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四、 钢结构设计
（一） 判断结构是否使用钢结构
钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、要求能活动或经常装拆的结构[6]。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、雕塑、仓棚、工厂、住宅、山地建筑和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。
本工程用于中草药提取，所以对安全等级，防火等级，通风、采光要求较高。钢结构厂房可以使用大跨度，钢柱数量比起混凝土柱减少，增加使用面积。通风采用无动力风机每间根据需求安装、通窗或者上下窗等措施满足要求。采光采用1.2mm阳光板有效解决。
综合各项因素考虑，本工程采用轻型门式刚架（双跨刚架）结构体系比较合理。见图4-1 门式刚架形式示例：
图 四.1门式刚架形式示例
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（二） 内力计算
1. 结构选型及布置是对结构的定性
由于其涉及广泛,应该在经验丰富的工程师指导下进行。在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是\概念设计\它在结构选型与布置阶段尤其重要. 对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害[3]、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部构造措施[1]。 在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择，所得结构方案往往易于手算、力学行为清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
钢结构通常有轻型门式刚架、框架、平面桁架、网架（壳）、索膜、塔桅等结构形式。其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设计方法，比如网壳的稳定等。本工程为轻型门式刚架结构，理论与技术已经相对成熟。
2. 结构计算信息
结构类型: 门式刚架轻型房屋钢结构
设计规范: 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（GB 51022-2015）计算[5] 结构重要性系数: 1.00 节点总数: 15 柱数: 5 梁数: 3 支座约束数: 3 标准截面总数: 6
活荷载计算信息: 考虑活荷载不利布置[2] 风荷载计算信息: 计算风荷载 钢材: Q235
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梁柱自重计算信息: 柱梁自重都计算 恒载作用下柱的轴向变形: 考虑 梁柱自重计算增大系数: 1.20 梁刚度增大系数: 1.00
钢结构净截面面积与毛截面面积比: 0.90
门式刚架梁平面内的整体稳定性: 按压弯构件验算 钢结构受拉柱容许长细比: 400 钢结构受压柱容许长细比: 180 钢梁(恒+活)容许挠跨比: l/180 柱顶容许水平位移/柱高: l/60
地震影响系数取值依据: 10抗规(2010版) [3] 地震作用计算: 计算水平地震作用 计算振型数：3 地震烈度：8.00 场地土类别：Ⅱ类 附加重量节点数：0 设计地震分组：第一组 周期折减系数:0.80
地震力计算方法：振型分解法 结构阻尼比：0.050
按GB50011-2010 地震效应增大系数:1.000 3. 结构基本信息 截面号 H形变截面 焊接组合H形截面 空心圆管截面 截面信息 (H1~H2)*B1*B2*Tw*T1*T2=(300~500)*200*200*6*8*8 H*B1*B2*Tw*T1*T2=350*200*200*6*8*8 D*T=114*3.5 - 考试资料
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圆钢 角钢 1) D =20 2L70X5 表 四.1 结构基本信息
（三） 构件设计
构件设计首先是材料的选择，比较常用的是Q235和Q345。 当强度起控制作用时,可选择Q345;稳定控制时,宜使用Q235。通常主结构使用单一钢种以便于工程管理.经济考虑,也可以选择不同强度钢材的焊接组合截面（翼缘Q345，腹板Q235）。另外，焊接结构宜选择Q235B或Q345B当前的结构软件,都提供截面验算的后处理功能。部分软件可以将不通过的构件，从给定的截面库里选择加大一级自动重新验算，直至通过，如sap2000等。上述计算的结果见图4-2 刚架详图
图 四.2刚架详图
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车间钢结构深化设计论文 - 图文
