杭州市郊区单层厂房结构设计.docx

杭州市郊区单层厂房结构设计.docx

《杭州市郊区单层厂房结构设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《杭州市郊区单层厂房结构设计.docx（52页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

杭州市郊区单层厂房结构设计

市郊区单层厂房结构设计

一、设计题目

市郊区XXX厂装配车间。

二、设计资料

1•该车间抗震设防烈度为6度。

2.该车间为单跨车间：

跨度21m,柱距6m,总长156m；中间设一道伸缩缝，柱顶标高12.00m,轨顶标高9.60m。

考虑基础顶面为-0.5m。

3.车间跨设有2台150/50kN中级工作制吊车，其参数见下表。

表2.11吊车参数（起重机厂）

起重量

桥跨

取大轮压

小车重

轮距

大车宽

额定起重量

吊车总重

kN

Lk/m

PmaJkN

Q/kN

K/m

B/m

P/kN

Q/kN

150/50

19.5

160

60.7

4.4

5.6

150

254

4.根据工程地质勘探报告，可选编号③的层土为持力层（粉质粘土），其深度距地表面1m

2

左右，厚度约在5~8m,承载力修正后的特征值fa=140kN/m，常年平均地下水稳定在地面下

3m处。

2

5.屋面：

三毡四油防水层上铺小石子（自重标准值：

0.4kN/m2）；

20mm厚水泥混合砂浆找平层（自重标准值：

20kN/m2）；

100mm厚水泥珍珠岩制品保温层（自重标准值：

4kN/m2）；

预应力混凝土大型屋面板。

另：

屋面均布荷载标准值为0.5kN/m2。

6.墙体：

240mm厚清水墙（自重标准值：

5.19kN/m2）,每柱距均有钢窗（或门）（自重标准

2

值：

0.45kN/m2），钢窗宽2.4m。

7.标准构件选用：

（1）预应力混凝土大型屋面板采用G410（—）标准图集，其板重（包括灌缝）标准值为

1.35kN/m。

（2）屋架采用CG423标准图集中的预应力混凝土折线形屋架（适用于卷材防水屋面），自重

标准值为74kN。

屋面支撑的自重标准值为0.05kN/m2,天沟及雨水的自重标准值为20kN/m2。

（3）吊车梁采用G425标准图集中的预应力混凝土吊车梁，梁高1000mm自重标准值34.8kN，轨道及零件自重标准值0.82kN/m，轨道构造高度200mm。

8.材料：

柱采用C20混凝土，受力主筋用HRB400级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋；基础采

用C15混凝土；钢筋用HPB235级钢筋。

9.设计依据：

现行的《荷载规》、《混凝土结构设计规》等。

10.风荷载：

基本风压值30=0.5kN/m2，地面粗糙度为C类，查表10m与15m高度处卩z均

2

为0.74kN/m2。

风载体型系数注于下图中：

QIXII」2lnH

±0.000

g

?

F.l/r..-l8..l<-K.r..匚-m

三、柱截面选定和排架计算简图

1.柱截面尺寸的确定

（1）根据建筑剖面，考虑基础顶面为-0.5m，并参考附表6、附表7,确定各柱截面尺寸为：

A轴：

上柱（矩形）：

bh400mm400mm；

下柱（工字形）：

bhhf400mm900mm150mm；

B轴：

上柱（矩形）：

bh400mm400mm；

下柱（工字形）：

bhhf400mm900mm150mm；

（2）各柱的截面惯性矩为：

9494

A轴柱：

上柱I1A2.1310mm，下柱La19.5410mm；

B轴柱：

上柱l1B2.13109mm4，下柱12B19.54109mm4。

2.计算简图

H212（0.5）12.5（m）

H1129.60.213.6（m）

排架计算简图

四、荷载计算

以下荷载计算均为标准值。

1.永久荷载（恒载）

（1）A/B轴柱承受的恒载：

①由屋盖传下的G1A:

三毡四油小石子防水

0.4

6

21

2

25.2（kN）

20mm厚水泥混合砂浆找平

200.02

6

21

2

25.2（kN）

100mm厚水泥珍珠岩制品保温

40.16

21

2

25.2（kN）

屋面板自重（包括灌缝）

1.35

6

21

2

85.05（kN）

屋盖支撑系统自重

0.05

6

21

2

3.15（kN）

屋架自重

74

2

37（kN）

屋檐天沟及雨水

20（kN）

G1A220.8kN

如右图所示，G1A对上柱中心线的偏心距:

e）A20015050（mm）

②吊车梁及轨道重G2A:

G2A34.80.82639.72（kN）

如下图所示，G2A对下柱中心线的偏心距:

e2A750900300（mm）

50

r

£

2

A轴柱承受的荷载简图

③柱自重：

包括上柱重与下柱重。

上柱重：

GA上0.40.43.62514.4（kN）

Ga上对下柱中心线的偏心距

900400

22

250（mm）

下柱重GaT47.4kN（具体计算略）

（2）恒载作用下的计算简图如下图所示

G1G3Ga220.8kN

MiM3GiaeiA220.80.0511.04（kNm）

G2G4G2AGA上39.7214.454.12（kN）

M2M4（G1AGa上）eAG2Ae2A

（220.814.4）0.2539.720.346.88（kN/m）

恒载计算简图

2.屋面活载

屋面均布活载标准值为0.5kN/m2,并通过屋架支点传给柱:

21

A轴柱顶：

Q110.5631.5（kN）

2

活载作用下的计算简图如下图所示。

M5M7Q11e1A31.50.051.58（kN/m）

M6M8Q11eA31.50.257.88（kN/m）

屋面活载计算简图

3.吊车荷载

（1）吊车竖向荷载：

二台150/50kN吊车，位置如右图所示。

Pmax160kN

Pmin

0.5

（254

150）160

42kN

Dmax

160

（1

0.44.8

1.6

）341.3kN

6

D

min

Dma）

P

min

-341.3

42

89.6kN

Pmax

160

计算简图如下图所示。

当Dmax在A柱有:

M9Dmaxe2A

341.30.3102.39kN

M10

Dmine2A

89.60.326.88kN

4,4ni

車伽1

Pw

p,

PIKKPtl

f

Jj

L

「）*

1

¥

6.0m

支座反力影响线

L6

6

吊车竖向荷载计算简图

（2）吊车水平荷载

每个轮子

T

Tmax

（QQi）

4

O'（15060.7）5.27kN

4

max

527

341.311.24kN

160

计算简图如下图所示。

吊车水平荷载计算简图

4.风荷载

2

基本风压30=0.5kN/m，风载体型系数s如设计资料图中所示。

高度变化系数z（地面粗糙度为C类）的计算：

由柱顶离地面（即室外地坪）的高度

120.1512.15（m）

查表可得z0.74

屋面平均高度为

15.412

12.1513.85（m）

查表可得z0.74

（1）左风：

柱顶集中力：

Fw160.740.5（1.60.81.80.61.80.51.60.5）4.22（kN）

均布荷载：

q160.740.80.51.78（kN/m）

q260.740.50.51.11（kN/m）

（2）右风：

由于结构对称，所以在右风作用下的风荷载与左风作用时左右对称。

风荷载作用计算简图如下图所示。

■r”」3?

ti

风荷载计算简图

五、力分析（剪力分配法计算）

3.6

125

1.剪力分配系数n

丄

C3

H；

1

柱号

n

0.31.

1—1

n

i

I2

Ec12C0

1

i

A柱

11A

2.13

109

0.11

2.51

109

H23

0.5

12A

19.54

109

19.542.50.

Ec

B柱

11A

2.13

109

0.11

2.51

109

H23

0.5

12A

19.54

109

19.542.50.

Ec

Hi

H

2

0.288

2.恒载作用下的力

（1）恒载作用计算简图如下图所示。

=0.288,H212.5m。

柱号

M/kNm

nh

n—

12

121丄

C1m1n

21311

n

R—C1/kNH2

A柱

M111.04

0.11

2.10

1.85

B柱

M311.04

0.11

2.10

-1.85

柱号

M/kNm

nI1n

I2

C32

12

R—C3/kN

H2

彳31彳

1-1n

A柱

M2

46.88

0.11

1.15

4.31

B柱

m4

46.88

0.11

1.15

-4.31

（2）各柱铰支座反力R:

A柱铰支座反力

Ra1.854.316.16kN

B柱铰支座反力

RB1.854.316.16kN

RRaRb6.166.160

（3）各柱顶剪力的计算

VaaRRa0.506.166.16kN

VBBRRb0.506.166.16kN

（4）MkNm图见下图。

uh

（5）NkN图见下图。

G2=54.

（6）剪力图略。

3.屋面活载作用下的力:

（1）计算简图如下图所示。

=0.288,H212.5m。

柱号

M/kNm

nI1

n—

I2

121-

C13n

121311

n

RJ^G/kN

H2

A柱

Ms1.58

0.11

2.10

0.27

B柱

M71.58

0.11

2.10

-0.27

柱号

M/kNm

nhn

I2

C31

12

R—C3/kN

H2

d31彳

1-1n

A柱

M67.88

0.11

1.15

0.72

B柱

M87.88

0.11

1.15

-0.72

（2）各柱铰支座反力R:

A柱铰支座反力

Ra0.270.720.99kN

B柱铰支座反力

Rb0.270.720.99kN

RRARB0.990.990

（3）各柱顶剪力：

VA

AR

RA

0.500.99

0.99

kN

VB

BR

RB

0.500.99

0.99

kN

（4）

MkNm图见下图。

1,58

158

B；

（5）N图、V图略。

4.吊车竖向荷载作用下的力

（1）当Dmax作用在A轴柱时

①计算简图如下图所示。

=0.288，H212.5m。

nI1

n—

12

c312

cM/|K|

柱号

M/kNm

3213丄1

n

R—C3/kN

H2

A柱

M9102.39

0.11

1.15

-9.42

B柱

M1026.88

0.11

1.15

2.47

②各柱顶剪力的计算:

R

RaRb

9.42

2.47

6.95

kN

Va

aRRa

0.5

6.95

9.42

5.95kN

Vb

bRRb

0.5

6.95

2.47

5.95kN

③MkNm图见下图。

④N图、V图略。

（2）当Dmax作用在B轴柱时，由于结构左右对称，其力图与Dmax作用在A轴柱时左右

对称。

5.吊车水平荷载作用下的力

①计算简图如下图所示。

0.288，y36100.72。

3.6

柱号

T/kN

nI1

n—

12

30.243

22.10.1

C5/

213-1

n

RTC5kN

A柱

11.24

0.11

0.61

6.86

B柱

11.24

0.11

0.61

6.86

②

各柱顶剪力：

R

RaRb6.866.8613.72kN

Va

aRRa0.513.726.860

VbbRRb0.513.726.860

③MkNm图见下图。

④N图、V图略。

6.风荷载作用下的力

（1）左风载作用下的力

①计算简图如下图所示。

=0.288,H212.5m,Fw14.22kN。

柱号

均布q/kN/m

nI1

n—

12

314-1

Cn

81311

n

RqH2C11/kN

A柱

-1.78

0.11

0.332

-7.39

B柱

-1.11

0.11

0.332

-4.61

②

各柱顶剪力:

R

Fw1RA

Rb4.227.394.61

16.22kN

Va

ARRa

0.516.22

7.39

0.72kN

Vb

BRRb

0.516.22

4.61

3.50kN

③MkNm图见下图。

（2）右风载作用下，由于结构左右对称，其力图与左风载作用时对称。

六、力组合

因该结构为对称结构，故只对A轴柱进行计算分析。

载风

风右

g

qail.J

1

^yl-

o

or-C9-

o

7403一

o

003nil-

风左

f

n

31三

o

03三

o

600041

o

zy

2

车吊

载荷平水

e

訂一

二

4Z11+-

o

4Zn+-

o

002m±

o

4ZHJ—+-

■■!

!

-1*

r

载荷向竖车吊

fib在当CT1

d

-f!

f6UTi\寸

-it

24lz-

o

645

6^yoo

n_5%-

6

595一

r.,.7

f一

?

K

柱A在&

c

--11

-

Er

24lz-

o

zyHU8

3.40

2U002

3n!

O

595一

£«

-疫.tt■.亠

=Hri

-

\

载活面屋

b

」

oau1

5.3

095一

5y3

vtD2

5n1

09o

r

载恒

a

纟MJ—

2^.52

彳mo-

9?

4N

ooon^1

3C2T0

616

s

i

EIfs

=s

类种载荷

号编

图力

?

k（m

h$\N

））.CNkeM

）kN

h$\N

及号柱

I

n

m

4向正

-I

-n

-rn

正

面截制控

值准标{力柱轴A

d或c取要定一则e取果如且并，一之中其取能只g与fd与C中合组②h衷GQO^y90一_=0-Xmul一004+）^^0MC^80o^UOJLX69d1一一If,hXJD一f,b/（+h0b-f『-a_N柱上

VM应相及卩m

值数

38HU5一

2552

54-006一

9t4N

carocomm

4—«/AO1

35T<0

35T<0

GJDOCaK）

315N

项合组

9oxxy一\）6+CL9o4HI

-——nd」1-

5—-2C1/、一

£L45——^au1

VM应相及XN

值数

41Ion!

400ONTO

03057

14O«My—

5454—

08OOAb

7459D

605-

2ynul

项合组

MlHfaio—

\|6+CLyo

5—+3Z1

\l6+CLyo

5—HyN1

VN应相及XM-

值数

380U5一

255N

100OAO-

001

TAO-520-

5956N-

ly<3t

oooo

C7I5T0-

14-55_2-

项合组

9o\tg一）6J4o—

-n」

9?

ky—^ye—^dLyo

41~baio

9ov^—9+）6~d-jCDJ45——^du5—

VM应相及朋+

值数

TAO.3

39MAZ3

36ODO

39MA06

OQU

9/5ZA02

0Q450T00

O15ZA4O

opo504

lu540

项合组

9oX）T+

o—1

\1^D-zv-^cvf■4・

~d"^1

9>11-丨？

—hr丁ITI

9oVTJr~d

力

h衷\N

b^nk（m

h衷\N

b?

kcm

bNkk

h衷\N

hk甘

h衷\v

hkV

面截

-

I

I

-

n

m

-m

X^Dkkau^04/--D4^H4CX8OoXR4xb9Xu1一一h0b店c1_a_N柱上:

筋配称对用采柱且，制控应效载荷变可由为虑考均时合组力面截各柱该①：

注

表合组力柱护

七、柱设计（A轴柱）

1.设计资料

截面尺寸：

上柱，矩形，b400mm,h400mm

下柱，工字型，b100mm,h900mm；bfbf'400mm,hfhf'150mm

材料等级：

混凝土C20,fc9.6N/mm2

2

钢筋HRB400级fyfy'360N/mm

钢筋HPB235级fyfy'210N/mnf

计算长度：

查附表4。

排架方向：

上柱,

I。

2.0Hu2.03.67.2m

下柱，I。

1.0Hl

1.08.98.9m

（当不考虑吊车荷载时：

Io1.5H1.512.518.75m）

垂直排架方向：

上柱：

l01.25Hu1.253.64.5m

下柱：

I00.8Hu0.88.97.12m

配筋计算

2.

（1）

上柱（1-1截面）：

从力组合表中可知，各组力均为大偏压

（NNb,Nb716.08kN）。

由N与M的相关性可以确定M:

彳；；83^“为该截面所

需配筋最多的力，即控制力。

N

1fcb

235.2103

1.09.6400

61.25mm

2as'24080mm

取x80mm，

h0

has

400

40

360mm

|M|

50.83

106

216.11

e0

mm

N

235.2

103

h

400

取

—

13.33

mm

20mm，

30

30

0.3h00.3360108mm

20mm；

ee°ea216.1120236.11mm

lo7200h400为此，应该计算

1815

的值：

5.0

21.15

。

.哙

1.15

0.01

180.97

1

1400ei/h0

1821.00.97…

1.341400236.11/360

h

e'eas

2s

1.34

236.11

400

40156.39mm

2

As'As

Ne'

235.2

3

10g319.29mm2

yh0as

36036040

Q该截面此刻为大偏压

A'smin0.25%A0.0025400400400mm2319.29mm2

选配2C18（人'A509mm2）。

（2）下柱（n-n截面和川-川截面）：

从力组合表中可知，各组力均属大偏压

（NNb,Nb859.66kN）。

其M与N的数值如下：

M

86.83kNm

M

81.81kNm

M

73.30kNm

M

63.45kNm

N

661.93kN

N

471.18kN

N

759.92kN

N

274.9kN

（a）（

b）（

c）

（

d）

M

371.08kNm

M

325.37kNm

M

198.41kNm

M

226.36kNm

N

813.48kN

N

423.91kN

N

816.80kN

N

322.3kN

（e）（

f）（

g）

（

h）

由N与M的相关性可知，（f）组力配筋必大于（a）,（b）,（c）,（e）,（g）组；而（h）组必

大于（d）组，故选取（f）组和（h）组计算配筋。

①（f）组力配筋计算（大偏心）：

M325.37kNm

N423.91kN

1fcbf'hf'1.09.6400150576kNN423.91kN，属第一类T形截

面。

423・91103110.39mm2a$2

1fcbf'1.09.6400

4080mm

eo

|M|

N

6

325.37彩767.54mm。

肌0.3

423.91

90040258mm

900

30

30

30mm

20mm，取ea30mm；