《单层单跨厂房排架结构设计》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单层单跨厂房排架结构设计(27页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -单层单跨厂房排架结构设计一设计内容和条件某厂装配车间,该车间为单跨厂房,柱距距为 6 米,厂房纵向长度为 96 米,跨度为 27 米,15/3t 中级工作制吊车二台,牛腿面标高 9.00 米,柱顶标高为 13 米。设计条件1 屋面活荷载: ,不考虑积灰荷载,雪荷载2/5.0MKNq 2/5.0MKNq2 基本风压: 4W3 屋面做法三毡四油: 2/35.020mm 水泥砂浆找平层 合计2/4.MKN21/75.0MKNgk屋面活荷载: .q屋面板采用 G410 标准图集 m 预应力混泥土屋面板(卷材防水)6.51允许外荷载: 2/.(板自重: 灌缝重: )大型屋面板(包括填缝240M
2、KNgk 23/1.0MKNgk/50.1屋架:屋架自重 则24/13k KNgGkkk 75.248.0g)( 4321 厂 房 跨 度柱 距4 采用 370mm 厚烧结粘土空心砖(重度 )吊车梁以上设高侧窗,洞口尺寸为2/8MKNm,吊车梁以下设低侧窗,洞口尺寸 m,圈梁设在柱顶处。8.12 4.高宽5 排架柱:混泥土 C30 钢筋:纵向受力钢筋 HRB400 级 箍筋:HPB235 级 柱下独立基础:混泥土:C20,钢筋:HRB335 级6 吊车:Q15/3t 桥式吊车 中级工作制 吊车梁:先张法预应力混泥土吊车梁,自重 根/5.47KN轨道及联结重量 MKN/5.1桥跨: mLk2桥宽
3、: B640轮距:- 2 -小车重: KNg74最大轮压: P195max最小轮压: 60in7 柱高:柱顶 H=13m 檐口=15.1m 屋顶=17.35m二荷载及内力计算1 柱截面尺寸的确定Q 在 1520t 之间: ,由于是单跨结构,结构形式对称,因此 A、B 柱mHk120截面尺寸相同。A 柱:上柱: ( mm) 下柱: mm48042 荷载计算永久荷载A 屋面板及每跨屋架传给每个柱子的荷载标准值 KNGk75.21荷载设计值: KNGA5.2987.4.1B 柱自重A、 B 柱:上柱: 下柱:Mgk /.022/gk /8.405/3则: KNGA19.2 KNGA4.8692.13
4、C 吊车梁自重: A7)65.7(2.4永久荷载作用如图:- 3 -可变荷载屋面活荷载 ,不考虑积灰荷载,雪荷载 ,不同时考虑可2/5.0MKNq 2/5.0MKNq变荷载与雪荷载,取其中的大值,作用于每跨屋面下的柱可变荷载为: Q7.56.13.41可变荷载作用如图:- 4 -吊车荷载已知 mLk5.2B640mK520KNP195axP60min则:查表知 91.yPDikk 24.3).18.(max,ax, KNi 10506.0in,in, KNkQ947max,ax DQ7.mininGTkk 4.)4(9.1)(41,3,2, 风荷载由已知条件可知:基本风压 ,风压高度变化系数按
5、 B 类地面(城市郊20/.MW区)其中: 为 1.00wWzsk0由建筑结构荷载规范B 类地面查 10m 处 15m 处 20m 处0.1z14.z中间值按插值法求得,因此可得:25.1z- 5 -柱顶:H=13m 则 084.1z檐口:H=15.1 则 2z屋顶:H=17.35 则 风荷载体形系数如下:9.z风荷载标准值: 201k /347.08.1MKNwWzs 2 14zs作用在排架上的风荷载为: BqkQ/9.2637.011 MKNW451422作用在柱顶的集中荷载 F即将柱顶以上风荷载算作集中力作用柱顶, 按房屋檐口标高 Z=15.1m 处计 z142.zKNFW /90.64
6、.12.)506.(.1)508.(124. 风荷载作用示意图如下:3 内力计算:刚度:A、B 柱: 433 10.24.012mbhIu 678l永久荷载作用- 6 -永久荷载作用包括物价自重、上柱自重、吊车梁自重等。永久荷载作用示意图如下:在永久荷载作用下排架的内力如图:MKNGMA 925.140.5298)1.045.(1 KNGA8.392.0 )2.1958(3.0867)(74 A、 B 柱: 125.06.3luIn .14Hu由 7.)1(n5.13C(3.)(.323nKNCHMR8.207.195.41 KNCHMR46.31.8392()V8.21- 7 -可变荷载作用
7、可变荷载作用简化作用于柱顶如图,可变荷载作用下排架内力图如下 MKNQM835.20.7561.0421 )(42.查表得 71C3.KNHR45.0.285.11CM9.13.32()KNRV4.21- 8 -吊车竖向荷载:KNDkQ94.7max,ax KNDQ75.14minin当 作用在 A 柱, 作用在 B 柱时,吊车竖向荷载作用见图如下:in在吊车竖向荷载作用下内力如图;KNMA29.1635.09472MB01.52- 9 -A、 B 柱: 125.067.3luIn 308.14Hu13.C()KNHMRA45.13.129.322 ()CB.0532()KNRBA2.12由于
8、 A、B 柱 剪力分配系数 5.0BA各柱上的剪力分配值:()RVAA 4.9.10.52、()KNBB3、在吊车竖向荷载作用下的内力图如下:当 作用在 A 柱, 作用在 B 柱上时,吊车荷载作用见图及在吊车竖向荷载作用下minDmax的内力图如下:- 10 -内力图:水平刹车力作用下水平刹车力: 作用于牛腿顶面 1.4 米处,当刹车力向右时,KNT056.74.1max作用见图如下- 11 -内力图如下由于 同向作用在 A、B 柱上,因此排架的横向内力为零,剪力 同理得nF KNV056.7当刹车力向左时排架的受力简图 和内力图如下- 12 -风荷载的作用将柱顶以上风荷载作集中力作用于柱顶,
9、柱上的风荷载看做是水平均布荷载。当左风作用时作用简图如下:A、 B 柱: 125.067.3luIn 308.14Hu3.)1(8341nC( KNqRA 14.3.01)45.92(221 KNFW.50A.732121)(xqRMWxqRFVW1)(KNVA4.0KNB6.在风荷载作用下的内力图- 13 -当右风作用时作用简图及内力图如下:A 柱在各种荷载作用下的内力见表:- 14 -吊车竖向作用 吊车水平作用 风荷载柱号及正向内力 荷载种类 恒荷载 可变荷载 在 AmaxD在maxB向右 向左 左来风 右来风编号 1 2 3 4 5 6 7 8内力图控制截面 - )(MKN8.435 2
10、.925 -37.76 -37.76 10.16 -10.16 32.52 -20.84- 15 -)(KN317.7 56.7 - - - - - -)(M-31.375 -8.415 128.469 13.25 10.16 -10.16 32.52 -20.84- KN385.5 56.7 474.94 145.75 - - -)(21.185 4.545 43.509 -43.509 73.38 -73.38 275.93 -152.56KN471.9 56.7 474.94 145.75 - - - - )(V5.84 1.44 -9.44 -9.44 7.056 -7.056 40.
11、14 11.26- 16 -柱的内力组合:及相应maxM的 N、V及相应maxM的 N、V及相应maxN的 M、V及相应minN的 M、V截面 内力组合项 数值 组合项 数值 组合项 数值 组合项 数值)(KN40.34 -53.45 40.34-1+0.9 (2+7) 368.731+0.9(3+6+8) 317.71+0.9 (2+7) 368.731+0.9 (3+6+8))(M122.66 -57.7 115.09- KN1+0.9 (3+5+7) 812.951+0.9(2+8) 436.531+0.9 (2+3+5+7) 863.981+0.9 (2+8))(378.81 -221
12、.32 378.81950.38 603.08 950.38- )(KNV1+0.9 (2+3+5+7)41.121+0.9(4+6+8)1.131+0.9 (2+3+5+7)41.121+0.9 (4+6+8)1.13- 17 -柱的截面设计:1 选取控制截面的大偏心受压界限破坏时的轴力 为:bN上柱: KN56.13205.403.101 hbfNcb下柱: KN97经比较 A 柱的所有 N1 取 1 3.61 取 1 2.41 取 1 3.791 取 1hl02.0.95 0.95 1 12104)(1eli1.76 1.52 1.61 1.173.h108 108 228 228/ie
13、227 286 686 461)(2,masi67 126 326 101)(,0, syshfNeA214 347 1195 2354 22 4 22 4 22 4 22实配钢筋(mm )21251 1251 1251 1251%bhsA侧0.39%0.2% 0.39%0.2% 0.39%0.2% 0.39%0.2%,s全 部0.78%0.6% 0.78%0.6% 0.78%0.6% 0.78%0.6%即上柱:4 22 下柱:4 223 箍筋的配置因柱底剪力较小: KNV12.max若剪跨比 =3 则;bhft 19.07643.75175.0 远大于柱底的剪力值(还没有考虑轴向压力对斜截面
14、的有利影响) ,所以排架柱的箍筋按构造配置为 10200,柱箍筋加密区取为 101004 牛腿的设计 牛腿几何尺寸的确定牛腿截面宽度与柱宽度相等为 400mm,若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离 ,mC801吊车梁端部宽为 340mm,吊车梁轴线到柱外侧的距离为 750mm 则牛腿面的长度为 600mm,- 19 -牛腿外缘高度为 500mm,牛腿的截面高度为 700mm,牛腿的几何尺寸及配筋示意图如下:牛腿高度验算作用于牛腿顶部按荷载标准组合计算的竖向力值; KNGDFAv 74.528.694.74maxkk 393,牛腿顶部按荷载标准组合计算水平拉力值;Tkhk 56.40.9.0 KNF
15、h35.60.7牛腿截面有效高度: mahs470竖向力 作用点位于下柱截面内,a=0vkF满足要求vktkvh FKNabf 8.6505.126.05.).01(牛腿的配筋由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内,故该牛腿可按构造要求配筋,纵向钢筋取 416,箍筋取 8100。牛腿局部受压验算,满足要求vkc FKNAf 6.14583.0475.0.牛腿纵向受压钢筋的计算因为 ,取03.hamha9.0fFfAyyvs 64.30361825.185.0 取 4 16,804mm2取 0.2%18.0364.50.max vtf0.2%ahfMssyu 5.8710)436()( 6,0, 满足要求。MKNGo 8.512.489.1- 21 -裂缝宽度验算: