土木工程毕业设计能过吗？土木帮网站在线教你土木工程毕业设计必过技！

土木工程毕业设计题目：包头稀土高新区鑫泰印刷厂房建筑结构设计。

本设计为包头鑫泰印刷厂单层厂房，结构承重体系为轻型门式刚架体系。主要设计内容为建筑设计、结构设计、PKPM进行校核及3000字的中英报告。根据建筑设计中的工程做法，计算出结构的荷载值，验算地震、风荷载作用下的侧移；设计计算围护结构：檩条和墙架梁；验算构件抗弯、抗剪强度及挠度；计算内力及内力组合，找出最不利内力验算，验算柱、梁构件看其是否满足要求；进行梁与柱、柱脚的节点设计；跟据地质资料进行基础设计。应用PKPM进行精确计算，以验证手算的准确性。3000字的中英文报告，主要考察本人对专业知识的认识和专业英语的掌握。

关键词：门式刚架、荷载组合、内力分析、结构验算

1.2设计原始资料 1

1.3设计其他资料 2

2.1工业建筑设计应满足的要求 2

2.2工厂总平面图对厂房平面设计的影响 3

2.9.1散水做法（水泥沙浆散水）（98J1） 14

2.9.2坡道做法（水泥锯齿坡道）（98J1） 14

2.9.3地面做法（水磨石地面）（98J1） 14

2.9.4内墙做法（水泥沙浆墙面）（98J1） 15

2.9.5外墙做法（清水墙墙面） 15

2.9.6墙板做法（彩色压型钢板） 15

2.9.7踢脚板做法（大理石踢脚板） 15

3.2轻型钢结构的特点及应用 17

4．1基本设计规定 32

4.2.2檩条的布置、连接与构造 42

4.7刚架侧移和截面验算 100

4.8刚架连接节点设计 105

4.8.1刚架梁柱连接节点设计 105

第一章  设计原始资料

    本工程为一门式刚架结构厂房，为彩色印刷生产线新建，厂房位于包头市稀土高新技术开发区。

车间长42米，宽12米，附属员工休息室建筑面积36m2（设置附属跨，具体设置自定，高度自定），货物起吊高度5米。车间采光面积比为1/6—1/8，车间地平荷重10kN/m2，均采用水磨石地面，全部地平待设备基础完工后再施工。厂房设3.3 3.6 m2及2.4 2.4m2大门各一个，大门上设有人行小门，门上有挡雨蓬，外挑900mm。在第1、2轴线间有一标高为3m的操作平台，平台面积不小于15m2 ,用刚柱支撑，上部荷载标准值为2.0KN/m2,设刚梯，平台护拦。车间内设桥式吊车一辆，软钩，吊车级别为3级（轻级工作制）。具体次数如表1.1所示：

第二章  建筑设计说明

2.1工业建筑设计应满足的要求

在进行工业建筑设计中应考虑以下几条因素：

一、满足生产工艺的要求：

生产工艺是工业建筑设计的主要依据，生产工艺对建筑提出的要求就是该建筑使用功能上的要求。因此，建筑设计在建筑面积、平面形状、柱距、跨度、剖面形式、厂房高度以及结构方案和构造措施等方面，必须满足生产工艺的要求。同时，建筑设计还要满足厂房所需的机器设备的安装、操作、运转、检修等方面的要求。

二、满足建筑技术的要求：

1、工业建筑的坚固性及耐久性应符合建筑的使用年限。由于厂房静荷载和活荷载比较大，建筑设计应为结构设计的经济合理性创造条件，使结构设计更利于满足坚固和耐久的要求。

2、由于科技发展日新月异，生产工艺不断更新，生产规模逐渐扩大，因此，建筑设计应使厂房具有较大的通用性和改建扩建的可能性。

3、应遵守《厂房建筑模数协调标准》及《建筑模数协调统一标准》的规定，合理选择厂房建筑参数(柱距、跨度、柱顶标高等)，以便采用标准的、通用的结构构件，使设计标准化、生产工厂化、施工机械化，从而提高厂房建筑工业化水平。

三、满足建筑经济的要求：

1、在不影响卫生、防火及室内环境要求的条件下，将若干个车间(不一定是单跨车间)合并成联合厂房，对现代化连续生产极为有利。因为联合厂房占地较少，外墙面积相应减小，缩短了管网线路，使用灵活，能满足工艺更新的要求。

2、建筑的层数是影响建筑经济性的重要因素。因此，应根据工艺要求、技术条件等，确定采用单层或多层厂房。

3、在满足生产要求的前提下，设法缩小建筑体积，充分利用建筑空间。合理减少结构面积，提高使用面积。

4、在不影响厂房的坚固、耐久、生产操作、使用要求和施工速度的前提下，应尽量降低材料的消耗，从而减轻构件的自重和降低建筑造价。

5、设计方案应便于采用先进的、配套的结构体系及工业化施工方法。但是，必须结合当地的材料供应情况，施工机具的规格和类型，以及施工人员的技能来选择施工方案。

2.2工厂总平面图对厂房平面设计的影响

一、生产车间是工厂生产的一个管理单位，它一般由四个部分组成：①生产工段，是加工产品的主体部分；②辅助工段，是为生产工段服务的部分；③库房部分，是存放原料、材料、半成品、成品的地方；④行政办公生活用房。每一栋厂房不一定都包括上述四个部分，其组成应根据生产的性质、规模、总平面布置等因素来确定。故进行工厂总平面图设计应满足如下要求：

1、根据全厂的生产工艺流程，交通运输、卫生、防火、风向、地形、地质等条件确定建筑物、构筑物的相对位置。

2、合理地组织人流和货流，避免交叉和迂回。

3、布置地上和地下的各种工程管线，进行厂区竖向布置及美化、绿化厂区等。

二、影响总平面布置的因素：

1、人流和货流的影响  一个厂房在总平面图中的位置，应便于与其他厂房的联系。

2、地形的影响 地形坡度的大小对于厂房的平面形状有直接影响。

厂址所在地的气象条件对厂房朝向影响很大。其主要影响因素有两个：一是日照，二是风向。厂房对朝向的要求，随地区气候条件而异。在我国广大温带和亚热带地区，理想的朝向应该是：夏季室内既不受阳光照射，又要易于进风，有良好的自然通风条件。为此，厂房宽度不宜过大，最好平面采用长条形，朝向接近南北向，厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45度。Ⅱ形、Ⅲ形平面的开口应朝向迎风面。并在侧墙上开设窗子和大门，大门在组织穿堂风中有良好作用。若朝向与主导风向有矛盾时，应根据主要要求选择。寒冷地区，厂房的长边应平行于冬季主导风向，并在迎风面的墙面上少开或不开门窗，避免寒风对室内气温的影响。

此外，总平面布置应紧凑，注意节约用地，建筑物外形尽量规整，并与扩建方向一致，避免不必要的浪费。

本设计中厂房人流主要出入口及生活的定位向厂区主要干道。由于平坦地形，因此采用简单规整的矩形。为使厂房有良好的自然通风，厂房宽度不宜过大，并使厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45°。在6m柱距中设一个低窗和一个高窗。大门在组织穿堂风中有良好的作用。

厂房的平面设计是现有工艺设计人员进行工艺平面设计，在生产工艺平面的基础上进行厂房的建筑平面设计。厂房的平面设计除首先满足生产工艺要求外，在平面设计中应使厂房平面形式规整、合理、简单以及减小占地面积、节能和简化构造处理。厂房的建筑参数应符合《厂房建筑模数协调标准》，是构件的生产满足工业化的要求。

厂房的平面形式与生产工艺流程，生产特性有直接的关系。本厂房设计采用矩形平面，这种平面形式较其它形式平面各工段之间靠得较近，运输路线短截，工艺联系紧密，工程管线较短，形式规整，占地面积少；整个厂房柱及吊车轨顶标高相同，结构、构造简单，造价省，施工快；在宽度不大的情况下室内采光通风较容易解决。由于本厂房为彩色印刷车间，根据生产工艺特点，采用直线式的生产工艺流程，即原料由厂房一端进入，产品由另一端运出，因此采用平行线布置。

在厂房中，为支撑屋顶和吊车设柱子，根据跨度和柱距大小提出了要求。柱网选择：柱网尺寸是根据生产工艺的特征，综合建筑材料、结构形式、施工技术水平、基地状况、经济性以及有利于建筑工业化等因素来确定的。由于跨度根据设计资料已定为12m，柱距在综合考虑以上因素的前提下，采用6m。满足在《门式刚架轻型房屋结构技术规程》CECS102:2002 中 P16的门式刚架的间距，即柱网轴线间的纵向距离宜采用6～9m。（图2-1）

生活间：为了满足工人在生产过程前后的生产卫生及生活上的需要以保证产品质量并为工人创造良好的劳动卫生条件，所以应该在车间附近设置生活间。生活间的组成内容根据生产性质，职工人数，男女职工比例、地区气候田间等因素确定。一般来说生活间是用以满足职工在生产中的生活需要，如上厕所、更衣、淋浴等设置的专用房间。它包括以下四个内容：1、生产卫生用房。如浴室、厕所、更衣室、盥洗室、其面积大小和卫生用具的多少是按车间的卫生特征级别确定的。更衣室内存衣方式用闭锁式存衣柜。2、生活福利房。浴室、盥洗室、厕所的设计计算人数按最大班工人人数的93％计算。3、行政办公用房。党、政、工、团、青、妇等办公室以及会议室、学习室、值班室、计划调度室等。4、生产辅助用房。如工具室、材料库、计量室等。

生活间设计的原则：生活间设计应本着“有利生产，方便生活”的要求进行。（1）生活间应有良好的朝向及采光和通风的条件；（2）生活间人上下班的出入口处；（3）生活间不应放在有粉尘、毒气和其他有害气体的下风向；（4）生活间应尽量集中男女分设；（5）为节约用地和投资，尽可能将几个车间的生活间合并设置。

本厂房设置附属跨作为休息室，属于毗连式生活间。其优点是：①生活间至车间距离短、联系方便；②生活间与车间之间共用一道墙，节省材料；③可将车间层高较低的房间布置在生活间内，以减小建筑体积；④占地较省；⑤寒冷地区对车间保温有利；⑥易与总平面图人流路线协调一致；⑦可避开厂区运输繁忙的不安全地带。缺点是：①不同程度地影响车间的采光和通风，生活间较长影响车间的天然采光和自然通风，在这种情况下，边跨应设采光天窗；②车间内部如有较大振动、灰尘、余热、噪声、有害气体时，对生活间有干扰，危害较大。因为所设置的休息室面积不大且高度较小，不影响厂房主体的采光和通风。平面设计如图2.1所示：

剖面设计是厂房建筑设计的一个组成部分。是在平面设计的基础上，主要解决建筑空间如何满足生产工艺的各项要求。剖面设计应满足的以下要求：（1）适应生产需要的足够空间；（2）良好的采光和通风条件；（3）屋面排水和满足室内保温隔热的维护结构；（4）经济合理的结构方案；（5）为提高建筑工业化创造条件。

厂房剖面设计的具体任务是：确定厂房高度；选择厂房承重结构及围护结构方案；处理车间的采光、通风及屋面排水等问题(其中选择承重结构及围护结构方案的问题详见结构选型)。

单层厂房的高度是指厂房是内地坪到屋顶承重结构下表面之间的距离。在一般情况，它与柱顶距地面的高度基本相等。所以常以柱顶标高来衡量厂房的高度；屋顶承重结构是倾斜的，其计算到屋顶承重结构的最低点。

有吊车厂房的柱顶标高由以下七项组成：

应根据设计任务书,有工艺人员提出。本设计中取6.9m。

—吊车梁轨顶至小车顶面的净空尺寸，由设计任务书中桥式软钩吊车性能参数已知1.87m。

—屋架下弦至小车顶面之间的安全间隙。此值应保证屋架产生最大挠度以及厂房地基可能产生的不均匀沉陷时，吊车能正常运行，国家标准《通用乔式吊车起重机界限尺寸》中根据吊车起重量大小将定为400mm。如果屋架下弦悬挂有管线等其它设施时，还需另加必要的尺寸。

厂房高度对造价有直接的影响.在确定厂房高度时，应在不影响生产要求的前提下，有效地节约并利用空间，使柱顶标高降低，从而降低建筑造价。

单层厂房室内地坪标高，由厂区总平面设计确定，其相对标高定为±0.000。单层厂房室内外需设一定的室内外高差，以防止雨水渗入室内，同时为便于汽车等运输工具通行，市内外高差宜小，取150mm。应在大门处设置坡道，其坡度不宜过大。剖面设计如图2.2所示：

单层厂房立面设计是工业建筑设计的组成部分之一。其立面造型与生产工艺、平面形状、剖面形式结构类型密切相关，按厂房的功能要求，按技术条件及经济等因素，运用建筑图原理和处理手法，是工业建筑具有间接、朴素、新颖、大方的外观形象创造出内容与形式统一的体型。

影响立面设计的因素。(1)使用功能的影响：生产工艺流程、生产状况、运输设备等不仅对厂房平面、剖面设计有影响，而且也影响着立面的处理。筑的形象应反映建筑的内容。(2)结构、材料的影响：不同的结构形式和材料对立面处理会产生不同的效果。结构型式对厂房的体型影响较大，屋顶形式在很大程度上决定着厂房的体型。(3)环境、气候的影响气候条件主要指太阳辐射强度、室外空气温度、相对湿度等。寒冷地区的厂房，窗洞面积较小，而墙体面积较大，给人以稳重厚实的感觉；炎热地区强调通风，窗洞面积较大，为减少太阳辐射热的影响，常采用遮阳板，建筑物的形象给人以开敞、明快的感觉。

建筑物最显著的要素是它的正立面，它直接构成了建筑的外观。墙上的门窗、可见的装置和装潢系建构成了建筑外观的韵律，建筑材料的选择和着色在大面积墙面处理上有着重要的作用。同时，对于近处观看的效果和远处观看的效果应给于同样的重视。所有的建筑材料多具有自己的物理和美学特性，金属板面可以横向铺上也可以竖向铺设。

现代建筑显示了对一些水平铺设彩板的兴趣，虽然这样的铺设方法巡航式建筑看上去挺不错的，但别忘了，横向的铺板容易积灰，排水也不太畅通，会使将来建筑维护的费用大大提高。通过打断连续单调的彩板可以改变建筑的节奏，凹凸幼稚的墙面也可以起到同样的效果。

装饰性的油漆可以使立面更为生动，但需尽量避免混乱的外装饰，可以使用规则的几何形状来进行外墙装饰。

装饰涂料可以用来改变人的视觉比例，也可以用来使窗的外边线、落水管等构件与墙面融为一体而显示建筑立面的整体效果。

建筑立面是建筑组成部分中的焦点，门户窗的设置可以用来调整立面的虚实对比，他们必须平衡已达到整体效果的和谐。门窗的尺寸与建筑的大小有关，当使用标准尺寸的门窗时，应当根据立面的大小进行选择。门窗有序的布置和安排才能给建筑带来协调，一个和谐的立面需要对门窗进行调节。当门窗的位置不在同一高度时，可通过视觉效果增大门的尺寸来配合窗的排列。如有可能，应尽量避免使用孤立的单窗，因为窗是构成立面效果的最重要部分，同样，门也应该以同样的方式来构成立面效果。

颜色与材质是不可分离的，然而，在传统和古典的建筑中，人们选择材料时并不大考虑他们的颜色。现代建筑将色彩放在第一位，而现代的工业建筑也融入了大量的色彩及色彩组合因素。预制轻钢建筑所能提供的丰富多彩的彩板颜色和多种可与彩板组合使用的建筑材料，使建筑的颜色得到非常多彩的和谐组合。有两种方法来确定工业建筑的色彩：（1）突出建筑在环境中的位置，它的外观应表现为醒目的颜色，使建筑物作为标志性的形象出现。（2）将建筑物融入到环境中，用与环境相协调的颜色。在群体工业建筑中，人们希望自己的建筑物与众不同，那么，使用较为醒目的颜色可以轻而易举地达到这一目的，而在较为宽广的场地中，建筑无用当尽可能融入周围的环境，在某些地区的政府规定获取与法令中，就有这样的要求。在这样的情况下，可使用一些较暖色调的颜色，如：褐色、绿色、土黄色、来达到与环境颜色的融合。在选择建筑的颜色是，也需要考虑不同的面，并且评价他们中的那一个面最为重要。墙面是大面积的可见立面，附属构筑物和守边疆“加重、强调、提高”色彩的影响力。用明亮色彩来为墙面上较暗淡的色彩收边是不错的办法，而大面积使用同样明亮的色彩则可以使建筑物变得十分显眼。

因此，本设计采用即明亮又易溶于环境的海蓝色作为主体色调。而低窗下的墙体则采用的是清水砖墙，用来衬托出墙体的颜色。立面图如图2.3所示：

白天，室内利用天然光线进行照明的叫做天然采光。由于天然光线质量好，又不耗费电能，因此，单层厂房大多采用天然采光。当天然采光不能满足要求时，才辅以人工照明。

厂房采光的效果直接关系到生产效率、产品质量以及工人的劳动卫生条件，它是衡量厂房建筑质量标准的一个重要因素。因此，厂房开窗面积不能太小，太小了会使室内光线太暗，影响工人生产操作和交通运输，从而降低产品质量和工人劳动效率，甚至会出现工伤事故。但盲目加大窗面积也带来很多害处，过大的窗面积会使夏季太阳的辐射热大量进入车间，冬季又因散热面过大而增加采暖费，同时也提高了建筑造价。因此，必须根据生产性质对采光的不同要求，进行采光设计，确定窗的大小，选择窗的形式，进行窗的布置，使室内获得良好的采光条件。

采光设计是根据室内生产对采光的要求来确定窗口的大小、形式及其布置。保证室内采光强度、均匀度及避免眩光。采光面积的多少是根据采光要求，按采光系数的标准值进行计算的。本厂房采用侧面采光的方式，而且是双侧采光，采用高低侧采光的方式。低侧窗采用3m×2.4m,而高侧窗采用3m×0.9m。取其中的单元计算窗地面积比：

高侧窗的下沿距吊车梁顶面取600mm，这样使吊车不致挡住光线。低侧窗台高度一般应略高于工作面高度，本设计取为1.2m。

在厂房设计中，良好的工作环境不仅要适宜的天然光线，还应有洁净的空气和正常的气候条件。由于本厂房没有特殊要求，就采用自然通风，属于冷加工车间的自然通风。

自然通风的基本原理，单层厂房自然通风是利用空气的热压和风压作用进行的。冷加工车间室内无大的热源，室内余热量较小，一般按采光要求设置的窗，其上有适当数量的开启扇和为交通运输设置的门就能满足车间内通风换气的要求，且包头地区风力较大，所以能满足要求。

屋面排水形式及屋顶形式

屋面采用有组织排水，通过雨水管排向散水；屋面排水坡度为10％根据《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002  4.1.5中门式刚架轻型房屋的屋面坡度宜取1/8～1/20。

本设计排水管间距采用12m和18m两种，均满足构造要求。采用标准截面形式，落水管采用 落水管。

根据《轻型房屋钢结构构造图集》 P138 6-36屋面排水设置

其中排水管面积（70×100）最大间距18000 。

组成平台结构通常由铺板、主次梁、柱子、柱间支撑，以及梯子、栏杆等组成。一侧支撑于厂房柱子上，另一侧设独立柱的平台。

平台的结构布置：1、满足工艺生产操作的要求，保证通行和操作的净空要求。一般通行净空高度不应小于1.8米，宽度不宜小于0.9米，不应小于0.6米。平台四周一般均应设置防护栏杆，栏杆高度一般为1000mm，当平台高度> 2000mm时，尚应该在防护栏杆下设置高度为100～150mm的踢脚板。平台应该设置供上下通行的梯子，梯子的宽度不宜小于600mm。2、确定平台结构的平面尺寸、标高、梁高及柱网布置时除满足使用要求外，梁柱的布置尚应考虑平台上的设备荷载和其他较大的集中荷载的位置以及大直径工业管道的吊挂等。3、单向梁格，仅有一个方向的梁。4、为便于制造使构件简单，平台结构的主梁、次梁和柱，一般应优先采用热轧型钢，对于梁构件，以采用热轧工字钢或H型钢最为经济。5、平台支撑未与厂房柱子等承重结构相连的独立姘头台或平台结构的独立部分，应在某些柱列设置柱间支撑，使整个平台结构在竖向成为稳定体系。

平台上的吊车梯是为吊车司机上下吊车而设的，其位置应设在便于上吊车操纵室的地方，考虑不妨碍工艺布置及生产操作，避免碰撞车挡，一般设在第二个柱距。厂房一跨那有两台吊车时，每台吊车需设一个吊车梯。吊车梯均用钢制作，采用斜梯，梯段有直跑和双跑两种。为避免平台处与吊车梁碰头，梯平台一般略低于桥式吊车操纵室（约1000mm左右），再从楼梯平台设置爬梯上吊车操纵室。

2.9.1散水做法（水泥沙浆散水）（98J1）

1、20厚水泥沙浆抹面。

2、垫层（100厚碎石或碎砖夯实灌M2.5混合沙浆）。

3、素土夯实向外找坡40%。

说明：按开间分快浇注，每块长度6米，分格逢宽20mm，用沥青沙浆嵌缝。

2.9.2坡道做法（水泥锯齿坡道）（98J1）

1、25厚1：2水泥沙浆抹面，做出60宽6深锯齿。

2、素水泥沙浆结合层一道。

4、垫层（150厚碎石或碎砖夯实灌M2.5混合沙浆）

5、素土夯实（坡度按工程设计做）

2.9.3地面做法（水磨石地面）（98J1）

1、12---18厚1：2水泥磨石地面磨光打蜡。

2、素水泥沙浆结合层一道。

3、20厚1：3沙浆找平层。

4、60厚C20细石混凝土从门口向地漏找坡最低处不小于30厚。

5、聚氨酯三遍涂膜防水层1.5---1.8厚或用硅橡胶等其他防水涂料。

6、40厚C20细石混凝土随打随抹平，四周抹小八字角。

7、垫层（100厚碎石或碎砖夯实灌M2.5混合沙浆）

2.9.4内墙做法（水泥沙浆墙面）（98J1）

2、5厚1：2.5沙浆抹面，压实赶光。

3、13厚1：3水泥沙浆打底。

说明：涂料品种、颜色由设计人员定。

2.9.5外墙做法（清水墙墙面）

2.9.6墙板做法（彩色压型钢板）

2、C型懔条和80聚苯乙烯泡沫保温材料。

2.9.7踢脚板做法（大理石踢脚板）

2、安装10---20厚大理石板。

3、20厚1：2水泥沙浆灌贴。

说明：大理石花岗岩颜色由设计人员定。

以下是包头稀土高新区鑫泰印刷厂房建筑结构设计20029部分图纸展示：

以上土木工程毕业设计资料由土木帮网站提供。