单层工业厂房课程设计 张勇.doc

单层工业厂房课程设计学院：海洋与土木工程 班级：港工09-1 姓名：张勇 学号：0904110333某金工厂房设计一、设计资料1、该车间为一单跨厂房，柱距15m，长度75m，跨度27m，剖面如图，设有工作级别A4桥式吊车，吊车起重量20/5，轨顶标高9.6m。吊车的有关参数见下表1-1。 吊车有关参数表11吊车起重量Q/t 跨度 Lk/m吊车宽B（mm）轮 距K(mm)最大轮压（KN）最小轮压 (t)起重机总质量 M1（t）小车总质量 M2(t)轨顶以上高度 H (m)20/5 25.5 6400 5250 230 5.3 30.5 7.523002、恒载：屋盖自重设计值750KN（6m=300KN,9m=450KN,12m=600KN,15m=750KN),吊车梁自重（吊车梁自重标准值44.2KN,轨道及零件重标准值0.8KN/m），柱自重。3、活载部分：仅计入吊车部分荷载。4、最不利荷载组合：恒载+吊车荷载组合下对应内力值。 2、 材料的选用1、 混凝土：采用C30。2、钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级。3、 箍筋：采用HPB235级。三、排架柱高计算 1、由吊车资料表可查得：H2300mm,轨顶垫块高为200mm，吊车梁高为1.2m。 牛腿顶面标高 轨顶标高吊车梁轨顶垫块高 9.6001.2000.200 8.200m 柱顶标高 牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.220 8.200+1.200+0.200+2.300+0.220 12.120m (取12.300m)上柱高 柱顶标高牛腿顶面标高12.300-8.200=4.100m全柱高柱顶标高基顶标高 12.300(0.500)12.800m下柱高全柱高上柱高 12.8004.1008.700m 实际轨顶标高牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高 9.800m则 (9.8m9.6m)9.0m0.0220.200 满足要求。2、排架截面尺寸计算截面尺寸需要满足的条件为：b1.1/25383mm.h1.1/12797mm取柱截面尺寸为：上柱：bh400400 下柱：bhbh400900100150根据柱子的截面尺寸可求得： 上柱截面积 Au=1.6105mm2 上柱惯性矩 Iu=2.13109mm4 下柱截面积 =1.875105mm2 下柱惯性矩 =19.54109mm4四、 荷载计算 1、屋盖自重计算 G1=0.5750=375KN 2、柱自重 上柱 gk=4kN/m(钢筋混凝土自重25kN/m） 下柱 gk=4.69kN/m 则 G2=1.244.1=19.7kN G4=1.24.698.7=49.0kN3、吊车梁及轨道自重 G3=1.2（44.2+0.815）=67.44kN4、吊车荷载设计值 根据桥式吊车数据表查得 Pmax=230kN Pmin=53kN B=6400mm K=5250mm g=75kN 根据B与K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮对应点的坐标值，如下图所示，并可根据该图求得作用于柱上的吊车竖向荷载为作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力（吊车起重量Q=200kN时，=0.1）为：由此得作用于排架上的吊车横向水平制动力5、剪力分配系数的计算（1）柱柔度系数值计算:根据柱的截面几何特征可求得：查表得C0=2.37，则各柱的剪力分配系数五、内力计算1、恒载作用内力计算 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 () 2、吊车竖向荷载作用内力计算作用于A柱，作用于B柱，其内力为 根据n=0.109、=0.32查表得：排架各柱顶剪力分别为：作用于B柱 由同理可得，内力图如图 3、AB跨吊车作用有吊车横向水平制动力作用下 A柱：由y/H1=2.9/4.1=0.707及根据n=0.109、=0.320查表得：对于B柱：与A柱相同)(58.33)79.16(79.16-=-+-=+=kNkNkNRRRRBA为：排架柱顶总反力各柱顶剪力为：排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图六、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吊车竖向荷载作用在A柱作用在B柱序号M20.9873.4773.47-38.22N394.7000M57.46207.068.85-38.22N462.14935.1215.40M14.2264.62-147.12-275.73N511.14935.1215.40V9.6917.9217.92-33.58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+0.9（+）79.54+0.9（+）79.54+0.9（+）79.54+0.9（+）79.54394.7394.7394.7394.7+0.9（+）94.50+0.9(+)83.89+0.9（+）94.50+0.9(+)83.891303.73656.001303.73656.00+0.9（+）-175.78+0.9（+）366.35+0.9（+-175.78+0.9（+）-366.351352.73705.001352.73705.00-36.6636.66-36.66-36.66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1组内力取经判别，为大偏压，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， (1) 按计算下柱计算长度取，附加偏心距。 ，故应考虑偏心距增大系数。且取。取。故为小偏心受压 （2）按计算取。故为大偏心受压 假定中和轴位于翼缘内，则选用满足要求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。 为了防止箍筋充分发挥作用之前产生由混凝土的斜向压碎引起的斜压型剪切破坏，框架柱截面还必须满足下列条件：当满足条件时，框架柱就可不进行斜截面抗剪强度计算，按构造要求配置箍筋。 满足要求.可以按构造配箍筋。按e0/h00.55的偏心构件可不验算裂缝宽度，比较后，上柱11 截面的组合的最大，故按此组合来验算。由内力组合表可知，验算裂缝宽度的最不利内力的标准值Mk=79.54/1.2+79.54/1.4=123.10Nk=394.7/1.2=328.92eok=Mk/Nk=123.10/328.92=0.374ct=As/Act=804/0.5100900+(400-100)150=0.008=，则k=1ek=keok+h/2-as=1374+900/2-40=784则纵向受力钢筋As合力至受压区合力作用点间的距离为Z0.87-0.12(1-)(ho/ek)2ho=0.87-0.121-(400-100)150/(100860)(860/784)2860=689纵向受拉钢筋As的应力s=Nk(ek-Z)/(AsZ)=328920(784-689)/(804689)=56.41/mm2 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数1.1-0.65ftk/(cts)=1.1-0.652.01/(0.00856.41)=0.810故最大裂缝开展宽度Wmax=ct (2.7c+0.11/ct)=2.10.810(2.730+0.1120/0.008)0.7=0.120.3满足要求。3、牛腿几何尺寸的确定(1)牛腿截面尺寸与柱宽相等，为400，牛腿顶面的长度为900图 牛腿几何尺寸 (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，a750900150，即取0，则FDG935.167.441002.54FT30.30.8(10.5) 1058.4F1002.54所以截面尺寸满足要求。4、牛腿配筋由于吊车垂直荷载作用下柱截面内，故该牛腿可按构造要求配筋：作用在牛腿上的荷载有Dmax、G3、TmaxFDG935.167.44935.1= T=30.3 kNFT30.3/1.421.6h0=300+300-40=560mm 竖向力作用点位于下柱截面以内（150）a=-150mm0.3h0=0.3560=168mm 取a=168738选416 （804mm2）=As/bh0=804/(400560)=0.42% 0.2%0.35%0.6% 因为a=-150mm0.3h0=0.3560