南京和木新材料科技发展有限公司2号厂房开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

本课题选自南京工业大学建筑设计研究院2013年设计的实际项目。原设计采用钢筋混凝土框架，现改成钢框架结构作为毕业设计课题。该厂房主体5层，抗震设防烈度7度，场地类别II类。无地下室。抗震设防烈度为7度（0.1g），场地土类别为II类，特征周期为0.35s。建议基础形式为独立基础。钢柱脚采用外包式柱脚。本工程所有构件均在工厂加工，由公路运输到施工现场吊装安装。基础采用钢筋混凝土独立基础，主体钢结构选Q235B或Q345B钢材，优选热轧型钢。楼盖采用压型钢板浇筑混凝土组合楼盖。钢梁可按组合梁设计。内外围护结构采用加气混凝土板材。根据任务书要求，完成主要建筑设计、上部结构及基础计算、构件设计、节点设计、施工图绘制、施工组织设计等工作。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：钢框架结构体系是指沿房屋的纵向和横向用钢梁和钢柱组成的框架结构来作为承重和抵抗侧力的结构体系。其优点是：能提供较大的内部空间，建筑平面布置灵活，适应多种类型的使用功能；一般是在工厂预制钢梁、钢柱，运送到施工现场再拼装连接成整体框架，其自重轻，抗震性能好，施工速度快，机械化程度高；结构简单，构件易于标准化和定型化，对层数不多的高层建筑而言，框架体系是一种比较经济合理、运用广泛的结构体系。我们从学习中还知道，港姐欧股建筑被誉为21世纪的绿色建筑之一，其独特的可循环使用的建筑结构，符合发展节能省地建筑和经济持续健康发展的要求。钢结构的几大优点有，一是重量轻、强度高。用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，使用剑姬比钢筋混凝土住宅提高4%左右。二是抗震性能好，其延性比钢筋混凝土好。三是钢结构构件、墙板及有关部分在工厂制作，减少现场工作量，缩短了施工工期，符合产业化的要求。四是钢结构构件在工厂制作质量可靠，尺寸精确，按章方便，已与相关部分配合。五是钢材可以回收，建造和拆除时对环境污染较少，符合推进产业化、发展节能省地型住宅的国家政策。近年来，随着钢框架结构的发展，其设计方法日趋成熟，国内外对钢框架结构的研究主要集中在以下几个方面：（1）钢框架结构的抗震性能研究（2）风对高层钢框架结构的影响分析（3）钢框架结构多目标优化设计（4）火场对钢框架结构的影响反洗（5）爆炸对钢框架结构的影响分析（6）基于工程实践的对钢框架结构施工方法、施工工艺和工程造价等的研究（7）对钢框架结构的加固改善方法的研究对于即将毕业的我们，这个钢结构的毕设的意义在于让我们能够更快更好的适应以后的工作，通过做这个设计能让我们初步了解一个完整的设计是怎么做出来的，这为我们以后的工作和学习做了良好的铺垫。 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。节点设计钢结构体系当中，节点的设计和构件的设计具有同等的重要性，因此必须给予充分的重视。钢结构的节点设计包括梁-柱节点、梁-梁节点、柱-柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。设计时应确保节点的安全可靠，并尽量采用简洁、稳定、可靠的施工工艺，减少或避免现场的焊缝连接。刚节点的形式按传力特性大体可以分为三类：铰节点、半刚性节点、刚性节点。由结构布置分析，考虑工程实际情况，在设计时，多层房屋钢结构柱多采用焊接工字型或箱型截面，由于焊接工字型截面腹板比较薄，故在此弱轴方向与梁的连接多采用铰接，而强轴方向则采用刚性连接的形式。梁-柱节点采用刚性节点，梁-梁节点采用铰接。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、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，此处选钢结构。进行钢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，确定空间钢框架能否简化成平面钢框架。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。 主要参考文献： [1] 董军、张伟郁、顾建平编著.土木工程专业毕业设计指南－房屋建筑分册[M].北京：中国水利水电出版社，2002年3月. [2] 中国建筑西北设计研究院、建设部建筑设计院、中国泛华工程有限公司设计部编著.建筑施工图示例图集[M].北京：中国建筑工业出版社，2000. [3] 建筑结构构造资料集(上、下)[M]．北京：中国建筑工业出版社．2004. [4] 王安麟.钢结构详图设计实例图集[M].北京：中国建筑工业出版社，1996. [5] 03G102.钢结构设计制图深度和表示方法[S]. [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. [8] 刘声扬.钢结构疑难释疑[M]. 第三版.北京：中国建筑工业出版社，2004. [9] 汪一骏.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，2000. [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. [13] 唐锦春，郭鼎康.简明建筑结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2003. [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] 侯兆欣，蔡昭昀，李秀川.轻型钢结构建筑节点构造[M].北京：机械工业出版社，2004. [16] 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. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

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。