钢筋混凝土单层厂房结构 课程设计_secret

作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第1页共32页目录钢筋混凝土单层厂房结构课程设计计算书一、选定标准构件...................................................1二、排架计算.......................................................2（一）确定柱子高度和截面尺寸....................................2（二）荷载计算..................................................2（三）柱顶不动铰支反力计算......................................5（四）内力符号规定..............................................7（五）排架内力分析..............................................7（六）荷载组合及内力组合.......................................15三、柱截面设计....................................................16四、牛腿设计......................................................20五、柱下独立基础设计..............................................21六、柱的吊装验算..................................................27七、绘制施工图....................................................29八、参考资料......................................................30作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第2页共32页钢筋混凝土单层厂房结构课程设计计算书一、选定标准构件1.预应力混凝土屋面板根据屋面均布活荷载、水泥砂浆找平层及防水层的重量，按照预应力混凝土屋面板图集中的选用方法，选定一般开间、两端开间预应力混凝土屋面板的型号。2.预应力混凝土折线形屋架根据厂房跨度、屋盖支撑、天沟类型及屋面荷载等，从预应力混凝土折线形屋架图集中选定屋架型号。3.天沟板配合屋架选定天沟板型号。4.吊车梁根据吊车吨位、厂房跨度选定中间跨、边跨吊车梁型号。5.吊车轨道联结根据吊车吨位、吊车梁型号、厂房跨度选用。二、排架计算（一）确定柱子高度和截面尺寸上柱：Au、Iu下柱：Al、IlHHlHu轨顶标高8.4m，轨面至吊车顶距离H*见教材附表12，吊车顶至屋架下弦底面的净空一般要有300～500mm，这里取410mm，从±0.00标高到基础顶面的距离取500mm，柱子高度H定为：H＝500＋轨顶标高＋H*＋（300～500）＝500+8400+2190+410＝11500mm＝11.5m所选吊车梁高为1200mm，梁面至轨顶接近200mm，因此：作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第3页共32页下柱高度Hl＝500＋轨顶标高－1400＝500+8400-1400＝7500mm＝7.5m上柱高度Hu＝H－Hl＝11500-7500＝4000mm＝4m设上柱为矩形，下柱为工字形。上柱截面尺寸取：b＝400mm，h＝400mm下柱截面宽度25lHbb，取＝400mm下柱截面高度12lHhh，取＝700mm下柱的截面尺寸取：mmmmmmmmhbhbff100100700400上柱：Au＝2216.0160000400400mmmIu＝43493310133.210133.21240040012mmmbh下柱：Al＝21375.05.015.0)45.05.0(24.07.0mIl＝233)3232450(25300212350300121700400121＝49109.953mm＝4310953.9mulInI＝214.010953.910133.299uHH＝348.0115004000（二）荷载计算1.屋盖荷载(1)屋盖恒载F1,k屋面恒载（折算为线荷载）1,kg＝mkN/8.136)02.0205.14.0(屋架自重Q1,k＝135kN屋架轴线跨度L＝27m，两端挑出外天沟各a＝0.75m，上弦水平投影全长为L1＝L+2×a＝m5.2875.0227。11,k1,k1,k122LFgQkN15.2641352125.288.13F1,k对上柱轴线的偏心距mme501屋架高度范围内的砖墙重量通过柱顶圈梁（兼作联系梁）由砖墙传至基础梁，不传给柱子。(2)屋面活载F6,k屋面活荷载0.5kN/m2，0.5×6＝3.0kN/m0.550作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第4页共32页16,k3.02LFkN75.4225.280.3作用位置同F1,k2.柱自重F2,k、F3,k(1)上柱自重：F2,k＝kN1616.0425，作用在上柱中心线上(2)下柱自重：F3,k＝kN359.281375.05.7251.1，作用在下柱中心线上3.吊车梁及轨道零件重F4,k吊车梁自重：kNG5.39轨道联结DGL—13：钢轨联结件弹性垫板找平层———————————————共计：1kN/mF4,k＝kN5.45615.39，作用在吊车梁中心线上。4.吊车荷载(1)吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k由给出的设计资料，查教材附录12得B、K，则S＝B－K＝6400－5250＝1150mmK1K2B1B2P1max，kP1max，kP2max，kP2max，kyyyyS11y，2y675.0，3y685.4，4y0。查教材附录12得最大轮压Pimax,kkN135最小轮压1,k2,kimin,kimax,k2GGQgPPkN69135102)108.30.27(作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k为：max,kimax,kjDPykN9.234)0685.4675.01(1359.0min,kimin,kjDPykN06.120)0685.4675.01(699.0作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第5页共32页作用在吊车梁中心线上。(2)吊车横向水平荷载Tmax,k由起重量Q＝10t，小车重G2,k＝3.8t，当Q10t时，12.0对于软钩吊车：i,k2,k1()4TQgGkN14.410)8.310(12.04/1作用在排架上的吊车横向水平荷载Tmax,k为：max,ki,kjTTykN024.7)0685.4675.01(14.49.0作用在吊车梁顶面处。5.风荷载由kzsz0ww得迎风面：21/25.03.0042.18.01mkNwk背风面：21/1563.03.0042.15.01mkNwk200.3kN/mw，bz＝1，ms值见下图，其中mhmh2.1,1.221，mz为风压高度变化系数如下。计算墙面风压时，mz按柱顶高度考虑；计算无天窗屋盖风压时，mz按檐口高度考虑。插值法得：标高风压高度变化系数z柱顶标高（11.5m）1.042檐口标高（13.6m）1.1008屋顶标高（14.8m）1.1344左风：,kAqmkNBwk/5.1625.0（化为线荷载）,kBqmkNBwk/938.061563.0kWBwhhzsszss0341122)()(＝63.02.11344.1)6.05.0(1.21008.1)5.08.0(＝5.164kN作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第6页共32页qWkh2Hh1qqWkqWkqq（三）柱顶不动铰支反力计算先用计算各系数，再用教材附录9校核。1.柱顶作用一单位水平力时的位移u（教材附图9－1）033332.598111(0.348)(1)110.214Cn2.柱顶作用一弯矩时（附图9－2）2213311111(0.348)(1)330.2141.887112210.348(1)110.214nCnΔuHuHIuIlMHuHIuIlR作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第7页共32页3.在牛腿面作用一弯矩时（附图9－3）2233331310.3481.142112210.348(1)110.214Cn4.离柱顶y处作用一水平集中力时（如吊车水平荷载作用在吊车梁顶面）mHyu8.21200u2.10.74ymH33532323231211mmmmnCn333230.70.7230.70.3480.348(230.7)0.2141210.348(1)0.2140.572（可以查附表图9－4、9－5、9－6用插入法校核）5.沿柱高承受均布风荷载时（附图9－8）411343131118111310.34810.2141810.34810.2140.342nCn经校核上述各系数（115310,,,,CCCCC）均满足要求。HuHIuIlRqHuHIuIlRyTmax,kMHuHIuIlR作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第8页共32页（四）内力符号规定M——柱的左边受拉为正，右边受拉为负。弯矩图绘在受拉边。N——压力为正。V——柱对基础顶面的剪力，向右为正。（五）排架内力分析本工程A、B柱的高度和截面均相同，11ABuu，因此剪力分配系数12AB，柱顶剪力12ABVVP，荷载位置及计算截面如下面：HuHlHey1.屋盖恒载作用因荷载和排架柱均对称，故屋盖恒载作用下排架没有侧移，柱顶相当于不动铰支座。ee1e50mm0e150mm11,k1MFemkN/208.1305.015.264111AMRCHkN156.2877.15.11208.1321,k0MFemkN/623.3915.015.264223AMRCHkN935.3142.15.11623.39作者姓名：单层工业厂房结构课程设计第9页共32页12AARRR－2.156－3.935＝－6.091kN（注意：1M、2M与柱顶不动铰支反力计算图中假定的方向相反，故为负值。）计算柱截面内力并绘内力图：ee001,k1MFemkN/208.1300VR＝6.091kN001,kNF＝264.15kN1,k1uMFeRHmkN/156.11VR＝6.091kN1,kNF＝264.15kN1,k10uMFeeRHⅡⅡ－mkN/466.28VR－ⅡⅡ＝6.091kN1,kNFⅡⅡ－＝264.15kN1,k10MFeeRHⅢⅢ－mkN/217.17VR－ⅢⅢ＝6.091kN1,kNFⅢⅢ－＝264.15kN2.柱和吊车梁自重作用在进行排架计算时，计算简图应根据施工和荷载的具体情况而定。一般施工程序是先吊装柱、后吊装吊车梁，在屋架尚未吊装前，整个排架未形成，这时柱和吊车梁的荷载应按悬臂柱计算。吊车梁上的轨道联结一般在形成排架后才施工，但其