單層工業(yè)廠房設(shè)計1

1、單層工業(yè)廠房設(shè)計1單層工業(yè)廠房設(shè)計1單層工業(yè)廠房設(shè)計1單層工業(yè)廠房設(shè)計設(shè)計資料金加工車間跨度27m，總長60m，柱距6m。2.車間內(nèi)設(shè)有2臺200/50kN中級工作制吊車，其軌頂設(shè)計標(biāo)高10m。建筑地點：株洲市郊區(qū)。車間所在場所：低坪下1m內(nèi)為填土，填土下4m內(nèi)為均勻亞粘土，地基承載力設(shè)計值fa200kN/m2，地下水位-5.0m，無腐化?；撅L(fēng)壓W0.35kN/m2，基本雪壓W0.45kN/m2。廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件采納狀況：（1）.屋面板采納G410（一）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，板重（包含灌漿在內(nèi)）標(biāo)準(zhǔn)值1.4kN/m2，屋面板上做二氈三油，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35kN/m2。（2）.天溝板

2、采納G410（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的TGB771，板重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kN/m。（3）.屋架采納G410（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架YWJA21，屋架輜重標(biāo)準(zhǔn)值124.7kN/每榀。（4）.吊車梁采納G425標(biāo)準(zhǔn)圖集中的先張發(fā)預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁YXDL68，吊車梁高1200mm，翼緣寬500mm，梁腹板寬200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值44.2kN/根，軌道及部件重1kN/m，軌道及墊層結(jié)構(gòu)要求200mm。（5）資料：A.柱：混凝土C30B.基礎(chǔ).混凝土C15C.鋼筋.級。結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確立因該廠房跨度在1536m之間，且柱頂標(biāo)高大于8m，因此采納鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了是屋蓋擁有較大剛

3、度，采納預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。采納鋼筋混凝土吊車梁及基礎(chǔ)梁。廠房各主要構(gòu)件選型見下表：表4.1主要承重構(gòu)件選型表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集采納型號重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板G410（一）1.4kN/m21.5m6m預(yù)應(yīng)力混凝YWB2土屋面板（包含灌漿在內(nèi)）天溝板G410（三）2.02kN/m1.5m6m預(yù)應(yīng)力混凝TGB681土屋面板（卷材防水天溝板）屋架G415（三）預(yù)應(yīng)力混124.7kN/每榀。凝土折線形屋架（跨YWJA271Aa度27m）吊車梁G323（二）鋼筋混凝DL9Z（中間跨）44.2kN/根土吊車梁（吊車工作DL9B（邊跨）等級中級）軌道連結(jié)（二）吊車軌道1kN/mG325聯(lián)

4、系詳圖基礎(chǔ)梁G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)JL316.7kN/根梁由設(shè)計資料可知柱頂標(biāo)高16m，軌頂標(biāo)高為10m，設(shè)室內(nèi)陸面至基礎(chǔ)頂面的距離為0.5m，則計算簡圖和吊車梁的高度求總高度H、下柱高度Hl和上柱高度Hu分別為：H12.4m0.5m12.9m，Hl9.1mHu12.9m9.1m3.8m依據(jù)柱的高度、吊車起重量及工作級別等條件，可查表確立柱截面尺寸：表4.2柱截面尺寸及相應(yīng)的計算參數(shù)計算參慣性矩自重數(shù)截面尺寸/mm面積/mm4/(kN/m)柱號/mm2AB上柱4001.610521.31084.0矩400下柱4009001501.875105195.381084.69荷載計算3.1恒載1）屋面

5、恒載兩氈三油防水層：0.35kN/m220mm厚水泥沙漿找平層：20kN/m30.02m0.40kN/m2100mm厚水泥礫石保溫層：5kN/m30.1m0.50kN/m2一氈兩油隔氣層：0.05kN/m220mm厚水泥沙漿找平層：20kN/m30.02m0.40kN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板：1.4kN/m2屋蓋鋼支撐：0.05kN/m2共計：0.35kN/m20.40kN/m20.50kN/m20.05kN/m20.40kN/m21.4kN/m20.05kN/m23.15kN/m2屋架重力荷載為85.2kN/每榀，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設(shè)計值為：G11.2(3.15kN/m2（2）吊

6、車梁及軌道重力荷載設(shè)計值：G31.2(44.2kN1kN6m)60.24kN（3）柱自重重力荷載設(shè)計值：A、B柱：上柱：G4AG4B下柱：G5AG5B51.21kN3.2屋面活荷載屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.05kN/m2，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.45kN/m2，后者小于前者，因此僅按前者計算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計值為：Q126m27m256.7kNQ1的作用地點與G1作用地點同樣。3.3風(fēng)荷載垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算公式4.11：kzsz0式中0基本風(fēng)壓，是以當(dāng)?shù)乇容^空闊平展地面上離地10m高統(tǒng)計所得的50年一遇10min均勻最狂風(fēng)速為標(biāo)正確立的風(fēng)壓值；z高度z處的風(fēng)振系數(shù)，對高度小于

7、30m的單層廠房，取z1.0；s風(fēng)荷載體型系數(shù)，是風(fēng)吹到廠房表面惹起的壓力或吸力與理論風(fēng)壓比值，與廠房的表面體型和尺度相關(guān)，可依據(jù)建筑體型查得；z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，依據(jù)所在地域的地面粗拙程度種類和所求風(fēng)壓處離地面的高度查得。0.35kN/mz1.0依據(jù)廠房各部分標(biāo)高及B類地面粗拙查表得：柱頂（標(biāo)高12.4m）z1.067檐口（標(biāo)高14.60m）z1.129屋頂（標(biāo)高16.00m）z1.17可得排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：1kzs1z02kzs2z01.00.81.0670.35kN/m20.299kN/m21.00.51.0670.35kN/m20.187kN/m2圖4.1風(fēng)荷載體

8、型系數(shù)則用于排架計算簡圖上的風(fēng)荷載設(shè)計值為：q11.40.299kN/m26m2.51kN/mq21.40.187kN/m26m1.57kN/mFwq(s1s2)zh1(s3s4)zh2z0B1.4(0.8(0.60.5)1.171.49.01kN3.4吊車荷載200/50kN吊車的參數(shù)為：B5.55m，K4.40m，g75kN，Q200kN，F(xiàn)pmax215kN，F(xiàn)pmin45kN。依據(jù)B及K，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應(yīng)點的豎向坐標(biāo)值，如圖4.2所示。圖4.2吊車荷載作用下支坐反力影響線（1）吊車豎向荷載DmaxQFpmaxyi1.4215(10.8080.2670.075)0.

9、9582.44kNDminQFpminyi1.445(10.8080.2670.075)0.9121.91kN（2）吊車橫向水平荷載作用于每一個輪子上的吊車荷載水平制動力計算公式4.21：T1(Qg)4式中T每一個輪子作用在軌道上的橫向水平制動力；橫向水平制動系數(shù)；吊車的額定起重量的重力荷載；小車的重力荷載。T1(Qg)10.1(200kN75kN)6.875kN44作用于拍架上的吊車橫向的水平荷載設(shè)計值計算公式4.31：TmaxTiyi式中Ti第i個大車輪子的橫向水平制動力；Tmax吊車梁傳給柱的最大橫向反力的標(biāo)準(zhǔn)值；yi影響線數(shù)值。TmaxTiyi1.46.875kN(10.8080.26

10、70.075)20.69kN排架內(nèi)力計算該廠房為一跨等高排架，可用剪力分派法進行內(nèi)力分析。其柱的剪力分派系數(shù)i見表4.3：表4.3柱剪力分派系數(shù)IuC03/13(1/n1)1/ini1/Ili柱號H3/C0EIlHuHc00.2480A、B柱n0.109B0.2101010H30.50.295ABAE4.1恒荷載作用下排架內(nèi)力分析恒荷載作用下排架的計算簡圖以以下列圖，圖中的重力荷載G及力矩M是依據(jù)以下列圖確立：G1G1395.5kNG3G5A51.21kNM1G1e1395.5kNM2G1G4Ae0G3Ae3A395.5kN88.07kNm由圖所示排架為對稱結(jié)構(gòu)且作用對稱荷載，排架結(jié)構(gòu)無側(cè)移，

11、故各柱可按柱頂為不動鉸支座計算式內(nèi)力。柱頂不動支座反力Ri可依據(jù)表所列的相應(yīng)公式計算。關(guān)于A柱，n0.109，0.295，則21C131(1n)2.122213(11)n312C31.132213(11)nRAM1C1M2C310.98kN()HH12.9mRB10.98kN()柱各截面的軸力為該截面以上重力荷載之和，恒載作用下排架結(jié)構(gòu)的彎矩圖4.4和軸力爭分別見圖4.5。圖4.4荷載作用地點圖圖4.5恒載作用下排架內(nèi)力爭4.2屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析AB跨作用屋面活荷載排架計算簡圖如圖4.6所示。此中Q156.7kN，它在柱頂及變階惹起的力矩為：M1A56.7kN0.05m2.835kN

12、m；M2A56.7kN0.25m14.175kNm；關(guān)于A柱，C12.122，C31.032，則圖4.6AB跨作用屋面活荷載時排架內(nèi)力爭RAM1AC1M2AC31.71kN()HH12.9mRB1.710kN()RARB0kN將R反向作用于排架柱頂，計算相應(yīng)的柱頂剪力，并與柱頂不動鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載作用與AB跨時的柱頂剪力：VARA,VBRB彎矩見彎矩圖4.7，剪力爭4.8。圖4.7AB跨作用屋面活荷載時的彎矩圖圖4.8AB跨作用屋面活荷載時的剪力爭4.3風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）左吹風(fēng)時計算簡圖如圖4.9所示。關(guān)于A柱，n0.109，0.295，由表得：314(11)C11n

13、0.3293(1811)nRAq1HC112.51kN/m12.9m0.32910.65kN()RBq2HC111.57kN/m12.9m0.3296.66kN()RRARBFW10.65kN6.66kN9.01kN26.32kN()各柱頂剪力分別為：VARAAR10.65kN0.526.32kN2.51kN()VBRBBR6.66kN0.526.32kN6.5kN()排架內(nèi)力爭如圖4.10所示。圖4.10排架內(nèi)力爭如圖（2）右吹風(fēng)時計算簡圖以以下列圖。將圖所示A柱內(nèi)力爭對調(diào)且改變內(nèi)力符號后可得，如圖4.11所示。圖4.11左吹風(fēng)時的排架內(nèi)力爭4.4吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）Dmax作用

14、在A柱計算簡圖如圖4.12所示。此中吊車豎向荷載Dmax，Dmin在牛腿頂面處惹起的力矩為：圖4.12Dmax作用在A柱時排架內(nèi)力爭MADmaxe3582.44kN0.3m174.73kNmMBDmine3121.91kN0.3m36.57kNm關(guān)于A、B柱，C31.090，則RAMAC3174.73kNm1.13215.33kN()H12.9mRBMBC336.57kNm1.1323.210kN()H12.9mRRARB12.12kN()排架各柱頂剪力分別為：VARAAR15.33kN0.512.12kN9.27kN()VBRBBR3.21kN0.512.12kN9.27kN()排架各柱的彎

15、矩圖、軸力爭及柱底剪力值如圖4.13和4.14所示。圖4.13圖4.14Dmax作用在A柱時的排架內(nèi)力爭（2）Dmax作用在B柱計算簡圖如圖4.15所示。此中吊車豎向荷載Dmax，Dmin在牛腿頂面處惹起的力矩為：MADmine3121.91kN0.3m36.57kNmMBDmaxe3關(guān)于A、B柱，C31.090，則RAMAC336.57kNm1.1323.210kN()H12.9mRBMBC3174.73kNm1.13215.33kN()H12.9mRRARB12.12kN()排架各柱頂剪力分別為：VARAAR9.27kN()VBRBBR9.27kN()排架各柱的彎矩圖、軸力爭及柱底剪力值如

16、圖4.15所示。圖4.15Dmax作用在B柱時的排架內(nèi)力爭3）Tmax作用于AB跨柱當(dāng)AB跨作用于吊車橫向水平荷載時，排架計算簡圖如圖4.18所示。關(guān)于A、B柱，n0.109，0.295，由表得a(3.8m1.2m)/3.8m0.684，則23a3(2a)(1a)2n(23a)C50.603(1211)nRATmaxC518.62kN0.611.793kN()RBTmaxC518.62kN0.611.17kN()排架柱頂總反力R為：RRARB各柱頂剪力為：VBRBBR11.17kN0.90.523.586kN1.12kN()V與V的方向相反。AB排架各柱的彎矩圖柱底剪力值如圖4.19所示。當(dāng)T

17、max方向相反時，彎矩圖和剪力只改變符號，方向不變。圖4.17Tmax作用于AB跨時排架內(nèi)力爭內(nèi)力組合以A柱為例。柱號及正荷載種類恒載向內(nèi)力序號1M21.96N413.740M-66.110N473.980M33.80N525.190V10.980表4.4A柱內(nèi)力設(shè)計值匯總表屋面荷吊車豎向荷載風(fēng)荷載載Dmax作用Dmax作用吊車水平荷載左風(fēng)右風(fēng)在A柱在B柱23.360-35.230-21.81021.81027.660-36.04056.70000000-10.540139.5001.34021.81027.660-36.04056.700582.440121.9100005.05055.15

18、0-83.010181.060241.222-214.48056.700582.440121.910001.710-9.270-9.27017.50034.890-26.750注：M（單位為kNm），N（單位為kN），V（單位為kN）。表4.5A柱內(nèi)力組合表Mmax及相應(yīng)Mmax及相應(yīng)Nmin及相應(yīng)M、N截面Nmax及相應(yīng)的N，V的N，VM、NMNMNMNVMKNKVK+0.9+0.9+0.90.（9+）+0.90.（9+）+-26.35464.7769.581049.21250.931100.4219.93213.35750.3933.39+0.90.（9+0.9+0.90.9+-61.81

19、413.74-102.15473.98-275.02525.19-45.87-206.456427.359-16.75249.880+464.770+103.9600.9（+998.）180373.6501100.420+51.3300.9（335.+）094751.76535.683-61.81+0.9（+）413.740-126.46+0.9（+）634.730-247.480634.910-37.190+0.9（+）134.683348.992-11.012注：M（單位為kNm），N（單位為kN），V（單位為kN）。柱的設(shè)計6.1設(shè)計資料截面尺寸：上柱400400mm正方形截面下柱I字形

20、截面b=100mm,h=900mmbfbf400mm;hfhf150mm資料等級：混凝土：，2C30fc14.3N/mm鋼筋：縱向受力鋼筋為HRB335級鋼筋fyfy300N/mm2箍筋.預(yù)埋件和吊鉤為HPB235級鋼筋fy210N/mm26.2柱截面配筋計算因為截面3的玩矩和軸向力設(shè)計值均比截面2的大故下柱配筋由截面3的(1)32,3最不利組合確立,而上柱配筋由1-1的最不利組合內(nèi)力組合確立.經(jīng)比較,用與上下柱截面配筋計算的最不利組列入2-18內(nèi).(2)確立柱在排架方向的初始偏愛距ei.計算長l0及偏愛距增大系數(shù)見表2-19所列.(3)柱在排架平面內(nèi)的配筋計算表見表所列.柱在排架平面外承載力

21、計算上柱Nmax464.10KN,當(dāng)不考慮吊車荷載時,有:l01.2H1.212900154800mml0/b154800/50030.96,查表知0.48AsAs339mm2Nu(fcAc2fcAs)0.48(14.34002300339)知足要求下柱Nmax1100.42KN,當(dāng)考慮吊車荷載時,有:l01.0H19100mmII1195.38108A4009002(550600)1902141500mm2iI1372mmAl0/i9100/37224,查表1.0AsAs1964mm2故Nu(fcAc2fyAs)1.0(14.314150023001964)2025.4KNNmax1100.

22、42KN知足要求柱在排架方向的eli0及截內(nèi)力組e0(mm)h0(mm)ei(mm)il0(mm)h(mm)2面1-1M（KN.m）-26.3557365770.7776004000.961.768N（KN）464.77M-61.811493651691.076004000.961.454N413.74M49.881073651271.076004000.961.605N464.773-3M250.932288652581.091009001.01.208N1100.42M275.025248655541.091009001.01.097N525.19M373.653408653701.091

23、009001.01.145N1100.42M-247.483908654201.091009001.01.128N634.91表中:e0M/N;ee0ea;ea取20mm和h/30的較大值;10.22.7ei,11.0時,11.0;h021.150.01l0,l015時,取21.0,考慮吊車荷載l02.0Hu(上柱),不考慮吊車荷載l01.0Hlhhcm1K/h0(l0)212,排架結(jié)構(gòu)屬于有側(cè)移結(jié)構(gòu),cm1.0,K0.85.1400eih柱在排架內(nèi)的截面配筋計算截內(nèi)力組ei(mm)x(mm)bh0(mm)偏ASA(mm2)面e(mm)心S情況計算實配值值1-1M（KN.m）-26.35771

24、.76830181201大-106412N（KN）464.77M-61.811691.45441172201大349(As=452mm2)N413.74M49.881271.605136981201大214N464.773-3M250.932581.208727320476大1577425N1100.42(As=1964mm2)M275.025541.097102392476大427N525.19M373.653701.145839320476大2072N1100.42M-274.484201.128889111476大203N634.91表中：ei,見表219；ehas；x:上柱ei2xNN

25、N，下柱，當(dāng)Nbfhf1fc時，b1fc400114.35720 xNNN，當(dāng)Nbfhf1fc時，xNbfbhf1fc400b1fc；b1fc114.35720Nebxh0 x1fc22asxhfAs,As：上柱xbh0，AsAs；下柱，當(dāng)時，fyh0asNebfxh0 x1fc2AsAs；當(dāng)bh0 xhf時，fyh0asNebfbhfh0hfbxh0 x1fc22AsAs；上柱或下柱，當(dāng)fyh0asNe。x2as時，AsAsfyh0as6.3牛腿配筋計算因為a150mm20mm130mm0，因此該牛腿可按結(jié)構(gòu)要求配筋。依據(jù)結(jié)構(gòu)要求，ASminbh0.002400mm600mm480mm2。實

26、質(zhì)采納418（AsAs1017mm2）。水平箍筋采納8100?；A(chǔ)設(shè)計7.1.荷載計算：1）由柱傳至基頂?shù)暮奢d由內(nèi)力組合表可得荷載設(shè)計值以下：第一組：Mmax373.65KNm,N1100.42KN,V51.33KN第二組：Mmin247.48KNm,N634KN,V37.19KN第三組：Nmax1100.42KNm,M250.93KN,V19.93KN第四組：Nmin525.19KNm,M275.02KN,V45.87KN（2）由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂?shù)暮奢d墻重：19KNm30.24m6m14.65m窗重：0.45KNm2(4.8m1.8m)3.6m10.69KN基礎(chǔ)梁：16.70KNNwk319

27、.87KNNwk距基礎(chǔ)形心的偏愛距ew為：ew(240900)2570mmNw1.2Nwk383.84KNNwe5m7.2.基礎(chǔ)尺寸及埋置深度1）假設(shè)基礎(chǔ)高度為850502501150mm則作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計值為：第一組：Mbotm1484.26KN第二組：Mbotm1018.75KN第三組：Mbotm1484.26KN第四組：Mbotm2）基底尺寸確實定由第二組荷載確立l和b，即：FK1018.75A(200206.10farad1.65)取l3.6,b2.6，Alb2計算基底壓力及驗算地基承載力：GkrmdAw1lb2125.616m3，符合要求。6驗算其余兩組荷載設(shè)計

28、值作用下的基底壓力：第一組：NbotMbotNMbotPmaxwAradAw1484.26201.65213.899.365.616158.573338.08229.65KN2，符合要求。mKN20，minmPm158.5733191.57KNm2fa200，符合要求。第三組：PmaxNbotMbotNradMbotAwAw1484.26201.6555.069.365.616158.57339.8201.37KN2，符合要求。mPmin158.57KN20，mPm158.5733191.57KN2fa200，符合要求。m第四組：PmaxNbotMbotNradMbotAwAw909.03201.65108.989.365.61697.123319.41149.53KNm2，符合要求。Pmin97.1233KN20，mPm97.1233130.12fa200KNm2，符合要求。7.3.確立基底的高度前面已初步假設(shè)基礎(chǔ)的高度為1150mm,假如采納杯形基礎(chǔ)，按結(jié)構(gòu)要求，（1）在各組荷載設(shè)計值作用下的地基最大凈反力第一組：Ps,max1484.26213.892，9.36183.61KN8.34m第二組：Ps,max1018.75509.0