单层单跨工业厂房课程设计

、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Gn,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15/3t,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，1.5X6.0m预应力混凝土屋面板，无天窗，屋面活荷载为

0.5KN/m2o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（容重为厚KN/m3）,外侧贴浅色釉面瓷砖,

内侧20nlm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150KN/R12,地下

水位在地面下1.3m（标高T.45m）。

图1T建筑平面布置图

-1735

SEAZ-

lilfflflgI-IZT囹

国，w图尔（L国

二、确定做法和相应荷载标准值

1、屋面板:选自［G410㈠］,

板重：1.3kN/m2

嵌缝重：0.IkN/m2（2）天沟板:选自［G410㈢］

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［G415L）］,屋架轴线图尺寸如图所示。每

根屋架重60.5kNo

4、屋盖支撑：选自［G415㈠］重量为：0.05kN/碓（沿水平面）

5、基础梁:选自［G320］,bX基250义450mm,每艰自重：16.90kN

6、吊车梁：选自［G323㈠］,每根自重：50kN,轨道及垫层重：0.6kN/m

7、连系梁与过梁，截而与尺寸见剖面图.

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7.8mo

柱子尺寸：

1、柱子高度：上柱高勺广11.4加-7.8m=3.6〃？

下柱高H=7.8m+0.6n?=8.4/zz

柱总高H=11Am+0.6/z?=12.0/〃

-3735

400

1-1

8

2-2

2、柱截面尺寸：建议上柱为方形截面，bXh=400X400mm,下柱为工字形截面,

bXhXh=400X800X150mm,牛腿尺寸、柱下端矩形截面部分高度尺寸

见图250柱截面几何特征值为:

A=1.6x105mm2/=2.13x1g=4.0kN/m

111

A=1.775x1。5mm2/=14.38x10sg=4.44-kN/m

22

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

20〃〃〃厚水泥砂浆找平层20kNIm3x0.02m=0.40kN/m3

小计0.8kN/n)2

屋面可变荷载标准值

-4735

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）1.40AN/m2

屋盖钢支撑0.05kA//m2

天窗架37.7RA/

天沟重（包括水重）17.4心〃根

屋架重力荷载为60.5心//福，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：

G=1.2x（2.2kN/m2x6mx18m/2+60.5kN/2+37.7kN+17AkN）=244.98/（/7

1

（2）吊车梁及轨道重力荷载设计值：

G=1.2x（5。kN+0.8kN/mx6m）=65.76kN

3

（3）柱自重重力荷载设计值：

上柱G=G=1.2x4kN/mx3.6m=1728kN

4A4B

下柱G=G=1.2x4.44RA//n?x8.4m=44.76kA/

5A58

-5735

酬僦if；W|

2、屋面活荷载

屋面活荷载标准值为0.5ZN/,〃2

屋面积灰荷载为

(0.3ZN/"?2x3/n+0.75kN/m2x3m+0.3W/m2x3m)x6m=24.3kN

作用于柱顶屋面活荷载设计值为：

Q=1.4x(0.54V/max6mx18m/2+24.3W)=71.82W

1

Q作用位置与G作用位置相同。如图26o

11

3、风荷载

按co=。NNco计算，其中co=0.55AN/〃z2,p=1.0,1i根据厂房各部分

kzszoozZ

标高及B类地面粗糙度确定:

-6735

柱顶（标高11.4m）日=1.039

檐口（标高13.5m）|i=1.098

屋顶（标高16.92m）=1.182

排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为:

co=0NHco=1.0x0.8x1.039x0.55AN/〃z2=0.457AN/

1面Z5,1ZO

co=Pgpco=1.Ox0.4x1.039x0.55kN/a2=0.286ZN/机2

2kzs2zo

跖府打修娥灰悌I算邮

则作用于排架计算简图（图27）上的风荷载设计值为：

c/=1.4x0.457Z：/V/W2x6/H=3.84W/w

1

q=1.4x0.286AN/"Z2X6〃Z=2.40kNhn

2

屋架各点处的卜i：

标图（m）

T

13.951.Ill

16.621.176

14.551.127

16.591.175

F=y(Swpp/?)pcoB=[(0.8+0.5)x2..1x1.0984-(0.3+0.6)x0.45x1.111

WQSzz00

n=1

+1.4x2.67x1.176+(-0.8+0.6)x2.04x1.175+0]=33.40W

-7735

4、吊车荷载

15/3kN吊车的参数为：B=5.5m,K=4.4〃z,g=71MN,Q=150kN,F=152ZN。

p.max

根据重力荷载之间的平衡关系：2（尸+尸）=G+Q+g得：F=655kN。

p.maxp.minp.inin

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28o

ITU

图E弹球作用下支。加泮卜

（D吊车竖向荷载

吊车竖向荷载设计值为：

D=7FZy=1.4X152^（1+0.808+0.267+0.075）=457.52W

maxQp,maxi

D=YFXy=1.4x65.5x2.15=197.155^

minQp.mini

（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：

T=_a（e+g）=_!_x0.1x（l50kN+7l.9kN）=5.548ZN

4Z

作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算

T=Y7为=1.4x5.548x2.15=16.7/W

maxQl

-8735

五、排架内力分析

柱剪力分配系数

n=I/1C=3/[1+A3(1/M-1)]

u1o1/5

柱子，S1/8

入=H/H6=H3/CEI

uoIi

c=2.596

H=0.148o

A,BH3n=r\=0.5

入=0.3008=8=0.268x10-io_.4B

AB

1、恒载作用下的排架内力分析，计算简图如图29(a)

百=G=244.98W7T=G+G=62.32AN+17.28AN=81.60kN

_[123上1

G~=G=44.76AM

3_F1

M=Ge=244.98ANx0.05〃?=12.25kN!m

111___

M=(b+G)e-Ge

21±1033

=(244.98ZN十17.28kN)x0.2m-64.32ANx0.35/n=29.94AN

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钱支

座计算内力。对于A、B柱〃=0.148,1=0.300。

G=l^2-=1-971,C3=l-_=1,181

1+X3(--1)1+入3(--1)

nn

MM12.25W/nx1.971+29.94&N"x1.184

R=1C+2c==4.96kN

AHiH312

R=—4.96ZN

B

-9735

IIi.liI.HHl.li

求得R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

i

面以上重力荷载之和，恒载作用下的轴力弯矩如图29(b)(c)0

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)o

其中&=71.82ZN,它在柱顶及变阶处引起的力矩为：

M=71.82kNx0.05/n=3.59Ww,M=71.82x0.20=14.36kAH%C=1.971,

14,2A1

C=1.181则

3MAMA3.59ZNmx1.971+14.36ZN•mx1.181

R=二C_q三三2。颊苴____

AHtH312

排架各柱的弯矩轴力图如图30(b)(c)o

-10735

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)o

A,B柱〃=0.1482=0.300有表2.5.2得

3[1+人心-1)]

C=-----?——=0.340

118[1+X3(1-1)]

n

R*=-qHC^=-3.84AN/〃zx12"?x0.34=-15.7AN(<—)

RR=一夕？"。/=-2.4kN/〃7x12〃？x0.34=-9.792AN(<—)

R=R+R+F=-15.7kN-9.79W-33.43W=-58.92)l/V(<-)

ABW

各柱顶剪力分别为：

V=R-T|R=-15.7kN+0.5x58.92攵N=17.36ZN(<-)

AAA

V=R-n/?=-9.7W+0.5X58.92W=19.67W(->)

BBB

排架内力如图31(b)

-11735

一

二

三

二

时

右风吹

(2)

2。

如图3

力图

和内

简图

，计算

力反向

，内

相同

吹情况

与左风

跨，

死单

由于

&

48

4C

4”

59

/

\

Il

热I，

姗的

■械

析

内力分

下排架

载作用

车荷

4、吊

柱

于A

作用

D

(1)

max

矩为

的力

引起

面处

腿顶

在牛

5

载I)

向荷

车竖

中吊

,其

(a)

33

如图

简图

计算

nin

■ax

m

0J3kN

l6

035m

kN

5752

4

De

M

3

max

A

9kNm

6

35m

N0

716k

19

De

M

3

min

B

8,则

1.1

柱,C

对于A

3

3kNm

160J

M

C

-

R