1、本本科科畢畢業業設設計計（論論文文） 題 目鼎盛環保設備 生產車間設計 學生姓名 學 號 院（系）土木工程學院 專 業土木工程 指導教師 時 間 2009年6月10日 西安建筑科技大學西安建筑科技大學 畢業設計任務書畢業設計任務書 題 目：鼎盛鼎盛環環保保設備設備生生產車間設計產車間設計 院（系）：土木工程學院土木工程學院 專 業：土木工程土木工程 姓 名： 學 號： 指導教師： 填表日期：2009年年6月月10日日 題目：鼎盛環保設備生產車間設計題目：鼎盛環保設備生產車間設計 一、工程概況一、工程概況 1. 工程名稱：xx 環保設備生產車間設計。 2. 建設地點：擬建建筑物位于西安市, 室外

2、地坪設計標高為 423.70m。 。 3. 建設規模：總建筑面積 20002500 平方米。 4. 本項目擬定開工日期：2009 年 7 月 1 日，竣工日期：2009 年 10 月 31 日。 5. 設計要求：單層輕型鋼結構廠房，廠房內設起重量 5t（或 10t）吊車 2 臺，軌頂標高 7m 或 8m。 二、設計原始資料二、設計原始資料 （一）氣象條件 1. 冬季采暖室外計算溫度5c。 2. 主導風向：東北。基本風壓 0.35kn/m2。 3. 基本雪壓：0.20kn/m2。 4. 年降雨量：632mm；日最大降雨量：92mm；時最大降雨量：56mm； 雨季集中在 9、10 月份。 5. 土

3、壤最大凍結深度 450mm。 （二）工程地質條件 1. 建筑場地地貌單元屬黃土梁南緣，場地工程地質條件見附錄 2。 2. 地下水穩定埋深 8.49.6m，屬潛水類型。地下水對鋼結構和混凝土結 構、鋼筋混凝土結構中的鋼筋均無腐蝕性，但在干濕交替條件下對鋼筋混凝土 結構中的鋼筋具弱腐蝕性。場地水位以上土質對鋼結構和混凝土結構、鋼筋混 凝土結構中的鋼筋均無腐蝕性。 3. i 級非自重濕陷性黃土，地基承載力特征值為 170kpa。 4. 抗震設防烈度 8 度，建筑場地類別為 ii 類。 5. 根據場地巖土工程條件和建筑物荷載特點，建議本工程采用換土墊層法 處理地基，基礎形式采用柱下獨立基礎。 （三）施

4、工條件 1. 建設場地平坦，道路通暢，水、電就近可以接通，基本具備開工建設 條件。 2. 擬參與投標的施工單位技術力量和機械化水平均較高。 三、建筑設計任務及要求三、建筑設計任務及要求 （一）設計任務 根據建設單位提供的設計委托書，完成建筑平面、剖面及立面設計。 （二）設計要求 1平面設計：合理確定平面柱網尺寸；滿足室內采光、通風要求。 3剖面設計：根據給定設計資料，確定合理建筑層高。 4立面設計：建筑風格、造型應富有創意，有時代感。 （三）設計成果 說明書 1 份，1#圖紙 2 張 1平面圖，比例 1：100。 2立面圖：正立面，側立面各一個，比例 1：100。 3剖面圖，比例 1：100。

5、 4節點詳圖：不少于 5 個，其中要求檐口和屋脊構造詳圖必做。所有圖 紙繪圖比例自定。 5建筑設計說明書。 建筑設計方案應達到初步設計深度，構造詳圖達到施工圖深度。圍護結 構采用雙層彩色壓型鋼板內填保溫材料，可以是工廠復合板，也可以是現場復 合板，自選。 四、結構設計任務及要求四、結構設計任務及要求 （一）設計任務 根據建筑設計方案及設計原始資料，選擇結構體系，布置結構構件，進行 結構內力分析，確定構件截面，設計連接節點，繪制結構施工圖。 （二）設計要求 1. 結構選型：根據建筑設計方案及設計原始資料，選擇適當的結構體系。 2. 結構布置：合理布置結構構件，初步確定材料強度等級及構件截面尺 寸

6、。 3. 結構內力分析及構件設計：根據現行國家設計規范，計算結構荷載及 地震作用；手算完成結構的內力分析，進行剛架梁、柱的內力組合，完成構件 截面及連接節點設計；同時，采用工程設計軟件計算結構內力及設計結構構件， 并與手算結果進行對比分析。 （三）設計成果 計算書 1 份，1#圖紙 3 張 計算書內容： 1. 結構設計方案論證（包括柱網布置，支撐設置，剛架主尺度以及材料 選擇等） ； 2. 主要承重結構的內力計算及設計。 3. 吊車梁設計。 4. 墻梁、壓型鋼板、抗風柱、牛腿設計。 圖紙內容： 1. 屋蓋結構布置圖； 2. 墻面結構布置圖； 3. 剛架（或框架）結構施工圖； 4. 節點詳圖。

7、5. 吊車梁施工圖。 五五、地基基礎設計任務及要求、地基基礎設計任務及要求 （一）設計任務 根據建筑、結構設計文件和工程地質條件，論證地基、基礎方案，并提交 地基基礎施工圖紙。工程地質條件資料見附錄 2。 （二）設計要求 1.墊層材料選擇及要求；墊層施工方法；墊層厚度；壓實系數；處理后 的地基承載力特征值。 2.基礎選型：根據工程勘察資料以及所設計的上部結構，進行基礎方案 比較，選擇合適的基礎類型。確定材料強度等級；初步確定基礎構件的截面尺 寸。地基基礎方案應符合上部結構特點及工程地質條件，并具有較好的經濟性； 3.根據所選基礎類型，確定基礎底面積、基礎高度；選擇合適的計算方 法，進行基礎的內

8、力計算及截面設計。 （三）設計成果及要求 設計成果 1.計算書一份 2.基礎結構平面布置圖。 3.地基處理及基礎配筋圖。 4.地基基礎設計說明書。 成果要求： 1 設計計算方法正確，計算分析無誤，步驟清晰完整；地基基礎方案設 計計算內容詳盡，方案安全可靠合理。 2 繪圖要嚴格按照制圖標準要求，做到圖幅規范，圖面整潔，布圖緊湊 勻稱，線條流暢，粗細分明，尺寸齊全，注字規范。 3 說明書的撰寫應字跡工整，結構嚴謹，條理清晰，文字通順。 六、設計成果統一要求六、設計成果統一要求 （一）設計說明書 應完整地說明設計方案、設計依據、設計步驟及過程；論述充分，條理清 晰，敘述準確，簡明扼要；書寫整齊；計算

9、過程盡可能表格化。 設計說明書應包括下列內容：封頁，扉頁，畢業設計任務書，中英文摘要 和關鍵詞，目錄，正文，參考文獻，附錄，致謝。設計說明書的字數應在 10000 字以上， 建筑設計、結構設計和地基基礎設計三部分的說明書應合在一 起裝訂成冊。 （二）圖紙 設計圖紙應符合國家有關制圖標準，正確體現設計意圖；圖面整潔，布置 勻稱，尺寸標注齊全，字體端正，線型規范。 圖紙繪制包括計算機繪制和手工繪制兩部分，建筑設計、結構設計和地基 基礎設計各階段至少應有 12 張手工繪制的圖紙（1 號或 1 號以上）。 七、國家標準及設計參考資料七、國家標準及設計參考資料 （一）建筑設計部分（一）建筑設計部分 1國

10、家標準. 房屋建筑制圖統一標準（gbt 500012001）. 北京：中國 計劃出版社，2002 2國家標準. 建筑制圖標準（gbt 501042001）.北京：中國計劃出版社， 2002 3國家標準. 建筑設計防火規范 （gbj 16-87）. 北京：中國計劃出版社， 2005 4教材.房屋建筑學.同濟大學、西安建筑科技大學、東南大學、重慶大學合 編.北京：中國建筑工業出版社，2005 （二）結構設計部分（二）結構設計部分 1國家標準. 建筑結構荷載規范（gb 500092001）. 北京：中國建筑工業 出版社，2002 2國家標準. 建筑抗震設計規范（gb 500112001）. 北京：中

11、國建筑工業 出版社，2001 3國家標準. 建筑抗震設防分類標準（gb 502232004）. 北京：中國建筑 工業出版社，2004 4國家標準. 鋼結構設計規范（gb 500172003）. 北京：中國計劃出版社， 2003 5國家行業標準. 門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程（cecs102:2002）. 北 京：中國計劃出版社，2003 6國家標準.冷彎薄壁型鋼結構技術規范（gb50018-2002）.北京：中國計劃 出版社，2002 7國家標準. 建筑結構制圖標準（gb/t 501052001）. 北京：中國計劃 出版社，2002 8國家建筑標準設計圖集. 鋼結構設計制圖深度和表示方法（0

12、3g102）. 北 京：中國建筑標準設計研究院，2003 9龔思禮主編. 建筑抗震設計手冊（第二版）. 北京：中國建筑工業出版社， 2002 10鋼結構設計手冊編輯委員會.鋼結構設計手冊（第三版）.北京：中國 建筑工業出版社，2004 11陳紹蕃. 鋼結構（上）. 北京：中國建筑工業出版社，2003 12陳紹蕃、顧強編著. 鋼結構（下）. 北京：中國建筑工業出版社，2003 13豐定國、王社良主編. 抗震結構設計（第 2 版）. 武漢：武漢工業大學出 版社，2003 14梁興文、史慶軒主編. 土木工程專業畢業設計指導. 北京：科學出版社， 2002 （三）地基基礎部分（三）地基基礎部分 1土工

13、試驗方法標準 （gb/t501231999） 2國家標準. 建筑地基基礎設計規范（gb 500072002）. 北京：中國建筑 工業出版社，2002 3國家標準：建筑地基處理技術規范（jgj 792002 j 2202002） 4國家標準. 濕陷性黃土地區建筑規范（gb 500252004）. 北京：中國建 筑工業出版社，2004 5建筑地基基礎工程施工質量驗收規范 （gb502022002） 6土木工程專業巖土工程方向邊坡支護課程設計指導書 （韓曉雷編） 8華南理工大學等編著. 地基及基礎（第三版）. 北京：中國建筑工業出版 社，1998 9陳仲頤、葉書麟編著. 基礎工程學. 北京：中國建筑

14、工業出版社，1990 10史佩棟、高大釗主編.高層建筑基礎手冊. 北京：中國建筑工業出版社， 2000 11沈杰.地基基礎設計手冊.上海科學技術出版社.1988 12美h.f.溫特科恩、方曉陽主編.錢鴻縉、葉書麟等譯校.基礎工程手冊. 北京：中國建筑工業出版社，1983 八、設計進度八、設計進度 三部分設計時間分別為：建筑設計 3 周、結構設計 8 周、地基基礎設計 3 周，共 14 周。各部分設計進度如下： 建筑設計進度 序號設計內容 設計時間 （天） 1布置設計任務、方案草圖3 2工具草圖、構造設計5 3正式圖5 4整理說明書2 合計15 結構設計進度 序號設計內容 設計時間 （天） 1結

15、構方案選取及吊車梁計算3 2墻梁、檁條、壓型鋼板、抗風柱、牛腿設計5 3荷載分析及內力計算（手算）3 4荷載分析及內力計算（電算）3 5橫向水平地震作用下結構內力分析及位移驗算2 6內力組合3 7剛架設計4 8節點設計4 9繪圖15 10整理說明書3 合計40 地基基礎設計進度 序號設計內容 設計時間 （天） 1設計說明2 2確定地基基礎方案3 3基礎平面布置與構造設計2 4基礎內力計算與配筋設計5 5繪圖2 6整理答辯1 合計15 附錄附錄 1 吊車原始資料吊車原始資料 5 噸橋式起重吊車，吊車參數如下：軟鉤，a5 工作制，總重 12 噸，最大 輪壓 5.2 噸，小車重 8.5 噸，軌道選用

16、鐵路軌 tg-38（軌高 134，底寬 114，重 量 387.3n/m）或 5050 方鋼，輪距及外輪廓幾何尺寸如圖 1，2 所示： 圖 1 輪距示意圖 吊車資料也可根據大連起重機器廠產品選取所需吊車技術規格資料。 附錄附錄 2 場地工程地質及水文地質條件場地工程地質及水文地質條件 地層結構分布 地層 編號 成因 年代 巖性描述 層厚 （m） 層底標高 （m） 1 素填土：黃褐色，以粉土為主，含磚瓦碎 石塊等，土質不均勻。 1.5m422.2 2 eol q3 黃土，褐黃色，可塑針狀孔隙發育，具中 等濕陷性（級非自重） ，屬于中壓縮性土。4.5m417.7 3 el q4 古土壤：褐紅色，硬

17、塑，具團粒結構，含 鈣質條紋及少鈣質結核，底部鈣質結合富 集。具中等濕陷性（級非自重） ，屬中壓 縮性。 3.6m414.1 4 eol q3 黃土：褐黃色，軟塑，含鈣質結核，中等 壓縮性 7.2m406.9 5 el q2古土壤：褐紅色，可塑，含鈣質條紋及結4.1m402.8 6503500650 300 120100 875 軌頂設計標高 圖 2 外輪廓幾何尺寸 核，中等壓縮性 6 eol q2 黃土：褐黃色，可塑， ，含鈣質結核，中等 壓縮性 5.9m396.9 7 al q2 粉質粘土：黃褐棕褐色，可塑，含鐵錳質 條紋及鈣質結核，夾粉土，粗砂薄層及透 鏡體，中等壓縮性 13.1m383

18、.8 8 al q2 粉質粘土：黃褐棕褐色，硬塑，含鐵錳質 條紋及鈣質結核，夾粉土，粗砂薄層及透 鏡體，低等壓縮性 5.0m378.8 9 al q2 粉質粘土：黃褐棕褐色，可塑，含鐵錳質 條紋及鈣質結核，中等壓縮性 最大揭 露厚度 10.0m 各層物理力學指標平均值 土層 含水 量% 重度 kn/m 3 孔隙比 液限%塑限% 壓縮系數 mpa-1 承載力特征值 kpa 222.816.21.07829.818.40.47140 321.017.60.85730.718.60.18170 429.619.20.84231.318.90.29130 526.619.60.76432.619.60

19、.22170 624.520.00.69432.119.70.21180 724.119.90.69533.620.10.22200 822.120.40.63135.220.80.09220 924.120.00.68832.319.40.18220 摘要 本設計為輕型鋼結構廠房，采用輕型門式剛架體系，輕型鋼結構建筑質量 輕，強度高，跨度大，鋼結構建筑施工工期短，相應降低投資成本，經濟實惠。 它在我國有著較為廣泛的應用前景。輕型鋼結構的屋面荷載較輕，因而桿件截 面較小、較薄。它除具有普通鋼結構的自重較輕、材質均勻、應力計算準確可 靠、加工制造簡單、工業化程度高、運輸安裝方便等特點外，一般還具

20、有取材 方便、用料較省、自重更輕等優點。 本設計說明書包括建筑設計，結構設計和地基基礎三部分。 建筑設計部分具體為建筑平面形式的選擇，廠房剖面設計，廠房立面設計， 廠房的構造設計，門窗明細表。 結構設計部分包括方案選擇，吊車梁設計，檁條設計，抗風柱設計，牛腿 設計，剛架設計（手算電算對比，內力組合） ，節點設計。各章節都詳細演算 了主要構件的計算過程。 地基基礎部分包括地基處理方案，基礎設計。 本次設計圖紙部分有：廠房平面圖，立面剖面及節點詳圖，剛架施工圖， 廠房檁條墻梁布置圖，吊車梁施工圖，支撐布置圖，基礎平面布置圖，灰土擠 密樁布置圖。 關鍵詞：輕型鋼結構，門式剛架，建筑設計，結構設計，基

21、礎設計 abstract the design for the light steel structure plant, the use of light portal frame system, the construction of light steel structure light weight, high strength, large-span, steel structure construction period short, lower investment costs, economic benefits. in china it has a more extensive

22、 application prospects. light steel structure of the roof load lighter, and thus a smaller cross-section bar, thin. in addition to its ordinary lighter weight steel structures, material uniformity, accurate and reliable stress calculation, simple processing, a high degree of industrialization, trans

23、port and other features easy installation, the general also has easy material to be used than the provinces, the advantages of lighter weight . the design specification, including architectural design, structural design and foundation of three parts. architectural design for the construction plane t

24、o some of the specific forms of choice, plant profile design, plant design elevation, the structure of plant design, door and window schedules. part of the structural design, including program selection, the design of the crane beam, purlin design, pillar of wind-resistant design, corbel design, rig

25、id frame design (hand-counting computer comparison, combination of internal forces), the node design. chapters detail the main components of calculus calculation. foundation programs include ground handling, foundation design. part of the design drawings are as follows: plant floor plan, node elevat

26、ion profiles and detailed, frame construction ,wall-beam purlin plant layout map, construction of crane beam map, support layout map, foundation plan, lime-soil compaction pile layout map . key words: light steel structure，portal frame，architectural design，structural design，foundation design 目目 錄錄 建

27、筑部分建筑部分 1 11 1 廠房平廠房平面面設設計計 .6 6 1.1.11.1.1 建筑平面形式的選擇建筑平面形式的選擇 .6 6 1.1.21.1.2 柱網的選擇柱網的選擇 .6 6 1.1.31.1.3 定位軸線的劃分定位軸線的劃分 .6 6 1 1橫向定位軸線橫向定位軸線 .6 6 2 2縱向定位軸線縱向定位軸線 .6 6 1 12 2 廠房剖面設計廠房剖面設計 .7 7 1.2.11.2.1 廠房高度的確定廠房高度的確定 .7 7 1.2.21.2.2 室內外高差的確定室內外高差的確定 .8 8 1.2.31.2.3 廠房天然采光設計廠房天然采光設計 .8 8 1.2.41.2.4

28、 廠房屋面排水設計廠房屋面排水設計 .8 8 1.31.3 廠房立面設計廠房立面設計 .9 9 1.41.4 廠房的構造設計廠房的構造設計 .9 9 1.4.11.4.1 外墻外墻 .9 9 1.4.21.4.2 外維護結構的保溫設計外維護結構的保溫設計 .1010 1.4.31.4.3 屋頂構造屋頂構造 .1111 1.4.41.4.4 散散水水構造構造 .1111 1.51.5 門窗明細表門窗明細表 .1212 結構部分結構部分 第一章第一章 方案選擇方案選擇 .1313 1.11.1 材料的選擇材料的選擇 .1313 1.21.2 柱網布置柱網布置 .1313 1.31.3 屋面布屋面布

29、置置 .1313 1.41.4 柱間支撐布置柱間支撐布置 .1414 1.51.5 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 .1414 1.61.6 墻面結構布置墻面結構布置 .1414 第二章第二章 吊車梁設計吊車梁設計 .1515 2.12.1 荷載的計算荷載的計算 .1515 2.1.12.1.1 最大輪壓的計算最大輪壓的計算 .1515 2.1.22.1.2 橫向荷載設計值橫向荷載設計值 .1515 2.22.2 內力計算內力計算 .1515 2.2.12.2.1 兩臺吊車荷載作用下的內力（兩臺吊車荷載作用下的內力（3 3 個輪子時）個輪子時）.1616 2.2.22.2.2 兩臺吊車荷載作用下的內

30、力（兩臺吊車荷載作用下的內力（2 2 個輪子時）個輪子時）.1717 2.2.32.2.3 一臺吊車荷載作用下的內力（一臺吊車荷載作用下的內力（2 2 個輪子時）個輪子時）.1818 2.2.42.2.4 兩臺吊車荷載作用下的內力（兩臺吊車荷載作用下的內力（2 2 個輪子時）個輪子時）.1919 2.32.3 截面選擇截面選擇 .2020 2.3.12.3.1 毛截面特性毛截面特性.2020 2.42.4 強度驗算強度驗算 .2121 2.4.12.4.1 正應力正應力 .2121 2.4.22.4.2 剪應力剪應力 .2222 2.4.32.4.3 腹板的局部壓應力腹板的局部壓應力 .222

31、2 2.4.42.4.4 腹板計算高度邊緣處的折算應力腹板計算高度邊緣處的折算應力 .2222 2.52.5 穩定性驗算穩定性驗算 .2323 2.5.12.5.1 梁的整體穩定性梁的整體穩定性.2323 2.5.22.5.2 腹板的局部穩定性腹板的局部穩定性.2424 2.62.6 撓度驗算撓度驗算 .2626 2.72.7 支承加勁肋的驗算支承加勁肋的驗算 .2626 2.82.8 焊縫計算焊縫計算 .2828 2.8.12.8.1 上翼緣與腹板連接處的角焊縫設計上翼緣與腹板連接處的角焊縫設計 .2828 2.8.22.8.2 下翼緣與腹板連接處的連接角焊縫設計下翼緣與腹板連接處的連接角焊

32、縫設計 .2828 2.8.32.8.3 支座加勁肋與腹板的焊縫支座加勁肋與腹板的焊縫 .2828 2.92.9 疲勞驗算疲勞驗算 .2828 第三章第三章 檁條設計檁條設計 .3030 3.13.1 荷載設計荷載設計 .3030 3.1.13.1.1 永久荷載永久荷載 .3030 3.1.23.1.2 可變荷載可變荷載 .3030 3.1.33.1.3 荷載組合荷載組合 .3131 3.23.2 截面選擇及截面特性截面選擇及截面特性 .3232 3.33.3 受壓板件的穩定性系數受壓板件的穩定性系數 .3333 3.43.4 強度計算強度計算 .3636 3.53.5 穩定性驗算（風吸力起控

33、制作用）穩定性驗算（風吸力起控制作用） .3737 3.63.6 撓撓度度驗算驗算 .3838 3.73.7 構造要求構造要求 .3838 第四章第四章 抗風柱設計抗風柱設計 .3939 4.14.1 荷荷載載計算計算 .3939 4.24.2 內力分析內力分析 .3939 4.34.3 截面選擇截面選擇 .4040 4.44.4 強度驗算強度驗算 .4040 4.54.5 穩定性驗穩定性驗算算 .4040 4.64.6 撓度驗算撓度驗算 .4242 第五章第五章 牛腿設計牛腿設計 .4343 5.15.1 荷載計算荷載計算 .4343 5.25.2 截面選擇截面選擇 .4343 5.35.3

34、 截面特性截面特性 .4444 5.45.4 強度驗算強度驗算 .4545 5.55.5 焊縫焊縫驗驗算算 .4646 5.65.6 加勁肋設計加勁肋設計 .4747 第六章第六章 剛架設計剛架設計 .4949 6.16.1 荷載計算荷載計算 .4949 最大輪壓作用于最大輪壓作用于 a a 柱列柱列 .5252 最大輪壓作用于最大輪壓作用于 b b 柱列柱列 .5252 橫向荷載作用于橫向荷載作用于 abab 跨跨 .5252 6.26.2 內力計算（手算電算對比）內力計算（手算電算對比） .5353 pkpmpkpm 計算的恒計算的恒載載內力圖內力圖 .5757 pkpmpkpm 軟件在各

35、種荷載標準值作用下的計算結果軟件在各種荷載標準值作用下的計算結果 .6363 內力組內力組合合表表 .7979 6.36.3 構件驗算構件驗算 .8686 6.3.16.3.1 鋼架梁的驗算鋼架梁的驗算 .8686 （1 1）構件的截）構件的截面面特性特性 .8686 （2 2）構件寬厚比的驗算）構件寬厚比的驗算 .8686 （3 3）抗剪驗算）抗剪驗算 .8787 （4 4）彎、剪、壓共同作用下的驗算）彎、剪、壓共同作用下的驗算 .8888 （5 5）梁的整體穩定性驗算）梁的整體穩定性驗算 .9090 6.3.26.3.2 鋼架柱的驗算鋼架柱的驗算 .9393 （1 1）構件的截面特性）構件

36、的截面特性 .9393 （2 2）構件寬厚比驗算）構件寬厚比驗算 .9393 （3 3）抗剪驗算）抗剪驗算 .9494 （4 4）彎、剪、壓共同作用下的驗算）彎、剪、壓共同作用下的驗算 .9494 （5 5）整體穩定性驗算）整體穩定性驗算 .9595 第七章第七章 節點設計節點設計 .100100 7.17.1 梁柱節點（梁柱節點（abab 跨梁與跨梁與 a a 柱的節點）柱的節點） .100100 7.1.17.1.1 螺栓強度驗算螺栓強度驗算 .100100 7.2.27.2.2 端板厚度驗算端板厚度驗算 .101101 7.2.37.2.3 梁柱節點域剪應力梁柱節點域剪應力 .10110

37、1 7.2.47.2.4 螺栓處腹板強度驗算螺栓處腹板強度驗算 .102102 7.27.2 梁梁節點梁梁節點 .102102 7.2.17.2.1 變截面處梁梁節點變截面處梁梁節點 .102102 1 1、螺栓強度驗算、螺栓強度驗算 .102102 2 2、端板厚度驗算、端板厚度驗算 .103103 3 3、螺栓處腹板強度驗算、螺栓處腹板強度驗算 .104104 7.2.27.2.2 屋脊截面處梁梁節點屋脊截面處梁梁節點 .104104 7.37.3 柱腳節點柱腳節點 .104104 7.3.17.3.1 確定底確定底板板面積面積 .105105 7.3.27.3.2 確定底板厚度確定底板厚

38、度 .106106 7.3.37.3.3 錨栓設計錨栓設計 .106106 7.3.47.3.4 抗剪鍵的設置抗剪鍵的設置 .107107 基礎部分基礎部分 第八章第八章 地基處理方案地基處理方案 .109109 8.18.1 濕陷性黃土場地自重濕陷量計算濕陷性黃土場地自重濕陷量計算 .109109 8.28.2 地基處地基處理理 .113113 第九章第九章 基礎設計基礎設計 .115115 9.19.1 基礎的選擇基礎的選擇 .115115 9.29.2 基礎埋深基礎埋深 .115115 9.39.3 基礎尺寸的基礎尺寸的確確定定 .115115 9.3.19.3.1 確定地基承載力確定地

39、基承載力 .115115 9.3.29.3.2 確定基礎上部荷載確定基礎上部荷載 .116116 9.3.39.3.3 確定基礎底面積確定基礎底面積 .117117 9.3.49.3.4 基礎沖切驗算基礎沖切驗算 .119119 9.3.59.3.5 基礎截面配基礎截面配筋筋計計算算 .121121 參考文獻參考文獻 .124124 （一）建筑設計部分（一）建筑設計部分 .124124 （二）結構設計部分（二）結構設計部分 .124124 （三）地基基礎部分（三）地基基礎部分 .124124 附附 錄錄 .126126 致致 謝謝 .127127 鼎盛環保設備生產車間設計鼎盛環保設備生產車間設

40、計 建筑部分建筑部分 1 11 1 廠房平面設計廠房平面設計 1.1.1 建筑平面形式的選擇 工業建筑中生產工藝要求是其設計主要依據，本廠房的生產工藝流程為直 線型，生產工藝流程較簡單。充分考慮到生產流程及建筑和結構的簡單及合理 性，平面采用矩形平面形式。本廠房采用單跨結構。 1.1.2 柱網的選擇 本廠房建筑面積在 20002500 平方米之間，由于廠房荷載較小，故選擇質 量較輕，工業化程度較高，施工周期短，結構形式較簡單的輕型門式鋼架結構。 為便于機械化生產，減少造價，所以柱距選擇 7.5m。 對于跨度的選擇，根據廠房建筑模數協調標準的要求，本廠房跨度大 于 18m，按 30m 模數增長，

41、考慮到生產設備的大小和布置方式，為了有效提 高廠房面積的利用率及吊車的服務范圍，跨度選擇為 21m。 1.1.3 定位軸線的劃分 本廠房設計中，縱向定位軸線由下向上依次定為 a，b，c，d；橫向定位 軸線從左向右依次定為 1，2，3，4，5，15 。 1橫向定位軸線 中間柱的截面中心線與橫向定位軸線重合，廠房的縱向結構構件如屋面板， 吊車梁，連系梁的標志長度皆以橫向定位軸線為界。 2縱向定位軸線 對于抗風柱的設置，考慮到跨度為 21m，柱距為 7.5m，盡量使抗風柱間 距與柱距相近，所以 7m 設置抗風柱。廠房邊柱外緣與外墻內緣重合，邊柱中 心線與縱向定位軸線重合。 平面柱網布置圖 1 12

42、2 廠房剖面設計廠房剖面設計 1.2.1 廠房高度的確定 吊車擬采用大連重工 dqqd 型 5t 橋式起重機吊車。根據設計資料，本廠 房采用軌頂標高為 8m，查閱相關規范可知吊車梁高度可取 450mm，故牛腿標 高 h=8-0.14-0.45=7.41m，要求吊車頂面至斜梁與柱相交處最低點間的安全凈 空尺寸300mm，本廠房取 436mm，則凈高為 8+1.764+0.436=10.2 m,預設屋架 斜梁高 750mm，則檐口凈高應為 10.2+0.75=10.95m, 檁條高度初步取 200mm，壓型鋼板取 50mm,則檐口標高為 10.95+0.2+0.05=11.200m，屋頂坡度 取

43、1/20。所以廠房頂部標高=11.200+10.5/2=11.725m。詳見 1 號圖紙。 1.2.2 室內外高差的確定 為考慮到運輸工具進出廠房的便利及防止雨水侵入室內，取廠房室內外高 差為 150mm。 1.2.3 廠房天然采光設計 根據我國工業企業采光設計標準規定可知，本廠房的采光等級為 iii 級。本廠房擬采用雙側采光，因此窗地面積比為/應大于 1/4。 c a d a 由于側面采光的效果較好，且側面開窗經計算滿足采光面積，不必開天窗， 所以本廠房采用側面采光。由于單側采光光線衰減幅度較大，所以采用雙側采 光。設窗的尺寸為 4200 3600,高側窗開在距牛腿頂面向上 890mm 處，

44、標 2 mm 高為 8.3m, 尺寸為 4200 1500mm。為滿足采光要求，在兩山墻上設置高側窗， 窗邊距山墻邊緣 1550mm。 則縱墻上的開窗總面積為： 4.2 3.6 112+4.2 1.5 142=509.04 m 山墻上的開窗面積為： （21-1 2 1.5 2=57m 則開窗總面積為：509.04 +57=566.04 建筑面積為 7.5 21 14=2205 m 則窗地比為 566.04/2205=1/3.91/4 故滿足采光要求。 1.2.4 廠房屋面排水設計 為了使廠房立面美觀，本廠房采用有組織內落內排，即使落水管沿室內柱 子落下，將雨水排至地下水管道。考慮到西安的氣象條

45、件以及廠房最大高度的 限制，廠房屋面排水坡度取 1/20，天溝縱向坡度取 5 。具體內天溝做法如 下圖所示。 邊跨內天溝做法示意圖 1.31.3 廠房立面設計廠房立面設計 廠房立面利用矩形窗，墻體勒腳等水平構件及其色彩變化形成立面劃分形 狀，使立面簡潔大方，具有開朗，明快的效果。 立面上，采用底部為 900mm 高的磚砌體，表面以水泥砂漿抹面。門窗框 口包角板以及女兒墻蓋板均采用藍色鋼板，以豐富立面，同時也突出了門窗的 重點部位。 1.41.4 廠房的構造設計廠房的構造設計 1.4.1 外墻 本廠房外墻下部為 900mm 高 240mm 厚的磚砌墻體，上部為壓型鋼板，以 避免壓型鋼板直接著地而

46、產生銹蝕。壓型鋼板采用保溫復合式壓型鋼板，板外 側采用 yx3517565 型鋼板，內板采用平板式鋼板。壓型鋼板外墻構造力 求簡單，施工方便，與墻梁連接可靠。轉角處以包角板與壓型鋼板搭接，搭接 長度為 350mm，以保證防水效果。 縱墻與山墻角部節點示意圖 1.4.2 外維護結構的保溫設計 西安地區冬季室內溫度較低，對生產工人的健康不利，應考慮采暖要求。 為節約能源，不使外圍護結構流失的熱量過多，外墻，屋面應采取保溫措施。 此外，為了防止熱量過多流失，還應提高門窗縫隙的密封性能防止冷風滲透， 以改善室內熱環境。 本廠房設計外圍護結構采用壓型鋼板+礦棉板保溫層+壓型鋼板的構造，室 內相對濕度，冬

47、季室內計算溫度為，室外設計計算溫度為。壓55165 型鋼板的厚度為0.53mm，礦棉板的導熱系數為，維護結構內表面 2 0.07/mk w 感熱阻，外表面感熱阻取，根據規范室內相 2 0.115/ i rmk w 2 0.043/mk w 對濕度的車間外墻室內與維護結構內表面之間的允許溫差為，則557.5 可計算礦棉板保溫層厚度如下： ， ,min 165 /7.50.115 10.322 o r ，0.1150.0053/58.2/0.070.0053/58.30.0430.158/0.07 o rdd 要求，即， 00,min rr0.158/0.070.322d0.01148d 考慮到保

48、溫層的規格，可取礦棉板保溫層厚度為 50mm。 1.4.3 屋頂構造 本廠房屋面采用壓型鋼板有檁體系，即在鋼架斜梁上放置 c 型冷軋薄壁鋼 檁條，再鋪設壓型鋼板屋面。壓型鋼板凹槽沿排水方向鋪設，以利于排水，排 水坡度取 1/20。具體構造如下圖。 屋脊節點示意圖 1.4.4 散水構造 廠房周圍做寬 1000mm 的混凝土散水，散水坡度取 5%，散水構造由下至 上為素土夯實，80 厚碎磚打底，60 厚 c10 混凝土，10 厚 1：2.5 水泥砂漿抹面。 具體做法如下圖所示： 散水構造示意圖 1.51.5 門窗明細表門窗明細表 鼎盛鼎盛環環 保設保設備備 生產生產車車 尺寸 門窗編號 長（mm）

49、寬（mm） 數量 m1420051004 m2210024004 c24200150028 c31900015002 間設計間設計 結構部分結構部分 第一章方案選擇 1.1 材料的選擇 材料選擇根據門式剛架輕型房屋結構技術規程cecs102：2002 中的相 關規定選取，由于本廠房是輕型門式剛架結構，本身自重較輕且吊車噸位較小， 鋼架承受荷載也較小，所以廠房梁、柱、檁條等結構構件可選用 q235 鋼，又 由于廠房對材料的沖擊韌性無特殊要求，所以質量等級可以選用 b 級，且廠房 對鋼材無特殊要求，為了節省造價，可采用沸騰鋼，因此，長房梁、柱、檁條、 吊車梁、壓型鋼板等結

50、構構件均可選用 q235b 鋼材。 1.2 柱網布置 本廠房建筑面積 2205m，由于本廠房荷載較小，故選用質量較輕、工業 化程度較高、施工周期短、結構形式較簡單的輕型門式剛架結構。其中柱距 7.5m，對于跨度的選擇，應盡量選擇較大的跨度。跨度較大可以擴大柱網，這 樣可以底稿廠房的通用性，擴大生產面積，節約用地，加快建設速度，提高吊 車的服務范圍，因此本廠房采用 21m 的跨度。并根據工藝要求設為單跨。 1.3 屋面布置 根據屋面壓型鋼板的規格，檁條沿跨度方向每隔 1.5m 布置一道。根據 門式剛架輕型房屋結構技術規程cecs102：2002 中 6.3.1 之規定，由于檁 條跨度為 7.5m

51、9m，故采用實腹式檁條。根據門式剛架輕型房屋結構技術 規程cecs102：2002 中 6.3.5 和 6.3.6 之規定，應在檁條三分點處設置一道拉 條，拉條采用 10 圓鋼，圓鋼拉條設在距檁條上翼緣 1/3 腹板高度范圍內， 屋脊拉條為剛性。 1.4 柱間支撐布置 根據門式剛架輕型房屋結構技術規程cecs102：2002 中 4.5.2 之規定 應在廠房兩端第一柱間設置柱間支撐，并應在中間一個柱間設置柱間支撐，柱 間支撐分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐布置。兩端設上柱支撐，中間設上下 柱支撐。在設置柱間支撐的開間，宜同時設置屋蓋橫向支撐，以組成幾何不變 體系。當有起重量不小于 5t 的吊車時

52、，柱間宜采用型鋼支撐。 1.5 屋蓋支撐布置 由于本廠房長 105m，寬 21m，根據門式剛架輕型房屋結構技術規程 cecs102：2002 中 4.5.2 之規定，將整個廠房可劃分為一個溫度區段。因此在 廠房兩端第一個柱間支撐設置橫向水平支撐。此外，還應在廠房中間柱間內設 置屋蓋橫向水平支撐，并應在上述相應位置設置剛性系桿。 1.6 墻面結構布置 根據墻板的板型和規格，墻梁的布置沿高度方向間距每隔 1.5m 布置一道， 根據冷彎薄壁型鋼結構技術規范gb50018-2002 中 8.4.2 之規定，本廠房跨 度 7.5m6m，應在跨中三分點處各設置一道拉條，拉條承擔的墻體自重通過斜 拉條傳至承

53、重柱和墻架柱，且應每隔 5 道拉條設置一對斜拉條，以分段傳遞墻 體自重，拉條為 10 圓鋼。 根據門式剛架輕型房屋結構技術規程cecs102：2002 中 6.4.2 節，應 設置門柱窗柱，且由于門柱、窗柱需承受墻板重及自重，所以應考慮為雙向受 彎構件。 第二章 吊車梁設計 2.1 荷載的計算 2.1.1 最大輪壓的計算 由鋼結構設計手冊中吊車資料可知，其最大輪壓為 9.2 噸，最小輪壓 為 4.1 噸，則根據建筑結構荷載規范gb50009-2001 中 5.1.1 之規定可知： 豎向荷載標準值為 . max92kpkn. min41kpkn 又根據建筑結構荷載規范5.3.1 之規定取吊車荷載

54、動力系數 =1.05， 則吊車豎向荷載設計值為： =1.4 1.05 92=135.24 max.max 1.4 k ppkn min. min1.41.4 1.05 4160.27kppkn 2.1.2 橫向荷載設計值 由吊車資料可知吊車額定起重量為 5 噸，小車重量為 2.126 噸，且吊車工 作制為 a5 級，為輕級工作制，因此每個輪上的橫向荷載標準值為： 1 () 4 khqq g 由建筑結構荷載規范5.1.2 之規定知 =0.12， 則： 1 0.12 10 (52.126) 102.14 4 khkn 則其設計值為： 1.41.4 2.143.0khhkn 2.2 內力計算 由于本

55、廠房只有一跨，且有兩臺 5t 吊車，設計時取最不利情況設計。吊 車最大輪壓標準值及輪距如圖所示。吊車梁兩端設計為鉸接， l=7.5m。 一臺吊車的最大輪壓標準值示意圖 2.2.1 兩臺吊車荷載作用下的內力（3 個輪子時） a.豎向輪壓作用 （1）吊車梁的最大彎矩及相應的剪力 三個輪壓時的計算簡圖 產生最大彎矩點（c 點）的位置如上圖所示， 梁上所有荷載合力 p 的位置為： ，mm， 1 520035501650aldwmm 2 3550aw 321 ()/7.5(3550 1650)/7.5253.33aaamm 根據鋼結構設計手冊8.3.2 節中，最大彎矩標準值為： 其中 2 .max 3

56、92 (3.750.25333) 92 1.65307.09 7.5 c k mkn m 為吊車梁自重影響系數，查鋼結構設計手冊表 8-2 得 =1.03 最大彎矩處的相應剪力值為： 3 92 (3.750.25333) 9237.78 7.5 c k vkn 最大剪力標準值為： . max 2.35.85 1.03 921.03 921197.73 7.57.5 k i p vbpkn l 尚應計算橫向荷載產生的內力標準值 . max 3 307.09 6.61 135.24 1.03 kymkn m 最大彎矩處相應橫向剪力標準值為： . max 3 197.73 4.26 135.24 1

57、.03 kyhkn m 2.2.2 兩臺吊車荷載作用下的內力（2 個輪子時） （1）吊車梁的最大彎矩及相應的剪力 兩臺吊車兩個輪壓時的計算簡圖 ， 1 520035501650aldwmm 21/ 4 3550aamm 根據鋼結構設計手冊8.3.2 節中，最大彎矩標準值為： 其中為吊車梁 2 .max 2 92 (3.750.4125) 281.47 7.5 c k mkn m 自重影響系數，查鋼結構設計手冊表 8-2 得 =1.03 最大彎矩處的相應剪力值為： 3 92 (3.750.25333) 9284.34 7.5 c k vkn 2.2.3 一臺吊車荷載作用下的內力（2 個輪子時）

58、一臺吊車兩個輪壓時的計算簡圖 （1）吊車梁的最大彎矩及相應的剪力 2 .max 2 92 (3.750.8875) 207.05 7.5 c k mkn m 最大彎矩處的相應剪力值為： 3 92 (3.750.8875) 72.33 7.5 c k vkn （2）吊車梁的最大剪力 . max 3.95 1.03 921.03 921144.67 7.5 ck i p vbpkn l （3）由水平荷載產生的最大彎矩和剪力 3 207.05 4.46 135.24 1.03 ky mkn m 3 144.67 3.12 135.24 1.03 ky hkn m 2.2.4 兩臺吊車荷載作用下的內力

59、（2 個輪子時） （1） .max 168.2 c k mkn m . max48.45 ck vkn （2）. max94.76kvkn （3） 3 168.2 3.62 135.24 1.03 ky mkn m 3 94.76 2.04 135.24 1.03 ky hkn m 則根據以上吊車計算匯總所需內力表： 吊車計算匯總表 吊車臺數輪壓數 .maxk m max m. maxkym .maxy m ,maxk v max vkyh y h 3307.09451.426.619.25197.7290.664.265.96 兩臺 2281.47413.76 2207.05304.364.

60、466.42144.7212.663.124.37 一臺 1168.2247.253.625.0794.76139.32.042.86 2.3 截面選擇 取吊車梁為單軸對稱工字型截面，如圖： 650 300 200 8 16 吊車梁截面示意圖 2.3.1 毛截面特性 2 300 16200 16(65032) 812944amm 0 200 16 8300 16 (65032)(65032) 8 650/ 2 472.32 12944 ymm 32 3232 44 11 8 (65032)(65032) 8 (650/ 2364.18) 1212 1 300 16300 16 (6508364