單層廠(chǎng)房設(shè)計(jì)圖文并茂

1、第4章 單層廠(chǎng)房設(shè)計(jì)車(chē)間平面布置示例廠(chǎng)房剖面圖4.1計(jì)算簡(jiǎn)圖本車(chē)間為機(jī)修車(chē)間，工藝無(wú)特殊要求，結(jié)構(gòu)布置均勻，荷載分布均勻，故可以從整個(gè)房中選擇具有代表性的排架作為計(jì)算單元，如圖所示計(jì)算單元寬度為。由設(shè)計(jì)資料可知柱頂標(biāo)高，軌頂標(biāo)高為，設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為，則計(jì)算簡(jiǎn)圖和吊車(chē)梁的高度求總高度h=11.9+0.5=12.4m根據(jù)建筑剖面及其構(gòu)造，確定廠(chǎng)房計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示其，下柱高，上柱高柱截面幾何參數(shù) 參數(shù)柱號(hào)截面尺寸面積慣性矩自重a ,c上柱 下柱b上柱下柱i4.944.2荷載的計(jì)算4.2.1恒載（1）屋面恒載：兩氈三油防水層： 20mm厚水泥砂漿找平層： 厚水泥礫石保溫層：一氈兩油隔氣層：

2、 厚水泥砂漿找平層： 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板： 屋蓋鋼支撐： 合計(jì)： 屋架自重ywja24ab跨 1.2(10626.95.942)kn=173.7 kn/榀bc跨 1.2106kn=127.2 kn/榀天溝板 1.22.02=2.424 kn/m故作用于ab跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為作用于bc跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為(2)柱自重重力荷載設(shè)計(jì)值：a、c柱：上柱： 下柱： b柱: 上柱： 下柱：（3）吊車(chē)梁及軌道自重ab跨： bc跨： 各恒載作用位置如圖所示。 4.2.2屋面活荷載由荷載規(guī)范差得，屋面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.5（可作0.2的增減），本處取0.7，雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.45，故僅按屋面活荷

3、載計(jì)算。ab跨：bc跨：屋面活荷載在每側(cè)柱上的作用點(diǎn)位子與屋蓋結(jié)構(gòu)自重相同。4.2.3.吊車(chē)荷載本車(chē)間選用的吊車(chē)主要參數(shù)如下：吊車(chē)的參數(shù)為：， ，。根據(jù)b及k，可算得吊車(chē)梁支座反力影響線(xiàn)中各輪壓對(duì)應(yīng)點(diǎn)的豎向坐標(biāo)值，如圖所示（1） 吊車(chē)豎向荷載 bc跨同ab跨一樣（2） 吊車(chē)橫向水平荷載 bc跨同ab跨一樣作用于每一個(gè)輪子上的吊車(chē)荷載水平制動(dòng)力計(jì)算公式： （）式中 每一個(gè)輪子作用在軌道上的橫向水平制動(dòng)力；橫向水平制動(dòng)系數(shù)； 吊車(chē)的額定起重量的重力荷載；小車(chē)的重力荷載。作用于拍架上的吊車(chē)橫向的水平荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算公式： （）式中 第個(gè)大車(chē)輪子的橫向水平制動(dòng)力；吊車(chē)梁傳給柱的最大橫向反力的標(biāo)準(zhǔn)值； 影

4、響線(xiàn)數(shù)值。 活荷載分項(xiàng)系數(shù)（1）.風(fēng)荷載由荷載規(guī)范查得，該地區(qū)基本風(fēng)壓，風(fēng)壓高度系數(shù)按b類(lèi)地面取值：柱頂（標(biāo)高） 檐口（標(biāo)高）屋頂：ab跨 標(biāo)高bc跨 標(biāo)高15.8m，風(fēng)荷載體型系數(shù)如圖所示。故風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為作用于排架上的風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)值為右來(lái)風(fēng)時(shí)：所以風(fēng)荷載作用如圖所示4.3 內(nèi)力分析本廠(chǎng)房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。4.3.1剪力分配系數(shù)的計(jì)算該廠(chǎng)房為一跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。其柱的剪力分配系數(shù)見(jiàn)下表：柱剪力分配系數(shù)柱號(hào)a 、c柱0.286b柱0.4284.3.2恒載作用下的內(nèi)力分析a柱列：b柱列：c柱列： 柱列所受彎矩如圖所示。各柱不動(dòng)鉸支承反力分別為：a柱

5、列：，則b列柱：，則同理可得：，c列柱：，則同理可得：，故假設(shè)在排架柱頂不動(dòng)鉸支的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負(fù)規(guī)定故恒載作用下排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。恒載作用軸力圖4.3.3屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析（1） ab跨作用有屋面活荷載時(shí)由屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力為，其中在a列柱、b列柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為a列柱：，b列柱：， 假象排架柱頂下動(dòng)鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為ab跨作用有屋面活荷載時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（2） bc跨作用有屋面荷載時(shí)與ab跨對(duì)稱(chēng)bc跨作用有屋面活荷載時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖

6、如圖所示。4.3.4吊車(chē)豎向荷載作用下的內(nèi)力分析（考慮廠(chǎng)房整體空間工作，）（1）ab跨作用于a列柱，由ab跨和的偏心作用而在柱中引起的彎矩為各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：a列柱：，b列柱：， 假想排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為ab跨作用在a柱時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（2）ab跨作用在b柱左側(cè)由ab跨和的偏心作用而在柱中引起的彎矩為各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：a列柱：，b列柱：， 假想排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為ab跨作用在b柱時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（3）bc跨作用在b柱右側(cè)由于排架結(jié)構(gòu)和吊車(chē)荷載均勻?qū)ΨQ(chēng)于第（2）種情況，所以計(jì)算結(jié)果對(duì)稱(chēng)

7、，故bc跨作用于b柱右側(cè)時(shí)，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（4）bc跨作用在c柱由于排架結(jié)構(gòu)和吊車(chē)荷載均勻?qū)ΨQ(chēng)于第（1）種情況，所以計(jì)算結(jié)果為對(duì)稱(chēng)，故bc跨作用于c柱時(shí)，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。4.3.5.吊車(chē)水平荷載作用下的內(nèi)力分析（考慮廠(chǎng)房整體空間工作，）（1）當(dāng)ab跨作用由吊車(chē)橫向水平荷載時(shí)各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：a列柱：，b列柱：，假想排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為排架柱的彎矩圖如圖所示。 ab跨作用有吊車(chē)荷載的彎矩圖（2）當(dāng)bc跨作用有吊車(chē)橫向水平荷載時(shí)，由于排架結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，荷載反對(duì)稱(chēng)，所以計(jì)算簡(jiǎn)圖和彎矩分別如圖所示。4.3.6.風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析右

8、來(lái)風(fēng)時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：a列柱：， c列柱：， 假想排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為右來(lái)風(fēng)時(shí)排架柱的彎矩圖如圖所示，左來(lái)風(fēng)時(shí)排架柱內(nèi)力近似地按右來(lái)風(fēng)時(shí)的反對(duì)稱(chēng)荷載取值。4.4.內(nèi)力組合考慮廠(chǎng)房整體空間工作，對(duì)a柱進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，組合結(jié)果如表所示，44表4-4 a柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表柱號(hào)及正向內(nèi)力荷載類(lèi)別恒載屋面活載吊車(chē)豎向荷載吊車(chē)水平荷載風(fēng)荷載作用在ab跨作用在bc跨作用在a柱作用在b柱左作用在b柱右作用在c柱作用在ab跨作用在bc跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)m15.630.7163.39-52.67-46.7037.39-7.750.5522.6424.46

9、-28.98n 323.2559.92000000000m-47.24-14.263.39123.42-19.6137.39-7.750.5522.6424.46-28.98n383.9959.920586.9590.30000000m26.30-5.8511.07-4.23-125.31122.02-25.3123.5273.90209.91-172.20n433.859.920586.9590.30000000v7.950.980.893-13.86-12.299.84-2.0414.35.9632.06-23.90注：1.2.表中恒載內(nèi)力系數(shù)按所得。如取時(shí)，則恒載內(nèi)力須乘以；如取時(shí)，則恒

10、載內(nèi)力須乘以。表4-5 a柱控制截面組合的內(nèi)力設(shè)計(jì)值截面?zhèn)渥?0.76-53.6144.0177.99389.76269.38405.60269.38111.62-110.3171.25-82.01789.55476.5954.19319.99387.74-311.14222.17363.01762.50460.331003.50361.5047.39-33.3424.4149.26280.09-215.98161.82265.55596.28432.10768.79361.5034.80-21.9218.3831.72b柱和c柱內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)，可按同理進(jìn)行。4.5柱截面設(shè)計(jì) 以a柱為例。

11、混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c30，；采用hrb400級(jí)鋼筋，。上、下柱 均采用對(duì)稱(chēng)配筋。（1）選取控制截面最不利內(nèi)力對(duì)上柱，截面有效高度取，則大偏心受壓和小偏心受壓界限破壞時(shí)對(duì)應(yīng)的軸向壓力為 由表可見(jiàn)，上柱截面共有4組不利內(nèi)力，4組內(nèi)力均滿(mǎn)足，故均為大偏壓。對(duì)這4組內(nèi)力，按照“彎矩相差不多時(shí)，軸力越小越不安全；軸力相差不多時(shí)，彎矩越大越不安全”的原則，可確定上柱的最不利內(nèi)力為， 對(duì)下柱，截面有效高度取，則大、小偏心受壓界限破壞時(shí)對(duì)應(yīng)的軸向壓力為由表可見(jiàn)，下柱和截面有8組最不利內(nèi)力，均滿(mǎn)足對(duì)這8組內(nèi)力采用也上柱截面一樣的分析方法，可得下柱的最不利內(nèi)力為截面 ，截面 ，（2）上柱配筋計(jì)算 上柱最不利內(nèi)力為

12、， 查表可得有吊車(chē)廠(chǎng)房排架方向柱的計(jì)算長(zhǎng)度為 （取） 故取進(jìn)行計(jì)算。選318，則滿(mǎn)足要求查表可得垂直于排架方向住的計(jì)算長(zhǎng)度則 滿(mǎn)足彎矩作用平面外的承載力要求。（3）下柱配筋計(jì)算 由分析結(jié)果可知，下柱去下列兩組為最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算： ，按，計(jì)算 查表得下柱的計(jì)算長(zhǎng)度為 截面尺寸 （?。?先假定中和軸在受壓翼緣內(nèi)，則且，為大偏心受壓構(gòu)件，受壓區(qū)在受壓翼緣內(nèi)，則按，計(jì)算（?。?先假定中和軸在受壓翼緣內(nèi)，則且，為大偏心受壓構(gòu)件，受壓區(qū)在受壓翼緣內(nèi)，取。選418。驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力 查表得垂直排架方向的計(jì)算長(zhǎng)度 滿(mǎn)足條件（4）柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠(chǎng)房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控

13、制。根據(jù)構(gòu)造要求，上、下柱均選用箍筋。（5）牛腿設(shè)計(jì)根據(jù)吊車(chē)梁支承位置，截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸，其中牛腿截面寬度與柱寬相等，牛腿截面高度，牛腿截面高度驗(yàn)算按式 進(jìn)行驗(yàn)算，其中，取。故牛腿截面高度滿(mǎn)足要求。牛腿配筋計(jì)算由于，因而該牛腿可按構(gòu)造配筋。根據(jù)構(gòu)造要求，。實(shí)際選用414（）。水平箍筋選用。（6）柱的吊裝驗(yàn)算內(nèi)力計(jì)算采用翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿下部，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后起吊。由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表2.4.6可得拄插入杯口深度為，取，則柱吊裝時(shí)總長(zhǎng)度為，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示圖4-6 柱吊裝計(jì)算簡(jiǎn)圖柱吊裝階段的荷載為柱的自重重力荷載（考慮動(dòng)力系數(shù)）即 由得：，令得，則下柱段最大彎矩為：承載

14、力和裂縫寬度驗(yàn)算上柱配筋為（318），其受彎承載力按下式進(jìn)行驗(yàn)算：滿(mǎn)足要求下柱配筋（418），其受彎承載力按下式進(jìn)行驗(yàn)算：滿(mǎn)足要求4.6基礎(chǔ)設(shè)計(jì)gb50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于6m柱距的單層多跨廠(chǎng)房，其地基承載力特征值為、吊車(chē)起重、廠(chǎng)房跨度、設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)時(shí)，可不做地基變形驗(yàn)算。本例滿(mǎn)足上述要求，故不需做地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用，下設(shè)厚的素混凝土墊層（1）作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載計(jì)算作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（-截面）傳給基礎(chǔ)的m，n，v以及外墻自重重力荷載。前者可由表 中的-截面選取，見(jiàn)表4-6，其中內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)組合值用于地基承載力驗(yàn)算，基本組合值用于受沖切承

15、載力驗(yàn)算和板底配筋計(jì)算。表4-6 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不利荷載組別荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合第1組387.74762.5047.39280.09596.2834.80第2組-311.14460.33-33.34-215.98432.10-21.92第3組222.171003.5024.41161.82768.7918.38由下圖可見(jiàn)，每個(gè)基礎(chǔ)承受的外墻總寬度為6.0?？偢叨葹?3.3，墻體為240實(shí)心墻（），鋼框玻璃窗（），基礎(chǔ)梁重量為根。計(jì)算范圍見(jiàn)下圖每個(gè)基礎(chǔ)承受的由墻體傳來(lái)的重力荷載為：240mm厚磚墻：鋼框玻璃窗： 基礎(chǔ)梁： 合計(jì)： 距基礎(chǔ)形心的偏心距為：（2）基礎(chǔ)尺寸及埋置深度按構(gòu)造要求擬

16、定高度h由表2.4.6得柱的插入深度，取。由表2.4.7得杯底厚度應(yīng)大于，取，則基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為，故基礎(chǔ)埋置深度為：由表4-7得杯壁厚度，??；基礎(chǔ)邊緣高度取，臺(tái)階高度取，見(jiàn)下圖。表4-7 基礎(chǔ)杯底厚度和杯壁厚度柱截面高度杯底厚度杯壁厚度t擬定基礎(chǔ)底面尺寸適當(dāng)放大，取。計(jì)算基底壓力及驗(yàn)算地基承載力： 基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算及地基承載力驗(yàn)算見(jiàn)表4-8表4-8 基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算及地基承載力驗(yàn)算表類(lèi)別第1組第2組第3組280.09596.2834.80-215.98432.10-21.92161.82768.7918.381188.091023.911360.60158.84-402.4621.69155.2

17、2103.08181.0637.72149.23141.50129.15200155.22240109.39200181.06240145.37200149.23240注：（3）基礎(chǔ)高度驗(yàn)算采用基底凈反力設(shè)計(jì)值，和。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-9表4-9 基礎(chǔ)底面凈反力設(shè)計(jì)值計(jì)算表類(lèi)別第1組第2組第3組387.74762.5047.39-311.14460.33-33.34222.171003.5024.411102.02 799.851343.02248.71-543.0156.71162.0273.45182.140153.58133.39因臺(tái)階高度與臺(tái)階寬度相等（均為），所以只需驗(yàn)算變階處的受沖切承

18、載力。變階受沖切承載力計(jì)算截面如下圖所示。變階處截面有效高度。因?yàn)?，即：，因，所以取，則，??；，則故基礎(chǔ)高度滿(mǎn)足要求。（4）基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算柱邊及變階處基底反力計(jì)算基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算時(shí)長(zhǎng)邊和短邊方向的計(jì)算截面如下圖所示。圖4三組不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值在柱邊及變階處的基底凈反力計(jì)算見(jiàn)表4-10表4-10 柱邊及變階處基底凈反力計(jì)算公式第1組第2組第3組128.81113.83146.01138.65134.08148.25145.42147.99149.80150.34158.11150.92117.7491.07143.49柱邊及彎階處彎矩計(jì)算：配筋計(jì)算 基礎(chǔ)底板受力鋼筋采用hpb300級(jí)（）。長(zhǎng)邊方向

19、鋼筋面積為：選用。基礎(chǔ)底板短邊方向鋼筋面積為：選用（）。由于，所以杯壁不需要配筋?；A(chǔ)底板配筋圖見(jiàn)結(jié)構(gòu)施工配筋圖。結(jié) 論本次設(shè)計(jì)共有三個(gè)設(shè)計(jì)組成，分別為混凝土結(jié)構(gòu)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計(jì)和某金加工車(chē)間廠(chǎng)房設(shè)計(jì)在老師的耐心的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我成功地完成了這次的課程設(shè)計(jì)。雖然成果不夠令人滿(mǎn)意，可能只能以合格來(lái)形容，但終究是自己動(dòng)腦動(dòng)手一步一步扎扎實(shí)實(shí)做出來(lái)的，因此，我覺(jué)得我還是成功了。同時(shí)我發(fā)現(xiàn)受限于自己的知識(shí)水平、思維方式和經(jīng)驗(yàn)等等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中鮮有創(chuàng)新之舉，未能自如的選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案；因此我覺(jué)得自己須更加努力的學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和積累經(jīng)驗(yàn)。在這三周中，我能根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度的安排，在老師的指導(dǎo)和與同學(xué)的相互討論下，按時(shí)按量的完成自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我重新溫習(xí)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、混凝土結(jié)構(gòu)基本原