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1、 单层工业厂房结构课程设计目 录钢筋混凝土单层厂房结构课程设计计算书一、选定标准构件1二、排架计算2 （一）确定柱子高度和截面尺寸2 （二）荷载计算2 （三）柱顶不动铰支反力计算5 （四）内力符号规定7 （五）排架内力分析7 （六）荷载组合及内力组合15三、柱截面设计16四、牛腿设计20五、柱下独立基础设计21六、柱的吊装验算27七、绘制施工图29八、参考资料30钢筋混凝土单层厂房结构课程设计计算书一、 选定标准构件1. 预应力混凝土屋面板根据屋面均布活荷载、水泥砂浆找平层及防水层的重量，按照预应力混凝土屋面板图集中的选用方法，选定一般开间、两端开间预应力混凝土屋面板的型号。2. 预应力混凝土
2、折线形屋架根据厂房跨度、屋盖支撑、天沟类型及屋面荷载等，从预应力混凝土折线形屋架图集中选定屋架型号。3. 天沟板配合屋架选定天沟板型号。4. 吊车梁根据吊车吨位、厂房跨度选定中间跨、边跨吊车梁型号。5. 吊车轨道联结根据吊车吨位、吊车梁型号、厂房跨度选用。二、 排架计算（一） 确定柱子高度和截面尺寸轨顶标高8.4m，轨面至吊车顶距离H *见教材附表12，吊车顶至屋架下弦底面的净空一般要有300500mm，这里取410mm，从0.00标高到基础顶面的距离取 500mm，柱子高度H定为：H 500轨顶标高H *（300500）500+8400+2190+41011500mm11.5m所选吊车梁高为
3、1200mm，梁面至轨顶接近200 mm，因此：下柱高度 Hl500轨顶标高1400500+8400-14007500mm7.5m上柱高度 HuHHl 11500-75004000mm4m 设上柱为矩形，下柱为工字形。 上柱截面尺寸取：b400mm，h400mm下柱截面宽度 400mm下柱截面高度 700mm下柱的截面尺寸取： 上柱： AuIu 下柱： AlIl （二） 荷载计算1. 屋盖荷载(1) 屋盖恒载F1, k屋面恒载（折算为线荷载）屋架自重Q1, k135kN屋架轴线跨度L27m，两端挑出外天沟各a0.75m，上弦水平投影全长为L1L+2a 。F1, k对上柱轴线的偏心距 屋架高度范
4、围内的砖墙重量通过柱顶圈梁（兼作联系梁）由砖墙传至基础梁，不传给柱子。(2) 屋面活载F6, k屋面活荷载0.5kN/m2，0.563.0kN/m 作用位置同F1, k2. 柱自重F2, k、F3, k(1) 上柱自重：F2, k，作用在上柱中心线上(2) 下柱自重：F3, k，作用在下柱中心线上3. 吊车梁及轨道零件重F4, k吊车梁自重：轨道联结DGL13：钢轨 联结件 弹性垫板 找平层 共计：1 kN/mF4, k ，作用在吊车梁中心线上。4. 吊车荷载(1) 吊车竖向荷载Dmax, k、Dmin, k由给出的设计资料，查教材附录12得B、K，则SBK640052501150mm ， ，
5、 ， 0 。查教材附录12得最大轮压Pimax, k 最小轮压 作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax, k、Dmin, k为： 作用在吊车梁中心线上。(2) 吊车横向水平荷载Tmax, k由起重量Q10t，小车重G2, k3.8t，当Q10t时，对于软钩吊车：作用在排架上的吊车横向水平荷载Tmax, k为：作用在吊车梁顶面处。5. 风荷载由得迎风面：背风面：，bz1，ms值见下图，其中，mz为风压高度变化系数如下。计算墙面风压时，mz按柱顶高度考虑；计算无天窗屋盖风压时，mz按檐口高度考虑。插值法得：标高风压高度变化系数柱顶标高（11.5m）1.042檐口标高（13.6m）1.1008屋顶标高（
6、14.8m）1.1344左风： （化为线荷载） 5.164 kN（三） 柱顶不动铰支反力计算先用计算各系数，再用教材附录9校核。1.柱顶作用一单位水平力时的位移（教材附图91）2.柱顶作用一弯矩时（附图92）3.在牛腿面作用一弯矩时（附图93）4.离柱顶y处作用一水平集中力时（如吊车水平荷载作用在吊车梁顶面） （可以查附表图94、95、96用插入法校核）5.沿柱高承受均布风荷载时（附图98）经校核上述各系数（）均满足要求。（四） 内力符号规定柱的左边受拉为正，右边受拉为负。弯矩图绘在受拉边。压力为正。柱对基础顶面的剪力，向右为正。（五） 排架内力分析本工程A、B柱的高度和截面均相同，因此剪力分
7、配系数，柱顶剪力，荷载位置及计算截面如下面：1. 屋盖恒载作用因荷载和排架柱均对称，故屋盖恒载作用下排架没有侧移，柱顶相当于不动铰支座。 50mm 150mm 2.1563.9356.091kN（注意：、与柱顶不动铰支反力计算图中假定的方向相反，故为负值。）计算柱截面内力并绘内力图： 6.091kN 264.15kN 6.091kN 264.15kN 6.091kN 264.15kN 6.091kN 264.15kN2. 柱和吊车梁自重作用在进行排架计算时，计算简图应根据施工和荷载的具体情况而定。一般施工程序是先吊装柱、后吊装吊车梁，在屋架尚未吊装前，整个排架未形成，这时柱和吊车梁的荷载应按悬
8、臂柱计算。吊车梁上的轨道联结一般在形成排架后才施工，但其重量较小，为计算方便起见，就一并计入吊车梁自重来考虑。计算柱截面内力并绘内力图： 750750400mm 150mmkN /m kN kN/m 3. 屋面活荷载作用50mm 150mm， ， 0.3490.6370.986kN计算柱截面内力并绘内力图： 4. 吊车竖向荷载作用Dmax, k234.9kN 在A柱，Dmin, k在B柱。(1) 柱顶不动铰支反力：400mm(2) 把反向作用于排架A柱顶，得A、B柱顶剪力均为(1)(2)得：A柱柱顶剪力：B柱柱顶剪力：计算柱截面内力并绘内力图：A柱： B柱： 5. 吊车竖向荷载作用Dmin,
9、k234.9kN在A柱，Dmax, k在B柱。A柱内力相当于Dmax, k在A柱时B柱的内力，但弯矩、剪力符号相反。B柱内力相当于Dmax, k在A柱时A柱的内力，但弯矩、剪力符号相反。6. 吊车水平荷载作用Tmax, k7.024kN作用在A、B柱上。(1) 柱顶不动铰支反力(2) 把反向作用于排架A柱顶得A、B柱的柱顶剪力均为A柱柱顶剪力：B柱柱顶剪力：计算柱截面内力并绘内力图：（实线表示Tmax, k的作用方向向右，虚线表示Tmax, k的作用方向向左）A柱： B柱： 7. 风荷载作用，左风(1) 柱顶不动铰支反力：(2) 把反向作用于排架A柱顶，得A、B柱的柱顶剪力均为(1)(2)得：
10、A柱柱顶剪力： 柱柱顶剪力： 计算柱截面内力并绘内力图：A柱： B柱： 8. 风荷载作用，右风A柱内力相当于左风时B柱的内力，但符号相反。B柱内力相当于左风时A柱的内力，但符号相反。（六） 荷载组合及内力组合1. 荷载组合 厂房使用过程中，各种荷载以不同方式作用在结构上，但所有可变荷载都同时达到规定值的机率毕竟很小。按建筑结构荷载规范GB500092001的规定，应考虑下面几种荷载组合：(1) 由可变荷载效应控制的组合：（）a. 恒荷载任一活荷载，即：b. 恒荷载+0.9（任意两个或两个以上活荷载之和），即：(2) 由永久荷载效应控制的组合（此时可变荷载仅限于竖向荷载），即：。在本设计中，。2. 内力组合内力组合一般可考虑以下四种情况：（内力组合见附表一）(1) Mmax及相应的N和V；(2) Mmax及相应的N和V；(3) Nmax及相应的M和V；(4) Nmin及相应的M和V。3. 内力组合注意事项(1) 组合表格见（附表一）；(2) 每种组合必须包括恒载；(3) Dmax及Dmin二者仅选一项组合；(4) 对于吊车荷载项要注意，当有T时必有D，但有D时不一定有T，有D一般也有T；(5) 风载可左可右，组合时只取一项；(6) 当进行以Nmax及Nmin为组合目标时，应使相应的M尽
