鋼結(jié)構(gòu)廠房畢業(yè)設(shè)計(jì)-某一層鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)（全套建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、計(jì)算書）,鋼結(jié)構(gòu)廠房,畢業(yè)設(shè)計(jì),某一,設(shè)計(jì),全套,建筑,結(jié)構(gòu)圖,計(jì)算 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書 題 目：包頭稀土高新區(qū)鑫泰印刷廠房 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)：土木工程 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： II XXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 廠房 摘要 本設(shè)計(jì)為包頭鑫泰印刷廠單層廠房，結(jié)構(gòu)承重體系為輕型門式剛架體系。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PKPM進(jìn)行校核及3000字的中英報(bào)告。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)中的工程做法，計(jì)算出結(jié)構(gòu)的荷載值，驗(yàn)算地震、風(fēng)荷載作用下的側(cè)移；設(shè)計(jì)計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)：檁條和墻架梁；驗(yàn)算構(gòu)件抗彎、抗剪強(qiáng)度及撓度；計(jì)算內(nèi)力及內(nèi)力組合，找出最不利內(nèi)力驗(yàn)算，驗(yàn)算柱、梁構(gòu)件看其是否滿足要求；進(jìn)行梁與柱、柱腳的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；跟據(jù)地質(zhì)資料進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。應(yīng)用PKPM進(jìn)行精確計(jì)算，以驗(yàn)證手算的準(zhǔn)確性。3000字的中英文報(bào)告，主要考察本人對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和專業(yè)英語(yǔ)的掌握。 關(guān)鍵詞：門式剛架、荷載組合、內(nèi)力分析、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算 XINTAI printing plant in Baotou Rare Earth High-Tech Zone Abstract This design is a single-storey factory plant of XINTAI printing plant. This structural loading system is a light portal frame system. Key designs include architectural design, structural design, PKPM checking and a 3,000-word of Chinese and English report. According to engineering practice in Architectural Design, calculate the value of the load structure, check the earthquake and wind loads under sway; design and envelope : purlin and wall-beam; Checking component bending, shear strength and deflection; calculation of internal forces and internal forces combination, identifying the most disadvantageous inner force checking, checking columns, beams to see whether they meet the requirements; the design of Beam, column and Node-foot; the base design which is Accordance with the geological data. Use PKPM software to do accurate calculation to verify hand-counting discrepancy. The 3000-word Chinese and English report is mainly to test my understanding of professional knowledge and professional grasp of English. Keywords：Portal frame Load combinations Stress analysis Structural calculation 目 錄 摘要 I Abstract II 第一章 設(shè)計(jì)原始資料 1 1.1工程概況 1 1.2設(shè)計(jì)原始資料 1 1.3設(shè)計(jì)其他資料 2 第二章 建筑設(shè)計(jì)說明 2 2.1工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求 2 2.2工廠總平面圖對(duì)廠房平面設(shè)計(jì)的影響 3 2.3平面設(shè)計(jì) 4 2.4剖面設(shè)計(jì) 8 2.5立面設(shè)計(jì) 9 2.6采光通風(fēng) 12 2.6.1天然采光 12 2.6.2通風(fēng)設(shè)計(jì) 12 2.7排水設(shè)計(jì) 13 2.8平臺(tái)設(shè)計(jì) 13 2.9建筑構(gòu)造做法 14 2.9.1散水做法（水泥沙漿散水）（98J1） 14 2.9.2坡道做法（水泥鋸齒坡道）（98J1） 14 2.9.3地面做法（水磨石地面）（98J1） 14 2.9.4內(nèi)墻做法（水泥沙漿墻面）（98J1） 15 2.9.5外墻做法（清水墻墻面） 15 2.9.6墻板做法（彩色壓型鋼板） 15 2.9.7踢腳板做法（大理石踢腳板） 15 第三章 結(jié)構(gòu)選型 15 3.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 15 3.2輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 17 3.2.1材料選用 17 3.2.2變形規(guī)定 18 3.2.3構(gòu)造要求 18 3.3構(gòu)件選型 19 3.3.1. 屋面板及墻板選型 19 3.3.2.檁條及墻梁選型 21 3.3.3.吊車梁及軌道 22 3.3.4. 剛架柱與剛架梁的選型 24 3.3.5.抗風(fēng)柱與肩梁選型 24 3.3.6.基礎(chǔ)及柱腳選型 25 3.3.7支撐布置及選型 26 3.3.8檁條及墻梁布置 29 3.3.9．檁條布置 30 3.3.10．檁條布置 31 第四章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 4．1基本設(shè)計(jì)規(guī)定 32 4.1.1設(shè)計(jì)原則 32 4.1.2材料選用 32 4.1.3變形規(guī)定 33 4.1.4構(gòu)造要求 34 4.2檁條設(shè)計(jì) 34 4.2.1檁條計(jì)算 34 4.2.2檁條的布置、連接與構(gòu)造 42 4.3墻梁設(shè)計(jì) 44 4.3.1墻梁設(shè)計(jì) 44 4.4抗風(fēng)柱設(shè)計(jì) 49 4.5吊車梁設(shè)計(jì) 52 4.6剛架內(nèi)力計(jì)算 61 4.6.1剛架荷載計(jì)算 61 4.6.2剛架內(nèi)力計(jì)算 63 4.7剛架側(cè)移和截面驗(yàn)算 100 4.7.1側(cè)移計(jì)算 100 4.7.2剛架構(gòu)件截面驗(yàn)算 101 4.8剛架連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 105 4.8.1剛架梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 105 4.8.2剛架跨中節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 107 4.8.3柱腳設(shè)計(jì) 108 4.8.4牛腿設(shè)計(jì) 111 4.9基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 113 4.10平臺(tái)設(shè)計(jì) 115 4.10.1平臺(tái)板 115 4.10.2板的內(nèi)力計(jì)算 115 4.10.3次梁設(shè)計(jì) 116 4.10.4主梁設(shè)計(jì) 118 4.10.5平臺(tái)柱設(shè)計(jì) 119 4.10.6樓體及欄桿設(shè)計(jì) 120 第五章 PKPM計(jì)算結(jié)果 121 外文翻譯 165 參考文獻(xiàn) 174 致 謝 175 174 第一章 設(shè)計(jì)原始資料 1.1工程概況 本工程為一門式剛架結(jié)構(gòu)廠房，為彩色印刷生產(chǎn)線新建，廠房位于包頭市稀土高新技術(shù)開發(fā)區(qū)。 1.2設(shè)計(jì)原始資料 氣象 極端最高氣溫 38.4攝氏度 極端最底氣溫 -30.4攝氏度 日最大降水量 100.8mm 年主導(dǎo)風(fēng)向 北 最大風(fēng)速 25m/s 最大集雪 210mm 冬季相對(duì)濕度 55% 夏季相對(duì)濕度 40% 地質(zhì)，地震 最高底下水位 -9.0m 標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度 -1.50m 經(jīng)勘察知地基承載能力標(biāo)準(zhǔn)值為150kpa,無(wú)不良地基 地震設(shè)防烈度 8度 設(shè)計(jì)參數(shù) 車間防火等級(jí)丁類三級(jí) 冬季采暖室外計(jì)算溫度 -19攝氏度 廠房采暖按18攝氏度設(shè)計(jì) 夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度 27攝氏度 不上人屋面活荷載 0.5 風(fēng)荷載 0.55 雪壓 0.35 積灰荷載 0.3 1.3設(shè)計(jì)其他資料 車間長(zhǎng)42米，寬12米，附屬員工休息室建筑面積36m2（設(shè)置附屬跨，具體設(shè)置自定，高度自定），貨物起吊高度5米。車間采光面積比為1/6—1/8，車間地平荷重10kN/m2，均采用水磨石地面，全部地平待設(shè)備基礎(chǔ)完工后再施工。廠房設(shè)3.33.6 m2及2.42.4m2大門各一個(gè)，大門上設(shè)有人行小門，門上有擋雨蓬，外挑900mm。在第1、2軸線間有一標(biāo)高為3m的操作平臺(tái)，平臺(tái)面積不小于15m2 ,用剛柱支撐，上部荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0KN/m2,設(shè)剛梯，平臺(tái)護(hù)攔。車間內(nèi)設(shè)橋式吊車一輛，軟鉤，吊車級(jí)別為3級(jí)（輕級(jí)工作制）。具體次數(shù)如表1.1所示： 表1.1橋式軟鉤吊車性能參數(shù) 起 重 量 Q （t） 跨 度 （m） 基本尺寸（㎜） 起重機(jī)重（t） 最大輪壓 （kN） 大車寬B 大車輪距K 軌面至車頂面高度H 軌中心至大車外邊緣B1 大車 小車 5 10.5 4650 3500 1870 230 14 2.6 65 第二章 建筑設(shè)計(jì)說明 2.1工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求 在進(jìn)行工業(yè)建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下幾條因素： 一、滿足生產(chǎn)工藝的要求： 生產(chǎn)工藝是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，生產(chǎn)工藝對(duì)建筑提出的要求就是該建筑使用功能上的要求。因此，建筑設(shè)計(jì)在建筑面積、平面形狀、柱距、跨度、剖面形式、廠房高度以及結(jié)構(gòu)方案和構(gòu)造措施等方面，必須滿足生產(chǎn)工藝的要求。同時(shí)，建筑設(shè)計(jì)還要滿足廠房所需的機(jī)器設(shè)備的安裝、操作、運(yùn)轉(zhuǎn)、檢修等方面的要求。 二、滿足建筑技術(shù)的要求： 1、工業(yè)建筑的堅(jiān)固性及耐久性應(yīng)符合建筑的使用年限。由于廠房靜荷載和活荷載比較大，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)合理性創(chuàng)造條件，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更利于滿足堅(jiān)固和耐久的要求。 2、由于科技發(fā)展日新月異，生產(chǎn)工藝不斷更新，生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，因此，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)使廠房具有較大的通用性和改建擴(kuò)建的可能性。 3、應(yīng)遵守《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》及《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，合理選擇廠房建筑參數(shù)(柱距、跨度、柱頂標(biāo)高等)，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的、通用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化，從而提高廠房建筑工業(yè)化水平。 三、滿足建筑經(jīng)濟(jì)的要求： 1、在不影響衛(wèi)生、防火及室內(nèi)環(huán)境要求的條件下，將若干個(gè)車間(不一定是單跨車間)合并成聯(lián)合廠房，對(duì)現(xiàn)代化連續(xù)生產(chǎn)極為有利。因?yàn)槁?lián)合廠房占地較少，外墻面積相應(yīng)減小，縮短了管網(wǎng)線路，使用靈活，能滿足工藝更新的要求。 2、建筑的層數(shù)是影響建筑經(jīng)濟(jì)性的重要因素。因此，應(yīng)根據(jù)工藝要求、技術(shù)條件等，確定采用單層或多層廠房。 3、在滿足生產(chǎn)要求的前提下，設(shè)法縮小建筑體積，充分利用建筑空間。合理減少結(jié)構(gòu)面積，提高使用面積。 4、在不影響廠房的堅(jiān)固、耐久、生產(chǎn)操作、使用要求和施工速度的前提下，應(yīng)盡量降低材料的消耗，從而減輕構(gòu)件的自重和降低建筑造價(jià)。 5、設(shè)計(jì)方案應(yīng)便于采用先進(jìn)的、配套的結(jié)構(gòu)體系及工業(yè)化施工方法。但是，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牟牧瞎?yīng)情況，施工機(jī)具的規(guī)格和類型，以及施工人員的技能來(lái)選擇施工方案。 2.2工廠總平面圖對(duì)廠房平面設(shè)計(jì)的影響 一、生產(chǎn)車間是工廠生產(chǎn)的一個(gè)管理單位，它一般由四個(gè)部分組成：①生產(chǎn)工段，是加工產(chǎn)品的主體部分；②輔助工段，是為生產(chǎn)工段服務(wù)的部分；③庫(kù)房部分，是存放原料、材料、半成品、成品的地方；④行政辦公生活用房。每一棟廠房不一定都包括上述四個(gè)部分，其組成應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的性質(zhì)、規(guī)模、總平面布置等因素來(lái)確定。故進(jìn)行工廠總平面圖設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求： 1、根據(jù)全廠的生產(chǎn)工藝流程，交通運(yùn)輸、衛(wèi)生、防火、風(fēng)向、地形、地質(zhì)等條件確定建筑物、構(gòu)筑物的相對(duì)位置。 2、合理地組織人流和貨流，避免交叉和迂回。 3、布置地上和地下的各種工程管線，進(jìn)行廠區(qū)豎向布置及美化、綠化廠區(qū)等。 二、影響總平面布置的因素： 1、人流和貨流的影響 一個(gè)廠房在總平面圖中的位置，應(yīng)便于與其他廠房的聯(lián)系。 2、地形的影響 地形坡度的大小對(duì)于廠房的平面形狀有直接影響。 3、氣象條件的影響 廠址所在地的氣象條件對(duì)廠房朝向影響很大。其主要影響因素有兩個(gè)：一是日照，二是風(fēng)向。廠房對(duì)朝向的要求，隨地區(qū)氣候條件而異。在我國(guó)廣大溫帶和亞熱帶地區(qū)，理想的朝向應(yīng)該是：夏季室內(nèi)既不受陽(yáng)光照射，又要易于進(jìn)風(fēng)，有良好的自然通風(fēng)條件。為此，廠房寬度不宜過大，最好平面采用長(zhǎng)條形，朝向接近南北向，廠房長(zhǎng)軸與夏季主導(dǎo)風(fēng)向垂直或大于45度。Ⅱ形、Ⅲ形平面的開口應(yīng)朝向迎風(fēng)面。并在側(cè)墻上開設(shè)窗子和大門，大門在組織穿堂風(fēng)中有良好作用。若朝向與主導(dǎo)風(fēng)向有矛盾時(shí)，應(yīng)根據(jù)主要要求選擇。寒冷地區(qū)，廠房的長(zhǎng)邊應(yīng)平行于冬季主導(dǎo)風(fēng)向，并在迎風(fēng)面的墻面上少開或不開門窗，避免寒風(fēng)對(duì)室內(nèi)氣溫的影響。 此外，總平面布置應(yīng)緊湊，注意節(jié)約用地，建筑物外形盡量規(guī)整，并與擴(kuò)建方向一致，避免不必要的浪費(fèi)。 本設(shè)計(jì)中廠房人流主要出入口及生活的定位向廠區(qū)主要干道。由于平坦地形，因此采用簡(jiǎn)單規(guī)整的矩形。為使廠房有良好的自然通風(fēng)，廠房寬度不宜過大，并使廠房長(zhǎng)軸與夏季主導(dǎo)風(fēng)向垂直或大于45°。在6m柱距中設(shè)一個(gè)低窗和一個(gè)高窗。大門在組織穿堂風(fēng)中有良好的作用。 2.3平面設(shè)計(jì) 廠房的平面設(shè)計(jì)是現(xiàn)有工藝設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工藝平面設(shè)計(jì)，在生產(chǎn)工藝平面的基礎(chǔ)上進(jìn)行廠房的建筑平面設(shè)計(jì)。廠房的平面設(shè)計(jì)除首先滿足生產(chǎn)工藝要求外，在平面設(shè)計(jì)中應(yīng)使廠房平面形式規(guī)整、合理、簡(jiǎn)單以及減小占地面積、節(jié)能和簡(jiǎn)化構(gòu)造處理。廠房的建筑參數(shù)應(yīng)符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》，是構(gòu)件的生產(chǎn)滿足工業(yè)化的要求。 廠房的平面形式與生產(chǎn)工藝流程，生產(chǎn)特性有直接的關(guān)系。本廠房設(shè)計(jì)采用矩形平面，這種平面形式較其它形式平面各工段之間靠得較近，運(yùn)輸路線短截，工藝聯(lián)系緊密，工程管線較短，形式規(guī)整，占地面積少；整個(gè)廠房柱及吊車軌頂標(biāo)高相同，結(jié)構(gòu)、構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)省，施工快；在寬度不大的情況下室內(nèi)采光通風(fēng)較容易解決。由于本廠房為彩色印刷車間，根據(jù)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，采用直線式的生產(chǎn)工藝流程，即原料由廠房一端進(jìn)入，產(chǎn)品由另一端運(yùn)出，因此采用平行線布置。 在廠房中，為支撐屋頂和吊車設(shè)柱子，根據(jù)跨度和柱距大小提出了要求。柱網(wǎng)選擇：柱網(wǎng)尺寸是根據(jù)生產(chǎn)工藝的特征，綜合建筑材料、結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)水平、基地狀況、經(jīng)濟(jì)性以及有利于建筑工業(yè)化等因素來(lái)確定的。由于跨度根據(jù)設(shè)計(jì)資料已定為12m，柱距在綜合考慮以上因素的前提下，采用6m。滿足在《門式剛架輕型房屋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102:2002 中 P16的門式剛架的間距，即柱網(wǎng)軸線間的縱向距離宜采用6～9m。（圖2-1） 生活間：為了滿足工人在生產(chǎn)過程前后的生產(chǎn)衛(wèi)生及生活上的需要以保證產(chǎn)品質(zhì)量并為工人創(chuàng)造良好的勞動(dòng)衛(wèi)生條件，所以應(yīng)該在車間附近設(shè)置生活間。生活間的組成內(nèi)容根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)，職工人數(shù)，男女職工比例、地區(qū)氣候田間等因素確定。一般來(lái)說生活間是用以滿足職工在生產(chǎn)中的生活需要，如上廁所、更衣、淋浴等設(shè)置的專用房間。它包括以下四個(gè)內(nèi)容：1、生產(chǎn)衛(wèi)生用房。如浴室、廁所、更衣室、盥洗室、其面積大小和衛(wèi)生用具的多少是按車間的衛(wèi)生特征級(jí)別確定的。更衣室內(nèi)存衣方式用閉鎖式存衣柜。2、生活福利房。浴室、盥洗室、廁所的設(shè)計(jì)計(jì)算人數(shù)按最大班工人人數(shù)的93％計(jì)算。3、行政辦公用房。黨、政、工、團(tuán)、青、婦等辦公室以及會(huì)議室、學(xué)習(xí)室、值班室、計(jì)劃調(diào)度室等。4、生產(chǎn)輔助用房。如工具室、材料庫(kù)、計(jì)量室等。 生活間設(shè)計(jì)的原則：生活間設(shè)計(jì)應(yīng)本著“有利生產(chǎn)，方便生活”的要求進(jìn)行。（1）生活間應(yīng)有良好的朝向及采光和通風(fēng)的條件；（2）生活間人上下班的出入口處；（3）生活間不應(yīng)放在有粉塵、毒氣和其他有害氣體的下風(fēng)向；（4）生活間應(yīng)盡量集中男女分設(shè)；（5）為節(jié)約用地和投資，盡可能將幾個(gè)車間的生活間合并設(shè)置。 本廠房設(shè)置附屬跨作為休息室，屬于毗連式生活間。其優(yōu)點(diǎn)是：①生活間至車間距離短、聯(lián)系方便；②生活間與車間之間共用一道墻，節(jié)省材料；③可將車間層高較低的房間布置在生活間內(nèi)，以減小建筑體積；④占地較?。虎莺涞貐^(qū)對(duì)車間保溫有利；⑥易與總平面圖人流路線協(xié)調(diào)一致；⑦可避開廠區(qū)運(yùn)輸繁忙的不安全地帶。缺點(diǎn)是：①不同程度地影響車間的采光和通風(fēng)，生活間較長(zhǎng)影響車間的天然采光和自然通風(fēng)，在這種情況下，邊跨應(yīng)設(shè)采光天窗；②車間內(nèi)部如有較大振動(dòng)、灰塵、余熱、噪聲、有害氣體時(shí)，對(duì)生活間有干擾，危害較大。因?yàn)樗O(shè)置的休息室面積不大且高度較小，不影響廠房主體的采光和通風(fēng)。平面設(shè)計(jì)如圖2.1所示： 圖2.1 2.4剖面設(shè)計(jì) 剖面設(shè)計(jì)是廠房建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)組成部分。是在平面設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，主要解決建筑空間如何滿足生產(chǎn)工藝的各項(xiàng)要求。剖面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的以下要求：（1）適應(yīng)生產(chǎn)需要的足夠空間；（2）良好的采光和通風(fēng)條件；（3）屋面排水和滿足室內(nèi)保溫隔熱的維護(hù)結(jié)構(gòu)；（4）經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案；（5）為提高建筑工業(yè)化創(chuàng)造條件。 廠房剖面設(shè)計(jì)的具體任務(wù)是：確定廠房高度；選擇廠房承重結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案；處理車間的采光、通風(fēng)及屋面排水等問題(其中選擇承重結(jié)構(gòu)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案的問題詳見結(jié)構(gòu)選型)。 一、廠房高度的確定 單層廠房的高度是指廠房是內(nèi)地坪到屋頂承重結(jié)構(gòu)下表面之間的距離。在一般情況，它與柱頂距地面的高度基本相等。所以常以柱頂標(biāo)高來(lái)衡量廠房的高度；屋頂承重結(jié)構(gòu)是傾斜的，其計(jì)算到屋頂承重結(jié)構(gòu)的最低點(diǎn)。 1、柱子高度的確定 有吊車廠房的柱頂標(biāo)高由以下七項(xiàng)組成： 柱頂標(biāo)高:H=H1+H2=6.9+2.27=9.17m (實(shí)際取9.2m） 軌頂標(biāo)高:h1=6.9m 應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書,有工藝人員提出。本設(shè)計(jì)中取6.9m。 軌頂至柱頂標(biāo)高：H2=h6+h7=1.87+0.4=2.27m —吊車梁軌頂至小車頂面的凈空尺寸，由設(shè)計(jì)任務(wù)書中橋式軟鉤吊車性能參數(shù)已知1.87m。 —屋架下弦至小車頂面之間的安全間隙。此值應(yīng)保證屋架產(chǎn)生最大撓度以及廠房地基可能產(chǎn)生的不均勻沉陷時(shí)，吊車能正常運(yùn)行，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用喬式吊車起重機(jī)界限尺寸》中根據(jù)吊車起重量大小將定為400mm。如果屋架下弦懸掛有管線等其它設(shè)施時(shí)，還需另加必要的尺寸。 2、剖面空間的作用 廠房高度對(duì)造價(jià)有直接的影響.在確定廠房高度時(shí)，應(yīng)在不影響生產(chǎn)要求的前提下，有效地節(jié)約并利用空間，使柱頂標(biāo)高降低，從而降低建筑造價(jià)。 3、室內(nèi)外地坪標(biāo)高 單層廠房室內(nèi)地坪標(biāo)高，由廠區(qū)總平面設(shè)計(jì)確定，其相對(duì)標(biāo)高定為±0.000。單層廠房室內(nèi)外需設(shè)一定的室內(nèi)外高差，以防止雨水滲入室內(nèi)，同時(shí)為便于汽車等運(yùn)輸工具通行，市內(nèi)外高差宜小，取150mm。應(yīng)在大門處設(shè)置坡道，其坡度不宜過大。剖面設(shè)計(jì)如圖2.2所示： 圖2.2 2.5立面設(shè)計(jì) 單層廠房立面設(shè)計(jì)是工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的組成部分之一。其立面造型與生產(chǎn)工藝、平面形狀、剖面形式結(jié)構(gòu)類型密切相關(guān)，按廠房的功能要求，按技術(shù)條件及經(jīng)濟(jì)等因素，運(yùn)用建筑圖原理和處理手法，是工業(yè)建筑具有間接、樸素、新穎、大方的外觀形象創(chuàng)造出內(nèi)容與形式統(tǒng)一的體型。 影響立面設(shè)計(jì)的因素。(1)使用功能的影響：生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)狀況、運(yùn)輸設(shè)備等不僅對(duì)廠房平面、剖面設(shè)計(jì)有影響，而且也影響著立面的處理。筑的形象應(yīng)反映建筑的內(nèi)容。(2)結(jié)構(gòu)、材料的影響：不同的結(jié)構(gòu)形式和材料對(duì)立面處理會(huì)產(chǎn)生不同的效果。結(jié)構(gòu)型式對(duì)廠房的體型影響較大，屋頂形式在很大程度上決定著廠房的體型。(3)環(huán)境、氣候的影響氣候條件主要指太陽(yáng)輻射強(qiáng)度、室外空氣溫度、相對(duì)濕度等。寒冷地區(qū)的廠房，窗洞面積較小，而墻體面積較大，給人以穩(wěn)重厚實(shí)的感覺；炎熱地區(qū)強(qiáng)調(diào)通風(fēng)，窗洞面積較大，為減少太陽(yáng)輻射熱的影響，常采用遮陽(yáng)板，建筑物的形象給人以開敞、明快的感覺。 建筑物最顯著的要素是它的正立面，它直接構(gòu)成了建筑的外觀。墻上的門窗、可見的裝置和裝潢系建構(gòu)成了建筑外觀的韻律，建筑材料的選擇和著色在大面積墻面處理上有著重要的作用。同時(shí)，對(duì)于近處觀看的效果和遠(yuǎn)處觀看的效果應(yīng)給于同樣的重視。所有的建筑材料多具有自己的物理和美學(xué)特性，金屬板面可以橫向鋪上也可以豎向鋪設(shè)。 現(xiàn)代建筑顯示了對(duì)一些水平鋪設(shè)彩板的興趣，雖然這樣的鋪設(shè)方法巡航式建筑看上去挺不錯(cuò)的，但別忘了，橫向的鋪板容易積灰，排水也不太暢通，會(huì)使將來(lái)建筑維護(hù)的費(fèi)用大大提高。通過打斷連續(xù)單調(diào)的彩板可以改變建筑的節(jié)奏，凹凸幼稚的墻面也可以起到同樣的效果。 裝飾性的油漆可以使立面更為生動(dòng)，但需盡量避免混亂的外裝飾，可以使用規(guī)則的幾何形狀來(lái)進(jìn)行外墻裝飾。 裝飾涂料可以用來(lái)改變?nèi)说囊曈X比例，也可以用來(lái)使窗的外邊線、落水管等構(gòu)件與墻面融為一體而顯示建筑立面的整體效果。 建筑立面是建筑組成部分中的焦點(diǎn)，門戶窗的設(shè)置可以用來(lái)調(diào)整立面的虛實(shí)對(duì)比，他們必須平衡已達(dá)到整體效果的和諧。門窗的尺寸與建筑的大小有關(guān)，當(dāng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的門窗時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)立面的大小進(jìn)行選擇。門窗有序的布置和安排才能給建筑帶來(lái)協(xié)調(diào)，一個(gè)和諧的立面需要對(duì)門窗進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)門窗的位置不在同一高度時(shí)，可通過視覺效果增大門的尺寸來(lái)配合窗的排列。如有可能，應(yīng)盡量避免使用孤立的單窗，因?yàn)榇笆菢?gòu)成立面效果的最重要部分，同樣，門也應(yīng)該以同樣的方式來(lái)構(gòu)成立面效果。 顏色與材質(zhì)是不可分離的，然而，在傳統(tǒng)和古典的建筑中，人們選擇材料時(shí)并不大考慮他們的顏色?，F(xiàn)代建筑將色彩放在第一位，而現(xiàn)代的工業(yè)建筑也融入了大量的色彩及色彩組合因素。預(yù)制輕鋼建筑所能提供的豐富多彩的彩板顏色和多種可與彩板組合使用的建筑材料，使建筑的顏色得到非常多彩的和諧組合。有兩種方法來(lái)確定工業(yè)建筑的色彩：（1）突出建筑在環(huán)境中的位置，它的外觀應(yīng)表現(xiàn)為醒目的顏色，使建筑物作為標(biāo)志性的形象出現(xiàn)。（2）將建筑物融入到環(huán)境中，用與環(huán)境相協(xié)調(diào)的顏色。在群體工業(yè)建筑中，人們希望自己的建筑物與眾不同，那么，使用較為醒目的顏色可以輕而易舉地達(dá)到這一目的，而在較為寬廣的場(chǎng)地中，建筑無(wú)用當(dāng)盡可能融入周圍的環(huán)境，在某些地區(qū)的政府規(guī)定獲取與法令中，就有這樣的要求。在這樣的情況下，可使用一些較暖色調(diào)的顏色，如：褐色、綠色、土黃色、來(lái)達(dá)到與環(huán)境顏色的融合。在選擇建筑的顏色是，也需要考慮不同的面，并且評(píng)價(jià)他們中的那一個(gè)面最為重要。墻面是大面積的可見立面，附屬構(gòu)筑物和守邊疆“加重、強(qiáng)調(diào)、提高”色彩的影響力。用明亮色彩來(lái)為墻面上較暗淡的色彩收邊是不錯(cuò)的辦法，而大面積使用同樣明亮的色彩則可以使建筑物變得十分顯眼。 因此，本設(shè)計(jì)采用即明亮又易溶于環(huán)境的海藍(lán)色作為主體色調(diào)。而低窗下的墻體則采用的是清水磚墻，用來(lái)襯托出墻體的顏色。立面圖如圖2.3所示： 圖2.3 2.6采光通風(fēng) 2.6.1天然采光 白天，室內(nèi)利用天然光線進(jìn)行照明的叫做天然采光。由于天然光線質(zhì)量好，又不耗費(fèi)電能，因此，單層廠房大多采用天然采光。當(dāng)天然采光不能滿足要求時(shí)，才輔以人工照明。 廠房采光的效果直接關(guān)系到生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量以及工人的勞動(dòng)衛(wèi)生條件，它是衡量廠房建筑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要因素。因此，廠房開窗面積不能太小，太小了會(huì)使室內(nèi)光線太暗，影響工人生產(chǎn)操作和交通運(yùn)輸，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量和工人勞動(dòng)效率，甚至?xí)霈F(xiàn)工傷事故。但盲目加大窗面積也帶來(lái)很多害處，過大的窗面積會(huì)使夏季太陽(yáng)的輻射熱大量進(jìn)入車間，冬季又因散熱面過大而增加采暖費(fèi)，同時(shí)也提高了建筑造價(jià)。因此，必須根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)對(duì)采光的不同要求，進(jìn)行采光設(shè)計(jì)，確定窗的大小，選擇窗的形式，進(jìn)行窗的布置，使室內(nèi)獲得良好的采光條件。 采光設(shè)計(jì)是根據(jù)室內(nèi)生產(chǎn)對(duì)采光的要求來(lái)確定窗口的大小、形式及其布置。保證室內(nèi)采光強(qiáng)度、均勻度及避免眩光。采光面積的多少是根據(jù)采光要求，按采光系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算的。本廠房采用側(cè)面采光的方式，而且是雙側(cè)采光，采用高低側(cè)采光的方式。低側(cè)窗采用3m×2.4m,而高側(cè)窗采用3m×0.9m。取其中的單元計(jì)算窗地面積比： 滿足采光要求。 高側(cè)窗的下沿距吊車梁頂面取600mm，這樣使吊車不致?lián)踝」饩€。低側(cè)窗臺(tái)高度一般應(yīng)略高于工作面高度，本設(shè)計(jì)取為1.2m。 2.6.2通風(fēng)設(shè)計(jì) 在廠房設(shè)計(jì)中，良好的工作環(huán)境不僅要適宜的天然光線，還應(yīng)有潔凈的空氣和正常的氣候條件。由于本廠房沒有特殊要求，就采用自然通風(fēng)，屬于冷加工車間的自然通風(fēng)。 自然通風(fēng)的基本原理，單層廠房自然通風(fēng)是利用空氣的熱壓和風(fēng)壓作用進(jìn)行的。冷加工車間室內(nèi)無(wú)大的熱源，室內(nèi)余熱量較小，一般按采光要求設(shè)置的窗，其上有適當(dāng)數(shù)量的開啟扇和為交通運(yùn)輸設(shè)置的門就能滿足車間內(nèi)通風(fēng)換氣的要求，且包頭地區(qū)風(fēng)力較大，所以能滿足要求。 2.7排水設(shè)計(jì) 屋面排水形式及屋頂形式 屋面采用有組織排水，通過雨水管排向散水；屋面排水坡度為10％根據(jù)《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002 4.1.5中門式剛架輕型房屋的屋面坡度宜取1/8～1/20。 本設(shè)計(jì)排水管間距采用12m和18m兩種，均滿足構(gòu)造要求。采用標(biāo)準(zhǔn)截面形式，落水管采用落水管。 根據(jù)《輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖集》 P138 6-36屋面排水設(shè)置 其中排水管面積（70×100）最大間距18000。 2.8平臺(tái)設(shè)計(jì) 組成平臺(tái)結(jié)構(gòu)通常由鋪板、主次梁、柱子、柱間支撐，以及梯子、欄桿等組成。一側(cè)支撐于廠房柱子上，另一側(cè)設(shè)獨(dú)立柱的平臺(tái)。 平臺(tái)的結(jié)構(gòu)布置：1、滿足工藝生產(chǎn)操作的要求，保證通行和操作的凈空要求。一般通行凈空高度不應(yīng)小于1.8米，寬度不宜小于0.9米，不應(yīng)小于0.6米。平臺(tái)四周一般均應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿，欄桿高度一般為1000mm，當(dāng)平臺(tái)高度> 2000mm時(shí)，尚應(yīng)該在防護(hù)欄桿下設(shè)置高度為100～150mm的踢腳板。平臺(tái)應(yīng)該設(shè)置供上下通行的梯子，梯子的寬度不宜小于600mm。2、確定平臺(tái)結(jié)構(gòu)的平面尺寸、標(biāo)高、梁高及柱網(wǎng)布置時(shí)除滿足使用要求外，梁柱的布置尚應(yīng)考慮平臺(tái)上的設(shè)備荷載和其他較大的集中荷載的位置以及大直徑工業(yè)管道的吊掛等。3、單向梁格，僅有一個(gè)方向的梁。4、為便于制造使構(gòu)件簡(jiǎn)單，平臺(tái)結(jié)構(gòu)的主梁、次梁和柱，一般應(yīng)優(yōu)先采用熱軋型鋼，對(duì)于梁構(gòu)件，以采用熱軋工字鋼或H型鋼最為經(jīng)濟(jì)。5、平臺(tái)支撐未與廠房柱子等承重結(jié)構(gòu)相連的獨(dú)立姘頭臺(tái)或平臺(tái)結(jié)構(gòu)的獨(dú)立部分，應(yīng)在某些柱列設(shè)置柱間支撐，使整個(gè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)在豎向成為穩(wěn)定體系。 平臺(tái)上的吊車梯是為吊車司機(jī)上下吊車而設(shè)的，其位置應(yīng)設(shè)在便于上吊車操縱室的地方，考慮不妨礙工藝布置及生產(chǎn)操作，避免碰撞車擋，一般設(shè)在第二個(gè)柱距。廠房一跨那有兩臺(tái)吊車時(shí)，每臺(tái)吊車需設(shè)一個(gè)吊車梯。吊車梯均用鋼制作，采用斜梯，梯段有直跑和雙跑兩種。為避免平臺(tái)處與吊車梁碰頭，梯平臺(tái)一般略低于橋式吊車操縱室（約1000mm左右），再?gòu)臉翘萜脚_(tái)設(shè)置爬梯上吊車操縱室。 2.9建筑構(gòu)造做法 2.9.1散水做法（水泥沙漿散水）（98J1） 1、20厚水泥沙漿抹面。 2、墊層（100厚碎石或碎磚夯實(shí)灌M2.5混合沙漿）。 3、素土夯實(shí)向外找坡40%。 說明：按開間分快澆注，每塊長(zhǎng)度6米，分格逢寬20mm，用瀝青沙漿嵌縫。 2.9.2坡道做法（水泥鋸齒坡道）（98J1） 1、25厚1：2水泥沙漿抹面，做出60寬6深鋸齒。 2、素水泥沙漿結(jié)合層一道。 3、60厚C15混凝土。 4、墊層（150厚碎石或碎磚夯實(shí)灌M2.5混合沙漿） 5、素土夯實(shí)（坡度按工程設(shè)計(jì)做） 2.9.3地面做法（水磨石地面）（98J1） 1、12---18厚1：2水泥磨石地面磨光打蠟。 2、素水泥沙漿結(jié)合層一道。 3、20厚1：3沙漿找平層。 4、60厚C20細(xì)石混凝土從門口向地漏找坡最低處不小于30厚。 5、聚氨酯三遍涂膜防水層1.5---1.8厚或用硅橡膠等其他防水涂料。 6、40厚C20細(xì)石混凝土隨打隨抹平，四周抹小八字角。 7、墊層（100厚碎石或碎磚夯實(shí)灌M2.5混合沙漿） 8、素土夯實(shí)。 2.9.4內(nèi)墻做法（水泥沙漿墻面）（98J1） 1、刷內(nèi)墻涂料。 2、5厚1：2.5沙漿抹面，壓實(shí)趕光。 3、13厚1：3水泥沙漿打底。 說明：涂料品種、顏色由設(shè)計(jì)人員定。 2.9.5外墻做法（清水墻墻面） 2.9.6墻板做法（彩色壓型鋼板） 1、彩色壓型鋼板。 2、C型懔條和80聚苯乙烯泡沫保溫材料。 3、彩色壓型鋼板。 2.9.7踢腳板做法（大理石踢腳板） 1、稀水泥沙漿擦縫。 2、安裝10---20厚大理石板。 3、20厚1：2水泥沙漿灌貼。 說明：大理石花崗巖顏色由設(shè)計(jì)人員定。 第三章 結(jié)構(gòu)選型 3.1鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 1、材料的強(qiáng)度高，塑性和韌性好。鋼材和其他建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強(qiáng)度要高得多。因此，特別適用于跨度大活荷載很大的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件。鋼材還具有塑性韌性好的特點(diǎn)。良好的吸能能力和延性還是鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的 抗震性能。另一方面，由于鋼材的強(qiáng)度高，做成的構(gòu)件截面小而壁薄，受壓時(shí)需要滿足穩(wěn)定的要求，強(qiáng)度有時(shí)不能充分發(fā)揮。 2、材質(zhì)，和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合。鋼材內(nèi)部組織比較接近勻質(zhì)和各向同性體，而且在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的。因此，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況和工程力學(xué)計(jì)算結(jié)果比較符合。鋼材在冶煉和扎制過程中質(zhì)量可以嚴(yán)格控制，材質(zhì)波動(dòng)的幅度小。 3、鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)所選用的材料單純而且是成材，加工比較簡(jiǎn)便，并能使用機(jī)械操作。因此，大量的鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠做成構(gòu)件，精確度較高。構(gòu)建在工地拼裝，可以安裝簡(jiǎn)便的普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓，有時(shí)還可以在工地拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短工期。小量的鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼屋架，也可以在現(xiàn)場(chǎng)就地制造，隨即涌間便急劇吊裝。此外，對(duì)已建成的鋼結(jié)構(gòu)也比較容易進(jìn)行改建和加固，用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需要進(jìn)行拆遷。 4、鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕。鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結(jié)構(gòu)卻比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)輕，原因是剛才的強(qiáng)度與密度之必要比混凝土大得多。以同樣的跨度承受同樣何在，鋼屋架的質(zhì)量最多不過鋼筋混凝土屋架的1/3～1/4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近1/10，為吊裝提供了方便條件。對(duì)于需要遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，如建造 在交通不便的山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)的工程，質(zhì)量輕也是一個(gè)重要的有利條件。屋蓋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量輕，對(duì)抵抗地震作用有利。另一方面，質(zhì)輕的屋蓋結(jié)構(gòu)對(duì)可變荷載的變動(dòng)比較敏感，荷載超額的不利影響比較大。受有積灰荷載的結(jié)構(gòu)如不注意及時(shí)消灰，可能會(huì)造成事故。風(fēng)吸力可能造成鋼屋架的拉、壓反號(hào)，設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略。設(shè)計(jì)沿海地區(qū)的房屋結(jié)構(gòu)，如果對(duì)颶風(fēng)作用下的風(fēng)吸力估計(jì)不足，則屋面系統(tǒng)有被掀起的危險(xiǎn)。 5、鋼材耐腐蝕性差。鋼材耐腐蝕的性能比較差，必須對(duì)結(jié)構(gòu)注意防護(hù)。尤其是暴露在大氣中的結(jié)構(gòu)如橋梁，更應(yīng)該特別注意。這使維護(hù)費(fèi)用比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高。不過在沒有侵蝕性介質(zhì)的一般廠房中，構(gòu)件經(jīng)過徹底的除銹并涂上合格的油漆，銹蝕問題并不嚴(yán)重。近年來(lái)出現(xiàn)的耐候鋼具有較好的抗銹蝕性能，已經(jīng)逐步推廣應(yīng)用。 6、鋼材耐熱但不耐火。鋼材長(zhǎng)期經(jīng)受100℃的輻射熱時(shí)，強(qiáng)度沒有多大的變化，具有一定的耐熱性能；但溫度達(dá)到150℃以上時(shí)，就必須用隔熱層加以保護(hù)。鋼材不耐火。重要的結(jié)構(gòu)必須注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石板噴涂層或石膏板等加以防護(hù)。防護(hù)使鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)提高。目前已經(jīng)開始生產(chǎn)具有一定耐火性能的鋼材，是解決問題的一個(gè)方向。 7、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍包括以下幾個(gè)方面：（1）大跨度結(jié)構(gòu)；（2）重型廠房結(jié)構(gòu)；（3）受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)；（4）可拆卸的結(jié)構(gòu)；（5）高聳結(jié)構(gòu)和高層建筑；（6）容器和其他構(gòu)筑物；（7）輕型鋼結(jié)構(gòu)。 從全面經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，鋼結(jié)構(gòu)還具有更多的優(yōu)越性。在地基條件差的場(chǎng)地。多層房屋即使高度不是很大，鋼結(jié)構(gòu)因質(zhì)輕而降低基礎(chǔ)工程造價(jià)，仍然可能是首選。在地價(jià)高昂的區(qū)域，鋼結(jié)構(gòu)則以占用土地面積小而顯示它的優(yōu)越性。工期短，投資及早得到回報(bào)，是有利于選用鋼結(jié)構(gòu)的有一重要因素。施工現(xiàn)場(chǎng)可利用的面積狹小，也是需要借重鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)條件。此外，現(xiàn)代化的建筑物中各類服務(wù)設(shè)施包括供電、供水、中央空調(diào)和信息化、智能化設(shè)備，需用管線很多。鋼結(jié)構(gòu)易于和這些設(shè)施配合，使之少占用空間。因此，對(duì)多層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)也逐漸成為一種趨勢(shì)。 3.2輕型鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用 輕型鋼結(jié)構(gòu)主要指由圓鋼、小角鋼和薄壁型鋼組成的結(jié)構(gòu)，它是相對(duì)于普通鋼結(jié)構(gòu)而言的。由于屋面荷載較輕，因而桿件截面較小、較薄。它除了具有普通鋼結(jié)構(gòu)的自重較輕、材質(zhì)均勻、應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確可靠，加工制作簡(jiǎn)單，工業(yè)化程度較高，運(yùn)輸方便的優(yōu)點(diǎn)外，一般還具有取材方便、用料省、自重更輕等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于加快基本建設(shè)的速度，特別是對(duì)于中小型企業(yè)的建設(shè)，以及現(xiàn)有企業(yè)的挖潛、革新改造能起一定的作用。 輕型鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，輕型鋼屋蓋的用鋼量一般為8～15㎏/㎡，接近在相同條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼量，并能節(jié)約大量的木材、水泥以及其它的建筑材料，減輕結(jié)構(gòu)自重70～80%，總造價(jià)較低。輕型鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕不僅對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)有利，對(duì)使用荷載較輕的小跨度結(jié)構(gòu)也有優(yōu)越性，因?yàn)槭褂煤奢d特別輕時(shí)，小跨度結(jié)構(gòu)的自重也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的一個(gè)重要因素。冷彎薄壁型鋼屋架在一定條件下的用鋼量可以不超過鋼筋混凝土屋架的用鋼量。輕型門式剛架因其輕便和安裝迅速，近20年如雨后春筍大量出現(xiàn)。 3.2.1材料選用 1、鋼材選用應(yīng)符合下列規(guī)定： （1）用于承重的冷彎薄壁型鋼、輕型熱軋型鋼和鋼板，應(yīng)采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700規(guī)定的Q235鋼和《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591規(guī)定的！Q235。 （2）門式剛架、吊車梁和焊接的檁條、墻梁等構(gòu)件宜采用Q235B或Q235A鋼。 當(dāng)有根據(jù)時(shí)，門式剛架、檁條和墻梁可采用其它牌號(hào)的鋼制作。 （3）門式剛架輕型房屋的檁條和墻梁，宜選用《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002附錄B規(guī)定的斜卷邊Z形冷彎型鋼或附錄C規(guī)定的及卷邊槽形冷彎薄壁型鋼。 2、鋼材設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)符合下列規(guī)定： （1）鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、焊接強(qiáng)度值及螺栓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002中表3.3.2－1、表3.3.2－2及表3.3.2－3采用。 （2）每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定。 （3）冷彎薄壁型鋼采用電阻點(diǎn)焊時(shí)，每個(gè)焊點(diǎn)的抗剪承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018的規(guī)定。 （4）當(dāng)采用厚度小于4mm的鋼材或冷彎薄壁型鋼時(shí)，按規(guī)定的強(qiáng)度值應(yīng)降低5％。當(dāng)冷彎薄壁型鋼構(gòu)件全截面有效時(shí)，可采用現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018附錄C規(guī)定的考慮冷彎效應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度。經(jīng)退火、焊接、熱鍍等熱處理的構(gòu)件不予考慮。 （5）鋼材的物理性能指標(biāo)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50017的規(guī)定采用。 3.2.2變形規(guī)定 1、計(jì)算鋼結(jié)構(gòu)變形時(shí)，不考慮螺栓孔引起的截面削弱。 2、單層門式剛架的柱頂位移設(shè)計(jì)值，不應(yīng)大于《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS102：2002中表3.4.2.－1的規(guī)定的限值。受彎構(gòu)件的撓度與其跨度的比值，不應(yīng)大于表3.4.2－2規(guī)定的限值。由于柱頂位移和構(gòu)件撓度產(chǎn)生的屋面坡度改變值，不應(yīng)大于坡度設(shè)計(jì)值的1/3。 3.2.3構(gòu)造要求 1、截面尺寸 截面不小于角鋼（對(duì)螺栓連接的構(gòu)件）。 2、板厚 檁條和墻梁應(yīng)用的冷彎薄壁型鋼，壁厚不宜小于1.5mm；主剛架的腹板不宜小于4mm；當(dāng)有根據(jù)時(shí)可不小于3mm；圓鋼館壁厚不宜小于3mm。 3、受壓板件的最大寬厚比和構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定。 4、其他要求 （1）鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造應(yīng)便于安裝、制作、維護(hù)并使結(jié)構(gòu)受力簡(jiǎn)單明確，減少應(yīng)力集中，避免材料三向受力。 （2）焊接結(jié)構(gòu)是否需要采用焊前預(yù)熱、或焊后熱處理等特殊措施。應(yīng)根據(jù)彩材質(zhì)、焊件厚度、焊接工藝、施焊時(shí)氣溫以及結(jié)構(gòu)性能要求等因素綜合考慮來(lái)確定。并在設(shè)計(jì)文件中加以說明。 3.3構(gòu)件選型 3.3.1. 屋面板及墻板選型 首先是壓型鋼板的選型：⑴壓型鋼板系指以彩色涂層鋼板或鍍鋅鋼板為原材，經(jīng)輥壓冷彎成型的建筑用圍護(hù)板材?；寮巴繉樱翰噬繉愉摪甯黜?xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合GB／T12754的規(guī)定，建筑用彩色涂層鋼板的厚度包括基板和涂層兩部分，基板厚度范圍為0.38-1.2mm，材質(zhì)為熱鍍鋅鋼板，必要時(shí)可鍍呂鋅；鍍鋅層雙面質(zhì)量不得小于180g/m2；涂層一般為兩烘環(huán)氧樹酯防銹底漆和樹酯面漆，涂層厚度不小于25″，也可根據(jù)設(shè)計(jì)需要，選用硅改性聚酯、丙烯酸樹脂或PVF2涂料。壓型鋼板常用板厚為0.5—1.0mm。⑵壓型鋼板板長(zhǎng)：在施工現(xiàn)場(chǎng)軋制的壓型鋼板，根據(jù)吊裝條件，應(yīng)盡量采用較長(zhǎng)尺寸的板材，以減少縱向接縫，防止?jié)B漏；在工場(chǎng)軋制的壓型鋼板，受運(yùn)輸條件限制，一般板長(zhǎng)宜在12m之內(nèi)。壓型鋼板加工成型的質(zhì)量要求與允許尺寸公差應(yīng)符和《壓型金屬板設(shè)計(jì)施工規(guī)程》(YBJ216-88)的規(guī)定。⑶壓型鋼板技術(shù)參數(shù)：燃燒性能，單層壓型鋼板耐火極限：15min。⑷壓型鋼板板型分類：高波板：波高大于70mm的壓型鋼板；低波板：波高小于或等于70mm的壓型鋼板。⑸壓型鋼板的連接方式：用連接件或緊固件固定在檁條或墻梁上。壓型鋼板縱向連接，壓型鋼板的縱向搭接應(yīng)位于檁條或墻梁處，兩塊板均應(yīng)伸至支承構(gòu)件上。搭接長(zhǎng)度：高波屋面板為350mm；屋面坡度<10％的低波屋面板為250mm，屋面坡度>10％的低波屋面板為200mm；墻板均為120mm。屋面搭接時(shí)，板縫間需設(shè)通長(zhǎng)密封膠帶。壓型鋼板橫向連接,壓型鋼板的橫向搭接方向宜與主導(dǎo)風(fēng)向一致，搭接不小于一個(gè)波。搭接部位設(shè)通長(zhǎng)密封膠條。⑹壓型鋼板復(fù)合保溫系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定：壓型鋼板復(fù)合保溫系統(tǒng)定義壓型鋼板復(fù)合保溫系統(tǒng)系以檁條及墻梁或?qū)I(yè)固定支架做為支撐及固定骨架，骨架外側(cè)設(shè)單層壓型鋼板屋面外板和墻面外板，骨架內(nèi)側(cè)設(shè)裝飾板；內(nèi)外板之間設(shè)保溫及隔熱層系統(tǒng)。根據(jù)使用要求，屋面裝飾底板可采用單層壓型鋼板、鋼絲網(wǎng)、強(qiáng)力聚丙烯膜或強(qiáng)力玻纖布等；墻面裝飾內(nèi)板可采用單層壓型鋼板、紙面石膏板、水泥加壓板等。保溫及隔熱層要求，保溫及隔熱層常用材料為離心超細(xì)玻璃絲棉卷氈。該材料為非燃燒體，A級(jí)建筑材料；容重<20kg/m3時(shí)，其導(dǎo)熱系數(shù)<0.033w/(m·k)。構(gòu)造要求，為防止維護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生冷橋，保溫層應(yīng)固定于圍護(hù)系統(tǒng)外板與檁條、墻梁之間；在相對(duì)潮濕的環(huán)境中，保溫層靠室內(nèi)一側(cè)宜增設(shè)隔氣層，隔汽層材料可采用鋁箔、聚丙烯膜等。在北方寒冷地區(qū)及室內(nèi)外溫差較大的環(huán)境中，隔氣層設(shè)置須經(jīng)過熱工計(jì)算。 其保溫層厚度計(jì)算如下： 聚苯乙烯導(dǎo)熱系數(shù)為0.07w/(m.k),壓型鋼板的導(dǎo)熱系數(shù)為58.2w/(m.k)。 Ro.min=(ti-te)/[Δt]×Rin=(18-(-19))/7.5×0.115×1=0.567 Ro=Ri+R1+R2+R3+Re=0.115+0.0008/58.2+d/0.07+0.0008/58.2+0.043 =0.115+0.0000274+0.043+d/0.07>=1 所以：d>=0.0589 取 d=80mm. 所以屋面板選擇板厚0.6厚的高波壓型鋼板YX130-300-600，允許最大檁距1.5m。墻板選擇0.8厚的低波壓型鋼板YX15-225-900。中間夾聚苯乙烯泡沫塑料保溫材料，保溫層厚均為80mm。 圖3.1 圖3.2 3.3.2.檁條及墻梁選型 屋面檁條：檁條是有檁屋蓋結(jié)構(gòu)體系的主要構(gòu)件．因其覆蓋面積大，用鋼量亦相當(dāng)可觀，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意合理選型及布置。常用截面類型有實(shí)腹式和格構(gòu)式兩類。本節(jié)著重介紹輕型板材屋面(壓型鋼板．夾芯板與瓦楞鐵等)常用實(shí)腹式檁條及冷彎薄壁型鋼格構(gòu)式檁條。⑴檁條截面形式：實(shí)腹式檁條，當(dāng)檁條跨度不超過9m時(shí)，宜選用實(shí)腹式檁條，實(shí)腹式檁條有冷彎薄壁型鋼、焊接薄壁H型鋼及熱軋輕型H型鋼幾類，由于技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能差，在輕型屋面工程中，現(xiàn)已很少采用熱軋槽鋼與工字鋼。冷彎薄壁C形鋼檁條，為目工程中最常用的截面形式，其用鋼量經(jīng)濟(jì)、制造及安裝方便，并便于標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。適用于檁條跨度6～9m，且坡度平緩i=(1/10—1/20)的屋面。格構(gòu)式檁條，當(dāng)檁條的跨度較大時(shí)，也可采用輕型截面格構(gòu)式檁條，格構(gòu)式檁條可分為平面格構(gòu)式及立體格構(gòu)式兩類，按其截面類型不同又可分為由圓鋼、小角鋼截面組成的格構(gòu)式檁條和冷彎薄壁型鋼組成的格構(gòu)式檁條。 因此，選擇冷彎薄壁C形鋼檁條C220x75x20x2.5，檁距≤1.5m。拉條選用φ12的圓鋼。 墻梁：墻梁的設(shè)計(jì)基本要求：(1)墻梁一般為簡(jiǎn)支支承，其截面宜選用冷彎C形鋼截面．不宜選用格構(gòu)式截面。(2)由于需要防腐蝕、防撞擊、開帶形窗及施工工序等原因．在計(jì)算墻梁時(shí)，壓型鋼板等輕型掛板均按豎向掛板荷載考慮，不宜考慮墻板自立的卸荷作用。(3)墻梁為支承圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻板)的構(gòu)件，并以風(fēng)荷載為主要荷載，計(jì)算時(shí)，其體形系數(shù)μ應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》與《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》有關(guān)規(guī)定取值，但不宜小于+1.0或-1.0。對(duì)門窗面積較大的建筑，宜按半開敞式建筑考慮取值。(4)墻板與墻梁的連接在構(gòu)造上能阻止墻梁受壓翼緣的側(cè)向失穩(wěn)與扭轉(zhuǎn)時(shí)，墻梁的計(jì)算應(yīng)符合以下要求：1)無(wú)論強(qiáng)度與穩(wěn)定計(jì)算均不考慮雙力矩B的作用。2)墻梁截面按強(qiáng)度與穩(wěn)定雙控計(jì)算來(lái)選定。當(dāng)承受朝向面板的風(fēng)壓時(shí)，墻梁按與檁條相同的強(qiáng)度公式計(jì)算截面；當(dāng)承受背向面板風(fēng)壓時(shí)，墻梁無(wú)墻板支撐的翼緣(自由翼緣)受壓，故應(yīng)按與檁條相同的穩(wěn)定公式驗(yàn)算截面：3)當(dāng)背向風(fēng)壓較大，按穩(wěn)定驗(yàn)算要求的截面過大時(shí)，宜采取墻梁間增設(shè)撐桿或雙側(cè)拉條等措施，對(duì)自由翼緣提供側(cè)向支撐點(diǎn)，此時(shí)對(duì)式中的φbx計(jì)算式中的λy，值(梁在彎曲平面外的長(zhǎng)細(xì)比)應(yīng)以側(cè)向支撐點(diǎn)間距離計(jì)算。(5)當(dāng)雙面掛墻板并有可靠連接時(shí)，墻梁可僅按強(qiáng)度公式計(jì)算選擇截面，此時(shí)拉條位置可拉在墻梁截面的中部。(6)墻梁直拉條的布置與檁條相同。其斜拉條應(yīng)在檐口檁距與窗洞下檁距內(nèi)布置，在無(wú)窗洞范圍內(nèi)，一般每隔5道直拉條，設(shè)置一對(duì)斜拉條。(7)壓型鋼板、瓦楞鐵墻面墻梁的容許撓度限值如下：1)水平方向相對(duì)撓度：1/150(l為墻梁跨度)；2)窗洞頂部的墻梁水平相對(duì)撓度：1/200；豎向相對(duì)撓度：1/200，且不得大于10mm。(8)窗(門)洞上下墻梁的內(nèi)表面不應(yīng)有突出物(螺栓頭等)防礙窗框的安裝。(9)實(shí)際工程中選用墻梁截面規(guī)格宜盡量與檁條規(guī)格協(xié)調(diào)統(tǒng)一，以方便鋼材訂貨。 因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)中，若選墻梁和檁條同型號(hào)，則浪費(fèi)材料。所以，選擇冷彎薄壁C形鋼墻梁C160x70x20x3.0，檁距≤1.5m。拉條選用φ12的圓鋼。 3.3.3.吊車梁及軌道 吊車梁：吊車梁的類型⑴吊車梁和吊車桁架通?？砂磳?shí)腹式和空腹式劃分；實(shí)腹式的為吊車梁，空腹式的為吊車桁架。⑵吊車梁有型鋼梁、組合工字形梁(有焊接或鉚接兩種)、Y形梁及箱形梁等形式。其中焊接工字梁為工程中常用的形式。⑶吊車桁架有桁架式、撐桿式、托架—吊車桁架合一式等。 吊車梁或吊車桁架的特點(diǎn)：⑴型鋼吊車梁(或加強(qiáng)型鋼吊車梁)用型鋼(有時(shí)用鋼板、槽鋼或角鋼加強(qiáng)上翼緣)制成，制作簡(jiǎn)單，運(yùn)輸及安裝方便，一般適用于跨度≤6m，吊車起重量Q≤10t的輕、中級(jí)工作制的吊車梁。⑵焊接工字形吊車梁，由三塊鋼板焊接而成，制作比較簡(jiǎn)便，為當(dāng)前常用的形式。當(dāng)?shù)踯囕唹褐递^大時(shí)，采用將腹板上部受壓區(qū)加厚的形式較為經(jīng)濟(jì)，但會(huì)增加施工的不便。鉚接工字形吊車梁，由鋼板和角鋼鉚合而成，制作費(fèi)工，耗鋼量大，但受力性能可靠。目前僅用于特重級(jí)硬鉤吊車的大跨度吊車梁上。工字形吊車梁一般設(shè)計(jì)成等高度、等截面的形式，根據(jù)需要也可設(shè)計(jì)成變高度(支座處梁高縮小)、變截面的形式。⑶Y形吊車梁是在工字形吊車梁的上翼緣再加兩塊斜板組成而不設(shè)或少設(shè)中間加勁肋。其優(yōu)點(diǎn)可改善上翼緣抗偏扭的性能，斜板內(nèi)邊無(wú)法刷油漆保護(hù)，目前使用不普遍。一般僅設(shè)有支承加勁肋缺點(diǎn)是安裝軌道比較困難。⑷箱形吊車梁是由上、下翼緣板及雙腹板組成的封閉箱形截面梁，具有剛度大和抗偏扭性能好的優(yōu)點(diǎn)，適用于大跨度、大噸位軟鉤吊車或特重級(jí)硬鉤吊車，以及抗扭剛度較高(如大跨度壁行吊車梁)的焊接梁。由于制作較復(fù)雜、施焊操作條件較差，焊接變形不易控制和校正。⑸吊車桁架為帶有組合型鋼或焊接工字形勁性上弦的空腹式結(jié)構(gòu)，其用鋼量較實(shí)腹式結(jié)構(gòu)節(jié)約鋼材15％—30％，但制作較費(fèi)工，連接節(jié)點(diǎn)處疲勞較敏感，一般適用于跨度≥18m，以及起重量Q≤75t的輕、中級(jí)工作制或小噸位軟鉤重級(jí)工作制吊車結(jié)構(gòu)。支承夾鉗或剛性硬鉤吊車以及類似吊車的結(jié)構(gòu)不宜采用吊車桁架。⑹撐桿式吊車桁架可利用鋼軌與上弦共同工作組成的吊車桁架，用鋼量省，但制作、安裝精度要求較高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意加強(qiáng)側(cè)向剛度，一般用于手動(dòng)梁式吊車，起重量Q≤5t，跨度不大于6m的情況。⑺壁行吊車梁由承受水平荷載的上梁及同時(shí)承受水平和豎向荷載的下梁組成分離的型式。分離型較為經(jīng)濟(jì)，但必需嚴(yán)格控制上、下梁的相對(duì)變形。為了增大剛度亦可將上、下梁組合成箱形梁。⑻懸掛式吊車梁包括懸掛單梁和軌道梁，一般懸掛在屋蓋承重結(jié)構(gòu)或其他承重結(jié)構(gòu)上，由單根工字鋼承重并兼作電動(dòng)葫蘆或手動(dòng)吊車的行駛軌道梁，或兼作機(jī)械化懸鏈的行駛軌道梁；在無(wú)橋式吊車的廠房中采用比較廣泛。 吊車梁設(shè)計(jì)的一般規(guī)定：⑴吊車梁或吊車桁架一般應(yīng)按兩臺(tái)最大起重量的吊車進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)有可靠根據(jù)時(shí)，可按工藝提供實(shí)際排列的兩臺(tái)起重量不同的較大吊車或可能是一臺(tái)吊車進(jìn)行設(shè)計(jì)。⑵吊車梁或吊車桁架的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工藝提供的資料指定吊車工作制的要求，目前我國(guó)按吊車負(fù)荷率與工作時(shí)間率分為輕、中、重和特重四個(gè)等級(jí)(即A1—A3、A4—A5、A6、A7和A8)。一般僅為安裝用的吊車屬輕級(jí)，對(duì)金工、焊接等冷加工生產(chǎn)使用的吊車屬于中級(jí)，而在鑄造、冶煉、水壓機(jī)鍛造等熱加工生產(chǎn)使用的吊車屬于重級(jí)，在冶金工廠中支承夾鉗、料耙等硬鉤的特殊吊車屬于特重級(jí)。⑶吊車梁或吊車桁架的形式選用應(yīng)根據(jù)吊車的起重量及跨度大小、吊車梁或吊車桁架的跨度以及吊車工作制等確定。對(duì)于硬鉤特重級(jí)吊車應(yīng)采用吊車梁，重級(jí)軟鉤吊車也宜采用吊車梁(對(duì)大跨度而起重量較小的吊車也可采用吊車桁架)，但其節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用高強(qiáng)度螺栓或鉚釘連接。對(duì)于重級(jí)工作制的吊車梁和吊車桁架均宜設(shè)置制動(dòng)結(jié)構(gòu)。支承夾鉗、料耙等硬鉤吊車以及類似吊車的結(jié)構(gòu)，不宜采用吊車桁架和制動(dòng)桁架。⑷重級(jí)和特重級(jí)工作制吊車梁上翼緣(或吊車桁架上弦桿)與制動(dòng)結(jié)構(gòu)及柱傳遞橫向荷載的連接、大跨度梁的現(xiàn)場(chǎng)拼接等，應(yīng)優(yōu)先采用高強(qiáng)度螺栓或鉚釘連接。重級(jí)和特重級(jí)工作制焊接工字形吊車梁的腹板與上翼緣板的連接焊縫，應(yīng)采用K形剖口，并宜采用自動(dòng)焊。⑸當(dāng)跨度≥24m的大跨度吊車梁或吊車桁架并應(yīng)按制作、安裝、運(yùn)輸?shù)葘?shí)際條件，劃分制作、運(yùn)輸，在工地拼裝成整根吊裝，避免高空拼接。宜要求制作時(shí)按跨度的1／1000起拱；安裝單元。一般宜采用分段制作及運(yùn)輸。⑹焊接吊車梁的翼緣板宜用一層鋼板，當(dāng)采用兩層鋼板時(shí)，外層鋼板宜沿梁通長(zhǎng)設(shè)置，并應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工中采取措施使上翼緣兩層板緊密接觸。 因此，根據(jù)《吊車梁》03SG520-1。選用GDL63，焊接工字型吊車梁450x8x300x220x12。 鋼軌：鋼軌選型，根據(jù)吊車噸位，查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算圖表》第八章截面特性—二、輕軌、鋼軌及起重機(jī)鋼軌的尺寸及截面特性。 選用鋼軌為38kg/m。截面特性為：h=134mm、B=14mm、b=68mm、tw=13.0mm、A=49.5cm2、g=38.73kg/m、y1=66.7mm。 3.3.4. 剛架柱與剛架梁的選型 根據(jù)跨度、高度和荷載不同，門式剛架的梁、柱可采用變截面或等截面實(shí)腹焊接工字形截