土木工程专业毕业论文钢结构设计

土木工程专业毕业论文--钢结构设计

目录

第1章建筑部分 1

工程概况 1

单层厂房平面设计 2

单层厂房剖面设计 4

．厂房立面设计 6

．其他建筑构造 6

第2章吊车梁设计9

设计资料9

荷载9

内力计算10

吊车梁截面尺寸确定及几何特征计算11

梁截面承载力核算 13

梁连接计算16

第3章檩条的设计 19

檩条毛截面几何特性19

荷载计算19

有效截面计算20

强度计算23

稳定性计算24

挠度计算24

拉条强度验算25

第4章墙梁设计26

截面选择26

荷载计算26

内力计算 27

截面验算29

拉条强度验算32

第5章门式刚架设计33

设计资料33

荷载计算33

内力计算36

内力组合48

截面验算49

刚架柱51

第6章节点设计56

梁柱节点56

梁梁节点58

端板厚度设计59

牛腿节点60

牛腿根部与柱的连接焊缝计算60 牛腿根部截面强度验算62

柱脚节点63

确定底板厚度64

第7章基础设计69

基础梁设计69

基础梁截面设计 69

基础设计71

基础底板配筋75

结束语77

外文翻译78

参考文献87

致谢88

附录89

第1章建筑部分

工程概况

1建筑面积：2500m2，土建总投资：300万元。

2建筑等级：结构安全等级Ⅱ级，耐火等级为Ⅱ级，采光等级为Ⅲ级。

3结构形式与结构体系：单层带吊车的轻钢结构体系，跨度30m。

⑴气温：冬季采暖计算温度－7℃，夏季通风计算温度27℃。

⑵风向：夏季主导风向东南，冬季主导风向西北。

⑶降雨量：年降雨量，小时最大降雨量。

⑷雨季施工起止日期：7月1日－8月31日。

⑸冬季施工起止日期：12月10日－次年3月10日。

1地形平坦，自然地表标高。

2根据勘察报告，场区土层按自上而下顺序表述如下：

①含沙粘土，土层平均厚度，可塑，标准地基承载力特征值fak 150kPa，不宜作为天然地基持力层；

②粘土，土层平均厚度，可塑，标准地基承载力特征值fak 220kPa，,宜作为天然地基持力层；

③强风化角砾岩，土层平均厚度，遇水不易软化，地基承载力特征值fak 400kPa，良好的地基持力层和下卧层；

④中风化角砾岩，土层厚度大，遇水不软化，地基承载力特征值fak 1000kPa，良好的地基持力层和下卧层。

3拟建场地地下水为基岩裂隙水，勘查期间在勘探深度内各孔均未见地下水。

4地基基础方案分析：宜采用天然地基，全风化角砾岩、强风化角砾岩或中风化角砾岩为地基持力层，建议采用～－柱下独立基础。

5抗震设防烈度为6度，拟建场地土类型为中硬场地土，场地类别为II类。

6最大冻土深.

7基础及其以上覆土的平均重度20KN/m3。

荷载按建筑结构荷载规范GB50009-2001选用。

中级（软钩）工作制吊车Q＝5T两台。

轨道选用铁路重轨轨高170mm。

单层厂房平面设计

厂房的平面设计除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，选择经济合理和技术先进的柱网使厂房具有较大的通用性，并使厂房符合工业化施工的要求，正确解决采光和通风，合理地布置生活用房，妥善处理安全疏散及防火措施等。

该工业厂房的平面形式采用矩形。这种平面形式较其他形式平面各工段之间靠的较紧，运输路线短捷，工艺联系紧密，工程管线较短，形式规整，占地面积少。且该厂房的宽度不大，室内采光通风都较容易解决。

由于厂房生产线多为顺跨间布置，所以柱距的尺寸主要取决于结构形式与材料，以及构件标准化的要求。我国装配式钢结构厂房使用的基本柱距是6m。6m柱距厂房的单方造价最经济，所用的屋面板、吊车梁、墙板等构配件已经配套，并积累了比较成熟的设计与施工经验。同时考虑纵横向都能布置生产线，且工艺上需要进行技术改造，更新设备和重新布置生产线时，十分灵活，不受柱距的限制，使厂房具有更大的通用性，厂房柱距取6m，跨度30m，长度72m。

结构耐火等级为Ⅱ级，防火规范中对此种建筑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，厂房开设五个门，平面位置详见建筑平面图，门的宽度和高度为，厂房门采用双扇平开门。门与主要交通干道相近，能方便运输设备进出与人流疏散。

为保护外墙不受雨水的侵蚀，在外墙的四周将地面做成向外倾斜的坡度，以便将屋面雨水排至远处，所以设置了散水，散水的坡度为5%，宽度取为1000mm，散水的构造做法为：素土夯实，70mm厚1：3：6碎石（砖）三合土，10mm水泥砂浆抹面，，散水面距地面的距离为20mm。散水做法见下图。

图1-1 散水做法

生产辅助用房层数为两层，一层、二层层高均为3米，包括办公室、

会议室、男女洗手间、男女换衣间、男女洗浴室、，采用内隔墙隔开，内隔墙采用轻质隔墙，辅助用房分隔及门窗洞口位置详见平面图。

单层厂房剖面设计

由于厂房内有吊车作业，柱顶标高按下式来确定：

式中：柱顶标高（m），必须符合3M的模数；

吊车轨顶标高（m），一般由设计人员提出；

吊车轨顶至小车顶面的高度（m），根据吊车资料查出；

小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸（mm）。此间隙尺寸，按国家标准及根据吊车起重量可取300mm，400mm，1200mm。

根据设计要求，取，查吊车资料可得：取1870mm，取400mm。

室内地坪标高的确定

建筑物的室内外地坪高差，一般根据各种建筑物的使用性质、出人口要求、场地地形和地质情况等因素确定，其室内外最小高差应满足规范要求。在一般情况下，单层厂房室内地坪与室外地面需设置高差，以防止雨水倒灌侵入室内。但为了便于运输工具出入厂房和不加长门口坡道的长度，这个高差又不宜太大，在该厂房设计中高差取值为300mm。确定室内地坪标高为，室外标高为。

该厂房设计中采用天然采光，采光设计就是根据采光等级，查规范确定窗地比来确定窗子的面积，从而布置窗户的形式及标高，以保证室内采光强度、均匀度及避免眩光。

本厂房的采光等级为III级。本厂房拟采用双侧采光，因此窗地面积比为 /应大于1/4。纵墙立面采用带窗采光，生活区门窗采用800*800mm以及1500*1800mm两种尺寸的门窗。由于生活区的遮挡光线原因，山墙同样设置门窗