单层工业厂房毕业设计开题报告

毕业设计开题报告

题目：某机械厂钢结构厂房设计(A)

学生姓名：王少卫学号：08L******* 专业：土木工程专业

指导教师：***

2012年3 月20日

一、本项设计的性质及目标

混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，是土木工程结构设计中的首选形式，其应用范围非常广泛。虽然，随着新的结构计算理论的提出和新型建筑材料的出现，将来还会出现许多新的结构形式，但可以肯定的是，混凝土结构仍然是最常用的结构形式之一[1]。

近年来，随着控制粘土实心砖的使用，新型砌体材料不断涌现，如混凝土小型空心砌块，结多孔砖，蒸压灰砂砖，蒸压粉煤灰砖，轻骨料混凝土砌块等。按照砌体结构中的配筋率大小可将其分为无筋砌体、约束砌体和配筋砌体三类。含筋量在0.07%以下时，配筋量很少称为无筋砌体；约束砌体的配筋量为

0.07%-0.17%左右，此类砌体的特点是在砌体周边均设置配筋混凝土约束构件，此种做法是为增强墙体性能而采取的构造手段，不是因强度不足进行的配筋；配筋砌体的配筋率为0.2%，接近于现浇钢的混凝土剪力墙结构，是近年来新兴的砌体结构形式，适用于10 层以上的中高层建筑，其实质是一种砌筑成的剪力墙结构，施工方便、快捷[2]。

轻钢结构建筑在建筑规模的表现上，表现得相当出色，特别是一脊双玻或带女儿墙的大跨度轻钢结构建筑，具有恢弘的建筑气势。这种用建筑规模表现建筑风格的作品，出自国内企业之手的，目前还不多见。

由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优点，同时经济效益好，使其得到了广泛的应用。20世纪60年代在国外由于各种彩色钢板和H型钢和冷弯型钢的出现推动了门式刚架轻钢结构的快速发展[3]。

门式钢架轻型房屋结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初期。主要用于轻型的厂房、仓库、建材等交易市场、大型超市、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。目前，国内大约每年有上千万平方米的轻钢建筑竣工。在此背景下，国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我国设分公司、制造厂，获得了很大的销售量。而其中轻型门式刚架的设计建造就大力推动了轻钢结构的发展[4]。

随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产，我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。目前，普通钢结构建筑的受力性能分析和设计方法已比较成熟，轻型钢结构和普通钢- 混凝土组合结构也处于进一步开发和完善阶段。近年来，轻钢建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用

效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发展。

二、要解决的主要问题

单跨实腹门式刚架建筑设计。根据设计工艺要求，完成建筑尺寸设计，平面图、立面图、剖面图。

单跨实腹门式刚架结构设计。要对单跨实腹式刚架进行内力分析，构件截面设计计算和节点设计。

轻型屋盖设计。屋盖檩条设计，屋面板选择设计及其他辅助设计（保暖、防水措施）。

轻型外墙及墙梁设计及布置。

三、设计方案

1、钢架的建筑尺寸和布置。本设计拟采用单脊双坡单跨刚架，跨度24m，刚架间距6m，高度12m，长度96m。屋面坡度1/12。

2、檩条和墙梁的布置。檩条间距的确定综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定，一般等间距布置，但在屋脊处应沿屋脊两侧各布置一道，在天沟附近布置一道。侧墙墙梁的布置考虑门窗、挑檐、雨蓬等构件的设置和围护材料的要求确定。

3、支撑和刚性系杆的布置。在每个区段中，分别设置独立构成空间稳定结构的支撑体系。在刚架的转折处沿房屋全长设置刚性系杆。刚性系杆可由檩条兼做，此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当不满足时可在刚架斜梁间设置H型钢或其他截面形式的杆件。结合我国地震分布广阔的实际情况，屋盖支撑一律采用圆钢未免过分极端，根据现有的经验，建议8度地震区应用型钢截面，7度及7度以下视刚架跨度和荷载大小可考虑是否一律采用型钢[5]。

4 荷载及荷载组合。屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中较大值。当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑[6]。

5 钢架内力和侧移计算。内力计算时控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端、梁跨中等截面。变截面门式刚架的柱顶侧移采用弹性分析方法确定，计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。

6 刚架柱和梁的设计。刚架梁柱构件的强度验算，梁腹板加劲肋的配置，变截面柱在刚架平面内的计算长度确定，变截面柱在刚架平面内（外）的整体稳定

计算以及节点设计。

7 压型钢板设计。压型钢板的强度和挠度可取单槽口的有效截面按受弯构件计算[7]。

8 檩条设计。檩条应进行强度计算、整体稳定计算、变形计算。檩条多采用大断面的冷弯薄壁型钢，高度可达300mm，厚度达3.0mm。但当跨度大于12m时，采用卖腹式檩条变得很不经济或规格常受到限制，宜采用桁架式。檩条不仅增加厂房的纵向刚度．而且传递纵向水平力[8]。

9 墙梁、支撑设计。墙梁采用冷弯卷边槽钢或卷边Z形钢。为减少竖向荷载作用下墙梁的竖向挠度，拟在墙梁上设置拉条，并在最上层墙梁处设斜拉条将拉力传至刚架柱[9]。

10屋面防水设计。轻型厂房的屋面排水宜尽量不用天沟。屋面坡度宜取1／8—1／20，在雨水较多的地区宜取其中的较大值[10]。根据市场调查情况得知，对于暗扣式和咬合式的板型，只要现场安装得当，防水效果比较好[11]。

四、设计计划及进度安排

五、拟查阅的主要参考文献

[1]金伟良.混凝土结构耐久性研究的回顾与展望[J].浙江大学学报(工学版),2002,36(4)

[2]沈文洙,庄晓峰,王亚兰.砌体结构抗震设计的新理念[J].低温建筑技术,2003,(1)

[3] 夏志斌等.《钢结构-原理与设计》[M].北京：中国建筑工业出版社，2004年7月:469-471

[4] 贾德成.门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计与研究[J].辽宁师专学报.2006，8（1）:54-55

[5]探讨在厂房中门式刚架轻型钢结构的设计思路[B].期刊论文.2009，35（6）：78-79

[6] 贾德成.门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计与研究[J].辽宁师专学报.2006，8（1）:54-55

[7] CESCS102 :2002 ，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》[S].北京：中国计划出版社，2003

[8]门式刚架轻型钢结构工业厂房结构设计与研究.会议论文. 《工程力学》增刊1999年：197-198

[9] E. J. O’Brien , A. S. Dixon .Optimal Plastic Design of Pitched Roof Frames for Multiple Loading[J].Computers & Structures Vol 64,No.1-4 1997.P.737-740

[10全建丽,母俊景,晋强.轻型钢结构屋面防水问题的探讨[J].科技咨询导报,2007,(13)：43-45

[11]全建丽,母俊景,晋强.轻型钢结构屋面防水问题的探讨[J].科技咨询导报,2007,(13)：43-45