单层厂房课程设计报告Word文档下载推荐.docx
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上部柱高
下部柱高
上部柱采用矩形截面;
下部柱采用Ⅰ型截面。
上柱:
()
下柱:
下柱:
图1厂房计算简图及柱截面尺寸
四.荷载计算
1.恒荷载
(1)屋盖恒荷载
SBS防水层
20mm厚水泥砂浆找平层
100mm厚水泥珍珠岩保温层
隔气层
大型预应力屋面板(包括灌缝重)
总1
屋架
则作用屋架一段作用于柱顶的自重为:
作用于上部柱中心线外侧处。
(2)柱和吊车梁等恒荷载
上柱:
作用在牛腿顶截面处;
作用在基础顶截面处;
吊车梁及轨道自重:
2.屋面活荷载
由《荷载规范》查得屋面活荷载标准值为0.5kN/m2,雪荷载0.75kN/m2(50年一遇),故考虑雪荷载。
作用于上部柱中心线外侧e0=50mm处。
3.风荷载
由《荷载规范》查得哈尔滨地区基本风压为
ω0=0.50kN
柱顶处集中风荷载风压高度变化系数(按B类地面粗糙度取)按檐口离室外地坪的高度来计算。
查表可得离地面时,,离地面时,,用插入法,可得
柱顶处均布风荷载风压高度变化系数(按B类地面粗糙度取)按柱顶离室外地坪的高度来计算。
同理可得
风荷载标准值:
则作用于排架上的风荷载设计值为:
(屋面坡度为1/10)
故
风荷载作用下的计算简图如下图:
图2风荷载作用下计算简图
4.吊车荷载
吊车跨度
查附录12,得Q=20/5t,Lk=19.5m时的吊车最大轮压标准值Pmax,k、最小轮压标准值Pmin,k、小车自重标准值G2,k以及吊车额定起重量相对应的重力标准值G3,k:
Pmax,k=205kN,Pmin,k=45kN,G2,k=75kN,G3,k=200kN
并查得吊车宽度B和轮距K:
B=5.55m,K=4.40m
(1)吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin
由图所示的吊车梁支座影响线知
(2)吊车横向水平荷载设计值Tmax
五.内力分析
1、屋盖荷载作用下的内力分析
(1)屋盖集中恒荷载F1作用下的内力分析
柱顶不动点反力
由于n=0.109,=0.284则代入公式
则
(2)屋盖集中活荷载F6作用下的内力分析
在F1、F6分别作用下的排架柱弯矩图、轴向力图和柱底剪力图如下,图中标注出的内力值是指控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面的内力设计值。
弯矩以使排架柱外侧受拉为正,反之为负;
柱底剪力以向左为正、向右为负。
<
1>
屋盖恒荷载作用下的内力图<
2>
屋盖活荷载作用下的内力图
2、柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析。
不作排架分析,其对排架产生的弯矩和轴向力如下图所示:
3、吊车荷载作用下的内力分
(1)Dmax作用在A柱,Dmin作用在B柱时,A柱的内力分析
Mmax=Dmaxe=555.345×
(0.75-0.45)=166.6kNm
Mmin=Dmine=121.91×
(0.75-0.45)=36.57kNm
这里的偏心距e是指吊车轨道中心至下部柱截面形心的水平距离。
A柱顶的不动支点反力,代入公式得:
A柱顶不动支点反力
A柱顶水平剪力:
内力图示如下图(a)
(2)Dmin作用在A柱,Dmax作用在B柱时的内力分析
此时,A柱顶剪力与Dmax作用在A柱时相同,也是VA=9.31kN(←)故可得内力值,示于下图(b)
(3)在Tmax作用下的内力分析
Tmax至牛腿顶面的距离0.9+0.184=1.084m;
Tmax至柱底的距离为9+0.15+1.0=10.15。
因A柱和B柱相同,受力也相同,故柱顶位移相同,没有柱顶剪力,故A柱的内力如下图(c)
4、风荷载作用下A柱的内力分析
左风时,在q1、q2作用下的柱顶不动铰支座反力,代入计算公式:
不动铰支座反力:
(←)
A柱顶水平剪力:
(→)
故左风和右风是,A柱的内力图分别示于下图(a)和(b)
六.内力组合
单跨排架的A柱与B柱承受荷载的情况相同,故仅对A柱在各种荷载作
用下的内力进行组合。
表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表,表2为A柱承载力极限状态荷载效应的基本组合,表3为A柱正常使用极限状态荷载效应的标准组合及准永久组合。
表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表
荷载种类
恒荷载
屋面活荷载
风荷载
吊车荷载
左风
右风
T(→)
T(←)
荷载编号
1
2
3
4
5
6
7
8
Ⅰ-Ⅰ
-5.135
-1.51
36.93
-48.43
-33.52
20.18
-20.18
272.98
75.6
-4.28
-1.08
26.38
-34.59
-23.94
14.42
-14.42
227.48
54.0
Ⅱ-Ⅱ
3.205
133.08
0.004
297.9
555.35
121.91
2.67
95.06
248.25
396.69
87.08
Ⅲ-Ⅲ
22.42
4.20
332.81
-297.43
48.6
-81.9
188.99
-188.99
366.23
2.12
0.63
48.63
-37.48
-9.31
18.62
-18.62
18.68
3.0
237.72
-212.45
34.71
-58.5
134.99
-134.99
305.19
396.68
1.77
0.45
34.74
-26.77
-6.65
13.3
-13.3
注:
(1)内力的单位是kN·
m,轴力的单位是kN,剪力的单位是kN;
(2)表中弯矩和剪力符号对杆端以顺时针为正,轴向力以压为正;
(3)表中第1项恒荷载包括屋盖自重、柱自重、吊车梁及轨道自重;
(4)组合时第3项与第4项、第5项与第6项、第7项与第八项二者不能同时组合;
(5)有T作用时候必须有Dmax或Dmin同时作用。
表2为A柱承载力极限状态荷载效应的基本组合
组合
荷载
组合内
力名称
由可变荷载效应控制的组合
(简化规则)
1+0.9(2+3)
1+0.9(3+5+7)
1+0.9(2+3+5+7)
26.74
341.02
174.38
797.72
539.56
934.09
54.83
1+0.9(4+6+8)
1+0.9(2+4+6+8)
-97.05
-59.91
475.66
-489.67
475.92
-56.75
-98.41
172.84
865.76
-58.84
407.62
-489.07
475.95
注:
由永久荷载效应控制的组合:
其组合值不是最不利,计算从略。
七.柱子设计
1.上柱配筋计算
从表2中选取两组最不利的内力
M1=-97.05kN·
m;
N1=272.98kN。
M2=-98.41N·
N2=341.02kN。
(1)先按M1,N1计算
l0/h=2×
3600/400=18>
5,故需要考虑纵向弯曲影响,其截面按对称配筋计算,偏心距为:
e0=M1/N1=97.05/272.98=0.356m
ea=h/30=400/30=13.33mm≤20mm,取20mm
ei=e0+ea=356+20=376mm
ζc=0.5fcA/N=0.5×
14.3×
1.6×
105/(272.98×
103)=4.19>
1.0
取ζc=1.0
则e=ηsei+h/2-as=1.21×
376+400/2-40=614.96mm
ζb=0.518
N≤ɑ1fcbh0ζ
ζ=N/(ɑ1fcbh0)=272.98×
103/(1.0×
400×
360)=0.132<
ζb
ζh0=0.132×
360=47.52mm<
2as’=80mm
不满足则取x=2as’=80mm来计算,
e’=ηsei-h/2+as’=1.21×
376-400/2+40=294.96mm
选用320,,故截面一侧钢筋截面面积
;
同时柱截面总配筋
。
(2)再按M2,N2计算(M2=-98.41N·
N2=341.02kN)
e0=M2/N2=98.41/341.02=0.289m
ei=e0+ea=289+20=309mm
105/(341.02×
103)=3.35>
则e=ηsei+h/2-as=1.25×
309+400/2-40=546.25mm
ζ=N/(ɑ1fcbh0)=341.02×
360)=0.167<
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