门式钢架钢单层厂房毕业设计15422.docx
河北工程大学土木工程学院毕业设计说明书 2013年目 录摘要 Abstrractt0.绪论-111.建筑设设计-111.1设计计条件-11.2建筑筑平面设设计-21.3剖面面设计-31.4立面面设计-41.5墙体体做法-51.6吊车车及吊车车梁-551.7地面面做法-52.结构方方案与结结构分析析-662.1结构构方案与与结构体体系-62.2荷载载计算-72.3钢架架计算-1103.结构构构件设计计-403.1刚架架柱设计计-403.2抗风风柱设计计-423.3吊车车梁设计计-433.4牛腿腿设计-4453.5檩条条设计-4463.6墙架架设计-4473.7基础础设计-4473.8隅撑撑设计-4484.技术经经济分析析-484.1工程程概况-4484.2工程程特征-4484.3价格格标准-4494.4造价价分析-449参考文献-550鸣谢-551摘 要本设计工程程为邯郸郸地区一一66米米双跨钢钢结构，每每跨各设设置一110t梁梁式吊车车。主要要依据钢钢结构设设计规范范)GGB5000177-20003和和门式式刚架轻轻型房屋屋钢结构构技术规规程GGECSS 1002:220022等国家家规范，综综合考虑虑设计工工程的规规模、跨跨度、高高度及用用途，依依据“适用、经经济、在在可能条条件下注注意美观观”的原则则，对各各组成部部分的选选型、选选材、连连接和经经济性作作了比较较，最终终选用单单层门式式钢架的的结构形形式。梁梁、柱节节点为刚刚性连接接的门式式钢架具具有结构构简洁、刚刚度良好好、受力力合理、使使用空间间大及施施工方便便等特点点，便于于工业化化，商品品化的制制品生产产，与轻轻型维护护材料相相配套的的轻型钢钢结构框框架体系系己广泛泛应用于于建筑结结构中，本本设计就就是对轻轻型钢结结构的实实际工程程进行建建筑、结结构设计计与计算算。主要要对承重重结构进进行了内内力分析析和内力力组合，在在此基础础上确定定梁柱截截面，对对梁柱作作了弯剪剪压计算算，验算算其平而而内外的的稳定性性;梁柱柱均采用用Q2335钢，110. 9级摩摩擦型高高强螺栓栓连接，局局部焊接接采用EE43型型焊条，柱柱脚刚性性连接，梁梁与柱节节点也刚刚性连接接;屋面面和墙面面维护采采用双层层彩色聚聚苯乙烯烯夹芯板板;另外外特别注注重了支支撑设置置、拉条条设置，避避免了一一些常见见的拉条条设计错错误。关键词:轻轻型钢结结构 门门式钢架架 内力力分析 双层彩彩色聚苯苯乙烯夹夹芯板节节点AbstrracttThis proojecct iin hhanddan areea iis aa 666m ddoubble-spaan ssteeel sstruuctuure, eaach crooss setts upp a 10tt beeam craane. Thhe pprojjectt deesiggnedd sttricctlyy coomplliess wiith thee reelavvantt sttipuulattionns oof tthe "COODE FORR DEESIGGN OOF SSTEEEL SSTRUUCTUURESS (GGF5000177-20003)" aand "TEECHNNICAAL SSPECCIFIICATTIONN FOOR SSTEEEL SSTRUUCTUURE OFF LLIGHHT WWEIGGHT BUUILDDINGGS WITTH GABBLEDD FFRAMMES (CCECSS 1002:220022)", annd ssomee ottherrs. Synntheesizze tthe scaale of thee coonsiiderratiion dessignn ennginneerringg annd aacrooss a pprinncipple forr sppan andd usse, acccorddingg ass" aappllyinng, ecoonommy, undder thee poossiiblee teerm atttenttionn beeauttifuullyy", Connnecctinng mmethhod, sttruccturre ttypee annd mmateeriaal oof eeachh paart whiich connsisst oof aa liightt-weeighht ssteeel vvillla aare anaalyssed, thhen chooosee thhe cconsstruuctiion forrm tthatt usse ssinggle layyer a ttypee stteell. TThe beaam, pilllarr noode is a llighht ssteeel cconsstruuctiion fraame sysstemm thhat riggid andd coopullar a ttypee stteell a warre ffor havvingg coonsttrucctioon SSimpple, juust deggreee gooodlly, suffferringg diint reaasonnabllelyy, uusinng sspacce bbiglly aand staartiing connstrructtionn coonveenieencee ettc. chaaraccterristticss, aand eassy tto iinduustrriallisaatioon, commmerrciaalizzingg prroduuce, thhinkkingg wiith ligght maiinteenannce matteriial thee kiit tthe alrreaddy eexteensiive appplyiing inn thhe bbuilldinng cconsstruuctiion inssidee, tthiss deesiggn iis tto pprocceedds tthe buiildiing, coonsttrucctioon ddesiign to thee sttruccturral andd acctuaal eengiineeerinng iin llighht ssteeel aand callcullatiion. Thhe ttracctatte iinclludees tthe intternnal forrce anaalyzzes andd coombiiness, bbaseed oon tthesse aanallysees; we cann chhoosse tthe secctioon oof bbeamm annd ccaluumniiatiion. Neext, chheckkingg coompuutattianns oof sstabbiliity callcullatiian of thee pllanee sttruccturre. Thee stteell beeam andd coolummn eemplloyss Q2235 carrbonn sttruccturral steeel. Coonneectiion bollts aree hiigh strrenggth bollt oof ffricctioon ttypee wiith behhaviioraal ggradde 110.99. CCommmon bollts aree rooughh tyype madde bby QQ2355-B.F ssteeel. Rodd foor mmanuual welldinng uusuaallyy addoptts EE43.Riigidd coonneectiionss appplyy too thhe ccoluumn legg annd tthe connnecctioon oof ccoluumn andd beeam adooptss hiingeed cconnnecttionn. Thee meetoppe aand rooofagge aadoppts thee Baaublle-ddeckked colloreed ppolyystyyrenne cclammps thee ciircuuit boaard. ottherrwisse, it is anaalyssed thaat tthe forrcedd sttatee off thhe bbraccingg syysteem ffor a ssteeel ffacttor buiildiing undder winnd llandd, aand thee deesiggn oof aa brraciing truuss forr a buiildiing witth llargger widdth. Avvoidd soome errrorss inn thhe ddesiign of braace, teensiion rodd, aand tennsioon rrod jpiintss.Keywoordss:Liighttweiightt stteell sttruccturres; gaableed fframme; thee innterrnall foorcee annalyyzess; TThe douublee-deeckeed ccolooredd poolysstyrrenee cllampps tthe cirrcuiit bboarrd;jjoinnt邯钢钢材包包装物主主厂房设设计学生： 指导导教师：河北工程大大学土木木工程学学院土木木工程专专业建筑筑结构与与施工管管理方向向0绪论钢结构体系系国其本本身所具具有的自自重轻、强强度高、施施工快等等优点，与与钢筋混混凝土结结构相比比，更具具有在“高、大大、轻”三个方方面发展展的独特特优势。随随着国家家经济建建设的发发展，长长期以来来混凝土土和砌体体结构一一统人下下的局面面正在发发生变化化。钢结结构产品品在大跨跨度空间间结构、轻轻钢门式式结构、多多层及小小高层住住宅领域域的建筑筑口益增增多，应应用领域域不断扩扩人。从从西气东东送、西西电东输输、南水水北调、青青藏铁路路、20008年年奥运会会场馆设设施、钢钢结构住住宅、西西部大开开发等建建设实践践来看，一一个发展展建筑钢钢结构行行业和市市场的势势头正在在我国出出现。十年来的改改革开放放和经济济发展，已已经为钢钢结构体体系的应应用创造造了极为为有利的的发展环环境。 从从发展钢钢结构的的主要物物质基础础看:钢材的的发展是是钢结构构发展的的关键因因素。为为适应建建筑市场场的需要要，成品品钢材将将朝着品品种齐全全材料标标准化力力一向发发展。国国产建筑筑钢结构构用钢在在数量、品品种和质质量上发发展都很很快，热热轧H型钢、彩彩色钢板板、冷弯弯型钢的的生产能能力大大大提高，为为钢结构构发展创创造了重重要的条条件。其其他钢结结构中型型钢、及及涂镀层层钢板都都有明显显增长，产产品质量量有较大大提高。耐耐火、耐耐候钢、超超薄热轧轧H型钢等等一批新新型钢已已开始在在工程中中应用，为为钢结构构发展创创造了条条件。 从从设计、生生产、施施工专业业化水平平看:钢结构构行业经经过几年年的发展展，专业业钢结构构设计人人员的素素质在实实践中得得到不断断提高。一一批有特特色有实实力的专专业研究究所、设设计院不不断研究究和升发发出钢结结构设计计软件和和新技术术。日前前，国内内许多钢钢结构设设计软件件相继问问世，可可分别适适应轻钢钢结构、网网架结构构、高层层钢结构构、薄壁壁拱形结结构的设设计需要要。随着着计算机机技术在在工程设设计中的的普遍应应用，钢钢结构设设计软件件功能的的日臻完完善，为为协助设设计人员员完成结结构分析析设计、施施工图绘绘制提供供了极大大的便利利。 展展望未来来，随着着经济建建设的蓬蓬勃发展展和交流流的进一一步扩大大，要建建造更多多的高层层建筑、桥桥梁和大大型公共共场所等等大空间间和超大大空间建建筑物的的需求十十分旺盛盛。这将将为钢结结构的发发展提供供更多的的机会，钢钢结构产产业兴旺旺发展的的新局面面就在眼眼前。1建筑设计计11设计计条件1111自然条条件建筑场地地地段情况况该厂房位于于邯钢路路以南，西西临主干干道中华华大街，交交通方便便。场区区西侧距距主干道道（300米宽）中中心线330米，场场区南北北长700米，东东西长440米，内内部道路路及绿化化由设计计确定。建建筑面积积约20000平平方米。主导风向：冬季西西北风，夏夏季东南南风。土壤冻结深深度：0.44米。场地地基情情况：见表11。抗震设防烈烈度：7度。表1 土土层分布布及土的的物理力力学性质质指标土层编号埋深范围土层描述与与鉴别土的主要物物理力学学指标0.000.8杂填土，褐褐黄色，以以粉土为为主，含含大量碎碎砖、灰灰渣、树树根等，潮潮湿，可可塑=17kkN/mm30.844.2粉质粘土，黄黄褐色，很很湿，可可塑状态态，含云云母等=18.7kNN/m33，e=0.9900EEs=66.0MMPa，fak=115kPa 4.2粉土，灰褐褐色，饱饱和，可可塑至软软塑（本本层未被被打穿）=18.5kNN/m33，e=1.0050 fakk=955kPaa1122建筑物物层数与与层高层数：1层层。柱顶标高：9.55m。跨度：2跨跨，跨度度分别为为12mm，18 m。柱距：标准准6.00m。结构系统：采用门门式刚架架结构屋面坡度：1：112 1：1881133设备条条件：市市场内的的采暖、电电力、上上下水道道均由市市内管网网直接提提供。12建筑筑平面设设计1.2.11车间平平面形式式及柱网网布置柱网应根据据工艺、建建筑面积、结结构和经经济要求求布置。按按施工要要求，厂厂房的横横向柱距距、纵向向柱距应应满足生生产工艺艺、使用用和发展展要求。柱柱的位置置和厂房房的地上上设各、起起重及运运输通道道、地下下设备和和设各基基础、地地下管道道相协调调。按结结构要求求，柱网网布置应应尽量简简单，避避免在同同一区段段内设置置纵横跨跨。按经经济要求求，纵向向柱距常常对钢材材用量和和造价有有较大影影响。增增大柱距距，柱和和基础的的材料用用量减少少。综合合考虑以以上原则则并结合合本工程程实际情情况，本本设计采采用跨度度分别为12mm、18mm的双跨跨两坡门式式轻型钢钢结构厂厂房。柱柱距为66m，厂房房纵向长长度是66m* 11=66m。中柱柱处定位位轴线经经过柱的的形心，边边柱处定定位轴线线在柱的的外边缘缘处。如如建筑平面面布置图图所示。 建筑平面面布置图图1.2.22变形缝缝设计门式刚架架轻型房房屋钢结结构技术术规程规规定门式式刚架轻轻型房屋屋钢结构构的温度度区段长长度(伸伸缩缝间间距)，应应符合下下列规定定:纵向向温度区区段不大大于300m ;横横向温度度区段不不大一于于150m。本厂厂房纵向向长度为为66m,横向向跨度为为30m,固可可不用设设置变形形缝。1-3剖面面设计1.3.11柱顶标标高的确确定厂房柱标高高设为99. 66m，轨顶顶标高66. 6m。满足足厂房房建筑模模数协调调标准规规定的柱柱顶标高高H应为为300mm的倍倍数。厂房的剖面面简图如如下图所示示。 剖剖面图1.3.22采光设设计厂房采光的的效果直直接关系系到生产产效率、产产品质量量以及工工人的劳劳动卫生生条件，它它是衡量量厂房建建筑质量量标准的的一个重重要因素素。为了了满足室室内采光光要求，采采用侧面面和顶部部相结合合的混合合采光。在在屋面铺设透透明玻璃璃纤维聚聚酷采光光板带，并并在外墙墙设置双双排式带带窗，窗窗总高为为3. 0m。1. 3. 3通风设设计该厂房采用用自然通通风，单单层厂房房的自然然通风利利用空气气的热压压和风压压作用进进行的。在在两山墙墙处各设设置一个大门门，在两两边纵墙墙处也各各设置两两个大门门。则总总共6个门，来来满足通通风要求求。1.3.44厂房屋屋面构造及及屋面排水本厂房为双双跨两坡有檩条屋面，屋面面坡度分分别为1：112和11:188, 屋盖盖和围护护结构采采用双层层保温彩彩板内填填聚氨酯酯泡沫保保温材，外外形样式式为波纹纹式。在在屋脊两两侧铺设设玻璃纤纤维聚酯酯采光板板带。屋屋面为不上上人屋面面，固将将女儿墙墙设置成成900mm高。该该厂房屋屋面采用外排水方方式，按按照规范范中规定定的每个个雨水管管的汇水水面积不不超过2200mm的原则则，每隔隔12mm设置一一个雨水水管(汇汇水面积为122m* 18mm=2116,略大于于2000和112m*12mm=1444 )，共共12个雨雨水管。采采用热镀镀锌钢管管雨水管管，并将将雨水管管分布在在柱的外外侧。雨雨水管的的布置如如屋顶平平面图所示示。 屋面面排水示示意图 1-4立面面设计本厂房采用用左右两两跨非对称式式结构，厂厂房前后后也非对称。采采用内排排水方式式，这样样厂房造造型统一一、简介介、轮廓廓分明、整整洁大方方，给人人以鲜明明而强烈烈的印象象。 正立面面图 侧立立面图厂房主体颜颜色为白白色，并并辅以少少量灰色，给给人以清清新明快快的感觉觉。厂房房的正立立面图和侧侧立面图如上图所示示。1.5墙体体做法标高±0.0000-1.2000范围内内采用2240mm厚混混凝土实实心砌块块，M110水泥砂砂浆砌筑筑，用白白色耐水水性涂料料装饰砌砌体外墙墙部分； 墙体部分分(用于于车间标标高1.2000m以上上部分):墙体体部分为为工字型型钢柱上上锚固墙墙梁，在在墙梁上上挂彩板板; 彩板部分(用于车车间标高高1.2200mm以上部部位):外墙为为60厚双双层压型型钢板内内填聚氨氨酯泡沫夹夹芯板，颜颜色为白白色，导热系数数o. 4wmk。1.6吊车车及吊车车梁本厂房内设设10t梁梁式吊车车(地面面操控)两部，型型号为LLED型型电动单单梁起重重机，工工作制度度为A55，吊车梁标高高6m。1-7建筑筑构造设设计1.7.11地面做做法因厂房内地地面无特特殊要求求，固采采用水泥泥砂浆地地面，其具具体做法法为:素素土夯实实60mmm厚石石灰炉渣渣垫层;20mmm厚11:3水水泥砂浆浆找平层层;l00mm厚厚1:22水泥砂砂浆(随随捣随抹抹平)。1.7.22散水做做法在厂房外墙墙周围设设置散水水，散水水宽度为为l0000mmm,散水水坡度为为3，具具体做法法为:素素土夯实实;700mm厚厚C100混凝土土;155mm厚水水泥砂浆浆。混凝凝土散水水沿长度度方向每每6米设一一道伸缩缝，缝缝宽20mmm,缝内内嵌防水水油膏，散散水与外外墙交接接处设置置通长分分格缝，分分格缝宽宽为155mm，用用沥青麻麻丝嵌缝缝，以防防止外墙墙下沉时将将散水拉拉裂。1. 7. 3坡坡道做法法室内比室外外标高差差为1550mmm，用坡坡道连接接室内外外，坡道道面为水泥泥锯齿状状，距门门边距离离为2000mm，坡坡道宽为为1. 5m，长长为4.6m，坡度度为200%，锯锯齿坡道道以方便便汽车进进出厂房房。1.7. 4防潮潮层室内地坪标标高与地地圈梁顶顶面标高高一致，可可将地圈圈梁兼做做防潮层层，起防防潮作用用。1. 7. 5门门窗做法法令大门采用用金属钢钢门，门门宽为44. 22m，高高为3. 85m，为双双扇外开开门，布布置位置置如厂房房的平面面图所示示。在门门口顶上上5000mm处处设置3300mmm厚的轻轻型钢质质雨篷，雨雨篷挑出出1. 5m，长长为4. 6m。令所有有窗采用用90系系列铝合合金窗。有有两种形形式的窗窗，分别别是自动动控制的的中悬窗窗和平推推窗。中中悬窗规规格有两两种，112000mm * 12000mm和6000mm *12000mmm，均符符合3MM模数倍倍数的。平平推窗规规格有一一种，12200mmm * 12000mm。令外墙墙门窗玻玻璃均采采用绿色色中空镀镀膜玻璃璃。1.7.66防锈防防火措施施 因为钢材材的最大大弱点就就是易锈锈蚀、不不耐火，固固应对钢钢材做防防锈防火火的措施施。采用用在钢构构件、配配件表面面涂防锈锈防火油油漆来达达到对钢钢材的防防锈防火火作用。其其具体要要求为:钢制构件、配配件全部部红丹打打底，不不露面部分红红丹不刷刷油漆，露露面部分构构件表面面采用喷喷丸法或或喷砂法法除锈，除除锈等级级为Saa2. 55，然后后在制造造厂涂环环氧类底底漆二度度，安装装后(包包括焊接接)在拼拼接点处处补涂环环氧富锌锌二度。 油漆颜色色:钢质质构件、配配件均采采用绿色色油漆。1.7.77建筑结结构预留留孔洞、预预理件等等，施上上时应与与水、电电、通风风等有关关工种图图纸密切切配合施施工。1.7.88.本说说明的部部分，按按钢结构构设计中中的有关关国家规规范执行行。2.结构方方案与结结构分析析2. 1结结构方案案与结构构体系2.1.11设计依依据业主提供的的设计任任务书，城城市规划划通知书书，以及及现行的的国家规规范规程程等。如如下:建筑结构构荷载规规范GGB5000099-20001钢结构设设计规范范GBB500017-20003 建建筑抗震震设计规规范GGB5000111-20010 混混凝上结结构设计计规范GGB5000100-20010 钢钢结构设设计手册册第33版，上上册。 轻轻型钢结结构设计计指南第第2版(实例与与图集) 建建筑结构构荷载设设计手册册第22版 钢钢结构连连接节点点设计手手册第第2版。2.1.22结构形形式及布布置 建建筑物的的结构形形式应满满足传力力可靠，受受力合理理的要求求。又该该车间有有10tt吊车两两台，故故选择采采用刚架架结构。刚刚架结构构传力明明确，构构造简单单，施工工亦较方方便。本本车间主主要为冷冷加工车车间，采采光要为为二级，车车间采用用双跨布布置，无无天窗，每每个车间间设置两两台吊车车，屋盖盖系统采采用轻钢钢结构屋屋架体系系，围护护结构采采用保温温彩板。柱柱网尺寸寸应最大大限度的的满足建建筑使用用功能要要求，然然后根据据造价最最省的原原则，充充分考虑虑加工，安安装等因因素综合合确定。由由于钢结结构承载载能力高高而质轻轻，与钢钢筋混凝凝上结构构相比，钢钢结构应应采用较较大的柱柱网尺寸寸，在节节约造价价的同时时提高房房屋的利利用率。综综合以上上条件，柱柱网尺寸寸纵向和和横向均均取6mm.(结结构平面面布置图图见图) 结构布置图图 2.1.33材料选选择 主厂房钢柱柱采用QQ2355-B钢钢材，柱柱腹杆，柱柱间支撑撑，屋架架上下弦弦，屋架架腹杆均均采用002355-B钢钢材，材材料性能能应满足足低合合金高强强度结构构钢(GB/T15591)的要求求，焊接接材料应应与之相相适应，手手工焊采采用E550系列列焊条，满满足低低合金钢钢焊条(GB/T51118)的要求求，自动动焊和半半自动焊焊的焊丝丝应满足足熔化化焊用钢钢丝(GB/T12295)的要求求。基础础采用柱柱下钢筋筋混凝上上独立基基础，钢钢筋采用用热轧HHRB3335级级钢筋，混混凝上采采用C330，基基础下1100厚厚混凝上上垫层采采用C115。 11.2米米以下墙墙体采用用机制黄黄河淤泥泥烧结砖砖MU110，砂砂浆采用用M5(±0. 0000以下，水水泥砂浆浆;±0. 0000以上，混混合砂浆浆)。屋盖系统采采用轻钢钢结构屋屋架体系系，维护护结构采采用保温温彩板。2. 2荷荷载计算算 2.2.1恒载载标准值值: 屋屋面:1100mmm厚聚聚苯乙烯烯泡沫塑塑料夹芯芯板 0.14kkN/ 檩条及及支撑 0.005kNN/ 刚架斜斜梁自重重 00.111kN/ 0.30kkN/则恒载标准准值为: 00.300 x 6=11.8KKN/m则恒载设计计值为：1.22*1.8=22.166 KNN/m2.2.22可变荷荷载标准准值: 由由于刚架的的受荷水水平投影影面积为336 * 6 = 2216 ²>600²，故按按建筑筑结构荷荷载规范范取屋屋面活荷荷载(按按不上人人屋面考虑)标准值值为0.40 KNN/;雪荷荷载为SSk=rSoo=1.0*00.255= 00.255 KNN/。取取屋面活活荷载与与雪荷载载中较大大值0.40 KN/。则则可变荷荷载标准准值为:0.440 xx 6=2.44 KNN/m。可变荷荷载设计计值为：1.44*2.4=33.366 KNN/m2.2.33风荷载载计算风压值=0.335KNN/m22，柱顶顶标高为为9.55米，室外外天然地地坪标高高为-0. 3000m, hh1=0.4m ,hh2=1.00m，地面面粗糙程程度为BB类，刚刚架计算算宽度为为B=6m。风荷载载阵风系系数按柱柱顶高zz=9.8m处取为为z=11:
