单层工业房的设计例题

1单层工业厂房课程设计任务书工程名称××厂装配车间设计资料1、（一、某单层单跨钢筋混凝土装配车间跨度21米，长54米，柱距6米；车间内设有两台200kN/50kN中级工作制吊车，轨顶标高11.2米，柱顶标高13.4米）。吊车规格如下表：吊车规格表吊车跨度mLk5.16额定起重量Q（kN）吊车宽度B（m）轮距K（m）吊车总量G（kN）小车重g（kN）最大轮压maxP（kN）最小轮压minP（kN）200/505.163.422570.118329.5（二、单跨单层钢筋混凝土厂房，厂房总长66m，跨度27m，柱距6m，设有20/5t、10t各一台中级工作级别吊车，轨顶标高+10.1m）（三、单跨单层钢筋混凝土厂房，厂房总长66m，跨度24m，柱距6m，设有10t两台中级工作级别吊车，轨顶标高+11.0m）2、建筑地点：××市郊区3、地质条件：一、场地地面以下0.8内为填土，填土下层4.8m内为粉质粘土，地基承载力特征值为240kN/m2，地下水位为-5.5m。基本风压20/35.0mkNW，基本雪压20/25.0mkNS。屋面活荷载为0.5kN/m2。（二、20/30.0mkNW，20/20.0mkNS）4、厂房中标准构件选用情况：a屋面板采用G410标准图集中的预应力大型混凝土屋面板，自重标准值为1.4kN/m2；b天沟板采用G410标准图集中的JGB77-1沟板，自重标准值为3.02kN/m；（包括积水重）c天窗架采用G316，其传给屋架的自重标准值为26.2kN；d屋盖支撑自重0.05kN/m2；（沿水平方向）e吊车梁采用G425标准图集中预应力混凝土吊车梁，梁高1200mm，自重标准值44.2kN/根，轨道及零件自重1kN/m，轨道及垫层构造高度200mm；f屋架采用G415标准图集中预应力钢筋混凝土折线型屋架，自重60.5kN/榀g排架柱及过梁、连系梁自定。设计要求1、完成结构选型及结构布置；2、编制荷载、内力计算说明书（不考虑抗震）；3、进行单榀排架柱内力计算，不要求基础设计和牛腿设计。4、根据计算结果绘制排架柱结构施工图；（注：分上下柱，牛腿设计不做要求）；5、绘制结构布置图（屋面板、天窗架）的布置。2施工图两张：第1张图：结构平面布置图、屋面板布置图、屋架布置图第2张图：柱子模板配筋图（包括纵剖面和横剖面图）、基础平面布置图要求：图名、图幅、图例、符号、字及尺寸的标注符合有关建筑制图的基本要求；内容充实，安排合理。教材及参考书[1]沈蒲生.《混凝土结构设计》.北京：高等教育出版社，2003[2]中华人民共和国国家标准,中华人民共和国建设部.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002中华人民共和国国家标准,中华人民共和国建设部.《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001中华人民共和国国家标准,中华人民共和国建设部.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002罗福午，方鄂华，叶知满.《混凝土结构及砌体结构》（下册）.北京：中国建筑工业出版社，2003[6]各种标准和通用图集分组：按学号尾号分组平面风雪平面1平面2平面3风雪11.23风雪24、75、86、9、0单层工业房设计示例一、设计资料：1.工程概况某造纸车间为一单跨单层钢筋混凝土厂房，厂房总长66m，跨度27m，柱距6m，设有20/5t、10t各一台中级工作级别吊车，轨顶标高+10.1m。厂房平面图如图（1）32.设计资料屋面构造：二毡三油防水层(上铺绿豆砂)；20mm厚水泥砂浆找平层；100mm水泥膨胀珍珠岩保温层；一毡二油隔气层；20mm厚水泥砂浆找平层；预应力混凝土大型屋面板。围护结构：240mm厚普通砖墙，双面抹灰；钢框玻璃窗宽×高：4000mm×5100mm和4000mm×1800lmm。地面:钢筋混凝土地面,室内外高差150mm。3．设计基本原始资料自然条件：基本风压为0.5kN/m2，地面按B类，基本雪压为0.3KN/m2，屋面活荷载为0.5kN/m2。地质条件：场地地面以下0.8内为填土，填土下层4.8m内为粉质粘土，地基承载力特征值为240kN/m2，地下水位为-5.5m。该工程位于非地震区，不考虑抗震设计。4.材料钢筋：箍筋为HPB235级钢筋、受力钢筋HRB335级钢筋。混凝土：柱采用C40，基础采用C20。5．设计要求1)初步确定排架结构布置方案；2)对结构上部的标准构件进行选型，并进行结构布置；3)排架的荷载计算和内力分析；4)排架柱的设计；45)柱下独立基础的设计二、构件选型及屋盖布置根据厂房的跨度、吊车起重量的大小、轨顶标高，吊车的运行空间等初步确定出排架结构的剖面如图（2）所示。为了保证屋盖的整体性，屋盖采用无檩体系。1.屋面板采用1.5m×6m预应力混凝土屋面板，根据屋面做法求得屋面荷载，采用标准图集92G410（一）中的Y—WB—2，屋面板自重标准值为1.4KN/m2（包括灌缝自重）。2．天沟板(外天沟排水)选用92G410(三)标准图集中的JGB77—1，自重标准值2.02kN／m。3．屋架采用预应力混凝土折线形屋架，选用标准图集95G415(三)，每榀屋架自重标准值为120kN。4．屋盖支撑在端部第二开间的屋架端部和跨中设三道垂直支撑、其他跨相应部位设下弦系杆，端头第二开间设下弦横向水平支撑。5．吊车梁选用95G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车梁，梁高1200mm，每根自重标准值44.2kN，轨道及垫层构造高度200mm，5轨道及连接重lkN/m。6．排架柱排架的上柱截面为矩形,下柱采用工字形截面。7.支撑布置设计采用大型屋面板，可以不设屋架上弦支撑。根据构造要求，设置相应的屋架下弦支撑，并在跨度中点处布置一道垂直支撑。见图（3）本设计跨度27m,大于18m，因此需要布置支撑。柱截面高度h600mm,下部柱间支撑做成双片，其间距为柱截面高减去200mm，见图（4）。图（3）屋架下弦支撑图（4）柱的支撑布置6三、排架的荷载计算1．排架计算简图的确定(1)确定柱高。吊车梁顶标高=轨顶标高—轨道构造高度=10.1—0.2=9.9m牛腿标高=吊车梁顶标高—吊车梁高=9.9-1.2=8.7m柱顶标高=轨顶标高+吊车高度H+上部运行尺寸，取为12.6m上柱高Hu=柱顶标高--牛腿标高=12.6—8.7=3.9m全柱高H=柱顶标高—基顶标高=12.6--（--0.6）=13.2m下柱高Hl=H--Hu=13.2-3.9=9.3m,λ=Hu/H=3.9/13.2=0.295（2）初步拟订柱尺寸根据表一的参考尺寸，取上柱b×h=400mm×450mm,下柱b×h×hf=400mm×850mm×200mm,截面尺寸如图（5）所示。图（5）下柱截面尺寸（单位：mm）图（6）排架计算简图（3）参数计算上柱：493100375.3450400121mmIu下柱：233L25)322500(25300212500300121850400121I41010887.1mm比值：16.0luIIn排架计算简图如图（6）2．荷载计算(1)恒载计算。1)屋盖结构自重标准值：7二毡三油防水层0.35KN/m220mm厚水泥砂浆找平层；20×0.02=0.4KN/m2100mm水泥膨胀珍珠岩保温层；4×0.1=0.4KN/m2一毡二油隔气层；0.05KN/m220mm厚水泥砂浆找平层；20×0.02=0.4KN/m2预应力混凝土大型屋面板。1.4KN/m2gk=3.00KN/m2天沟板2.02×6=12.12KN屋架自重120KN则作用在一榀横向平面排架一端柱顶的屋盖自重标准值为kNGk12.315212012.1222760.31mmheu751502450150212)柱自重标准值：上柱G2k=25×0.4×0.45×3.9=17.55kNmmhheul20024502850222下柱G3k=25×9.1×[0.2×0.4×2+0.4×0.1+2×kN4.541.1]025.0)1.04.0(21注（1.1为考虑下柱仍有部分矩形截面而乘的增大系数）3e=03）吊车梁及轨道自重标准值：G4k=44.2+1×6=50.2kN4e=800—850÷2=375mm（2）屋面活荷载标准值由《荷载规范》可知，不上人屋面均不活荷载为0.50KN/m2，不大于基本雪压，屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为Q1k=0.5×6×27÷2=40.5KN（3）吊车荷载标准值由DSQD型其参数如下吊车吨位（t）Q1k（kN）Q2k（kN）吊车宽度B（mm）轮距K（mm）Pmaxk（kN）Pmink（kN）820/532069.7760554100216791024034.615980405013651根据B与K及支座反力影响线图（7），可求得图（7）求Dmax时的吊车位置图)]()([43,2max21,1max,maxyyPyyPDkkk)]60075.060575.4(136)69.11(216[9.0kN84.339)]()([43,2min21,1minmin,yyPyyPDkkk)]60075.060575.4(51)69.11(79[9.0kN125kNQQTkkk7.6)77.69200(1.041)(4132,1kNQQTkkk04.4)61.34100(12.041)(4132,2)]()([432211max,yyTyyTTkkkkN4.10)68.004.432.17.6(9.0其作用点到柱顶的距离y=69.09.37.2/,7.22.19.3ueuHymhH9（4）风荷载标准值。计算21qq、时风压高度变化系数按柱顶离室外天然地坪的高度12.6+0.15=12.75m取值，计算kW时风压高度变化系数按檐口标高14.9m取值)(/61.96.05.014.1]8.11.03.23.1[])6.05.0()5.08.0[(14.1)109.14(0.101500.114.10.1)(/62.165.008.15.0)(/60.265.008.18.008.1)1075.12(0.101500.114.10.10210201mkNBwhhWmkNBwqmkNBwqzkzzskzskz图（8）风载体型系数（长度单位：mm）排架受荷总图如图（9）图（9）排架受荷总图103．内力计算(1)恒载作用下。由于单层厂房多属于装配式结构，柱、吊车梁及轨道的自重，是在预制柱吊装就位完毕而屋架尚未安装时施加在柱子上的，此时尚未构成排架结构。但在设计中，为了与其他荷载项计算方法一致，并考虑到使用过程的实际受力情况，在柱、吊车梁及轨道的自重作用下，仍按排架结构进行内力计算。在屋盖自重G1k、上柱自重G2k、吊车轨道及连接G4k作用下，由于结构对称、荷载对称，故可简化为如图（10）的计算简图图（10）恒荷载作用下计算简图1）在G1k作用下)m-23.63(kN=0.075×-315.12=eG=M11k12k)m-63.03(kN=0.2×-315.12=eG=M21k12k2)在G2k作用下)m-3.51(kN=0.2×-17.55=eG=M22k22k3)在G4k作用下m)kN18.83(=0.375×50.2=eG=M44k42k)叠加以上弯矩M1k=M11k=-23.63(mkN)M2k=M12k+M22k+M42k=-63.03-3.51+18.83=-47.7(mkN)已知,295.0,181.0n由规范公式：1172.0)116.01(295.01)16.011(295.0123)11(1)11(12332321