单层工业厂房设计书

1、单层工业厂房课程设计指导老师：马广东 学院：海洋与土木工程学院专业：港口航道与海岸工程 班级：港工10-1 姓名：冯子祥 学号：10041101131、 设计资料 该车间为横向单跨27m厂房，纵向柱距15m，总长90m，内设吊车，跨度25.5m，起吊质量5吨，其吊车总重24.4t，小车为单闸，重量为2.0t。屋盖自重设计值750kN，吊车梁自重标准值41.16/根，轨道及零件重标准值0.8kN/m。恒载仅计入屋盖自重设计值、吊车梁自重及柱自重，活载仅计入吊车荷载。混凝土采用C30。普通受力钢筋HRB335，构造筋HPB235。 2、 排架柱高与截面计算1. 排架柱高计算 由吊车资料表可查得，Q

2、=5t：H1870mm,轨顶垫块高为200mm。 牛腿顶面标高 轨顶标高吊车梁轨顶垫块高 9.001.200.20 9.700m 柱顶标高 牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H 9+0.22+1.87 11.09m基础顶面至室外地坪的距离为1.0m，则基础顶面至室内地坪的高度为1.0+0.15=1.15m，故从基础顶面算起的柱高11.09+1.05=12.24m上柱高 柱顶标高牛腿顶面标高11.09-7.6=3.49m下柱高 12.24-3.49=8.752. 排架截面尺寸计算截面尺寸需要满足的条件为：b/208750/20=440mm.h/12776mm取柱截面尺寸为：上柱：（bh）450

3、*450下柱：I(bhbh)450*900*100*150计算参数：B1：附表克查的轨道中心线至吊车端部的距离B1=230m；B2：吊车桥架至上柱内边缘的距离，一般取B280mm；B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，B3=400mm。B1+B2+B3=230+80+400=710mm1.0，取 =1.49（2）截面设计假设为大偏心受压，则137.67mm2=80mm=1.49*133-450/2-40=383.2mmAs=As=349.3mm选用2B18, As=As=509mm，故截面一侧钢筋截面积509mmminbh=0.2%*450*450=405mm;同时柱截面总配筋2* 50

4、9=1018mm 0.55%*450*450=1113mm.（3）垂直于排架方向的截面承载力验算由表12-3知，垂直于排架方向的上柱计算长度1.25Hu=1.25*3.49=4.36m=4.36/0.45=9.69,查上册表5-1，得=0.95Nu=0.9(fcA+fyAs)=0.9*0.95*(14.3*450*450+300*1018)=2234.45KN N=885.93KN,承载力满足2.下部柱配筋计算按控制截面III-III进行计算。由内力组合表知，有两组不利内力：（a）M=616.45KNm；N= 1345.1KN（b）M= 576.23KNm，N= 860.76KN（1）按（a）

5、组内力进行截面设计616.45/1345.1*1000=458mm, h/30=30mm+458+30=488mmA=bh+2(bf-b)hf=100*900+2*(450-100)(150-12.5)=1.875mm=1，取查表12-3知，Hl=8.75m，hf=162.5mm2=80mm说明中性轴在腹板内,重新求x=213.7mm1.0，取15,故=1.06133.74mm2=80mm说明中性轴在翼缘内=1.06*699-900/2+40=332mmAs=As=1067mm1003mm选用5B18，As=As=1256mm（3）垂直于排架方向的截面承载力验算由表12-3知，垂直于排架方向的

6、下柱计算长度0.8Hl=0.8*8.75=7m=7/0.45=15.6，查得=0.83Nu=0.9(fcA+fyAs)=0.9*0.83*(14.3*1256+300*1256)= 2675KN N=1345.1KN,满足。3。排架柱的裂缝宽度验算裂缝宽度应按内力的准永久组合值进行验算。内力组合表中给出的是内力的设计值，因此要将其改为内力的准永久组合值，即把内力设计值乘以准永久组合值系数，再除以活荷载分项系数=1.4。风荷载的=0，故不考虑风荷载。不上人屋面的屋面活荷载，其=0，故把他改为雪荷载，即乘以系数30/50。（1）上部柱裂缝宽度验算按式（10-35）的荷载准永久组合，可得控制截面I-

7、I的准永久组合内力值：Mq=-4.87+0+ (0.5/1.4*30/50*(-2.34)-0.6/1.4*27.15-0.6/1.4*6.94)=-32.471 KNmNq=750+16.75+ (0.5/1.4*30/50*141.75)= 797.13KN由上册式（8-38）知最大裂缝宽度Wmax=763/(0.5*450*450)= 0.0075=32.47/797.13*1000=40mm,ys=h/2-as=225-40=185mm=2.64=2.64*40+185=290.6mmz=0.87-.012(1-)=0.87-0.12*(410/290.6)*410=260.45mm=

8、797130*(290.6-260.45)/ (763*260.45)=120.54N/mm纵向受拉钢筋外边缘至受拉边的距离Cs=20mm =1.1-0.65=1.1-0.65*2.01/(0.0184*120.54)= 负值，取=0.2Wmax=1.9*0.2*120.54/200000*（1.9*28+0.08*25/0.01）=0.021mm0.3mm,满足要求（2）下部柱裂缝宽度验算对III-III截面内力组合+Mmax及相应N的情况进行裂缝宽度验算。Mq= 43.04+11.76+ 0.5/1.4*30/50*8.08+0.6/1.4*(23.69+70.41+517.72)= 36

9、9.56KNmNq=750+119.16+ (0.5/1.4*30/50*141.75+0.6/1.4*396.4)= 1069.42KN=1256/0.5*100*900+(450-100)*162.5= 0.012=369.56/1069.42*1000=345mm=8.75/0.9=9.7214,故取=1.0=1*345+410=755mm=0.632z=0.87-.012(1-)=0.87-0.12*(1-0.632)*(860/755)*860=699mm=1069420*(755-699)/( 1256*699)= 68.21N/mm=1.1-0.65=1.1-0.65*2.01/

10、(0.021*68.21)= 负值Wmax=1.9*0.2*68.21/200000*(1.9*28+0.08*18/0.011)= 0.023mm0.3mm,满足要求4.箍筋配置非地震区的单层厂房排架柱箍筋一般按构造要求设置。本题对上、下柱均采用A8200，在牛腿处箍筋加密为A8100.5.牛腿设计根据吊车梁支撑位置，吊车梁尺寸及构造要求，确定牛腿尺寸如图8所示。牛腿截面宽度b=450mm，截面高度h=600mm，截面有效高度h0=560mm。（1）按裂缝控制要求验算牛腿截面高度作用在牛腿订面的竖向力标准值Fvk=Dmax,k+F4,k=283.14+51.15/1.2=327.44KN牛腿

11、顶面没有水平荷载，即Fhk=0（Tmax作用在上柱轨顶标高出。）设裂缝控制系数=0.65，ftk=2.01N/mm,a=-150+20=-130 Fvk=327.44KN,满足。（2）牛腿配筋由于a=-130mm，故可按构造要求配筋。水平纵向受拉钢筋截面积Asminbh=0.002*450*600=540mm，采用5B14，As=769mm，其中2B14是弯起钢筋。已如前述，牛腿处水平箍筋为A8100。6.排架柱的吊装验算（1）计算简图由表12-4知，排架柱插入基础杯口内的深度h1=0.9*900=810mm，去h1=850mm，故柱总长为3.49+8.75+0.85=13.09m采用就地翻身

12、起吊，掉电设在牛腿下部处，因此起吊时的支点有两个：柱底和牛腿底，上柱和牛腿是悬臂的，计算简图如图9所示。（2）荷载计算吊装时，应考虑动力系数=1.5，柱自重的重力荷载分项系数取1.35。=1.5*1.35*25*0.4*0.4=8.1KN/m=1.5*1.35*25*1*0.45=22.78KN/m=1.5*1.35*4.69=9.5KN/m(3)弯矩计算M1=1/2Hu-1/2*8.1*3.49=49.33KNmM2=-1/2Hu*（Hu/2+0.6）-1/2*0.6=-8.1*3.49*（3.49/2+0.6）-1/2*22.78*0.6=-70.39KNm由=0知，0.5*9.5*9-7

13、0.39/9=34.93KN=令，得x=RA/=34.93/9.5=3.68,故=34.93*3.68-1/2*9.5 *3.68*3.68=64.22KNm（4）截面受弯承载力的裂缝宽度验算上柱：Mu=300*763*(410-40)=84.69KNm=0.9*49.33=44.40KNm,满足。裂缝宽度验算：Mk=49.33/1.35=36.54KNm=36540000/(0.87*410*763)= 134.26N/mm=763/(0.5*450*450)=0.0075=1.1-0.65=1.1-0.65*2.01/(0.01* 134.26)= 0.13Wmax=1.9*0.13*134.26/200000*(1.9*28+0.08*18/0.01)= 0.03mm0.3mm,满足要求。下柱：Mu=300*1256*(860-40)= 308.976KNm裂缝宽度验算Mk=70.39/1.35=52.14KNm=5214000