多层厂房框架结构设计最终版

第一章设计任务及要求 1.1工程概况 该厂是专门生产机床电器开关的专业厂，模具车间是其中主要车间之一，专 门生产开关零件的冷冲模和成型模构件，该车间正立项建设，厂区位于市嘉定区 南翔镇。车间多为小型机床，为节省土地，缩短工艺流程，可采用多框架结构， 既四层二跨框架，其柱网布置图见图1。 1-4层的建筑层高分别为5m ' 4. 4 m ' 4. 4 m ' 4. 0 m ° 1-4层的结构层标高 分别为 5. 8m、4. 4 m ' 4. 4 m、4. 0 m ° 车间工作人员约为150人左右，故车间二头设有二部楼梯，并在一头设有办 公室若干间及厕所一间，男女隔层设置，在两面还设有2t客货梯一台。结构采 用现浇RC四层框架，楼板大部分采用预制板，局部在楼梯间及其附近采用现浇 楼板结构，柱下采用片筏基础。 、 、 I 1 ,6000 , 6000 , 6000 , 6000 ,5500 , 6000 , 6000 7 图1.1柱网布置图 1.2设计资料 根据地质勘查报告说明，场地地下水位平均深度为0. 4m，对校无侵蚀性，勘 查围未见不良地质现象。土质构成自地表向下依次为： 1） 填土层：厚度约为0. 5m，承载力标准值Fk=80kpa ° 2） 粘土层：厚度约为2. 0m，承载力标准值Fk=80kpa ° 3） 淤质粘土 ：厚度约为2. 0m ,承载力标准值Fk=80kpa ° 4） 粉砂土 ：厚度约为2. 0m，承载力标准值Fk=72kpa ° 5） 淤质粘土 ：厚度约为6. 0m ,承载力标准值Fk=72kpa ° 6） 粉砂土 ：厚度约为2. 5m，承载力标准值Fk=80kpa ° 7） 粘土 ：厚度约为12. 0m，承载力标准值Fk=80kpa ° 第2层褐黄色粘土层，虽然它呈可一软塑状况，具高压缩性，但仍可作为甲 类建筑物的天然地基；第8层绿色粘土层是理想的桩基持力层。 又根据不同手段测试所得地基土承载力不同，个别相差较大，所以勘查单位 建议土层的计算强度采用： 二层：100 kN/m2 ；三层：80 kN/m2 ；四层：75 kN/m2 ； 五层：60 kN/m2 ；六层：80 kN/m2 ； 七层：85 kN/m2 ； 八层：190 kN/m2 1.2.2气象资料 1）基本雪压值 0. 25KN/m2 0.20KN/m2 无 2）基本风压值 0. 40KN/m2 0. 55KN/m2 0. 70KN/m2 3）主导风向 东南 抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0. 10g，建筑场地图类别为 二类，场地特征周期为0. 35s ,设计地震分组为第一组。但不进行抗震计算。 1.2.4材料 梁、板、柱的混凝土均选用C30，梁、柱主筋选用HRB400，箍筋选用HPB235， 板受力钢筋选用HRB335 ° 1.3设计任务及要求 1.3.1建筑设计任务及要求 根据初步设计方案与生产工艺对建筑用料及装修等要求进行该车间建筑技 术设计。包括平、主、剖面图，部分节点大样及装修要求等。 1.3.1.1底层、柱标准层（楼层）平面图要求 1） 标注建筑纵横轴线及其编号，各层平面柱高； 2） 标注平面三道尺寸及三道尺寸尚未标清的细部尺寸，总尺寸要表明总长 和总进，注意标清轴线尺寸； 3） 底层平面应包括室外联系部分，如出入口，平台踏步等，二楼平面应表示 雨蓬及其位置； 4） 平面图上要标清门窗编号及门的开放方式； 5） 楼梯要画出梯段，踏步，休息平台及栏杆扶手，并标注上下行箭头； 6） 厕所间给出蹲位，小便池，洗手盆及污水池等位置； 7） 在底层平面上应标明剖面指示线及其编号； 8） 注明各房间使用名称（本参考图缺）隔墙及隔断位置，注明图名，比例及 局部说明。 1.3.1.2顶层平面图要求 1） 标注各转角部位定位轴线； 2） 标注局部面各部分的标高； 3） 绘出屋面排水方向，坡度及各坡面交线，排水沟，沟坡度，出水口位置 4）绘出屋面四周出檐或女儿墙位置，注明图名及比例。 1.3.1.3立面图（南立面、北立面、侧立面）要求 1） 表明建筑外形，门窗、雨蓬、外廊及雨水管的形式与位置，外轮廓线画 中粗线，地坪线画粗实线，其余画细实线、门窗 画洞口、窗应分扇，以 单线表示； 2） 标注二道尺寸，即总高（从室外地坪至屋顶最高处）和各层间尺寸； 3） 表明立面二端边的轴线号； 4） 对局部装饰绘制大样或另加说明； 5） 注明各立面名称及比例。 1.3.1.4剖面图 1） 剖面图不少于2个有代表性的剖面，要求； 2） 剖面尺寸应标注总高尺寸（室外地面至房屋最高处尺寸，如女儿墙压顶上 皮），层间尺寸（室外地坪，各层楼面到楼面）； 3） 外墙及柱轴线； 4） 楼地面，屋面等的构造做法； 5） 标注室外地坪，地面，各层楼面，女儿墙顶的标高； 6） 标注屋面的排水坡度及排水方向； 7） 剖到楼梯的应将楼梯踏步，休息平台等标清； 8） 应反映建筑物部空间关系和结构体系，以及屋面檐口，墙身的构造设计或 绘节点大样； 9） 注明剖面名称及比例。 1.3.1.6节点详图要求 可在楼梯间、女儿墙、檐口、窗台、墙身、雨蓬等自选2〜3个体节点详图。 主要说明建筑物构造和各种装修要求，及施工注意要点等，务求中心突出，与平 面图或剖面图要有联系，和圈节点编号相对应。必要时可绘在有关剖面图的外围 空挡，并辅以文字说明。容较多时，可集中起来另绘节点详图，并注明图及比例。 1.3.2结构设计任务及要求 根据所确定的建筑设计平、立剖面图方案及所绘的结构设计资料进行结构选 型及布置，初步拟定结构构件的截面尺寸，并选择施工方案。按照所采用的结构 方案，进行结构平面布置，选定某一部分的主要承重结构，包括某根框架（粱、 柱）、楼板、纵向连系粱、基础、楼梯、雨蓬等构件中的设计计算。结构按地震 烈度为7度设防，最后绘制施工图。 1.3. 2.1图纸具体要求 1） 基础总平面图及结构总说明； 2） 基础详图； 3） 各层楼面的结构平面布置图（预制板、现浇板、框架、纵向粱等的编号、 布置）必要的大样图，并附构件索引表； 4） 一根框架施工图； 5） 楼梯结构平面布置图及施工图； 6） 其他构件施工图。 施工图要符合制图标准，要求图面整洁匀称，正确体现设计意图，构造合理， 尺寸齐全，说明清晰，字体端正。 1. 3. 2. 2结构设计计算说明书具体要求 说明书要求写整齐，文字简练，思路清晰，条理清楚，计算依据要明确，计 算方法要合理，计算数据要准确，计算步骤要尽量格式化，并配有必要的计算简 图，力图及配筋简图。 1.3.3进度安排 1） 第1周：阅读相关的文献、资料，撰写文献综述、开题报告。 2） 第2周-第4周：进行建筑设计并绘制建筑施工图。 3） 第5周-第6周：结构布置，竖向荷载、地震、风荷载计算。 4） 第7-8周：一层楼板力配筋计算，次梁力及配筋计算。 5） 第9-10周：地震、风荷载作用下的一根框架的侧移及力计算。 6） 第11周：竖向荷载作用下的一根框架的力计算。 7）第12周：框架配筋计算；计算机软件校核力及配筋。 8） 第13周：结构施工图绘制。 9） 第14周：基础力计算及配筋 10） 第15周：毕业设计答辩。 第二章 建筑设计总说明 2.1平面设计 2.1.1总平面布置 嘉定机床厂模具车间位于市嘉定区南翔镇，该地主导风向为东南，因此考虑 厂房定为西南走向，有利于厂房的通风。 厂房平面形状规则，符合厂房的建筑风格，方便施工，同时便于室设备的布 置，且有利于结构抗震。建筑风格与厂区原有建筑相协调，并且建筑占地不影响 厂区原有交通联系。 本厂房采用钢筋混凝土框架结构，采用横向称重方案。框架结构有点在于建 筑平间布置灵活，如采用轻质隔断材料，可降低建筑物的自重，经过合理设计， 框架结构延性好，抗震能力强。横向承重框架刚度好，以纵向连系梁连接构成整 幢建筑。 图2.1总平面布置图 2.1.2建筑结构方案 为节约工业用地，缩短工艺流程，拟采用多层结构。由于各层生产工艺有差 别，平面布置有较大差异，且楼面荷载大，厂房宽度较大，因此决定采用多层现 浇钢筋混凝土框架结构而非砖混结构。框架结构的优点在于其平面布置灵活，可 用隔断分隔成小房间，也可拆除隔断改为大房间，其自重轻，通过合理设计，延 性好，具有较好的抗震性能。同时由于填充墙不承重，应此可以在其上开较大门 洞，有利于采光通风。 2.1.3柱网布置 柱网的选择应满足生产工艺的需要。柱网尺寸的确定应符合《建筑模数协调 统一标准XGBJ2—86)和《厂房建筑模数协调标准｝(GBJ6—86)的要求。同时， 柱网的布置还应考虑厂房的结构形式，采用的建筑材料和其在经济上的合理性及 施工上的可能性。基于以上原则，同时结合生产工艺要求作出调整，该建筑柱网 布置如图1. 1 ° 2.1.4平面组合 本建筑各个楼层的平面组合基于满足该楼层生产工艺要求的原则，并且把生 产用房间列为主要房间，置于各个楼层中间部位，其余房间如办公室、厕所等置 于各个楼层两侧，同时为分散人流，将楼梯间亦置于各个楼层两端。 车间底层为大型机床间及精密机床间。底层平面布置形式采用廊式，这种布 置形式适宜于各工段面积不大，生产上既需要相互紧密联系，但又不希望相互干 扰的工段。精密机床间需要恒温条件，因此在底层车间中间分隔出一个恒温室， 并且吊顶。 车间二、三层布置各种车、钳、刨、铁床等小型设备。由于生产工段需要大 面积，各工序之间联系紧密，不宜使用隔断分隔成房间，因此平面布置形式采用 统间式，这种布置形式对流水线操作比较有利。同时，为满足生产所需，在三层 楼板下A、B轴线间设有5KN单轨悬挂吊车一台。 车间四层布置电脉冲加工机床和线切割机床，采用廊式布置形式。 2.1. 5交通组织及防火疏散设计 各个楼层中间均设有走廊，两端设有楼梯，同时设有一台2T客货电梯。走 廊的宽度应符合人流通畅和建筑防火要求。考虑到生产需要及人流通畅的原则， 走廊宽度满足最小宽度的要求。本建筑房屋耐火等级为二级，走廊宽度（米/100 人）满足《建筑设计防火规》GBJ16-87 （修订本）的要求，同时房间门至外部 出口或楼梯间的最大距离亦满足规要求。 楼梯间布置于各个楼层两端，能很好起到分流作用，楼梯间宽度满足最小宽 度的要求，同时楼梯间有天然采光。楼梯采用双跑形式，中间设有休息平台。 2.1.6采光通风 多层厂房宽度较小，因此采用自然采光与通风，由于是框架结构，外墙上可 以开较大洞口，因此除底层恒温室一侧外，其余外墙上均安装有宽度较大，高度 较高的窗，有利于车间采光均匀，通风良好。 第三章 结构方案设计说明 3.1结构方案的确定 结构方案的确定首先应该结合生产工艺及层数的要求，其次还应该考虑建筑 材料的供应、当地的施工安装条件、构配件的生产能力以及基地的自然条件等。 本厂房采用钢筋混凝土框架结构，采用横向称重方案。框架结构有点在于建 筑平间布置灵活，如采用轻质隔断材料，可降低建筑物的自重，经过合理设计， 框架结构延性好，抗震能力强。横向承重框架刚度好，以纵向连系梁连接构成整 幢建筑。 3. 2基础类型的确定 基础类型的确定随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。上 部结构形式直接影响基础的型式，当上部荷载增大，且地基承载能力有变化时， 基础形式也随之改变。本厂房采用筏形基础，这种基础大大减少了土方工作量， 且适用于上部荷载较大、地基较弱的情况。 3. 3结构布置 3. 3.1柱网布置图 图3.1柱网布置图 3. 3.2梁布置图 图3.2梁布置图 3. 3. 3楼板布置图 图3. 3楼板