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1、设计计算说明书一、 设计题目：某机加工车间设计二、 设计资料：1、 车间基本参数：某公司因生产需要，拟在济南郊区建设一座单层单跨机加工车间（设计使用寿命50年），车间建筑平面、剖面见下图 车间采用排架结构，下部为排架柱和钢筋混凝土独立基础，上部采用钢屋架结构，屋架与排架柱铰接。车间内设有一台A4工作制的软钩梁式吊车，屋架下弦距离牛腿顶面1.8m，轨道高度130mm。排架柱采用混凝土师实腹矩形，吊车梁采用H形截面吊车梁，抗风柱为矩形截面钢筋混凝土柱。车间屋面采用75mm厚彩色夹芯钢板，屋面檩天为卷不边C型钢（C.5），檩条间距约为1.5m。车间四周围护墙采用240mm厚砖墙，内外各抹灰20mm厚
2、，表面刷涂料，纵墙塑钢窗洞高1.8m，宽为2.4m，共上下两层。2、 车间荷载，材料自重，抗震设防等级屋面活荷载标准值：0.5KN/（不上人屋面，无积灰荷载）基本风压：0.45KN/基本雪压：0.30KN/屋面75mm厚夹芯钢板及檩条自重吧标准值：0.25KN/钢屋架及屋面支撑自重标准值：0.35KN/钢筋混凝土自重25KN/，砖及抹灰自重20KN/，回填土自重20 KN/抗震设防等级：6度3、 荷载组合钢屋架：为简化计算，屋面暂不考虑风荷载作用：首先计算一榀典型简支屋架的内力系数，然后计算在下述三种荷载标准值下的杆件内力：全跨永久荷载，全跨屋面活荷载，半跨屋面活荷载，然后进行内力组合。排架柱
3、：不考虑车间的空间作用，将钢屋架简化成刚度无穷大的水平横梁，两端与排架柱铰接，然后计算排架柱在各种荷载下的内力，最后进行内力组合。4、 地质情况经勘测地表土为人工填土1.2m厚，不宜作为天然地基土，建议全部挖除；其下为粘土，地基承载力特征值=200KPa,压缩模量=100MPa,适宜作为地基持力层，场地地下水静止水位埋深10.5m，可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀，最大冻土深度可按0,5m考虑。5、 主要钢件材料 钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋 混凝土:C20-C30 钢材：235-B或345-B6、 设计分组屋架形式采用三角形钢屋架：屋面坡度采用1/2.0
4、，吊车为A4软钩3t吊车，牛腿标高5.1m。三、 方案选择与布置1、 方案选择：由上述设计建筑平面图级剖面图知厂房为24m66m。横向柱距为6m，内墙由于建筑需要沿山墙内移500mm，由设计资料知厂房结构为排架结构。2、 屋架形式尺寸及支撑布置：屋架形式级尺寸见屋架计算部分，支撑布置如下图：支撑布置：厂房为66m，跨度为24m。有轻级工作制吊车及第一开间尺寸为5.5m，可在两端第二开间设置二道上弦横向水平支撑，并相应同时设置下弦横向水平支撑，并在同一屋架的跨径位置设置垂直支撑，上弦檩条可兼作系杆，故不另设，在下弦跨中央设置一道通长的柔性系杆，在厂房两端的第一开间下弦割舍三道刚性系杆。由于温度区
5、段长150mm，且设防裂度为6度，故仅在厂房中部设一道下层柱间支撑，同时上部设上层柱间支撑，上层柱间支撑还应与楼盖支撑同开间设置。四、 内力分析计算1、 屋架尺寸及形状檩条布置：根据设计容许檩距，强檩条布置于上弦节点上，同时还应设在节间点上，檩距为1,656m，檩条跨度为6度，由于4mL6m,在檩条跨中设置拉条。屋架尺寸：计算跨度,屋面倾角，屋面跨中高度，上弦总长度,节间长度，节间水平投影长度,檩条间水平投影长度屋架荷载计算：恒载屋面75mm厚芯钢板及檩条自重标准值为0.25 KN/ 钢屋架及屋面支撑自重标准值为0.35 KN/ 活载：取屋面活荷载及基本雪压的标准值较大者为0.50 KN/故：
6、作用在屋架上弦檩条处活荷载集中力标准值 作用在屋架上弦檩条处屋面板集中力标准值为 作用在屋架上弦节点处屋架恒重集中力标准值为 故作用在檩条处的荷载：恒载： 活载: 故作用在节点处的恒载标准值： 设计值：节点处的活载标准值：设计值：节点处荷载由可变荷载效应控制的组合：由永久荷载效应控制的组合：故节点处的荷载设计值为檩条处荷载设计值为节间荷载转化为节点荷载，产生弯矩弦杆在端处正弯矩弦杆中间点正弯矩及节点负弯矩为2、 屋架杆件内力计算分别对屋架施加半跨荷载求的各杆的内力系数：如下图名称杆件内力系数第一种组合第二种组合第三种组合最不利组合全跨1左半跨2右半跨3+上弦杆AB-7.826-5.590-2.
7、236-197.55-169.73-127.99-197.55BC-7.380-5.143-2.237-186.27-158.44-122.28-186.27CD-6.934-4.698-2.236-175.01-147.19-116.56-175.01DE-6.847-4.251-2.236-172.82-140.52-115.45-172.82下弦杆AH7.0015.0012.000176.71151.82114.48176.71HG6.0014.0012.000151.47126.58101.69151.47GF4.0002.002.00100.9676.0876.08100.96腹杆E
8、F0000000EI3.0023.002075.7775.7738.4275.77DI-0.894-0.8940-22.56-22.56-11.44-22.56CI1.0021.002025.2925.2912.8225.29CG-1.790-1.7900-45.18-45.1822.91-45.18CH1.0001.00025.2425.2412.8025.24IG2.0012.001050.5150.5125.6150.51BH-0.894-0.8940-22.56-22.56-11.44-22.563、 屋架杆截面选择：屋架钢材选用Q235-B钢，f=214N/,弦杆端节间最大内力为19
9、7.55KN，由焊接屋架节点上板厚度选用表，可选用屋架中间节点板厚度为6mm,支座节点板厚度为8mm。上弦杆：整个上弦杆不改变截面，按最大内力计算，,由于节点荷载F在上弦杆，应按压弯构件计算，整个上弦杆的弯矩图如下：弯矩作用平面内计算 侧向无支撑初选上弦杆截面为2L14010，如上图 ， ，查截面塑性发展系数 a.强度验算：正弯矩截:负弯矩截面： 均满足要求b.平面内稳定性验算：由图可知、上弦杆A-B的内力最大，最大正弯矩在节间，最大负弯矩在节点处，正弯矩使角钢水平边受压，；节点处最大负弯矩使角钢水平受拉，因所考虑的杆端相当于两端支撑构件，其上同时有端弯矩和横向荷载并使构件产生反向曲率情况，由规范查等效弯矩系数，按b类截面查表 欧拉临界力 AB杆;N=197.55KN，对单轴对称截面的压弯构件：