单层单跨工业厂房课程设计改.doc

一、 设计任务某车间为宜单层单跨钢筋混凝土装配结构，跨度为27m，柱距6m，不抽柱，纵向总长度为66m，拟选用两台桥式起重机，A5级(中级)工作制，额定起重量153t，轨顶标高8.4m，室内外高差150mm，选用预应力混凝土折线形屋架，1.56.0m预应力混凝土屋面板，无天窗，屋面活荷载为。屋面构造采用外天沟排水，三毡四油防水层，20mm水泥砂浆找平层；维护砖墙240mm厚（容重为），外侧贴浅色釉面瓷砖，内侧20mm厚混合砂浆抹灰，刷白色涂料；由勘察报告提供的资料可知：天然地面下1.2m处为老土层，修正后的地基承载力为，地下水位在地面下1.3m(标高-1.45m)。图1-1 建筑平面布置图 图1-2 I-I剖面图二、确定做法和相应荷载标准值1、屋面板：选自G410，板重： 1.3kN/ m2 嵌缝重：0.1kN/ m2 （2）天沟板：选自G410 2、天沟重（包括水重）：17.4kN/根3、预应力钢混筋凝土折线形屋架选自G415，屋架轴线图尺寸如图所示。每榀屋架重60.5kN。4、屋盖支撑：选自G415 重量为：0.05kN/ m2 (沿水平面)5、基础梁：选自G320，bh=250450mm，每根自重：16.90kN6、吊车梁：选自G323，每根自重：50kN，轨道及垫层重：0.6kN/ m 7、连系梁与过梁，截面与尺寸见剖面图。8、柱间支撑：选自G142.1三、 柱截面尺寸与高度的确定基础采用单独杯形基础，基础顶面标高为0.6m柱顶标高为11.4m，牛腿顶面标高为7.8m。柱子尺寸：1、柱子高度：上柱高下柱高柱总高2、柱截面尺寸：建议上柱为方形截面，bh=400400mm，下柱为工字形截面，bhh f =400800150mm，牛腿尺寸、柱下端矩形截面部分高度尺寸见图25。柱截面几何特征值为： 四、 荷载计算1、恒载（1）屋盖恒载屋面板永久荷载标准值三毡四油防水层 0.4kN/m2厚水泥砂浆找平层 小计 0.8kN/m2屋面可变荷载标准值屋面均布活荷载（不上人屋面） 0.5kN/m2预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 屋盖钢支撑 天窗架 天沟重（包括水重） 屋架重力荷载为，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：（2）吊车梁及轨道重力荷载设计值：（3）柱自重重力荷载设计值：上柱下柱2、屋面活荷载 屋面活荷载标准值为屋面积灰荷载为作用于柱顶屋面活荷载设计值为：。如图26。3、风荷载 计算，其中，根据厂房各部分标高及B类地面粗糙度确定： 柱顶（标高11.4m） 檐口（标高13.5m） 屋顶（标高16.92m） 排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：则作用于排架计算简图（图27）上的风荷载设计值为：屋架各点处的：标高（m） 13.95 1.11116.62 1.17614.55 1.12716.59 1.175 4、吊车荷载15/3kN吊车的参数为：。根据重力荷载之间的平衡关系：得：。根据B及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮对应点的竖向坐标，如图28。（1） 吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：（2） 吊车横向水平荷载作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力计算：作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算五 、排架内力分析柱剪力分配系数柱子A，B1、 恒载作用下的排架内力分析，计算简图如图29（a）排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。对于A、B柱。求得后，由于平衡条件可得各柱截面的弯矩和剪力。柱各截面的轴力为该界面以上重力荷载之和，恒载作用下的轴力弯矩如图29（b）（c）。2、 屋面活荷载作用下的排架内力分析排架计算简图如图30（a）。其中，它在柱顶及变阶处引起的力矩为：排架各柱的弯矩轴力图如图30（b）（c）。3、 风荷载作用下的排架内力分析（1） 左风吹时计算简图如图31（a）。A,B柱有表2.5.2得各柱顶剪力分别为：排架内力如图31（b）（2） 右风吹时由于死单跨，与左风吹情况相同，内力反向，计算简图和内力图如图32。4、 吊车荷载作用下排架内力分析（1）作用于A柱计算简图如图33（a），其中吊车竖向荷载在牛腿顶面处引起的力矩为排架各柱顶剪力分别为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图33（b）（c）。（2）作用于B柱 由同理可得，内力图如图34。（3）作用下 当作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图35（b）。各柱顶剪力为：排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图35（a）。36六、内力组合表1 A柱内力设计值汇总表柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在A柱作用在B柱左风右风序号M5.613.6140.5740.5723.3874.4186.26N262.2671.8200000M24.3310.75119.5628.4323.3874.4186.26N326.5871.82457.52197.16000M17.336.0524.89-66.24163.66441.6408.48N371.3171.82457.52197.16000V4.962.0011.2711.2716.7059.8448.44注：M(单位为)，V(单位为)。表2 A柱内力设计值组合表截面及相应及相应及相应及相应备注+0.9(+)75.83+0.90.9（+）+123.82+0.9+0.9（+）+82.02+0.90.9（+）+123.8287.78326.90262.26345.32262.26218.55+0.90.9（+）+158.42+0.9(+)111.64+0.9+0.9（ +）+152.84+0.9101.96697.17391.22761.81326.58+0.9+0.9（+）+572.94+0.90.9（+）+536.52+0.9+0.9（ +）+572.94+0.9414.77806.54531.01806.54371.3165.0161.2965.0158.82411.31381.17411.31298.33620.30423.50620.30309.4247.0343.1947.0342.60注：M(单位为)，N(单位为)，V(单位为)七、柱截面设计 混凝土强度等级为C30，；采用HRB335级钢筋，。上下柱均采用对称钢筋。1、 上柱配筋计算有内力组合表可见，上柱截面共有4组内力取经判别，均为大偏压，选取一组最不利荷载组合。由附表11.1查的有吊车厂房排架方向上柱的计算长度。附加偏心距取（大于）。由，故应考虑偏心距增大系数。取。取进行计算。选用，则，满足要求由附表11.1，得垂直于排架方向柱的计算长度，则。满足弯矩作用平面外的承载力要求。2、 下柱的配筋计算取，与上柱分析方法类似，在内力组合表的8组内力中选取下列2组最不利内力。(1) 按计算下柱计算长度取，附加偏心距。 由，故应考虑偏心距增大系数。且取取。故为大偏心受压。先假定中和轴位于翼缘内，则（2）按计算计算方法同上述相同。计算过程从略，计算结果。综合上述计算结果，下柱截面选用按此配筋，经验算柱弯矩作用平面外的承载力亦，满足要求。3、 柱的裂缝宽度验算规范规定，对的柱应进行裂缝宽度验算。上柱及下住均出现的内力。故应进行裂缝宽度验算。验算过程见表3，其中上柱，下柱；构件特征系数，混凝土保护层厚度c取。表3 柱的裂缝宽度验算表柱截面上柱下柱内力标准值88.78381.17218.55423.500.02311.072595.4126000.592297.4647.7174.4203.80.620.820.170.3(满足要求)0.240.952.49=47.24424.220.984.20=66.2798.8442.000.260.250.2,取0.20.040.2(满足要求)0.012bc+2h0=(0.4+21.16)m=2.72m A=(l/2-bc/2-h0)-(b/2-bc2- h0 2 =(3.8/2-0.9/2-1.16) 2.8-(2.8/2-0.4/2-1.16)2 0.8104(m2) A=1690830.8104=137.63KN 冲切面水平投影面积为 A=( bc +h0 ) h0 m2 106 1347.41Fl=137.26KN/m2 。2）变阶处冲切面与柱边冲切破坏重合，故其变阶处冲切面承载力可不用验算。 （2）基础底板受弯承载力计算 1）柱边（11）截面。柱边截面（11）处的地基净反力 沿地基长边方向的弯矩： 需要配筋量： 台阶（22）截面。台阶处（22）的地基净反力 沿基础长边方向的弯矩： 需要的配筋量： 2）柱边（33）截面。基础短边方向按轴心受压考虑，地基净反力pn121.25Kn/m2柱边截面（33）处的弯矩为 需要的配筋量： 台阶（44）截面。台阶（44）截面处的弯矩：需要的配筋： 在基础短边方向配置8200（208，）九、 绘制施工图结构施工图一般应包括结构平面布置图、构件施工图和施工说明三大部分。（1） 结构平面布置图结构平面布置图应表示出所有结构构件的平面位置。并对构件进行编号。对于混凝土排架厂房，包括盖平面布置图（表示屋面板、天沟板、屋架及屋盖支撑等）、构件平面布置图（表示排架柱、抗风柱间支撑、起重机梁及圈梁等）、基础平面布置图（表示基础、基础梁），分别见图4-42图4