單層工業(yè)廠房課程設計

1、<p><b>　　單層工業(yè)廠房</b></p><p><b>　　課程設計</b></p><p>　　學 院： 建筑與土木工程學院 </p><p>　　班 級： 09土木本一</p><p><b>　　姓 名： </b></p>&

2、lt;p><b>　　學 號： </b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　第一章 設計資料</b></p><p><b>　　1.1設計資料</b></p><p><b>　　設計題目&

3、lt;/b></p><p>　　單層工業(yè)廠房課程設計</p><p><b>　　主要內容</b></p><p>　　完成結構選型及結構布置；</p><p>　　編制荷載、內力計算說明書；</p><p>　　內力計算到基礎頂面即可，基礎設計不作要求；</p><p

4、>　　柱（中柱或邊柱）配筋計算；</p><p>　　柱（中柱或邊柱）牛腿尺寸確定和配筋計算；</p><p>　　根據(jù)計算結果繪制排架柱（中柱或邊柱）結構施工圖（模板圖、配筋圖）。</p><p>　　使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設計技術要求：</p><p>　　建筑地點：××市郊區(qū)</p><p

5、>　　某單層單跨鋼筋混凝土裝配車間跨度18米，長66米，柱距6米。</p><p>　　內設兩臺A5級橋式吊車，吊車噸位及軌頂標高見設計分組。廠房室內地坪標高為±0.000m，室外地坪標高為－0.300m，基礎頂面至室內地面距離自行確定。</p><p>　　自然條件：基本風壓、基本雪壓取值等均根據(jù)工程地點查閱相關設計規(guī)范確定。地面粗糙度類別為B類；無抗震設防要求。<

6、/p><p>　　屋面做法： 二氈三油坊水層上鋪小豆石（0.35kN/m2）</p><p>　　20mm厚水泥砂漿找平層（0.4 kN/m2）</p><p>　　100mm厚加氣混凝土保溫層（0.60 kN/m2）</p><p>　　冷底子油一道、熱瀝青二道（0.05 kN/m2）</p><p>　　預應力屋面板

7、（自重查相關圖集）</p><p>　　廠房中標準構件選用情況：</p><p>　　屋面板采用G410標準圖集中的預應力大型混凝土屋面板，自重標準值為1.4 kN/m2；</p><p>　　天溝板采用G410標準圖集中的TGB68-1溝板，自重標準值為1.91 kN/m2； </p><p>　　屋蓋支撐自重0.05 kN/m2；（沿水平

8、方向）</p><p>　　吊車梁采用G323標準圖集中鋼筋混凝土吊車梁，梁高為1200mm，自重標準值39.5 kN/根；軌道及零件自重0.8 kN/m，軌道高度取0.2m；</p><p>　　屋架采用G415標準圖集中預應力鋼筋混凝土折線型屋架，自重69.0 kN/榀，屋架底部至頂部高度為2950mm，屋架在檐口處高度為1650mm。</p><p><

9、b>　　材料選用：</b></p><p><b>　　混凝土：C30；</b></p><p>　　鋼筋：主要受力鋼筋為HRB335鋼筋，構造鋼筋為HPB235</p><p>　　鋼筋直徑 d<12mm時用HPB235鋼筋；d12mm時用HRB335鋼筋</p><p><b>　　

10、設計分組</b></p><p>　　第二章 廠房標準構件及排架柱材料選用</p><p>　　2.1 廠房中標準構件選用情況</p><p>　　2.1.1 屋面做法</p><p>　　兩氈二油防水層上鋪小石子： 0.35kN/m</p><p>　　20mm水泥沙漿找平

11、層： 0.4kN/m</p><p>　　100mm厚加氣混凝土保溫層： 0.6kN/m</p><p>　　冷底子油一道，熱瀝青兩道： 0.05kN/m</p><p>　　20mm水泥沙漿找平層： 0.4kN/m</p>&

12、lt;p>　　合計： </p><p>　　屋面活荷載： </p><p>　　屋面外荷載： </p><p>　　屋面板采用G410標準圖集中的預應力大型混凝土屋面板，自重標準值為1.4

13、 kN/m2</p><p>　　板自重： </p><p>　　灌縫重： </p><p><b>　　2.1.2屋架</b></p><p>　　屋架采用G415（一）標準圖集的預應力混凝土

14、折線型屋架（YWJ—21—1Ba）</p><p>　　允許外荷載： 4.00kN/m</p><p>　　屋架自重： </p><p><b>　　2.1.3天溝板</b></p><p>　　天溝板采用

15、G410（三）標準圖集。</p><p>　　中間跨： TGB68—1</p><p>　　中間跨左開洞： TGB68—1b</p><p>　　中間跨右開洞： TGB68—1a</p&g

16、t;<p>　　端跨左開洞： TGB68—1sb</p><p>　　端跨右開洞： TGB68—1sb</p><p>　　構件自重： 1.91kN/m</p><p><

17、;b>　　2.1.4吊車梁</b></p><p>　　吊車梁選用G323（二）標準圖集,中級工作制備，兩臺起重量為10t的吊車, ,選用吊車梁：邊跨DL—11B：構件自重： 。</p><p>　　吊車軌道聯(lián)接選用G325標準圖集,中級吊車自重：。</p><p>　　2.2排架柱材料選用</p><p>　　(1) 混凝

18、土：采用C30。</p><p>　　(2) 鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335級。</p><p>　　(3) 箍筋：采用HPB235級。</p><p>　　(4) 型鋼及預埋鐵板均采用I級。</p><p>　　第三章 排架柱高與截面計算</p><p><b>　　3.1排架柱高計算</b&g

19、t;</p><p>　　由吊車資料表可查得：H＝2600mm,軌頂墊塊高為200mm。</p><p>　　牛腿頂面標高 ＝軌頂標高－吊車梁－軌頂墊塊高</p><p>　　＝10.2－1.200－0.200</p><p>　?。?.800m(取8.80m)</p><p>　　柱頂標高 ＝牛腿頂面標高+吊車梁高+

20、軌頂墊塊高+H+0.220</p><p>　?。?.00+1.200+0.200+2.6+0.220</p><p>　　＝13.22m (取13.3m)</p><p>　　上柱高 ＝柱頂標高－牛腿頂面標高</p><p>　?。?3.3-8.800=4.500m</p><p>　　全柱高＝柱頂標高－基頂標高&l

21、t;/p><p>　?。?3.300－(－0.300)＝10.600m</p><p>　　下柱高＝全柱高－上柱高</p><p>　　＝13.600－4.500＝9.100m</p><p>　　實際軌頂標高＝牛腿頂面標高+吊車梁高+軌頂墊塊高</p><p><b>　?。?0.2m</b><

22、;/p><p>　　則 (10.2m－10m)÷10m＝0.02＜0.220 滿足要求。</p><p>　　3.2排架截面尺寸計算</p><p>　　截面尺寸需要滿足的條件為：b≧H/22＝205mm.h≥H/12＝375mm</p><p>　　取柱截面尺寸為：上柱：（b×h）＝400×400</p

23、><p>　　下柱：I(b×h×b×h)＝400×1000×100×150（如圖3-1）</p><p>　　圖3-1 下柱截面圖</p><p><b>　　計算參數(shù)</b></p><p>　?、偕稀⑾轮孛鎽T性矩I</p><p>　　

24、上柱Iu＝1/12×0.4×0.53＝0.0042m4</p><p>　　下柱Il＝1/12×0.4×1.03+2×1/12×（0.15+0.025/3）×（0.95+1/3×0.025×2）3＝0.0256m4 </p><p>　?、谏?、下柱截面面積A</p><p>　

25、　上柱Au＝0.4×0.5＝0.2m2</p><p>　　下柱Al＝0.4×1.0-2×[（0.95+1.0）/2×0.15]＝0.1975m2</p><p>　?、凵现c全柱高比值λ</p><p>　　λ＝4.5/13.6＝0.331</p><p><b>　?、軕T性矩比值n<

26、/b></p><p>　　n＝Iu/Il=0.0042/0.0256=0.164</p><p>　　排架計算簡圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 排架計算簡圖</p><p>　　第四章 排架柱上的荷載計算</p><p><b>　　4.1屋蓋自重計算</b><

27、/p><p>　　1.2×（1.80+1.30+0.10）×6×+1.2×69.0×0.5=248.76KN(作用在柱頂)</p><p><b>　　4.2柱自重計算</b></p><p>　　上柱：（作用于上柱中心線）</p><p><b>　　下柱：<

28、;/b></p><p>　　4.3吊車、吊車梁及軌道自重計算</p><p>　　4.4屋面活荷載計算</p><p><b>　　4.5吊車荷載計算</b></p><p>　　豎向荷載：275kN, 57.5kN, K=4700mm, B=6100mm, 347.5kN, 117kN。</p>

29、<p><b>　?。▓D4-1）影響線</b></p><p>　　根據(jù)B與K，由影響線（見圖4-1）</p><p><b>　　可以求得</b></p><p>　?。? ＝0.767</p><p>　?。?.00, ＝0.217 </p><

30、;p><b>　　由上求得</b></p><p><b>　　吊車水平荷載為</b></p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　→ ←)</b></p><p>　　其作用點到柱頂?shù)拇怪本嚯x</p><

31、p><b>　　4.6風荷載計算</b></p><p><b>　　基本風壓:</b></p><p>　　風壓高度變化系數(shù)μz按B類地區(qū)考慮，根據(jù)柱頂標高13.3m，查看《荷載規(guī)范》用內插法得, 對Fw按檐口標高14.42m, 得，風載體型系數(shù)μs1＝+0.8, μs2＝-0.5,</p><p><b&g

32、t;　　則</b></p><p>　　柱頂風荷載集中力設計值：</p><p><b>　　第五章 內力計算</b></p><p><b>　　5.1作用內力計算</b></p><p>　　5.1.1 作用(排架無側移)</p><p><b>

33、　　由, ,則：</b></p><p>　　故作用下不動鉸承的柱頂反力為</p><p><b>　　(→)</b></p><p><b>　　同時有</b></p><p>　　故在作用下不動鉸承的柱頂反力為</p><p><b>　　(→)&l

34、t;/b></p><p>　　故在共同作用下（即在G作用下）不動鉸支承的柱頂反力為</p><p><b>　　(→)</b></p><p>　　相應的計算簡圖及內力圖如圖5-1所示</p><p>　　圖5-1 恒荷載作用下的內力</p><p>　　(a)G的作用；(b)M圖(kN

35、·m)；(c)N圖（kN）</p><p>　　5.2 屋面活荷載內力計算</p><p>　　對于單跨排架，與一樣為對稱荷載，且作用位置相同，但數(shù)值大小不同。故由的內力計算過程可得到的內力計算數(shù)值；</p><p><b>　　(→)</b></p><p>　　相應的計算簡圖及內力圖如圖5-3 所示。&l

36、t;/p><p>　　圖5-3 Q作用計算簡圖及內力圖</p><p>　　(a)Q的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)</p><p>　　5.3 吊車豎向荷載作用內力計算</p><p>　　當Dmax,k作用在A柱時</p><p><b>　　A柱</b></

37、p><p><b>　　B柱</b></p><p>　　與恒載計算方法相同，可得C3=1.127</p><p><b>　　A柱</b></p><p><b>　　B柱</b></p><p>　　A柱與B柱相同，剪力分配系數(shù)</p>&

38、lt;p><b>　　內力圖如圖（11）</b></p><p>　　圖（11）吊車豎向荷載作用下內力圖</p><p>　　吊車豎向荷載作用，Dmin，k在A柱，Dmax,k在B柱。A柱內力相當于Dmax,k在A柱時B柱的內力，但彎矩、剪力符號相反；B柱內力相當于Dmax,k在A柱是A柱的內力，但彎矩、剪力符號相反,在此不再做計算。</p>&l

39、t;p>　　吊車水平荷載作用下：</p><p>　　當Tmax向左作用時</p><p>　　由規(guī)范公式可得 </p><p>　　Tmax向左作用的M圖、N圖如圖（12）所示。</p><p>　　圖（12）吊車水平荷載作用下內力圖</p><p>　　Tmax向右作用的M圖、N圖于上述情況相反。

40、</p><p>　　5.4 風荷載作用下：</p><p>　　風從左向右作用，在q1和 q2 作用下，由規(guī)范公式：</p><p>　　風荷載作用下的M、N圖如圖（13）</p><p>　　當風從右向左吹時，其M、N圖與上述情況相反。</p><p>　　圖（13）風荷載作用下內力圖</p>&l

41、t;p>　　5.6最不利荷載組合。</p><p>　　由于本例結構對稱，故只需對A柱（或B柱）進行最不利內力組合，其步驟如下：</p><p>　?。?）確定需要單獨考慮的荷載項目。本工程為不考慮地震作用的單跨排架，共有8種需要單獨考慮的荷載項目，由于小車無論向右或向左運行中剎車時，A、B柱在T作用下，其內力大小相等而符號相反，在組合時可列為一項。因此，單獨考慮的荷載項目共有7項。

42、</p><p>　?。?）將各種荷載作用下設計控制截面（I—I、II—II、III—III）的內力M、N（III—III截面還有剪力V）填入組合表5-1 。填表時要注意有關內力符號的規(guī)定。</p><p>　?。?）根據(jù)最不利又最可能的原則，確定每一內力組的組合項目，并算出相應的組合值。計算中，當風荷載與活荷載（包括吊車荷載）同時考慮時，除恒荷載外，其余荷載作用下的內力均應乘以0.85的

43、組合系數(shù)。</p><p>　　排架柱全部內力組合計算結果列入表5-1。</p><p>　　表5-1 排架柱內力組合表</p><p>　　第六章 排架柱設計</p><p>　　6.1柱截面配筋計算</p><p>　　最不利內力組的選用：由于截面3—

44、3的彎矩和軸向力設計值均比截面2—2的大，故下柱配筋由截面3—3的最不利內力組確定，而上柱配筋由截面1—1的最不利內力組確定。</p><p>　　6.1.1 Ⅰ——Ⅰ 截面配筋：</p><p>　　1. 組合(與組合相同)</p><p>　　M=102.52 N=271.26</p><p>　　h0=h-=500-45=455&

45、lt;/p><p>　　L0=2H0=2×4500=9000</p><p>　　A=400500=200000mm2</p><p>　　縱向受力鋼筋采用HRB335級ξb</p><p>　　ea=max(h/30,20)=20</p><p>　　e0＝M/N=378</p><p>

46、;　　ei= e0+ ea =398</p><p>　　ζc=0.5fCA/N=0.5×14.3×200000/271260=5.272>1取ζc=1.0</p><p><b>　　1.247</b></p><p>　　e=ηei+h/2-=1.247×398+500/2-45=701.31 </

47、p><p>　　ξ<ξb = （大偏心受壓）</p><p><b>　　故取X=進行計算</b></p><p>　　=ei-h/2+ as =398-500/2+45=193</p><p>　　As=N es`/[fy(h-as)=271260/[300×（455-40）]=420.5</p>

48、;<p>　　Amin=0.2%×200000=400</p><p><b>　　2.組合</b></p><p>　　M=46.27 N=309.06</p><p>　　縱向受力鋼筋采用HRB335級ξb</p><p>　　ea=max(h/30,20)=20</p>

49、<p>　　e0＝M/N=149.71</p><p>　　ei= e0+ ea =169.71</p><p>　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×200000/309060=4.63>1取ζ1=1</p><p><b>　　1.58</b></p><p>　　e

50、=ηei+h/2-=1.580×169.71+500/2-45=473.14 </p><p>　　ξ<ξb （大偏心受壓）</p><p><b>　　故取X=進行計算</b></p><p>　　es`=ei-h/2+ as =169.71-500/2+45=-35.29<0</p><p>

51、　　As=N es`/[fy(h-as)=309060×（-35.29）/[300×（455-40）]=-87.6</p><p>　　Amin=0.2%×200000=400</p><p>　　6.1.2Ⅲ——Ⅲ 截面配筋：</p><p><b>　　1.組合</b></p><p>

52、　　M=619.88 N=987.26</p><p>　　h0=h-as=1000-45=955</p><p>　　L0=10H0==9550</p><p><b>　　A=197500</b></p><p>　　縱向受力鋼筋采用HRB335級ξb</p><p>　　ea=max

53、(h/30,20)=33 </p><p>　　e0＝M/N=627.9 </p><p>　　ei= e0+ ea =660.9</p><p>　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×197500/987260=1.43>1取ζc=1</p><p><b>　　1.09</b&g

54、t;</p><p>　　e=ηei+h/2- as =1.09×660.9+1000/2-45=1175.4 </p><p>　　ξ<ξb （大偏心受壓）</p><p>　　X= h0ξ=955×0.181=172.9</p><p>　　h0ξb=955×0.55=525.25 &

55、lt;/p><p>　　2as=90 =150</p><p>　　經(jīng)比較,ξb ，應重新計算 X</p><p>　　Amin=0.2%×A=0.2%×197500=395</p><p><b>　　2. 組合</b></p><p>　　M=267.78

56、 N=1096.05</p><p>　　ea=max(h/30,20)=33 </p><p>　　e0＝M/N=244.3 </p><p>　　ei= e0+ ea =277.3</p><p>　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×197500/10960500=1.288>1取ζc=1&l

57、t;/p><p><b>　　1.21</b></p><p>　　e=ηei+h/2-as=1.21×277.3+1000/2-45=790.53 </p><p>　　ξ<ξb （大偏心受壓）</p><p>　　經(jīng)比較,ξb ，應重新計算 X</p><p>&l

58、t;b>　　<0</b></p><p>　　Amin=0.2%×A=0.2%×197500=395</p><p><b>　　3. 組合</b></p><p>　　M=500.94 N=370.79</p><p>　　ea=max(h/30,20)=33

59、</p><p>　　e0＝M/N=1351.1</p><p>　　ei= e0+ ea =1384.1</p><p>　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×197500/370790=3.81>1取ζc=1</p><p><b>　　1.042</b></p>

60、<p>　　e=ηei+h/2-as=1.042×1384.1+1000/2-45=1351.92 </p><p>　　ξ<ξb （大偏心受壓）</p><p>　　經(jīng)比較X< h0ξb且X< 2as,則說明受壓筋不能達到屈服強度，此時應按以下公式計算。</p><p>　　=ei-h/2+ as =1384.1-10

61、00/2+45=929.1</p><p>　　As=N es`/[fy(h-as)=370790×929.1/[300×（1000-40）]=1248.19</p><p>　　Amin=0.2%×A=0.2%×197500=395</p><p>　　比較以上計算結果，排架柱配筋為：（單側）</p><

62、p>　　上柱：（763） 配筋率:0.38% </p><p>　　下柱：（1256） 配筋率:0.64% </p><p>　　6.2柱在排架平面外承載力驗算</p><p>　　?、瘛?、Ⅲ——Ⅲ截面中的進行驗算</p><p>　　查表（有柱間支撐，垂直房屋排架柱，有吊車房屋柱）得計算高度：</p><

63、p>　　上柱:L0=1.25Hu=1.25×4500=5625</p><p>　　下柱:L0=0.8HL=0.8×9100=7280</p><p>　　1. Ⅰ——Ⅰ 截面：</p><p><b>　　=309.06</b></p><p>　　L0/b=5625/400=14.06

64、 查表得 φ=0.9185</p><p>　　φ =0.9×0.9185×（14.3×200000+2×300×763）</p><p>　　= 2742.7.0> 滿足要求</p><p>　　2. Ⅲ——Ⅲ 截面</p><p><b>　　=1096.05<

65、;/b></p><p>　　L0/b=7280/400=18.2 查表得 φ=0.804</p><p>　　φ =0.9×0.804×（14.3×197500+2×300×1256）</p><p>　　= 2588.9> 滿足要求</p><p><b&

66、gt;　　6．3裂縫寬度驗算</b></p><p><b>　　1 1—1截面：</b></p><p><b>　　2 下柱3—3截面</b></p><p><b>　　6.4柱牛腿設計</b></p><p>　　6.4.1牛腿幾何尺寸的確定：</p&

67、gt;<p>　　牛腿截面尺寸與柱寬相等，為400，牛腿頂面的長度為800，相應牛腿水平截面長度為1300。取牛腿外邊緣高度為h＝400，傾角ɑ＝45°,于是牛腿的幾何尺寸如圖6-1所示。</p><p>　　圖6-1 牛腿幾何尺寸及配筋圖</p><p>　　6.4.2牛腿幾何尺寸的驗算：</p><p>　　由于吊車垂直荷載作用下柱截面內

68、，取ɑ＝0，</p><p><b>　　則</b></p><p>　　F＝D＋G＝687.456＋54.6＝742.056</p><p>　　F＝T＝32.22/1.4＝23.01</p><p>　　＝0.8×(1－0.5×)×</p><p>　?。?29.

69、53＞F＝742.056</p><p>　　所以截面尺寸滿足要求。</p><p>　　6.4.3牛腿配筋：</p><p>　　由于吊車垂直荷載作用下柱截面內，故該牛腿可按構造要求配筋：</p><p>　　作用在牛腿上的荷載有Dmax、G3、Tmax</p><p>　　F＝D＋G＝687.456＋54.6＝74

70、2.06</p><p>　　= T=32.22 kN</p><p>　　F＝T＝32.22/1.4＝23.01</p><p>　　h0=400+300-45=655mm </p><p>　　豎向力作用點位于下柱截面以內（150）</p><p>　　a=-150mm<0.3h0=0.3×65

71、5=196.5mm 取a=196.5</p><p><b>　　1001.9</b></p><p>　　ρ=As/bh0=722/(400×560)=0.32% 0.2%<0.32%<0.6%</p><p>　　選418 （1017mm2） </p><p>　　因為a=-150

72、mm<0.3h0=0.3×655=196.5mm，可不設彎起鋼筋</p><p>　　箍筋要求:在上部2/3范圍內的水平箍筋總截面面積不應少于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的1/2。取ф10@100，有</p><p>　　×h×A×2/100＝886.2mm＞A/2＝1887/2＝508.5 mm（符合要求）</p><p&

73、gt;　　6.4.4局部承壓強度驗算：</p><p>　　0.75fA＝0.75×14.3×400×500＝1887 kN＞F=742.06</p><p><b>　　所以滿足要求。</b></p><p>　　第七章 柱子配筋圖</p><p><b>　　配筋圖</