单层工业厂房课程设计汇本.docx
- 文档编号:546378
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:27
- 大小:514.41KB
单层工业厂房课程设计汇本.docx
《单层工业厂房课程设计汇本.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单层工业厂房课程设计汇本.docx(27页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
单层工业厂房课程设计汇本
《单层工业厂房》课程设计
姓名:
班 级:
学 号:
一.结构选型
该厂房是市的一个高双跨(18m+18m)的机械加工车间。
车间长90m,柱矩6米,在车间中部,有温度伸缩逢一道,厂房两头设有山墙。
柱高大于8米,故采用钢筋混凝土排架结构。
为了使屋架有较大的刚度,选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。
选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。
厂房的各构选型见表1.1
表1.1主要构件选型
由图1可知柱顶标高是10.20米,牛腿的顶面标高是6.60米,室地面至基础顶面的距离0.5米,则计算简图中柱的总高度H,下柱高度Hl和上柱的高度Hu分别为:
H=10.2m+0.6m=10.8mHl=6.60m+0.6m=7.2mHu=10.8m-7.2m=3.6m
根据柱的高度,吊车起重量及工作级别等条件,确定柱截面尺寸,见表1.2。
见表1.2柱截面尺寸及相应的参数
截面尺寸/mm
面积/mm2
惯性矩/mm4
自重/(KN/m)
A,C
上柱
矩400×400
160000
2130000000
4.0
下柱
I400×800×100×150
177500
14387000000
4.43
B
上柱
矩400×400
160000
2130000000
4
下柱
I400×800×100×150
177500
14387000000
4.43
二.荷载计算
1.恒载
图1
求反力:
F1=116.92
F2=111.90
屋架重力荷载为59.84,则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值:
GA1=1.2×(116.92+59.84/2)=176.81KN
GB1=1.2×(111.90×6+59.84/2)=170.18KN
(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值
GA3=1.2×(27.5+0.8×6)=38.76KN
GB3=1.2×(27.5+0.8×6)=38.76KN
(3)柱重力荷载的设计值
A,C柱
B柱
2.屋面活荷载
屋面活荷载的标准值是0.5KN/m2,作用于柱顶的屋面活荷载设计值:
Q1=1.4×0.5×6×18/2=37.8KN
3,风荷载
风荷载标准值按ωk=βzμsμzω0计算其中ω0=0.5KN/m2,βz=1,μz根据厂房各部分
及B类地面粗糙度表2.5.1确定。
柱顶(标高10.20m)μz=1.01
橼口(标高12.20m)μz=1.06
屋顶(标高13..20m)μz=1.09
μs如图3所示,由式ωk=βzμsμzω0可得排架的风荷载的标准值:
ωk1=βzμs1μzω0=1.0×0.8×1.01×0.5=0.404KN/m2
ωk2=βzμs2μzω0=1.0×0.4×1.01×0.5=0.202KN/m2
图2荷载作用位置图
图3风荷载体型系数和排架计算简
q1=1.4×0.404×6=3.39KN/m
q1=1.4×0.202×6=1.70KN/m
Fw=γQ[(μs1+μs2)×μzh1+(μs3+μs4)×μzh2]βzω0B
=1.4[(0.8+0.4)×1.01×(12.2-10.2)+(-0.6+0.5)×1.01×(13.2-12.2)]×1×0.5×6
=10.23KN
4.吊车荷载
吊车的参数:
B=5.55米,轮矩K=4.4,pmax=215KN,pmin=25KN,g=38KN。
根据B和K,
可算出出吊车梁支座反力影响线中个轮压对应点的竖向坐标值,如图4所示:
图4 吊车荷载作用下支座反力的影响线
(1)吊车的竖向荷载
Dmax=γQFpmax∑yi=1.4×115×(1+0.075+0.808+0.267)=346.15KN
Dmin=γQFpmin∑yi=1.4×25×(1+0.075+0.808+0.267)=75.25KN
(2)吊车的横向荷载
T=1/4α(Q+g)=1/4×0.12×(100+38)=4.14KN
吊车横向荷载设计值:
Tmax=γQT∑yi=1.4×4.14×2.15=12.46KN
三.排架力分析
1.恒荷载作用下排架力分析
图5 恒荷载作用的计算简图
G1=GA1=176.81KN;G2=G3+G4A=38.76+17.28=56.04KN;G3=G5A=38.28KN;
G4=2GB1=340.361KN;G5=G3+2G4B=2×38.76+17.28=94.8KN;
G6=G5B=38.28KN;
M1=G1×e1=171.81×0.05=8.60KN.m;
M2=(G1+G4A)e0-G3e3=(176.81+17.28)×0.2-38.28×0.35=25.42
C1=×=2.03;C1=×=1.099;
RA=C1+C3=(8.60×2.03+25.42×1.099)/10.8=4.20KN(→)
RC=-4.20KN(←);RB=0KN;
力图:
图6恒荷载力图
2.活荷载作用下排架力分析
(1)AB跨作用屋面活荷载
图7AB跨作用活荷载作用简图
Q=37.8KN,则在柱顶和变阶处的力矩为:
M1A=37.8×0.05=1.89KN.m,M2A=37.8×0.25=7.56KN.m,M1B=37.8×0.15=5.67KN.m
RA=C1+C3=(1.89×2.03+7.56×1.099)/10.8=1.124KN(→)
RB=C1=5.67×2.03/10.8=1.07KN(→)
则排架柱顶不动铰支座总的反力为:
R=RA+RB=1.124+1.07=2.19KN(→)
VA=RA-RηA=1.32-0.33×2.19=0.40KN(→)
VB=RB-RηB=1.07-0.33×2.19=0.35KN(→)
VC=-RηC=-0.33×2.19=-0.72KN(←)
排架各柱的弯矩图,轴力图,柱底剪力如图8所示:
图8AB跨作用屋面活荷载力图
(2)BC跨作用屋面活荷载
由于结构对称,且BC跨的作用荷载与AB跨的荷载相同,故只需叫图8的各力图位置及方向调一即可,如图10所示:
图9AB跨作用活荷载作用简图
图10BC跨作用屋面活荷载力图
3.风荷载作用下排架力分析
(1)左吹风时
C==0.33
RA=-q1HC11=-3.39×10.8×0.33=-12.08KN(←)
RC=-q1HC11=-1.70×10.8×0.33=-6.06KN(←)
R=RA+RC+Fw=12.08+6.06+10.23=28.37KN(←)
各柱的剪力分别为:
VA=RA-RηA=-12.08+0.33×28.37=-2..72KN(←)
VB=RB-RηB=-6.06+0.33×28.37=3.30KN(→)
VC=-RηC=-0.33×-28.37=9.36N(→)
图11左风力图
(2)右风吹时
因为结构对称,只是力方向相反,,所以右风吹时,力图改变一下符号就行,如图12所示;
图11左风力图
4.吊车荷载作用下排架力分析
(1)Dmax作用于A柱
计算简图如图12所示,其中吊车竖向荷载Dmax,Dmin在牛腿顶面引起的力矩为:
MA=Dmax×e3=346.15×0.35=121.15KN.m
MB=Dmin×e3=75.25×0.75=56.44KN.m
RA=-C3=-121.15×1.099/10.8=-12.33KN(←)
RB=C3=-56.44×1.099/10.8=5.74KN(→)
R=RA+RB=-12.33+5.74=-6.59N(←)
各柱的剪力分别为:
VA=RA-RηA=-12.33+0.33×6.59=-10.16(←)
VB=RB-RηB=5.74+0.33×6.59=7.91KN(→)
VC=-RηC=0.33×6.59=2.17N(→)
图12 Dmax作用在A柱时排架的力
(2)Dmax作用于B柱左
计算简图如图12所示,其中吊车竖向荷载Dmax,Dmin在牛腿顶面引起的力矩为:
MA=Dmax×e3=75.25×0.35=26.33KN.m
MB=Dmin×e3=346.15×0.75=259.61KN.m
RA=-C3=-26.33×1.099/10.8=--2.68KN(←)
RB=-C3=259.61×1.099/10.8=26.42KN(→)
R=RA+RB=-2.68+26.42=23.74N(→)
各柱的剪力分别为:
VA=RA-RηA=-2.68-0.33×23.74=-10.51KN(←)
VB=RB-RηB=26.42-0.33×23.74=18.59KN(→)
VC=-RηC=-0.33×23.74=-7.83N(←)
图13 Dmax作用在B柱左时排架的力
(3)Dmax作用于B柱左
根据结构对称和吊车吨位相等的条件,力计算与Dma作用于B柱左情况相同,只需将A,C柱力对换和改变全部弯矩及剪力符号:
如图14
(4)Dmax作用于C柱
同理,将Dmax作用于A柱的情况的A,C柱的力对换,且注意改变符号,可求得各柱的力,如图15
(5)Tmax作用于AB跨柱
当AB跨作用吊车横向水平荷载时,排架计算简图16-a所示。
对于A柱,n=0.15,λ=0.33,得a=(3.6-0.9)/3.6=0.75.,Tmax=12.46KN
C5==0.54
RA=-TmaxC5=-12.46×0.54=-6.73KN(←)
RB=-TmaxC5=-12.46×0.54=-6.73KN(←)
图14 Dmax作用在B柱右时排架的力
图15 Dmax作用在C柱时排架的力
排架柱顶总反力R:
R=RA+RB= -6.73-6.73=-13.46KN
各柱的简力:
VA=RA-RηA=-6.73+0.33×13.46=-2.29KN(←)
VB=RB-RηB=-6.73+0.33×13.46=-2.29KN(←)
VC=-RηC=0.33×13.46=4.44N(→)
图16 Tmax作用在AB跨时排架的力
(6)Tmax作用于BC跨柱
由于结构对称及吊车的吨位相等,故排架力计算与“Tmax作用于AB跨柱”的情况相同,只需将A柱与C柱的对换,如图17
图17 Tmax作用BC跨时排架的
五.柱截面设计(中柱)
混凝土强度等级C20,fc=9.6N/mm2,ftk=1.54N/mm2.采用HRB335级钢筋,fy=fy`300N/mm2,ζb=0.55,上下柱采用对称配筋.
1.上柱的配筋计算
由力组合表可见,上柱截面有四组力,取h0=400-40=360mm,附加弯矩ea=20mm(大于400/30),判断大小偏心:
从中看出3组力为大偏心,只有一组为小偏心,而且:
N=429.KN<ζbαfcbh0=0.550×1×9.6×400×360=760.32KN
所以按这个力来计算时为构造配筋.对三组大偏心的,取偏心矩较大的的一组.即:
M=87.119KN.m N=357.64KN
上柱的计算长度:
L0=2HU=2×3.6=7.2m
e0=M/N=243.40mmei=e0+ea=263.40mm
l0/h=7200/400=18>5.应考虑偏心矩增大系数η
ζ1==0.5×9.6
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单层 工业 厂房 课程设计