2021年工程設計的開題報告

1、工程設計的開題報告 關于工程設計的開題報告 課題：生產(chǎn)實踐 類型：工程設計 本課題是設計咸陽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。本次設計培養(yǎng)我正確的設計思路、嚴謹?shù)脑O計態(tài)度、掌握基本的設計方法（結(jié)合PKPM鋼結(jié)構(gòu)設計軟件及力學求解器的學習），會使用各種現(xiàn)行規(guī)范標準，通過實際設計操作可以更好地貫徹、理解和應用各種規(guī)范標準，力求設計既經(jīng)濟又合理；通過解決具有一定復雜程度的實際制造問題，可以更好的理解設計的合理性，應綜合考慮各種因素對整個結(jié)構(gòu)生產(chǎn) _的后續(xù)影響。 通過完成本次設計，了解我國鋼結(jié)構(gòu)廠房的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展水平以及發(fā)展方向。熟悉有關鋼結(jié)構(gòu)設計的規(guī)范，并熟練掌握各種規(guī)

2、范和文獻的查詢方法。將在大學期間所學的專業(yè)理論知識進行歸納總結(jié)，并應用到實際的工程問題的處理中，為日后在學習、工作中打下堅實的基礎。 3.1 文獻綜述（相關課題國內(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。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，同時經(jīng)濟效益好，使其得到了廣泛的應用。在初期，這種結(jié)構(gòu)被用于庫房等簡易房屋。20世紀60年代在國外由于各種彩色鋼板和H型鋼和冷彎型鋼的出現(xiàn)推動了門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展。 輕型門式剛架結(jié)構(gòu)在我國的應用大約始于20世紀80年代初期。近十多年來，隨著我國鋼材產(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

3、式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程(CECS1 02:98 )的頒布實施，輕型門式剛架結(jié)構(gòu)得到迅速的發(fā)展。目前國內(nèi)每年有上千萬平方米的輕鋼建筑工程，主要用于輕型的廠房、倉庫、體育館、展覽廳及活動房屋、加層建筑等。 3.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外的門式剛架體系已經(jīng)進入了設計、分析、出圖程序化（如大型通用化設計軟件包Loseke Building System Software）、構(gòu)件 _、 _施工、經(jīng)營管理一體化流程的時代。同時在建造方面也發(fā)生了變化。業(yè)主不是帶圖紙委托 _，而是向承包商定購某種輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋，承包商在規(guī)定時間內(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

4、用。門式剛架鋼結(jié)構(gòu)體系已經(jīng)普及到了各個領域內(nèi)。 _工程界目前正就主剛架在地震力作用時保有水平耐力(即構(gòu)件達到塑性階段時的承載力)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、 _度螺栓在橢圓孔處的受力狀態(tài)等幾個方面進行研究。 現(xiàn)今我國已建成的門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)房屋已達800多萬，而且以每年約100萬的速度增加。這是個前所未有的大好機遇，必將帶動建筑業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，促進建筑結(jié)構(gòu)向輕型化、系列化發(fā)展。目前國內(nèi)門式剛架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計研究領域取得了較好的成績。研究了門式剛架工業(yè)廠房最優(yōu)柱距的問題，有了詳細的數(shù)據(jù)6。在優(yōu)化算法和敏度分析的研究上也

5、已經(jīng)取得了顯著的成果。我國學者采用漸近滿應力法，研究 _了門式剛架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計軟件SOA。采用GIG (General Interactive Gra _nt)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)設計方法相比，取得了較好的效果7。采用離散復合形優(yōu)化方法，依據(jù)門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術規(guī)程 (CECS 102:98)，建立了門式剛架輕型結(jié)構(gòu)離散變量優(yōu)化的數(shù)學模型，在3D3S(V3.0)軟件的基礎上編制了門式剛架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序。使用遺傳算法，對門式剛架進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，形成了一個完整的門式剛架輕型房屋設計與優(yōu)化系統(tǒng)。 同時

6、國內(nèi)的設計軟件 _也大大提高，逐漸普及自行 _的設計軟件。如我國自行 _的門式剛架輕型房屋設計系統(tǒng)PFCAD、PKPM及同濟大學 _的3D3S等軟件。 3.3 發(fā)展趨勢 目前在門式剛架的設計中對結(jié)構(gòu)布局和節(jié)點連接關系進行優(yōu)化設計比較困難，還沒有成熟的方法和理論。在這一方面進行相關的優(yōu)化是輕型門式剛架設計的發(fā)展趨勢。在教育方面，隨著工程實踐的不斷深入，對于單層輕鋼廠房的結(jié)構(gòu)計算理論將進一步得到完善，相關規(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，新的結(jié)構(gòu)形式也會出現(xiàn)。門式拱架是在門式剛架在基礎上發(fā)展起來的。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；同時，弧形大梁為建筑物的

7、造型提供了更加豐富的變化。同時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)的基礎上得到進一步的發(fā)展，其具有輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，同時由于混凝土的存在而提高了結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性，并增強了結(jié)構(gòu)的防火性能。 本設計為輕型鋼結(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，強度高，跨度大，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工期短，相應降低投資成本，經(jīng)濟實惠。它在我國有著較為廣泛的應用前景。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、應力計算準確可靠、 _制造簡單、工業(yè)化程度高、運輸 _方便等特點外，一般還具有取材方便、用料較省、

8、自重更輕等優(yōu)點。 1建筑方案設計與初步設計：根據(jù)使用功能及條件，確定建筑方案， 2建筑施工圖設計：在初步設計基礎上，繪制建筑施工圖。設計深度應滿足施工、 _及預算要求，圖面應詳盡表現(xiàn)建筑物的各有關部分。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）、建筑用料說明表和總說明。 3寫建筑設計說明書：主要內(nèi)容包括工程概況及設計依據(jù)和設計原則；總平面設計、平面設計、交通部分設計、立面設計、剖面設計和構(gòu)造設計等的設計意圖及方案說明；建筑規(guī)模及經(jīng)濟技術指標等。圍護結(jié)構(gòu)采用雙層彩5.1建筑設計部分 進行初步設計，繪出平、立、剖面草圖，經(jīng)指導老師修改后進行下一步設計。色壓型鋼板內(nèi)填保溫材料，可以是工廠復合板，也可以是現(xiàn)場復合板，自選。 5.2上部結(jié)構(gòu)設計部分 1確定上部結(jié)構(gòu)方案，進行結(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)計算提供依據(jù)。 2基礎方案：分析地基條件，確定基礎形式；進行基礎平面布置，確定基礎埋深。 3結(jié)構(gòu)計算：選取一榀橫向門式剛架進行設計（手算）；驗算在地震荷載作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移和內(nèi)力分析，并進行剛架梁、柱的內(nèi)力組合；完成構(gòu)件截面及連接節(jié)點設計；同時采用工程設計軟件計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力及設計結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并與手算結(jié)