下载文档原格式
摘要本论文论述了单层钢结构厂房的焊接结构设计和焊接工艺的制作，针对跨度为24米的钢结构厂房，结合《钢结构设计手册》、《建筑结构载荷规范》等资料首先选择了结构整体用钢的型号然后进行了钢结构厂房整体平面结构的布置，起重机的型号选取，根据沈阳地区的自然情况对刚架结构进行了设计以及强度校核，选择了合适的柱脚和牛腿以及刚架柱与梁等节点，并且选取合适的柱间支撑和屋顶水平支撑等保证强度的维护体系，参照《GB985.1-2008》和《焊接手册》等资料选择了丝极埋弧焊和二氧化碳气体保护焊的焊接方法进行施工，并设计了坡口形式和尺寸等参数的焊接工艺，还叙述了钢结构厂房的现场施工工艺流程，和施工注意事项。
关键词：钢结构；钢结构厂房；埋弧焊AbstractThis paper discusses the structural design and welding process of welding of the singlelayer steel structure workshop production,for steel structure workshop of 24 span, first select the model of structural steel as a whole and the overall layout of the planar structure of the steel structure workshop, crane model selection, combined with "Steel Design Manual " , "construction structural load norms" and other information.Then combined with the nature of Shenyang, design and strength check of steel-framed structures, and select the appropriate level of support and roof support column ensuring the strength to maintain the system. Reference to " GB985.1 - 2008 " and "Welding Handbook" and other information,choose the arc welding and the Carbon dioxide gas shielded arc welding,and design the groove type and the size and other Welding parameters, it also describes the site of the steel plant construction process, and Construction Notes .Key words: steel structure; steel structure workshop; submerged arc welding目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本课题的研究内容及方案 (3)2 建筑结构布置设计 (4)2.1 建筑平面设计 (4)2.1.1 厂房平面形式的选择 (4)2.1.2 柱网的选择 (4)2.1.3 屋面维护体系选择 (5)2.1.4 定位轴线的确定 (5)2.2 建筑剖面设计 (5)2.2.1 柱顶标高的确定 (5)2.2.2 屋脊高度确定 (7)2.2.3 刚架结构形式的确定 (7)3 刚架内力计算 (8)3.1 刚架截面尺寸的确定 (8)3.2 材料的选择 (9)3.3 计算 (10)3.3.1 恒荷载标准值（对水平投影面） (10)3.3.2 活荷载标准值 (10)3.3.3 屋面荷载值 (10)3.3.4 风荷载标准值 (10)3.3.5 恒载作用内力计算 (12)3.3.6 活载作用 (14)3.3.7 风荷载作用 (15)3.3.8 起重机荷载作用 (22)4 刚架强度验算 (28)4.1 梁柱截面宽厚比验算 (28)4.2 梁的验算 (28)4.2.1 抗剪验算 (28)4.2.2 弯、剪、压共同作用下的验算 (29)4.3 柱的验算 (29)4.3.1 抗剪验算 (29)4.3.2 弯、剪、压共同作用下的验算 (29)4.3.3 整体稳定性的验算 (29)5 牛腿尺寸确定及验算 (32)5.1 牛腿尺寸 (32)5.2 验算 (32)6 焊接工艺 (34)6.1 材料焊接性分析 (34)6.2 焊接工艺的制定 (34)6.2.1 焊接方法的选择 (34)6.2.2 焊接材料的选择 (35)6.2.3 坡口形式及尺寸的选择 (35)6.2.4 焊接参数的选择 (35)6.2.5 焊接防止变形及矫正措施 (36)6.2.6 焊缝检测 (36)6.2.7 焊缝缺陷的补救 (37)6.3 施工流程 (37)6.3.1 下料切割 (37)6.3.2 钢结构的焊接 (37)6.3.3 除锈及涂装 (38)6.3.4 钢结构的安装 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录A：英文原文 (43)附录B：中文翻译 (51)附录C：焊接工艺卡 (57)1 绪论1.1 课题背景和意义被喻为“绿色工厂”的钢结构厂房体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。
![毕业设计(论文)-北京科兴生物有限公司办公楼钢框架建筑结构设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s1/m/f70d3528ce2f0066f53322fa.png)
目录一、设计任务书 (3)二、开题报告 (7)三、中文摘要 (15)四、英文摘要 (16)五、设计说明书 (17)1. 框架梁柱验算 (17) (25) (29) (31) (33) (33) (35) (39) (41) (46) (49)9．电算结果 (50)六、结束语 (52)七、附件八、图纸题目：北京科兴生物有限公司办公楼钢框架建筑结构设计适合专业：土木工程指导教师（签名）：提交日期： 2007 年 3 月 9 日题目：北京科兴生物有限公司办公楼钢框架建筑结构设计学院：土建学院专业：土木工程学生姓名：学号：03231268指导教师签名：审核日期：年月日中文摘要本文详细说明了工程的建筑设计和结构设计的过程。
建筑设计部分主要依据任务书基本要求进行平面、立面、剖面设计及柱网布置，并绘制建筑方案图。
结构设计部分,通过PKPM软件建立多层框架计算模型结合SATWE模块计算结构内力在保证安全的前提下,对初步选定的构件进行优化,利用SATWE得到的标准值进行内力组合,并对电算得到的内力结果进行手算校核。
对楼板、檩条、次梁、节点及基础手动设计。
利用天正、AutoCAD 等软件进行施工图的绘制。
关键词钢框架、PKPM软件、荷载组合、压型钢板非组合楼盖、节点、檩条、基础AbstractIn this paper, the process of architectural ＆structural design is discussed in details. In the part of architectural design, plane ＆ section plane design and layout of column grid are completed according to the assign-ment desires, and the architectural plans are drawn. In the part of structural design, multi-storey frame model is set up using the software of PKPM, and then the process of computing the internal force of structural is done in the SATWE module. Combination of load is done by hand using the characteristic value from SATWE. In order to ensure the safety, improving the member is required. It is necessary that the results of internal force by PKPM are checked by hand. Besides, floor slab, purlin, secondary bean, joint, and foundation are designed by hand. Shop drawings are finished through TArch6 and AutoCAD.Key words: steel frame, PKPM software, combination of load, steel deck reinforced incomposite slab, joint, purlin, Foundation五、设计计算书(1) 基本组合时的柱截面的验算： 1)A 、D 列(边)柱：图5-1 A 、D 列柱截面 ①截面特性：边柱截面特性200250914HW ⨯⨯⨯22A 0.921810m -=⨯， 34x I 0.10810m -=⨯， 44y I 0.36510m -=⨯ 33x W 0.86710m -=⨯，x i 10.82cm ==，y i 6.29cm = 横梁截面特性：400200813HN ⨯⨯⨯2A 84.12cm =， 4x I 23700m c =， 3x W 1190m c =② 底层柱—AA 1柱段计算长度系数：底层柱与基础刚接，故K 2=1010.237/6.6K 0.660.108/4.50.108/3.6==+， 查《钢结构设计规范》(GB50017—2003)表D-2并用插值法计算得1.24μ= 则计算长度01.24450558cm l l μ==⨯=a) 内力组合第一组M 120.5KN mN 315.9KN=⋅⎧⎨=⎩强度：3626n x N M 315.910120.510A W 92.18101.050.86710x γ⨯⨯+=+⨯⨯⨯234.3132.4166.7N/mm f =+=< 平面内稳定：0x x 55851.57i 10.82l λ===<150,51.5762.48λλ=== 查《钢结构设计规范》(GB50017—2003)表C-2得整体稳定系数x 0.794ϕ=()b 类截面。
1工业厂房A4-3柱概述1.1工业厂房A4-3柱的分类和特点1.1.1工业厂房A4-3柱的分类工业厂房柱按截面形式可分为实腹柱和格构柱。
钢柱按受力情况通常可分为轴心受压柱和偏心受压柱。
1.1.2工业厂房A4-3柱的特点轴心受压柱所受的纵向压力与柱的截面形心轴重合。
偏心受压 同时承受轴心压力和弯矩，也称压弯构件。
实腹柱具有整体的截面，最常用的是工形截面；格构柱的截面分为两肢或多肢，各肢间用缀条或缀板联系，当荷载较大、柱身较宽时钢材用量较省。
1.2工业厂房A4-3柱的组成、尺寸、材质柱脚柱身柱头缀条图1 工业厂房柱A4-3工业厂房A4-3柱为两肢格构柱，主要柱脚、柱身、柱头组成，所用材料为低合金高强钢Q345B ，其中柱脚长4m ，柱身长12.28m ，柱头长7.22m ，总长19.9m ，构件重14442.4kg ，焊缝重722.12kg ，总重15164.56kg，板厚为6~40mm，柱肩标高12.68m，柱头标高19.9m，两肢为H型钢，两肢之间用角钢缀条连接，缀条数目为26条，所用材料为Q235B。
1.3柱A4-3技术参数（1）板厚6~40mm，柱肩标高12.68m，柱头标高19.9m（2）图中所有斜缀条内力为-130KN，水平缀条内力为-55KN（3）图中为注明的焊缝高度均为h f=8mm（4）对接工字型钢截面柱、梁翼缘和腹板的拼接，应采用加引弧（其厚度和坡口与母材相同）的对接焊缝，并保证焊透。
翼缘板和腹板的对接焊缝相互错开200m以上，焊缝外观检测和无损检测质量等级应符合二级焊缝标准。
（5）角钢相互连接的填板的距离，对于受压构件为40i，对于受拉构件为80i（i为回转半径）（6）在螺栓的上下接触面如有1/20以上的倾斜度时，应采用斜垫圈垫平。
1.4柱 A4-3制造引用标准（1）JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》（2）GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》（3）GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊推荐坡口》（4）GB/T985.2-2008《埋弧焊的推荐坡口》（5）GB324-2008《焊缝符号表示方法》（6）GB 10854-89《钢结构焊缝外形尺寸》（7）GB/T5118-1995《低合金钢焊条》（8）GB/T12470-2003《埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂》（9）GB/T8110-2008《气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝》（10）GB/T1591-2008《低合金高强度结构钢》（11）GB/T700-2006《碳素钢结构》(12) GBT 10249-2010《电焊机型号编制方法》(13) GB11345-89《超声波探伤标准》2工业厂房A4-3柱焊接性分析2.1工业厂房A4-3柱焊接工艺准备2.1.1接头类型根据设计图纸，本次设计中主要采用对接接头、T型接头和搭接接头，按照JGJ81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》、GB／T985.2-2008《埋弧焊的推荐坡口》和GB/T985.1-2008《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊推荐坡口》的要求接头横截面示意图如下所示2.2工业厂房A4-3柱焊接性分析工业厂房A4-3柱的主要材质是低合金钢Q345B，其焊接性受到以下几个方面的影响：(1)化学成分表1 Q345B化学成分（2）力学性能表2 Q345B力学性能(3)碳当量CEV=C+Mn/6 +（Cr+Mo+V）/5 +（Ni+Cu）/15 （1-1）=0.12+1.1/6+（0.15+0.03+0.07）/5+（0.25+0.2）/15=0.39CEV=0.39%＜0.4%，所以板厚小于20mm的钢材的淬硬倾向大，焊接性良好，不需要预热。
钢结构厂房毕业设计钢结构厂房毕业设计钢结构厂房是现代工业建筑中常见的一种形式。
其优势在于具有较高的强度和稳定性，能够承受较大的荷载，同时还具备较长的使用寿命。
在进行钢结构厂房的毕业设计时，需要考虑多个因素，包括结构设计、功能布局、材料选择等等。
本文将从这些方面进行探讨。
首先，结构设计是钢结构厂房毕业设计的核心。
在进行结构设计时，需要考虑到厂房的使用需求和地理条件。
一般而言，钢结构厂房采用框架结构或悬挑结构。
框架结构适用于较大的建筑面积，能够提供较大的空间，适合用于生产车间或仓库。
而悬挑结构则适用于需要较大悬挑面积的场合，如装卸区或停车场。
其次，功能布局是钢结构厂房毕业设计中需要考虑的另一个重要方面。
在进行功能布局时，需要根据厂房的使用需求和生产流程进行合理的规划。
例如，生产车间应该与仓库、办公区域等相互配合，以提高工作效率。
同时，还需要考虑到人员流动和物料流动的便捷性，以确保生产过程的顺畅进行。
另外，材料选择也是钢结构厂房毕业设计中需要重点关注的问题。
钢材是钢结构厂房的主要构件，其质量和性能直接影响到厂房的安全性和使用寿命。
在选择钢材时，需要考虑到其强度、耐腐蚀性、耐火性等因素。
同时，还需要根据地理条件和气候环境来选择合适的防腐措施，以延长钢结构厂房的使用寿命。
此外，钢结构厂房毕业设计还需要考虑到节能环保的要求。
随着环保意识的提高，建筑行业也越来越注重节能减排。
在进行设计时，可以采用一些节能措施，如利用太阳能进行供暖或照明，使用可再生材料等。
这样不仅可以减少对环境的污染，还可以降低能源消耗，提高厂房的可持续发展能力。
最后，钢结构厂房毕业设计还需要考虑到施工和维护的便捷性。
在进行设计时，需要考虑到施工过程中的施工工艺和施工设备，以确保施工的顺利进行。
同时，还需要考虑到厂房的维护和保养，以延长其使用寿命。
例如，可以合理设置通风设备和消防设备，方便日常维护和检修。
综上所述，钢结构厂房毕业设计需要从结构设计、功能布局、材料选择、节能环保和施工维护等多个方面进行综合考虑。
前言伴随着我国经济与科学技术的快速发展，钢结构已逐步在工业厂房，商业大楼，民用住宅，大型场馆等公共建筑中被广泛采用。
钢材的强度高，故在结构中占体积小，因而建筑的实用空间就较大；钢结构可以成套预制装配，故施工方便；钢材可以回炉重新利用，故钢结构的再生性好。
钢结构有着非常多的优点，我国的钢结构事业也正处在蓬勃发展中。
轻型钢结构除具有普通钢结构的材质均匀，可靠性高；强度高，重量轻；塑性韧性，抗震性能好；便于机械化制造，施工期短；可回收，建筑造型美观等特点以外，一般还具有取材方便，用料较省，自重更轻等特点。
它对加快基本建设速度，特别对中小型企业的建设，以及对现有企业的挖潜、革新、改造等工作能够起到显著的作用，因而受到建设单位，尤其是在工业建筑中的普遍欢迎。
由于轻型钢结构的经济指标很好，总造价较低，再加上结构自重轻为改革重型结构体系创造了条件。
因此，轻型钢结构是很有发展前途的一种结构形势。
基于以上对轻型钢结构的认识，我在毕业设计课题中选择了轻型钢结构设计。
本次设计的是万利集团民用工业园的轻钢结构房屋工程。
通过这次设计，我希望能对钢结构的计算原理、轻型钢结构的特点和构造要求有一个较系统的认识。
同时，通过这次设计，培养自己理论结合实践的能力，积累工程经验，从而为将来走向工作岗位打下坚实的基础。
摘要近年来，轻钢结构因其取材方便、用料省、自重轻、构件批量生产、现场施工速度快、周期短等诸多特点，在我国取得了长足的发展。
其中，门式刚架造型由于其简洁美观、平面布置灵活、安装便利及可以满足多种生产工艺和使用功能的要求等特点，目前正被运用于越来越多的钢结构房屋建筑中。
本工程是以轻型门式钢架作为结构形式的单层工业厂房。
厂房共有两跨，每跨设有两台桥式软钩吊车。
厂房为双坡屋面，除基础和地基梁使用混凝土、外墙标高以下为240厚砖墙外，其他所有主次要构件均为钢结构。
首先根据现有资料进行建筑方案的比选及建筑的平、立、剖面的设计；然后建筑设计基础之上的结构布置、静力计算、框架设计、节点设计、柱脚设计、檩条设计、柱间支撑设计、吊车梁设计及基础设计等。
1.目的和适用范围为保证我厂计算机网络安全顺利运行，提高工作效率特制定本办法。
本办法规定计算机电子文件的编制、批准、传递、反馈、归档、作废等要求。
本办法的规定适用于我厂局域网电子文件的管理。
2.术语电子文件：相对于纸质文件而言，凡将储存、编辑、使用于计算机媒体的信息，如文件、表单、记录等，均称为电子文件。
3.职责3.1 综合办公室负责局域网的建立和系统运行的维护管理，以及各部门计算机的维护管理。
3.2 各部门按本规定执行。
4.管理内容和要求4.1 局域网操作系统和应用软件的建立4.1.1操作系统的应用a) 服务器安装WindowsNT4.0b) 客户机安装Windows98第二版，需要时可安装Windows2000/XP/Me等。
4.1.2 基本应用软件a) Office2000/XP办公自动化软件b) AutoCAD2000计算机辅助设计软件4.1.3 操作系统和应用软件的安装必须由综合办微机维护技术员同意或在其指导下方可进行安装和卸载。
4.2网络软件的建立和应用4.2.1我厂局域网电子文件的传输采用Microsoft Mail电子邮局进行管理，该软件安装在Windows98启动组程序中，随系统自行启动，各单位必须保证邮件箱在工作时间内开放，任何单位不得自行改动。
4.3网上邻居的管理4.3.1网上用户的设置具体见附表1《计算机局域网编号及用户名称对称表》4.3.2网上邻居中各单位在服务器中设专用文件夹，各单位把有关文件分类归档。
4.3.3设定访问权限分类控制4.4 电子文件的管理4.4.1电子文件的管理不能违背质量体系文件、技术文件和资料、质量记录等控制程序的规定，编制必须以扩展名为.txt、.doc、.xls、.eml、.dwg文件方式进行编写。
4.4.2电子文件的发放采用局域网邮件进行发放，审核、审批处加盖受权为专用电子印章或电子签名后方可有效。
具体流程见附件。
4.4.3各单位收到电子文件后，必须进行文件回复以确保你单位正常收到电子文件。
毕业设计开题报告（含文献综述、外文翻译）题目工业厂房钢结构工程设计姓名学号专业班级所在学院指导教师（职称））二○一年月日毕业设计（论文）开题报告（包括选题的意义、可行性分析、研究的内容、研究方法、拟解决的关键问题、预期结果、研究进度计划等）1. 选题的背景和意义1.1选题的背景钢结构建筑具有轻质高强、力学性能良好、抗震性能优越、工业化程度高、施工速度快、外形美观、投资回收快、可再次利用及符合可持续发展政策等一系列的优点。
近年来钢结构建筑在我国出现了非常快的发展势头，应用范围不断扩大，目前，我国钢结构建筑的发展处在建国以来最好的一个时期。
但是，与国外的一些发达国家相比，我国在许多方面还存在着明显差距，如美国、日本、德国等国家，在工程建设中广泛采用钢结构，钢结构建筑占整个建筑的40%以上，而目前我国的钢结构建筑所占比重还不到5%。
由此可见，今后我国的钢结构建筑市场有着巨大的发展空间。
[1]1.2选题的意义考虑到门式刚架轻型钢结构房屋具有自重轻，用钢省，造价低，抗震性能好的特点，在抗震设防烈度为7度及以下地区不需要考虑抗震设计。
而且该种结构可跨越较大的跨度，形式美观有现代感，能充分满足使用要求，用途广泛，施工周期短且不需要大型的施工机具，因此本工程采用了门式刚架轻型房屋钢结构。
本工程是实际工程，通过此次的设计过程，可了解实际的操作，掌握具体的流程以及相关软件等工具。
进一步的将理论和实际相结合，对于今后的工作有着决定性的帮助。
另一方面，也锻炼了自己的独立分析，阅读文献（包括外文）的能力，为自身将来的发展做下基础。
2．可行性分析门式刚架轻型房屋以门式刚架为受力体系，外墙采用冷弯薄壁型钢裸条和压型钢板，承重体系和围护体系都很轻，施工速度快整休造价低，具有广阔的发展前景。
一些国外的公司采用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)相结合的一体化生产技术，在国内市场有很大的优势。
随着《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》的实施，国内也相继开发出了一些门式刚架设计软件。
门式刚架厂房设计计算书一、设计资料该厂房采用单跨双坡门式刚架，厂房跨度21m ，长度90m ，柱距9m ，檐高7.5m ，屋面坡度1/10。
刚架为等截面的梁、柱，柱脚为铰接。
材料采用Q235钢材，焊条采用E43型。
22750.6450/160/mm EPS mm N mm g mm ≥2y 屋面和墙面采用厚夹芯板，底面和外面二层采用厚镀锌彩板，锌板厚度为275/gm ；檩条采用高强镀锌冷弯薄壁卷边Z 形钢檩条，屈服强度f ，镀锌厚度为。
(不考虑墙面自重)自然条件：基本风压：20.5/O W KN m =，基本雪压20.3/KN m 地面粗糙度B 类二、结构平面柱网及支撑布置该厂房长度90m ，跨度21m ，柱距9m ，共有11榀刚架，由于纵向温度区段不大于300m 、横向温度区段不大于150m ，因此不用设置伸缩缝。
檩条间距为1.5m 。
厂房长度>60m ，因此在厂房第二开间和中部设置屋盖横向水平支撑；并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆；同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑，由于柱高<柱距，因此柱间支撑不用分层布置。
（布置图详见施工图） 三、荷载的计算1、计算模型选取取一榀刚架进行分析，柱脚采用铰接，刚架梁和柱采用等截面设计。
厂房檐高7.5m ，考虑到檩条和梁截面自身高度，近似取柱高为7.2m ；屋面坡度为1：10。
因此得到刚架计算模型：2.荷载取值 屋面自重：屋面板：0.182/KN m 檩条支撑：0.152/KN m 横梁自重：0.152/KN m 总计：0.482/KN m 屋面雪荷载：0.32/KN m屋面活荷载：0.52/KN m （与雪荷载不同时考虑） 柱自重：0.352/KN m风载：基本风压200.5/W kN m = 3.各部分作用荷载： （1）屋面荷载：标准值： 10.489 4.30/cos KN M θ⨯⨯=柱身恒载：0.359 3.15/KN M ⨯=kn/m（2）屋面活载屋面雪荷载小于屋面活荷载，取活荷载10.509 4.50/cos KN M θ⨯⨯=（3）风荷载010 1.0k z s z s h m ωμμωμμ=≤ 以风左吹为例计算，风右吹同理计算：根据公式计算:根据查表，取，根据门式刚架的设计规范，取下图：（地面粗糙度B 类）风载体形系数示意图2122231.00.250.50.125/0.1259 1.125/1.0 1.00.50.50/0.509 4.5/1.00.550.50.275/0.2759 2.475/1.00.650kN m q kN m kN m q kN m kN m q kN m ωωωω∴=⨯⨯==⨯==-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯=-=-⨯=-=-⨯⨯k k k k 迎风面 侧面， 屋顶， 背风面 侧面， 屋顶24.50.325/0.3259 2.925/kN m q kN m =-=-⨯=-，荷载如下图：kn/m4.内力计算：（1）截面形式及尺寸初选： 梁柱都采用焊接的H 型钢68⨯⨯⨯梁的截面高度h 一般取(1/301/45)l,故取梁截面高度为600mm ；暂取H600300，截面尺寸见图所示柱的截面采用与梁相同截面截面名称长度()mm面积2()mmx I 64(10)mm ⨯x W 43(10)mm ⨯y I 64(10)mm ⨯y W 43(10)mm ⨯x immy imm柱 60030068H ⨯⨯⨯ 72009472 520 173 36 24234 61.6 梁60030068H ⨯⨯⨯10552 9472520 173 36 24234 61.68668612522.0610947210 1.9510, 2.06105201010 1.0710x EA kn EI kn m --=⨯⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯•（2）截面内力：根据各个计算简图，用结构力学求解器计算，得结构在各种荷载作用下的内计算项目计算简图及内力值(M 、N 、Q) 备注恒载作用恒载下弯矩 恒载下剪力恒载下轴力（忽略柱自重）弯矩图剪力图“+”→轴力图(拉为正，压为负)活荷载作用活荷载(标准值) 弯矩图弯矩图活荷载作用活荷载(标准值)剪力图活荷载(标准值)轴力图剪力图“+”→轴力图(拉为正，压为负)风荷载作用风荷载(标准值)弯矩图.风荷载(标准值)剪力图弯矩图剪力图“+”→风荷载(标准值)轴力图轴力图(拉为正，压为负)向作用，风荷载只引起剪力不同，而剪力不起控制作用) 按承载能力极限状态进行内力分析，需要进行以下可能的组合：① 1.2*恒载效应+1.4*活载效应② 1.2*恒载效应+1.4*风载效应③ 1.2*恒载效应+1.4*0.85*{活载效应+风载效应}取四个控制截面：如下图：各情况作用下的截面内力截面内力恒载活载左风Ⅰ－ⅠM0 0 0N-45.36 -47.25 46.95 Q-19.32 -18.05 24.55 M-127.84 -129.94 147.59内力组合值控制内力组合项目有：①＋M max与相应的N，V(以最大正弯矩控制)②－M max与相应的N，V(以最大负弯矩控制)③N max与相应的M，V(以最大轴力控制)④N min与相应的M，V(以最小轴力控制)所以以上内力组合值，各截面的控制内力为：1-1截面的控制内力为0120.5848.45，，==-=-M N KN Q KN2-2截面的控制内力为335.33120.5848.45M KN M N KN Q KN =-•=-=-，， 3-3截面的控制内力为335.3364.30115.40M KN M N KN Q KN =-•=-=，， 4-4截面的控制内力为246.7857.82 5.79M KN M N KN Q KN =•=-=，， A ：刚架柱验算：取2-2截面内力 平面内长度计算系数：00010.520.45 1.4620.45 1.46 2.667.27.2 2.6619.1x R R l K I H H Mμμ=+==∴=+⨯==⨯=c I ，其中K=，，，7200/23600mm ==0Y 平面外计算长度：考虑压型钢板墙面与墙梁紧密连接，起到应力蒙皮作用，与柱连接的墙梁可作为柱平面外的支承点，但为了安全起见计算长度按两个墙梁间距考虑，即H19100360081.658.423461.6x y λλ∴====， ⑴ 局部稳定验算构件局部稳定验算是通过限制板件的宽厚比来实现的。
单层钢结构厂房设计摘要单层工业厂房是一种广泛应用于仓库，厂房宿舍，食堂等配套房屋，的厂房绝大多数见于轻工、电子、仪表、通信、医药等行业，单层钢结构厂房具有用途广泛、建筑简易、施工期短、经久耐用、造价合理等优点，随着我国钢产量的增大，很多厂房都采用了钢结构。
越来越广泛的使用亦代表着要求我们建造的工业厂房设计必须贯彻执行国家的有关方针政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，符合节约能源和环境保护的要求。
单层厂房在自重上决定了它具有远胜于其他混凝土结构的抗震能力，但亦由于它构造简单带来了结构在抵抗其他荷载上能力的不足。
单层厂房的端墙（山墙）受风面积较大，内部空间要求、厂房屋顶面积、荷载等均较大，构造复杂，如何进行有效的荷载效应组合、选取最不利内力组合，作为柱及基础的设计依据，将是本文要重点解决的问题。
关键词：建筑简易；施工期短；经久耐用；JINGANG MONOLAYER STEEL STRUCTRE WORKSHOPDESIGNAbstractSingle-layer workshop is a kind of widely used in warehouse, factory dormitory, canteen and other ancillary buildings, plant most in light industry, electronics, instrumentation, communications, medical and other industries, monolayer steel structure workshop has wide application, simple construction, short construction period, durable advantages, reasonable cost, with the increase of steel production in China, many factories have adopted steel structure. More and more widely used also represents the industrial plant design requirements we built to implement the relevant national policies, to advanced technology, reasonable economy, safety and quality, meet the energy saving and environmental protection requirements. Single-layer workshop decided its seismic capacity is far better than other concrete structure in the weight, but also because of its simple structure brought structure in resistance to other load capacity. Single-layer workshop end wall (gable) wind area is larger, the internal space requirements, building roof area, loads are large, complex structure, how to effectively of combination of action effects, select the most unfavorable combination of internal forces, design basis as column and foundation, is the key to solve the problem.KEYS：Building simple; the construction period is short; durable;目录1工程概况 (1) (1)（柱子与基础图1张，A2图纸，打印的计算书一本） (2)2建筑方案设计说明 (3) (3) (3) (3) (3) (3) (4) (4) (4) (4) (4)3结构方案设计说明 (5) (5) (5) (5) (5) (6) (6) (6) (6) (7) (8) (8) (8) (9) (11) (15) (20) (20) (28) (28) (29) (35) (35) (35) (35) (37) (39) (40) (40) (40) (40) (42) (46)（A柱） (46) (48) (49) (49) (50) (50) (50) (51) (51) (52)结论 (55)参考文献 (60)谢辞 (57)附录 (58)1工程概况. 设计条件任务该车间由原材料工段、加工段、半成品段到组装成品工段组成，要求有良好的采光和通风条件。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊173 某钢结构厂房全套设计全套图纸及计算书毕业设计目录引言 (1)文献综述 (2)第一部分建筑方案设计 ..................................................................... 错误!未定义书签。
1厂房的平面设计.............................................................................. 错误!未定义书签。
2 厂房的剖面设计................................................................................ 错误!未定义书签。
3 厂房的立面设计................................................................................ 错误!未定义书签。
4 厂房的构造设计................................................................................ 错误!未定义书签。
5 总平面设计........................................................................................ 错误!未定义书签。
第二部分................................................................................1屋面檩条计算...................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要本次设计是我在调研过程中，某配套车间的设计，设计按照《毕业设计任务书》的要求，进行了厂房结构布置和构件的设计两个部分，各部分均按照钢结构设计规范设计。
门式刚架轻型结构是单层工业厂房、民用及仓储房屋中一种常见的结构形式，特别是近十多年来，随着我国经济的迅速发展，由于生产的需要，这类结构以其用钢量低、重量轻、造价低、适用范围广等特点而广泛应用，工程实践表明：门式刚架轻型钢结构的用钢量在20-50kg/m2左右，因此不仅国外是轻钢生产厂家纷纷将整套的厂房结构体系推向我国市场，国内的轻钢生产厂家、设计单位也纷纷转向这类结构的生产和设计。
因此，作为结构工程专业毕业生，进行一次完整的钢结构厂房设计，具有重要意义。
本次设计是对四年大学所学知识的检验，也为今后的工作奠定了坚实的基础。
本设计主要包括：通过方案比较，选择双跨双坡门式刚架结构；对结构布置进行设计，确定柱网布置图；通过内力计算及钢结构设计原理，确定梁、柱截面；通过钢结构设计原理及设计规范对各细部构件进行设计；对主要构件（非型钢）进行制造工艺设计。
关键词门式刚架结构设计结构布置制造工艺AbstractThis design is the design of twin-spins double-pitch fitting shop , the design includes the plant layout structure、design of each components. In the design process, first according to the length and the span determine the structural arrangement of the workshop , Latter uses the Structual Mechanics solver to calculate the inner force of structure, according to Steel structure principle of design and Steel structure Design Specification for the menber check computations. Finally carrieson the design to various components manufacture craft as well as the anticorrosion craft. The entire design abides by Steel structure and Portal frame Design Specification, the design is economical and reasonable , satisfying the request under construction.Key words：Portal frame structure design structural arrangement manufacturing process目录第一章工程概况 (4)设计资料……………………………………………………………钢架布置……………………………………………………………第二章屋面及柱间支撑布置 (5)基本资料……………………………………………………………屋面与柱间支撑布置………………………………………………第三章计算一榀门式钢架 (6)荷载计算……………………………………………………………内力分析……………………………………………………………内力组合……………………………………………………………钢架梁柱截面的设计及验算………………………………………节点的设计及验算…………………………………………………第四章檩条的设计 (20)基本资料……………………………………………………………荷载计算及强度校核………………………………………………第五章其他构件的设计 (24)隅撑设计……………………………………………………………墙梁设计……………………………………………………………山墙抗风柱设计……………………………………………………第六章基础设计 (28)钢架柱下独立基础设计……………………………………………山墙抗风柱下独立基础设计………………………………………第一章工程概况某加工厂厂房，该厂房为单层，采用单层双跨门式刚架，刚架跨度15m，，，屋面坡度1:20；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，。
刚架平面布置见图1-1，刚架形式及几何尺寸见图1-2。
屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板，详细做法见建筑专业设计文件；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
刚架平面布置图刚架形式及几何尺寸第二章屋面及柱间支撑布置屋面支撑布置：，水平支撑间距3m，为了保证厂房的强度，空间结构的稳定，门式钢架结构左右跨横梁顶面设置横向水平支撑，在柱间设置柱间支撑。
1．柱间支撑简图如下：，8.015.065.0=+=s μ，z μ低于10m ，取z μ=k ω=×××=1ϖ=k ω×××=按一半山墙荷载的一半考虑节点活荷载的标准值：k F ϖ=×1ϖ×= 即节点荷载设计值ϖF =×k F ϖ=柱间支撑构件为柔性构件只能承受拉力，则斜杆的反力设计值为N=ϖF /cos α= ①．杆件验算：斜杆采用⊄20圆钢，截面性质A=2mm强度验算：N/A=2mm ＜f=215N/2mm ，满足要求 刚度验算：张紧的圆钢不需要考虑长细比第三章计算一榀门式钢架结构3.1荷载的取值和计算屋盖永久荷载标准值（对水平投影面） YX51-380-760型彩色压型钢板KN/m 2附加荷载KN/m 2 PVC 铝箔及不锈钢丝网KN/m 2檩条及支撑 KN/m 2 刚架斜梁自重KN/m 2合计KN/m2屋面可变荷载标准值活载中雪荷载：Sk=μr S0= KN/m2屋面均布活载为30×=225㎡＞60㎡，㎡根据规范要求，二者取最大值，㎡风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。
基本风压ω0=×KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，屋面坡度不大于10o，屋面平均高度不大于18m，房屋宽高比不大于1，檐口高度不大于房屋的最小水平尺寸的时，中间区刚架的风载体型系数如图2-1所示：风荷载体型系数图地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。
故本工程结构设计不考虑地震作用。
各部分作用的荷载取值屋面：恒荷载标准值：×6=活荷载标准值：×6=柱荷载：恒荷载标准值：×6×6+×9=活荷载标准值：×9=风荷载标准值：迎风面：柱上q w1=×6×=横梁上q w2=－×6×=－背风面：柱上q w3=－×6×=－横梁上q w4=－×6×=－内力分析考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，钢架柱采用等截面柱，梁采用变截面梁，柱脚按铰接承载设计，采用弹性分析方法计算钢架内力。
刚架在恒荷载作用下的内力如图。
内力计算的“+、－”号规定：弯矩图以刚架外侧受拉为正，在弯矩图中画在受拉侧；轴力以杆件受压为正，剪力以绕杆端顺时针方向旋转为正。
钢架在活荷载作用下的内力图钢架在风荷载作用下的内力图．内力组合刚架结构构件按承载能力极限状态设计，根据《建筑结构荷载规范》(GB50009－2001)的规定，采用荷载效应的基本组合：γ0S ≤R 。
本工程结构构件安全等级为二级，γ0= 根据建筑结构荷载规范要求，，，下面取几种最不利情况进行分析 ①．恒载＋活载 q=1q +2q =9KN/m ②．恒载＋风载 q=1q +3q =③．恒载+（活载+风载） q=1q +×（3q +2q ）=9KN/m钢架柱的设计以GJ-2的边柱（即1号单元）为例进行计算，柱截面根据软件初选为等截面柱H500x300x8x10,下面对其进行验算：钢架柱的截面特性：A=98402mm X W =17357103mm X I =4339280004mmN= M= V= 1．强度验算正应力σ=N/n A +M/X W γ=×310/9840+×106/×1735710=+=＜f =215KN/3mm剪应力v 23f mm /3.148500102.57＜N t h v w w =⨯⨯==τ2．稳定验算①．钢架柱长度系数r μ=3/kh EI COK=H/u u=)2(1213ε+CEI Hh b C hI L I /1=ε所以78.11829025325440010406454500108.433927500441==⨯⨯⨯⨯=ε )2(12h 113ε+=CEI K 56.063.0122r ==+=εμm 4.35.435.156.0h 0r =⨯⨯==ημOX L②．平面内稳定验算长细比19.16210104.33=⨯=x λ，b 类截面，查表得，平面稳定系数98.0x =ϕ KN EA N XEX2.6931619.161.198401006.214.31.125222=⨯⨯⨯⨯==）（πλ 对于有侧移的钢架.1mx =β，则：)1(EXXX XMX X N N W A Nϕμβϕ-+=2363mm /215f 3.958.875.72.693163.7298.0-11071.1735105.1109.1590.1984098.0103.72N ==+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯＜）（③.平面外稳定平面外的计算长度取m 5.1=OY L ，有2.226.671500y ==λ，b 类截面，查表得：0.1235f 44000-07.1y 2b ≈⨯=λϕ21by 1t eo 0mm /310f 77.991.9265.7N W MA N Y ==+=+＜ϕβϕ钢架梁的设计以GJ-2的梁为例进行计算，梁截面根据软件初选，H400-700x200x6x10,由于从内力表易知，3号单元受的内力均大于2号单元，故仅对3号单元进行验算：①．翼缘板自由外伸宽厚比4.12f /235157.9102/)6200(y =⨯=-=＜t b 满足要求 ②．腹板宽厚比206f /2351136/210-700t h y ww==⨯=＜）（ 满足限值要求 206f /235250636210-400t h y w w =⨯=⨯=＜）（ 满足限值要求 ③．腹板屈曲后强度的抗剪承载力设计值按如下考虑梁腹板高度变化率（700-400）/=＜60mm ，腹板抗剪可以考虑屈曲后的强度 3．梁大头端面强度验算 ①．计算腹板抗剪承载力设计值‘v w w d f t h V =，其中，因为梁腹板不设横向加劲肋，34.5=τk ，89.020634.53763/23537/=⨯⨯==yww w f k t h τλ＜4.1w ＜λ，所以9.0f ]8.0-64.0-[f v w v =⨯=）（，λv f KN V 96.6601809.06680d =⨯⨯⨯=②．腹板有效截面计算a ．计算腹板两边缘的压应力不均匀系数f /2.8375.755.7//21＜mm N W M A N =+=+=σ82.0-fmm /24.6875.755.7//2122==-=-=-=σσϕσ＜N W M A N b ．计算受压构件板件稳定系数75.191-1112.04116k 22=++++=ϕϕσ）（）（C．由于板边最大应力f1＜σ，故计算1.1345f y p p =R Q γγλ钢，，对于来代替公式中的时用21m m /52.912.831.1N R =⨯=σγ 8.051.04.218/113p ＜==λ所以有效宽度系数有效，即此时大头截面全部1=ρ ③．强度验算由于V=＜d V =330KN ，则H 型截面压弯构件在剪力V ，弯矩和轴力的共同作用下的截面强度须满足9.159m .5.544/-f /-e e e e ==⨯==M KN W A N A NW M M E N ＜）（故大头截面强度满足要求,v w w d f t h V =，其中，因梁腹板不设横向加劲肋，34.5=τk89.020634.53763/23537/=⨯⨯==yww w f k t h τλ＜4.1w ＜λ，所以9.0f ]8.0-64.0-[f v w v =⨯=）（，λv f = KN V d 78.3852.1696380=⨯⨯=腹板有效截面计算f /3.5710179571501066600628011300//2431＜mm N W M A N =⨯⨯⨯+=+=σ 06.1-f mm /8.5310179571501066600628011300//212432==-=⨯⨯⨯-=-=σσϕσ＜N W M A Nb ．计算受压构件板件稳定系数99.51-1112.04116k 22=++++=ϕϕσ）（）（c ．根据规程，1.1=R γ 21m m /633.571.1N R =⨯=σγ所以有效宽度系数部有效，即此时小头端截面全1=ρ ③．强度验算 由于V=＜须满足共同作用下的截面强度，轴力，弯矩型截面压弯构件在剪力，则N M V H KN V 89.192d =m .5.276/-f /-e e e e KN W A N A NW M M E N =⨯==）（M=＜NM e =,故小头截面满足要求5. 梁平面内稳定验算根据规程要求，实腹式钢架梁坡度小于10°时，在钢架内可仅按压弯构件计算其强度，本屋坡度为5°，故可不验算梁平面内稳定性 6． 梁平面外稳定验算取梁平面外计算长度mm L OY 1500= ①．对大头进行验算376.401500===yoy y i L λ ，b 类截面，查表得91.0y =ϕ 067.11440003707.12354400007.122=⨯-=-=yyb f λϕ 对于两段弯曲应力基本相同的区段，1t =β,215f mm /6.9618095600.1109.1590.1808091.0106.6063b x t y ==⨯⨯⨯+⨯⨯=+＜N W M A N X ϕβϕ ②．对小头进行验算6.326.401500===yoy y i L λ ，b 类截面，查表得925.0y =ϕ 067.11440003707.12354400007.122=⨯-=-=yyb f λϕ 对于两段弯曲应力基本相同的区段，1t =β,215f mm /1.768978400.1106.660.16280925.0103.1163b x t y ==⨯⨯⨯+⨯⨯=+＜N W M A N X ϕβϕ 满足要求 节点设计 梁柱连接节点 1、螺栓强度验算，构件接触面采用喷砂，摩擦面抗滑移系数μ=，每个高强度螺栓的预拉力为190KN ，连接处传递内力设计值：N= V= M= 每个螺栓的拉力：KN KN n N y My N 1521908.07486.6016.0265.0416.09.159222121=⨯=-+⨯⨯=-=∑＜）（ 螺栓群的抗剪力：KN V KN p n N f bV 60.776.615819045.019.09.0=>=⨯⨯⨯⨯==μ，满足要求。
