钢结构厂房设计计算书Word文档下载推荐.doc
- 文档编号:8579702
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:DOC
- 页数:81
- 大小:3.04MB
钢结构厂房设计计算书Word文档下载推荐.doc
《钢结构厂房设计计算书Word文档下载推荐.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢结构厂房设计计算书Word文档下载推荐.doc(81页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
gabledframe;
theinternalforceanalyzes;
Thedouble-deckedcoloredpolystyreneclampsthecircuitboard;
joint
目录
第一章建筑设计 1
§
1.1概述 1
1.2平面设计 3
1.3剖面设计 4
1.4立面设计 5
1.5墙体做法 6
1.6吊车及吊车梁 6
1.7其它 6
第二章结构设计 8
2.1结构选型与布置 8
2.2荷载计算 9
2.3刚架计算 12
第三章结构构件设计 59
3.1刚架柱设计 59
3.2吊车梁设计 68
3.3抗风柱设计 71
3.4牛腿设计 73
3.5檩条的设计 73
3.6墙架设计 74
3.7撑设计 75
致谢 76
参考文献 77
邯钢钢材包装物主厂房设计
学生:
赵朋指导教师:
河北工程大学土木工程学院土木工程专业建筑结构与施工管理方向
第一章建筑设计
1.1概述
1.1.1设计题目:
邯钢钢材包装物主厂房
1.1.2工程概况
该厂房主要建筑为单层两跨钢结构厂房,由于钢材包装需要运输,因此该厂房两跨均需设置吊车梁。
采光要求为三级,室内通风适当组织即可,采用中央集中空调。
营业区冬季温度要求不低于15摄氏度。
本建筑设计采用新型建筑材料,基础为钢筋混凝土独立基础。
承重结构均采用钢结构。
屋盖和围护结构采用保温彩板。
1.1.3设计条件:
1.自然条件:
(1)建筑场地地段情况:
该厂房位于邯钢路以南,西临主干道中华大街,交通方便。
场区西侧距主干道(30米宽)中心线30米,场区南北长70米,东西长40米,内部道路及绿化由设计确定。
建筑面积约2000平方米。
(2)主导风向:
冬季西北风,夏季东南风。
(3)土壤冻结深度:
0.4米。
(4)场地地基情况:
见表1。
(5)抗震设防烈度:
7度。
土层分布及土的物理力学性质指标
土层
编号
埋深
范围
土层描述与鉴别
土的主要物理力学指标
①
0.0—0.8
杂填土,褐黄色,以粉土为主,含大量碎砖、灰渣、树根等,潮湿,可塑
γ=17kN/m3
②
0.8—4.2
粉质粘土,黄褐色,很湿,可塑状态,含云母等
γ=18.7kN/m3,e=0.900
Es=6.0MPa,fak=115kPa
③
4.2—
粉土,灰褐色,饱和,可塑至软塑(本层未被打穿)
γ=18.5kN/m3,e=1.050fak=95kPa
2.建筑物层数与层高:
(1)层数:
1层。
(2)柱顶标高:
9.5m。
(3)跨度:
2跨,跨度分别为12m,18m。
(4)柱距:
标准7.5m。
(5)结构系统:
采用门式刚架结构
(6)屋面坡度:
1:
8~1:
20
3.设备条件:
市场内的采暖、电力、上下水道均由市内管网直接提供。
1.1.4设计依据
1、业主的设计要求
2、《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:
2002)
3、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)
4、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)
5、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)
6、《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
7、《钢结构设计手册》(第三版).中国建筑工业出版社
8、《建筑制图标准》(GB/T50104-2001)
9、《建筑设计防火规范》(GBJ16-87)
10、《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
1.1.5本工程图纸所注尺寸单位尺寸以毫米为单位,标高以米为单位。
1.2平面设计
1.2.1车间平面形式及柱网布置
柱网应根据工艺、建筑面积、结构和经济要求布置。
按施工要求,厂房的横向柱距、纵向柱距应满足生产工艺、使用和发展要求。
柱的位置和厂房的地上设备、起重及运输通道、地下设备和设备基础、地下管道相协调。
按结构要求,柱网布置应尽量简单,避免在同一区段内设置纵横跨。
按经济要求,纵向柱距常对钢材用量和造价有较大影响。
增大柱距,柱和基础的材料用量减少。
综合考虑以上原则并结合本工程实际情况,本设计采用跨度为18m、12m的双跨四坡门式轻型钢结构厂房。
柱距为7.5m,厂房纵向长度是7.5m×
9=67.5m。
中柱处定位轴线经过柱的形心,边柱处定位轴线在柱的外边缘处。
如柱网平面布置图所示。
1.2.2变形缝设计
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》规定门式刚架轻型房屋钢结构的温度区段长度(伸缩缝间距),应符合下列规定:
纵向温度区段不大于300m;
横向温度区段不大于150m。
本厂房纵向长度为67.5m,横向跨度为30m,固可不用设置变形缝。
1.3剖面设计
1.3.1柱顶标高的确定
厂房柱高设为9.6m,轨顶标高7.8m。
满足《厂房建筑模数协调标准》规定的柱顶标高H应为300mm的倍数。
轨顶的标高H1取为600mm的倍数。
轨顶标高H1=h1+h2+h3+h4+h5
=3m+0.5m+2m+1.1m+1.2m
=7.8m
柱顶标高H=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7
=7.8m+0.8m+0.9m
=9.5m
式中h1——需跨越的最大设备高度,取为3m;
h2——起吊物与跨越物间的安全距离,一般为400~500mm之间,取为500mm;
h3——起吊物的自大物件高度,取为2m;
h4——吊索最小高度,根据起吊物件的大小和起吊方式决定,一般大于1m,取为1.1m;
h5——吊钩至轨顶面的距离,由吊车规格表查得,取为1.2m;
h6——轨顶至小车顶面的距离,由吊车规格表查得,取为800mm
h7——小车顶面至屋架下弦底面之间的安全距离,应考虑到屋架的挠度、厂房可能不均匀沉陷等因素,最小尺寸为220mm,湿陷性黄土地区一般不小于300mm,为了检修吊车梁方便这里取为0.9m;
1.3.2设计标高的确定
设计标高±
0.000,室外设计标高-0.300,室内外高差为300mm。
1.3.3采光设计
厂房采光的效果直接关系到生产效率、产品质量以及工人的劳动卫生条件,它是衡量厂房建筑质量标准的一个重要因素。
为了满足室内采光要求,采用侧面和顶部相结合的混合采光。
在屋面铺设透明玻璃纤维聚酯采光板带,并在外墙设置双排式带窗,窗总高为3.9m。
1.3.4通风设计
该厂房采用自然通风,单层厂房的自然通风利用空气的热压和风压作用进行的。
在两山墙处各设置两个大门,在两边纵墙处各设置一个大门。
则总共6个门,来满足通风要求。
1.3.5厂房屋面构造及屋面排水
本厂房为双跨四坡有檩条屋面,屋面坡度为1/9,屋面板为双层彩色压型钢板内填聚氨酯泡沫保温材,外形样式为波纹式。
在屋脊两侧铺设玻璃纤维聚酯采光板带。
屋面为不上人屋面,不设置女儿墙。
该厂房屋面采用内排水方式,按照规范中规定的每个雨水管的汇水面积不超过200m²
的原则,屋面中间设置一个内天沟并每隔12m设置一个雨水管(汇水面积为12m×
18m=216m²
,略大于200m²
),共7个雨水管。
厂房两边的屋面也设置天沟,每隔18m设置一个雨水管(汇水面积为9m×
18m=162m²
),每边共5个。
则雨水管总数量为17个,采用热镀锌钢管雨水管,并将雨水管分布在柱的内侧。
雨水管的布置如屋顶平面图所示。
1.4立面设计
本厂房采用左右两跨对称式结构,厂房前后也对称。
因为采用内排水方式,这样厂房造型统一、简介、轮廓分明、整洁大方,给人以鲜明而强烈的印象。
厂房主体颜色为浅蓝色,并辅以少量白色,给人以清新明快的感觉。
厂房的正立面图和侧
立面图如下图所示。
1.5墙体做法
(1)标高±
0.000~0.900范围内采用240mm厚混凝土实心砌块,M10水泥砂浆砌筑,用白色耐水性涂料装饰砌体外墙部分。
(2)墙体及女儿墙部分(用于车间标高0.900m以上部分):
墙体部分为工字型钢柱上锚固墙梁,在墙梁上挂彩板;
构造与墙体部分相同。
(3)彩板部分(用于车间标高0.900m以上部位):
外墙为60厚双层压型钢板内填聚氨酯泡沫夹芯板,颜色为浅蓝色,导热系数≤0.4w/mk。
1.6吊车及吊车梁
本厂房内设3t梁式吊车(地面操控)两部,工作制度为A5。
吊车梁主要由轨顶标高来确定,厂房的轨顶设计标高为7.8m,轨顶至柱顶距离为1.7m,即柱顶标高为9.5m,符合《厂房建筑模数协调标准》的规定。
1.7其它
1.7.1地面做法
因厂房内地面无特殊要求,固采用水泥砂浆地面,其具体做法为:
素土夯实;
60mm厚石灰炉渣垫层;
20mm厚1:
3水泥砂浆找平层;
10mm厚1:
2水泥砂浆(随捣随抹平)。
1.7.2散水做法
在厂房外墙周围设置散水,散水宽度为1000mm,散水坡度为3%,具体做法为:
素土
夯实;
70厚C10混凝土;
15厚水泥砂浆。
混凝土散水沿长度方向每6米设一道伸缩缝,缝宽20,缝内嵌防水油膏,散水与外墙交接处设置通长分格缝,分格缝宽为15mm,用沥青麻丝嵌缝,以防止外墙下沉时将散水拉裂。
1.7.3坡道做法
室内比室外标高差为300mm,用坡道连接室内外,坡道面为水泥锯齿状,距门边距离为200mm,坡道宽为1.5m,长为4.6m,坡度为20%。
锯齿坡道以方便汽车进出厂房。
1.7.4防潮层
室内地坪标高与地圈梁顶面标高一致,可将地圈梁兼做防潮层,起防潮作用。
1.7.5门窗做法
◆大门采用金属钢门,门宽为4.2m,高为4.8m,为双扇外开门,布置位置如厂房的
立面图所示。
在门口顶上500mm处设置300mm厚的轻型钢质雨篷,雨篷挑出1.5m,长为4.6m。
◆所有窗采用90系列铝合金窗。
有两种形式的窗,分别是自动控制的中悬窗和平推
窗。
中悬窗规格有两种,1200mm×
1200mm和900mm×
1200mm,均符合3M模数倍数的。
平推窗规格也有两种,1200mm×
1500mm和1800mm×
1500mm。
◆外墙门窗玻璃均采用绿色中空镀膜玻璃。
1.7.6防锈防火措施
因为钢材的最大弱点就是易锈蚀、不耐火,固应对钢材做防锈防火的措施。
采用在钢
构件、配件表面涂防锈防火油漆来达到对钢材的防锈防火作用。
其具体要求为:
◆钢制构件、配件全部红丹打底,不露面部分红丹不刷油漆,露面部分构件表面采用
喷丸法或喷砂法除锈,除锈等级为Sa2.5,然后在制造厂涂环氧类底漆二度,安装后(包括焊接)在拼接点处补涂环氧富鋅二度。
◆油漆颜色:
钢质构件、配件均采用绿色油漆。
1.7.7建筑结构预留孔洞、预埋件等,施工时应与水、电、通风等有关工种图纸密切配合施工。
1.7.8本说明的部分,按钢结构设计中的有关国家规范执行。
第二章结构设计
2.1结构选型与布置
因吊车吨位较小,屋面恒载和活荷载都很小,跨度较大,故采用轻型门式刚架结构,造价较低,施工速度快,施工难度较低。
刚架结构形式采用实腹式,刚架形式为双跨四坡,屋面坡度皆取为1/10。
厂房长度为67.5m,故只设一个温度区段。
厂房的结构平面布置图如图7所示,屋脊处设的双檩条同时兼作刚性系杆。
在厂房两端第一个开间设置上柱段柱间支撑,在厂房纵向中央上下柱段都设柱间支撑。
在与有柱间支撑开间相应的屋盖位置均设置横向支撑,以形成几何不变体系。
在端部的第一开间与端部支撑相应位置及刚架转折处(柱顶和屋脊处)设置刚性系杆。
柱间支撑布置如图:
檩条的间距一般取1.5m,墙梁的间距根据门窗情况设定,一般也为1.5m,间隔设置隅撑,间距为3m,截面尺寸根据计算得到,并在跨中设置一道拉条,在屋脊和侧墙的顶部,还应设置斜拉条。
截面支撑布置如下:
2.2荷载计算
荷载取值
2.2.1恒载:
屋面:
100mm厚聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板0.14kN/㎡
檩条及支撑0.05kN/㎡
刚架斜梁自重0.11kN/㎡
0.30kN/㎡
则恒载标准值为:
0.30*7.5=2.25KN/m
恒载设计值:
2.25*1.2=2.7KN/m
2.2.2可变荷载:
由于刚架的受荷水平投影面积为30*7.5=225mm2>
60mm2,故按《建筑结构荷载规范》取屋面活荷载(按不上人屋面考虑)标准值为0.40KN/㎡;
雪荷载为Sk=μrSo=1.0*0.25=0.25KN/㎡。
取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.40KN/㎡。
取屋面活荷载与雪荷载中较大值0.40kN/㎡。
则可变荷载标准值为:
0.40*7.5=3.0kN/m
可变荷载设计值:
3.0*1.4=4.2kN/m
2.2.3风荷载计算
风压值ωο=0.35KN/m2,柱顶标高为9.5米,室外天然地坪标高为-0.300m,h1=0.4m,h2=1.0m,地面粗糙程度为B类,刚架计算宽度为B=7.5m。
风荷载阵风系数按柱顶高z=9.5m处取为βz=1:
风荷载高度变化系数按现行国家《建筑结构荷载规范》风压高度变化系数按柱顶离室外天然地坪的高度为,取值查表得,在离地面l0米时,μz=1.0,在离地而5米时,μz=1.0,用插入法求出离地而9.5米处μz=1.0
则标准值:
ω1k=βz·
μs•μz•ω0•B=1.0*0.8*1.0*0.35*7.5*1.05=2.205kN/m(压力)
ω2k=βz·
μs•μz•ω0•B=1.0*1.0*(-0.4)*0.45*1.05*7.5=-1.4125kN/m(吸力)
ω3k=βz·
μs•μz•ω0•B=1.0*1.14*(-0.6)*0.45*1.05*7.5=-2.425kN/m(吸力)
ω4k=βz·
μs•μz•ω0•B=1.0*1.14(-0.5)*0.45*1.05*7.5=-2.025kN/m(吸力)
ω5k=βz·
μs•μz•ω0•B=1.0*1.14(-0.4)*0.45*1.05*7.5=-1.6125kN/m(吸力)
ω6k=βz·
μs•μz•ω0•B=1.0*1.14(-0.4)*0.45*1.05*7.5=-1.6125kN/m(吸力)
Fw1=βz·
μs•μz•ω0•BL=1.0*1.14*1.3*0.45*1.05*7.5*0.9=4.725kN(压力)
Fw2=βz·
μs•μz•ω0•BL=1.0*1.14*(-1.3)*0.45*1.05*7.5*0.9=4.725kN(吸力)
Mw1=4.725·
0.9/2=2.216kN•m
Mw2=4.725·
设计值:
ω1=2.205·
1.4=3.807kN/m
ω2=(-1.4125)·
1.4=-1.9775kN/m
ω3=(-2.425)·
1.4=-3.395kN/m
ω4=(-2.025)·
1.4=-2.835kN/m
ω5=(-1.6125)·
1.4=-2.258kN/m
ω6=(-1.6125)·
F1=4.275·
1.4=6.615kN
F2=(-4.275)·
1.4=-6.615kN
M1=2.216·
1.4=3.1024kN•m
M2=2.216·
2.2.4地震荷载:
本场地地震设防烈度为7度,设计地震加速度值为0.15g,则查规范得水平地震影响系数的最大值为αmax=0.12。
地震分为第一组,设计特征周期为0.45s,建筑场地类别为Ⅲ类。
采用底部剪力法,结构阻尼比取为ζ=0.05。
本设计假定一榀门架在考虑地震作用时为单自由体系(如下图所示),质点位置在柱顶处。
G屋盖=1.8*30=54KN
G吊车梁=8340*10^(-6)*6*7850*10*4*10^(-3)=15.71KN
G柱=8480*10^(-6)*10.1*7850*10*3*10^(-3)=20.17KN
G纵墙=0.13*9.6*6000*2=14.98KN
计算周期时:
G=1.0G屋盖+0.5G吊车梁+
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 钢结构厂房 设计 计算