徐州地区某轻钢结构厂房设计--毕业设计名师(完整版)资料.doc
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1、徐州地区某轻钢结构厂房设计 毕业设计名师(完整版)资料(可以直接使用,可编辑 优秀版资料,欢迎下载) 编号 无锡太湖学院 毕业设计(论文) 题目:徐州地区某轻钢结构厂房设计 土木系:土木工程 专业 学 号 : 学生姓名: 指导教师: 二一二年五月中文摘要本工程为某轻型钢结构门式刚架设计。根据毕业设计任务书的要求,分建筑与结构两部分进行设计。建筑部分,通过查阅钢结构设计规范GB50017-2003、简明钢结构设计手册、江苏省建筑设计标准图籍等相关资料,将门式刚架厂房设计为13跨,每跨的间距为30m,总的建筑面积为2160m2。该单层门式刚架结构是以轻型焊接H型钢(变截面)作为主要承重骨架,用冷弯
2、薄壁型钢(C型)做檩条、墙梁;以压型钢板做屋面、墙面;采用80mm玻璃棉作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。结构部分,根据已形成的建筑图及其相关要求,查阅建筑结构荷载规范GB50009-2001、冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002、钢结构连接节点设计手册、房屋建筑钢结构设计等相关规范和一定量的实际工程设计图,对每榀刚架的最不利荷载进行计算,利用PKPM软件完成刚架的合理截面计算,然后通过设计规范的相关要求,对刚架梁、柱、支撑、檩条等构件进行稳定性计算,用AUTOCAD2005分别绘制出设计图。最后,整理计算书并出图。关键词轻型钢结构门式刚架 建筑 结构 规范 设
3、计图 AbstractThis project is a light steel portal frame design. Under the graduation requirements of the task book, divided into two parts building and structure design。 Building part, by access to the Steel Structure Design Specification GB50017-2003、Concise Steel Structure Design Manua、The Jiangsu A
4、rchitectural Design Standard Plansand other relevant information, the gabled designed to 13 across each cross-a 30m, total construction area for 2160m2. The single-storey gabled structure is to light welding h-shaped steel (uniform) as the main load bearing frame, with cold-formed steel (type c) do
5、Purlin beams and walls; to steel do roofing, wall; a 80mm glass wool as an insulation material and appropriate settings supported a light house in architecture. Structural elements, according to the established building plans and related requirements, consult theBuilding Structure Load Code GB50009-
6、2001、cold-formed steel structures specification GB50018-2002、steel structure connection node design manual、the housing construction steel structure designand other related specifications and a certain amount of actual engineering design, each truss pin of the most unfavorable load calculations, use
7、PKPM software complete the rigid frame of reasonable section, and then through the design specifications of requirements on the rigid frame beams and columns, such as support, purlins, component for stability with AUTOCAD2005 respectively out design. Finally, a finishing account book and plot. Key W
8、ords:Lightweight gabled Building Structure Specification Design Sketch目 录第一部分 设计资料5(一)1. 工程概况5(二)2. 设计原始资料5(三)3. 设计任务要求51.1.1建筑设计部分52.1.2结构设计部分63.1.3毕业设计成果6(四)4. 设计其他资料6第二部分 建筑设计7第三部分 结构计算7(五)1.结构体系的选择74.1.1 门式刚架75.1.2 屋面系统76.1.3 吊车梁系统87.1.4 基础88.1.5 围护结构体系8(六)2.材料选择89.2.1 钢材种类810.2.2 保证项目911.2.3 连接
9、材料9(七)3. 檩条的设计912.3.1 檩条的选择和在屋架上的布置和搁置913.3.2 檩条计算9(八)4. 墙架设计1114.4.1 墙架的选择与布置1115.4.2 墙架内力计算1116.4.3 墙梁内力计算1217.4.4 截面选择与验算12(九)5 .柱间支撑设计13(十)6. 吊车梁设计1418.6.3 内力计算14(十一)7. 刚架内力分析及设计18(十二)8. 节点设计及计算3819.8.1 梁柱节点螺栓强度验算3820.8.2 横梁跨中节点3921.8.3 柱脚节点设计4022.8.4 牛腿设计41(十三)9. 基础设计4323.9.1 刚架柱基础设计4324.9.3 抗风
10、柱下基础设计44第四部分 PKPM验算、校核以及优化45第一部分 设计资料(一) 1. 工程概况本设计为一新建的全钢结构门式刚架轻型厂房,厂房位于徐州市境内,厂房长54m,宽18m,柱距9m。轨顶标高6.8m,屋面坡度1/20。设有起重量为20吨,工作级别为A3的桥式吊车1台。刚架为等截面的梁、柱,柱脚为刚接。(二) 2. 设计原始资料材料采用Q235钢材,焊条采用E43型。自然条件:基本风压:,基本雪压: 地面粗糙度B类 ,地震设防烈度:6度(设计任务书明确注明抗震设防烈度为6度。另根据最新抗震规范,同一个市的抗震烈度分区不是一概而论的,不同的县区常常有不同的设防烈度,此处取的6度我理解为是
11、根据实际情况取之的。故仍选用6度设防。)根据对建筑基地的勘察结果,地质情况见表1。表中给定土层深度由自然地坪算起:地下稳定水位-6.0m以下:地基基础设计等级为丙级。建筑场地类别:类场地土。 表1 地质情况表序号岩土分类土层厚度(m)厚度范围(m)地基承载力特征值fk(kpa)土的重度r(kN/m3)1杂填土0.610017.52粘土1.3170193粗土2.631020.54砾土455.034022(三) 3. 设计任务要求1. 1.1建筑设计部分单跨厂房:跨度为18米,柱距9米,屋面坡度120,轨顶标高6.8米。设有20吨、工作级别为A3的桥式吊车1台。(a)建筑平面、立面图和剖面设计。(
12、b)主要部位的建筑构造设计及材料、作法。(a)建筑设计说明书(b)绘制图纸:一层平面图、屋顶平面图、正面和侧立面图。剖面图12个:围护结构与柱连接构造,屋面构造以及其他必要的节点大样图共56个。2. 1.2结构设计部分内容要求(a)确定结构方案:上部承重结构方案与布置,屋盖结构方案与布置,基础方案布置,结构措施及其特殊部位的处理等。(b)完成结构设计计算书一份,内容包括:荷载汇集:永久荷载、风荷载、雪荷载、吊车荷载。荷载组合和内力分析:墙梁及屋面檩条计算,吊车梁计算,一榀标准刚架计算,梁柱连接节点计算,柱间支撑计算,屋盖支撑计算,基础及基础梁计算,其他必要构件计算。1.2.2成果形式(a)建筑
13、结构说明书(b)结构设计计算书(c)绘制图纸:结构设计说明,基础平面布置图和基础详图,结构平面布置图,吊车梁及制动结构平面布置图,柱间支撑布置及详图,墙架及屋面结构布置图,一榀刚架结构图,吊车梁及结构详图,其它必要节点详图35个。3. 1.3毕业设计成果1.3.1设计说明书部分(采用统一稿纸,宜打印输出)(a)文献综述(5000字左右)(b)中外文摘要(300字左右)(c)建筑、结构设计说明书(约两万字,含图表)(e)列出参考资料和文献(f)外文资料翻译5000字(要与结构工程相关,可自选)1.3.2设计图纸部分绘制图纸:图纸规格A1(白图),1012张。(门式刚架国内外研究现状开题报告已有涉
14、及,不再赘述。)(四) 4. 设计其他资料20T A3吊车性能参数起重量Q(t)跨度lk(m)基本尺寸(mm)起重机量(t)最大轮压(KN)车宽B车轮距K轨面至车顶高度H轨中心至车外边缘B12.47135.4420 16.5597050001390180第二部分 建筑设计该厂房长度54m,跨度18m,柱距9m,共有7榀刚架,由于纵向温度区段不大于300m、横向温度区段不大于150m,因此不用设置伸缩缝。檩条间距为1.5m。在厂房第一开间和中部设置屋盖横向水平支撑;并在屋盖相应部位设置檩条、斜拉条、拉条和撑杆;同时应该在与屋盖横向水平支撑相对应的柱间设置柱间支撑,由于柱高4m设一道;跨度6m在檩
15、跨三分点出各设一道)。注:i是指屋面坡度!6. 1.3 吊车梁系统在本设计中,车间内设一辆起重量为20t的桥式软钩轻级工作制吊车,考虑到其起重量不小,吊车梁采用9m跨度的焊接工字形截面。为增强其整体稳定性,保证桥式吊车在梁上的平稳行驶,采用加强受压翼缘且沿梁全长均为同一截面的吊车梁。通过计算确定梁的截面尺寸使之满足承载力的要求。7. 1.4 基础由于柱脚处荷载较小,故考虑采用独立基础。阶梯形的刚性独立基础为主要的选择形式,在刚性角的范围内确定台阶的高宽尺寸,垫层采用C10混凝土厚度为100,基础混凝土标号不小于C25,构造钢筋直径为810,间距为150200。8. 1.5 围护结构体系1.5.
16、1 压型钢板墙所有墙体均采用彩色夹心保温压型钢板,根据门窗尺寸和墙架间距选用合适的压型刚板来满足轻质、美观、耐用、保温、施工简便、抗震、防火等方面的要求。墙架墙架的截面形式选为C型,跨度同柱距选为9m,开口方向参见墙梁布置图。在墙梁的跨中设一道拉条,作为墙梁的竖向支撑,在最上端的两相邻墙梁间设斜拉条将其以下拉条所受的拉力传于柱。墙板与墙梁的连接采用自攻螺栓,对于单侧挂板的墙梁,板的自重会对墙梁产生偏心,为消除偏心的作用,拉条连接在挂板一侧1/3板与柱间距处。拉条直径为812。(六) 2.材料选择9. 2.1 钢材种类钢结构所用钢材主要有两个种类,即碳素结构钢和低合金高强度结构钢。在本设计中选用
17、碳素结构钢作为结构构件的主要用钢。钢材强度主要由其中碳元素含量的多少来决定,对建筑结构用钢而言,在满足强度的前提下,还要具有一定的塑性和韧性,随着含碳量的增加,碳素钢的强度也在提高,而塑性和韧性却在降低。在由Q195到Q275的所有碳素结构钢的牌号中,且综合考虑结构和构件的重要性,荷载性质,连接方法,工作条件等方面,Q235钢是较理想的钢号。钢结构的元件是型钢及钢板,在本设计中门式刚架结构用钢结构体系中,首选型钢,其次为焊接钢板制作构件,考虑到刚架梁柱截面较大,没有合适的型钢可造,故采用焊接工字形截面的焊接成型钢来满足结构用钢的要求,还有吊车梁用钢也只能选用焊接钢板组成的工字形钢。其余的小柱,
18、檩条,墙架,小梁,板材均可直接由热轧型钢,冷弯薄壁型钢和热轧钢板表中选用,这样可以减少制作工作量,提高工业化水平,加快施工速度,进而降低工程造价。10. 2.2 保证项目本设计中的门式刚结构厂房用钢的主要牌号是Q235钢,依据所处的不同环境和所承受的荷载效用以及结构的重要性,采用不同的质量等级,同时也具备不同的保证项目。鉴于厂房所处环境,冬季室外计算温度-10,冬季室外最低气温-15.7。对于需要验算疲劳的焊接结构,如刚架,吊车梁,由于计算温度-10,处于0和-20之间,应选用由-10冲击性能和合格C级钢,对无需验算疲劳的其他构件,宜采用Q235A钢的保证项目中,碳含量,冷弯试验合格和冲击韧性
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