单层厂房课程设计84046范本模板.docx
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单层厂房课程设计84046范本模板
单层工业厂房结构课程设计计算书
一．设计资料
1.某金工车间，单跨无天窗厂房,厂房跨度L=21m,柱距为6m,车间总长度为150m，中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示：
2.车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为200/50kN.
3.吊车轨顶标高为9。
0m。
4.建筑地点：
哈尔滨市郊。
5.地基：
地基持力层为e及IL均小于0。
85的粘性层（弱冻胀土），地基承载力特征值为fak=180kN/m2。
标准冻深为:
-2。
0m.
6.材料：
混凝土强度等级为C30，纵向钢筋采用HRB400级，（360N/mm2）箍筋采用HPB300级。
（270N/mm2）
二。
选用结构形式
1.屋面板采用大型预应力屋面板，其自重标准值（包括灌缝在内）为1.4kN/m2.
2.屋架采用G415
（二）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为21m，端部高度为2。
3m,跨中高度为33。
5m，自重标准值为83.0kN。
3.吊车梁高度为0。
9m，自重30.4kN；轨道与垫层垫板总高度为184mm，自重0.8kN/m。
4.柱下独立基础：
采用锥形杯口基础。
三、柱的各部分尺寸及几何参数
采用预制钢筋混凝土柱
轨道与垫层垫板总高,吊车梁高,故
牛腿顶面标高=轨顶标高
由附录12查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为,考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为，故柱顶标高=
基础顶面至室外地坪的距离取，则
基础顶面至室内地坪的高度为，故
从基础顶面算起的柱高，
上部柱高
下部柱高
上部柱采用矩形截面;
下部柱采用Ⅰ型截面。
上柱：
（）
下柱:
上柱：
下柱：
图1厂房计算简图及柱截面尺寸
四．荷载计算
1。
恒荷载
（1）屋盖恒荷载
SBS防水层
20mm厚水泥砂浆找平层
100mm厚水泥珍珠岩保温层
隔气层
20mm厚水泥砂浆找平层
大型预应力屋面板（包括灌缝重）
总1
屋架
则作用屋架一段作用于柱顶的自重为:
作用于上部柱中心线外侧处。
（2）柱和吊车梁等恒荷载
上柱：
作用在牛腿顶截面处；
下柱：
作用在基础顶截面处；
吊车梁及轨道自重：
2.屋面活荷载
由《荷载规范》查得屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载0.75kN/m2（50年一遇），故考虑雪荷载。
作用于上部柱中心线外侧e0=50mm处.
3。
风荷载
由《荷载规范》查得哈尔滨地区基本风压为
ω0=0.50kN
柱顶处集中风荷载风压高度变化系数（按B类地面粗糙度取）按檐口离室外地坪的高度来计算。
查表可得离地面时,,离地面时，，用插入法，可得
柱顶处均布风荷载风压高度变化系数（按B类地面粗糙度取）按柱顶离室外地坪的高度来计算。
同理可得
风荷载标准值：
则作用于排架上的风荷载设计值为：
（屋面坡度为1/10）
故
风荷载作用下的计算简图如下图：
图2风荷载作用下计算简图
4.吊车荷载
吊车跨度
查附录12，得Q=20/5t,Lk=19。
5m时的吊车最大轮压标准值Pmax，k、最小轮压标准值Pmin，k、小车自重标准值G2，k以及吊车额定起重量相对应的重力标准值G3，k：
Pmax，k=205kN，Pmin，k=45kN，G2，k=75kN，G3，k=200kN
并查得吊车宽度B和轮距K：
B=5.55m，K=4。
40m
（1）吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin
由图所示的吊车梁支座影响线知
（2）吊车横向水平荷载设计值Tmax
五．内力分析
1、屋盖荷载作用下的内力分析
（1）屋盖集中恒荷载F1作用下的内力分析
柱顶不动点反力
由于n=0.109，=0.284则代入公式
则
（2）屋盖集中活荷载F6作用下的内力分析
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如下，图中标注出的内力值是指控制截面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ和Ⅲ—Ⅲ截面的内力设计值.弯矩以使排架柱外侧受拉为正,反之为负；柱底剪力以向左为正、向右为负。
<1>屋盖恒荷载作用下的内力图<2>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，其对排架产生的弯矩和轴向力如下图所示：
3、吊车荷载作用下的内力分
（1）Dmax作用在A柱，Dmin作用在B柱时，A柱的内力分析
Mmax=Dmaxe=555.345×（0。
75—0。
45）=166.6kNm
Mmin=Dmine=121.91×（0。
75—0。
45）=36。
57kNm
这里的偏心距e是指吊车轨道中心至下部柱截面形心的水平距离。
A柱顶的不动支点反力，代入公式得:
A柱顶不动支点反力
A柱顶不动支点反力
A柱顶水平剪力：
A柱顶水平剪力:
内力图示如下图（a）
（2）Dmin作用在A柱，Dmax作用在B柱时的内力分析
此时，A柱顶剪力与Dmax作用在A柱时相同，也是VA=9。
31kN（←）故可得内力值，示于下图（b）
（3）在Tmax作用下的内力分析
Tmax至牛腿顶面的距离0.9+0。
184=1.084m；
Tmax至柱底的距离为9+0。
15+1.0=10。
15。
因A柱和B柱相同，受力也相同,故柱顶位移相同，没有柱顶剪力,故A柱的内力如下图（c）
4、风荷载作用下A柱的内力分析
左风时，在q1、q2作用下的柱顶不动铰支座反力，代入计算公式:
不动铰支座反力：
（←）
（←）
A柱顶水平剪力：
（→）
（→）
故左风和右风是，A柱的内力图分别示于下图（a）和（b）
六．内力组合
单跨排架的A柱与B柱承受荷载的情况相同，故仅对A柱在各种荷载作
用下的内力进行组合。
表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表，表2为A柱承载力极限状态荷载效应的基本组合,表3为A柱正常使用极限状态荷载效应的标准组合及准永久组合。
表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表
荷载种类
恒荷载
屋面活荷载
风荷载
吊车荷载
左风
右风
T（→）
T（←）
荷载编号
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ—Ⅰ
—5.135
-1.51
36.93
—48.43
—33.52
-33.52
20.18
—20.18
272。
98
75.6
—4.28
-1。
08
26。
38
—34。
59
-23.94
-23.94
14。
42
—14.42
227.48
54.0
Ⅱ-Ⅱ
3.205
—1.51
36。
93
—48。
43
133。
08
0。
004
20.18
-20。
18
297.9
75。
6
555。
35
121。
91
2。
67
—1。
08
26。
38
-34.59
95.06
0
14.42
—14。
42
248。
25
54。
0
396.69
87.08
Ⅲ-Ⅲ
22.42
4。
20
332.81
-297.43
48。
6
—81。
9
188。
99
-188.99
366。
23
75。
6
555.35
121。
91
2。
12
0.63
48。
63
-37.48
—9。
31
-9.31
18.62
—18.62
18。
68
3.0
237.72
-212。
45
34.71
-58.5
134。
99
-134。
99
305。
19
54.0
396。
68
87.08
1。
77
0.45
34。
74
—26。
77
—6.65
-6.65
13。
3
—13。
3
注:
（1）内力的单位是kN·m，轴力的单位是kN，剪力的单位是kN；
（2）表中弯矩和剪力符号对杆端以顺时针为正,轴向力以压为正；
（3）表中第1项恒荷载包括屋盖自重、柱自重、吊车梁及轨道自重；
（4）组合时第3项与第4项、第5项与第6项、第7项与第八项二者不能同时组合；
（5）有T作用时候必须有Dmax或Dmin同时作用。
表2为A柱承载力极限状态荷载效应的基本组合
组合
荷载
组合内
力名称
Ⅰ—Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
由可变荷载效应控制的组合
（简化规则）
1+0。
9（2+3）
1+0。
9（3+5+7）
1+0.9（2+3+5+7）
26。
74
341.02
174.38
797.72
539.56
934.09
54。
83
1+0.9（4+6+8）
1+0。
9（2+4+6+8）
1+0。
9（4+6+8）
-97。
05
272。
98
—59.91
475。
66
—489。
67
475.92
-56。
75
1+0。
9（2+4+6+8）
1+0.9（2+3+5+7）
1+0.9（2+3+5+7）
—98.41
341.02
172.84
865.76
539。
56
934。
09
54。
83
1+0。
9（4+6+8）
1+0。
9（4+6+8）
1+0.9（4+6+8）
—97。
05
272。
98
—58.84
407。
62
—489.07
475。
95
-56.75
注：
由永久荷载效应控制的组合：
其组合值不是最不利,计算从略。
七．柱子设计
1。
上柱配筋计算
从表2中选取两组最不利的内力
M1=-97.05kN·m;N1=272.98kN。
M2=-98。
41N·m；N2=341。
02kN。
（1）先按M1，N1计算
l0/h=2×3600/400=18>5,故需要考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，偏心距为：
e0=M1/N1=97。
05/272。
98=0。
356m
ea=h/30=400/30=13.33mm≤20mm，取20mm
ei=e0+ea=356+20=376mm
ζc=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.6×105/（272。
98×103）=4。
19>1.0
取ζc=1。
0
则e=ηsei+h/2—as=1。
21×376+400/2—40=614.96mm
ζb=0.518
N≤ɑ1fcbh0ζ
ζ=N/（ɑ1fcbh0）=272.98×103/（1。
0×14。
3×400×360）=0.132〈ζb
ζh0=0.132×360=47.52mm<2as’=80mm
不满足则取x=2as’=80mm来计算,
e'=ηsei-h/2+as’=1。
21×376-400/2+40=294。
96mm
选用320,，故截面一侧钢筋截面面积
；同时柱截面总配筋
.
（2）再按M2,N2计算（M2=—98。
41N·m；N2=341.02kN）
e0=M2/N2=98.41/341.02=0。
289m
ea=h/30=400/30=13。
33mm≤20mm，取20mm
ei=e0+ea=289+20=309mm
ζc=0。
5fcA/N=0。
5×14。
3×1。
6×105/（341.02×103）=3.35〉1。
0
取ζc=1。
0
则e=ηsei+h/2—as=1.25×309+400/2—40=546.25mm
ζb=0.518
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