单层单跨工业厂房设计.doc

大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目： 单层单跨工业厂房设计 学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 土木工程 年 级： 年 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 2012年 9月 11日 II单层单跨工业厂房设计内容摘要本毕业设计围绕单层单跨工业厂房结构设计展开，其目的为实现大学专业知识的综合应用。主要依据材料力学、结构力学、房屋建筑学等专业知识，按照毕业设计任务书的要求，以及混凝土设计规范GB50017-2003、建筑结构荷载规范GB50009-2001和建筑抗震设计规范GB50011-2001等设计规范来完成设计。通过本设计，熟悉单层单跨工业厂房结构设计的步骤及过程，掌握常用结构设计规范和常用设计图集的应用，掌握单层工业厂房建筑设计的特点，熟悉单层工业厂房结构中各构件的设计计算，掌握节点的设计和具体构造。研究主要内容：1.结构方案选择与结构布置；2.荷载统计与结构截面初设计；3.结构体系在竖向荷载和水平荷载作用下的内力分析；4.柱结构的配筋设计；5.吊车梁的验算；6.施工图的绘制。关键词：厂房设计；内力计算；内力组合；截面配筋目 录内容摘要I引 言11 设计资料21.1 基本要求21.2 计算简图42 荷载计算72.1 排架上的荷载72.2 吊车荷载计算73 内力计算113.1 屋盖自重作用下内力计算（排架无侧移）113.2 上、下柱荷载、吊车、吊车梁及轨道自重作用下的内力计算123.3 屋面活荷载作用下的内力计算123.4 吊车竖向荷载作用下的内力计算133.5 吊车水平荷载作用下的内力计算143.6 风荷载作用下的内力计算154 内力组合表175 排架柱设计195.1 柱截面配筋计算195.2 柱牛腿设计236 柱吊装验算256.1 设计吊装方案256.2 荷载计算256.3 内力计算256.4 截面承载力计算计257 施工图绘制27参考文献28引 言随着科学技术的进步，生产工艺的不断更新，单层工业厂房正逐渐趋向大型化发展，而且还需要经常进行扩建或改建。为了加快建设进度，提高投资效益，工业厂房采用钢结构的比重愈来愈大，西方工业发达国家已达到70%90%，我国工业建筑中钢结构应用的比率亦在日见增长，因此，如何搞好单层工业厂房钢结构的设计，以寻求进一步节约钢材，提高综合经济效益，加快工业建设的途径已成为当务之急。单层厂房是各类厂房中最基本的、应用最普遍的一种，它对各种类型的工业生产有较大的适应性，如冶金和机械工业工厂中的轧钢、炼钢，铸造，锻压、金工、装配等车间，往往设有较重的机械和设备，产品较重且轮廓尺寸较大，因而大多采用单层厂房结构。单层厂房按其主要承重结构的材料分，有混合结构、钢结构和钢筋混凝土结构。厂房内无吊车或吊车起重量不超过50kN、跨度在15m以内、柱顶标高在5m以内，无特殊工艺要求的小型厂房，可采用混合结构（砖柱、钢筋混凝土屋架、木屋架或轻钢屋架）。当吊车吨位在250kN（中级工作制）以上、跨度大于36m的大型厂房或有特殊工艺要求的厂房（如设有100kN以上锻锤的车间以及高温车间的特殊部位等），一般采用钢屋架、钢筋混凝土柱或全钢结构。其他大部分厂房均可采用钢筋混凝土结构。而且，目前除特殊情况外，均采用装配式钢筋混凝土结构。在这儿我们主要介绍单层的钢筋混凝土结构厂房设计。单层工业厂房的结构设计主要包括以下几个内容： 获取完整word格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款1 设计资料本章主要围绕单层单跨工业厂房的结构形式、结构组成、结构布置、厂房剖面、建筑平面、荷载情况、计算简图和柱截面选择等进行了简要陈述和计算。1.1 基本要求 厂房柱网布置1.设计基本资料（1）工程名称：大连理工大学结构实验室。（2）建筑地点：大连理工大学校区内。（本设计不作基础设计）（3）自然条件：基本风压W0=0.45kN/m3；基本雪压S0=0.25kN/m3。（4）剖面、建筑平面图如下所示：图1.1 厂房剖面图图1.2 建筑布置平面图2.厂房中标准构件的选用情况 （1）屋面荷载屋面恒荷载： g1k = 1.7kN/m2屋面活荷载： q1k = 0.5kN/m2（2）屋面板板自重： g2k = 1.3kN/m2灌缝重： g3k = 0.1kN/m2（3）檐口板板自重： 1.65 kN/m2灌缝重： 0.1 kN/m2（4）屋架屋架自重： g4k = 60.5kN/榀（5）天沟板构件自重： 1.9kN/m23.吊车梁及吊车轨道吊车选用：中级工作制，两台起重量为15t的吊车，吊车自重，pmax,k = 155kN，pmax,k = 42kN，K = 4400mm，B = 5660mm，Qk = 150kN，gk = 73kN。吊车轨道：中级吊车自重：g6k = 0.8kN/m；4.排架柱材料选用（1）混凝土：采用C30；（2）钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级，b =0.55;；（3）箍筋：采用HPB235级；（4）型钢及预埋件均采用级；1.2 计算简图1.柱高已知：轨道顶面至吊车顶面的距离，轨顶垫块高为。由图1.1 厂房剖面图可知轨顶标高为9.3 m，轨顶至柱顶的高度为2.5 m，室内地面至基础顶面的距离为0.5 m，牛腿顶标高8.1m，柱总高H=柱顶标高+室内外高差=12+0.5=12.5m上柱高Hu柱顶标高-轨顶标高+轨道构造高+吊车梁高12-9.3+0.2+1=3.9m，全柱高全柱顶标高+室内外高差+0.5m12+0.5+0.5m =13m，下柱高Hl全柱高上柱高=13-3.9=8.6m。2、柱截面尺寸截面尺寸需要满足的条件为：bH/258100/25=324mmhH/12675mm取柱截面尺寸为：上柱：（bb）400mm400mm下柱：I(bhbh)400mm800mm100mm150mm（如图1.3）。图1.3 下柱截面图计算参数上、下柱截面惯性矩I上柱:下柱:上、下柱截面面积A上柱下柱上柱与全柱高比值惯性矩比值n排架计算简图如图1.4所示。在计算简图中，以竖线代表柱的重心线，横线代表屋架（横梁）下缘，连接在柱顶。柱上端与屋架（梁）的铰接，下端与基础顶面固定。在确定排架结构的计算简图时，为简化计算作以下假定（如图1.3）：（1）柱上端与屋架（或屋面梁）铰接。（2）柱下端与基础刚接。（3）排架横梁为无轴向变形的刚杆，横梁两端处柱的水平位移相等。（4）排架柱的高度有固定端算至柱顶铰结点处。（5）排架与排架之间的相互联系暂时忽略，即暂时不考虑排架的空间作用。图1.4 排架计算简图182 荷载计算2.1 排架上的荷载2.2 吊车荷载计算获取完整word格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款图2.1 吊车梁最大剪力轮压影响线13 内力计算3.1 屋盖自重作用下内力计算（排架无侧移） 由， ，则：故作用下不动铰承的柱顶反力为()同时有故在作用下不动铰承的柱顶反力为()故在共同作用下（即在G作用下）不动铰支承的柱顶反力为 ()相应的计算简图及内力图如图3.1所示获取完整word格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款图3.1恒荷载作用下的内力(a)G的作用；(b)M图(kNm)；(c)N图（kN）3.2 上、下柱荷载、吊车、吊车梁及轨道自重作用下的内力计算， ， ， （） （）相应的计算简图及内力图如图3.2所示。 图3.2 G、G、G作用计算简图及内力图(a) G、G、G作用；(b)M图(kNm)；(c)N图(kN)3.3 屋面活荷载作用下的内力计算3.4 吊车竖向荷载作用下的内力计算3.5 吊车水平荷载作用下的内力计算3.6 风荷载作用下的内力计算4 内力组合表由于本例结构对称，故只需对A柱（或B柱）进行最不利内力组合，其步骤如下：（1）确定需要单独考虑的荷载项目。本工程为不考虑地震作用的单跨排架，共有8种需要单独考虑的荷载项目，由于小车无论向右或向左运行中刹车时，A、B柱在T作用下，其内力大小相等而符号相反，在组合时可列为一项。因此，单独考虑的荷载项目共有7项。（2）将各种荷载作用下设计控制截面（II、IIII、IIIIII）的内力M、N（IIIIII截面还有剪力V）填入组合表4.1 。填表时要注意有关内力符号的规定。图4.1 控制截面示意图（3）根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均应乘以0.85的组合系数。排架柱全部内力组合计算结果列入表4.2。表4.1 框架柱内力汇总表表4.2 框架柱内力组合表 内力截面 由可变荷载效应控制的组合 1.2恒载+1.4任一活载组合项Mmax相应N 、V组合项Mmin相应N 、V组合项Nmax相应M、V组合项Nmin相应M、V1-11752.1618-36.521214.661752.16281.56281.56331.96281.562-213118.4718-91.5813-200.6018-91.581174.36342.881174.36342.88获取完整word格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便宜，我们承诺您可以通过之后再付款5 排架柱设计5.1 柱截面配筋计算最不利内力组的选用：由于截面33的弯矩和轴向力设计值均比截面22的大，故下柱配筋由截面33的最不利内力组确定，而上柱配筋由截面11的最不利内力组确定。1、 截面配筋：（1）组合(与组合相同)M=52.16 N=281.56kNh0=h-=500-40=460L0=2H0=24400=8800A=500500=250000mm2纵向受力钢筋采用HRB335级bea=max(h/30,20)=20e0M/N=185.3ei= e0+ ea =205.31=0.5fCA/N=0.514.3250000/281560=6.351取1=1.02=1.15-0.01L0/h= e=ei+h/2-=1.483205.3+500/2-40=514.46 1取1=12= =1.15-0.01L0/h=0.9742.31e=ei+h/2-=2.3175.8+500/2-40=385.1 b （大偏心受压）X= h0=4600.107=49.2h0b=4600.55=2532as=80经比较Xh0b且X2as，则说明受压筋不能达到屈服强度，此时应按以下公式计算。es=ei-h/2+ as =2.3175.8-500/2+40=-34.9，则面积最小值为：Amin=0.2%250000=5002、 截面配筋：5.2 柱牛腿设计1、牛腿几何尺寸的确定：牛腿截面尺寸与柱宽相等，为500，牛腿顶面的长度为800，相应牛腿水平截面长度为1300。取牛腿外边缘高度为h300，倾角45，于是牛腿的几何尺寸如图5.1所示。图5.1 牛腿几何尺寸及配筋图2、牛腿几何尺寸的验算：由于吊车垂直荷载作用下柱截面内，a7501000250，即取0，则FDG593.9251.1645.02FT19.440.8(10.5) 886.9F555.89所以截面尺寸满足要求。3、牛腿配筋： 由于吊车垂直作用于下柱截面内，即a=750-1000=-2500。 故该牛腿可以按构造要求配筋，纵向钢筋取416（804mm2），箍筋取10100。4、局部承压强度验算：0.75fA0.7514.35005003575 kNF=555.89所以满足要求。6 柱吊装验算6.1 设计吊装方案采用一点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处，动力系数取1.5。6.2 荷载计算上柱自重:g1.5250.259.375牛腿自重:g1.525（0.51）18.75下柱自重:g1.5250.28150010.566.3 内力计算M9.3754.490.75M9.3755(18.759.375)0.6118.875M10.569.559.69柱的吊装验算简图如图6.1所示获取完整word格式文档或者论文代写请联系：QQ 248173788电话们是在校研究生，同时也一直写各个专业的奥鹏论文，直接跟我们联系，省去了找他们代写网站上的受他们剥削，所以我们代写价格最便