单层工业厂房设计1

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1、单层工业厂房设计1设计资料1. 金加工车间跨度27m,总长60 m,柱距6 m。2. 车间内设有2台200/50kN中级工作制吊车，其轨顶设计标高10 m。3. 建筑地点：株洲市郊区。4. 车间所在场地：低坪下1m内为填土，填土下4 m内为均匀亚黏土，地基 承载力设计值f = 200kN / m 2，地下水位-5.0 m，无腐蚀。基本风压W = 0.35kN / m2，基本雪压 W = 0.45kN / m2。5. 厂房中标准构件选用情况：（1）.屋面板采用G410 （一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板 重（包括灌浆在内）标准值1.4kN/m2,屋面板上做 二毡三油，标准值为0.35k

2、N / m2。（2）,天沟板采用G410 （三）标准图集中的TGB771，板重标准值为 2.02kN / m。（3）,屋架采用G410 （三）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA 21,屋架辎重标准值124.7kN /每棉。（4）.吊车梁采用G425标准图集中的先张发预应力混凝土吊车梁YXDL68, 吊车梁高1200 mm，翼缘宽500 mm,梁腹板宽200 mm,自重标准值44.2kN/根, 轨道及零件重1kN / m，轨道及垫层构造要求200 m m。（5）材料：A. 柱：混凝土 C30B. 基础.混凝土 C15C. 钢筋.II级。2结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在15 3

3、6m之间，且柱顶标高大于8m，所以采用钢筋混凝土 排架结构。为了是屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混 凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房各主要构件选型见下表：表4.1主要承重构件选型表构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板G410 （一）1.5m x 6m预应力混凝 土屋面板YWB2II1.4kN / m 2（包括灌浆在内）天沟板G410 （三）1.5m x 6m预应力混凝土屋面板（卷材防水天沟板）TGB6812.02kN / m屋架G415 （三）预应力混 凝土折线形屋架（跨 度 27m）YWJA271Aa124.7kN / 每根。吊车梁G323 （二）

4、钢筋混凝 土吊车梁（吊车工作 等级中级）DL9Z （中间跨）DL9B （边跨）44.2kN / 根轨道连接G325 （二）吊车轨道 联结详图1kN / m基础梁G320钢筋混凝土基础 梁JL316.7kN / 根由设计资料可知柱顶标高16m，轨顶标高为10m，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m，则计算简图和吊车梁的高度求总高度H、下柱高度H和上柱高度H分别为：H = 12.4m + 0.5m = 12.9m，H广 12.9m - 3.8m = 9.1mH = 12.9m - 9.1m = 3.8mu根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可查表确定柱截面尺寸：表4.2柱截面尺寸及相应的计算

5、参数计算参 数 柱号截面尺寸/ mm面积/ mm 2惯性矩/ mm 4自重/(kN / m)A B上柱矩400 x 4001.6 X10521.3 x1084.0下柱I 400 x 900 x1501.875 x105195.38 x1084.693荷载计算3.1恒载(1) 屋面恒载两毡三油防水层：0.35kN / m 220mm厚水泥砂浆找平层：20kN / m3 x 0.02m = 0.40kN / m2100mm厚水泥砾石保温层：5kN / m3 x 0.1m = 0.50kN / m2一毡两油隔气层：0.05kN / m 220mm厚水泥砂浆找平层：20kN / m3 x 0.02m

6、= 0.40kN / m2预应力混凝土屋面板：1.4kN / m 2屋盖钢支撑：0.05kN / m2人0.35kN / m 2 + 0.40kN / m 2 + 0.50kN / m 2 + 0.05kN / m 2合计：+0.40kN / m2 + 1.4kN / m 2 + 0.05kN / m 2 = 3.15kN / m 2屋架重力荷载为85.2kN /每棉，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：G = 1.2 x (3.15kN /m2 x 6m x 27m : 2 +124.7kN : 2) +1.2 x 2.02 x 6m = 395.5kN 1(2) 吊车梁及轨道重力荷载设

7、计值：G3 = 1.2 x (44.2 kN + 1kN x 6m) = 60.24kN(3) 柱自重重力荷载设计值：A、B 柱：上柱：GA A = G# = 1.2 x 4kN / m x 3.8m = 18.24 kN下柱：G5 A = G5 b = 1.2 x 4.69 kN / m x 9.1m = 51.21kN3.2屋面活荷载屋面活荷载标准值为0.05kN /m2，雪荷载标准值为0.45kN/ m2，后者小于前 者，所以仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：21 = 1.4 x 0.5kN / m2 x 6m x 27m : 2 = 56.7kNq的作用位置与作用位置相同。

8、3.3风荷载垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算公式4.11:rn = g p p 3k z s z 0式中气 基本风压，是以当地比较空旷平坦地面上离地10m高统计所得的50年一遇10min平均最大风速为标准确定的风压值；g 一高度z处的风振系数，对高度小于30m的单层厂房，取g =1.0 ；P，一风荷载体型系数，是风吹到厂房表面引起的压力或吸力与理论风压 比值，与厂房的外表体型和尺度有关，可根据建筑体型查得；七一风压高度变化系数，根据所在地区的地面粗糙程度类别和所求风压 处离地面的高度查得。3 0 = 0.35kN / mg = 1.0根据厂房各部分标高及B类地面粗糙查表得：柱顶（标高 12

9、.4m ） p =1.067檐口（标高 14.60m） p =1.129屋顶（标高 16.00m） p =1.17可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：co =。日日 co = 1.0x0.8x1.067 x0.35kN /= 0.299 kN I m2Ik z si z 0 =。日日=1.0X0.5X1.067X0.35W/m2 = 0.187W/m2 2k z s2 z 04IJ.8图4. 1风荷载体型系数则用于排架计算简图上的风荷载设计值为：q 1.4xO.299W/m2 x6m 2.5kN/m 1q 1.4 x 0.187 W / m2 x6m = 1.57 kN / m2F =

10、Y (|Ll + |LL )|Ll /l +(|Ll +|Ll )|Ll /l p CO Bw q si s2 z 1 s3 s4 z 2 z 0= 1.4x(0.8 + 0.5)xl.l29x2.2m + (-0.6 + 0.5)xl,17xl.4xl.0x0.35x6= 9.0kN3. 4吊车荷载200/50 S 吊车的参数为：B = 5.55m, K = 4.40m, g=75kN , Q = 200kN ,F =215kN , F =453。根据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线中各 p maxp min轮压对应点的竖向坐标值，如图4.2所示。0.808000图4.2吊车荷载作用下支坐

11、反力影响线(1) 吊车竖向荷载D = y =1.4 x 215 x (1+ 0.808 + 0.267 + 0.075) x 0.9=582.44居D . =7 F . y. = 1.4x45x(1+ 0.808 + 0.267 + 0.075)x0.9= 121.91kN(2) 吊车横向水平荷载作用于每一个轮子上的吊车荷载水平制动力计算公式4.21:T =1 a (Q + g )4式中T一每一个轮子作用在轨道上的横向水平制动力；a 一横向水平制动系数；Q一吊车的额定起重量的重力荷载； g一小车的重力荷载。T = -a (Q + g) = x 0.1 x (200kN + 75kN) = 6.

12、875kN 44作用于拍架上的吊车横向的水平荷载设计值计算公式4.31: Z Ty式中T 第，个大车轮子的横向水平制动力；i一吊车梁传给柱的最大横向反力的标准值；x 影响线数值。T = Ty. =1.4X6.875kNx(1+ 0.808+0.267 + 0.075) = 20.69kN4排架内力计算该厂房为一跨等高排架，可用剪力分配法进行内力分析。其柱的剪力分配系数门见表4.3：i表4.3柱剪力分配系数柱号n = -uHC。= 3/1 + 人 3(1/n -1)5 = H 3/C0 EI,1/ 51 - 1/5.A、B柱n = 0.109人=0.295c0 = 0.24805 A =5 b

13、= 0.210 x10-10 牛叩=叩=0.54.1恒荷载作用下排架内力分析恒荷载作用下排架的计算简图如图所示，图中的重力荷载G及力矩M是根据下图确定：G= G1 = 395.5kNG = GA A = 51.21kNM = Ge = 395.5kN x 0.05m = 19.775kN - m11 1M =G + G )e -G e214 A 03 A 3 A=(395.5kN + 18.24kN )x 0.25m - 51.21kN x 0.3m=88.07kN - m由图所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算式内力。柱顶不动支座反力R可根据表所列

14、的相应公式计 算。对于 A 柱，n = 0.109，人=0.295，贝V3 1 X 2(1 !)C = = 2.1221 2 1+X 3(!1)n_321 人2 =1.1321 +人 3(! 1) n八 M 八9.775kN - m x 2.122 + 88.07kN - mx 1.13212.9mC +用 C = 10.98kN (t)Rb = 10.98kN ()柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图 4.4和轴力图分别见图4.5。图4.4荷载作用位置图图4.5恒载作用下排架内力图4.2屋面活荷载作用下排架内力分析AB跨作用屋面活荷载排架计算简图如图4.6所示。其中Q1 = 56.7kN，它在柱顶及变阶引起的力 矩为：Mm = 56.7kN x 0.05m = 2.835kN - m ；M2 = 56.7kN x 0.25m = 14.175kN - m ；对于 A 柱，C1= 2.122 , C3 = 1.032，则图4.6 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图R =虬 C+ Ma C = 2.835S m X222 + *75kNm x 尝小狗） AH 1 H 312.9mR =