《单层工业厂房》课程设计

《单层工业厂房》课程设计 姓 名： 班 级： 学 号： 一． 结构选型 该厂房是广州市的一个高双跨（18m+18m）的机械加工车间。车间长 90m,柱矩 6 米， 在车间中部，有温度伸缩逢一道，厂房两头设有山墙。柱高大于 8 米，故采用钢筋混凝 土排架结构。 为了使屋架有较大的刚度， 选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土 屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房的各构选型见表 1.1 表 1.1 主要构件选型 结构的名称 标准图集选用型号重力荷载标准值 屋面板 G410(一),1.5m×6m预应力 混凝土板 1.4KN/m 天沟板 G410(三),1.5m×6m预应力 混凝土板(卷材防水天沟) 外天沟2.02KN/M 内天沟1.83KN/M 屋架 G314(二),预应力混凝土折线 型屋架(跨度18) 53.5KN每榀 吊车梁 G323(二),钢筋混凝土吊车梁 (中轻级工作制) 27.5KN每榀 轨道连接0.8KN/m 基础梁 由图 1 可知柱顶标高是 10.20 米，牛腿的顶面标高是 6.60 米 ，室内地面至基础顶面的 距离 0.5 米，则计算简图中柱的总高度 H,下柱高度 Hl和上柱的高度 Hu 分别为： H=10.2m+0.6m=10.8m Hl=6.60m+0.6m=7.2m Hu=10.8m-7.2m=3.6m 根据柱的高度，吊车起重量及工作级别等条件，确定柱截面尺寸，见表 1.2。 见表 1.2 柱截面尺寸及相应的参数 截面尺寸/mm 面积 /mm2 惯性矩/mm4 自重/(KN/m) A,C 上柱 矩 400×400 160000 2130000000 4.0 下柱 I400×800×100×150 177500 14387000000 4.43 B 上柱 矩 400×400 160000 2130000000 4 下柱 I400×800×100×150 177500 14387000000 4.43 二． 荷载计算 1．恒载 (1)屋盖横载 屋面板 预应力混凝土屋面板1.4 KN/m 2 20mm厚1:3水泥沙浆找平层和防水成上铺石子0.75 KN/m 2 总:2.15 KN/m 2 外天沟 外天沟板2.02 KN/m 找平层1.6 KN/m 总:3.62 KN/m 内天沟 内天沟板1.83 KN/m 找平层1.6 KN/m 总:3.43 KN/m 嵌板 嵌板1.65 KN/m 2 灌缝0.1 KN/m 2 计 算 参 柱 号 总1.75KN/m2 屋架 屋架 屋架预埋件53.5 KN/榀 钢筋混凝土系杆5.94 KN/榀 屋架预埋件件0.4 KN/榀 总59.84 KN/榀 12.9KN/m 3.62KN/m 3.43KN/m 15KN/m 图 1 求反力： F1=116.92 F2=111.90 屋架重力荷载为 59.84，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值： GA1=1.2×(116.92+59.84/2)=176.81KN GB1=1.2×(111.90×6+59.84/2)=170.18 KN (2)吊车梁及轨道重力荷载设计值 GA3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN GB3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN (3)柱重力荷载的设计值 A,C 柱 上柱G4A＝G4C=1.2×4×3.6=17.28KN 下柱G5A＝G5C=1.2×4.43×7.2=38.28KN B 柱 上柱G4A＝G4C=1.2×4×3.6=17.28KN 下柱G5A＝G5C=1.2×4.43×7.2=38.28KN 2．屋面活荷载 屋面活荷载的标准值是 0.5KN/m2，作用于柱顶的屋面活荷载设计值： Q1=1.4×0.5×6×18/2=37.8 KN 3，风荷载 风荷载标准值按ωk=βzμsμzω0计算其中ω0=0.5KN/m2, βz=1, μz根据厂房各部分 及 B 类地面粗糙度表 2.5.1 确定。 柱顶（标高 10.20m） μz=1.01 橼口（标高 12.20m） μz=1.06 屋顶（标高 1320m） μz=1.09 μs如图 3 所示，由式ωk=βzμsμzω0可得排架的风荷载的标准值： ωk1=βzμs1μzω0=1.0×0.8×1.01×0.5=0.404 KN/m2 ωk2=βzμs2μzω0=1.0×0.4×1.01×0.5=0.202 KN/m2 G =38.76KN Q =37.8KNQ =37.8KN G =170.18 KNG =170.18KN G =176.81KN Q =37.8KN G =38.28KN G =38.76KN G =17.28KN G =176.81KN Q =37.8KN G =38.76KN G =38.28KN G =17.28KN 图 2 荷载作用位置图 q2q 1 Fw 风向 图 3 风荷载体型系数和排架计算简 q1=1.4×0.404×6=3.39KN/m q1=1.4×0.202×6=1.70KN/m Fw=γQ[(μs1+μs2)×μzh1+(μs3+μs4)×μzh2] βzω0B =1.4[(0.8+0.4)×1.01×(12.2-10.2)+(-0.6+0.5)×1.01×(13.2-12.2)] × 1×0.5×6 =10.23KN 4．吊车荷载 吊车的参数：B=5.55 米，轮矩 K=4.4，pmax=215KN, pmin=25KN,g=38KN。根据 B 和 K， 可算出出吊车梁支座反力影响线中个轮压对应点的竖向坐标值，如图４所示： PminPmaxPmin=25KN Pmax=115KN 图４ 吊车荷载作用下支座反力的影响线 （１） 吊车的竖向荷载 Dmax=γQFpmax∑yi=1.4×115×(1+0.075+0.808+0.267)=346.15KN Dmin=γQFpmin∑yi=1.4×25×(1+0.075+0.808+0.267)=75.25KN （２） 吊车的横向荷载 T=1/4α（Q+g）=1/4×0.12×(100+38)=4.14KN 吊车横向荷载设计值： Tmax＝γQT∑yi=1.4×4.14×2.15=12.46KN 三． 排架内力分析 柱别n=Iu/Ilλ=Hu/H C0=3/[1+ λ3(1/n-1)] δ=H/C0EI ηi=1/ηi /∑1/ηi A,C柱0.150.332.47 B柱0.150.332.47 δA=δB= δc ηA=ηB= ηc １．恒荷载作用下排架内力分析 图 5 恒荷载作用的计算简图 G1=GA1=176.81KN; G2=G3+G4A=38.76+17.28=56.04KN; G3=G5A=38.28KN; G4=2GB1=340.361KN; G5=G3+2G4B=2×38.76+17.28=94.8KN; G6=G5B=38.28KN; M1= G1×e1=171.81×0.05=8.60KN.m; M2=( G1+ G4A)e0- G3e3=(176.81+17.28) ×0.2-38.28×0.35=25.42 C1= 2 3 × ) 1