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1、xxxx 学院钢筋混凝土结构 课程设计某单层工业厂房设计某单层工业厂房设计学生姓名： xxxx 学 院： 土木工程学院 专业班级： 土木工程 1141 班 专业课程： 钢筋混凝土结构原理 指导教师： xxxxxxxxx 2016 年 1 月 8 日1某单层工业厂房设计某单层工业厂房设计一一、设计题目、设计题目某单层工业厂房设计。2、设计资料设计资料( (一一) )车间条件车间条件某机械加工车间为单层单跨等高厂房，车间总长为 60m，跨度 18m,柱距6m；车间内设有两台相同的软钩吊车,吊车重量 20/5t，吊车工作级别为 A5 级，轨顶标高 10.2m。采用钢屋盖、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混
2、凝土吊车梁和柱下独立基础。屋面不上人,室内外高差为 0.15m。纵向围护墙为支承在基础梁上的自承重空心砖砌体墙，厚 240mm，双面采用 20mm 厚水泥砂浆粉刷，墙上有上、下钢框玻璃窗，窗宽为 3.6m，上、下窗高为 1.8m 和 4.8m，钢窗自重0.45KN/m2，排架柱外侧伸出拉结筋与其相连。（二）自（二）自然条件然条件基本风压 0.30kN/、基本雪压 0.25kN/；地面粗糙类别为 B 类；地基承载力特征值 180kN/。不考虑抗震设防。（三）材料（三）材料箍筋采用 HRB335，纵向钢筋采用 HRB400，混凝土采用 C30。三、设计内容和要求三、设计内容和要求（一）构件选型（一
3、）构件选型1.钢屋盖采用如图 1 所示的 18m 钢桁架，桁架端部高度为 1.2m，中央高度为 2.4m，屋面坡度为 2/15，钢檩条长 6m，屋面板采用彩色钢板，厚 4mm。2.预制钢筋混凝土吊车梁和轨道连接采用标准图 G323（二） ，中间跨 DL-9Z，边跨 DL-9B。吊车梁高=1.2m。bh轨道连接采用标准图集 G325（二） 。3.预制钢筋混凝土柱 取轨道顶面至吊车梁顶面的距离=0.2m，故：ah牛腿顶面标高=轨顶标高-=10.2-1.2-0.2=+8.8m；bhah21800012002400图 1 30m 钢桁架由附录 12 查得，吊车轨顶至吊车顶部的高度为 2.2m，考虑屋架
4、下弦至吊车顶部所需空隙高度为 220mm，故：柱顶标高=10.2+2.2+0.22=+12.620m；基础顶面至室外地坪的距离为 1.0m，则基础顶面至室内地坪的高度为，故：1.00.151.15m从基础顶面算起的柱高；H12.62 1.1513.77m上部柱高；Hu12.628.83.82m下部柱高。lH13.773.829.95m参考表 12-3，选择柱截面形式和尺寸：上部柱采用矩形截面；hb400mm400mm下部柱采用 I 形截面。ffhbhb400mm 900mm 100mm 150mm4.柱下独立基础采用锥形杯口基础（二）计算单元及计算简图（二）计算单元及计算简图1.定位轴线：由附
5、表 12 可查的轨道中心线至吊车端部的距离=230mm；1B1B：吊车桥架至上柱内边缘的距离，一般取80mm；2B2B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离， =400mm。3B3B+=230+80+400=710mm750mm,可以。1B2B3B故封闭的定位轴线 A,B 都分别与左右纵墙内皮重合。2.计算单元由于该机械加工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地，故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 所示。3.计算简图排架的就是简图如图 3 所示。18000计算单元6000图 2 计
6、算单元 图 3 计算简图上柱:下柱:15025400900400400100（三）荷载计算（三）荷载计算1.屋盖荷载（1）屋盖恒荷载近似取屋盖恒荷载标准值为 1.12kN/,故由屋盖传给排架柱的集中恒荷载设计值：，作用于上部柱中心线外侧=50mm 外。1F1.2 1.12 9 672.58kN 0e2.屋面活荷载4荷载规范规定，屋面均布活荷载标准值为 0.5kN/，比屋面雪荷载标准值 0.3kN/大。故仅按屋面均布活荷载计算。于是由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值：，作用于上部柱中心线外侧=50mm6F1.4 0.5 9 637.8kN 0e外。2.柱和吊车梁等恒荷载上部柱自重标准值为 4.0
7、kN/，故作用在牛腿顶截面处的上部柱恒荷载设计值：；2F1.2 3.82 418.82kN下部柱自重标准值为 4.69kN/m，故作用在基础顶截面处的下部柱恒荷载设计值：；3F1.2 9.95 4.6955.999kN吊车梁自重标准值为 39.5kN/根，轨道连接自重标准值为 0.8kN/m，故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：；4F1.2(39.560.8)53.16kN如图 4 所示 F1、F2、F3、F4 和 F6 的作用位置。图 4 各恒荷载作用位置 53.吊车荷载吊车跨度=18-20.75=16.5m；kL查附录 12.得 Q=20/5t, =22.5m 时的吊车最
8、大轮压标准值、最下轮压值kL、小车自重标准值以及与吊车额定起重量相对应的重力标准值：kPmin,kG，2kG, 3=195kN，=30kN, =75kN, =200kN；kPmax,kPmin,kG，2kG, , 3并查得吊车宽度 B 和轮距 K：B=6.65m， K=4.40m。（1）吊车竖向荷载设计值、maxDminD由图 5 所示的吊车梁支座反力影响线知：；yikkPDmax,max,0.9 195 (1 0.8080.2670.075)371.53kN；kQDrDmax,max1.4 371.53520.15kN。kk PPDDmax,min, maxmin30520.1580.02k
9、N195图 5吊车梁支座反力影响线（2)吊车横向水平荷载设计值maxT；）kkkGGT, 3,2(411/ 4 0.1752006.875kNkk PTDTmax,maxmax520.15 (6.875/195)18.34kN4.风荷载（1)作用在柱顶处的集中风荷载设计值W这时风荷载的高度变化系数按檐口离室外地坪的高度z60.15+12.62+1.2（屋架端部高度）=14.07m 计算，查表 10-4，得离地面 10m 时，=1.0；离地面 15m 时，=1.4，用插入法，知：=1+zzz1.14 1.0 15 10 。(14.07 10)1.14由图 1 知=1.2m，21hh BWhhkW
10、z0216 . 05 . 05 . 08 . 0； 0.80.51.20.50.61.2 1.14 6 0.353.94kN 。kQWrW 1.4 3.945.51kN（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 0.15+12.62=12.87m 来z计算：=1+；z10150 . 114. 1(12.77 10)1.10；BWrqzsQ011.4 0.8 1.10 0.35 62.95kN / m。BWrqzsQ021.4 0.5 1.10 0.35 61.84kN / m（四）内力分析（四）内力分析内力分析时取得荷载值都是设计值，故得到的内
11、力值都是内力的设计值。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 ；011eFM72.58 0.05=3.63kN.m按=0.109，=0.283。查附图 9-2，得柱顶弯矩作用下的luIIn/HHu/系数=2.0，按公式计算：1C=2.09； 111111 5 . 1321nnC 7可见计算值与查附图 9-2 所得的接近，取=2.09，1C=。11CHMR 3.632.090.5513.77kN（2)屋盖集中活荷载作用下的内力分析6F，066eFM37.8 0.051.89kN.m；6 11.892.150.2913.77MRCHKN
12、在、分别作用下的排架柱弯矩图、轴力图和柱底剪力图，分别如图1F6F6（a） 、(b)所示，图中标注出的内力值是指控制截面-、-、-截面的内力设计值。弯矩以排架柱外侧受拉上的为正，反之为负；柱底剪力以向左为正，向右为负。0.55kN382050F1=72.58kN-3.63+4.00M图-1.4772.58N图+0.55V图99500.29kN382050F6=37.8kN9950A-1.89+2.13M图-0.7537.8N图+0.29V图图 6 屋盖荷载作用下的内力图（a）屋盖恒荷载作用下的内力图 （b）屋盖活荷载下的内力作用图2.柱自重、吊车梁及轨道连接等的自重作用下的内力分析不作排架分析
13、，其对排架柱产生的弯矩和轴力如图 7 所示。8图 7 自重及吊车梁等作用下的内力图3.吊车荷载作用下的内力分析1）作用在 A 柱，作用在 B 柱时，A 柱的内力分析maxDminD；eDMmaxmax520.15 (0.750.45)156.05kN m；eDMminmin80.020.750.4524.01kN m这里的偏心距 e 是指吊车轨道中心线至下部柱截面形心上网水平距离。A 柱顶的不动支点反力，查附图 9-3，得=1.16，3C=1.17，223 3311 0.2831.51.511111 0.28310.109Cn取=1.17。3CA 柱顶不动支点反力kN()max 3156.05
14、1.1713.1613.77AMRCHB 柱顶不动支点反力（）min 324.011.172.0313.77BMRCKNH A 柱顶水平剪力BAAARRRV2113.160.513.162.037.59kN()B 柱顶水平剪力1 2BBABVRRR2.030.513.162.037.59kN() 内力如图 8（a）所示。（2）作用在 A 柱、作用在 B 柱时的内力分析minDmaxD此时，A 柱顶剪力与作用在 A 柱时的相同，也是=-7.59KN(),故可maxDAV得内力值，如图 8（b）所示。9图 8 吊车竖向荷载作用下的内力图（a）作用在 A 柱时的内力图 （b）作用下的 A 柱时的内力
15、图maxDminD（3) 在作用下的内力分析maxT至牛腿顶面的距离为；maxT10.28.81.4m至柱底的距离为；maxT10.20.15 1.011.35m因 A 柱与 B 柱相同，受力也相同，故柱顶水平位移相同，没有柱顶水平剪力，故 A 柱的内力如图 9 所示。120011350Tmax=18.34kN+204.49 -204.49M图-22.01+22.01+18.34V图-18.34kN图 9 作用下的内力图maxT4.风荷载作用下，A 柱的内力分析10左风时，在、作用下的柱顶不动铰支座反力。由附图 9-8 查得1q2q=0.326， =0.333；11C4411 33113 113 1 0.28310.109 118 118 1 0.28310.109nCn取=0.334，不动铰支座反力： 11C；111HCqRA2.95 13.77 0.333
