某单层轻型钢结构厂房设计

某单层轻型钢结构厂房设计

摘 要

本工程名称为某新型板材制造厂，拟建建筑物位于浙江省某地，总建筑面积2000～3000平方米，附属400平方米办公用房，主体结构1层, 内设5t梁式吊车一部。本次毕业设计在提供设计资料的基础上，初步确定建筑设计方案，选择结构体系，布置结构构件，进行结构内力分析，确定构件截面，设计连接节点，绘制结构施工图。进行了吊车梁的设计，计算了刚架强度验算和稳定验算，檩条的强度验算和稳定验算，墙梁的强度计算和稳定验算，抗风柱的强度计算和稳定验算，还进行了地梁和基础的设计。

关键词：门式刚架；单层厂房；钢结构设计；轻钢结构

 

Abstract

Keywords：Portal frame; single-storey factory building; steel design; light steel structure

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

1.工程概况和建筑设计 1

1.1 工程概况 1

1.2 原始设计资料 1

1.2.1  气象条件 1

1.2.2  工程地质条件 1

1.3 建筑设计 2

2.刚架荷载计算 3

2.1 计算模型选取 3

2.2 荷载取值 3

2.2.1  恒载 3

2.2.2  活载 4

2.2.3  风载 4

2.2.4  雪载 4

2.3 荷载计算 4

2.4 吊车梁荷载计算 4

2.5 构件截面初定 5

3.刚架内力计算 6

3.1 矩阵位移法计算刚架内力（恒） 6

3.1.1  结构标识 6

3.1.2  建立节点位移向量和节点力向量 7

3.1.3  计算单元刚度矩阵 8

3.1.4  形成总刚度矩阵和总刚度方程 12

3.1.5  建立结构刚度矩阵和结构刚度方程 12

3.1.6  计算节点位移 13

3.1.7  计算杆端力 13

3.2 矩阵位移法计算刚架内力（活） 15

3.3 刚架内力计算结果 18

3.3.1  恒荷载 18

3.3.2  活荷载： 20

3.3.3  左风 22

3.3.4  右风 24

3.3.5  吊车荷载 26

3.4内力组合 31

3.4.1  内力组合工况 31

3.4.2  各截面内力值 31

3.4.3  内力组合 32

3.4.4  控制内力 33

4.刚架梁、柱截面验算 35

4.1 柱： 35

4.1.1  截面选择： 35

4.1.2  计算长度： 35

4.1.3  柱有效截面特征 36

4.1.4  强度验算 36

4.1.5  稳定验算 37

4.1.6  局部稳定验算 37

4.1.7  侧移 38

4.1.8  抗拔验算： 39

4.2 梁： 39

4.2.1  截面选择： 39

4.2.2  梁有效截面特征 39

4.2.3  强度验算 39

4.2.4  稳定验算 40

讨论： 41

4.2.5  局部稳定验算： 41

4.2.6  位移验算： 41

5.节点设计 42

5.1 B节点  梁柱连接 42

5.2 C节点  梁梁连接 43

5.3 A节点 （柱脚） 45

5.4 D节点 （牛腿） 46

6.吊车梁设计 49

6.1 内力计算 49

6.2 截面特性 49

6.3 强度计算 50

6.4 整体稳定验算 51

6.5 腹板加劲肋 51

6.6 支座加劲肋 51

6.7 焊缝计算 52

6.8 刚度验算 53

6.9 疲劳计算 53

7.檩条设计 54

7.1 檩条内力计算 54

7.2 截面选择 55

7.3 强度验算 56

7.4 稳定计算 56

7.5 变形计算 57

7.6 构造要求 57

8.墙梁设计 58

8.1 墙梁的荷载计算 58

8.1.1  柱距间墙梁 58

8.1.2  山墙部分墙梁 58

8.2 截面特性 59

8.3 强度计算 59

8.4 整体稳定计算 59

8.5 挠度计算 60

8.6 墙梁节点计算 60

9.抗风柱设计 62

9.1 荷载 62

9.2 内力 62

9.3 截面特性 65

9.4 强度计算 65

9.5 整体稳定计算 66

9.5.1  平面内稳定 66

9.5.2  平面外稳定 66

9.6 抗剪强度验算 67

9.7 刚度验算 67

10.地梁和基础设计 68

10.1 地梁设计 68

10.1.1  初选截面 68

10.1.2  荷载计算 68

10.1.3  计算简图 69

10.1.4  内力计算 70

10.1.5  承载力计算 71

10.2 基础设计 72

10.2.1  设计资料 72

10.2.2  荷载计算 73

10.2.3  验算地基承载力 74

10.2.4  基础设计 74

致谢 78

参考文献 79

附录2-1 80

附录2-2 81

附录2-3 82

附图目录 83