1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

一、 钢结构的发展过程和前景

1949年新中国刚成立，百废待兴，当时钢产量很低，每年仅135万吨(现已达5亿吨以上)。钢结构建设只有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，如鞍山钢铁厂，武汉钢铁厂、大连造船厂、哈尔滨飞机制造厂等。在短短几年里，建设了不少钢结构工业厂房(钢柱、钢屋架、吊车梁)，培养了一大批设计、制造、安装方面的人才，为今后发展打下坚实的基础。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一．研究对象

积极推广应用钢结构是我国土木工程的重要发展方向之一，现在拟新建战备仓库厂房建设项目，本毕业设计是其所需的钢结构厂房设计。

1、工程概况和设计基本资料

设计基本条件为：建筑面积2482.6m²，建筑高度10m，建筑层数1层。7度抗震设防，场地类别Ⅲ类。结构为双跨等高单层刚架，每跨均为20m，设1台10T吊车，吊车轨顶标高为7.1 m；柱距7.5 m，总长60.9 m；檐口高度为8.7m，建筑坡度10%。

抗震设防烈度 7度,设计基本地震加速度值为0.10g，属抗震设计地震分组第一组；场地土类别为Ⅲ类，设计特征周期为0.45s。本工程建筑设计标高相当于绝对标高17.5m。基础形式采用独立基础。

（一）岩土特性

场地平整前，场地初始标高为17.800m。 天然地面以下土层分布如下：

（二）岩土工程分析及地基适宜性评价

粉质粘土层，分布较广，中等密实状态，性质稳定，适宜作为地基持力层。

（三）水文地质条件

场地地下水位低于地表1.1m。

（四）腐蚀性评价

1、场地土腐蚀性评价

拟建场地土易溶盐含量为363~369mg/Llt;20000。SO42-含量为33.62~38.42mg/kg；cl-含量为35.45~31.90mg/kg；PH=7.4~7.95，根据《岩土工程勘察规范》附录G，拟建建（构）筑物基础（桩基）直接与地下水接触，常年处于湿润区，场地环境类型为Ⅱ 类。据《岩土工程勘察规范》判定场地土对混凝土具有微腐蚀性；对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性；对钢结构具有微腐蚀性。拟建场地及其附近无明显污染源影响场地地下水土环境，场地雨量较多，场地地下土对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，不考虑其腐蚀性影响。

2、场地地下水腐蚀性评价

场地内潜水对混凝土及长期浸水环境中的钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，对处于干湿交替环境下的钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀，不考虑其腐蚀性。

（五）场地稳定性评价

根据区域地质构造，本区无活动性断层通过，历史上无大的破坏性地震发生，从地质构造和地震活动历史等因素分析，本场地为相对稳定区，地基分布有暗塘、冲沟等不良地质条件，采用适当的处理措施及基础形式后可满足建筑物地基稳定，场地适宜本工程建设。

二． 研究和解决的问题

厂房设计属于比较复杂的结构设计,应考虑的问题很多。

1、建筑方案

（1）柱网布置

柱网布置的目的是通过纵、横两个方向的定位轴线确定所有厂房柱的准确位置，并可用柱网布置图描述。按建筑和结构要求，柱距应符合一定的基本模数。通常纵向柱距的模数采用6m，横向跨度模数可采用6m或3m。近年来，随着轻型屋面板的采用，屋盖结构重量大大减轻，一些大型厂房已采用9～24m的柱距。本课题设计的结构为双跨等高单层刚架，每跨均为20m，吊车轨顶标高为7.1 m；柱距7.5 m，总长60.9 m。为使厂房具有必要的横向刚度，应尽可能将柱布置在同一横向轴线上，以便与屋架组成刚强的横向框架。

（2）变形缝的布置

变形缝是温度伸缩缝、基础沉降缝和抗震缝的总称。变形缝的设置主要体现在变形缝所在位置柱的布置与基础的处理。

2、 结构选型

单层厂房钢结构的主要承重结构通常采用框架体系，厂房横向框架的柱脚一般与基础刚接。主框架以梯形屋架和三角形屋架为主要选用形式，其中梯形屋架常与框架柱刚接，三角形屋架两端则采用铰接形式。

（1）屋盖结构

屋盖结构通常根据所采用的屋面板的形式分为有檩体系和无檩体系。有檩体系适用于轻型屋面板，而无檩体系适合采用大型钢筋混凝土屋面板。

（2）吊车梁系统

本设计要求每跨设1台10T吊车，吊车轨顶标高为7.1m。吊车梁系统是直接支撑吊车的结构模块，一般由吊车梁、制动系统及辅助系统组成。吊车梁承受有吊车产生的竖向荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载。竖向荷载有吊车、起吊重物及吊车梁的自重。

（3）支撑体系

钢结构厂房的支撑系统由两大部分组成，即柱间支撑和屋盖支撑。

（4）墙架系统

墙架系统分为纵墙墙架和端墙墙架，其作用是支承墙面维护材料，并抵抗风荷载作用。

三． 拟采用的方法和途径

1、解决问题的关键和思路

（1）在建筑方案的基础上处理好结构方案；

（2）确定荷载及荷载传递路径；

（3）正确建立计算模型；

（4）利用手算检验电算的计算结果是否正确；

2、总体设计思想

我国现行《钢结构设计规范》（GB 50007-2011）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。

3、完成课题的主要步骤

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。

（1）设计准备。熟悉设计任务书和相关资料，明确任务书中的设计内容和设计要求，熟悉设计软件。了解钢结构厂房的特点及结构布局。

（2）方案比选。根据工艺和使用要求及将来可能发生的生产流程变化，确定车间平面和高度方向的主要尺寸布置柱网，确定变形缝的位置和做法；对各个方案进行比较选出较好的。

（3）建筑设计。

（4）结构选型与布置。选择主要承重框架的形式，并确定框架的主要尺寸；布置屋盖结构、吊车梁结构、支撑体系及墙架体系。

（5）确定计算方案，计算简图，明确永久荷载、活荷载的种类。

（6）选择屋面板，进行手算。

（7）内力计算。上机计算活荷载的最不利布置方式，最后对各种荷载作用下的内力值和变形进行组合，得到整个结构的内力和变形分布。

（8）构件及节点设计。

（9）基础设计。完成基础选型、平面布置，以及基础相应设计计算。

（10）绘制施工图。尽量采用构件及连接构造的标准图集。

（11）整体校核，整理计算书。

4、计算软件选择

结构采用PKPM软件进行计算，计算时应尽量用其他软件互相校核。绘图采用AUTOCAD软件。

设计过程中应该参考现行国家建筑及结构相关规范，标准中未明确的内容可参照行业标准、设计手册、图集。

多利用学校公共资源、网络资源等，遇到问题可以请教老师，也可以通过同组同学相互交流和讨论解决疑难问题。