混凝土单层工业厂房课程设计计算书

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1、1混凝土单层工业厂房课程设计计算书混凝土单层工业厂房课程设计计算书一、设计题目及条件 1、题目：某工厂金属加工车间，单层单跨排架结构，采用钢筋混凝土结构，长 54m， 柱距 6m，每跨有两台桥式吊车，工作级别为 A5 级。根据本次课设要求，取车间跨度 L=24m，轨顶标高+9.600m，下弦标高+12.300m，吊车设置为 15+20（t） 。地基承载力设计值为 300kN/m2，基础埋置深度-2.00m。基本风压，基本雪压为2 0m/kN4 . 0w0.25kN/m2。 2、材料：柱子混凝土为 C40，柱中纵向受力主筋采用 HPB335 或 HRB400 级钢筋，其 它 HPB300 级；基

2、础采用 C40 混凝土，HPB300 级钢筋。 3、构造做法及荷载标准值： （1）屋面： 三毡四油加绿豆砂防水层 0.4kN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 100mm 水泥珍珠岩制品保温层 0.4kN/m2 一毡二油隔气层 0.05kN/m2 20mm 水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 预应力混凝土屋面板 1.4kN/m2 （2）墙面：在外纵墙标高 1.0m 处设置一排宽 3.6m、高 4.8m 的钢窗，在轨顶标高以 上 0.60m 处设置一排宽 3.6m、高 1.8m 的钢窗，钢容重 0.45kN/m2；370mm 厚砌体墙容重 为 19kN/m2；钢筋混凝土圈梁截面

3、370mm240mm；钢筋混凝土基础梁截面高 450mm，上 宽 400mm，下宽 300mm；钢筋混凝土容重为 25kN/m2。 4、车间建筑平面图如图 2-1 所示。 （此处有图2-1车间建筑平面图） 二、构件选型 1、混凝土屋盖 （1）屋架：采用 G415（一）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架（YWJ-21-1Ba） ， 自重 69.0kN/榀，屋架底部至顶部高度为 2950mm，屋架在檐口处高度为 1650mm。 （2）屋面板：采用 G410 标准图集中的预应力大型混凝土屋面板，自重标准值 1.4kN/m2。 2、预制钢筋混凝土吊车梁和轨道连接吊车梁采用 G323（二）标准图集，中间

4、跨 DL-9z，边跨 DL-9B，梁高，自m2 . 1bh重标准值 39.5kN/根；轨道连接采用 G325（二）标准图集，轨道连接及零件自重 0.8kN/m。 3、预制钢筋混凝土柱 （1）排架柱高度计算：取轨道顶面至吊车梁顶面的距离，则m2 . 0ah牛腿顶面标高=轨顶标高hbha=9.61.20.2=+8.2m。 由教材混凝土结构（中册） （第五版，中国建筑工业出版社）附表 12 查得，吊车轨2顶至吊车顶部的高度为 2.3m， 柱顶标高取屋架下弦标高+12.30m， 基础顶面至室外地坪的距离取 0.8m，室外地坪标高取0.100m，则 基础顶面至室内地坪的高度为 0.8+0.1=0.9m，

5、故 从基础顶面算起的柱高 H=12.30+0.9=13.20m，上部柱高，下部柱高。m10. 42 . 830.12uHm10. 910. 420.13lH（2）排架柱截面尺寸计算：截面尺寸需要满足的条件为，mm18622/410022/uHb，故取柱截面尺寸分别为：mm34212/410012/uHh上部柱采用矩形截面；400mmmm400hb下部柱采用 I 形截面。mm150mm100mm1000mm400ffhbhb（3）排架柱截面参数计算： 上、下柱截面惯性矩 I：上柱： 43m0021. 04 . 04 . 012/1uI下柱：433m0248. 0)215. 00 . 1 (15.

6、 012/120 . 14 . 012/1lI上、下柱截面面积 A：上柱：2m16. 04 . 04 . 0uA下柱：2m1975. 015. 0)7 . 065. 0(2/120 . 14 . 0lA上柱与全柱高比值311. 020.13/10. 4/HHu上、下柱惯性矩比值085. 00248. 0/0021. 0/luIIn三、计算单元及计算简图 1、定位轴线 B1：由上述教材附表 12 可查得轨道中心线至吊车端部的距离为 B1=260mm； B2：吊车桥架至上柱内边缘的距离取 B2=80mm； B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，B3=400mm。 则 B1+B2+B3=260

7、+80+400=740mm750mm，满足要求。 故取封闭的定位轴线 、 都分别为左、右外纵墙内皮重合。AB2、计算单元 由于该车间厂房在工艺上没有特殊要求，结构布置均匀，除吊车荷载外，荷载在纵向 的分布是均匀的，故可取一榀横向排架为计算单元，计算单元的宽度为纵向相邻柱间距中 心线之间的距离，即 B=6.0m，如图 2-2 所示。 3、计算简图 排架的计算简图如图 2-3 所示。 （此处有图2-2 排架计算单元、图2-3 排架计算简图）3四、荷载计算 1、屋盖荷载 （1）屋盖恒荷载： 三毡四油加绿豆砂防水层 0.4kN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 100mm 水泥珍珠岩

8、制品保温层 0.4kN/m2 一毡二油隔气层 0.05kN/m2 20mm 水泥砂浆找平层 0.4kN/m2小计： 1.65kN/m2 预应力大型混凝土屋面板 1.4kN/m2 预应力混凝土折线型屋架 69.0kN/榀 则由屋盖传给排架柱的集中荷载设计值为kN92.3040 .695 . 02 . 162/24)4 . 165. 1 (2 . 11F作用于上部柱中心线外侧处。mm501502/4001502/0上he（2）屋面活荷载： 建筑结构荷载规范 （GB50009-2012）规定，屋面均布活荷载标准值为 0.5kN/m2， 比屋面雪荷载标准值 0.25kN/m2大，故仅按屋面均布活荷载计

9、算。则由屋盖传给排架柱的 集中活荷载设计值为kN4 .5062/245 . 04 . 16F作用于上部柱中心线外侧处。mm500e2、柱和吊车梁等恒荷载 （1）上部柱自重标准值为 0.40.40.25=4.0kN/m，则作用在牛腿顶截面处的上部柱恒 荷载设计值为kN68.1910. 40 . 42 . 12F（2）下部柱自重标准值为 4.69kN/m，则作用在基础顶截面处的下部柱恒荷载设计值 为kN21.5110. 969. 42 . 13F（3）作用在牛腿顶截面处的吊车梁和轨道连接的恒荷载设计值为kN16.53)8 . 065 .39(2 . 14F3、吊车荷载吊车跨度，查上述教材附表 12

10、 知，m5 .2275. 02242eLLktQ3/151，时，tQ5/202m5 .22kL，kN185max,1kPkN50min,1kPkN215max,2kPkN45min,2kP4小车自重标准值，kN69,12kGkN75,22kG吊车额定起重量相对应的重力标准值，kN150,13kGkN200,23kG吊车宽度 B=5.55m，轮距 K=4.4m（1）吊车竖向荷载设计值，：maxDminD由图 2-4 所示的吊车梁支座反力影响线知： （此处有图2-4 吊车梁支座反力影响线） kN18.392)267. 00 . 1 (215)808. 0075. 0(1859 . 0)()(9 .

11、 043max,221max,1.max.maxmax,yyPyyPyPyPDkkikikk kN05.91)267. 00 . 1 (45)808. 0075. 0(509 . 0)()(9 . 043min,221min,1.min.minmin,yyPyyPyPyPDkkikikk则，kN05.54918.3924 . 1max,maxkQDDkN47.12705.914 . 1min,minkQDD（2）吊车横向水平荷载设计值：maxT由，kN48. 5)15069(1 . 041)(41,13,121kkkGGT得kN88. 6)20075(1 . 041)(41,23,222kkk

12、GGT kN20.12)267. 00 . 1 (88. 6)808. 0075. 0(48. 59 . 0)()(9 . 0432211max,yyTyyTyTyTTkkkikikkkN08.1720.124 . 1max,maxkQTT4、风荷载（1）作用在柱顶处的集中荷载设计值：W这时风荷载的高度变化系数按檐口离室外地坪的高度 0.1+12.30+1.65=14.05m 来计z算。查建筑结构荷载规范得，离地面 10m 时，离地面 15m 时，00. 1z，用插值法，得。由14. 1z11. 1)1005.14()1015/()00. 114. 1 (00. 1z前面“构件选型”知，则m6

13、5. 11hm3 . 12h5 kN37. 564 . 011. 13 . 1)6 . 05 . 0(65. 1)5 . 08 . 0()6 . 05 . 0()5 . 08 . 0(021BwhhWzkkN52. 737. 54 . 1kQWW（2）沿排架柱高度作用的均布风荷载设计值，：1q2q这时风压高度变化系数按柱顶离室外地坪的高度 0.100+12.30=12.40m 来计算。z，则07. 1)1040.12()1015/()00. 114. 1 (00. 1z，m/kN88. 264 . 007. 18 . 04 . 101BwqzsQm/kN80. 164 . 007. 15 .

14、04 . 102BwqzsQ五、内力分析 内力分析时所取的荷载值均为设计值，则得到的内力值也均为内力的设计值。 1、屋盖荷载作用下的内力分析（1）屋盖集中恒荷载作用下的内力分析：1F柱顶不动支点反力11CHMR mkN25.1505. 092.304011eFM由，得085. 00248. 0/0021. 0/luIIn311. 020.13/10. 4/HHu 31. 2) 1085. 0/1 (311. 01/)085. 0/11 (311. 015 . 1) 1/1 (1/)/11 (15 . 13232 1nnC故作用下柱顶不动支点反力为1M)(kN67. 231. 220.1325.1511CHMR（2）屋盖集中活荷载作用下的内力分析：6FmkN52. 205. 04 .50066eFM)(kN44. 031. 220.1352. 216CHMR在、