本科畢業設計（**）開題報告
題目：藍天玩具廠雙層鋼結構廠房設計
一、選題的背景及意義
1、選題背景
2023年，我國鋼產量超過6億噸大關，佔全球鋼產量的一半左右。這就說明鋼結構在最近幾年的跨越式飛速發展，而建築用鋼量佔到了總量的25%的幅度，鋼結構有著無與倫比的優越性，其特點如下：採用輕型圍護結構;彩色塗層的壓型鋼板和夾芯金屬板，以其自重輕，保溫隔熱效果好，安裝速度快，外表美觀的優點，已經取代傳統多層廠房的砌體圍護牆體，成為多層輕鋼結構廠房不可缺少的圍護材料。
輕型圍護結構有利於大幅度減輕結構自重和降低對基礎的要求。活荷載大;由於原料堆放以及生產工藝的要求，多層輕鋼結構廠房的活荷載多為2.5-20kn/m2遠大於多層民用建築的活荷載。
層高與柱網尺寸大;相對多層民用建築，多層輕鋼結構廠房根據工藝要求，層高比較大，一般為4—8m。如乙個4層廠房的高度可相當於8層民用建築，多層輕鋼廠房內部空間大，柱距多為6-12m，有時達18m。 較多的懸掛與集中荷載;多層廠房的懸掛荷載主要包括安裝荷載，工藝流水線，吊車、吊頂等荷載，而集中荷載主要包括裝置自重，有時還會有裝置振動荷載。
施工周期短;與傳統的鋼筋混凝土廠房相比，多層輕鋼結構廠房的設計、生產、施工趨於一體化，加之現場無焊接，無濕作業，這些都有利於縮短週期，加快資金流通。
在世界範圍內，鋼結構廠房也是近十年來發展最快的領域，在美國採用輕型鋼結構廠房佔非住宅建築投資的50%以上。這種結構工業化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場需求量很大，已引起結構設計人員認識。目前已經有多種的低層、多層和高層的設計方案和例項。
因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點，必將對我國傳統的混凝土結構廠房結構模式產生較大衝擊。目前還存在著種種不盡人意或有待提高的方面，但鋼結構廠房的發展潛力巨大，前景廣闊。我國30年來的改革開放和經濟發展，已經為鋼結構廠房體系的應用創造極為有利的發展環境。
首先，從發展鋼結構廠房的主要物質基礎來看，自2023年開始我國鋼的總產值就已超過1億噸，居世界首位。而且隨著鋼材產量和質量持續提高，其**正逐步下降，鋼結構廠房的造價也相應有較大幅度的降低。與之相應的是，鋼結構廠房配套的新型建材也得到了迅速發展。
其次，從發展鋼結構廠房的技術基礎來看，在普通鋼結構廠房、薄壁輕鋼結構廠房、高層建築鋼結構廠房、門式剛架輕型房屋鋼結構廠房、網架結構、壓型鋼板結構、鋼結構廠房焊接和高強度螺栓連線、鋼與混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結構及鋼骨（型鋼）混凝土結構等方面的設計、施工、驗收規範規程及行業標準已發行。有關鋼結構廠房的規範規程的不斷完善為鋼結構廠房體系的應用奠定了必要的技術基礎，為設計提供了依據。第三，從發展鋼結構廠房的人才素質來看，經過這麼多年來的發展，專業鋼結構廠房設計人員已經形成一定的規模，而且他們的專業素質在實踐中得到不斷提高。
而隨著計算機在工程設計中的普遍應用，國內外鋼結構廠房設計軟體發展迅猛，軟體功能日臻完善，為協助設計人員完成結構分析設計，施工圖繪製提供了極大的便利條件。
同時，最近幾年頻發的大**，對廠房這種大跨度，大空間，承受荷載大，結構構件內力大的空曠建築結構，危害是相當嚴重，從**區反饋回來的資訊中，鋼結構廠房沒有較大的結構破壞，僅在支撐處出現一定受損。因此，從各方面看來，鋼結構廠房在現在以及將來都將一直是最高效，最安全，最具有價效比的廠房結構。
2、畢業選題的意義
通過完成本次鋼結構雙層廠房的設計，了解我國鋼結構廠房的發展現狀、發展水平以及發展方向。熟悉有關鋼結構設計的規範，並熟練掌握各種規範和文獻的查詢方法。將在大學期間所學的專業理論知識進行歸納總結，並應用到實際的工程問題的處理中，為日後在學習、工作中打下堅實的基礎。
二、設計思想
1、總體設計思想
我國現行《鋼結構設計規範》（gb 50017-2003）採用以概率理論為基礎、用分項係數表達的極限狀態設計法。設計中考慮結構的承載能力的極限狀態和正常使用的極限狀態。對於直接承受動力荷載的結構，需要相應規範考慮動力係數，計算疲勞和變形。
2、關鍵理論
該鋼結構工業廠房跨度大，且有雙層，所以構件的設計計算較為繁瑣、複雜。但設計步驟亦為結構設計的一般步驟 ，即結構布置選型、單位荷載下的內力計算、實際荷載作用下的內力計算、內力組合、截面選擇或校驗、繪製施工圖。在設計過程中需要計算大量構件，以下簡要敘述幾個關鍵理論。
排架計算：廠房排架由柱和它支撐的屋架（橫樑）組成，是廠房的主要承重體系，是廠房設計的最重要內容。在進行剛性排架的內力分析時，一般需首先求解兩端為剛性固定的變截面柱在單位線位移、單位角位移及各種荷載作用下兩端的固端彎矩和剪力（相當於支座反力）。
求解的方法可以採用變位移法、似柱法、虛功原理等方法。為便於計算也可按相關計算手冊的雙階柱的有關公式計算。
屋架內力分析：通常假定屋架的節點為理想的鉸接點，屋架所有的桿件的軸線都在同乙個平面內且相交於節點的中心，以及荷載全部作用在節點上（如荷載作用在弦杆的節間，則應將節間彎矩按比例分配在該節間相鄰的節點上）。這樣，就可利用**法或數解法來計算屋架桿件的軸心力，但對有節間荷載作用的桿件，尚須考慮節間區域性彎矩的影響。
牆架構件計算：包括牆架柱的計算和上層抗風桁架的計算。牆架柱承受風荷載及作用在牆架柱上的牆體自重或平台傳來的荷載（當平台梁支承在牆架柱上時），應按偏心受壓構件計算強度和穩定性。
抗風桁架承受牆架柱傳來的水平風荷載和走道的豎向荷載，計算抗風桁架在水平風荷載作用下時的內力按靜定桁架分析。
三、設計的基本內容和擬解決的主要問題
1、設計的基本條件
1.1工程水文地質條件
場地平整，場地地面層為0.5公尺左右的雜土，以下有3～4公尺厚的亞粘土層，地基承載力標準值，地下水位-2.5公尺。
1.2該工程**設防烈度為6度。
1.3廠房基本資料：
廠房長度48m，廠房為1跨，跨度18m，廠房層高分別4m，3.8m，一層要求布置衛生間。按防火要求設定樓梯及防火塗料。
1.4屋面基本要求：
該普通車間在南方某地，冬季設計溫度為0℃，屋面採用輕質屋面板（如壓型鋼板）。
1.5樓面活荷載標準值2.5kn/m2，屋面活荷載標準值0.4kn/m2，基本風壓為0.4kn/m2。
1.6材料：
屋架和梁柱：q235bf，基礎：c20，鋼筋：hpb235；二層樓面為組合樓板；砂漿：水泥砂漿。
2、設計的基本內容
根據給出的設計條件，結合最新的鋼結構設計規範、鋼結構防火規範，依據鋼結構設計的原理，並滿足安全，實用，經濟的原則,，需要完成以下的設計。
2.1柱網的平面布置設計
2.2荷載統計
2.3基礎設計
2.4柱截面的選擇
2.5樓板的設計
2.6屋架的設計
2.7門窗的位置選擇
2.8樓梯的設計
2.9廠房的平面設計、立面設計與剖面設計
3、擬解決的主要問題
3.1 建築設計部分
確定建築方案：合理確定平面柱網尺寸，室內外高差，主要部位的構造設計及材料做法。應完成柱網平面布置圖，外立面圖，剖面圖，節點構造詳圖的繪製，並撰寫建築設計說明書。
3.2結構設計部分
3.2.1結構布置
確定結構方案，進行柱網布置和鋼梁布置。根據建築設計方案及設計原始資料，選擇適當的結構體系，合理布置構件。初步確定材料強度等級及構件截面尺寸。
3.2.2荷載計算
3.2.3內力組合
3.2.4桁架結構的內力和側移計算
3.2.5柱截面承載力計算
3.2.6結構計算
3.2.7基礎計算
結構計算採用手算和計算機分析相結合的辦法，計算結構最後可用pkpm軟體進行校核。
3.3結構施工圖
3.3.1鋼屋架施工圖、
3.3.2主要節點大樣圖，包括柱、柱頭、柱腳。
3.3.3基礎平面圖及剖面圖、基礎配筋圖
3.3.4樓梯施工圖
結構施工圖應該反映結構設計的全部內容，圖中的資料，尺寸必須與結構設計的計算書一致，與建築施工圖相協調統一。
3.4鋼結構廠房的防火
輕型鋼結構廠房具有造型美觀、色彩鮮豔、建築體型多樣化、造價低、建設周期短、機械化程度高、安裝施工簡便、平面布局靈活易改造，同時鋼材具有重量輕、材質均勻、力學計算模型與實際受力比較符合等諸多優點，所以在現代工業廠房中大量採用。但鋼材也有乙個致命的缺點：不耐火。
鋼材雖然是不燃材料，但在火災高溫作用下，其力學效能如屈服強度、彈性模量等卻會隨溫度公升高而降低，在550攝氏度左右時，降低幅度更為明顯，一般在15min左右就會喪失承重能力而垮塌。
因此，本鋼結構廠房採用噴塗防火材料和設定自動噴水系統的方法來進行防火，滅火。根據《自動噴水滅火系統設計規範》(gbj84-85)，高度超過小於8m的大空間建築物，安裝自動噴水滅火系統的有作用，而本工程層鋼結構廠房的層高為4m，安裝自動噴水滅火系統後，防火效果明顯。噴塗法是用噴塗機具將防火塗料直接噴在構件表面，形成保護層。
鋼結構防火塗料的防火原理有3個：1)塗層對鋼基材起遮蔽作用，使鋼結構不至於直接暴露在火焰高溫中。2)塗層吸熱後，部分物質分解放出的水蒸汽或其他不燃氣體，起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用。
3)塗層本身多孔輕質和受熱後形成碳化泡沫層，阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞，推遲了鋼基材強度的降低，從而提高了鋼結構的耐火極限。
在噴塗鋼結構防火塗料時，噴塗的厚度必須達到設計值，節點部位宜適當加厚，當遇有下列情況之一時，塗層內應設定與鋼結構相連的鋼絲網，以確保塗層牢固：1)梁承受衝擊振動；2)設計層厚度大於40mm時；3)塗料粘結強度小於0．05mpa；4)梁腹板高度大於1．5m。噴塗法為一種最簡單、最經濟、最有效的做法，其**低、重量輕、施工速度快、適用於形狀複雜的鋼構件。
缺點是噴塗表面粗糙不平，不美觀又易掛灰難於清理。此方法目前最適合於輕鋼結構廠房，也為業主所接受。
3.5鋼結構廠房的防鏽蝕
鋼結構表面直接暴露在大氣中就會鏽蝕，當鋼結構廠房空氣中有侵蝕性介質或鋼結構處在潮濕環境中時，鋼結構廠房鏽蝕就會更加明顯和嚴重。鋼結構的鏽蝕不僅會使構件截面減小，還會使鋼構件表層區域性產生鏽坑，當構件受力時將引起應力集中現象，使結構過早破壞。因此，對鋼結構廠房構件的防鏽蝕問題應予以足夠的重視，並應根據廠房侵蝕介質情況和環境條件在總圖布置、工藝布置、材料選擇等方面採取相應對策和措施，以確保廠房結構的安全。
一般鋼結構的防腐常採用防鏽底漆和面漆，塗裝層數及厚度常根據其使用環境和塗層性質來決定。一般室內鋼結構在自然大氣介質作用下，要求塗層厚度100μm，即底漆兩道，面漆兩道。露天鋼結構或在工業大氣介質作用下的鋼結構，要求漆膜總厚度為150μm～200μm。
且在酸環境中的鋼結構要求使用氯磺化防酸漆。鋼柱柱腳在地面以下部分要用不低於c20的混凝土包裹，其保護層厚度不小於50mm。
3.6鋼結構廠房的防雷擊
雷電電流平均約為20 000a（甚至更大），雷電電壓大約是10的10次方伏（人體安全電壓為36伏），一次雷電的時候大約為千分之一秒，平均一次雷電發出的功率達200億千瓦。我國建造的三峽水電站，電站的裝機總容量為1820萬千瓦，只有一次雷電功率的千分之一。
根據《建築物防雷設計規範》gb50057-94，本工程屬於第三類防雷建築物，可採取如下的防雷措施，採用裝設在建築物上的避雷網或避雷針或由這兩種混合組成的接閃器。避雷網應按沿屋角、屋背、屋簷和簷角等易受雷擊的部位敷設。並應在整個屋面組成不大於24m×l6m的網格。
每根引下線的衝擊接地電阻不宜大於30ω，其接地裝置宜與電氣裝置等接地裝置共用。防雷的接地裝置與埋地金屬管道相連圍繞建築物敷設成環形接地體。
四、預期結果
1、完成設計任務，滿足設計要求的深度。包括不少於500漢字的中英文摘要各1份；不少於符的英文資料翻譯乙份；計算書乙份（手算），包括屋架、梁柱結構、節點設計、基礎等各部分的設計計算和驗算；廠房的建築施工圖和結構施工圖，包括建築設計總說明、結構設計總說明、平面圖、立面圖、剖面圖、支撐布置圖、基礎平面圖、基礎剖面圖、基礎配筋圖、各節點詳圖等。
開題報告完整版
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劉彬開題報告完整
請用藍黑或碳素墨水書寫 碩士研究生學位 工作計畫及開題報告書 學號 1031109025 研究生姓名劉彬 學科 專業地質資源與地質工程 研究方向地質體穩定性 指導教師 姓名 職稱高正夏副教授 培養學院地球科學與工程學院 開題報告時間 2011 年 12 月 28 日河海大學研究生院製表 說明1.學位...
開題報告之完整規範版
各位同學 大家好 我向學長要了乙份開題報告的完整規範版本，希望可以給大家的開題錦上添花，一直以來我認定乙個宗旨 不抄襲，格式規範。我想秉承這兩個原則，大家的 都能順利通過！邵娜2010 11 27 蘇州大學 研究生 選題申請表 院別 教育學院 學號 200843188010?姓名學科 專業 教育管理...