1、鋼結構工業廠房設計計算書單層工業廠房設計計算書一、設計概況單層工業廠房，長60米，寬30米，梁與柱均為桁架結構，屋面只有雪荷載和活荷載。二、設計條件1.設計使用年限：50年2.自然條件（1）地理位置：蘭州市某郊區（2）環境條件：除雪荷載外不考慮其他環境條件3.荷載條件結構自重（Q235）：容重7.69810-5 N/mm3靜力荷載（雪荷載）：50年一遇最大雪荷載0.15kN/m2動力荷載（吊車）：起重最大量10噸4.材料（1）Q235碳素結構鋼（2）熱軋普通槽鋼（格構式柱）冷彎薄壁方鋼管（橫梁、檁條）熱軋普通工字鋼（吊車梁）熱軋普通H型鋼（吊車軌道）鋼板（綴板）壓型鋼板（屋面）4.安裝條件：梁

2、與柱鉸接，柱與基礎固定連接，其他連接部分焊接。二、結構尺寸模型透視圖俯視圖長寬AB=60m30m左視圖柱高H=5.5m 單跨寬度b=30m/3=10m 吊車梁高度h=5m桁架屋蓋高h=2m正視圖單跨長度a=60m/8=7.5m 吊車軌道支柱距離a=60m/12=5m三、內力計算及構件設計1.格構式軸心受壓柱設計由軟件模擬分析得柱的軸心受壓最大設計值為N=50000N=50kN對實軸計算，選擇截面尺寸假定y=50,按Q235鋼b類截面查表得：=0.856，f=215N/mm2所需截面面積： A=N/(f)=50000/(0.856215)N/cm2=2.7cm2回轉半徑： iy=loy/y=50

3、0cm/50=10cm查表試選： 225aA=234.91=69.82cm2，iy=9.81cm，i1=2.42cm,Z0=2.07cm,I1=175.9cm4驗算繞實軸穩定：y=loy/iy=500cm/9.81cm=50.97=150,滿足要求查表得：=0.852(b類截面)N/(A)=50000N/(69.82102)cm2=8.41N/mm2100mm,滿足構造要求驗算繞虛軸穩定：Ix=2(175.9cm4+34.91cm210.932cm2)=8692.84cm4 ix=(Ix/A)1/2=(8692.84cm4/69.82cm2)1/2=11.16cm x=lox/ix=500cm

4、/11.16cm=44.80 ox= (x2+12)1/2=(44.802+252)1/2=51.30=150查表得：=0.847(b類截面)N/(A)=50000N/(0.84769.82102mm2)=8.45N/mm26,滿足綴板的剛度要求2.吊車梁設計初選截面（未計自重）梁跨中最大彎矩：Mmax=1/4Fl=1/450kN10m=125kNm所需凈截面抵彎矩:Wnx=Mmax/(xf)=(125106)/(1.05215)mm3=553.71cm3梁的高度在凈空方面限制500cm,根據剛度要求，梁的容許撓度為l/800，查表可得其容許最小高度為： hmin=l/8=125cm按經驗公式

5、可得梁的經濟高度為： he=7(Wnx)1/3-30cm=7(553.71cm3)1/3-30cm=27.48cm考慮剛度要求，初選梁為“工45a”,hw=450mm腹板厚度按負擔支點處最大剪力需要，由經驗公式可得： tw=1.5V/(hwfv)=(1.550000N)/(450mm125N/mm2)=1.3mm依剪力要求所需腹板很小腹板厚度按局部穩定性需要，由經驗公式可得： tw=(hw)1/2/11=(45cm)1/2/11=0.61cm=6.1mm選用“工45a”,腹板厚度為tw=11.5mm按近似公式計算所需翼緣板面積：bt=Wnx/hw-(twhw/6)= 553.71cm3/45c

6、m-(1.15cm45cm/6)=3.68cm2試選“工45a”,翼緣板寬度為150mm則所需厚度為 t=368mm2/150mm=2.45mm選用“工45a”,翼緣寬度t=18mm驗算截面截面的實際幾何性質：A=102cm2 Ix=32241cm4 Wx=32241cm4/22.5cm=1432.8cm3單位長度梁的自重：g=1.2(10200mm210000mm7.69810-5 N/mm3）/10m =942.24N/m梁自重產生的最大彎矩：Mg=1.21/8942.24N/m(10m)2 =14133.6Nm =14.13kNm（1.2為考慮腹板加勁肋等附加構造使自重增大的系數）跨中最

7、大總彎矩為：Mx=125kNm+14.13kNm=139.13 kNm正應力為：=(139.13106 Nmm)/(1.051432.89103)=92.47N/mm2215N/mm2支座處的最大剪力按梁的支座反力計算，其值為： V=50000N+(1.29422.4N1/2)=55653.44N=55.65KN切應力為=55653.44N/(150mm11.5mm)=32.26N/mm2125N/mm2切應力很小，跨中彎矩最大處的截面切應力不再進行計算跨中截面腹板邊緣折算應力：=(139.13106Nmm225mm)/(32241104mm4)=97.21N/mm2跨中截面剪力:V=50kN

8、切應力為：=(500001.81522.5103)/(3224110411.5)=8.19N/mm2(2+32)1/2=(97.212+38.192)1/2N/mm2=98.24N/mm21.1f=236.5 N/mm2五、其他構件校核軸力圖剪力圖彎矩圖位移圖1.橫梁hbt=140mm90mm5mm軸力Nmax=13.1N/mm2,彎矩Mmax=72.8N/mm2 f=215N/mm2剪力Vmax=23.8N/mm2 f=125N/mm2撓度=17.3mm = l/400=7500/400=18.8mm2.檁條hbt=120mm80mm6mm軸力Nmax=2.4N/mm2，彎矩Mmax=91.8N/mm2 f=215N/mm2剪力Vmax=3.9N/mm2 f=125N/mm2撓度=6.8mm = l/250=7500/250=30mm3.吊車軌道HW250250，t1=9mm,t2=14mm,r=16mm軸力Nmax=0.2N/mm2，彎矩Mmax=31.7N/mm2 f=215N/mm2剪力Vmax=8.77N/mm2 f=125N/mm2撓度=23.3mm = l/400=5