(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)单层工业厂房结构设计目 录一、设计条件3二、计算简图的确定5三、荷载计算7四、内力计算10五、最不利荷载组合19六、柱截面设计25七、牛腿设计29八、柱的吊装验算32九、基础设计35一、设计条件 1.1 工程概况某厂装配车间为一单跨钢筋混凝土厂房，跨度为24米，长度为66米，柱顶标高为12.4米，轨顶标高为10.0米，厂房设有天窗，采用两台520t中级工作制吊车。屋面防水层采用聚氨酯防水胶，维护墙采用240mm厚双面粉刷砖墙，钢门窗，混凝土地面，室内外高差为150mm，建筑剖面图详见图1. 1.2 结构设计资料 自然条件：基本风压值为。 地质条件：天然地面下1.2米处为老土层，修正后的地基承载力为 ，地下水位在地面下2.5米。 1.3 吊车使用情况车间设有两台200/50KN中级工作制吊车，轨顶标高为10.0米，吊车的主要参数如下表：起重吊车宽度轮距吊车总重小车重（KN）最大轮压最小轮压200/50 5.60 4.40 22577.2 202 60注： 1.4 厂房标准构件选用情况 屋面板 采用1.5X6m预应力钢筋混凝土屋面板，板自重（包括嵌缝在内）标 准值为1.4kN/m2。 天沟板自重标准值为17.4KN/块（包括积水重）。 天窗架 门窗钢筋混凝土天窗架，每根天窗架支柱传到屋架的自重荷载标准 值为36KN。 采用预应力钢筋混凝土折线型屋架，自重标准值为106KN/榀。 屋架支撑的自重标准值为0.05kN/m2 吊车梁为先张法预应力钢筋混凝土吊车梁，吊车梁的高度为 1200mm，自重标准值为44.2kN/根。轨道及零件重标准值为1kN/m， 轨道及垫层高度为200mm。 均为矩形截面，尺寸详见图集。 基础梁尺寸；基础梁为梯形截面，上顶面宽300mm，下底面宽 200mm，高度500mm。 1.5 材料选用 混凝土：采用C20C30； 钢筋：采用HRB335级钢。 混凝土：采用C20； 钢筋：采用HRB335级钢。 屋面做法 大型屋面板上抹20厚1：3水泥砂浆找平层，在找平层上做2.5mm 厚聚氨酯防水层。 1.6 屋面或则在标准值的取值 1.7 相关建筑材料的基本数据 钢筋混凝土容重 水泥砂浆容重 石灰水泥混合砂浆容重 240厚双面粉刷机制砖墙重 钢门窗自重 聚氨酯防水层自重 找平层自重 图1.1 建筑剖面图二、计算简图的确定 2.1 计算上柱高及柱全高 根据任务书的建筑剖面图： 上柱高=柱顶标高-轨顶标高+轨道构造高度+吊车梁高 =12.4-10+1.2+0.2=3.8m 全柱高H=柱顶标高基顶标高=12.4-（-0.5）=12.9m 下柱高=H-=12.9-3.8=9.1m = /H=3.8/12.9=0.295 2.2 初步确定柱截面尺寸 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表2.1。表2.1 柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号截面尺寸/面积/惯性矩/自重/ A，C 上柱矩4004001.610521.31084.0 下柱 I400900100150 1.875105 195.381084.69B 上柱矩4006002.4105721086.0 下柱 I4001000100150 1.975105 256.341084.94验算初步确定的截面尺寸对下柱截面宽度对于下柱截面高度，有吊车时无吊车时排架计算单元和计算简图如下图所示。图2.1 计算单元和计算简图三、荷载计算 3.1 恒载2.5mm厚聚氨酯防水层 20m厚1：3水泥砂浆找平层 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 屋盖支撑 天沟板 1.217.4=20.88kN天窗 1.236=43.2kN屋架自重 1.2106=127.2kNG1=2.58612+20.88+43.2+127.20.5=313.44kNA、C柱上柱 G4A= G4C =1.243.8=18.24kN 下柱 G5A= G5C =1.24.699.1=51.21kN =0 B柱 上柱 G4B=1.263.8=27.36kN 下柱 G5B=1.24.949.1=53.94kN =0 G3=1.2（44.2kN+6m1kN/m）=60.24kN =300mm =750mm各项恒荷载作用位置如图3.1所示。图3.1 荷载作用位置图(单位:kN） 3.2 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0.4 KN/m2，不大于基本雪压，屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为的作用位置与作用位置相同，如图3.1所示。 3.3 风荷载 某地区的基本风压，对按柱顶标高12.4m考虑，查规范得，对按天窗檐口标高14.3考虑，查规范得。屋顶标高15.99m考虑，查规范得。天窗标高19.86m考虑，查规范得。风载体型系数的分布如图下 图3.2 风荷载体型系数及排架计算简图则作用于排架计算简图(图3.2）上的风荷载设计值为： 3.4 吊车荷载表3.1 吊车参数吊车吨位（t）吊车总重（kN）小车重（kN）吊车宽度B（mm）轮距K（mm）Pmaxk（kN）Pmink（kN） 20/5 225 77.2 5600 4400 202 60根据B与K及支座反力影响线，可求得图3.3 吊车荷载作用下支座反力影响线由公式求得吊车竖向荷载设计值为： =1.4202（1+0.267+0.8+0.067）=603.5KN=7508002=350mm作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为： 其作用点到柱顶的距离 y=四、内力计算 4.1 恒载作用下排架内力分析 该厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数计算，见表4.1。表4.1 柱剪力分配系数柱别A、C 柱B 柱在G1作用下： 对A、C柱，已知由规范公式：2.122因此，在共同作用（即在G1作用下）柱顶不动铰支承的反力图4.1 恒载作用下排架内力图 4.2 在屋面活荷载作用下排架内力分析排架计算简图如图2.1所示，其中Q1=40.32KN，它在柱顶及变阶处引引起的力矩为： 对A柱， =2.122， =1.132 对B柱， =1.721则排架柱顶不动铰支座总反力为： 将R反向作用于排架柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB跨时的柱顶剪力，即 图4.2 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图BC跨作用屋面活荷载由于结构对称，且BC跨与AB跨作用的荷载相同，故只需将图4.2中个内力图的位置及方向调整一下即可，如图4.3所示。 图4.3 BC跨作用屋面活荷载时排架内力图 4.3 吊车荷载作用下排架内力分析 max作用在A柱 A柱： B柱： 对A柱 对B柱 ( )( ) 排架各柱顶剪力分别为：( )( )( ) 排架各柱的弯矩图，轴力图和柱底剪力值如图4.4所示。 图4.4 作用A柱时排架内力图 柱顶不动铰支座反力，及总反力分别为：( )( )( ) 各柱顶剪力分别为：( )( )( )排架各柱的弯矩图，轴力图及柱底剪力值如图4.5所示 图4.5作用B柱左时排架内力图max作用在B柱右根据结构对称性及吊车吨位相等的条件，内力计算与作用于B柱左的情况相同，只需将A，C柱内力对换并改变全部弯矩及剪力符号，如图4.6所示。 图4.6作用B柱右时排架内力图作用于C柱 同理，将作用于A柱情况的A，C柱内力对换，并注意改变符号，可求得各柱的内力，如图4.7所示。 图4.7作用C柱时排架内力图max作用在AB跨柱 对A柱 a=（3.8-1.2）/3.8=0.632 对A柱，则 对B柱，则 排架柱顶总反力R为： 各柱顶剪力为：Tmax作用在AB跨的M图、N图如图4.8所示。 图4.8 Tmax作用于AB跨时排架内力图 Tmax作用在BC跨 由于结构对称及吊车吨位相等，故排架内力计算与作用AB跨情况相同，仅需将A柱与C柱的内力对换，如图4.9所示。图4.9 Tmax作用于BC跨时排架内力图 4.4 风荷载作用下排架内力分析 对A、C柱 各柱顶剪力分别为: 风从左向右吹风荷载作用下的M、N图如图 图4.10 左吹风时排架内力图 计算简图如4.11a所示。