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1、 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：单层单跨工业厂房设计学习中心： 奥鹏学习中心 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 2012 年 春 季 学 号： 学 生： 沈星佑 指导教师： 程关文 完成日期： 2014年1 月 18日 内容摘要本次设计的题目为生产车间，位于经济开发区。采用轻钢结构门式刚架的结构形式。厂房跨度24，柱距。围护结构采用彩钢夹芯板。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
2、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，平面设计由平面形式选择、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 录内容摘要引言1第1章 建筑设计11.工程概况12.单层厂房平面设计1平面形式的确定1柱网布置的确定2厂房门的确定2散水的确定2生产辅助用房33.单层厂房剖面设计3柱顶
3、标高的确定3室内地坪标高的确定3采光、通风的确定4屋面排水的确定44厂房立面设计55其他建筑构造5屋顶的确定5女儿墙的确定5地面的确定6门口坡道做法7雨棚的确定7屋脊的确定7门窗表8第2章 结构设计91、吊车梁设计9设计资料9吊车荷载计算9内力计算10吊车梁中最大弯矩及相应的剪力10吊车梁的最大剪力11水平方向最大弯矩11截面选择11截面特性13梁截面承载力验算13连接计算15支座加劲肋计算162、门式刚架设计17设计资料17荷载计算17内力计算19永久荷载作用下的内力19可变荷载作用下的内力252.3.3 风荷载作用下的内力27吊车荷载作用下的内力（水平向右，最大轮压在左）30吊车荷载作用下
4、的内力（水平向右，最大轮压在右）32吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压在左）33吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压在右）34内力组合36截面验算403、节点设计47梁柱节点47梁梁节点50牛腿节点52柱脚节点564、檩条设计64截面初选64荷载计算64内力计算654.4截面验算665、墙梁设计72截面初选72荷载计算72内力计算74截面验算766、基础设计81基础梁设计81基础设计83结束语89致谢90参考文献90附录91第1章 建筑设计给水设备厂生产车间位于红旗路南侧，建筑面积1800，土建总投158万元，结构形式采用轻钢结构单层单跨工业厂房形式，厂房内设有中级（软钩）吊车两台，
5、起重量5t，设备的技术指标为：表1-1 吊车技术指标台数起重量级别钩制吊车跨度吊车总量小车重最大轮压15t中级软钩m结构安全等级为级，耐火等级为级，采光等级为级。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，在设计平面的同时要考虑剖面和立面的设计问题，为了叙述方便和设计的先后
6、顺序，现分项说明。厂房的平面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。这种平面形式较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。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。在厂房中为支承屋顶和吊车必须设柱子，6米柱距是我国目前
7、的基本柱距，在实际中应用较广泛，经济效果也较好，同时考虑纵横向都能布置生产线，且工艺上需要进行技术改造，更新设备和重新布置生产线时，十分灵活，不受柱距的限制，使厂房具有更大的通用性，厂房柱距取6m，跨度24m，长度66m。结构耐火等级为级，厂房生产类别为丁类，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，厂房开设三个门，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。门与主要交通干道相近，能方便运输设备进出与人流疏散。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，散水的坡度为5%，宽
8、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 散水做法生产辅助用房包括办公室、男女洗手间、男女换衣间、工具室、材料库等，采用内隔墙隔开，内隔墙采用轻质隔墙，墙厚150，辅助用房分隔及门窗洞口位置详见平面图。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
9、据设计要求，取6，查吊车资料可得：取1764，取1200。确定柱顶标高为：H=6+1.764+1.2=8.964，取9.3米，符合3M要求.。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300。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，查规范确定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、均匀度及避免眩光。该厂房的采光等级为级，由于单侧采光不均匀，衰减幅度大，由此考虑采用双侧开窗。
10、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，距吊车梁顶面1200，距地面900，满足总高2.2米的要求，考虑到带形窗到墙边的距离，再加上由于南北立面开门，带形窗需隔断（距门的距离为1000，也采用带形窗，到两侧轴线距离为1500，两侧
11、对称布置，窗口高度与南北立面的高窗平齐。南北立面窗户具体标高位置见剖面图，山墙窗高具体位置详见侧立面图。该厂房的采用自然通风。在夏季车间的热源主要来自设备散热、焊接加工散热、围护结构（包括门窗）向室内传递热量。为排出这些热量，一般采光和运输要求开设的门窗面积已经足够，故低侧窗和中侧窗做成开闭式的，高侧窗封闭式就可以满足厂房的通风要求。屋面排水形式与屋顶坡度密切相关，主要取决于屋面承重结构的型式和屋面构造形式，屋面排水采用有组织天沟外排水，有组织排水系统主要是由有天沟，雨水斗，雨水管组成。天沟的构造形式与屋面构造有关，该屋面采用压型钢板，属于大型版，其接缝处容易做到密实不渗漏，可直接在屋面板上做
12、天沟。为使天沟内的雨水能顺畅的流向雨水斗，天沟应做垫坡，其坡度不应小于0.5%，也不宜大于2.0%，在该厂房的天沟垫坡取1.0%，由于采用槽型天沟，分水线设置应不低于天沟沟壁顶面50，以免积水高出分水线而导致渗漏。由房屋建筑学（第一版）中表19-6查得，雨水管确定为直径100，雨水管最大集水面积为363。根据设计该厂房的屋顶面积约为2000，则需要的雨水管数量为，取6根，雨水管在南北立面对称布置，雨水管及排水布置详见屋面排水示意图；天沟截面选用，坡度为1%，。布置详见屋面排水示意图。4厂房立面设计立面设计是平面、剖面设计的继续，它和平面、剖面是不可分割的整体。平面、剖面设计中，重点从平面组合等
13、方面，解决生产使用和经济之间的关系；在立面设计中，则主要从外观形象方面，反映平面、剖面功能，使形式与内容得到统一。该厂房的跨度、长度和柱距以及门窗的位置及屋盖形式等，都在平面设计和剖面设计上已经确定，在立面设计中就是要根据平面设计和剖面设计，确定门窗洞口的标高及位置，室内外高差等；选用墙体、墙面材料和构造形式表示明确，反映其处理方法，以及在已有的体型基础上利用柱子、门窗、墙面、线脚、雨篷等部件，结合建筑构图规律进行有机的组合与划分，使立面简洁大方，比例恰当，达到完整匀称，节奏自然，色调质感协调统一的效果。详见立面图。5其他建筑构造本设计中厂房屋面采用有檩体系，即在刚架斜梁上设置C型冷弯薄壁型钢
14、檩条，再铺设彩钢夹芯板屋面，它施工速度快，重量轻表面带有色彩涂层、防锈、耐腐蚀、美观。屋顶坡度考虑屋面排水需要，屋面坡度取为10% 。由于屋面排水采用内天沟外排水，需设女儿墙。女儿墙高度不得超过屋顶高度，取女儿墙标高为10.1米，没有超过屋顶标高，符合要求。女儿墙位置详见剖面图。图1-2 天沟及女儿墙构造详图由于厂房内有重型物品的堆放或车辆行驶，由此考虑建筑物的地面构造采用混凝土实铺地面。地面在铺设时，将开挖的土回填夯实后，在上面铺设碎石或三合土，然后用1：3水泥砂浆找平，然后再铺设混凝土面层。由于在该厂房中有焊接，会产生火花，为了避免出面意外，地面采用特殊的不发光地面。地面做法如下图所示。图1-3 厂房地面做法在车间的大门外，应做行车坡道。一般坡度取1：
