主厂房结构设计计算书.doc
《主厂房结构设计计算书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《主厂房结构设计计算书.doc(59页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、邯钢钢材包装物主厂房设计学生 冯佳军 指导教师 王羡农河北工程大学土木工程学院土木工程专业0绪论0.1轻型钢结构定义轻型钢结构建筑,即轻钢建筑:是指以轻型冷弯薄壁型钢、高频焊接型钢、薄钢板、薄壁钢管、轻型热扎型钢及以上各种构件拼接、焊接成的组合构件等为主要受力构件,大量采用轻质围护隔离材料的单层和多层建筑等。0.2门式刚架结构的特点0.2.1采用轻型屋面,不仅可减小梁柱截面尺寸,基础也相应减小。0.2.2在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面,为长坡面排水创造了条件。设中间柱可减小横梁的跨度,从而降低造价。中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱,占用空间小。0.2.3刚架的侧向刚度籍檩条的隅撑保证
2、,省去纵向刚性构件,并减小翼缘宽度。0.2.4刚架可采用变截面,截面与弯矩成正比;变截面时根据需要可改变腹板的高度、厚度与翼缘的宽度,做到材尽其用。0.2.5结构构件可全部在工厂制作,工业化程度高。构件单元可根据运输条件划分,单元之间在现场用螺栓相连,安装方便快速,土建施工量小。0.3门式刚架的结构形式门式刚架的形式是多种多样的。按构件体系分,有实腹式与格构式;按截面形式分,有等截面和变截面;按结构选材分,有普通型钢、薄壁型钢和钢管等。实腹式刚架的截面一般为工字形,格构式刚架的截面为矩行或三角形。门式刚架的横梁与柱为刚接,柱脚与基础宜采用铰接;当水平荷载较大、有5吨以上桥式吊车、檐口标高较高或
3、刚度要求较高时,柱脚与基础宜采用刚接。变截面与等截面相比,前者可适应弯矩变化,节约材料,但在构造连接及加工制造方面,不如等截面方便,故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计成变截面。我国轻型门式刚架结构体系起步较晚,是引进国外的相关材料和软件的基础上发展起来的。尽管我国的轻型门式刚架结构体系理论和工程实践发展迅速,但目前仍存在一些问题有待于进一步解决。没有实现真正意义上的一体化流程,施工工期与国外相比仍显得较长;许多施工过程中的工艺方法有待于进一步研究,现场拼接优越性没有充分发挥;采用平面分析方法进行设计,较少考虑整体结构的空间作用;结构设计偏于保守,翼缘的宽厚比限值与国外相比显得很低,没有充分发挥
4、材料的承载能力,所设计的结构整体用钢量偏高。所以,我国轻型门式刚架还处于继续探索阶段。1工程概况1.1工程概况本工程为邯郸钢铁集团附属公司用于钢材包装的单层两跨钢结构厂房,由于钢材包装需要运输,因此该厂房两跨均需设置吊车梁。采光要求为三级,室内通风适当组织即可,采用中央集中空调。营业区冬季温度要求不低于15摄氏度。本建筑设计采用新型建筑材料,基础为钢筋混凝土独立基础。承重结构均采用钢结构。屋盖和维护结构采用保温彩板。建筑场地位于邯钢路以南,西临主干道中华大街,交通方便。1.2自然条件1.2.1建筑场地地段情况该厂房位于邯钢路以南,西临主干道中华大街,交通方便。场区西侧距主干道(30米宽)中心线
5、30米,场区南北长70米,东西长40米,内部道路及绿化由设计确定。建筑面积约2000平方米。1.2.2主导风向:冬季西北风,夏季东南风。1.2.3土壤冻结深度:0.4米。1.2.4场地地基情况:见表1。1.2.5抗震设防烈度:7度。 土层分布及土的物理力学性质指标 表1-1土层编号埋深范围(m)土层描述与鉴别土的主要物理力学指标0.0-0.8杂填土,褐黄色,以粉土为主,含大量碎砖、灰渣、树根等,潮湿,可塑=17KN/m30.8-4.2粉质粘土,黄褐色,很湿,可塑状态,含云母等=18.7KN/m3,e=0.900,Es=6.0MPa,fak=115KPa4.2-粉土,灰褐色,饱和,可塑至软塑(本
6、层未被打穿)=18.5KN/m3,e=1.050,fak=95KPa1.3 建筑物层数与层高1.3.1层数:1层。1.3.2高度:9.5m1.3.3跨度:2跨,跨度分别为12m,18m。1.3.4柱距:标准7.5m。1.3.5结构系统:采用门式刚架结构。1.3.6屋面坡度:1:8-1:20。1.4 设备条件市场内的采暖、电力、上下水道均由市内管网直接提供。2荷载统计:2.1 恒荷载:屋面板+保温层 0.25KN/m2檩条 0.05KN/m2支撑 0.05KN/m2合计 0.35KN/m22.2 活荷载:屋面均布活荷载 0.3KN/m2 (刚架受荷面积大于60m2)雪荷载 S0=0.35KN/m
7、22.3 风荷载基本风压值: W0=0.4KN/m2 ,地面粗糙度系数按B类取值.风荷载高度变化系数按现行国家标准(GB50009-2001)的规定,当高度小于10m时,按10m高度处的数值采用,z=1.0; 风荷载体形系数按 (CECS102:2002)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,如图2.1所示。 -1.0-0.65+0.25-0.55图2.12.4 屋面构件2.4.1 压型钢板压型钢板型号采用YX51-250-750,基板厚度为1.0mm,波高为51mm.2.4.2 檩条檩条截面采用C22075202.5, 跨内设2道拉条.2.5
8、屋面支撑系统设计2.5.1 屋面檩条布置檩条间距为1.5m.2.5.2 屋面支撑荷载及内力 屋面水平支撑为柔性杆件,采用张紧的圆钢.3 檩条设计屋面材料为压型钢板,屋面坡度分别为1/10和1/15,檩条跨度为7.5m,檩距为1.5m,钢材Q235。3.1荷载标准值3.1.1永久荷载压型钢板(含保温棉、灯等其它配件) 檩条 (包括拉条) 3.1.2 可变荷载屋面均布活荷载和雪荷载最大值为,基本风压为。3.2 内力计算3.2.1 永久荷载与屋面活荷载组合檩条线荷载弯矩设计值 当时 和跨度处弯矩 当时 和跨度处弯矩 3.2.2 永久荷载与风吸力荷载组合按建筑结构荷载规范(GB50009-2001),
9、房屋高度大于10m,风荷载高度变化系数取屋脊高度处数值,其值为:风荷载体型系数为:-1.4(边缘带), (A=1.57.5=10.510) 垂直屋面的风荷载标准值:(吸力)檩条线荷载 当时当时弯矩设计值 (采用受压下翼缘不设拉条的方案) 永久荷载与屋面活荷载组合起控制作用。3.3 截面选择及截面特性3.3.1选用C22075202.5 如下图3.1所示。先按毛截面计算截面应力为: (压) (压) (拉) (拉) 图3.1 檩条截面力系图3.3.2受压板件的稳定系数腹板(1-4):腹板为加劲板件, ,取所以 上翼缘(1-2):上翼缘板为最大压应力作用于部分加劲边,3.3.3受压板件的有效宽度腹板
10、(1-4):,计算板组约束系数为:,由于,则,。计算截面有效宽度为:,扣除面积部分的长度为:110-98.64=11.36上翼缘(1-2):计算板组约束系数为: , , 由于,则,计算截面有效宽度为: ,则 ,扣除面积的宽度为:75-62.1=12.9mm下翼缘板:下翼缘板全截面受拉,全部有效。3.3.4截面模量上翼缘板的扣除面积宽度为:,腹板的扣除面积宽度为: ,同时在腹板的计算截面有拉条连接孔(距上翼缘板边缘42mm),孔位置与扣除面积位置基本相同,所以腹板的扣除面积宽度按8mm计算如图2.2所示:图3.2 檩条有效截面图,3.3.5强度计算屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转 3.3.6稳定性计
11、算有效截面模量永久荷载与风吸力组合下的弯矩小于永久荷载与屋面可变荷载组合下的弯矩,根据前面的计算结果,截面全部有效;同时不计孔洞削弱,则由于均布风荷载方向离开弯心,故取正值,cm构件的几何参数为:, 查冷弯薄壁型钢结构结束规范中表A.2.1-4可得:,所以: , 长细比: ,则, 考虑有效截面乘以0.95(不计空洞削弱)的折减系数,由下式计算其稳定性为:,满足计算表明由永久荷载与屋面活荷载组合控制3.3.7挠度计算3.3.8构造要求 ,故此檩条在平面内、外均满足要求。4 吊车梁设计选用大连重工 大起集团DQQD型桥式吊车起重机技术规格:起重量Q=10t , 跨度S=16.5m,B=5700mm
12、 , W=4050mm ,;小车重:3.424,总重:18.881t起重量Q=10t , 跨度S=10.5,B=5700mm , W=4050mm ,;小车重:3.424,总重:14.270 t轨道型号:43kg/m , 4.1吊车荷载计算4.1.1吊车荷载动力系数吊车荷载分项系数可不考虑吊车横向水平荷载,吊车竖向荷载设计值为: 4.2内力计算4.2.1吊车梁中最大弯矩及相应的剪力 产生最大弯矩的荷载位置如下图所示,由下式可得梁上所有吊车轮压的位置为:1)吊车梁上有三个轮压时:图4.1 吊车梁弯矩计算简图自重影响系数取1.03,则C点的最大弯矩为: 在处相应的剪力为: 2)吊车梁上有两个轮压时
13、,由公式可得(梁上所有吊车轮压的位置如下图):C点的最大弯矩为:可见由第二种情况控制。在处相应的剪力为:4.2.2吊车梁的最大剪力 荷载位置见下图,由下式可得图4.2 吊车梁剪力计算简图 4.3截面选择钢材选用Q235,初选截面如下图所示图4.3吊车梁截面尺寸4.4 验算4.4.1毛截面特性: 净截面特性: 上翼缘对y轴的截面特性:4.4.2强度计算正应力: 上翼缘正应力为:下翼缘正应力为:剪应力:平板支座处剪应力为:4.4.3稳定性验算腹板局部稳定: 采用43Kg/m钢轨,轨高为140mm。 集中荷载增大系数则腹板局部压应力为:腹板计算高度边缘处折算应力为: 图4.4 计算吊车梁折算应力时荷
14、载位置图 满足要求。吊车梁的整体稳定性: 应计算梁的整体稳定性因集中荷载并非在跨中附近,所以受弯构件整体稳定的等效弯矩系数 吊车梁的整体稳定性系数为: 整体稳定性验算:腹板的局部稳定性:,加劲肋间距 外伸宽度:取厚度:4.4.4疲劳计算: 计算跨中处,吊车梁腹板计算高度边缘的弯曲应力为腹板平均剪应力为: 腹板边缘区格压应力为:1)计算 所以 2)计算 则: 所以 3)计算 所以 ,满足4.4.5挠度计算:按一台吊车计算,梁跨有两个吊车轮压(),如下图所示 图4.5吊车梁标准荷载下的弯矩计算简图C点的最大弯矩为:挠度计算为:4.4.6支座加劲肋计算取平板支座加劲肋的外伸宽度厚度取突缘支座加劲肋板
15、宽 按公式计算平板支座加劲肋端面承压应力为: 对于突缘支座,见图4-6 A)图, 图4-6 支座加劲肋计算简图对平板支座,由图4-6 B), 平板支座处控制,属B 类截面,查12-7b表,可得,支座加劲肋在腹板平面外的稳定性为:4.4.7焊缝计算 上翼缘与腹板的连接焊缝为: 取 下翼缘板与腹板的连接焊缝为: 取 支座加劲肋与腹板的连接焊缝为: 设,则 所以取 5 墙梁设计由于实例建筑有两种跨度的墙梁,侧墙跨度为7.5m,山墙为6m。侧墙设两道拉条,承受垂直荷载跨度为2.5m,而山墙设一道拉条,承受垂直荷载的跨度为3m。因此,对这种墙梁需要分别计算内力。5.1荷载计算5.1.1荷载标准值永久荷载
16、:单层压型彩色钢板面板 隔热层 0.05墙梁自重 0.07图5.1山墙墙架结构布置图5.1.2荷载设计值永久荷载: 风荷载:基本风压 ,高度变化系数(B类,10.7m高)从表可知,有效受风面积。墙梁的体型系数在中间区与边缘带相同,现求山墙墙梁有效受风面积A(侧墙大于山墙)。按风吸力验算,对封闭建筑。墙梁线风荷载标准值为:设计值为 :5.2内力计算现假定永久荷载部分由拉杆承受,则侧墙墙梁在竖向可按三跨连续梁计算内力。 风荷载w产生的内力按简支梁计算,其跨中中点和距支坐1/3跨度处的弯矩分别为 :1/3跨度处: 风荷载作用下,支座处的剪力为:5.3强度验算:墙梁跨中截面与拉条处的应力符号如图5.2
17、所示。选用冷弯薄壁C型钢,截面C20070202.25.3.1截面特性: 图5.2 现用毛截面计算构件的应力:点1, 点2, 点3, 点4, 板件1-2是非均匀受压加劲板件,则现 计算板件1-4的受压稳定系数K现 最大压应力在支承边,则所以板1-2的,因此, 将其代入计算系数:所以 , 。计算所以, 板1-4的 为板1-2的K,此处b=70mm,c=200mm,将其代入计算系数所以, 。计算现 , 现在, 有效截面力学性能参数计算:计算(截面几何尺寸见下图5.3所示)从板件的有效宽度计算宽度计算可知,板1-2需扣除宽度:图5.3 墙梁净截面计算板1-4需要扣除宽度:确定扣除截面后x轴的为:求绕
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 厂房 结构设计 计算
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【二***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【二***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。