單層工業(yè)廠房課程設計策劃方案

1、Huazhong University of Science and Technology單層工業(yè)廠房課程設計班級：土木工程1202班姓名：學號：U2012154指導老師：周方圓2015年7月25日目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc271826347 一、設計資料 PAGEREF _Toc271826347 h 3 HYPERLINK l _Toc271826348 1、概況 PAGEREF _Toc271826348 h 3 HYPERLINK l _Toc271826349 2、結(jié)構(gòu)設計資料 PAGEREF _Toc271826349 h 3 HYPER

2、LINK l _Toc271826350 3、建筑設計資料 PAGEREF _Toc271826350 h 3 HYPERLINK l _Toc271826351 4、吊車資料 PAGEREF _Toc271826351 h 4 HYPERLINK l _Toc271826352 二、結(jié)構(gòu)選型 PAGEREF _Toc271826352 h 4 HYPERLINK l _Toc271826353 1、屋面板選型 PAGEREF _Toc271826353 h 4 HYPERLINK l _Toc271826354 2、天窗架選型 PAGEREF _Toc271826354 h 4 HYPERL

3、INK l _Toc271826355 3、屋架選型 PAGEREF _Toc271826355 h 5 HYPERLINK l _Toc271826356 4、吊車梁選型 PAGEREF _Toc271826356 h 5 HYPERLINK l _Toc271826357 5、軌道連接確定 PAGEREF _Toc271826357 h 6 HYPERLINK l _Toc271826358 6、初選柱截面形式與尺寸 PAGEREF _Toc271826358 h 6 HYPERLINK l _Toc271826359 三、確定定位軸線 PAGEREF _Toc271826359 h 6

4、HYPERLINK l _Toc271826360 1、橫向定位軸線 PAGEREF _Toc271826360 h 6 HYPERLINK l _Toc271826361 2、縱向定位軸線 PAGEREF _Toc271826361 h 7 HYPERLINK l _Toc271826362 四、排架內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc271826362 h 7 HYPERLINK l _Toc271826363 1、計算參數(shù) PAGEREF _Toc271826363 h 7 HYPERLINK l _Toc271826364 2、荷載計算 PAGEREF _Toc271826364 h 9

5、 HYPERLINK l _Toc271826365 3、排架內(nèi)力計算 PAGEREF _Toc271826365 h 11 HYPERLINK l _Toc271826366 五、荷載組合與內(nèi)力組合 PAGEREF _Toc271826366 h 17 HYPERLINK l _Toc271826367 六、柱配筋計算 PAGEREF _Toc271826367 h 18 HYPERLINK l _Toc271826368 1、設計資料 PAGEREF _Toc271826368 h 18 HYPERLINK l _Toc271826369 2、內(nèi)力 PAGEREF _Toc27182636

6、9 h 18 HYPERLINK l _Toc271826370 3、配筋計算 PAGEREF _Toc271826370 h 19 HYPERLINK l _Toc271826371 七、牛腿計算 PAGEREF _Toc271826371 h 23 HYPERLINK l _Toc271826372 八、排架柱吊裝驗算 PAGEREF _Toc271826372 h 24 HYPERLINK l _Toc271826373 九、抗風柱設計 PAGEREF _Toc271826373 h 26 HYPERLINK l _Toc271826374 十、基礎(chǔ)設計計算 PAGEREF _Toc27

7、1826374 h 29 HYPERLINK l _Toc271826375 （一）、中間柱基礎(chǔ)設計 PAGEREF _Toc271826375 h 29 HYPERLINK l _Toc271826376 （二）、抗風柱基礎(chǔ)設計 PAGEREF _Toc271826376 h 36 HYPERLINK l _Toc271826377 （三）、邊柱基礎(chǔ)設計 PAGEREF _Toc271826377 h 43 HYPERLINK l _Toc271826378 十一、支撐布置 PAGEREF _Toc271826378 h 43設計資料1、概況某工廠擬建一個焊接車間，依照工藝布置的要求，車間為

8、單跨單層廠房，廠房總長66.00m，跨車間內(nèi)分不設有一臺Q=20/5t和一臺10t的中級工作制吊車，吊車軌頂標高為8.40m?？缍?8m，柱距6m（端部為5.5m）2、結(jié)構(gòu)設計資料(1) 自然條件：差不多雪壓 0.7kN/m2差不多風壓 0.7kN/m2地震設防烈度 該工程位于非地震區(qū)，故不需抗震設防。(2) 地質(zhì)條件：場地平坦，地面以下01.4m為回填土，1.4m以下為棕黃亞粘土層，該土層fak =200kN/m2，m=17kN/ m2，Es=8.9Mpa，4.9m以下為棕紅粘土層，該土層fak =250kN/m2，m=17.8kN/ m2，Es=8.9Mpa，場地地下水位較低，可不考慮其對

9、基礎(chǔ)的阻礙。3、建筑設計資料屋 面：采納卷材防水屋面，不設保溫層；維護墻：采納240厚蒸壓粉煤灰磚墻，外墻面為水刷石，內(nèi)墻面為水泥石灰砂漿抹面；門 窗：鋼門、鋼窗，尺寸參見立面圖； 地 面：采納150厚C15素混凝土地面，室內(nèi)外高差為300mm。4、吊車資料結(jié)構(gòu)選型1.屋面板選型活荷載標準值為0.50 kN/m2 ，差不多雪壓為0.70 kN/m屋面荷載標準值為：防水層 0.35 kN/20mm厚水泥砂漿找平層 0.20 kN/積灰荷載 0.502=1.0kN/活荷載 0.70 kN/外加荷載差不多組合設計值：q=1.20.35+0.2+1.40.52+0.7=3.04 kN/m2 。查詢圖集

10、04G410-1選用YWB，其同意外加均布荷載差不多組合設計值為 3.24 kN/m屋架選型屋面荷載標準值：防水層 0.35 kN/20mm厚水泥砂漿找平層 0.20 kN/預應力混凝土屋面板及灌縫 1.50 kN/屋面支撐及吊管自重 0.15 kN/永久荷載 總計 2.20 kN/積灰荷載 0.502 kN/活荷載 0.70 kN/可變荷載 總計 1.70 kN/屋面荷載設計值為：q=1.22.2+1.41.7=5.02 kN/q=1.352.2+1.41.70.7=4.64 kN/6m鋼天窗架帶擋風板代號為d；單跨兩端外天溝代號為B；依照實際屋面荷載設計值在表中屋面荷載設計值為q=5.0

11、kN/m2一欄，選取屋架承載能力序號為依照圖集041415-1選用屋架型號為YWJA-18-2a。其自重為每榀60.5 kN。吊車梁選型依照吊車梁支座豎向反力阻礙線及吊車參數(shù)，計算出最大剪力為332.87 kN，查詢04G3232選用DL9吊車梁。每根自重為39.50 kN。軌道連接確定軌道及墊層構(gòu)造高度200mm，軌道及連接桿自重取1.0 kN/m。初選柱截面形式與尺寸依照設計資料，中級工作制吊車起重量20t，軌頂標高為8.40m，查詢下表選用柱型號為：上柱矩500500，下柱工5001000200。中級工作制吊車吊車起重量（t）軌頂標高（m）6m柱距（邊柱）6m柱距（中柱）上柱（mm）下柱

12、（mm）上柱（mm）下柱（mm）568矩400400工400600100矩400400工400600100108矩400400工400700100矩400600工40080015010工400800150矩400600工40080015015208矩400400工400800150矩400600工40080015010工400900150矩400600工400100015012矩400500工4001000200矩500600工5001200200308矩400400工4001000150矩400600工400100015010矩400500工4001000150矩500600工5001200

13、20012矩500500工5001000200矩500600工500120020014矩600500工6001200200矩600600工60012002005010矩500500工5001200200矩500700雙500160030012矩500600工5001400200矩500700雙500160030014矩600600工6001400200矩600700雙6001800300確定定位軸線橫向定位軸線中柱定為軸線通過柱截面幾何中心。在廠房縱向盡端處，定為軸線位于山墻內(nèi)邊緣，并把端柱中心線內(nèi)移600mm?？v向定位軸線上柱截面尺寸B3=500mm ，由表一知B1+B2334mm查詢吊車參

14、數(shù)得B1取B排架內(nèi)力計算計算參數(shù)柱頂標高H=H式中H1為軌頂標高，h1為吊車軌頂以上高度，h2為安全凈空尺寸。其中H1=8.40 mH=H設室內(nèi)地面到基礎(chǔ)頂面的距離為600mm，則柱總高：HZ=11.0+0.6=11.6 m上柱高度：H式中h3為軌道構(gòu)造高度，hH下柱高度：H柱截面尺寸如圖。A QUOTE QUOTE 荷載作用的示意圖如圖。e荷載計算屋面恒載防水層 0.35 kN/20mm厚水泥砂漿找平層 0.40 kN/預應力混凝土屋面板及灌縫 1.50 kN/屋面支撐及吊管自重 0.15 kN/永久荷載 總計 2.40 kN/屋架自重為67.62 kN/榀，鋼天窗架自重為14.58 kN/

15、榀。則柱頂屋面恒載設計值：P屋面活荷載屋面活荷載標準值0.5 kN/m2；差不多雪壓為Q柱自重上柱：P下柱：P吊車梁及軌道連接自重P吊車荷載：a吊車豎向荷載吊車計算簡圖如圖。DD b.吊車水平向荷載T風荷載風荷載體形系數(shù)如圖。按地面粗糙度為B類計算風壓高度變化系數(shù)。柱頂：屋架檐口：qqW=排架內(nèi)力計算n=(1).P1作用PMCRCRRN(2).柱自重作用產(chǎn)生的彎矩和軸力PRNPN(3).吊車梁及軌道連接自重作用產(chǎn)生的彎矩和軸力PR綜上恒載作用下柱頂反力：R=恒載作用下內(nèi)力圖如圖。(4).屋面活荷載作用下的彎矩和軸力屋面活荷載作用與屋面恒載相同，即內(nèi)力成比例。QMR內(nèi)力圖如圖。(5).吊車豎向荷

16、載產(chǎn)生的內(nèi)力1).最大輪壓作用在A柱MMRR因為A、B兩柱相同，故A=VV內(nèi)力圖如圖。2).最大輪壓作用在B柱最大輪壓作用在B柱時，其受力情況與最大輪壓作用在A柱正好相反，內(nèi)力圖可參考圖。(6).吊車水平制動力產(chǎn)生的內(nèi)力TC1).水平力向右作用時R柱頂剪力：V內(nèi)力圖如圖。2).水平力向左時吊車水平制動力向左作用時，其內(nèi)力情況與吊車水平制動力向右作用時相反，其內(nèi)力圖可參考圖。(7).風荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力1).左風作用時qCRRVV內(nèi)力圖如圖。2).右風作用時右風作用時產(chǎn)生的內(nèi)力與左風作用產(chǎn)生的內(nèi)力相反。其內(nèi)力圖可參考左風內(nèi)力圖。荷載組合與內(nèi)力組合柱配筋計算由于A柱與B柱對稱，因此兩柱采納完全相

17、同的設計；邊跨柱按中間跨柱的計算結(jié)果設計，不單獨計算。設計資料截面尺寸：上柱 500mm500mm矩形截面 下柱 500mm1000mm500mm工字形截面b材料等級：混凝土 C30 fc=14.3 N/mm 鋼筋 受力筋為 HRB335級鋼筋f 箍筋、預埋件和吊鉤為HRB235級鋼筋f計算長度：由于柱高在8m以上，因此設置柱間支撐，故柱的計算長度。 排架平面內(nèi)： 上柱 24=8m 下柱 113=13m 排架平面外： 上柱 1.54=6m 下柱 113=13m內(nèi)力上柱N內(nèi)力組合表中截面的操縱內(nèi)力N均小于Nb，則都屬于大M=-100.9 kNm ；下柱N=14.3內(nèi)力表中、截面的操縱力N均小于N

18、b，則都屬于大偏心受壓，因此取彎矩較大而軸力較小的情況，選出內(nèi)力組合：M=-786.7 kNmM= 789.0 kNm配筋計算上柱按對稱配筋M=-100.9 kNmx=屬于大偏心受壓，取x=70 mm。eeel=1+e=eA選用2B20（As=628 mm2）；箍筋選用A6200，加密區(qū)選用A6100。受彎平面外承載力驗算：lN滿足要求。下柱N內(nèi)力組合：M=-786.7 kNmNx=eeel=1+e=A eq oac(,2)M=789.0 kNm；N=879.5 kN；N=879.5 kNx=eeel=1+e=eA對比兩組，選用5B25(As=2454 mm2)，箍筋選用A6200，加密區(qū)A6

19、100。受彎平面外承載力驗算：A=2.815ilN滿足要求。牛腿計算作用于牛腿頂面的荷載：FFF牛腿高度驗算ftk=2.01 N/mm2h滿足要求?？v向受拉鋼筋的配置，因為豎向力作用點在下柱截面邊緣內(nèi)，則能夠按構(gòu)造配筋，Asminbh=0.002500600=600 mm2，且As0.45f由于 ah00.3，則能夠不設置彎起鋼筋，箍筋按構(gòu)造配置，牛腿上部h0/3范圍內(nèi)水平箍筋的總截面面積不應小于承受FV局部承壓面積近似按柱寬乘以吊車梁端承壓板寬度取用：A=500420=2.1F滿足要求。排架柱吊裝驗算采納翻身起吊，對圖中三截面進行承載力驗算和裂縫寬度驗算。荷載考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0.9，荷載系

20、數(shù)1.2，動力系數(shù)1.5上柱：q牛腿：q下柱：q內(nèi)力通過計算可得：RM驗算截面按雙筋截面計算，裂縫同意寬度max=0.3 mm關(guān)于B20鋼筋，關(guān)于B25鋼筋，-截面MA已配5B25，滿足要求。裂縫驗算：滿足要求。-截面MA已配5B25，滿足要求。裂縫驗算：滿足要求。-截面MA已配2B20，滿足要求。裂縫驗算：滿足要求。抗風柱設計設計資料截面尺寸：上柱正方形截面；下柱矩形截面材料等級：混凝土 鋼筋 受力筋為HRB335級鋼筋箍筋、預埋件和吊鉤為HRB235級鋼筋設計講明抗風柱要緊承受山墻風荷載，豎向荷載只有柱的自重，設計時近似按受彎構(gòu)件計算?？癸L柱頂應低于屋架上弦中心線50mm，抗風柱上、下柱交

21、界處應低于邊柱頂100mm或屋架下弦底200mm，能夠由剖面圖得抗風柱的上柱，下柱，總高。抗風柱頂和屋架上弦連接，連接一般采納豎向可移動、水平向又有較大剛度的彈簧板連接山墻重量由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)。柱截面寬度，下柱截面高度。荷載計算（1）、風荷載標高/m101520301.01.141.251.42由上面的數(shù)據(jù)通過插值能夠求得標高處的；體型系數(shù)0.8差不多風壓，每柱的受風寬度6m。（2）、柱自重上柱：下柱：內(nèi)力分析計算簡圖如圖十五所示。上柱截面：，下柱截面：，；內(nèi)力圖見圖。配筋計算采納對稱配筋。（1）、上柱截面（按近似受彎計算）選用2B20（），箍筋選用A6200。配筋示意圖見圖十六。（2）、下柱

22、截面（按近似受彎計算）由于采納對稱的通長配筋，則只需要驗算彎矩絕對值最大的截面?？紤]到有軸力作用且及吊裝的需要，選用3B25（），箍筋選用A6200，另加配2B12鋼筋作為腰筋。配筋示意圖見圖?；A(chǔ)設計計算（一）、中間柱基礎(chǔ)設計設計資料材料等級：混凝土 鋼筋 HRB235級鋼筋 基底設置100厚素混凝土墊層。荷載計算（1）、柱底傳遞的荷載從A柱內(nèi)力表中選出3-3截面的絕對值最大的兩組內(nèi)力（包括）。選出的內(nèi)力組合列于下表中。 柱底傳至基礎(chǔ)的荷載組不荷載效應標準組合1509.5753.740.32-528.3505.9-41.8（2）、基礎(chǔ)梁傳遞的荷載每個基礎(chǔ)承受的外墻總寬度為6.0m，總高度為1

23、3.8m，墻體為240mm蒸壓粉煤灰磚墻（含雙面粉刷），鋼框玻璃窗（），基礎(chǔ)梁重。每個基礎(chǔ)承受的由基礎(chǔ)梁傳來的荷載標準值：240墻 鋼框玻璃窗 基礎(chǔ)梁 重 距離基礎(chǔ)形心的偏心距基底尺寸（1）、按構(gòu)造要求擬定高度下柱截面高度，查表能夠明白：柱底插入杯口深度，取。杯底厚度，取，因此?；A(chǔ)頂面標高，基礎(chǔ)埋深：杯壁厚度，??；基礎(chǔ)邊緣高度取，臺階高度取，尺寸如圖所示。（2）、擬定基礎(chǔ)底面尺寸試取 ：。設取，（3）、基底壓力計算及地基承載力驗算基底壓力計算及地基承載力驗算過程和結(jié)果列于下表：基底壓力計算及地基承載力驗算表類不第一組第二組509.5753.740.3-528.3505.9-41.81503.

24、41255.6364.8-775.6242.6617.7172.183.5201.012.6滿足要求?；A(chǔ)高度驗算現(xiàn)在應采納基底凈反力設計值，基底凈反力設計值的計算過程及結(jié)果列于下表中。 基底凈反力設計值計算表類不第一組第二組509.5753.740.3-528.3505.9-41.81068.3820.5364.8-775.6341.5945.3135.246.5上表中第二組荷載按計算時，故對該組內(nèi)力應如下計算：由于臺階高度與臺階寬度相等（均為450mm），因此只需要驗算變階處的受沖切承載力。計算截面如圖所示；變階處截面有效高度由于 取 ：；基礎(chǔ)高度滿足要求。底板配筋基礎(chǔ)底板配筋計算時長邊和

25、短邊方向的計算截面見下圖。（1）、柱邊及基礎(chǔ)變階處基底反力計算兩組不利內(nèi)力設計值在柱邊和變階處的基底凈反力計算見下表。基底凈反力計算表類不第一組第二組101.487.1109.9107.6118.3128.1122.6138.490.984.6上表在計算第二組荷載下基底凈反力時相應的換成即可，有。（2）、柱邊及基礎(chǔ)變階處彎矩計算（3）、配筋計算長邊方向鋼筋面積：選用A12180（）。短邊方向鋼筋面積：選用A8200（）。（二）、抗風柱基礎(chǔ)設計設計資料材料等級：混凝土 鋼筋HRB235級鋼筋 基底設置100厚素混凝土墊層。荷載計算（1）、柱底傳遞的荷載按前面抗風柱的設計計算結(jié)果將的內(nèi)力組合列于下表中。柱底傳至基礎(chǔ)的荷載荷載效應差不多組合荷載效應標準組合157.3184.340.5125.8147.232.4（