单层厂房结构课程设计电子版

单层厂房结构课程设计一、设计题目杭州市郊区×××厂装配车间。1800100012001500210015001500360012001500.1509.600+0.0002100024024012.000二、设计资料1.该车间抗震设防烈度为6度。2.该车间为单跨车间：跨度21m，柱距6m，总长156m；中间设一道伸缩缝，柱顶标高12.00m，轨顶标高9.60m。考虑基础顶面为-0.5m。3.车间跨内设有2台150/50kN中级工作制吊车，其参数见下表。表2.11吊车参数（大连起重机厂）起重量kN桥跨Lk/m最大轮压Pmax/kN小车重Q1/kN轮距K/m大车宽B/m额定起重量P/kN吊车总重Q/kN150/5019.516060.74.45.61502544.根据工程地质勘探报告，可选编号③的层土为持力层（粉质粘土），其深度距地表面1m左右，厚度约在5~8m，承载力修正后的特征值fa=140kN/m2，常年平均地下水稳定在地面下3m处。5.屋面：三毡四油防水层上铺小石子（自重标准值：0.4kN/m2）；20mm厚水泥混合砂浆找平层（自重标准值：20kN/m2）；100mm厚水泥珍珠岩制品保温层（自重标准值：4kN/m2）；预应力混凝土大型屋面板。另：屋面均布荷载标准值为0.5kN/m2。6.墙体：240mm厚清水墙（自重标准值：5.19kN/m2），每柱距内均有钢窗（或门）（自重标准值：0.45kN/m2），钢窗宽2.4m。7.标准构件选用：（1）预应力混凝土大型屋面板采用G410（一）标准图集，其板重（包括灌缝）标准值为1.35kN/m2。（2）屋架采用CG423标准图集中的预应力混凝土折线形屋架（适用于卷材防水屋面），自重标准值为74kN。屋面支撑的自重标准值为0.05kN/m2，天沟及雨水的自重标准值为20kN/m2。（3）吊车梁采用G425标准图集中的预应力混凝土吊车梁，梁高1000mm，自重标准值34.8kN，轨道及零件自重标准值0.82kN/m，轨道构造高度200mm。8.材料：柱采用C20混凝土，受力主筋用HRB400级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋；基础采用C15混凝土；钢筋用HPB235级钢筋。9.设计依据：现行的《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等。10.风荷载：基本风压值ω0=0.5kN/m2，地面粗糙度为C类，查表10m与15m高度处μz均为0.74kN/m2。风载体型系数注于下图中：三、柱截面选定和排架计算简图1.柱截面尺寸的确定（1）根据建筑剖面，考虑基础顶面为-0.5m，并参考附表6、附表7，确定各柱截面尺寸为：A轴：上柱（矩形）：错误!未指定书签。；下柱（工字形）：400900150fbhhmmmmmm；B轴：上柱（矩形）：错误!未指定书签。；下柱（工字形）：400900150fbhhmmmmmm；（2）各柱的截面惯性矩为：A轴柱：上柱错误!未指定书签。，下柱错误!未指定书签。；B轴柱：上柱错误!未指定书签。，下柱错误!未指定书签。。2.计算简图)(5.12)5.0(122mH)(6.312.06.9121mH排架计算简图四、荷载计算以下荷载计算均为标准值。1.永久荷载（恒载）（1）A/B轴柱承受的恒载：①由屋盖传下的AG1：三毡四油小石子防水)(2.2522164.0kN20mm厚水泥混合砂浆找平200.02621225.2()kN100mm厚水泥珍珠岩制品保温40.1621225.2()kN屋面板自重（包括灌缝）)(05.85221635.1kN屋盖支撑系统自重)(15.3221605.0kN屋架自重)(37274kN屋檐天沟及雨水)(20kNkNGA8.2201如右图所示，AG1对上柱中心线的偏心距：)(501502001mmeA②吊车梁及轨道重AG2：234.80.82639.72()AGkN如下图所示，AG2对下柱中心线的偏心距：)(30029007502mmeAA轴柱顶荷载位置图A轴柱承受的荷载简图③柱自重：包括上柱重与下柱重。上柱重：0.40.43.62514.4()AGkN上上AG对下柱中心线的偏心距)(25024002900mmeA下柱重47.4AGkN下(具体计算略)（2）恒载作用下的计算简图如下图所示kNGGGA8.220131)(04.1105.08.2201131mkNeGMMAA24239.7214.454.12()AAGGGGkN上24122()AAAAAMMGGeGe上(220.814.4)0.2539.720.346.88(/)kNm恒载计算简图2.屋面活载屋面均布活载标准值为0.5kN/m2，并通过屋架支点传给柱：A轴柱顶：11210.5631.5()2QkN活载作用下的计算简图如下图所示。)/(58.105.05.3111175mkNeQMMA)/(88.725.05.311186mkNeQMMA屋面活载计算简图3.吊车荷载（1）吊车竖向荷载：支座反力影响线二台150/50kN吊车，位置如右图所示。kNP160maxkNP42160)150254(5.0minkND3.341)66.18.44.01(160maxkNPPDD6.89160423.341maxminmaxmin计算简图如下图所示。当maxD在A柱有：kNeDMA39.1023.03.3412max9kNeDMA88.263.06.892min10当maxD在B柱，吊车竖向荷载与maxD在A柱时对称。吊车竖向荷载计算简图（2）吊车水平荷载每个轮子1()0.1(15060.7)5.2744QQTkNmaxmaxmax5.27341.311.24160TTDkNP计算简图如下图所示。吊车水平荷载计算简图4.风荷载基本风压ω0=0.5kN/m2，风载体型系数s如设计资料图中所示。高度变化系数z（地面粗糙度为C类）的计算：由柱顶离地面（即室外地坪）的高度为)(15.1215.012m查表可得0.74z屋面平均高度为15.41212.1513.85()2m查表可得0.74z（1）左风：柱顶集中力：160.740.5(1.60.81.80.61.80.51.60.5)4.22()wFkN均布荷载：160.740.80.51.78(/)qkNm260.740.50.51.11(/)qkNm（2）右风：由于结构对称，所以在右风作用下的风荷载与左风作用时左右对称。风荷载作用计算简图如下图所示。风荷载计算简图五、内力分析（剪力分配法计算）1.剪力分配系数η123.60.28812.5HH柱号12InI033111Cn3220cHEIC11iiA柱91922.13100.1119.5410AAII2.5139210.19.542.50cHE0.5B柱91922.13100.1119.5410AAII2.5139210.19.542.50cHE0.52.恒载作用下的内力（1）恒载作用计算简图如下图所示。=0.288，212.5Hm。柱号/MkNm12InI21311131211nCn12/MRCkNHA柱111.04M错误!未找到引用源。0.112.101.85B柱错误!未找到引用源。311.04M0.112.10-1.85柱号/MkNm12InI233311211Cn32/MRCkNHA柱246.88M错误!未找到引用源。0.111.154.31B柱错误!未找到引用源。446.88M0.111.15-4.31（2）各柱铰支座反力R：A柱铰支座反力1.854.316.16ARkNB柱铰支座反力1.854.316.16BRkN6.166.160ABRRR（3）各柱顶剪力的计算0.506.166.16AAAVRRkN0.506.166.16BBBVRRkN（4）MkNm图见下图。（5）NkN图见下图。（6）剪力图略。3.屋面活载作用下的内力：（1）计算简图如下图所示。=0.288，212.5Hm。柱号/MkNm12InI21311131211nCn12/MRCkNHA柱51.58M错误!未找到引用源。0.112.100.27B柱错误!未找到引用源。71.58M0.112.10-0.27柱号/MkNm12InI233311211Cn32/MRCkNHA柱67.88M错误!未找到引用源。0.111.150.72B柱错误!未找到引用源。87.88M0.111.15-0.72（2）各柱铰支座反力R：A柱铰支座反力0.270.720.99ARkNB柱铰支座反力0.270.720.99BRkN0.990.990ABRRR（3）各柱顶剪力：0.500.990.99AAAVRRkN0.500.990.99BBBVRRkN（4）MkNm图见下图。（5）N图、V图略。4.吊车竖向荷载作用下的内力（1）当maxD作用在A轴柱时①计算简图如下图所示。=0.288，212.5Hm。柱号/MkNm12InI233311211Cn32/MRCkNHA柱9102.39M错误!未找到引用源。0.111.15-9.42B柱错误!未找到引用源。1026.88M0.111.152.47②各柱顶剪力的计算：9.422.476.95ABRRRkN0.56.959.425.95AAAVRRkN0.56.952.475.95BBBVRRkN③MkNm图见下图。④N图、V图略。（2）当maxD作用在B轴柱时，由于结构左右对称，其内力图与maxD作用在A轴柱时左右对称。5.吊车水平荷载作用下的内力①计算简图如下图所示。0.288，3.61.00.723.6y。柱号/TkN12InI3530.24322.10.11211nCn5RTCkNA柱11.24错误!未找到引用源。0.110.616.86B柱11.24错误!未找到引用源。0.110.616.86②各柱顶剪力：6.866.8613.72ABRRRkN0.513.726.860AAAVRR0.513.726.860BBBVRR③MkNm图见下图。④N图、V图略。6.风荷载作用下的内力（1）左风载作用下的内力①计算简图如下图所示。=0.288，212.5Hm，14.22wFkN。柱号均布//qkNm12InI411313111811nCn211/RqHCkNA柱-1.78错误!未找到引用源。0.110.332-7.39B柱-1.11错误!未找到引用源。0.110.332-4.61②各柱顶剪力：14.227.394.6116.22wABRFRRkN0.516.227.390.72AAAVRRkN0.516.224.613.50BBBVRRkN③MkNm图见下图。④N图、V图略。（2）右风载作用下，由于结构左右对称，其内