鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、For personal use only in study and research; not forcommercial use開題報告鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房設(shè)計一、選題背景與文獻綜述被喻為“綠色工廠”的鋼結(jié)構(gòu)廠房體系具有自重輕、安裝容易、施工周期短、 抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比， 更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢。最近在我國建筑工程領(lǐng)域 中已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，長期以來混凝土和砌體結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的局面正在 發(fā)生變化，鋼結(jié)構(gòu)廠房以其自身的優(yōu)越性引起業(yè)內(nèi)關(guān)注，已經(jīng)在工程中得到合 理的、迅速的應用，所以鋼結(jié)構(gòu)廠房的發(fā)展前景美好。鋼結(jié)構(gòu)廠房是近十年

2、來發(fā)展最快的領(lǐng)域，在美國采用輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房占非住 宅建筑投資的50%以上。這種結(jié)構(gòu)工業(yè)化、商品化程度高，施工快，綜合效益 高，市場需求量很大，已引起結(jié)構(gòu)設(shè)計人員認識。目前已經(jīng)有多種的低層、多 層和高層的設(shè)計方案和實例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而 且施工速度快、抗震有利的特點，必將對我國傳統(tǒng)的廠房結(jié)構(gòu)模式產(chǎn)生較大沖 擊。目前還存在著種種不盡人意或有待提高的方面， 但鋼結(jié)構(gòu)廠房的發(fā)展?jié)摿?大，前景廣闊。我國20年來的改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)廠房體系的 應用創(chuàng)造極為有利的發(fā)展環(huán)境。首先，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要物質(zhì)基礎(chǔ)來看， 自1996年開始我國鋼的總產(chǎn)值就已超過1億噸，居世

3、界首位。而且隨著鋼材產(chǎn) 量和質(zhì)量持續(xù)提高，其價格正逐步下降，鋼結(jié)構(gòu)廠房的造價也相應有較大幅度 的降低。與之相應的是，鋼結(jié)構(gòu)廠房配套的新型建材也得到了迅速發(fā)展。其次， 從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)廠房的技術(shù)基礎(chǔ)來看，在普通鋼結(jié)構(gòu)廠房、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)廠房、 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)廠房、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)廠房、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、壓型鋼板結(jié) 構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)廠房焊接和高強度螺栓連接、鋼與混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結(jié) 構(gòu)及鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計、施工、驗收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標準 已發(fā)行。有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)廠房的規(guī)范規(guī)程的不斷完善為鋼結(jié)構(gòu)廠房體系的應用奠定 了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，為設(shè)計提供了依據(jù)。第三，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)廠房的人才素質(zhì) 來看，經(jīng)過幾年

4、來的發(fā)展，專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計人員已經(jīng)形成一定的規(guī)模，而 且他們的專業(yè)素質(zhì)在實踐中得到不斷提高。而隨著計算機在工程設(shè)計中的普遍 應用，國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計軟件發(fā)展迅猛，軟件功能日臻完善，為協(xié)助設(shè)計 人員完成結(jié)構(gòu)分析設(shè)計，施工圖繪制提供了極大的便利條件。二、設(shè)計任務該設(shè)計任務為設(shè)有雙層重級工作制吊車的單跨廠房設(shè)計計算。 其內(nèi)容包括剛 接排架、柱、屋架、托架、吊車梁、制動桁架、輔助桁架、抗風柱、抗風桁架、 柱間支撐及節(jié)點連接等計算。圖紙包括：平、立、剖三視圖，柱、吊車梁及屋 蓋平面布置圖，以及柱子安裝節(jié)點圖、吊車梁施工圖和屋架圖。廠房的設(shè)計參數(shù)如下：廠房跨度 34m柱子間距 排架柱的間距為12m（每

5、6m設(shè)有墻架柱），山墻抗風柱間距為6m屋架間距 6m（設(shè)有跨度為12m的托架）屋面結(jié)構(gòu) 采用1.5m x 6m的預應力混凝土大型屋面板（無檁體系） 屋架坡度 1:10上層吊車 設(shè)有兩臺 Q=75t/30t 重級工作制吊車上層吊車軌高 26m下層吊車 設(shè)有兩臺 Q=75t/30t 重級工作制吊車下層吊車軌高 17m基本風壓 50kg/m2基本雪壓 50kg/m2使用鋼材 除吊車梁采用 16Mn 鋼外，其他構(gòu)件均為 3 號鋼 墻面材料 采用1.2m x 6m x 0.16m厚的鋼筋混凝土空心墻板三、擬采用的研究方法1 、總體設(shè)計思想我國現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（ GB 50017-2003）采用以概率理

6、論為基礎(chǔ)、 用分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計法。設(shè)計中考慮結(jié)構(gòu)的承載能力的極限狀態(tài)和 正常使用的極限狀態(tài)。由于設(shè)有吊車，對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，需要相 應規(guī)范考慮動力系數(shù)，計算疲勞和變形。2、關(guān)鍵理論該鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房跨度大， 且設(shè)有雙層共 4 臺重級工作制的吊車， 所以 構(gòu)件的設(shè)計計算較為繁瑣、復雜。但設(shè)計步驟亦為結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般步驟 ，即結(jié) 構(gòu)布置選型、單位荷載下的內(nèi)力計算、實際荷載作用下的內(nèi)力計算、內(nèi)力組合、 截面選擇或校驗、繪制施工圖。在設(shè)計過程中需要計算大量構(gòu)件，以下簡要敘 述幾個關(guān)鍵理論。排架計算：廠房排架由柱和它支撐的屋架（橫梁）組成，是廠房的主要承重 體系，是廠房設(shè)計的最重要內(nèi)

7、容。在進行剛性排架的內(nèi)力分析時，一般需首先 求解兩端為剛性固定的變截面柱在單位線位移、單位角位移及各種荷載作用下 兩端的固端彎矩和剪力（相當于支座反力）。求解的方法可以采用變位移法、 似柱法、虛功原理等方法。為便于計算也可按相關(guān)計算手冊的雙階柱的有關(guān)公 式計算。屋架內(nèi)力分析： 通常假定屋架的節(jié)點為理想的鉸接點， 屋架所有的桿件的軸 線都在同一個平面內(nèi)且相交于節(jié)點的中心，以及荷載全部作用在節(jié)點上（如荷 載作用在弦桿的節(jié)間，則應將節(jié)間彎矩按比例分配在該節(jié)間相鄰的節(jié)點上）。 這樣，就可利用圖解法或數(shù)解法來計算屋架桿件的軸心力，但對有節(jié)間荷載作 用的桿件，尚須考慮節(jié)間局部彎矩的影響。吊車梁設(shè)計：各類吊

8、車梁軍應設(shè)計強度、穩(wěn)定性和變形；對于重級工作制吊 車梁尚應計算疲勞強度。計算吊車梁的強度、穩(wěn)定性和變形時，吊車梁一般應 按同一跨間內(nèi)起重量最大的兩臺吊車來確定（當工藝有特殊要求時，則應按實 際情況考慮）。在計算吊車梁及其連接的強度和吊車梁的穩(wěn)定性時，吊車的豎 向荷載應乘以動力系數(shù)a （ a =1.1）。墻架構(gòu)件計算： 包括墻架柱的計算和上層抗風桁架的計算。 墻架柱承受風荷 載及作用在墻架柱上的墻體自重或平臺傳來的荷載（當平臺梁支承在墻架柱上 時），應按偏心受壓構(gòu)件計算強度和穩(wěn)定性?？癸L桁架承受墻架柱傳來的水平 風荷載和走道的豎向荷載，計算抗風桁架在水平風荷載作用下時的內(nèi)力按靜定 桁架分析。3、

9、完成課題的主要方案 根據(jù)設(shè)計任務書內(nèi)容，首先明確相應的設(shè)計內(nèi)容，復習鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識。 查找資料，認真學習相關(guān)參考文獻，如鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊 、鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 規(guī)范。然后制定詳細的進度計劃，在老師的指導和監(jiān)督下按質(zhì)按量完成畢業(yè)設(shè) 計的內(nèi)容。加強與同組設(shè)計同學的交流，及時發(fā)現(xiàn)問題，互相促進。同時在設(shè) 計過程中，重視校核避免不必要的返工，除了內(nèi)力計算的校驗外，利用結(jié)構(gòu)力 學求解器等電算工具校核手算的結(jié)果。四、進度安排四、參考文獻1 GB500172003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，北京：中國計劃出版社， 20032 GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，北京：中國計劃出版社， 20013 GB/T 50

10、0012001 房屋建筑制圖統(tǒng)一標注，北京：中國計劃出版社， 20014 趙風華主編 . 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理，北京：高等教育出版社， 20055 馬人樂等編著 . 建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計（第二版） ，上海：同濟大學出版社， 20086 本書編委會 . 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)資料一本全， 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 19827 龍馭球、包世華主編編著.結(jié)構(gòu)力學教程（I），北京：高等教育出版社， 2001僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche