邁維爾膠管有限公司輕型門式剛架_廠房設(shè)計(jì)畢設(shè)開題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開題報(bào)告開題報(bào)告 題目邁維爾膠管有限公司輕型門式剛架 廠房設(shè)計(jì) 專業(yè)土木工程 班級(jí)土木 092 學(xué)生尤然 指導(dǎo)教師張俊發(fā) 郭宏超 孫永振 2013年 一、一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)( (論文論文) )課題來(lái)源、類型課題來(lái)源、類型 課題來(lái)源：來(lái)自生產(chǎn)實(shí)踐 類型：工程設(shè)計(jì) 二、二、 選題的目的及意義選題的目的及意義 本課題是設(shè)計(jì)咸陽(yáng)邁維爾膠管有限公司輕型門式剛架廠房，選定采用門 式剛架結(jié)構(gòu)形式。本次設(shè)計(jì)培養(yǎng)我正確的設(shè)計(jì)思路、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)態(tài)度、掌握 基本的設(shè)計(jì)方法（結(jié)合 PKPM 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件及力學(xué)求解器的學(xué)習(xí)） ，會(huì)使用 各種現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，通過實(shí)際設(shè)計(jì)操作可以更好地貫徹、理解和應(yīng)用各種規(guī) 范標(biāo)準(zhǔn)，力求設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又合理；通過解決具有一定復(fù)雜程度的實(shí)際制造問 題，可以更好的理解設(shè)計(jì)的合理性，應(yīng)綜合考慮各種因素對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)生產(chǎn)安 裝的后續(xù)影響。 通過完成本次設(shè)計(jì)，了解我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)廠房的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展水平以及發(fā) 展方向。熟悉有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范，并熟練掌握各種規(guī)范和文獻(xiàn)的查詢方 法。將在大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)進(jìn)行歸納總結(jié)，并應(yīng)用到實(shí)際的工程 問題的處理中，為日后在學(xué)習(xí)、工作中打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 三、三、 本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì) 3.13.1 文獻(xiàn)綜述（相關(guān)課題國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀）文獻(xiàn)綜述（相關(guān)課題國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀） 門式剛架輕型結(jié)構(gòu)體系開始于美國(guó)。由于門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)具有許多其 他結(jié)構(gòu)不具有的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益好，使其得到了廣泛的應(yīng)用。在初期， 這種結(jié)構(gòu)被用于庫(kù)房等簡(jiǎn)易房屋。20 世紀(jì) 60 年代在國(guó)外由于各種彩色鋼板 和 H 型鋼和冷彎型鋼的出現(xiàn)推動(dòng)了門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展。 輕型門式剛架結(jié)構(gòu)在我國(guó)的應(yīng)用大約始于 20 世紀(jì) 80 年代初期。近十多 年來(lái)，隨著我國(guó)鋼材產(chǎn)量的增加和焊接 H 型鋼的出現(xiàn)，壓型鋼板、冷彎薄壁 型鋼、H 型鋼的大批量生產(chǎn)，特別是門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 (CECS1 02:98 )的頒布實(shí)施，輕型門式剛架結(jié)構(gòu)得到迅速的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi) 每年有上千萬(wàn)平方米的輕鋼建筑工程， 主要用于輕型的廠房、 倉(cāng)庫(kù)、 體育館、 展覽廳及活動(dòng)房屋、加層建筑等。 3.23.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外的門式剛架體系已經(jīng)進(jìn)入了設(shè)計(jì)、分析、出圖程序化（如大型通用 化設(shè)計(jì)軟件包 Loseke Building System Software）、構(gòu)件加工、安裝施工、 經(jīng)營(yíng)管理一體化流程的時(shí)代。同時(shí)在建造方面也發(fā)生了變化。業(yè)主不是帶圖 紙委托加工，而是向承包商定購(gòu)某種輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，承包商在規(guī)定時(shí)間內(nèi) 按業(yè)主要求按質(zhì)建成并交付使用。而且很多公司都有自己的系列，以商品的 形式交付使用。門式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)普及到了各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)。日本工程界 目前正就主剛架在地震力作用時(shí)保有水平耐力(即構(gòu)件達(dá)到塑性階段時(shí)的承 載力)所需的 Ds 值的取法(Ds 為地震空間結(jié)構(gòu)分維，反映地震空間結(jié)構(gòu)的相 似性)，大斷面 Z 型冷彎薄壁型鋼檁條及墻梁、高強(qiáng)度螺栓在橢圓孔處的受 力狀態(tài)等幾個(gè)方面進(jìn)行研究。 現(xiàn)今我國(guó)已建成的門 式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)房屋已達(dá) 800 多萬(wàn)，而且以每年 約 100 萬(wàn)的速度增加。 這是個(gè)前所未有的大好機(jī) 遇，必將帶動(dòng)建筑業(yè)產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進(jìn)建筑結(jié) 構(gòu)向輕型化、 系列化發(fā)展。 目前國(guó)內(nèi)門式剛架結(jié) 構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域取得了較好的成績(jī)。研究了門式剛架工業(yè)廠房最優(yōu)柱距 的問題，有了詳細(xì)的數(shù)據(jù) 6。在優(yōu)化算法和敏度分析的研究上也已經(jīng)取得了 顯著的成果。我國(guó)學(xué)者采用漸近滿應(yīng)力法，研究開發(fā)了門式剛架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè) 計(jì)軟件 SOA。采用 GIG (General Interactive Gradient)一般梯度法，研究 了門式剛架在荷載作用下的優(yōu)化，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，取得了較好的效果 7。采用離散復(fù)合形優(yōu)化方法，依據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 (CECS 102:98)，建立了門式剛架輕型結(jié)構(gòu)離散變量?jī)?yōu)化的數(shù)學(xué)模型，在 3D3S(V3.0)軟件的基礎(chǔ)上編制了門式剛架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序。使用遺傳算法， 對(duì)門式剛架進(jìn)行了包括離散和連續(xù)變量的截面、形狀混合優(yōu)化的研究，并與 PFCAD 系統(tǒng)相結(jié)合，形成了一個(gè)完整的門式剛架輕型房屋設(shè)計(jì)與優(yōu)化系統(tǒng)。 同時(shí)國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)軟件開發(fā)也大大提高，逐漸普及自行開發(fā)的設(shè)計(jì)軟件。 如我國(guó)自行開發(fā)的門式剛架輕型房屋設(shè)計(jì)系統(tǒng) PFCAD、PKPM 及同濟(jì)大學(xué)開發(fā) 的 3D3S 等軟件。 3.33.3 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì) 目前在門式剛架的設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)布局和節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)比較 困難，還沒有成熟的方法和理論。在這一方面進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化是輕型門式剛 架設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。 在教育方面，隨著工程實(shí)踐的不斷深入，對(duì)于單層輕鋼廠房的結(jié)構(gòu)計(jì)算 理論將進(jìn)一步得到完善，相關(guān)規(guī)范規(guī)程也將更加的完善。 在門式剛架快速發(fā)展的同時(shí)，新的結(jié)構(gòu)形式也會(huì)出現(xiàn)。門式拱架是在門 式剛架在基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 與門式剛架相比較， 門式拱架又具有受力合理， 用鋼量低的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，弧形大梁為建筑物的造型提供了更加豐富的變化。 同時(shí)由冷彎薄壁型鋼和薄壁鋼管與混凝土組合而成的新型結(jié)構(gòu)體系既輕鋼 混凝土組合結(jié)構(gòu)也將在普通輕型鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步的發(fā)展，其具 有輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于混凝土的存在而提高了結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性， 并增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的防火性能。 四、四、 本課題主要研究?jī)?nèi)容本課題主要研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)為輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房，采用輕型門式剛架體系，輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑 質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，跨度大，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工期短，相應(yīng)降低投資成本，經(jīng) 濟(jì)實(shí)惠。它在我國(guó)有著較為廣泛的應(yīng)用前景。輕型鋼結(jié)構(gòu)的屋面荷載較輕， 因而桿件截面較小、較薄。它除具有普通鋼結(jié)構(gòu)的自重較輕、材質(zhì)均勻、應(yīng) 力計(jì)算準(zhǔn)確可靠、加工制造簡(jiǎn)單、工業(yè)化程度高、運(yùn)輸安裝方便等特點(diǎn)外， 一般還具有取材方便、用料較省、自重更輕等優(yōu)點(diǎn)。 五、五、 完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑）完成論文的條件和擬采用的研究手段（途徑） 5.1 建筑設(shè)計(jì)部分 1建筑方案設(shè)計(jì)與初步設(shè)計(jì)：根據(jù)使用功能及條件，確定建筑方案， 進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，繪出平、立、剖面草圖，經(jīng)指導(dǎo)老師修改后進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。 2建筑施工圖設(shè)計(jì)：在初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，繪制建筑施工圖。設(shè)計(jì)深度 應(yīng)滿足施工、安裝及預(yù)算要求，圖面應(yīng)詳盡表現(xiàn)建筑物的各有關(guān)部分。內(nèi)容 包括：平面圖、剖面圖、立面圖、屋頂平面圖、建筑構(gòu)造詳圖（檐口和屋脊 構(gòu)造詳圖） 、建筑用料說(shuō)明表和總說(shuō)明。 3寫建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明書：主要內(nèi)容包括工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)原則； 總平面設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)、交通部分設(shè)計(jì)、立面設(shè)計(jì)、剖面設(shè)計(jì)和構(gòu)造設(shè)計(jì)等 的設(shè)計(jì)意圖及方案說(shuō)明；建筑規(guī)模及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用雙層彩 色壓型鋼板內(nèi)填保溫材料， 可以是工廠復(fù)合板， 也可以是現(xiàn)場(chǎng)復(fù)合板， 自選。 5.2 上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分 1確定上部結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置；確定各構(gòu)件定位尺寸；繪制結(jié) 構(gòu)布置草圖，為結(jié)構(gòu)計(jì)算提供依據(jù)。 2基礎(chǔ)方案：分析地基條件，確定基礎(chǔ)形式；進(jìn)行基礎(chǔ)平面布置，確定 基礎(chǔ)埋深。 3結(jié)構(gòu)計(jì)算：選取一榀橫向門式剛架進(jìn)行設(shè)計(jì)（手算） ；驗(yàn)算在地震荷 載作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移和內(nèi)力分析，并進(jìn)行剛架梁、柱的內(nèi)力組合；完 成構(gòu)件截面及連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；同時(shí)采用工程設(shè)計(jì)軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力及設(shè)計(jì)結(jié) 構(gòu)構(gòu)件，并與手算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。 4繪制結(jié)構(gòu)施工圖：要求圖紙應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，應(yīng)有手繪鉛筆圖和計(jì) 算機(jī)繪圖。內(nèi)容包括（1）結(jié)構(gòu)平面布置圖； （2）吊車梁平面布置圖； （3） 屋面結(jié)構(gòu)布置圖； （4）墻面結(jié)構(gòu)布置圖； （5）門式剛架及節(jié)點(diǎn)詳圖；(6)吊 車梁施工圖；(7)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一說(shuō)明。 5結(jié)構(gòu)說(shuō)明書和計(jì)算書：包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提綱；選用結(jié)構(gòu)方案的理由和設(shè) 計(jì)依據(jù)；全部結(jié)構(gòu)計(jì)算書。 5.3 地基基礎(chǔ)部分 1. 確定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案和平面布置； 2. 基礎(chǔ)計(jì)算，分別選取一根中柱和角柱進(jìn)行基礎(chǔ)計(jì)算（手算） ； 3. 繪制基礎(chǔ)施工詳圖，要求用計(jì)算機(jī)（CAD 軟件）繪制 2 號(hào)圖紙 1 張。 按建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50105-2010 的規(guī)定繪制。具體內(nèi)容： （1）基 礎(chǔ)平面布置圖； （2）地基處理及基礎(chǔ)配筋圖； （3）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說(shuō)明。 4. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書和計(jì)算書。內(nèi)容應(yīng)包括：地基基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)計(jì)算、基礎(chǔ)配 筋計(jì)算等。 六、六、 本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)本課題進(jìn)度安排、各階段預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 月日周次任 務(wù) 階 段 名 稱 及 詳 細(xì) 項(xiàng) 目 各 階 段 預(yù) 期 到 達(dá) 的 目 標(biāo) 23 3 3 4 4 4 5 2511 畢業(yè)設(shè)計(jì)動(dòng)員、參觀、查閱相關(guān)文獻(xiàn)及 準(zhǔn)備資料并編寫文獻(xiàn)綜述報(bào)告及畢業(yè)設(shè) 計(jì)外文翻譯報(bào)告 通過收集資料對(duì)輕型門式 鋼結(jié)構(gòu)廠房有了進(jìn)一步的 認(rèn)識(shí)， 對(duì)本次課設(shè)有了總體 的了 41523 進(jìn)行建筑方案初步設(shè)計(jì)，繪出平、立、 剖面草圖，經(jīng)指導(dǎo)老師修改后進(jìn)行下一 步設(shè)計(jì) 掌握設(shè)計(jì)的方向、基本內(nèi) 容。 182945繪建筑施工圖，編建筑說(shuō)明書按方案完成建筑施工圖。 156 確定結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)布置，繪布置草圖 上部結(jié)構(gòu)計(jì)算 通過手算、 計(jì)算機(jī)等方式完 成上部結(jié)構(gòu)計(jì)算。 8127 上部結(jié)構(gòu)手算 月日周次任 務(wù) 階 段 名 稱 及 詳 細(xì) 項(xiàng) 目 各 階 段 預(yù) 期 到 達(dá) 的 目 標(biāo) 15198 上部結(jié)構(gòu)手算 22269PKPM 建模計(jì)算 29310 確定基礎(chǔ)方案 繪結(jié)構(gòu)施工圖（包括手繪及機(jī)繪）根據(jù)上部結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果進(jìn) 行結(jié)構(gòu)施工圖的繪制。 617 1112繪結(jié)構(gòu)施工圖（包括手繪及機(jī)繪） 5 5-6 6 6 6 202413繪結(jié)構(gòu)施工圖（包括手繪及機(jī)繪） 27114指導(dǎo)老師評(píng)閱設(shè)計(jì)圖紙，并修改圖紙完善設(shè)計(jì)。 3715編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書為本次設(shè)計(jì)做說(shuō)明。 101416指導(dǎo)老師評(píng)閱設(shè)計(jì)說(shuō)明書，并修改完善設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 172117論文評(píng)閱，準(zhǔn)備答辯提綱，答辯答辯。 七、七、 主要參考文獻(xiàn)主要參考文獻(xiàn)（至少 3 篇英文文獻(xiàn)） 1 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2002）S北京:中 國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002 2 包世華新編高層建筑結(jié)構(gòu) (第二版)M北京:中國(guó)水利水電出版社，知識(shí)產(chǎn)權(quán) 版社,2005 3 Daniel P. 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