宁波工业园机械厂钢结构厂房设计-开题报告

宁波工业园机械厂钢结构厂房设计开题报告

一、前言部分（说明写作的目的，介绍有关概念、综述范围，扼要说明有关主题的或争论焦点）

1、前言

   随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产，我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。目前，普通钢结构建筑的受力性能分析和设计方法已比较成熟，轻型钢结构和普通钢- 混凝土组合结构也处于进一步开发和完善阶段。近年来， 轻钢建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发展。全国每年约有200万平方米轻钢建筑竣工。在此背景下， 国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我国设分公司、制造厂，获得了很大的销售量。而其中轻型门式刚架的设计建造就大力推动了轻钢结构的发展[1]。

2、相关概念及综述范围

  2.1 概念：单层轻型门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢（等截面或变截面）、热轧H形钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢（槽形、Z形等）做檩条、墙梁；以压型金属板（压型钢板、压型铝板）做屋面、墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料、

硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系[2]。

2.2 综述范围

2.2.1门式刚架国内外发展状况和发展趋势。门式刚架在国内发展还是刚刚开始，跟国外比起来还是有差距的。比如同等条件下建造门式刚架厂房的用钢量要多于国外的，我国的热轧H型和T型钢的生产方面落后国外，同时在耐候钢和彩钢的开发方面也落后于国外。所以要使门式刚架更好的发展，还要做很多工作。

2.2.2 门式刚架选用钢材截面的比较。门式刚架有两个基本构件——斜梁和柱常采用实腹的H型截面。它和一般的工字型截面相比存在更多的优点。

3、焦点问题

国内的设计规范需要完善，结构计算理论研究也需提高。在设计中存在一些需要解决的问题。如：钢材的选用；经济性；柱脚连接方式选择；加劲肋的设置；抗风柱；屋面体系和围护结构设计等问题。

二、主题部分 二、主题部分（阐明有关主题（阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）

 1 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门、历史

门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门1.1 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优点，同时经济效益好，使其得到了广泛的应用。在初期，这种结构被用于库房等简易房屋。20题的评述） 1、历史 1.1世纪60年代在国外由于各种彩色钢板和题的评述） 1、历史 1.1H型钢和冷弯型钢的出现推动了门式刚架轻钢结构的快速发展 二、主题部分（阐明有关主题[4]。

题的评述） 1、历史 1.11.2 轻型门式刚架结构在我国的 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门应用的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问大约始于20世纪的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问80年代初期式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优[5]。近十多年来，随着的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问我国钢材产量的增加和焊接H型钢的出现，压型钢 二、主题部分（阐明有关主题板、冷弯薄壁型钢、H型钢的大批量生产，特别是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门(CECS1 02:98 )的颁布实施，轻型门式刚架 二、主题部分（阐明有关主题结构得到迅速的题的评述） 1、历史 1.1发展[6]题的评述） 1、历史 1.1。 二、主题部分（阐明有关主题目前国内每年有上千万平方米的轻钢建筑工程，主要用于轻型的厂房、仓库、 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。

2题的评述） 1、历史 1.1、现状

门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门2.1 国外的门式刚架体系已经进入了设计、分析、出图程序化（如大型通用化设计软件包题的评述） 1、历史 1.1Loseke Building System Software）、 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门构件加工、安装施工、经营管理一体化流程的时代。同时在建造方面也发生了变化。业主不是带图纸业主不是带图纸委托加工，而是向承包商定购某种轻型钢结构房屋，承包商在规定时间内按业主要求按质建成并交付使用。而且很多公司都有自己的系列，以商品的形式交付使用。门式刚架钢结构体系已经普及到了各个领域内。日本工程界目前正就主刚架在地震力作用时保有水平耐力的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问(即构件达到塑性阶段时的承载力)所需的Ds值的取法(Ds为地震空间结构分维，反映地震空间结构的相题的评述） 1、历史 1.1似性)，大断面Z型冷弯薄壁型钢檩条及墙梁、高强度螺栓在椭圆孔处的受力状态等几个方面进行研 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门究[7]。

2 现今我国已建成的门式刚架轻钢结构房屋已达题的评述） 1、历史 1.1800多万m2，而且以每年约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、系列化发展式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优[8]。

目前国内门式刚架结构优化设计研究领域取得了较好的成绩。研究了门式刚架工业厂房最优柱距的问题，有了详细的数据的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问[9]。在优化算法和敏度分析的研究上也已经取得了显著的成果。我国学者采用渐近满应力法，研究开发了门式刚架结题的评述） 1、历史 1.1构优化设计软件SOA。采用GIG (General Interactive Gradient)一般梯度法，研究了门式刚架式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优在荷载作用下的优化，与传统设计方法相比，取得了较好的效果 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门[10]。采用离散复合形优化方法，依据《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:98)，建立了门式刚架轻型结构离散变 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门量优化的数学模型，在3D3S(V3.0)软件的基础上编制了门式刚架的结构优化程序。使用遗的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问传算法，对门式刚架进行了包括离散和连续变量的截面、形状混合优化的研究，并与PFCAD系统相结合，形成了一个完整的门式刚架轻型房屋设计与优式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优化系统[11]。

的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问3 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门、发展方向

目前在门式刚架的设计中 二、主题部分（阐明有关主题对结构布局和节点连接关系进行优化设计比较困难，还没有成熟的方法和理论。在这一方面进行相关的优化是轻型门式刚架设计的发展趋势[13]。

在教育方面，随着工程实践的不断深入，对于单层轻钢厂房的结构计算理论将进一步得到完善，相关规范规程也将更加的完善式刚架轻钢结构具有许多其他结构不具有的优[14]。

在门式刚架快速发展的同时，新的结构形式也会出现。门式拱架是在门式刚架在基础上发展起来的。 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门与门式刚架相比较，门式拱架又具有受力合理，用钢量低的优点；同时，弧形大梁为建筑物的造型提供了更加丰富的变化[15]。同时的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问由冷弯薄壁型钢和薄壁钢管与混凝土组合而成的新型结构体系既轻钢─混凝土组合结构也将在普通轻型钢结构的基础上得到进一步的发展，其具有轻钢结构的优点，同时由于混凝土的存在而提高了结构的刚度和稳定性，并增强了结构的防火性能 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门[16]。

题的评述） 1、历史  门

4 门式刚架轻型结构体系开始于美国。由于门、评述

二、主题部分（阐明有关主题门式刚架轻钢结构体系发展很快，应用广泛，其技术水平也逐步成熟完善。但我们还应该看到其中的不足。很多设计还不完善，很多设计不够经济，同时施工技术水平落后，近年来一些厂房在施工过程中发生倒塌的事便并不少见，强风造成沿海地区厂房坍塌，屋面掀翻，墙面吹飞，大面积漏水的例子也不少。因此，在设计中应当要考虑国情，考虑经济因素和自然因素等综合因素，引进国外先进施工技术和管理水平，发展符合国情的轻钢结构设计施工理论研究和实践探索。

三、总结部分（将全文主题进行扼要总结，提出自己的见解并对进一步的发展方向做出预测）

综上所述,轻钢结构厂房设计,不仅要熟悉结构概念、设计规范,严格按规范设计，运用扎实的力学知识,理顺设计思路,从建筑材料的选择、柱网尺寸的选择、结构平面的布置到刚架的受力分析、主体构件设计、围护结构、支撑、柱脚设计等,每一个细节均需重视。门式刚架的设计要注意对规程的应用，各种设计中存在的问题要注意根据设计实际需要很好的解决。如柱脚连接方式选择；加劲肋的设置；抗风柱设计；屋面体系和围护结构设计等问题，是实际设计中遇到的主要问题，要根据经济性，安全性，美观性进行综合考虑。规范的进一步完善，工程实践的进一步深入都是轻钢结构厂房未来的发展方向。同时轻钢-混凝土组合结构的理论开发和实践尝试也是未来发展的重要方向之一。

四、参考文献（根据文中参阅和引用的先后次序按序编排）

[1] 贾德成.门式刚架轻型钢结构工业厂房基础设计与研究[J].辽宁师专学报.2006，8（1）:54-55

[2] CESCS102 :2002 ，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》[S].北京：中国计划出版社，2003

[3] E. J. O’Brien , A. S. Dixon .Optimal Plastic Design of Pitched Roof Frames for Multiple Loading[J].Computers & Structures Vol 64,No.1-4 1997.P.737-740

[4] 夏志斌等.《钢结构-原理与设计》[M].北京：中国建筑工业出版社，2004年7月:469-471

[5] 弓晓芸.轻钢结构建筑的应用及发展[J].工业建筑，2002，30（4）

[6] 李一凡，刘福胜,孙勇.门式刚架轻型结构房屋的发展现状[J].钢结构.2006,21（2）:2-4

[7] 何文波，扬洪杰,常虹.单层轻型门式刚架结构设计要点[J].钢结构.2005,33（5）:24-25