多层五层钢结构框架厂房__毕业设计计算书(编辑修改稿)

多层五层钢结构框架厂房__毕业设计计算书(编辑修改稿)内容摘要：

工程概况 积极推广应用钢结构是我国土木工程的重要发展 方向之一，企达工业（南京）有限公司拟新建生产厂房，本毕业设计是其所需的钢结构厂房设计。 设计基本条件为： 该建筑物主体结构层数为 5 层，一 层层高为 ， 二、 三、四 、五层层高为。 总建筑面积 ，占地面积 2990 m2， 主体 建筑高度 ，建筑层数 5 层。 建筑结构形式为钢框架，基础为 桩 基础 ，结构内分三跨， 跨距分别为 13m、 14m、13m；柱距 8 m，总长 ，屋面建筑坡度 5%。 建筑结构等级指标及设计年限 1 建筑结构安全等级：二级； 2 结构设计使用年限： 50年； 3 建筑抗震设防类别：丙类； 4 地基基础设计等级：乙级。 建筑设计相关参数 1 基本风压： ，地面粗糙类型： B 类； 2 基本雪压： kN/m2； 3 场地类别： Ⅲ 类，设计特征周期： ； 4 抗震设防烈度： 7度； 5 设计基本地震加速度： ，设计地震分组：第一组； 6 建筑耐火等级：二级； 7 工程地质条件 本工程建筑设计标高相当于绝对标高。 基础形式采用桩基础，以 51 强风化泥质砂岩作为桩端持力层，桩径为 400mm，壁厚 90mm。 1) 岩土特性 天然地 面下厚 左右为人工杂填土，地基承载力标准值 fak=58KPa， Es=，桩周土摩擦力标准值 qsa=16KPa；其下 21粉质粘土为 ， fak=120KPa， Es=， qsa=42KPa；再下为 22粉质粘土，厚 ， fak=90KPa， Es=， qsa=30KPa。 然后为 23粉质粘土， 第一章 设计概况 2 厚 ， fak=140KPa， Es=， qsa=50KPa。 强风化泥质砂岩， fak=260KPa，桩端土极限端承力标准值 qpk=5000 KPa。 地下水位位于 地表下 2) 岩土工程分析及地基适宜性评价 粉质粘土层，分布较广，中等密实状态，性质稳定，适宜作为地基持力层。 3) 水文地质条件 场地地下水位低于地表。 4) 腐蚀性评价 (1) 场地土腐蚀性评价 拟建场地土易溶盐含量为 363~369mg/L20200。 SO42含量为 ~； cl含量为 ~； PH=~， 根据《岩土工程勘察规范》附录 G，拟建建（构）筑物基础（桩基）直接与地下水接触，常年处于湿润区，场地环境类型为Ⅱ 类。 据《岩土工程勘察规范》判定场地土对混凝土具有微腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性；对钢结构具有微腐蚀性。 拟建场地及其附近无明显污染源影响场地地下水土环境，场地雨量较多，场地地下土对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀 ，不考虑其腐蚀性影响。 (2) 场地地下水腐蚀性评价 场地内潜水对混凝土及长期浸水环境中的钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，对处于干湿交替环境下的钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀 ，不考虑其腐蚀性。 (3) 场地稳定性评价 根据区域地质构造，本区无活动性断层通过，历史上无大的破坏性地震发生，从地质构 造和地震活动历史等因素分析，本场地为相对稳定区，地基分布有暗塘、冲沟等不良地质条件，采用适当的处理措施及基础形式后可满足建筑物地基稳定，场地适宜本工程建设。 本工程设计过程中所遵循的标准规范 1 《 钢结构设计规范 》 (GB500172020) 2 《建筑工程抗震设防分类标准》（ GB502232020） 3 《 建筑结构可靠度设计统一标准》（ GB500682020） 4 《建筑结构荷载规范》（ GB500092020） 5 《混凝土结构设计规范》（ GB500102020） 6 《建筑抗震设计规范 》（ GB500172020） 南京工业大学本科生毕业设计 (论文 ) 3 7 《建筑地基基础设计规范》（ GB500072020） 施工 技术 条件 本工程由大型建筑工程公司承建，设备齐全，技术良好。 水、电供应由建设单位保证。 材料供应 三材及一般材料能按计划及时供应。 第二章 建筑设计 4 第二章 建筑设计 平面设计 本厂房总建筑面积 ，占地面积 2990 m2。 选择工业化程度较高，施工周期短，结构形式简单的框刚架形式。 为减小地基处理费用和基础造价，柱距选择 8m。 建筑平面设计主 要有建筑物中各个使用部分的设计和建筑物交通联系部分 的设计，建筑物的使用部分，主要体现该建筑物的使用功能，因此满足使用功能 的需求是确定其平面面积和空间形状的主要依据。 根据题目所给条件：本设计为三跨钢结构五层厂房，跨度分别为 13 米、 14米、 13 米，长。 工业建筑中生产工艺要求是其设计主要依据，参照工程应用实例，充分考虑到生产流程及建筑和结构的简单及合理性，厂房平面布置为三跨矩形平面。 立面设计 建筑立面设计偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件，例如门窗、雨篷、遮阳等等的形 式、比例关系和表面的装饰效果等。 设计时，通常是先绘制出建筑物各个立面的基本轮廓，再进一步推敲各个立面的总体尺度比例的同时，综合考虑立面之间的相互协调，特别是相邻立面之间的连续关系，并且对立面上的各个细部，特别是门窗的大小、比例、位置，以及各种突出物的形状等进行必要的调整。 室内外高差的确定：为考虑到运输 工具进出厂房的便利及防止雨水侵入厂房内， 取厂房室内外高差为 200mm。 厂房屋面排水设计：为了使厂房立 面美观，本厂房采用有组织内落内排，即使 落水管沿室内柱子落下，将雨水排至地下水管 道。 厂房屋面排水坡度取 %，天沟纵向坡度 取 1%。 具体 内天沟做法如右图 21 所示： 南京工业大学本科生毕业设计 (论文 ) 5 散水构造：厂 房周围做宽 900mm 的混 凝土散水，散水坡度取 10%，散水构造由下至上 为素土夯实， 150 厚块石 垫层， 80厚 C15 混凝土， 20厚 1:2水泥砂浆面层。 具体 做法如右图： 图 22 散水详图 剖面设计 建筑剖面图 是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系。 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。 此次设计层高为 ++ ++。 防火设计防火分区 每层为一个防火分区。 本工程采用全喷淋消防系统，满足二级耐火等级规定的耐火极限要求，每个防火分区，钢梁刷厚型防火涂料 20mm,耐火极限 小时，钢柱刷厚型防火涂料 40 厚，耐火极限 小时。 第三章 结构选型与结构布置 6 第三章 结构选型与结构布置 结构选型 对采用钢框架结构体系的建筑，具有以下特 点： 1 建筑平面布置灵活，能够提供较大的内部使用空间，能适应多种类型的使用功能。 2 构造简单，构件易于标准化和定型化生产，施工速度快，工期短。 3 对层数不多的多层建筑而言，框 架结构体系是一种比较经济、运用广泛的结构体系。 4 本工程为五层生产房，采用钢框架结构体系能满足要求。 结构布置 结构布置应满足建筑功能及使用功能的要求。 该工程为多层钢结构生产房，需要开阔的开间。 钢结构具有的大柱网、大开间，结构布置灵活的优势可以得到较好的发挥。 平面布置 1 柱网布置：考虑会所的开间多样性，钢框架间距与跨度不等。 尽量形成纵横向平面框架的双向框架体系。 2 主梁布置：框架梁与框架柱均为刚接。 3 次梁布置：次梁与框架梁采用铰接连接，并与框架梁同高。 次梁间距 为～。 板按单向板进行布置。 4 内外墙布置 ： 外墙 200 厚 荚心 保温板 KN/m2 , 内墙 100 厚 荚心 保温板 KN/m2 墙梁选用薄壁冷弯槽形钢。 竖向布置 本工程竖向刚度较 均匀，设计采用工字型截面柱：边柱 H750550202中柱H8506502630,1~5 层柱通长，不改变截面尺寸。 楼盖布置 采用压型钢板现浇混凝土组合楼盖，这样楼盖整体性好，可满足楼板在水平面内刚度无穷大的要求， 以保证各榀框架的协同工作。 压型钢板采用 YXB75230690（ Ⅰ ） 开口南京工业大学本科生毕业设计 (论文 ) 7 型 压型钢板 ，能够很好的满足结构受力与防火的要求，压型钢板与混凝土 共同受力，更为经济。 基础形式 基础形式依据施工条件等综合考虑，采用天然地基。 拟采用桩 基础，能满足抗震的要求。 材料的选用 1 框架柱： Q345B，焊条 E50 2 框架梁： Q345B，焊条 E50 3 次梁： Q345B，焊条 E50 4 楼板：压型钢板组合楼板 钢筋： HRB335 fy＝ 300KN/mm2 初估构件截面尺寸 组合楼 板截面初估 根据组合楼板的构造要求，为满足楼板在平面内的刚性假定，压型钢板顶面以上的混凝土厚度不应小于 50mm ，总厚度不应小于 90mm ，因此，压型钢板上铺设 140 厚的 C30 混凝土，取压型钢板顶面以上的混凝土厚度为 65mm ， 即 140 厚钢筋混凝土板， 压型钢板厚度取。 选用 YX75－ 230－ 690 压型钢板 框架柱截面初估 1 中柱 初估选用焊接工字形钢 ，钢材牌号 Q345B，由工程经验，设计荷载一般约为 6~8 kN/m2。 取中柱为准，其受荷面积为 a、 b（分别为纵横方向的柱距），则 中柱的受力为 n ⋅ab10，其中， n 为总层数。 初估计其中受荷面积最大的柱，估算时考虑弯矩等影响，将上述压力乘以经验系数 ，则： Σ N =n ⋅ab8=58 ( )8= 7863kN 式中 — 荷载分项系数平均值 底层计算高度为 +=，其中。 再由第三章 结构选型与结构布置 8 轴心受压柱求柱截面 lox= l= 6000mm ， loy= l= 6000mm 试选截面 设 λx=30 , λy =50 ix= =200mm iy= =120mm 根据钢结构设计规范表 ，对 x 轴 弯曲时 属于 b 类 截面 、 y 轴 弯曲时 属 于 b 类 截面。 √ =50√ = 查表： φx= 则需要截面面积 A= =37808mm2 根据需要的截面面积和截面大致轮廓尺寸 b h，偏于安全地选择中柱截面尺寸为H8506502630。 相关截面特性见下 表。 2 边柱 同理初选为 H7505502028。 相关截面特性见下表。 其他 梁等 构件 初估 详见下表 31: 表 31 各构件截面特性表 构件 尺寸 /mm 截面面积 /cm2 单位质量 /（ Kg/m） 截面特征 H B tw t Ix/cm4 Wx/cm3 ix/cm Iy/cm4 Wy/cm3 iy/cm 次梁 450 250 10 14 39541 连梁 450 250 10 14 39541 主梁 800 400 22 26 388360 27800 中 柱 850 650 26 30 762710 137430 边柱 750 550 20 28 457300 77688 框架计算单元及计算简图 计算单元 根据结构方案特点，取一榀典型横向框架作为计算单元，这里取 4 轴线框架进行计算，在 4 轴线两侧各取 1/2 柱距宽作为 计算单元，如图 31。 南京工业大学本科生毕业设计 (论文 ) 9 图 31 平面计算简图 计算简图 一榀框架的 计算简图如 32 所示 ， 假定框架柱顶部，框架梁与柱刚接，主梁与次梁铰接。 图 32 单榀计算简图 由 E=105MPa,各构件 I、 L 如上， i = 有 各层梁柱线刚度如下表：（ kN/m） 第三章 结构选型与结构布置 10 表 32 梁柱线 刚度 层数 12 跨 23 跨 34 跨 边柱 梁 中柱 梁 中柱 梁 边柱 5 21104 KN/m 104 KN/m 104 KN/m 104 KN/m 104 KN/m 104 KN/m 21104 KN/m 4 3 2 1 104 KN/m 104 KN/m 104 KN/m 104 KN/m 南京工业大学本科生毕业设计 (论文 ) 11 第 四章 荷载值计算 荷载标准值计算 根据《建筑结构荷载规范》（ GB50092020）取值 恒荷载标准值计算 1 不上人屋面荷载 保护层 40 厚 C20 细石混凝土内配。