单层工业厂房课程设计

1单厂课程设计一、设计资料（一）、设计题目：××厂××车间。（二）、设计条件：1、工艺要求：该车间为一单跨厂房，柱距6m，长度66m，跨度30m，（布置图见图1－1）天窗按需设计（考虑采光），设有工作级别A4桥式吊车，吊车吨位30/t台，轨顶标高9.3m。吊车的有关参数见下表1-1。吊车有关参数表1－1吊车吨位起重量Q（KN）吊车宽B（mm）轮距K(mm)最大轮压maxP（KN）最小轮压minP(KN)起重机总重（KN）小车总重1Q（KN）车高H(m)30300665052503208851511826002、气象条件：基本风压kw＝0.5KN/m2（组合系数0.6），基本雪压0.3KN/m2（组合系数0.7）。3、地质条件：修正后的地基承载能力特征值：af＝200KN/m2，基础埋深应大于－1.80m。4、地震设防烈度：6度。5、建筑资料和荷载资料：（1）不上人屋面：活载0.5KN/m2。（2）防水卷材(二毡三油)：0.35KN/m2。（3）水泥珍珠岩制品，保温隔热（100mm）：0.4KN/m2。（4）20mm水泥砂浆找平层：0.4KN/m2。（5）围护墙（240mm厚清水墙）：19KN/m3。(6)门窗（钢门窗）：0.45KN/m2。（7）地面：混凝土地面，室内外高差150mm。（8）大型屋面板及灌缝：1.4+0.1=1.5KN/m2。（9）屋架采用30m预应力折线型屋架，每榀屋架自重标准值139.5KN。（10）维护墙直接支承于基础梁上，基础梁截面240×450mm，基础梁自重2.7KN/m。（11）天窗采用9m跨度矩形无挡封板的纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34KN（包括自重，侧板，窗扇支撑等自重）。（12）采用6m跨等截面预应力混凝土吊车梁（截面高度1200mm），每根吊车梁得重力荷载45.50KN，吊车轨道连接重力荷载为0.81KN/m。（三）、设计任务：1、设计内容：（1）、建筑学平面、立面、剖面图。（2）、结构方案：构件选型和结构布置。（3）、结构计算：计算简图、荷载计算、内力分析与组合、排架柱及牛腿设计、单独基础设计。（4）、编写结构计算书。22、施工图内容：（1）、建筑平面、立面、剖面图。（2）、结构布置图：基础及基础梁布置图，吊车梁及柱间支撑布置图，屋盖结构布置图。（3）、柱的模板图和配筋图。（4）、基础模板图和配筋图。二、屋架选型：屋面荷载值23.5/KNmm，所以荷载等级为一等，选用单跨外天沟，9m钢天窗架，所以屋架型号为301YWJBb屋面板选型：采用预应力屋架，屋面荷载在2.5左右，所以荷载等级为2，采用预应力冷拉HRB235级钢筋，所以物价型号为2YWB吊车梁选型：根据吊车为30/5t，承载力等级为4，所以在边跨用4YDLB，在中间用4YDLZ基础梁选型：墙高为12.55m，大于5.5m,小于14.5m,抗震设防等级为6级，所以选用1JL二、结构计算简图（由于A、B柱的对称性，所以以下计算过程以A柱为例）1、排架柱的高度（1）、基础的埋置深度及基础高度：设室内外地坪高差为150mm，基础梁高度为450mm，则基础顶面的标高为－0.700m（450+150+100＝700mm），同时要求满足任务书上要求的基础埋深大于1.8m。（2）、排架柱高度的确定：根据设计资料及图集得轨顶标高为9.3m，吊车梁高为1.2m，轨道及垫层高度为0.17m，车子的高度为2.19m，车子安全行驶的高度取为0.23m。uH吊车梁高＋轨道构造高度＋车子高度＋车子安全行驶高度=1.2+0.17+2.6+0.22=4.19m取4.2mlH＝轨顶标高—吊车梁高—轨道构造高度—基础顶面标高9.31.20.170.708.63m取8.8mlumHHH＝＋＝8.8＋4.2＝13uH=4.2m,lH=8.8m2、柱的截面尺寸及几何特征及自重（1）、柱的截面尺寸：由书上表17—2查得边柱可采用上柱b×h＝500mm×500mm的矩形截面，下柱采用iibhhb×××＝500mm×1000mm×150mm×100mm的工字型截面。柱的尺寸和牛腿部位尺寸见下图34柱的尺寸和牛腿部位尺寸（2）、柱的截面几何特征及柱的自重计算对于排架列柱A、B：上柱525005002.510Amm××394500/125.2110uImm×500250.256.25GKNm×/下柱541505002100650251501/242.310Amm9431.4110lImm250.235.75GKNm×/根据柱的高度、吊车起重量及工作级别A4等条件，确定柱的截面尺寸，经计算得截面几何特征，汇总见表。柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号截面尺寸/mm面积/2mm惯性矩/4mm自重/kN/mA，B上柱矩5005002.51055.21×1096.25下柱I50010001501002.31053.141×10105.753、荷载计算（1）、屋盖恒载标准值6m预应力大型屋面板1.52KNm20mm水泥砂浆找平层0.42KNm100mm厚水泥珍珠岩制品保温隔热层0.42KNm三毡四油防水层上铺小石子0.352KNm屋盖钢支撑0.072KNm合计2.722KNm每榀天窗架每侧传至屋架的荷载342KNm屋架自重139.52KNm则作用于横向平面排架边柱柱顶屋盖结构自重为112.72615139.5/234.02.026360.67ABGGKN××1111360.670.0518.03ABAAMMGeKNוm52212360.670.2590.17ABAMMGeKNוm（2）、屋面活载（不上人屋面，取0.52KNm）10.56(150.77)47.31AGKN××11147.310.052.37AAAMGeKNוm21247.310.2511.83AAMGeKNוm（3）、柱的自重重力荷载226.254.226.25ABGGKN×222226.250.256.56ABAMMGeKNוm35.758.851.24AGKN×(4)、吊车梁及轨道连接重力荷载4445.50.81650.36ABGGKN×444450.360.4020.14ABAAMMGeKNוm(5)吊车荷载由表1-1可得A4工作级30/5t吊车的参数为：B=6.65m，K=4.8m，Q＝300KN,g＝118KN,maxP＝320KN,minP＝88KN,可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值如图所示6吊车影响线作用图①吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：maxmax320(10.125)337.5iDPyKN∑minD=miniPy∑=88（1+0.125）=99KNmaxD在柱A时：4max444337.5,337.50.4135AAAAGDKNMGeKNוmminD在边柱A时：4min44499,990.439.6AAAAGDKNMGeKNוm②吊车横向水平荷载30/5t吊车一个轮子横向水平制动力300.1(300118)/410.45TKNmax10.45(10.125)11.76TKN×（6）风荷载该地区的基本风压200.5/wKNm，对于城市地区，风压高度变化系数z按B类地区考虑高度取值。对21,qq按柱顶标高12.45m考虑查得1.07z。对wF按天窗檐口标高18.35m考虑查得1.21z。风荷载体型系数s的分布如图2－2所示。7-0.6-0.7+0.6-0.2+0.8-0.5-0.6风荷载体型系数图q1q2q3q4q5q6q7q8qz1.071.071.211.211.211.211.211.21s0.80.50.80.20.60.60.60.5ikq2.571.612.900.732.182.182.181.82作用长度1.651.62.652.651.61.65方向11060.81.070.502.57/szqDwKNm22060.51.070.501.61/szqDwKNm×1.65(2.91.82)1.6(0.732.18)2.65(2.182.18)19.79wFKN(7)荷载汇总表见下表荷载汇总表荷载类型简图A（B）柱N(KN)M(KN·m)∑恒载G1A=360.67KNG2A＝26.65KNG2A+G4A==26.25+50.36=76.61KNG3A=51.24KNM1A=18.03KN·mM2A+M4A=90.17+6.56-20.14=76.59KN·m8屋面活载G1A=47.31KNM1A=2.37KN·mM2A=11.83KN·m吊车竖向荷载Dmax在A柱：G4A=337.5KNDmin在A柱：G4A=99KNM4A=135KN·mM4A=39.6KN·m吊车横向水平荷载Tmax＝11.76KN（一台30/5）风荷载Fw＝19.79KNq1＝2.57KN/m，q2＝1.61KN/m三、结构内力分析（由于A、B柱的对称性，所以以下计算过程以A柱为例）该厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数i计算，见表3-1，柱的计算简图见上表2－2。表3－1柱剪力分配系数表柱的类别/ulnII/uHHλ30/lHcEIδ03/c3[1+λ(1/n-1)]1/1/iiiδηδ∑A、B柱n=0.166λ=0.3230c=2.579ABδ=δ27.030.5ABη=η内力的正负号规定见下图内力正负号定义图1、恒载作用下的排架内力计算21311(1)31.954121(1)nCn×λλ223311.148121(1)Cn×λλ11118.031.9542.71()13AaMcRKNH×2422()1.1486.76()13AAaMMcRKNH76.59?122.716.764.05()aaaRRR4.05()abRR分配给A柱的剪力为()0.5abRR×0=0a-ηA柱柱顶的剪力为4.0504.05()aVKN从而求得A柱的其它内力为35.04MKNI-I·m，41.55MKNⅡ-Ⅱ·m,5.91MKNⅢ-Ⅲ·m386.92NKNI-I,437.28NKNⅡ-Ⅱ,488.52NKNⅢ-Ⅲ2、屋面活载作用下的排架内力计算21311(1)31.954121(1)nCn×λλ10223311.148121(1)Cn×λλ1111.9540.356()13AaMcRKNH2.37?2221.1481.045()13AaMcRKNH11.83?120.3561.0450.689()aaaRRRKN0.689()baRRKN分配给A柱的剪力为()0.5abRR×0=0a-ηA柱柱顶的剪力为0.68900.689()aVKN从而求得A柱的其它内力为5.26MKNI-I·m，6.57MKNⅡ-Ⅱ·m，0.51MKNⅢ-Ⅲ·m47.31NNNKNⅢ-ⅢⅠ-ⅠⅡ-Ⅱ3、吊车竖向荷载作用下的排架内力计算（1）、当Dmax在A柱时：223311.148121(1)Cn×λλ421351.14811.92()13AaMcRKNH×4239.61.1483.5()13BbMcRKNH×分配给A柱的剪力为()0.5(11.923.5)4.21abRRKNa-ηA柱柱顶的剪力为11.924.217.71()aVKN从而求得A柱的其它内力为32.38MKNⅠ-Ⅰ·m，102.62MKNmⅡ-Ⅱ·，34.77MKNⅢ-Ⅲ·m0NⅠ-Ⅰ，337.5NNKNⅢ-ⅢⅡ-Ⅱ（