鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

開 題 報(bào) 告鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)一、選題背景與文獻(xiàn)綜述被喻為“綠色工廠”的鋼結(jié)構(gòu)廠房體系具有自重輕、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，更具有在“高、大、輕”三個(gè)方面發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢。最近在我國建筑工程領(lǐng)域中已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，長期以來混凝土和砌體結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的局面正在發(fā)生變化，鋼結(jié)構(gòu)廠房以其自身的優(yōu)越性引起業(yè)內(nèi)關(guān)注，已經(jīng)在工程中得到合理的、迅速的應(yīng)用，所以鋼結(jié)構(gòu)廠房的發(fā)展前景美好。 鋼結(jié)構(gòu)廠房是近十年來發(fā)展最快的領(lǐng)域，在美國采用輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房占非住宅建筑投資的50%以上。這種結(jié)構(gòu)工業(yè)化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場需求量很大，已引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員認(rèn)識。目前已經(jīng)有多種的低層、多層和高層的設(shè)計(jì)方案和實(shí)例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點(diǎn)，必將對我國傳統(tǒng)的廠房結(jié)構(gòu)模式產(chǎn)生較大沖擊。目前還存在著種種不盡人意或有待提高的方面，但鋼結(jié)構(gòu)廠房的發(fā)展?jié)摿薮螅熬皬V闊。我國 20年來的改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)廠房體系的應(yīng)用創(chuàng)造極為有利的發(fā)展環(huán)境。首先，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要物質(zhì)基礎(chǔ)來看，自1996年開始我國鋼的總產(chǎn)值就已超過1億噸，居世界首位。而且隨著鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量持續(xù)提高，其價(jià)格正逐步下降，鋼結(jié)構(gòu)廠房的造價(jià)也相應(yīng)有較大幅度的降低。與之相應(yīng)的是，鋼結(jié)構(gòu)廠房配套的新型建材也得到了迅速發(fā)展。其次，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)廠房的技術(shù)基礎(chǔ)來看，在普通鋼結(jié)構(gòu)廠房、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)廠房、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)廠房、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)廠房、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、壓型鋼板結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)廠房焊接和高強(qiáng)度螺栓連接、鋼與混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)行。有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)廠房的規(guī)范規(guī)程的不斷完善為鋼結(jié)構(gòu)廠房體系的應(yīng)用奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。第三，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)廠房的人才素質(zhì)來看，經(jīng)過幾年來的發(fā)展，專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)人員已經(jīng)形成一定的規(guī)模，而且他們的專業(yè)素質(zhì)在實(shí)踐中得到不斷提高。而隨著計(jì)算機(jī)在工程設(shè)計(jì)中的普遍應(yīng)用，國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)軟件發(fā)展迅猛，軟件功能日臻完善，為協(xié)助設(shè)計(jì)人員完成結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)，施工圖繪制提供了極大的便利條件。二、設(shè)計(jì)任務(wù)該設(shè)計(jì)任務(wù)為設(shè)有雙層重級工作制吊車的單跨廠房設(shè)計(jì)計(jì)算。其內(nèi)容包括剛接排架、柱、屋架、托架、吊車梁、制動(dòng)桁架、輔助桁架、抗風(fēng)柱、抗風(fēng)桁架、柱間支撐及節(jié)點(diǎn)連接等計(jì)算。圖紙包括：平、立、剖三視圖，柱、吊車梁及屋蓋平面布置圖，以及柱子安裝節(jié)點(diǎn)圖、吊車梁施工圖和屋架圖。廠房的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：廠房跨度 34m柱子間距 排架柱的間距為12m(每6m設(shè)有墻架柱)，山墻抗風(fēng)柱間距為6m屋架間距 6m(設(shè)有跨度為12m的托架)屋面結(jié)構(gòu) 采用1.5m6m的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板（無檁體系）屋架坡度 1:10上層吊車 設(shè)有兩臺Q=75t/30t重級工作制吊車上層吊車軌高 26m下層吊車 設(shè)有兩臺Q=75t/30t重級工作制吊車下層吊車軌高 17m基本風(fēng)壓 50kg/m2基本雪壓 50kg/m2使用鋼材 除吊車梁采用16Mn鋼外，其他構(gòu)件均為3號鋼墻面材料 采用1.2m6m0.16m厚的鋼筋混凝土空心墻板三、擬采用的研究方法1、總體設(shè)計(jì)思想我國現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）采用以概率理論為基礎(chǔ)、用分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。設(shè)計(jì)中考慮結(jié)構(gòu)的承載能力的極限狀態(tài)和正常使用的極限狀態(tài)。由于設(shè)有吊車，對于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，需要相應(yīng)規(guī)范考慮動(dòng)力系數(shù)，計(jì)算疲勞和變形。2、關(guān)鍵理論該鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房跨度大，且設(shè)有雙層共4臺重級工作制的吊車，所以構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算較為繁瑣、復(fù)雜。但設(shè)計(jì)步驟亦為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般步驟 ，即結(jié)構(gòu)布置選型、單位荷載下的內(nèi)力計(jì)算、實(shí)際荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合、截面選擇或校驗(yàn)、繪制施工圖。在設(shè)計(jì)過程中需要計(jì)算大量構(gòu)件，以下簡要敘述幾個(gè)關(guān)鍵理論。排架計(jì)算：廠房排架由柱和它支撐的屋架（橫梁）組成，是廠房的主要承重體系，是廠房設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容。在進(jìn)行剛性排架的內(nèi)力分析時(shí)，一般需首先求解兩端為剛性固定的變截面柱在單位線位移、單位角位移及各種荷載作用下兩端的固端彎矩和剪力（相當(dāng)于支座反力）。求解的方法可以采用變位移法、似柱法、虛功原理等方法。為便于計(jì)算也可按相關(guān)計(jì)算手冊的雙階柱的有關(guān)公式計(jì)算。屋架內(nèi)力分析：通常假定屋架的節(jié)點(diǎn)為理想的鉸接點(diǎn)，屋架所有的桿件的軸線都在同一個(gè)平面內(nèi)且相交于節(jié)點(diǎn)的中心，以及荷載全部作用在節(jié)點(diǎn)上（如荷載作用在弦桿的節(jié)間，則應(yīng)將節(jié)間彎矩按比例分配在該節(jié)間相鄰的節(jié)點(diǎn)上）。這樣，就可利用圖解法或數(shù)解法來計(jì)算屋架桿件的軸心力，但對有節(jié)間荷載作用的桿件，尚須考慮節(jié)間局部彎矩的影響。吊車梁設(shè)計(jì)：各類吊車梁軍應(yīng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度、穩(wěn)定性和變形；對于重級工作制吊車梁尚應(yīng)計(jì)算疲勞強(qiáng)度。計(jì)算吊車梁的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和變形時(shí)，吊車梁一般應(yīng)按同一跨間內(nèi)起重量最大的兩臺吊車來確定（當(dāng)工藝有特殊要求時(shí)，則應(yīng)按實(shí)際情況考慮）。在計(jì)算吊車梁及其連接的強(qiáng)度和吊車梁的穩(wěn)定性時(shí)，吊車的豎向荷載應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)（=1.1）。墻架構(gòu)件計(jì)算：包括墻架柱的計(jì)算和上層抗風(fēng)桁架的計(jì)算。墻架柱承受風(fēng)荷載及作用在墻架柱上的墻體自重或平臺傳來的荷載（當(dāng)平臺梁支承在墻架柱上時(shí)），應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算強(qiáng)度和穩(wěn)定性?？癸L(fēng)桁架承受墻架柱傳來的水平風(fēng)荷載和走道的豎向荷載，計(jì)算抗風(fēng)桁架在水平風(fēng)荷載作用下時(shí)的內(nèi)力按靜定桁架分析。3、完成課題的主要方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書內(nèi)容，首先明確相應(yīng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，復(fù)習(xí)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識。查找資料，認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)參考文獻(xiàn)，如鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊、鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。然后制定詳細(xì)的進(jìn)度計(jì)劃，在老師的指導(dǎo)和監(jiān)督下按質(zhì)按量完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容。加強(qiáng)與同組設(shè)計(jì)同學(xué)的交流，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，互相促進(jìn)。同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中，重視校核避免不必要的返工，除了內(nèi)力計(jì)算的校驗(yàn)外，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器等電算工具校核手算的結(jié)果。四、進(jìn)度安排四、參考文獻(xiàn)1 GB500172003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，北京：中國計(jì)劃出版社，20032 GB 50009-2001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，北京：中國計(jì)劃出版社，20013 GB/T 500012001 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)注，北京：中國計(jì)劃出版社，20014 趙風(fēng)華主編. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)