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1、单层厂房结构课程设计一、一、设计题目设计题目杭州市郊区厂装配车间。1800100012001500210015001500360012001500.1509.600+0.0002100024024012.000二、二、设计资料设计资料1. 该车间抗震设防烈度为 6 度。2. 该车间为单跨车间：跨度 21m，柱距 6m，总长 156m；中间设一道伸缩缝，柱顶标高12.00m，轨顶标高 9.60m。考虑基础顶面为-0.5m。3. 车间跨内设有 2 台 150/50kN 中级工作制吊车，其参数见下表。表 2.11 吊车参数（大连起重机厂）起重量kN桥跨Lk/m最大轮压Pmax/kN小车重Q1/kN轮
2、距K/m大车宽B/m额定起重量P/kN吊车总重Q/kN150/5019.516060.74.45.61502544. 根据工程地质勘探报告，可选编号的层土为持力层（粉质粘土） ，其深度距地表面 1m左右，厚度约在 58m，承载力修正后的特征值 fa=140kN/m2，常年平均地下水稳定在地面下 3m 处。5. 屋面：三毡四油防水层上铺小石子（自重标准值：0.4kN/m2） ；20mm 厚水泥混合砂浆找平层（自重标准值：20kN/m2） ；100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层（自重标准值：4kN/m2） ；预应力混凝土大型屋面板。另：屋面均布荷载标准值为 0.5 kN/m2。6. 墙体：240mm
3、 厚清水墙（自重标准值：5.19 kN/m2） ，每柱距内均有钢窗（或门） （自重标准值：0.45 kN/m2） ，钢窗宽 2.4m。7. 标准构件选用：（1）预应力混凝土大型屋面板采用 G410（一）标准图集，其板重（包括灌缝）标准值为1.35kN/m2。（2）屋架采用 CG423 标准图集中的预应力混凝土折线形屋架（适用于卷材防水屋面） ，自重标准值为 74kN。屋面支撑的自重标准值为 0.05 kN/m2，天沟及雨水的自重标准值为 20 kN/m2。（3）吊车梁采用 G425 标准图集中的预应力混凝土吊车梁，梁高 1000mm，自重标准值34.8kN，轨道及零件自重标准值 0.82kN/
4、m，轨道构造高度 200mm。8. 材料：柱采用 C20 混凝土，受力主筋用 HRB400 级钢筋，箍筋用 HPB235 级钢筋；基础采用 C15 混凝土；钢筋用 HPB235 级钢筋。9. 设计依据：现行的荷载规范 、 混凝土结构设计规范等。10. 风荷载：基本风压值 0=0.5 kN/m2，地面粗糙度为 C 类，查表 10m 与 15m 高度处z均为 0.74 kN/m2。风载体型系数注于下图中：三、三、柱截面选定和排架计算简图柱截面选定和排架计算简图1.柱截面尺寸的确定柱截面尺寸的确定（1）根据建筑剖面，考虑基础顶面为-0.5m，并参考附表 6、附表 7，确定各柱截面尺寸为：A 轴：上柱
5、（矩形）：；mmmmhb400400下柱（工字形）：；400900150fb h hmmmmmm B 轴：上柱（矩形）：； mmmmhb400400下柱（工字形）：；400900150fb h hmmmmmm （2）各柱的截面惯性矩为：A 轴柱：上柱，下柱；49 11013. 2mmIA49 21054.19mmIAB 轴柱：上柱， 下柱。49 11013. 2mmIB49 21054.19mmIB2.计算简图计算简图)(5 .12)5 . 0(122mH)(6 . 312 . 06 . 9121mH排架计算简图四、四、荷载计算荷载计算以下荷载计算均为标准值。1.1. 永久荷载（恒载）永久荷载
6、（恒载）（1）A/B 轴柱承受的恒载： 由屋盖传下的：AG1三毡四油小石子防水 )(2 .2522164 . 0kN20mm 厚水泥混合砂浆找平 200.02621225.2()kN 100mm 厚水泥珍珠岩制品保温 4 0.1 6 21 225.2()kN 屋面板自重（包括灌缝） )(05.85221635. 1kN屋盖支撑系统自重 )(15. 3221605. 0kN屋架自重 )(37274kN屋檐天沟及雨水 )(20 kNkNGA8 .2201如右图所示，对上柱中心线的偏心距：AG1)(501502001mmeA 吊车梁及轨道重：AG2234.80.82 639.72()AGkN如下图所
7、示，对下柱中心线的偏心距：AG2)(30029007502mmeAA 轴柱承受的荷载简图 柱自重：包括上柱重与下柱重。上柱重：0.4 0.4 3.6 2514.4()AGkN上对下柱中心线的偏心距上AG)(2502400 2900mmeA下柱重 (具体计算略)47.4AGkN下（2）恒载作用下的计算简图如下图所示A 轴柱顶荷载位置图kNGGGA8 .220131)(04.1105. 08 .2201131mkNeGMMAA24239.72 14.454.12()AAGGGGkN上24122()AAAAAMMGGeGe 上(220.8 14.4) 0.2539.72 0.346.88(/)kN
8、m恒载计算简图2.2. 屋面活载屋面活载屋面均布活载标准值为 0.5 kN/m2，并通过屋架支点传给柱：A 轴柱顶：11210.5 631.5()2QkN 活载作用下的计算简图如下图所示。)/(58. 105. 05 .3111175mkNeQMMA)/(88. 725. 05 .311186mkNeQMMA屋面活载计算简图3.3. 吊车荷载吊车荷载（1）吊车竖向荷载：二台 150/50kN 吊车，位置如右图所示。kNP160maxkNP42160)150254(5 . 0minkND3 .341)66 . 18 . 44 . 01 (160maxkNPPDD6 .89160423 .341m
9、axmin maxmin计算简图如下图所示。当在 A 柱有：maxDkNeDMA39.1023 . 03 .3412max9kNeDMA88.263 . 06 .892min10当在 B 柱，吊车竖向荷载与在 A 柱时对称。maxDmaxD支座反力影响线吊车竖向荷载计算简图（2）吊车水平荷载 每个轮子1()0.1 (15060.7)5.2744QQTkNmaxmax max5.27341.311.24160TTDkNP计算简图如下图所示。吊车水平荷载计算简图4.4. 风荷载风荷载基本风压 0=0.5 kN/m2，风载体型系数如设计资料图中所示。s高度变化系数（地面粗糙度为 C 类）的计算：由柱
10、顶离地面（即室外地坪）的高z度为)(15.1215. 012m查表可得 0.74z屋面平均高度为15.4 1212.1513.85( )2m查表可得 0.74z（1）左风： 柱顶集中力：16 0.74 0.5 (1.6 0.8 1.8 0.6 1.8 0.5 1.6 0.5)4.22()wFkN均布荷载：16 0.74 0.8 0.51.78(/)qkN m26 0.74 0.5 0.51.11(/)qkN m（2）右风： 由于结构对称，所以在右风作用下的风荷载与左风作用时左右对称。风荷载作用计算简图如下图所示。风荷载计算简图五、五、内力分析（剪力分配法计算）内力分析（剪力分配法计算）1.1.
11、 剪力分配系数剪力分配系数 123.60.28812.5H H柱号12InI0 33 111Cn3 220cH E I C11ii A柱9 1 9 22.13 100.1119.54 10AAI I2.5139 210.19.54 2.50cH E0.5B柱9 1 9 22.13 100.1119.54 10AAI I2.5139 210.19.54 2.50cH E0.52.2. 恒载作用下的内力恒载作用下的内力（1）恒载作用计算简图如下图所示。，。=0.288212.5Hm柱号/MkN m12InI21 31113 1211nCn1 2/MRCkNHA柱111.04M 0.112.101.
12、85B柱311.04M 0.112.10-1.85柱号/MkN m12InI23 331 1211Cn3 2/MRCkNHA柱246.88M 0.111.154.31B柱446.88M 0.111.15-4.31（2）各柱铰支座反力：RA柱铰支座反力1.854.316.16ARkNB柱铰支座反力1.854.316.16BRkN 6.166.160ABRRR（3）各柱顶剪力的计算 0.5 06.166.16AAAVRRkN 0.5 06.166.16BBBVRRkN （4）图见下图。 M kN m（5）图见下图。N kN（6）剪力图略。3.3. 屋面活载作用下的内力：屋面活载作用下的内力：（1）
13、计算简图如下图所示。，。=0.288212.5Hm柱号/MkN m12InI21 31113 1211nCn1 2/MRCkNHA柱51.58M 0.112.100.27B柱71.58M 0.112.10-0.27柱号/MkN m12InI23 331 1211Cn3 2/MRCkNHA柱67.88M 0.111.150.72B柱87.88M 0.111.15-0.72（2）各柱铰支座反力：RA柱铰支座反力0.270.720.99ARkNB柱铰支座反力0.270.720.99BRkN 0.990.990ABRRR（3）各柱顶剪力： 0.5 00.990.99AAAVRRkN 0.5 00.99
14、0.99BBBVRRkN （4）图见下图。 M kN m（5）图、图略。NV4.4. 吊车竖向荷载作用下的内力吊车竖向荷载作用下的内力（1）当作用在A轴柱时maxD计算简图如下图所示。，。=0.288212.5Hm柱号/MkN m12InI23 331 1211Cn3 2/MRCkNHA柱9102.39M 0.111.15-9.42B柱1026.88M0.111.152.47 各柱顶剪力的计算：9.422.476.95ABRRRkN 0.5 6.959.425.95AAAVRRkN 0.5 6.952.475.95BBBVRRkN 图见下图。M kN m图、图略。NV（2）当作用在B轴柱时，由于结构左右对称，其内力图与作用在A轴柱时左maxDmaxD右对称。5.5. 吊车水平荷载作用下的内力吊车水平荷载作用下的内力计算简图如下图所示。，。0.2883.6 1.00.723.6y柱号/T kN12InI35
