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1、 单层厂房课程设计设 计 任 务 书一、 设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。二、 设计内容1、 计算排架所受的各项荷载。2、 计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。3、 边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。4、 绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。三、 设计资料1、 金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54m，柱距6m。厂房标高：室内地面0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00，屋架下弦标高一班10.400、二班12.400。2、 厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重
2、量单学号15/3t、双学号20/5t。吊车其它参数参见 “550/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62系列）”。3、 建设地点为某城市，基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值=240kPa，土的天然重度为17.5kN/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值=350kPa，地下水位-5.5m。4、 厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1) 屋架采用21m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0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平
3、投影面积计算，单位kN/m2；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。2) 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值29kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。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34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。4) 天沟板自重标准值为2.02kN/m。5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45 kN/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。围
4、护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm450mm。基础梁自重2.7kN/m。6、 材料：混凝土强度等级C20C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或HRB400，其余钢筋I级。7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2；一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。四、 设计要求1、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。2、 计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一
5、模板，可电子录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。3、 计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。4、 施工图符合建筑制图规范的要求。计算书一、设计资料（一）、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。（二）、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。3、边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。（三）、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54
6、m，柱距6m。厂房标高：室内地面0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高10.00，屋架下弦标高12.400。2、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量20/5t。吊车其它参数由表-1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表-1 吊车的有关参数参数表 3、建设地点为某城市，基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN
7、/m2，冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值=240kPa，土的天然重度为17.5kN/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值=350kPa，地下水位-5.5m。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：（1）、屋架采用21m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0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kN/m2；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。（2）、吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标
8、准值29kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。（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34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。（4）、天沟板自重标准值为2.02kN/m。5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45 kN/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm450mm。基础梁自重2.7kN/m。6、 材料：混凝土强度等级C20C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或HRB400，其余钢筋I级。7、 屋面卷材
9、防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2；一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。二、材料的选用混凝土强度等级为C25，柱的纵向钢筋采用HRB335级，其余钢筋采用I级。三、计算简图及柱截面几何参数的确定1、计算简图本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进行结构设计。排架的负荷范围如图-1所示。结构计算简图如图-2所示。下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。图-1 排
10、架的负荷范围图-2 结构计算简图2、柱截面几何参数的确定(1)、基础的埋置深度及基础高度：考虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为1.8m。初步估计基础的高度为1.0m，则基础顶面标高为-0.95m。(2)、牛腿顶面标高确定：轨顶标高为10m，吊车梁高0.9m，轨道及垫层高度为0.2m。可得牛腿顶标高为10-1.1=8.9m。(3)、上柱标高的确定：屋架下弦标高为12.4m，既上柱顶的标高为12.4m。(4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：上柱高：HU =12.4-8.9=3.5m下柱高：HL=8.9+0.95=9.85m柱的总高度：.H=13.35m (5)、柱截面确定：上柱选矩形
11、截面，下柱选工字形截面对于下柱截面高度h：由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m，吊车梁及轨道构造高度为1.1m，因此，基础顶至吊车梁顶的高度Hk=9.85+1.1=10.95m11m；下柱截面高度hHK/9=10.95/9=1.22m。下柱截面宽度BHL/20=9.85/20=0.4925m。并且B400m。对于上柱截面主要考虑构造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm。对于本设计边柱，即A，C轴柱（图-3所示）：上柱取500*500mm下柱取500*1300*100mm对于本设计中柱，即B轴柱（图-4所示）：上柱取500*700mm下柱取500*1500*100mm图-3 图-4(
12、6)、截面几何特征和柱的自重计算截面几何特征包括：截面面积A，排架方向惯性矩IX和回转半径RX，垂直于排架方向惯性矩IY和回转半径RY。单位长度柱的自重用G表示。 （a）A，C轴柱截面几何特征：上柱：A=500*500=250*103mm2 G=25*0.25=6.25KN/m IX=IY=（1/12）*500*5003=5208*106 mm4 RX=RY=（IX/A）1/2=141.82mm 下柱：IX=(1/12)*100*13003+4(1/12)*200*1003+200*100*6002+4(1/36)*25*(550-(25/3) 2 =50109.38*106mm4 IY=2*
13、（1/12）*100*5003+（1/12）*（1300-200）*1003+4（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2） =2333.33*106mm4 RX=（IX/A）1/2=477.25mm RY=（IY/A）1/2=102.99mm （b）中柱B轴柱截面几何特征： 上柱：A=500*700=350*103mm2 G=25*0.35=8.75KN/m IX=（1/12）*500*7003=14291.67*106mm4 IY=（1/12）*700*5003=7291.672*106mm4 RX=（IX/A）1/2=202.07mmRY=（IY/A
14、）1/2=144.34mm下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mm G=25*0.24=6.00KN/mIX=(1/12)*100*15003+4(1/12)*200*1003+200*100*7002+4(1/36)*200*25+1/2*200*25(650-(25/3) 2 =71509.38*106mm4 IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1500-200）*1003+4（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）=2350*106mm4 RX=（IX/A）1/2=545.85mm RY=（IY/A）1/2=98.95mm为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2。柱号A（*103）IX（*106mm4）IY（*106mm4）RX（mm）RY（mm）
