完整钢结构设计书.doc

建设工程教育网（）目 录第一部分 设计资料1. 工程概况 32. 设计原始资料 33. 设计任务要求 34. 设计其它资料 35. 参考书目 4第二部分 建筑设计1. 建筑平面设计 62. 建筑剖面设计 73. 定位轴线的确定 84. 建筑立面设计 95. 各种构造的做法 9第三部分 结构设计1. 结构体系的选择 112. 材料选择 133. 檩条设计 144. 墙架设计 175. 吊车梁设计 206. 刚架的内力分析及设计 287. 节点设计及计算 598. 平台设计 679. 基础设计 71第四部分 PKPM输出文件刚架设计 75第五部分 英文翻译结构和环境 113 第一部分 设计资料1. 工程概况本设计为一新建的大型彩色印刷生产线为一全钢结构门式刚架轻型厂房，厂房位于包头稀土高新技术开发区车间长42m，宽12m，货物起吊高度12m2. 设计原始资料2.1主厂房采暖按18℃设计，冬季室外计算温度-19℃，冬季室外最低气温-30.4℃，夏季最高气温38.4℃2.2 年平均降雨日数91.3，年平均降水量678.4㎜，有记录的日最大降水量100.8㎜，时最大降水量54.8㎜。

2.3 最大风速25m/s，主导风向：北，基本风压0.45KN/㎡2.4 最大积雪深度210㎜，基本雪压0.35KN/㎡2.5 最高地下水位-9m2.6 土壤冻结深度-1.50m2.7 冬季相对湿度为55%，夏季相对湿度为40%2.8 地震设防烈度为8度2.9 车间防火等级为丁类Ⅲ级2.10 经勘测知地基承载力标准值为150KPa，无不良地基3. 设计其他资料3.1 车间采光面积比为1/6～1/83.2 车间地坪荷重10KN/㎡，均采用水磨石地面，全部地坪待设备基础完工后再施工3.3 厂房设3.3×3.6及2.4×2.4大门各一个，大门上设人行小门，门上有挡雨棚，外挑900㎜3.4 在第①②轴线间有一标高为3m的操作平台，平台面积不小于15㎡，用钢柱支撑，上部荷载标准值为2.0KN/㎡，设钢梯、平台护栏3.5 车间内设桥式吊车一辆，软钩，吊车工作级别位A3（轻级工作制），具体参数如下：4. 设计任务要求4.1 建筑设计4.1.1 图纸内容：建筑平面图、正立面、剖立面、节点详图2～3个，门窗明细表、必要的文字说明，完成二号图纸两张4.1.2 建筑设计说明书内容：设计任务简介、平、立、剖面设计说明、桥式软钩吊车性能参数起重量Q（t）跨度lk(m)基本尺寸（㎜）起重机量（t）最大轮压（KN）大车宽B大车轮距K轨面至车顶高度H轨中心至大车外边缘B1大车小车P1P2510.5465035001870230142.665承重及围护结构选择和布置、主要节点构造说明。

4.2 结构设计4.2.1 图纸内容：基础的结构布置和基础施工图；柱、吊车梁、柱间支撑等布置图；屋面檩条布置图、墙架布置图；节点图（柱脚、檩托、牛腿、柱和梁交接处）；刚架图、平台图4.2.2 说明部分：结构方案承重构件（包括屋面板、檩条、吊车梁、柱、基础、支撑系统和平台系统的选型说明）4.2.3 计算部分要求完成厂房刚架（横向及纵向）内力分析及柱的一个完整设计，其具体内容为：对厂房横向刚架进行荷载计算内力分析及截面设计基础的设计及配筋檩条、墙架及柱间支撑的设计平台系统设计采用PKPM中的STS程序计算刚架内力4.2.4 计算书要求：书写工整、计算准确、必要的示意图不得徒手画、应有大概的比例4.3 翻译2000字符的英文专业资料5. 参考书目《单层厂房建筑设计》建筑工业出版社《工业厂房墙板建筑节点参考图集》冶金工业出版社《厂房建筑统一化基本规则》（TJ6-74）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2003）《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》（CECS102-98）《钢结构设计手册》中国建筑工业出版社《钢结构设计计算图表》北京钢铁设计研究总院编 冶金工业出版社《钢结构设计原理》（课本）《钢结构设计》（课本）《轻型钢结构设计手册》 第二部分 建筑设计1. 建筑平面设计1.1 厂房平面形式的选择有跨度12m确定该厂房为单跨，由生产工艺和起吊高度5m确定为单层，故该厂房平面形式选为矩形。

这种平面形式较适应工段间联系紧密，运输路线短捷，形状规整，经济的生产厂房，且这种平面形式由于宽度不大，室内采光和通风较容易解决矩形形式规整，结构，构造简单，造价低，施工快，再者由于该生产线规模较小，采用此平面形式完全可以满足使用上和工艺上的要求1.2 柱网的选择由车间的长，宽，跨度尺寸柱距的要求确定柱子的位置，柱在平面中排列所形成的网络为柱网柱网的选择实际上是厂房跨度和柱距的选择综合考虑门式刚架的合理跨度有9m、12m、15m、18m，檩条的跨度有0.9 m、1.2 m、1.5 m以及荷载性质和类型等各方面的影响因素，确定沿厂房纵向跨度取为12m，柱距取目前我国的基本柱距6m设计要求操作平台面积不得小于15㎡，为便于设计，施工，以及适应工艺的要求，确定平台面积其柱网的确定，为避免和刚架柱基础靠得太近而形成联合基础，平台柱，次梁各向外悬挑1.5m，因此平台下柱网柱距和跨度均为3.0m在①、⑧号轴线靠山墙处各设两根抗风柱，且柱距为6m，距离A、B号定位轴线间距离各为3m，且抗风柱的外侧即为①、⑧号轴线1.3 辅助构件的定位1.3.1 平台尺寸为5400㎜×6000㎜，位于①、②轴线间，紧靠B轴线，平台顶面标高3.0m，同时设有钢梯和平台护栏，钢梯设在A、B轴线靠近①轴线的一侧。

1.3.2 在A、B定位轴线间⑧号轴线的抗风柱间设3.3m×3.6m的大门一个，主要供车辆和人员的出入，在A号轴③、④轴线间设2.4m×2.4m的大门一个，主要供材料和人员的出入，大门上设人行小门，门上有挡雨棚，外挑900㎜1.3.3 在满足车间采光面积比为1/6～1/8的前提下，只在厂房两侧纵墙开窗，柱间窗户尺寸为3.6m×1.8m1.3.4 吊车梯设在⑤、⑥定位轴线间靠近A号轴线一侧，吊车梯为焊接钢梯，侧面和顶角均设有护栏1.3.5 外围散水坡度i=5%，宽800㎜，大门入口的坡道坡度i=10%，且设有防滑条，宽为1500㎜1.3.6 室内外高差为150㎜，室外地面标高为-0.150m,在厂房的外围四周±0.000m以上1.2m范围均为砌体砌筑的墙体，兼作窗台并支撑墙板2. 剖面设计厂房的生产工艺流程对剖面设计的影响很大，因而在满足生产工艺要求的前提下，经济合理的确定厂房高度及有效利用和节约空间，解决好厂房的采光和通风，使其有良好的室内环境，合理的选择屋面排水，围护结构的形式及其构造，使厂房具有随气候条件变化影响小的围护功能，进而保证生产的正常进行及为工人创造良好舒适的生产环境，同时满足建筑工业化要求。

2.1 厂房高度的确定单层厂房的高度是指地面至屋架下表面的垂直距离，一般情况下，屋架下表面的高度即是柱顶与地面之间的高度，所以单层厂房的高度即是地面到柱顶的高度由生产工艺、生产设备、货物起吊高度、其中与运输和其他各方面的要求，初步确定轨顶标高为6.30m，钢结构厂房梁柱的截面高度为跨度的1/30～1/45，即在400㎜～266㎜之间，暂取梁柱截面高度为400㎜，吊车梁高度取600㎜，轨道选截面高度为134.7㎜的重轨，由设计资料所给出的桥式软钩吊车性能参数查得，轨面至车顶高度H=1870㎜，小车顶面至屋架下弦底部的安全高度取500㎜，由此确定柱顶标高2.1.1 有吊车厂房柱顶标高的确定厂房柱顶标高：H=H1+h6+h7式中：H—柱顶标高，应符合3M模数 H1—轨顶标高 h6—轨面至车顶高度 h7—小车顶面至屋架下弦底部的安全高度则H=6300+1870+500=8670㎜，取3M的模数H=8700㎜=8.70m2.1.2 厂房高度的确定厂房高度的标高：H′=H+h式中：h—横梁截面高度则H′=8700+400=9100㎜屋脊标高的确定：H″= H′+×i式中：H″—屋脊标高 L—厂房跨度 i—屋脊坡度，一般取1/10。

则H″==9700㎜=9.70 m2.2 采光设计由于天然光的照度时刻都在变化，室内工作面上的照度也随之改变，因此，采光设计不能用变化的照度来作依据，而是采用采光系数的概念来表示采光标准设计书中规定的车间采光面积为1/6～1/8，则试设计在侧墙开窗采光，且为双侧采光在吊车梁处设置高侧窗，提高了远离窗户处的采光效果，改善了厂房光线的均匀程度，所设低窗宽3.6m,高为1.8m，高侧窗宽为3.6m，高为0.9m，采光面积为1.8×3.6×13+0.9×3.6×16=136.08㎡，满足要求2.3 通风设计厂房的通风方式有两种，即自然通风和机械通风，该厂房采用自然通风自然通风是利用空气的自然流动将室外的空气引入室内，将室内的空气和热量排至室外，针对该厂房的特点可利用室内外的温差造成的热压和风吹向建筑物而在不同表面上造成的压差来实现通风换气，不失为一种经济合理的通风方式因此，在厂房的平面布置上要使厂房长轴与夏季主导风向垂直，且厂房宽度12m＜16m，便于组织穿堂风，以侧墙上的侧窗和山墙上的大门作为主要的通风道2.4 厂房的保温，隔热设计为保证厂房的围护结构具有一定的保温性能和在构造上的严密性，屋面和墙面均采用轻质高强的压型钢板，内夹一定厚度的聚苯板用来保温隔热。

3. 定位轴线的确定单层厂房的定位轴线是确定厂房主要承重构件位置的基准线，同时也是设备安装，施工放线的依据依据我国现行的《厂房建筑模数协调标准》中的规定，定位轴线的划分与柱网布置是一致的，通常把厂房定位轴线划分为横向和纵向垂直与厂房长度方向的称为横向定位轴线，平行于厂房长度方向的称为纵向定位轴线除山墙处端部刚架柱的横向定位轴线与抗风柱内缘相重合外，其余横向定位轴线与中间柱的中心线相重合，纵向定位轴线与吊车轨中心线的距离为750㎜端部排架柱的中心线自端部横向地位轴线内移600㎜，因此端部实际柱距减少了600㎜，为5400㎜4. 建筑立面设计为使立面简洁大方，比例恰当，达到完整均匀，节奏自然，色调质感协调统一的效果本厂房的立面采用水平划分的手法，在水平方向设整排的矩形窗，组成水平条带，增加立体感低侧窗为水平推拉窗，高侧窗为上下翻转的悬窗，在正立面开有2.4m×2.4m的门，门上设有外挑900㎜的雨棚在水平方向附有不同色彩的板带，增强立面效果5. 各种构造的做法5.1 散水做法，工程做法见（98J9-散4/69）5.2地面做法，工程做法见（98J1-地8/60）5.3坡道做法，工程做法见（98J9-坡3/70）5.4雨篷做法 第三部分 结构计算1. 结构体系的选择1.1 门式。