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1 课题设计的意义
相对于其他结构形式的厂房，钢结构建筑有很多优点：布置便利、抗震性能好、工期短、综合造价低、工厂化加工减少了工地的湿作业、符合产业化和可持续发展的要求，并且具有噪音小、粉尘污染少等等的优点，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受到大规模的推广。然而由于建国初期到80年代初，我国钢产量少,钢材紧缺,建筑钢结构应用范围很小。国家对建筑钢材的应用加以限制,所以建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的比重极低，钢结构厂房在生活中的应用也比较少。
然而，随着国民经济的发展和科学技术的进步，我国综合国力增强，钢材的产量和质量大幅度提高，钢结构的应用在生活中变得广泛起来。发展钢结构建筑不仅可加快国家和城市的发展速度,还可提高人们的生活水平,钢结构作为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。
本次毕业设计题目为：上海东华汽车修理厂钢结构厂房设计。在这次毕业设计中，主要是锻炼我们分析和解决实际问题的能力、创新能力、调查研究能力和查阅资料的能力。并运用各种设计规范和通用图集以及国家、地方标准，完成建筑设计和结构计算，绘制施工图，并通过计算机绘图、计算等环节，提高对专业绘图软件的应用能力。
2 课题设计的研究现状和发展趋势
2.1国内研究现状
随着科技发展及钢材品质的进步，钢结构的厂房被许多国家所肯定。钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。国内也有越来越多的建筑采用钢结构的形式，如：福建可门电厂钢结构圆形厂房、我国人民大会堂钢屋架、兵马俑陈列馆的三角钢拱架等都采用了钢结构。现今我国内门式刚架结构优化设计研究领域取得了较好的成绩，这也将有效地促进我国钢结构建筑产业的发展。目前我国钢产量的日益剧增，钢材材质均匀，质量稳定，越来越多的工业厂房、桥梁、大型公共建筑采用钢结构，会更好的促进我国钢结构建筑产业发展。
2.2发展趋势
从发达国家钢结构建筑的发展轨迹，结合我国的工程实际，不难看出我国钢结构发展前景光明。目前我国已建成的门式刚架轻钢结构房屋已达800多万m2，并以每年约100万m2的速度增加。这是个前所未有的大好机遇，必将带动建筑业产品结构的调整，促进建筑结构向轻型化、系列化发展。
近年来，我国每年完成的建筑工程中，钢结构建筑占了一半以上，并且发现在工业厂房的建筑中多以钢结构为主。该建筑体系发展迅猛，并正朝着技术密集型发展，其设计体现出节能省地趋势，生态化趋势，高科技化趋势，工业与民用建筑设计的一体化趋势，人性化趋势，多元化趋势，可持续性趋势，文化性趋势。而且政府同样对钢结构的发展给予高度重视，在1998年把钢结构技术列为重点推广的新技术之后，并于1999年成立了国家建筑用钢领导小组。建设部专家认为钢结构是一种较为符合产业化生产方式的结构形式。它容易实现设计和标准化、构配件生产的工厂化、施工的机械化和装配化，能够进行标准化的设计和系列化的开发、集约化的生产和社会化的供应。专家预言，50年后，钢结构可能成为我国新建筑的主体结构，由今日之发展状况看，这一预期有望大幅度提前。
3 课题设计的方法手段步骤
3.1建筑设计的主要方法步骤
(1) 熟悉建筑设计任务书：明确建筑的目的，建筑的使用功能以及建筑物的具体使用要求、建筑面积以及其他一些具体要求和特殊要求。
(2) 建筑设计规划：结合所需条件规划好设计期限和项目的建设进程。
(3) 收集必要的设计原始数据，气象资料：所在地区的地震烈度、温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等。地形、地质、水文资料：地形及标高，土壤种类及承载力，地下水位以及冻土深度等。
(4) 设计前的调查研究，设计前调查研究的主要内容有：建筑物的使用要求，建筑材料供应和结构施工等技术条件，现场踏勘。
(5) 查阅相关的国家法规及规范：防火、抗震方面的具体要求，以及采光、通风的设置方法等。
(6) 确定好建筑的平面图、立面图、剖面图以及节点详图的具体尺寸和比例，利用所学专业绘图工具绘制出大样图。
(7) 检查、修改、整理计算书并完成建筑设计说明。
3.2结构设计的主要方法步骤
(1) 根据建筑设计，查阅相关资料来确定结构体系、以及所需的主要材料；进行结构选型和柱网布设，初步确定构件截面尺寸及材料的选用，使其基本能达到规范要求的各项指标。
(2) 结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析；荷载效应组合；构件的截面设计，此外还包括某些必要构造措施，需要依据结构专业相关规范、图集等，进行荷载计算，内力计算，确定最不利内力组合和在此内力组合下各个构件的控制截面，并验算。
(3) 利用所学专业绘图知识绘制结构布置图，结构设计图、结构施工图。
(4) 检查、修改、整理计算说明书。
3.3基础设计的主要方法步骤
(1) 调查、搜集原始资料。
(2) 熟悉、审查勘察单位提供的原始资料。
(3) 翻看有关设计工作中需要使用的原始图纸，认知学习贯彻《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)设计施工中所需要的图纸。
(4) 计算地基承载力，确定基础尺寸。
(5) 检查、修改、整理计算说明书。
4 课题设计的主要内容
4.1工程概况
(1) 工程名称：上海东华汽车修理厂钢结构厂房设计。
(2) 建设单位：XX建筑有限公司。
(3) 建设场地：拟建建筑物位于上海市高新技术产业开发区西南角，室外地坪设计标为3.70m。建筑面积3000m2左右。主体结构1层，内设梁式吊车一部，起重量为5t。建筑物安全等级：二级。(附加条件：单跨30m，长度90m，柱距6m)。
4.2设计原始资料
（一）气象条件
(1) 冬季采暖室外计算温度－2°C，夏季42°C。最冷月份1月，最热月份8月。冰冻期为1周。
(2) 主导风向：东北，基本风压0.55kN/m2。
(3) 基本雪压：0.20kN/m2。
(4) 年降雨量：1267mm。
（二）工程地质条件
(1) 建筑场地地基土承载力特征值，fak=300kPa，场地为密实粘性土场地。地下水最低-3.0m，最高-2.0m。在多雨季无显著变化，水无侵蚀性。
(2) 地下水对混凝土结构不具腐蚀性，但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。
(3) 抗震设防烈度为7度，场地类别为三类。
(4) 地基承载力为300MPa（砌置深度2m）。
(5) 室内外高差0.30m。
(6) 屋面要求有组织排水。
(7) 采光等级：三级。
（三）施工条件
(1) 建设场地平坦，道路通畅，水、电就近可以接通，基本具备开工建设条件。
(2) 拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。
4.3建筑设计任务及要求
（一）设计任务
根据建设单位提供的设计委托书，完成建筑平面、剖面及立面设计。
（二）设计要求
(1) 平面设计：合理确定平面柱网尺寸；满足室内采光、通风要求。
(2) 剖面设计：确定合理层高；给出楼（地）面、屋面、墙身工程做法。
(3) 立面设计：建筑风格、造型应富有创意，有时代感。
（三）设计成果
说明书1份，1#图纸2张。
(1) 平面图（包括一层平面图、屋顶平面图）：比例1:100。
(2) 立面图：正立面，侧立面各一个，比例1:100。
(3) 剖面图：比例1:100。
(4) 节点详图：不少于5个，其中要求檐口和屋脊构造详图必做，比例自定。
(5) 建筑设计说明书。
建筑设计方案应达到初步设计深度，构造详图达到施工图深度。围护结构采用双层彩色压型钢板内填保温材料，可以是工厂复合板，也可以是现场复合板，自选。
4.4结构设计任务及要求
（一）设计任务
根据建筑设计方案及设计原始资料，选择结构体系，布置结构构件，进行结构内力分析，确定构件截面，设计连接节点，绘制结构施工图。
（二）设计要求
(1) 结构选型：根据建筑设计方案及设计原始资料，选择适当的结构体系。
(2) 结构布置：合理布置结构构件，初步确定材料强度等级及构件截面尺寸。
(3) 结构内力分析及构件设计：根据现行国家设计规范，计算结构荷载及地震作用；手算完成结构的内力分析，进行刚架梁、柱的内力组合，完成构件截面及连接节点设计；同时，采用工程设计软件计算结构内力及设计结构构件，并与手算结果进行对比分析。
（三）设计成果
计算书1份，1#图纸3张。
计算书内容：
(1) 结构设计方案论证（包括柱网布置，支撑设置，刚架主尺度以及材料选择等）。
(2) 主要承重结构的内力计算及设计。
(3) 吊车梁设计。
(4) 墙梁、屋架、柱、檩条、压型钢板、抗风柱、牛腿设计。
图纸内容：
(1) 屋盖结构布置图；
(2) 墙面结构布置图；
(3) 刚架（或框架）结构施工图；
(4) 节点详图；
(5) 吊车梁施工图。
4.5地基基础设计任务及要求
（一）设计任务
根据建筑、结构设计文件和工程地质条件，论证地基、基础方案，并提交地基基础施工图纸。
（二）设计要求
(1) 垫层材料选择及要求；垫层施工方法；垫层厚度；压实系数；处理后的地基承载力特征值。
(2) 基础选型：根据工程勘察资料以及所设计的上部结构，进行基础方案比较，选择合适的基础类型。确定材料强度等级；初步确定基础构件的截面尺寸。地基基础方案应符合上部结构特点及工程地质条件，并具有较好的经济性。
(3) 根据所选基础类型，确定基础底面积、基础高度；选择合适的计算方法，进行基础的内力计算及截面设计。
（三）设计成果及要求
设计成果
(1) 计算书一份。
(2) 基础结构平面布置图。
(3) 地基处理及基础配筋图。
(4) 地基基础设计说明书。
成果要求：
(1) 设计计算方法正确，计算分析无误，步骤清晰完整；地基基础方案设计计算内容详尽，方案安全可靠合理。
(2) 绘图要严格按照制图标准要求，做到图幅规范，图面整洁，布图紧凑匀称，线条流畅，粗细分明，尺寸齐全，注字规范。
(3) 说明书的撰写应字迹工整，结构严谨，条理清晰，文字通顺。
5 论文阶段进度计划
为了充分利用这次毕业设计的机会，这就要求我们首先应安排好进度计划，只有有了合理的进度安排才能在毕业设计的几个月中做到有条不紊。为此我做了如下安排：
(1) 2014年12月15日—12月28日，领取毕业设计任务书,与指导老师见面并在老师的指导下完成开题报告。
(2) 2014年12月29日—2015年1月11日，查阅有关资料，根据设计要求、收集的资料完成建筑设计任务，写出建筑设计说明书，绘制出建筑设计图纸。
(3) 2015年3月9日—4月19日，六周时间完成工作：结合所学知识和资料中的知识，完成主要承重结构的内力计算及设计，吊车梁设计，屋架、柱、墙梁、檩条、压型钢板、抗风柱、牛腿设计。写出计算书，绘制出屋盖结构布置图，墙面结构布置图，刚架（或框架）结构施工图，节点详图，吊车梁施工图。
(4) 2015年4月20日—5月3日，近两周时间完成工作：完成基础设计的设计任务绘制基础平面图、地基处理及基础配筋图，写出有关计算书，完成毕业设计。
(5) 2015年5月4日—5月15日，提交毕业设计并检查、审阅、修改毕业设计。
6 国家标准及设计参考资料
［1］房屋建筑制图统一标准（GB／T 50001-2010）． 北京：中国计划出版社，2002．
［2］建筑制图标准（GB／T 50104-2010）．北京：中国计划出版社，2002．
［3］《建筑设计防火规范》（GB500016-2010）． 北京：中国计划出版社，2005．
［4］房屋建筑学．同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编．北京：中国建筑工业出版社，2005．
［5］建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）．北京：中国建筑工业出版社，2002．
［6］建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）．北京：中国建筑工业出版社，2001．
［7］建筑抗震设防分类标准（GB 50223-2008）．北京：中国建筑工业出版社，2004．
［8］钢结构设计规范（GB 50017-2003）．北京：中国计划出版社，2003．
［9］门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102-2002）．北京：中国计划出版社，2003．
［10］冷弯薄壁型钢结构技术规范（GB50018-2002）．北京：中国计划出版社，2002．
［11］建筑结构制图标准（GB/T 50105-2001）．北京：中国计划出版社，2002．
［12］《钢结构设计手册》.编辑委员会.钢结构设计手册（第三版）．北京：中国建筑工业出版社，2004．
［13］《轻型钢结构设计手册》第二版编辑委员会编．北京：中国建筑工业出版社，2006．
［14］陈绍蕃．钢结构（上）．北京：中国建筑工业出版社，2003．
［15］陈绍蕃、顾强编著． 钢结构（下）． 北京：中国建筑工业出版社，2003．
［16］建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）． 北京：中国建筑工业出版社，2002．
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题 目：上海东华汽车修理厂钢结构厂房设计
