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1、单层工业厂房混凝土排架课程设计任务书专 业+木工程班 级土木三班学 号姓 名 王书英指导老师肖四喜目录、设计资料2、计算内容3柱截面尺寸确定3荷载计算4包载4屋面活荷载5风荷载5吊车荷载6排架内力分析6包载作用下排架内力分析7屋面活荷载作用下排架内力分析8风荷载作用下排架内力分析9吊车荷载作用下排架内力分析10内力组合12柱截面设计13上柱配筋计算13下柱配筋计算14柱的裂缝宽度验算15柱箍筋配置16牛腿设计16柱的吊装验算17基础设计18作用丁基础顶面上的荷载计算18基础尺寸及埋置深度19基础高度验算20基础底板配筋计算21柱截面尺寸确定由图2可知柱顶标高为 m,牛腿顶面标高为，设室内地面至
2、基础顶面的距离 为，则计算简图中柱的总高度 H、下柱高度Hi、上柱高度Hu分别为：H=+= , Hl =+=Hu =根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表并参考表确定柱截面尺寸, 见表1。表1柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号-_截面尺寸/mm面积/2/mm惯性矩/4 /mm自重/(KN/m)A , B上柱矩 400 x 4005X 1058X 10下柱I400 X 900 X 100 X 1505X 1058X 10本例仅取一棉排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示m220 X = KN/m24 X = KN/m2KN/m220 X = KN/m2KN/m2KN/m2荷载计
3、算恒载 .屋盖包载：两毡三油防水层20mm厚水泥砂浆找平层100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层一毡二油隔气层15mm厚水泥砂浆找平层；预应力混凝土屋面板（包括灌缝）天窗架重力荷载为2X 36 KN/棉，天沟板KN/m,天沟防水层、找平层、找坡层 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /棉，则作用丁柱顶的屋盖结构重力荷载设计值 为：Gi=x KN/m2x 6mx 24m/2 + 2X 36 KN/2 + KN/mX 6m + KN/mX 6m + 106 KN/2) = KN(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值：G3=x (+ mX 6m) = KN(3)柱自重重力荷载设计值：上柱G4a= Gb = X
4、 4kN/m X = KN下柱G5a= Gb=x mX =各项包载作用位置如图2所示。顺4(Qf50. IO)IGf382.70| (Q 户 5Q 10)|Gf382,70，二_753G 护 1821r 顶刀 I (；铲50.201 ； . I I 1250 J届2荷粘I租甜（忸kN）屋面活荷载屋面活荷载标准值为 KN/m2,雪荷载标准值为KN/m2,后者小丁前者，故仅 按前者计算。作用丁柱顶的屋面活荷载设计值为：Qi=x KN/m2 x 6m x 24m/2=Qi的作用位置与Gi作用位置相同，如图2所示。风荷载风荷载标准值按式（）计算，其中 0= KN/m2 , z=, Uz根据厂房各部分标
5、高及B类地面粗糙度由附表确定如下：柱顶（标高）uz =檐口（标高）Uz =天闵架壁底（标局）uz =天窗架壁顶（标高）uz =屋顶（标高）Uz =us如图3a所示，由式（）可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为:1k= z us1 uz 0=x x x KN/m2 = KN/m22k = zus2uz 0 = x x x KN/m2 = KN/m2则作用丁排架计算简图（图）上的风荷载设计值为：q1 = x KN/m2 x =mq2=x KN/m2x =mFw= Q （usi+us2）uzhi+（us3+us4）uzh2+（us5 + us6）uz h3 z B=x +XX + + XX +
6、 + XX XX KN/m2x=KN-三三三吊车荷载由表可得黄体用系戳对架计算简图200/50KN 吊车的参数为：B=, K=, g=75KN, Q=200KN Fp,max=215KN,Fp,min=45KN。根据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线中歌轮压对应点的竖向 坐标值，如图4所示。(1)吊车竖向荷载由式()和式()可得吊车竖向荷载设计值为：Dmax = q Fp,max V = X 215 KNX (1 + + + = KNDmin= q Fp,min * = X 45 KNX = KN再车苟代件用下支座反方影响发(2)吊车横向水平荷载作用丁每一个轮子上的吊车横向水平制动力按式()计
7、算，即11,、T=(Q+g)= XX( 200K* 75KN)= KN44作用丁排架柱上的吊车横向水平荷载设计值按式()计算，即Tmax= qT Yi = x KNX = KN排架内力分析该厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数按式（）计算，结果见表2表2柱剪力分配系数柱别n=Iu / I|Hu/HCo =3/1+ 3(1/n-1)=H3/ C0E Il1/ i i1/ iA , B柱n=Co =_10 虹EA = B =包载作用下排架内力分析包载作用下排架的计算简图如图5所示。图中的重力荷载G及力矩M是根据图2确定,即Gi =G1 =; G2=G3+Ga =
8、+=G3：=G5A =;M 1 =:G1e1 = x = KN mM 2 :=(Gi + Ga) e G3 e3=KN+ KNX KNX = KN mid：剧5色莪作底二掉架闪力剧由丁图5a所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动皎支座计算内力。柱顶不动皎支座反力Ri可根据表所列的相应公式计算，则Ci,212(11)n13(-1)nC3=2ra=半C1M2 厂 _19.14KNTC3=m 2.122 85.18KN m 1.132=KN12.9mRb = KN求得Ri后，可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力。柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，包载作用下排架结
9、构的弯矩图和轴力图分别见图，c。图为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。屋面活荷载作用下排架内力分析12.9m排架计算简图如图6a所示。其中Qi= KN,它在柱顶及变阶处引起的力矩为M ia = x = KN m ; M 2a =x = KN m。对丁 A柱，C1 = , C3 =,贝U=KN()_Mia M2a_2.52KN m 2.122 12.6KN m 1.132Ra =C C3 =H HRb =KN()排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力图如图所示0 6 排架内力圈风荷载作用下排架内力分析(1)左吹风时计算简图如图7a所示。对丁 A,B柱，n=,=，则314(1 1)C11=:?81
10、3( 1)nRa =- q1 H C11 =mX x =()Rb =- q2H Gi=mX x = KN()R= Ra+ Rb + Fw = KN()各柱顶剪力分别为：VA= Ra- a R=+X = KN()Vb= Rb - B R=+X = KN()排架内力图如图7b所示。in;(2)右吹风时计算简图如图8a所示。将图7b所示A,B柱内力图对换且改变内力符号后可得, 如图8b所示。1 JL :ll M吊车荷载作用下排架内力分析(1) Dmax作用丁 A柱计算简图如图9a所示。其中吊车竖向荷载 Dmax , Dmin在牛腿顶面处引 起的力矩为：M A = Dmax e3 = X = KN m
11、M B = Dmin e3 = x = KN m对于A柱，C3 = ,则D Ma. 194.15KN m 1.132、12.9mRa= -63= = KN()-M B 40.64 KN m 1.132 Rb=C3 = KN()H12.9mR=Ra+Rb =+=()排架各柱顶剪力分别为：VA = Ra- a R=+X = KN()Vb = Rb - b R=+x =()排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图9b,c所示I.5 Dz菲用在A协冲旅(2) Dmax作用丁 B柱同理，将“Dmax作用丁 A柱”的情况的A,B柱对换，并注意改变符号，可求得 各柱的内力，如图10所示。mib；Tmax作用
12、下排架计算简图如图11a所示。对丁a=JMA,B柱，n=,=，由表得(23a)3 (2 a)(1 a)C5 = 1(1)nRa =- Tmax C5 = X =KN()Rb=- TmaxC5= KN( ), R=Ra+Rb=X 2=()各柱顶剪力为：VA= Raw a R=+XX = KN()VB = Rb w B R=+x X = KN()排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图11b所示。当Tmax方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，大小不变。2 3a n1)JL.iE11 T4T皿4博四力区内力组合以A柱内力组合为例。表3为各种荷载作用下A柱内力设计值汇总表，表4为A 柱内力组合表，这两表中的控
13、制截面及正负号内力方向如表 3中欧那个的例图所 示。内力组合按式（）式（）进行。除 Nmax及相应的M和V 一项外，其他三项均按式（）和式（）求得最不利内力值；对丁 Nmax及相应的M和N一项，n -II和m-m截面均按（gk+qk）求得最不利内力值，而i-i截面则是按式（）即（gk+sqk）求得最不利内力。对柱进行裂缝宽度验算时，内力m采用标准值，同时只需对 e0/h0 的柱进行验算。为此，表4中亦给出了 MNfO组合值，它们均满足e/ho的条件，对本例来说，这些值均取自Nmin及相应的M和V一项。表3 A柱内力设计值汇总表柱号及 正向内 力荷载类别恒载屋面活 载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载D max作用丁A柱D max作用丁B柱左风右风序号
