单层厂房课程设计.docx

单层厂房课程设计.docx

《单层厂房课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单层厂房课程设计.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

单层厂房课程设计

院系:

土木工程学ι⅜专业：

土木工程

姓名：

学号：

班级:

土木133实习性质:

实习地点:

责州理工学院

指导教师:

成绩：

已知条件

（一）题目

单层工业厂房排架结构设计（设计号：

W^Z4DlHl）o

1所取数据为基本风压W=0.55kN∕m2,地面粗糙度为C类,A4级吊车：

1台IOt吊车和1台15∕3t吊车，柱顶标高为12。

2m：

2室内地坪设计标高为±0.000,室外地坪设计标高为—0.300m；

3厂区无积灰荷载，屋面检修活荷载标准值为0。

5kN∕πΛ雪荷载标准值为0.3kN∕m2o

（二）设计资料

某单层工业厂房XX车间，根据工艺要求采用单跨布置（附属用房另建,本设计不考虑）。

车间总长66m、柱距6m、跨度24m.吊车设置见设计号.外围墙体为240≡砖墙,采用MUlo烧结多孔砖、M5混合砂浆砌筑。

纵向墙上每柱间设置上、下两层窗户:

上层窗口尺寸（宽X高）=400OmInX480Omm,窗洞顶标高取为柱顶以下250Inm处;下层窗口尺寸（宽X高）=4000≡×4800≡，窗台标高为1.0OOln处。

两山墙处设置6m柱距的钢筋混凝土抗风柱，每山墙处有两处钢木大门,洞口尺寸（宽X高）二360Onun×4200≡（集中设在中间抗风柱两侧对称设置）。

该车间所在场地由地质勘察报告提供的资料为:

厂区地势平坦,地面（标高为—0.30Om）以下0。

8〜1。

2m为填土层,再往下约为0。

4In厚的耕植土层，再往下为粉质粘土层，厚度超过6m，其地基承载力特征值Λi=200kN∕m∖可作为持力层；再往下为碎石层.地下水位约为-7.Om,无侵蚀性:

该地区为非地震区。

场区气象资料有关参数（如基本风斥、地面粗糙度等）按附表设计号中数据取用;基本雪压S=O.3kN∕m2o

屋而防水做法：

二毡三汕防水层上铺绿豆沙（0。

35kN∕m？

），水泥砂浆找平层15厚（0.3kN∕nF），加气混凝土保温层100厚（0.60kN∕m2），冷底子油一道、热沥青二道（0。

05kN∕m2）,水泥砂浆找平层15厚（0.3kN∕m'）°

材料（建议）：

柱，混凝土C30,纵向钢筋HRB335/400,篩筋HRB335；基础,泯凝土C30,钢筋HRB335。

一、构件选型

1屋架的选取

本设计采用梯形钢屋架,因其受力均匀，弦杆受力居中，屋架的上弦杆件坡度一致，屋面坡度一般为1/10—1/12，适用于跨度为18m〉24m、27mr30m的中型厂房，便于屋面板的铺设。

根据《梯形钢屋架》（O5G511）,屋面坡度l∕10o屋架与柱的连接为较接支承,选用屋架型号为:

GWJ24-5AI，屋架重量:

35。

563/棉

2屋面板的选取

预应力混凝土屋面板是目前厂房屋盖结构中采用最广泛的一种无標覆盖构件，它与屋架构成刚度较大和整体性较好的屋盖系统。

根据《预应力混凝土屋面板》（04G410—2），屋而做法为找坡层，水泥砂浆找平层20ιnm，防水层，天沟抹面层15mmO统一选取屋面板1。

5×6m（灌缝后尺寸），板号为：

WB—2（2代表荷载等级），重力荷载标准值为1。

4kN∕m3o

本设计屋面做法为：

屋面防水做法：

二毡三油防水层上铺绿豆沙（0。

35kN∕m2），水泥砂浆找平层15厚（0.3kN∕m2）,加气混凝土保温层100厚（0。

60kN∕m2）,冷底子油一道、热沥青二道（0.05kN∕m2），水泥砂浆找平层15厚（0.3kN∕m2），

预应力混凝土屋面板（加灌缝）1.4kN∕m2o

3结构构件选用及重力荷载标准值表

构件名称

标准图集

重力荷我标准值

备注

屋面板

04G410—2

1.5m×6m预应力混凝土屋面板

14kN∕m2

（包括灌缝重）

梯形钢丿呈架

GWJ24-6A1梯形钢丿星架

35。

56kN∕⅛∏

钢筋混凝土吊

车梁

G425标准图集YXDL6—8

45kN/根

轨道及零件

IR

G425标准图集YXDL6-8

1。

5kN∕m

基础梁

04G320

钢筋混凝土基础梁

16。

2kN∕根

b×h=24OmmX450ιIlm

连系梁

04G321

钢筋混凝土连系梁

17。

5kN∕根

b×h=24OmInX490IlUlI

4预制钢筋混凝土柱

由立面布置图知：

取基础顶面标高—O.8m，柱顶高程+12。

2m,取吊车梁高hb=l.2m，取轨道顶面至吊车梁顶面的距离ha=0。

2mo

由电动桥式起重机基本参数5—50∕5t—般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸系列（ZQl—62）查得，帀车轨顶至乃车顶部的高度为2.15m，考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为220InO

轨顶标高二柱顶标髙~2。

15-0.22=+9。

83In

牛腿顶而标高二轨顶标高—hb—ha=9.83-0。

2—1。

2=+8。

43In

从基础顶面算起的柱髙H=柱顶标高-基础顶而标高=12。

2+0。

8=13。

Om

上柱高Hσ=柱顶标高-牛腿顶［f∏标高=12.2～8。

43=3。

—77m

下柱高H1=13.0—3.37=9。

23

λτ=HU∕H=3.77/13。

0=0。

290

5选择住截面形式和尺寸

取A,B柱的截面尺寸一样,由厂房剖面图可知：

基础顶至吊车梁顶高度:

Hκ=9。

23+1。

2=10。

43mIoln

查表得截面高度h≥Hκ∕12=10430∕12=869≡収h=900≡

截而宽度b≥⅛∕20=9230∕20=461≡满足N400≡取b=400mm

贵州理工学院实习报告专用纸

上柱采用矩形截面b×h=400mm×400mm

下柱氷用匸字形截面bf×h×b×hf=400mm×900mm×100mm×150mm截面尺寸如下图所示

参数计算：

下柱：

IIQ丄×400×900312

比值：

n=〈=0.109

Ii

上柱：

IU=-LX400x4003=21。

3x10^^—⅛×300×5503—2χl×300x25x（^÷∣×25）^19538x10≡nu√

二、计算单元及计算简图

1、定位轴线

Bu由附表12可查得轨道中心线至吊车端部的距离Bι=260≡o

B：

:

吊车桥架至上柱内边缘的距离，一般取B2≥80mmo

B3:

封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离B3=400≡o

Bl+B2+B3=260+80÷400=740ιιun<750ιιun，以。

故取封闭的定位轴线®）、（B都分别与左、右外纵墙内皮重合。

2、计算单元

由于该厂房在工艺上没有特殊要求,结构布置均匀，除吊午荷载外，荷载在纵向的分布是均匀，故可取一桶横向排架为计算单元，计算单元的宽度为纵向相邻柱间距中心线之间的距离，即B=β.OmO3、计算简图

1屋盖荷

（1）屋盖恒载

二毡三油防水层上铺绿豆沙O。

35kN∕m2水泥砂浆找半层15厚0.3kN∕m2加气混凝土保温层100厚0.60kN∕m2冷底子汕一道、热沥青二道0。

05kN∕m2水泥砂浆找平层15厚0.3kN∕m2预应力混凝土屋面板（加灌缝）屋架钢支撑

3.

合计：

屋架重力荷载

05kN∕m2

35。

56kN∕每柿

屋盖传给排架柱的集中恒荷载设计值:

Fi=I.2X（3。

O5X1∕2X6X24+1∕2X35.56）=284。

86kN

作用于上部中心线外侧eι=400∕2-150=50≡

（2）屋面活荷载

《荷载规范》规定,屋面均布活荷载标准值为0.5kN∕m?

比屋而雪荷载标准值

0。

3kN∕m2大，故仅按屋面均布活荷载计算.于是由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值为：

F6=1.4×l∕2×24×6×0。

5-50.40kN

作用于上部中心线外侧eι=400∕2—150=50≡

2柱和吊车梁等恒荷载

（1）

作用在牛腿顶截面处的上部柱恒荷载设计值

（钢筋混凝土的容重取25kN∕m5）o

F2=I.2X0。

4×0。

4×25×3。

77=18.IOkN

作用于下部中心线外侧e2=900∕2-400/2=250ιIlIn

（2）作用在基础顶截面处的下柱恒荷载设计值

（钢筋混凝土的容重取25kN∕ms）

下柱的面积：

A二900X400—550x300-150X25X1/2X4二18750Omln’

F3=I。

2×0.1875X25X9。

23=51。

95kN

作用于下部中心线e3=0

（3）作用在牛腿顶截面处的吊车梁和轨道连接的恒荷车设计值：

F4=I.2×（45+1.5×β）=64.80kN

吊车跨度Lx=24—2×0。

75=22。

5m，查附录12得:

起重量

Q（t）

宽度BGnm）

轮距（mm）

最大轮压力

P~（KN）

起重机总质

量∏lι（t）

小车总质量

m2（t）

10

5550

4400

125

22。

4

3.8

15/3

5550

4400

185

32.1

6.9

Q=15∕31最大轮压力Pimax。

k=185KN时

PImiak=（θl,k÷G2,k+⅛k）/2-Pmax。

k二（321+69÷100）∕2T85=60KNQ=Iot最大轮压力P2maχ。

k=125KN时

P2mimk=G,k+G2，k+G3，k）/2-Pmax。

k=（224+38+100）∕2~125=56KN吊车竖向荷载设计值DmaXDnUn

4400

1150

Λ

4400｝

185KN1

185KN^125KN∣

125KNl

⅛

-÷√⅛—

吊车梁支座竖向反力影响线

DroK,k=”Pgk工Yx+0Pg,k∑>

=0。

9×185×（1。

0+0。

267）+0。

9×125×（0.075+0。

808）=310。

30kN

DnWC=人XDZ=L4x310.3°=434.4IkN

k=QRmlIkk艺Yi4^Z^2nun，k∑Yi

=0。

9χ60x（1。

0+0.267）+0。

9x56x（0.808+0。

075）=112.92kN

Dmn=YQXDImut=1。

4x112.92=158.09kN

吊午横向水平荷载设计值TmaX

对于IOt的吊车取α=0.12T2k=1∕4×αX（g+Q）=l∕4×0.12×（38+100）=4。

14KN

对于15/31的吊车取α=0.10TlK=1∕4×a×（g+Q）=l∕4×0。

10×（69÷150）=5.48KN

TmaXK二卩TlK工yl+βT2κ∑¾

=0。

9×5。

48×（1。

0+0。

267）+0.9×4。

14x（0.075+0。

808）=9.54KN

‰c=∕qXj=14x9。

54=13。

36kN

4风荷载

沿排架柱高度作用的均布风荷载设计值山的

基本风⅛W=0.55kN∕m2,地面粗糙度为C类，风床高度变化系数血按柱顶离室外地坪的r⅛度0。

3+12。

2—12。

5m來计算。

查表10-4得:

离地而IOm时坨P.74，离地面15m时冷=0。

74，所以取他二0・74o

ql=Tq×∕z3×∕^2×^×B=1.4×0.8×0.74×0.55×6=2。

74kN∕m

⅜=Tq×Xz5×∕z2×vχ）×B=1。

4×0。

5×0。

74×O。

55×6=1.71kN/in

作用在柱顶处的集中风荷载设计值W

基本风压W=0.55kN∕m2，地面粗糙度为C类,风压高度变化系数“z按檐口离室外地坪的高度0。

3+12.2+1。

99=14.49m来计算.查表10—4得：

离地面Iom时冷二0。

74,离地面15m时“z=0。

74，所以取“z=0.74。

％=[（0.8+0。

5）lι1+（0。

5-0.6）l⅛]×∕zzXw）XB

=[（0.8+0.5）×1.99+（0.5-0.6）×1.2]×0.74×0.55×6=6。

02kN

W=^×λ¾-=8。

43kN

四内力分析

内力分析时所取的荷载值都是设计值，故得到的内力值都是内力的设计值。

1屋盖荷载作用下的内力分析

（1）屋盖集中荷载FI作用下的内力分析

柱顶不动支点反力R=讐CI

Ml=Fl×e1=284.86X0.05=14。

24kN∙m

按Il=L.=o.iθ9,=0.290，查附表9-2得柱顶弯矩作用下的系数C1=2。

12«

1IH

按公式计算:

可见计算値与查附图9—2所得的接近，取Cι=2.11

R=^—Cl=兰空X2。

11=2。

3IkN

H13。

00

（2）屋盖集中活荷载F6作用下的内力分析

Mf）=伦Xel=50.40×0.05=2.52kN∙m

2。

52

R=-^Cl=×2.11=0。

41kN

H13.00

贵州理工学院实习报告专用纸

在Fl,F6分别作用下的排架柱弯矩图，轴向力和柱底剪力图，如下图所示,图中标注出的的内力值是指I・III—I【和In-IiI≡面的内力设计值。

弯矩以使排架柱外侧受拉的为正，反之为负:

柱底剪力以向左为正，向右为负。

FI=284.86kN

50mm

E

Ard

—⅜

E

CM

CD

屋盖恒荷载作用下的内力图

屋盖活荷载作用下的内力图

2柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析

不作排架分析，其对排架柱产生的弯矩和轴力如下图所示

+1192

H图（单位:

kN∙m）

N图（单位：

kN）

3吊车荷载作用下的内力分析

DmaX作用在A柱，DnUn作用在B柱时，A柱的内力分析

MnVX=DlnaXS=434.41×（0.75一0.45）=130。

32®m

Mmn=DniiIlJB=158。

09x（0.75-0.45）=47。

43IdSrm

这里的偏心跖e是指吊车轨道中心线至下部柱截面形心得水平距离。

A柱顶的不动支点反力，查附表9-3,得C尸1.14。

按公式计算:

1-0。

29-

1-一=1.5×[r-=1。

15

l+0.293∣11

<0.109）

IZC3=I.15

A柱顶不动支点反力：

B柱顶不动支点反力：

RA=C3=130∙32×1。

15=-11。

52kN（〈-）

H13.0

M・4743

RS=^^C3=^^×1.15=4。

20kN（→）

H13。

0

A柱顶水平剪力VA=RA+1（—RA-RB）=-II。

52+1x（11.52—4。

20）=—7.86kN（〈—）

22

B柱顶水平剪力X⅛=Rβ+-（-RA-RB）=4.20÷i×（ll.52—4。

20）=7。

86kN（→）

22

内力图如下图所示

__Z86kN

∈Dnnin=I58。

09kN

t0。

3m

158,09

-Z86

M图（单位：

kN∙m）N图（单位：

kN）V图（单位:

kN）

DInaX作用在A柱时

DnUn作用在A柱时,DmaX作用在B柱时的内力分析

B柱顶不动支点反力RB=^^-C3=^^×1。

15=-11.52kN（〈—）

A柱顶不动支点反力RA=^≡c3=^jy×1。

15=4。

20kN（→）

B柱顶水平剪力V^=RB+1（—RA-RB）=4.20+l×（11。

52-4。

20）=7.86kN（→）

22

A柱顶水平剪力∖7a=Ra÷-（-RA-RS）=-II。

52+i×（11.52-4.20）=-7.86kN（<-）

22

nun

内力图如下图所示

7。

≡N

15&Q9

-λ86

M图（单位：

kN∙m）N图（单位:

kN）V图（单位：

kN）

Dnun作用在A柱时

4在Tz作用下的内力分析

TinaX至牛腿顶面的距离为9。

83—8。

43=1.4111

TmaX至柱底的距离为9。

83÷0。

8=10.63m

因为A柱与B柱相同，受力也相同，故柱顶水平位移相同，没有柱顶水平剪力，故A柱的内力图如下图所示

TmaX=I3。

36kN

J■

ZiTm（IX=I3.36kN÷187θΛ⅛J√0

5在风荷载作用下，A柱的内力分析

左风时，在qi、Q2作用下的柱顶不动较支座反力，由附表9・8查得Cn=O.331:

按计算：

取Cn=O.331不动狡支座反力：

RA=qHCπ=2.74×13。

0X0331=—11。

79kNΓ（<—）

RB=CbHen=1。

71×13.0×0331=—7。

36kN（〈-）

A柱顶水平剪力：

VA=RA+1（W-RA-RB）=—11.79×丄（8.43+11.79+7.63）=2.0OkN（T）22

％=%+丄（W—RA—RB）=—7,36×1（8。

43+11。

79+7.63）=6。

43kN（→）

22

故左风和右风时，A柱的内力图如下图所示

M图（单位：

kN∙m）V图（单位：

kN）

左风时

M图（单位：

kN∙m）V图（单位：

kN）

右风时

贵州理工学院实习报告专用纸

五内力组合及其说明

恒载的编号

载荷W

内力设计值

M

N

V

；53

//«

H.

——CO

载荷恒

内力设计值

M

N

2

4.+

O

Isd

M-∖∖∖∖∖∖∖。

85034S1\\

载荷活

内力设计值

M

N

V

δ7

27a

—2。

5/

1?

载荷活

内力设计在

M

N

V

29。

4

34。

JJl

-无

荷载类型荷载编号

活荷载

⑤Dlnin在A在柱

内力设计值

158.09

—7。

86

荷载类型荷载编号

活荷载＠TmaX

内力设计值

=Hi35

荷载类型

活荷载

荷载编号

⑦左风

⑧右风

M

V

M

V

内力设计值

I

二2疝

+257。

53

+37。

62

—228朋

A柱控制截面I-111—1［和In-IIl的内力组合列于下表中

I

I1I

T■”

截而

荷载组合

内力组合

恒载+0。

9（任意两种或两种以上活荷载）

组合项目

M

N

I—I

+Mmax及相

应的N

①+②+0.9X

-5.53+（H

0。

9X［—29。

63

+18。

7+27.01

］二+8.94

284。

86+0

0。

9X［0+0+0

]=284。

86

荷载组合

恒荷载+任一种活荷载

M

N

（D+®+®

-5.53+0

27。

OI=

+21.48

284.86+

18.I（HO=

302。

96

荷载组合内力组合

恒载+0。

9（任意两种或两种以上活荷载）

组合项目

M

N

-MmaX及相应的N

①+®+0.9X

⑧］

-5。

53+00。

9

X[-0.97—29.63

—18。

70-36。

39

]=-82。

65

284.86+

18。

IO0。

9X

[50.40+0+0

•0］=348。

32

恒荷载+任一种活荷载

组合项目

M

N

（D+＠+®

-5.53+0—36.39

=-41。

92

284。

86+

18。

I（HO=

302。

96

I

I1I

T■"

截而

荷载组合内

力组合

恒载+0。

9（任意两种或两种以上活荷载）

组合项目

M

N

I—I

+Nmax及相

应的M

①+②+0.9X

⑧］

—5.53+（H

0。

9X［—0.97

—29。

63+18.70—

36.39]=-82。

65

284。

86+

18。

I（H0.9X

[50。

4+0+0

+0]二348.32

荷载组合

恒荷载+任一种活荷载

M

N

（D+®+@

—5。

53+0

—0.97=-β。

50

284。

86+

18.I（H50.4

=353.36

荷载组合

内力组合

恒载+0.9（任意两种或两种以上活荷载）

组合项目

M

N

Nmin及相应的M

①+®+0.9X

［（2〉+^〉+^）]

-5.53+00。

9

X［—29.63

-18。

70-36。

39

]=-81。

78

284.86+

18.I（H0。

9X

[+0+0+0］=

302.96

恒荷载+任一种活荷载

组合项目

M

N

（D+＠+®

-5。

53+0—36.39

=-41.92

284。

86+

18。

I（HO=

302。

96

I

III

⅞∣⅛tt

TT

截面

荷载组合内

力组合

恒载+0.9（任意两种或两种以上活荷载）

组合项目

M

N

II-Il

+Mmax及相应的N

①+②+0。

9X

［©+©+©]

—5.53+14。

92+

0.9X[100.69

+18。

7027.Ol

］=+141。

15

284。

86+

64.80+0。

9X

［343.1+00

]=740.35

荷载组合

恒荷载+任一种活荷载

M

N

®+®+®

—5.53+14。

92+

+100。

69=

+110。

08

284。

86+

64。

8+434.1

=783。

76

荷载组合

内力组合

恒载+0。

9（任意两种或两种以上活荷载）

组合项目

M

N

—Mmin及相

应的N

®+®+0。

9X

［®+@+＠+

⑧］

—5。

53+14.92+

0.9X［-0。

97

+17.8-18。

70-

36。

39］=25.04

284.86+64.8

+0.9X［50.4

+158.09+CH-O

J=537.30

恒荷载+任一种活荷载

组合项目

M

N

-5。

53+14。

92—

36.39=—27.00

284。

86+

64。

80+0=

349.66

I

IBIτι⅛f

TF

截而

荷载组合内

力组合

恒载+0。

9（任意两种或两种以上活荷载）

组合项目

M

N

Il—Il

+Nmax及相

应的M

①+②+0。

9X