郑重声明
本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。
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前言
伴随着我国经济与科学技术的快速发展，钢结构已逐步在工业厂房，商业大楼，民用住宅，大型场馆等公共建筑中被广泛采用。钢材的强度高，故在结构中占体积小，因而建筑的实用空间就较大；钢结构可以成套预制装配，故施工方便；钢材可以回炉重新利用，故钢结构的再生性好。钢结构有着非常多的优点，我国的钢结构事业也正处在蓬勃发展中。
轻型钢结构除具有普通钢结构的材质均匀，可靠性高；强度高，重量轻；塑性韧性，抗震性能好；便于机械化制造，施工期短；可回收，建筑造型美观等特点以外，一般还具有取材方便，用料较省，自重更轻等特点。它对加快基本建设速度，特别对中小型企业的建设，以及对现有企业的挖潜、革新、改造等工作能够起到显著的作用，因而受到建设单位，尤其是在工业建筑中的普遍欢迎。由于轻型钢结构的经济指标很好，总造价较低，再加上结构自重轻为改革重型结构体系创造了条件。因此，轻型钢结构是很有发展前途的一种结构形势。
基于以上对轻型钢结构的认识，我在毕业设计课题中选择了轻型钢结构设计。本次设计的是万利集团民用工业园的轻钢结构房屋工程。通过这次设计，我希望能对钢结构的计算原理、轻型钢结构的特点和构造要求有一个较系统的认识。同时，通过这次设计，培养自己理论结合实践的能力，积累工程经验，从而为将来走向工作岗位打下坚实的基础。
摘要
近年来，轻钢结构因其取材方便、用料省、自重轻、构件批量生产、现场施工速度快、周期短等诸多特点，在我国取得了长足的发展。其中，门式刚架造型由于其简洁美观、平面布置灵活、安装便利及可以满足多种生产工艺和使用功能的要求等特点，目前正被运用于越来越多的钢结构房屋建筑中。
本工程是以轻型门式钢架作为结构形式的单层工业厂房。厂房共有两跨，每跨设有两台桥式软钩吊车。厂房为双坡屋面，除基础和地基梁使用混凝土、外墙标高1.2m以下为240厚砖墙外，其他所有主次要构件均为钢结构。
首先根据现有资料进行建筑方案的比选及建筑的平、立、剖面的设计；然后建筑设计基础之上的结构布置、静力计算、框架设计、节点设计、柱脚设计、檩条设计、柱间支撑设计、吊车梁设计及基础设计等。建筑设计给结构设计提供初步的计算资料，结构设计又把更新的数据反馈给建筑设计，如此循环以得到最终设计结果。
在结构设计中，对各种构件的基本的设计思路如下：(1)建立合理的力学模型，确定计算简图；(2) 计算各种工况下构件危险截面的内力；(3) 进行荷载效应组合，得到可能的最不利内力；(4)对构件危险截面进行内力验算，继而确定其具体尺寸(包括截面尺寸、板件厚度、螺栓直径及间距、焊脚尺寸及长度、疲劳验算等)。构件的尺寸选择一般是通过经验公式进行初选，然后进行验算调整直至其符合要求。
在人工设计结束以后，利用3D3S钢结构设计软件建模设计。首先对手算设计的主体构件进行验算和校核，然后利用软件中围护结构设计模块对厂房总体设计进行完善，主要包括隅撑、女儿墙小立柱等构件。最终利用软件自动生成施工图并加以必要修改，以建施和结施图纸集的形式将总体设计表达出来。
关键词：轻型门式刚架；荷载组合；内力分析；结构设计与验算；3D3S建模
ABSTRACT
In recent years, the light steel structures have been popularized in the development of our country for the reasons such as easy erection, economized materials, light weight, mass production components, high-speed on-site construction and short cycle. Among them, the portal system, because of its simple and beautiful style, layout flexibility, convenient install and the feature that can meet the requirement of a variety of production processes and utilizing function, is taking an active part in the market of steel housing construction.
First of all, architectural programs are selected and the plan, fa?ade and profile figures are designed according to the existing available information. Afterward, on the foundation of architectural design, the structural arrangement, static analysis, framework design, joint design, column pedestal, purlin design, brace design, crane beam design and foundation design are carried out successively. In this process, architectural design provides structural design with preliminary data for calculations, and in turn structural design feed updated data back to architectural design. After several such circulations, final design results are acquired.
This project is a single-story industrial plant which uses Light Portal Frame as its construction form. The plant consists of tow crosses, each of which is set with two soft hook bridge cranes, and is designed as gable roof. In addition of the foundation and foundation beam, which use concretes as material, and 240mm thick brick walls bellowing exterior elevation of 1.2m, all other major and minor elements take steel as their material.
In structural design, the basic design ideas of various components are as follows:
(1) Establish a reasonable mechanical model and determine the calculation diagram;
(2) Calculate the internal force of dangerous section under various conditions;
(3) Carried out the combination of load effect and get the worst possible internal force;
(4) Calculate and check the internal force of dangerous section, and then decide the specific sizes of them (including the section size, thickness of plates, bolt diameter and spacing, size and length of the foot solder, fatigue calculations, etc.). Component sizes are generally primarily selected by the empirical formula, and then are adjusted and checked until it meets the requirements.
After the artificial design, use steel structure design software 3D3S to establish the structural model and calculation. Firstly, check and verify the result of hand computation for the main component, and then use the building envelope design module in the software to improve the overall design of plant, including corner supports and upright posts on parapet walls. In the end, use the software to automatically generate the construction drawings and make necessary modification, and make the expression of the overall design by atlas of architectural and structural construction.
Key words: Light Portal Frame; Load effect Combination; Internal force analysis ;
Structural design and verification; 3D3S modeling
目录
第1章引言
1.1 目前轻钢结构的特点及发展现状 (1)
1.2 门式刚架的特点与发展 (2)
1.3 毕业设计的内容与方法 (3)
第2章建筑设计
2.1 工程概况 (4)
2.2 设计条件 (4)
2.3 建筑设计 (5)
第3章内力计算
3.1 结构设计资料 (11)
3.2 结构布置 (13)
3.3 静力计算 (20)
第4章框架设计
4.1 柱的设计 (35)
4.2 横梁的设计 (49)
4.3 主要节点设计 (56)
4.4 柱脚设计 (66)
第5章墙架及抗风柱设计
5.1 山墙墙梁设计 (72)
5.2 纵向墙梁的设计 (73)
5.3 抗风柱的设计 (75)
第6章檩条设计
6.1 荷载计算 (77)
6.2 内力计算 (78)
6.3 截面选择 (79)
6.4 确定有效截面并验算强度 (79)
6.5 风吸力组合下稳定计算 (81)
6.6 绕度计算 (82)
6.7 长细比计算 (82)
第7章柱间支撑设计
7.1 柱间支撑的形式 (83)
7.2 柱间支撑的设计 (84)
第8章吊车梁与地基梁设计
8.1 吊车梁设计 (87)
8.2 地基梁设计 (96)
第9章基础设计
9.1 地质条件 (98)
9.2 基础设计 (99)
第10章 3D3S软件计算过程 (113)
第11章回顾与展望
11.1 轻型门式刚架结构设计 (130)
11.2 对轻钢结构发展的建议 (131)
参考资料 (132)
致谢 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。附表一柱的荷载及内力组合表. (134)
附表二梁的荷载及内力组合表 (135)
第1章引言
1.1目前轻钢结构的特点及发展现状
轻型钢结构建筑体系是指以单层非住宅的中小型工厂、仓库、商品、大型超市为主要对象的建筑[1]，这种建筑体系是采用轻型H型钢（焊接或轧制；变截面或等截面）做成门型刚架、C型、Z型冷弯薄壁型钢作檩条墙梁，压型钢板或轻质夹芯板作屋面、墙面围护结构，采用高强螺栓、普通螺栓及自攻螺丝等连接件和密封材料将承重结构、围护结构构件在现场组装起来的预制装配式钢结构房屋体系。这种轻钢结构建筑具有以下特点：
（1）构造简单，材料单一。容易做到设计标准化定型化，构件加工制作工业化所以现场安装预制装配化程度高。销售、设计、生产可以全部采用计算机控制，产品质量好，生产效率高。
（2）自重轻，降轻了基础材料用量；减少构件运输、安装工作量；并且有利于结构抗震。
（3）工期短。构件标准定型装配化程度高，所以现场安装简单快速，一般厂房仓库签订合同后2~3个月内可以交付使用。因为没有湿作业，现场安装不受气候影响。
（4）可以满足多种生产工艺和使用功能的要求。轻钢结构建筑体系在建筑造型、色彩以及结构跨度、柱距等方面的选择上灵活多样，给设计者提供充分展示才能的条件。
（5）轻钢结构建筑属于环保性、节能性产品，厂房可以搬迁，材料可以回收。
（6）价格便宜。随着我国钢产量的提高，钢材价格的下调，竞争的激烈，轻钢结构建筑与其他同类砖混结构建筑相比，造价持平或偏低。
轻钢结构系统代替传统的混凝土和热轧型钢制作的屋面板、檩条等，不仅可减少梁、柱和基础截面尺寸，使整体结构质量减轻，而且式样美观，工业化程度高，施工速度快，经济效益显著[2]。由于轻钢结构突出的优点，它已被广泛应用于工农业建筑、商业、服务性建筑、标准办公楼、学校、医院建筑、别墅、旅游建筑、各类仓库性建筑、娱乐、体育场馆、地震区建筑、活动式可拆迁建筑、建材缺乏地区的建筑、工期紧的建筑、旧房改造、翻修等建筑领域。
1.2门式刚架的特点与发展
在这次毕业设计的过程中，我主要进行了门式轻钢结构厂房的设计和计算工作。门式刚架轻钢结构是一种常用的结构形式，用途十分广泛。自H型钢问世后，门式刚架已成为一种固定的结构形式，即形成在角隅处带有变截面加腋的刚架，以加大它的跨度。不少西方先进国家已把它作为一种经济的建筑体系，已商品化形式出售，有单跨、多跨、有无悬挂吊车等多种类型。刚架的用量与刚架的跨度、柱高以及屋面荷载大小有很大关系，特别是跨度加大，用钢量显著增加。所以，轻型门式刚架的适宜跨度在30m以下，屋面应于各种彩色压型钢板或压型铝板配套使用，墙体也应采用轻质维护材料，使结构具有美观轻巧的特点。门式刚架就其截面形式来分，有实腹式和格构式等。实腹式刚架虽然用钢量稍高，但它的构件整齐，每榀刚架由4件梁柱构件用螺栓连接而成，构件的刚度较大，适用于长途运输和多次拆装搬运，制造省工，工地安装方便。在门式刚架结构系统中所占比重最大。门式刚架的形式由三块钢板焊成的工字型截面实腹刚架，截面形式简单，受力性能好，是常用的截面形式。当采用轧制H型钢时，可以减少制造焊接工作量。Z形截面实腹刚架，截面采用钢板冷加工弯曲成型，主要优点是有利于定型化生产，焊接拼装工作量少，可以将构件叠合运输。但截面不对称，受力性能较差。格构式刚架常用于跨度较大的建筑，其材料选用和截面组成比较灵活，可采用普通角钢、槽钢、冷弯薄壁型钢等，其截面为双腹杆的矩形，以及三面腹杆的三角形。由薄壁型钢组成的格构式刚架经济，但制造费工，杆件刚度也较小。不论实腹式还是格构式刚架，其梁柱构件都可做成等截面或变截面的。当跨度和荷载较小时，一般采用等截面结构；当跨度和荷载较大时，宜采用变截面结构，使结构造型更接近于荷载作用下的弯矩图形，使材料在截面的分布更加合理，并使结构显得轻巧。对格构式刚架，一般柱为变截面，横梁可采用等截面。
近二十多年来，随着我国经济建设的迅速发展，由于生产的需要，门式轻钢结构凭借其诸多优点获得了广泛的应用。但是，由于我国目前还没有相应的轻钢设计规范，大部分设计仍沿用现行的普通钢结构设计规范来进行门式刚架轻钢结构的设计和计算，使得设计用钢量指标居高不下，或在没有充分理论依据的情况下，凭经验一味地追求低用钢量而造成事故。因此，对门式刚架轻型钢结构进行系统的研究，建立和完善专门的设计规范势在必行。
1.3毕业设计的内容与方法
作为大学四年学习实践的最后也是最重要的一个环节，在将近一个学期的时间里，我以及唐婷婷、吴珊同学在武汉大学钢结构研究所进行了毕业设计，指导老师为郭耀杰和陈晓燕两位老师。按照老师布置的任务，我主要完成了万利集团轻钢结构房屋设计。
钢结构研究所将实际的工程作为学生毕业设计的任务，避免了单纯理论研究和假课题设计的空洞性，使得学生通过真实命题的设计，实际问题的解决，灵活全面地运用曾经学过的理论知识，初步积累实际工程设计的经验，基本掌握工程设计的方法，从而达到毕业设计大纲的要求。
本设计主要包括建筑设计和结构设计两大部分。建筑设计是根据现有资料进行建筑方案的比选及建筑的平、立、剖面设计；结构设计是指在建筑设计基础之上的结构布置、静力计算、框架设计、檩条设计、柱间支撑设计、吊车梁设计及基础设计等。毕业设计应完成厂房的建筑设计和结构设计，以手算为主完成厂房的计算，同时学习力学求解器、探索者结构CAD、PKPM、3D3S等软件进行校核验算，编写计算书，绘制建筑设计图和结构施工图。
第2章建筑设计
2.1工程概况
万利集团轻钢结构房屋工程从属于该集团公司民用工业园工程。该工程主要包括四个厂房的设计：轻钢结构房屋、铝窗加工厂房、机械加工厂房、喷涂厂房。毕业设计期间完成轻钢结构房屋设计。
此项工程的具体要求如下：
1．厂房内净高6米；
2．厂房柱距9米；
3．厂区通道宽度8米；
4．厂房大门均采用推拉门，为满足消防等要求的辅助门采用平开门（宽度小于1.5米）；
5．厂房均采用内天沟有组织排水，外墙体在标高1.200米以下为240砖墙；标高1.200米以上为双层镀锌钢板。屋面板采用双层镀锌钢板锁边屋面系统；
6．厂房内两台10吨吊车和两台5吨吊车。
所有建筑应尽量采用铝合金隔热门窗；建筑外观要求美观、新颖，能够充分体现轻钢结构建筑的美学特点。
本工程平面面积为150×36=5400平方米。主要结构平面及剖面布置见附图。纵向共25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m。厂房为双跨，各跨内设两台5t吊车和两台10t吊车，总共设4台吊车。吊车梁轨顶标高4m。
2.2设计条件
2.2.1.自然条件
建筑物场地地势平坦，地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。
经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的亚粘土；再往下为厚砂卵层。
亚粘土层可做持力层，地基承载力标准值为150kN/m2。地基土容重19kN/m3。
2.2.2.荷载条件
活载屋面活载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本风压0.4 kN/m20.3 kN/m2
基本雪压0.5 kN/m22 0.4 kN/m2
恒载屋面恒载0.3 kN/m20.5 kN/m2
墙面恒载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本地震烈度7°
注：恒载包括结构自重，墙面恒载指压型钢板墙重。吊车荷载另给。施工荷载为0.3 kN/m2。
2.2.
3.材料规格
钢材：型钢，钢板，冷弯薄壁型钢均为Q235B或Q345B；
螺栓：摩擦型高强度螺栓8.8级和普通螺栓；
焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO2气保焊；
基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15；
钢筋：直径Φ≥12mm为Ⅱ级钢筋，直径Φ≤10mm为Ⅰ级钢筋。
2.2.4.施工与安装条件
(1)各种材料保证供应，品种齐全；
(2)施工技术力量雄厚，有足够的运输、吊装设备；
(3)构件加工和预制设施配套，保证工期。
2.3建筑设计
2.3.1.设计依据及设计指导思想
1.设计依据
建筑结构荷载规范（GB50009-2001）
建筑制图标准（GB/T50104-2001）
钢结构设计规范（GB50017-2003）
冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）
门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002）
《轻型钢结构设计手册》
《冷弯薄壁型钢结构设计手册》
《建筑结构构造资料集（上、下册）》
《建筑钢结构设计手册（上、下册）》
《钢结构连接节点设计手册》
《钢结构设计与计算》
王国周、瞿履谦著《钢结构》等
其它设计手册、标准图集。
2.设计指导思想
(1)设计满足生产工艺的要求，这是对设计工作的基本要求；
(2)应创造良好的操作环境，有利于保证工人健康和提高劳动生产率；
3.应满足有关技术要求：
1)厂房应具有毕业的坚固耐久性能，使在外力、温度、湿度变化、化学侵蚀等各种不利因素作用下可以保证安全；
2)厂房建筑应具有一定的灵活应变能力，在满足当前使用的基础上，适当考虑到今后设备更新和工艺改革的需要，使远近期结合，提高通用性，并为以后的厂房改造和扩建提供条件；
3)设计厂房时应遵守国家颁发的有关技术规范和规程。
4.工艺建筑设计中要注意提高建筑的经济、社会和环境的综合效益，三者之间不能偏移太多。经济上，既要注意节约建筑用地和建筑造价，降低材料消耗和能源消耗，缩短建设周期，又要有利于降低经常维修，管理费用。在社会效益方面，应试工业建筑投产以后，在它所影响范围内的社会生活素质发生有利的变化。在环境效益方面，应使工业建筑投产以后，在它所影响范围内的环境质量符合国家有关部门规定的质量标准；
5.工业建筑在适用、安全、经济的前提下，把建筑美与环境美列为设计的重要内容，美化室内外环境，创造良好的工作条件。
2.3.2.设计特点及方案
1.结合地区地质、气象条件及车间特征进行建筑平剖面设计
(1)设计条件
地表高程38.56～38.72m，地下水位标高33.4m，无腐蚀性，标准冻融深度为0.8～1.2m。经地质勘测，地层剖面为：表层0.8～1.2m耕杂土；以下有2.5m深的亚粘土；再往下为厚砂卵层；亚粘土层可做持力层，地基承载力标准值为150kN/m2。地基土容重19kN/m3。
2)气象条件：
雪荷载取.5kN/m2；风荷载取0.4kN/m2；屋面活荷载取0.3kN/m2.
3)车间特征：车间长150米，宽36米，纵面25榀，有两台5t的吊车和两台10t的吊车，净高6米，为体型细长的大跨工业厂房。
(2)根据上述特点，并结合当地资源状态及生产条件，确定设计方案为轻型钢结构厂房。
1)屋面采用Y×130-300-600型压型钢板。
2)主体结构采用双跨双坡式实腹式变截面门式刚架承重。
3)外墙体在标高1.200米以下为240砖墙，外贴瓷砖，颜色由业主确定；标高在1.200米以上为双层墙面彩色钢板，钢板间夹一层保温隔热材料；采用双层玻璃窗，中间设保温层。
4)采用内天沟有组织排水。
2.平面形式、柱网布置及变形缝设置
(1)平面形式
厂房平面形式与生产工艺流程、生产特征有直接关系。在建筑实践中采用的厂房平面形式有矩形、方形、L形和Ⅲ形等。矩形平面是构成其他平面形式的基本单位。有的将跨度平行布置，有的将跨度相垂直布置。当生产规模较大，要求厂房面积较多时，常采用多跨组合的平面。平行跨布置适用于直线式的生产工艺流程，即原料由厂房一端进入，产品由另一端运出。这种平面形式较其他形式平面各工段之间靠得较紧。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；整个厂房柱顶及吊车轨道顶标高相同，结构、构造简单，造价省，施工快；在宽度不大的情况下室内采光通风都较容易解决。
根据本设计厂房适用条件，选用两跨平行跨布置。
(2)柱网布置
进行柱网布置时，考虑以下几个方面的问题：
1)满足生产工艺的要求。柱的位置应与地上、地下的生产设备和工艺流程相
2)满足结构的要求。为了保证车间的正常使用，有利于吊车运行，使厂房具有必要的横向刚度，应尽可能将柱布置在同一横向轴线上，以便与横梁组成刚强的横向框架。
3)符合经济合理的要求。柱的纵向间距同时也是纵向构件（吊车梁、托架等）的跨度，它的大小对结构重量影响很大，厂房的柱距增大，可使柱的数量减少，总重量随之减小，同时也可减少柱基础的工程量，但会使吊车梁及托架的重量增加，最适宜的柱距与柱上的荷载及柱高度有密切关系。在实际设计中结合工程的具体情况进行综合方案比较确定。
4)符合柱距规定的要求。近年来，随着压型钢板等轻型材料的采用，厂房的跨度和柱距都有逐渐增大的趋势，按《厂房建筑统一化基本规则》和《建筑统一模数制》的规定：结构构件的统一化和标准化可降低制作和安装的工作量。对厂房横向，当厂房跨度L≤18m时，其跨度应采用3m的倍数；当厂房跨度L>18m时，其跨度应采用6m的倍数。只有在生产工艺有特殊要求时，跨度才采用21m、27m、33m等。对厂房纵向，以前基本柱距一般采用6m或12m；现在采用压型钢板作为屋面和墙面材料的厂房日益广泛，常以18m甚至24m作为基本柱距。
综合上述几个方面和考虑工艺、结构，厂房柱网布置为：纵向为25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m；厂房为三柱双跨。
柱网具体布置如图2.1所示：
图2.1 柱网布置图
(3)温度伸缩缝问题
温度变化将引起结构变形，使厂房结构产生温度应力。当厂房平面尺寸较大时，为避免产生过大的温度变形和温度应力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。
温度伸缩缝的布置决定于厂房的纵向和横向长度。纵向很长的厂房在温度变
度应力，并可能导致墙体和屋面的破坏。为了避免这种不利后果的产生，常采用横向温度伸缩缝将厂房分成伸缩时互不影响的温度区段。按规范规定，对于热车间和采暖地区的非采暖房屋，纵向温度区段不超过180m，横向区段不超过100m 时，不用设置温度伸缩缝。
本厂房纵向尺寸为150m，横向尺寸为36m，所以不用设置伸缩缝。
3.厂房内外建筑艺术处理
本厂房采用水平划分的手段进行立面处理。水平划分通常的手法是在水平方向设整排的带形窗，用通长的窗楣线或窗台线将窗连成水平色带；或利用檐口、勒脚等水平构件，造成水平条带；在开敞式墙的厂房中，挑出墙面的多层挡面板，由于阴影的作用使水平线条更加突出；大型墙板厂房，常以与墙板相同大小的窗代替墙板构成水平带形窗。也有用涂层钢板和淡色透明塑料制成的波纹板作为厂房外墙材料，它们与其他颜色墙面相间布置构成不同色带的水平划分，自然形成水平线条，即可简化围护结构，又利于建筑工业化。
结合本工程实际，在水平方向设整排带行窗，用通长的窗台线将窗连成水平条带，与1.200米240砖墙。1.200米以上涂色的钢板墙构成不同色带的水平划分，自然形成水平线条。
厂房室内设计时工业建筑的重要内容之一。厂房的承重结构、外墙、屋顶、地面和隔墙等构成了厂房内部空间形式，是内部设计的重要内容；生产设备及其布置、管道组织、艺术装修及建筑（小品）设计、室内栽花种草、色彩处理等也都直接影响厂房内部的面貌及其使用效果，也是车间内部设计的有机组成部分。
本厂房内部空间采用目前最常用的跨间式，各跨并列组成了厂房的平剖面形式。为采光和通风，屋顶上部可以设各种形式的天窗，其特点是跨间纵向空间畅通，比较宽敞，不敢封闭和压抑感，还具有明显的透视感和深远感；将车间通道在车间内均匀布置，突出和发挥通道在室内构图中的作用，相对的可改善设备布置无规律的感觉；在操作地点附近布置一些生产操作规程、劳动保护条例，形式应美观，字迹应工整、艺术，室内环境色采用冷色，浅蓝色，可使室内趋于安静，使人有如置身于自然环境中。
2.3.3.构造说明
1.屋面、墙体、地面构造说明
屋面板采用波高为130mm，波与波之间距离为300mm，单块压型板有效宽度为600mm的压型钢板Y×130-300-600，即W600型。压型钢板间的搭接所用紧固件设于波峰之上，横向搭接与主导风向一致，且采用错缝铺法，一般错开1～2波即可，以免重叠搭接。屋面的坡度为5%，双坡屋面，采用内天沟有组织排水。
(2)墙体构造
标高1.200m以下为240贴青灰色文化砖墙，MU10灰砂砖墙体，M5混合砂浆砌筑，作为窗户下窗台和上部墙板的支撑段，同时对地下潮气的上升起到一定的阻止作用，使墙板和柱免受腐蚀。标高1.200m以上为双层镀锌钢板，钢板间夹有离心超细玻璃丝棉卷毡作为保温材料。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。
(3)地面构造
厂房的地面用素土夯实后铺100厚的C15混凝土，然后用20厚1：2水泥砂浆抹面，室内地坪标高为±0.000，室外地坪为-0.300。具体作法见建筑图集。
3.室内、室外装修及防锈要求
(1)室内墙面涂浅蓝色涂料，地面除安全通道用翠绿色外，其余均用蓝色，在操作地点附近布置一些生产操作规程，劳动保护条例，形式美观，字迹工整的艺术作品。
(2)室外1.200m以下的240砖墙表面贴瓷砖，颜色由业主自定，标高1.200m 以上的墙面均涂刷成蓝色，沿纵向的墙面沿女儿墙布置1m宽浅蓝色压型钢板。
(3)用各色硼钡酚醛防锈漆F53－9打底，再选用各色醇酸磁漆C04－42作为面漆。
4.一般说明
(1)本工程所有外露金属构件均采用防锈油漆打底，主体刚架表面涂刷防火涂料，以满足二级耐火等级的要求，涂料厚度应满足柱耐火极限为2.5小时，钢梁为
1.5小时。
(2)所有悬挑构件均设置滴水线，所有室外外漏构件，均红丹打底,二底二度银粉漆。
(3)本工程施工过程中须同结构、水电工种密切配合，所有管道预留必须先留，不得后凿，如遇有问题及时与设计人员协调。
(4)凡说明未详尽之处，请参照现行有关施工规范执行。
第3章内力计算
3.1结构设计资料
结构设计部分主要包括结构布置、结构及构件的设计，最后绘制技术施工图。各部分设计应与建筑设计密切配合，并注意施工方面的问题。
?=
1.厂房跨度：21836m
?=
2.厂房长度：256150m
3.柱子间距：纵向25跨，跨度均为6m；横向6跨，跨度均为6m。
刚架结构示意图见图3.1。
图3.1 刚架结构示意图
4.屋面结构：屋面板采用波高为130mm，波与波之间距离为300mm，单块压型板有效宽度为600mm的压型钢板Y×130-300-600，即W600型，采用双跨双坡式实腹式门式刚架作为主体承重结构，刚架斜梁坡度为1：20，屋面同其坡度，采用内天沟有组织排水。
5.墙体构造：外墙在标高1.200m以下为240砖墙，作为窗户下窗台和上部墙板的支撑段，同时也对地下潮气的上升起到一定的阻止作用，使墙板和柱免受腐蚀。标高1.200m以上为双层镀锌钢板，钢板间夹有离心超细玻璃丝棉卷毡作为保温材料。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。
6.吊车资料：厂房为双跨，各跨内设有1台5t吊车和1台10t吊车，各跨内总共设有2台吊车，双跨共计4台吊车，吊车梁轨顶标高为4m。
7.使用钢材：
钢材：型钢，钢板，冷弯薄壁型钢均为Q235B或Q345B；
螺栓：摩擦型高强度螺栓8.8级和普通螺栓；
焊条：手工焊、自动埋弧焊和CO2气保焊；
钢筋：直径Φ≥12mm为Ⅱ级钢筋，直径Φ≤10mm为Ⅰ级钢筋。
8.荷载条件：
荷载类型A组B组
活载屋面活载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本风压0.4 kN/m20.3 kN/m2
基本雪压0.5 kN/m20.4 kN/m2
墙面恒载0.3 kN/m20.4 kN/m2
基本地震烈度7°
注：恒载包括结构自重，墙面恒载指压型钢板墙重。吊车荷载另给。施工荷载为0.3 kN/m2。
9.厂房内净高：6m
10.厂区通道：宽度为8m
11.混凝土材料规格：基础混凝土≥C30，垫层混凝土≥C15。
3.2结构布置
3.2.1.柱网布置及抗风柱布置
1.柱网布置
综合考虑工艺、结构和经济三个方面的要求，厂房柱网布置为：纵向为25榀，柱距为6m；横向为6跨，跨度均为6m；厂房为三柱双跨。
2.抗风柱布置
按传统抗风柱布置。即抗风柱柱脚与基础铰接，柱顶与屋架通过弹簧片连接。按这种布置方法，屋面荷载全部由刚架承受,抗风柱不承受上部刚架传递的竖向荷载，只承受墙体和自身的重量和风荷载,抗风柱布置与东西边跨除中间柱的柱网节点上，抗风柱布置图见图3.2阴影柱子，东西共八根。
图3.2 刚架山墙简图
3.2.2.横向框架结构主要尺寸
1.横向框架的结构尺寸
钢结构工业厂房设计计 算书 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
钢结构工业厂房设计 计算书 单层工业厂房设计计算书 一、设计概况 单层工业厂房，长60米，宽30米，梁与柱均为桁架结构，屋面只有雪荷载和活荷载。 二、设计条件 1.设计使用年限：50年 2.自然条件 （1）地理位置：兰州市某郊区 （2）环境条件：除雪荷载外不考虑其他环境条件 3.荷载条件 ①结构自重（Q235）：容重7.698×10-5N/mm3 ②静力荷载（雪荷载）：50年一遇最大雪荷载0.15kN/m2 ③动力荷载（吊车）：起重最大量10吨 4.材料 （1）Q235碳素结构钢 （2）①热轧普通槽钢（格构式柱） ②冷弯薄壁方钢管（横梁、檩条） ③热轧普通工字钢（吊车梁） ④热轧普通H型钢（吊车轨道） ⑤钢板（缀板）
⑥压型钢板（屋面） 4.安装条件：梁与柱铰接，柱与基础固定连接，其他连接部分焊接。 二、结构尺寸 ①模型透视图 ①俯视图 长宽A×B=60m×30m ②左视图 柱高H=5.5m 单跨宽度b=30m/3=10m 吊车梁高度h=5m 桁架屋盖高h'=2m ③正视图 单跨长度a=60m/8=7.5m 吊车轨道支柱距离a'=60m/12=5m 三、内力计算及构件设计 1.格构式轴心受压柱设计 由软件模拟分析得柱的轴心受压最大设计值为N=50000N=50kN ①对实轴计算，选择截面尺寸 假定λ y =50,按Q235钢b类截面查表得：ψ=0.856，f=215N/mm2 所需截面面积： A=N/(ψf)=50000/(0.856×215)N/cm2=2.7cm2 回转半径： i y =l oy /λ y =500cm/50=10cm 查表试选： 2[25a A=2×34.91=69.82cm2，i y =9.81cm，i 1 =2.42cm,Z =2.07cm,I 1 =175.9cm4 验算绕实轴稳定：λ y =l oy /i y =500cm/9.81cm=50.97<[λ]=150,满足要求 查表得：ψ=0.852(b类截面)
第一章：设计资料 某单跨单层厂房，跨度L＝24m，长度54m，柱距6m，厂房内无吊车、无振动设备，屋架铰接于混凝土柱上，屋面采用1.5*6.0m太空轻质大型屋面板。钢材采用Q235－BF，焊条采用E43型，手工焊。柱网布置如图2.1所示，杆件容许长度比：屋架压杆【λ】＝150 屋架拉杆【λ】＝350。 第二章：结构形式与布置 2.1 柱网布置 图2.1 柱网布置图 2.2屋架形式及几何尺寸 由于采用大型屋面板和油毡防水屋面，故选用平坡梯形钢屋架，未考虑起拱时的上弦坡度i＝1/10。屋架跨度l＝24m，每端支座缩进0.15m，计算跨度l0＝l－2*0.15m＝23.7m；端部高度取H0＝2m，中部高度H ＝3.2m；起拱按f＝l0/500，取50mm，起拱后的上弦坡度为1/9.6。 配合大型屋面板尺寸（1.5*6m），采用钢屋架间距B＝6m，上弦节间尺寸1.5m。选用屋架的杆件布置和尺寸如施工图所示。
图2.2 屋架的杆件尺寸 2.3支撑布置 由于房屋较短，仅在房屋两端5.5m开间内布置上、下弦横向水平支撑以及两端和中央垂直支撑，不设纵向水平支撑。中间各屋架用系杆联系，上下弦各在两端和中央设3道系杆，其中上弦屋脊处与下弦支座共三道为刚性系杆。所有屋架采用统一规格，但因支撑孔和支撑连接板的不同分为三个编号：中部6榀为WJ1a ,设6道系杆的连接板，端部第2榀为WJ1b，需另加横向水平支撑的的连接螺栓孔和支撑横杆连接板；端部榀（共两榀）为WJ1c。 图2.3 上弦平面
12 1 2 1---1 2---2 图2.3下弦平面与剖面 第三章：荷载计算及杆件内力计算 3.1屋架荷载计算 表3.1 屋架荷载计算表 3.2屋架杆件内力系数 屋架上弦左半跨单位节点荷载作用下的杆件内力系数经计算如图所示。屋架上弦左半跨单位节点荷载、右半跨单位节点荷载、全跨单位节点荷载作用下的屋架左半跨杆件的内力
1 污水处理工程初步设计说明 1.1 设计要求 （1）设计规模 污水处理厂处理能力3015m3/d （2）设计进水水质 （3）设计出水水质 经污水处理工程处理后出水水质主要指标应达到《纺织染整工业水污 染排放标准》（GB4287-92）要求的一级水质标准，主要水质指标如表 2所示。 1.2工艺简介及工艺流程 针对*****生产废水和生活污水混合后形成综合废水的水质水量特征，采用以“絮凝沉淀—水解酸化池—交叉流好氧接触氧化池—脱色反应池”为主体的工艺对综合废水进行处理。其工艺流程图如下：
生产废水和生活污水先经过格栅、格网，截留一部份污水中悬浮物和漂浮物，保护后续水泵的正常工作，然后进入调节池；再经泵提升后，污水进入中和池，调节污水pH值；加入絮凝剂，出水进入初沉池沉淀大部分COD、SS和色度；出水流入水解酸化池，水解酸化池主要是分解大的有机物，然后进入二级
好氧池进行生物处理，二级好氧池主要是去除COD 、色度。从好氧池出来的水进入沉淀池进行沉淀，沉淀后的水进入生物活性炭池进行进一步脱色，达标后出水排放。生化污泥浓缩池的污泥一部份用于污泥回流，剩余污泥进入污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后的污泥和物化污泥浓缩池的污泥通过带式压滤机进行脱水，泥饼外运，浓缩池的上清液及脱水的滤液则进入调节池。 2 主要构筑物计算 2.1筛网 设计说明 1选定网眼尺寸 污水中的悬浮物为纤维素类物质，所以筛网的网眼应小于2000um 。 2筛网的种类 根据生产的产品规格性能，选用倾斜式筛网，材料为不锈钢，水力负荷0.6~2.4m 3/(min*m 2) 3所需筛网面积A 参数 水力负荷q= 2.0m 3/(min*m 2) 设计流量Q=3015m 3/d=2.1m 3/min 面积 2.1 1.05 2.0 Q A q = ==m 2 设计取A=1.1m 2 2.2调节池 1在周期的平均流量为 33015125.625/24 W Q m h T = ==设计取130m 3/h 2水力停留时间t=8h
课 程 设 计 专业： 土木工程（本科） 学号： 姓名： 杨树国 日期： 2008年4月16日 一、设计资料 1、白银有色（集团）公司某单层车间建筑平面图。 2、钢筋混凝土结构设计手册。 二、计算简图的确定 计算上柱高及全柱高： 室外地坪为-0.15m ，基础梁高0.6m ，高出地面 m ，放置于基础顶面，故基础顶面标高-0.65m 。 根据设计资料得： 上柱高u H =吊车梁高+轨道构造高度+吊车高度+安全距离 =900+200+2734+166=4000=4m 全柱高H =轨顶标高-（吊车梁高+轨道构造高）+上柱高-基顶标高 =++4+= 故下柱高u l H H H -==6.35m 上柱与全柱高的比值 386.035 .100 .4===H H u λ 柱截面尺寸：
因电车工作级别为5A ，故根据书表（A ）的参考数据， 上柱采用矩形截面 A 、C 列柱：mm mm h b 500500?=? B 列柱：mm mm h b 700500?=? 下柱选用Ⅰ型 A 、C 列柱：mm mm mm h h b f 2001200500??=?? B 列柱：mm mm mm h h b f 2001600500??=?? （其余尺寸见图），根据书表关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度 A 、C 列柱： mm b mm H l 50025425 6350 25=<==（符合） B 列柱： mm b mm H l 50025425 635025=<==（符合） 对于下柱截面高度： A 、C 及 B 列柱皆有： mm h mm H l 120052912 6350 12=<==（符合） 上、下柱截面惯性及其比值 排架A 、C 列柱 上柱 49310208.5500500121 mm I u ?=??= 下柱 33800200121 21200500121???-??=l I +]502002 1 )27005032(50200361[423???+?+???41010067.7mm ?= 比值：074.010067.710208.510 9 =??==l u I I η 排架B 列柱 上柱 410310429.1700500121 mm I u ?=??= 下柱 33120020012 1 21600500121???-??=l I
单层钢结构厂房毕业设计 绪论 毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。 本组毕业设计题目为《单层钢结构厂房实际》在毕业设计前期，我温习了《结构力学》《钢结构设计原理》《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》《钢结构规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在地震期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。 毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、PKPM 等建筑软件，这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求，巩固了所学知识。 由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 零零八年六月十日
结构设计计算书 1工程概况 1.1设计条件 1. 工程水文地质条件 水文地质条件：从上到下依次为淤泥0.5m，16.5kN/m3；粘粒含量 c 8%的粉土厚5 m，18.2kN/m3，f ak 170kF＞，可不考虑地下水的影响。 2.6度抗震，近震，U类场地。 3. 某机加工车间基本数据：车间长度72m,厂房为单跨，跨度30m,厂房框架由柱脚底面到横梁下弦底部的距离H大于9m,但不超过18m,每个车间设两台30/5吨桥式吊车。 4. 屋面基本要求：该普通机加工工厂在南方某地，年平均气温在21度左右，最高气温39度，最低气温0度，主导风向为东南风，屋面采用轻质屋面板(如压型钢板)，屋面坡度i?1/3。 2 5. 屋面活荷载标准值0.7KN/m 。 6. 材料：屋架和柱：Q235、Q345,基础：C10、C20、C25，钢筋：I、U 级，砂浆：混合砂浆、水泥砂浆。 7. 建筑场地(如图1.1 ) 1.2题型及要求 1. 题型：三角形钢屋架+实腹式柱 2. 要求 (1)厂房的平面设计、立面设计与剖面设计； (2)屋架与柱设计； (3)基础设计。
目录 第一部分设计原始资料 0 第二部分结构构件选型 0 一、梁柱截面的确定 0 二、横向框架的布置 (1) 三、横向框架的跨度和柱高 (2) 第三部分横向框架内力计算 (2) 一、风荷载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (2) 三、竖向恒载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (10) 四、竖向活载作用下的横向框架(KJ-14)内力计算 (21) 第四部分梁、柱的内力组合 (28) 一、梁的内力组合 (28) 二、柱的内力组合 (30) 第五部分梁、柱的截面设计 (34) 一、梁的配筋计算 (34) 二、柱的配筋计算 (35) 第六部分楼板计算 (38) 第七部分楼梯设计 (40) 第一节楼梯斜板设计 (40) 第二节平台板设计 (41) 第三节楼梯梁设计 (41) 第八部分基础设计 (43) 第一节地基承载力设计值和基础材料 (43) 第二节独立基础计算 (43) 参考文献 (48) 致谢 (49)
第一部分 设计原始资料 建筑设计图纸：共三套建筑图分别为：某办公楼全套建筑图：某五层框架结构。 1．规模：所选结构据为框架结构，建筑设计工作已完成。总楼层为地上3~5层。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。 2．防火要求：建筑物属二级防火标准。 3．结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙厚度详分组名单。 4．气象、水文、地质资料： （1）主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压值W 0详分组名单。 （2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。 （3）自然地面-10m 以下可见地下水。 （4）地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数I 1=0.90，场地覆盖层为1.0 M ，场地土壤属Ⅱ类场地土。地基承载力详表一。 （5）抗震设防：该建筑物为一般建筑物，建设位置位于6度设防区，按构造进行抗震设防。 （6）建筑设计图纸附后，要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计。 第二部分 结构构件选型 一、梁柱截面的确定 1、横向框架梁 (1)、截面高度h 框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h=)8 1 ~121(L 。 h=)81~121( L 1=)8 1 ~121(×9200＝767~1150mm 取h=750mm (2)、截面宽度 b=)2 1~3 1(h=)2 1~3 1(×750＝250~375mm 取b=250mm 2、纵向连系梁 (1)、截面高度 h=11( ~)1218L 1=11 (~)1218×3600＝300~200mm 取h=300mm (2)、截面宽度
钢结构课程设计2016/3/20 目录 一、设计资料????????????????（1） 二、结构形式与布置?????????????（1） 三、荷载计算????????????????（2） 四、内力计算????????????????（2） 五、杆件设计????????????????（3） 六、节点设计????????????????（8）参考文献???????????????????（12）
钢屋架设计 一．设计资料 人字形屋架跨度19.8 m，屋架间距6 m，铰支于钢筋混凝土柱上，上柱截面为400 mm ×400 mm，混凝土强度等级为C 25。厂房长度51.45。屋面材料为长尺压型钢板，屋面坡度1/10，轧制H型钢檩条的水平间距为6 m，屋面积灰核载0.91kN/m2,.屋面离地面高度15 m，雪荷载为0.1 kN/m2。钢材采用Q235-B，焊条采用E43型。 二．结构形式与布置 屋架计算跨度L0=L-400=19400mm，端部及中部高度均取做2500 mm。屋架杆件几何长度及支撑布置如下图所示：
三．荷载计算 1．永久荷载（水平投影面） 压型钢板0.15×101/10=0.151 kN/m2 檩条0.1 kN/m2 屋架及支撑自重0.12+0.011×36=0.516 kN/m2 合计0.767 kN/m2 2．因屋架受荷水平投影面积超过60 m2，故屋面均布活荷载为0.30 kN/ m2大于雪荷载，顾不考虑雪荷载。 3．风荷载：风荷载高度变化系数为1.14，屋面迎风面的体形系数为-0.6，背风面为-0.5，所以负风压的设计值（垂直于屋面）为 迎风面：ω1=-1.4×0.6×1.14×0.55=-0.52668 kN/m2 背风面：ω2=-1.4×0.5×1.14×0.55=-0.4389 kN/m2ω1和ω2垂直于水平面的分力未超过荷载分项系数取1.0时的永久荷载，故将拉杆的长细比依然控制在350以内。 4．上弦节点集中荷载的设计值按可变荷载效应控制点组合为： Q=（1.2×0.767+1.4×0.3）×6×6=48.2544 kN · 四．内力计算 跨度中央每侧各两根腹杆按压杆控制其长细比，不考虑半跨荷载作用情况，只计算全跨满载时的杆件内力。 因杆件较少，以数解法（节点法）求出各杆件的内力（见图1）。
一．建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称：青岛市某重型工业厂房； 2.工程总面积：3344㎡ 3.结构形式：钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占 地面积3344㎡。 2.平面设计 建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m ×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。 3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。 4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。 5.防火 防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。 室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m 的要求。 6.抗震 建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。 7.屋面 屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为10%，排水方式为有组织内排水。屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。 8.采光 采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。 9.排水 排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。 三、设计资料 1.自然条件 2.1工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好， 地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。 冻土深度为0.5m。 2.2抗震设防：6度 2.3防火等级：二级 2.4建筑物类型：丙类 2.5基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风
该工程为某大学实验楼，钢筋混凝土框架结构；建筑层数为8层，总建筑面积11305.82m2，宽度为39.95m,长度为60.56m ；底层层高4.2m ，其它层层高3.6m ，室内外高差0.6m 。 该工程的梁、柱、板、楼梯、基础均采用现浇，因考虑抗震的要求，需要设置变形缝，宽度为130mm 。 1.1.1设计资料 (1)气象条件 该地区年平均气温为20 C o . 冻土深度25cm ，基本风压m2，基本雪压 kN/m2，以西北风为主导方向，年降水量1000mm 。 (2)地质条件 该工程场区地势平坦，土层分布比较规律。地基承载力特征值240a f kPa 。 (3)地震烈度 7度。 (4)抗震设防 7度近震。 1.1.2材料 梁、柱、基础均采用C30；纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235；单向板和双向板均采用C30，受力筋和分布筋均为HPB235；楼梯采用C20，除平台梁中纵筋采用HRB335外，其余均采用HPB235。 工程特点 本工程为8层，主体高度为29m 左右，为高层建筑。其特点在于：建造高层建筑可以获得更多的建筑面积，缩小城市的平面规模，缩短城市道路和各种管线的长度，从而节省城市建设于管理的投资；其竖向交通一般由电梯来完成，这样就回增加建筑物的造价；从建筑防火的角度来看，高层建筑的防火要求要高于中低层建筑；以结构受力特性来看，侧向荷载（风荷载和地震作用）在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用，因此无论从结构分析，还是结构设计来说，其过程都比较复杂。
在框架结构体系中，高层建筑的结构平面布置应力求简单，结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置，尽量使结构的刚心与质心重合，避免地震时引起结构扭转及局部突变，并尽可能降低建筑物的重心，以利于结构的整体稳定性；合理地设置变形缝，其缝的宽度视建筑物的高度和抗震设防而定。 该工程的设计，根据工程地震勘探和所属地区的条件，要求有灵活的空间布置和较大的跨度，故采用钢筋混凝土框架结构体系。 本章小结 本章主要论述了本次设计的工程简况和工程特点，特别对于高层建筑的优点和框架结构中高层建筑的布置原则作了详细阐述。 2 结构设计 框架设计 2.1.1 工程简况 该实验楼为八层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积11305.82m2，建筑平面
《单层工业厂房混凝土排架课程设计》1.1 柱截面尺寸确定 由图2可知柱顶标高为12.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度 l H、上柱高度Hu分别为： H=12.4m+0.5m=12.9m， l H=8.6m+0.5m=9.1m Hu=12.9m－9.1m=3.8m 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表1。 表1 柱截面尺寸及相应的计算参数 计算参数柱号截面尺寸 /mm 面积 /mm2 惯性矩 /mm4 自重 /(KN/ m) A , B 上柱矩400×400 1.6×10521.3×108 4.0 下柱I400×900×100×150 1.875×105195.38×108 4.69 本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示。
1.2 荷载计算 1.2.1 恒载 (1).屋盖恒载： 两毡三油防水层0.35KN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2 100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层4×0.1=0.4 KN/m2 一毡二油隔气层0.05 KN/m2 15mm厚水泥砂浆找平层；20×0.015=0.3 KN/m2 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 KN/m2 2.900 KN/m2 天窗架重力荷载为2×36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、找坡层1.5 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为： G1=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2＋2×36 KN/2＋2.02 KN/m×6m ＋1.5 KN/m×6m＋106 KN/2) =382.70 KN (2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值： G3=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20 KN
毕业设计说明书（毕业论文） 毕业设计（论文）题目 专业：土木工程专业 学生：赵鹏 指导教师：王羡农 河北工程大学土木工程学院 2013年05月29日
摘要 本设计工程为邯郸地区一67.5米双跨钢结构。主要依据《钢结构设计规范})GB50017-2003和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》GECS 102:2002等国家规范，综合考虑设计工程的规模、跨度、高度及用途，依据“适用、经济、在可能条件下注意美观”的原则，对各组成部分的选型、选材、连接和经济性作了比较，最终选用单层门式钢架的结构形式。梁、柱节点为刚性连接的门式钢架具有结构简洁、刚度良好、受力合理、使用空间大及施工方便等特点，便于工业化，商品化的制品生产，与轻型维护材料相配套的轻型钢结构框架体系己广泛应用于建筑结构中，本设计就是对轻型钢结构的实际工程进行建筑、结构设计与计算。主要对承重结构进行了内力分析和内力组合，在此基础上确定梁柱截面，对梁柱作了弯剪压计算，验算其平而内外的稳定性;梁柱均采用Q235钢，10. 9级摩擦型高强螺栓连接，局部焊接采用E43型焊条，柱脚刚性连接，梁与柱节点也刚性连接;屋面和墙面维护采用双层彩色聚苯乙烯夹芯板;另外特别注重了支撑设置、拉条设置，避免了一些常见的拉条设计错误。 关键词:轻型钢结构门式钢架内力分析双层彩色聚苯乙烯夹芯板节点
Abstract This project in handan area is a 67.5m double-span steel structure. The project designed strictly complies with the relavant stipulations of the "CODE FOR DESIGN OF STEEL STRUCTURES (GF50017-2003)" and "TECHNICAL SPECIFICATION FOR STEEL STRUCTURE OF LIGHT WEIGHT BUILDINGS WITH GABLED FRAMES (CECS 102:2002)", and some others. Synthesize the scale of the consideration design engineering and across a principle for span and use, according as" applying, economy, under the possible term attention beautifully", Connecting method, structure type and material of each part which consist of a light-weight steel villa are analysed, then choose the construction form that use single layer a type steel. The beam, pillar node is a light steel construction frame system that rigid and copular a type steel a ware for having construction Simple, just degree goodly, suffering dint reasonablely, using space bigly and starting construction convenience etc. characteristics, and easy to industrialisation, commercializing produce, thinking with light maintenance material the kit the already extensive applying in the building construction inside, this design is to proceeds the building, construction design to the structural and actual engineering in light steel and calculation. The tractate includes the internal force analyzes and combines, based on these analyses; we can choose the section of beam and calumniation. Next, checking computatians of stability calculatian of the plane structure. The steel beam and column employs Q235 carbon structural steel. Connection bolts are high strength bolt of friction type with behavioral grade 10.9. Common bolts are rough type made by Q235-B.F steel. Rod for manual welding usually adopts E43..Rigid connections apply to the column leg and the connection of column and beam adopts hinged connection. The metope and roofage adopts the Bauble-decked colored polystyrene clamps the circuit board. otherwise, it is analysed that the forced state of the bracing system for a steel factor building under wind land, and the design of a bracing truss for a building with larger width. Avoid some errors in the design of brace, tension rod, and tension rod jpints. Keywords:Lightweight steel structures; gabled frame; the internal force analyzes; The double-decked colored polystyrene clamps the circuit board;joint
第2章、单层工业厂房设计计算书 2.1设计条件 1.金加工车间跨度21m ，总长60 m ，柱距6 m 。 2.车间设有2台200/50kN 中级工作制吊车，其轨顶设计标高9 m 。 3.建筑地点：市郊区。 4.车间所在场地：低坪下0.8 m 为填土，填土下4 m 为均匀亚黏土，地基承载力设计值2200/a f kN m ，地下水位-4.05 m ，无腐蚀。 基本风压W=0.45KN/ m 2，基本雪压S=0.40KN/m 2。 5.厂房中标准构件选用情况： （1）.屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌浆在）标准值1,4KN/m 2，屋面板上做二毡三油，标准值为20.35/kN m 。 （2）.天沟板采用G410（三）标准图集中的TGB77—1，板重标准值为2.02/kN m 。 （3）.屋架采用G410（三）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA —21，屋架辎重标准值91KN 每榀。 （4）.吊车梁采用G425标准图集中的先发预应力混凝土吊车梁YXDL6—8，吊车梁高1200 m m ，翼缘宽500 m m ，梁腹板宽200 m m ，自重标准值45KN/根，轨道及零件重1/kN m ，轨道及垫层构造要求200 m m 。 （5）材料： A.柱：混凝土C30 B.基础.混凝土C30 C.钢筋.Ⅱ级。 2.2结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在1536m 之间，且柱顶标高大于8m ，所以采用钢筋混凝土排架结构。为了是屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房各主要构件选型见下表： 表2.1主要承重构件选型表
1 工程概况 1、1 建设项目名称:龙岩第一技校学生宿舍 1、2 建设地点:龙岩市某地 1、3 建筑类型:八层宿舍楼,框架填充墙结构,基础为柱下独立基础,混凝土C30。 1、4 设计资料: 1.4.1 地质水文资料:由地质勘察报告知,该场地由上而下可分为三层: 杂填土:主要为煤渣、石灰渣、混凝土块等,本层分布稳定,厚0-0.5米; 粘土:地基承载力标准值fak=210Kpa, 土层厚0、5-1.5米 亚粘土:地基承载力标准值fak=300Kpa, 土层厚1、5-5.6米 1.4.2 气象资料: 全年主导风向:偏南风夏季主导风向:东南风冬季主导风向:西北风 基本风压为:0、35kN/m2(c类场地) 1.4.3 抗震设防要求:七度三级设防 1.4.4 建设规模以及标准: 1 建筑规模:占地面积约为1200平方米,为8层框架结构。 2建筑防火等级:二级 3建筑防水等级:三级 4 建筑装修等级:中级 2 结构布置方案及结构选型 2、1 结构承重方案选择 根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图,本工程确定采用横向框架承重方案,框架梁、柱布置参见结构平面图,如图2、1所示。 2、2 主要构件选型及尺寸初步估算 2.2.1 主要构件选型 (１)梁﹑板﹑柱结构形式:现浇钢筋混凝土结构
图2、1 结构平面布置图 (２)墙体采用:粉煤灰轻质砌块 (３)墙体厚度:外墙:250mm,内墙:200mm (４)基础采用:柱下独立基础 2.2.2 梁﹑柱截面尺寸估算 （１）横向框架梁: 中跨梁(BC跨): 因为梁的跨度为7500mm,则、 取L=7500mm h=(1/8~1/12)L=937、5mm~625mm 取h=750mm、 4 7.9 750 7250 > = = h l n= =h b) 3 1 ~ 2 1 (375mm~250mm 取b=400mm 满足b>200mm且b 750/2=375mm 故主要框架梁初选截面尺寸为:b×h=400mm×750mm 同理,边跨梁(AB、CD跨)可取:b×h=300mm×500mm （２）其她梁: 连系梁: 取L=7800mm h=(1/12~1/18)L=650mm~433mm 取h=600mm = =h b) 3 1 ~ 2 1 (300mm~200mm 取b=300mm 故连系梁初选截面尺寸为:b×h=300mm×600mm 由于跨度一样,为了方便起见,纵向次梁截面尺寸也初选为: b×h=300mm×600mm
《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业：土木工程 姓名 学号： 指导老师：
目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22
湖南科技大学 毕业设计（论文） 题目 作者 学院 专业 学号 指导教师 二〇〇年月日
湖南科技大学 毕业设计（论文）任务书 院系（教研室） 系（教研室）主任:（签名）年月日 学生姓名: 学号: 专业: 1 设计（论文）题目及专题： 2 学生设计（论文）时间：自年月日开始至年月日止 3 设计（论文）所用资源和参考资料： 4 设计（论文）应完成的主要内容： 5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求： 6 发题时间：年月日 指导教师：（签名） 学生：（签名）
湖南科技大学 毕业设计（论文）指导人评语 [主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价] 指导人：（签名） 年月日指导人评定成绩：
湖南科技大学 毕业设计（论文）评阅人评语 [主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价] 评阅人：（签名） 年月日评阅人评定成绩：
湖南科技大学 毕业设计（论文）答辩记录 日期： 学生：学号：班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料： 1 设计（论文）说明书共页 2 设计（论文）图纸共页 3 指导人、评阅人评语共页 毕业设计（论文）答辩委员会评语： [主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价] 答辩委员会主任：（签名） 委员：（签名） （签名） （签名） （签名）答辩成绩： 总评成绩：
单层厂房设计 一、设计依据： 1、建筑结构荷载规范(GB50009-2001) 2、混凝土结构设计规范(GB50010-2002) 3、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) 4、房屋建筑制图统一标准(GB/T5001-2001) 5、建筑结构制图标准(GB/T50105-2001) 6、国家建筑设计标准图集04G410-1 ~ 2 7、国家建筑设计标准图集05G511 8、国家建筑设计标准图集05G335 9、国家建筑设计标准图集05G325 10、有关规范、标准、设计手册及教材 二、设计资料 某机械加工装配车间。为两跨等高厂房（18m+24m），柱距6m，厂房全长60m。24m跨设有20t/5t中级桥式吊车，18m跨设有两台10t 4A级桥式吊车。轨顶标高8.7m。地质情况：地下水位在-4m以下，地基土为沙质粘土，地基承载力特征值为220KN/m2。 三、主要结构构件的选型及布置 1、屋面结构布置。包括屋面板、天沟板、屋架及其支架、天窗架等构件的选型和布置。 （1）屋面板（包括檐口板、嵌板） 屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面板自重）的设计值，查04G410-1。 屋面荷载标准值： 防水层G ik =0.35kN/m2 保温层G2k =0.48kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层G3k =0.40kN/m2 Q ik =0.50kN/m2 雪荷载（沈阳地区）Q2k =0.50kN/m2 外加荷载基本组合设计值 q=1.35×（0.35+0.48+0.4）+1.4×0.7×0.50 = 2.204 kN/m2采用预应力混凝土屋面板。查04G410-1屋面板选用：Y-WB-2Ⅱ，允许荷载：2.50 kN/m2>2.204 kN/m2,板自重1.4 kN/m2，灌缝重标准值0.1 kN/m2。 不设天窗架和天沟板，采用自由排水方式。 （2）屋架及支撑 本厂房跨度为24m和18米，宜采用梯形钢屋架，跨度为6m。 荷载设计值： 防水层G ik =0.35kN/m2 保温层G2k =0.48kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层G3k =0.40kN/m2 屋面板Y-WB-2Ⅱ（含灌缝）G4k =1.50kN/m2 屋架悬挂管道G5k =0.10kN/m2 Q ik =0.50kN/m2 雪荷载（沈阳地区）Q2k =0.50kN/m2
钢结构课程设计---王子涵
一、设计资料 该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值。刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板，详细做法见建筑专业设计文件；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。 二、荷载计算 （一）荷载取值计算 1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面） 2．屋面可变荷载标准值 3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等） KN/m2 4．风荷载标准值 按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。 =× KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑基本风压ω
结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数 值采用，μ z =。风荷载体型系数μ s ：迎风面柱及屋面分别为＋和－，背风面柱及屋面 分别为＋和－(CECS102：2002中间区)。 5．地震作用 据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中第 （二）各部分作用的荷载标准值计算 三、内力分析 考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。柱脚按铰接支承设计。采用弹性分析方法确定刚架内力。引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编著，）中表2－29（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。 1．在恒荷载作用下 λ=l/h=18/6=3 ψ=f/h=6= k=h/s=6/= μ=3+k+ψ(3+ψ)=3++×(3+=