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1、单层工业厂房排架结构的设计、工程概况:1. 设计题目：某锻工车间为一单层单跨钢筋混凝土装配式结构，跨度为18 m ，长度为66 m。选用两台中级工作制桥式吊车，轨顶标高9.80 m，考虑散热通风要求，需设置天窗和挡风板。2. 设计任务:1）完成屋面板、屋架、天窗架、天沟、吊车梁、基础梁等构件的选型，并初步确 定排架和柱的截面尺寸；2）进行结构布置（包括支撑布置）；3）排架荷载计算；4）排架内力计算；5）牌价内力组合；6）柱子配筋设计（包括牛腿）；7）柱下单独基础计算；8）绘制施工图（1号图纸及2号图纸各一张，其中一张要求为手工绘制），内容包括：A. 基础平面布置图及基础配筋图；B. 屋盖结构布
2、置及结构布置平面图;C. 柱子配筋图。3. 设计资料：1）荷载25KN/4.92KN/0.4KN/0.4 KN/0.6 KN/0.35 KN/0.5 KN/0.5 KN/0.5 KN/0.45 KN/0.45 KN/10t ，15t/3t钢筋混凝土容重 一砖墙（单面粉刷） 20mm水泥砂浆找平层 钢门窗自重 钢轨及垫层二毡三油防水层（沿斜面） 屋面活荷载（沿水平面） 屋面积灰荷载（沿水平面） 施工活荷载（沿水平面） 风荷载（基本风压） 雪荷载（基本雪压） 吊车荷载2）桥式吊车的技术参数：吊车跨度额疋起重量Q吊车宽度B （m）轮距K(m)吊车总重G（KN）小车重 g （KN）取大轮压（KN）10
3、t (98KN)5.04.114729.910115t/3t(147/29.4KN)5.164.121566.11483）工程地质资料：根据地质钻探报告，天然地面下1.2 m处为老土层，修正后的地基承载力为120 KN/ ，地下水位在地面下1.3 m （标高-1.45 m ）。4）材料：混凝土：柱 C30，基础 C20钢筋：受力筋为 HRB 400级钢筋，钢箍、预埋件及吊钩为HPB 300级钢筋砌体：M5砖，M2.5砂浆5）补充资料：风载体型系数：二、结构设计：1.结构平面布置：1） 构件选型： 屋面板板自重1.3 KN/（沿屋架斜面）嵌缝0.1 KN/（沿屋架斜面）天沟板图：A.B.60C.
4、770天沟板重17.4 KN/块（包括积水重） 天窗架采用门型钢筋混凝土天窗架。26.2KN26.2KN11.5KN11. 5KN300060003000天窗架及挡风板集中荷载D. 屋架采用预应力钢筋混凝土折现型屋架的型号为：YMJA-8xBb上弦杆：下弦杆：腹杆：（F1）（F2）（F3）屋架自重：60.5 KN/榀E. 屋盖支撑屋盖支撑0.05 KN/ （沿水平面）F. 梁、柱和基础吊车梁重 44.2 KN/根 （高1200 mm）； 基础梁重15.7 KN/根 （高450 mm）； 联系梁、过梁均为矩形截面；排架柱建议尺寸：上柱为矩形下柱为工字形排架柱基础采用单独杯形基础或条形基础，基础顶
5、面标高为0.6 m。2）结构平面布置图（此处略，详见图纸） 2.排架柱惯性矩为:1）截面特性、几何尺寸: A.上柱为矩形 面积为：B.下柱为工字形面积为：惯性矩为:2）荷载计算：A.恒荷载：I. 屋盖部分传来:天窗重屋面板重嵌缝重防水层重找平层重 屋盖支撑重 屋架重合计每块天沟板及积水重计II. 柱自重：&上柱：下柱：柱身()牛腿III. 吊车梁自重：B.活荷载 ：I. 屋面活荷载：屋面活荷载(沿水平面)0.5 KN/II. 雪荷载：III. 积灰荷载：屋面积灰荷载(沿水平面)0.5 KN/IV. 总计：排架计算时，屋面活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的大值计算，并与积灰荷载同时考虑，故，
6、活荷载为：()C.吊车荷载:吊车跨度额疋起重量Q吊车宽度B(m)轮距K(m)吊车总重G(KN)小车重 g (KN)最大轮 压(KN)最小轮 压(KN)10t (98KN)5.04.114729.910121.515t/3t(147/29.4KN)5.164.121566.114833Dmax =為Rmax(yiyi) =148(11.9/6)101(0.92/65.02/6) = 294.86KNDmin 二Pimin (yiyj)=33 (11.9/6)21.5(0.92/65.02/6 64.735KN对于不利情况二：Dmax 二Pmax(yiyi) =101(11.9/6)148(0.9
7、2/65.02/6) = 279.5KNDmin 二Pimin (yiy)= 21.5(11.9/6)33(0.92/65.02/6 60.978KN故，综上所述，Dmax =294.86KNDmin 64.735KN吊车水平荷载：采用软钩吊车：每个车轮传给吊车梁的水平力为:10t (98KN)15 t / 3 t (147/29.4KN)T 二 Ttra 4 =O.12(Qg)/4 = 3.827KNT 二Ttra4 =O.1(Qg)/4 = 5.3275KN产生TmaxT (%+%)的，吊车情况如不利情况一:Tmax =送 T(yi +yQ =5.3275x(1 +1.9/6)+3.827
8、x(0.92/6+5.02/6) = 10.8KN考虑两台吊车作用，对吊车荷载进行折减0.9，如下:Dmax =0.9 294.86 = 265.4KNDmin = 0.9 64.735 二 58.3KNTmax 0.9 10.8=9.72KND.风荷载:对于风荷载计算，取计算简图:Wk 二 JsW。q2柱顶以下风荷载按均布荷载计算：柱顶离室外地坪高度为12+0.15=12.15 m查荷载规范，风压高度变化系数为：z=0.74 z =1.0=0.8 & -0.5q llzW01.0 0.8 0.74 0.45 6 =1.5984KN/mq2zWl 70 0.5 0.74 0.45 6 =1.0
9、KN/m屋面与天窗架风荷载折算成作用在柱顶上的集中水平风荷载计算：屋架檐口离室外地坪高度：14.5-0.4+0.15=14.25 m z=.74挡风板屋架交界处离室外地坪高度：14.55+0.15=14.7 m 0.74天窗屋架交界处离室外地坪高度：15.15+0.15=15.3 m 匚=0.746天窗檐口离室外地坪高度：17.22+0.15=17.37 m = 0.7874天窗顶离室外地坪高度：17.52+0.15=17.67 m .二z =0.7934计算简图如下：可得各荷载:骨口. 序号zszW0q (KN/m)方向110.80.740.453.552210.30.740.451.332
10、311.40.78740.456.61416410.80.7460.453.5808J510.80.78740.453.77952J610.70.79340.453.33228J710.70.79340.453.33228f810.60.78740.452.83464f910.60.7460.452.6856f1010.60.740.452.664f1110.50.740.452.22f故， 29.07 KN ()作用点标高为12.00 m。3)内力分析：排架计算简图及荷载作用如下图:91F叼十P刈+ upDD科胡十&Fj+Fj + D护）+巴nnx计算愉囹只衍+卩*丄+P出厂尸4咎2小.（2
11、心）“MVWWVek=350X荷载作用圈=*$ rd*、XSgC4 *-*-St X、A. 恒载作用下的排架内力:RI+K2-K +恒戟作用下 计算简图/I. 由产生的弯矩和轴力:Ci1 - 232i3（丄-1）n1丄=1.951C32 13（丄 -1）n= 1.212II.由柱自重上柱：& 产生的弯矩和轴力:下柱：仅产生轴力不产生弯矩III.有产生的弯矩和轴力：恒载作用下的内力图如下:B. 屋面活荷载作用下的排架内力：（ ）屋面活荷载的作用位置与由屋面传来的恒荷载相同,故相应的内力成比例。活载作用下计算简图及内力图:/5斗C. 吊车竖向荷载作用下排架内力：I. 最大轮压作用于A柱时,A柱：M人=DAE柱：M =DV Rd . lb _Dmj.iV77/xx 777DannV旷 Mb+Hlxvx 777，则A柱与B柱柱顶的A柱与B柱相同，故剪力分配系数 剪力为：A柱：A=()E柱:内力图为:164.735294 JKM (KN)z/zxx1中B柱的情况，B柱同1中A柱的情况。II.最大轮压作用于 B柱时， 由于结构的对称性，A柱同 M、N图可以参照得出。内力图：64.7351JI294.86N (KN)/xxxD.吊车水平荷载作用下排架内力:I.向左作用：柱中轴力为零。 由前述所得，2-1
