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1、 第 1 页 建筑设计部分建筑设计部分 1、工程概况 根据生产发展需要， 决定于 2009 年 7 月 1 日在咸阳市新建一除锈喷漆单层 钢结构工业厂房。厂房建筑面积为 3060 m2。 1.1 设计原始资料 （一）气象条件 1. 冬季采暖室外计算温度5 C。 2. 主导风向：东北，基本风压 0.35kN/m2。 3. 基本雪压：0.25kN/m2。 4. 年降雨量：632mm；日最大降雨量：92mm；时最大降雨量：56mm；雨季集中在 9、10 月份。 5. 土壤最大冻结深度 450mm。 （二）工程地质条件 1. 建筑场地地貌单元属黄土梁南缘，场地工程地质条件见附录 2。 2. 地下水稳定
2、埋深 8.49.6m，属潜水类型。地下水对钢结构和混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性，但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。场地水位以上土质对钢结构和混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。 3. I 级非自重湿陷性黄土，地基承载力特征值为 170kPa。 4. 抗震设防烈度 7 度 0.15g，建筑场地类别为 II 类。 5. 根据场地岩土工程条件和建筑物荷载特点，建议本工程采用换土垫层法处理地基，基础形式采用柱下独立基础。 （三）施工条件 1. 建设场地平坦，道路通畅，水、电就近可以接通，基本具备开工建设条件。 2. 拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平
3、均较高。 第 2 页 2、厂房平面设计 2.1 建筑平面形式的选择 由于本厂房的生产工艺流程为直线型，即原材料由厂房一端进入，除锈区间喷漆区间，再由另一端运出，考虑到生产流程及建筑和结构的简单及合理性，本厂房采用矩形平面形式，单跨结构。 2.2 柱网的选择 厂房建筑面积是 3060 平米，由于厂房荷载较小，故选择质量较轻，工业化程度 较高施工周期短，结构形式较简单的轻型门式钢架结构。柱距取为经济柱距 7.5m。对于跨度的选择，根据厂房建筑模数协调标准的要求，本厂房跨度 大于 18m，按 60M 模数增长，考虑到生产设备的大小和布置方式，为了有效提 高厂房面积的利用率及吊车的服务范围，跨度选择为
4、 24m 2.3 定位轴线的划分 本厂房设计中纵向定位轴线由下向上依次定为 A，B，C，D；横向定位轴线从左向右依次定为 1，2，3，4，5，18 。 1、横向定位轴线 为了使吊车梁、屋面檩条等一系列纵向构件的的标志长度均与柱距相同，使构件规格一致， 便于 统一构造连接， 本厂房中柱的中心线与横向定位轴线重合。 2、纵向定位轴线 a、有吊车的柱与纵向定位轴线的联系 由于工艺要求，本厂房 114 轴线间为有吊车区间，此区间的柱子截面较大，纵向定位轴线与柱的中心线重合。 b、无吊车的柱与纵向定位轴线的联系 在 1518 轴线间没有吊车，故柱子截面较小，柱中心线与纵向定位轴线不重合，柱子翼缘与外墙内
5、缘重合。 第 3 页 3、厂房剖面设计 3.1 厂房高度的确定 根据设计资料，本厂房轨顶标高为 8.5m，查钢结构设计手册中大连重工吊车技术资料的，轨顶到吊车顶面距离 H=1585mm，取吊车顶面至斜梁与柱相 交 处 最 低 点 间 的 安 全 净 空 尺 寸 为315mm ， 则 厂 房 高 度 为 ：8.5+1.585+0.315+0.75+1.450=12.60m。 3.2 室内外高差的确定 考虑到运输工具及厂房的便利， 防止雨水侵入室内， 取厂房室内外高差为150mm。 4、厂房天然采光设计 根据建筑采光设计标准规定可知，本厂房的采光等级为 III 级。拟采用双侧采光，窗地面积比应大于
6、 1/4。 由于侧面采光的效果较好，应用较多，且经计算侧面开窗满足采光面积，不必开天窗，所以本厂房采用侧面采光。为了满足采光面积又不使窗高过大，本厂房将纵墙侧窗开为上下两层，窗宽都取为 4.8m，低侧窗窗台高度取在厂房底部砌体的顶面以便于施工，窗高 3.6m；高侧窗下缘标高为 8.8m，窗高 1.2m。为满足采光面积还应在两边上墙上给设一道高窗，窗边距纵向轴线 750mm，窗高及窗台标高与纵墙上高侧窗相同。 则纵墙上的开窗的面积: 4.83.630+4.81.234=714.24 m 山墙上的开窗面积为： （24-0.752）1.22=54m 则开窗总面积为：714.24+54=768.24
7、建筑面积为 3060m；768.243060/4=765 第 4 页 所以采光面积足够。 5、厂房屋面排水设计 根据厂房原始设计资料，为了减少室内排水设施，避免排水管道对生产工艺的影响，本厂房采用有组织外排水方式。考虑到咸阳地区的气象条件以及厂房最大高度的限制，厂房屋面排水坡度取 1/10，天沟纵向坡度取 5 。 6、厂房立面设计 立面上采用蓝色为主色调，底部为 1200mm 高的砖砌体，表面用水泥砂浆抹面。门窗框口包角板采用蓝色钢板。 7、厂房的构造设计 7.1 外墙 本厂房外墙下部为 1200mm 高 240 的砖砌墙体，上部为压型钢板，以避免压型钢板直接着地而产生锈蚀。 压型钢板采用双层
8、彩色压型钢板内填保温材料，工厂复合板。压型钢板外墙构造力求简单，施工方便，与墙梁连接可靠。转角处以包角板与压型钢板搭接，搭接长度为 350mm，以保证防水效果。 7.2 外维护结构的保温设计 咸阳地区冬季室内温度较低，对生产工人的健康不利，应考虑采暖要求。为节约能源，不使外围护结构流失的热量过多，外墙，屋面应采取保温措施。此外，为了防止热量过多流失，还应提高门窗缝隙的密封性能防止冷风渗透，以改善室内热环境。 本厂房外维护结构采用压型钢板+矿棉板保温层+压型钢板的构造，室内相对适度=55%，冬季室内计算温度为 16C，室外计算温度为-5C。压型钢板的厚度为 0.53 mm，矿棉板的导热系数为 0
9、.07wkm/2，维护结构内表面感热阻Ri 取 0.115wkm/2，外表面感热阻 Re 取 0.043wkm/2，根据规范规定室内相对湿度=55%的车间外墙室内与围护结构内表面之间的允许温差为 7.5C，则可第 5 页 计算矿棉板保温层厚度如下： 322. 01115. 05 . 7/516minOR 07. 0/158. 0043. 0)3 .58/0053. 0()07. 0/()2 .58/0053. 0(115. 0ddRo要求minOORR ，即322. 007. 0/158. 0d，得md1148. 0 又考虑到保温复合式压型钢板的规格，可取矿棉板保温层厚为 50mm。 7.3
10、屋顶构造 本厂房屋面采用压型钢板有檩体系即在钢架斜梁上防止冷轧薄壁钢檩条，再铺设压型钢板屋面。压型钢板凹槽沿排水方向铺设，以利于排水，排水坡度取 1/10。 7.4 散水构造 厂房周围做 900mm 的混凝土散水，散水坡度取 3%，散水构造由下至上为素土夯实，80 厚碎砖打底，60 厚 C10 混凝土，10 厚 1：2.5 水泥砂浆抹面。如下图所示： 第 6 页 8、门窗明细表 结构设计部分结构设计部分 第一章 方案选择 1.1 材料的选择 由于本厂房是轻型门式刚架结构，本身自重较轻且吊车吨位较小，钢架承受荷载也较小，所以厂房梁、柱、檩条等结构构件可选用 Q235B 钢，又由于厂房对材料的冲击
11、韧性无特殊要求， 所以质量等级可以选用 B 级， 因此， 厂房梁、门窗编号 尺寸 mm 数量（个） M1 36003900 8 C1 48003600 30 C2 48001200 34 C3 15001200 30 第 7 页 柱、檩条、吊车梁、压型钢板等结构构件均可选用 Q235B。 1.2 柱网布置 本厂房建筑面积 3060m，由于本厂房荷载较小，故选用质量较轻、工业化程度较高、 施工周期短、 结构形式较简单的轻型门式刚架结构。 其中柱距 7.5m，跨度 24m。 1.3 屋面布置 根据屋面压型钢板的规格，檩条沿跨度方向每隔 1.5m 布置一道。根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS1
12、02：2002 中 6.3.1 之规定，由于檩条跨度为 6m9m，故采用实腹式檩条。根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002 中 6.3.5 和 6.3.6 之规定，应在檩条三分点处设置一道拉条，拉条采用12 圆钢，圆钢拉条设在距檩条上翼缘 1/3 腹板高度范围内，屋脊拉条为刚性。 1.4 柱间支撑布置 根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002 中 4.5.2 之规定应在厂房两端第一柱间设置柱间支撑，并应在中间一个柱间设置柱间支撑，本厂房考虑到功能分区，在有吊车的区间两边和中间都设置柱间支撑，且在除锈区间端部布置柱间支撑，柱间支撑分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑布
13、置。 1.5 屋盖支撑布置 由于本厂房长 127.5m，宽 24m，根据门式刚架轻型房屋结构技术规程CECS102：2002 中 4.5.1 之规定，整个厂房可划分为一个温度区段。因此在厂房两端第一个柱间支撑设置横向水平支撑。此外，还应在厂房中间柱间内设置屋盖横向水平支撑，并应在上述相应位置设置刚性系杆。 1.6 墙面结构布置 第 8 页 根据墙板的板型和规格，墙梁的布置沿高度方向间距1.5m，根据冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002 中 8.4.2 之规定，本厂房跨度 7.5m6m,应在跨中三分点处各设置一道拉条，拉条承担的墙体自重通过斜拉条传至承重柱和墙架柱，且应每隔 5 道拉
14、条设置一对斜拉条，以分段传递墙体自重，拉条为10 圆钢。 第二章 吊车梁设计 2.1 荷载的计算 2.1.1 最大轮压的计算 由钢结构设计手册中电车资料可知，其最大轮压为 13.8 吨，最小轮压为 3.8 吨，则根据建筑结构荷载规范GB50009-2001 中 5.1.1 之规定可知： 竖向荷载标准值为 .max13.8 10138kpkN. m i n3 . 81 03 8kpk N又根据建筑结构荷载规范5.3.1 之规定取吊车荷载动力系数=1.05，则吊车竖向荷载设计值为： max.max1.4kpp=1.41.05138.86=202kN min.min1.41.4 1.05 3855.
15、86kppkN 2.1.2 横向荷载设计值 由吊车资料可知吊车额定起重量为 16 吨，小车重量为 2.99 吨，且吊车工作制为 A5 级，为轻级工作制，因此每个轮上的横向荷载标准值为： 1()4kHQQ g 第 9 页 由 建 筑 结 构 荷 载 规 范 5.1.2之 规 定 知 =0.1 ， 则10 . 1( 1 62 . 9 9 )1 04 . 7 54kHk N 则其设计值为：1.41.4 4.756.65kHHkN 2.2 内力计算 2.2.1 一台吊车荷载作用下的内力 最大弯矩点（C 点）的位置为： 500012504amm； 最大弯矩标准值为： .max2 138 (7500/2500)238.057500c kMkN m 其中为吊车梁自重影响系数， 查 钢结构设计手册 表 8-2 得 =1.03 最大弯矩处的相应剪力值为： 21 3 8( 7 5 0 0 / 21 2 5 0 )9 4 . 7 67500c kVkN 最大剪力标准值为： . m a x138(75005000)1381.03189.527500kVkN2.2.2 计算一台吊车作用下的内力时，尚应计算横向荷载产生3750 3750 5000 a 第 10 页 的内力标准值 2. max2 4.75 (7500/2 1250)7.937500kyMkN m 最大弯矩处相应横向剪力标准值为：
