钢结构厂房开题报告doc.docx
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钢结构厂房开题报告doc
钢结构厂房开题报告
篇一:
钢结构厂房开题报告
附件B:
毕业设计(论文)开题报告
1、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等)
1.1国内外钢结构的应用和研究现状
钢结构是土木工程的主要结构种类之一,它在房屋建筑、地下建筑、桥梁、水工建筑、气柜油罐和容器管道中都得到广泛采用。
与其他结构如钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构等相比,钢结构具有材料强度高、塑性韧性好、重量轻、材质均匀、工业化程度高、施工周期短、密闭性好等综合优势。
钢结构在国外的发展:
钢结构建筑在欧美等国家和地区发展较早。
18世纪欧洲革命兴起后,由于工业上钢铁冶炼技术的发展,钢产量和质量不断提高和改善,钢结构在欧美的应用增长很快,陆续出现了采用钢结构的工业和民用建筑物,不但在数量上日渐增多,而且应用范围也不断地扩大,美国、瑞典、日本等国家钢结构建筑用钢量已占钢材产量的30%以上,钢结构建筑面积已占到总建筑面积的40%以上。
世界上许多发达国家都非常重视发展钢结构技术,以建造超高层的钢结构摩天大厦及造型优美、功能完善的大跨度公用建筑和高度高、跨度大的钢结构工业厂房,来显示其经济实力和现代化的建筑技术水平。
钢结构在国内的发展:
我国钢结构的发展历史比较悠久,早在公元一世纪五六十年代,就成功的建造了一些铁链桥。
近代又建造了一些拱桥、跨度较大的铁链桥和一些铁塔。
近百年来。
在我国各地也出现了少量的工业建筑钢结构和铁路、公路桥梁结构,但这些同欧美等国家和地区相比,差距还是比较大的。
新中国成立伊始(本文来自:
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钢结构厂房开题报告),百废待兴,当时钢产量很低,每年仅135万吨(XX年已达9.5亿吨以上)。
钢结构建设只能依靠苏联经济及技术援助,当时苏联援建156项重型工业工厂,包括冶金、重型机械、飞机汽车等工业。
上世纪60年代中后期至70年代是钢结构发展的低潮阶段。
这个时候国家各部门刚才需求量增多,但钢产量仍然不多,国家提出节约钢材的政策,当时有人片面理解为不用钢结构,于是钢结构工程数量少了。
在文化大革命时期更是一切都停下来了。
接下来的20年应当是钢结构发展的兴盛时间,由于钢结构具备一些独特优点,已成为建设工程中的主要结构,特别是钢产量持续上升,在1997年达到了1亿吨,给我们发展钢结构创造了有利条件。
1998年我国已能生产轧制H型钢,为钢结构提供了新的钢型系列。
近10年是钢结构发展的强盛时期,在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等,我国的人民大会堂钢屋架,北京和上海等地的体育馆的钢网架,陕西秦始皇兵马佣陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等。
其发展之快、范围之广,是空前的,中国也堪称是世界钢结构
大国。
钢结构建筑的多少,标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度。
进入XX年以后,我国国民经济显著增长,国力明显增强,钢产量成为世界大国,在建筑中提出了要“积极、合理地用钢”,从此甩掉了“限制用钢”的束缚,钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。
特别是XX年前后,在奥运会的推动下,出现了钢结构建筑热潮,强劲的市场需求,推动钢结构建筑迅猛发展,建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑,其中,有的钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界一流水平,如奥运会国家体育场等建筑。
奥运会后,钢结构建筑得到普及和持续发展,钢结构广泛应用到建筑、铁路、桥梁和住宅等方面,各种规模的钢结构企业数以万计,世界先进的钢结构加工设备基本齐全。
中国发展钢结构有其优势,也有其不足。
我们应充分认识其中的有利条件和应该注意的问题:
现在的钢结构技术已经比较成熟,在接下来的发展中,对于钢结构建筑,其发展方向主要定位在以下几个方面:
高效性能钢材的研发和应用;钢结构建筑设计方法的改进和完善;结构形式的革新;设计计算方法的改进和计算手段的提高;发展轻型钢结构建筑;发展多层和高层钢结构住宅建筑。
钢结构的应用:
由于钢结构与用其他材料建造的结构相比,具有许多优点,所以被广泛应用在各个领域。
比如:
对于多层和高层建筑,因为钢材的抗拉、抗压、抗剪强度高,因而钢结构构件结构断面小、自重轻,采用钢结构承重骨架,可比钢筋混凝土结构减轻自重约1/3以上;对于大跨度及大悬挑结构,结构跨度越大,结构自重在全部荷载中所占的比例就越大,减轻结构自重可以获得明显的经济效果,钢结构材料强度高而结构质量轻,对于大跨度桥梁和大跨度建筑结构特别适合,“鸟巢”和“水立方”就是大跨度钢结构的代表;高耸结构要求具备较强的抗风及抗地震能力,同时也希望有较轻的结构自重,所以也适用于高耸结构。
另外,钢结构还应用于轻型结构、可拆移获移动的结构及一些特殊结构。
在工业厂房建筑中,常设有起重吨位很大或作业时间十分繁忙的吊车,有些车间的高度也特别大或温度特别高。
由于钢结构的材料具有较高的强度,良好的塑性和韧性,这对工业厂房也是特别适合的,可采用钢吊车梁、钢屋架及钢柱等钢构件以至采
用全钢结构。
近年来,随着钢网架结构的广泛应用,一般的工业厂房也采用了钢网架结构。
我国已建成了诸如武汉钢铁公司厂房、宝山钢铁公司一期工程厂房、一汽大众汽车公司厂房等一大批工业厂房建筑。
钢结构厂房:
钢结构的厂房主要是指主要的承重构件是由钢材组成的。
包括钢柱子,钢梁,钢结构基础,钢屋架,钢屋盖等。
近年来,随着我国钢铁产量的大幅度增加,用于建筑市场的各种型钢无论从产量、品种性能上都得到很大的发展,钢结构厂房因其施工速度快、承载力高、整体刚度和抗震性能好,在工业厂房设计中逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而得到了普遍应用,具体还可以分轻型和重型钢结构厂房。
重型钢结构厂房:
例如炼钢车间、轧钢车间、大型冶炼车间等,这类厂房因其车间内设有大吨位吊车,厂房受较大的动力作用,所以耗钢量大;另一类厂房为轻型钢结构厂房:
这类厂房多采用门式刚架结构,屋面及墙面多采用压型钢板复合板材,由于其自重轻,用钢量低,施工速度快,在工业及民用建筑中得到了广泛的应。
尽管钢结构厂房有很多优点,但作为一种材料,它也有很多缺点,例如防火性能差、易锈蚀等,所以在做钢结构厂房设计时应根据其特点注意以下几个方面的问题:
(1)温度伸缩缝。
温度变化将引起钢结构厂房变形,使结构产生温度应力,其大小与柱子刚度、吊车轨顶标高和温差有关。
当厂房平面尺度很大时,为避免产生过大的温度力,应在厂房横向或纵向设置温度缝,将平面尺寸很大的厂房分成若干温度区段。
(2)支撑系统设置。
为了保证钢结构厂房的空间工作,提高其整体刚度,承受和传递纵向水平力,防止杆件产生过大的变形,避免压杆失稳,以及保证结构的整体稳定性,应根据厂房结构的形式,车间吊车的设置,振动设备以及厂房的跨度、高度,温度区段的长度等情况布置可靠的支撑系统。
(3)钢结构厂房的防锈蚀。
钢结构表面未加保护而暴露在大气中就会锈蚀,当钢结构厂房空气中有侵蚀性介质或钢构件处在潮湿环境中,钢结构厂房锈蚀就会更加明显和严重。
钢结构的锈蚀不仅使构件截面厚度减薄,而且还会在构件表层产生局部锈坑,当结构构件受力时将引起应力集中现象,使结构过早破坏,因此对钢结构厂房防锈蚀问题应予以足够地重视。
(4)隔热和防火设计。
钢材受热在100℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度降低,塑性增大;温度在250℃左右时,钢材抗拉强度略有提高,而塑性却降低,出现蓝脆现象;当温度超过250℃时钢材出现徐变现象;当温度达500℃时,钢材强度降至很低,以致钢结构塌落。
(5)抗震设计。
虽然钢结构具有良好的抗震性能,但是如果设计不合理,当厂房遭受较大地震作用时,也会造成严重破坏,所以必须按抗震设计规范规定采
用必要抗震构造措施,确保钢结构厂房在地震发生时安全可靠。
通过上述分析可以发现,同混凝土结构和砌体结构相比,钢结构具有无可比拟的优势,发展钢结构建筑符合国际发展潮流的要求,也符合我国的国策和可持续发展的要求。
而且,发展钢结构建筑的各种条件基本都已具备,只要我们继续努力,克服前进道路上的各种困难,努力开拓和进取,我国钢结构建筑一定会有突飞猛进的发展。
1.2课题的目的
毕业设计是大学本科教学的一个重要环节,是在完成学校所有规定的基础课、专业基础课和专业课后进行的,培养学生综合运用所学的基础知识和专业知识能力的重要环节,是培养学生独立分析问题和解决问题的能力的重要过程。
本次设计选题是德阳二重钢结构厂房设计,为单跨重型全钢结构厂房,采用全钢结构排架体系。
进行此次毕业设计,可以锻炼我们以下几个方面:
(1)培养综合运用所学理论知识和专业技能,分析解决一般土建工程设计等实际问题的能力。
熟悉工程设计工作的一般步骤、方法。
(2)培养深入细致调查研究,理论联系实际,从经济、技术的观点全面分析和解决问题的方法及阐述自己的观点能力。
(3)掌握土木工程专业设计的基本程序和方法,了解我国有关的建设方针和政策,正确使用专业的有关技术规范和规定。
(4)培养调查研究、综合分析思考、综合分析思考的能力,以及查阅技术文献、资料、和手册、拟定设计方案、计算、绘图能力,熟练掌握计算机软件如MicrosoftOffice中的Word、Excel,绘图软件中的AutoCAD和天正,结构计算的PKPM等软件,编写设计说明书并顺利完成毕业答辩。
1.3课题的意义
钢结构因其轻质高强、抗震性能好、工业化程度高、绿色环保等特点,广泛应用于建筑领域。
随着我国经济不断发展、钢产量迅速增加、新技术新材料的不断出现,为钢结构的快速发展奠定了物质和技术基础,钢结构的发展空间和潜力巨大。
由于受钢产量及资金所限,我国长期实行的是限制钢结构使用的政策,这造成了钢结构设计人员缺乏、人员素质偏低的状况。
钢结构较早应用于重型钢结构单层厂房,对于拥有大吨位吊车的厂房,钢结构是唯一选择,这是其他结构形式的建筑无法比拟的。
因此,只要条件足够,它理应在一定程度上收到大规模的推广。
通过重型钢结构单层厂房的毕业设计,进一步了解和掌握钢结构设计、制作、安装等方面的知识,对自己日后的发展以及适应建筑市场的需求具有积极的意义。
钢结构建筑作为21世纪的绿色建筑之一必将成为我国建筑业的一个发展趋势。
1.4主要参考文献
[1]GB/T50105—XX,建筑结构制图标准[S].
[2]GB5009-XX,建筑结构荷载规范[S].
[3]GB50017-XX,钢结构设计规范[S].
[4]GB50011—XX,建筑抗震设计规范[S].
[5]GB50010—XX,混凝土结构设计规范[S].
[6]GB50007—XX,建筑地基基础设计规范[S].
[7]钢结构设计手册编辑委员会.钢结构设计手册[M].北京:
中国建筑工业出版社出版,XX.
[8]国振喜.实用建筑结构静力计算手册[M].北京:
机械工业出版社,XX.
[9]建筑结构构造资料集编委会.建筑结构构造资料集(上、下册)[M].北京:
中国建筑工业出版社出版,XX.
[10]崔佳.钢结构基本原理[M].北京:
中国建筑工业出版社,XX.
[11]崔佳.建筑钢结构设计[M].北京:
中国建筑工业出版社,XX.
[12]GB50018-XX,冷弯薄壁型钢结构技术规程[S].
[13]GB50205-XX,钢结构施工质量验收规范[S].
[14]吴德安.混凝土结构计算手册[M].北京:
中国建筑工业出版社出版,XX.
[15]刘伟.我国钢结构建筑的发展概况及趋势[J].吉林建筑工程学院学报,XX,25
(2):
27-32
[16]闫桂森.设计钢结构厂房应注意的问题[J].山西建筑,XX,34(5):
108-109
2、课题任务、重点研究内容、实现途径
2.1课题任务
该设计为德阳二重钢结构厂房。
厂房为单跨重型全钢结构,纵向尺寸为360米,横向尺寸为30米,柱距为24米,要求采用全钢结构排架体系。
工程所在地经勘测为软土地基。
吊车布置为1000/250KN桥式吊车2台,630/250KN桥式吊车2台。
轨顶标高10.0m,沿厂房纵向运行。
设计任务包含建筑、结构两部分:
建筑设计包括建筑总平面图布置、立面布置、剖面图、建筑材料、采光、排水方式设计、节点大样图绘制等内容;结构设计包括结构体系的选择、结构布置、结构计算内容(手算、电算复核)、施工图绘制等。
2.2重点研究内容
建筑部分:
完成厂房平面布置,绘制总平面图,平面图,立面图,剖面图及屋面排水设计。
篇二:
钢结构厂房毕业设计开题报告
开题报告
钢结构单层工业厂房设计
一、选题背景与文献综述
被喻为“绿色工厂”的钢结构厂房体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。
最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整,长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化,钢结构厂房以其自身的优越性引起业内关注,已经在工程中得到合理的、迅速的应用,所以钢结构厂房的发展前景美好。
钢结构厂房是近十年来发展最快的领域,在美国采用轻型钢结构厂房占非住宅建筑投资的50%以上。
这种结构工业化、商品化程度高,施工快,综合效益高,市场需求量很大,已引起结构设计人员认识。
目前已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。
因其可做到大跨度、大空间,分隔使用灵活,而且施工速度快、抗震有利的特点,必将对我国传统的厂房结构模式产生较大冲击。
目前还存在着种种不尽人意或有待提高的方面,但钢结构厂房的发展潜力巨大,前景广阔。
我国20年来的改革开放和经济发展,已经为钢结构厂房体系的应用创造极为有利的发展环境。
首先,从发展钢结构厂房的主要物质基础来看,自1996年开始我国钢的总产值就已超过1亿吨,居世界首位。
而且随着钢材产量和质量持续提高,其价格正逐步下降,钢结构厂房的造价也相应有较大幅度的降低。
与之相应的是,钢结构厂房配套的新型建材也得到了迅速发展。
其次,从发展钢结构厂房的技术基础来看,在普通钢结构厂房、薄壁轻钢结构厂房、高层建筑钢结构厂房、门式刚架轻型房屋钢结构厂房、网架结构、压型钢板结构、钢结构厂房焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土组合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨(型钢)混凝土结构等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准
已发行。
有关钢结构厂房的规范规程的不断完善为钢结构厂房体系的应用奠定了必要的技术基础,为设计提供了依据。
第三,从发展钢结构厂房的人才素质来看,经过几年来的发展,专业钢结构厂房设计人员已经形成一定的规模,而且他们的专业素质在实践中得到不断提高。
而随着计算机在工程设计中的普遍应用,国内外钢结构厂房设计软件发展迅猛,软件功能日臻完善,为协助设计人员完成结构分析设计,施工图绘制提供了极大的便利条件。
二、设计任务
该设计任务为设有双层重级工作制吊车的单跨厂房设计计算。
其内容包括刚接排架、柱、屋架、托架、吊车梁、制动桁架、辅助桁架、抗风柱、抗风桁架、柱间支撑及节点连接等计算。
图纸包括:
平、立、剖三视图,柱、吊车梁及屋盖平面布置图,以及柱子安装节点图、吊车梁施工图和屋架图。
厂房的设计参数如下:
厂房跨度34m
柱子间距排架柱的间距为12m(每6m设有墙架柱),山墙抗风柱间距为6m屋架间距6m(设有跨度为12m的托架)
屋面结构采用1.5m×6m的预应力混凝土大型屋面板(无檩体系)
屋架坡度1:
10
上层吊车设有两台Q=75t/30t重级工作制吊车
上层吊车轨高26m
下层吊车设有两台Q=75t/30t重级工作制吊车
下层吊车轨高17m
基本风压50kg/m2
基本雪压50kg/m2
使用钢材除吊车梁采用16Mn钢外,其他构件均为3号钢
墙面材料采用1.2m×6m×0.16m厚的钢筋混凝土空心墙板
三、拟采用的研究方法
1、总体设计思想
我国现行《钢结构设计规范》(GB50017-XX)采用以概率理论为基础、用分项系数表达的极限状态设计法。
设计中考虑结构的承载能力的极限状态和正常使用的极限状态。
由于设有吊车,对于直接承受动力荷载的结构,需要相应规范考虑动力系数,计算疲劳和变形。
2、关键理论
该钢结构单层工业厂房跨度大,且设有双层共4台重级工作制的吊车,所以构件的设计计算较为繁琐、复杂。
但设计步骤亦为结构设计的一般步骤,即结构布置选型、单位荷载下的内力计算、实际荷载作用下的内力计算、内力组合、截面选择或校验、绘制施工图。
在设计过程中需要计算大量构件,以下简要叙述几个关键理论。
排架计算:
厂房排架由柱和它支撑的屋架(横梁)组成,是厂房的主要承重体系,是厂房设计的最重要内容。
在进行刚性排架的内力分析时,一般需首先求解两端为刚性固定的变截面柱在单位线位移、单位角位移及各种荷载作用下两端的固端弯矩和剪力(相当于支座反力)。
求解的方法可以采用变位移法、似柱法、虚功原理等方法。
为便于计算也可按相关计算手册的双阶柱的有关公式计算。
屋架内力分析:
通常假定屋架的节点为理想的铰接点,屋架所有的杆件的轴线都在同一个平面内且相交于节点的中心,以及荷载全部作用在节点上(如荷载作用在弦杆的节间,则应将节间弯矩按比例分配在该节间相邻的节点上)。
这样,就可利用图解法或数解法来计算屋架杆件的轴心力,但对有节间荷载作用的杆件,尚须考虑节间局部弯矩的影响。
吊车梁设计:
各类吊车梁军应设计强度、稳定性和变形;对于重级工作制吊
车梁尚应计算疲劳强度。
计算吊车梁的强度、稳定性和变形时,吊车梁一般应按同一跨间内起重量最大的两台吊车来确定(当工艺有特殊要求时,则应按实际情况考虑)。
在计算吊车梁及其连接的强度和吊车梁的稳定性时,吊车的竖向荷载应乘以动力系数α(α=1.1)。
墙架构件计算:
包括墙架柱的计算和上层抗风桁架的计算。
墙架柱承受风荷载及作用在墙架柱上的墙体自重或平台传来的荷载(当平台梁支承在墙架柱上时),应按偏心受压构件计算强度和稳定性。
抗风桁架承受墙架柱传来的水平风荷载和走道的竖向荷载,计算抗风桁架在水平风荷载作用下时的内力按静定桁架分析。
3、完成课题的主要方案
根据设计任务书内容,首先明确相应的设计内容,复习钢结构设计的知识。
查找资料,认真学习相关参考文献,如《钢结构设计手册》、《钢结构结构设计规范》。
然后制定详细的进度计划,在老师的指导和监督下按质按量完成毕业设计的内容。
加强与同组设计同学的交流,及时发现问题,互相促进。
同时在设计过程中,重视校核避免不必要的返工,除了内力计算的校验外,利用结构力学求解器等电算工具校核手算的结果。
四、进度安排
四、参考文献
[1]GB50017-XX钢结构设计规范,北京:
中国计划出版社,XX
[2]GB50009-XX建筑结构荷载规范,北京:
中国计划出版社,XX
[3]GB/T50001—XX房屋建筑制图统一标注,北京:
中国计划出版社,XX
[4]赵风华主编.钢结构设计原理,北京:
高等教育出版社,XX
[5]马人乐等编著.建筑钢结构设计(第二版),上海:
同济大学出版社,XX
[6]本书编委会.钢结构设计数据资料一本全,北京:
中国建筑工业出版社,1982
[7]龙驭球、包世华主编编著.结构力学教程(Ⅰ),北京:
高等教育出版社,XX
篇三:
钢结构毕业设计开题报告
毕业设计(论文)
开题报告
题目名称:
驻马店市鸿庆有限公司办公楼设计院系名称:
建筑工程学院
班级:
土木102
学号:
XX01614228
学生姓名:
张林
指导教师:
张春丽
XX年3月
中原工学院毕业设计(论文)开题报告
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