三层工业厂房设计.docx
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三层工业厂房设计
1设计资料
1.1设计标高:
室内设计标高土0.000。
1.2基本风压3=0.4KN/m3。
1.3抗震设防烈度:
7度,地震加速度0.15g,地面粗糙类型B累,场地类别H。
1.4地质资料:
持力层黄色砂岩:
fa=350KN/川,地下水位:
-3.000m,基础建议埋深:
1.5活荷载,屋面活荷载:
0.6KN/怦,楼面活荷载:
4KN怦。
2结构布置及结构计算简图的确定
1.5m。
1■
1
•
—
i
I
4Rnn
dRfin
dsnn
4800
结构平面布置图如图一所示
图一结构平面布置图各梁柱截面尺寸如下:
主梁:
取h=l/10=6600/10=660mm,b=h/2=330mm;
次梁:
取h=l/11=6600/11=600mm,b=h/2=300mm;柱子:
取截面尺寸为400x400mm;板厚:
100mm。
3.荷载计算
3.1恒载计算
3.1.1屋面框架梁线荷载标准值:
30厚500x500混凝土板
120X120两匹砖墩
40厚混凝土防水层
干油毡隔离层
15厚找平层
10厚抹灰层
r=25KN/m3
r=19KN/m3
r=25KN/m3
r=0.05KN/m2
r=20KN/m3
r=18KN/m3
100厚现浇混凝土板屋面荷载
框架梁自重
r=25KN/m3
6.832KN/m3
梁侧粉刷
0.33X0.66x25=5.445KN/m
2x(0.66-0.1)x0.02x17=0.3468KN/m
作用在顶层的屋面线荷载:
g3ABi=g3Bci=g3CDi=5.7819KN/m;
g3AB2=g3BC2=g3CD2=32.7936KN/m。
3.1.2楼面框架线荷载标准值:
10厚水磨石面层
20厚水泥砂浆找平层
100厚钢筋混凝板
10厚抹灰层
r=0.65KN/m2
r=20KN/m3
r=25KN/m3
r=18KN/m3
楼面恒载
作用在楼面梁线何载:
3.73KN/m
g2ABi=g2Bci=g2CDi=5.7819KN/m;g2AB2=g2BC2=g2CD2=17.904KN/m。
3.1.3屋面框架梁节点荷载边柱联系梁:
0.66X0.33X4.8X25=26.136KN;
梁侧粉刷:
2X0.02X(0.66-0.1)X4.8X17=1.664KN;
1m高女儿墙自重:
1X4.8X0.24X7=8.1KN;
女儿墙粉刷:
2X0.02X1X4.8X17=3.264KN;
连系梁传来屋面自重A,D点相同:
0.5X4.8X0.5X4.8X6.832=39.35KN
顶层边节点集中何载
G3A=G3b=78.514KN
中柱连系梁自重
粉刷92X0.02X
连系梁传来的屋面自重B,C节点相同:
26.136KN
(0.66-0.1)X4.8X17=1.664KN
78.7KN
顶层中间节点集中何载
G3B=G3c=106.5KN
3.1.4楼面框架节点何载
边柱连系梁自重
粉刷
框架柱自重
柱粉刷
钢窗自重
窗下墙体自重
墙体粉刷
边柱连系梁传来的楼面自重A,D点相冋
26.136KN
1.664KN
16.8KN
1.34KN
2.27KN
19.7KN
2.94KN
21.48KN
标准层边节点集中何载
G2A=G2d=117.484KN
中柱连系梁传来的楼面自重B,C点相冋
42.96KN
标准层中间节点集中何载
G2B二G2C=88.9KN
次梁传来的集中力次梁自重:
0.6X0.3X4.8X25=21.6KN
屋面板传来的荷载:
0.5X(4.8+0.4)X1.1X6.832X2=39.1KN
顶层作用于次梁上集中荷载:
F3AB=F3BC=F3CD=60.7KN
楼面板传来的荷载:
标准层传来的集中荷载
60.7KN
0.5X(4.8+0.4)X1.1X3.73X2=21.3KN
F2ab=F2bc=F2cd=42.9KN
竖向恒载计算简图
6O.7KM
3.2活载计算
屋面活荷载:
0.6KN/m2;楼面活荷载:
4KN/m2o
3.2.1屋面活荷载的计算:
P3AB=P3BC=P3CD=4.8X0.6=2.88KN
P3A二P3D=0.5X4.8X0.5X4.8X0.6=3.456KN
P3C二P3B=2X3.456=6.912KN
P次梁=0.5X(4.8+0.4)X1.1X0.6=3.432KN
0.5X(4.8+0.4)X1.1X4=
3.2.2楼面活荷载的计算:
P2AB=P2BC=P2CD=4.8X1=19.2KN
P2A=P2D=0.5X4.8X0.4X4.8X4=23.04KN
P2C=P2B=46.08KN
P次梁=0.5X(4.8+0.4)X1.1X4=22.88KN
3.3风荷载计算
GO=*人*-0
对于高宽比(H/B)小于1.5的方形建筑山=1.3;对于高度小于39m高宽比(H/B)小于1.5的建筑Pz=1.0o
经查表顶层遐=1.078,标准层耀=1.0.
层次
3
Z(m)
O0(KN/m2)
A(m)
P(KN)
三层
1.0
13.7
1.127
0.4
15.96
9.4
二层
1.0
9.5
1.0023
0.4
20.16
10.5
一层
1.0
5.3
1.0
0.4
22.8
11.9
9.4KN
1G,5KH
ga
11.9KN
ap
A
7C
B
C
a
s
IT
D
PTl
^600
风荷载计算简图
3.4水平地震荷载
G标准层柱=16.8KNG次梁=21.6KN
三层重力代表值:
G3=5.7918X19.8+3X32.7936X0.5X(6.6+2.2)X106.5X+106.5X78.514
X78.514X4X16.8X0.5+21.6X6=1080.8KN
二层重力代表值:
G2=5.7918X19.8+3X17.904X8.8X0.5+(88.9+117.484)X2+4X16.8X
0.5+21.6X6+(23.04+46.08X0.5)=1156.9KN
一层重力代表值:
G1=G2X1.1XG柱/4.2=1162KN
4内力计算
4.1竖向恒载计算:
线刚度计算:
i=EI/l
梁线刚度:
7.2x1010Nm;标准层柱线刚度:
1.5X1010Nm;底层柱线刚度:
1.2x1010Nm
以标准层线刚度作为i,分层法计算标准层柱刚度乘以09
1
1
U.
4
o.a
4
B
C
1
n
4B
分层法相对线刚度简图
分层法传递简图
4.1.2竖向恒载弯矩计算:
顶层
取对称结构计算
下柱右梁
左梁右梁下柱远端
0.16
0.84
0.79
0.05
0.16
0
-110
110
-110
0
17.6
92.4
―►
46.2
-18.25
—
-36.5
-1.8
-7.9
1.8
2.9215.33-7.665
-6.055
-0.383
-1.227
0.383
20.52
-20.52
121.31
-112.183
-9.127
2.183
二层
上柱下柱右梁
左梁右梁上柱下柱
远端
0.14
0.14
0.72
0.61
0.15
0.12
0.12
6.84
0
-84
84
-84
-3.040
10.78
10.78
55.6
—►
27.8
-8.48
-16.96
-4.17
-3.335-3.335
4.17
1.18
1.18
6.12
―►
3.06
-1.87
-0.4
-0.365-0.365
0.46
18.8
11.96
-30.76
96.03
-88.63
-6.74-3.7
4.63
一层
0.15
0.02
0.73
5.98
0
-84
11.7
9.32
57
-8.85
V—
1.33
1.06
6.46
—►
19.01
10.38
-29.39
上柱下柱右梁
左梁
右梁
上柱
下柱
远端
0.62
0.16
0.12
0.10
84
-84
1.85
0
28.5
-17.7
-4.6
■3.35
-2.85
4.6
3.23
-2.00
-0.52
-0.39
-0.32
0.52
96.03
-89.12
-1.89
-3.17
5.12
1IZ.
112,1B3
19.01
S1*9
孔]沁丄
188
6&.
307t
里向4&HJH下的卒矩圈
单信fKJ-m)
4.1.2竖向恒载剪力计算
顶层边跨
V1X6.6+12.31-20.52-60.7X2.2-60.7X4.4-5.7918X6.6X3.3=0V1=64.5KN
V2X6.6+20.52-121.31-60.7X2.2-60.7X4.4-5.7918X6.6X3.3=0
V2=95.1KN
顶层中间跨
60.7KN
】z営艸山山山山山血l川山山山山]血山山川H山山牛
5.?
9LaKN/m?
112lS3KN-m
5.791BKN/m
V1X6.6=60.7X2.2+60.7X4.4+5.7918X6.6X3.3=79.8KNV2=V1=79.8KN
二层边跨
429KN
96.03KNmEg爭皿山山川■!
川血川川叫山山!
血山山I山山山■!
令
S.TSlflKN/ni1}
V1X+96.03-30.76-42.9X6.6-5.7918X6.6X3.3=0
V1=52.1KN
V2X6.6+30.76-96.03-42.9X6.6-5.7918X6.6X3.3=0
V2=71.9KN
二层中间跨
V1=V2=62KN
一层边跨
30.19KN•n
V1X6.6+96.2-30.19-42.9X6.6-5.7918X6.6X3.3=0V1=52KN
V2X6.6+30.19-96.2-42.9X6.6-5.7918X6.6X3.3=0V2=72KN
一层中间跨
42.9KN
88.66KNm
I-8S.6SKN'm孕川川山口川山山川山山I屮山I山川■!
川川■!
川山蚌5.7918KN/IT11)S)2
V1=V2=62KN
4.1.3竖向恒载轴力计算
顶层边柱
C3D-78.511KN
TGfe=1fi.PRN
Nan
N3D=V1+G3D+G柱=159.814KN
顶层中柱
N3c=106.5+16.8+64.5+95.1=282.9KM
二层边柱
|V1=52.1KN
INSD=155.S14E?
:
7G2DC117.4S4K?
<
Gt5=16.&KN
肥D
N2D=V1+N3D+G2D+N3D+G柱=346.198KN
二层中柱
V1=52.IKN
Gzc88.9KN
113^282*9KN
U(;fe=l6,8KN
|V2=71.9KN
GlD=117.4£4KN
GEE.8KN
F2D=346.138KN
N=V1+V2+G2C+N3c+G柱=512.6KN
一层边柱
|V1=52KK
N1D=V1+G1D+N2D+G柱=532.482KN
■层中柱
V2=72KN
N1C=V1+V2+N2C+G柱=777.5KN
单位(KN)
楼面4KN/m
4.2竖向活载
屋面活载Q=0.6KN/m2
屋面传到次梁的活载:
P次梁=3.432KN;楼面传到次梁的活载:
P次梁=22.88KN。
/、
3.432IH
/
3.432KN
/
/
\
3
<
.432TN
/
22.3
so
2:
.8SKH
22.
88]
:
打
=
、
/、
/
/
、
22.88K
a8K»
22.S
3KN
/X
/
、
\
\
扎
B
r
i
J
!
—
竖向活载计算简图
421竖向活载弯矩计算:
顶层
下柱右梁左梁右梁下柱远端
-22.7
22.7
-22.7
3.6
19.1
—►
9.55
-3.77
—
-7.54
-0.48
-1.53
0.48
0.6
3.17
—►
1.585
-1.252
-0.079
-0.254
0.079
4.2
-4.2
25.043
-23.259
-1.784
0.559
二层
0.61
0.15
0.12
0.12
0.14
0.14
0.72
上柱下柱右梁左梁右梁上柱下柱远端
1.4
0
-33.6
33.6
-33.6
-0.6
0
4.5
4.5
23.2
•11.6
-3.55
—-7.1
-1.7
-1.4
-1.4
1.7
0.2
0.2
1.1
0.55
-0.43
-0.08
-0.02
-0.02
1.78
6.4
2.5
-11.4
38.6
-35.5
-2
-1.6
2.48
一层
上柱
下柱
右梁
左梁
右梁
上柱
下柱
远端
0.140.140.720.610.150.120.12
0.13
0.15
0.72
0.61
0.15
0.13
0.11
2.5
0
-33.6
33.6
-33.6
0.8
0
4.1
4.7
22.6
►
11.3
-6.9
-1.7
-1.5
-1.2
1.7
6.8
5.2
-12
38.5
-35.5
-2.3
-1.2
1.7
422竖向活载的剪力计算:
顶层边跨
V1X6.6+25.03-4.2-3.432X6.6=0
V1=0.28KN
V2X6.6+4.2-25.03-3.432X6.6=0
V2=6.59KN
顶层中间跨
V1X6.6+23.259-23.259-3.432X6.6=0
V1=3.432KN
V2=V1=3.432KN
二层边跨
V1X6.6+38.6-22.88X6.6-11.4=0
V1=18.8KN
V2X6.6+11.4-38.6-22.88X6.6=0
V2=27KN
二层中间跨
22,88KU
V1X6.6+35.5-35.5-22.88X6.6=0
V1=22.88KN
V2=V1=22.88KN
一层边跨
V1X6.6+38.5-12-22.88X6.6=0
V1=18.9KN
V2X6.6+12-38.5-22.88X6.6=0
V2=27KN
一层中间跨
V1X6.6-35.5+35.5-22.88X6.6=0
V1=35.5KN
V2=V1=35.5KN
P3D=3,456KN
423竖向活荷载轴力计算
顶层边柱
|Vl=4.2KK
N3D=P3D+V1=4.48KN
顶层中柱
N2D=16.5KN
二层边柱
|Vl=18.8KN
P3D=23,04EN
4.2KM
N2D=46KN
二层中柱
卜上2TKN
Nac=16.5XH
rF2CM3.08QT
N2C=64.449KN
底层边柱
Nid=87.9KN
底层中柱
112.5KN
|22.88KN
5.912KN
N1C=162.3KN
单位(KN)
3.432
单位(KN)
4.3风载内力计算
P3=7.3KN;P2=10.5KN
;P1=11.5KN;
4.3.1层间剪力:
V3=P3=7.3KNV2=17.8KN
V3=29.5KN
V3边=V3中=?
XV3=1.8KN;V2边=V2
中=?
XV2=4.5KN
V1边=V1中=?
XV3=7.3KN
4.3.2柱边弯矩
顶层边柱弯矩
顶层中柱弯矩
M顶=M底=?
X1.8X4.2=3.8KN•m;
M顶=M底=?
X1.8X4.2=3.8KN•m;
中层边柱弯矩
中层中柱弯矩
M顶=M底=?
X4.5X4.2=9.5KN•m;
M顶=M底=?
X4.5X4.2=9.5KN•m;
底层边柱弯矩
底层中柱弯矩
M顶=?
X5X7.3=12.2KN•m
M顶=?
X5X7.3=12.2KN•m
M底=?
X5X7.3=24.4KN•m
M底=?
X5X7.3=24.4KN•m
4.3.3由节点平衡得到的梁端弯矩:
第三层边跨
第三层中跨
M左端=3.8KN•mM右端=1.9KN•m;
第二层边跨
M左端=M右端=1.9KN•m;
第二层中跨
M左端=13.3KN•mM右端=6.7KN•m;
第一层边跨
M左端=M右端=6.7KN•m;
第一层中跨
M左端=21.7KN•mM右端=10.9KN•m;
M左端=M右端=10.9KN•m;
434梁端剪力计算:
三层边跨:
V=-0.9KN
三层中跨:
V=-(1.9+1.9)/6.6=-0.6KN
二层边跨:
V=-(13.3+6.7)/6.6=-3.0KN
二层中跨:
V=-(6.7+6.7)/6.6=-2.0KN
一层边跨:
V=-(21.7+10.9)/6.6=-4.9KN
一层中跨:
V=-(10.9+10.9)/6.6=-3.3KN
4.3.5轴力计算
三层边柱
N3边=-0.9KN
三层中柱
0.9KM
0.6KN
二层边柱
二层中柱
f耐
N3中=0.9-0.6=0.3KN
3KN
N2边=-0.9-3=-3.9KN
W3t
3KN
N2中=0.3-2-3=-4.7KN
■层边柱
IHili
N1边=-8.8KN
■层中柱
f
I肌申
N1中=-3.3-4.9-4.7=-12.9KN
|38
—
1.9
———-L—~
J
13-3
J
5
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F
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10.9
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10-9T-^
1
9.3
9.5
/
721.7
10.9
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厂
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凤荷载作用
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