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1、单层厂房设计 一、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为。厂房总厂，柱距。厂房标高：室内地面，室外地面，吊车轨顶标高，屋架下弦标高。2、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量20/5t。吊车其它参数由下表给出。吊车的有关参数表吊车位置起重量（KN）桥跨LK（m）小车重g（KN）最大轮压Pmax,k(KN)大车轮距K（m）大车宽B（m）车高H（m）吊车总重（KN）左跨（AB）吊车200/5019.5 70.1 187 4.45.62.184264右跨（BC）吊车200/5019.570.11874.45.62.814264 3、建设地点为某城市，基本雪压，基本风压，冻结深度。厂房自然地
2、坪下为回填土，回填土的下层为均匀粘土，地基承载力特征值，土的天然重度为，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值，地下水位。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1）屋架采用梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录A“常用构件和材料的自重”，按（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位；为跨度，以计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧段高度，屋架在天窗架侧板处的高度为。2）吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高，自重标准值，轨道及零件自重，轨道及垫层构造高度。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（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度，天窗架坡屋顶高度，天窗跨
3、度为。4）天沟板自重标准值为。5、维护墙采用厚粉刷墙，自重。钢窗：自重，窗宽，窗高。维护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面。基础梁自重。6、材料：混凝土强度等级；柱的纵向钢筋采用或，其余钢筋级。7、屋面卷材放水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：；厚水泥砂浆找平层：；厚珍珠岩制品保温层：；一毡二油隔气层：；厚水泥砂浆找平层：；预应力大型屋面板：。二、材料的选用柱：混凝土C30，；纵筋HRB335级，；箍筋HPB235级，。基础：混凝土C30，；钢筋HPB235，。三、计算简图及柱截面几何参数的确定1、计算简图取基础顶面距室外地坪为，即基础顶面标高为；牛腿顶面标高；下柱的高度取牛腿顶至基
4、础顶面处。计算简图见图1。2、柱截面几何参数的确定在之间，中级工作制，上柱：矩形： 面积： 惯性矩：下柱高：，取 宽：，取下柱：工字型 柱截面尺寸见图2。四、荷载计算1、恒载（1）屋盖自重：三毡四油防水层上铺小石子 厚水泥砂浆找平层： 厚珍珠岩制品保温层： 一毡二油隔气层： 厚水泥砂浆找平层： 预应力大型屋面板： 屋面构造自重合计： 天窗自重标准值为每榀每侧，天沟板自重标准值为屋架的自重标准值则作用于柱顶的屋盖自重为（2）柱自重：上柱：下柱：上式中的系数1.05为考虑柱牛腿处及柱根部矩形部分的重量。（3）吊车梁及轨道自重：（4）墙自重（支撑于基础梁上）墙重：钢窗重：墙自重：各柱恒载的作用位置见
5、图3。2、屋面活荷载对于不上人屋面，其屋面均布活荷载标准值为；雪荷载标准值为；故仅按屋面活荷载计算。屋面荷载为，其作用位置与屋盖自重的作用位置相同。3、吊车荷载吊车其它参数由下表给出。吊车位置起重量（KN）桥跨LK（m）小车重g（KN）最大轮压Pmax,k(KN)大车轮距K（m）大车宽B（m）车高H（m）吊车总重（KN）左跨（AB）吊车200/5019.5 70.1 187 4.45.62.184264右跨（BC）吊车200/5019.570.11874.45.62.814264 AB、BC 跨吊车为两台200/50，A4级工作制（中级工作制）。最小轮压计算：AB跨：=-=-187=45KN吊
6、车竖向荷载、的计算，按每跨两台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。吊车荷载的折减系数为=0.9。AB跨吊车竖向荷载DMAX，K、DMIN，K的计算：DMAX，K=PMAX=0.9*187（1+1.6/6+4.8/6+0.4/6）=359.04DMIN，K= DMAX=359.04*45.0/187=86.4KN吊车竖向荷载DMAX，K、DMIN，K的作用位置与G3作用位置相同。 吊车水平荷载TMAX，K的计算，按每跨2台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。吊车荷载的折减系数为=0.9，吊车水平系数=1.0。每各车轮传递的水平力的标准值： TK=1/4（G2，K+G3，K）=1/4*0.1*（70.
7、1+200）=6.76KN则AB跨的吊车传给排架的水平荷载标准值： TMAX，K=TK*DMAX，K/PMAX，K=6.76*359.04/187=12.97KN各跨吊车水平荷载TMAX，K作用在吊车梁顶面，即作用在距吊车梁顶0.9m处。4、风荷载基本风压：，由于该厂建设地点为某城市郊区，则地面粗糙度按B类考虑，查得风压高度变化系数：柱顶离室外天然地坪的高度，；天窗檐口离室外天然地坪的高度，。由荷载规范查得风荷载体型系数，如图5所示。由于，则迎风面第二跨的天窗面的。则作用于排架上的风荷载设计值为：其中为排架的计算宽度。作用在柱顶的风荷载集中力：风荷载的计算简图见图6。 五、内力分析 1、计算剪
8、力分配系数 因边柱和中柱的截面相同，则；因各柱的抗侧刚度相同，则各柱的剪力分配系数相同2、恒载下排架内力恒载作用下排架的计算简图见图7。查附表9-2，9-3得各柱不动铰支承的反力为则 则排架的柱顶反向作用力最终分配到各柱的剪力分别为；恒载作用下排架弯矩图、轴力图，如图8所示。3.屋面活荷载下的内力屋面活荷载作用于AB跨时的计算简图（作用于BC跨时与其对称）见图9。 排架柱顶反向作用力最终分配到各柱柱顶剪力为；屋面活荷载作用于AB跨的排架的弯矩、轴力图见图10。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，Dmin,k作用在B柱时排架内力
9、分析，其计算简图如图-14所示。 A柱：=0.290；n=0.104；C3=1.1353 RA=R2=C3=35.904*1.1353/12.05=-3.3827（ B柱：=0.290；n=0.1998； C3=1.5*（1-2）/1+3（-1）= 1.5*（1-0.2902）/1+0.2903（-1）=1.25175 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=3.3487（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为： 0 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-11所示。 (a) Dmax,k在A柱时的轴力(KN) (b)
10、 Dmax,k作用在A柱时的弯距和柱底剪力图-11（2）、AB跨有吊车荷载，Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在A柱时排架内力分析，其计算简图如图-12所示。 A柱：=00290；n=0.104；C3=1.1353 RA=R2=C3=-3.3827（ ） B柱：=0.290；n=0.1998； C3=1.5*（1-2）/1+3（-1）= 1.5*（1-0.2902）/1+0.2903（-1）=1.25175 RB=R2=C3=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN( ） 图-12 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=+3.34
11、87（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为：VA=RA-AR=-3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197（ ）VB=RB-BR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580（ ）VC=RC-CR=-0.2798*3.3487=-0.93697（ ）0 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-13所示。 图-13（3）、BC跨有吊车荷载，Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在C柱时排架内力分析，其计算简图如图-14所示。B柱：=0.300；n=0.200；C3=1.31 RB=R2=C3=353.87*1.31/13.45= -34.47 （ ） C柱：=0.260；n=0.104；
