单层厂房结构课程设计.docx

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1、单层厂房结构课程设计一、 设计题目二、设计资料1 .该车间抗震设防烈度为6度。2 .该车间为单跨车间：跨度21m,柱距6m,总长156m；中间设一道伸缩缝，柱顶标高12.00m, 轨顶标高9.60m。考虑基础顶面为-0. 5m。3 .车间跨内设有2台150/5OkN中级工作制吊车，其参数见下表。表2. 11吊车参数（大连起重机厂）起重量kN桥跨Lk/m最大轮压Pmax/kN小车重QkN轮距K/m大车宽B/m额定起重量P/kN吊车总重Q/kN150/5019. 516060. 74.45. 61502544 .根据工程地质勘探报告，可选编号的层土为持力层（粉质粘土），其深度距地表面 Inl左右，

2、厚度约在58m,承载力修正后的特征值fa=140kN常年平均地下水稳定在地面 下3m处。5 .屋面：三毡四油防水层上铺小石子（自重标准值：0. 4kNm2）;20mm厚水泥混合砂浆找平层（自重标准值：20kN）2）;IOOmm厚水泥珍珠岩制品保温层（自重标准值：4kNm2）;预应力混凝土大型屋面板。另：屋面均布荷载标准值为0. 5 kN6 .墙体：24Omm厚清水墙（自重标准值：5. 19kNm2）,每柱距内均有钢窗（或门）（自重标 准值：0. 45 kNm2）,钢窗宽 2.4m。7 .标准构件选用：（1）预应力混凝土大型屋面板采用G410 （一）标准图集，其板重（包括灌缝）标准值为1. 35

3、kNm2o（2）屋架采用CG423标准图集中的预应力混凝土折线形屋架（适用于卷材防水屋面），自重 标准值为74kN。屋面支撑的自重标准值为0. 05 kNm2,天沟及雨水的自重标准值为20 kNm2o（3）吊车梁采用G425标准图集中的预应力混凝土吊车梁，梁高1000mm,自重标准值34. 8kN, 轨道及零件自重标准值0. 82kNm,轨道构造高度200mmo8 .材料：柱采用C20混凝土，受力主筋用HRB400级钢筋，箍筋用HPB235级钢筋；基础采 用C15混凝土；钢筋用HPB235级钢筋。9 .设计依据：现行的荷载规范、混凝土结构设计规范等。10 .风荷载：基本风压值R. 5 kN）2

4、,地面粗糙度为C类，查表Iom与15m高度处 z均 为0.74 kNm2o风载体型系数注于下图中：0. OOO一-O. 150XZ三、柱截面选定和排架计算简图1 .柱截面尺寸的确定(1) 根据建筑剖面，考虑基础顶面为-0.5m,并参考附表6、附表7,确定各柱截 面尺寸为：A 轴：上柱(矩形)：bh = 400mm400mm；下柱(工字形)：bhhf = 400mm900mm 150mm ；B 轴：上柱(矩形)：bh = 400mm400mm；下柱(工字形)：bhhf = 400mm900mm 150mm ；(2) 各柱的截面惯性矩为：A 轴柱：上柱I A =213 X,下柱 “A =19.54

5、xl()9zm24;B轴柱：上柱1小=213l()9w ,下柱心=19.54*1()9口加4。2 .计算简图H2 =12 (0.5) = 12.50)H1 =12-9.6 + 0.2 + 1 = 3.6(m)排架计算简图四、荷载计算以下荷载计算均为标准值。1 .永久荷载（恒载）（1） A/B轴柱承受的恒载：由屋盖传下的GiA ：三毡四油小石子防水20mm厚水泥混合砂浆找平IOOmm厚水泥珍珠岩制品保温屋面板自重（包括灌缝）屋盖支撑系统自重屋架自重屋檐天沟及雨水0.4x6x212 = 25.2（左N）200.026212 = 252（kN）40.16212 = 25.2（）1.35x6x212

6、= 85.05（左TV）0.05x6x212 = 3.15（）742 = 37（右V）20（右V）Gia =220.SkN如右图所示，GIA对上柱中心线的偏心距:I =200150 = 50（1帆）吊车梁及轨道重G?a：G2a = 34.8 + 0.826= 39.72（左N）A轴柱顶荷载位置图如下图所示，Gza对下柱中心线的偏心距:Ga =750 T = 300（机附A轴柱承受的荷载简图 柱自重：包括上柱重与下柱重。上柱重：GA上=0.4X0.4X3.6X25 = 14.4（左N）GA上对下柱中心线的偏心距一与-等= 250）下柱重GI下=47.4左N （具体计算略） （2） 恒载作用下的计

7、算简图如下图所示G = G3 = Gia220.8左NM1 = -M3 = Gia Y = 220.8 x 0.05 = 11.04( m)G2 G4= G2a + GA上=39.72 +14.4 = 54.12(W)M2 =-加4 = (GIa + GAJI)，- G2A，e2A=(220.8 +14.4) 0.25 - 39.72 0.3 = 46.88(M / m)恒载计算简图2 .屋面活载屋面均布活载标准值为0.5 kNm2,并通过屋架支点传给柱:21A轴柱顶：QIl=O.5义6义耳=31.5（左N）活载作用下的计算简图如下图所示。加5 =河7 =QiiSa =315 x 0.05 =

8、1.58（k N/附M6 =-M8 =Q11-=31.50.25 = 7.88(m)屋面活载计算简图3 .吊车荷载(1) 吊车竖向荷载:二台150/5OkN吊车，位置如右图所示。n1a = 160Pmin = 0.5 (254 +150)-160 = 42左 NDmax = 160x(1 +0.4+ 4.8+ 1.6) = 341.3 左Np42Dmin = Dmax = 341.3 =89.GkNill inIiidAn /c支座反力影响线nax160计算简图如下图所示。当OmaX在A柱有:M9 = Dmax A = 341.3 X 0.3 = 102 39kNMl。= Omin Ga =

9、89.6 X 0.3 = 26.88左N当。max在6柱，吊车竖向荷载与。max在力柱时对称。吊车竖向荷载计算简图（2） 吊车水平荷载每个轮子”(Q + 9)qx(150 + 607)=527.T5 27= DmaX X = 341.3x = 11.24W max max 7ax160计算简图如下图所示。息11.24吊车水平荷载计算简图4.风荷载基本风压o=O.5 kNm2,风载体型系数4如设计资料图中所示。高度变化系数（地面粗糙度为C类）的计算：由柱顶离地面（即室外地坪）的高度12 + 0.15 = 12.15(m)查表可得4z=074屋面平均高度为L 15.4 1212.15 H= 13.

10、85(m)查表可得4z=074柱顶集中力:71 =60.740.5(1.60.8-1.80.6 + 1.80.5 + 1.60.5) = 4.22( W)均布荷载:q、= 60.740.80.5 = 1.78(左N / m) % =6x0.74x0.5x0.5 = LTl(kN/ m)(2)右风)：由于结构对称，所以在右风作用下的风荷载与左风作用时左右对称。风荷载作用计算简图如下图所示。4.22kN风荷载计算简图五、内力分析(剪力分配法计算)3.6151.剪力分配系数n柱号H = LC。=；1)I+，3IJT)=- EJ2G1石 =Y- 乙2A柱工 WO。 I2a 19.541092. 511

11、()9H；19.542.50, Ec0. 56柱工 WO。 I2a 19.541092. 511()9H；19.542.50* Ec0.5= 0.2882 .恒载作用下的内力(1)恒载作用计算简图如下图所示。2=0.288, H2 = 12.5mo柱号M / kN m2 I：TJMR =C1ZkNH?A柱M1 =11.040. 112. 101.85B柱M3 =-11.040. 112. 10-1.85柱号M /kNmn = L，2r 3 I-I 各柱较支座反力R ：力柱较支座反力HA=L85 + 4.31 = 6.16 WV)6柱较支座反力1+八：TJMR =C3ZkNH2A柱M2 =46.

12、880. 111. 154. 316柱M4 =-46.880. 111. 15-4. 31Rb =-1.85-4.31 = -6.16()R = Ra + Rb=6.16-6.16 = 0(3)各柱顶剪力的计算% =/尺-4=0.5x0-6.16 = -6.16() % =E-七=-0.5x0+6.16 = 6.16(3(一) (4)(Mm)图见下图。(5) N(AN)图见下图。(6) 剪力图略。3 .屋面活载作用下的内力：(1) 计算简图如下图所示。=0.288, H2 = 12.5mo柱号M /kNmn = -12C .3 TlT + O/MR =ClkNH?A柱M5 =1.580. 11

13、2. 100. 27B柱M7 = 1.580. 112. 10-0. 27柱号M / kN mn = L，2r =31-分L4 T)MR =C3ZkNH?A柱M6 =7.880. 111. 150. 726柱M=7.88O0. 111. 15-0. 72(2) 各柱较支座反力R ：力柱较支座反力HA=O27+ 0.72 = 0.99 (M)6柱较支座反力Rb = -0.27-0.72 = -0.99()R = RA+Rb =0.99 0.99 = 0(3) 各柱顶剪力：Va=R-Ra=OSxO-0.99 = -0.99()() % =尺一(二 0.5x0+0.99 = 0.99QyV)(一) (4)(Mm)图见下图。1.58(5) N图、V图略。1.584 .吊车竖向荷载作用下的内力(1) 当DmaX作用在/轴柱时 计算简图如下图所示。=0.288, H2 = 12.5mo柱号M /kNmn = L12rI-I232+rHMR =C3ZkNH2A柱M9 = -102.390. 111. 15-