论文总字数：52015字

摘 要

本设计为轻型钢结构厂房，采用轻型门式刚架体系。轻型钢结构建筑质量轻，强度高，跨度大，钢结构建筑施工工期短，相应降低投资成本，经济实惠。它在我国有着较为广泛的应用前景。轻型钢结构的屋面荷载较轻，因而杆件截面较小、较薄。它除具有普通钢结构的自重较轻、材质均匀、应力计算准确可靠、加工制造简单、工业化程度高、运输安装方便等特点外，一般还具有取材方便、用料较省、自重更轻等优点。

本设计说明书包括建筑设计，结构设计和地基基础三部分。

建筑设计部分具体为建筑平面形式的选择，厂房剖面设计，厂房立面设计，厂房的构造设计，门窗明细表。

结构设计部分包括方案选择，吊车梁设计，檩条设计，抗风柱设计，牛腿设计，刚架设计（手算电算对比，内力组合），节点设计等。各章节都详细演算了主要构件的计算过程。

地基基础部分包括基础设计。

本次设计图纸部分有：厂房平面图，立面剖面及节点详图，刚架施工图，厂房檩条墙梁布置图，吊车梁施工图，支撑布置图，基础平面布置图。

关键词：轻型钢结构 门式刚架 建筑设计 结构设计 基础设计

Abstract

Portal frame of light steel structure is a common type of single-storeyed factory structure.The paper introduces the features of single-layer lightweight portal-framed structure and then discusses systematically the problems,e.g.layout of the whole structure,essentials in the design of single element and precautions in design.  In China it has a more extensive application prospects.

The design consists of architectural design, structural design and foundation design.

Combined with engineering experience,the last part of the paper mainly discusses the design of portal frame structure from choice of material and section,as well as determination of rational span and optimal column space etc,so as to give full role in its features and also decrease its steel consumption. 

Key Words: Lightweight portal-framed structure;Architectural design;Structural design;Foundation design;Internal forces analysis

目 录

第一章 建筑设计 9

1．1 厂房平面设计 9

1.1.1 建筑平面形式的选择 9

1.1.2 柱网的选择 9

1.1.3 定位轴线的划分 9

1．2 厂房剖面设计 10

1.2.1 厂房高度的确定 10

1.2.2 室内外高差的确定 10

1.3 厂房立面设计 11

1.4 厂房的构造设计 11

1.4.1 外墙 11

1.4.2 屋顶构造 12

1.4.3 散水构造 13

1.5 门窗明细表 14

第二章 结构方案选择 13

2.1 材料的选择 13

2.2 柱网布置 13

2.3 屋面布置 13

2.4 柱间支撑布置 14

2.5 屋盖支撑布置 14

2.6 墙面结构布置 14

第三章 吊车梁设计 15

3.1 荷载的计算 15

3.1.1 最大轮压的计算 15

3.1.2 横向荷载设计值 16

3.2 内力计算 17

3.2.1 内力计算 17

3.2.3 一台吊车荷载作用下的内力 18

3.3 截面选择 18

3.3.1毛截面特性 18

3.4 强度验算 17

3.4.1 正应力 17

3.4.2 剪应力 18

3.4.3 腹板的局部压应力 18

3.4.4 腹板计算高度边缘处的折算应力 18

3.5 稳定性验算 18

3.5.1梁的整体稳定性 18

3.5.2腹板的局部稳定性 19

3.6 挠度验算 19

3.7 支承加劲肋的验算 19

3.8 焊缝计算 21

3.8.1 上翼缘与腹板连接处的角焊缝设计 21

3.8.2 下翼缘与腹板连接处的连接角焊缝设计 21

3.8.3 支座加劲肋与腹板的焊缝 22

3.9 疲劳验算 22

第四章 围护构件设计 23

4.1 屋面檩条设计 23

4.1.1荷载计算 23

4.1.2截面选择及截面特性 25

4.1.3 受压板件的稳定性系数 26

4.1.4有效净截面模量 28

4.1.5 强度计算 28

4.1.6 稳定性验算（风吸力起控制作用） 29

4.1.7 挠度验算 29

4.1.8 构造要求 29

4.2墙梁设计 32

4.3屋面板设计 37

4.4墙面板设计 40

第五章 抗风柱设计 42

5.1 荷载计算 42

5.2 内力分析 42

5.3 截面选择 43

5.4 强度验算 43

5.5 稳定性验算 43

5.6 挠度验算 45

第六章 刚架设计 51

6.1 荷载计算 51

6.2 内力计算（手算电算对比） 51

6.3 构件验算 82

6.3.1 钢架梁的验算 86

6.3.2 钢架柱的验算 92

6.3.3牛腿设计 92

第七章 刚架节点设计 98

7.1 梁柱节点（AB跨梁与A柱的节点） 99

7.1.1 螺栓强度验算 99

7.1.2 端板厚度验算 100

7.1.3 梁柱节点域剪应力 100

7.1.4 螺栓处腹板强度验算 101

7.2 梁柱节点（AB跨梁与B柱的节点） 101

7.2.1 螺栓强度验算 102

7.2.2 端板厚度验算 102

7.2.3 梁柱节点域剪应力 102

7.2.4 螺栓处腹板强度验算 103

7.3 梁梁节点 103

7.3.1 变截面处梁梁节点 103

7.3.2螺栓强度验算 103

7.3.3端板厚度验算 104

7.3.4螺栓处腹板强度验算 105

7.3 边柱脚节点 105

7.3.1 确定底板面积 105

7.3.2 确定底板厚度 106

7.3.3 锚栓设计 107

7.3.4 抗剪键的设置 108

7.4中柱脚节点 108

7.4.1 确定底板面积 108

7.4.2 确定底板厚度 108

7.4.3 锚栓设计 109

7.4.4 抗剪键的设置 108

第八章 基础设计 110

8.1 基础的选择 114

8.2 基础埋深 115

8.3 基础尺寸的确定 115

8.3.1 确定地基承载力 115

8.3.2 确定基础上部荷载 116

8.3.3 确定基础底面积 116

8.3.4 基础冲切验算 118

8.3.5 基础截面配筋计算 120

第九章一些经济技术分析 120

参考文献 126

致 谢 128

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