輕鋼廠房生產(chǎn)車間設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計論文

1、一、工程概況1. 工程名稱：Xx環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)車間設(shè)計。2. 建設(shè)地點：擬建建筑物位于西安市, 室外地坪設(shè)計標高為423.70m。3. 建設(shè)規(guī)模：總建筑面積20002500平方米。4. 本項目擬定開工日期：2009年7月1日，竣工日期：2009年10月31日。 5. 設(shè)計要求：單層輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房，廠房內(nèi)設(shè)起重量5t（或10t）吊車2臺，二、設(shè)計原始資料（一）氣象條件1. 冬季采暖室外計算溫度5C。2. 主導(dǎo)風向：東北?；撅L壓0.35kN/m2。3. 基本雪壓：0.20kN/m2。4. 年降雨量：632mm；日最大降雨量：92mm；時最大降雨量：56mm；雨季集中在9、10月份。5. 土壤最大凍

2、結(jié)深度450mm。（二）工程地質(zhì)條件1. 工程地質(zhì)條件見附錄2。2. 對I級非自重濕陷性黃土，地基承載力特征值為170kPa。3. 抗震設(shè)防烈度8度，建筑場地類別為II類。4. 根據(jù)場地巖土工程條件和建筑物荷載特點，建議本工程采用換土墊層法處理地基，基礎(chǔ)形式采用柱下獨立基礎(chǔ)。（三）施工條件1. 建設(shè)場地平坦，道路通暢，水、電就近可以接通，基本具備開工建設(shè)條件。2. 擬參與投標的施工單位技術(shù)力量和機械化水平均較高。三、建筑設(shè)計任務(wù)及要求（一）設(shè)計任務(wù)根據(jù)建設(shè)單位提供的設(shè)計委托書，完成建筑平面、剖面及立面設(shè)計。（二）設(shè)計要求1平面設(shè)計：合理確定平面柱網(wǎng)尺寸；滿足室內(nèi)采光、通風要求。3剖面設(shè)計：根據(jù)

3、給定設(shè)計資料，確定合理建筑層高。4立面設(shè)計：建筑風格、造型應(yīng)富有創(chuàng)意，有時代感。（三）設(shè)計成果 說明書1份，1#圖紙2張1平面圖，比例1：100。2立面圖：正立面，側(cè)立面各一個，比例1：100。3剖面圖，比例1：100。4節(jié)點詳圖：不少于5個，其中要求檐口和屋脊構(gòu)造詳圖必做。所有圖紙繪圖比例自定。5建筑設(shè)計說明書。建筑設(shè)計方案應(yīng)達到初步設(shè)計深度，構(gòu)造詳圖達到施工圖深度。圍護結(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)場復(fù)合板，自選。四、結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)及要求（一）設(shè)計任務(wù)根據(jù)建筑設(shè)計方案及設(shè)計原始資料，選擇結(jié)構(gòu)體系，布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件，進行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析，確定構(gòu)件截面，設(shè)計連接節(jié)點，

4、繪制結(jié)構(gòu)施工圖。（二）設(shè)計要求1. 結(jié)構(gòu)選型：根據(jù)建筑設(shè)計方案及設(shè)計原始資料，選擇適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)體系。2. 結(jié)構(gòu)布置：合理布置結(jié)構(gòu)構(gòu)件，初步確定材料強度等級及構(gòu)件截面尺寸。3. 結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及構(gòu)件設(shè)計：根據(jù)現(xiàn)行國家設(shè)計規(guī)范，計算結(jié)構(gòu)荷載及地震作用；手算完成結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，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(shè)計；同時，采用工程設(shè)計軟件計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力及設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并與手算結(jié)果進行對比分析。 （三）設(shè)計成果計算書1份，1#圖紙3張 計算書內(nèi)容：1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案論證（包括柱網(wǎng)布置，支撐設(shè)置，剛架主尺度以及材料選擇等）；2. 主要承重結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算及設(shè)計。3. 吊車梁設(shè)計。4. 墻梁、壓型鋼

5、板、抗風柱、牛腿設(shè)計。圖紙內(nèi)容：1. 屋蓋結(jié)構(gòu)布置圖；2. 墻面結(jié)構(gòu)布置圖；3. 剛架（或框架）結(jié)構(gòu)施工圖；4. 節(jié)點詳圖。5. 吊車梁施工圖。五、地基基礎(chǔ)設(shè)計任務(wù)及要求（一）1.2. 確定材料強度等級；初步確定基礎(chǔ)構(gòu)件的截面尺寸。地基基礎(chǔ)方案應(yīng)符合上部結(jié)構(gòu)特點及工程地質(zhì)條件，并具有較好的經(jīng)濟性；3. 根據(jù)所選基礎(chǔ)類型，確定基礎(chǔ)底面積、基礎(chǔ)高度；選擇合適的計算方法，進行基礎(chǔ)的內(nèi)力計算及截面設(shè)計。設(shè)計成果及要求設(shè)計成果1. 地基處理及基礎(chǔ)配筋圖。2. 地基基礎(chǔ)設(shè)計說明書。成果要求：1 設(shè)計計算方法正確，計算分析無誤，步驟清晰完整；地基基礎(chǔ)方案設(shè)計計算內(nèi)容詳盡，方案安全可靠合理。2 繪圖要嚴格按照

6、制圖標準要求，做到圖幅規(guī)范，圖面整潔，布圖緊湊勻稱，線條流暢，粗細分明，尺寸齊全，注字規(guī)范。3 說明書的撰寫應(yīng)字跡工整，結(jié)構(gòu)嚴謹，條理清晰，文字通順。（一）（二）（一）建筑設(shè)計部分1國家標準. 房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（GBT 500012001）. 北京：中國計劃出版社，20022國家標準. 建筑制圖標準（GBT 501042001）.北京：中國計劃出版社，20023國家標準. 建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ 16-87）. 北京：中國計劃出版社，20054教材.房屋建筑學.同濟大學、西安建筑科技大學、東南大學、重慶大學合編.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計部分1國家標準. 建筑結(jié)構(gòu)荷

7、載規(guī)范（GB 500092001）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20022國家標準. 建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB 500112001）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20013國家標準. 建筑抗震設(shè)防分類標準（GB 502232004）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20044國家標準. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB 500172003）. 北京：中國計劃出版社，20035國家行業(yè)標準. 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（CECS102:2002）. 北京：中國計劃出版社，20036國家標準.冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB50018-2002）.北京：中國計劃出版社，20027國家標準. 建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（GB

8、/T 501052001）. 北京：中國計劃出版社，20028國家建筑標準設(shè)計圖集. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計制圖深度和表示方法（03G102）. 北京：中國建筑標準設(shè)計研究院，20039龔思禮主編. 建筑抗震設(shè)計手冊（第二版）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，200210鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊編輯委員會.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊（第三版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，200411陳紹蕃. 鋼結(jié)構(gòu)（上）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，200312陳紹蕃、顧強編著. 鋼結(jié)構(gòu)（下）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，200313豐定國、王社良主編. 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計（第2版）. 武漢：武漢工業(yè)大學出版社，200314梁興文、史慶軒主編. 土木工程

9、專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo). 北京：科學出版社，2002（三）地基基礎(chǔ)部分1土工試驗方法標準（GB/T501231999）2國家標準. 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB 500072002）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20023國家標準：建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ 792002 J 2202002）4國家標準. 濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（GB 500252004）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，20045建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB502022002）6土木工程專業(yè)巖土工程方向邊坡支護課程設(shè)計指導(dǎo)書（韓曉雷編）8華南理工大學等編著. 地基及基礎(chǔ)（第三版）. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，19989陳仲頤

10、、葉書麟編著. 基礎(chǔ)工程學. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，199010史佩棟、高大釗主編.高層建筑基礎(chǔ)手冊. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，200011沈杰.地基基礎(chǔ)設(shè)計手冊.上?？茖W技術(shù)出版社.198812美H.F.溫特科恩、方曉陽主編.錢鴻縉、葉書麟等譯校.基礎(chǔ)工程手冊. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1983八、設(shè)計進度三部分設(shè)計時間分別為：建筑設(shè)計3周、結(jié)構(gòu)設(shè)計8周、地基基礎(chǔ)設(shè)計3周，共14周。各部分設(shè)計進度如下：建筑設(shè)計進度序號設(shè)計內(nèi)容設(shè)計時間（天）1布置設(shè)計任務(wù)、方案草圖32工具草圖、構(gòu)造設(shè)計53正式圖54整理說明書2合計15結(jié)構(gòu)設(shè)計進度序號設(shè)計內(nèi)容設(shè)計時間（天）1結(jié)構(gòu)方案選取及吊車梁計算3

11、2墻梁、檁條、壓型鋼板、抗風柱、牛腿設(shè)計53荷載分析及內(nèi)力計算（手算）34荷載分析及內(nèi)力計算（電算）35橫向水平地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及位移驗算26內(nèi)力組合37剛架設(shè)計48節(jié)點設(shè)計49繪圖1510整理說明書3合計40地基基礎(chǔ)設(shè)計進度設(shè)計說明確定地基基礎(chǔ)方案基礎(chǔ)平面布置與構(gòu)造設(shè)計基礎(chǔ)內(nèi)力計算與配筋設(shè)計繪圖整理答辯合計附錄1 吊車原始資料6503500650300圖1 輪距示意圖120100875軌頂設(shè)計標高圖2 外輪廓幾何尺寸附錄2場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件地層結(jié)構(gòu)分布地層編號成因年代巖性描述層厚（m）層底標高（m）1素填土：黃褐色，以粉土為主，含磚瓦碎石塊等，土質(zhì)不均勻。1.5m422.22黃

12、土，褐黃色，可塑針狀孔隙發(fā)育，具中等濕陷性（級非自重），屬于中壓縮性土。4.5m417.73古土壤：褐紅色，硬塑，具團粒結(jié)構(gòu)，含鈣質(zhì)條紋及少鈣質(zhì)結(jié)核，底部鈣質(zhì)結(jié)合富集。具中等濕陷性（級非自重），屬中壓縮性。3.6m414.14黃土：褐黃色，軟塑，含鈣質(zhì)結(jié)核，中等壓縮性7.2m406.95古土壤：褐紅色，可塑，含鈣質(zhì)條紋及結(jié)核，中等壓縮性4.1m402.86黃土：褐黃色，可塑，含鈣質(zhì)結(jié)核，中等壓縮性5.9m396.97粉質(zhì)粘土：黃褐棕褐色，可塑，含鐵錳質(zhì)條紋及鈣質(zhì)結(jié)核，夾粉土，粗砂薄層及透鏡體，中等壓縮性13.1m383.88粉質(zhì)粘土：黃褐棕褐色，硬塑，含鐵錳質(zhì)條紋及鈣質(zhì)結(jié)核，夾粉土，粗砂薄層及

13、透鏡體，低等壓縮性5.0m378.89粉質(zhì)粘土：黃褐棕褐色，可塑，含鐵錳質(zhì)條紋及鈣質(zhì)結(jié)核，中等壓縮性最大揭露厚度10.0m各層物理力學指標平均值土層含水量%重度kN/m孔隙比液限%塑限%壓縮系數(shù)MPa-1承載力特征值kPa222.816.21.07829.818.40.47140321.017.60.85730.718.60.18170429.619.20.84231.318.90.29130526.619.60.76432.619.60.22170624.520.00.69432.119.70.21180724.119.90.69533.620.10.22200822.120.40.6313

14、5.220.80.09220924.120.00.68832.319.40.18220摘要本設(shè)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(yīng)降低投資成本，經(jīng)濟實惠。它在我國有著較為廣泛的應(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)力計算準確可靠、加工制造簡單、工業(yè)化程度高、運輸安裝方便等特點外，一般還具有取材方便、用料較省、自重更輕等優(yōu)點。本設(shè)計說明書包括建筑設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計和地基基礎(chǔ)三部分。建筑設(shè)計部分具體為建筑平面形式的選擇，廠房剖面設(shè)計，廠房立面設(shè)計，廠房的構(gòu)造設(shè)計，門窗明

15、細表。結(jié)構(gòu)設(shè)計部分包括方案選擇，吊車梁設(shè)計，檁條設(shè)計，抗風柱設(shè)計，牛腿設(shè)計，剛架設(shè)計（手算電算對比，內(nèi)力組合），節(jié)點設(shè)計。各章節(jié)都詳細演算了主要構(gòu)件的計算過程。地基基礎(chǔ)部分包括地基處理方案，基礎(chǔ)設(shè)計。本次設(shè)計圖紙部分有：廠房平面圖，立面剖面及節(jié)點詳圖，剛架施工圖，廠房檁條墻梁布置圖，吊車梁施工圖，支撐布置圖，基礎(chǔ)平面布置圖，灰土擠密樁布置圖。關(guān)鍵詞：The design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel struct

16、ure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits. In China it has a more extensive application prospects. Light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. In addition to its or

17、dinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate and reliable stress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, transport and other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter we

18、ight .The design specification, including architectural design, structural design and foundation of three parts. Architectural design for the construction plane to some of the specific forms of choice, plant profile design, plant design elevation, the structure of plant design, door and window sched

19、ules. Part of the structural design, including program selection, the design of the crane beam, purlin design, pillar of wind-resistant design, corbel design, rigid frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. Chapters detail the main components

20、of calculus calculation.Foundation programs include ground handling, foundation design. Part of the design drawings are as follows: plant floor plan, Node elevation profiles and detailed, Frame Construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, found

21、ation plan, lime-soil compaction pile layout map .Key Words: Light steel structure，Portal frame，Architectural Design，Structural design，foundation design目 錄建筑部分11 廠房平面設(shè)計6 建筑平面形式的選擇6 柱網(wǎng)的選擇6 定位軸線的劃分61橫向定位軸線62縱向定位軸線612 廠房剖面設(shè)計7 廠房高度的確定7 室內(nèi)外高差的確定8 廠房天然采光設(shè)計8 廠房屋面排水設(shè)計81.3 廠房立面設(shè)計91.4 廠房的構(gòu)造設(shè)計9 外墻9 外維護結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計1

22、0 屋頂構(gòu)造11 散水構(gòu)造111.5 門窗明細表12結(jié)構(gòu)部分第一章方案選擇131.1 材料的選擇131.2 柱網(wǎng)布置131.3 屋面布置131.4 柱間支撐布置141.5 屋蓋支撐布置141.6 墻面結(jié)構(gòu)布置14第二章吊車梁設(shè)計152.1 荷載的計算152.1.1 最大輪壓的計算152.1.2 橫向荷載設(shè)計值152.2 內(nèi)力計算152.2.1 兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（3個輪子時）162.2.2 兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（2個輪子時）172.2.3 一臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（2個輪子時）182.2.4 兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（2個輪子時）192.3 截面選擇20毛截面特性202.4 強度驗算

23、212.4.1 正應(yīng)力212.4.2 剪應(yīng)力222.4.3 腹板的局部壓應(yīng)力222.4.4 腹板計算高度邊緣處的折算應(yīng)力222.5 穩(wěn)定性驗算23梁的整體穩(wěn)定性23腹板的局部穩(wěn)定性242.6 撓度驗算262.7 支承加勁肋的驗算262.8 焊縫計算282.8.1 上翼緣與腹板連接處的角焊縫設(shè)計28 下翼緣與腹板連接處的連接角焊縫設(shè)計282.8.3 支座加勁肋與腹板的焊縫282.9 疲勞驗算28第三章檁條設(shè)計303.1 荷載設(shè)計30 永久荷載30 可變荷載303.1.3 荷載組合313.2 截面選擇及截面特性323.3 受壓板件的穩(wěn)定性系數(shù)333.4 強度計算363.5 穩(wěn)定性驗算（風吸力起控制

24、作用）373.6 撓度驗算383.7 構(gòu)造要求38第四章抗風柱設(shè)計394.1 荷載計算394.2 內(nèi)力分析394.3 截面選擇404.4 強度驗算404.5 穩(wěn)定性驗算404.6 撓度驗算42第五章牛腿設(shè)計435.1 荷載計算435.2 截面選擇435.3 截面特性445.4 強度驗算455.5 焊縫驗算465.6 加勁肋設(shè)計47第六章剛架設(shè)計496.1 荷載計算49 最大輪壓作用于A柱列52 最大輪壓作用于B柱列52 橫向荷載作用于AB跨526.2 內(nèi)力計算（手算電算對比）53PKPM計算的恒載內(nèi)力圖57PKPM軟件在各種荷載標準值作用下的計算結(jié)果63內(nèi)力組合表796.3 構(gòu)件驗算86 鋼架

25、梁的驗算86（1）構(gòu)件的截面特性86（2）構(gòu)件寬厚比的驗算86（3）抗剪驗算87（4）彎、剪、壓共同作用下的驗算88（5）梁的整體穩(wěn)定性驗算90 鋼架柱的驗算93（1）構(gòu)件的截面特性93（2）構(gòu)件寬厚比驗算93（3）抗剪驗算94（4）彎、剪、壓共同作用下的驗算94（5）整體穩(wěn)定性驗算95第七章節(jié)點設(shè)計1007.1 梁柱節(jié)點（AB跨梁與A柱的節(jié)點）100 螺栓強度驗算100 端板厚度驗算101 梁柱節(jié)點域剪應(yīng)力101 螺栓處腹板強度驗算1027.2 梁梁節(jié)點1027.2.1 變截面處梁梁節(jié)點1021、螺栓強度驗算1022、端板厚度驗算1033、螺栓處腹板強度驗算1047.2.2 屋脊截面處梁梁節(jié)

26、點1047.3 柱腳節(jié)點1047.3.1 確定底板面積1057.3.2 確定底板厚度1067.3.3 錨栓設(shè)計1067.3.4 抗剪鍵的設(shè)置107基礎(chǔ)部分第八章地基處理方案1098.1 濕陷性黃土場地自重濕陷量計算1098.2 地基處理113第九章 基礎(chǔ)設(shè)計1159.1 基礎(chǔ)的選擇1159.2 基礎(chǔ)埋深1159.3 基礎(chǔ)尺寸的確定115 確定地基承載力1159.3.2 確定基礎(chǔ)上部荷載1169.3.3 確定基礎(chǔ)底面積1179.3.4 基礎(chǔ)沖切驗算1199.3.5 基礎(chǔ)截面配筋計算121參考文獻124（一）建筑設(shè)計部分124（二）結(jié)構(gòu)設(shè)計部分124（三）地基基礎(chǔ)部分124附 錄126致 謝127

27、鼎盛環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)車間設(shè)計 建筑部分11廠房平面設(shè)計1.1.1建筑平面形式的選擇工業(yè)建筑中生產(chǎn)工藝要求是其設(shè)計主要依據(jù)，本廠房的生產(chǎn)工藝流程為直線型，生產(chǎn)工藝流程較簡單。充分考慮到生產(chǎn)流程及建筑和結(jié)構(gòu)的簡單及合理性，平面采用矩形平面形式。本廠房采用單跨結(jié)構(gòu)。1.1.2柱網(wǎng)的選擇本廠房建筑面積在20002500平方米之間，由于廠房荷載較小，故選擇質(zhì)量較輕，工業(yè)化程度較高，施工周期短，結(jié)構(gòu)形式較簡單的輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)。為便于機械化生產(chǎn)，減少造價，所以柱距選擇7.5m。對于跨度的選擇，根據(jù)廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準的要求，本廠房跨度大于18m，按30M模數(shù)增長，考慮到生產(chǎn)設(shè)備的大小和布置方式，為了有效提高廠

28、房面積的利用率及吊車的服務(wù)范圍，跨度選擇為21m。1.1.3定位軸線的劃分本廠房設(shè)計中，縱向定位軸線由下向上依次定為A，B，C，D；橫向定位軸線從左向右依次定為1，2，3，4，5，15 。1橫向定位軸線中間柱的截面中心線與橫向定位軸線重合，廠房的縱向結(jié)構(gòu)構(gòu)件如屋面板，吊車梁，連系梁的標志長度皆以橫向定位軸線為界。2縱向定位軸線對于抗風柱的設(shè)置，考慮到跨度為21m，柱距為7.5m，盡量使抗風柱間距與柱距相近，所以7m設(shè)置抗風柱。廠房邊柱外緣與外墻內(nèi)緣重合，邊柱中心線與縱向定位軸線重合。 平面柱網(wǎng)布置圖12廠房剖面設(shè)計1.2.1廠房高度的確定吊車擬采用大連重工DQQD型5t橋式起重機吊車。根據(jù)設(shè)計

29、資料，本廠房采用軌頂標高為8m，查閱相關(guān)規(guī)范可知吊車梁高度可取450mm，故牛腿標高H=8-0.14-0.45=7.41m，要求吊車頂面至斜梁與柱相交處最低點間的安全凈空尺寸300mm，本廠房取436mm，則凈高為8+1.764+0.436=10.2 m,預(yù)設(shè)屋架斜梁高750mm，則檐口凈高應(yīng)為10.2+0.75=10.95m, 檁條高度初步取200mm，壓型鋼板取50mm,則檐口標高為10.95+0.2+0.05=11.200m，屋頂坡度取1/20。所以廠房頂部標高=11.200+10.5/2=11.725m。詳見1號圖紙。1.2.2室內(nèi)外高差的確定為考慮到運輸工具進出廠房的便利及防止雨水侵

30、入室內(nèi)，取廠房室內(nèi)外高差為150mm。1.2.3廠房天然采光設(shè)計根據(jù)我國工業(yè)企業(yè)采光設(shè)計標準規(guī)定可知，本廠房的采光等級為III級。本廠房擬采用雙側(cè)采光，因此窗地面積比為/應(yīng)大于1/4。由于側(cè)面采光的效果較好，且側(cè)面開窗經(jīng)計算滿足采光面積，不必開天窗，所以本廠房采用側(cè)面采光。由于單側(cè)采光光線衰減幅度較大，所以采用雙側(cè)采光。設(shè)窗的尺寸為42003600,高側(cè)窗開在距牛腿頂面向上890mm處，標高為8.3m, 尺寸為42001500mm。為滿足采光要求，在兩山墻上設(shè)置高側(cè)窗，窗邊距山墻邊緣1550mm。則縱墻上的開窗總面積為：4.23.6112+4.21.5142=509.04 m山墻上的開窗面積為

31、：（21-121.52=57m則開窗總面積為：509.04 +57=566.04建筑面積為 7.52114=2205 m則窗地比為 566.04/2205=1/3.91/4故滿足采光要求。1.2.4廠房屋面排水設(shè)計為了使廠房立面美觀，本廠房采用有組織內(nèi)落內(nèi)排，即使落水管沿室內(nèi)柱子落下，將雨水排至地下水管道?？紤]到西安的氣象條件以及廠房最大高度的限制，廠房屋面排水坡度取1/20，天溝縱向坡度取5 。具體內(nèi)天溝做法如下圖所示。邊跨內(nèi)天溝做法示意圖1.3廠房立面設(shè)計廠房立面利用矩形窗，墻體勒腳等水平構(gòu)件及其色彩變化形成立面劃分形狀，使立面簡潔大方，具有開朗，明快的效果。立面上，采用底部為900mm高

32、的磚砌體，表面以水泥砂漿抹面。門窗框口包角板以及女兒墻蓋板均采用藍色鋼板，以豐富立面，同時也突出了門窗的重點部位。1.4廠房的構(gòu)造設(shè)計1.4.1外墻本廠房外墻下部為900mm高240mm厚的磚砌墻體，上部為壓型鋼板，以避免壓型鋼板直接著地而產(chǎn)生銹蝕。壓型鋼板采用保溫復(fù)合式壓型鋼板，板外側(cè)采用YX3517565型鋼板，內(nèi)板采用平板式鋼板。壓型鋼板外墻構(gòu)造力求簡單，施工方便，與墻梁連接可靠。轉(zhuǎn)角處以包角板與壓型鋼板搭接，搭接長度為350mm，以保證防水效果。縱墻與山墻角部節(jié)點示意圖1.4.2外維護結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計 西安地區(qū)冬季室內(nèi)溫度較低，對生產(chǎn)工人的健康不利，應(yīng)考慮采暖要求。為節(jié)約能源，不使外圍護

33、結(jié)構(gòu)流失的熱量過多，外墻，屋面應(yīng)采取保溫措施。此外，為了防止熱量過多流失，還應(yīng)提高門窗縫隙的密封性能防止冷風滲透，以改善室內(nèi)熱環(huán)境。本廠房設(shè)計外圍護結(jié)構(gòu)采用壓型鋼板+礦棉板保溫層+壓型鋼板的構(gòu)造，室內(nèi)相對濕度，冬季室內(nèi)計算溫度為，室外設(shè)計計算溫度為。壓型鋼板的厚度為0.53mm，礦棉板的導(dǎo)熱系數(shù)為，維護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面感熱阻，外表面感熱阻取，根據(jù)規(guī)范室內(nèi)相對濕度的車間外墻室內(nèi)與維護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面之間的允許溫差為，則可計算礦棉板保溫層厚度如下：，要求，即，考慮到保溫層的規(guī)格，可取礦棉板保溫層厚度為50mm。1.4.3屋頂構(gòu)造本廠房屋面采用壓型鋼板有檁體系，即在鋼架斜梁上放置C型冷軋薄壁鋼檁條，再鋪設(shè)壓型鋼

34、板屋面。壓型鋼板凹槽沿排水方向鋪設(shè)，以利于排水，排水坡度取1/20。具體構(gòu)造如下圖。屋脊節(jié)點示意圖1.4.4散水構(gòu)造廠房周圍做寬1000mm的混凝土散水，散水坡度取5%，散水構(gòu)造由下至上為素土夯實，80厚碎磚打底，60厚C10混凝土，10厚1：2.5水泥砂漿抹面。具體做法如下圖所示：散水構(gòu)造示意圖1.5門窗明細表門窗編號尺寸數(shù)量長（mm）寬（mm）M1420051004M221002400424200150028C31900015002鼎盛環(huán)保設(shè)備生產(chǎn)車間設(shè)計 結(jié)構(gòu)部分第一章 方案選擇1.1材料的選擇材料選擇根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中的

35、相關(guān)規(guī)定選取，由于本廠房是輕型門式剛架結(jié)構(gòu)，本身自重較輕且吊車噸位較小，鋼架承受荷載也較小，所以廠房梁、柱、檁條等結(jié)構(gòu)構(gòu)件可選用Q235鋼，又由于廠房對材料的沖擊韌性無特殊要求，所以質(zhì)量等級可以選用B級，且廠房對鋼材無特殊要求，為了節(jié)省造價，可采用沸騰鋼，因此，長房梁、柱、檁條、吊車梁、壓型鋼板等結(jié)構(gòu)構(gòu)件均可選用Q235B鋼材。1.2柱網(wǎng)布置本廠房建筑面積2205m，由于本廠房荷載較小，故選用質(zhì)量較輕、工業(yè)化程度較高、施工周期短、結(jié)構(gòu)形式較簡單的輕型門式剛架結(jié)構(gòu)。其中柱距7.5m，對于跨度的選擇，應(yīng)盡量選擇較大的跨度?？缍容^大可以擴大柱網(wǎng)，這樣可以底稿廠房的通用性，擴大生產(chǎn)面積，節(jié)約用地，加快

36、建設(shè)速度，提高吊車的服務(wù)范圍，因此本廠房采用21m的跨度。并根據(jù)工藝要求設(shè)為單跨。1.3屋面布置根據(jù)屋面壓型鋼板的規(guī)格，檁條沿跨度方向每隔1.5m布置一道。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中之規(guī)定，由于檁條跨度為7.5m9m，故采用實腹式檁條。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中和之規(guī)定，應(yīng)在檁條三分點處設(shè)置一道拉條，拉條采用10圓鋼，圓鋼拉條設(shè)在距檁條上翼緣1/3腹板高度范圍內(nèi)，屋脊拉條為剛性。1.4柱間支撐布置根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中之規(guī)定應(yīng)在廠房兩端第一柱間設(shè)置柱間支撐，并應(yīng)在中間一個柱間設(shè)置柱間支撐，柱間支

37、撐分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐布置。兩端設(shè)上柱支撐，中間設(shè)上下柱支撐。在設(shè)置柱間支撐的開間，宜同時設(shè)置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變體系。當有起重量不小于5t的吊車時，柱間宜采用型鋼支撐。1.5屋蓋支撐布置由于本廠房長105m，寬21m，根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中之規(guī)定，將整個廠房可劃分為一個溫度區(qū)段。因此在廠房兩端第一個柱間支撐設(shè)置橫向水平支撐。此外，還應(yīng)在廠房中間柱間內(nèi)設(shè)置屋蓋橫向水平支撐，并應(yīng)在上述相應(yīng)位置設(shè)置剛性系桿。1.6墻面結(jié)構(gòu)布置根據(jù)墻板的板型和規(guī)格，墻梁的布置沿高度方向間距每隔1.5m布置一道，根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002

38、中之規(guī)定，本廠房跨度7.5m6m，應(yīng)在跨中三分點處各設(shè)置一道拉條，拉條承擔的墻體自重通過斜拉條傳至承重柱和墻架柱，且應(yīng)每隔5道拉條設(shè)置一對斜拉條，以分段傳遞墻體自重，拉條為10圓鋼。根據(jù)門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中節(jié)，應(yīng)設(shè)置門柱窗柱，且由于門柱、窗柱需承受墻板重及自重，所以應(yīng)考慮為雙向受彎構(gòu)件。第二章 吊車梁設(shè)計2.1 荷載的計算2.1.1 最大輪壓的計算由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊中吊車資料可知，其最大輪壓為9.2噸，最小輪壓為4.1噸，則根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001中之規(guī)定可知：豎向荷載標準值為 又根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范之規(guī)定取吊車荷載動力系數(shù)=1.05，則吊車

39、豎向荷載設(shè)計值為：=1.41.0592=135.242.1.2 橫向荷載設(shè)計值由吊車資料可知吊車額定起重量為5噸，小車重量為2.126噸，且吊車工作制為A5級，為輕級工作制，因此每個輪上的橫向荷載標準值為： 由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范之規(guī)定知=0.12，則：則其設(shè)計值為： 2.2 內(nèi)力計算由于本廠房只有一跨，且有兩臺5t吊車，設(shè)計時取最不利情況設(shè)計。吊車最大輪壓標準值及輪距如圖所示。吊車梁兩端設(shè)計為鉸接， L=7.5m。一臺吊車的最大輪壓標準值示意圖2.2.1 兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（3個輪子時）a.豎向輪壓作用（1）吊車梁的最大彎矩及相應(yīng)的剪力三個輪壓時的計算簡圖產(chǎn)生最大彎矩點（C點）的位置如上圖

40、所示，梁上所有荷載合力p的位置為： ，mm，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊節(jié)中，最大彎矩標準值為： 其中為吊車梁自重影響系數(shù)，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊表8-2得 =1.03 最大彎矩處的相應(yīng)剪力值為： 最大剪力標準值為： 尚應(yīng)計算橫向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力標準值最大彎矩處相應(yīng)橫向剪力標準值為：2.2.2 兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（2個輪子時） （1）吊車梁的最大彎矩及相應(yīng)的剪力兩臺吊車兩個輪壓時的計算簡圖，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊節(jié)中，最大彎矩標準值為： 其中為吊車梁自重影響系數(shù)，查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊表8-2得 =1.03 最大彎矩處的相應(yīng)剪力值為： 2.2.3 一臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（2個輪子時）一臺吊車兩個輪壓時的計算簡圖

41、（1）吊車梁的最大彎矩及相應(yīng)的剪力 最大彎矩處的相應(yīng)剪力值為： （2）吊車梁的最大剪力 （3）由水平荷載產(chǎn)生的最大彎矩和剪力 2.2.4 兩臺吊車荷載作用下的內(nèi)力（2個輪子時） （1） （2）（3） 則根據(jù)以上吊車計算匯總所需內(nèi)力表：吊車計算匯總表吊車臺數(shù)輪壓數(shù)兩臺3307.09451.426.619.25197.7290.664.265.962281.47413.76一臺2207.05304.364.466.42144.7212.663.124.371168.2247.253.625.0794.76139.32.042.862.3 截面選擇 取吊車梁為單軸對稱工字型截面，如圖： 吊車梁截面示

42、意圖毛截面特性2.3.2 凈截面特性上翼緣對y軸的特性：2.4 強度驗算2.4.1 正應(yīng)力按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中公式計算上翼緣正應(yīng)力，由于吊車梁要進行疲勞驗算，所以、均取1.0，則：下翼緣應(yīng)力：2.4.2 剪應(yīng)力按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中公式計算，平板支座時：2.4.3 腹板的局部壓應(yīng)力采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊GB50017-2003中之規(guī)定：吊車軌道自重430N/m，軌高140mm，則：集中荷載增大系數(shù) ，F(xiàn)=P=2.4.4 腹板計算高度邊緣處的折算應(yīng)力根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中規(guī)定：由于與同號，則取1.1。則：2.5 穩(wěn)定性驗算梁的整體穩(wěn)定性

43、按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定有：，應(yīng)計算梁的整體穩(wěn)定性，按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定有：在集中荷載下 由鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003表B.1對單軸對稱工字型截面：加強受壓翼緣則 滿足要求。2.5.2 腹板的局部穩(wěn)定性根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定：由于，由于有局部壓應(yīng)力，故必須配置橫向加勁肋，且應(yīng)在支座處配置支撐加勁肋。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定：橫向加勁肋應(yīng)該在與之間設(shè)置，故取橫向加勁肋間距，橫向加勁肋在腹板兩側(cè)成對稱布置。其外伸寬度，取，則腹板加勁肋厚度為。計算跨中處，吊車梁腹板計算高度邊緣處的彎

44、曲壓應(yīng)力為：腹板的平均剪應(yīng)力：腹板邊緣局部壓應(yīng)力： 根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中之規(guī)定： 的計算由于 的計算 的計算由于，所以，局部穩(wěn)定性滿足要求。2.6撓度驗算驗算吊車梁的撓度應(yīng)按最大一臺吊車的荷載標準值計算，且不乘動力系數(shù)，則撓度為：滿足剛度要求。2.7 支承加勁肋的驗算 取支座加勁肋為，布置如下圖：支座加勁肋示意圖則支座加勁肋的端面承受壓應(yīng)力為：穩(wěn)定計算：屬于b類截面，查表得，則支座加勁肋在腹板平面外的穩(wěn)定性：滿足要求。2.8 焊縫計算2.8.1 上翼緣與腹板連接處的角焊縫設(shè)計 由于構(gòu)造要求， 故取。下翼緣與腹板連接處的連接角焊縫設(shè)計根據(jù)構(gòu)造要求取 。2.8.3 支座加勁

45、肋與腹板的焊縫設(shè) ，則根據(jù)構(gòu)造要求取 。2.9 疲勞驗算 由于循環(huán)次數(shù)為次，根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中6.1.1之規(guī)定，應(yīng)進行疲勞驗算。 最大彎矩（C點截面）處下翼緣連接焊縫附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅按照規(guī)范要求，采用一臺起重量最大吊車的荷載標準值，不計動力系數(shù)。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中附表E之規(guī)定可知：構(gòu)件和連接類別分別為2類，再查表可知： 則：所以滿足要求。橫向加勁肋下端部附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅橫向加勁肋下端部（離腹板下邊緣60mm）附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅：查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003中附表E可知，構(gòu)件和連接類別均為4類，查表得： ，故滿

46、足要求。第三章 檁條設(shè)計3.1 荷載設(shè)計3.1.1永久荷載壓型鋼板（兩層 含保溫層） 檁條（包括拉條） 3.1.2可變荷載（1）屋面均布活荷載標準值根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001，本廠房采用的壓型鋼板為輕型屋面板，屋面為不上人屋面，其水平投影面上的屋面均不活荷載按表采用，標準值取。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001中之規(guī)定：施工或檢修集中荷載標準值為 ，將屋面均布荷載轉(zhuǎn)換為線荷載（2）屋面雪荷載標準值由設(shè)計任務(wù)書可知，基本雪壓 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB5009-2001中6.2之規(guī)定取雪荷載標準值為： （3）屋面風荷載標準值由設(shè)計任務(wù)書可知，基本風壓，則根據(jù)門式剛架輕型房屋

47、鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002中附表A之規(guī)定取風荷載標準值為：其中根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范之規(guī)定取0.74。查表，有效受風面積故取邊緣區(qū)，角部區(qū) ，則 （風吸力）3.1.3 荷載組合（1）1.2 永久荷載+1.4 max屋面均布活荷載、雪荷載 彎矩設(shè)計值：（2）對于平坡屋面（坡度為1/81/20），當風荷載較大時，應(yīng)驗算在風吸力作用下，永久荷載與風荷載組合下截面應(yīng)力反號的情況，此時永久荷載的分項系數(shù)取1.0 即：1.0永久荷載+1.4風吸力荷載彎矩設(shè)計值：3.2 截面選擇及截面特性選用C25075202.5型冷彎薄壁型卷邊槽鋼查表得其截面特性如下： 按第一種組合進行強度驗算檁條截面示意圖

48、按毛面積計算的截面應(yīng)力：3.3 受壓板件的穩(wěn)定性系數(shù)3.3.1腹板腹板為加勁板件， 且小于0，則根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式5.6.2-2 得： 3.3.2上翼緣板 上翼緣板為最大壓應(yīng)力作用于部分加勁板件的支承板，則根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程GB50018-2002中公式3 得： 3.3.3受壓板件的有效寬度 腹板 根據(jù)冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式5.6.3-2 得： ， 則受壓板件的板組約束系數(shù) 由于，故取。 則由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式可得： 計算截面有效寬度： 由于 則： 上翼緣 由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技

49、術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式可得： 則： 由于 故取 且 由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002中公式得： 由于為部分加勁板則 下翼緣全截面受拉，全部有效3.3.4有效凈截面模量有效截面示意圖上翼緣板扣除的面積寬度為：，腹板的扣除面積寬度為：，同時在腹板的計算截面有一拉條連接孔，則有效凈截面模量：3.4強度計算屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)：3.5 穩(wěn)定性驗算（風吸力起控制作用）不記孔洞削弱，近似?。?3.5.2受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定性系數(shù)由于檁條，拉條靠近上翼緣，故不考慮其對下翼緣的約束，可視為跨中無側(cè)向支撐構(gòu)件。查冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002表得， （3）風吸力作用下檁條下翼緣受壓區(qū) 滿足要求。3.6 撓度驗算 查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊（上冊）表2-11得，容許撓度 由公式7-29得 滿足要求。3.7 構(gòu)造要求 故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。第四章 抗風柱設(shè)計4.1 荷載計算4.1.1恒載山墻墻面板及墻梁自重為 4.1.2風荷載基本風壓 ，廠房跨中不設(shè)置抗風