南京和木新材料科技发展有限公司3号厂房开题报告

文献综述

本毕业设计题目为南京和木新材料科技发展有限公司3号厂房，属实际工程应用课题，工程地点在江苏南京。工程为四层钢框架结构，其中因工艺设备要求第四层抽去中间柱子，变成等截面梁门式钢架结构。屋盖采用有檩屋盖体系。结构安全等级为二级，防火等级是二级，抗震设防烈度7度，场地类别2类。需要完成建筑设计，结构设计和施工组织设计三大部分。为了更好的完成本次设计，本人查阅了一些相关资料，现就有关内容综述如下：

钢结构是主要由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

框架结构的优点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑物的内外墙处理十分灵活，能为建筑提供灵活的使用空间；而且自重轻，有利于抗震，节省材料；采用现钢框架时，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。抗震性能良好：由于钢材延性好，既能削弱地震反应，又使得钢结构具有抵抗强烈地震的变形能力；充分利用建筑空间：由于柱截面较小，可增加建筑使用面积2～4％；施工周期短，建造速度快；形成较大空间，平面布置灵活，结构各部分刚度较均匀，构造简单，易于施工；侧向刚度小，在水平荷载作用下二阶效应不可忽视；由于地震时侧向位移较大，引起非结构性构件的破坏。

框架结构体系的缺点是框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏；不适宜建造高层建筑。还有就是耐火性能差：钢结构中的梁、柱、支撑及作承重用的压型钢板等要求用喷涂防火涂料。吸取震害经验教训完善钢结构设计：由于地震的随机性和实际工程的复杂性，很难避免节点的开裂、支撑的压曲等震害。

1、建筑部分

平面设计

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。其中包括：需使用的设备及家具所需占用的空间；人在该空间中进行相关活动所需的面积（包括使用活动及进行室内交通的面积）。建筑物的交通联系部分的平面尺寸和形状的确定，可以根据以下方面进行考虑：（1）满足使用高峰时段人流、货流通过所需占用的安全尺度；（2）符合紧急情况下规范所规定的疏散要求；（3）方便各使用空间之间的联系；（4）满足采光、通风等方面的需要。

建筑物的平面组合方式有串联式组合、并联式组合、混合式组合，本人的设计将采用并联式组合方式。

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、暴露的梁、柱等等的形式、比例关系和表面的装饰效果等进行仔细的推敲。在设计时，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。由于立面的效果更多地表现为二维的构图关系，因此要特别注意以下一些方面：（1）注重尺度和比例的协调性（2）掌握节奏的变化和韵律感（3）掌握虚实的对比和变化（4）注意材料的色彩和质感。

剖面设计

建筑物剖面设计有分层式组合、分段式组合。分层式组合是指将使用功能联系紧密而且高度一样的空间组合在同一层。这样可以有效地控制每层的层高，不会因为层间个别空间的突出高度而影响到该层的层高。这样做同时还有利于总体结构的布置和楼梯等垂直交通部分的处理。分层组合既方便了使用，又明确了结构的布置，是常见的剖面组合方式。因此本人的剖面设计将采用分层式组合进行设计。

大样图设计

大样图通常是在建筑的平、立、剖面图上，通过引出放大或进一步剖切放大节点的方法，将细部用详图表达清楚。除了构件形状和必要的图例外，构造详图中还应该标明相关的尺寸以及所用的材料、级配、厚度和做法。

部分要求

要先对建筑外观、建筑面积、建筑高度、层高和室内净高进行设计；

然后对局部进行设计，如地下室墙身、楼地面、顶棚、屋面、楼面、坡面及楼梯位置，消防要求等进行设计。各部分都要按照规范要求进行设计；最后要明确框架结构的抗震级数，采用规则结构以利于房屋抗震，按照三统一的原则，确定柱网尺寸，确定材料及截面尺寸，以及基础的选定。

2、结构部分

结构设计主要分为三个阶段：结构方案阶段、结构计算阶段与施工图设计阶段。其中结构方案阶段的内容是：根据建筑的重要性，工程地质勘查报告，建筑所在地的抗震设防裂度，建筑的高度和楼层的层数以及建筑场地的类别来确定建筑的结构形式。在确定了结构的形式之后，就需要根据不同结构形式的要求和特点来布置结构的受力构件和承重体系。

结构设计的主要内容包括：结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方法进行各种荷载作用下的内力计算、荷载效应组合、截面配筋设计（计算、构造）、绘施工图。

根据建筑物高度及使用要求确定结构形式，常用的建筑结构形式有：混合结构、框架结构、框剪结构、剪力墙结构（一般剪力墙结构、筒体剪力墙结构、筒中筒剪力墙结构）等。此处选框架结构。

进行框架结构布置的主要工作是合理地确定梁、柱的位置及跨度。其基本原则是：①应满足生产工艺的要求（内廊式、等跨、不等跨式）；②满足建筑平面的要求；③结构受力合理，即使各构件跨度合理、内力分布均衡；④施工方便，使构件的种类尽可能的少，即同类构件跨度相同、内力相近。

根据结构布置形式，确定空间框架能否简化成平面框架。当结构布置规则、荷载分布均匀时，可将空间框架简化成平面框架进行内力计算。要计算出框架结构中梁柱内力，必须首先确定框架结构的计算简图（跨度、层高、荷载、节点弯矩分配系数）。

在计算各项荷载作用效应（内力）时，一般按标准值进行计算，以便于后面荷载效应的组合。框架结构一般承担的荷载主要有恒载、使用活荷载、风荷载、地震作用，恒载、使用活荷载一般为竖向作用，风荷载、地震作用则为横向，较规则的框架在竖向荷载作用下产生的侧向位移很小，可忽略，因此求竖向荷载作用下框架的内力可采用弯矩分配法进行简化计算。水平方向荷载作用下框架的内力可采用D值法进行简化计算，风荷载作用下的反弯点高度按均布水平力考虑，地震作用下按倒三角分布水平力考虑。

框架在各种荷载作用下的内力确定后，必须找出各构件制截面及其最不利内力组合。

根据组合后的内力对各构件进行截面设计。

根据工程地质勘察报告、上部结构类型及上部结构传来的荷载效应和当地的施工技术水平及材料供应情况确定基础的形式，材料强度等级，一般有浅基础和深基础；基础底面积的确定及地基承载力验算；基础内力计算及配筋计算，需要考虑必要的构造措施。

结构设计的成果体现在绘制的结构施工图上，该图纸是结构工程师的语言，是直接面对施工现场及相关工程技术人员的，应该按照一定的规范绘制。建筑结构设计是个系统的工作，需要扎实的理论知识功底和严肃认真负责的工作态度。

3、施工部分

施工组织设计的作用是对拟建工程施工的全过程实行科学的管理的重要手段。通过施工组织设计的编制，可以全面考虑拟建工程的各种施工条件，扬长避短，拟定合理的施工方案，确定施工顺序、施工方法、劳动组织和技术经济的组织措施，合理地统筹安排拟定施工进度计划，保证拟建工程按期投产或交付使用；也为拟建工程的设计方案在经济上的合理性，在技术上的科学性和实施工程上的可能性进行论证提供依据；还为建设单位编制基本建设计划和施工企业编制施工计划提供依据。施工企业可以提前掌握人力、材料和机具使用上的先后顺序，全面安排资源的供应与消耗；可以合理确定临时设施的数量、规模和用途；以及临时设施、材料和机具在施工场地上的布置方案。如果施工组织设计编制的合理，能正确反映客观实际，符合建设单位和设计单位的要求，并且在施工过程中认真地贯彻执行，就可以保证工程的顺利进行，取得好、快、省和安全的效果，早日发挥基本建设投资的经济效益和社会效益。

编制施工进度计划的原则：①满足国家或上级计划对施工进度的要求；②根据选定的施工方法，合理安排施工程序与施工强度，选用的定额与类比资料要符合实际；③在施工部署与施工的开展等工期安排上，要考虑可能发生的不利情况，预先作准备；④在确保重点项目施工进度的情况下，尽可能作到人力、物力、财力的综合平衡，力求均衡施工。

随着工程管理水平的逐步提高，施工组织中存在的各种问题正在逐步的得到纠正。从目前我国施工组织设计内容上逐步变化的趋势来看，它正在慢慢地向目前我国颁布的项目管理规范推进，由项目管理规范中规定的项目管理策划代替施工组织设计也指日可待。

主要参考文献：

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[6]沈祖炎，陈扬骥，陈以一.钢结构基本原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[7]董军、曹平周等编著.钢结构原理与设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

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[10]靳百川.轻型房屋钢结构构造图集[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[11]陈绍蕃.钢结构（下册）--房屋建筑钢结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2004.

[12]包头钢铁设计研究总院，中国钢结构协会房屋建筑钢结构协会.钢结构设计与计算（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2006.

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[14]《轻型钢结构设计指南》编辑委员会.轻型钢结构设计指南（实例与图集）[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[15]李星荣.钢结构连接节点设计手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

本课题需要解决的问题

1、建筑部分

要求完成下列建筑施工图绘制：

（1）总平面设计，施工总说明，门窗表。

（2）平面图：底层、标准层，屋顶平面图。

（3）立面图：1～2个。

（4）剖面图：1～2个。

（5）根据需要完成3-5个典型节点详图。

建筑部分图量不少于A1号图纸8张，原则上不多于A1号图纸12张。施工图中均应有设计说明。

2、结构部分

本设计按03G102钢结构设计制图深度和表示方法绘制施工图，计算轴线按手算结果确定，其余部分根据软件计算结果确定，注意适当归并。图纸内容应包括如下基本内容：

（1)结构设计总说明；

（2)基础平面布置及详图；

（3)主要结构布置图；

（4)组合楼盖设计和施工图；

（5)钢结构施工详图；

（6)钢楼梯结构平面布置图、详图；

（7)有檩屋盖体系结构布置图，构件详图

（8)其它详图。

结构施工图不少于A1号图纸12张，原则上不多于14张，施工图中均应有设计说明。

3、施工部分

完成单位工程施工组织设计，主要内容包括：施工准备、施工方案、进度计划、平面布置及技术措施。

研究手段（途径）

主要由自己独立完成，同时加以小组组内讨论以及与其他框架三的同学进行学术交流，在设计过程中及时发现问题，并会向指导老师请教以尽快解决问题。设计主要依靠自己在大学中所学习的专业课知识，如钢混结构设计、地基基础、结构力学、材料力学等的相关知识，并积极查阅图书馆以及网络上的资料以做出更加完美的设计。在结构计算时会利用相关软件，如pkpm、结构力学求解器等软件，画图过程主要依靠autocad来完成，施工组织计划的编制和出图会利用p3或officeproject软件进行辅助。

在设计过程中，问题的发现和答案的探索是很关键的一个过程，也是让自己有前进动力的过程。我很期待这大学生涯中最后的努力和任务。

指导教师意见：

1．对文献综述的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

2015年月日

所在专业审查意见：

负责人：

年月日