某单层钢结构厂房计算书毕业设计论文.doc
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1、潍坊学院本科毕业设计(论文) 1 前前 言言 钢结构如今已成为建筑行业的首选,尤其是再超高层建筑。其不但克服了混凝土 结构的自重问题,而且施工周期短更适用于厂房。 本次设计小组由 12 人组成,在柳长江院长的指导下完成设计,每人的轨顶标高 和柱距均有差异,这样使每个成员皆可以熟悉钢结构的设计流程并熟练掌握。这次毕 业设计是针对我们大学生在校四年所学知识的一个综合归纳,把所学的知识融会贯通 起来。在设计过程需要查阅很多资料如:国家规范、图集等,更进一步接触建筑行业 所需的书籍;所使用的设计软件 PKPM 是在掌握手算过程的基础上进行计算以提高速度, 并出施工图用绘图软件 AUTOCAD 进行修改
2、。 因本次设计是第一次真正意义上的设计,包括建筑和结构设计,虽已掌握了其基 本知识,但尚未熟练,再加上时间有限,设计中难免会有错误发生,还望指导老师给 予批证。 学生:马相虎 2013.06.01 潍坊学院本科毕业设计(论文) 1 目目 录录 摘要I 第 1 章 建筑设计1 1.1 工程概况 1 1.2 单层厂房平面设计 1 1.2.1 平面形式的确定 1 1.2.2 柱网布置的确定 1 1.2.3 厂房门的确定 2 1.2.4 散水的确定 2 1.3 单层厂房剖面设计 2 1.3.1 柱顶标高的确定 2 1.3.2 室内地坪标高的确定 3 1.3.3 采光、通风的确定 3 1.3.4 屋面排
3、水的确定 3 1.4 厂房立面设计 4 1.5 其他建筑构造 4 1.5.1 屋顶的确定 4 1.5.2 地面的确定 4 1.5.3 屋脊的确定 4 第 2 章 吊车梁设计5 2.1 设计资料 5 2.2 吊车荷载计算 5 2.3 内力计算 6 2.3.1 吊车梁中最大竖向弯矩的计算 6 2.3.2 吊车梁的最大剪力的计算 6 2.3.3 水平方向最大弯矩 7 2.4 截面选择 7 2.4.1 梁高初选 7 2.4.2 确定腹板厚度 7 2.4.3 确定翼缘尺寸 7 潍坊学院本科毕业设计(论文) 2 2.5 截面特性 8 2.5.1 毛截面特性 8 2.5.2 净截面特性 9 2.6 梁截面承
4、载力验算 9 2.6.1 强度验算 9 2.6.2 梁的整体稳定性验算 .10 2.6.3 腹板局部稳定验算 .11 2.6.4 翼缘局部稳定验算 .11 2.6.5 疲劳验算 .12 2.6.6 挠度计算 .12 2.7 连接计算 .12 2.7.1 焊缝强度计算 .12 2.7.2 支座加劲肋计算 .13 第 3 章 门式刚架设计.15 3.1 设计资料 .15 3.2 荷载计算 .15 3.3 内力计算 .17 3.3.1 永久荷载作用下的内力 .17 3.3.2 可变荷载作用下的内力 .20 3.3.3 风荷载作用下的内力 .20 3.3.4 吊车荷载作用下的内力 .21 3.4 内力
5、组合 .27 3.5 截面验算 .30 3.5.1 刚架梁 .30 3.5.2 刚架柱 .32 第 4 章 节点设计.36 4.1 梁柱节点 .36 4.1.1 螺栓布置及验算 .36 4.1.2 端板厚度设计 .36 4.1.3 梁柱节点域剪应力计算 .37 潍坊学院本科毕业设计(论文) 3 4.1.4 验算梁腹板的强度 .37 4.2 牛腿节点 368 4.2.1 牛腿处荷载计算 .38 4.2.2 牛腿根部截面强度验算 .38 第 5 章 檩条设计.40 5.1 檩条的毛截面几何特性 .40 5.2 荷载计算 .40 5.3 内力计算 .40 5.4 截面验算 .41 5.4.1 有效宽
6、度计算 .41 5.4.2 有效截面特性 .43 5.4.3 强度计算44 5.5 风吸力组合下稳定计算 .44 5.6 挠度计算 .44 5.7 拉条强度验算 .45 第 6 章 墙梁设计.46 6.1 截面初选 .46 6.1 荷载计算 .46 6.3 内力计算 .47 6.4 截面验算 .48 6.4.1 有效截面计算 .48 6.4.2 有效截面模量 .50 6.4.3 强度验算 .50 6.4.4 稳定性验算 .51 6.4.5 挠度验算 .52 6.4.6 拉条强度验算 .52 第 7 章 基础设计.54 7.1 基础梁设计 .54 7.1.1 基础梁设计资料 .54 7.1.2
7、基础梁截面设计 .54 潍坊学院本科毕业设计(论文) 4 7.2 基础设计 .55 7.2.1 确定基底尺寸 .55 7.2.2 确定基础高度和构造尺寸 .57 7.2.3 基础底板配筋 .58 结束语.60 参考文献.61 附录 1 .62 附录 2 .63 致谢.70 潍坊学院本科毕业设计(论文) I 潍坊市环保设备潍坊市环保设备 7 号生产车间号生产车间设计设计 摘要摘要:本次设计的题目潍坊市环保设备 7 号生产车间设计。结构形式采用轻钢结 构门式刚架。厂房跨度 21,柱距 6m。设计包括建筑设计和结构设计,围护结构采用m 彩钢夹芯板, 。 根据整个工程的工程概况、自然条件、地理环境以及
8、荷载来确定建筑设计方案并 优化。建筑设计包括单层厂房的平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设 计、屋面排水设计等内容。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。 核心内容是结构设计,设计原则:确保厂房的安全性、适用性、耐久性,同时经 济性。结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计分析、内力计算组合、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。 关键词关键词:门式钢架;建筑设计;结构设计;内力分析;设计原则 潍坊学院本科毕业设计(论文) II EVIROMENTAL PROTECTION EQUIPMENT 7t
9、h COMPONENT FACTORY DESIGN OF WEIFANG ABSTRACT: The project is named as a environmental protection equipment 7th component factory of WeiFeng. The type of the structure is a rigid frame of light-weight steel structures form. The span of the building is 21m while that of the column is 6m. This design
10、 including two architectural design and structural design and double-sided composite sandwich panels are used as retaining structure. Based on the general situation of the project and techniques, natural conditions, geographical environmental and load, is to determine and optimize the architectural
11、design plan. In this design, the architectural design of the single-storey factory building is composed of graphic design, facade design, profile design, lighting design, aeration design, drain design, and so on. The graphic design includes the choices of plane form, net column layout; Facade design
12、 is mainly about the layout design of the doors and windows while profile design is consist of the setting of the height of the column. The structural design is the core of the whole design, the principle of which is to ensure security, application, and durability, meanwhile making the design econom
13、ic and rational. The main contents of the design are the design of crane beam, load statistics and analysis, the calculation of internal forces, the combination of internal forces, selecting and checking of the beams cross-section, the design of the nodes, purlin design and wall-beam design. In addi
14、tion, my design also contains foundation design. KEY WORDS: type of the structure architectural design,structural design, analysis of internal forces,principle of the design. 潍坊学院本科毕业设计(论文) 1 第第 1 章章 建筑设计建筑设计 1.1 工程概况工程概况 一:工程概况 1、工程名称:某环保设备生产 7 号车间设计。 2、建设地点:拟建建筑物位于潍坊市。 3、建设规模:总建筑面积 2016 平方米。 4、本项目
15、拟定开工日期:2013 年 7 月 1 日,竣工日期:2013 年 10 月 31 日。 5、设计要求:单层轻型钢结构厂房,厂房内设起重量 5t 吊车 2 台,轨顶标高 7.6m 二:设计资料 1、气象条件 1)温度:最热月平均 30.1,最冷月平均-5.2,夏季极端最高 41.8,冬季极 端最 低-8.5。 2)相对湿度:最热月平均 73%。 3)气象条件:全年为偏南风,夏季为东南风,基本风压 0.40kN/m2。 ;基本雪压 W0=0.35kN/。 2 2、工程地质条件 1)地形概述:拟建场地地形平缓,地面标高在 85.0086.00m 之间。 2)自然地表 1m 内为填土,填土下层为 3
16、m 厚砂质黏土,再下层为砾石层。砂质 黏土允许承载力标准值为 250kN/。砾石层允许承载力标准值为 300400kN/。 22 3)地下水位:地表以下 3.0m,无侵蚀性。 4)地震设计烈度为 7 度,设计基本地震加速度值为 0.15g,场地类别为类。 3、建筑等级:本工程建筑类别为丙类,耐久等级为三级,使用年限为 50 年。 4、抗震设防烈度七度,耐火等级二级 5、屋面防水等级:三级 6、框架结构抗震等级:三级,地基基础设计等级:丙级 7、施工条件 1) 建设场地平坦,道路通畅,水、电就近可以接通,基本具备开工建设条件。 2) 拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。 1.2 单层
17、厂房平面设计单层厂房平面设计 1.2.11.2.1 平面形式的确定平面形式的确定 厂房的平面设计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,选择柱网应使厂房具有较大的通用性,并使设计的厂 房便于施工,正确选择采光和通风,合理地布置有害工段及办公室,制定安全疏散及 防火措施等。 本工业厂房采用矩形的平面形式,此平面形式相比于其他形式各工段较为紧凑, 运输路线短,工程管线短,形式规整,占地面积少。且厂房的宽度有限,采光通风都 能容易解决。 1.2.21.2.2 柱网布置的确定柱网布置的确定 柱网尺寸即决定了厂房的跨度、柱距,又确定了刚架,屋面板,吊车梁的尺
18、寸。 潍坊学院本科毕业设计(论文) 2 为支承屋顶和吊车在相应位置必须设柱子。目前,6 米柱距是我国基本柱距,应用较广 泛,经济效果也较好。因此厂房柱距为 6 米,跨度 21 米,长度 96 米。平面布置图如 图 1.1 示。 图 1.1 平面布置图 1.2.31.2.3 厂房门的确定厂房门的确定 结构耐火等级为级,防火规范中对此类建筑物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 4 个门,平面位置详见建筑平面图, 考虑到厂房为预制构件生产车间可能会有汽车起重机的出入,取门宽和高: ,厂房门采用卷帘门,靠近主要交通干道,以便运输设备进出和人员疏散。mm.24.9
19、3 1.2.41.2.4 散水的确定散水的确定 以便将雨水排至远处使厂房外墙不受侵蚀,在其四周将地面做成向外倾斜的坡度 即散水,坡度为 10%,宽度为 900,构造做法:素土夯实,150mm 厚 3:7 灰土,mm 50厚 150 号混凝土撒 1:1 水泥砂子压实赶光,散水面距地面 20。mmmm 散水做法见下图 1.2 示。 图 1.2 散水做法 1.3.单层厂房剖面设计单层厂房剖面设计 1.3.11.3.1 柱顶标高的确定柱顶标高的确定 厂房内有吊车作业,柱顶标高按式(1-1)确定: 潍坊学院本科毕业设计(论文) 3 式(1-1) 761 hhHH 式中:柱顶标高;H :吊车轨顶标高()
20、; 1 Hm :吊车轨顶至小车顶面的高度() ; 6 hm : 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, 7 hmm 很据具体情况可取 300,400,500。mmmmmm 根据设计要求,取 7.6,查吊车资料可得:=16891926,取 1700 1 Hm 6 hmm 6 h ,取 300。mm 7 hmm 柱顶标高为:H=7.6+1.7+0.3=9.6,取 9.6 米,符合 3M 要求.。 1.3.21.3.2 室内地坪标高的确定室内地坪标高的确定 通常来讲,单层厂房室内外地坪需设置高差,以防止雨水倒灌侵入室内。但为了 便于运输便利,这个高差又不宜太大,因此高差取值为
21、200。确定室内地坪标高为mm ,室外标高为。m000 . 0 m200. 0 1.3.31.3.3 采光、通风的确定采光、通风的确定 采用天然采光设计,即根据采光等级,查规范确定窗地比来确定窗子的面积,从 而设置窗户的几何尺寸及位置,以保证室内采光强度、均匀度等要求。 由于单侧采光不均匀,衰减幅度大,所以采用双侧开窗。采光等级为级,根据 采光等级查得窗地比为 1:4,又因厂房内有吊车工作,同时采用高低窗。为便于施工 及不使吊车梁遮光,高窗下沿距吊车梁顶面距离要适中,规范规定至少高出吊车梁顶 面 600,本设计取 600。低窗下沿一般略高于工作面 8001200,本设计取mmmmmm 800。
22、mm 窗的确定:厂房的总面积:,根据采光等级查得窗地比为 2 20162196m 1:4,窗户的总面积为:,南北立面双侧开窗,兼顾墙梁位置,高 2 50442016m 窗高度为 1.8,距吊车梁顶面 600;低窗高度为 2.4,距地面 800,山墙也mmmmmm 设置高低窗,以增加窗的面积,具体尺寸和位置同南北立面。窗面积计算: 正立面: 2 mm6.1881.83.6152.43.610 背立面: 2 mm8.231)3.6.813.6.42(15 左立面: 2 mm36.503.6.8133.6.423 右立面: 2 mm72.413.6.8133.6.422 所以面积为:183.6+22
23、6.8+45.36+36.72=512.5504符合要求。 2 mm 2 mm 采用自然通风设计。厂房中热源主要来焊接加工散热、自设备散热、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就 能满足,故低侧窗做成开闭式,高侧窗封闭式就可以通风要求。 1.3.41.3.4 屋面排水的确定屋面排水的确定 屋面排水形式是根据屋顶坡度而选择的,屋面承重结构的型式和屋面构造形式起 决定作用。排水形式:有组织排水和无组织排水,天沟,雨水斗,雨水管等构件构成 了有组织排水的主干。天沟的做法及形状与屋面有关,该屋面采用压型钢板,有较好 的密实性不渗漏,故天沟可直接设在屋面上。
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