1、单层工业厂房结构课程设计1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单层工业厂房结构课程设计2一、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
2、1.1.2 结构设计资料自然条件：基本风压值为 。20.5/KNm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。21/1.3 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Q(KN)吊车宽度 B(m)轮距 ()K吊车总重 G(N)小车重（KNkg）最大轮压 max()pKN最小轮压 min()200/50 5.60 4.40 225 77.2 202 60注： minmaxp()/2Gp1.4 厂房标准构件选用情况1.4.1 屋面板采用 1.5X6m 预应力钢筋混凝土屋面板，板自
3、重（包括嵌缝在内）标 准值为 1.4kN/m2。1.4.2 天沟板天沟板自重标准值为 17.4KN/块（包括积水重）。天窗架单层工业厂房结构课程设计3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。1.4.3 屋架采用预应力钢筋混凝土折线型屋架，自重标准值为 106KN/榀。1.4.4 屋架支撑屋架支撑的自重标准值为 0.05kN/m21.4.5 吊车梁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。1.4.6 连续梁及过梁均为矩形截面，尺寸详见图集。
4、1.4.7 基础梁基础梁尺寸；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1.5.1 柱混凝土：采用 C20C30；钢筋：采用 HRB335 级钢。1.5.2 基础混凝土：采用 C20；钢筋：采用 HRB335 级钢。1.5.3 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2/4.0mkNq1.7 相关建筑材料的基本数据钢筋混凝土容重 325/kNm水泥砂浆容重 0石灰水泥混合砂浆容重 319/k240 厚双面粉刷机制砖墙重 25.Nm钢门窗自重 /40k聚氨
5、酯防水层自重 2.单层工业厂房结构课程设计4找平层自重 2/40.mkN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uH=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=9.1mlu= /H=3.8/12.9=0.295 uH2.2 初步确定柱截面尺寸单层工业厂房结构课程设计5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
6、截面尺寸/ m面积/ 2惯性矩/ 4m自重/kN上柱 矩 400400 1.6105 21.3108 4.0 A，C 下柱I400 900 100 1501.875 105195.38 108 4.69上柱 矩 400 600 2.4 105 72 108 6.0B下柱I4001000 1001501.975105256.34108 4.94验算初步确定的截面尺寸对下柱截面宽度 9104=(2lHmb可 以 ）对于下柱截面高度，有吊车时 91075890()2l hm可 以无吊车时31.5.14()25可 以排架计算单元和计算简图如下图所示。单层工业厂房结构课程设计6图 2.1 计算单元和计算
7、简图三、荷载计算3.1 恒载3.1.1 屋盖结构自重2.5mm 厚聚氨酯防水层 20.3/kNm20m 厚 1：3 水泥砂浆找平层 4预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 21./k屋盖支撑 05Nm22.8/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=313.44kNmheu5012401 3.1.2 柱自重A、C 柱上柱 G4A= G4C =1.243.8=18.24kN下柱 G5A= G5C =1.24.699.1=51.21kN=0me045eB 柱上柱 G4B=1.2
8、63.8=27.36kN下柱 G5B=1.24.949.1=53.94kN=0 eeB043.1.3 吊车梁及轨道自重G3=1.2（44.2kN+6m1kN/m ）=60.24kN=300mm =750mmAe3Be3各项恒荷载作用位置如图 3.1 所示。单层工业厂房结构课程设计7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 kNQ3.01264.01me5的作用位置与 作用位置相同，如图 3.1 所示。1Q1G3.3 风荷载某地区的基本风压 ，对 按柱顶标高 12.
9、4m 考虑，查2=0.5/owkNm21,q规范得 ，对 按天窗檐口标高 14.3 考虑，查规范得 。屋顶067.1zF 12.z标高 15.99m 考虑，查规范得 。天窗标高 19.86m 考虑，查规范得2.1z。风载体型系数 的分布如图下24.z s单层工业厂房结构课程设计8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 ：)(/97.165.07.14. 438021 mkNBwqzsQk1132 2()().48+.2.-m+(-.4).(5.-43)06549861590K/
10、60=.97KNwsszFhhw 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）20/522577.25600440020260根 据 B 与 K 及 支 座 反 力 影 响 线 ， 可 求 得单层工业厂房结构课程设计9图 3.3 吊车荷载作用下支座反力影响线3.4.1 吊车竖向荷载由公式求得吊车竖向荷载设计值为： )(4321max,ax yyPDQk =1.4202（1+0.267+0.8+0.067）=603.5KNKNP3.1795.602maxinm
11、i =7508002=350mm3e3.4.2 吊车横向水平荷载作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为： 11()0.(27.)6.9344TQgkNkN作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为： max.6.93.1420.Qiy K其作用点到柱顶的距离y= 684./,.218. ueu HymhH四、内力计算4.1 恒载作用下排架内力分析单层工业厂房结构课程设计10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 i计 算 ， 见 表 4.1。表 4.1 柱 剪 力 分 配 系 数柱 别 lInuH )1(30nClEIH0ii1A、 C 柱295.0,1. 3106.2,48.286.0B 柱 .,8.n EC3100.,15.4.在G1作用下：KNG4.311KNGA48.7432A8526514B.72345B9.1M=e0=.km 214A3=()e-(.)2-0.348k 对 A、C 柱，已知 由规范公式：295.,0.n2.122)109.(25.13)(12333n32.).(.)(32323C因此，在 共同作用（即在 G1 作用下）柱顶不动铰支承的反力21M和 12128.7AMRCkNH.k
