单层钢结构厂房计算书.docx
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1、毕业设计(论文)题目:模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计一、毕业设计(论文)内容及要求(包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等)1.设计资料(1) 概况:本工程为某门式刚架结构的模具冲压件厂车间,总建筑面积约为3100。门式刚架结构的平面、立面与剖面图如下图所示,刚架跨度为L=218.6m=37.2m,柱距为7.5m,屋面坡度为1:15。(2)本工程位于7度抗震设防区,设计地震基本加速度为0.1g;建筑场地为II类场地土,设计地震分组为第二组,建筑物属于二级防火标准。(3)吊车自重:吊车的起重量为50/10t,级别为A6的桥式吊车。(4)不考虑地震作用时,作用在屋面上的荷载包括结构
2、自重、屋面永久荷载、屋面活荷载、屋面雪荷载及风荷载,各荷载的标准值分别如下(结构自重由程序自动计算,并参与相应的组合):屋面永久荷载Gk为0.4kN/m2(其中屋面板0.06kN/m2,隔热层0.06kN/m2,檩条0.10kN/m2,屋面支撑0.05kN/m2,设备管线0.15kN/m2)。屋面活荷载Qik为0.3kN/m2;屋面基本雪压S0为0.3kN/m2;基本风压w0为0.4kN/m2,地面粗糙程度为B类。 (5)材料:刚架、檩条、支撑等采用Q235钢;焊接材料E43系列;螺栓采用高强度螺栓和普通螺栓。檩条、墙梁为“C”形冷弯薄壁型钢,屋面采用0.6mm厚的镀锌压型彩涂板。(6)主体承
3、重结构采用焊接的工字形实腹式门式刚架钢结构,刚架斜梁与柱间的连接采用刚性连接。屋面支撑系统的刚性压杆采用圆钢管,交叉支撑采用圆钢,利用花篮螺丝张紧;柱间支撑的构造与屋面支撑类似。墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。基础为钢筋混凝土独立柱基础,刚架柱与基础的连接为刚接。2、 要求(a)、简化结构的力学模型,施加荷载,设计和验算各主要构件;(b)、手工计算基础、梁板、支撑等的设计;(c)、绘制一定量的特征节点的施工图;(d)、所有图纸均用AUTOCAD软件绘制;根据设计功能要求作出各楼层建筑平面图、总平面图、屋顶平面图,部分的平面尺寸和建筑物的总长、总宽。立面图主要表达建筑物的造型特点,各部
4、分的高度尺寸。剖面图应表达出各楼层的结构情况,垂直交通组成情况。设计说明应着重表达自己的设计意图,满足使用功能要求的措施,采用新材料、新技术。结构方案选择,结构平面布置。结构基本尺寸确定及截面几何特征。横向水平地震作用下框架结构的内力计算。荷载计算,考虑竖向荷载,水平荷载,包括地震荷载。竖向荷载作用下框架结构的内力计算。横向框架结构的梁柱内力组合,以及内力组合图。框架梁柱截面设计,楼盖设计,基础设计,楼梯设计。二、完成后应交的作业(包括各种说明书、图纸等)1、毕业设计论文一份(不少于1.5万字);2、中英文摘要各一份(不少于300字);3、结构体系设计计算书一份;4、建筑图、结构体系主要施工图
5、一套(设计说明、基础、梁板、柱、屋盖、特征节点施工图等),图纸量不少于12张2#;其中沿垂直方向剖面图和任意立面图需手工绘制,其它图纸均用AutoCAD软件绘制。5、外文资料翻译一份(不少于5000英文单词)。三、完成日期及进度2011年3月7日至2011年6月17日,共15周。进度安排:1调研,收集并消化资料,开题报告。 1.5周2建筑方案设计及建筑施工图绘制 2 周3结构设计与计算 5 周 4结构施工图绘制 2.5周5检查、修改 2.5周6总结、校对 1.0周7答辩 0.5周四、主要参考资料(包括书刊名称、出版年月等):1、建筑结构可靠度设计统一标准 (GB500682001)2、建筑结构
6、荷载规范 (GB500092001)3、建筑抗震设计规范 (GB500112001)4、钢结构设计规范 (GB500172003)5、冷弯薄壁型钢结构技术规范 (GB500182002)6、门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 (CECS102:2002)7、轻型钢结构设计指南 中国建筑工业出版社 20018、轻型钢结构设计手册 中国建筑工业出版社 20019、钢结构基本原理 沈祖炎等 中国建筑工业出版社 200110钢结构事故分析与处理雷宏刚 中国建材工业出版社 200311、钢结构钢结构基础 陈绍蕃 中国建筑工业出版社 200312、建筑地基基础设计规范 (GB 500072002)13、建筑地
7、基基础工程施工质量验收规范 (GB 502022002)14、钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程 (JGJ 82-91)15、建筑钢结构焊接规程 (JGJ81-2002)系(教研室)主任: (签字) 年 月 日 学院(系)领导: (签字) 年 月 日摘 要本次设计的题目为模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计,其地理位置在设计资料中未给出,现假设位于张家港。采用轻钢结构门式刚架的结构形式。厂房跨度37.2,柱距。墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。围护结构现采用彩钢夹芯板。本设计由建筑设计和结构设计两部分组成。建筑设计是根据整个工程的工程概况、生产工艺概况、自然条件、地理情况以及荷载
8、情况来确定建筑设计方案并优化设计方案。建筑设计包括单层厂房平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设计、屋面排水设计、防腐防锈和防火设计等内容。其中,平面设计有平面形式选择、柱网布置等;立面设计主要是门窗的布置;剖面设计主要有柱顶标高的确定等。结构设计是本次设计的核心内容,其设计的原则是确保厂房的安全、适用、耐久,同时使设计经济合理。结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计、内力计算、内力组合、梁柱截面的选取和验算、节点设计、檩条设计、墙梁设计和基础设计等。 关键词:结构形式;建筑设计;结构设计;内力组合;设计原则目 录(页码需要改)第1章 建筑设计11.工程概况12.单层厂房平面设计12
9、.1平面形式的确定12.2柱网布置的确定22.3厂房门的确定22.4散水的确定22.5生产辅助用房33.单层厂房剖面设计33.1柱顶标高的确定33.2室内地坪标高的确定33.3采光、通风的确定43.4屋面排水的确定44厂房立面设计55其他建筑构造55.1屋顶的确定55.2女儿墙的确定55.3地面的确定65.4门口坡道做法75.5雨棚的确定75.6屋脊的确定75.7门窗表8第2章 结构设计91、吊车梁设计91.1设计资料91.2吊车荷载计算91.3内力计算101.3.1吊车梁中最大弯矩及相应的剪力101.3.2吊车梁的最大剪力111.3.3水平方向最大弯矩111.4截面选择111.5截面特性13
10、1.6梁截面承载力验算131.7连接计算151.8支座加劲肋计算162、门式刚架设计172.1设计资料172.2荷载计算172.3内力计算192.3.1永久荷载作用下的内力192.3.2可变荷载作用下的内力252.3.3 风荷载作用下的内力272.3.4吊车荷载作用下的内力(水平向右,最大轮压在左)302.3.5吊车荷载作用下的内力(水平向右,最大轮压在右)322.3.6吊车荷载作用下的内力(水平向左,最大轮压在左)332.3.7吊车荷载作用下的内力(水平向左,最大轮压在右)342.4内力组合362.5截面验算403、节点设计473.1梁柱节点473.2梁梁节点503.3牛腿节点523.4柱脚
11、节点564、檩条设计644.1截面初选644.2荷载计算644.3内力计算654.4截面验算665、墙梁设计725.1截面初选725.2荷载计算725.3内力计算745.4截面验算766、基础设计816.1基础梁设计816.2基础设计83结束语89外文翻译90致谢103参考文献104附录105第1章 建筑设计1.工程概况根据所给设计资料,建筑面积约为3100,结构形式采用轻钢结构单层双跨工业厂房形式,厂房内设有重级(软钩)吊车(资料为指定几台吊车,现定为两台),起重量为50t,吊车设备的技术指标为:台数起重量级别钩制吊车跨度吊车总量小车重最大轮压250t重级软钩16.5m43.314t15.7
12、65t377kN结构安全等级为级,耐火等级为级,对该模具冲压件厂房的采光等级取为级。围护结构采用双面复合彩钢夹心板。工业建筑设计的任务就是根据我国建筑方针和政策,按照“安全适用,技术先进,经济合理”的设计原则,在满足工艺要求的前提下,处理好厂房的平面、立面、剖面,选择合适的建筑材料,确定合理的承重结构、围护结构和构造做法,同时要满足生产工艺的要求及有关的技术、良好的经济效益、卫生等要求。厂房的平面、立面、剖面设计是不可分割的整体,设计时必须统一考虑,在设计平面的同时需要考虑剖面和立面的设计问题,为了叙述方便并根据设计的先后顺序,现分项予以说明。2.单层厂房平面设计2.1平面形式的确定厂房的平面
13、设计除首先满足生产工艺的要求外,在建筑设计中应使厂房的平面形式规整以便节省投资和占地面积,选择经济合理和技术先进的柱网使厂房具有较大的通用性,并使厂房符合工业化施工的要求,正确解决采光和通风,合理地布置生活用房,妥善处理安全疏散及防火措施等。该工业厂房的平面形式采用矩形。这种平面形式容易与其他形式平面各工段之间靠的较紧,运输路线短捷,工艺联系紧密,工程管线较短,形式规整,占地面积少。且该厂房的宽度不大,室内采光通风都较容易解决。2.2柱网布置的确定柱网尺寸不仅在平面上规定着厂房的跨度、柱距的大小,而且还规定着刚架,屋面板,吊车梁的尺寸。在厂房中,为支撑屋顶和吊车设柱子,根据工艺流程和设备布置对
14、跨度和柱距大小提出了要求。在选择柱网时应考虑以下要求:(1)满足生产工艺要求。(2)遵守厂房建筑模数协调标准,跨度小于18m时,跨度的增减采用扩大模数3M数列。大于18m时,跨度的增减采用扩大模数6M数列。厂房山墙出抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。(3)调整和统一柱网。(4)尽量扩大柱网,提高厂房的通用性和经济合理性。由于跨度根据设计资料已定为37.2m,因此采用3M数列的扩大模数。柱距在综合考虑以上因素的前提下,采用7.5m的柱距形式且不采用抽柱的形式,有利于提高结构的稳定性。2.3厂房门的确定结构耐火等级为级,根据建筑设计防火规范3.1.1中对丁类生产类别的叙述“1 对不燃烧物质进行加
15、工,并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产2 利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产3 常温下使用或加工难燃烧物质的生产”可知,该模具冲压件厂房生产类别可定为丁类,防火规范中对此种建筑的最远点至疏散门的允许距离要求为不限,考虑到工艺设计及行走方便,厂房开设六扇门(南北面各一扇,东西面各两扇),平面位置详见建筑平面图,门的宽度和高度为,厂房门采用双扇平开门。门应该与主要交通干道相近,以便于运输设备进出与人流疏散。2.4散水的确定为保护外墙不受雨水的侵蚀,在外墙的四周将地面做成向外倾斜的坡度,以便将屋面雨水排至远处,所以设置了散水,散水的坡度可定为5%
16、,宽度取为900,散水的构造做法为:素土夯实,70厚1:3:6碎石(砖)三合土,10水泥砂浆抹面,散水面距地面的距离为20。散水做法见下图。图1-1 散水做法2.5生产辅助用房设计资料对该部分无相应要求,故而不单独设计之。3.单层厂房剖面设计3.1柱顶标高的确定由于厂房内有吊车作业,柱顶标高按下式来确定:式中: 柱顶标高(),必须符合3M的模数; 吊车轨顶标高(),一般由设计人员提出; 吊车轨顶至小车顶面的高度(),根据吊车资料查出; 小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸()。此间隙尺寸,按国家标准及根据吊车起重量可取300,400,1200。根据设计要求,取6,查吊车资料可得:取2734
17、,取400。确定柱顶标高为:H=6+2.734+0.4=9.134,取9.3米,符合3M要求.。3.2室内地坪标高的确定在一般情况下,单层厂房室内地坪与室外地面需设置高差,以防止雨水倒灌侵入室内。但为了便于运输工具出入厂房和不加长门口坡道的长度,这个高差又不宜太大,在该厂房设计中高差取值为450。确定室内地坪标高为,室外标高为。3.3采光、通风的确定该厂房设计中采用天然采光。采光设计就是根据采光等级,通过查阅相关规范根据窗地比来确定窗子的面积,从而布置窗户的形式及标高,以保证室内采光强度、均匀度符合要求及避免眩光。该厂房的采光等级虽未由设计资料给出,但根据一般情况可定为级,由于单侧采光不均匀,
18、衰减幅度大,由此考虑采用双侧开窗。根据采光等级查得窗地比为1:4,且厂房内部设置了吊车,同时采用高低窗。为了便于工作和不使吊车梁遮挡阳光,高侧窗下沿距吊车梁顶面不应太高或太低,规范规定至少高出吊车梁顶面600,在该厂房中取600。低侧窗下沿一般略高于工作面的高度9001200,在该厂房中取值为900。窗的确定:厂房的总面积:,由采光等级查得窗地比为1:4。根据厂房的面积确定采光所需的窗户的总面积为:,采用南北立面双侧开带窗,则窗户总高度为,窗户设计兼顾墙梁位置,故设置高窗高度为0.9,距吊车梁顶面1200;低窗高度为2.4,距地面900。窗户总高度为3.3,满足总高3.2米的要求,考虑到带形窗
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