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1、单层钢结构厂房毕业设计 绪论 毕 业设 计 是 大 学 本科 教 育 培 养 目标 实 现 的 重 要阶 段 是 毕 业前 的 综 合 学 习 阶段 是 深 化 拓 宽 综 合教 和学 的 重 要 过 程 是 对 大 学 期间 所 学 专 业 知 识 的 全 面 总 结 本 组毕 业 设 计 题 目为 单 层 钢 结构 厂 房 实 际 在 毕 业 设 计前 期 我 温 习 了 结 构 力 学 钢 结 构 设 计 原理 建 筑结 构抗 震 设 计 等知 识 并 借阅 了 抗 震 规范 钢 结 构 规范 荷 载规 范 等 规 范 在毕 业设 计 中期 我 们 通 过所 学的 基 本 理 论 专 业
2、知 识 和 基本 技能 进 行 建 筑 结 构设 计 特 别 是 在 地 震期 间 本 组 在校 成员 齐 心 协 力 分 工 合 作 发 挥 了大 家 的 团 队精 神 在 毕 设后 期 主 要 进 行 设计 手稿 的 电 脑输 入 并 得 到 老 师的 审批 和 指 正 使 我 圆 满 的 完 成 了 任 务 在此 表示 衷心 的感 谢 毕 业 设 计 的 三 个 月 里 在 指 导 老 师 的 帮 助 下 经 过 资 料 查 阅 设 计 计 算 论 文 撰 写 以 及外 文的 翻 译 加 深了 对新 规 范 规 程 手 册 等 相 关内 容的 理 解 巩 固 了 专 业知 识 提 高 了
3、 综 合分 析 解 决 问题 的能 力 在 绘 图 时 熟 练 掌 握 了 天 正 建 筑 AutoCAD PKPM 等建 筑 软 件 这些 都 从 不 同 方面 达 到 了 毕 业 设 计 的 目 的 与 要 求 巩 固 了 所 学 知 识 由 于 自 己水 平 有 限 难 免 有 不 妥和 疏忽 之处 敬 请 各 位 老 师批 评指 正 二 零 零 八 年 六月 十日 结构设计计算书 1 工程概况 1 1 设计条件 1 工程 水 文 地 质 条 件 水 文 地 质 条 件 从 上 到 下 依 次 为 淤 泥0 5m 3 16 5 kN m 粘 粒 含 量 8 c 的 粉 土 厚 5 m 3
4、 18 2 kN m 170 aka fkP 可 不考 虑地 下水 的影 响 2 6 度抗 震 近震 类 场 地 3 某机 加 工 车 间 基 本 数 据 车 间长 度 72m 厂 房 为 单 跨 跨度 30m 厂房 框架 由 柱 脚 底 面 到 横 梁 下 弦 底 部 的 距离 H 大 于 9m 但 不 超过 18m 每个 车间 设两 台 30 5吨桥 式 吊 车 4 屋面 基 本 要 求 该 普 通 机 加 工工 厂在 南方 某地 年 平均气 温在 21 度左 右 最 高 气 温 39 度 最 低 气 温 0 度 主 导风向 为东 南风 屋 面采 用轻 质屋 面 板 如 压 型 钢 板 屋
5、 面 坡 度 i 1 3 5 屋面 活 荷 载 标 准 值 0 7KN m 2 6 材 料 屋 架 和 柱 Q235 Q345 基 础 C10 C20 C25 钢 筋 级 砂 浆 混 合 砂 浆 水 泥 砂 浆 7 建筑 场 地 如 图 1 1 1 2 题型及要求 1 题型 三 角 形 钢 屋 架 实 腹式 柱 2 要求 1 厂 房的 平 面 设 计 立面 设计 与剖 面设 计 2 屋 架与 柱 设 计 3 基 础设 计 图 1 1 总平 面图 2 建筑方案设计说明 1 柱网 布 置 根 据 设 计任 务 书 基 本 数 据 布 置柱 网 柱网 应满 足以 下的要 求 1 符 合国 家 规 范
6、 厂 房建 筑模 数协 调标 准 2 满足 生产 工艺 的要 求 柱 的 位 置 应 与地 上 地 下 的 生 产 设 备 后 工 艺 流 程 相 配 合 还 应 考 虑 生 产 发 展 和 工艺 设备 更新 问题 3 满足 结构 要求 为 保 证 车 间 的 正 常 使用 有 利 于 吊 车 运 行 使 厂 房 具 有 必 要 的 横 向 刚 度 尽 可 能 将 柱 布置 在统 一的 横向 轴线 上 4 符合 经济 合理 的要 求 柱 的 纵 向 间 距同 时也 是 纵 向 构 件 的 跨 度 它 的 大 小 对 构 件 的 重 量 影 响 很 大 厂 房的 柱距 增大 可 使柱 的数量 减
7、少 总 重量 随 之 减 少 同 时 也 可 减 少 柱 基 础 的工 程量 5 符 合 柱 距 规 定 要 求 对 厂 房横 向 当厂 房跨 度小 于等 于 18m 时 其 跨度 宜 采 用 3m 的 倍数 当 厂 房 的 跨 度 大 于 18m 时 其跨 度宜 采用 6m 的 倍数 根 据 以 上原 则 该 厂 房 柱 网 布 置采 用 跨度柱距 30m6m 的 布 置方 案 2 屋 面 材 料 该 普 通 机加 工 厂 房 在 南 方 某 地 冬 季设 计温 度为 0 屋 面 采 用 轻 质 屋 面 板 压型 钢板 屋 面 坡 度 为 1 3 屋面设 计采 用压 型钢 板作 为 屋 面材
8、 料 的 有 檩 屋 盖 体 系 该 方 案 能 够 有 效减 轻结 构自 重 加快 施工速 度 能有 效的 传 递 屋 面 荷 载 提 高 屋 面 整 体 刚 度 便 于 铺设 保温 隔 热 隔音 等材料 3 屋 架 体 系 根 据 设 计任 务 书 要 求 采 用 三 角 形钢 屋架 三 角形 屋架 适用于 陡坡 屋面 的 有 檩 屋 盖 体 系 屋 架 与 柱 铰 接 房 屋的 横向 刚度 较低 从受 力角 度考 虑 腹 杆 的 布 置 采 用 芬 克 式 4 吊 车 和 吊 车 梁 该 厂 房 每个 车 间 设 两 台 30 5 吨中 级工 作制桥 式吊 车 吊车 参 数 查 阅 大
9、连 重 工 集 团吊 车 数 据 资 料 因 吊 车 吨 位 较 小 所以 采用 焊接工 字形 吊车 梁 该 厂 房 的 吊 车 梁 直 接 参 阅 相 关 图 集 不需 另行 计算 5 柱 的 设 计 根 据 设 计要 求 采 用 焊 接 工 字 形 实腹 式柱 选 择柱 截面 时 考 虑以 下几 个 原 则 1 面积 的分 布应 尽量 开 展 以 增 加 截 面的 惯性 矩 和 回 转 半 径 提 高 柱 的 整 体 稳 定 性 和 刚 度 2 使 两个 主 轴 方 向等 稳定 性 以达 到经 济的 效果 3 便 于和 其 他 构 件进 行连 接 4 尽 可能 构 造 简 单 制造 省工
10、取 材方 便 6 基 础 设 计 根 据 厂 房结 构 上 部 荷 载 和 柱 网 30m 6m 布 置 情 况 采 用 C20 钢 筋 混 凝 土 柱 下 独 立 基 础 水 文 地 质 条 件 从上 到下 依次 为淤 泥 0 5m 3 16 5 kN m 粘 粒 含 量8 c 的 粉 土 厚 5 m 3 18 2 kN m 170 aka fkP 可 不考 虑地 下水 的 影 响 计 算 确 定 基 础 埋 深 和 尺 寸 7 支 撑 系 统 单 层 厂 房的 支 撑 体 系 包 括 屋 盖 支撑 和柱 间支 撑两 部分 屋盖 支撑 包括 上 下 弦 横 向 水 平 支 撑 垂 直 支撑
11、及纵 向水 平系 杆 天窗架 支撑 可 以保 证 结 构 的 空 间 整 体 性 避 免 压 杆 侧向 失稳 防 止拉 杆产 生过大 的振 动 支撑 可 作 为 屋 架 弦 杆 的 侧 向 支 撑 点 减少 弦杆 在屋 架平 面外 的计算 长度 保 证受 压 弦 杆 侧 向 稳 定 并 使 受 拉 下 弦 杆不 会在 某些 动力 作用 下产生 过大 振动 承 担 和 传 递 水 平 荷 载 保 证 结 构 安 装时 的稳 定与 方便 柱 间支撑 的作 用是 组 成 坚 固 的 纵 向 构 架 保 证 厂 房 的 纵向 刚度 承 受厂 房端 部山墙 的风 荷载 吊 车 纵 向 水 平 荷 载 及
12、 温 度 应 力 等 可作 为框 架柱 的框 架平 面支点 减 少柱 外框 架 平 面 的 计 算 长 度 柱 间 支 撑 的 布置 是减 少支 撑设 在两 端时不 产生 很大 的温 度 应 力 而 对 厂 房 的 刚 度 又 提 高 很多 综 合以 上特 点 该厂房 屋盖 支撑 系统 选 择 横 向 水 平 支 撑 体 系 柱 间 支 撑选 用十 字交 叉式 支撑 体系 8 维 护 体 系 该 厂 房 采用 压 型 钢 板 做 墙 体 材 料 通过 螺栓 与墙 架梁 进行可 靠连 接 形 成 一 个 能 够 传 递 竖 向 荷 载 和 沿 压型 板平 面方 向的 水平 荷载的 结 构体 系
13、通 过 理 论 分 析 和 试 验 结 果 证 明 压 型钢 板与 周边 构件 进行 可靠连 接后 面 内刚 度 很 好 能 传 递 纵 横 方 向 的 面 内 剪力 使 厂房 结构 简化 节约 钢材 经 济效 益 好 9 变形 缝 该 厂 房 车间 设 计 长 度 是 72m 小 于 90m 温 度 区 段 不 考虑 设伸 缩缝 由 于 结 构 简 单 均 匀 对 称 且 地 质条 件较 好 不考 虑设 沉降缝 10 门窗 布置 该 厂 房 位于 南 方 某 地 应 充 分 考虑 车间 的通 风散 热以 及采光 要求 初 步 设 计 4 扇门 分 别 位 于 第 和 轴 线 间 两 侧 开
14、窗 根 据 通 风 散热 要 求 采 用 双 排 钢 侧 窗 上 部 采 用通 风高 侧窗 下 部采 用平开 窗 其具 体布 置 和 选 材 查 阅 规 范 和 计 算 确 定 3 结构方案设计说明 3 1 屋架设计 1 基 本 理 论 该 设 计 中 屋 架 为 三 角 形 钢 屋 架 对 屋 架 中 的 各 感 杆 件 按 造 压 弯 和 拉 弯 构 件设 计 基 本 理 论 主要 验 算 杆 件 的强 度 稳 定 性 对节 点 设 计 时 着 重考 虑 使 构 件 受 力 合 理 焊 缝 满 足 强度 要求 等 2 主 要 公 式 强度 验算 x nxn x MN f AW 平面 内稳
15、定性 验 算 mxx1 x x11x Ex 10 8 MN f N A W N 平面 外稳 定性 验 算 txx yb1x MN f AW 刚 度 验 算 0 x x x l i 0y y y l i 3 2 排架计算 1 假定 钢 柱 下 端 与 基 础 刚 结 2 假定 钢 柱 上 端 与 屋 架 铰 结 3 假定 屋 架 平 面 内 刚 度 无 穷 大 3 3 实腹柱设计 1 计 算 要 点 因 荷 载 较 小 采 用 实 腹 式 柱 设计 的 主 要 内 容包 括 截 面 选 择 强 度 验 算 整 体 稳 定 性 验算 刚 度 验 算 牛腿 及柱 脚 地 板设 计 依 据 现 行 钢
16、 结构 设 计 规 范 GB50017 2003 及 钢 结 构 手册 设计 2 主 要 公 式 利 用 的 公 式 与 屋 架 设计 中的 相同 3 4 基础设计 1 计 算 要 点 该 厂 房 的 基 础 形 式 采 用 钢 筋 混 凝土 柱 下 独 立 基础 根 据 所 受 荷 载 和 独 立 基 础的 相 关 构 造 要求 确定 基 础 的 尺 寸 设计 中 计 算了 基础 基 础 底 面 尺寸 验 算 了 地 基 承 载 力 和 基 础 抗 冲 切 承载 力 2 主 要 公 式 地基 承载 力特 征值 aakbdm 3 0 5 ffbd 基础 长边 弯矩 2 max1 1cc 1 2 242 pp Mlabb 基础 短边 弯矩 2 max1 1cc 1 2 242 pp Mbbla 4 结构计算 4 1 檩条计算 4 1 1 设计资料 屋盖 材料 为压 型钢 板 屋面 坡度 1 3 18 43 檩 条跨 度 6m 于 2l处 设一 道拉 条 檩距 1 561m 压 型 钢 板 与 屋 架连 接处 采用 叠置 搭 接 钢 材 Q235 4 1 2 荷载统计 1 永久 荷载 压
