单层厂房_土木毕业设计.doc
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单层厂房_土木毕业设计.doc
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青岛农业大学
毕业论文(设计)
题目:
贵阳海信工业园某厂房设计
姓名:
学院:
建筑工程学院
专业:
土木工程专业
班级:
学号:
指导教师:
2009年6月10日
88
毕业论文(设计)诚信声明
本人声明:
所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
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日期:
年月日
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论文(设计)作者签名:
日期:
年月日
指导教师签名:
日期:
年月日
目录
第一章建筑设计部分
1.1概述.........................................
(1)
1.2平面设计.....................................
(1)
1.3剖面设计.....................................
(2)
1.4柱网设计.....................................(3)
1.5立面设计.....................................(4)
第二章结构设计部分
2.1设计资料......................................(5)
2.2计算简图......................................(8)
2.3荷载计算..........................................(8)
2.4内力分析.........................................(12)
2.5内力组合.........................................(25)
2.6柱截面设计.........................................(33)
2.7基础设计..........................................(61)
第三章施工组织设计部分
3.1设计资料............................................(77)
3.2施工条件............................................(78)
3.3施工方案............................................(79)
3.4施工总平面图设计....................................(82)
总结....................................................(86)
参考文献.................................................(87)
致谢....................................................(89)
毕业设计图纸目录............................................(90)
前言
土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节,是理论与实际相结合的训练阶段;是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程,涉及综合运用建筑、结构、施工、设备、给排水和相关学科的基础知识。
毕业设计的时间较短,我的毕业设计需完成该工程建筑——贵阳海信工业园某厂房建筑及结构设计部分施工图,侧重于结构计算。
在设计中,一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去,熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文;另一方面,由于现代化建筑一般都具有密度大,高度高,功能多,设备复杂,装修豪华,防火要求和管理自动化水平高,需要各工种交叉配合。
因此,通过这次毕业设计,扩大学生非本专业知识面也是十分重要的。
由于毕业设计是一种初步的尝试,涉及专业比较多,加上条件和水平所限,不可避免地存在疏漏与错误,敬请土木学院各位老师批评指正。
贵阳海信工业园某厂房设计
土木工程专业尹瑞琪
指导教师王晓静
摘要:
本设计根据土木工程毕业设计的要求,对贵阳海信工业园某厂房进行设计。
设计过程包括建筑设计部分,结构设计部分和施工组织设计部分。
建筑设计根据厂房的工艺要求、自然条件、建筑造型及建筑艺术等各方面进行平面布置和空间组织。
并妥善解决各个使用功能间的相互干扰,各个矛盾之间的冲突等问题;结构设计部分根据毕业设计的要求,包括结构选型、结构布置、结构计算、施工图的绘制、构造要求的了解等,通过此次毕业设计,加强对专业知识的理解,达到了最终目的。
关键词:
牛腿建筑设计柱连系梁基础
DesignofafactoryworkshopinHisenseGuiyangIndustrialPark
StudentmajoringinCivilEngineeringYinRui-qi
TutorNameWangXiao-jing
Abstract:
AccordingtotheCivilEngineeringgraduationofdesign,thedesignismadeforaworkshopinGuiyang,thetotalconstructionareais4,032㎡,andearthquakeisnotconsidered.Theprocessofthedesignincludesarchitecturaldesign,structuraldesignandconstructionorganizationdesign.Accordingtotechnologicalrequirement,naturalcondition,buildingshapeandconstructionaspectsofthegraphicartsarchitecturaldesigmismadetostartlayoutandspaceorganizationsandtoresolvetheuseofvariousfunctionsinmutualinterference,andtheconflictbetweenthevariouscontradictionsproperly.Structuraldesignisbasedonrequirementsofgeaduationbdesign,includingstructuralmodels,structurallayout,structuralcalculationsandunderstandingofconstructionrequirements.Constructionorganizationaldesignisbasesonrequirementsofthedesign,andtomakeconstructionoutputcalculation,setconstructionprogramme,andprepareconstructionprogress.Thepurposeofthegraduatedesignistomakelearningoffouryearsinuniversitybeingintegratedandsystematicsummaried.Furthermore,ithasstrengthenedtheunderstandingofthebasicconceptsanditwilllaythefoundationforfutureindepthstudy.
Keyword:
ArchitecturaldesignRackstructure;Roofframe;Structuraldesign;Cranes.
第一章建筑设计部分
1.1概述
单层工业厂房指用于从事工业生产的各种房屋,他与民用建筑一样,要体现适用、安全、经济、美观的方针;在设计原则、建筑材料和建筑技术等方面,两者也有许多共同之处。
不同的使用功能要求应设计不同的构造形式与之相适应,从而方便使用,因此,在设计过程中,我们通过大量的实地观察和实习,取长补短在建筑设计上进行了精心的设计,使之尽量满足厂房的各个功能,并使结构尽量做到简单。
1.2平面设计
建筑平面设计,一般是在工艺平面布置方案的基础上进行的。
他即受生产工艺的制约,但又可促进生产工艺的合理布置。
根据生产工艺要求,该厂房设计为等高双跨厂房。
跨度24m和24m,长度84m,柱距采用6m。
厂房的平面设计除首先满足生产工艺的要求外,还应使厂房平面形式规整、合理、简单以便减少占地面积、节能和简化构造处理;由于生产工艺复杂多样,在设计配合、使用要求、室内采光、屋面排水及建筑构造等方面。
本车间在设计时注意了以下特点的应用:
(1)厂房的建筑设计是在工艺设计人员提出的工艺设计图的基础上进行的,建筑设计在适应生产工艺要求的前提下应为工人创造良好的生产环境并使厂房满足适用、安全、经济和美观的要求。
(2)由于厂房中的生产设备多、体量大,各部生产联系密切,并有多种起重设备通行,致使厂房内部具有较大的敞通空间。
(3)当厂房宽度较大时,特别是多跨厂房,为满足室内采、通风的需要,屋顶上往往设有天窗;为了屋面防水、排水的需要,还应设置屋面排水系统[1](天沟及水落管)。
(4)在单层厂房中,由于跨度大,屋顶及吊车荷载较重,多采用钢筋混凝土排架结构承重,对于特别高大的厂房,或有重型吊车的厂房,或高温厂房或地震烈度较高地区的厂房宜采用钢骨架承重。
(5)本车间机床布置密度大、操作人员多,要求开设足够的侧窗,以供采光、通风之用。
[2]
(6)每跨内要设置两个吊车梯,其位置既要隐蔽不妨碍生产操作,又要安全,便于吊车人员上下。
(7)屋盖结构采用无檩屋盖体系,考虑到本车间的高度较高和吊车吨位较大,屋面刚度要求较大,防水性要求较高,屋面保温以及构件供应和施工条件,为了节约屋面材料,采用非卷材防水屋面,因屋架间距为6m,故屋面板的尺寸为1.5×6m。
1.3剖面设计
单层厂房的剖面设计,主要是解决垂直方向上空间处理的有关问题,即根据生产工艺需要,研究剖面形式与确定厂房的净空轮廓尺寸;考虑通风、采光的要求,研究天窗的设置和确定侧窗、天窗的类型;配合考虑建筑外形等、在调查研究的基础上,经过全面的综合分析研究,寻求经济合理的方案,为工人生产操作创造合适的工作条件。
厂房内的剖面高度,一般是指屋架下弦到地面的高度,即柱顶标高在无吊车设备的厂房内,这高度一般按生产设备所需的高度以及生产操作安装装修所需净空高度来决定的。
本厂房内有吊车设备,还要考虑吊车本身以及吊车操作所需的空间高度[3]。
剖面高度主要是根据生产使用要求来定的,决不可以凭主观想象随意确定,而且它和吊车密切相关。
吊车的类型是在工艺设计阶段决定的,吊车的轨顶标高也由生产工作人员提出初步尺寸,在进行剖面设计时,必须了解吊车的外形尺寸和操作性能。
通风、采光是工业厂房基本的功能要求。
合理地解决通风、采光问题,仅能保障工人健康,而且有利于保证产品质量、提高劳动生产率。
厂房的通风、采光主要是依靠设置侧窗和天窗来解决的,有时还辅以机械通风和人工照明。
本设计主要依靠侧窗来解决通风、采光,改善劳动条件。
根据厂房通风的形成原理,本设计在进行厂房侧窗的设计时注意了下列几点:
(1)侧窗最好要垂直于夏季主导风向。
如条件不许可是,其偏离角度不易大于450为宜,使其处于主导风向的迎风面和背风面以利于通风。
(2)进、出风口的大小、位置要考虑地理、气候条件,同时因地制宜。
一般来说南方地区由于气候条件不同,作为进风口的侧窗不宜过低,面积不宜过大。
山区气候不同于平原,风向随山势变化进风。
不宜布置在靠山过近的外墙上,利用越山风、山谷风和山坳风趣的良好的通风条件。
出风口则相反,要避免一起倒灌。
为了保证产品质量和生产安全,为了保证工人视力健康,厂房中必须有一定的光线和照度。
利用天然光线的称作自然采光,利用各种电火源的称作人工照明。
本设计中,尽可能充分利用天然光线,这不仅能节约大量用电,而且光线质量也比人工照明好。
车间要求采光好些一般要求窗台低些较好,但考虑到操作时工作面、机器设备布置和加工件的堆放等情况,窗台高度定位1.2m,如再靠墙部分设置工作或机床时,窗台高度不宜过高,要和工人操作时的高度相适应,一般为1m左右,以防窗台过高引起车间外墙处产生暗角[4]。
非承重山墙:
山墙为非承重时,墙内缘和抗风柱外缘应与横向定位轴线重合。
端部排架柱的中心线应自横向定位轴线向内移600mm,端部实际柱距减少600mm[5]。
定位轴线与山墙内缘重合,可保证屋面板端部与山墙内缘之间不出现裂缝,避免采用补充构件。
端部中心线自定为轴线内移600mm,是由于山墙设有抗风柱,该柱须通过屋加上弦或屋面梁上翼缘处,其柱顶用钣铰与屋面大梁相接,以传递风荷载,因此,端部屋架或屋面梁与山墙间应有一定的缝隙,以保证抗风柱的以通上[5]。
当吊车起重量较大时,如Q〉30t/5t时,其上柱外缘与纵向定位轴线间宜设连系尺寸a1,这时,应采用两条纵向定位轴线,两线间的距离为插入距离a,此时a等于a1.对于这类中柱仍可看作是高跨的边柱,只不过由于高跨吊车起重量大等原因,引起构造上需要加设联系尺寸a1。
即相当于该柱外缘应自该跨定位轴线向低跨方向移动a1的距离。
1.4柱网的设计
在厂房中,为支撑屋顶和吊车须设柱子,为确定柱位,在平面图上要布置定位轴线。
在纵横定位轴线相交处设置柱子。
柱子在平面上排列所形成的网格称之为柱网。
柱子纵向定位轴线间的距离称之为跨度,横向定位轴线间的距离称之为柱距。
柱网的选择实际上就是选择厂房的跨度和柱距。
在设计时,根据工艺流程和设备布置对跨度和柱距大小提出了要求,有时还提出了一些特殊要求。
选择柱网时要注意考虑以下几点:
(一)满足生产工艺要求
(二)遵守《厂房建筑模数协调标准》
在钢筋混凝土平面结构中,厂房的跨度尺寸和屋顶承重结构的跨度是统一的。
柱距尺寸和屋面板、吊车梁跨度尺寸是统一的。
因此,柱网尺寸不仅在平面上规定着厂房的跨度、柱距的大小,而且还规定着屋架、屋面板、吊车梁的尺寸。
为减少厂房构件的尺寸类型,提高厂房建设的工业化水平,必须对柱网尺寸作出相应的规定。
根据《厂房建筑模数协调标准》规定,跨度小于18m时,跨度的增减采用扩大模数30M数列,即9m、12m、15m、18m。
大于18m时,跨度的增减采用扩大模数60M数列,即18m、24m、30m、36m。
柱距采用扩大模数60M数列,即6m、12m。
厂房山墙处抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。
在选择柱网尺寸时必须遵守这些规定[7]。
(三)调整和统一柱网
(四)尽量扩大柱网,提高厂房的通用性和经济合理性
1.扩大柱网提高厂房的通用性
2.扩大柱网扩大生产面积,节约用地
3.扩大柱网能加快建设速度
4.扩大柱网能提高吊车的服务范围
1.5立面设计
立面设计是平面、剖面设计的继续,它和平面、剖面一起综合表现设计意图。
在立面设计中,主要是从外观形象方面反映平面、剖面的功能,使形势与内容得到统一。
本车间的跨度、长度和高度以及门窗的位置及屋盖形式等,都在平面、剖面设计中研究过,基本上已经确定,在立面设计中就是要根据车间的采光、通风和运输等使用要求。
选择门窗形式、大小、比例反映其排列形式;选用墙体,墙面材料和构造形式,反映其处理方法等。
由于门窗类型和侧窗细部做法不同,立面处理的外观效果也不同。
不同的墙体材料和墙面细部处理,外观效果也不一样。
安排屋面检修梯、栏杆、雨水管等立面上外露建筑配件时,也要考虑立面整齐统一的外形效果,有些构配件之间存在的矛盾,往往在里面设计中才能暴露出来,并得到分析和解决[8]。
第二章结构设计部分
2.1设计资料
2.1.1工程名称
贵阳市海信工业园某厂房设计
2.1.2建造地点
贵州省贵阳市。
2.1.3工程说明
建筑面积(24+24)×84=4032㎡
跨度24m和24m双跨
柱距6m
结构形式单层双跨装配式钢筋混凝土等高排架结构,砖墙围护。
起重设备每跨两台100KN中级工作制桥式吊车。
柱顶标高11.2m。
2.1.4工程地质条件
常年地下水位低于-5.5m,水质对混凝土无侵蚀作用;地基承载力标准值=200Kpa。
2.1.5材料条件
混凝土采用C20,C25,钢筋采用Q235,Q345级钢。
2.1.6地震烈度
6度,不设防。
2.1.7依建筑材料供应情况和施工能力,车间主要承重构件采用装配式钢筋混凝土结构。
标准构件如下:
(1)屋面板-全国标准图集G410
(一)中的1.5m×6m预应力钢筋混凝土屋面板板重1.3KN/m,灌缝重0.1KN/m。
(2)天沟板-全国标准图集G410(三)TGB77-1,每块重2.02KN/m,积水荷载以0.6KN/m计
(3)屋架-全国标准图集G415(三)YWJA-24-2cc自重106KN。
(4)吊车梁-全国标准图集G426
(二)后张法预应力混凝土吊车梁YWDL6-4,梁高H=1200mm,自重45.5KN,轨道及连接中自重按1KN/m2计算。
(5)基础梁选用G30JL-1,每根重16.7KN。
车间平面布置如下:
图2-1平面图
图2-2侧立面图
2.1.8屋面构造为大型屋面板承重型
20厚1:
3水泥砂浆找平层(重力密度20KN/㎡)
冷底子油两道隔气层
100厚泡沫混凝土隔热层(抗压强度4MPa,重力密度5KN/㎡)
15厚1:
3水泥砂浆找平层(重力密度20KN/㎡)
冷底子油一道
二毡三油防水层(重力密度0.35KN/㎡)
绿豆砂保护层
2.1.9该体系主要构配件:
(1)柱子用工字型钢筋混凝土柱,查表:
上柱:
为矩形截面,边柱400×400中柱500×500
下柱:
工字型截面,边柱800×400×150×100中柱1200×500×200×120
(2)外围护结构:
外墙较高,墙较长,墙设置在柱外边:
为防止由于风力及地震使墙倾倒,外墙通常用2根φ6的钢筋相连。
每隔0.5-0.6m伸出两根φ6的钢筋段,砌墙时直接砌入墙体中。
(3)吊车梁根据厂房跨度24m,吊车为中级工作制10t,可选用薄腹G323(6cm)钢筋混凝土T形等截面吊车梁。
(4)基础:
采用3.3m×5.5m和2.1m×3.5m两种基础。
(5)窗:
采用钢筋混凝土窗框,一般窗框用200号细砂混凝土制作。
配置200号钢筋,系筋8号镀锌铁丝:
6200mm×1800mm,1800mm×1800mm。
厂房开窗见图纸。
(6)檐沟处理:
厂房长84m,跨度24m共两跨,可用外排水天沟。
天沟的防水是在1:
3的水泥砂浆找平层上贴二毡三油,上撒10mm厚的绿豆砂作为油毡的保护层。
(7)采光:
采光等级三级,采用自然采光,采光系数最低值为2﹪,窗地面积比要求满足1/3.5。
(8)屋面防水:
采用二油三毡卷材防水,绿豆砂做保护层。
此种防水具有接风严密,防水性能好等优点,但缺点是对材料及计施工操作要求较高,施工程序复杂,当屋面修漏时,找漏和维修比较麻烦,造价较高,重量较大。
厂房长84m,跨度24m共两跨,可用外排水天沟。
天沟的防水是在1:
3的水泥砂浆找平层上贴二毡三油,上撒10mm厚的绿豆砂作为油毡的保护层。
采用柔性防水,在屋面板上做油贴防水层,防水层用二毡三油,施工前刷冷底子油一道。
(9)屋面排水:
该地区小时降雨量120mm/h,年降雨量1450mm,采用有组织排水。
(10)落水管:
根据24×16/4=96㎡,查表F100的雨水管可排350㎡,采用F100铸铁雨水管。
(11)天沟:
采用400×680,坡度1%
(12)垫层:
四合土,厚度80厚。
面层:
200号细石混凝土30厚。
2.2计算简图
图2-3计算简图
1、车间为装配式车间,工艺无特殊要求,结构布置均匀,故可以从整体选择具有代表性的排架作为计算单元,计算单元宽度为B=6.0m
2、柱的截面几何参数如下:
柱列
h×b
(mm)
截面积A1(mm2)
惯性矩I1(mm)
h×b×hf×bw
截面积A2
(mm2)
惯性矩I2
(mm4)
A/C
400
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