单层工业厂房课程设计计算书完整版

  • 格式:docx
  • 大小:64.88 KB
  • 文档页数:13

《单层工业厂房混凝土排架课程设计》柱截面尺寸确定由图2可知柱顶标高为m ,牛腿顶面标高为,设室内地面至基础顶面的距离为 ,则计算简图中柱的总高度H 下柱高度H i 、上柱高度Hu 分别为:H=+= , H |=+=Hu=-=表1柱截面尺寸及相应的计算参数本例仅取一榀排架进行计算,计算单元和计算简图如图1所示荷载计算恒载(1) .屋盖恒载:两毡三油防水层20mr 厚水泥砂浆找平层100m 厚水泥膨胀珍珠岩保温层 4 X = KN/m 2 一毡二油隔气层 KN/m15mr 厚水泥砂浆找平层;20 X = KN/mKN/m天窗架重力荷载为2X 36 KN /榀,天沟板KN/m,天沟防水层、找平层、找坡层 KN/m , 屋架重力荷载为106 KN /榀,则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为:G=X KN/m 2x 6rr X 24m/2 + 2X 36 KN/2 + KN/m X 6m+ KN/m X 6m+ 106 KN/2) = KN2 吊车梁及轨道重力荷载设计值:G 3=X(+ m X 6n ) = KN3 柱自重重力荷载设计值:上柱 G 4A = G 4B = X 4kN/m X = KN 下柱 G 5A = G 5B = X m X = 各项恒载作用位置如图2所示。

屋面活荷载屋面活荷载标准值为KN/m 2,雪荷载标准值为KN/m 2,后者小于前者,故仅按前者计 算。

作用于柱顶的屋面活荷载设计值为:2Q=X KN/m X 6m X 24m/2=Q 的作用位置与G 作用位置相同,如图2所示。

风荷载0= KN/m 2, z =, U z 根据厂房各部分标高及B 类地面粗糙度由附表确定如下:2 m220 X = KN/m预应力混凝土屋面板(包括灌缝) KN/m柱顶(标咼) u z =檐口(标高) U z =天窗架壁底(标高) u z =天窗架壁顶(标高) u z =屋顶(标高) U z =2 2= z u s1u z 0 = xxx KN/m = KN/m1k2 2= z u s2u z 0=xxx KN/m = KN/m2k则作用于排架计算简图(图)上的风荷载设计值为:2q 1 = x KN/m x =m2q2 = x KN/m x =mFw= Q ( U si +U s2)U z h i+( U s3+U s4)U z h2+( U s5 + U s6)U z h? z o B2= x +xx + + xx + + xx xx KN/m x=KN吊车荷载p,max=215KN F p,min=45KN根据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线中歌轮压对应点的竖向坐标值,如图4所示。

(1) 吊车竖向荷载D max = Q F p,max H 215 KN x (1 + + + = KNDmin = Q F 卩吋y i =x 45 KN x = KN(2 )吊车横向水平荷载1 1丁=丄(Q+g =丄xx( 200KN+ 75KN = KN4 4T max= Q T y i=x KN x = KN排架内力分析该厂房为单跨等高排架,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表2 柱剪力分配系数恒载作用下排架的计算简图如图5所示。

图中的重力荷载G及力矩M是根据图2确定,即G-i = G1 = ; G2 =G3 +G A =+=G3 = G5A =;= G1 e1 =x = KN mM1=( G 1 + G4A)e o —G3 e 3 M2=KN+ KN) X- KN X = KN m由于图5a 所示排架为对称结构且作用对称荷载,排架结构无侧移,故各柱可按柱顶 为不动铰支座计算内力。

柱顶不动铰支座反力 R i求得R i 后,可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力。

柱各截面的轴力为该截面以上 重力荷载之和,恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图 ,c 。

图为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。

屋面活荷载作用下排架内力分析 排架计算简图如图6a 所示。

其中Q 1 = KN ,它在柱顶及变阶处引起的力矩为M A = X=KN m ; M,A =X = KN m 。

对于 A 柱, C 1 =, C 3 =,贝UR B =KN()排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力图如图所示 风荷载作用下排架内力分析 (1)左吹风时计算简图如图7a 所示。

对于A,B 柱,n=,=,则3 1 4(丄 1)Cn=n=318 13(1)nR A =- q 1 H G 1 =m XX =() R B =- q 2 H C 11 =n XX = KN() R= R A + R B + Fw=-- = KN() 各柱顶剪力分别为: V A = R A - A R=+X = KN() V B = R B - B R=+X = KN() 排架内力图如图7b 所示。

(2) 右吹风时计算简图如图8a 所示。

将图7b 所示A,B 柱内力图对换且改变内力符号后可得,如图8b 所示。

吊车荷载作用下排架内力分析 (1 ) D max 作用于A 柱计算简图如图9a 所示。

其中吊车竖向荷载D max ,Dmin 在牛腿顶面处引起的力矩为: M A = D max e 3 = X = KN mC 1=l21 (1 -) n nC =3C 3= 2 13(丄1) R A詈C1R B = KNM2C 19.14KNTC 3= ---------------m21228518KN m「任二 KN12.9mR AM 1A HC 1M2A H2.52KN m 2.122 12.6KN m 1.13212.9m=KN(MB= D mine3= X=KN m对于A 柱,C 3=,则194.15KN m「132= KN (12.9mM B 40.64KN m 1.132 R B = B C 3== KN()H 12.9mR=R A +R B =+=()排架各柱顶剪力分别为:V A = R A - A R =+X = KN () V B = R B - B R=+X =()排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图 9b,c 所示。

(2) D max 作用于B 柱同理,将“D max 作用于A 柱”的情况的A,B 柱对换,并注意改变符号,可求得各柱的内力, 如图10所示。

(3) T max 作用下排架计算简图如图11a 所示。

对于A ,B 柱, n=, a=M22 3a 3(2a)(1 a)(2 3a)nC 5= 77=2 1 (—1) nR A=- TmaxC s = X = KN()R B =- T max C s = KN( ),R = F A +R B =X 2 =() 各柱顶剪力为:V A = R A -卩A R=+XX = KN()V B = R B -卩 B R=+ XX = KN()排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图11b 所示。

当T max 方向相反时,弯矩图和剪力只 改变符号,大小不变。

内力组合以A 柱内力组合为例。

表3为各种荷载作用下A 柱内力设计值汇总表,表4为A 柱内力组 合表,这两表中的控制截面及正负号内力方向如表 3中欧那个的例图所示。

maxmax 及相应的M B N 一项,U - U 和川-川截面均按(GK +QK )求得最不利内力值,而I - I GK +S QK )求得最不利内力对柱进行裂缝宽度验算时,内力 川-川采用标准值,同时只需对e °/h o >的柱进行验 算。

为此,表4中亦给出了 M k 和N k 的组合值,它们均满足e o /h o >的条件,对本例来说, 这些值均取自N min 及相应的M B V —项。

R A=M A TA"表3 A柱内力设计值汇总表表4 A柱内力组合表柱截面设计仍以A柱为例。

混凝土:C30, f c14.3N/mm2, f tk2.01N /mm2;钢筋:受力筋为IHRB335, f y f y 300N/mm2, b 0.550。

上下柱均采用对称配筋。

上柱配筋计算由表4可见,上柱截面共有4组内力。

取h 0=4OOmm-4Omm=36Omm 经判别,其中三组内力为大偏心受压;只有(M=KN m , N=) 一组为小偏心受压,且N< b 1 f c bh 0 = xx N /mm 2 X 400mm< 360mm= KN 故按此组内力计算时为构造配筋。

对 3组大偏心受压内力,在弯矩较 大且比较接近的两组内力中,取较小的一组,即取M= KN m , N= KN由附表查得有吊车厂房排架方向上柱的计算长度 l o =2X =。

附加偏心距e a 取20m (大x=2a s 进行计算2 2N u 0.9 (f c A f y A s ) 0.9 0.95 (14.3N / mm 400mm 400mm 300N / mm , 763mm 2 2)2347.66KN N max 486.34KN足弯矩作用平面外的承载力要求。

下柱配筋计算取h 0 =900mm-40mm=860mm 与上柱分析方法类似,在表 4的8组内力中,选取下面的 一组不利内力:M= KN m ,N= KN下柱计算长度l 0 = H |=,附加偏心距e a =900mm/30=30mr 大于20mm) 1071900N由l 0/h=9100mm/900mm=5,故应考虑偏心距增大系数,且取2 1.0。

2=0.5 f c A = 0.5 14.3N/mm 100mm 900mm 2 (400mm 100mm) 150mm => 取于 400mm/3 。

693.01 10 N mme 0 =M/N= --------------------- =208mm e i =e 0 +e a =208mm +20mm=228mm 446300N由10 /h=7600mm/400mm=19>5故应考虑偏心距增大系数2 2 20.5f c A 0.5 14.3N / mm 400 mm 1乔中h 。

446300N1 2=1—— 1400360 mm(760^)2 1.0 0.961.391228mm 400mmN1 f cbh °446300N21.0 14.3N /mm 400mm 360mm0.217 2a s h °80.mm360mm0.222e = e i h/2 a s 1.391 228mm 选3 18( A s =763mm 2 ),贝UA s /(bh)由附表,得垂直于排架方向柱的计算长度 l 0/ b =4750mm/400mm==。

400mm/2 40mm 157.1mm763mm 2 /(400mm X 400mm)=%>满足要求。