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1、- 单层工业厂房构造课程设计计算书一 设计资料1. *金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度L=21m，柱距为6m，车间总长度为150m，中间设一道温度缝，厂房剖面图如以下图：2. 车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为200/50kN。3. 吊车轨顶标高为9.0m。4. 建筑地点：哈尔滨市郊。5. 地基：地基持力层为e及IL均小于0.85的粘性层弱冻胀土，地基承载力特征值为fak=180kN/m2。标准冻深为：-2.0m。6. 材料：混凝土强度等级为C30，纵向钢筋采用HRB400级，(360N/mm2)箍筋采用HPB300级。(270N/mm2)二. 选用构造形式1. 屋面板采用大型预应力
2、屋面板，其自重标准值包括灌缝在内为1.4kN/m2。2. 屋架采用G415二折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为21m，端部高度为2.3m，跨中高度为33.5m，自重标准值为83.0kN。3. 吊车梁高度为0.9m，自重30.4kN；轨道与垫层垫板总高度为184mm，自重0.8kN/m。4. 柱下独立根底:采用锥形杯口根底。三、柱的各局部尺寸及几何参数 采用预制钢筋混凝土柱 轨道与垫层垫板总高 ， 吊车梁高 ， 故牛腿顶面标高=轨顶标高由附录12查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为，考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为，故柱顶标高=根底顶面至室外地坪的距离取，则根底顶面至室内地坪的高度为，故从根底顶
3、面算起的柱高， 上部柱高 下部柱高上部柱采用矩形截面；下部柱采用型截面。上柱： () 下柱：上柱： 下柱： 图1厂房计算简图及柱截面尺寸四荷载计算1. 恒荷载1屋盖恒荷载 SBS防水层 20mm厚水泥砂浆找平层 100mm厚水泥珍珠岩保温层 隔气层 20mm厚水泥砂浆找平层 大型预应力屋面板包括灌缝重 总1 屋架 则作用屋架一段作用于柱顶的自重为： 作用于上部柱中心线外侧处。2柱和吊车梁等恒荷载 上柱： 作用在牛腿顶截面处; 下柱： 作用在根底顶截面处； 吊车梁及轨道自重：2.屋面活荷载 由荷载标准查得屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载0.75kN/m250年一遇，故考虑雪荷载。作用于
4、上部柱中心线外侧e0=50mm处。3.风荷载 由荷载标准查得哈尔滨地区根本风压为 0=0.50kN 柱顶处集中风荷载风压高度变化系数 按B类地面粗糙度取按檐口离室外地坪的高度来计算。查表可得离地面时，离地面时，用插入法，可得 柱顶处均布风荷载风压高度变化系数 按B类地面粗糙度取按柱顶离室外地坪的高度来计算。同理可得风荷载标准值： 则作用于排架上的风荷载设计值为： 屋面坡度为1/10故 风荷载作用下的计算简图如以下图：图2风荷载作用下计算简图4.吊车荷载 吊车跨度 查附录12，得Q=20/5t,Lk=19.5m时的吊车最大轮压标准值Pma*，k、最小轮压标准值Pmin，k、小车自重标准值G2，k
5、以及吊车额定起重量相对应的重力标准值G3，k：Pma*，k =205kN ，Pmin，k=45kN ，G2，k=75kN ，G3，k=200kN并查得吊车宽度B和轮距K：B=5.55m，K=4.40m（1） 吊车竖向荷载设计值Dma*、Dmin由图所示的吊车梁支座影响线知（2） 吊车横向水平荷载设计值Tma*五内力分析 1、屋盖荷载作用下的内力分析1屋盖集中恒荷载F1作用下的内力分析 柱顶不动点反力 由于n=0.109，=0.284则代入公式则（2） 屋盖集中活荷载F6作用下的内力分析在F1、F6分别作用下的排架柱弯矩图、轴向力图和柱底剪力图如下，图中标注出的内力值是指控制截面-、-和-截面的
6、内力设计值。弯矩以使排架柱外侧受拉为正，反之为负；柱底剪力以向左为正、向右为负。 屋盖恒荷载作用下的内力图 屋盖活荷载作用下的内力图 2、柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析。不作排架分析，其对排架产生的弯矩和轴向力如以下图所示：3、 吊车荷载作用下的内力分 (1)Dma*作用在A柱，Dmin作用在B柱时，A柱的内力分析 Mma*=Dma*e=555.3450.75-0.45=166.6kNmMmin=Dmine=121.910.75-0.45=36.57kNm这里的偏心距e是指吊车轨道中心至下部柱截面形心的水平距离。A柱顶的不动支点反力，代入公式得：A柱顶不动支点反力A柱顶不动支点
7、反力A柱顶水平剪力:A柱顶水平剪力:内力图示如以下图a（2） Dmin作用在A柱，Dma*作用在B柱时的内力分析此时，A柱顶剪力与Dma*作用在A柱时一样，也是VA=9.31kN故可得内力值，示于以下图b（3） 在Tma*作用下的内力分析Tma*至牛腿顶面的距离0.9+0.184=1.084m；Tma*至柱底的距离为9+0.15+1.0=10.15。因A柱和B柱一样，受力也一样，故柱顶位移一样，没有柱顶剪力，故A柱的内力如以下图c4、 风荷载作用下A柱的内力分析左风时，在q1、q2作用下的柱顶不动铰支座反力，代入计算公式：不动铰支座反力：A柱顶水平剪力：故左风和右风是，A柱的内力图分别示于以下
8、图a和b六内力组合 单跨排架的A柱与B柱承受荷载的情况一样，故仅对A柱在各种荷载作用下的内力进展组合。表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表，表2为A柱承载力极限状态荷载效应的根本组合，表3为A柱正常使用极限状态荷载效应的标准组合及准永久组合。表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表荷载种类恒荷载屋面活荷载风荷载吊车荷载左风右风T()T()荷载编号12345678-5.135-1.5136.93-48.43-33.52-33.5220.18-20.18272.9875.6-4.28-1.0826.38-34.59-23.94-23.9414.42-14.42227.4854.0-3.205-1.51
9、36.93-48.43133.080.00420.18-20.18297.975.6555.35121.912.67-1.0826.38-34.5995.06014.42-14.42248.2554.0396.6987.08-22.424.20332.81-297.4348.6-81.9188.99-188.99366.2375.6555.35121.912.120.6348.63-37.48-9.31-9.3118.62-18.6218.683.0237.72-212.4534.71-58.5134.99-134.99305.1954.0396.6887.081.770.4534.74-26
10、.77-6.65-6.6513.3-13.3 注：1内力的单位是kNm，轴力的单位是kN，剪力的单位是kN；2表中弯矩和剪力符号对杆端以顺时针为正，轴向力以压为正；3表中第1项恒荷载包括屋盖自重、柱自重、吊车梁及轨道自重；4组合时第3项与第4项、第5项与第6项、第7项与第八项二者不能同时组合；5有T作用时候必须有Dma*或Dmin同时作用。表2为A柱承载力极限状态荷载效应的根本组合组合荷载组合内力名称-由可变荷载效应控制的组合简化规则1+0.9(2+3)1+0.9(3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)26.74341.02174.38797.72539.56934.0954.831+0.9
11、(4+6+8)1+0.9(2+4+6+8)1+0.9(4+6+8)-97.05272.98-59.91475.66-489.67475.92-56.751+0.9(2+4+6+8)1+0.9(2+3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)-98.41341.02172.84865.76539.56934.0954.831+0.9(4+6+8)1+0.9(4+6+8)1+0.9(4+6+8)-97.05272.98-58.84407.62-489.07475.95-56.75注：由永久荷载效应控制的组合：其组合值不是最不利，计算从略。七柱子设计1.上柱配筋计算 从表2中选取两组最不利的内力 M1=
12、-97.05kNm；N1=272.98kN。 M2=-98.41Nm；N2=341.02kN。(1) 先按M1，N1计算l0/h=23600/400=185,故需要考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，偏心距为：e0=M1/N1=97.05/272.98=0.356m ea=h/30=400/30=13.33mm20mm，取20mm ei=e0+ea=356+20=376mmc=0.5fcA/N=0.514.31.6105/(272.98103)=4.191.0取c=1.0 则e=sei+h/2-as=1.21376+400/2-40=614.96mmb=0.518 N1fcbh0=N/(1fcbh0)=272.98103/(1.014.3400360)=0.132bh0=0.132360=47.52mm2as=80mm 不满足 则取*=2as=80mm来计算，e=sei-h/2+as=1.21376-400/2+40=294.96mm选用320，,故截面一侧钢筋截面面积；同时柱截面总配筋。(2)再按M2，N2计算M2=-98.41Nm；N2=341.02kNe
