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1、Huazhong University of Science and Technology单层工业厂房课程设计班级：土木工程1202班姓名：学号：U2012154指导老师：周方圆2015年7月25日目录一、设计资料31、概况32、结构设计资料33、建筑设计资料34、吊车资料4二、结构选型41、屋面板选型42、天窗架选型43、屋架选型54、吊车梁选型55、轨道连接确定66、初选柱截面形式与尺寸6三、确定定位轴线61、横向定位轴线62、纵向定位轴线7四、排架内力计算71、计算参数72、荷载计算93、排架内力计算11五、荷载组合与内力组合17六、柱配筋计算181、设计资料182、内力183、配筋计算
2、19七、牛腿计算23八、排架柱吊装验算24九、抗风柱设计26十、基础设计计算29（一）、中间柱基础设计29（二）、抗风柱基础设计36（三）、边柱基础设计43十一、支撑布置43一、 设计资料1、概况某工厂拟建一个焊接车间，根据工艺布置的要求，车间为单跨单层厂房，厂房总长66.00m，跨车间内分别设有一台Q=20/5t和一台10t的中级工作制吊车，吊车轨顶标高为8.40m。跨度18m，柱距6m（端部为5.5m）2、结构设计资料(1) 自然条件：基本雪压 0.7kN/m2基本风压 0.7kN/m2地震设防烈度 该工程位于非地震区，故不需抗震设防。(2) 地质条件：场地平坦，地面以下01.4m为回填土
3、，1.4m以下为棕黄亚粘土层，该土层fak =200kN/m2，m=17kN/ m2，Es=8.9Mpa，4.9m以下为棕红粘土层，该土层fak =250kN/m2，m=17.8kN/ m2，Es=8.9Mpa，场地地下水位较低，可不考虑其对基础的影响。3、建筑设计资料屋 面：采用卷材防水屋面，不设保温层；维护墙：采用240厚蒸压粉煤灰砖墙，外墙面为水刷石，内墙面为水泥石灰砂浆抹面；门 窗：钢门、钢窗，尺寸参见立面图； 地 面：采用150厚C15素混凝土地面，室内外高差为300mm。4、吊车资料二、 结构选型1.屋面板选型活荷载标准值为0.50 kN/m2 ，基本雪压为0.70 kN/m2，故
4、屋面活荷载按0.70 kN/m2计算。屋面荷载标准值为：防水层 0.35 kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 0.20 kN/m2积灰荷载 0.502=1.0kN/m2活荷载 0.70 kN/m2外加荷载基本组合设计值：q=1.20.35+0.2+1.40.52+0.7=3.04 kN/m2 。查询图集04G410-1选用YWB，其允许外加均布荷载基本组合设计值为 3.24 kN/m23.0 kN/m2，可以满足要求。板自重标准值为1.40 kN/m2 ，灌缝重标准值为0.10 kN/m2 。1、 屋架选型屋面荷载标准值：防水层 0.35 kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 0.20 kN/m
5、2预应力混凝土屋面板及灌缝 1.50 kN/m2屋面支撑及吊管自重 0.15 kN/m2永久荷载 总计 2.20 kN/m2积灰荷载 0.502 kN/m2活荷载 0.70 kN/m2可变荷载 总计 1.70 kN/m2屋面荷载设计值为：q=1.22.2+1.41.7=5.02 kN/m2q=1.352.2+1.41.70.7=4.64 kN/m26m钢天窗架带挡风板代号为d；单跨两端外天沟代号为B；根据实际屋面荷载设计值在表中屋面荷载设计值为q=5.0 kN/m2一栏，选取屋架承载能力序号为4。根据图集041415-1选用屋架型号为YWJA-18-2a。其自重为每榀60.5 kN。2、 吊车
6、梁选型根据吊车梁支座竖向反力影响线及吊车参数，计算出最大剪力为332.87 kN，查询04G3232选用DL9吊车梁。每根自重为39.50 kN。3、 轨道连接确定轨道及垫层构造高度200mm，轨道及连接杆自重取1.0 kN/m。4、 初选柱截面形式与尺寸根据设计资料，中级工作制吊车起重量20t，轨顶标高为8.40m，查询下表选用柱型号为：上柱矩500500，下柱工5001000200。中级工作制吊车吊车起重量（t）轨顶标高（m）6m柱距（边柱）6m柱距（中柱）上柱（mm）下柱（mm）上柱（mm）下柱（mm）568矩400400工400600100矩400400工400600100108矩40
7、0400工400700100矩400600工40080015010工400800150矩400600工40080015015208矩400400工400800150矩400600工40080015010工400900150矩400600工400100015012矩400500工4001000200矩500600工5001200200308矩400400工4001000150矩400600工400100015010矩400500工4001000150矩500600工500120020012矩500500工5001000200矩500600工500120020014矩600500工60012002
8、00矩600600工60012002005010矩500500工5001200200矩500700双500160030012矩500600工5001400200矩500700双500160030014矩600600工6001400200矩600700双6001800300三、 确定定位轴线1、 横向定位轴线中柱定为轴线通过柱截面几何中心。在厂房纵向尽端处，定为轴线位于山墙内边缘，并把端柱中心线内移600mm。2、 纵向定位轴线上柱截面尺寸B3=500mm ，由表一知B1+B2334mm ， 故B1+B2+B3750mm ，采用非封闭式定位轴线，如图。查询吊车参数得B1=230 mm ；取B2=
9、170 mm；B31=350 mm；B32=150 mm。四、 排架内力计算1、 计算参数柱顶标高H=H1+h1+h2：式中H1为轨顶标高，h1为吊车轨顶以上高度，h2为安全净空尺寸。其中H1=8.40 m；查询吊车资料选用h1=2.2 m；取h2=400mm，代入：H=H1+h1+h2=8.40+2.2+0.4=11.0 m 设室内地面到基础顶面的距离为600mm，则柱总高：HZ=11.0+0.6=11.6 m 。上柱高度：HS=H-H1+h3+h4式中h3为轨道构造高度，h4为吊车梁支承处的吊车梁高，则HS=H-H1+h3+h4=16.4-13.8+0.2+1.2=4 m下柱高度：HX=H
10、Z-HS=17-4=13 m柱截面尺寸如图。AS=500500=2.5105 mm2荷载作用的示意图如图。e1=50mm ;e2=250mm ;e4=400mm 。2、 荷载计算屋面恒载防水层 0.35 kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 0.40 kN/m2预应力混凝土屋面板及灌缝 1.50 kN/m2屋面支撑及吊管自重 0.15 kN/m2永久荷载 总计 2.40 kN/m2屋架自重为67.62 kN/榀，钢天窗架自重为14.58 kN/榀。则柱顶屋面恒载设计值：P1=1.22.40618+67.62+14.582=204.84 kN屋面活荷载屋面活荷载标准值0.5 kN/m2；基本雪压为
11、0.5 kN/m2；故柱顶屋面活荷载设计值：Q1=1.20.56182=32.4 kN柱自重上柱：P2=1.20.50.5425=30 kN下柱：P3=1.20.281325=109.2 kN吊车梁及轨道连接自重P4=1.2(38.71+1.06)=53.7 kN吊车荷载：a吊车竖向荷载吊车计算简图如图。Dmax=QPmaxyi=0.91.41851+18526+1234.12756+1230.07756=419.4 kNDmin=QPminyi=0.91.4351+3526+224.12756+220.07756=78.2 kN b.吊车水平向荷载Tmax=14QG2+G3yi=141.40
12、.90.1239+100+0.178+200=14.0 kN风荷载风荷载体形系数如图。按地面粗糙度为B类计算风压高度变化系数。柱顶：z16.7m=1.14+1.25-1.1420-1516.7-15=1.18屋架檐口：z18.6m=1.14+1.25-1.1420-1518.6-15=1.22q1=Qszw0B=1.40.81.180.356=2.78 kN/m()q2=Qszw0B=1.40.51.180.356=1.73 kN/m()W=(s2-s1)zw0hiB=1.41.220.3560.8+0.51.9+0.6-0.21.3+0.6+0.62.813+0.7-0.70.449)=22.8 kN()3、 排架内力计算n=ISIXx=5.21093.61010=0.144 ；=HSH=417=0.235(1).P1作用产生的弯矩和轴力P1=204.8 kN，M11=P1e1=204.80.05=10.24 kNmM12=P12=204.80.25=51.2 kNmC1=1.51-2(1-1/n)1+3(1n-1)=1.51-0.2352(1-1/0.144)1+0.2353(10.144-1)=1.23R11=MC1H=10.241.2317=0.74 kN()C3=1.51-21+3(1n
