輕型門式鋼架畢業設計計算書-資料下載頁

【導讀】畢業設計題目是：包頭精工鋼結構公司廠房建筑結構設計。設計主要完成建筑設計。本設計根據各項設計規范、設計原始資料完成。輕型鋼結構單層裝備車間廠房，其。中有一臺10噸A5級工作制吊車，24米跨度雙坡輕型門式剛架，米柱距。剛架柱下設有混凝土獨立基礎。整個設計使用國內外先進的設計方法，正確的設計思路，嚴謹的設計態度。

　　

【正文】 筑立面設計需要滿足的要求 （ 1）符合基地環境和總體規劃的要求； （ 2）符合建筑功能的需要和建筑類型的特征； （ 3）合理運用某些視覺和構圖規律； （ 4）符合建筑所選用結構系統的特點及技術的可能性； （ 5）掌握相應的設計標準和經濟指標。 建筑立面設計的任務及步驟 建筑立面設計是對建筑的各個立面以及其外表面上所有的構件，例如門窗、雨篷、遮陽、暴露的梁、柱等的形式、比例關系和表面的裝飾效果等進行仔細的推敲。 在設計時，通常是根據初步確定的建筑內部空間組合的平、剖面關系，例如房間的大小和層高、構部件 的構成關系和斷面尺寸、適合開門窗的位置等等，先繪制出建筑物各個立面的基本輪廓，作為下一步調整的基礎。然后再進一步推敲各個立面的總體尺 度比例的同時，綜合考慮立面之間的相互協調，特別是相鄰立面之間的連續關系，并且對立面上的各個細部，特別是門窗的大小、比例、位置，以及各種突出物得形狀等進行必要的調整。最后還應該對特殊部位，例如出入口等做重點的處理，并且確定立面的色彩和裝飾用料。 采光面積 設計資料給出車間的采光面積比為 1/6～ 1/8。本次單層廠房的設計采用側面采光的方式，在廠房的側面設有 的窗戶 18 扇和通長設置的高為 帶型窗，采光面積共為 ㎡ ,符合設計任務書的要求。 排水設計 本次設計的廠房屋面采用有組織排水，通過雨水管排向地溝，采用內天溝，排水管采用 5mm 厚的橡膠管，間距為 ，符合構造要求。落水管采用直徑為 100mm 的硬塑料管，落水管沿墻落至距地面 200mm 排向室外。本廠房處于雨水偏少的西部地區包頭市，主車間為單脊雙破屋面，并且屋面坡度是 1/10，所以能夠滿足排水的要求。 各種構造的做法 (1) 吊車車檔見《吊車軌道及車檔》（ 00G5146) 25 頁 GCD1； (2) 上吊車鋼梯見《鋼梯》（ 02J401) 33 頁 T4C07； (3) 檁條、墻梁、隅撐節點詳圖見結構施工圖圖紙； (4) 雨篷節點詳圖、天溝節點詳圖、屋脊節點詳圖見建筑施工圖紙。 第三章 鋼結構的特點及應用 鋼結構的特點 鋼結構是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和其他材料的結構相比，鋼結構有如下一些特點： （ 1）材料的強度高，塑性和韌性好； 與其他 材料相比剛才的強度高很多，因此，特別適用于跨度大或荷載很大的構件和結構。塑性好，結構對動力荷載的適應性強。良好的吸能能力和延性還使鋼結構具有優越性的抗震性能。另一方面，由于鋼材的強度高，做成的構件截面小而壁薄，受壓時需要滿足穩定的要求，強度有時不能充分發揮。 （ 2）材質均勻，和力學計算的假定比較符合； 鋼材內部組織比較接近于勻質和各向同性體，而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。因此，鋼結構的實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。鋼材在冶煉和軋制過程中質量可以嚴格控制，材質波動的范圍小。 （ 3）鋼結構制 造簡便，施工周期短； 鋼結構所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機械操作。因此，大量的鋼結構一般在專業化的金屬結構廠做成構件，精確度較高。構件在工地拼裝，可以采用安裝簡便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工周期。 （ 4）鋼結構的質量輕； 鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結構卻比鋼筋混凝土結構輕，原因是鋼材的強度與密度之比要比混凝土大得多。比同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的質量最多不過鋼筋混凝土屋架的 1/4～ 1/3，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近 1/10，為吊裝提供了方便條件。對于需要遠距離運輸的結構，如建造在交通不便的山區和邊遠地區的工程，質量輕也是一個重要的有利條件。屋蓋結構的質量輕，對抵抗地震作用有利。 （ 5）鋼材的耐腐蝕性差； 鋼材耐腐蝕的性能比較差，必須對結構注意防護。尤其是暴露在大氣中的結構如橋梁，更應特別注意。這使維護費用比鋼筋混凝土結構高。不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，構件經過徹底除銹并提并涂上合格的油漆，銹蝕問題并不嚴重。 （ 6）鋼材耐熱但不耐火。 鋼材長期經受 100℃ 輻射熱時，強度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能；但溫度達 150℃ 以上時，就須用隔熱層加以保護。鋼材不耐火，重要的結構必須注意采用防火措施。 鋼結構的應用范圍 （ 1）大跨度結構； 結構跨度越大，自重在全部荷載中所占比重也就越大，減輕自重可以獲得明顯的經濟效果。因此，鋼結構強度高而質量輕的優點對于大跨橋梁和大跨建筑結構特別突出。 （ 2）重型廠房結構； 鋼鐵聯合企業和重型機械制造業有許多車間屬于重型廠房。所謂“重”，就是車間里吊車的起重質量大（常在 100t 以上，有的達到 440t），其中有些作業也十分繁重（ 24h運轉）。這些車間的主要承重骨架往往全部部分采用鋼結構 。 （ 3）受動力荷載影響的結構； 由于鋼材具有良好的韌性，設有較大鍛錘或其他產生動力作用設備的廠房，即使屋架跨度不很大，也往往用鋼制成。對于抗震能力要求高的結構，用鋼來做也是比較適宜的。 （ 4）可拆卸的結構； 鋼結構不僅質量輕，還可以用螺栓或其他便于拆裝的手段來連接。需要搬遷的結構，如建筑工地生產和生活用房的骨架，臨時性展覽館等，鋼結構最為適宜。 （ 5）高聳結構和高層建筑； （ 6）容器和其他構筑物； 用鋼板焊成的容器具有密封和耐高壓的特點，廣泛用于冶金、石油、化工企業中，包括油罐、煤氣罐、高爐、熱風爐等。 （ 7）輕型鋼結構。 鋼結構質量輕不僅對大跨結構有利，對使用荷載特別輕的小跨度結構也有優越性。因為使用荷載特別輕時，小跨結構的自重也就成了一個重要因素。冷彎薄壁型鋼屋架在一定條件下的用鋼量可以不超過鋼筋混凝土屋架的用鋼量。輕型門式剛架因其輕便和安裝迅速，近 20 年來如雨后春筍大量出現。 單層門式剛架結構的特點 單層門式剛架結構和鋼筋混凝土結構相比有以下特點： （ 1）質量輕； 圍護結構由于采用壓型金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等材料組成，屋面、墻面的質量都很輕，因而支承他們的門式剛架也很輕。 由于單層門式鋼 架結構的質量輕，地基的處理費用相對較低，基礎也可以做得比較小。 （ 2）工業化程度高，施工周期短； 門式剛架結構的主要構件和配件均為工廠制作，質量易于保證，工地安裝方便。除基礎施工外，基本沒有濕作業，現場施工人員的需要量也很少。構件之間的連接多采用高強度螺栓連接，是安裝迅速的一個重要方面，但必須注意設計為剛性連接的節點，應具有足夠的轉動剛度。 （ 3）綜合經濟效益高； 門式剛架結構由于材料價格的原因其造價雖然比鋼筋混凝土結構等其他結構形式略高，但由于采用了計算機輔助設計，設計周期短；構件采用先進自動化設備制造； 原材料的種類較少，易于籌措，便于運輸；所以門式剛架結構的工期周期短，資金回報快，投資效益高。 （ 4）柱網布置比較靈活。 傳統的結構形式由于受到屋面板、墻板尺寸的限制，柱距多為 6m，當采用 12m 柱距時，需設置托架及墻架柱。而門式剛架結構的圍護體系采用金屬壓型板，所以柱網布置不受模數限制，柱距大小主要根據使用要求和用鋼量最省的原則來確定。 此外，門式剛架體系的整體性可以依靠檁條、墻梁及隅撐來保證，從而減少了屋蓋支撐的數量，同時支撐多用張緊的圓鋼做成，很輕便。 結構選型和整體布置 基于門式剛架廠房有如上諸 多的優點，并且，近二十年來特別是中國工程建設標準化協會編制的《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》于 1998 年頒布施行后門式剛架結構得到了迅速的發展，所以本次單層廠房采用輕型門式剛架結構。 綜合設計資料的要求和結構及經濟各方面的考慮，本單層廠房采用單脊雙破的結構形式，外加單脊單坡的附屬結構，該門式剛架的跨度為 24m，柱距為 ，總長度為 60m。 第四章 構件選型 屋面板選型 輕型屋面的特點 廠房屋頂應滿足防水、保溫隔熱等基本圍護要求。同時，根據廠房需要設置天窗解決廠房采光問題。 鋼結構廠房屋面采用壓型鋼板有檁體系，即在剛架斜梁上設置 C 型或 Z 型冷軋薄壁 鋼檁條，再鋪設壓型鋼板屋面。彩色壓型鋼板屋面施工速度快，重量輕，表面帶有色彩涂層，防銹、耐腐、美觀，并可根據需要設置保溫、隔熱、防結露涂層等，適應性較強。 壓型鋼板的構造規定 （ 1）壓型鋼板腹板與翼緣水平面之間的夾角不宜小于 45 度； （ 2）壓型鋼板宜采用長尺寸板材，以減少板長度方向的搭接； （ 3）壓型鋼板長度方向的搭接端必須與支承構件 （如檁條、墻梁等）有可靠的連接，搭接部位應設置防水密封膠帶，搭接長度不宜小于下列限值： 波高大于或等于 70mm 的高波屋面壓型鋼板： 350mm 波高小于 70mm 的中波屋面壓型鋼板： 屋面坡度小于 1/10 時 250mm 屋面坡度大于 1/10 時 200mm 墻面低波壓型鋼板 120mm （ 4）屋面壓型鋼板 側向可采用搭接式、扣合式或咬合式等不同連接方式。 壓型鋼板選擇 壓型鋼板的原板按表面處理方法分為鍍鋅鋼板、彩色鍍鋅鋼板和彩色鍍鋁鋅鋼板三種。其中彩色鍍鋅鋼板是目前工程實踐中采用最多的一種原板。 壓型鋼板原板材料的選擇可根據建筑功能、使用條件、使用年限和結構形式等因素考慮。原板的鋼板基厚度通常為 ～ ，原板的長度不限，應優先選用卷板。原 板寬度應符合壓型鋼板的展開寬度。 壓型鋼板的截面形式較多，國內生產的軋機已能生產幾十種板型，但真正在工程中應用較多的板型也就十幾種。壓型鋼板根據波高的不同， 一般分為低波板（波高小于30mm）、中波板（波高為 30～ 70mm）和高波板（波高大于 70mm）。波高越高，截面的抗彎剛度就越大，承受的荷載也就越大。屋面板一般選用中波板和高波板，中波板在實際采用的最多。 根據屋面的荷載情況和構造上的要求可以由圖集選出壓型鋼板的類型。 柱的選擇 根據設計要求采用焊接工字形實腹式柱。選擇柱截面時，考慮以下幾個原則： （ 1）面積的分布應盡量開展，以增加截面的慣性矩和回轉半徑，提高柱的整體穩定性和剛度； （ 2）使兩個主軸方向等穩定性，以達到經濟的效果； （ 3）便于和其他構件進 行連接； （ 4）盡可能構造簡單，制造省工，取材方便。 檁條選型 檁條的截面形式可分為實腹式和格構式兩種。當檁條的跨度（柱距）不超過 9m 時，應優先選用實腹式檁條。所以，本單層廠房的檁條選用實腹式檁條，檁條跨度為 。常用的檁條形式為冷彎薄壁型鋼截面，包括卷邊槽鋼（亦稱 C 形鋼）、直卷邊 Z 形鋼、斜卷邊 Z 形鋼。本次設計的單層廠房由于坡度小于 1/3，所以選用 C 形鋼檁條。初選截面為 C250 75 22 ,經驗算符合承載力要求。 拉條的設置 當檁條跨度大于 4m 時，應在檁條間跨中位置設置拉條。當檁 條跨度大于 6m 時，應在檁條跨度三分點處各設置一道拉條。拉條的作用是防止檁條側向變形和扭轉，并且提供 x 軸方向的中間支點。此中間支點的力需要傳到剛度較大的構件。 所以，本廠房的拉條設置在檁條的三分點處分別設置一道拉條；拉條采用圓鋼截面。 墻梁選型 墻梁一般采用冷彎卷邊槽鋼，有時也可采用卷邊 Z 形鋼。墻梁在其自重、墻體材料和水平風荷載作用下，也是雙向受彎構件。本廠房選用冷彎卷邊槽鋼，截面為 C25075 22 。 吊車梁選型及鋼軌型號 吊車梁選型 根據吊車的參數：起重量 10t、工作 級別 A跨度 、最大輪壓為 130kN，吊車梁截面定為 618 10 390 18 300 14（上翼緣為寬翼緣、下翼緣為窄翼緣）。 吊車軌道 由于本單層廠房沒有設置制動結構，所以在吊車梁直接設置鋼軌道即可，鋼軌道高度為 ，軌鋼型號為 43kg/m。 支撐體系布置 在廠房的兩端部和正中間均設置上柱柱間支撐，并在正中間設置下柱柱間支撐。上柱柱間支撐設為人字形形式，下柱支撐設為交叉形式。上柱柱間支撐選用雙角鋼組合的十字形截面 L50 5，下柱柱間支撐采用單角鋼 L80 8 制作。在屋面 等間距設置三道屋面支撐，屋面支撐的壓桿采用由雙角鋼組合的 T 型截面，拉桿采用單角鋼制作。 制動平臺結構 經計算采用寬度為 厚度為 4mm 的壓花鋼板，制動邊梁選用 [25a 的槽鋼。 基礎設計 基礎的材料、形式、尺寸和構造 （ 1）基礎形狀：獨立基礎的底面一般為矩形，長度比宜小于 2。基礎的截面形狀一般可采用對稱的階梯形或錐型，當荷載引起的偏心距較大時，也可做成不對稱形式，但 基礎中心對柱截面中心的偏移應為 50mm 的倍數，且同一柱列宜取相同的偏移值。 （ 2）底板配筋：基礎底板 受力鋼筋的最小直徑不宜小于 10mm，間距不宜大于200mm，也不宜小于 100mm。當基礎底面邊長大于或等于 時，底板受力鋼筋的長