单厂双跨工业厂房课程设计.doc

1、单厂双跨工业厂房课程设计一、设计资料（一）、设计题目：厂车间。（二）、设计条件：1、工艺要求：该车间为一双跨厂房，柱距6m，长度66m，跨度18m，（布置图见图11）天窗按需设计（考虑采光），设有工作级别A5桥式吊车，吊车吨位30/t台，轨顶标高9.3m。吊车的有关参数见下表1-1。 吊车有关参数表11吊车吨位起重量Q（KN）吊车宽B（mm）轮 距K(mm)最大轮压（KN）最小轮压(KN)起重机总重（KN）小车总重（KN）车高H(m)30300665052503208851511826002、气象条件：基本风压0.5 KN/m2（组合系数0.6），基本雪压0.3 KN/m2（组合系数0.7）。

2、3、地质条件：修正后的地基承载能力特征值：200 KN/m2，基础埋深应大于1.80m。4、地震设防烈度：6度。5、建筑资料和荷载资料：（1）不上人屋面：活载0.5KN/m2。（2）防水卷材(二毡三油)：0.35 KN/m2。（3）水泥珍珠岩制品，保温隔热（100mm）：0.4 KN/m2。（4）20mm水泥砂浆找平层：0.4 KN/m2。（5）围护墙（240mm厚清水墙）：19KN/m3。(6) 门窗（钢门窗）：0.45 KN/m2。（7）地面：混凝土地面，室内外高差150mm。（8）大型屋面板及灌缝：1.4+0.1=1.5 KN/m2。（9）屋架采用30m预应力折线型屋架，每榀屋架自重标准

3、值139.5KN。（10）维护墙直接支承于基础梁上，基础梁截面240450mm，基础梁自重2.7KN/m。（11）天窗采用9m跨度矩形无挡封板的纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34KN（包括自重，侧板，窗扇支撑等自重）。（12）采用6m跨等截面预应力混凝土吊车梁（截面高度1200mm），每根吊车梁得重力荷载45.50KN，吊车轨道连接重力荷载为0.81KN/m。（三）、设计任务：1、设计内容：（1）、建筑学平面、立面、剖面图。（2）、结构方案：构件选型和结构布置。（3）、结构计算：计算简图、荷载计算、内力分析与组合、排架柱及牛腿设计、单独基础设计。（4）、编写结构计算书。2、施工图

4、内容：（1）、建筑平面、立面、剖面图。（2）、结构布置图：基础及基础梁布置图，吊车梁及柱间支撑布置图，屋盖结构布置图。（3）、柱的模板图和配筋图。（4）、基础模板图和配筋图。二、屋架选型：屋面荷载值，所以荷载等级为一等，选用单跨外天沟，9m钢天窗架，所以屋架型号为 屋面板选型：采用预应力屋架，屋面荷载在2.5左右，所以荷载等级为2，采用预应力冷拉HRB235级钢筋，所以物价型号为 吊车梁选型：根据吊车为30/5t，承载力等级为4，所以在边跨用，在中间用 基础梁选型：墙高为12.55m，大于5.5m,小于14.5m,抗震设防等级为6级，所以选用二、结构计算简图（由于A、B柱的对称性，所以以下计算

5、过程以A柱为例）1、排架柱的高度（1）、基础的埋置深度及基础高度：设室内外地坪高差为150mm，基础梁高度为450mm，则基础顶面的标高为0.700m（450+150+100700mm），同时要求满足任务书上要求的基础埋深大于1.8m。（2）、排架柱高度的确定：根据设计资料及图集得轨顶标高为9.3m，吊车梁高为1.2m，轨道及垫层高度为0.17m，车子的高度为2.19m，车子安全行驶的高度取为0.23m。 =1.2+0.17+2.6+0.22=4.19m 取4.2m 取8.8m =4.2m,=8.8m2、柱的截面尺寸及几何特征及自重（1）、柱的截面尺寸：由书上表172查得边柱可采用上柱bh50

6、0mm500mm的矩形截面，下柱采用500mm1000mm150mm100mm的工字型截面。柱的尺寸和牛腿部位尺寸见下图柱的尺寸和牛腿部位尺寸（2）、柱的截面几何特征及柱的自重计算对于排架列柱A、B：上柱 下柱 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别A4等条件，确定柱的截面尺寸，经计算得截面几何特征，汇总见表。 柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号截面尺寸/面积/惯性矩/自重/A，B上柱矩5005002.51055.211096.25下柱I50010001501002.31053.14110105.753、荷载计算（1）、屋盖恒载标准值 6m预应力大型屋面板 1.5 20mm水泥砂浆找平层 0.

7、4 100mm厚水泥珍珠岩制品保温隔热层 0.4三毡四油防水层上铺小石子 0.35屋盖钢支撑 0.07合计 2.72每榀天窗架每侧传至屋架的荷载 34屋架自重 139.5则作用于横向平面排架边柱柱顶屋盖结构自重为（2）、屋面活载（不上人屋面，取0.5）（3）、柱的自重重力荷载 (4)、吊车梁及轨道连接重力荷载(5)吊车荷载由表1-1可得A4工作级30/5t吊车的参数为：B=6.65m，K=4.8m，Q300KN,g118KN,320KN,88KN,可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值如图所示吊车影响线作用图吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：=88（1+0.125）=99在柱A时

8、： 在边柱A时： 吊车横向水平荷载30/5t吊车一个轮子横向水平制动力（6）风荷载该地区的基本风压，对于城市地区，风压高度变化系数按B类地区考虑高度取值。对按柱顶标高12.45m考虑查得。对按天窗檐口标高18.35m考虑查得。风荷载体型系数的分布如图22所示。 风荷载体型系数图1.071.071.211.211.211.211.211.210.80.50.80.20.60.60.60.52.571.612.900.732.182.182.181.82作用长度1.651.62.652.651.61.65方向(7)荷载汇总表见下表 荷载汇总表荷载类型简图A（B）柱N(KN)M(KNm)恒载G1A=

9、360.67KNG2A26.65KNG2A+ G4A=26.25+50.36=76.61KNG3A=51.24KNM1A=18.03 KNmM2A+M4A=90.17+6.56-20.14=76.59KNm屋面活载G1A=47.31KNM1A=2.37KNmM2A=11.83KNm吊车竖向荷载Dmax在A柱：G4A=337.5KNDmin在A柱：G4A=99KNM4A=135 KNmM4A=39.6KNm吊车横向水平荷载Tmax11.76KN（一台30/5）风荷载Fw19.79KNq12.57KN/m，q21.61 KN/m三、结构内力分析（由于A、B柱的对称性，所以以下计算过程以A柱为例）该

10、厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数计算，见表3-1，柱的计算简图见上表22。表31柱剪力分配系数表柱的类别A、B柱n=0.166=0.323=2.5727.03内力的正负号规定见下图 内力正负号定义图1、恒载作用下的排架内力计算分配给A柱的剪力为A柱柱顶的剪力为从而求得A柱的其它内力为，, ,2、屋面活载作用下的排架内力计算分配给A柱的剪力为A柱柱顶的剪力为从而求得A柱的其它内力为，3、吊车竖向荷载作用下的排架内力计算（1）、当Dmax在A柱时：分配给A柱的剪力为A柱柱顶的剪力为从而求得A柱的其它内力为，（2）、当Dmin在A柱时：分配给A柱的剪力为A柱柱

11、顶的剪力为从而求得A柱的其它内力为，4、吊车横向水平荷载作用下的排架内力计算吊车横向水平荷载是作用于吊车梁顶面。a=13-9.3=3.7，a3.7/4.20.71当一台30/5t的吊车作用于该跨时：0.582分配给A柱的剪力为A柱柱顶的剪力为从而求得A柱的其它内力为，5、风荷载作用下的排架内力计算（1）当风为右吹时：对于作用，剪力分配对于作用，剪力分配：叠加后：从而求得A柱的其它内力为：（2）当风为左吹时对于作用，剪力分配对于作用，剪力分配：叠加后： 从而求得A柱的其它内力为：6、A柱的内力汇总（1）A柱的内力值汇总表见下表 A柱的内力值汇总表荷载类型序号M( KNm)N(KN)M( KNm)

12、N(KN)M( KNm)N(KN)V(KN)恒载135.04386.9241.55437.285.91488.524.05屋面活载2a5.2647.316.5747.31-0.5147.310.689吊车竖向荷载Dmax在A柱3a-32.380102.62337.534.77337.5-7.71Dmin在A柱3b39.0200.589981.17999.29吊车横向水平荷载一台30/15t的吊车4a14.112014.1120117.6011.76风荷载右吹5a55.35055.350318.31041.39左吹5b64.64064.640292.18032.94（2）A柱的内力图汇总表见下表

13、 A柱的内力图汇总表荷载类型弯矩图( KNm)轴力图（KN）恒载屋面活载吊车竖向荷载Dmax在A柱Dmin在A柱吊车横向水平荷载一台30/5t的吊车风荷载右吹左吹四、排架的内力组合（由于A、B柱的对称性，所以以下组合过程以A柱为例）以A柱内力组合为例，列表进行内力组合，见下表。表中所列组合方式栏意义如下： A柱内力组合表组合方式M( KNm)N(KN)M( KNm)N(KN)M( KNm)N(KN)V(KN)+Mmax，相应N1.21+1.40.9(2a+4a+5a)1.21+1.40.93a+4a+5a1.21+1.40.93a+4a+5a136.2523.91166.97949.52585

14、.961011.4761.74-Mmax，相应N1.21+1.40.93b+4a+5b1.21+1.40.9(2a+4a+3b+5b)1.21+1.40.92a+3b+4a+5b-106.34464.3-156.65709.09-626.33770.57-62.3Nmax,相应Mmax1.21+1.40.92a+3b+4a+5b1.21+1.40.92a+3a+4a+5a1.21+1.40.92a+3a+4a+5b-99.72523.91158.691009.6-480.251071.08-60.17Nmin，相应Mmax1.21+1.40.93b+4a+5b1.21+1.40.9(3b+4a

15、+5b)1.21+1.40.9(3b+4a+5b)-106.34464.30-148.37649.48-625.69710.96-63.17五、柱、基础的配筋计算（由于A、B柱的对称性，所以以下计算过程均以A柱为例）1、柱的配筋计算材料：混凝土C30， 钢筋（） 箍筋（）,A柱的截面配筋计算见下表 A柱截面配筋计算表截面-内力M ( KNm)136.2626.33N (KN)523.91770.57259.97812.812033.33279.97846.14840088001.01.00.9821.01.3321.062703.31277.5536.25493.25A柱的上柱和下柱截面的配筋

16、图见下图41具体钢筋的型号见施工图3、牛腿设计计算（注：材料同柱。） 验算牛腿顶部局部承压： 具体的编号见施工图4、柱的吊装验算柱的吊装位置及内力图见下图5、基础设计计算（1）地基承载力特征值和基础材料由建筑地基基础规范修正后的地基承载能力特征值：200。基础材料采用C20混凝土，fc=9.6N/mm2,ft=1.10 N/mm2;钢筋采用HPB235，fy210 N/mm2（A12及A12以下），钢筋的混凝土保护层厚45mm。垫层采用C10混凝土，厚100mm。（2）基础地面内力及基础底面积计算（4）基础底面配筋计算基础底面的配筋根据第二组基底净土反力进行计算截面 P（）=436.19=465.73=495.26=258.5394E 433.46240.6373.26173.05 实配受拉钢筋 （） 6、排架柱裂缝宽度验算柱截面1-1截面3-3截面内力标准值（KNm）35.04+55.35+0.7（14.112+5.26）=103.95425.77（KN）386.92+47.31=434.23770.57103.95/434.23=0.2390.55不需验算0.00711.0261170.12758.20201.360.1810.1060.3mm满足要求27