单层厂房计算书

1单层厂房结构设计一.设计内容及结构选型某厂金工车间的等高排架。该金工车间平、立面布置如图2-53所示。柱距除端部为m5.5，其余均为m6，跨度m18m18；每跨设有两台吊车，吊车工作制级别为5A级，轨顶标高为m2.7，吊车起重量左右跨相同，具体见表2-15。外墙无连系梁，墙厚mm240,每开间侧窗面积2m24，钢窗，无天窗。厂房的各构件选型见下表。表1预应力屋面板、嵌板及天沟板名称标准图号选用型号允许荷载kN/m2自重kN/m2备注预应力面板G410(一)YWB-22.461.40自重包括灌缝重嵌版G410(二)KWB-12.51.75同上天沟板G410(三)TGB68-13.051.91同上表2屋架选用图集跨度(m)标准图号选用型号允许荷载kN/m2自重屋架边缘高度m18G415(一)YWJA-18-2Aa5.3kN/5.60榀屋盖钢支撑2kN/m05.015.2表3吊车梁选用图集标准图号选用型号起重量Lk(m)自重(kN)梁高(mm)G425YXDL6-620/5t10.5～22.544.2/根1200注:轨道连结件重:kN/m8.02平面图立面图图1二.荷载计算（1）屋面构件二毡三油防水层21.20.350.42KN/m20mm厚水泥砂浆找平21.20.02200.48/mKN80mm厚混凝土保温层21.20.0880.77KN/m屋面均布活载（取大值）21.40.50.7KN/m12①11660005001800018000ABCQ=20t/5tQ=20t/5tQ=20t/5tQ=20t/5t5003雪荷载（取大值）21.41.00.40.56/mKN小计22.37KN/m预应力板其允许外加荷载22.462.37KN/m符合要求嵌板其允许外加荷载223.05KN/m2.37KN/m符合要求天沟板宽度取680mm，厂房每侧设4根下水管，垫层最薄区为20mm，最厚区为80mm。如图2所示，按最厚处的一块天沟板计算其所受的外加荷载标准值。图2天沟图焦渣混凝土找坡1.20.065140.680.74KN/m二毡三油防水层1.20.350.680.29KN/m20mm厚水泥砂浆找平层1.20.02200.681.24KN/m积水荷载1.4100.130.681.24KN/m屋面活载1.40.50.680.48KN/m小计2.6KN/m4天沟板允许外加荷载为3.052.6KN/m符合要求2屋架及支撑屋面传来荷载22.37KN/m屋面板自重（含灌缝）21.21.41.68KN/m小计24.05KN/m屋架允许外加荷载224.5KN/m4.05KN/m满足要求3.梁柱的布置（1）排架柱尺寸的选定①柱高轨顶标高7.2m，吊车20/5t，kL16.5m，工作制级别A5，轨顶至吊车顶距H=2.094m柱顶标高=7.2+2.094+0.22=9.514m，吊车梁高度1.2m，轨顶垫高取0.2m故：牛腿顶面高=7.2+1.2+0.2=5.8m（取6m），柱顶标高=6+1.2+0.2+2.094+0.22=9.714m（取10m），综上：柱顶标高=10m,上柱高10-6=4m，全柱高=柱顶标高+基顶到0.000m100.510.5m下柱高=6.5m，实际轨顶标高=6+1.2+0.2=7.4m与7.2m相差0.2m，满足要求。②柱截面尺寸工作级别为A5的柱的截面尺寸要求如下：kh0.95H/11844mm取900mmlbH/20335mm?取400mm所以AC轴线柱上柱400400，下柱400900，B轴线柱，上柱400600，下柱4001000具体如图3所示。5图3柱的截面尺寸③牛腿尺寸初选04511/3h200mmhh且图4牛腿故取：0=451h450mm则AC轴线柱1c750b/2c900100mm，h=450+100=550mm。B轴线柱1c750b/2c500500mm，h=450+500=950mm。柱间支撑设在该厂房中部，设置上柱支撑和下柱支撑。6(2)吊车梁。（见表3）(3)基础梁：选用标准图号320G3-JL，kN7.16/根。(4)钢窗重：2kN/m45.0。(5)常用材料自重，见表4。表4常用材料自重名称单位自重(kN/m2)二毡三油绿豆砂面层0.35水泥砂浆20泡沫混凝土8240厚砖墙4.75三.排架结构计算1.计算简图及计算参数（1）计算简图图5排架柱计算简图（2）柱的计算参数2.荷载计算7（1）恒荷载①屋盖自重二毡三油防水层21.20.350.42KN/m20mm水泥砂浆找平层21.20.02200.48KN/m80mm厚泡沫混凝土保湿层21.20.0880.768KN/m预应力混凝乳大型屋面板21.21.41.68KN/m小计2g3.35KN/m屋架自重1.260.572.6KN/榀则作用在柱顶的屋架结构自重1G3.35618/272.60.5217.2KN/榀②柱自重AC轴线上柱2A2CGKhGGrgH1.24.0419.2KN下柱3A3CGG1.24.696.536.58KNB轴线上柱2BG1.26.0428.8KN下柱3BG1.24.946.538.69KN③吊车梁及轨道自重4G1.244.20.8658.8KN（）（2）活荷载屋面活荷载和雪荷载取大值21.40.50.7KN/m1Q1k18QrQl1.40.7652.92KN/m2活荷载作用位置与屋盖作用位置相同各项永久荷载及其作用位置如图6所示8图6恒荷载作用位置（3吊车荷载表5吊车起重量及其数据起重量桥跨轮距吊车宽起重机总量小车重最大轮压吊车顶至轨顶轨中至车外端最小轮压tQmkLmLmBkNWkNgkNmaxPmmHm1BkNminP20/5t16.54000520022368.6174209423037.512004000400060006000PmaxPmaxPmaxPmax=174KN0.1331.00.3330.89①吊车竖向荷载maxmax,i14.80.8ry0.91.4174366kDP（1++）=495.5KNminmin,i14.80.8ry0.91.437.5366kDP（1++）=106.8KN②吊车横向水平刹车力当吊车起重量Q100KN,=0.12.Q=150~500KN,=0.1则200/50KN吊车一个轮子的水平刹车力为：2000.1rg44QT（Q+）=1.4（200+68.6）=9.4KN两台吊车同时刹车时maxi14.80.8y362TT=9.4（1++）=21.31KN当AB跨与BC跨各一台200/50KN吊车同时刹车时maxi1y3TT=9.4（1+）=12.53KN（（4）风荷载由设计资料可知该地区风荷载20.5/mKN0，地面粗糙度为B类。查表可得风压高度z变化系数zu为：柱顶H=10.15mzu=1.004屋顶H=10.15+2.15=12.3mzu=1.064风荷载体型系数如图7所示图7风荷载体型系数风荷载标准值为：21kzs1z0uu1.0040.81.00.50.402/mKN22kzs1z0uu1.0040.41.00.50.201/mKN1ql1.40.40263.38KN/m102ql1.40.20161.69/mKN作用在柱顶的集中风荷载WF,可分成两部分：柱顶至檐口竖直面上风荷载W1F和坡屋面风荷载W2F求WF，风压高度变化系数按檐口离室外地坪的高度10.15+2.15=12.3mzu=1.0641h=2.15m2h=？？？？2z0hhuw7.41BKNW1F=（0.8+0.4）+（0.5-0.6）QFr1.48.0610.37WFKN则3838392222010100.02510195.382.05AHHHEICEE3838392222010100.01510256.342.6BHHHEICEE各柱的剪力分配系数932AC99i33221100.02511uu/0.2732110100.0250.015AEHEEHHACu1uu0.454B四内力分析（1）屋盖自重作用将图六屋盖自重荷载简化为图8，如图所示：图8其中111217.2ACGGGKN112434.4BGGKN1111e217.20.0510.86mACMMGKN112212e217.20.2554.3mACMMGKN排架计算简图为对称结构，在对称荷载作用下排架无侧移。各柱可按上端为不动铰支座计算。故中柱弯矩为0.由AC柱：8821.310n=0.109195.310ULII,40.38110.5UHH查表得：1C=2.311110.862.32.3810.5MRCKNH()30.9C22354.30.94.6510.5MRCKNH()122.384.657.03ARRRKN()7.03CARRKN()屋架自重作用下排架内力如图9所示图9（2）柱及吊车梁自重作用在安装柱时未吊装屋架，所以按悬臂柱分析其内力。计算简图如图10所示图10A柱222e19.20.254.8mAAMGKN3AG=36.58KN4AG=58.8KN44e58.80.317.64mAAMGKN12B柱2BG=28.8KN3BG=38.69KN4BG=58.8KNC柱弯矩与A柱对称所以排架柱受柱及吊车梁自重作用内力图如图11所示MN图11（1）屋面活荷载作用①AB跨作用有屋面活荷载由屋架传至柱顶的压力为1Q，它在AB柱柱顶及变阶处所引起的弯矩分别为：21e52.920.052.65mAMQKN,21e52.920.2513.23mAMQKN.11e52.920.157.94mBMQKN计算不动铰支座反力：A柱由前可知12.3C30.9C1112.652.30.5810.5AAMRCKNH()22313.230.91.13410.5AAMRCKNH()121.71AAARRRKN()B柱n=0.281ULII40.38110.5UHH11.8C117.941.81.3610.5BBMRCKNH()则排架柱柱顶不动铰支座总反力为：3.07ABRRRKN()将R反向作用于排架柱顶，按分配系数求得排架个柱顶的剪力13Au1.1740.2733.070.87()AAVRRKNBu1.360.4543.070.03()BBVRRKNCu00.2733.070.84()CCVRRKN排架柱各柱的计算简图内力图如图12所示图12②活荷载作用BC跨是与作用AC跨对称内力图如图13所示图13（2）吊车竖向荷载作用Dmax作用于A柱，由前可知Dmax=495.5KNDmin=106.8KN吊车竖向荷载Dmax,Dmin在柱中引起的弯矩为maxe495.50.3148.65mAMDKN，mine106.80.7580.1mBMDKN。14计算不动铰支座反力A柱30.9CB柱31.1C3148.650.912.74()10.5AAMRCKNH380.11.18.39()10.5BBMRCKNH12.748.394.35()ABRRRKN将反力作用于排架柱柱顶，按分配系数求得排架柱各柱顶剪力Au12.740.2734.3511.55()AAVRRKNBu8.390.4