混凝土课程设计单厂房设计Word文档格式.docx

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图2预制钢筋混凝土吊车梁截面

查标准图集《04G325吊车轨道联结及车档》，轨道连接剖面图如图3所示。

图3轨道连接剖面图

（三）预制钢筋混凝土柱

预制钢筋混凝土柱示意图如图4所示。

图4预制钢筋混凝土柱

取轨道顶面至吊车梁顶面距离ha=0.2m，故

牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶至吊车梁顶高度

。

由附录12查得，吊车轨顶至吊车顶部的高度为2.19m，考虑到屋架下弦及支撑可能产生的下垂挠度，以及厂房地基可能产生不均匀沉降时对吊车正常运行的影响，屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度最小尺寸为220mm，故

柱顶标高轨顶标高吊车轨至吊车顶部高屋架下弦至吊车顶高

。

基础顶面至室外地坪的距离为1.0m，则

基础顶面至室地坪的高度=基础顶面至室外地坪距离+室外高差，故

从基础顶面算起的柱高基础顶面至室地坪高度柱顶标高

。

上部柱高柱顶标高轨顶标高轨道构造高度吊车梁支撑处的吊车梁高。

下部柱高从基础顶面算起的柱高上部柱高。

参考《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》表，选择柱截面形式：

上部柱采用矩形截面b×

h=400mm×

400mm；

下部柱采用I形截面bf×

h×

b×

hf=400mm×

900mm×

100mm×

150mm。

（四）柱下独立基础

采用锥形杯口基础

三、计算单元及计算简图

（一）定位轴线

厂房跨度与吊车跨度的关系：

，B1+B2+B3。

B1：

由《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》附表可查得轨道中心线至吊车端部的距离B1

B2：

吊车桥架至上柱边缘的距离，因吊车起重重量小于50t，取B2≥80mm，故取B2=80mm；

B3：

封闭的纵向定位轴线至上柱边缘的距离，B3=400mm。

B1+B2+B3＜，可以。

取。

故取封闭的定位轴线、都分别与左、右外纵墙皮重合。

（二）计算单元

由于该机械加工车间厂房在工艺上没有特殊要求，结构布置均匀除吊车荷载外，荷载在纵向的分布是均匀的，故可取一榀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=6.0m,如图5所示。

图5计算单元

（三）计算简图

排架的计算简图如图6所示。

排架柱截面尺寸如图7所示。

图6计算简图

图7排架柱的截面尺寸

排架柱截面特性：

；

，。

四、荷载计算

（一）屋盖荷载

1.屋盖恒荷载

近似取屋盖恒荷载标准值为，故由屋盖传给排架柱的集重荷荷载设计值F1=γG×

g恒荷载标准值×

柱距×

（厂房跨度/2）=1.2×

1.2×

6×

15=129.6kN，作用于上部柱中心线外侧e0=h上/2-150=50mm处。

2.屋面活荷载

《荷载规》规定，屋面均布活荷载标准值为0.5kN/m2，比屋面雪荷载标准值0.2kN/m2大，故仅按屋面均布活荷载计算。

故由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值F6=γG×

g活荷载标准值×

（厂房跨度/2）=1.4×

0.5×

15=63kN，

作用于上部柱中心线外侧e0=h上/2-150=50mm处。

（二）柱和吊车梁等恒荷载

上部柱自重标准值为，故作用在牛腿顶截面处的上部柱恒荷载设计值F2=γG×

g上部柱自重标准值×

上部柱高=1.2×

4×

3.81=18.29kN。

作用于牛腿顶截面上部柱中心线处。

下部柱自重标准值为4.69kN/m2，故作用在基础顶截面处的下部柱恒荷载设计值F3=γG×

g下部柱自重标准值×

下部柱高=1.2×

4.69×

11.15=62.75kN。

作用于基础顶截面下部柱中心线处。

吊车梁自重标准值为39.5kN/根，轨道连接自重标准值为0.80kN/m2，故作用在牛腿顶截面处的吊车梁和轨道连接的恒荷载设计值F4=γG×

（g吊车梁自重标准值+6×

g轨道连接自重标准值）=1.2×

（39.5+6×

0.8）=53.16kN。

作用于牛腿顶截面下部柱中心线外侧e4=e-h下/2=750-900/2=300mm处。

上、下柱中心线距离为e=400-150=250mm。

F1、F2、F3、F4和F6的作用位置如图8所示。

图8恒荷载的作用位置

（三）吊车荷载

吊车跨度Lk=厂房跨度L-2e=30-2×

0.75=28.5m。

查《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》附录，得吊车轮压和基本尺寸：

起重量，Lk=28.5m时的吊车最大轮压标准值Pmax,k=140kN、最小轮压标准值Pmin,k=66kN、小车自重标准值G2,k=38kN、与吊车额定其中量相对应的重力标准值G3,k=100kN，吊车宽度B和轮距K：

B=6.4m，K=5.25m。

1.吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin

相邻吊车轮距=B-K=6.4-5.25=1.15m。

吊车梁支座反力影响线如图9所示。

图9吊车梁支座反力影响线

查《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》表12-1多台吊车的荷载折减系数β=0.9，由吊车梁支座反力影响线可知：

Dmax,k=βPmax,k∑yi=0.9×

140×

（0.904+0.904+0.03+0.03）=235.37kN

Dmax=γQDmax,k=1.4×

235.37=329.52kN

Dmin=Dmax×

（Pmin,k/Pmax,k）=329.52×

66/140）=155.35kN

2.吊车横向水平荷载设计值Tmax

因吊车额定起重量Q10t，故取吊车横向水平荷载系数α=0.12。

Tk=α（G2,k+G3,k）/4=0.12×

（38+100）/4=4.14kN

Tmax=Dmax×

（Tk/Pmax,k）=329.52×

（4.14/140）=9.74kN

（四）风荷载

1.作用在柱顶处的集中风荷载设计值——W

这时风荷载的高度变化系数μZ按檐口离室外地坪的高度0.15+柱顶标高13.81+屋架端部高度1.5=15.46m来计算。

查《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》表10-4风压高度变化系数：

离地面15m时，μZ=1.14；

离地面20m时，μZ=1.25，用插入法，知μZ=1.14+（1.25-1.14）/（20-15）×

（15.46-15）=1.15。

由图1知，h1=h2=1.5m，查《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》表10-5风荷载体形系数，该厂房的风荷载体形系数如图10所示。

——Wkh1h2μZB=1.15

kN

——WγQ——WkkN

图10风荷载体形系数

2.沿排架柱高度作用的均布风荷载设、计值q1、q2

这时风荷载的高度变化系数μZ按柱顶离室外地坪的高度0.15+柱顶标高13.81=13.96m来计算。

μZ=1+（1.14-1.0）/（15-10）×

（13.96-10）=1.11。

q1=γQμsμZW0B=1.4×

0.8×

1.11×

0.3×

6=2.24kN/m（压力）

q2=γQμsμZW0B=1.4×

6=1.40kN/m（吸力）

五、力分析

力分析时所取得荷载值都是设计值，故得到的力值都是力设计值。

（一）屋盖荷载作用下的力分析

1.屋盖集中恒荷载F1作用下的力分析

M1=F1×

e0=129.6×

0.05=6.48kN•m。

由图7排架柱的截面尺寸知n=Iu/Il=21.3/195.38=0.109，λ=Hu/H=3.81/14.96=

0.255，查《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》附图9-2柱顶力矩作用下系数C1的数值，得C1=2.13。

按公式计算：

C1=1.5×

=1.5×

=2.02

可见与查附图9-2所得接近，取C1=2.02。

R=（M1/H）×

C1=（6.48/14.96）×

2.02=0.88kN

2.屋盖集中活荷载F6作用下的力分析

M6=F6×

e0=63×

0.05=3.15kN•m

R=（M6/H）×

C1=（3.15/14.96）×

2.02=0.43kN

在F1、F6分别作用下的排架柱弯矩图、轴向力图和柱底剪力图，分别如图11（a）和（b）所示。

图中标出的力值是指控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面的力设计值。

弯矩以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。

（a）屋盖恒荷载作用下的力图

（b）屋盖活荷载作用下的力图

图11屋盖荷载作用下的力图

（二）柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的力分析

按悬臂柱来分析。

其对排架柱底部产生的弯矩和轴向力为：

M=F4×

e4-F2×

0.25=53.16×

0.3-18.29×

0.25=+11.38kN•m

N=F2+F3+F4=18.29+53.16+62.75=134.2kN。

其对排架柱产生的弯矩和轴力图如图12所示。

图12柱自重及吊车梁等作用下的的力图

（三）吊车荷载作用下的力分析

1.Dmax作用在A柱，Dmin作用在B柱时A柱的力分析

Mmax=Dmax×

e4=329.52×

0.3=98.86kN•m

Mmin=Dmin×

e4=155.35×

0.3=46.61kN•m

这里的偏心距e4是指吊车轨道中心线至下部柱截面形心的水平距离。

A柱顶的不动支点反力，查《混凝土结构与砌体结构设计（中册）》附图9-3力矩作用在牛腿顶面时系数C3的数值，得C1=1.24。

C3=1.5×

=1.24，取C3=1.24。

A柱顶的不动支点反力RA=（Mmax/H）×

C3=（98.86/14.96）×

1.24=8.19kN（←）

B柱顶的不动支点反力RB=（Mmin/H）×

C3=（46.61/14.96）×

1.24=-3.86kN（→）

A柱顶水平剪力VA=RA+（-RA-RB）/2=8.19+（-8.19+3.86）/2=6.03kN（←）

B柱顶水平剪力VB=RB+（-RA-RB）/2=