单层钢结构厂房毕业设计计算书

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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。

二零零八年六月十日

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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，fak170kPa，可不考虑地下水的影响。2.6度抗震，近震，Ⅱ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。 5.屋面活荷载标准值0.7KN/m2。

6.材料：屋架和柱：Q235、Q345，基础：C10、C20、C25，钢筋：Ⅰ、Ⅱ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。

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图1.1 总平面图

2建筑方案设计说明

1.柱网布置

根据设计任务书基本数据，布置柱网，柱网应满足以下的要求：（1）符合国家规范《厂房建筑模数协调标准》；

（2）满足生产工艺的要求，柱的位置应与地上、地下的生产设备后工艺流程相配合，还应考虑生产发展和工艺设备更新问题；

（3）满足结构要求，为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，尽可能将柱布置在统一的横向轴线上；

（4）符合经济合理的要求，柱的纵向间距同时也是纵向构件的跨度，它的大小对构件的重量影响很大，厂房的柱距增大，可使柱的数量减少、总重量随之减少，同时也可减少柱基础的工程量；

（5）符合柱距规定要求，对厂房横向，当厂房跨度小于等于18m时，

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其跨度宜采用3m的倍数；当厂房的跨度大于18m时，其跨度宜采用6m的倍数。

根据以上原则，该厂房柱网布置采用（跨度柱距）30m6m的布置方案。 2.屋面材料

该普通机加工厂房在南方某地，冬季设计温度为0℃，屋面采用轻质屋面板（压型钢板），屋面坡度为1/3。屋面设计采用压型钢板作为屋面材料的有檩屋盖体系，该方案能够有效减轻结构自重，加快施工速度，能有效的传递屋面荷载，提高屋面整体刚度、便于铺设保温、隔热、隔音等材料。 3.屋架体系

根据设计任务书要求采用三角形钢屋架，三角形屋架适用于陡坡屋面的有檩屋盖体系。屋架与柱铰接，房屋的横向刚度较低。从受力角度考虑，腹杆的布置采用芬克式。

4.吊车和吊车梁

该厂房每个车间设两台30/5吨中级工作制桥式吊车，吊车参数查阅大连重工集团吊车数据资料。因吊车吨位较小，所以采用焊接工字形吊车梁。该厂房的吊车梁直接参阅相关图集，不需另行计算。 5.柱的设计

根据设计要求采用焊接工字形实腹式柱。选择柱截面时，考虑以下几个原则：

（1）面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；

（2）使两个主轴方向等稳定性，以达到经济的效果；（3）便于和其他构件进行连接；

（4）尽可能构造简单，制造省工，取材方便。 6.基础设计

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根据厂房结构上部荷载和柱网（30m6m）布置情况，采用C20钢筋混凝土柱下基础。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，fak170kPa，

可不考虑地下水的影响，计算确定基础埋深和尺寸。 7.支撑系统

单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑、垂直支撑及纵向水平系杆、天窗架支撑。可以保证结构的空间整体性；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，减少弦杆在屋架平面外的计算长度，保证受压弦杆侧向稳定，并使受拉下弦杆不会在某些动力作用下产生过大振动，承担和传递水平荷载；保证结构安装时的稳定与方便。柱间支撑的作用是：组成坚固的纵向构架，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；可作为框架柱的框架平面支点，减少柱外框架平面的计算长度；柱间支撑的布置是减少支撑设在两端时不产生很大的温度应力，而对厂房的刚度又提高很多。综合以上特点，该厂房屋盖支撑系统选择横向水平支撑体系，柱间支撑选用十字交叉式支撑体系。 8.维护体系

该厂房采用压型钢板做墙体材料，通过螺栓与墙架梁进行可靠连接，形成一个能够传递竖向荷载和沿压型板平面方向的水平荷载的结构体系。通过理论分析和试验结果证明，压型钢板与周边构件进行可靠连接后，面内刚度很好，能传递纵横方向的面内剪力，使厂房结构简化，节约钢材，经济效益好。 9.变形缝

该厂房车间设计长度是72m，小于90m温度区段，不考虑设伸缩缝。由于结构简单，均匀对称，且地质条件较好，不考虑设沉降缝。 10.门窗布置

该厂房位于南方某地，应充分考虑车间的通风散热以及采光要求。

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初步设计4扇门，分别位于第③-④和⑧-⑨轴线间。两侧开窗，根据通风散热要求，采用双排钢侧窗，上部采用通风高侧窗，下部采用平开窗。其具体布置和选材查阅规范和计算确定。

3结构方案设计说明

3.1屋架设计

1.基本理论

该设计中，屋架为三角形钢屋架。对屋架中的各感杆件按造压弯和拉弯构件设计基本理论，主要验算杆件的强度、稳定性。对节点设计时，着重考虑使构件受力合理，焊缝满足强度要求等。 2.主要公式

强度验算：

MxNf AnxWnx平面内稳定性验算：

mxMx1Nf

NxAW(10.8)x11x'NEx平面外稳定性验算：

MNtxxf yAbW1xll0x[]，y0y ixiy刚度验算： x3.2排架计算

1.假定钢柱下端与基础刚结； 2.假定钢柱上端与屋架铰结； 3.假定屋架平面内刚度无穷大。

3.3实腹柱设计

1.计算要点

因荷载较小，采用实腹式柱。设计的主要内容包括：截面选择；强度验算；整体稳定性验算；刚度验算；牛腿及柱脚地板设计。依据现行

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《钢结构设计规范》（GB50017-2003）及钢结构手册设计。 2.主要公式：利用的公式与屋架设计中的相同。

3.4基础设计

1.计算要点

该厂房的基础形式采用钢筋混凝土柱下基础。根据所受荷载和基础的相关构造要求确定基础的尺寸。设计中计算了基础基础底面尺寸，验算了地基承载力和基础抗冲切承载力。 2.主要公式

地基承载力特征值：fafakb(b3)dm(d0.5) 基础长边弯矩： M1基础短边弯矩： M1

1pmaxp12la2bbc c2421pmaxp12bb2lac c242不得用于商业用途

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4结构计算

4.1檩条计算

屋盖材料为压型钢板，屋面坡度1/3（18.43），檩条跨度6m，于l/2处设一道拉条；檩距1.561m；压型钢板与屋架连接处采用叠置搭接，钢材Q235。

1.永久荷载

压型钢板自重 0.1KN/m2 檩条自重(包括拉条) 0.05KN/m2 合计 0.15KN/m2 2.可变荷载

活荷载或雪荷载 0.7KN/m2

选用斜卷边Z形冷弯薄壁型钢，型号为16060202.2mm，其力学特征为：

Wx142.66cm3,Wx240.42cm3,Wy18.91cm3,Wy211.34cm3 Ix1269.59cm4,ix6.76cm,iy1.94cm,22.11

1.檩条线荷载

pk0.150.71.5611.327KNm p1.20.151.40.71.5611.81KNm

pxpsin1.81sin3.680.116KNm pypcos1.81cos3.681.806KNm

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2.弯矩设计值

Mxpyl2101.80662106.5KNm

Mypxl2320.11662320.13KNm 3.强度计算

bt602.227.3,ht1602.272.7,截面上翼缘有效宽厚比b2t25.4, b255.88,应考虑有效截面；同时，跨中截面有孔洞的影响，为简化计算，

统一考虑0.9的折减系数，则有效净截面抵抗矩：

Wenx10.942.6638.29cm3,Wenx20.940.4236.38cm3

Weny10.98.918.02cm3,Weny20.911.3410.21cm3 屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转

M6xMy6.51060.1310

1W3enx1Weny138.29108.02103 153.6Nmm2205Nmm2MxMy6.51060.131062WW103enx2eny236.3810.21103 191.4Nmm2205Nmm2本工程风荷载较小，永久荷载与风荷载组合不起控制作用。4.连接螺栓计算对x1的弯矩设计值

M2x1pcosl101.81cos18.4362106.18KNm

支座处采用4M12普通螺栓连接，A1.13cm2,fbv130Nmm2，螺受的弯矩：

M4fb2vAx2y41301.131010025026.57KNmMx16.18KNm 满足强度要求。 5.挠度计算

偏于安全按两跨连续梁计算，跨内最大挠度为

11.327cos3.6860004vy1185206103269.59104 16.7mml20030mm不得用于商业用途

栓群可承仅供个人参考

6.构造要求

x60030088.8,y1.6200 6.761.94故檩条在平面内、外均满足要求。 7.拉条计算

qx1qsin1.810.3160.57KNm

RB1.25qx1l11.250.5732.14KN S17RB72.1414.96KN

S2S123.7KN 2sin拉条选用Φ12 ，A1.131cm2，每根拉条承载力：

N1.13110221524.3KN23.7KN,满足要求。

4.2屋架设计

厂房车间以长72m，跨度为30m，柱距为6m，每跨设两台30/5t中级工作制桥式吊车，屋架采用三角形钢屋架。从受力合理性考虑，其屋架形式选用弦杆较多的芬克式。钢材：Q235B钢；焊条E43型。

屋架采用三角形芬克式，跨度30 m，坡度i=1：3，屋架几何尺寸、节点编号、杆件编号如图4.1、4.2、4.3所示。

上下弦横向水平支撑和垂直支撑，在房屋两端布置；在屋架下弦设置三道通长水平系杆，以保持部分杆系的侧向稳定，支撑系统布置如图4.4所示。

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图4.1 屋架布置图

图4.2 屋架节点图

图4.3 杆件单元编号图

图4.4 屋架支撑系统布置图

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1.永久荷载（对水平投影面）

压型钢板自重 0.1KN/m2 檩条自重 0.05KN/m2 屋架及支撑自重 0.15KN/m2 合计 0.3KN/m2 2.可变荷载（对水平投影面）

活荷载或雪荷载 0.7KN/m2 3.风荷载

基本风压 0.35KN/m2 4.荷载组合

（1）恒荷载+活（或雪）荷载（2）恒荷载+半跨活（或雪）荷载（3）恒荷载+风荷载 5.上弦集中荷载

上弦荷载见图4.5、4.6

图4.5 全跨荷载布置图

图4.6 半跨活荷载布置图

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恒载 P11.20.31.561活荷载 P21.40.71.5616.上弦风荷载设计值 (1)风载体型系数

迎风面 s0.5

363.199KN 10368.078KN 10背风面 s0.4 取为-0.5计算 (2)上弦节点风荷载（见图4.7）

图4.7 风荷载布置图

W1.40.50.351.56162.294KN

1.内力计算

在上面单位荷载分别作用下，通过节点法、截面法计算屋架杆件的内力系数，因计算过程较为简单，不在计算书上体现。 2.内力组合

（1）恒荷载+活（或雪）荷载（2）恒荷载+半跨活（或雪）荷载（3）恒荷载+风荷载组合结果见表4.1

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表4.1杆件内力组合表

恒载及活荷载半跨活荷载风荷载内力组合(kN) 杆件杆件内力恒载内活荷载内内力半跨活载内力风载内恒载+恒载+半跨恒载+名称编号系数力(kN) 力(kN) 系数内力(kN) 系数力(kN) 活荷载活荷载风荷载 1 2 3 4 5 6 7 2+3 2+5 2+7 1 -24.56 -76.96 -206.73 -17.40 -151.52 22.40 51.39 -282.67 -227.46 -24.56 2 -24.48 -75.92 -203.94 -17.08 -148.73 22.40 51.39 -278.86 -223.65 -23.53 3 -24.41 -74.12 -201.15 -16.76 -145.95 22.40 51.39 -275.05 -219.84 -22.51 上弦4 -23.46 -73.14 -198.37 -16.44 -143.16 22.40 51.39 -271.24 -216.03 -21.49 6 -21.85 -71.21 -192.80 -15.81 -137.67 22.40 51.39 -263.62 -208.50 -19.44 7 -21.22 -69.80 -190.01 -15.50 -134.97 22.40 51.39 -259.81 -204.78 -18.42 8 -20.76 -68.78 -187.22 -15.18 -132.19 22.40 51.39 -256.00 -200.97 -17.39 9 21.50 71.98 195.93 16.51 143.77 -21.12 -48.45 267.91 215.75 23.53 下弦10 21.00 67.18 182.87 15.03 130.88 -19. -44.82 250.05 198.06 22.35 12 12.00 38.39 104.50 5.23 45. -10.06 -23.08 142.88 83.93 13 -0.95 -3.04 15.31 杆 11 18.00 57.58 156.74 11.23 97.79 -16.38 -37.58 214.33 155.37 20.01 -8.27 -0.95 -8.27 1.00 2.29 -11.31 -11.31 -0.75 杆 5 -23.12 -72.53 -195.58 -16.13 -140.46 22.40 51.39 -267.43 -212.31 -20.46 14 -1.91 -6.11 -16.63 -1.91 -16.63 2.00 4.59 -22.74 -22.74 -1.52 15 -3.80 -12.16 -33.09 -3.80 -33.09 4.00 9.18 -45.25 -45.25 -2.98 16 1.48 4.73 腹杆 17 3.00 9.60 12. 1.48 12. -1.58 -3.62 17.62 17.62 26.12 3.00 26.12 -3.16 -7.25 35.72 35.72 1.11 2.35 3.52 4.70 7.04 8.22 0.00 18 4.50 14.40 39.19 4.50 39.19 -4.74 -10.87 53.58 53.58 19 6.00 19.19 52.25 6.00 52.25 -6.32 -14.50 71.44 71.44 20 9.00 28.79 78.37 9.00 78.37 -9.48 -21.75 107.16 107.16 21 10.50 33.59 91.43 10.50 91.43 -11.06 -25.37 125.02 125.02 22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

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内力复核采用结构力学求解器求解，下面对此软件的研发及功能做简要介绍 1.简介

《结构力学求解器》(SM Solver) 版本 2.0由清华大学土木系结构力学求解器研制组研制，高等教育出版社发行结构力学求解器（SM Solver for Windows）是一个面向教师、学生以及工程技术人员的计算机辅助分析计算软（课）件，其求解内容包括了二维平面结构（体系）的几何组成、静定、超静定、位移、内力、影响线、自由振动、弹性稳定、极限荷载等经典结构力学课程中所涉及的一系列问题，全部采用精确算法给出精确解答。本软件界面方便友好、内容体系完整、功能完备通用，可供教师拟题、改题、演练，供学生做题、解题、研习，供工程技术人员设计、计算、验算之用，可望在面向21世纪的教学改革中发挥其特有的作用。目前有两个版本：学生版和工程版。学生版解题规模有，最多80个单元。工程版解题规模无此，只受机器的内外存空间大小的。

求解器v2.0比v1.5更加精致、先进、方便、快捷、强健，同时不失其原有的小巧、简约、俭朴、平实。 2.求解功能

求解功能分为自动求解和智能求解两种模式。（1）自动求解模式:

平面体系的几何组成分析，对于可变体系，可静态或动画显示机构模态；

平面静定结构和超静定结构的内力计算和位移计算，并绘制内力图和位移图；

平面结构的自由振动和弹性稳定分析，计算前若干阶频率和屈曲荷载，并静态或动画显示各阶振型和失稳模态；

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平面结构的极限分析，求解极限荷载，并可静态或动画显示单向机构运动模态；

平面结构的影响线分析，并绘制影响线图。（2）智能求解模式:

平面体系的几何构造分析：按两刚片或三刚片法则求解，给出求解步骤；

平面桁架的截面法：找出使指定杆成为截面单杆的所有截面；平面静定组合结构的求解：按三种模式以文字形式或图文形式给出求解步骤。

另外，从v2.0开始，还有本地求解和远程求解两种求解方式。利用结构力学求解器v2.0版本建模计算杆件内力系数，模型及杆件单元编号如图4.8、4.9所示。

图4.8 屋架模型图

图4.9 杆件单元编号

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3.求解结果

（1）屋架全跨内力系数计算

在屋架全跨布置单位荷载如图4.10所示，上弦各节点施加单位荷载，两支座节点施加1/2单位荷载，计算结果如下。

图4.10 屋架全跨荷载模型图

-------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端内力值 ( 乘子 = 1)

-------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2 单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩 -------------------------------------------------------------------------------------------- 1 -23.7170824 0.00000000 0.00000000 -23.7170824 0.00000000 0.00000000 2 -23.40229 0.00000000 0.00000000 -23.40229 0.00000000 0.00000000 3 -23.0875104 0.00000000 0.00000000 -23.0875104 0.00000000 0.00000000 4 -22.7727244 0.00000000 0.00000000 -22.7727244 0.00000000 0.00000000 5 -22.4579384 0.00000000 0.00000000 -22.4579384 0.00000000 0.00000000 6 -22.1431524 0.00000000 0.00000000 -22.1431524 0.00000000 0.00000000 7 -21.82836 0.00000000 0.00000000 -21.82836 0.00000000 0.00000000 8 -21.5135804 0.00000000 0.00000000 -21.5135804 0.00000000 0.00000000 9 -21.5135804 0.00000000 0.00000000 -21.5135804 0.00000000 0.00000000 10 -21.82836 0.00000000 0.00000000 -21.82836 0.00000000 0.00000000 11 -22.1431524 0.00000000 0.00000000 -22.1431524 0.00000000 0.00000000 12 -22.4579384 0.00000000 0.00000000 -22.4579384 0.00000000 0.00000000 13 -23.32563 0.00000000 0.00000000 -23.32563 0.00000000 0.00000000 14 -23.4561177 0.00000000 0.00000000 -23.4561177 0.00000000 0.00000000 15 -23.40229 0.00000000 0.00000000 -23.40229 0.00000000 0.00000000 16 -23.7170824 0.00000000 0.00000000 -23.7170824 0.00000000 0.00000000 17 22.5000000 0.00000000 0.00000000 22.5000000 0.00000000 0.00000000 18 21.0000000 0.00000000 0.00000000 21.0000000 0.00000000 0.00000000 19 18.0000000 0.00000000 0.00000000 18.0000000 0.00000000 0.00000000 20 12.0000000 0.00000000 0.00000000 12.0000000 0.00000000 0.00000000 21 12.0000000 0.00000000 0.00000000 12.0000000 0.00000000 0.00000000 22 18.0000000 0.00000000 0.00000000 18.0000000 0.00000000 0.00000000 23 21.0000000 0.00000000 0.00000000 21.0000000 0.00000000 0.00000000

不得用于商业用途

仅供个人参考

24 22.5000000 0.00000000 0.00000000 22.5000000 0.00000000 0.00000000 25 -0. 0.00000000 0.00000000 -0. 0.00000000 0.00000000 26 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 27 -0. 0.00000000 0.00000000 -0. 0.00000000 0.00000000 28 -3. 0.00000000 0.00000000 -3. 0.00000000 0.00000000

29 -0. 0.00000000 0.00000000 -0. 0.00000000 0.00000000 30 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 31 -0. 0.00000000 0.00000000 -0. 0.00000000 0.00000000 32 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000 33 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000

34 3.00273570 0.00000000 0.00000000 3.00273570 0.00000000 0.00000000 35 4. 0.00000000 0.00000000 4. 0.00000000 0.00000000 36 4. 0.00000000 0.00000000 4. 0.00000000 0.00000000

37 3.00000000 0.00000000 0.00000000 3.00000000 0.00000000 0.00000000 38 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000 39 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000

49 -2.02017583 0.00000000 0.00000000 -2.02017583 0.00000000 0.00000000 50 -0. 0.00000000 0.00000000 -0. 0.00000000 0.00000000

51 10.5095749 0.00000000 0.00000000 10.5095749 0.00000000 0.00000000 52 9.00820710 0.00000000 0.00000000 9.00820710 0.00000000 0.00000000 53 6.007140 0.00000000 0.00000000 6.007140 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000 55 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000

56 3.00000000 0.00000000 0.00000000 3.00000000 0.00000000 0.00000000 57 4. 0.00000000 0.00000000 4. 0.00000000 0.00000000

58 5.03172727 0.00000000 0.00000000 5.03172727 0.00000000 0.00000000 59 3.04394093 0.00000000 0.00000000 3.04394093 0.00000000 0.00000000 60 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000 61 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000

（2）屋架半跨荷载内力系数计算

在屋架全跨布置单位荷载如图4.11所示，上弦各节点施加单位荷载，支座节点及屋脊节点施加1/2单位荷载，计算结果如下。

不得用于商业用途

仅供个人参考

图4.11 屋架半跨荷载模型图

-------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端内力值 ( 乘子 = 1)

17 16.5000000 0.00000000 0.00000000 16.5000000 0.00000000 0.00000000 18 15.0000000 0.00000000 0.00000000 15.0000000 0.00000000 0.00000000 19 12.0000000 0.00000000 0.00000000 12.0000000 0.00000000 0.00000000 20 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 21 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 22 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 23 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 24 6.00000000 0.00000000 0.00000000 6.00000000 0.00000000 0.00000000 25 -0. 0.00000000 0.00000000 -0. 0.00000000 0.00000000 26 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 27 -0. 0.00000000 0.00000000 -0. 0.00000000 0.00000000 28 -3. 0.00000000 0.00000000 -3. 0.00000000 0.00000000

不得用于商业用途

仅供个人参考

34 3.00273570 0.00000000 0.00000000 3.00273570 0.00000000 0.00000000 35 4. 0.00000000 0.00000000 4. 0.00000000 0.00000000 36 4. 0.00000000 0.00000000 4. 0.00000000 0.00000000

37 3.00000000 0.00000000 0.00000000 3.00000000 0.00000000 0.00000000 38 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000 39 1. 0.00000000 0.00000000 1. 0.00000000 0.00000000

40 6.007140 0.00000000 0.00000000 6.007140 0.00000000 0.00000000 41 9.00820710 0.00000000 0.00000000 9.00820710 0.00000000 0.00000000 42 10.5095749 0.00000000 0.00000000 10.5095749 0.00000000 0.00000000 43 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 44 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 45 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 46 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 47 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 48 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 49 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 50 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 51 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 52 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 53 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 55 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 56 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 57 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 58 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 59 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 60 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 61 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000

（3）风荷载内力系数计算

在屋架全跨布置单位荷载如图4.12所示，上弦各节点施加单位荷载，两支座节点及屋脊节点施加1/2单位荷载，计算结果如下。

不得用于商业用途

仅供个人参考

图4.12 屋架风荷载模型图

-------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端内力值 ( 乘子 = 1)

-------------------------------------------------------------------------------------------- 杆端 1 杆端 2 单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩 -------------------------------------------------------------------------------------------- 1 22.50077 0.00000000 0.00000000 22.50077 0.00000000 0.00000000 2 22.5020811 0.00000000 0.00000000 22.5020811 0.00000000 0.00000000 3 22.5035144 0.00000000 0.00000000 22.5035144 0.00000000 0.00000000 4 22.5049478 0.00000000 0.00000000 22.5049478 0.00000000 0.00000000 5 22.5063812 0.00000000 0.00000000 22.5063812 0.00000000 0.00000000 6 22.5078146 0.00000000 0.00000000 22.5078146 0.00000000 0.00000000 7 22.5092480 0.00000000 0.00000000 22.5092480 0.00000000 0.00000000 8 22.5106814 0.00000000 0.00000000 22.5106814 0.00000000 0.00000000 9 22.5106814 0.00000000 0.00000000 22.5106814 0.00000000 0.00000000 10 22.5092480 0.00000000 0.00000000 22.5092480 0.00000000 0.00000000 11 22.5078146 0.00000000 0.00000000 22.5078146 0.00000000 0.00000000 12 22.5063812 0.00000000 0.00000000 22.5063812 0.00000000 0.00000000 13 23.0877672 0.00000000 0.00000000 23.0877672 0.00000000 0.00000000 14 22.20607 0.00000000 0.00000000 22.20607 0.00000000 0.00000000 15 22.5020811 0.00000000 0.00000000 22.5020811 0.00000000 0.00000000 16 22.50077 0.00000000 0.00000000 22.50077 0.00000000 0.00000000 17 -21.1879157 0.00000000 0.00000000 -21.1879157 0.00000000 0.00000000 18 -19.6067769 0.00000000 0.00000000 -19.6067769 0.00000000 0.00000000 19 -16.4444993 0.00000000 0.00000000 -16.4444993 0.00000000 0.00000000 20 -10.1199440 0.00000000 0.00000000 -10.1199440 0.00000000 0.00000000 21 -10.1199440 0.00000000 0.00000000 -10.1199440 0.00000000 0.00000000 22 -16.4444993 0.00000000 0.00000000 -16.4444993 0.00000000 0.00000000 23 -19.6067769 0.00000000 0.00000000 -19.6067769 0.00000000 0.00000000 24 -21.1879157 0.00000000 0.00000000 -21.1879157 0.00000000 0.00000000 25 1.00000115 0.00000000 0.00000000 1.00000115 0.00000000 0.00000000 26 2.00000230 0.00000000 0.00000000 2.00000230 0.00000000 0.00000000 27 1.00000115 0.00000000 0.00000000 1.00000115 0.00000000 0.00000000

不得用于商业用途

仅供个人参考

28 4.00000460 0.00000000 0.00000000 4.00000460 0.00000000 0.00000000 29 1.00000115 0.00000000 0.00000000 1.00000115 0.00000000 0.00000000 30 2.00000230 0.00000000 0.00000000 2.00000230 0.00000000 0.00000000 31 1.00000115 0.00000000 0.00000000 1.00000115 0.00000000 0.00000000 32 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 33 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 34 -3. 0.00000000 0.00000000 -3. 0.00000000 0.00000000 35 -4. 0.00000000 0.00000000 -4. 0.00000000 0.00000000 36 -4. 0.00000000 0.00000000 -4. 0.00000000 0.00000000 37 -3. 0.00000000 0.00000000 -3. 0.00000000 0.00000000 38 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 39 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 40 -6. 0.00000000 0.00000000 -6. 0.00000000 0.00000000 41 -9. 0.00000000 0.00000000 -9. 0.00000000 0.00000000

42 -11.07806 0.00000000 0.00000000 -11.07806 0.00000000 0.00000000 43 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 0.00000000 44 1.00000115 0.00000000 0.00000000 1.00000115 0.00000000 0.00000000 45 2.00000230 0.00000000 0.00000000 2.00000230 0.00000000 0.00000000 46 1.00000115 0.00000000 0.00000000 1.00000115 0.00000000 0.00000000 47 4.00000460 0.00000000 0.00000000 4.00000460 0.00000000 0.00000000 48 1.018717 0.00000000 0.00000000 1.018717 0.00000000 0.00000000 49 2. 0.00000000 0.00000000 2. 0.00000000 0.00000000

50 1.00000115 0.00000000 0.00000000 1.00000115 0.00000000 0.00000000 51 -11.07806 0.00000000 0.00000000 -11.07806 0.00000000 0.00000000 52 -9. 0.00000000 0.00000000 -9. 0.00000000 0.00000000 53 -6. 0.00000000 0.00000000 -6. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 55 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 56 -3. 0.00000000 0.00000000 -3. 0.00000000 0.00000000 57 -4. 0.00000000 0.00000000 -4. 0.00000000 0.00000000 58 -5. 0.00000000 0.00000000 -5. 0.00000000 0.00000000 59 -3. 0.00000000 0.00000000 -3. 0.00000000 0.00000000 60 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000 61 -1. 0.00000000 0.00000000 -1. 0.00000000 0.00000000

不得用于商业用途

仅供个人参考

1.通过比较，两种计算方式结果非常接近，符合情况很好。以下计算采用手工计算结果。

2.两种计算方式产生差别的原因分析

（1）数据四舍五入产生误差。在手工计算过程中，由于计算量的原因，数据小数点位数不可能取得很大，在中间计算过程较多时，经过累计，就会使最后结果产生较大的误差。本设计中，角度的近似取舍产生的误差较大，在利用同济大学3D3S钢结构软件绘制屋架施工图时得到了充分体现。

（2）CAD标注精度误差，这一点与上一点关系密切，要减小这项误差，在绘图过程中应该将精度增大。

要减小两种计算结果的误差，可以采取的相应的措施。如提高手工计算精度，建模过程中角度的取值等。

端节间正弯矩

M10.8M00.8Pl43Pl0.811.9071.561

1040.84.4083.527KNM其余节间正弯矩及节点负弯矩

M20.6M00.64.4082.5KNM

1.上弦杆截面选择

上弦杆采用相同截面，以上弦杆最大轴力N1来选择

N1282.67KN,Mmax13.527KNm Mmax22.5KNm,loxloy400cm

选用截面┐┌ 907 截面几何特征：

不得用于商业用途

仅供个人参考

AAn24.6cm2,W1x76.57cm3

W2x29.07cm3,ix2.78cm,iy4.0

xl0x156.156.2,属b类截面 ix2.78yl0yiy156.165.4,属b类截面 4.0156110.1 90bt90712.90.58l0yb0.5822l0ytb901561272yz3.9(1)3.9155.0 42t18.6b718.690查表得：x0.827,y0.833

2EA22.0610524.6102N1439.6KN

1.1x21.156.22'Ex截面塑性发展系数x11.05,x21.2

（1）弯矩作用平面内的稳定验算

mxMx1NxAW(10.8N)x11x'NEx282.671030.82724.61020.853.527106

282.671.0576.5610.81439.6181.3Nmm2f0.95215204.3Nmm2故在弯矩作用平面内稳定。（2）弯矩作用平面外的稳定验算

b10.0017yfy23510.001739.02350.934 235NtxMx1282.671.00.853.527106yAbW1x0.83324.60.93476.57103

179.8Nmm2204.3Nmm21、2杆节间处：

Mx2N282.671032.5106Anx2Wxmin24.61021.229.07103

190.7Nmm2204.3Nmm2不得用于商业用途

仅供个人参考

故弯矩作用平面外稳定。 2.下弦杆截面选择

下弦杆采用相同截面，以下弦杆最大轴力N9来选择

NmaxN9267.91KN,l0x526.7cm,l0y658.4cm

选用截面┐┌ 705

AAn13.76cm2,ix2.16cm,iy3.16cm

xl0x526.7243.8[]400 ix2.16yl0yiy658.4208.4[]400 3.16Nmax267.91103194.7Nmm2204.3Nmm2 2An13.7610故强度满足要求。 3.腹杆截面选择（1）杆件13截面选择

N1311.31KN,ly0.9l0.95246.8cm

xl0x526.7243.8[]400 ix2.16yl0yiy658.4208.4[]400 3.16Nmax267.9110322 194.7Nmm204.3Nmm2An13.7610选用截面┌204

AAn1.46cm2,iy0.38cm

yl0yiy46.8123.8[]150,属b类截面 0.3846812.6 20bt20450.l0yb0.0.852040.85b4yzy(122)123.21128.0 22l0yt4694查表得：yz0.397

不得用于商业用途

仅供个人参考

11.31103195.1Nmm2204.3Nmm2 2yzA0.3971.4610N故强度满足要求。（2）杆件14截面选择

N1422.74KN,l0x0.8l0.810483.2cm,l0y104.0cm

选用截面┐┌254

AAn3.72cm2,ix0.74cm,iy1.38cm

xl0x83.2112.4[]150,属b类截面 ix0.74yl0yiy104.075.4150,属b类截面 1.38104024.1 25bt26.250.58l0yb0.580.47520.475b4yzy(122)75.4176.2 22l0yt10404查表得：x0.478,yz0.708

22.7410322 127.9Nmmf204.3Nmm2minA0.4783.7210N（3）杆件15截面选择

N1545.25KN,l0x0.8l0.8208166.4cm,l0y208.0cm

选用截面┐┌404

AAn6.17cm2,ix1.22cm,iy1.96cm

xl0x166.4136.4[]150,属b类截面 ix1.22yl0yiy208.0106.1150,属b类截面 1.96208030.2 40bt404100.58l0yb0.580.4754040.475b4yzy(122)106.11108.0 22l0yt20804查表得：x0.359,yz0.505

不得用于商业用途

仅供个人参考

45.25103204.3Nmm2f204.3Nmm2 2minA0.3596.1710N（4）杆件16截面选择

N1617.62KN,l0y1.5cm

选用截面┌254

AAn1.86cm2,iy0.48cm

yl0yiy1.5342.7[]150,属b类截面 0.48N17.6210322 94.7Nmm204.3Nmm2An1.8610故强度满足要求。（5）杆件17、18截面选择杆件17、18选为相同截面

NmaxN1853.58KN,l0x1.5cm,l0y329cm

选用截面┐┌254

AAn3.72cm2,ix0.74cm,iy1.38cm

xl0x1.5222.3[]400 ix0.74yl0yiy329238.4[]400 1.38Nmax53.58103144.6Nmm2204.3Nmm2 2An3.7210故强度满足要求。

（6）杆件19、20、21截面选择

杆件19、20、21选为相同截面

NmaxN21125.02KN,l0x329cm,l0y658cm

选用截面┐┌ 404

AAn36.17cm2,ix1.22cm,iy1.96cm

xl0x329269.8[]400 ix1.22不得用于商业用途

仅供个人参考

yl0yiy658335.7[]400 1.96Nmax125.02103202.6N/mm2204.3N/mm2 2An6.1710故强度满足要求。（7）杆件22截面选择

N0KN,l00.9l0.9395355.5cm

选用截面┘┌504

AAn7.794cm2,iy1.94cm

yl0355.5183.2200 iy1.94长细比满足要求。

将以上计算结果汇总列表如表4.2所示

表4.2 屋架杆件截面选用表杆件名杆件编内力截面规格 (mm) A cm2 KN x yz  min  NminA f 称号上弦杆下弦杆 9 326.4 1 -351.7 ┐┌907 24.6 56.2 55.0 150 0.827 — 183.1 ┘└705 13.76 243.8 208.4 400 — 194.7 — 204.3 13 -11.31 ┌204 14 -22.74 ┐┌254 腹杆 15 -45.25 ┐┌404 16 18 17.62 └254 53.58 ┐┌254 1.46 3.72 6.17 1.86 6.18 7.8 128.0 112.4 76.2 150 0.397 150 0.478 — — — 94.7 144.0 202.6 — 195.1 127.9 204.3 — — — — 136.4 108.0 150 0.359 0.48 400 — — — — 222.3 238.4 400 269.8 335.7 400 183.2 200 21 125.02 ┐┌404 22 0 ┘┌504 11.14

不得用于商业用途

仅供个人参考

1.支座节点“1”（如图4.13）

图4.13 支座节点详图

为了便于施焊，下弦肢背与支座底板顶面的距离取为125mm，螺栓用2M20。在节点中心线设置加劲肋，加劲肋高度与节点板高度相等。（1）支座底板的设计计算

支座反力：R811.911.20.31.40.70.746101.2KN 设ab120mm,a12a169.7mm,b1a1284.8mm

底板承压面积：An2402402022405052300mm2

R101.2103板下压应力：q1.93Nmm2

An52300b底板弯矩：10.5,查表得0.06

a1Mqa120.061.93169.723334.8Nmm2

支座底板厚度：t6Mf63334.82159.6mm,取12mm （2）加劲肋与节点板连接焊缝

假设一块加劲肋承受屋架支座反力的1/4，则焊缝受剪力、弯矩为：

V11R101.225.3KN 44120201265KNm 2M25.3设焊缝 hf6mm,lw1602022hf108mm 焊条应力为：

不得用于商业用途

仅供个人参考

V6M220.7hlfw20.7fhflw22225.310361265103 220.7610820.71.22610869.4N/mm2ffw160N/mm22焊缝强度满足要求。 (3)支座底板连接焊缝

假设焊缝传递全部支座反力R101.2KN，设hf10mm，则

lw2(2402hf)4(1204102hf)808mm

R101.2103f0.7fhflw0.71.2288.818.3N/mm2ffw0.95160152N/mm2(4)上弦杆与节点板的连接计算 ①槽焊缝验算

节点板和上弦角钢肢背采用槽焊缝连接，假定槽焊缝只承受屋面集中荷载P，节点板与上弦角钢肢尖采用双面角焊缝连接，承担上弦内力差N，节点“1”槽焊缝hf0.5t14mm，则lw52024510mm

P11.91103f20.7hflw20.745124.2N/mm2ffw152N/mm2

可见，塞焊缝一般不控制，仅需验算肢尖焊缝。 ②肢尖焊缝验算：

上弦采用等边角钢，肢尖角焊缝焊脚尺寸hf25mm，则

lw5202hf2510mm

上弦杆内力N282.67KN，偏心距e=65mm

6M6282.6710365f60.6N/mm2 2220.7hf2lw20.75510N282.67103f79.2N/mm2

20.7hf2lw20.75510不得用于商业用途

仅供个人参考

f60.6222w2 79.293.5N/mmf152N/mmff1.22f2.上弦节点“2”

节点板与上弦的连接焊缝：节点板与上弦角钢肢背采用槽焊缝，假定槽焊缝只承受屋面集中荷载P，P11.91KN，与肢尖采用双面角焊缝，承受上弦内力差N。节点“2”槽焊缝不控制，仅需验算肢尖焊缝。上弦采用等边角钢，肢尖角焊缝焊脚尺寸hf25mm，则lw1002hf290mm 上弦杆内力差N287.68276.868.81KN，偏心距e=65mm

226M68.8110365f60.6N/mm2 2220.7hf2lw20.7590N8.81103f14.0N/mm2

20.7hf2lw20.7590f60.6222w2f14.051.6N/mmff152N/mm

1.22f肢间焊缝满足要求。 3.上弦节点“5” （如图4.14）

因为上弦杆间内力相差不大，节点板的尺寸大，故不需要验算。

图4.14 节点5详图

不得用于商业用途

仅供个人参考

4.屋脊节点“9”（如图4.15）

图4.15 屋脊节点详图

屋脊节点荷载P，P11.91KN，假定由角钢肢背塞焊缝承受，同上按构造要求考虑，即可满足。上弦杆件与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为：

'lwN2hf40.7hfffw256.024，

40.740.95160158.4mm取160mm，采用拼接角钢长：l216010330mm，实际取拼接角钢总长为350mm，上弦杆与节点板的连接焊缝按肢尖焊缝承受上弦杆内力的15%计算，角钢肢尖角焊缝的焊脚尺寸hf24mm，则角钢肢尖焊缝计算长度：

lw3203.162410320mm， 3N15%25638.4KN,e65mm

6M638.4103652 f20.9N/mm2220.7hf2lw20.75320N38.4103f17.1N/mm2

20.7hf2lw20.75320不得用于商业用途

仅供个人参考

f20.9222w2 17.124.2N/mmf152N/mmff1.22f肢间焊缝满足要求。

5.下弦跨中节点“21” （如图4.16）

图4.16 下弦跨中节点详图

拼接角钢与下弦杆用相同规格，选用 ┘└705，拼接角钢与下弦杆的角焊缝的焊角尺寸采用hf4mm，下弦杆与拼接角钢之间在接头一侧的焊缝长度为：

'lwN2hfw40.7hfff13.761020.9521524 40.740.95160173mm取175mm，拼接角钢长度l217510360mm，下弦杆与节点板的连接焊缝按杆件内力的15%计算，设肢背焊缝的焊脚尺寸hf4mm，得焊缝长度为：

l'w10.70.15142.881032425.6mm 20.740.951600.30.15142.88103247.5mm 20.740.95160设肢尖焊缝的焊脚尺寸hf4mm，得焊缝长度为：

l'w2由以上计算可知，下弦角钢与节点板的焊缝长度按构造要求确定，取

100mm。

不得用于商业用途

仅供个人参考

4.3横向排架计算

1、单层双跨钢结构厂房，总长72m，跨度30m，柱距6m，柱顶与屋架铰接，柱脚与基础刚接。

2、每跨内设2台30/5吨中级工作制桥式吊车，选用大连重工集团DSQD型30/5吨桥式吊车。吊车梁采用国家建筑标准设计图集SG520-1~2中的GDL6-4。

3、墙体材料：标高1.2m以下采用多孔砖，1.2m以上采用压型钢板。 4、主要结构构件采用Q235-B钢，焊条采用E43型。

横向排架计算简图如图4.17所示

横向排架计算单元如图4.18所示

不得用于商业用途

仅供个人参考

图4.18 横向排架计算单元

1.边柱（中柱）

1111上柱截面： h~Hu~1800225~1mm

811811b0.45~1.0h74~225mm

1111下柱截面： h~H~9500594~792mm

12161216b0.4~0.55h238~436mm

2.柱截面选择

综合上面计算结果、屋架安装、天沟排水等因素，选择情况如下（1）边柱（见图4.19）

图4.19 边柱截面尺寸

上柱：A251.6226.81.0106.8cm2 Iu1(253032426.83)11752cm4 12下柱：A3522561.0196cm2

不得用于商业用途

仅供个人参考

Il比值：n1(3560334563)132421cm4 12Iu11752H1.80.134,u0.19 Il132421H9.5（2）中柱（见图4.20）

图4.20 中柱截面尺寸

上柱：A3522461.0186cm2 Iu1(3550334463)88798cm4 12下柱：A4022661.0226cm2 Il比值：n1(4070339663)2071cm4 12IuH887981.80.425,u0.19 Il2071H9.5

1.恒荷载

（1）屋架结构自重

压型钢板自重 0.1KN/m2 檩条自重 0.05KN/m2 屋架及支撑自重 0.15KN/m2 合计 0.3KN/m2

则作用在横向平面排架一端柱顶的屋盖结构自重为

G11.20.312625.9KN e10(屋架支座与上柱中心线重合)

不得用于商业用途

仅供个人参考

(2)柱自重 1）边柱

上柱：G21.278.50.010681.81.81KN e2hlhu600300150mm 2222下柱：G31.278.50.01967.714.22KN e30 2）中柱

上柱：G21.278.50.01861.83.51KN e2hlhu700500100mm 2222下柱：G31.278.50.02267.716.39KN e30 (3)吊车梁及轨道自重

吊车梁选用国家建筑标准设计图集SG520-12中的GDL6-4，自重5kg,轨道选用38kg/m。

G41.2(0.50.038)6109.8KN

2.活荷载

Q11.40.761270.56KN

3.吊车荷载

由大连重工DSQD型桥式吊车数据表查得

Pmax,k77KN,Pmin,k34KN,B4770mm,K4000mm

根据B与K及反力影响线，可算得与各轮对应的反力影响线竖标（见图4.21），于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载

DmaxQPmax,kyi0.91.477(10.870.210.27)

227.6KNDmaxPminDPmaxmax34227.6100.5KN 77不得用于商业用途

仅供个人参考

e4750300450mm（边柱） e4750mm（中柱）

图4.21 吊车荷载及反力影响线

作用于每个轮子上的吊车水平制动力设计值

11Tk（m2Q）g0.12(1.6985)102.01KN

44—吊车横向水平荷载系数，本工程取为0.12

TmaxTkDPmax,kmax2.01227.65.94KN 77其作用点到柱顶的垂直距离

yHuhe18004501350mm（he为吊车梁高）

y13500.75 Hu18004.风荷载

该地区基本风压00.35KNm2，对于大城市市郊，风压高度变化系数z按B类地区考虑，对q、q'按柱顶标高8.5m考虑，查《荷载规范》得z=1.0；风荷载体型系数z的分布如图4.22所示

图4.22 风荷载体型系数

不得用于商业用途

仅供个人参考

FwQs1s2s3s4hz0B1.40.013.951.00.3560.11KN

qQs1z0B1.40.81.00.3562.35KNm q'Qs2z0B1.40.41.00.3561.18KNm

1.恒荷载作用（1）在G1作用下

M11G1e10KNm

M12G1e225.90.153.9KNm

已知n=0.134, =0.19

1112110.19213n30.134C11.77

112213110.1931n0.1343C2212310.1921.17 11212110.1921n0.134故在M11,M12作用下不动铰支承的柱顶反力

R11C1M110KN HR12C2M123.91.170.48KN H9.5因此在M11,M12共同作用下不动铰支承的柱顶反力

R1R11R1200.480.48KN

相应的弯矩如图4.23a所示（2）在G2作用下

M22G2e21.810.150.27KN

相应的弯矩如图4.23b所示（3）在G4作用下

不得用于商业用途

仅供个人参考

M44G4e49.80.454.41KN

相应的弯矩如图4.23c所示，将图4.23a、b、c的弯矩图叠加，得在G1、

G2、G3和G4共同作用下的恒荷载弯矩图（4.23d），相应的轴力图如图

4.23e所示。B柱在对称恒荷载作用下只承受轴力作用，轴力N图如图4.23f所示。

2.屋面活荷载作用下

Q1与G1同为对称荷载，且作用位置相同，仅数值大小不同。故由G1的内力图按比例求得Q1的内力图。

RQ1R1Q170.560.731.99KN G125.9相应的M图和N图如图4.24a、b所示。同理，B轴在活荷载作用下只受N，N图如图4.24c所示。

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

图4.23 恒荷载作用下的内力图

(a) (b) (c)

图4.24 活荷载作用下的内力图

不得用于商业用途

仅供个人参考

3.吊车荷载（考虑厂房整体空间工作）

厂房总长72m，跨度30m，吊车起重量为30/5t，厂房空间作用分配系数=0.85

（1）吊车垂直荷载作用下

Dmax作用在A柱的情况

VAmax0.52MDmaxMDminheH0.45 9.5 0.520.85227.60.450.85100.50.45 3.7KNVBmax0.5MDmax2MDminheH0.45 9.5 0.50.85227.60.7520.85100.50.75 5.49KNDmax作用在B柱的情况

V'Bmax0.52MDmaxMDminheH0.45 9.5 0.520.85227.60.750.85100.50.75 6.17KNV'Amax0.5MDmax2MDminheH0.45 9.5 0.50.85227.60.4520.85100.50.45 3.3KN相应的弯矩图分别如图4.25a、b所示。

(a) (b)

图4.25 吊车垂直荷载作用下的内力图

不得用于商业用途

仅供个人参考

（2）吊车水平荷载作用下

1）Tmax从左向右作用在A、B柱的情况，柱顶剪力可按下列公式计算：

VTAVTB1C5Tmax

当y0.7Hu时

0.2430.24322.13122.10.190.1931n0.1340.77 C5112131210.1931n0.134当y0.8Hu时

0.1120.11222.430.422.40.190.1930.4n0.1340.74 C5112131210.1931n0.134本设计y0.75Hu，用内插法求得

C50.770.770.740.050.755 0.1VTAVTB(1)C5Tmax(10.85)0.7555.94 0.67KN相应的弯矩图如图4.26a所示。

2）Tmax从右向左作用在A、B柱的情况，柱顶剪力可按下列公式计算：

VTAVTB1C5Tmax

当y0.7Hu时

0.2430.24322.13122.10.190.1931n0.4250.8 C5112131210.1931n0.425当y0.8Hu时

0.1120.11222.430.422.40.190.1930.4n0.4250.77 C5112131210.1931n0.425不得用于商业用途

仅供个人参考

本设计y0.75Hu，用内插法求得

C50.80.80.770.050.785 0.1VTAVTB(1)C5Tmax(10.85)0.7855.94 0.7KN相应的弯矩图如图4.26b所示。

(a) (b)

图4.26 吊车水平荷载作用下的内力图

4.风荷载

（1）风从左向右吹 1）计算剪力分配系数

Hu1.80.19 H9.5Iu117520.134 Il132421nAnCnBIu887980.425 Il2071由公式C03计算得： 1131nC0=2.87（A、C柱），C0=2.97（B柱）

3Hl3Hl39Hl AC0.26310EcIlC0Ec1.324211092.87Ec3Hl3Hl39Hl B0.16110EcIlC0Ec20711092.97Ec不得用于商业用途

仅供个人参考

剪力分配系数

109Eci0.263Hl3AC0.28 9110910Ec0.26320.1613iHl1B10.2820.44 2）计算各柱顶剪力

先分别计算Fw,q1,q2作用下的内力，然后进行叠加。

113141310.1941n0.134 C110.36

118131210.1931n0.134①在q1作用下，A支座反力

RAq1HC112.359.50.368.04KN ②在q2作用下，C支座反力

RCq2HC111.189.50.364.04KN

③求各柱顶剪力

VAARAFwRCRA0.288.040.114.048.044.63KN

VBBRAFwRC0.448.040.114.045.36KN

VCCRAFwRCRC0.288.040.114.044.040.63KN 各柱计算简图与弯矩图如图4.27a、b所示

(a) (b)

图4.27 风荷载作用下的计算简图及内力图

不得用于商业用途

仅供个人参考

（2）风从左向右吹

在这种情况下，结构对称、荷载方向相反，故受力与风从左向右吹相反。

由于本设计结构对称，故只需对A、B柱进行最不利内力组合，其步骤如下：

1.确定需要单独考虑的荷载项目。本工程为不考虑地震作用的两跨排架，共有八种需要单独考虑的荷载项目。

2.将各种荷载作用下设计控制截面（1-1，2-2，3-3）的内力M、N（3-3截面还有剪力V）填入组合表（表4.3），填表时注意有关内力符号的规定。

3.根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的内力的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均乘以0.85的组合系数。排架柱全部内力组合计算结果列入表4.3。

不得用于商业用途

仅供个人参考

表4.3 排架柱内力组合表

恒荷载柱号截面屋面活荷载吊车荷载风荷载内力组合 G1、G2G3、G4① Tmax Tmax Q1 Dmax Dmin 从左从右到右到左左风右风 Nmax及M、N项目 ①+②+ ③+⑥ ③+⑤ ①+②+ ③+⑤ Nmin及M、N项目 ①+0.85 （③+⑥+⑦） ①+⑦ Mmax及N、V组合值项目 ①+0.85 （③+⑥+⑦） ①+0.85 （③+⑤+⑧） ①+0.85 （②+③+⑤+⑦） ①+0.85 （③+⑤+⑦） ①+0.85 （③+⑥+⑧） ①+0.85 （②+③+⑥+⑧） ② 2.35 70.56 3 70.56 13.1 70.56 1.31 0 141.12 0 141.12 0 141.12 0 ③ -6.3 0 94.8 230.6 66.3 230.6 -3.5 -12.1 0 160.6 230.6 112.1 230.6 -6.17 ④ -5.9 0 39.3 102.1 13.9 102.1 3.3 -9.9 0 65.5 102.1 23.2 100.5 5.49 ⑤ 1.46 0 1.46 0 42 0 17.2 -1.46 0 -1.46 0 -42 0 17.2 ⑥ -1.41 0 -1.41 0 -41.8 0 -17.2 1.41 0 1.41 0 41.8 0 -17.2 ⑦ -4.98 0 -4.98 0 59.69 0 17.6 -10.37 0 -10.37 0 -.72 0 5.87 ⑧ -0.53 0 -0.53 0 -45.9 0 -12.09 10.37 0 10.37 0 .72 0 -5.87 组合值 -4.9 98.27 335.67 127.2 349. 15.29 组合值 -11.1223 26.71 82.3205 230.97 159.5765 304.166 29.0285 -19.4905 55.05 145.673 268.01 177.327 404.352 -25.0 １-１ A C 柱２-２３-３１-１Ｂ柱２-２３-３ＭＮＭＮＭＮＶＭＮＭＮＭＮＶ 0.86 27.71 1.1 37.51 4.8 51.73 0.48 0 .95 0 74.55 0 90.94 0 -10.2665 27.71 -3.88 37.51 .49 51.73 18.08 -19.4905 .95 10.37 74.55 .72 90.94 -5.87 ①+②+ 101.36 ①+⑦ ①+0.85 ①+②+ -12.56 ③+⑤ ③+⑥ ①+②+ ③+⑥ ①+②+ 161.01 443.27 153.9 459.66 -23.37 196.07 （③+⑤+⑦） ①+⑧ ①+⑧ 不得用于商业用途

仅供个人参考

4.4实腹式柱设计

1．边柱特征

（1）计算假定：柱子为单跨单层厂房边柱，上柱与屋架铰接，下柱与基础刚接。

（2）采用整体式柱脚，基础混凝土强度等级为C20。

（3）钢材采用Q235-B，钢柱主焊缝采用自动焊，手工焊焊条采用E43型。 2．内力情况

根据上面计算结果选用最不利组合如下：边上柱：N335.67KN,M101.36KNm 边下柱：N349.KN,M127.2KNm 中上柱：N443.3KN,M161.0KNm 中下柱：N459.7KN,M153.9KNm

1.截面特征

边柱截面特征见表4.4

表4.4 边柱截面特征

名称上柱下柱 A(cm2) 106.8 196 Ix(cm4) 17752 134221 Iy(cm4) 4196 14296 Wx(cm3) 1183 4414 Wy(cm3) 333.5 816.9 ix(cm) 12. 25.99 iy(cm) 6.25 8. 2.计算长度

（1）排架平面内计算长度H1x、H2x

上柱：N1335.67KN,H11.8m,I117752cm4 下柱：N2349.KN,H27.7m,I2132421cm4

k1I1H21324217.70.57 I2H1177521.8不得用于商业用途

仅供个人参考

1H1H2N1I21.8N2I17.7335.671324210.63

349.17752查表得计算长度系数2.，本设计为单跨单层厂房，采用非大型钢筋混凝土屋面板，无通长纵向水平支撑，查表得排架柱计算长度折减系数s0.8，则

下柱计算长度系数：2s0.82.2.03 上柱计算长度系数：122.033.2 10.63下柱计算长度： H2x2H22.037.715.6m 上柱计算长度： H1x1H13.21.85.8m （2）排架平面内外计算长度H1y、H2y

因在柱顶及上下柱交界处布置支撑，则上下柱在平面外计算长度为上柱： H1y1.8m，下柱：H2y7.7m 3.上柱截面验算（1）强度验算

查表得x1.05

MxN335.67103101.36106AnxWx106.81021.051183103 113.03Nmm2fy215Nmm2,满足（2）排架平面内稳定验算

H1x5.8m,'H1x58045[]150 ix12.2EA2206103106.8102N10722.9KN 221.1x1.145Ex上柱属b类截面，查表得x0.878,mx1.0

不得用于商业用途

仅供个人参考

NxAmxMxxWx10.8N'NEx355.67103 0.878106.81021.0101.36106

355.671.051183103110722.9121.7Nmm2fy215Nmm2排架平面内稳定。（3）排架平面外稳定验算

H1y1.8m,H1yiy18028.8[]150 6.25按b类截面，查表得y0.84 整体稳定性系数计算

28.82b1.071.071.050.6

44000234000y2fyb大于1，取b1.0计算

txMxN355.671031.01.0101.36106yAbW1x0.84106.81021.01183103

121.1Nmm2fy215Nmm2排架平面外稳定。（4）局部稳定性验算

计算应力梯度0

maxmin0NMxh0355.67103101.3610626834.5Nmm2 24AIx2106.81017752102NMxh0355.67103101.3610626832.1Nmm2 24AIx2106.81017752102maxmin34.532.10.071.6

max34.5h02682351600.5x25fy 腹板：tw10160.070.5452548.6翼缘：

b12552357.51313 t16fy不得用于商业用途

仅供个人参考

腹板及翼缘宽厚比均满足要求。 4.下柱截面验算（1）强度验算

查表得x1.05

MxN349.103127.2106AnxWx1961021.054414103 45.3Nmm2fy215Nmm2,满足（2）排架平面内稳定验算

H2x15.6m,'H2x156060[]150 ix25.992EA2206103196102N11069.3KN 221.1x1.160Ex上柱属b类截面，查表得x0.807,mx1.0

NxAmxMxxWx10.8N'NEx1.0127.2106

349.1.054414103111069.3349.103 20.8071961050.3Nmm2fy215Nmm2排架平面内稳定。（3）排架平面外稳定验算

H2y7.7m,H2yiy77090.2[]150 8.按b类截面，查表得y0.62 整体稳定性系数计算

90.22 b1.071.070.8850.6，取b0.885

44000234000y2fytxMxN349.1031.01.0127.210623AW0.885196101.0441410 y b1x61.4Nmm2fy215Nmm2排架平面外稳定。

不得用于商业用途

仅供个人参考

（4）局部稳定性验算

计算应力梯度0

maxmin0NMxh0349.103127.210656044.8Nmm2 24AIx219610132421102NMxh0349.103127.21065609.0Nmm2 24AIx219610132421102maxmin44.89.01.21.6

max44.8h0235561600.5x25fy 腹板：tw161.20.5602574翼缘：

b17552358.51313 t20fy腹板及翼缘宽厚比均满足要求。 5.牛腿设计

牛腿采用Q235B钢，截面尺寸选为2762001012，焊条为E43型，手工施焊，角焊缝焊角尺寸hf10mm，焊缝质量为三级。由于牛腿翼缘竖向刚度较差，不考虑其承担剪力，同时为了与牛腿工字型截面的传力方式一致，假定弯矩由牛腿翼缘与柱的连接焊缝承担，剪力由牛腿腹板与柱的连接焊缝承担。牛腿翼缘与柱连接采用对接焊缝连接，腹板与柱的连接采用角焊缝连接。牛腿截面如图4.28所示。

图4.28 牛腿截面示意图

不得用于商业用途

仅供个人参考

强度计算

F237.4KN,e150mm 作用于牛腿根部的M、N

MFe237.40.1535.61KN,V237.4KN 牛腿根部净截面面积

Anbf1t1bf2t2tshw7560mm2

上翼缘板中心至截面形心轴处的距离

y0.5tshw(hwt1)bf2t2(hw0.5t1)142.1mm2

An面积矩为

S0.5tsy0.5t1bf1t1y433638.17mm3 腹板中心距与y的距离

a0.5hw0.5t11.9mm

2净截面惯性矩

Int1bf1y2t2bf2y23tshw12tshwa2114447600mm4

净截面上、下抵抗矩

Wn1Wn2In772797.26mm3

y0.5t1In753416.84mm3

hwt10.5t2y下翼缘外边正应力

M47.26Nmm2 Wn2截面形心轴处的剪应力 VS.95Nmm2 Itw截面腹板下端抵抗矩

'Wn2In818039.39mm3

hw0.5t1y不得用于商业用途

仅供个人参考

下翼缘对形心轴的面积矩

S1t2bf2(hw0.5t10.5t2y)350171.41mm3

腹板下端正应力

1M2 43.53Nmm'Wn2腹板下端剪应力 1VS172.Nmm2 Itw截面形心轴处的剪应力

131133.13Nmm21.1f

22通过计算，牛腿各项指标满足要求。 6.柱脚设计（1）底板计算

底板采用Q235钢材，尺寸按照构造要求取为800mm550mm，作用于底板的内力

N349.9KN,M127.2KNm,V15.3KN

底板截面特征

A80554400cm2 bl255802W58667cm3

66底板边缘内力

maxminNM349.103127.210623.0Nmm 24AW4400105866710NM349.103127.210621.4Nmm 24AW4400105866710maxmin23.01.40.8Nmm2 2计算底板厚度，按四边支承板计算

a18001.45，查表得0.078 b1550不得用于商业用途

仅供个人参考

Mb120.0780.8550218876Nmm t6M61887622.95mm，取为25mm f215（2）柱脚锚栓计算

整体式柱脚每侧（受拉区）所需锚栓总有效面积根据柱脚底板下混凝土基础反力分布情况确定，按下列公式计算

MNa127.2106349.91032182 Ae629mmtfax140578式中a柱截面形心轴至柱脚底面受压区合力线之间的距离；

x锚栓轴线至柱脚底面受压区合力线之间的距离；

fat锚栓抗拉强度设计值。

选用Q235钢材，452的锚栓，A703.2mm2629mm2

基础混凝土强度等级为C20，查表得锚栓锚固长度为1040mm。

1.截面特征

中柱截面特征见表4.5

表4.5 中柱截面特征

名称上柱下柱 A(cm2) 186 226 Ix(cm4) 88798 2071 Iy(cm4) 14296 21339 Wx(cm3) 3552 5971 Wy(cm3) 816.9 1067 ix(cm) 21.85 30.41 iy(cm) 8.77 9.72 2.计算长度

（1）排架平面内计算长度H1x、H2x

上柱：N1443.3KN,H11.8m,I188798cm4 下柱：N2459.7KN,H27.7m,I22071cm4

k1I1H2887987.71.82 I2H120711.81

H1H2N1I21.8N2I17.7443.320710.35

459.788798不得用于商业用途

仅供个人参考

查表得计算长度系数2.46，本设计为单跨单层厂房，采用非大型混凝土屋面板，无通长纵向水平支撑，查表得排架柱计算长度折减系数

s0.8，则

下柱计算长度系数：2s0.82.461.97 上柱计算长度系数：121.975.63 10.35下柱计算长度： H2x2H21.977.715.2m 上柱计算长度： H1x1H15.631.810.1m （2）排架平面内外计算长度H1y、H2y

因在柱顶及上下柱交界处布置支撑，则上下柱在平面外计算长度为上柱： H1y1.8m 下柱：H2y7.7m 3.上柱截面验算（1）强度验算

查表得x1.05

MxN443.3103161106AnxWx1861021.053552103 67Nmm2fy215Nmm2,满足（2）排架平面内稳定验算

H1x10.1m,'H1x101046.2[]150 ix21.852EA2206103186102N17699.3KN 221.1x1.146.2Ex上柱属b类截面，查表得x0.873,mx1.0

NxAmxMxxWx10.8N'NEx1.0161106

443.31.053552103117699.3443.3103 20.8731861071.4Nmm2fy215Nmm2排架平面内稳定。

不得用于商业用途

仅供个人参考

（3）排架平面外稳定验算

H1y1.8m,H1yiy18020.5[]150 8.77按b类截面，查表得y0.968 整体稳定性系数计算

20.52b1.071.071.060.6，大于1，取b1.0计算

y2fy44000234000NtxMx443.31031.01.016110623yAbW1x0.968186101.0355210

69.9Nmm2fy215Nmm2排架平面外稳定。（4）局部稳定性验算计算应力梯度0

6NMxh0443.310316110maxAI10288798104460265.5Nmm2 x2186minNAMxh0443.31031611060I218610288798104217.9Nmm2 xmaxmin65.517.9065.51.751.6

maxh0腹板：t4604823500.5x26.2w10fy 481.750.546.226.270.5翼缘：

bt1255167.513235f13 y腹板及翼缘宽厚比均满足要求。 4.下柱截面验算（1）强度验算

查表得x1.05

NMx459.7103A153.91062nxWx226101.055971103 44.9Nmm2fy215Nmm2，满足

不得用于商业用途

仅供个人参考

（2）排架平面内稳定验算

H2x15.2m,'H2x152050[]150 ix30.412EA2206103226102N18379.6KN 221.1x1.150Ex上柱属b类截面，查表得x0.856,mx1.0

NxAmxMxxWx10.8N'NEx1.0153.9106

459.71.055971103118379.6459.7103 20.8562261048.8Nmm2fy215Nmm2排架在平面内稳定。（3）排架平面外稳定验算

H2y7.7m,H2yiy77079.2[]150 9.72按b类截面，查表得y0.691 整体稳定性系数计算

79.22 b1.071.070.930.6，取b0.93

44000234000txMxN459.71031.01.0153.910623AW0.691226100.93597110 y b1xy2fy57.1Nmm2fy215Nmm2排架在平面外稳定。（4）局部稳定性验算计算应力梯度0

maxminNMxH0459.7103153.91066602 44.6Nmm24AIx2226102071102NMxH0459.7103153.91066602 4.0Nmm24AIx2226102071102不得用于商业用途

仅供个人参考

0maxmin44.66.01.091.6

max44.6h0235661600.5x25fy 腹板：tw161.090.5502567.4翼缘：

b20052359.751313 t20fy腹板及翼缘宽厚比均满足要求。 5.牛腿设计

牛腿采用Q235B钢，截面尺寸及假定与边柱牛腿相同。强度计算

F237.4KN,e400mm 作用于牛腿根部的M、N

MFe237.40.494.96KN,V237.4KN 牛腿根部净截面面积

Anbf1t1bf2t2tshw7560mm2

上翼缘板中心至截面形心轴处的距离

y0.5tshw(hwt1)bf2t2(hw0.5t1)142.1mm2

An面积矩为

S0.5tsy0.5t1bf1t1y433638.17mm3 腹板中心距与y的距离

a0.5hw0.5t11.9mm

2净截面惯性矩

Int1bf1yt2bf2y223tshw12tshwa2114447600mm4

净截面上、下抵抗矩

Wn1In772797.26mm3

y0.5t1不得用于商业用途

仅供个人参考

Wn2Inhtt753416.84mm3

w10.52y下翼缘外边正应力

M126.04Nmm2W n2截面形心轴处的剪应力 VSIt.95Nmm2 w截面腹板下端抵抗矩

W'Inn2y818039.39mm3h

w0.5t1下翼缘对形心轴的面积矩

S1t2bf2(hw0.5t10.5t2y)350171.41mm3

腹板下端正应力

1MW'116.08Nmm2 n2腹板下端剪应力 1VS1It72.Nmm2 w截面形心轴处的剪应力

222131171.18Nmm1.1f

通过计算，中柱牛腿各项指标满足要求。 6.柱脚设计（1）底板计算

底板采用Q235钢材，尺寸按照构造要求取为900mm600mm，板内力

N459.7KN,M153.9KNm,V23.4KN

底板截面特征

A906000cm2

不得用于商业用途

作用于底仅供个人参考

bl260902W81000cm3

66底板边缘内力

maxminNM459.7103153.91062.75Nmm2 24AW00108100010NM459.7103153.91061.05Nmm2 24AW00108100010maxmin22.751.050.8Nmm2

2计算底板厚度，按四边支承板计算

a19001.5，查表得0.081 b1600Mb120.0810.8600223328Nmm t6M62332825.5mm，取为30mm f215（2）柱脚锚栓计算

整体式柱脚每侧（受拉区）所需锚栓总有效面积根据柱脚底板下混凝土基础反力分布情况确定，按下列公式计算

MNa153.9106459.71032572 Ae383.9mmtfax140667式中a柱截面形心轴至柱脚底面受压区合力线之间的距离；

x锚栓轴线至柱脚底面受压区合力线之间的距离；

fat锚栓抗拉强度设计值。

选用Q235钢材，439的锚栓，A390mm2383.9mm2 基础混凝土强度等级为C20，查表得锚栓锚固长度为780mm。

不得用于商业用途

仅供个人参考

4.5基础设计

场地平整，场地地面层为0.5m左右的杂土，从上到下依次为淤泥0.5m，粘粒含量c8%的粉土厚5 m，16.5kN/m3；18.2kN/m3，fak170kPa，可不考虑地下水的影响。采用钢筋混凝土柱下基础，基础垫层混凝土选用C10、基础混凝土选用C20，钢筋为Ⅰ级。

1.底面尺寸确定（1）荷载计算

N349.9KN,M127.2KNm,V15.3KN

（2）截面确定

因地基承载力较好，考虑上部荷载及地下水情况，设基础埋深为-1.4m，浅基础宽度一般不超过3m，在计算地基承载力特征值时取3m计算。 m180.518.50.918.3KNm3

1.4fafakb(b3)dm(d0.5) 1801.618.3（1.4-0.5）206.3Nmm2

按轴心受压初步计算基础尺寸

AF349.91.96m2

fGd206.3201.4再按偏心受压计算基础面积，将基础面积比轴心受压增大20%，即

A'1.2A1.21.962.35m2

取b/l=0.6,算得b=1.2m,l=2.0m 2.地基承载力验算作用于基底的竖向力

FFγGAd349.9202.41.4417.1KN

不得用于商业用途

仅供个人参考

作用于基底的弯矩

MMVd127.215.31.4105.8KNm 基础底面抗弯刚度

bl21.22.02W0.8m3

66基底最大压力

pmaxFMAW417.1105.82306.3KNm 2.40.822pmax306.3KNm1.2fa1.2206.3247.6KNm，不满足要求。

重新确定基础尺寸，假定l=2.0m,b=1.8m,边柱基础平面图如图4. 29所示，则

图4.29 边柱基础平面图

作用于基底的竖向力

FFGAd349.9201.22.41.4430.5KN 作用于基底的弯矩

MMVd127.215.31.4105.8KNm 基础底面抗弯刚度

bl21.82.02W1.2m3

66不得用于商业用途

仅供个人参考

基底最大压力

pmaxFMAW430.5105.82207.8KNm

1.82.01.2基底最小压力

pminFMAW430.5105.8231.4KNm

1.82.01.2pmax1.2fa pminfa

11pmaxpmin207.831.4119.6KNm2fa206.3KNm2 22满足要求。 3.抗冲切验算

l2.0m,b1.8m,atac0.9m,bc0.65m

初步选择基础下阶高500mm, h0450mm

at2h00.920.451.8mb,取ab1.8m

amatab90018001350mm 22因基础偏心受压，pn取pmax 冲切力：

2lacbbcFlpmaxh0bh0222222.00.91.80.65207.80.451.80.45

22220.5KN抗冲切力：

0.7hpftamh00.71.01.11031.350.45467.8KN0.5KN抗冲切满足要求。 4.配筋计算

选用HPB235钢筋，fy210Nmm2

不得用于商业用途

仅供个人参考

（1）基础长边方向柱边净反力

p1pacminl2lpmaxpmin31.42.00.922.0207.831.4

159.3kPa悬臂部分净反力平均值

12p1maxp12207.8159.3183.5kPa 弯矩

Mp111pmax242lac22bbc124183.52.00.9221.80.65 39.3KNm钢筋面积

AM139.3106s0.9f450462.1mm2

yh00.9210计算钢筋截面面积小于按构造要求配筋面积，10@200(即1010)，As785mm2 （2）基础短边方向弯矩

M1pmaxp11242bb2c2lac124183.51.80.65222.00.9 49.5KNm钢筋面积

M149.5106As0.9fh582mm2

y00.9210450计算钢筋截面面积小于按构造要求配筋面积，10@200(即910)，As706.5mm2 不得用于商业用途

故按造构造配筋取

仅供个人参考

边柱基础配筋图如图4.30所示

图4.30 边柱基础配筋图

1.底面尺寸确定（1）荷载计算

N459.7KN,M153.9KNm,V23.27KN

（2）截面确定

因地基承载力较好，考虑上部荷载及地下水情况，设基础埋深为-1.4m，浅基础宽度一般不超过3m，在计算地基承载力特征值时取为3m计算。 m180.518.50.918.3KNm3

1.4fafakb(b3)dm(d0.5) 1801.618.3（1.4-0.5）206.3Nmm2

先按轴心受压初步计算基础尺寸

AF459.72.58m2

fGd206.3201.4再按偏心受压计算基础面积（单跨吊车作用下为偏心受压构件），将基础面积比轴心受压增大20%，即A'1.2A1.22.583.1m2取b=1.3m,l=2.4m

不得用于商业用途

仅供个人参考

2.地基承载力验算作用于基底的竖向力

FFGAd459.7201.32.41.47.1KN 作用于基底的弯矩

MMVd153.923.271.4186.5KNm 基础底面抗弯刚度

bl21.32.42W1.25m3

66基底最大压力

pmaxFMAW7.1186.52324.5KNm

1.32.41.2522pmax324.5KNm1.2fa1.2206.3247.6KNm，不满足要求。

重新确定基础尺寸，假定l=2.4m,b=1.8m, 中柱基础平面图如图4. 31所示，则

图4.31 中柱基础平面图

作用于基底的竖向力

FFGAd459.7201.53.01.4585.7KN 作用于基底的弯矩

MMVd153.923.271.4186.5KNm

不得用于商业用途

仅供个人参考

基础底面抗弯刚度

bl21.82.42W1.73m3

66基底最大压力

pmaxFMAW585.7186.52243.4KNm

1.82.41.73基底最小压力

pminFMAW585.7186.5227.8KNm

1.82.41.73pmax1.2fa pminfa

11pmaxpmin243.427.8135.6KNm2fa206.3KNm2 22满足要求。

3.抗冲切承载力验算

l2.4m,b1.8m,atac1.0m,bc0.7m

初步选择基础下阶高500mm, h0450mm

at2h01.020.451.95mb,取abb1.8m

amatab100018001400mm 22因基础偏心受压，pn取pmax 冲切力：

2lacbbcFlpmaxh0bh0222222.41.02.40.7243.40.451.80.45

222270.6KN抗冲切力：

0.7hpftamh00.71.01.11031.40.45485.1KN70.6KN 抗冲切满足要求。

不得用于商业用途

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4.配筋计算

选用HPB235钢筋，fy210Nmm2 （1）基础长边方向柱边净反力

p1pacminl2lpmaxpmin27.82.41.022.4243.427.8

180.5kPa悬臂部分净反力平均值

12pp1max12243.4180.5212kPa 弯矩

M11pmaxp1242la2c2bbc12242122.41.021.80.7 53.4KNm钢筋面积

AM10.9f53.4106s450628.1mm2

yh00.9210计算钢筋截面面积小于按构造要求配筋面积，10@200(即1210)，A2s942mm （2）基础短边方向弯矩

Mpmaxp111242bb2c2lac1242121.80.7222.41.0 62KNm钢筋面积

AM162106sf729mm20.9

yh00.9210450不得用于商业用途

故按造构造配筋取

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计算配筋面积大于按构造要求配筋面积，故按计算配筋。

As785mm2 10@170(即1010)，中柱基础配筋图如图4.32所示

图4.32 中柱基础配筋图

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结论

本科毕业设计历时两个半月，在这两个半月中，我能按照预期进度安排，按时按量的完成设计任务。设计初期，我复习了《结构力学》、《钢结构》、《钢筋混凝土》等知识，查阅了《钢结构设计规范》、《荷载规范》等规范。在设计中期，利用所学专业知识进行建筑、结构设计。设计后期，主要进行建施、结施图的绘制。设计期间得到了建筑工程学院诸多老师的指导和帮助，在此深表谢意。

毕业设计是对大学四年所学知识的综合应用，是理论联系实际的训练。通过毕业设计，我复习了以前在课堂上学习的专业知识，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。我深刻的认识到：作为工程师，应该具备严谨的科学态度，本着建筑以人为本的思想，力求做到安全、经济、实用、耐久、美观；设计过程中，应该严格按照建筑规范的要求，同时也要考虑各个工种的协调和合作，特别是结构和建筑的交流，结构设计和施工的协调。这就要求工程设计人员具备较高的综合素质，不仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾，同时也要考虑一些细节问题。在毕业设计的过程中，我深刻认识到规范是设计的航标，必须多思考、多体会。在以后的学习和工作中，要不断加强对规范的学习和理解，只有这样，才不会出现错误。

相互学习，注重交流。在设计过程中，我们遇到了很多问题，必须勤学好问，努力发挥集体的积极性和创造力，充分挖掘团队的潜力，这样才能提高工作效率。在工程实践上，必须集体的智慧和力量，因此我们应该注重团队精神的培养。

“养兵千日，用兵一时。”在毕业设计中，我为能用上四年所学而欣慰，同时我深深的感觉到了基础知识的重要性。专业课学习时，老是感觉所学知识与实际相差太远。这种急功近利的思想使自己对一些专业课的学习有所放松，在毕业设计的过程中，我深深的体会到了“书到用时方恨少”的含义。在以后的学习生活中切不可急于求成而忽略了夯实基础。“万丈高楼从地起”，切实做到理论联系实际，学以致用。

For personal use only in study and research; not for commercial use

毕业设计是本科教育非常重要的阶段，我初步掌握了建筑结构设计的基础理

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论、方法、步骤。在以后的学习生活中，我将加强专业知识的学习，争取早日成为一名优秀的工程师。在此再次感谢在毕业设计中指导帮助我的老师和同学。

谢辞

本设计的顺利完成，首先要感谢我的指导老师和辅导老师。他们学识渊博、治学严谨，平易近人，在他们的悉心指导中，我不仅学到了扎实的专业知识，也为以后的工作奠定了坚实的基础；他们严谨的治学态度，一丝不苟的工作作风和诲人不倦的育人精神让我受益菲浅。在设计的整个过程中，给予我精心的指导与帮助，为我们的设计付出了辛勤的劳动，倾注了大量时间和精力，在此向他们表示诚挚的敬意和衷心的感谢。

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感谢西南石油大学建筑工程学院所有曾经帮助过我的老师和同学，他们教授与帮助，使我获得了大量的知识，完成了学业，在此我深深地表示敬意和由衷的感激之情。

最后，我要感谢所有在论文撰写过程中给我以支持和帮助的老师、同学和朋友们。

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参考文献

[1]李必瑜主编.房屋建筑学.武汉：武汉理工大学出版社，2000 [2]魏明钟主编.钢结构（第二版）.武汉：武汉理工大学出版社，2002 [3]国家标准.钢结构设计规范（GB50017-2003）.北京：中国计划出版社，2003 [4]国家标准.建筑结构荷载设计手册（GB50017-2003）.北京：中国计划出版社，2003

[5]《轻型钢结构设计手册》编委会.轻型钢结构设计手册.北京：中国建筑工业出版社，1996

[6]《钢结构设计手册》编委会.钢结构设计手册（第三版）.北京：中国建筑工业出版社，2004

[7]夏志斌，姚谏编著.钢结构-原理与设计.北京：中国建筑工业出版社，2004 [8]《钢结构设计规范》编委会.钢结构设计新旧规范对照理解与应用实例.北京：中国建材工业出版社，2005

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[10]图集编委会.钢结构工程.北京：中国建材工业出版社，2004

[11]喻立安主编.建筑钢结构设计施工图集.北京：中国建筑工业出版社，1995 [12]侯兆欣，蔡昭君，李秀川主编.轻型钢结构建筑节点构造.北京：机械工业出版社，2004

[13]徐伟，宋康主编.建筑工程设计施工详细图集-钢结构工程.北京：中国建筑工业出版社，2000

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