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1、1轻型门式钢架大作业设计任务书2015,10,22,土木 12011204 班1.1 设计基本资料1.1.11.1.1 设计题目:设计题目:*集团轻钢结构设计 1.1.21.1.2 建设地点:建设地点:武汉市(地形图见附图 1) 1.1.31.1.3 工程概况工程概况 *集团轻钢结构房屋工程的具体要求如下: 1、柱网分别为 4.58.1m,柱网尺寸为 4.5 米的房屋纵向长为 121.5m,柱网尺寸为 5.1 米的房屋纵向长为 122.4m,柱网尺寸为 6 米的房屋纵向长为 120m,柱网尺寸为 6.6 米的房屋纵向长为 125.4m,柱网尺寸为 7.5 米的房屋纵向长为 120m,柱网尺寸为
2、 8.1 米的房屋纵向长为 121.5m,跨度分别为 18m、21m、24m,檐口高度分别为 6m、8m,屋面 坡度分别为 1/10、1/12,屋面材料为单层彩板或夹芯板,墙面材料单层彩板或夹芯板, 天沟为彩板天沟或钢板天沟。2、荷载:静荷载当无有吊顶时为2/2 . 0mkN,有吊顶时为2/45. 0mkN;活荷载为2/3 . 0mkN(计算刚架时) 、2/5 . 0mkN(计算檩条时) ;基本风压2/35. 0mkN,地面粗糙度为 B 类;雪荷载为2/5 . 0mkN;地震设防烈度为 6 度。3、所有建筑应尽量采用铝合金隔热门窗;建筑外观要求美观、新颖,能够充分体 现轻钢结构建筑的美学特点。
3、 1.1.4 设计原始资料设计原始资料 1)气象资料 该地区为三级气候分区,其基本气象资料为: 最冷月平均气温:3.0;最热月平均气温:28.8。 极端最低温度5;极端最高温度 41。 平均年总降雨量 1230.6 mm,日最大降雨量 317.4 mm。 最大积雪深度:32 mm。最大冻土深度:10 mm。 冬季平均风速 2.6 m/s,夏季平均风速 2.5 m/s,30 年一遇最大风速 21.9 m/s。 常年主导风向:东北 2)地质水文资料 建筑物场地地势平坦,地表高程 38.5638.72m,地下水位标高 33.4m,无腐蚀性。 经地质勘测,地表剖面为:表层 0.81.2m 耕杂土;以下
4、有 2.5m 深的亚粘土;再往下 为厚砂卵层。 亚粘土可做持力层, 地基承载力标准值为 120KN/m2,地基土容重为 19KN/m3。3)材料规格 钢材:门式刚架采用 Q345-B 钢,楼面梁、屋面檩条、墙架、檩条采用 Q235-B 螺栓:采用扭剪型高强度螺栓 10.9 级,普通螺栓采用六角头螺栓(C 级) ; 焊条:手工焊、自动埋弧焊和 CO2气保护焊; 基础混凝土 C20,垫层混凝土C10;钢筋:直径mm12为级钢筋,直径mm10为级钢筋。4)地震设防烈度 6 度 ;21.1.5 建设规模以及标准建设规模以及标准1)建筑规模:建筑面积约2120 21(18,24)m,为单层钢结构建筑。2
5、)建筑防火等级:二级 3)建筑防水等级:二级 4)建筑装修等级:高级 1.1.6 其它设计要求及资料其它设计要求及资料 单跨双坡门架 1.1.7 设计依据设计依据 建筑结构荷载规范(GB500092001) 钢结构设计规范(GB500172003) 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102: 2002 冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB500182002) 建筑制图标准(GBJ10487) 1.1.8 参考资料参考资料 轻型钢结构设计手册 冷弯薄壁型钢结构设计手册 建筑结构构造资料集 (上、下册) 建筑钢结构设计手册 (上、下册) 钢结构连接节点设计手册 钢结构设计与计算 房屋建筑学 (中国建
6、筑工业出版社) 钢结构 (王国周著) 钢结构 (魏明钟) 轻型门式刚架 (张其林) 1.1.9.设计题目排列设计题目排列每人单独一题。屋架的跨度 L(m) 、柱距(m) 、屋面坡度 i 及荷载形式按下面列表的序号选择(01 班按无吊顶静载计算,屋面坡度为 1/10;02 班按有吊顶静载计算,檐屋面坡度为 1/10; 03 班按无吊顶静载计算, 屋面坡度为 1/12, 04 班按有吊顶静载计算,屋面坡度为 1/12。每班每个学生按学号次序依次选题) 。3工况一:屋面坡度 1/10荷载一荷载二檐口高度 6 米檐口高度 8 米檐口高度 6 米檐口高度 8 米 跨 度柱网182124182124182
7、1241821244.5黄 万 里李 建 国梁 广 州胡 江 涛毕 晨 阳徐 亮王 铮姜 天 时龚文平王 唯刘 柯 柯冷 强5.1杨 松马 琛索 建 敏李 有 斌李 建 良贾 俊 杰杨 一 超张 程亚西尔 江阿 不都米 吉提彭 博于 同 生潘 越 霆6汪 瀚吴 沛 琛邓 帆肖 昊秦 龙 飞张 宇 璇吴 芳 杰高 赟 龙元世栋陈 宇吴 雄李 求 顺6.6陆 展邱 昌龙 仁费 城周 前陈 鹏 远柯 琰祝 晓 冬吕秋杰余 雄商 邑 龙刘 帅7.5罗 跃李 孟 林张 发 展冯 海 斌张 高 建王 苇梁 宇 剑方 正邵夏辉张 皓 承吴 伟 伟舒 梦 洁8.1张 亚 静刘 燕马 露李 巧 玲徐 清 锋赵
8、永 杰朱 丽 妃周 雯沈裕翟 宇 轩工况二:屋面坡度 1/12荷载一荷载二檐口高度 6 米檐口高度 8 米檐口高度 6 米檐口高度 8 米 跨 度柱网1821241821241821241821244.5傅 惠李 志 斌陈 海 吉郑 福 聪解 冬迟 久 远汪 洋陈 滔周 靖 人杨 壮 雄沙拉 木守 克尔魏 利 伟5.1王 伟张 仕 旺刘 辉徐 崇 浩刘 耀潘 雨路 忠 德金 圣 尧储 天 元程 庆 乐李纵横王 鸿 宇6李 乾袁 胜 利敖 禹龚 丽 栋蔡 万 贤陈 潘雷 宇许 建 军陶 嘉 杰高 领 嵩邓泽生蔡 邦 春46.6周 良 辉李 珍李 琼 宁易 勇 志黄 凤 崑马 杰郭 新 泽李 文
9、权伍 昊刘 良 文雷玉沛廖 荣 健7.5张 明 星胡 锦 文谭 韫张 毅翁 芬 芬马 冰 茜谢 世 钢唐 唯 峰万 奇李 彤饶雯婷王 紫 佩8.1汪 灿陈 伊 军佟 蕴 哲王 倞付 海 平赖 辉 森索 梦 杰李 晋 阳张 瑞李 武 峰杨文婷交课设时间:2015 年 11 月 14 日,上午 8:3010:00,1201 班交;上午10:0011.30,1202 班交;下午 2.304.00,1203 班交,下午 4.005.30,1204 班交。每个同学带上自己的计算书与图纸,到西六楼 501 办公室交课设。51.2 建筑设计1.2.1 建筑设计指导思想 1)设计满足生产工艺的要求,这是对设计
10、的基本要求。 2)应创造良好的操作环境,有利于保证工人健康和提高劳动生产率。 3)应满足有关技术要求: (1) 厂房应具有必要的坚固耐久性能,使在外力、温湿度变化、化学侵蚀等各种不利因素作用下 可以确保安全; (2) 厂房建筑应具有一定的灵活应变能力, 在满足当前使用的基础上, 适当考虑到以后设备更新 和工艺改革的需要,使远近期结合,提高通用性,并为以后的厂房改造和扩建提供条件; (3) 设计厂房时应遵守国家颁布的有关技术规范与规程。 4)工业建筑设计中要注意提高建筑的经济、社会和环境的综合效益,三者间不可偏废。 5)工业建筑在适用、安全、经济的前提下,把建筑美与环境美列为设计的重要内容,美化
11、室内外环 境,创造良好的工作条件。 3.1.1 建筑布置 综合考虑工艺、结构和经济三方面的要求,按照钢结构设计规范,厂房可不设置伸缩缝,厂房 柱网具体布置如下图所示: 1.2.3 构造简要说明 1)屋面及墙面构造 屋面板和墙面板采用 75mm 厚岩棉夹芯彩板,在其纵横向搭接处均应设置连续密封胶条。屋面 的坡度为 1:10(1:12)的双坡屋面,采用内天沟有组织排水。 2)地面构造 厂房的地面用素土夯实后铺 80 厚 C10 混凝土,然后用 20 厚 1:2 水泥砂浆抹面。室内地坪标高 为0.000,室外地坪为-0.3m,在进厂房门的室内外做成斜坡。 3)刚架防锈处理 用各色硼钡酚醛防锈漆 F5
12、3-9 打底,在选用各色醇酸磁漆 C04-42 作面漆。 4) 门窗型号及数量门窗编号洞口尺寸(mm)选用图集及规格数量附注宽高M150006000厂家提供2铝合金平开门C118001800厂家提供80铝合金推拉窗C218001200厂家提供80铝合金推拉窗1.3 课程设计要求1. 完成设计计算书一份完成设计计算书一份(1) 设计资料、设计依据(2) 选择门式钢架的材料,并明确提出对保证项目的要求;(3) 确定门式刚架几何尺寸,钢架及柱支撑布置;(4) 进行荷载汇集、檩条选择与计算、刚架杆件初选、内力计算、内力组合,验算各杆件截面;6(5) 节点设计:设计门式刚架屋脊节点、梁的拼接节点、梁柱连
13、接节点、柱脚节点,隅撑设计计算。计算书书写要求:(1)书写工整(不能用圆珠笔或铅笔),表示要清楚,计算步骤明确,计算公式和数据来源应有依据;(2)图表应用得当(应附有与设计有关的插图和说明),各种图形应按比例并用仪器绘制。计算书中一定要求图、文、表并茂!2. 绘制绘制屋顶平面布置图、门式刚架屋顶平面布置图、门式刚架施工图施工图、柱支撑布置图、节点详图、柱支撑布置图、节点详图要求:图纸应符合房屋建筑制图统一标准(GB/T 500012001)和建筑结构制图标准(GB/T 501052001)的要求;按所给绘图环境作图。7柱网尺寸图示意(参考图)81.3 结构设计计算书刚架部分参考1.3.1 结构
14、体系本设计结构体系为横向单跨双坡门式刚架承重体系,跨度 21 米,门式刚架斜梁坡度为 1:10。纵向为檩条支撑体系,20 跨,柱距 6 米。屋面板和墙面板采用 75mm 厚岩棉夹芯彩板,在其纵横向搭接处均应设置连续密封胶条。1.3.2 结构布置1.柱网布置综合考虑工艺、结构及经济三个方面的要求,确定厂房柱网布置为:纵向 20 跨,跨度 6 米,横向单跨,跨度 21 米。2.横向框架结构的主要尺寸、框架柱及横梁(1) 横向框架的结构尺寸采用单跨双坡门架,门架横梁与门架柱刚性连接,刚架柱与地基础的连接为锚栓刚性连接。结构示意图如下:图 1 结构示意图框架主要尺寸为:(1)跨度:21m(2)柱高:9
15、.9m(3)柱距:6m横梁坡度为 1:10(2)框架柱及横梁框架柱采用等截面 H 型钢柱,钢材采用 Q235 钢,横梁采用分段变截面焊接工字形截面,钢材采用 Q235 钢。3. 墙架及柱间支撑布置墙架系由横梁(墙梁)及拉条、窗镶边构件、墙架柱、抗风柱等构件组成。其作用是支撑墙体,保证墙体的稳定,并将墙体承受的风荷载传递到厂房骨架和基础上。柱间支撑为交叉腹杆体系,交叉腹杆体系最为经济且刚度较大。4. 屋盖支撑布置9门式刚架的屋盖支撑体系由纵向水平支撑、横向水平支撑和系杆构成。5.温度缝的设置1.3.3 静力计算简图选取轴刚架为典型单元进行静力计算,计算单元如图所示:图 2 计算单元1.3.4 荷
16、载计算 1.荷载取值计算1.3.5 檩条设计1) 截面选型按101i,檩条跨度m6,檩条高度mmmmlh12043.171501 351 ,从而初选C形檩条5 . 22060160,檩距为m5 . 1,檩条跨度大于m4,故在檩条间跨设置拉条,在檐中处设置 斜拉条和刚性撑杆。如图 12341.3.6 墙梁设计1) 截面选型初选C形墙梁5 . 22070200,间距为m2,墙梁跨度大于m4,故在墙梁间跨设置拉条一道。如图6m拉条斜拉条xxyy10图 5 墙梁布置 1.3.7 抗风柱设计 每侧山墙设置 2 根抗风柱,则每根抗风柱作用宽度为 10.5 米。1.3.8 门式刚架设计 1)计算简图: 1234567图 9 计算简图 8)节点设计 (1)梁柱节点:采用如图所示连接型式,螺栓布置如图所示选取连接处最不利一组组合内力值: kN.m. -MEC33171 kN. - N027121 kN. - Q192821螺栓