水电站厂房优质毕业设计.docx

目录

1. 绪论 1
2. 下部结构设计和部署 3
2.1 水轮发电机发外形尺寸估算 3
2.1.1水轮机关键尺寸估算 3
2.1.2外形尺寸估算 4
2.1.3轴向尺寸计算 4
2.2 蜗壳断面形式及尺寸计算 5
2.2.1蜗壳进口断面流量 5
2.2.2金属蜗壳断面尺寸计算 6
2.3 尾水管形式及其关键尺寸确定 7
2.3.1进口直锥段 8
2.3.2中间弯肘段(肘管) 8
2.3.3出口扩散段 8
2.4 主厂房关键尺寸确实定 9
2.4.1机组段长度确实定 9
2.4.2厂房宽度确实定 9
2.4.3厂房各层高程确实定 10
2.5 下部结构部署 11
2.5.1发电机层部署 11
2.5.2安装间部署 13
2.5.3水轮机层部署 13
3. 主厂房结构计算 14
3.1 钢梁设计 14
3.1.1结构形式及部署 14
3.1.2荷载计算 14
3.1.3内力分析和位移计算 16
3.1.4构件验算 19
3.1.5节点设计 23
3.2 吊车梁结构设计 25
3.2.1基础资料 25
3.2.2荷载计算 26
3.2.3内力计算 26
3.2.4配筋计算 27
3.2.5裂缝宽度验算 33
3.2.6挠度验算 35
3.3 排架设计 37
3.3.1确定柱截面尺寸 37
3.3.2排架上荷载计算 37
3.3.3内力计算 39
3.3.4内力最不利组合 46
3.3.5柱截面承载力计算 49
3.3.6柱裂缝宽度验算 53
3.4 吊车梁下牛腿柱设计 55
3.4.1牛腿几何尺寸确定 55
3.4.2正截面强度计算 56
3.4.3局部承压强度计算 57
致谢 58
参考文件 59
附录一 英语论文及翻译 60

1. 绪论
水电站厂房是将水能转换为机械能进而转换为电能场所，它经过一系列工程方法，将水流平顺地引入及引出水轮机，将多种必需机电设备安置在合适位置，为这些设备安装，检修和运行提供方便有效条件，也为运行人员发明良好工作环境。水电站厂房是建筑物及机械，电气设备综合体，在厂房设计，施工，安装和运行中需要各专业人员通力协作。水工建筑专业人员关键从事建筑物设计，施工和运行。
论文设计关键内容
1. 水轮发电机发外形尺寸估算
水轮发电机是水电事业发展关键设备，伴随现在水电事业快速发展，对水轮发电机设计、制造就显得极其关键。水轮发电机外形尺寸和主厂房大小息息相关，所以水轮发电机外形尺寸估算正确是否对主厂房尺寸确定起着关键性作用。其估算内容包含：水轮机关键尺寸估算、外形尺寸估算和轴向尺寸计算。
2. 蜗壳设计
蜗壳是水轮机过流部分，它尺寸和断面形状由制造厂家依据水利模型试验确定。此水电站属于中水头水电站，采取金属蜗壳。设计任务在于部署蜗壳外围混凝土结构，选择混凝土材料标号，进行结构计算和截面设计。
3. 尾水管结构设计
尾水管结构部署，尾水管是水电站厂房水下部分关键承重结构之一，它内部形状和尺寸由水轮机制造厂经过水利模型试验确定。为了降低水力损失和厂房开挖量，现在多采取弯肘形尾水管。尾水管结构设计关键内容是：确定周围混凝土尺寸，进行结构应力分析，截面设计。
4. 主厂房尺寸确实定
主厂房长度，宽度，高度确实定，主厂房高度由水下部分高度(发电机层以下)和水上部分高度两部分组成。水下部分高度取决于水轮机安装高程，尾水管高度，蜗壳尺寸，座环上环下缘面至基坑踏脚板距离，水轮机坑高度和尾水管高程等；水上部分高度取决于发电机型式和尺寸，励磁机尺寸。发电机转子连轴长，水轮机转子连轴长，吊车梁高度和吊装方法等。
5. 水电站厂房部署
(1)厂房内部部署：发电机层部署，安装间部署，水轮机层部署，蜗壳层及蝴蝶阀部署，安装间下层部署，检验(排水)廊道及水泵室部署，其它辅助生产房间部署，副厂房部署。
(2)厂房结构部署：本电站主厂房屋架采取钢结构，厂房排架，吊车梁及水下结构部署采取钢筋混凝土整体结构。水电站厂房结构设计包含主厂房屋面钢梁设计，吊车梁设计，排架柱设计及牛腿设计。
6. 水电站厂房屋面设计
屋面是水电站厂房不可缺乏部分，它起着防水、隔热、防腐等作用。屋面系统关键有三部分组成：屋面板、檩条和屋面大梁。此设计关键进行变截面钢梁设计，包含截面设计，强度刚度稳定性验算，变形验算及节点拼接设计。
7. 水电站厂房吊车梁设计
吊车梁系是直接承受荷载承重结构，吊车梁采取钢筋混凝土结构，进行吊车梁荷载计算，包含自重，钢轨，及附件重，吊车荷载等。吊车梁设计包含内力计算，截面设计。
8. 水电站厂房排架设计
水电站厂房排架是厂房上部关键承重结构，它承受屋面(屋面大梁，檩条，屋面板)，吊车，风雪等荷载。厂房排架采取钢筋混凝土结构。设计内容包含柱截面设计，牛腿设计，结构部署，荷载确定，内力计算，施工详图。结构部署应在厂房部署中通盘考虑，其中包含排架型式，高度，跨度，间距和围护结构等。
9. 绘制厂房横剖面图,厂房施工详图及排架柱配筋图。

2. 下部结构设计和部署
2.1 水轮发电机发外形尺寸估算
本设计为中小型水电站，故采取中小型机组，采取立式SF12—18/3600型发电机，发电机关键参数以下表
表2.1 发电机关键参数
单机容量()
功率因数()
额定电压()
额定容量()
1
0.9
10.5
13300
2.1.1水轮机关键尺寸估算
1. 极距
(2.1)
式中： —发电机额定容量()
—磁极对数(9)
—系数，通常取，在这里取
2. 定子内径
(2.2)
3. 定子铁芯长度
(2.3)
式中：额定转速( )
定子内径
系数此处取
4. 定子铁芯外径(机座号)

(2.4)
2.1.2外形尺寸估算
平面尺寸估算
(1)定子机座外径

(2.5)
(2)风罩内径
(2.6)
(3)转子外径
(2.7)
式中： 单边空气间隙，初步估算时可忽略不计
(2.8)
(4)下机座最大跨度
(2.9)
式中为水轮机基坑直径,,由《水利机械》查得：
(2.10)
(5)推力轴承外径和励磁机外径
查《水利机械》，
2.1.3轴向尺寸计算
1．定子机座高度
(2.11)
2． 上机架高度
对于悬式承载机架 (2.12)
3． 推力轴承高度，励磁机高度，副磁机高度，永磁机高度
, ,取
,
4． 下机架高度
悬式非承载机架： (2.13)
5． 定子支座支承面至下机架支承面或下挡风板之间距离
悬式非承载机架： (2.14)
6． 下机架支承面至主轴法兰底面之间距离
按已生产发电机统计资料，通常为，取
7. 转子磁轨轴向高度
有风扇时： (2.15)
8. 发电机主轴高度
(2.16)
式中：发电机总高度，即由主轴法兰盘底面至发电机顶部高度
(2.17)
(2.18)
9. 定子铁芯水平中心线至主轴法兰盘底面距离
(2.19)

图2.1 发电机示意图
1- 发电机定子；2-下机架；3-发电机转子；4-上机架；5-下导轴承；6-上导轴承；
7-推力轴承；8-水轮机轴；9-励磁机；10-风道

2.2 蜗壳断面形式及尺寸计算
本电站最大工作水头超出40,故采取金属蜗壳，有线改变结构简单，水力损失大；抛物线改变结构复杂，水利损失小。为了改善蜗壳受力条件使水利损失最大，故采取抛物线改变规律圆形断面，圆形金属蜗壳断面包角通常采取f=。
2.2.1蜗壳进口断面流量
1.蜗壳进口引进流量
(2.20)
2. 蜗壳进口平均流速
依据经验曲线查得：蜗壳进口断面平均流速
3. 蜗壳进口断面面积 ：
(2.21)
4. 断面半径：
(2.22)
5. 蜗壳进口断面半径及中心距
由《水力机械》可查得金属蜗壳座环尺寸，水头在70以下其座环外径

(2.23)
2.2.2金属蜗壳断面尺寸计算
蜗壳断面半径随角度改变情况见下表：
表2.2 蜗壳断面半径随角度改变
蜗壳包角f
断面半径(m)
R(m)
345
1.60
4.9
300
1.17
4.05
255
1.08
3.86
210
0.98
3.66
165
0.87
3.44
120
0.74
3.18
75
0.58
2.87
30
0.37
1.74

金属蜗壳平面单线图图2.2

图2.2 金属蜗壳平面单线图
2.3 尾水管形式及其关键尺寸确定
尾水管形式很多，但现在最常见有直锥形，弯锥形和弯肘形，依据本电站总装机容量为中小型水电站，为了降低尾水管开挖深度，含有良好水力性能，采取标准弯肘型尾水管。弯肘型尾水管，是由进口直锥段，中间肘管段和出口扩散段三部分组成，其大致形状图2.3所表示，使用推荐尾水管尺寸见表2.3所表示，尾水管关键尺寸参数见表2.4所表示。
表2.3本电站尾水管尺寸表
肘管 形式
适用 范围

标准混凝土肘管
混流式

2.6

4.5

2.720

1.35
1.35

1.82

0.675

1.22
表2.4本电站尾水管尺寸参数
参数

标准
170cm
442cm
765cm
462.4cm
229.5cm
114.75cm
309.4cm
207.4cm
2.3.1进口直锥段
进口直锥段是一段垂直圆锥形扩散管，其内壁设金属里衬，以预防旋转水流和涡流脉动压力对管壁破坏。其单边扩散角最优值为：对于混流式水轮机。
2.3.2中间弯肘段(肘管)
中间弯肘段常称为肘管，它是一段转弯变截面弯管，其进口断面为圆形，出口断面为矩形，水流在肘管中运动很复杂。不过现在尚无法采取理论计算措施来完成肘管断面形状及尺寸设计，现在采取部分定型标准肘管。
2.3.3出口扩散段
出口扩散段是一段水平放置，两侧平行，顶板上翘角矩形扩散管。其顶板仰角通常取,并考虑尾水门槽需要，出口扩散段内通常不加金属里衬。

图2.3 混流式水轮机尾水管
2.4 主厂房关键尺寸确实定
主厂房关键尺寸确实定，关键有主厂房总长，总高和宽度确实定。主厂房总长度包含机组段长度(机组中心间距)，端机组段长度和安装场长度，并考虑必需水工结构分缝要求尺寸。
2.4.1机组段长度确实定
装有立轴反击式机组厂房机组段长度，关键由蜗壳，尾水管，发电机等设备在X轴方向尺寸确定，同时还考虑机组隶属设备即关键通道，吊物孔部署及其所需尺寸。
1. 每一机组段长度L1(可按下列经验公式计算)
L1=3.6D1+h (2.24)
上式中D1——水轮机转轮直径1.7m ；
h——金属蜗壳取1.0～3.5m,水头高取小值，低取大值；此次取2.9m；
则L1=3.6D1+h=3.61.7+2.9=9m
2. 装配厂长度L2
L2=(1.0～2.0)L1 (2.25)
上式中括号内系数，对机组台数少卧式机组中型电站，通常取1.0；对机组台数多立式机组大型电站，取2.0；通常电站平均取1.5；装配厂最终尺寸应依据安装、检修需要部署确定。此处取1.5，则L2=1.5L1=1.59=13.5m
3. 最终一台机组附加长度
(2.26)
上式中括号内系数和装配厂位置、机型和蜗壳型式相关。此处取1.0。
则
4. 主厂房长度
(2.27)
上式中n——机组台数，此处取2。
则m
2.4.2厂房宽度确实定
厂房水下部分宽度以机组纵轴线为界，由上游侧宽度和下游侧宽度两部分宽度组成，下游侧宽度决定于蜗壳尺寸和结构厚度，上游一侧决定于主阀和机组隶属设备和钢管伸缩节等部署。水上部分决定于发电机定子或风道外径。上游调速器，机旁盘部署。下游主通道部署。(其宽度大于1.5-2.0)部署等。然后结合吊车梁标准跨度，根据水上，水下宽度一致标正确定。
主厂房水下部分宽度计算，按经验公式：
(2.28)
式中 —水轮机直径(1.7m)
—系数。当初，，利用差值法求得
厂房宽度 设计取
主厂房宽度
2.4.3厂房各层高程确实定
水电站厂房高度由水下部分和水上部分组成
1. 水轮机安装高程确实定

在厂房设计中机组安装高程是一个控制性标高。
2. 尾水管底板高程
(2.29)
式中： 水轮机安装高程(553.2m)
导叶高度; 导叶高度相对，水头越高水轮机，越小；
对于混流式水轮机，=0.1～0.39，取=0.3，=0.31.7=0.51；
底环顶面至尾水管底板距离即尾水管高,由前章节知：

3. 主厂房开挖高程
(2.30)
式中：尾水管高，由前章节知：
尾水管底板厚，由前章节知：

4. 水轮机层地面高程
(2.31)
式中：蜗壳进口段半径，由前面章节知：
蜗壳上部混凝土厚度，对金属蜗壳可取
=553.2+1.6+1=555.8
5. 发电机层地面高程
(2.32)
式中：水轮机机坑进人门高度取2.0
机坑进入门上部应该留尺寸取6.0
=555.8+2+6=563.8
6. 吊车轨道顶高程
(2.33)
式中：吊运设备时需跨越固定设备或建筑物高度取
吊运部件和固定物之间垂直安全高度，取
起吊设备高度，取5.5
吊柱钩和吊运部件之间距离通常为，取
吊车主钩至轨顶最小距离，取
=563.8+3+0.9+5.5+1+1.6=575.8
7. 厂房顶梁底高程
(2.34)
式中：—吊车总高度即从小跑车顶到吊车轨道顶高度，取
—小跑车顶到顶梁底净空，通常为，取
=575.8+2.5+0.5=578.8

2.5 下部结构部署
2.5.1发电机层部署
发电机层为安装水电站发电机组及其辅助设备和仪表表盘场地。又是运行人员巡回检验机组，监视仪表场所。故要求发电层内部署整齐，明亮。并合适考虑美观，达成安全经济，方便运行目标。发电机层设备部署情况分别叙述以下:
发电机部署通常有定子埋入式部署，上机架埋入式部署及定子外露式部署等多个方法。前两种部署方法发电机层要抬高，增加厂房高度，但发电机层显得比较宽大。水轮机层也因为层高加大。有空间可部署夹层，对设备部署和防潮有利。但后一个定子外露式部署现在中国极少采取。励磁机部署有埋入式或外露两种。但考虑发电机层美观和运行人员检监方便等原因，通常倾向半外露式部署，多年来有些电站采取静子励磁方法。从而取消了励磁机，在这种情况下可合适降低厂房高度。
在不增加主轴长度和厂房高度前提下，发电机层应尽可能部署在最高尾水位之上，并和安装间同一高程。有中型水电站因为尾水位太高，采取同一高程部署有困难，这时，只好将发电机层一部分地面和安装间相同，抬高到最高尾水位之上，形成发电机层有两个高程部署。对大型水电站来说，运行方便和美观要求较高。通常不宜采取这种部署。
有水电站采取不设发电机层楼板岛式部署，或只设部分楼板半岛式部署，或发电机全部外露开敞式部署等方法，这些部署方法优点能够降低部分厂房高度，但带来设备拥挤，运行不便缺点，尤其对尾水位较高电站不宜采取。
发电机能够部署在发电机层室正中，也可偏向一侧。在大型水电站中，发电机多数偏向上游一侧，而把吊运转子主通道放在下游一侧。上游侧楼面上部署有机旁盘，励磁机，测速器及油压装置等。机旁盘关键是为了就近操作发电机开停机用，还用于机组检修后调试机组，所以应部署在发电机层靠近发电机地方，机旁盘由机组自动操作盘，保护盘，制动盘等组成，每台机组3-5块(中型机组)，盘前空地最少要有1.8-2.0米过道，便于运行人员巡视操作，盘后离墙应留有0.8-1.0米检修过道。对于采取直流励磁方法电站，通常均设有3-5块励磁盘。励磁盘最好和机旁盘部署在一起，便于调试，监视并节省电缆。也有电站将励磁盘部署在于发电机层同一高度生产副厂房内。调速器和机旁盘部署在同一侧有利于运行人员监视。下游侧楼面设备较少，可考虑作为主通道，宽度通常大于1.5-2.0米并贯通全厂。上游侧过道留得宽度较窄，为1.0-1.2米，这么，在发电机通风道楼盖板上人走动机会可能多部分，实践证实，维护当，对发电机运行并无影响，但当发电机检修，风道盖板被吊出时会显拥挤，所以大中型电站主厂房过道不宜太窄。
发电机消防设施宜部署在发电机层，这么对处理事故有利。发电机制动闸通常全部设在发电机层机旁盘或调速器周围，一便运行人员操作。以往温度信号器盘大多安在上机架上，这么机组震动会引发表记误差，故宜单独设在机旁盘侧为好。
发电机层平面设备部署应考虑在吊车主，副钩工作范围线内，致使楼面全部设备全部能由厂内吊车起吊，在吊钩工作范围线内应设有供安装检修必需吊物孔，以沟通上下层运输。大型电站最好每台机组设一个吊物孔，这么当一台机检修时不致影响相邻机组正常运行。吊物孔宜部署在设备较少一侧，平时用铁盖板盖住。
主场房如有条件，应在发电机层部署一主机值班室，值班室面积不用太大，并装设电话，便于运行人职员作，以往运行电站无此值班室，不得不在发电机层安放临时值班桌椅，有碍美观。
2.5.2安装间部署
安装间面积和进厂部署前已述及，再补充几点以下：
(1)安装间是主厂房一部分，其位置可在主厂房一端，也可在主厂房中间，位置确定关键取决于对外交通路线，已建电站中多数在主厂房一端，少数电站因地制宜，有部署在厂房中间。
(2)安装间高程应和进厂交通一致，并于发电机层最好在同一高程。安装间还要考虑设置发电机转子检修坑，孔尺寸决定于主轴法兰盘大小，并在每侧多宽0.25米，有电站在安装间还设有水轮机转子间。厂内有两台吊车工作安装间要考虑安放平衡梁位置。有电站在安装间设有地锚，供吊车作静载试验用。
(3)安装间大门尺寸如通行标准轨距火车，其宽度通常大于4.2米，高度大于5.4米，通行载重汽车大门通常大于3.3米，高度大于4.5米，如大型平板车进厂，大门宽度也不能小于4.2米。总而言之，要满足运输车辆进厂要求。另外，有电站主变压器需进厂检修，则安装间大门尚需要依据主变压器尺寸确定。有时为了降低尺寸，主变压器进厂可采取底座轮子转向，拆除周围散热器等方法。
2.5.3水轮机层部署
水轮机层习惯上是指发电层以下，蜗壳大块混凝土以上这部分空间。如空间较大，也可在中间部署夹层。水轮机层通常部署机电隶属设备及管线，所以最好能采取合理分区部署方法，努力争取避免机电管线交叉现象。中国有不少电站采取了电和机分别部署在厂房纵轴线上，下游测部署方法，不仅维护检修方便，同时也提升了运行可靠性，当然，电气部署在哪一侧和发电机出线方向，变压器位置相关，水力机械回复机构要和调速器，作用筒位置一致。

3. 主厂房结构计算
3.1 屋面钢梁设计
3.1.1.结构形式及部署
主厂房跨度为15m,柱高15m,柱距6m，屋面坡度1：10，檩条间距1.5m,钢梁构件及节点连接板钢材质为Q235B.F。其强度设计值为,抗剪强度设计值为。Q235B.F钢材对应采取E-43型焊条，采取手工焊接。
3.1.2.荷载计算
(1)永久荷载标准值：(对水平投影面)
屋面板及岩棉保温层
0.25KN/m²
檩条及屋面支撑
0.10 KN/m²
总计
0.35 KN/m²
(2)可变荷载设计值
屋面活载
0.30 KN/m²
雪荷载
0.65 KN/m²
取二者较大值
0.65 KN/m²
(3)风荷载标准值
基础风压为:,地面粗糙类别为B类，风荷载改变系数按现行《建筑结构荷载规范》(GB50009﹣)相关要求取值。左风作用下计算简图以下：

图3.0 厂房计算简图 图3.1 左风荷载作用图()
表3.1风荷载标准值计算表
构件号
基础风压
()
体型系数()
风压高度改变系数
()
风振系数()
迎风宽度(B)
风荷载标准值()
1
0.4
0.8
1.14
1.0
6
2.30
3
0.4
0.8
1.25
1.0
6
2.52
5
0.4
﹣0.6
1.25
1.0
6
﹣1.89
6
0.4
﹣0.5
1.25
1.0
6
﹣1.57
2
0.4
﹣0.5
1.14
1.0
6
﹣1.44
4
0.4
﹣0.5
1.25
1.0
6
﹣1.57
(4)地震作用
地震烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地土类别为Ⅲ类。采取震型分解反应谱法，关键考虑前三阶段震型参与工作，结构阻尼比为ζ＝0.05
(5)吊车荷载
选择50/10t轻级工作制桥式吊车，依据吊车产品目录可知，吊车额定起重量Q＝501KN,吊车最大轮压＝348KN,最小轮压＝80KN,吊车自重G＝493.129KN，吊车一侧轮距W＝4800mm，吊车宽B＝6330mm，吊车跨度13.5m；其示意图以下：

图3.2吊车荷载作用于支座处剪力影响线示意图
利用结构力学影响线。可计算出吊车竖向轮压标准值
(3.1)
(3.2)
吊车横向水平荷载标准值：
①每个轮子上横向水平荷载标准值：
(3.3)
②利用影响线计算出每个轮子上最大横向水平荷载标准值
(3.4)
(6)荷载效应组合：
因为本工程抗震设防烈度为8度且对应风荷载标准值为0.40KN/m²(＞0.35KN/m²)，用此风荷载可不和地震作用同时组合，本设计由PKPM软件自动组合，在组合过程中各荷载分享系数和组合系数见下表。
表3.2荷载组合效应表
荷载工况
荷载分项系数
组合系数
恒载
1.05
——
活载
1.2
0.7
左风荷载
1.3
0.6
右风荷载
1.3
0.6
吊车荷载
1.1
0.7
备注：①地震作用时，活载组合系数取0.5; ②计算过程中应考虑活载不利位置。
3.1.3.内力分析和位移计算
（1） 建模：经过建模得到屋面钢架最终止构计算简图以下图所表示:

图3.3钢架计算简图
(2)结构内力：利用PKPM软件求出钢梁内力值以下图所表示：
①恒载作用下内力图

90.3 90.3
图3.4 弯矩图()

23.5
26.87

-23.5
图3.5 剪力图()
②活载作用下内力图

114.7 114.7
图3.6 弯矩图()
2926.87

.8

-29.8
图3.7 剪力图()
③组合后门式钢架内力图

图3.8 弯矩包络图()

图3.9 剪力包络图()

图3.10 轴力包络图()
(3)横梁挠度
由PKPM计算出钢梁挠度以下图所表示：

图3.11 钢梁挠度图
其中，跨中最大挠度＝35.50mm，则
(3.5)
∴满足设计要求
(4)柱顶侧移
①由PKPM计算出柱顶和牛腿位置侧移以下图所表示：

图3.12 恒载和活载共同作用下侧移图

②左风荷载作用下钢梁侧移图：

图3.13 左风荷载作用下侧移图
③吊车水平荷载标准值作用下钢梁侧移图

图3.14 吊车荷载作用下侧移图
其中，柱顶侧移ΔU＝13.7mm,则
(3.6)
∴满足设计要求。
3.1.4.构件验算
(1)钢梁AB(H(350﹣800) ×200×10×12﹚钢材弹性模量
截面几何特征：
① A端截面几何特征：
A端截面尺寸：H350×200×10×12，截面面积和截面净面积：，

② B端截面几何特征：H800×200×10×12，截面面积和截面净面积

(2)单元内力，考虑多种荷载效应组合后，用电算得出杆件内力设计值为：
① AB钢梁A端截面内力：
轴力：; 弯矩：; 剪力：
② AB钢梁B端截面内力：
轴力:; 弯矩：; 剪力：
(3)单元计算长度：
① 平面内计算长度：计算长度取横梁长度＝7.54m
② 平面外计算长度：
考虑屋面压型钢板和檩条牢靠连接，且存在着“蒙皮效应”，所以檩条可作为横梁平面外侧向支撑点，但为安全起见，对于钢架平面外计算长度则应依据隅撑设置来确定，本工程隅撑设置位置为两檩距一个，故平面外计算长度取2倍檩条间距(檩距为1.5m)即＝3m。
(4)AB梁强度验算：
① 控制截面强度验算：
a、AB钢梁A端强度
(3.7)
∴满足强度要求
(3.8)
∴满足强度要求
b、AB钢梁B端强度
(3.9)

＝
∴满足强度要求
(3.10)
∴满足强度要求
② 抗剪承载力验算
取梁端A截面进行验算，因为梁腹板不设加劲肋，所以＝5.34,由式
(3.11)
因为,
故抗剪承载力为：
(3.12)

∴满足强度要求
③ 抗弯承载力验算：
因为
所以 (3.13)
＝
＝
∴满足抗弯承载力要求
(5)钢梁AB整体稳定验算
① 平面内整体稳定
(3.14)
(3.15)
对于x轴，属于Q235，按B类截面，查附表可得,则
(3.16)

＝
∴满足平面内整体稳定性要求
③ 平面外整体稳定
(3.17)
对于y轴，属于Q235，按B类截面，查附表可得,等效弯矩系数
(3.18)
,且经计算，于是
＝
＝＝1.481
＝
＝＝1.029
(3.19)
(3.20)
＝
＝4.03＞0.6
修正可得：取
(3.21)
∴满足平面外整体稳定要求
(6)AB钢架局部稳定验算
① 翼缘局部稳定
(3.22)
② 腹板局部稳定
(3.23)
∴局部稳定性满足要求
3.1.5.节点设计
横梁和横梁拼接点采取(10.9级)扭剪型摩擦型高强螺栓连接，接触面采取喷砂后生锈处理，摩擦面扛滑移系数M＝0.45,每个高强螺栓预拉力P＝155KN，以下图所表示：

图3.15 屋面钢梁拼接详图
端板厚度为30mm，连接处传输内力设计值以下：
轴力：N＝12kN 弯矩：M＝232.4kN·M 剪力：V＝1.0kN
(1)横梁和横梁连接点螺栓强度验算
① 最外排螺栓杆轴方向受拉验算
(3.24)
∴满足连接强度要求
② 次外排螺栓杆轴方向受拉验算
(3.25)
＝76.65KN ＜ 0.8P＝124kN
∴满足连接强度要求
④ 外排螺栓抗剪承载力验算
(3.26)

∴满足连接强度要求
(2)端板厚度验算
端板采取B.F 厚度为30mm，其材料强度设计值 f＝215 N/mm²
① 端支撑类端板(外伴式)
(3.27)
∴满足设计要求
② 螺栓处腹板强度验算
因为

则
(3.28)
∴满足设计要求

3.2 吊车梁结构设计
3.2.1 基础资料
本设计吊车梁跨度为6m,选择两台50/10t软钩、轻级工作制桥式起重机。初拟该T形梁梁高、梁肋宽计算宽度、翼缘计算宽度、翼缘计算高度，截面尺寸图3.16。