1、中南大学本科毕业设计 目录 目录摘要IAbstractII前言1第一章 建筑设计21.1工程概况21.2建筑平面形式选择21.3厂房的剖面设计31.4立面设计5第二章 结构设计62.1结构设计简述62.2吊车梁设计72.3钢架设计172.4节点设计592.5檩条的设计742.6墙面构件墙梁的设计832.7支撑系统设计892.8抗风柱设计952.9基础设计98结束语112参考文献114中南大学本科毕业设计 摘要 摘要本设计为位于湖南省石门县的门式刚架厂房，总建筑面积为，采用门式刚架轻型钢结构形式，单层双坡双跨。本设计包括建筑设计、结构设计和外文翻译三部分。建筑设计部分又可分为建筑平面设计，剖面设
2、计，立面设计和建筑细部的构造设计。结构设计部分则包括吊车梁设计，刚架设计，节点设计，檩条设计，墙梁设计，支撑设计和基础设计。主刚架结构设计采用弹性设计法，围护结构设计则采用利用截面屈曲后强度的设计方法。建筑施工图包括建筑平面图，屋顶平面图，立面图，剖面图，节点详图和门窗明细表；结构施工图包括基础平面布置图及基础模板配筋图，结构平面布置图，结构立面图，结构屋面图，结构支撑布置图，钢构件连接节点详图，钢构件详图和檩条布置图。 关键词：建筑设计 结构设计 门式刚架结构 中级桥式吊车 柱下独立基础II中南大学本科毕业设计 abstract AbstractThe design is a product
3、ion plant of portal frame of located in Shimen,Hunan Province.The structure is a light steel portal frame, double slope and double cross.The design includes architectural design, structural design and foreign language translation.Architectural design includes graphic design, profile design , facade
4、design and detail design.Structural design can be divided into crane girder design, frame design, node design, purlins design, wall beam design , support design and foundation design .The main frame structures are designed with flexible design method, while the envelopes are designed by considering
5、post-buckling strength of the material.Construction plans include floor plans , roof plans, elevations , profiles, joints detail plans,doors and windows tables;structure construction plans include foundation layout maps and template based reinforcement plans, structural layout plan, structure elevat
6、ion, roof structure map, the map layout of the support structure, steel member connections detail map, steel component details and purlin layout. Keywords: Architectural design; Structural design; portal frame structure; intermediate bridge crane; independent basis中南大学本科毕业设计 前言 前言本设计为位于湖南省石门县的钢结构厂房，
7、要求根据已给条件设计一座满足各项功能要求的工业厂房。本设计包括两个部分，前一个部分是建筑设计，要求根据所给的的初步方案完成建筑平、立、剖面设计及必要的节点详图构造设计。后一个部分为结构设计，主体结构采用的是轻型门式刚架，对于次要结构部分，采用人工验算的方法，而针对重要结构或主体部分则主要是通过软件计算来确定结构的安全。具体做法是先根据经验和荷载情况初选各种构件的截面，再用结构力学求解器对所选截面进行内力计算，求出内力数据后再根据应力计算方法进行截面安全检验。对于重要的主钢架结构采用的是更加安全的弹性设计方法，依据钢结构设计规范（GB50017-2003）对各种构件的强度、刚度及稳定性进行校核。
8、而对于次要的冷弯薄壁型钢组成的围护结构，就是经济地考虑板件屈曲后强度来检验的。114中南大学本科毕业设计 第一章 第一章 建筑设计1.1工程概况钢结构门式刚架厂房位于湖南省石门县，建筑面积。结构形式采用单层双坡双跨，每跨设20/5t中级吊车两台。该地区气候宜人，地质条件良好，交通便利，地势平坦，且周围无污染性的工业厂房。1.2建筑平面形式选择工业建筑设计的主要依据是生产工艺，本厂房的生产工艺流程为简单的直线型。既要保证建筑和结构的简单合理，又要考虑它们的生产流程，因而决定采用矩形的平面形式，可以参考建筑图部分。1.2.1定位轴线的划分设计厂房的定位轴线，按从左到右的顺序，横向定位轴线依次编号为
9、1、2、3、4、12、13。而按由上到下的顺序，纵向定位轴线依次编号为A、B、C。1）横向定位轴线。对中间柱来说，截面的中心线与横向定位轴线是重合的，同时也与柱基础的中心线、刚架的中心线重合；横向定位轴线还是屋面板、吊车梁、连系梁等纵向结构构件的标志长度的界限。2）纵向中心线。抗风柱设置时，应尽量保证抗风柱间距与柱距接近，考虑到跨度为，柱距为，故可将厂房的抗风柱间距设为。对中列柱而言，纵向定位轴线与截面的中心线重合；而对于边柱来说，纵向定位轴线和边柱外边缘重合，且厂房外墙内缘和边柱外缘重合。1.2.2柱网布置柱网是根据定位轴线布置的，厂房的跨度一般就是纵向定位轴线之间的距离，而横向定位轴线之间
10、的距离就是厂房的柱距。横向定位轴线与纵向定位轴线相交形成的网格称为柱网。选择柱网时要满足厂房的生产工艺要求，并有利于建筑工业化，便于施工。1） 跨度尺寸的确定厂房的跨度应通过对运输通道、生产工艺设备及人员活动空间的计算来确定。根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程，门式刚架的跨度宜取936m。根据该工业厂房生产工艺的要求，本设计采用双跨，跨度取18m。2） 柱距尺寸的确定根据门式刚架轻型房屋钢结构技术规程，门式刚架的柱距，即柱网纵向定位轴线间的距离宜采用69m，根据实际情况本设计的柱距为6m。1.3厂房的剖面设计剖面设计应做到以下几点要求：（1）满足生产工艺需要的必要空间；（2）保证厂房光线合适，
11、通风顺畅；（3）屋面坡度应保证排水便利；（4）施工方便、节约材料且能够满足建筑工业化的要求。1.3.1厂房高度的确定刚架梁下表面到厂房室内地面的距离即为厂房的高度。简单地说，它近似等于柱顶到室内地面的距离。而柱顶标高一般通过以下公式来确定，见图1。 吊车梁轨道顶部到柱顶距离 式中各参数的含义如下：；：，通常定为 400mm500mm；：；：吊绳的最小长度，一般取决于起吊物的形状小，通常大于1000mm；：吊钩到吊车梁轨道顶面的最小高度；：吊车梁轨道顶面到小车上部的距离，从吊车参数表中可以获得此数据；：屋架下弦与小车顶面之间的净空尺寸。设置此值的目的是保证在地基发生不均匀沉降或屋架在最不利荷载情
12、况下产生最大挠度时，厂房的高度方向仍然安全。图 1 厂房高度的剖面图依照厂房建筑模数协调标准（GB/T 50006-2010），厂房的高度应采用扩大模数3M数列。有吊车的厂房，牛腿面的高度，同样应采用扩大模数3M数列（1M表示100mm）。考虑到吊车参数、生产流程和建筑模数的约束，本设计中取牛腿面高度为6m，房屋檐口高度为9.6m。1.3.2室内外地坪标高为了防止雨水侵入室内，要尽量使室内高出室外一定高度；而为了方便地运输各种工具进入厂房，又要保证室内外高差不致于过大，且需在大门处设置平缓的坡道。综合两者因素，本设计确定室内外高差为150mm，即室内地面标高定为0.000m，室外则是-0.15
13、0m。1.3.3厂房采光设计厂房的采光等级定为级，采用双侧采光，依据建筑采光设计标准（GB/T 50033），窗地面积比应大于。由于厂房的建筑面积为，所以窗户的总面积应大于为。侧墙开窗加上两端山墙开窗共30个窗户，窗户的宽度取为，由2个宽的平开窗组合而成，所以窗户的总高度需大于。可按高低窗来设置，低窗高度取为，窗底标高为，而把高窗高度定为，窗底标高为。窗户总高度为，满足采光要求。为了满足厂房生产工艺的要求，一共设置6道4m4m的门，两端山墙上共设置4道门，两侧墙上分别设置一道门，具体情况参考建筑立面图。1.4立面设计该厂房的柱距、跨度、高度、屋盖坡度和门窗的尺寸及布置等，都已在前文中设计完毕，在立面设计中应根据以上设计结果，选用屋盖构造形式及材料、墙体构造形式及材料，并确定墙屋面板等的布局和颜色，以达到比例协调、完整均衡的效果，给人以美感，并与周围的环境相融合。屋盖及墙体构造设计结果如下，详见建筑平立面图。墙体：墙面板选择双侧彩色钢板夹聚苯乙烯保温板，两侧保温板间是C型檩条。屋面：屋面板为两层多波型V-125压型钢板，中间为100mm厚的岩棉。屋面板搁置在C型檩条上，檩条放置在刚架斜梁上。为防止雨水侵入厂房，除了设置厂房室内外高差，还在厂房周围采用了宽的混凝土散水。散水坡度取，散水构造采用混凝土。中南大学本科毕业设计 第二章
