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摘 要

The design of single-storey industrial plant with lattice column

Abstract

第一章设计依据

1.1工程概况

（1）工程名称：华兴压力容器江宁厂房。

（2）建设地点：拟建于南京市江宁区。

（3）建设规模：总建筑面积为 11400 m²，单层工业厂房内100吨桥式吊车三台。

1.2气象条件

1.3工程地质条件

1.4施工技术条件

所有构件由工厂加工完毕，再运到工地进行现场吊装安装。

1.5材料

第二章建筑设计

2.1平面设计

2.1.1 厂房平面的布置形式

2.1.2 柱网的确定

图 2-1 柱网布置

基本风压为0.45kN/m²，按照构造要求：应在山墙处设置抗风柱，柱距为8m，各山墙处设置两根抗风柱，山墙最边处设置两根塞柱。

2.1.3 定位轴线的确定

表2-1（mm）

2.1.4 变形缝的设置

2.2 剖面设计

2.2.1 厂房剖面的布置形式

取该厂房一榀代表性横向排架，钢排架跨度24米，共三跨，中间跨高 29.1m，边跨高25.5m，厂房剖面形式如下

图2-3剖面布置

2.2.2 采光设计

2.2.3 通风设计

2.2.4 立面设计

2.3 节能设计

2.3.1 保温隔热设计

2.3.2 通风设计

因为厂房用途对于通风要求不高，且窗地面积较大，可以采用自然通风的形式。

2.4 其它节点设计

2.4.1 墙面、屋面和地面的设计

图2-4 厂房地面的做法

图2-5坡道做法

第三章结构设计

3.1 结构方案及材料选择

3.1.1材料选取

屋盖和墙架檩条优选热轧高频焊接H型钢或冷弯型钢。其他构件选用Q235B或Q345B。除柱脚采用锚栓连接外，其余节点均采用焊缝连接。

3.1.2 柱网布置

厂房的长为150m，跨度为 72m，共三跨，根据要求取柱距为 7.5m，故采用 7.5×24m 的柱网。如图所示：

图3-1柱网布置

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柱设计：

边柱：

边柱A上段柱：H₁6100mm

下段柱：H₂16900mm

边柱K上段柱：H₁8000mm

下段柱：H₂ mm

其截面尺寸如下图所示：

（b） 下段柱截面尺寸

图3-3 边柱截面尺寸

中柱：

中柱D上段柱：H₁mm

下段柱：H₂16900mm

中柱G上段柱：H₁11600mm

下段柱：H₂16900mm

其截面尺寸如下图所示：

（b）下段柱截面尺寸

3-4 中截面尺寸

3.1.4 柱间支撑布置

支撑布置如图所示：

A轴线支撑布置

D轴线支撑布置

K轴线支撑布置

G轴线支撑布置

3.1.5 檩条和墙梁的布置

3.1.6 屋盖支撑布置

图 3-6 屋盖横向支撑布置图

3.2 屋面板设计

3.3 檩条设计（中间跨檩条）

3.3.1 截面形式

3.3.2 荷载计算

恒载：自重压型钢板 0.1 kN /m²

檩条自重 0.12 kN / m²

总合 0.22 kN / m²

活载：屋面均布活荷载 0.3 kN / m²

雪荷载 0.65 kN / m²

荷载组合：1.2永久荷载 1.4max｛屋面均布活荷载，雪荷载｝

故有q1.20.221.5 1.40.651.5=1.76kN / m

故檩条荷载设计荷载 q 1.76kN / m

截面水平向和竖向的线荷载分量为：

 q·sin  1.76 sin 2.86 0.09kN / m

q·cos 1.76  cos 2.86 1.75kN / m

檩条跨中截面弯矩：

=l² /8=1.757.5²/8=12.3kN  m

跨度1/3拉条出的截面弯矩：

=l² /90=0.097.5²/90=0.06kN  m

跨中的正弯矩：

 l ² / 360  0.09  7.5² / 360  0.01kN  m

3.3.3 截面特性

根据 GB50018-2002冷弯薄壁型钢结构技术规范计算得：

h=280mm，b=70mm，a=20mm，t=3mm

A=（h 2b 2a）t=（280 2×70 2×20）×3=1380mm²

= ==16.74mm

d=28.67mm

有：=1575.2，=88.7，=112.51，

=52.99，=16.65，=0.414，=13745.81

3.3.4 有效宽度

按照毛截面尺寸计算的到截面上的应力

= ==109.32N/mm²

①缘有效宽度计算

根据教材《钢结构设计第二版》P60

上翼缘压应力分布不均匀系数：

==1＞0

计算系数:1.150.151.150.1511

上翼缘受压区宽度:b70mm

上翼缘属部分加劲板件，最大压应力作用于支承边，稳定系数:

k1.70-3.0251.75²0.425

腹板压应力分布不均匀系数==-1≤0

计算系数：=

腹板受压区宽度:==140mm

腹板属加劲板件，稳定系数7.86.299.78²11.29

=0.78

受压板件的板组约束系数为：

计算系数ρ=

由于18ρ＜＜38ρ，有效宽度：=）=58.6mm。

下翼缘由于全部收拉，故全部有效。

②腹板有效宽度计算

=1.29

受压板件的板组约束系数为：

ρ=

18ρ＜=93.3＜38ρ，=）=128.7mm。

3.3.5 有效截面特性

=1380-11.4×3-13×3=1306.8mm²，=1524.08×

=1088.63×

3.3.6 截面验算

因檩条与屋面板靠牢连接，不需要验算整体稳定性。

R=1.5t=1.5×3=4.5mm

抗弯强度：N/mm²＜f=205N/mm²

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