江苏科技大学毕业设计（论文）任务书学院（系）：船舶与建筑工程专业：土木工程学号： 0745512426 姓名：徐林指导教师：邵建华职称：讲师2011年 2月16 日摘要本次设计的题目为模具冲压件厂车间单层门式钢架厂房设计，其地理位置在设计资料中未给出，现假设位于张家港。

采用轻钢结构门式刚架的结构形式。

厂房跨度37.2m，柱距7.5m。

墙面维护结构由压型钢板墙板和墙架系统组成。

围护结构现采用彩钢夹芯板。

本设计由建筑设计和结构设计两部分组成。

建筑设计是根据整个工程的工程概况、生产工艺概况、自然条件、地理情况以及荷载情况来确定建筑设计方案并优化设计方案。

建筑设计包括单层厂房平面设计、立面设计、剖面设计、采光设计、通风设计、屋面排水设计、防腐防锈和防火设计等内容。

其中，平面设计有平面形式选择、柱网布置等；立面设计主要是门窗的布置；剖面设计主要有柱顶标高的确定等。

结构设计是本次设计的核心内容，其设计的原则是确保厂房的安全、适用、耐久，同时使设计经济合理。

结构设计的主要内容有吊车梁设计、荷载统计、内力计算、内力组合、梁柱截面的选取和验算、节点设计、檩条设计、墙梁设计和基础设计等。

关键词：结构形式；建筑设计；结构设计；内力组合；设计原则目录（页码需要改）第1章建筑设计 (4)1.工程概况 (4)2.单层厂房平面设计 (5)2.1平面形式的确定 (5)2.2柱网布置的确定 (5)2.3厂房门的确定 (6)2.4散水的确定 (7)2.5生产辅助用房 (7)3.单层厂房剖面设计 (8)3.1柱顶标高的确定 (8)3.2室内地坪标高的确定 (8)3.3采光、通风的确定 (9)3.4屋面排水的确定 (10)4．厂房立面设计 (11)5．其他建筑构造 (12)5.1屋顶的确定 (12)5.2女儿墙的确定 (12)5.3地面的确定 (13)5.4门口坡道做法 (14)5.5雨棚的确定 (15)5.6屋脊的确定 (15)5.7门窗表 (16)第2章结构设计 (16)1、吊车梁设计 (16)1.1设计资料............................ 错误!未定义书签。

1.2吊车荷载计算........................ 错误!未定义书签。

1.3内力计算............................ 错误!未定义书签。

1.3.1吊车梁中最大弯矩及相应的剪力 ... 错误!未定义书签。

1.3.2吊车梁的最大剪力 ............... 错误!未定义书签。

1.3.3水平方向最大弯矩 ............... 错误!未定义书签。

1.4截面选择............................ 错误!未定义书签。

1.5截面特性............................ 错误!未定义书签。

1.6梁截面承载力验算.................... 错误!未定义书签。

1.7连接计算............................ 错误!未定义书签。

1.8支座加劲肋计算...................... 错误!未定义书签。

2、门式刚架设计 (28)2.1设计资料 (28)2.2荷载计算 (29)2.3内力计算 (34)2.3.1永久荷载作用下的内力 (35)2.3.2可变荷载作用下的内力 (39)2.3.3 风荷载作用下的内力 (39)2.3.4吊车荷载作用下的内力（水平向右，最大轮压在左） (54)2.3.5吊车荷载作用下的内力（水平向右，最大轮压在右） (62)2.3.6吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压在左） (66)2.3.7吊车荷载作用下的内力（水平向左，最大轮压在右） (70)2.4内力组合 (74)2.5截面验算 (76)3、节点设计 (98)3.1梁柱节点 (98)3.2梁梁节点 (104)3.3牛腿节点 (107)3.4柱脚节点 (114)4、檩条设计 (120)4.1截面初选............................ 错误!未定义书签。

4.2荷载计算............................ 错误!未定义书签。

4.3内力计算............................ 错误!未定义书签。

4.4截面验算............................ 错误!未定义书签。

5、墙梁设计 (131)5.1截面初选 (131)5.2荷载计算 (132)5.3内力计算 (134)5.4截面验算 (137)6、基础设计 (144)6.1基础梁设计 (144)6.2基础设计 (148)结束语.................................... 错误!未定义书签。

外文翻译.................................. 错误!未定义书签。

致谢...................................... 错误!未定义书签。

参考文献.. (156)附录 (159)第1章建筑设计1.工程概况根据所给设计资料，建筑面积约为31002m，结构形式采用轻钢结构单层双跨工业厂房形式，厂房内设有重级（软钩）吊车（资料为指定几台吊车，现定为两台），起重量为50t，吊车设备的技术指标为：表1-1 吊车技术指标结构安全等级为Ⅱ级，耐火等级为Ⅱ级，对该模具冲压件厂房的采光等级取为Ⅲ级。

围护结构采用双面复合彩钢夹心板。

工业建筑设计的任务就是根据我国建筑方针和政策，按照“安全适用，技术先进，经济合理”的设计原则，在满足工艺要求的前提下，处理好厂房的平面、立面、剖面，选择合适的建筑材料，确定合理的承重结构、围护结构和构造做法，同时要满足生产工艺的要求及有关的技术、良好的经济效益、卫生等要求。

厂房的平面、立面、剖面设计是不可分割的整体，设计时必须统一考虑，在设计平面的同时需要考虑剖面和立面的设计问题，为了叙述方便并根据设计的先后顺序，现分项予以说明。

2.单层厂房平面设计2.1平面形式的确定厂房的平面设计除首先满足生产工艺的要求外，在建筑设计中应使厂房的平面形式规整以便节省投资和占地面积，选择经济合理和技术先进的柱网使厂房具有较大的通用性，并使厂房符合工业化施工的要求，正确解决采光和通风，合理地布置生活用房，妥善处理安全疏散及防火措施等。

该工业厂房的平面形式采用矩形。

这种平面形式容易与其他形式平面各工段之间靠的较紧，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。

且该厂房的宽度不大，室内采光通风都较容易解决。

2.2柱网布置的确定柱网尺寸不仅在平面上规定着厂房的跨度、柱距的大小，而且还规定着刚架，屋面板，吊车梁的尺寸。

在厂房中，为支撑屋顶和吊车设柱子，根据工艺流程和设备布置对跨度和柱距大小提出了要求。

在选择柱网时应考虑以下要求：（1）满足生产工艺要求。

（2）遵守《厂房建筑模数协调标准》，跨度小于18m时，跨度的增减采用扩大模数3M数列。

大于18m时，跨度的增减采用扩大模数6M数列。

厂房山墙出抗风柱柱距宜采用扩大模数15M 数列。

（3）调整和统一柱网。

（4）尽量扩大柱网，提高厂房的通用性和经济合理性。

由于跨度根据设计资料已定为37.2m，因此采用3M数列的扩大模数。

柱距在综合考虑以上因素的前提下，采用7.5m的柱距形式且不采用抽柱的形式，有利于提高结构的稳定性。

2.3厂房门的确定结构耐火等级为Ⅱ级，根据建筑设计防火规范3.1.1中对丁类生产类别的叙述“1 对不燃烧物质进行加工，并在高温或熔化状态下经常产生强辐射热、火花或火焰的生产2 利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其它用的各种生产3 常温下使用或加工难燃烧物质的生产”可知，该模具冲压件厂房生产类别可定为丁类，防火规范中对此种建筑的最远点至疏散门的允许距离要求为不限，考虑到工艺设计及行走方便，厂房开设六扇门（南北面各一扇，东西面各两扇），平面位置详见建筑平面图，门的宽度和高度为4.5 4.2，厂房门采用双扇平开门。

m m门应该与主要交通干道相近，以便于运输设备进出与人流疏散。

2.4散水的确定为保护外墙不受雨水的侵蚀，在外墙的四周将地面做成向外倾斜的坡度，以便将屋面雨水排至远处，所以设置了散水，散水的坡度可定为5%，宽度取为900mm，散水的构造做法为：素土夯实，70mm厚1：3：6碎石（砖）三合土，10mm水泥砂浆抹面，，散水面距地面的距离为20mm。

散水做法见下图。

图1-1 散水做法2.5生产辅助用房设计资料对该部分无相应要求，故而不单独设计之。

3.单层厂房剖面设计3.1柱顶标高的确定由于厂房内有吊车作业，柱顶标高按下式来确定：761h h H H ++=式中：H —— 柱顶标高（m ），必须符合3M 的模数； 1H —— 吊车轨顶标高（m ），一般由设计人员提出； 6h ——吊车轨顶至小车顶面的高度（m ），根据吊车资料查出；7h —— 小车顶面至屋架下弦底面之间的安全净空尺寸（mm ）。

此间隙尺寸，按国家标准及根据吊车起重量可取300mm ，400mm ，1200mm 。

根据设计要求，1H 取6m ，查吊车资料可得：6h 取2734mm ，7h 取400mm 。

确定柱顶标高为：H=6+2.734+0.4=9.134，取9.3米，符合3M 要求.。

3.2室内地坪标高的确定在一般情况下，单层厂房室内地坪与室外地面需设置高差，以防止雨水倒灌侵入室内。

但为了便于运输工具出入厂房和不加长门口坡道的长度，这个高差又不宜太大，在该厂房设计中高差取值为450mm。

确定室内地坪标高为m±，室外标高为.0000-。

0.450m3.3采光、通风的确定该厂房设计中采用天然采光。

采光设计就是根据采光等级，通过查阅相关规范根据窗地比来确定窗子的面积，从而布置窗户的形式及标高，以保证室内采光强度、均匀度符合要求及避免眩光。

该厂房的采光等级虽未由设计资料给出，但根据一般情况可定为Ⅲ级，由于单侧采光不均匀，衰减幅度大，由此考虑采用双侧开窗。

根据采光等级查得窗地比为1：4，且厂房内部设置了吊车，同时采用高低窗。

为了便于工作和不使吊车梁遮挡阳光，高侧窗下沿距吊车梁顶面不应太高或太低，规范规定至少高出吊车梁顶面600mm,在该厂房中取600mm。

低侧窗下沿一般略高于工作面的高度900～1200mm，在该厂房中取值为900mm。

窗的确定：厂房的总面积：2⨯=，由采光等级查得窗地比为37.282.53069m1：4。

根据厂房的面积确定采光所需的窗户的总面积为：2÷=，采用南北立面双侧开带窗，则窗户总高度为30694767.25m()÷÷+=，767.25237.282.5 3.2m窗户设计兼顾墙梁位置，故设置高窗高度为0.9m，距吊车梁顶面1200mm；低窗高度为2.4m，距地面900mm。