单厂结构课程设计(宁波大学).doc
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宁波大学
课程设计计算书
（混凝土单层工业厂房结构设计）
指导教师李辉
班级土木081
姓名张成初
学号084774135
2011年04月
混凝土单厂结构设计
一、设计任务及资料
本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为24米，柱距6米，长60米，跨内设有10吨，中级工作制吊车（A4）一台，轨顶标高须不低于8.1米，采用纵墙开窗方案。
该厂房所在地区基本风压0.6KN/㎡，地面粗糙度B类；基本雪压0.6KN/㎡。
该地区工程地质条件良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，层厚6米，地基承载力特征值200KN/㎡，常年地下水位-5米以下。
抗震设防烈度为6度，不进行抗震计算，按构造设防。
建筑平剖面图如下:
二、确定做法并选型：
1、屋面为二毡三油防水层上铺小豆石作法（0.35KN/m2），下为20mm厚水泥砂浆找平层（0.4KN/m2），80mm厚加气混凝土保温层（0.65KN/m2），6m预应力混凝土大型屋面板（1.5KN/m2），算得包括屋盖支撑（0.07KN/m2）在内的屋面死载为2.97KN/m2。
可变荷载的标准值为基本雪压0.6KN/m2。
2、屋面荷载设计值
q=1.35×2.97+1.4×0.6×0.7=4.6KN/m2，
q=1.2×2.97+1.4×0.6=4.404KN/m2，
故取q=4.6KN/m2。
由于跨度为24m,可考虑不设天窗，排水方式选择两端外天沟排水，故采用24m跨折线形预应力混凝土屋架，屋架型号为YWJ24-1Ba。
每榀屋架重力荷载为121.7KN/m2。
3、根据轨顶标高要求选择柱子，采用上柱buhu=400mm×400mm，
下柱b×h×bf×hf=400mm×800mm×162.5mm×100mm
柱子有关参数如下表：
柱子参数（H=11.5m，Hu=3.6m，Hl=7.9m）
参数
A（B）柱
Au（mm2）
1.6×105
Iu（mm4）
2.13×109
Al（mm2）
1.775×105
Il（mm4）
14.38×109
λ=Hu/H
0.313>0.3
n=Iu/Il
0.148
ηi
0.5
自重重力荷载（KN）
（包括牛腿）
上柱P2A=P2B=14.40KN
下柱P3A=P3B=48.22KN
三、荷载计算
1、屋面死载
上柱P1A=P1B=2.97×6×（12+0.77）+121.7/2=288.41KN
M1A=M1B=P1Ae1A=288.41×0.05=14.42KN·m
M2A=M2B=P1Ae2=288.41×0.20=57.68KN·m
2、屋面可变荷载（取0.06KN/m2作用于一跨）
P1A=P1B=0.6×6×（12+0.77）=45.97KN
M1A=M1B=P1Ae1A=45.97×0.05=2.30KN·m
M2A=M2B=P1Ae2=45.97×0.20=9.19KN·m
3、柱自重重力荷载
柱选用BZ624c-4A，自重6.39t
P2A=P2B=0.16×3.6×25=14.40KN
M2A=M2B=P2Ae2=14.40×0.20=2.88KN·m
P3A=P3B=63.90－14.40=45.25KN
4、吊车梁及轨道连接重力荷载
吊车梁选用DL-6B,自重2.82t
P4A=P4B=28.20+0.81×6=33.06KN，
M4A=M4B=P4Ae4=33.06×0.35=11.57KN·m
5、吊车荷载
1）吊车主要参数
吊车吨位
Q（KN）
吊车宽度B（mm）
轮距K（mm）
Pmax（KN）
Pmin（KN）
Q1（KN）
10
100
5550
4400
125
47
39
2）吊车竖向荷载的标准值
Dmax=125×（1+0.267）=158.33KN
Dmin=47×（1+0.267）=59.55KN
a．当Dmax在A柱：
施加于A柱的P4A=N=158.33KN，M4A=M=158.33×0.35=55.42KN·m
施加于B柱的P4A=N=59.55KN，M4A=M=59.55×0.35=20.84KN·m
b．当Dmin在A柱：
施加于A柱的P4A=N=59.55KN，M4A=M=59.55×0.35=20.84KN·m
施加于B柱的P4A=N=158.33KN，M4A=M=158.33×0.35=55.42KN·m
c．吊车横向水平荷载
一台10t吊车作用时，T=0.12×（100+39）/4=4.17KN
Tmax=4.17×（1+0.267）=5.28KN
6、风荷载
1）求μz
柱顶处（按离地面10.8m计），求得μz=1.0224。
檐口处（柱顶及以上各部分风荷载均可近似以平均离地高度12.285m计），μz=1.06398。
2）求μs和各部分的qik
qik=Dwk=Dμsμzw0=6×0.6μsμz=3.6μsμz
qik值计算
q
q1
q2
q3
q4
q5
q6
μz
1.0224
1.06398
1.06398
1.06398
1.06398
1.06398
μs
0.8
0.5
0.8
0.5
0.6
0.5
qik
2.94
1.84
3.06
1.92
2.30
1.92
作用长度
1.18
1.18
1.79
1.79
方向
3）求q1、q2和Fw的设计值
q1=γQq1k=1.4×2.94=4.12KN/m
q2=γQq2k=1.4×1.84=2.58KN/m
Fw=γQ[1.18（q3k+q4k）+1.79（-q5k+q6k）]=1.4×[1.18（3.06+1.92）+1.79（-2.30+1.92）]=7.27KN
荷载汇总表
荷载类型
简图
A（B）柱
N（KN）
M（KN·m）
死载
P1A=288.41KN
P2A=14.40KN（上柱）
P2A+P4A=47.46KN（下柱）
P3A=49.50KN
M1A=14.42KN·m
M2A=57.68+2.88－11.57=48.99KN·m
屋面活载
P1A=45.97KN
M1A=2.30KN·m
M2A=9.19KN·m
吊车竖向
荷载
Dmax在A柱
P4A=158.33KN
Dmin在A柱
P4A=59.55KN
M4A=55.42KN·m
M4A=20.84KN·m
吊车横向
荷载
Tmax=5.28KN
风荷载
q1=4.12KN/m
q2=2.58KN/m
Fw=7.27KN
A柱内力汇总表
荷载
类型
序号
简图
M（KN·m）
V（KN）
N（KN）
Ⅰ—Ⅰ
Ⅱ—Ⅱ
Ⅲ—Ⅲ
M
（KN·m）
N
（KN）
M
（KN·m）
N
（KN）
M
（KN·m）
N
（KN）
V
（KN）
死载
1
12.22
302.81
-36.77
335.87
21.69
385.37
7.40
屋面
活载
2
2.45
45.97
-6.74
45.97
3.69
45.97
1.32
吊车竖向荷载
Dmax在A柱
3a
-19.94
0
35.48
158.33
-8.29
158.33
-5.54
Dmin在A柱
3b
-7.49
0
13.35
59.55
-3.08
59.55
-2.08
吊车横向水平荷载
4
±4.75
0
±4.75
0
±46.46
0
±5.28
风荷载
向
右
吹
5a
28.93
0
28.93
0
279.57
0
48.00
向左吹
5b
-46.39
0
-46.39
0
-247.08
0
-36.32
A柱内力组合表
截面
组合目的
被组合内力项序号
M
（KN·m）
N
（KN）
V
（KN）
Ⅰ—Ⅰ
+Mmax，相应N
1.2
（1）+0.9×1.4×[
（2）+（5a）]
54.20
421.29
-Mmax，相应N
1.2
（1）+0.9×1.4×[（3a）+（4）+（5b）]
-74.90
363.37
Nmax，相应±Mmax
1.2
（1）+0.9×1.4×[
（2）+（3a）+（4）+（5b）]
-71.81
421.29
Nmin，相应±Mmax
1.2
（1）+0.9×1.4×[（3b）+（4）+（5b）]
-74.90
363.37
Ⅱ—Ⅱ
+Mmax，相应N
1.2
（1）+0.9×1.4×[（3a）+（4）+（5a）]
43.02
602.54
-Mmax，相应N
1.2
（1）+0.9×1.4×[
（2）+（5b）]
-111.07
460.97
Nmax，相应±Mmax
1.2
（1）+0.9×1.4×[
（2）+（3a）+（4）+（5a）]
34.53
660.46
Nmin，相应±Mmax
1.2
（1）+0.9×1.4×（5b）
-102.58
344.59
Ⅲ—Ⅲ
+Mmax，相应N
1.2
（1）+0.9×1.4×[
（2）+（3b）+（4）+（5a）]
437.59
595.40
75.06
-Mmax，相应N
1.2
（1）+0.9×1.4×[（3a）+（4）+（5b）]
-354.28
661.94
-50.52
Nmax，相应±Mmax
1.2
（1）+0.9×1.4×[
（2）+（3a）+（4）+（5a）]
431.03
719.86
70.70
Nmin，相应±Mmax
1.2
（1）+0.9×1.4×（5a）
378.29
462.44
69.36
四、柱的配筋计算
材料：
混凝土C30，fc=14.3N/mm2，ftk=2.01N/mm2，ft=1.43N/mm2
钢筋（HRB335）fy=f‘y=300N/mm2
箍筋（HPB235）fy=210N/mm2，Es=2.0×105N/mm2（HRB335）
柱截面参数：
上柱Ⅰ
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