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1、单层厂房课程设计单层厂房结构课 程 设 计 任 务 书一、 设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。二、 设计内容1、 计算排架所受的各项荷载。2、 计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。3、 边柱（A、C 轴线）及中柱（B 轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。4、 绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。三、 设计资料1、 金属结构车间为两跨厂房，跨度均为*m。厂房总长*m，柱距6m。厂房标高：室内地面0.000，室外地面-0.450，吊车轨顶标高8.000、10.00，屋架下弦标高 10.400、12.400。2、 厂房每跨内设两台吊车，A4 级工作制
2、，起重量单学号 15/3t、双学号 20/5t。吊车其它参数参见 “550/5t 一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62 系列）”。3、 建设地点为某城市，基本雪压 0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2、0.45kN/m2、0.35kN/m2。冻结深度 1.6m。厂房自然地坪下 0.6m 为回填土，回填土的下层 1.8m 为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kPa，土的天然重度为 17.5kN/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值 fak 见表格，地下水位-5.5m。4、 厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1) 屋架采用 21m、18 米、24 米梯形
3、钢屋架，按建筑结构荷载规范附录 A“常用构件和材料的自重”，按 0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位 kN/m2；L 为跨度，以 m 计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度 1.4m，屋架在天窗架侧板1单层厂房课程设计处的高度为 1.7m。2) 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高 900mm，自重标准值29kN/根，轨道及零件自重 0.8kN/m，轨道及垫层构造高度 200mm。3) 天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度 0.3m。4) 天沟板自重标准
4、值为 2.02kN/m。5、 围护墙采用 240mm 厚粉刷墙，自重 5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45kN/m2，窗宽 4.0m，窗高 4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为 240mm450mm。基础梁自重 2.7kN/m。6、 材料：混凝土强度等级 C20C30；柱的纵向钢筋采用 HRB335或HRB400，其余钢筋 I 级。7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2；25mm 厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；100mm 厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2；一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2；25mm 厚水泥砂浆找平层：0
5、.5 kN/m2；6m 预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。8、未详细内容见相关图集、规范、资料四、 设计要求1、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。2、 计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，可电子录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。3、 计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。4、 施工图符合建筑制图规范的要求。2计算书一、设计资料（一）、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。（二）、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空
6、间整体作用）。3、边柱（A、C 轴线）及中柱（B 轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。（三）、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为 21m。厂房总长 54m，柱距6m。厂房标高：室内地面0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高10.00，屋架下弦标高 12.400。2、厂房每跨内设两台吊车，A4 级工作制，起重量 20/5t。吊车其它参数由表-1 给出。表-1 吊车的有关参数参数表3、建设地点为某城市，基本雪压 0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻结深度 1.6m。厂房自然地坪下 0.6m 为回填土，回填土的
7、下层 8m 为均匀粘土，地基承载力特征值 fak=240kPa，土的天然重度为 17.5kN/m3，土质分 5布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值 fak=350kPa，地下水位-5.5m。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：（1）、屋架采用 21m 梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录A“常用构件和材料的自重”，按 0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位 kN/m2；L 为跨度，以 m 计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度 1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。（2）、吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高 900mm，自重标准值 29kN/根，轨
8、道及零件自重 0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。（3）、天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为 34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度 2.6m，天窗架坡屋顶高度 0.3m。（4）、天沟板自重标准值为 2.02kN/m。5、 围护墙采用 240mm 厚粉刷墙，自重 5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45kN/m2，窗宽 4.0m，窗高 4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为 240mm450mm。基础梁自重 2.7kN/m。6、 材料：混凝土强度等级 C20C30；柱的纵向钢筋采用 HRB335或HRB400，其余钢筋 I 级。7、
9、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2；25mm 厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；100mm 厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2；一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2；25mm 厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；6m 预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。二、材料的选用混凝土强度等级为 C25，柱的纵向钢筋采用 HRB335 级，其余钢筋采用 I 级。三、计算简图及柱截面几何参数的确定1、计算简图本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进 6图-2 结构计算简图2、柱截面几何参数的确定(1)、基础的埋置深度及基础高度：考
10、虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为 1.8m。初步估计基础的高度为 1.0m，则基础顶面标高为-0.95m。(2)、牛腿顶面标高确定：7轨顶标高为 10m，吊车梁高 0.9m，轨道及垫层高度为 0.2m。可得牛腿顶标高为 10-1.1=8.9m。(3)、上柱标高的确定：屋架下弦标高为 12.4m，既上柱顶的标高为 12.4m。(4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：上柱高：HU =12.4-8.9=3.5m下柱高：HL=8.9+0.95=9.85m柱的总高度：.H=13.35m(5)、柱截面确定：上柱选矩形截面，下柱选工字形截面对于下柱截面高度 h：由于下柱 HL=8.9+0.95
11、=9.85m，吊车梁及轨道构造高度为 1.1m，因此，基础顶至吊车梁顶的高度Hk=9.85+1.1=10.95m4h,所以s=+0.6。作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按注顶标高取值。 柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值 Fw 考虑。这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值；柱顶至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.按线性内插法确定 z:柱顶:z1.0(10.3510)(1.141)(1510)1.
12、01天窗檐口处: z1.0(15.6510)(1.141)(1510)1.1582左风情况下风荷载的标准值:q1k=s1zWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/Mq2k=s2zWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算,其风压高度变化系数统一按天窗檐口处 z=1.1582 取值.其标准值为:Fwk=szWohB=(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4+(0.4-0.2+0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3+(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.1582*0.55*6*2.6+(0.7-
13、0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3=30.27KN右风和左风情况对称,方向相反。14就可以了。本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架结构的内力计算。在各种 荷载作用柱顶按可动铰支座计算，不考虑厂房的空间工作。这里规定柱顶不动铰支 座反力 R，柱顶剪力 V 和水平荷载自左向右为正，截面弯矩以柱左侧受拉为正， 柱的轴力以受压为正。 1、计算剪力分配系数单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：u=H/(C0ECIL) C0=3/1+3(1-n)/n计算有关参数：AC 柱：=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL=5208*106/(51942.92*106)=
14、0.104C0=3/1+3(1-n)/n=3/1+0.2903 (1-0.104)/0.104=2.479B 柱：=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL=14291.67.5*106/（74060.88*106）=0.1998C0=3/1+3(1-n)/n=3/1+0.0.2903 (1-0.1998)/0.0.1998=2.733单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：A， C 柱：uA=uC= H3/ (C0ECIL)=/（2.479*EC*50109.375*106）=14.085/ EC336B， B 柱：uB= H/ (C0ECIL)=12050/（2.733*EC*715
15、09.375*10）=18.953/ EC153单层厂房课程设计令 Ki=1/uiK=Ka+kb+kc=1/uA +1uB /+1/uc=0.2537 EC所以，三根柱的剪力分配系数为：A=K A/K=0.2798; B =K B /K=0.440; c=Kc/K=0.2798验算：A+B +c1.0(1-0.104)/0.104=2.1376C3=1.5*(1-2)/1-3(1-n)/n= 1.5*(1-0.2902)/1+016单层厂房课程设计A 柱：= 0.290；n =0.104.2903(1-0.104)/0.104=1.1353R1=MC1/H=29.837*2.1376/12.0
16、5=5.2929KN()R2=MC3/H=125.908*1.1353/12.05=11.8625KN()所以 RA=R1+R2=17.1154KN（ ）RB=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN()C 柱：Rc=0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=2.462KN（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为： VA= RA-AR=1.057KN（ ）VB=RB-B R=-0.367 KN（ ） VC=Rc-cR=-0.689 KN（ ） Vi0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。单层厂房课程设计4、吊车荷载作用下的排架内力（不考虑厂房整体空间工作）（1）、AB 跨有吊车荷载，Dmax,k 作用在 A 柱
