《单层工业厂房》课程设计

《《单层工业厂房》课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《单层工业厂房》课程设计（21页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、word单层工业厂房课程设计姓 名：班级：学号：一 结构选型由图1可知柱顶标高是10.20米，牛腿的顶面标高是6.60米 ，室内地面至根底顶面的距离0.5米，如此计算简图中柱的总高度H,下柱高度Hl和上柱的高度Hu分别为：H=10.2m+0.6m=10.8m Hl根据柱的高度，吊车起重量与工作级别等条件，确定柱截面尺寸，见表1.2。见表1.2 柱截面尺寸与相应的参数计算参柱号截面尺寸/mm面积/mm2惯性矩/mm4自重/(KN/m)A,C上柱矩4004001600002130000000下柱I400800100150177500B上柱矩40040016000021300000004下柱I400

2、800100150177500二 荷载计算 1恒载图1求反力： 屋架重力荷载为59.84，如此作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值： GA1/2)= GB1/2)=170.18 KN (2)吊车梁与轨道重力荷载设计值 GA3 GB3 (3)柱重力荷载的设计值 A,C柱 B柱2屋面活荷载2，作用于柱顶的屋面活荷载设计值： Q1618/2=37.8 KN3，风荷载 风荷载标准值按k=zsz0计算其中02, z=1, z根据厂房各局部 与B类地面粗糙度表2.5.1确定。 柱顶标高10.20m z=橼口标高12.20m z=屋顶标高13.20m z=s如图3所示，由式k=zsz0可得排架的风荷载的标准

3、值：k1=zs1z0 KN/m2k2=zs2z0 KN/m2图2 荷载作用位置图图3 风荷载体型系数和排架计算简 Fw=Q(s1+s2)zh1+(s3+s4)zh2 z0B=1.4(0.8+0.4)(12.2-10.2)+(-0.6+0.5)(13.2-12.2) 164吊车荷载 吊车的参数：B=5.55米，轮矩K=4.4，pmax=215KN, pmin=25KN,g=38KN。根据B和K，可算出出吊车梁支座反力影响线中个轮压对应点的竖向坐标值，如图所示：图吊车荷载作用下支座反力的影响线（） 吊车的竖向荷载Dmax=QFpmaxyi115Dmin=QFpminyi25（） 吊车的横向荷载T=

4、1/4Q+g=1/4吊车横向荷载设计值：TmaxQTyi三 排架内力分析 恒荷载作用下排架内力分析图5恒荷载作用的计算简图G1=GA1=176.81KN; G2=G3+G4A=38.76+17.28=56.04KN; G3=G5A=38.28KN;G4=2GB1=340.361KN; G5=G3+2G4B=238.76+17.28=94.8KN;G6=G5B=38.28KN;M1= G1e10.05=8.60KN.m;M2=( G1+ G4A)e0- G3e3=(176.81+17.28) C1=2.03; C1=1.099;RA=C1+C31.099)/10.8=4.20KN()RC=-4.

5、20KN(); RB=0KN;内力图：图6 恒荷载内力图 活荷载作用下排架内力分析(1)AB跨作用屋面活荷载图7 AB跨作用活荷载作用简图Q=37.8KN，如此在柱顶和变阶处的力矩为：M1A0.05=1.89KN.m，M2AKN.m，M1BRA=C1+C31.099)/10.8=1.124KN()RB=C12.03/10.8=1.07KN()如此排架柱顶不动铰支座总的反力为：R= RA+ RB=1.124+1.07=2.19KN()VA= RARA2.19=0.40KN()VB= RBRB2.19=0.35KN()VC= RC2.19=0.72KN()排架各柱的弯矩图,轴力图,柱底剪力如图8所

6、示:图8 AB跨作用屋面活荷载内力图(2)BC跨作用屋面活荷载由于结构对称,且BC跨的作用荷载与AB跨的荷载一样,故只需叫图8的各内力图位置与方向调一 即可,如图10所示:图9 AB跨作用活荷载作用简图图10 BC跨作用屋面活荷载内力图 风荷载作用下排架内力分析(1) 左吹风时C=RA=-q1HC110.33=-12.08KN()RC=-q1HC110.33=-6.06KN()R= RA+ RC+Fw=12.08+6.06+10.23=28.37KN()各柱的剪力分别为:VA= RA-RA28.37=-2.72KN()VB= RB-RB28.37=3.30KN()VC= -RC-28.37=9

7、.36N()图11 左风内力图(2) 右风吹时因为结构对称，只是内力方向相反,，所以右风吹时，内力图改变一下符号就行，如图12所示；图11 左风内力图 吊车荷载作用下排架内力分析（） Dmax作用于A柱计算简图如图所示，其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin在牛腿顶面引起的力矩为：MA=Dmaxe3MB=Dmine3RA=-C31.099/10.8=-12.33KN()RB=C31.099/10.8=5.74KN()R= RA+ RB=-12.33+5.74=-6.59N()各柱的剪力分别为:VA= RA-RA6.59=-10.16()VB= RB-RB6.59=7.91KN()VC= -RC6.

8、59=2.17N()图Dmax作用在A柱时排架的内力（） Dmax作用于B柱左计算简图如图所示，其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin在牛腿顶面引起的力矩为：MA=Dmaxe3MB=Dmine3RA=C31.099/10.8=-.KN()RB=C31.099/10.8=.KN()R= RA+ RB=.+.=.N()各柱的剪力分别为:VA= RA-RA.=.KN()VB= RB-RB.=.KN()VC= -RC.=.N()图Dmax作用在B柱左时排架的内力（） Dmax作用于B柱左根据结构对称和吊车吨位相等的条件，内力计算与Dma作用于B柱左情况一样，只需将A，C柱内力对换和改变全部弯矩与剪力符号：

9、如图（） Dmax作用于C柱同理，将Dmax作用于A柱的情况的A，C柱的内力对换，且注意改变符号，可求得各柱的内力，如图5（） Tmax作用于AB跨柱当AB跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图16-a所示。对于A柱，n=0.15，=0.33，得a=(3.6-0.9)/3.6=0.75.，TmaxC5=RA=TmaxC5.=6.73KN()RB=TmaxC5.=6.73KN()图Dmax作用在B柱右时排架的内力图5Dmax作用在C柱时排架的内力排架柱顶总反力R：R= RA+ RB=各柱的简力：VA= RA-RA.=.KN()VB= RB-RB.=.KN ()VC=RC13.46=4.44N()

10、图16Tmax作用在AB跨时排架的内力（） Tmax作用于BC跨柱由于结构对称与吊车的吨位相等，故排架内力计算与“Tmax作用于AB跨柱的情况一样，只需将A柱与C柱的对换，如图17图17Tmax作用BC跨时排架的内五柱截面设计中柱 混凝土强度等级C20，fc2，ftk2采用HRB335级钢筋，fy= fy 300 N/mm2,b=0.55，上下柱采用对称配筋 上柱的配筋计算由内力组合表可见，上柱截面有四组内力，取h0mm，附加弯矩ea=20mm大于，判断大小偏心：从中看出组内力为大偏心，只有一组为小偏心，而且：N=429.KN5应考虑偏心矩增大系数1=160000/357640=2.151，取

11、207200/400=0.97, l0/h15，取2图=1+12=1+1=357640/14002s/h0=2所以x=h0e=ei-h/2+s=fyAs(h0-as)-1fcbx(x/2-as)As=As=715mm选用As=763mm2验算最小配筋率：As/bh=763/400400=0.47%0.2%平面外承载力验算：l0ul0/b=5400/400=13.5，查表得，Ac=A-Aa=4002-7632=158474mm(fyAs+ fcAs(300763158474)= 1656.55KN 下柱配筋计算取h0=800-40=760mm，与上柱分析方法相识，选择两组最不利内力：M=N=81

12、0.94 KN N=473.44 KN(1) 按M=217.96 KN.m，N=810.94 KN计算L0=HU=7.2=7.2m，附加偏心矩ea=800/30=2.7mm(大于mm),b=100mm,bf=400mm, hf=150mme0=M/N=217960/810.94=268.77mm ei= e0+ ea l0/h=7200/800=95而且应考虑偏心矩增大系数，取2=11=160000/810940=1.051，取图=1+12=1+1ei760=228，所以为大偏心受压，应重新假定中和轴位于翼缘内，如此x=810940/1400=211.18hf=150mm说明中和轴位于板内，应

13、重新计算受压区的高度：x= =mme=ei+h/2+s295.77 -8002-407005mmAs=As=2(2) 按M=152.69 KN.m，N=473.44 KN计算L0=HU=7.2=7.2m，附加偏心矩ea=800/30=2.7mm(大于mm),b=100mm,bf=400mm, hf=150mme0=M/N=152690/=322.51mm ei= e0+ ea l0/h=7200/800=95而且应考虑偏心矩增大系数，取2=11=160000/810940=1.051，取图=1+12=1+1ei760=228，所以为大偏心受压，应重新假定中和轴位于翼缘内，如此x=473440/

14、1400=123.29hf=150mm说明中和轴位于翼缘内：e=ei+h/2-smmAs=As=2最小配筋minA=0.2%177500=355mm2所以选As=461mm2满足要求查附表.的无柱间支撑垂直排架方向柱的计算长度，l0=1Hll0/b=7200/400=18，查表得0.81，Ac=A-Aa=177500-4612=176578mm(fyAs+ fcAs(300461176578)= 1437.40KNNmax所以满足弯矩作用平面外的承载力要求 柱裂缝宽度验算规X中规定，对e0/h00.55的柱要进展裂缝宽度验算，本例的上柱出现e0/h0=0.55,所以应该进展裂缝验算。验算过程见

15、下表。其中上柱的As=763mm2；Es=200000N/mm2；构件的受力特征系数acr=2.1，混凝土的保护层厚度c=25mm,ftk2。 柱裂缝宽度验算非地震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般由构造要求控制。根据构造要求，上下柱均选用200箍筋。 牛腿设计根据吊车支承的位置，截面的尺寸与构造要求，确定牛腿的尺寸如图所示，其中牛腿的截面宽度b=400mm，牛腿截面高度h=1050mm，h0=1015mm.(1) 牛腿腿截面高度验算表柱的宽度验算表图 Fvk所以所选的尺寸满足要求（） 牛腿配筋计算纵向受拉钢筋总截面面积As：As=2根据规定，纵向受拉钢筋As4001050=840mm2550.2

16、 mm2。所以要按mm2配筋。现在选用As=1005mm2 水平箍筋选用100的双肢筋。牛腿的剪跨比a/h0=370/1050=0.350.3，所以应该设置弯起钢筋As2，且A4001015=609 mm2应当选用As=mm2 牛腿设计采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊。插入杯口深度为800mm,如此柱吊装时的总长度为3.6+7.2+0.8=11.6m.。柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载应考虑动力系数即q1=Gq1kq2=Gq1kq3=Gq1k图在上述荷载的作用下， 柱的控制截面的弯矩为：M1=0.5 q1Hu22M2=0.5 q1Hu23.6+1.052(37.8-7.

17、2)2由MB=RAl33l32+M2=0解得：RAKN M3=RAx- q3x2 令=RA-q3x=0 得x=1.77m 如此下柱段最大弯矩M3为：M32表吊装时柱的宽度验算表六根底设计B柱下根底 初步确定杯口尺寸与根底埋深杯口尺寸图5 根底截面尺寸杯口的深度：柱子的插入深度H1=800mm，所以杯口深度为800+50=850mm 杯口顶部尺寸：宽为400+275=550mm，长为800+275=950mm 杯口底部尺寸：宽为400+250=500mm，长为800+250=900mm杯口厚度：因为800hc1000，所以杯壁的厚度取t=350mm 杯壁高度：h1t/0.75=350/0.75=

18、466mm，取h1=350mm 杯底厚度；a1=250mm，根据a2a1原如此，取a2为250mm 根据以上尺寸，确定根底总高度H1+a1+50=800+250+50=1100mm 根底的埋置深度：1100+600=1700mm 地基承载里设计值：fa=200KN/m2 (2)根底面积计算表B柱在根底地面的荷栽估算根底底面积：A=1006.06/(200-202 考虑偏心受压，将根底的面积增大2 G=Gy208=326.4KN表 根底底面压应力计算 取根底地面长边与短边的比为，如此l=3.8m，b=1.9m，取l=m，b=m校核根底底面积是否满足要求： 校核0.5(Pmax+Pmin)f(19

19、8.90+134.22)=166.56KN0 由以上得知，根底的地面尺寸m2，满足要求图根底截面尺寸地基净反力计算：表地基净反力由表可以看出Nmax最不利。Pjmax=158.10,Pjmin=93.42 冲剪强度验算从杯口顶面柱边开始的0斜拉裂面与根底底面交界处截面的净反力Pj1。根底的有效高度h0=1100-40=1060mm Pj1=93.42+(4-0.64)/4(158.10-93.42)=KN 同理按比例算得：Pj=93.42+(2+0.4)/4(158.10-93.42)=Pj=93.42+(2+0.4+0.425)/4(158.10-93.42)=KN 因为b=2.0m Pjm

20、axA1 满足要求变阶截面；算法同上面的一样，同样满足要求。截面：MI=1/48(Pjmax+Pj)(2b+bc)+(Pjmax-Pj)b(l-hc)2 =1/48(158.1+125.76)(22+0.4)+ (158.1-125.76) 2(4-0.8)2 AsI= MIyh02100002截面：MI=1/48(Pjmax+Pj)(2b+b1)+(Pjmax-Pj)b(l-l1)2 =1/48(158.1+125.76)(22+1.15)+ (158.1-125.76) 2(4-1.55)2 AsI= MIyh02100002 比拟AsI和AsI，应该按AsI来配筋，取(As=1538)截面M=Pj(b-bc)2(2l+hc)=1/24125.76(2-0.4)2(2 As= Myh0210000(1.06-0.012)=596mm2截面 M=Pj(b-b1)2(2l+l1)=1/24125.76(2-1.15)2(2 As= Myh0210000(0.71-0.012)=272mm2按构造配筋取As=1963mm2满足要求21 / 21