车和1台10t吊车，各跨内总共设有2台吊车，双跨共计4台吊车，吊车梁轨顶标高为4m。
7.使用钢材：
钢材：型钢，钢板，冷弯薄壁型钢均为Q235B或Q345B；
螺栓：摩擦型高强度螺栓8.8级和普通螺栓；
焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO2气保焊；
钢筋：直径Φ≥12mm为Ⅱ级钢筋，直径Φ≤10mm为Ⅰ级钢筋。
8.荷载条件：
荷载类型A组 B组
活载屋面活载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本风压0.4 kN/m20.3 kN/m2
基本雪压0.5 kN/m20.4 kN/m2
恒载屋面恒载0.3 kN/m20.5 kN/m2
墙面恒载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本地震烈度7°
注：恒载包括结构自重，墙面恒载指压型钢板墙重。吊车荷载另给。施工荷载为0.3 kN/m2。
9.厂房内净高：6m
10.厂区通道：宽度为8m
11.混凝土材料规格：基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15。
3.2结构布置
3.2.1.柱网布置及抗风柱布置
1.柱网布置
综合考虑工艺、结构和经济三个方面的要求，厂房柱网布置为：纵向为25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m；厂房为三柱双跨。
2.抗风柱布置
按传统抗风柱布置。即抗风柱柱脚与基础铰接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。按这种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,抗风柱布置与东西边跨除中间柱的柱网节点上，抗风柱布置图见图3.2阴影柱子，东西共八根。
图3.2 刚架山墙简图
3.2.2.横向框架结构主要尺寸
1.横向框架的结构尺寸
采用双跨双坡实腹式门式刚架，刚架横梁与两边柱和中间柱均刚接，两边柱柱脚与基础刚接，中间柱柱脚与基础也采用刚接。此门式刚架主要尺寸为：
(1)跨度：2×18=36m
(2)柱高：边柱：6.6m 中柱7.5m
(3)柱距：6m
2.门式刚架柱及横梁
柱拟采用等截面实腹式柱。柱截面拟采用H型钢或焊接型钢，钢材拟采用Q235B。横梁拟采用变截面工字形钢，钢材拟采用Q235B。为了设计上的方便，进行内力计算时，将整个刚架看作等截面来进行内力
计算，选取截面。再利用选取的截面进行验算。
3.2.3.
柱间支撑布置
1. 柱间支撑的作用和布置
柱间支撑与厂房框架柱相连接，其作用为:组成坚强的纵向构件，保证厂房的纵向刚度；承受厂房端部山墙的风荷载，吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。
柱间支撑由两部分组成：在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部分称为下层支撑，下层之间支撑与柱和吊车梁一起在纵向组成刚性很大的悬臂桁架，显然，将下层支撑布置在温度区段的端部，在温度变化的影响方面将是很不利的。因此，为了使纵向构件在温度发生变化时能较自由的伸缩，下层支撑应该设在温度区段中部。只有当吊车位置高而车间总长度又很短时，下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对厂房纵向刚度却能提高很多，这时放在两端才是合理的。
当温度区段小于90m 时，在它的中央设置一道下层支撑；如果温度区段长度超过90m 时，则在它的三分之一和三分之二点处各设一道支撑，以免传力路程太长。
2. 柱间支撑的形式和计算
柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式，八字式，门架式等。十字交叉支撑的构造简单，传力直接，用料节省，使用最为普遍，其斜杆倾角宜为45°左右，上层支撑在柱间距大时可改用斜撑杆；下层大或十字撑妨碍生产空间时，可采用门架式支撑。
上层柱间支撑承受端墙传来的风力；下层柱间支撑除承受端墙传来的风力以外，还承受吊车的纵向水平荷载，在同一温度区段的同一柱列设有两道或两道以上的柱间支撑时，则全部纵向水平荷载（包括风力）由该柱列所有支撑共同承受。当在柱的两个肢的平面内成对设置时，在吊车肢的平面内设置的下层支撑，除承受吊车纵向水平荷载外，还承受与屋盖肢下层支撑按轴线距离分配传来的风力，靠墙的外肢平面内设置的下层支撑，只承受端墙传来的风力与吊车肢下层支撑按轴线距离分配受力。
柱间支撑的交叉杆，上层斜撑杆和门形下层支撑的主要杆件一般按柔性杆件设计，交叉杆趋向于受压的杆件不参与工作，其他的非交叉杆以及水平横杆按压杆设计。
端部支撑宜设在温度区段端部的第二个开间，这种情况下，在第一开间的相应位置宜设置刚性系杆，刚架柱转折处（如柱顶和屋脊）也宜设置刚性系杆。由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑；若刚度或承载力不足，可在刚架斜梁间设置钢管，H 型钢或其他截面形式的杆件，门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，宜采用张紧的十字交叉圆钢组成，用特制的连接件与梁柱腹板相连，连接件应能适应不同的夹角，圆钢端部都应有丝扣，校正定位后将拉条张紧固定。
综合以上的考虑，本工程沿纵向设置四道支撑，分别设在○2~○3轴间，○9~○10轴间、○17~○18轴间和○24~○25轴间。其中○2~○3轴及○24~○25轴为了防止纵向刚度过大，在温度变化时不能自由的伸缩，只设置上层支撑，○9~○10轴间及○
17~○18轴间既设置上层支撑，也设置下层支撑。门式刚架轻型房屋钢结构的支撑，宜采用张紧的十字交叉圆钢支撑，用特别的连接件与梁柱腹板连接，连接件能适应不同的夹角。圆钢支撑端部都有丝，校正定位后将拉张条张紧固定。其布置图见图3.3所示。
图3.3 纵向柱间支撑布置图
3.2.
4.
墙架布置
墙架一般由墙架梁河墙架组成。在非承重墙中，墙架构件除了传递作用在墙面上的风力外，尚需承受墙身的自重，并传递至墙架柱及主要横向框架柱中，然后再传递至基础。
当柱的间距在8m （采用预应力钢筋混凝土大型墙板时可放宽至12m ）以内时，纵墙可不设置墙架柱；否则需设置墙架柱以减少墙板的跨度。在高厂房中，为了减少墙架柱的跨度，常在墙梁柱中部设置一些水平方向的抗风桁架。墙架梁的间距应与窗孔位置和尺寸相适应。墙架构件间墙面的面积不应过大，以保证
墙面有足够的强度和刚度。一般在半砖墙中，不应超过12m 2
；如在厂房中有动力设备，特别是有硬钩吊车
时，则不应超过9m 2
。
1.墙架布置
(1)门式刚架轻型房屋钢结构侧墙墙梁的布置，应考虑设置门窗，挑檐，雨篷等构件和围护材料的要求。
(2)门式刚架轻型房屋钢结构，当采用压型钢板做围护结构时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距随墙板板型和规格而异，且不应大于计算确定的值。
(3)山墙可设置由斜梁，抗风柱和墙梁组成的山墙墙架或采用门式刚架。
(4)为减少横梁竖向计算跨度和增强其稳定性，宜在横梁间设置拉条。
(5)山墙墙架中，一般在墙角另设墙架角柱，当山墙紧靠房屋端柱时，也可不设墙架角柱，而直接将山墙墙梁支承于纵墙的墙梁上。
(6)墙架柱与屋架的连接对一般墙架柱。为使其上部连接不至于承受屋架或刚架的竖向荷载，常采用弹簧板与屋架或刚架的弦杆连接，以便将墙架柱的水平荷载传到支撑节点上。
2.墙架构件设计
(1)轻型墙体结构的墙梁宜采用卷边形成的Z形的冷弯薄壁型钢。
(2)墙梁可设计成简支或连续构件，两端支承在刚架柱上。当墙梁有一定竖向承载力且墙板落地及墙板间有可靠连接时，可不设中间柱，并可不考虑自重引起的弯矩和剪力。若有条形窗或房屋较高且墙梁跨度较大时，墙架柱的数量应计算确定，当墙梁需要承受墙板及自重时，应考虑双向弯曲。
(3)当墙梁跨度L为4～6m时，宜在跨中设置一拉条，当跨度L大于6m时，宜在跨间三分点处各设一道拉条。在最上层墙梁处宜设斜拉条将拉力传至承重柱或墙架柱。
(4)纵向墙架系由横梁（墙梁）及拉条，窗镶边构件，墙架柱，抗风桁架等构件组成。其作用是支撑墙体，保证墙体的稳定，并将墙体承受的风荷载传递到厂房骨架和基础上。
根据以上内容，纵向墙架见图3.4。
3.4 纵向墙架布置图
3.2.5.屋面支撑
轻钢结构中屋面支撑的作用主要是：保证结构的空间整体稳定；承担和传递水平风荷载；避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动，支撑可作为屋架弦杆的侧向支撑点，减小弦杆在屋架平面外的计算长度，保证受压弦杆的侧向稳定；保证结构安装时的稳定与方便，屋面的安装工作一般是从房屋温度区段的一端开始的，首先用支撑将两相邻屋架连系起来组成一个基本空间稳定体，在此基础上即可顺序进行其他构件的安装。不合理的支撑体系影响其作用的正常发挥，不能有效保证结构的安全。
3.2.6.支撑的布置
1.屋面支撑的作用
屋面支撑的内力计算简图如图3.5所示，支撑的斜杆大多设计为张紧的圆钢，压杆多设计为钢管，节点荷载由抗风柱传递。由于斜杆为张紧的圆钢，而圆钢只能承受拉力而不能承受压力。因此，计算支撑内力时不考虑虚线所示的受压斜杆，只考虑压杆和受拉斜杆的作用。屋面支撑中的压杆可单独设计，也可由檩条代替，当用檩条代替压杆时，檩条应满足压弯杆件的要求，而且应调整檩条间距使其设在支撑节点处。在第一开间设置压杆且支撑节点与抗风柱节点相对应，风荷载通过第一开间设置的压杆传至第二开间支撑的节点处，这样支撑才能起作用。拉条主要承受檩条弱轴方向的侧向拉力，并且可作为该方向檩条的支撑点，减小其弱轴方向的计算长度，当檩条兼作屋盖支撑压杆时，如果设置拉条，则檩条弱轴方向的长细比较容易满足压杆长细比的要求。根据轻钢规程要求，在屋脊的檐口处应设置斜拉条和撑杆。部分设计者
没有充分分析撑杆的受力状况，将撑杆按拉条设计成圆钢，使撑杆起不到压杆作用。由图3.6可知在斜拉条拉力作用下撑杆将受到压力作用，而圆钢不能承受压力，因此，撑杆应按压杆设计，一般设计为圆钢外套钢管，这样撑杆既能承受拉力作用也能承受压力作用。
图3.5 屋盖支撑内力计算简图图3.6 屋盖支撑受力分析简图
2.支撑的布置
(1)横向水平支撑：对于上弦横向水平支撑，由于本工程拟采用有檩体系，故上弦水平支撑的横杆可用檩条代替。对于下弦横向水平支撑一般和柱间支撑设置在同一开间内。当房屋纵向温度伸缩缝区段较短时，可设置在房间两端的端部开间。屋面支撑布置图如图3.7所示。
图3.7 屋面支撑布置图
(2)纵向水平支撑：当房屋较高、跨度较大、空间刚度要求较高时，设有支撑中间屋架的托架为保证托架的侧向稳定时，或设有重级或大吨位的中级工作制桥式吊车、壁行吊车或有锻锤等较大振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑。纵向水平支撑和横向水平支撑形成封闭体系将大大提高房屋的纵向刚度。当屋架间距<12m时，纵向水平支撑常布置在屋架下弦平面。
(3)系杆：系杆有刚性系杆和柔性系杆两种，当横向水平支撑设置在房屋温度区段端部第二个柱间时，第一个柱间的所有系杆均为刚性系杆，其他情况的系杆可用柔性系杆。檩条要设拉条，以保证檩条的平面外刚度，在刚架的构件转折处，即柱顶转角处和横梁中央弯折处的受压肢或受压翼缘，应设置侧向支撑，当横梁与柱内肢需设置侧向支撑点时，可利用连接于外肢的檩条或墙梁设置角隅撑。此屋面支撑的檩条和拉条的布置如图3.8所示。
3.8 檩条布置图
(4)檩条要设拉条，以保证檩条的平面外刚度。
(5)在刚架的构件转折处，即柱顶转角处和横梁中央弯折处的受压肢或受压翼缘，应设置侧向支撑。当横梁与柱内肢需设置侧向支撑点时，可利用连接于外肢的檩条或墙梁设置角隅撑。隅撑布置如图3.9所示。
图3.9 隅撑布置图
3.3静力计算
3.3.1.计算简图
单层厂房是由柱和屋架（横梁）所组成，各个框架之间有屋面板或檩条，托架，屋盖支撑等纵向构件相互连接在一起，故框架实际上是空间工作的结构，应按空间工作计算才比较合理和经济，但由于计算较繁，工作量大，所以通常均简化为单个的平面框架来计算。框架计算单元的划分应根据柱网的布置确定，使纵向每列柱至少有一根柱参加框架工作，同时将受力最不利的柱划入计算单元中。此厂房的计算简图见图3.10阴影部分。
图3.10 框架计算简图
3.3.2. 荷载计算
1. 荷载取值计算
屋盖自重（标准值、坡向）
屋面恒载 0.30 kN/m
2
刚架斜梁自重 0.15 kN/m 2
Σ= 0.45 kN/m 2
屋面活载 0.30 kN/m 2
基本雪压（屋面活载不与雪荷载同时考虑） 0.50 kN/m
2
0. 50 kN/m 2
墙面恒载 0.30 kN/m 2
柱自重 2.00 kN/m
风荷载 0.40 kN/m 2
2. 各部分作用荷载
(1) 屋面 恒载： 标注值 0.45×6 = 2.70 kN/m 设计值 2.70×1.2 = 3.24 kN/m 活载： 标注值 0.8×6.0 = 4.80 kN/m 设计值 4.80×1.4 = 6.72 kN/m (2) 墙面 恒载： 标注值 0.3×6.0 = 1.8 kN/m 设计值 1.8×1.2 = 2.16 kN/m (3) 柱 恒载：
边柱 标注值 2.0 kN/m
设计值 2.0×1.2 = 2.4 kN/m 中柱 标注值 2.0 kN/m
设计值 2.0×1.2 = 2.4 kN/m (4) 风荷载
向风面柱上 标注值 k s z 0q μμw B = 0.8×1.0×0.4×6 = 1.92 kN/m
设计值 1.92×1.4 = 2.69 kN/m
向风面横梁上 标注值 q k = -0.6×0.4×6 = -1.44 kN/m
设计值
-1.44×1.4 = -2.02 kN/m
背风面柱上 标注值 q k = -0.5×0.4×0.6 = -1.20 kN/m 设计值 -1.20×1.2 = -1.68 kN/m
背风面横梁上 标注值 q k = -0.5×0.4×0.6 = -1.20 kN/m 设计值 -1.20×1.2 = -1.68 kN/m (5) 吊车梁（估取吊车梁自重2.0 kN/m ）
恒载 标注值 2.0×6.0 = 12.0 kN 设计值 12.0×1.2 = 14.4 kN (6) 吊车
根据吊车荷载达到其额定值的频繁程度，取本工程中5t 、10t 吊车为中级。 吊车荷载计算资料（取自大连重工技术规格）： ①5吨吊车
吊车跨度16.5m ，吊车宽度B = 5.05m ，轮距B Q = 3.4m ，吊车总重16.061t （即Q k = 160.61kN ），小车重2.126t （即Q 2,k = 21.26t ）。最大轮压85kN ，最小轮压34.8kN. 轮压标注值考虑动力系数1.05，增大系数1.07，且考虑双吊车相互影响系数0.9，考虑后得到P max,k = 85.95kN ， P min,k = 35.12kN.
②10吨吊车
吊车跨度16.5m ，吊车宽度B = 5.7m ，轮距B Q = 4.05m ，吊车总重18.881t （即Q k = 188.81kN ），小车重3.424t （即Q 2,k = 34.24t ）。最大轮压118kN ，最小轮压39kN 。轮压标注值考虑动力系数1.05，增大系数1.07，且考虑双吊车相互影响系数0.9，考虑后得到P max,k = 119.32kN ， P min,k = 39.43kN.
由《建筑结构荷载规范》可知，对于多跨厂房，在同一柱距内出现超过2台吊车机会增加，但考虑隔跨吊车对结构的影响减弱，为了计算上的方便，容许在计算吊车竖向荷载时，最多只考虑4台吊车，计算水平荷载时，由于同时制动机会很小，容许最多只考虑2台吊车。本例在计算吊车竖向荷载时，考虑同一柱距两跨内四台吊车的影响，在计算水平荷载时，只考虑同一跨内2台吊车的影响，并分别考虑多台吊车组合的荷载折减系数，计算简图如图3.11所示，计算结果见式3.2。
1) 吊车竖向荷载（D max 和D min ）
吊车时移动的，故作用于每榀排架上的吊车荷载组合值需应用影响线原理求出，如图3.11所示。算出与各轮对应的反力影响线竖标，于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载。
图3.11 简支吊车梁的支座反力影响线
吊车竖向荷载标注值：
()()max,k max,k 0.9119.3210.32585.950.7250.158210.59kN i
D P y ==??++?+=????∑β(3.1)
()()min,k min,k 0.939.4310.32535.120.7250.15874.93kN
i
D P y ==??++?+=????∑β (3.2)
吊车竖向荷载设计值： max 1.4210.59294.78kN D =?= (3.3)
min 1.474.93104.90kN D =?=
(3.4)
2) 横向水平荷载
吊车横向水平制动力作用在吊车的竖向轮压处。《建筑结构荷载规范》规定，无论单跨或多跨厂房最多考虑两台吊车同时制动；当额定起重量不大于10t 时，横向水平荷载标准值应取横行小车重量与额定起重量之和的12%，并乘以重力加速度，计算如式3.5：
()()()()()max,k 20.12
0.910 3.4241010.352440.120.95 2.126100.7250.158 5.023kN 4
i T m Q y =
+=
??+??++??+??+=∑α
β (3.5)
则横向水平设计值为：
max 1450237032kN T ...=?=
(3.6)
(7) 荷载作用点及偏心距
对于均布荷载其作用点位置明确。
1) 墙面荷载通过墙梁简洁传递于柱上，故可认为其作用点偏移中心线的距离为柱截面高度的一半。 2) 吊车竖向荷载作用点和吊车梁荷载对刚架的作用点一致。由于厂房每跨柱中心线间的距离为18m ，而吊车跨度为16.5m ，因此其作用点的位置偏离柱中心的 距离为：
18165
0757502
..m mm -==。 3) 对于吊车横向水平荷载T max 的作用点在吊车梁顶面（即标高4m 处）。 3.3.3. 梁柱截面估选
采用等截面梁简化算法，选择18m 跨作为估算单元，梁端先按铰接简单计算，则：
()23244421830148kN m 8
..M .+=
?=?
令
x
M
f W ≤α，则W x 近似值为1.60×106mm 3。 根据《钢结构》[]
经济梁高公式040195.h .W =（单位以mm 计，h 0为腹板高度），得到h 0=591mm 。
通常，实际梁高要小于经济梁高，又因为设计时一般要考虑屈曲后强度，所以，初选梁截面
HN500×200×10×16(A=112.25cm 2，q =88.1kg/m ，I x =45685cm 4，W x = 1827 cm 3，I y = 2138cm 4，W y = 213.8cm 3
)。
故计算时截面特性可取为：
A=112.25cm 2，I x =45685cm 4
，
EA=231235 kN ，EI=9411.1 kN ?m 2
。
考虑到此方案跨度大，弯矩相对较大。因此在估算柱截面是，主要考虑风荷载和竖向轴力影响，则柱
估算截面为： HM440×300×11×18(A=153.89cm 2，q =120.8kg/m ，I x =54067 cm 4，W x = 2458 cm 3，I y =8105 cm 4
，W y = 540.3cm 3)。
故计算时截面特性可取为：
A=153.89cm 2，I x =54067 cm 4
，
EA=317013.4 kN ，EI=11137.8kN ?m 2
。
3.3.
4. 内力分析
考虑屋面恒载，沿跨均布；墙面恒载，假定其通过墙梁简洁传递给柱并沿边柱竖向均匀分布，而由于该荷载产生的弯矩为有利荷载，故在计算时仅考虑墙面恒载对柱的轴向压力作用而忽略其弯矩左右；对于吊车梁，在边柱上由一个集中力和一个向内弯矩代替，在中柱上，由于两边均有对称的吊车梁，故可用一
个集中力代替，并且对于吊车梁荷载近似认为其作用点位于吊车梁顶面；对于柱自重，认为其作用沿柱身竖向均匀分布。单个荷载的大小在前面已经得出，单个荷载的不同作用情况可分为以下9种形式：屋面恒载（1种）；
柱身恒载（1种）；
屋面活载（1种）；
风荷载（2种）；
吊车水平荷载（2种）；
吊车竖向荷载（2种）。
考虑到吊车可能在任何荷载情况之下工作，故先将吊车在每种荷载单独作用下的内力计算出来，再对不同工况进行组合，以比较求出吊车的最不利荷载组合下的最不利内力情况。
按上述荷载种类依次用结构力学求解器计算在单个荷载作用下梁柱的内力，其计算结果及简图如①~⑨：运用得到的结果进行内力组合，从而进行后续的设计。
①屋面恒荷载
屋面恒载计算简图
屋面恒载轴力图
屋面恒载剪力图
屋面恒载弯矩图
②柱、吊车梁恒荷载
柱、吊车梁荷载计算简图
柱、吊车梁荷载轴力图
柱、吊车梁荷载剪力图
单层钢结构厂房毕业设计计算书
单层钢结构厂房毕业设计 绪论 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本组毕业设计题目为《单层钢结构厂房实际》在毕业设计前期，我温习了《结构力学》《钢结构设计原理》《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》《钢结构规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在地震期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM 等建筑软件，这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求，巩固了所学知识。 由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 零零八年六月十日
结构设计计算书 1工程概况 1.1设计条件 1. 工程水文地质条件 水文地质条件：从上到下依次为淤泥0.5m，16.5kN/m3；粘粒含量 c 8%的粉土厚5 m，18.2kN/m3，f ak 170kF＞，可不考虑地下水的影响。 2.6度抗震，近震，U类场地。 3. 某机加工车间基本数据：车间长度72m,厂房为单跨，跨度30m,厂房框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离H大于9m,但不超过18m,每个车间设两台30/5吨桥式吊车。 4. 屋面基本要求：该普通机加工工厂在南方某地，年平均气温在21度左右，最高气温39度，最低气温0度，主导风向为东南风，屋面采用轻质屋面板(如压型钢板)，屋面坡度i?1/3。 2 5. 屋面活荷载标准值0.7KN/m 。 6. 材料：屋架和柱：Q235、Q345,基础：C10、C20、C25，钢筋：I、U 级，砂浆：混合砂浆、水泥砂浆。 7. 建筑场地(如图1.1 ) 1.2题型及要求 1. 题型：三角形钢屋架+实腹式柱 2. 要求 (1)厂房的平面设计、立面设计与剖面设计； (2)屋架与柱设计； (3)基础设计。
钢结构毕业设计论文
毕业设计 建筑设计 1.前言 如今，钢结构建筑在人们的生活中被广泛应用；钢结构的高层建筑、大型厂房、大跨度桥梁、造型复杂的新式建筑物等如雨后春笋般的出现在世界各地，这足以表明钢结构的发展趋势和美好的未来。 钢结构建筑相比于混凝土结构在环保、节能、高效等方面具有明显优势，且具有材料强度高、重量轻、材质均匀、塑性韧性好、结构可靠性高、制作安装机械化程度高、抗震性能良好、工期短、工业化程度高、外形多样美观等优点，并符合可持续发展的要求。目前，国内大约每年有上千万平米的钢结构建筑竣工，国外也有大量钢结构制造商进入中国，市场竞争日趋激烈，为此通过该项设计，达到能够理论联系实际地将学到的专业理论做一次全面的应用目的。 毕业设计是这大学四年来对所学土木工程知识的一次系统的、全面的考察和总结，是大学重要的总结性教育。通过做毕业设计，使我对钢结构的学习和研究更为的深入，深化了我对土木工程专业知识的认知和理解。在做毕设的过程中通过查阅各种文献资料、规范案例，不仅拓展了我的知识面，也培养了我独立思考、查阅资料的能力。 2.设计概况 本工程为青岛市华原纺织厂职工宿舍楼，采用钢结构框架支撑体系，共5层，各层层高均为3.5m，采用造型时尚的四坡屋顶，建筑结构总高度为19.7（加屋顶），每层建筑面积约为619.92㎡，总建筑面积3099.6㎡，维护结构采用ALC板（150mm）；本建筑设计采用横向8跨，9根柱；纵向2跨，3根柱的柱网布置；室内外高差为0.45m，建筑主要功能为集体居住。 总平面图见图2-1。 图2-1 总平面布置图 3.设计条件
3.1 工程地质条件 （1）拟建场地地型平坦，自然地表标高36.0m 。 （2）地基基础方案分析：宜采用天然地基，全风化角砾岩、强风化角 砾岩或中风化角砾岩为地基持力层，建议采用-1.0m ～-3.0m 柱下独立基 础；其中全风化角砾岩，土层平均厚度 2.1m ，地基承载力特征值 kPa ak f 220 ，可 作为天然地基持力层。 （3）抗震设防烈度为6度，拟建场地土类型为中硬场地土，场地类别为 Ⅱ类。 3.2 气象条件 （1）降水。平均年降雨量777.4mm ，年最大降雨量1225.2mm ；雨量集中期： 7月中旬至8月中旬，月最大降雨量140.4mm ；基本雪压：0.6kN/㎡。 （2）主导风向：夏季为东南风，冬季为西北风；基本风压：0.6kN/㎡。 3.3 楼面基本荷载 荷载一组。恒载：5.0kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。 荷载二组。恒载：5.5kN/㎡，活载：2.0kN/㎡。 3.4 其他技术条件 建筑等级：耐久等级、耐火等级均为Ⅱ级，采光等级为Ⅲ级。 4 设计方案 4.1.1柱网布置 本方案采用横向3排柱形式，共两跨且不对称；纵向9排柱，柱距分 两种，即3.6m 和7.2m ，纵向柱网对称布置。该方案主要采用大柱距且3 排两跨的柱网，充分节约钢材以及发挥钢结构宜于应用到大跨度的优点； 并且结构形式简单，计算简图简单，受力分析简便，合理可行。（柱网布置 见图4-1-1）。 图4-1-1 结构柱网布置图 4.1.2 建筑结构形式分析选定 多层钢结构房屋的体系有纯框架体系、框架支撑—-支撑体系、框架剪力墙体系、
钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)
页脚内容1 《钢结构设计原理》 三. 连接 3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN ，钢材Q345-A ，焊条E50型，手工焊，焊缝质量三级。 解： 三级焊缝 查附表1.3：2w t N/mm 265=f ，2w v N/mm 180=f 不采用引弧板：m m 4801025002w =?-=-=t b l 3 2w 2t w 150010312.5N/mm 265N/mm 48010 N f l t σ?===>=?，不可。 改用斜对接焊缝： 方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度： m m 58320)829.0/500(20)56sin /500(2)sin /(w =-=-?=-='t b l θ 32w 2t w sin 1500100.829213N/mm 265N/mm 58310 N f l t θσ??===<='? 32w 2w cos 1500100.559144N/mm 180N/mm 58310 v N f l t θτ??==≈<='? 设计满足要求。 方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。 3.9 条件同习题3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。
页脚内容 2 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。 查附表1.3：2w f N/m m 200=f 试选盖板钢材Q345-A ，E50型焊条，手工焊。设盖板宽b =460mm ，为保证盖板与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度： 1250010 5.4mm 22460 A t b ?≥==?，取t 2=6mm 由于被连接板件较薄t =10mm ，仅用两侧缝连接，盖板宽b 不宜大于190，要保证与母材等强，则盖板厚则不小于14mm 。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采用三面围焊。 1) 确定焊脚尺寸 最大焊脚尺寸：t h t ==m ax m m 6f ，mm 最小焊脚尺寸：7.4105.15.1min f =?==t h mm 取焊脚尺寸h f =6mm 2）焊接设计： 正面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 94281620022.146067.027.02w f f f 3=?????=?=f b h N β 侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值： N 557184942816101500331=-?=-=N N N 所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有4条侧缝）： mm 172620067.045571847.04f w f f 1f w =+???=+?=+=h f h N h l l 取侧面焊缝实际长度175mm L=175×2+10(盖板距离)=360mm 。
钢结构工业厂房设计—毕业设计
目录 第一部分编制综合说明 (3) 1、工程概况 (3) 2、现场施工平面布置 (3) 3、编制依据 (4) 第二部分施工方案 (5) 1、施工顺序与流向 (5) 2、地基基础工程施工方案 (5) 2.1地基基础的施工流向 (5) 2.2基坑降水 (5) 2.3基础混凝土要求 (5) 2.4施工机械配备 (6) 2.5土方外运及渣土垃圾处置措施 (6) 3、地下一层结构和上部主体工程施工方案 (6) 3.1测量方案 (6) 3.2模板工程 (7) 3.3钢结构工程 (8) 3.4混凝土工程 (11) 3.5砌块工程 (13) 3.6上部结构屋面防水施工 (13) 3.7脚手架工程 (14) 4、装饰工程施工方案 (14)
4.1施工步骤 (14) 4.2装饰施工 (15) 5、质量保证措施 (16) 6、安全保证措施 (19) 7、文明施工 (20) 第三部分施工进度计划编制 (20) 1、基础工程 (20) 2、主体工程双代号网络图 (22) 第四部分施工平面布置图 (22) 第五部分鸣谢 (24) 第一部分编制综合说明 1.工程概况 本工程为一钢结构工业厂房，该厂房平面外轮廓总长为48m、总宽为30m，层高4.2m,厂房分上下两层，总建筑面积1440m2，其中，在厂房的南、北、西各有两个
入口，由坡道进入厂内，厂房四周有散水。建筑结构安全等级为二级，计算结构可靠度采用的设计基准期为50年，建筑设计使用年限50年。建筑类别属于三类；耐火等级为二级；设计抗震烈度为8度；屋面防水等级Ⅲ级。 主要建设内容：本工程为一钢结构工业厂房。地上一层，主要采用双坡门式轻型钢架结构，采用独立柱基础。 本工程为一般工业建筑物，主结构采用双坡门式刚架轻型钢结构。1、采用轻型彩色型钢板作为维护材料，以焊接H型钢变截面钢架作为承重体系。2屋盖体系--C 型钢檀条及十字交叉圆钢支撑组成的屋面横向水平支撑。柱系统--柱为H型焊接实腹柱。地上标准层高为0.000m，截面框架柱主要有是500×500，上部结构主要墙体厚有:300mm、200mm、100mm。上部结构主要楼板厚分别为100mm和120mm。 基础类型--钢下架采用C20钢筋混凝土独立基础，墙下采用C15毛石混凝土条形基础。 厂房采用一般标准装饰,具体施工做法详见装饰施工。 2、现场施工平面布置 2.1临建项目安排 为保证施工场地周围区域的宁静、卫生，使用围墙与周围环境分隔开来，形成独立的施工场地。根据场地特点，施工现场设办公室、会议室及材料、工具堆放场等。 办公室及会议室等办公用房采用彩板房或者帐篷。钢筋加工区、木工加工区各两个与材料堆放场地均用40厚砼硬化,主路采用100厚C20混凝土硬化。 2.2 主要施工机械的选择： 在砼框架结构施工阶段，因工期短，用钢量大，钢筋工、木工均配备两套机械，汽车砼输送泵一台（30米），履带式塔吊2台，其它详见施工机械设备计划表。
钢框架结构计算书-毕业设计
摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑抗震规范》（GB 50011-2010）、《混凝土结构规范》（GB 50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑
Abstract The calculations for the BinDao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. Design process based on structural loads standard (GB50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the Seismic Design of Buildings (GB50011-2010), design of steel structures (GB50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. The main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.Type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. Meanwhile, The calculations in the framework of the book lists the dead load, live load, seismic loads, wind loads bending moment, shear, axial force, and force combination table. Keywords Structural Design; Steel Frame;single footing medical building;
加油站钢结构毕业设计计算书(网架结构)
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
毕业设答辩题目及参考答案(钢结构)
毕业设计答辩题目——钢结构组 1对门式刚架轻型房屋钢结构设计时，什么情况下应采取抗震构造措施？应采取哪些抗震构造措施？ 答：《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002的第3.1.4条条文说明规定：对轻型房屋钢结构，当由抗震控制结构设计时，尚应针对轻型钢结构的特点采取相应的抗震构造措施。例如：构件之间的连接应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱的连接处宜加腋以提高该处的承载力，该处附近翼缘受压区的宽厚比宜适当减小；柱脚的抗剪、抗拔承载力宜适当提高，柱脚底板宜设抗剪键，并采取提高锚栓抗拔力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的1.2倍设计等。 2 设计单层门式刚架房屋时，根据规范的规定，应对房屋进行哪些方面的变形验算？ 答：1.门式刚架柱顶侧移验算；2.受弯构件钢架梁挠度验算；3.由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值的验算。 3 在对门式刚架轻型房屋结构设计时，在荷载取值方面，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》和《建筑结构荷载规范》的相关规定的主要差别有哪些？ 答：1.风荷载的计算不同。《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中规定；基本风压按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定值乘以1.05采用；风荷载体型系数按门规附录A.0.2的规定采用。 2.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中规定当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值（按水平投影面积计算）应取0.5KN/m2, 对受荷水平投影面积大于60M2的刚架构件，屋面竖向均面活荷载的标准值可取不小于0.3KN/M2。而《建筑结构荷载规范》屋面均布活荷载则是按上人和不上人屋面分别取0.5KN/m2和2.0KN/m2。 4 在对门式刚架房屋进行建筑设计和结构设计时，主要应确定哪些内容？ 答：建筑设计主要是确定厂房的长、宽、高、跨度、屋面形式及坡度、门窗布置等并绘制建筑施工图。 结构设计主要包括：（1）结构形式选择（单跨？多跨？单坡？双坡？） （2）结构布置（跨度、柱距、檩条布置、支撑布置等） （3）构件设计（刚架；屋面、墙面、檩条；支撑等） （4）连接节点设计。 （或者这样说：结构设计包括结构布置、构件设计、节点设计与绘制结构施工图。其中结构布置主要有结构平面布置、刚架选型、支撑系统布置、屋面檩条、墙梁和山墙系统的布置；构件设计包括主刚架设计、屋面檩条、墙面檩条、支撑杆件的设计；节点设计主要包括刚架梁与梁的拼接节点、刚架梁与柱的连接节点、屋脊节点、柱与基础的连接节点等；绘制结构施工图主要有刚架施工图、节点详图等。） 5 在对门式刚架房屋进行设计时，进行刚架选型应确定哪些内容？ 答：刚架选型的内容包括跨度大小和数量的确定（单跨或双跨）、刚架截面形式的选择和刚架柱脚形式的确定等等。 跨度大小和数量：一般跨度36m以下可采用单跨刚架。 刚架截面形式：单跨刚架多采用焊接工字形截面或轧制H型钢截面，可根据弯矩图采用变截面梁柱，当设有吊车时，柱宜采用等截面。 刚架柱脚形式：一般无吊车采用铰接，有吊车采用刚接。
钢结构设计原理作业参考答案
按构造要求确定焊角高h f 为 h fmin =1.5t =1.5?10=4.74mm mm t h fmsx 77.51==,取h f =6mm 取盖板截面为260?6mm 2,则端缝承载力为 w t f e f B h b N ???=21 查表1－4得f w t =160 N/mm 2
则 kN N 8.42631616022.167.026021=?????= 接缝一侧一条焊缝需要长度 ()mm f h N N L w t f W 57516067.0410975.40955057.043 1=+????-=+???-= 取L W =60mm.则盖板全长为： mm L L W 130********=+?=+?= 3-3．图3-73所示焊接工形截面梁，在腹板上设置一条工厂对接焊缝，梁拼接处承受内力为m kN M ?=2500，钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，二级质量标准，试验算拼接焊缝强度。（提示：剪力V 可假定全部由腹板承担，弯矩按刚度比分配，即M I I M w w = ） 解：查得2/215mm N f w t =，2/215mm N f w c =，2/125mm N f w v = 计算焊缝截面特征值 () 4237393605953601440006124021200.1121 cm I =+=???+??= 431440001200.112 1 cm I w =??= 21201120cm A w =?= 验算正应力 m kN M I I M w w ?=?== 9.486739360 1440002500
2 24 6/215/9.202600/10144000109.486mm N mm N W M w w w <=??==σ满足 验算剪应力 222 3 /125/7.411012010500mm N mm N A V w w <=??==τ满足 验算折算应力 222222/2362151.1/4.2157.4139.2023mm N mm N w w =?<=?+=+τσ 满足要求 3-4．图3-74所示一柱间支撑与柱的连接节点，支撑杆承受轴拉力设计值 kN N 300=，用2L80×6角钢做成，钢材均为Q235钢，焊条为E43型，手工焊。 (1) 支撑与节点板采用角焊缝相连，焊脚尺寸见图，试确定焊缝长度。 (2) 节点板与端板用两条角焊缝相连，试演算该连接焊缝强度。 解：查附表1-4得2/160mm N f w f = (1) 采用两边围焊，肢背、肢尖的受力为 kN N K N 2103007.011=?=?= kN N K N 903003.022=?=?= 据题设焊脚高度为 mm h f 81=，mm h f 62= 计算肢背、肢尖所需焊缝长度为
钢结构毕业设计总结
毕业设计总结 为期十三周的毕业设计即将结束，在老师的指导下我独立完成 了门式刚加轻型钢结构单层工业厂房建筑、结构施工图的设计。通过这段时期的学习，我对整个钢结构门式钢架单层工业厂房的设计有了一个较为全面的理解，毕业设计作为大学教育的最后一个环节，也是最重要的实践教学环节，既是所学理论知识巩固深化的过程，也是理论与实践相结合的过程。 毕业设计的目的是培养我们的独立学习能力和综合运用所学知 识和技能，分析与解决工程实际问题的能力，使我们受到工程技术 和科学技术的基本训练以及工程技术人员所必需的综合训练，建立 扎实的工程专业理论和实践能力，并相应地提高其他相关的能力， 如调查研究、理论分析、设计计算、绘图、试验、技术经济分析、 撰写论文和说明书等。在设计中进一步加强工程制图、理论分析、 结构设计、计算机应用、文献检索和外语阅读等方面的能力，毕业 设计还使我进一步熟悉和掌握道路设计的方法和步骤，从中掌握了 建筑平立面设计，结构上的檩条、墙梁、抗风柱、吊车梁、牛腿、刚架、节点、基础、支撑等设计，以及CAD、天正制图BIM建模等技术。 经过此次毕业设计，我掌握了工程设计的基本程序和方法，具有调查研究、中外文献检索、阅读、翻译的能力。依据使用功能要求、经济技术指标、工程地质和水文地质等条件，具有综合运用专业理论与知识分析、解决实际问题的能力。能够设计与制定工程和试验方案，
选择、安装、调试、测试仪器设备，计算并处理工程数据，具有定性、定量相结合的独立研究与论证实际问题能力。掌握施工图纸和试验图形的绘制方法，具有逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达的能力，包括使用计算机的能力。具有设计、施工中对各种因素进行权衡、决策的能力和创新意识。能对研究结果进行综合分析和解释，得出有效结论，并应用于工程实践。能够利用现代技术、资源和工具对复杂工程问题进行模拟与预测，并对结果的有效性和局限性进行分析。能够适应行业发展，具有主动提出问题、跟踪土木工程专业学科前沿的能力 毕业设计的经历对我日后的工作、学习将会起到很大的帮助。 通过毕业设计，我获益匪浅，使我初步形成经济、环境、市场、管 理等大工程意识，培养实事求是、谦虚谨慎的科学态度和刻苦钻 研、勇于创新的科学精神。提高了我综合分析解决问题的能力、搜 集和查阅相关工程资料的能力、组织管理和社交能力，使我在独立 工作能力方面上一个新的台阶。
钢框架结构毕业设计
钢框架结构毕业设计 【篇一：钢框架结构计算书-毕业设计】 摘要 摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷 载规范》（gb 50009-2012）、《建筑抗震规范》（gb 50011-2010）、《混凝土结构规范》（gb 50010-2010）、《钢结构设计 规范》（gb 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平 面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础 设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基 础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、 地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑 燕山大学本科生毕业设计（论文） abstract the calculations for the bindao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. design process based on structural loads standard (gb50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the seismic design of buildings (gb50011-2010), design of steel structures (gb50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. the main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. meanwhile, the calculations in the framework of the book lists the dead load, live load,
钢结构设计原理 基本概念复习题及参考答案
2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态，正常使用极限状态 2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点） 3.螺栓材质，螺栓有效面积 4.塑性破坏，脆性破坏 5.限制宽厚比，设置加劲肋 6.性能等级，螺栓直径
7.8h f，40mm，60 h f 8.钢号，截面类型，长细比 9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数 11.矩形，抛物线，三角形 12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量 14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？
钢结构毕业设计论文(中英)
浅谈钢结构 现在，钢以一种或者形式逐渐成为全球应用最广泛的建筑材料。对于建筑构架，除了很特殊的工程之外，钢材几乎已经完全取代了木材，总的来说，对于桥梁和结构骨架，钢也逐渐代替了铸铁和炼铁。 最为现代最重要的建筑材料，钢是在19世纪被引入到建筑中的，钢实质上是铁和少量碳的合金，一直要通过费力的过程被制造，所以那时的钢仅仅被用在一些特殊用途，例如制造剑刃。1856年贝塞麦炼钢发发明以来，刚才能以低价大量获得。刚最显著的特点就是它的抗拉强度，也就是说，当作用在刚上的荷载小于其抗拉强度荷载时，刚不会失去它的强度，正如我们所看到的，而该荷载足以将其他材料都拉断。新的合金又进一步加强了钢的强度，与此同时，也消除了一些它的缺陷，比如疲劳破坏。 钢作为建筑材料有很多优点。在结构中使用的钢材成为低碳钢。与铸铁相比，它更有弹性。除非达到弹性极限，一旦巴赫在曲调，它就会恢复原状。即使荷载超出弹性和在很多，低碳钢也只是屈服，而不会直接断裂。然而铸铁虽然强度较高，却非常脆，如果超负荷，就会没有征兆的突然断裂。钢在拉力（拉伸）和压力作用下同样具有高强度这是钢优于以前其他结构金属以及砌砖工程、砖石结构、混凝土或木材等建筑材料的优点，这些材料虽然抗压，但却不抗拉。因此，钢筋被用于制造钢筋混凝土——混凝土抵抗压力，钢筋抵抗拉力。 在钢筋框架建筑中，用来支撑楼板和墙的水平梁也是靠竖向钢柱支撑，通常叫做支柱，除了最底层的楼板是靠地基支撑以外，整个结构的负荷都是通过支柱传送到地基上。平屋面的构造方式和楼板相同，而坡屋顶是靠中空的钢制个构架，又成为三角形桁架，或者钢制斜掾支撑。 一座建筑物的钢构架设计是从屋顶向下进行的。所有的荷载，不管是恒荷载还是活荷载（包括风荷载），都要按照连续水平面进行计算，直到每一根柱的荷载确定下来，并相应的对基础进行设计。利用这些信息，结构设计师算出整个结构需要的钢构件的规格、形状，以及连接细节。对于屋顶桁架和格构梁，设计师利用“三角剖分”的方法，因为三角形是唯一的固有刚度的结构。因此，格构框架几乎都是有一系列三角形组成。钢结构可以分成三大类：一是框架结构。其构件包括抗拉构件、梁构件、柱构件，以及压弯构件；二是壳体结构。其中主要是轴向应力；三是悬挂结构。其中轴向拉应力是最主要的受力体系。
钢结构毕业设计
本科生毕业论文（设计） 题目：轻型门式刚架厂房设计 姓名： 系别： 专业： 年级： 学号： 指导教师：职称：讲师 20年月日
中文摘要 本工程为某轻型钢结构门式刚架设计。根据毕业设计任务书的要求，分建筑与结构两部分进行设计。 建筑部分，通过查阅《钢结构设计规范GB50017-2003》、《简明钢结构设计手册》、《福建省建筑设计标准图籍》等相关资料，将门式刚架厂房设计为13跨，每跨的间距为30m，总的建筑面积为2160m2。该单层门式刚架结构是以轻型焊接H型钢（变截面）作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（C型）做檩条、墙梁；以压型钢板做屋面、墙面；采用80mm玻璃棉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。 结构部分，根据已形成的建筑图及其相关要求，查阅《建筑结构荷载规范GB50009-2001》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002》、《钢结构连接节点设计手册》、《房屋建筑钢结构设计》等相关规范和一定量的实际工程设计图，对每榀刚架的最不利荷载进行计算，利用PKPM软件完成刚架的合理截面计算，然后通过设计规范的相关要求，对刚架梁、柱、支撑、檩条等构件进行稳定性计算，用AUTOCAD2005分别绘制出设计图。最后，整理计算书并出图。 关键词 轻型钢结构门式刚架建筑结构规范设计图
Abstract This project is a light steel portal frame design. Under the graduation requirements of the task book, divided into two parts building and structure design。 Building part, by access to the 《Steel Structure Design Specification GB50017-2003》、《Concise Steel Structure Design Manua》、《The Fujian Architectural Design Standard Plans》and other relevant information, the gabled designed to 13 across each cross-a 30m, total construction area for 2160m2. The single-storey gabled structure is to light welding h-shaped steel (uniform) as the main load bearing frame, with cold-formed steel (type c) do Purlin beams and walls; to steel do roofing, wall; a 80mm glass wool as an insulation material and appropriate settings supported a light house in architecture. Structural elements, according to the established building plans and related requirements, consult the《Building Structure Load Code GB50009-2001》、《cold-formed steel structures specification GB50018-2002》、《steel structure connection node design manual》、《the housing construction steel structure design》and other related specifications and a certain amount of actual engineering design, each truss pin of the most unfavorable load calculations, use PKPM software complete the rigid frame of reasonable section, and then through the design specifications of requirements on the rigid frame beams and columns, such as support, purlins, component for stability with AUTOCAD2005 respectively out design. Finally, a finishing account book and plot. Key Words: Lightweight gabled Building Structure Specification Design Sketch
宁波某轻型钢结构门式刚架厂房毕业设计计算书
宁波某轻型钢结构门式刚架厂房毕业设计 专业：土木工程 姓名：张骁 学号：3020913094 指导教师：吴姗姗，查支详
前言 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本组毕业设计题目为《宁波市某厂房设计》。在毕业设计设前期，我温习了《房屋建筑学》、《结构力学》、《钢结构设计》等知识，并借阅了《钢结构设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《建筑地基基础设计规范》、《轻型钢结构设计手册》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Word,Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，天正，PKPM，STS，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 轻型门式刚架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 二零零六年六月十五日
内容摘要 本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，。是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。 关键词：框架结构设计抗震设计 Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 2、3、7、8. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords : frames, structural design,anti-seismic design