土木工程畢業(yè)設(shè)計-單層雙跨工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、土木工程畢業(yè)設(shè)計-單層雙跨工業(yè)廠房結(jié)構(gòu) 設(shè)計土木工程畢業(yè)設(shè)計-單層雙跨工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計北京城市學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）單層雙跨工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計 學(xué)生姓名：姚志遠學(xué)號：08120206106 班 級：08 土木升專業(yè)：土木工程學(xué)部：城市建設(shè)學(xué)部指導(dǎo)教師：董曉麗2010年5月 單層雙跨工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計Singlepair of inter-industrial building design 學(xué)生：姚志遠班級：08 土木升學(xué)號：08120206104 學(xué)部：城市建設(shè)學(xué)部專業(yè)：土木工程指導(dǎo)教師：董曉麗職稱：副教授工作單位：湖南先導(dǎo)建筑工程有限公司畢業(yè)設(shè)計（論文）完成時間：自2009年11月至2010年5

2、月 【摘要】 單層廠房 指層數(shù)僅為一層的工業(yè)廠房，適用于生產(chǎn)工藝流程以水平運輸為主，有大型起重運輸設(shè)備及較大動荷載的廠房，如機械制造工業(yè)、冶金工業(yè)和其他工業(yè)等。單層廠房的骨架結(jié)構(gòu)，由支撐各種豎向的與水平的荷載作 用的構(gòu)件所組成。廠房依靠各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件合理連接為一整體，組成一個完整 的結(jié)構(gòu)空間以保證廠房的堅固、耐久。我國廣泛采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)和鋼架結(jié)構(gòu)，通常由橫 向排架、縱向聯(lián)系構(gòu)件、支撐系統(tǒng)構(gòu)件和圍護結(jié)構(gòu)等幾部分 組成。單層磚柱廠房具有選價低廉、構(gòu)造簡單、施工方便等優(yōu) 點，在中小型工業(yè)廠肩中得到廣泛應(yīng)用，但單層廠房的端墻 （山墻）受風(fēng)面積較大，內(nèi)部空間要求、廠房屋頂面積、荷載 等均較大，構(gòu)造

3、復(fù)雜，如何進行有效的荷載效應(yīng)組合、選取 最不利內(nèi)力組合，作為柱及基礎(chǔ)的設(shè)計依據(jù)，將是本文要重 點解決的問題。關(guān)鍵詞：內(nèi)力組合；偏心受壓；鋼筋；混凝土 Abstract Single plant means the layer is only a layer of industrial plant, applied to the production process to the level of transport-based, large material handling equipment and large dynamic load plants, such as machinery

4、manufacturing industry, metallurgical industry and other industries . Single plant of the skeleton structure, thesupport of various vertical and horizontal loads consisting of components. Plants rely on a variety of structural components as a whole a reasonable connection to form a complete structur

5、e of space to ensure the plant s strong, durable. China s extensive use of reinforced concrete and steel structure, bent structure, usually bent from the horizontal, vertical linkages component, support systems and building envelope components such as a few parts. Single brick column with the select

6、ed plants are cheap, simple structure, convenient for construction, the shoulder in the small and medium industrial plants has been widely used, but the single plant of the side wall (gable) larger by the wind, internal space requirements, plant roof area, load large and complex structures, how to e

7、ffectively load effect combination, select the most unfavorable combination of internal forces, as the pillar and foundation of the design basis, will be the focus of this paper to solve the problem. Keywords : Combination of internal forces; Concrete; Eccentric compression; Reinforced目錄 前言1 1.設(shè)計條件與

8、資料21.1建筑物基本條件2 1.2設(shè)計資料2 1.3設(shè)計要求3 2.確定柱的截面尺寸3 3.荷載計算4 4.排架的內(nèi)力分析7 5.排架的內(nèi)力組合16 6.柱的截面設(shè)計16 7.柱的吊裝驗算20 8.基礎(chǔ)的設(shè)計22 9.繪制施工圖28參考文獻32致謝33北京城市學(xué)院2010屆畢業(yè)設(shè)計（論文）前言 單層廠房的結(jié)構(gòu)特點大致可分為砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)。一般情況下，無吊車或吊車噸位不超過5t,其跨度在15m以內(nèi)，柱頂標(biāo)高在 8m以下，無特殊工藝要求的小型廠房， 可采用由磚柱、鋼筋混凝土屋架或木屋架或輕鋼屋架組成的 砌體結(jié)構(gòu)；當(dāng)?shù)踯噰嵨辉?250t以上或跨度大于 36m的大型 廠房，或有特殊工藝

9、要求的廠房（如設(shè)有10t以上鍛錘的車間以及高溫車間的特殊部位等），一般采用鋼屋架、鋼筋混 凝土柱或者是全鋼結(jié)構(gòu)，其他大部分廠房均可采用混凝土結(jié) 構(gòu)。單層廠房結(jié)構(gòu)一般由屋蓋結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)、 吊車梁、圍護結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等組成。它比較容易組織生產(chǎn)工藝流程和車間內(nèi)部運輸，地面上能 夠放置較重的機器設(shè)備和產(chǎn)品，所以其在工業(yè)建筑設(shè)計中得 到廣泛的應(yīng)用。近年來，單層廠房的設(shè)計越來越重視設(shè)備節(jié)能，充分利用自然通風(fēng)，利用自然采光，發(fā)展節(jié)能省地型工業(yè)廠房；運用生 態(tài)學(xué)中的共生與再生原則， 結(jié)合自然，保護環(huán)境，防止污染， 發(fā)展具有良好生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的現(xiàn)代工業(yè)廠房；利用高科技材 料，發(fā)展更具靈活性、通用性和多樣化

10、的工業(yè)廠房。由于水平所限，時間倉促，文中一定存在缺點和不足， 甚至錯誤，懇請老師批評指正1.設(shè)計條件與資料1.1建筑物基本條件 奧金工車間為兩跨等高廠房，跨度均為24m,柱距均為6m,車間總長度66m。每跨設(shè)有20/5t吊車各兩臺，吊車工作級別為中制，軌頂 標(biāo)高為9.6m,基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為-0.8m,廠房無天窗，建筑剖 面簡圖如圖1所示。圖1廠房剖面示意圖1.2設(shè)計資料(1)荷載：屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 0.7KN/m o(2)材料：柱：混凝土 C30;縱筋HRB335級；箍筋采 用 HPB235 級?；A(chǔ)：混凝土 C30;鋼筋HPB235級。型鋼及預(yù)埋件鐵板用 HRB335、HPB235級鋼筋

11、。(3)建筑構(gòu)造屋面：卷材防水屋面，具做法如下：兩氈三油防水層上鋪小石子 ：0.35 KN/m o20mm厚水泥砂漿找平層：20 0.02=0.4 KN/m。100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層 ：5僅1=0.5 KN/m。一氈兩油隔氣層：0.05 KN/m o20mm厚水泥砂漿找平層：20 0.02=0.4 KN/m。預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板(包括灌縫)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1.4KN/m。屋蓋鋼支撐荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.05 KN/m,屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值106KN/根，坡度:1:6。墻體用240mm厚雙面清水維護磚墻；鋼窗寬度3.6m,縱墻上窗洞高2400mm 。地面:室內(nèi)素混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。(4)

12、吊車：橋式吊車，軟鉤葉級工作制。吊車梁：先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁，梁高1.2m,自重。吊車軌道聯(lián)結(jié)：軌道及連接件自重1 KN/m o吊車荷載：最大輪壓=215KN o最小輪壓=45KN o小車總重g=75KN。大車寬B=5550mm。輪距 K=4400mm。(5)工程地質(zhì)及水文條件該場地地面粗糙度為 B類，地形平整，無滑坡，無液化土層等不良地質(zhì)現(xiàn)象。地層自上而下為 填土層：厚度約為0.5m。砂質(zhì)粘土 ：厚度約為2.0m,f=200 KN/m。卵石：中密，厚度約為57m, f=600 KN/m。基巖：表層中度風(fēng)化。地下水位在地面 7m以下，設(shè)計時不考慮地下水的影響， 也不考慮抗震設(shè)防。(6)氣象

13、資料：基本風(fēng)壓為 0.35 KN/m,基本雪壓為 0.2 KN/m。1.3設(shè)計要求(1)確定柱截面尺寸；(2)荷載計算；(3)分析排架內(nèi)力；(4)柱、牛腿配筋計算；(5)編制荷載、內(nèi)力計算說明書;(6)根據(jù)計算結(jié)果繪制排架柱結(jié)構(gòu)施工圖； (7)柱下基礎(chǔ)的設(shè)計及其配筋；(8)繪制柱下基礎(chǔ)施工圖； 2.確定柱的截面尺寸 Q= (15-20) t,中級 工作制，=9.6+0.8=10.5m。上柱：矩形：500mmX500mm 面積：慣性矩：下柱：工字型 柱截面尺寸見圖2。排架計算簡圖見圖3。3.荷載計算 恒載 屋蓋自重：兩氈三油防水層上鋪 小石子：0.35( KN/m ) 20mm 厚水泥砂漿找平層

14、:20X0.02=0.4 (KN/m) 100mm 厚水泥珍珠巖制品保溫層：5>0.1=0.5 (KN/m) 一氈兩油隔氣層：0.05 (KN/m) 20mm 厚水泥砂漿找平層：20 0.02=0.4 (KN/m)預(yù)應(yīng)力大型屋面 板 1.4 (KN/m) 合計 3.1 (KN/m) 屋架自重：106 (KN/ 根)則作用于屋頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為上式中的系數(shù)1.05為考慮柱牛腿處及柱根部矩形部分的重量。吊車梁、軌道及軌道聯(lián)結(jié)件自重：各柱恒載的作用位置 見圖4。屋面活荷載 屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7KN/m o雪荷載 屋面均布活荷載與雪荷載不同時考慮.故屋面荷載為 其作用位置與屋蓋自重的位置

15、同。吊車荷載 每跨設(shè)20t的吊車各2臺葉級工作制，吊車的 主要參數(shù)如下：輪距：K=4.44m;大車寬：B=5.55m ;小車 重:g=75KN ; 最大輪壓：=215KN ;最小輪壓：=45KN 圖5 是在2臺10t吊車作用下，吊車梁的支座反力影響線。吊車的豎向荷載=，的作用位置同吊車梁軌道及軌道聯(lián)結(jié)件自重的作用點。吊車的橫向水平荷載由于額定起重量在1650t之間,取=10%,則其作用位置在吊車梁的頂面處。風(fēng)荷載 基本風(fēng)壓:=0.35KN/m,市郊地面粗糙度按 B類 考慮，查得風(fēng)壓高度變化系數(shù)：查得風(fēng)荷載體型系數(shù)，如圖6 所示，則作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計值為：其中B為排架的計 算寬度.風(fēng)荷載作

16、用的示意圖及排架計算簡圖見圖7（a）、（b）。作用在柱頂處的風(fēng)荷載集中力 ：4.排架的內(nèi)力分析 剪 力分配系數(shù)的確定 因邊柱和中柱的截面相同，則因各柱的 抗側(cè)移剛度相同，則各柱的剪力分配系數(shù)相同 恒載作用下 排架的內(nèi)力 恒載作用下排架的計算簡圖見圖 8。n=0.21,入=0.窗單階柱柱頂反力系數(shù)表得，各柱不動較支 承的支反力為 A列柱：C列柱:柱頂不動較支反力同 A柱，方 向相反B列柱：則排架柱柱頂不動較支座的總反力為最終分配到各柱柱頂?shù)募袅Ψ謩e為：恒載作用下排架彎矩圖、軸力圖 ，如圖9所示。屋面活荷載作用下排架的內(nèi)力屋面活荷載作用于 AB跨時的計算簡圖（作用于BC跨時與其對稱，見圖10。n=

17、0.21,入=0.窗單階柱柱頂反力系數(shù)表得，各柱不動較支承的支反力為A列柱：B柱列：排架柱頂不動較支座總反力為最終分配到各柱柱頂剪力分別為屋面活荷載作用于AB跨時排架的彎矩、軸力圖見圖11。其他荷載作用下排架的內(nèi)力同理可得其他荷載作用下排架的內(nèi)力，計算結(jié)果列于表1。其余荷載作用下的計算簡圖及排架的彎矩、軸力圖見圖1221。表1荷載作用下排架的內(nèi)力分析結(jié)果荷載 柱上力矩/（KN m）各柱柱頂不動較支承力反力 /KN總反力/KN分配 到各柱頂最后剪力/KN吊車豎向荷載作用于 AB跨作用于A列柱（BC 跨與其對稱）=174.7（'） =91.4（/） 16.5 （一） 8.7（f）0 5.6

18、 （ 一） 14.6 （ 一） 12.7（ f ） 1.9 （f） 吊車豎向荷載作用于AB跨作用于A列柱（BC跨與其對稱）=36.6（）=436.8（/） 3.5 （ 一）41.40 37.9 （f） 16.1 （ 一） 28.7（-）12.6 （ 一）吊車水平荷作用于 AB跨向右（向左時與其對稱）=18.6KN（吊車梁取 1.2m） 11.9 （ 一） 11.9 （ 一） 0 23.8 （一）4 （ ） 4 （ -）（8-）風(fēng)荷載作用下左來風(fēng)（右來風(fēng)時與其對稱）=10.9KN =2.3KN/m =1.25KN/m 15 （ 一） 0 5.8 （ 一） 31.7 （ 一）4.4 （ 一） 10

19、.6 （f） 4.5 （f） 注：在各種荷載作用之下,A 柱和B柱的內(nèi)力圖及控制截面內(nèi)力匯總于表2和表3。34 5.排架的內(nèi)力組合在各種荷載作用下，對邊柱和中柱進行最不利內(nèi)力組合.其中未考慮廠房的整體空間的作用.A柱加B柱的內(nèi)力組合結(jié)果見表4和表5表4 A柱的內(nèi)力組合截面內(nèi)力+及相應(yīng)的N、V -及相 應(yīng)的N、V及相應(yīng)的M、V及相應(yīng)的M、V組合項數(shù)值組 合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值I-I M+0.9+ +88+0.9+0.8(+)+ + -28.5 +0.9+0.8(+)+ -28.5+0.9+ 88 N 306.7 424.2 424.2 306.7 n-II M +0.9+0.8( + )+

20、110+0.9+0.8(+)+ + -35.9 +0.9+0.8(+)+ +90.3 +0.9+29.6 N 840.2 572.2 903.7 420.9 田-m M +0.9 + + + 501.5 +0.9+ + + -147 +0.9+ 8.86 +0.9+ +501.5 N 487.9 661.1 1076 487.9 V 28.6 -11.5 -10.1 28.6表5 B柱的內(nèi)力組合 截面 內(nèi)力+及相應(yīng)的 N、V -及相應(yīng)的N、V及相應(yīng)的 M、V及相應(yīng)的M、V組 合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值I - I M +0.9 + + +152.8 +0.9 + + + -152.8 +0.9+143.9+0.9+143.9 N 726.4 726.4 790 662.9 n-II M +0.9+ +284.4 +0.9+ -284.4+0.9+275.6 + 41.3 N 1340 1340 1404 752.3 田-m M +0.9 +0.8( + )+ +294.6 +0.9+0.8( + )+ + -294.6 +0.9+0.8(+)+287.4 + 140 N1390 1390 1453 819.3 V -5.8 5.8 -5.6 10.6 注：1）組合及中,M的絕對值相等.因柱為對稱配筋，所以表中的M只取