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论多层钢结构工业厂房的结构设计摘要：在我国，由于建筑钢结构质量轻、强度高、跨度大、布置灵活、施工周期短等特点，被大规模应用于工业建筑领域，其中多层钢结构工业厂房更因占地面积小、空间利用率高等优势逐渐被市场接受。
但多层钢结构工业厂房普遍存在设备荷载大、柱距大、楼板开洞多等设计难点，本文在对多层钢结构工业厂房进行综合阐述的基础上，分析了多层钢结构工业厂房的设计方案和流程。
关键词：多层钢结构；工业厂房；设计方案引言：多层钢结构厂房不仅能提高单位面积土地的使用效率，而且在结构体系方面有传统混凝土结构无法比拟的优良性能，为企业节省了大量的建造成本，并提升了建筑整体安全性能。
伴随着我国工业的迅速发展，以多层钢结构为主的工业厂房得到了大中型工厂的青睐。
因此，探索多层钢结构工业厂房结构的设计方案，具有十分重要的现实意义。
1多层钢结构工业厂房优势及设计要点1.1钢结构的优势金属构件被发现应用于房屋结构中最早可以追溯到18世纪末的英国。
然而钢材因传统建筑材料无法比拟的优势，在建筑领域中异军突起，很快便普及开来。
钢结构的主要优势如下：（1）强度高，质量轻。
钢材的高强度特性，能满足工业厂房跨度大、荷载大的功能需求，且相比于砌体和混凝土，钢结构可减轻建筑30%左右的质量，有利于抗震设计。
由于钢结构建筑总质量小，建筑的地基和基础处理相对简单。
（2）塑性和韧性好。
钢材的塑性和韧性是砌体和混凝土无法比拟的。
一些大工业厂房存在重型吊车和运行时产生振动的设备，钢材对动荷载适应能力较强，在偶然荷载作用下也不容易发生断裂。
（3）批量生产，安装方便。
混凝土从浇筑至拆模需要7d，而钢结构构件和连接节点已实现大规模工业化生产，构件和节点直接运送至施工现场进行装配式安装，建设周期短，大量节省人力，建设成本低。
（4）绿色环保，循环使用。
钢结构构件在拆除后仍可以循环使用，绿色环保，符合可持续发展战略要求。
1.2多层钢结构工业厂房设计要点出于工艺生产的需求，工业厂房一般柱距较大、层高较高，为安置大型机械设备，柱网布置有时会不规则。
天津城市建设学院课程设计任务书2009 —2010 学年第二学期土木工程系港口专业07港口航道与海岸工程2 班课程设计名称：施工组织课程设计设计题目：钢筋混凝土框架结构主体工程( D图，五段流水，一支一浇，柱、主梁模板计算)完成期限：自2010 年 6 月7 日至2010 年 6 月18 日共 2.0 周1．设计原始资料1.1 工程概况某现浇钢筋混凝土框架结构多层工业厂房，宽度19m部分为五层，宽度17m部分为四层，主体结构及主要构件尺寸见附图。
工程地点位于天津市近郊。
土建工程由天津市某建筑公司某分公司承包。
主体结构施工期限为6个月，施工日期为5月1日至10月30日。
1.2 资源供应条件模板采用木模版（胶合板）或定型组合钢模板，钢模板所需连接件及模板支撑件均能满足配套使用要求。
钢筋在现场临时加工棚加工成型，在操作面进行绑扎。
混凝土主要采用商品混凝土，并在现场设置临时搅拌棚，作为临时补充及零星混凝土使用。
各种施工机具由公司机械站按施工计划供应。
1.3 现场条件现场已达到“三通一平”标准，且基础工程已完成。
现场施工范围详见附图。
2．设计内容2.1 编写工程概况和施工条件2.2 选择施工方案2.2.1 划分流水施工段2.2.2 计算各施工段的工程量2.2.3 确定施工顺序2.2.4 选择垂直运输机械2.2.5 选择施工方法：分别选择模板工程、钢筋工程、混凝土工程的施工方法。
其中模板工程应包括模板及其支撑系统的构造设计，绘制模板构造图，并进行设计计算。
2.3 编制施工进度计划2.4 设计施工现场平面布置图2.5 确定主要技术组织措施3．设计要求3.1 课程设计说明书3.1.1内容及基本格式要求不得少于5000字（包括附表及附图），具体内容详见设计指导书。
可以手写或打印，均采用A4纸。
书写要用黑或蓝黑墨水，书写工整。
打印时正文采用5号宋体，页边距均为25mm，行间距为18磅；文中标题采用宋体加粗，字号可适当加大。
某多层⼚房现浇钢筋混凝⼟框架结构毕业设计某多层⼚房现浇钢筋混凝⼟框架结构毕业设计⽬录绪论 (1)第⼀章设计说明 (2)第⼀节⼯程概况 (2)第⼆节建筑材料选择 (2)第⼆章结构设计 (3)第⼀节布置及梁柱截⾯初估 (3)第⼆节框架计算简图及梁柱刚度计算 (4)第三章荷载计算 (6)第⼀节竖向荷载计算 (6)第⼆节风荷载计算 (9)第三节⽔平地震作⽤的计算 (12)第五节重⼒荷载代表值作⽤下的计算 (19)第四章内⼒组合 (25)第⼀节⽀座边缘处的内⼒值的计算 (25)第⼆节组合前内⼒的调整 (28)第五章配筋计算 (39)第⼀节框架柱和梁的截⾯设计 (39)第⼆节板的计算 (46)第三节楼梯的计算 (48)第六章基础设计 (50)第⼀节确定基础类型和尺⼨ (50)第⼆节内⼒分析 (50)第三节配筋计算 (52)第七章施⼯组织设计 (55)第⼀节施⼯准备⼯作 (55)第⼆节施⼯部署 (57)第三节主要项⽬施⼯⽅法 (57)第四节技术质量、安全⽣产、⽂明施⼯措施 (59)第七章结论 (61)致谢 (62)参考⽂献 (63)绪论毕业设计是本专业教育培养的重点，也是毕业前的综合学习阶段，是对所学专业知识的深化、拓宽，是对⼤学期间所学专业知识的全⾯总结。
通过毕业设计，可以将以前学过的知识重温回顾，对疑难知识再学习，对提⾼个⼈的综合知识结构有着重要的作⽤。
通过毕业设计，使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施⼯图绘制、⼝头表达等各个⽅⾯得到综合训练，具备从事相关⼯作的基本技术素质和技能。
在我国，多层建筑结构以钢筋混凝⼟结构为主。
多层建筑的结构设计有两⽅⾯的特质：⼀是风荷载和地震荷载等⽔平⽅向作⽤引起的内⼒和位移已成为结构设计的控制因素；⼆是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。
结构不仅要满⾜承载⼒（强度）的要求，同时还要把结构在⽔平荷载下的位移控制在⼀定范围内，所以多层建筑结构需要有较⼤的抗侧移刚度。
框架结构体系的主要特点是平⾯布置⽐较灵活，能提供较⼤的室内空间，是较常⽤的结构体系。
第一章编制依据与编制说明 (4)第二章工程概况和工程特点 (5)2.1工程概况 (5)2.2工程特点 (9)2.3工程难点 (9)2.4现场施工条件 (9)第三章施工部署 (9)3.1指导思想 (10)3.2施工阶段划分及主要内容 (10)3.3施工流程 (11)3.4主体结构施工流水区段的划分 (13)3.5施工准备 (13)3.6工程管理目标 (17)第四章施工进度计划 (20)4.1工期目标 (20)4.2主要施工进度计划安排 (20)12、其它单位工程根据实际情况与业主协商另行安排施工计划。
(20)4.3工期保证措施 (20)4.4施工进度计划滞后的应急措施 (22)第五章施工总平面布置及管理 (24)5.1施工总平面布置 (24)5.2施工总平面管理 (25)第六章主要分部（分项）工程施工方法 (29)6.1施工测量 (29)6.2预应力管桩工程 (32)6.4土方工程与基础施工方法 (36)6.5钢筋工程 (37)6.6模板工程 (43)6.7混凝土工程 (47)6.9砌体工程 (52)6.10装饰工程 (55)6.11外脚手架施工方案 (64)6.12厂区屋面工程第七章对各专业施工单位的配合管理 (94)7.1配合管理目标 (94)7.2配合管理原则 (94)7.3配合管理方法 (94)7.4配合管理内容 (95)第八章设备机械配置及材料进场安排 (99)8.1设备机械配置 (99)8.2材料计划 (100)第九章组织管理架构及人力资源配备 (101)9.1项目组织管理架构 (101)9.2劳动力计划与管理 (106)第十章工程质量管理与保证措施 (109)10.1工程质量管理体系 (109)10.2质量职责 (112)10.3质量及创优计划保证措施 (113)10.4工程回访及质量保修 (148)第十一章文明施工及安全保证措施 (149)11.1文明施工保证措施 (149)11.2环境保护措施 (156)11.4信息化管理措施 (167)第一章编制依据与编制说明1、编制依据1.1广州市****城市建筑设计院有限公司设计的**** （广州）实业有限公司厂区一期工程建筑、结构和安装各专业以及厂区给排水、道路、围墙、雨水、污水等施工图；1.2中华人民共和国国家、行业或地方颁布的有关现行施工规范、标准、规程、法规和图集；1.3现场实际情况；1.4本单位有关管理制度；1.5与业主签订的工程施工承包合同。
多层整体装配式钢筋混凝土框架结构综合楼施工组织课程设计1工程概况1.1工程特征本工程为衡阳市某厂综合楼，位于金花路，由I部和II部组成L型转角楼。
采用现浇柱，预制梁，整体装配式钢筋混凝土框架结构。
（1）层高及建筑面积：I部五层，顶高21m，层高4.2m，II部为六层，顶高23.1m，1-2层层高4.8m，3、4、5层层高为3.3m，6层层高为3.6m。
总建筑面积7834m2。
（2）绝对标高，±0.00相当于绝对标高425.044。
（3）结构方案：本工程为装配整体式框架结构，横向框架梁为预制迭合梁，纵向框架梁，次梁，柱，楼梯等均为现浇。
楼盖除厕所、盥洗、水箱间及二层售饭处为现浇外，其余均为预制空心板，上有4cm整浇层。
墙体为非承重墙，外墙为240m厚普通粘土砖墙，内墙为大孔空心砖墙。
施工时横向预制梁吊装后再现浇纵向框架梁和次梁。
（4）楼地面：水泥砂浆地面用于II部厨房和库房，教室宿舍等。
水磨石地面用于上述以外的其它部位，底层地面垫层为60厚100#素混凝土。
（5）顶棚及墙面：I部楼梯间为石膏板隔墙，贴白色塑料壁纸。
其它顶棚及墙面均为石灰砂浆打底，纸筋灰罩面，喷白灰浆二道。
（6）外墙面：为绿色水刷石，局部构件（檐口、阳台、雨蓬）及凸出墙面壁柱等贴马赛克。
（7）屋面防水层：沥青胶隔汽层，水泥蛭石保温层，三毡四油防水层上铺绿豆砂。
1.2施工工期要求基础工程由甲方自己完成。
施工单位由0.00开始，总工期为8个月。
从2013年3月1日至同年10月30竣工。
1.3地质及环境条件由勘测报告，土壤为一级大孔性黄土，天然地基承载力为15T/m2，地下水位在地表下6-7m。
建筑场地北面和东面，南面均紧邻厂区，以墙为界，西南为金花路（见总平面图）。
1.4气象条件夏秋两季主导风向偏东，冬季北偏西。
雨季为4、5两月。
1.5施工技术经济条件本工程由衡阳市某建筑公司承担，该公司分派一个施工队负责。
施工队有瓦工和抹灰工80人，木工24人，钢筋工15人，混凝土工40人，机械工8人，安装工12人，油漆工15人，共194人。
混凝土结构课程设计学生姓名：王淑容学号：指导教师：所在学院：武汉工业学院专业：土木工程20 年月目录1、设计资料 (1)2、板的设计 (1)2.1荷载 (2)2.2内力计算 (2)2.3正截面承载力计算 (3)3、次梁的设计 (4)3.1荷载 (4)3.2内力计算 (4)3.3截面承载力计算 (5)4、主梁的设计 (7)4.1荷载 (7)4.2内力计算 (8)4.3截面承载力计算 (12)4.4主梁吊筋计算 (15)1.设计资料本设计为设计任务书上对应学号为2的设计。
对象为某多层厂房，采用内框架结构，边柱为砖墙，楼盖采用钢筋混凝土现浇单项板肋梁楼盖，楼面活荷载标准值为5.02/kN m ，楼面梁格布置1272006900L L mm mm ⨯=⨯,如图1。
楼面层为水泥花砖地面（砖厚25mm ，包括水泥粗砂打底），自重0.62/kN m 。
板底及梁侧采用15mm 厚混合砂浆打底。
板深入墙内mm 120，次梁伸入墙内240mm ，主梁伸入墙内370mm ，柱的截面尺寸为400400mm mm ⨯。
混凝土采用C25（c f =11.92/N mm ），梁的受力纵筋采用HRB335级钢筋（y f =3002/N mm ），其余采用HPB235级钢筋（y f =2102/N mm ）。
图1 楼面梁格布置图2.板的设计板按塑性内力重分部方法设计。
按刚度条件板厚为，按构造要求，工业房屋楼面的最小厚度为80mm ，故取板厚80h mm =，取次梁截面高度450h mm =，截面宽度200b mm =。
板的几何尺寸和计算简图见图2。
图2 板的几何尺寸及计算简图2.1 荷载恒荷载板自重 0.0825 2.0⨯=2/kN m 楼面面层 0.62/kN m 天棚抹灰 0.015⨯17=0.262/kN mk g =2.862/kN m使用活荷载 k q =5.02/kN m 荷载组合设计值根据建筑结构荷载规范（GB5009—2001）规定，对于标准值大于4kN/m 2的工业房屋楼面结构的活荷载应取 1.3Q γ=，所以有:1.2 1.3 1.22.86 1.3 5.09.93k k g q g q +=+=⨯+⨯=2/kN m 1.35 1.30.7 1.35 2.86 1.30.7 5.0k k g q g q +=+⨯=⨯+⨯⨯=8.412/kN m取ｇ＋ｑ＝9.932/kN m2.2 内力计算取一米宽的板带作为计算单元，各跨的计算的跨度为： 中间跨： 0 2.30.20 2.10n m l l ==-= 边跨： 00.200.082.30.12 2.12222n t m l l =+=--+= 边跨与中间跨的计算跨度相差：002.12 2.100.0095102.10-=<故可按等跨连续梁计算反力。
各截面的弯矩计算见表1。
2.3 正截面承载力计算取板的截面有效高度060h mm=，各截面的配筋计算见表2。
板的配筋图、钢筋表见施工图。
表2 板的正截面承载力计算3.次梁的设计取主梁的梁高650h mm =，梁宽250b mm =。
次梁的截面尺寸及支撑情况见图3。
图3 次梁的几何尺寸及支撑情况3.1 荷载恒荷载由板传来 2.86 2.3 6.58⨯=/kN m 次梁自重 250.2(0.450.08) 1.85⨯⨯-=/kN m 梁侧抹灰17(0.450.08)20.0150.19⨯-⨯⨯=/kN m8.62k g =/kN m使用活荷载 5.0 2.311.5k q =⨯=/kN m 荷载组合设计值1.2 1.3 1.28.62 1.311.525.29k k g q g q +=+=⨯+⨯=/kN m1.35 1.30.7 1.358.62 1.30.711.522.10k k g q g q +=+⨯⨯=⨯+⨯⨯=/kN m取25.29g q +=/kN m3.2 内力计算按塑性内力重分布方法计算次梁内力。
计算跨度：中间跨：07.20.25 6.95n l l m ==-=边跨： 00.250.247.20.127.075 1.025 1.025 6.9557.129222n n a l l m l m =+=--+=<=⨯= 边跨和中间跨的计算跨度相差：7.075 6.950.018010%6.95-=<故可按等跨连续梁计算内力。
剪力计算时跨度取净跨。
计算简图如图4所示。
图4 次梁的计算简图次梁内力计算表3，表4。
表3 次梁弯矩计算表4 次梁剪力计算3.3 截面承载力计算次梁跨中截面按T 形截面进行计算，其翼缘宽度取二者中的较小值：6.952.3233f l b m '=== 0.2 2.1 2.3f n b b s m '=+=+=故取 2.3f b m '=。
判别各跨中截面属于哪一类T 形截面，取045035415h mm =-=，则：08023008011.9415821.11115.0822f f f c h b h f h kN m kN m '⎛⎫⎛⎫''-=⨯⨯⨯-=⋅>⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故属于第一类T 形截面。
支座截面按矩形截面计算，第一内支座截面，按两排筋考虑，取045060390h mm =-=；中间支座按一排筋考虑，取045035415h mm =-=。
次梁正截面承载力计算见表5。
表5 次梁正截面承载力计算注：1的计算大于其限制值，但考虑到钢筋伸入支座对减少受压区高度有利，所以此处不予处理。
次梁斜截面承载力计算见表6。
表6 次梁斜截面承载力计算续表6次梁配筋见施工图。
4.主梁的设计按弹性理论计算主梁内力，不考虑塑性内力重分布。
取柱截面尺寸为400400mm mm ⨯。
主梁的截面几何尺寸与支撑情况如图5。
图5 主梁几何尺寸及支撑情况4.1 荷载恒荷载由次梁传来 8.627.262.06⨯=kN 主梁自重（折算为集中荷载） 0.25(0.650.08) 2.3258.19⨯-⨯⨯=kN梁侧抹灰（折算为集中荷载） 2(0.650.08) 2.30.015170.67⨯-⨯⨯⨯=kN70.92k G =kN使用活荷载 11.57.282.8k Q =⨯=kN 荷载组合设计值1.2 1.3 1.270.92 1.382.8192.74k k G Q G Q +=+=⨯+⨯=kN1.35 1.30.7 1.3570.92 1.30.782.8171.09k k G Q G Q +=+⨯⨯=⨯+⨯⨯=kN取 1.270.9285.10G =⨯=kN 1.382.8107.64Q =⨯=kN4.2 内力计算计算跨度如下：中间跨：06900 6.9c l l mm m === 边跨：00.40.40.376.90.12 6.9722222n b a l l m ⎛⎫=++=--++= ⎪⎝⎭ 00.40.41.025 1.025 6.90.12 6.94222n b l l m ⎛⎫=+=--+= ⎪⎝⎭ 取0 6.94l m =。
计算简图见图6。
图6 主梁计算简图（尺寸单位m ）各种荷载工况下的主梁内力计算见表7。
内力计算过程见表8。
最不利组合见图7所示。
主梁的弯矩包络图与剪力包络图见图8。
图7 主梁最不利内力组合图8 主梁弯矩及剪力包络图4.3 截面承载力计算主梁跨中截面按T形截面计算，其翼缘宽度取下列二值中的最小值：6.92.333f l b m '=== ()0.257.20.257.2f n b b s m '=+=+-=取2300f b mm '=，取065035615h mm =-=。
判别T 形截面类型：08023008011.961522f f f c h b h f h '⎛⎫⎛⎫''-=⨯⨯⨯- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭112590200001259.02359.99kN m M kN m ==⋅>=⋅故属于第一类T 形截面。
主梁支座截面按矩形截面计算，取065080570h mm =-=（因支座截面较大考虑布置两排筋布置在次梁主筋下面）。
跨内截面在负弯矩作用下按矩形截面计算取065060h =-590mm =。
主梁的截面承载力及配筋计算见表9和表10。
表9 主梁正截面承载力计算同次梁（因为配筋均为HRB335级钢筋）。
注：b4.4 主梁吊筋计算由次梁传至主梁的全部集中荷载为：1.262.06 1.382.8182.1G Q kN +=⨯+⨯=则2182100429.32sin 23000.707s y G Q A mm f a +===⋅⨯⨯取2B 18（2509s A mm =）。
主梁配筋图见施工图。
