鋼結(jié)構(gòu)多層輕工業(yè)廠房-建筑設(shè)計(jì)說明書

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第 PAGE 48頁前言本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為鋼結(jié)構(gòu)多層輕工業(yè)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)，是對(duì)整個(gè)本科學(xué)習(xí)的檢驗(yàn)和考核，是深化、拓寬教學(xué)成果的重要過程。通過設(shè)計(jì)理論聯(lián)系實(shí)際，將以往在書本上所學(xué)的理論知識(shí)用于解決實(shí)際問題，使我能更好的了解本專業(yè)的特點(diǎn)，也能為以后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)也培養(yǎng)了我們獨(dú)立解決問題能力和刻苦耐勞的作風(fēng)。在正個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我查閱了大量的資料、文獻(xiàn)和以前所學(xué)過的專業(yè)課目，使我能將所學(xué)課目連成整體，比較系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)本專業(yè)的內(nèi)涵。在這期間，用到的專業(yè)課有房屋建筑學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、輕鋼結(jié)構(gòu)、土力學(xué)、高層房屋

2、設(shè)計(jì)原理等。本次設(shè)計(jì)不同于以往設(shè)計(jì)的最大的一點(diǎn)是，本設(shè)計(jì)過程中使用了大量計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件，比如：天正建筑7.5、MTS鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)計(jì)算軟件；設(shè)計(jì)中更要通過Word、Excel表格等寫建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我們從開始不熟練到能熟練操作各種軟件，這對(duì)于我而言是一筆不小的財(cái)富。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)都是由老師指導(dǎo)，自己安排設(shè)計(jì)進(jìn)度，這也讓我們從整體上了解了一個(gè)設(shè)計(jì)的全過程，統(tǒng)籌安排時(shí)間確定設(shè)計(jì)進(jìn)度，直至完成整個(gè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)包括建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大部分，建筑設(shè)計(jì)部分包括：使用功能說明、工程概況及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造型、采光通風(fēng)設(shè)計(jì)、防火安全疏散設(shè)計(jì)、其它專用的特殊要求的構(gòu)造設(shè)計(jì)、立面造型及材料選擇、技術(shù)經(jīng)

3、濟(jì)分析、其它需要加以說明的問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分包括：結(jié)構(gòu)方案的確定：包括屋面支撐布置、柱間支撐布置、內(nèi)力計(jì)算單元；荷載計(jì)算：在豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算；在風(fēng)荷載作用下內(nèi)力計(jì)算。內(nèi)力組合；框架梁、柱截面驗(yàn)算；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)（包括柱腳設(shè)計(jì)）；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；墻梁、支撐的設(shè)計(jì)與計(jì)算；組合樓板的設(shè)計(jì)與計(jì)算。樓梯的設(shè)計(jì)與計(jì)算設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和指正下，得以圓滿完成。第一章 建筑設(shè)計(jì)說明書1 工程概況1.1 建筑概況多層輕工業(yè)廠房，底層層高為4.2m，二、三層層高為3.6m，該廠房的建筑面積為6500m2，土建總投資為500萬元。采用鋼結(jié)構(gòu)框架組合樓板結(jié)構(gòu)形式、雙面復(fù)合彩鋼夾芯板圍護(hù)結(jié)構(gòu)。土建部分的施工工期為110

4、天,總平面如圖1.1所示。圖1.1 總平面布置圖1.2 工程地質(zhì)條件（1）地形平坦，自然地表標(biāo)高5.20m。（2）根據(jù)勘察報(bào)告，場(chǎng)區(qū)土層按自上而下順序表述如下： = 1 * GB3 素填土，土層平均厚度1.30m，松散，濕，以粘土為主，含零星碎石，不宜為天然地基持力層； = 2 * GB3 粉質(zhì)粘土，土層平均厚度4.20m，硬塑，標(biāo)準(zhǔn)地基承載力特征值fak =290kPa； = 3 * GB3 全風(fēng)化云母片巖，土層平均厚度1.20m，遇水軟化，地基承載力特征值fak =300kPa； = 4 * GB3 強(qiáng)風(fēng)化云母片巖，土層平均厚度9.10m，遇水不易軟化，地基承載力特征值fak =380kP

5、a。（3）地基基礎(chǔ)方案分析：宜采用天然地基，選用粉質(zhì)粘土、全風(fēng)化云母片巖或強(qiáng)風(fēng)風(fēng)化云母片巖作為地基持力層，建議采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。（4）抗震設(shè)防烈度為6度，擬建場(chǎng)地土類型為中硬場(chǎng)地土，場(chǎng)地類別為II類。（5）最大凍土深0.5m.1.3 氣象條件（1）氣溫（見下表）：月份123456789101112平均氣溫/-5-241318202428242013-3平均最低氣溫/-8-5.5-1-1-5（2）降水平均年降雨量：550mm雨量集中期：7月中旬至8月中旬基本雪壓：0.40kN/m2（3）風(fēng)向主導(dǎo)風(fēng)向：夏季為東南風(fēng)；冬季為北風(fēng)?；撅L(fēng)壓：0.55kN/m2。1.4 其它技術(shù)條件（1）工程以承包方式

6、施工，除主要土建工程外，生產(chǎn)工藝設(shè)備及電梯由安裝公司承包，水電通風(fēng)由土建公司相應(yīng)的施工隊(duì)施工。（2）施工機(jī)械設(shè)備及大型工具供應(yīng)條件有各類常用建筑機(jī)械可供選用，采用租賃方式使用。其中大型機(jī)械（塔式起重機(jī)、自行式起重機(jī)、推土機(jī)、挖土機(jī)等）由機(jī)械施工公司提供。中小型機(jī)械（混凝土攪拌機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、翻斗車等）由本土建公司機(jī)械隊(duì)按計(jì)劃需要供應(yīng)。大型工具（腳手架、井架、工具式模板、支撐等）由土建公司按計(jì)劃需要供應(yīng)。模板的零星配制在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。（3）場(chǎng)地及運(yùn)輸條件如總平面圖所示。現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地平整，道路暢通，足以滿足施工運(yùn)輸和交通使用。（4）水電動(dòng)力供應(yīng)條件施工所需蒸汽、照明及動(dòng)力用電、上水均從北面房管局倉庫引入。施工

7、污水需在工地沉淀后排到西面路旁明溝內(nèi)。（5）勞動(dòng)力供應(yīng)及生活條件勞動(dòng)力可按計(jì)劃要求供應(yīng)、滿足施工需要。各主要工種工人以班組承包方式作業(yè)，要求在一段時(shí)間內(nèi)能連續(xù)均衡作業(yè)。1.5 使用功能說明本結(jié)構(gòu)為三層電子元件生產(chǎn)大樓，首先為要滿足生產(chǎn)使用功能的要求，要考慮到車間的布局，工人的生活生產(chǎn)需要，所以綜合考慮之后，要確定其采光、通風(fēng)、防火、安全疏散等來保證使用功能的正常發(fā)揮。1.5.1多層鋼結(jié)構(gòu)廠房有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)自重較輕，強(qiáng)度高，能適用于大跨度的結(jié)構(gòu)，并且施工方便、周期短、能更早的投入使用，所以經(jīng)濟(jì)效益好；（2）建筑物占地面積小。這不僅節(jié)約用地，而且還降低了基礎(chǔ)和屋頂?shù)墓こ塘?，縮短了工程管

8、線的長(zhǎng)度，節(jié)約建設(shè)投資和維護(hù)管理費(fèi)；（3）廠房寬度較小，頂層房間可不設(shè)天窗而用側(cè)窗采光，屋面雨雪水排除方便，屋頂構(gòu)造簡(jiǎn)單，屋頂面積較小，有利于節(jié)省能源；（4）交通運(yùn)輸面積大。這是由于多層廠房不僅有水平方向，也有垂直方向的運(yùn)輸系統(tǒng)（如電梯間、樓梯間、坡道）。這樣就增加了用于交通運(yùn)輸?shù)拿娣e和體積；（5）多層廠房能點(diǎn)綴城市，美化環(huán)境、改變城市面貌。1.5.2建筑使用功能要求（1）滿足建筑功能要求滿足建筑物的功能要求，為人們的生產(chǎn)和生活活動(dòng)創(chuàng)造良好的環(huán)境，是建筑設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。此鋼結(jié)構(gòu)多層輕工業(yè)廠房是用來生產(chǎn)電子元件例如集成電路、電容器、電阻器，變壓器等。設(shè)計(jì)此類輕工業(yè)廠房，首先要滿足生產(chǎn)活動(dòng)的要求，

9、廠房平面設(shè)置應(yīng)實(shí)用、合理，采光通風(fēng)良好，同時(shí)還要合理安排生產(chǎn)車間、庫房、辦公室、休息室、更衣間、廁所等生產(chǎn)辦公和輔助性用房。（2）采用合理的技術(shù)措施正確選用建筑材料，根據(jù)建筑空間組合的特點(diǎn)，選擇合理的結(jié)構(gòu)、施工方案，使房屋堅(jiān)固耐久、建造方便。近年來，我國(guó)設(shè)計(jì)建造的一些覆蓋面積較大的體育館，由于采用鋼網(wǎng)架空間結(jié)構(gòu)和整體提升的施工方法，既節(jié)省了建筑物的用鋼量，也縮短了建筑物的施工期限。（3）具有良好的經(jīng)濟(jì)效益建造廠房是一個(gè)復(fù)雜的物質(zhì)生產(chǎn)過程，需要大量的人力、物力和資金，在房屋的設(shè)計(jì)和建造中，要因地制宜、就地取材，盡量做到節(jié)省勞動(dòng)力，節(jié)約建筑材料和資金。設(shè)計(jì)和建造廠房要有周密的計(jì)劃和核算，重視經(jīng)濟(jì)領(lǐng)

10、域的客觀規(guī)律，講求經(jīng)濟(jì)效果。廠房設(shè)計(jì)使用要求和技術(shù)措施，要和相應(yīng)的造價(jià)、建筑標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來。（4）考慮建筑美觀要求建筑物在滿足使用要求的同時(shí)，還需要考慮人們對(duì)建筑物在美觀方面的要求，考慮建筑物所賦予人們?cè)诰裆厦娴母惺?。?）符合總體規(guī)劃要求單體建筑是總體規(guī)劃中的組成部分，單體建筑應(yīng)符合總體規(guī)劃提出的要求，因此，廠房的設(shè)計(jì)還要充分考慮和周圍環(huán)境的關(guān)系，原有建筑的狀況、道路的走向及綠化等方面和擬建廠房的關(guān)系。新設(shè)計(jì)的單體建筑，應(yīng)使所在地形成協(xié)調(diào)的室外空間組合、良好的室外環(huán)境。2 建筑平面設(shè)計(jì)2.1 結(jié)構(gòu)平面布置原則結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)堅(jiān)持“適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀”的設(shè)計(jì)原則，結(jié)構(gòu)的平面分割是非常重要的，根

11、據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求布置本結(jié)構(gòu)。有建筑設(shè)計(jì)資料集5知多層廠房的平面布置原則為：廠房的平面布置應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程、工段組合、交通運(yùn)輸、采光通風(fēng)以及生產(chǎn)上的各種技術(shù)要求，經(jīng)過綜合研究后加以確定；廠房的柱網(wǎng)尺寸除應(yīng)滿足生產(chǎn)使用的需要外，還應(yīng)具有最大限度的靈活性，以適應(yīng)生產(chǎn)工藝發(fā)展和變更的需要；各工段間由于生產(chǎn)性質(zhì)、生產(chǎn)環(huán)境的要求等的不同，組合時(shí)應(yīng)將具有共性的工段做水平和垂直的集中分區(qū)布置；組合使用管理要求，合理布置樓電梯間、生活間、門廳和輔助用房等的位置。由以上的布置原則并結(jié)合本廠房的使用功能，結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置如下圖所示：圖2.1 柱網(wǎng)布置2.2 建筑平面設(shè)計(jì) 2.2.1首層平面布置考慮到本結(jié)構(gòu)為三層電子

12、元件生產(chǎn)大樓，對(duì)于首層平面布置首先要滿足生產(chǎn)、生活的要求。由于結(jié)構(gòu)縱向較長(zhǎng)，考慮安全疏散和人們進(jìn)出的方便，設(shè)有兩個(gè)大門，大門寬為3.6m,并設(shè)有4.2m的坡道以方便卡車的進(jìn)出；根據(jù)建筑設(shè)計(jì)要求庫房面積大于350m2，則每層庫房面積大于350/3=116.67m2，因此在首層平面兩側(cè)分別設(shè)置廠房，總面積為212.63 m2大于350/3=116.67m2；建筑設(shè)計(jì)要求設(shè)置貨梯一部，詳見貨梯細(xì)部設(shè)計(jì)；根據(jù)豎向運(yùn)輸要求和工作人員的人數(shù)設(shè)置樓梯兩部；根據(jù)本廠房的生產(chǎn)性質(zhì)及查，閱相應(yīng)的廠房的人員設(shè)置，故假定每層有員工120人，男女比例為1：3，所以男員工為30人，女員工為90人，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)資料集5確定

13、廁所的布置，首層設(shè)有男女廁所各一個(gè)（詳見廁所細(xì)部設(shè)計(jì)）；根據(jù)實(shí)際的廠房條件和員工人數(shù)設(shè)有女更衣室一間（147.47m2），男更衣室一間（49.14m2）辦公室三間（147.47m2），休息室一間（49.14m2）、 配電室及雜物間各一間。平面的中間生產(chǎn)車間，建筑設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)區(qū)面積要大于1800m2，則每層生產(chǎn)區(qū)面積大于1800/3=600m2，則根據(jù)實(shí)際布置的廠房平面知首層生產(chǎn)區(qū)面積為900 m2大于1800/3=600m2； 根據(jù)以上的布置繪制建筑平面布置圖，詳見建筑平面布置圖。2.2.2標(biāo)準(zhǔn)層布置二層及三層同樣也為生產(chǎn)區(qū)，平面布置與首層大致相同，詳見建筑平面布置圖。2.2.3貨梯設(shè)計(jì)（1）

14、貨梯設(shè)計(jì)的重要性 多層廠房的電梯間和主要樓梯通常不知在一起，組成交通樞紐。在具體設(shè)計(jì)中交通樞紐有常和生活、輔助用房組合在一起，這樣既方便使用，喲利于節(jié)約建筑空間。它的具體位置是平面設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。它不僅與生產(chǎn)流程的組織直接有關(guān)，而且對(duì)建筑的平面布置、體型組合與里面處理以及防火、抗震等要求均有關(guān)系。（2）貨梯的布置原則及平面組合形式 = 1 * GB3 樓電梯間及生活、輔助用房的位置應(yīng)學(xué)則在廠房合適的位置，是之方便運(yùn)輸，有利工作人員上下班的活動(dòng)，其路線應(yīng)該做到直接、通順、短截的要求。要避免人流、貨流的交叉。 = 2 * GB3 貨梯間的門要直接通向走道，并應(yīng)設(shè)有一定寬度的過廳或過道。過廳及

15、過道的寬度應(yīng)能滿足樓面運(yùn)輸工具的外形尺寸急性實(shí)施各項(xiàng)技術(shù)要求。一般滿足一輛車等候一輛車通過的的寬度。 = 3 * GB3 貨梯堅(jiān)應(yīng)結(jié)合廠房主要出入口統(tǒng)一考慮，位置要明顯，要注意與建筑參數(shù)、柱網(wǎng)、層高、層數(shù)及結(jié)構(gòu)形式等的相互配合；更應(yīng)該與建筑空間組合和立面造型的要求。（3）貨梯的設(shè)計(jì)根據(jù)本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，我們選用的貨梯為額定載重量為1600Kg，速度為1m/s,載客量為21人，貨梯的轎廂尺寸為150022502200，井道尺寸為27002800，井房尺寸為34004500。設(shè)置此類貨梯一部即可滿足廠房垂直運(yùn)輸?shù)囊?。見右圖： 圖2.2 電梯平面圖 2.2.4樓梯設(shè)計(jì)（1）規(guī)范要求樓梯間開間尺寸和

16、樓梯梯段寬度條例建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)及防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，作為主要交通用的樓梯梯段凈寬根據(jù)使用過程中人流股數(shù)確定。樓梯梯段寬度是按照流股人數(shù)寬度確定的，流股人數(shù)寬度為0.55+（00.15）米，并且不少于兩股人流。室內(nèi)樓梯扶手高度自踏步前緣線量起不宜小于0.90m?？繕翘菥粋?cè)水平扶手長(zhǎng)度超過0.50m時(shí)，其高度不應(yīng)小于1.05m。（2）實(shí)際設(shè)計(jì)樓梯的寬度：一般按人流寬度每股為0.55+（00.15）米計(jì)算，并不應(yīng)少于兩股人流，確定樓梯踢梯間寬度為2560mm,梯間寬度為1230mm 。樓梯踏步數(shù):為了適使和安全，每個(gè)梯段踏步數(shù)不超過18步，不少于3步，故該廠房底層踏步設(shè)為14，其它層均為12,

17、踏步高度確定為150mm,寬度為270mm。樓梯平臺(tái): 采用矩形休息平臺(tái),寬度為1300mm且大于梯間寬度1230m，滿足要求。樓梯的凈空高度：樓梯平臺(tái)部位的凈高不小于2000mm，樓梯梯段部位的凈高不小于2200mm，樓梯梯段最低、最高踏步的前緣線與頂部凸出物的內(nèi)邊緣線的水平距離不應(yīng)小于300mm。樓梯梯段的最大坡度不超過38，均滿足建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。 圖2.3 樓梯詳圖2.2.5衛(wèi)生間的設(shè)計(jì)（1）規(guī)范要求規(guī)范要求：本廠房衛(wèi)生間中蹲便器設(shè)置為：男15人/個(gè)，女15人/個(gè)；每個(gè)大便器占地4 m2，小便槽為0.6m/個(gè)；盥洗槽為每12人占600mm長(zhǎng)度；洗手盆或龍頭15人/個(gè)。（2）衛(wèi)生間設(shè)

18、計(jì)本廠房擬定每層有人員120人，男女比例為1：3，即男員工為30人，女員工為90人。本結(jié)構(gòu)設(shè)定每層男女廁所各一個(gè)：女廁所的蹲便器為 =4個(gè)，盥洗池一個(gè)，長(zhǎng)為 0.6/12 90=4.5m，水龍頭為 90/15=6個(gè)；男廁所的蹲便器為： 30/15=2個(gè)，小便池一個(gè),長(zhǎng)為1.2m，盥洗池一個(gè),長(zhǎng)為0.6/12 30=1.5m。 示意圖如下： 圖2.4 衛(wèi)生間布置圖3 立面造型及設(shè)計(jì)多層廠房的立面設(shè)計(jì)應(yīng)貫穿在整個(gè)設(shè)計(jì)的全過程中。從方案設(shè)計(jì)開始就應(yīng)該重視這方面的有關(guān)問題，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的有機(jī)組成部分。只有這樣才能使多層廠房具有完整的藝術(shù)造型和完美的立面觀瞻。立面設(shè)計(jì)是為了滿足使用功能和美化環(huán)境的需要而

19、進(jìn)行的。同時(shí)，還可起到改善環(huán)境條件、保護(hù)結(jié)構(gòu)和裝飾美化建筑物的作用。并且要考慮它的耐久性、經(jīng)濟(jì)性；正確處理與施工技術(shù)的關(guān)系。建筑立面由許多構(gòu)部件所組成：它們有墻體、梁柱、墻墩等構(gòu)成房屋的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，有門窗和內(nèi)部使用空間直接連通的部件，以及臺(tái)基、勒腳、檐口等主要起到保護(hù)外墻作用的組成部分。恰當(dāng)?shù)卮_定立面中這些組成部分和構(gòu)部件的比例和尺度，運(yùn)用節(jié)奏韻律、虛實(shí)對(duì)比等規(guī)律，設(shè)計(jì)出體型完整、形式與內(nèi)容統(tǒng)一的建筑立面。 3.1 結(jié)構(gòu)立面布置建筑造型在空間變化和體形上均有靈活而宜人的處理，造型設(shè)計(jì)不得在采光、通風(fēng)、視線干擾、節(jié)能等方面嚴(yán)重影響或損害建筑使用功能，不過多地采用無功能意義的多余構(gòu)件和裝飾。由于該建

20、筑主要生產(chǎn)車間，立面布置以美觀、簡(jiǎn)潔、大方為主。室外設(shè)施的位置合適，保持建筑環(huán)境的整體效果。對(duì)暴露在外墻的各種管道及設(shè)備均有必要的細(xì)部處理，不影響外立面造型效果。對(duì)外裝空調(diào)的位置及洞口、支架形式均進(jìn)行了有效的造型處理，合理設(shè)置給排水管道位置，開窗位置整體統(tǒng)一。3.2 體型組合 多層廠房的體型組合是設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。生產(chǎn)工藝、周圍環(huán)境是影響體型組合的主要因素。建筑的體型組合盡可能地協(xié)調(diào)建筑物內(nèi)再諸因素，充分反映其使用功能，又應(yīng)與外界環(huán)境相協(xié)調(diào)。多層廠房由于生產(chǎn)設(shè)備的外形不大，生產(chǎn)空間大小變化不顯著，因而他的體型就比較齊整劃一。這樣不但有利于結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一和工業(yè)化施工，亦有利于內(nèi)部布置及建筑藝術(shù)的處理

21、。 3.3 實(shí)際立面設(shè)計(jì)本結(jié)構(gòu)采用最簡(jiǎn)單的“一”字形構(gòu)造。整個(gè)立面無外伸陽臺(tái)，大門上方設(shè)懸挑雨篷，按照采光通風(fēng)等要求立面設(shè)有窗子，并通過計(jì)算設(shè)有落水管、散水等排水構(gòu)造。本廠房設(shè)置平屋頂，屋頂四面都外挑500毫米，屋面排水坡度為2%，并設(shè)天溝雙面排水。4 采光通風(fēng)設(shè)計(jì)4.1 采光設(shè)計(jì)4.1.1采光設(shè)計(jì)要求（1）采光設(shè)計(jì)應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，有利于生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)、生活和保護(hù)視力。采光設(shè)計(jì)除應(yīng)符合建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 500332001）外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。（2）自然采光采光系數(shù)（daylight factor）的定義 ：在室內(nèi)給定平面上的一點(diǎn)，由直接或間接地

22、接收來自假定和已知天空亮度分布的天空漫射光而產(chǎn)生的照度與同一時(shí)刻該天空半球在室外無遮擋水平面上產(chǎn)生的天空漫射光照度之比。本標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以采光系數(shù)C 作為采光設(shè)計(jì)的數(shù)量指標(biāo)。 當(dāng)采用側(cè)面采光時(shí)，取采光系數(shù)的最低值Cmin作為計(jì)算依據(jù)。由于采光系數(shù)C不易計(jì)算，通常在工程中我們常采用窗地比作為更簡(jiǎn)單的依據(jù)。4.1.2采光計(jì)算（1）規(guī)范規(guī)定：據(jù)以上采光規(guī)定和要求，由于生產(chǎn)車間和辦公室均設(shè)有隔墻，故采用單側(cè)窗采光設(shè)計(jì)，查建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)知本廠房的采光等級(jí)要求為 = 3 * ROMAN III級(jí)， 采光系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值為，由于結(jié)構(gòu)采用大型屋面板作為屋面，所以采用側(cè)窗采光。查建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)采光等級(jí)要求為 = 3 *

23、ROMAN III級(jí)的工業(yè)廠房的允許窗地面積比；倉庫的采光等級(jí)為五類，允許窗地比為1/10。（2）采光設(shè)計(jì)取一間房間進(jìn)行計(jì)算，在這里我們?nèi)〉臑榈讓拥囊婚g辦公室，其面積為6.37.8=49.14m2，由，則滿足自然采光的窗的最小面積Ac=Ad/4=49.14/4=12.29 m2，假設(shè)窗高為2.1m，則窗寬為12.29 m2/2.1=5.85m,也就是說只有在側(cè)面開2.1m5.85m的窗子才能滿足此房間的采光要求，顯然在面積為4.2m6.3m的墻體上2.1m5.85m的窗子是不能滿足結(jié)構(gòu)承重的要求的，所以對(duì)于此房間只能采用照明采光，同理計(jì)算知其他的房間同樣需要照明采光，窗子的設(shè)置詳見建筑平面布置

24、圖。對(duì)于底層的倉庫，其面積為6.37.82=98.28m2，窗地比為1/10，Ac=Ad/10=98.28/10=9.83m2，假設(shè)窗高為2.1m，則窗寬為9.83m2/2.1=4.68m,對(duì)于一層倉庫，設(shè)有2個(gè)2.72.1 m2的窗子，Ac=22.72.1=11.34 m29.83 m2， 故此倉庫的自然采光滿足要求，不需要進(jìn)行照明采光。二、三層廠房的窗子面積為Ac=22.7 1.8=9.72 m29.83 m2，故也按要求進(jìn)行照明采光。4.2 通風(fēng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)車間中設(shè)備和門窗的布置，應(yīng)有利于廠房的自然通風(fēng)。設(shè)備、管道與建筑構(gòu)配件之間的距離，應(yīng)滿足防腐蝕建筑工程施工和維修的要求。能否獲取足夠的自

25、然通風(fēng)與通風(fēng)開口面積的大小密切相關(guān)。一般情況下，當(dāng)通風(fēng)開口面積與地板面積之比不小于5時(shí)，房間可以獲得比較好的自然通風(fēng)。自然通風(fēng)的效果不僅與開口面積與地板面積之比有關(guān)，事實(shí)上還與通風(fēng)開口之間的相對(duì)位置密切相關(guān)。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)考慮通風(fēng)開口的位置，盡量使之能有利于形成“穿堂風(fēng)”。4.2.1衛(wèi)生間通風(fēng)廁所宜采用自然通風(fēng)。合理的選用通風(fēng)方式及通風(fēng)排氣設(shè)備，以增加廁所的換氣量。應(yīng)優(yōu)先考慮自然通風(fēng)，當(dāng)利用自然通風(fēng)不能滿足室內(nèi)衛(wèi)生要求時(shí)，應(yīng)采用加設(shè)排風(fēng)設(shè)備。夏季自然通風(fēng)應(yīng)采用阻力系數(shù)小、易于操作和維修的進(jìn)排風(fēng)口和窗扇。大便器應(yīng)采用具有水封功能的前沖式蹲便器，小便器宜采用半掛式便斗。有條件時(shí)可采用單坑排風(fēng)的空

26、氣交換方式，以滿足衛(wèi)生間的通風(fēng)要求及空氣質(zhì)量。5 防火安全疏散設(shè)計(jì)5.1 防火設(shè)計(jì)5.1.1建筑防火的必要性為了防止和減少建筑火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全，工業(yè)建筑要滿足建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范。建筑防火設(shè)計(jì)應(yīng)遵循國(guó)家的有關(guān)方針政策，從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。建筑防火設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。5.1.2防火間距表5.1 廠房之間及其與乙、丙、丁、戊類倉庫、民用建筑等之間的防火間距（m）名稱甲類廠房單層、多層乙類廠房（倉庫）單層、多層丙、丁、戊類廠房（倉庫）高層廠房（倉庫）民用建筑耐火等級(jí)耐火等級(jí)一、二級(jí)三級(jí)四級(jí)一、二級(jí)三級(jí)四級(jí)甲類廠房12

27、121214161325單層、多層乙類廠房12101012141325單層、多層丙、丁類廠房耐火等級(jí)一、二級(jí)121010121413101214三級(jí)141212141615121416四級(jí)161414161817141618單層、多層戊類廠房一、二級(jí)121010121413679三級(jí)1412121416157810四級(jí)16141416181791012高層廠房131313151713131517室外變、配電站變壓器總油量（t）5，1025251215201215202510，501520251520253050202530202530355.1.3疏散設(shè)計(jì)表5.2 廠房?jī)?nèi)任一點(diǎn)到最近安全出口的

28、距離（m）生產(chǎn)類別耐火等級(jí)單層廠房多層廠房高層廠房地下、半地下廠房或廠房的地下室、半地下室甲一、二級(jí)3025乙一、二級(jí)755030丙一、二級(jí)三級(jí)806060404030丁一、二級(jí)三級(jí)四級(jí)不限6050不限505045戊一、二級(jí)三級(jí)四級(jí)不限10060不限7575605.1.4防火設(shè)計(jì)根據(jù)建筑防火規(guī)范要求，查得電子元件生產(chǎn)廠的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為丙類，耐火等級(jí)為級(jí)，廠房的安全疏散距離為60米，防火分區(qū)面積最大允許占地面積為4000平方米。根據(jù)以上規(guī)范要求和實(shí)際生產(chǎn)要求，防火措施如下：（1）設(shè)兩個(gè)大門如建筑平面圖所示，計(jì)算得最大疏散距離為34.4m60m，可保證安全疏散距離；每層作為一個(gè)防火分區(qū)，每層建筑

29、面積為2211.3m24000 m2，滿足要求；在廠房東西兩側(cè)分別設(shè)樓梯一部，并在東側(cè)設(shè)有貨梯一部，滿足廠房安全疏散的要求；并且在各樓梯口均設(shè)有DN65消防栓，每層設(shè)有四個(gè)火災(zāi)照明應(yīng)急燈。（2）柱、梁采用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料，其涂層厚度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值，且節(jié)點(diǎn)部位宜作加厚處理。壓型鋼板作為承重樓板結(jié)構(gòu)，亦采用厚涂型防火涂料保護(hù)。6 其它專用的特殊要求的構(gòu)造設(shè)計(jì)6.1 地面設(shè)計(jì)6.1.1地面類型底層地面的基本構(gòu)造層宜為面層、墊層和地基；樓層地面的基本構(gòu)造層宜為面層和樓板。當(dāng)?shù)讓拥孛婧蜆菍拥孛娴幕緲?gòu)造層不能滿足使用或構(gòu)造要求時(shí)，可增設(shè)結(jié)合層、隔離層、填充層、找平層等其它構(gòu)造層。6.1.2季節(jié)性冰凍地

30、面處理（1）季節(jié)性冰凍地區(qū)非采暖房間的地面以及散水、明溝、踏步、臺(tái)階和坡道等，當(dāng)土壤標(biāo)準(zhǔn)凍深大于600mm，且在凍深范圍內(nèi)為凍脹土或強(qiáng)凍脹土?xí)r，宜采用碎石、礦渣地面或預(yù)制混凝土板面層。當(dāng)必須采用混凝土墊層時(shí)，應(yīng)在墊層下加設(shè)防凍脹層。（2）位于上述地區(qū)并符合以上土壤條件的采暖房間，混凝土墊層竣工后尚未采暖時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)脑蕉胧?.1.3地面設(shè)計(jì)本結(jié)構(gòu)地基持力層在粉質(zhì)粘土層，地面采用150厚碎石夯入土中，其上為60厚細(xì)石混凝土墊層，20厚水泥砂漿層一道（內(nèi)摻建筑膠），55厚細(xì)石混凝土找平層，最上為50厚耐磨混凝土面層。對(duì)于廁所因?yàn)榭紤]到防水問題，故在20厚水泥砂漿之上設(shè)20厚細(xì)石混凝土找平層一

31、道， 1.5厚聚氨酯防水層兩道，35厚細(xì)石混凝土找平層，50厚混凝土面層。本結(jié)構(gòu)處于季節(jié)性凍土區(qū)，凍土深度小于600mm，且在凍深范圍內(nèi)無凍脹土或強(qiáng)凍脹土，故不須加防凍脹層。對(duì)于廁所的地面面由于受到水的侵蝕作用，故應(yīng)加一層防水層，詳見下圖： 圖6.1 地面詳圖及廁所地面詳圖6.2 屋面排水6.2.1規(guī)范要求屋面排水系統(tǒng)應(yīng)迅速、及時(shí)地將屋面與水至室外雨水灌渠或地面。設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度應(yīng)按當(dāng)?shù)鼗蛳噜彽貐^(qū)暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算確定。6.2.2屋面排水設(shè)計(jì)屋面排水作為結(jié)構(gòu)排水的一個(gè)重要方面，設(shè)計(jì)時(shí)必須給予重視。本結(jié)構(gòu)設(shè)有平屋頂， 屋頂四周設(shè)置天溝排水，無女兒墻。屋面用保溫材料找坡，排水坡度2?；鶎优c突出屋面結(jié)構(gòu)(

32、電梯機(jī)房)的連接處，以及基層轉(zhuǎn)角處(水落口、檐口、天溝、檐溝等)做成圓弧，落水口周圍做成凹坑。布置雨水管排水，有建筑設(shè)計(jì)排水規(guī)范查得煙臺(tái)年降水厚度為91.5mm/h,立管直徑為100mm的立管最大允許匯水面積為720m2。本結(jié)構(gòu)平面積為2211.3平方米，則所需的落水管個(gè)數(shù)為：2211.3/720=3.07,由于考慮到結(jié)構(gòu)縱向長(zhǎng)為94.5米，在屋頂前后均勻布置8個(gè)落水管。6.3 屋面、樓面防水6.3.1屋面防水屋面構(gòu)造設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)層輕混凝土（珍珠巖）保溫層找平層瀝青卷材防水層保護(hù)層屋面局部小面積采用阻燃和防紫外線聚氨酯防水涂料，涂膜厚度2mm,由專業(yè)防水施工隊(duì)，按規(guī)程施工。所有防水層，四周均粘貼

33、之泛水高度；屋面豎井及女兒墻陰陽轉(zhuǎn)角處，應(yīng)增加涂層厚度，作纖維布加強(qiáng)層；穿板面管道或泛水以下外墻穿管，安裝后嚴(yán)格用細(xì)石混凝土封嚴(yán)，管根四周加嵌防水膠，與防水層閉合。6.3.2樓面防水衛(wèi)生間加設(shè)聚氨酯防水涂層，涂膜厚度3mm，分兩次涂刷，管根嵌防水膠，底溝內(nèi)側(cè)作防水涂層。此類房間標(biāo)高均比相應(yīng)的樓面低20mm，凡有水濕的房間，樓地面找坡，坡向地漏或排水口，坡度0.5%1.0%，以不積水為原則，凡管道穿過此類房間，均須與埋套管，高處地面30mm;地面預(yù)留風(fēng)洞，洞邊做混凝土坎邊，高100mm或通踢腳高。7 材料選擇1）屋面材料廠房采用鋼筋混凝土屋面 。2）樓面材料本結(jié)構(gòu)樓板采用鋼結(jié)構(gòu)框架組合樓板結(jié)構(gòu)形

34、式。此樓板因其具有良好的使用性能而廣泛的用與鋼結(jié)構(gòu)中。樓梯采用鋼筋混凝土預(yù)制樓板。3）墻面材料圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用雙面復(fù)合彩鋼夾芯板，連接件宜采用帶有防水密封膠墊的自攻螺釘，內(nèi)墻采用輕質(zhì)隔板，墻厚均為200mm。 4）梁柱材料梁柱均采用熱軋H型鋼，截面由計(jì)算得。8 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析（1）強(qiáng)度高、質(zhì)量輕鋼材與其他建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強(qiáng)度高得多，彈性模量也高，因此結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量輕且截面小，特別適用于跨度大荷載大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)自重的降低，可以減小地震作用，進(jìn)而減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力，從而降低了基礎(chǔ)的造價(jià)。此外，構(gòu)件輕巧也便于運(yùn)輸和安裝。（2）構(gòu)建截面小，有效空間大由于鋼材的強(qiáng)度高，構(gòu)件截面小，所占空間就

35、小能跟好的滿足建筑上大開間、靈活分割的要求。在樓層凈空要求相同的條件下，其樓層高度要比混凝土的小，可以減小墻體高度，節(jié)約了室內(nèi)空調(diào)所需的能源，減小了房屋維護(hù)和使用費(fèi)用。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土相比，增加了室內(nèi)有效使用面積，提高了投資方的經(jīng)濟(jì)效益。（3）抗震性能優(yōu)越鋼材組織均勻，接近各向同性，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算模型，因此可靠性高。同時(shí)，鋼材塑性、韌性好，耗能能力強(qiáng)，抗震性能非常優(yōu)越。（4）制造簡(jiǎn)單，施工周期短鋼結(jié)構(gòu)所用材料單純，且多是成品或半成品材料，加工簡(jiǎn)單，工業(yè)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工地安裝時(shí)，采用簡(jiǎn)單方便的焊接和螺栓連接，縮短了施工工期，結(jié)構(gòu)施工周期短，

36、使整個(gè)建筑更早投入使用，不但可以縮短貸款建設(shè)的還貸時(shí)間，減少貸款利息，而且提前受到投資回報(bào)。（5）節(jié)能、環(huán)保與傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)屬于綠色建筑結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)房屋的墻體多采用新型輕質(zhì)復(fù)合墻板或輕質(zhì)砌塊。本工程中外墻板采用ALC板，其導(dǎo)熱系數(shù)為0.11W/(mK)，僅為混凝土的1/11，為磚砌體的1/7，是一種高效保溫?zé)峋S護(hù)結(jié)構(gòu)材料。樓、屋面采用壓型鋼板-混凝土組合板，符合建筑節(jié)能的要求，可以達(dá)到節(jié)能50%的目標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)的施工方式為干式施工，可避免混凝土實(shí)施施工所造成的環(huán)境污染。鋼結(jié)構(gòu)材料可利用夜間交通流暢期間運(yùn)送，不影響城市鬧市區(qū)建筑物周圍的日間 交通，噪聲也小。另外，建筑根

37、據(jù)需要拆遷時(shí)，用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)可以拆遷再利用，有利于環(huán)境保護(hù)。 第二章 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1 結(jié)構(gòu)方案布置1.1.1柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)尺寸首先應(yīng)最大限度地滿足建筑使用功能的要求，然后根據(jù)造價(jià)最省的原則，充分考慮加工、安裝條件等因素綜合確定。由于鋼結(jié)構(gòu)承載能力高而質(zhì)量輕，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用較大柱網(wǎng)尺寸，再節(jié)約造價(jià)的同時(shí)提高房屋的利用率。綜合考慮以上條件，柱網(wǎng)尺寸取縱向7.2m+6m,橫向6.6m+2.4m。1.1.2結(jié)構(gòu)形式選擇建筑物的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿足傳力可靠，受力合力的要求。對(duì)多層鋼結(jié)構(gòu)建筑，可采用純框形式，框架應(yīng)雙向剛接。如果結(jié)構(gòu)剛度要求較高，純框架難以滿足要求（如高烈度

38、地區(qū)抗震側(cè)移要求），可采用支撐框架形式。由于本工程位于6度抗震設(shè)防地區(qū)，結(jié)構(gòu)只有六層，結(jié)構(gòu)形式又比較規(guī)則，結(jié)構(gòu)剛度要求不太高，純框架形式很容易滿足，經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)于框架支撐體系，故采用鋼框架結(jié)構(gòu)形式。1.1.3樓板形式選擇樓板的方案選擇首先要滿足建筑設(shè)計(jì)要求、自重小和便于施工的原則，還要保證樓蓋有足夠的剛度。常見性使用鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板、預(yù)制樓板等。目前多、高層房屋的樓板多采用壓型鋼板組合樓板，具有結(jié)構(gòu)性能好，施工方便等特點(diǎn)。根據(jù)壓型鋼板對(duì)組合樓板承載力的貢獻(xiàn)，樓板可分為組合型和非組合型兩種。前者壓型鋼板兼起配筋作用，可部分或全部代替樓板的受拉鋼筋；后者在受拉區(qū)應(yīng)配置能承受全部拉力的受拉鋼筋。除此

39、之外，在樓板支座處應(yīng)根據(jù)計(jì)算要求配置負(fù)彎矩鋼筋，同時(shí)，板中還要按構(gòu)造配置分布鋼筋以滿足抗裂要求。組合樓板要進(jìn)行施工階段和使用階段的驗(yàn)算。對(duì)施工階段，壓型鋼板應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和變形驗(yàn)算。為加快施工進(jìn)度，一般不設(shè)臨時(shí)支撐體系，此時(shí)壓型鋼板的跨度不宜過大（否則需要較厚的壓型鋼板，經(jīng)濟(jì)性能較差），其跨度一般在23m之間。在使用階段，對(duì)于非組合型，設(shè)計(jì)計(jì)算與現(xiàn)澆鋼筋混凝土組合樓板一樣；對(duì)于組合型，按壓型鋼板和混凝土板共同受力計(jì)算。結(jié)合工程特點(diǎn)，本工程使用壓型鋼板組合樓板。1.1.4各層結(jié)構(gòu)平面布置本工程平面為狹長(zhǎng)形，且水平和豎向均為規(guī)則布置，沒有大的剛度突變，可采用橫向承重方案，主梁沿橫向布置，樓板施工時(shí)壓型

40、鋼板下不設(shè)臨時(shí)支撐，因此樓板跨度不宜過大，同時(shí)結(jié)合建筑使用功能要求進(jìn)行次梁布置。各層的結(jié)構(gòu)平面圖詳見結(jié)構(gòu)施工圖。2 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖2.1 計(jì)算單元取一榀典型橫向框架作為計(jì)算單元。所選計(jì)算單元為下圖陰影本部分所示： 圖2.1 結(jié)構(gòu)布置簡(jiǎn)圖所取框架計(jì)算簡(jiǎn)圖為： 圖2.2 框架計(jì)算單元2.2 荷載計(jì)算2.2.1規(guī)范要求11111111 （1）初選截面時(shí)，荷載采用基本組合計(jì)算，由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范知，對(duì)于一般的框架和排架結(jié)構(gòu)，基本組合可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，并應(yīng)用下列組合值中最不利組合考慮： = 1 * GB3 由可變荷載效應(yīng)控制的組合： = 2 * GB3 由永久荷載效應(yīng)控制的組合為：(2) 上式中分項(xiàng)系數(shù)和取

41、為： = 1 * GB3 永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)：當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)對(duì)由可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)為1.2；對(duì)由永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)為1.35。 = 2 * GB3 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，一般情況下取為1.4；但對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)值大于4的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載應(yīng)取為1.3。2.2.2荷載計(jì)算對(duì)于本結(jié)構(gòu)：屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為0.5KN/m2，屋面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為3.33KN/m2；樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為5KN/m2，樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值取為3.8KN/m2；所以對(duì)屋面的基本組合取=1.35，=1.4 ；對(duì)樓面的基本組合取=1.2，=1.3。計(jì)算所取計(jì)算單元所受荷載如下（采用基本組合）：屋面恒荷載 圖2.

42、3 屋面板詳圖大型屋面板 1.5KN/m2 1.35=2.03 KN/m2整澆混凝土層 25KN/m30.04m1.35=1.35KN/m2泡沫混凝土保溫層 6 KN/m30.08m1.35=0.65 KN/m2二氈三油防水層 0.35KN/m2 1.35=0.47KN/m2 合計(jì) =4.5 KN/m2屋面活荷載屋面雪荷載 0.4KN/m2 1.4=0.56 KN/m2屋面活荷載（不上人屋面） 0.5KN/m2 1.4=0.7KN/m2按照荷載規(guī)范知屋面活載取為：屋面雪荷載和屋面活荷載（不上人屋面）的較大值，故這里取為 0.7KN/m2。屋面總荷載為4.5 KN/m2+0.7KN/m2=5.2

43、 KN/m22）樓面恒荷載 圖2.4 樓面詳圖5mm厚粘貼普通陶瓷磚 18KN/m30.005m1.2=0.108KN/m25mm厚抗裂砂漿保護(hù)層 14KN/m30.005m1.2=0.084KN/m2聚氨酯防水層1.5厚 10KN/m30.0015m1.2=0.018KN/m215厚水泥砂漿面層 20KN/m30.015m1.2=0.36 KN/m235厚細(xì)石混凝土土 25KN/m30.035m1.2=1.05 KN/m2100厚混凝土墊層 25KN/m30.1m1.2=3.0 KN/m2壓型鋼板 0.11KN/m2 1.2=0.12KN/m2 合計(jì) =4.60 KN/m23）樓面活荷載為：

44、查荷載規(guī)范知：對(duì)于電子元件生產(chǎn)廠取樓面活載為5 KN/m21.3=6.5 KN/m2樓面總荷載為 4.6 KN/m2+6.5KN/m2=11.1KN/m22.3 截面初選2.3.1選取計(jì)算單元選取次梁CL1和主梁ZL1作為截面初選的計(jì)算單元，如下圖所示： 圖2.5 主次梁計(jì)算單元2.3.2次梁CL1截面初選（1）截面初選按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范要求次梁應(yīng)沿平行于較短的主梁方向布置。本結(jié)構(gòu)沿平行于短邊方向每跨等間距布置兩根次梁，見圖2.5，各層取相同的次梁截面，故進(jìn)行次梁設(shè)計(jì)時(shí)可按最不利荷載進(jìn)行計(jì)算即可，即取屋面荷載和樓面荷載中的較大值進(jìn)行計(jì)算，故取樓面荷載進(jìn)行計(jì)算，樓面荷載值為：4.6 KN/m2+

45、6.5 KN/m2=11.1 KN/m2。選取計(jì)算單元梁CL1如下： 圖2.6 CL1的計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩圖均布荷載：q=11.1 KN/m2 2.6m=28.86KN/m次梁設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)支梁，計(jì)算簡(jiǎn)圖如上圖所示，梁采用Q345鋼，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f=310N/mm2。則取彎矩最大的跨中截面，最大彎矩為：Mmax =1/8ql2=1/828.86KN/m6.32m2=143.18KNM梁所需凈截面抵抗矩為：Wnx=439697mm3首選型鋼截面，查表的熱軋H型鋼：HN300150 單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為37.3Kg/m，梁的自重為 Wnx= 490cm3439.697cm3滿足要求。一般而言，對(duì)于跨度和荷載都不是

46、太大時(shí)，首選型鋼截面，型鋼截面成本較為低廉，并且由于截面的尺寸是在工廠設(shè)計(jì)好的，其翼緣和腹板都滿足板件穩(wěn)定的要求，故對(duì)于型鋼構(gòu)件是不需要驗(yàn)算其局部穩(wěn)定性的。由于它的優(yōu)點(diǎn)，所以在工程中應(yīng)用廣泛。 （2）次梁截面驗(yàn)算 = 1 * GB3 強(qiáng)度驗(yàn)算次梁受均布荷載作用：q=11.1 KN/m22.6m=28.86KN/m 圖2.7 次梁截面簡(jiǎn)圖次梁自重：g=9.837.3Kg/m=365.54N/m自重產(chǎn)生的跨中最大彎矩： Mg=2.176KN式中的1.2為恒載分項(xiàng)系數(shù)。支座處最大剪力為： =92.06KN總的跨中最大彎矩為： 143.18KN.M+2.176KNm=145.36KNm跨中截面最大正應(yīng)

47、力： =278.6310N/mm2310N/mm2假定剪力都有腹板承擔(dān)支座處最大剪應(yīng)力： = =107.3 N/mm20.58310N/mm2=179.8 N/mm2故截面的強(qiáng)度滿足要求。一般而言，型鋼梁的腹板較厚，剪應(yīng)力一般不起控制作用。因此，只在截面有較大削弱時(shí)，才必須驗(yàn)算剪應(yīng)力。 = 2 * GB3 穩(wěn)定性由于熱軋型鋼的局部穩(wěn)定性自然滿足，故不要進(jìn)行驗(yàn)算。2.3.3 ZL2截面初選取計(jì)算單元如圖2.5所示，ZL2梁采用Q345鋼，設(shè)計(jì)為兩端剛接梁，計(jì)算單元所受均布荷載為：q=11.1 KN/m22.6m=28.86KN/m；見下圖：圖2.8 ZL2的計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩圖則取彎矩最大的跨中截面

48、：Mmax =1/12ql2=1/12 28.86KN/m6.32m2=95.45KN.M， 梁所需凈截面抵抗矩為：Wnx=306000mm3偏安全的取熱軋H型鋼：HN300150，單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為37.3Kg/m，梁的自重為，Wnx= 490cm3306cm3滿足要求。2.3.4ZL1截面初選 （1）截面初選計(jì)算單元見下圖：將主梁設(shè)計(jì)為兩端剛接梁，梁采用Q345鋼。 圖2.9 ZL1的計(jì)算簡(jiǎn)圖及彎矩圖兩側(cè)次梁對(duì)主梁所產(chǎn)生的壓力為：F=28.866.3+0.0379.86.31.2=184.58KN梁端的主梁的壓力取為中間次梁的一半為92.29KN。主梁的支座反力（未記主梁自重）為：184.5

49、8KN+92.29KN=276.87KN梁跨中最大彎矩為：Mmax =319.95KNm 梁所需凈截面抵抗矩為：Wnx= =983000mm3首選型鋼截面，查表的熱軋H型鋼， 圖2.10 ZL1截面簡(jiǎn)圖取為HN400200 Wnx=1190cm3983cm3滿足要求。主梁重量為66Kg/m。主梁截面尺寸如下圖：（2）主梁截面驗(yàn)算 = 1 * GB3 強(qiáng)度驗(yàn)算主梁自重： g=9.866Kg/m=646.8N/m自重產(chǎn)生的跨中最大彎矩：Mg=646.81.27.82=3.9 KNm跨最大剪力為：92290N總的跨中最大彎矩為：319.95 +3.9=323.85 KNm跨中截面最大正應(yīng)力： =25

50、9.2N/mm2310N/mm2支座處最大剪力為 ：276870+646.81.27.8/2=279897N假定剪力都有腹板承擔(dān)支座處最大剪應(yīng)力： =93.55N/mm20.58310N/mm2=179.8 N/mm2跨中截面腹板邊緣折算應(yīng)力： 2= =255.75N/mm22= =35.7N/mm2zs2= =263.12 N/mm21.1310N/mm2=341N/mm2故截面的強(qiáng)度滿足要求。 = 2 * GB3 穩(wěn)定性由于熱軋型鋼的局部穩(wěn)定性自然滿足，故不要進(jìn)行驗(yàn)算。主梁上有現(xiàn)澆混凝土剛性鋪板，故其整體穩(wěn)定性滿足，不需驗(yàn)算。2.3.5柱截面初選對(duì)于框架柱截面選擇，近似按軸心受壓構(gòu)件考慮，

51、并適當(dāng)?shù)臄U(kuò)大。（1）截面初選 每層中柱所受力為：2（92.29+184.58）+0.657.8+6.3 (28.86+0.36)=742.9KN每層邊柱所受力為：92.29+184.58+0.657.8+6.3 (28.86+0.36)/2=373.9KN底層中柱所承受的荷載為：3742.9KN=2228.7KN底層邊柱所承受的荷載為：3373.9KN=1122.0KN考慮到可能出現(xiàn)的偏心作用，水平地震作用及偶然碰撞等作用，故偏安全的將中柱和邊柱取為相同的截面，偏安全的用中柱的軸力進(jìn)行截面初選。 = 1 * GB3 先假定桿的長(zhǎng)細(xì)比查鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知：對(duì)于兩端剛接的軸心受壓構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的理論值

52、為0.6，考慮到對(duì)于無轉(zhuǎn)動(dòng)的固定端部，因?qū)嶋H上很難完全實(shí)現(xiàn)，一般采用建議值為0.65。考慮到中柱實(shí)際上為偏心受壓構(gòu)件，故將柱的最不利軸力擴(kuò)大1.5倍，則N=1.52228.7=3343.1KN所以底層柱的計(jì)算長(zhǎng)度為l0=5.2m0.65=3.38m；按照鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：對(duì)于荷載為30003500KN的壓桿，可假定=6070。所以假定=60， 采用Q345；假定采用熱軋型鋼，假設(shè) b/h0.8,屬b類截面，查表得軸 心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)=0.736 ； 回轉(zhuǎn)半徑i= l0/=3.38/60=72.7 = 2 * GB3 按照整體穩(wěn)定的要求確定截面面積由軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性得A= = =146.4cm2

53、查鋼結(jié)構(gòu)附表的 ix=0.43h iy=0.24b 圖2.11 Z1截面簡(jiǎn)圖 則h=130mm，b=233mm，單位長(zhǎng)度的質(zhì)量=172Kg/m。 考慮到柱子實(shí)際受力很復(fù)雜，故偏安全的?。篐W400400 A=219.5 cm2146.4cm2滿足要求。 （2）截面驗(yàn)算查表得回轉(zhuǎn)半徑 ix=17.5cm iy=10.1cmx= =21.9=150 規(guī)范規(guī)定對(duì)于柱和主要壓桿，其容許長(zhǎng)細(xì)比=150， 故柱的剛度滿足要求。查表得穩(wěn)定系數(shù)： =0.967 正應(yīng)力：= =157.4N/mm2310N/mm2故柱的強(qiáng)度滿足要求。截面符合對(duì)柱的整體穩(wěn)定和容許長(zhǎng)細(xì)比的要求。因?yàn)檐堉菩弯摰囊砭壓透拱逡话爿^厚，都能

54、滿足局部穩(wěn)定要求。2.4 梁柱相對(duì)線剛度框架在豎向荷載作用下，可忽略節(jié)點(diǎn)側(cè)移，按剛性方案設(shè)計(jì)。在水平荷載作用下，不能忽略節(jié)點(diǎn)側(cè)移，按彈性方案設(shè)計(jì)。相對(duì)線剛度計(jì)算如下：鋼材的彈性模量 E= 206103N/mm2主梁的慣性矩 Ib = 2.37104cm4 柱的慣性矩 Ic=6.69104cm4 考慮到現(xiàn)澆板的作用，對(duì)于主梁的截面慣性矩作如下調(diào)整：邊跨主梁的計(jì)算用慣性矩 Ib1 =1.52.37104cm4 =3.56 cm4中跨主梁的計(jì)算用慣性矩 Ib2 =22.37104cm4 =4.74 cm4邊跨主梁的線剛度：ib1= =9.39103KNm 中跨主梁的線剛度：ib2= =12.5210

55、3KNm底層柱的線剛度：iC1= =26.5103KNm 底層柱的線剛度：iC2= =38.28103KNm為便于計(jì)算，可將梁、柱的線剛度折算為相對(duì)線剛度進(jìn)行計(jì)算，因此取邊跨主梁的線剛度為基準(zhǔn)值1，算得梁、柱的相對(duì)線剛度如下圖所示： 圖2.12 梁柱的相對(duì)線剛度3 荷載計(jì)算 3.1 荷載匯總 （1）屋面恒荷載大型屋面板 1.5KN/m2 1.356.3m=12.7KN/m 整澆混凝土層 25KN/m30.04m1.356.3m=8.5KN/m泡沫混凝土保溫層 6 KN/m30.08m1.356.3m=0.88KN/m二氈三油防水層 0.35KN/m2 1.356.3m=2.96KN/m鋼梁自重

56、 0.65KN/m1.35=0.88 KN/m合計(jì) =29.07 KN/m（2）屋面活荷載屋面雪荷載 0.4KN/m2 1.46.3m=3.53 KN/m屋面活荷載（不上人屋面） 0.5KN/m21.46.3m=4.41KN/m按照荷載規(guī)范知屋面活載取：屋面雪荷載和屋面活荷載（不上人屋面）的較大值，故取為 4.41KN/m。（3）樓面恒荷載15厚水泥砂漿面層 20KN/m30.015m1.2=0.36 KN/m235厚細(xì)石混凝土土 25KN/m30.035m1.2=1.05 KN/m2聚氨酯防水層1.5厚 10KN/m30.0015m1.2=0.018KN/m2100厚混凝土墊層 25KN/m

57、30.1m1.2=3.0 KN/m2壓型鋼板 0.11KN/m21.2=0.12KN/m2 合計(jì) =4.54 KN/m2樓面恒載為： 4.54 KN/m2 6.3m+1.20.65KN/m=29.4 KN/m（4）樓面活荷載查荷載規(guī)范知：對(duì)于電子元件生產(chǎn)廠取樓面活載為5 KN/m21.36.3m=40.95 KN/m2（5）各層框架節(jié)點(diǎn)集中荷載 A、D柱列7.8m標(biāo)高處 鋼柱 1.69KN/m3.6m1.2=7.3KN外墻 0.15KN/ m2 3.6m6.3m1.2=4.1 KN合計(jì) =11.4 KN 4.2m標(biāo)高處 鋼柱 1.69KN/m3.6m1.2=7.3KN外墻 0.15KN/ m2

58、 3.6m6.3m1.2=4.1 KN合計(jì) =11.4 KN -1.00m標(biāo)高處 鋼柱 1.69KN/m5.2m1.2=10.5KN外墻 0.15KN/ m2 5.2m6.3m1.2=5.9KN合計(jì) =16.4 KN B、C柱列7.8m標(biāo)高處 鋼柱 1.69KN/m3.6m1.2=7.3KN4.2m標(biāo)高處 鋼柱 1.69KN/m3.6m1.2=7.3KN-1.00m標(biāo)高處 鋼柱 1.69KN/m5.2m1.2=10.5KN（6）風(fēng)載基本風(fēng)壓 ：w0=0.55 KN/ m2地面粗糙度類別為B類按同一高度11.4=7.6m算為結(jié)構(gòu)的平均高度。查建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范得：風(fēng)壓高度變化系數(shù)z=1.0，風(fēng)載體

59、型系數(shù)s=1.3，由于建筑高度H=11.4m30m，故取高度Z處的風(fēng)震系數(shù)z=1.0， 風(fēng)載值為：qw=1.4zzswo6.3m=1.4111.30.55 KN/ m26.3m=6.31 KN/m式中1.4為風(fēng)載的分項(xiàng)系數(shù)。結(jié)構(gòu)所受外力見下圖： 圖3.1 框架荷載簡(jiǎn)圖其中：PA3=PD3=11.4KN PA2=PD2=11.4KN PA1=PD1=16.4KN PB3=PC3=7.3KN PB2 =PC2=7.3KN PB1=PC1=10.5KN 。3.2 豎向荷載計(jì)算3.2.1豎向荷載計(jì)算原則框架的近似計(jì)算有以下假定：忽略梁、柱軸向變形及剪切變形；桿件為等截面。（等剛度），以桿件軸線作為框架

60、計(jì)算軸線；在豎向荷載下結(jié)構(gòu)的側(cè)移很小，因此在豎向荷載作用下計(jì)算時(shí)，假 定結(jié)構(gòu)無側(cè)移；對(duì)本結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下，多層框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移較小，且各層荷載對(duì)其它層的水平構(gòu)件的內(nèi)力影響不大，可以忽略側(cè)移的影響，每層可按無側(cè)移框架用彎矩二次分配法計(jì)算。彎矩二次分配法的計(jì)算步驟為：根據(jù)各桿件的線剛度計(jì)算各點(diǎn)桿端彎矩的分配系數(shù)，并計(jì)算豎向荷載作用下各跨梁的固端彎矩；計(jì)算框架各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩，并對(duì)全部節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行第一次分配（期間不進(jìn)行彎矩傳遞）并且注意要反號(hào)分配，之后將所有桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳遞，傳遞系數(shù)取為1/2；將個(gè)結(jié)點(diǎn)由于傳遞彎矩產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行二次分配（反號(hào)分配），不傳遞，