单程厂房设计.doc

图4.8钢架承受活荷载示意图 图4.9弯矩图（KN?m） 图4.10 剪力图（KN） 图4.11轴力图截面验算 刚架梁 梁截面初选 梁的经济高度： 由经验公式估算梁所需要的截面抵抗矩 。 容许最小高度： 由刚度条件决定，按容许挠度值()要求的最小高度为：取 （2）确定腹板厚度 按抗剪强度要求计算腹板所需的厚度为： =。 由经验公式确定的腹板厚度： 取 （3）确定翼缘尺寸 翼缘板面积： A=2 通常可按选择翼缘厚度， 取。 依据近似公式， ， 取。初选截面如图示图4.38钢架梁截面 （4）截面特性计算 （5）强度验算 控制截面的强度验算 取截面最不利组合 正应力： 剪应力： 2)抗剪承载力验算 当时， 抗弯承载力验算 由于，则 （6）整体稳定性验算 1） 平面内稳定 斜梁坡度为1：10，不超过1：5，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和平面外稳定，不计算平面内稳定。 2） 平面外稳定 钢梁平面外的计算长度取隅撑的间距即， 故取截面最不利组合 ——弯矩作用平面外，按轴心受压构件的稳定系数， ——参数，； ——等效弯矩系数，对于有侧移框架柱。 2）平面外稳定 柱间支撑布置如图示 图4.40 柱间支撑布置 上柱段计算长度 下柱段计算长度 上柱段 取—Ⅳ截面最不利组合 ——弯矩作用平面外，按轴心受压构件的稳定系数， 根据，b类截面查得； ——等效弯矩系数， ——均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数， 。 下柱段 取—Ⅰ截面最不利组合则 ——弯矩作用平面外，按轴心受压构件的稳定系数， 根据，b类截面查得； ——等效弯矩系数，； ——均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数，由近似公式得 局部稳定性验算 1）翼缘局部稳定 翼缘宽厚比 满足要求。 腹板局部稳定 上柱段腹板高厚比 下柱段腹板高厚比 （6）位移验算 最大侧移：，出现在牛腿截面处。 最大挠度：，出现在屋脊节点处.2牛腿节点 钢材采用，采用E43系列焊条，手工焊 5.2.1牛腿处荷载计算 ，惯性矩，截面抵抗矩，翼缘与腹板连接处“1”点的面积矩。 钢牛腿承担的荷载主要是吊车梁体系的自重以及吊车轮压，可得作用于牛腿处的剪力： 吊车梁； 最大轮压的最大反力，。 作用于牛腿根部的弯矩为： 。 .2.2 牛腿根部截面强度验算 牛腿根部与柱连接处截面 图5.3牛腿根部与柱连接 截面惯性矩： 上翼缘对中和轴的面积矩为： 1） 验算1点处正应力 ，满足要求。 2） 验算3点处剪应力 验算2点处折算应力 正应力为： 剪应力为： 折算应力为： 满足要求。 （一）前期设计上的控制 如何控制工程成本，充分发挥钢结构技术经济上的综合优势，工程前期的设计阶段是关键阶段，设计质量的好坏、设计是否优化对钢结构工程成本将产生直接的影响。 1材料选用 材料选择不同，钢结构用量不同，总成本不同，设计阶段合理选择材料，控制材料工程量，是控制工程成本的有效途径。由于钢材品种的增多，结构设计时可选择的构件形式很多，比如钢粱可采用等截面、变截面等形式，材质可采用Q235普碳钢，也可采用Q345低合金钢。设计时应尽可能采用高强度等级的材料，比如采用Q345钢比采用Q235钢就可节约钢材15％～25％。设计时还要选用经济截面型材，比如热轧H型钢、T型钢等，在某些情况下，采用热轧H型钢可能比采用焊接H型钢用钢量稍多，但从加工成本、施工进度等方面综合考虑，其成本可能更有优势。再以钢结构常用的彩钢板为例，彩钢板一般用于钢结构厂房屋面板和墙面板，有不同的板型、不同的板厚和不同的涂层，在形式上又分单层板、夹芯板、复合板等，其中保温层又有玻璃棉、岩棉、聚苯乙烯等类别及厚度的不同，这些不同都将造成材料成本价格的差异，从而影响钢结构工程的总成本。所以设计时要根据钢结构厂房性质、荷载情况、周边环境等因素综合考虑，合理选用板材，控制工程成本。 2.结构体系不同的结构体系和平、立面布置对工程成本的影响较明显。 在设计阶段只有根据建筑物的使用功能要求，确定合理的平、立面布置和结构体系，才能有效控制工程成本，做到经济适用。以门式刚架为例，门式刚架轻钢结构厂房设计，存在经济跨度和刚架最优间距，在工艺要求允许的情况下，尽量选择小跨度的门式刚架较为经济。一般情况下，门式刚架的最优间距为6m～9m，当设有大吨位吊车时，经济柱距一般为7m～9m,不宜超过9m，超过9m时，屋面檩条、吊车梁与墙架体系的用钢量也会相应增加，并不经济。 3.设计制度 为了实现在设计阶段的成本控制，有必要在设计部门推行以下制度。一是提高设计人员的素质，重视设计人员的继续教育和业务 知识的更新培训。同时，要强调技术与经济相结合，设计中注重设计价值，要做多方案比较，把控制工程成本放到重要位置。二是在设计中引进竞争机制，进行设计招标，开展方案优化竞