毕业设计（论文）-某塑料制品厂厂区工程车间及库房设计.docx

河北工业大学2016届本科毕业设计说明书毕业设计中文摘要塑料制品有限公司厂区工程车间及库房设计摘要：该课程设计来源于实际工程，建设单位为某塑料制品有限公司，工程位于霸州市，占地3268.8，总建筑面积3844.6。该工程由厂房和库房两部分组成。厂房为单层结构形式采用轻型门式刚架，库房为三层框架结构体系。该课程设计任务要求是根据建筑平面图完成立面图和剖面图，并利用PKPM软件中的PMCAD、SETWE-8、STS进行建模和结构计算以达到建设单位对抗震等级、耐火极限以及使用功能的要求并绘制厂房部分钢结构施工图以及库房部分梁、板、柱施工图。关键词：轻型门式刚架设计 框架设计 STS1毕业设计外文摘要Title Design of plant engineering workshop and warehouse in a plastic company AbstractThe course design from the actual project, the construction unit for a plastic company, located in Bazhou City, covering 3268.8 total construction area 3844.6. The project is composed of two parts: workshop and warehouse. Workshop form a single layer is light portal frame structure and frame structure of the warehouse is three-layer. The requirements of course design is to complete the elevations and section in accordance with the building plans and use PKPM software PMCAD, SETWE-8, STS model and structure calculations to reach the construction unit of the seismic level, fire and limit the use of functional requirements section and draw plant and warehouse steel construction drawings portion of the beam, slab, column construction drawings.Keywords： Design of light portal frame Design of frame STS目 录1 引言- 4 -2 厂房建筑设计- 4 -2.1.设计依据- 4 -2.2工程概况- 4 -2.3建筑总说明- 5 -3 厂房结构设计- 6 -3.1设计依据- 6 -3.2设计信息- 6 -3.3材料选择- 7 -3.4构件截面定义- 7 -3.5荷载统计- 7 -3.6结构计算软件需输入的参数说明- 7 -3.7计算结果分析- 11 -4.库房建筑设计- 52 -4.1设计依据- 52 -4.2工程概况- 52 -4.3建筑总说明- 52 -5.库房结构设计- 53 -5.1设计依据- 53 -5.2设计信息- 53 -5.3材料说明- 53 -5.4构件尺寸说明- 54 -5.5荷载统计说明- 54 -5.6结构计算软件需输入的参数说明- 58 -5.7 SETWE-8计算中分析和设计参数补充定义- 60 -5.8结构计算结果及合理性分析- 66 -6 楼梯设计- 80 -6.1梯段板设计- 80 -6.2平台板设计- 81 -6.3梯梁设计- 82 -6.4梯柱设计- 83 -1 引言我国是世界钢铁产量最大的国家，2015年粗钢产量位居世界第一，占全球粗钢产量的近50%。钢结构建筑具有抗震性能好、建设速度快、钢材可回收利用的特点，符合绿色建筑和建筑工业化的要求。2015年11月4日，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，强调要结合棚改和抗震安居工程等开展钢结构建筑试点；单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有以下特点：（1）质量轻（2）工业化程度高，施工周期短（3）综合经济效益高（4）柱网布置比较灵活。门式刚架轻型房屋结构在我国的应用大约始于20世纪80年代初。目前，国内大约每年有上千万平方米的轻钢建筑竣工。现浇钢筋混凝土框架结构。选取依据：框架结构有以下优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构； 采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。2 厂房建筑设计2.1.设计依据05系列建筑标准设计图集（DBJT29-18-2005）压型钢板、夹心屋面板及墙体建筑构造（01J925-1）机械工厂建筑设计规范（JBJ7-1996）建筑设计防火规范（GB50016-2014）2.2工程概况该工程建设单位是某塑料制品有限公司，建设地点霸州市，车间为门式刚架，层高为8.75m，建筑檐口标高9.00米，室内外高差0.2m。厂房室内地面标高为-0.25m. 轻钢结构构件喷涂防火隔热涂料.建筑使用年限50年耐火等级二级危险性等级戊类（金属分拣车间，存储仓库）轻钢梁耐火极限达到1.5小时轻钢柱耐火极限达到2.5小时轻钢外墙耐火极限达到0.5小时轻钢屋面耐火极限达到1.0小时2.3建筑总说明（1）按工业建筑的分类，根据甲方的要求该厂房为主要生产车间且属于单层厂房。（2）厂房的结构类型采用轻型门式刚架结构；轻型门式刚架结构的受力特点是屋架与柱子合并为同一构件，其连接处为整体刚接，柱与基础为铰接。优点是传力受力合理，较充分地发挥了材料的力学性能，空间刚度好，抗震性能较强。（3）厂房内部的起重运输设备：根据厂房工作性质采用A4级吊车。（4）柱网的选择：除横向伸缩缝及端部排架柱外，屋架支于柱子的中心线处，连系梁、吊车梁、屋面板及外墙板等的标志长度皆以柱中心线为准。确定墙、柱与纵向定位轴线的联系方式时，需考虑以下因素：1）确定墙柱与纵向定位轴线应尽量使得建筑的构造简单。因为纵向定位轴线通过横向构件的标志端部，即它的间距是横向构件的标志尺寸，墙、柱与纵向定位轴线的联系方式确定了横向构件与墙、柱的交接情况。2）纵向定位轴线在设计时要保证吊车安全运行的净空，因为吊车轨道中心线与纵向定位轴线有直接的关系。3）在确定平面的纵向轴线时，要考虑是否需要设置检修用的安全走道板。由厂房建筑模数协调标准规定采用跨度为36m，为单坡双跨形式，基本柱距为6m，一般以6的倍数增长，因此在抗风柱采用6m柱距，由于实际情况限制，排架柱为6.3m.（5）考虑卫生要求，厂房内设置必要的洗手台。（6）厂房控制标高的确定：在设计时以地面、吊车轨顶和檐口高度三个标高为控制标高，并使其保证吊车的行驶安全和符合建筑统一化模数0.30.6的倍数要求。室内设计地面标高为-0.250m.室内外高差为0.200m. 屋架为36m，坡度为5%，屋顶为9.900m。檐口高度为9.000m。通过查电动桥式起重机基本参数550/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸系列（QZ1-62）查得起重量为10t，跨度为16.5m的吊车轨顶以上高度为2140mm，由此可知吊车轨顶高度为6.860mm。（7）采光要求：采用外墙和屋顶都采光的方式。外墙窗户见立面图，采光带布置见三层平面图。（8）门窗尺寸：参考规范按模数取值。建筑设计在已给主要建筑平面、立面图的基础上，根据相关规范进一步完成了建筑设计总说明包括墙体工程、屋面工程、防水工程、门窗工程、装修工程及油漆涂料工程等做法以及建筑防火说明,具体详见建施-01.（9）建筑立剖面：在平面设计的基础上进行立剖面设计。立面主要是对建筑外形，标高，以及墙面装饰，门窗雨棚布置以及细部处理进行说明。该建筑外形规则。剖面图主要是对建筑空间能满足生产要求的说明以及对于平立面中不能表示的构件尺寸进行说明，同时外檐图可以对屋面排水问题进行详细说明。3 厂房结构设计3.1设计依据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）钢结构设计规范（GB50017-2003）门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS202：2002）3.2设计信息地震分组第二组设防烈度7度（0.10g）建筑结构安全等级乙级建筑抗震设防类别乙类3.3材料选择该厂房采用轻型门式钢架结构，根据门刚规程3.3.1规定，门式刚架、吊车梁、檩条和墙梁等构件采用Q235B钢材。3.4构件截面定义根据门刚规程4.1.3规定设有桥式吊车时，柱采用等截面构件，且柱截面高度取柱高的1/101/25.柱子截面初选为H450x240x8x10,抗风柱截面初选为H450x300x8x10.轴压对Y轴截面分类根据钢规属于b类。梁截面高度取跨度的1/301/40，因此梁截面初选为H550x180x8x10. 轴压对Y轴截面分类根据钢规属于b类。吊车梁高的确定，根据钢结构设计规范附录A知中级工作制桥式吊车梁挠度允许值为L/1000，根据简支梁最小高度确定吊车梁高度为800mm，轨道高200mm,最终确定牛腿标高为5.860m。吊车梁截面初选800x180x8x10。轴压对Y轴截面分类根据钢规属于b类。具体见结施-02。3.5荷载统计基本风压0.4基本雪压0.3屋面活载檩条0.5刚架0.3屋面恒载3说明：外墙采用夹芯板，板型JxB-Qy1000,板厚50mm,外板厚0.5mm,荷载为2.4。 屋面板用夹芯板，板型JxB42-333-1000，板厚50mm,外板厚0.5mm，荷载为3.0。3.6结构计算软件需输入的参数说明（1）厂房总信息及网格编辑屋面恒载主要考虑屋面材料自重，包括屋面板、支撑和檩条系统。根据该厂房使用要求可不考虑积灰荷载。风荷载取值规范可供选择的有建筑结构荷载规范和门刚规程，两者的区别主要在于风载体型系数的取值。该模型采用建筑结构荷载规范，风压调整系数取默认值1.05.以上数值均根据抗规得到。（2）门式刚架快速建模说明：勾选自动生成导算荷载，对以后荷载输入很方便。屋面梁平面外计算长度为3000mm，是有前提保证的，具体详见冷弯薄壁型钢结构技术规程10.1.4刚架平面外，实腹式梁和柱计算长度取侧向支撑点间距离。因此在进行屋面布置时隅撑布置采用间隔一排，满足当前设置的3000的数值。（3）结构形式与布置说明门式刚架采用单坡双跨形式。门式刚架中对于温度区段的规定是纵向温度区段不大于300m；横向温度区段不大于150m。由于支撑的布置与温度区段有关系，因此屋盖支撑设在了端部第一个。根据门刚规程4.5.1有吊车时，柱间支撑设在中部即平面图中7、8号轴线之间。吊车起重量为10t,因此柱间支撑采用角钢支撑。根据6.3.5规定该厂房檩条跨度为6.3m大于6m,因此在三分点处各设一道拉条，保证稳定性。檩条布置时的边缘带宽度由附录A得.根据6.4.3规定，墙板的竖向荷载有可靠的途径传至地面，因此墙梁不设拉条。（4）钢结构参数输入与修改说明：地震力计算方法选用振型分解反应谱，由于门刚规程3.1.6规定用底部剪力法，因此将计算振型数改为2。3.7计算结果分析（1）门式刚架计算结构简图（2）弯矩包络图（3）钢梁绝对挠度图（4）配筋包络和钢结构应力比图（5）吊车计算- Dmax 标准值作用位于跨左 - 柱内力 -柱号 M N V M N V1 -13.55 145.85 -11.90 -61.51 -145.85 11.902 32.28 31.17 7.78 16.80 -31.17 -7.783 24.00 1.69 4.12 1.99 -1.69 -4.124 -52.99 -0.95 -11.90 15.63 0.95 11.905 -1.99 1.69 4.12 14.92 -1.69 -4.126 8.09 -0.74 7.78 23.33 0.74 -7.787 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00- 梁内力 -梁号 M N V M N V1 -15.63 11.83 -1.56 1.96 -11.83 1.562 -1.96 11.83 -1.54 -11.93 -11.83 1.543 1.95 4.20 -1.48 -14.92 -4.20 1.484 -11.41 4.20 -1.48 -1.95 -4.20 1.48- Dmax 标准值作用位于跨右 - 柱内力 -柱号 M N V M N V1 -30.48 33.42 -7.24 -15.22 -33.42 7.242 11.20 146.50 10.84 57.20 -146.50 -10.843 -21.74 -1.22 -3.60 -0.96 1.22 3.604 -9.68 1.51 -7.24 -13.06 -1.51 7.245 0.96 -1.22 -3.60 -12.26 1.22 3.606 57.30 -0.29 10.84 -13.51 0.29 -10.847 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00- 梁内力 -梁号 M N V M N V1 13.06 7.31 1.14 -3.05 -7.31 -1.142 3.05 7.31 1.15 7.30 -7.31 -1.153 -3.17 -3.66 1.04 12.26 3.66 -1.044 6.20 -3.65 1.04 3.17 3.65 -1.04- 左来刹车标准值作用 (Tmax 作用向右) - 节点侧向（水平向）位移(mm) -节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x( 1) 3.6 ( 2) 3.8 ( 3) 3.2 ( 4) 5.3( 5) 5.2 ( 6) 5.3 ( 7) 5.3 ( 8) 5.3( 9) 5.7 ( 10) 5.9 ( 11) 0.0 ( 12) 0.0( 13) 0.0- 柱内力 -柱号 M N V M N V1 18.76 -0.45 3.81 5.26 0.45 -3.812 20.19 -0.42 4.31 7.00 0.42 -4.313 14.63 0.88 2.45 0.84 -0.88 -2.454 -5.26 -0.45 3.81 5.91 0.45 1.485 -0.84 0.88 2.45 8.54 -0.88 -2.456 -7.00 -0.42 4.31 8.34 0.42 0.987 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00- 梁内力 -梁号 M N V M N V1 -5.91 1.45 -0.53 1.25 -1.45 0.532 -1.25 1.45 -0.53 -3.51 -1.45 0.533 1.95 2.49 -0.75 -8.54 -2.49 0.754 -4.84 2.49 -0.75 -1.95 -2.49 0.75- 右来刹车标准值作用 (Tmax 作用向左) - 节点侧向（水平向）位移(mm) -节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x( 1) -3.6 ( 2) -3.8 ( 3) -3.2 ( 4) -5.3( 5) -5.2 ( 6) -5.3 ( 7) -5.3 ( 8) -5.3( 9) -5.7 ( 10) -5.9 ( 11) 0.0 ( 12) 0.0( 13) 0.0- 柱内力 -柱号 M N V M N V1 -18.76 0.45 -3.81 -5.26 -0.45 3.812 -20.19 0.42 -4.31 -7.00 -0.42 4.313 -14.63 -0.88 -2.45 -0.84 0.88 2.454 5.26 0.45 -3.81 -5.91 -0.45 -1.485 0.84 -0.88 -2.45 -8.54 0.88 2.456 7.00 0.42 -4.31 -8.34 -0.42 -0.987 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00- 梁内力 -梁号 M N V M N V1 5.91 -1.45 0.53 -1.25 1.45 -0.532 1.25 -1.45 0.53 3.51 1.45 -0.533 -1.95 -2.49 0.75 8.54 2.49 -0.754 4.84 -2.49 0.75 1.95 2.49 -0.75- 吊车 2 - - Dmax 标准值作用位于跨左 - - 柱内力 - 柱号 M N V M N V1 21.74 -1.22 3.60 0.96 1.22 -3.602 -11.20 146.50 -10.84 -57.20 -146.50 10.843 30.48 33.42 7.24 15.22 -33.42 -7.244 -0.96 -1.22 3.60 12.26 1.22 -3.605 9.68 1.51 7.24 13.06 -1.51 -7.246 -57.30 -0.29 -10.84 13.51 0.29 10.847 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 - 梁内力 - 梁号 M N V M N V1 -12.26 -3.66 -1.04 3.17 3.66 1.042 -3.17 -3.65 -1.04 -6.20 3.65 1.043 3.05 7.31 -1.14 -13.06 -7.31 1.144 -7.30 7.31 -1.15 -3.05 -7.31 1.15 - Dmax 标准值作用位于跨右 - - 柱内力 - 柱号 M N V M N V1 -24.00 1.69 -4.12 -1.99 -1.69 4.122 -32.28 31.17 -7.78 -16.80 -31.17 7.783 13.55 145.85 11.90 61.51 -145.85 -11.904 1.99 1.69 -4.12 -14.92 -1.69 4.125 52.99 -0.95 11.90 -15.63 0.95 -11.906 -8.09 -0.74 -7.78 -23.33 0.74 7.787 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 - 梁内力 - 梁号 M N V M N V1 14.92 4.20 1.48 -1.95 -4.20 -1.482 1.95 4.20 1.48 11.41 -4.20 -1.483 -1.96 11.83 1.56 15.63 -11.83 -1.564 11.93 11.83 1.54 1.96 -11.83 -1.54 - 左来刹车标准值作用 (Tmax 作用向右) - - 节点侧向（水平向）位移(mm) -节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x( 1) 3.2 ( 2) 3.8 ( 3) 3.6 ( 4) 5.2( 5) 5.3 ( 6) 5.3 ( 7) 5.3 ( 8) 5.3( 9) 5.9 ( 10) 5.7 (11) 0.0 (12) 0.0(13) 0.0 - 柱内力 - 柱号 M N V M N V1 14.63 -0.88 2.45 0.84 0.88 -2.452 20.19 0.42 4.31 7.00 -0.42 -4.313 18.76 0.45 3.81 5.26 -0.45 -3.814 -0.84 -0.88 2.45 8.54 0.88 -2.455 -5.26 0.45 3.81 5.91 -0.45 1.486 -7.00 0.42 4.31 8.34 -0.42 0.987 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 - 梁内力 - 梁号 M N V M N V1 -8.54 -2.49 -0.75 1.95 2.49 0.752 -1.95 -2.49 -0.75 -4.84 2.49 0.753 1.25 -1.45 -0.53 -5.91 1.45 0.534 -3.51 -1.45 -0.53 -1.25 1.45 0.53 - 右来刹车标准值作用 (Tmax 作用向左) - - 节点侧向（水平向）位移(mm) -节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x ( 1) -3.2 ( 2) -3.8 ( 3) -3.6 ( 4) -5.2 ( 5) -5.3 ( 6) -5.3 ( 7) -5.3 ( 8) -5.3 ( 9) -5.9 (10) -5.7 (11) 0.0 (12) 0.0 (13) 0.0 - 柱内力 - 柱号 M N V M N V1 -14.63 0.88 -2.45 -0.84 -0.88 2.452 -20.19 -0.42 -4.31 -7.00 0.42 4.313 -18.76 -0.45 -3.81 -5.26 0.45 3.814 0.84 0.88 -2.45 -8.54 -0.88 2.455 5.26 -0.45 -3.81 -5.91 0.45 -1.486 7.00 -0.42 -4.31 -8.34 0.42 -0.987 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.008 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 - 梁内力 - 梁号 M N V M N V1 8.54 2.49 0.75 -1.95 -2.49 -0.752 1.95 2.49 0.75 4.84 -2.49 -0.753 -1.25 1.45 0.53 5.91 -1.45 -0.534 3.51 1.45 0.53 1.25 -1.45 -0.53（6）地震计算 - 右震动标准值作用计算结果-质量集中节点号:1 2 3 5 9 10质点重量: 91.939 180.543 91.939 120.433 0.211 0.211水平地震标准值作用底层剪力： 23.133底层最小地震剪力(抗震规范5.2.5条): 7.764各质点地震力调整系数: 1.000地震力调整后剪重比： 0.048* 第 1振型结构自振周期(已乘周期折减系数，单位：秒): 0.683特征向量： 0.581 0.628 0.585 0.905 0.993 1.000各质点的水平地震力(kN)：3.743 7.949 3.771 7.641 0.015 0.015 - 节点侧向（水平向）位移(mm) -节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x (1) -7.4 (2) -8.0 (3) -7.4 (4) -11.4 (5) -11.4 (6) -11.5 (7) -11.5 (8) -11.5 (9) -12.7 (10) -12.7 (11) 0.0 (12) 0.0 (13) 0.0* 第 2振型结构自振周期(已乘周期折减系数，单位：秒): 0.224特征向量： 0.612 1.000 -0.647 -0.420 -0.232 -0.258各质点的水平地震力(kN)：-0.231 0.740 -0.244 -0.208 0.000 0.000 - 节点侧向（水平向）位移(mm) -节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x (1) 0.0 (2) -0.1 (3) 0.1 (4) 0.0 (5) 0.0 (6) 0.0 (7) 0.0 (8) 0.0 (9) 0.0 (10) 0.0 (11) 0.0 (12) 0.0 (13) 0.0* 右地震各振型叠加(SRSS)水平地震作用效应输出: - 节点侧向（水平向）位移(mm) -节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x (1) -7.4 (2) -8.0 (3) -7.4 (4) -11.4 (5) -11.4 (6) -11.5 (7) -11.5 (8) -11.5 (9) -12.7 (10) -12.7 (11) 0.0 (12) 0.0 (13) 0.0 - 柱内力 - 柱号 M N V M N V1 -36.26 1.60 -6.86 -7.06 -1.60 6.862 -43.38 -0.03 -9.40 -15.97 0.03 9.403 -36.29 -1.60 -6.87 -7.10 1.60 6.874 7.06 1.60 -3.12 -16.84 -1.60 3.125 7.10 -1.60 -3.11 -16.82 1.60 3.116 15.97 -0.03 -1.51 -21.80 0.03 1.517 -0.02 0.00 -0.01 0.00 0.00 0.018 -0.02 0.00 -0.01 0.00 0.00 0.01 - 梁内力 - 梁号 M N V M N V1 16.86 1.67 1.52 -3.51 -1.67 -1.522 3.51 0.26 1.60 10.90 -0.26 -1.603 -3.50 -1.65 1.52 16.84 1.65 -1.524 10.90 -0.26 1.60 3.50 0.26 -1.60振型参与质量系数: 96.58%（7）钢柱钢梁荷载效应组合计算钢柱计算结果（附其中2种计算结果） (8)吊车梁计算结果 吊车数据：(除注明外，重量单位为 t；长度单位为 m)