单层双跨重型钢结构排架厂房设计计算书

钢结构课程设计计算书姓名：李宏伟班级：建工1221学号：11012123381.设计资料（一） 设计参数：单层厂房采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m ，共12榀刚架，柱距7m ，柱高9.8m ，屋面坡度1/10，柱底铰接。

取中间跨刚架（GJ-1）进行计算，刚架采用焊接工字形截面，屋面及墙面为压型钢板复合板；不考虑檩条和墙梁。

钢材采用Q235钢，焊条E43型。

地震设防烈度为7度，无悬挂荷载。

刚架形式及几何尺寸如下图1.2所示。

（二）设计荷载：(1) 永久荷载标准值（按水平投影面）：屋面恒载0.52kN m （包括屋面板及檩条重）(2) 可变荷载标准值：屋面活荷载0.32kN m （3）雪荷载：基本雪压0S 为0.32kN m（4）风荷载：基本风压值0.42kN m ；地面粗糙程度系数按B 类取值； 要求：1、确定梁柱截面形式及尺寸。

2、梁柱线刚度计算及梁柱计算长度确定。

3、荷载计算。

4、内力、柱顶水平位移计横梁挠度。

5、连接节点设计。

图1.2 刚架形式及几何尺寸2.荷载计算2.1荷载取值计算：（1）屋盖永久荷载标准值（对水平投影面） （包括屋面板及檩条重） 0.5 2kN m （2）屋面可变荷载标准值 屋面活荷载：0.302m kN雪荷载：基本雪压0S =0.32kN m .对于单跨双坡屋面， 屋面坡角α=54238'''，z μ=1.0，雪荷载标准值 ：k S =z μ0S =1.0×0.32kN m =0.3..取屋面活荷载和雪荷载中的较大值0.32kN m ，不考虑积灰荷载。

（3）风荷载标准值基本风压：20m kN 4.0=ω；根据地面粗糙度列别为B 类，查得风荷载高度变化系数：当高度小于10m 时，按10m 高度处的数值采用，z μ=1.0。

风荷载体型系数s μ：迎风柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为－0.55和－0.65。

2.2各部分作用的荷载标准值计算： （1）屋面恒荷载标准值：0.5×7=3.5kN m 活荷载标准值：0.3×7=2.1kN m （2）柱荷载恒荷载标准值：（7×9.8＋3.5×7.5）kN =94.85kN 活荷载标准值：2.1×7.5kN =15.8kN （3）风荷载标准值迎风面：柱上m kN q W /7.025.074.01=⨯⨯= 横梁上m kN q W /8.20.174.02-=⨯⨯-=背风面：柱上m kN q W /54.155.074.03-=⨯⨯-= 横梁上m kN q W /82.165.074.04-=⨯⨯-=3.内力分析3.1在恒荷载作用下：本单层厂房采用等截面梁和柱。

钢结构工业厂房设计计算书单层工业厂房设计计算书一、设计概况单层工业厂房，长60米，宽30米，梁与柱均为桁架结构，屋面只有雪荷载和活荷载。

二、设计条件1. 设计使用年限：50年2. 自然条件（1）地理位置：兰州市某郊区（2）环境条件：除雪荷载外不考虑其他环境条件3. 荷载条件①结构自重（Q233：容重7.698 X 10-5 N/mm②静力荷载（雪荷载）：50年一遇最大雪荷载0.15kN/m2③动力荷载（吊车）：起重最大量10吨4. 材料（1）Q235碳素结构钢（2）①热轧普通槽钢（格构式柱）②冷弯薄壁方钢管（横梁、檩条）③热轧普通工字钢（吊车梁）④热轧普通H型钢（吊车轨道）⑤钢板（缀板）⑥压型钢板（屋面）4.安装条件：梁与柱铰接，柱与基础固定连接，其他连接部分焊接二、结构尺寸①模型透视图①俯视图长宽A X B=60rm< 30m②左视图柱高H=5.5m 单跨宽度b=30m/3=10m 吊车梁高度h=5m桁架屋盖高h'=2m③正视图单跨长度a=60m/8=7.5m 吊车轨道支柱距离a'=60m/12=5m 、内力计算及构件设计1. 格构式轴心受压柱设计由软件模拟分析得柱的轴心受压最大设计值为N=50000N=50kN①对实轴计算，选择截面尺寸假定入y=50,按Q235钢b类截面查表得：书=0.856 , f=215N/mn n所需截面面积：A=N/(书f)=50000/(0.856 X 215)N/cm2=2.7cm2回转半径：i y=l oy/ 入y=500cm/50=10cm查表试选：2［25a2 4 A=2X 34.9仁69.82cm , i y=9.81cm, i 1=2.42cm,Z o=2.07cm,l 1=175.9cm验算绕实轴稳定：入y=l oy/i y=500cm/9.81cm=50.97<［入］=150,满足要求查表得：书=0.852（b类截面）2 2 2 2N/（书A）=50000N/（69.82 X 10 ）cm =8.41N/mm<f=215N/mm,满足要求②对虚轴根据等稳条件确定肢间距离假定肢件绕本身轴的长细比入1=0.5入y=0.5 X 50.97=25.49，取入1=25 按照等稳原则入ox=X y得：入x=（入y2-入12）1/2=（50.97 2-252）1/2 =44.42i x=l ox/ 入x=500cm/44.2=11.26cmh=11.26cm/0.44=25.59cm,取h=260mm两槽钢翼缘间净距：260-2 x 78mm=104mm>100mf］足构造要求验算绕虚轴稳定：I x=2x （175.9cm 4+34.91cm2x 10.932cm>8692.84cm4i x=（I x/A）1/2=（8692.84cm4/69.82cm2）1/2=11.16cm入x=l ox/i x=500cm/11.16cm=44.80入ox=（入x2+入j1/2=（44.80 2+252）1/2=51.30<［入］=150查表得：书=0.847（b类截面）N/（书A）=50000N/（0.847 x 69.82x 102mm=8.45N/mm2<215N/mr i,满足要求③缀板设计缀板间净距：I 1=入1i 1=25x 2.42cm=60.5cm,取I 1=60cm缀板宽：（取肢间距的2/3 ）, b=2/3 x 21.86cm=14.57cm厚：（取肢间距的1/40）, t=1/40 x 21.86cm=0.55cm取h x t=200mm x 6mm缀板轴线间距：l=l 1 +b=40cm+20cm=60cm柱分肢的线刚度：11/l=175.9cm 4/60cm=2.93cnf两块缀板线刚度之和为:[2 X 1/12 x 0.6cm X 20cm]/21.86cm=36.57cm 3比值36.57cm3/2.93cm3=12.48>6,满足缀板的刚度要求2. 吊车梁设计①初选截面(未计自重)梁跨中最大弯矩：ML=1/4 x F X 1=1/4 x 50kN X 10m=125kN m所需净截面抵弯矩：VU=MU( 丫x f)=(125 X 106)/(1.05 X 215)mm=553.71cm3梁的高度在净空方面限制500cm,根据刚度要求，梁的容许挠度为l/800，查表可得其容许最小高度为：h min=l/8=125cm按经验公式可得梁的经济高度为：h e=7(W nX) 1/3-30cm=7X (553.71cm3) 1/3-30cm=27.48cm考虑刚度要求，初选梁为“工45a” ,h w=450mm腹板厚度按负担支点处最大剪力需要，由经验公式可得：t w=1.5V/(h w f v)=(1.5 X 50000N)/(450mm X 125N/mr i)=1.3mm依剪力要求所需腹板很小腹板厚度按局部稳定性需要，由经验公式可得：t w=(h w)1/2/1 仁(45cm) "2/11=0.61cm=6.1mm选用“工45a” ,腹板厚度为t w=11.5mm按近似公式计算所需翼缘板面积：3bt=W x/h w r(t W h w/6)= 553.71cm /45cm-(1.15cm x 45cm/6)=3.68cm2试选“工45a” ,翼缘板宽度为150mm则所需厚度为t=368mm/150mm=2.45mm选用“工45a” ,翼缘宽度t=18mm②验算截面截面的实际几何性质：A=102cr nI x=32241cmW x=32241cnV22.5cm=1432.8cm3单位长度梁的自重：g=1.2 x (10200mrfi x 10000m X 7.698 x 10-5 N/mrli) /10m=942.24N/m2梁自重产生的最大弯矩：M g=1.2 X 1/8 X 942.24 N/m X (10m)=14133.6N • m=14.13kN • m(1.2为考虑腹板加劲肋等附加构造使自重增大的系数)跨中最大总弯矩为：M=125kN・ m+14.13kN・ m=139.13 kN - m 正应力为：(T =(139.13 X 106 N • mm)/(1.05 X 1432.89 X 103)2 2=92.47N/mm<215N/mm支座处的最大剪力按梁的支座反力计算，其值为：V=50000N+(1.2 X 9422.4N X 1/2)=55653.44N=55.65KN2 2 切应力为T =55653.44N/(150mm X 11.5mm)=32.26N/mnr<125N/mm切应力很小，跨中弯矩最大处的截面切应力不再进行计算跨中截面腹板边缘折算应力：(T =(139.13 X 106N- mn X225mm)/；32241 X 104mr i)=97.21N/mm2跨中截面剪力:V=50kN切应力为:3 4T =(50000 X 1.8 X 15X 22.5 X 10)/(32241 X 10 X 11.5) =8.19N/mm (/+3T2)1/2 =(97.21 2+38.192)1/2N/mm=98.24N/mm<1.1f=236.5 N/mm五、其他构件校核轴力图剪力图弯矩图位移图1.横梁h X b X t=140mn X 90mn X 5mm①轴力NU=13.1N/mm,弯矩Mn a=72.8N/mm <[f]=215N/mm②剪力Vn a=23.8N/mm <[f]=125N/mm③挠度△ =17.3mm <[ △ ]=l/400=7500/400=18.8mm2.檩条222③挠度△ =6.9mm<[ △ ]= l/400=10000/400=25mm h x b x t=120mm< 80mM 6mm2 2①轴力 Nna =2.4N/mm ,弯矩 Mk x =91.8N/mm <[f]=215N/mm<[ △ ]= l/250=7500/250=30mm 3. 吊车轨道HW25X 250, t i =9mm,t=14mm,r=16mm ①轴力 Nk=0.2N/mm ，弯矩 MnaX =31.7N/mn i <[f]=215N/mm<[ △ ]=l/400=5000/400=12.5mm 4. 桁架h x b x t=120mn X 80mn X 5mm ①轴力 Nk=23.7N/mm ，弯矩 ML x =82.1N/mm<[f]=215N/mm②剪力 V ma =8.77N/mm<[f]=125N/mm②剪力 V ma =5.48N/mm <[f]=125N/mm②剪力 V na =3.9N/mm<[f]=125N/mm③挠度△ =6.8mm ③挠度△ =23.3mm。

核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传！目录一设计资料 (1)1.工程概况 (1)2.设计要求 (1)3.设计资料 (1)3.1荷载 (1)3.2工程地质资料 (2)3.3材料 (2)二结构选型和结构布置 (3)三.排架的荷载计算 (5)1.恒载 (5)1.1屋盖部分传来的恒载P1p (5)1.2柱自重P2p和P3p (6)1.3混凝土吊车梁及轨道中的P4p (6)2.活荷载 (6)2.1屋面活荷载P1Q (6)2.2吊车荷载 (6)四、内力分析 (9)1..................................................................................................................................................... 恒载作用下的排架内力 .. (9)1. 1 由P1p 产生的弯矩和轴力 (9)1.2由柱自重产生的弯矩和轴力 (10)1.3由P4p 产生的弯矩和轴力 (10)2.屋面活载作用下的排架内力 (11)3.1最大轮压作用于A 柱时 (11)3.2最大轮压作用于B 柱时 (12)4.吊车水平制动力作用下的排架内力 (13)4.1T max 向左作用 (13)4.2T max 向右作用 (14)5.风荷载作用下的排架内力 (14)5.1左来风情况 (14)5.2右来风情况 (14)五、内力组合 (15)六、排架柱设计 (19)1. A 轴柱 (19)1.1设计资料 (19)1.2内力 (19)1.3配筋计算（采用对称配筋） (20)1.4牛腿计算 (24)1.5吊装阶段验算 (25)1.6柱中吊环的设计 (27)七柱下单独基础 (30)1.. 基础设计参数 (30)2.荷载 (30)3.确定基础底面尺寸 (30)5. 基础冲切承载力验算 (31)6.配筋计算 (32)单层工业厂房排架结构设计设计资料1. 工程概况某锻工车间为一单层单跨钢筋混凝土装配式结构，跨度18m, 长度66m ，选用两台中级工作制桥式吊车，轨顶标高9.8m ，考虑散热通风要求，需设置天窗及挡风板2. 设计要求①. 完成屋面板、屋架、天窗架、天沟、吊车梁、基础梁等构件的选型，幵初步确定排架柱的截面尺寸；②. 进行结构布置（包括支撑布置）③. 排架荷载计算；④. 排架内力计算；⑤. 排架内力组合；⑤. 柱子配筋设计（包括牛腿）⑦. 柱下单独基础设计；⑧. 绘制施工图（1 号图纸及2 号图纸各一张），内容包括⑴ 基础平面布置图及基础配筋图⑵ 屋盖结构布置及结构平面布置图⑶ 柱子配筋图3. 设计资料3.1 荷载钢筋混凝土容重25KN/m 3一砖墙（单面粉刷） 4.92KN/m 220mm 水泥砂浆找平0.4 KN/m 2钢门窗自重0.4 KN/m 2钢轨及垫层0.6 KN/m 2二毡三油防水层0.35 KN/m 2（沿斜面）屋面活荷载0.5 KN/m 2（沿水平面）屋面积灰荷载0.5 KN/m 2（沿水平面）施工活荷载0.5 KN/m 2（沿水平面）3.2 工程地质资料 由勘察报告提供的资料，天然地面下 1.2m 处为老土层，修正后的地基承载力 为120 KN/m 2，地下水位在地面下 1.3m （标高-1.45m ）3.3 材料 混凝土：柱C30，基础C15钢筋：受力筋为HRB335级钢筋，钢箍、预埋件及吊钩为 HPB235级钢筋 砌体：M5砖，M2.5砂浆I 1Iii"TlIE1I 1n1 /I1 1□1 1 f 1 置 丨1勺丨丄置 1 1r1 ■丄」一 1—卜■置丁位1 1 车1 -天窗位置-___-1! 位1 吊丁 1L 」吊11rJn~F1 Li11 1 i f11\ 1££ I mu miiiT^kIIfiEIIIIs---------------------------图1 建筑平面图+17.520结构选型和结构布置1. 屋面板采用1.5m X 6m 预应力钢筋混凝土屋面板［G410（ —）、（二）］,板自重1.3，嵌缝 重0.1 （均沿屋架斜面方向）2. 天沟板| ___ _____图4 天沟板截面尺寸（单位：mm ）3. 天窗架门型钢筋混凝土天窗架（G316 ）的示意图如图5。

1.目的和适用范围为保证我厂计算机网络安全顺利运行，提高工作效率特制定本办法。

本办法规定计算机电子文件的编制、批准、传递、反馈、归档、作废等要求。

本办法的规定适用于我厂局域网电子文件的管理。

2.术语电子文件：相对于纸质文件而言，凡将储存、编辑、使用于计算机媒体的信息，如文件、表单、记录等，均称为电子文件。

3.职责3.1 综合办公室负责局域网的建立和系统运行的维护管理，以及各部门计算机的维护管理。

3.2 各部门按本规定执行。

4.管理内容和要求4.1 局域网操作系统和应用软件的建立4.1.1操作系统的应用a) 服务器安装WindowsNT4.0b) 客户机安装Windows98第二版，需要时可安装Windows2000/XP/Me等。

4.1.2 基本应用软件a) Office2000/XP办公自动化软件b) AutoCAD2000计算机辅助设计软件4.1.3 操作系统和应用软件的安装必须由综合办微机维护技术员同意或在其指导下方可进行安装和卸载。

4.2网络软件的建立和应用4.2.1我厂局域网电子文件的传输采用Microsoft Mail电子邮局进行管理，该软件安装在Windows98启动组程序中，随系统自行启动，各单位必须保证邮件箱在工作时间内开放，任何单位不得自行改动。

4.3网上邻居的管理4.3.1网上用户的设置具体见附表1《计算机局域网编号及用户名称对称表》4.3.2网上邻居中各单位在服务器中设专用文件夹，各单位把有关文件分类归档。

4.3.3设定访问权限分类控制4.4 电子文件的管理4.4.1电子文件的管理不能违背质量体系文件、技术文件和资料、质量记录等控制程序的规定，编制必须以扩展名为.txt、.doc、.xls、.eml、.dwg文件方式进行编写。

4.4.2电子文件的发放采用局域网邮件进行发放，审核、审批处加盖受权为专用电子印章或电子签名后方可有效。

具体流程见附件。

4.4.3各单位收到电子文件后，必须进行文件回复以确保你单位正常收到电子文件。

单层厂房课程设计金属结构车间双跨等高厂房混凝土及砌体结构课程设计单层厂房结构设计任务书一、设计题目：金属结构车间双跨等高厂房。

(每人一题，按学号分配) 二、设计内容：1．计算排架所受的各项荷载；2．计算各种荷载作用下的排架内力(对于吊车荷载不考虑厂房的空间作用)； 3．柱及牛腿设计，柱下单独基础设计；4．绘施工图：柱模板图和配筋图；基础模板和配筋图。

三、设计资料1．金属结构车间为两跨厂房，安全等级为一级，厂房总长54m，柱距为6m，厂房剖面如图1、2、3所示；2．厂房每跨内设两台吊车，吊车均为软钩吊车；3．建设地点为东北某城市(基本雪压0.40KN／m，基本风压0.50KN／m2，冻结深度2.0m)；4．地基为均匀粘性土，地基承载力特征值190Kpa； 5．厂房标准构件选用及载荷标准值：(1)屋架采用梯形钢屋架，屋架自重标准值：18m跨81.50KN／每榀，21m跨95KN／每榀，24m跨109KN／每榀，27m跨122KN／每榀，30m跨136KN／每榀(均包括支撑自重)(2)吊车梁选用预应力混凝土吊车梁，参数见表3。

轨道及零件自重0. 8KN／m，轨道及垫层构造高度200mm；(3)天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架重：18m跨25.5KN／每榀，21m跨30KN／每榀，24m跨34KN／每榀，27m跨38.3KN／每榀，30m跨42.5KN／每榀(包括自重，侧板、窗扇支撑等自重)；(4)天沟板自重标准值为2.02KN／m；(5)围护墙采用240mm双面粉刷墙，自重5.24KN/m2。

塑钢窗：自重0.45KN／m2，窗宽4.2m，窗高见图1。

(6)基础梁截面为250 mmX600mm；基础梁自重4.2KN／m；6．材料：混凝土强度等级为C30，柱的受力钢筋采用HRB335级或HRB400级，箍筋采用HPB235级；7．屋面卷材防水做法及荷载标准值如下：防水层：0.4KN／m2；25mm厚水泥沙浆找平层：0.5KN／m2； 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4KN／m2；隔汽层：0.05KN／m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5KN／m2；预应力大型屋面板：1.4KN／m2。

双跨等高工业厂房结构设计一、设计任务书1.设计题目某金工车间双跨等高厂房。

2.设计任务（1）单层厂房的结构布置；（2）选用标准构件；（3）排架柱及住下基础设计。

3．设计内容（1）确定上下柱的高度和截面尺寸。

（2）选用屋面板，天沟板，基础梁，吊车梁及轨道连接件。

（3）计算排架所承受的各项荷载。

（4）计算各项荷载作用下排架的内力。

（5）柱及牛腿的设计，柱下独立基础的设计。

（6）绘制施工图。

1）结构布置图（屋架，天窗架，屋面板，屋盖支撑，吊车梁，柱及柱间支撑，墙体布置）；2）柱施工图（柱模板图，柱施工图）3）基础施工图（基础平面图及配筋图）4.设计资料（1）该车间为双跨等高无天窗厂房，采用卷材防水屋面，跨度为21米，柱距为6米，车间总厂为72米。

厂房的剖面图如图1所示。

图1 厂房剖面图（2）建筑地点为某市郊区（暂不考虑地震作用），设计使用年限为50年。

（3）吊车：根据生产工艺要求，车间设置有两台20/5t桥式软钩吊车，吊车工作级别为A5级，吊车轨顶标高+9.3m。

（4）风荷载：基本风压(50年)标注值为0.3KN/㎡，风压高度变化系数按B类地貌取。

（5）雪荷载：基本雪压（50年）标准值为0.25KN/㎡.（6）工程地质及水文条件：厂址位于渭河二级阶地，地形平坦，厂区地层自上而下为耕土层，厚约0.6m，粘土层厚约3.5m，地基承载力标准值=200KN/㎡，可作为持力层；中砂；卵石；基岩。

厂区地层地下水位较低，且无腐蚀性，设计时不考虑地下水位的影响。

（7）建筑构造。

1）屋面：卷材防水屋面；2）墙体：240mm厚实心粘土砖砌筑；3）地面：屋内混凝土地面，室内外高差150mm。

二、计算书1.结构构件的选型与布置装配式钢筋混凝土排架结构，当结构布置符合建筑模数且尺寸在馋鬼的范围内时，出柱与基础单独设计完成外，其他构件可以从建筑标准图集中选用。

通用图集一般包括设计说明、构件选用表、结构布置图、模板图、配筋图、预埋件详图、钢筋及钢筋用量表等内容。

双跨单层厂房计算书一、结构布置1．平面布置该厂房为双跨、无天窗厂房，跨度为AB为18m，BC为24m，柱距为6m，车间长72m，车间内设有两台15/3t的桥式软钩吊车，工作级别为A5级，车间的平面布置图如下：2.剖面布置轨顶标高9.6m，18m跨屋架中部高2.8m，24m跨中部高3.4m，具体布置图如图：二、结构构件选型和布置1.屋面结构⑴屋面板。

采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（一）0.8m×6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水）。

选用结果见表。

（2）天沟板。

应配合屋架选用天沟板。

采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（三）0.8m×6.0m预应力钢筋混凝土天沟板。

由屋面排版计算嵌板。

AB跨内：半屋架上弦坡面总长==9.067m当排放5块屋面板和1块800mm天沟板时，则有：9.067-0.80-5×1.5=0.767mm所以根据图集选用一块宽为700mm的嵌板。

BC跨内：半跨屋架上弦坡面总长=当排放7块屋面板和1块800mm天沟板时，则有：12.10-0.80-7×1.5=0.80m所以根据图集选用一块宽为800mm的嵌板。

选用结构见表，其布置图见图（3）。

（3）屋架。

采用CG416（一）屋架。

AB跨内：端部：YWJA-18-1a 中间：YWJA-18-2aBC跨内：端部：YWJA-24-1a 中间：YWJA-24-2a具体布置图见图（3）。

（4）屋盖支撑：①上水平支撑 SC1 SC2②不设下弦支撑③水平系杆 LG HG④垂直支撑 CC2.柱结构布置（1）排架柱尺寸的选定1）柱的高度轨顶标高为+9.600m，吊车为15/3t，当厂房跨度为18m和24m 时，可求得吊车的跨度=18-0.75×2=16.5m，=24-0.75×2=22.5m，吊车高2.124m，取吊车顶至屋架下弦高200mm,则可求得：牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高-轨顶垫高=9.6-1.2-0.2=8.2m牛腿顶面标高应满足建筑模数（3M）要求，取为8.4m,则有：柱顶标高=8.4+1.2+0.2+2.124+0.2=12.124m柱顶标高也应满足建筑模数要求，可取为12.300m。

设计任务书一、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房;二、设计内容1、计算排架所受的各项荷载;2、计算各种荷载作用下的排架内力吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用;3、边柱A、C轴线及中柱B轴线的柱及牛腿设计,柱下独立基础设计;4、绘制施工图：柱模板图和配筋图,基础模板图和配筋图;三、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房,跨度均为21m;厂房总长54m,柱距6m;厂房标高：室内地面±,室外地面,吊车轨顶标高一班、二班,屋架下弦标高一班、二班;2、厂房每跨内设两台吊车,A4级工作制,起重量单学号15/3t、双学号20/5t;吊车其它参数参见“5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸ZQ1-62系列”;3、建设地点为某城市,基本雪压m2,基本风压m2,冻结深度;厂房自然地坪下为回填f=240kPa,土的天然重土,回填土的下层8m为均匀粘土,地基承载力特征值akf=350kPa,地下水度为m3,土质分布均匀;下层为粗砂土,地基承载力特征值ak位;4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1屋架采用21m梯形钢屋架,按建筑结构荷载规范附录A“常用构件和材料的自重”,按+含支撑,按屋面水平投影面积计算,单位kN/m2；L为跨度,以m计计算屋架自重标准值包括支撑;屋架侧端高度,屋架在天窗架侧板处的高度为;2吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁,梁高900mm,自重标准值29kN/根,轨道及零件自重m,轨道及垫层构造高度200mm;3天窗采用矩形纵向天窗,每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重;天窗侧板高度,天窗架坡屋顶高度;4天沟板自重标准值为m;5、围护墙采用240mm厚粉刷墙,自重 kN/m2;钢窗：自重 kN/m2,窗宽,窗高;围护墙直接支撑于基础梁上,基础梁截面为240mm×450mm;基础梁自重m;6、材料：混凝土强度等级C20~C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或HRB400,其余钢筋I级;7、屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子： kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层： kN/m2；100mm厚珍珠岩制品保温层： kN/m2；一毡二油隔汽层： kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层： kN/m2；6m预应力大型屋面板： kN/m2;四、设计要求1、计算内容完整,计算正确,有必要的示意图;2、计算书装订：封皮、任务书、计算书,格式采用统一模板,可电子录入后打印单面或双面打印均可,也可手写但不得用铅笔书写;3、计算书部分表述符合专业要求;所有示意图、表格都有编号,安排在正文引用的附近位置;示意图线条规整、字迹清楚、整洁;4、施工图符合建筑制图规范的要求;计算书一、设计资料一、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房;二、设计内容1、计算排架所受的各项荷载;2、计算各种荷载作用下的排架内力吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用;3、边柱A、C轴线及中柱B轴线的柱及牛腿设计,柱下独立基础设计;4、绘制施工图：柱模板图和配筋图,基础模板图和配筋图;三、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房,跨度均为21m;厂房总长54m,柱距6m;厂房标高：室内地面±,室外地面,吊车轨顶标高,屋架下弦标高;;表-1 吊车的有关参数参数表3、建设地点为某城市,基本雪压m2,基本风压m2,冻结深度;厂房自然地坪下为回填土,回填土的下层8m为均匀粘土,地基承载力特征值f=240kPa,土的天然重度为akm3,土质分布均匀;下层为粗砂土,地基承载力特征值f=350kPa,地下水位;ak4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1、屋架采用21m梯形钢屋架,按建筑结构荷载规范附录A“常用构件和材料的自重”,按+含支撑,按屋面水平投影面积计算,单位kN/m2；L为跨度,以m计计算屋架自重标准值包括支撑;屋架侧端高度,屋架在天窗架侧板处的高度为;2、吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁,梁高900mm,自重标准值29kN/根,轨道及零件自重m,轨道及垫层构造高度200mm;3、天窗采用矩形纵向天窗,每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重;天窗侧板高度,天窗架坡屋顶高度;4、天沟板自重标准值为m;5、围护墙采用240mm厚粉刷墙,自重 kN/m2;钢窗：自重 kN/m2,窗宽,窗高;围护墙直接支撑于基础梁上,基础梁截面为240mm×450mm;基础梁自重m;6、材料：混凝土强度等级C20~C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或HRB400,其余钢筋I级;7、屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子： kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层： kN/m2；100mm厚珍珠岩制品保温层： kN/m2；一毡二油隔汽层： kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层： kN/m2；6m预应力大型屋面板： kN/m2;二、材料的选用混凝土强度等级为C25,柱的纵向钢筋采用HRB335级,其余钢筋采用I级;三、计算简图及柱截面几何参数的确定1、计算简图本装配车间工艺无特殊要求,荷载分布均匀;故选具有代表性的排架进行结构设计;排架的负荷范围如图-1所示;结构计算简图如图-2所示;下面来确定结构计算简图中的几何尺寸;图-1 排架的负荷范围图-2 结构计算简图2、柱截面几何参数的确定1、基础的埋置深度及基础高度：考虑冻结深度及回填土层,选取基础至室外地面为;初步估计基础的高度为,则基础顶面标高为;2、牛腿顶面标高确定：轨顶标高为10m,吊车梁高,轨道及垫层高度为;可得牛腿顶标高为=;3、上柱标高的确定：屋架下弦标高为,既上柱顶的标高为;4、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：上柱高：HU =下柱高：HL=+=柱的总高度：.H=5、柱截面确定：上柱选矩形截面,下柱选工字形截面对于下柱截面高度h：由于下柱HL=+=,吊车梁及轨道构造高度为,因此,基础顶至吊车梁顶的高度Hk=+=<11m；下柱截面高度h≥HK/9=9=;下柱截面宽度B≥HL/20=20=;并且B≥400m;对于上柱截面主要考虑构造要求,一般截面尺寸不小于400400mm;对于本设计边柱,即A,C轴柱图-3所示：上柱取500500mm下柱取5001300100mm对于本设计中柱,即B轴柱图-4所示：上柱取500700mm下柱取5001500100mm图-3 图-46、截面几何特征和柱的自重计算截面几何特征包括：截面面积A,排架方向惯性矩IX 和回转半径RX,垂直于排架方向惯性矩IY 和回转半径RY;单位长度柱的自重用G表示;a A,C轴柱截面几何特征：上柱：A=500500=250103mm2 G=25=mIX =IY=1/125005003=5208106 mm4RX =RY=IX/A1/2=下柱：IX=1/1210013003+41/122001003+2001006002+41/3625550-25/3 2 =106mm4IY=21/121005003+1/121300-2001003+41/36252003+1/22002550+200/32=106mm4R X=IX/A1/2=R Y=IY/A1/2=b中柱B轴柱截面几何特征：上柱：A=500700=350103mm2G=25=mIX=1/125007003=106mm4IY=1/127005003=106mm4R X =IX/A1/2=R Y =IY/A1/2=下柱：A=2500700+1001300+41/225200=240103mmG=25=mIX=1/1210015003+41/122001003+2001007002+41/3620025+1/220025650-25/3 2=106mm4IY=21/121005003+1/121500-2001003+41/36252003+1/22002550+200/32=2350106mm4RX=IX/A1/2=RY=IY/A1/2=表-2 各柱的截面几何特征四、荷载计算1、恒载1屋盖自重G1：天窗自重、屋面构造自重、屋架自重屋面均布荷载汇集：三毡四油防水层上铺小石子：m225mm厚水泥沙浆找平层：m2100mm厚珍珠岩制品保温层：m2一毡二油隔气层：m225厚水泥沙浆找平层：m26m预应力大型屋面板：m2合计： KN/m2屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶G1按负荷范围计算：其值为：屋面结构传来：621=天窗架传来：34KN天沟板传来：6=屋架自重标准值：95/2=合计： G1=对于A,C轴柱：G1A =G1C=;对柱顶的偏心距e1A=e1C=250-150=100mm;如图-5所示;对于中柱：G1B =2=;对柱顶的偏心距e1B=0;如图-6所示;图-5 图-6 2柱自重：上柱G2、下柱G3上柱G2：对于边柱：G2A =G2C==;其偏心距e2A=e2C=650-250=400mm对于中柱：G2B,K ==;其偏心距e2B=0;下柱G3：对于边柱：G3A =G3C==;其偏心距e4A=e4C=0对于中柱：G3B == KN;其偏心距e4B=03吊车梁及轨道自重G4：边柱牛腿处：G4A =G4C=38+6=;其偏心距e3A=e3C=750-650=100mm对于中柱牛腿处：G4B 左=G4B,K左= ;其偏心距：e3B左=e3B=750mm;4墙自重G5：为了确定墙体的荷载,需要计算墙体的净高：基础顶标高为;轨顶标高+10m;檐口标高为：10++=;基础梁高：,因此,墙体净高为：+;窗宽4m,窗高+=;基础连系梁与上部墙体自重：6-4+4=; 基础连系梁自重：6=基础连系梁与上部墙体自总重：G 6A,K =G 6C,K =+= ;这项荷载直接作用在基础顶面;对下柱中心线的偏心距为：e 6A =e 6C =120+650=770mm;各永久荷载的大小和作用位置如图-7所示：图-7 活荷载作用下双跨排架的计算简图图-7 各永久荷载、活荷载的打大小KN 和作用位置2、屋面活荷载按建筑结构荷载规范GB50009-2001,屋面活荷载标准值：m 2屋面雪荷载：m 2,不考虑积灰荷载,故仅按屋面活荷载计算;活荷载作用下双跨排架的计算简图如下所示：图-8 活荷载作用下双跨排架的计算简图3、吊车荷载AB 、BC 跨吊车为两台200/50,A4级工作制中级工作制; 最小轮压计算： AB 跨：K MIN P ,=2,3,2,1KG K G G K ++-K MAX P ,=2300264+-187=45KN 吊车竖向荷载K MAX D ,、K MIN D ,的计算,按每跨两台吊车同时工作且达到最大起重量考虑;按建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定,吊车荷载的折减系数为β=;吊车荷载的计算利用吊车支座反力影响线求得;AB 跨吊车竖向荷载D MAX,K 、D MIN,K 的计算：D MAX,K =βP MAX ∑I Y =1871+6+6+6= D MIN,K=MAXMINP P D MAX =187= 吊车竖向荷载D MAX,K 、D MIN,K 的作用位置与G 3作用位置相同;吊车水平荷载T MAX,K 的计算,按每跨2台吊车同时工作且达到最大起重量考虑;按建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定,吊车荷载的折减系数为β=,吊车水平系数α=;吊车水平荷载的计算也可利用吊车竖向荷载计算时吊车粮支座反力影响线求的;每各车轮传递的水平力的标准值： T K =1/4αG 2,K +G 3,K =1/4+200=则AB 跨的吊车传给排架的水平荷载标准值：T MAX,K =T K D MAX,K /P MAX,K =187=各跨吊车水平荷载T MAX,K 作用在吊车梁顶面,即作用在距吊车梁顶处; 4、风载封闭式带天窗的双跨双坡屋面的风载体型系数查荷载规范表第14项;确定q1、q2、Fw,绘制示意图;本地区基本风压Wo=M 2;在左风情况下,天窗处的μs 的确定：a=18m,h=,因此a>4h,所以μs=+;作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑,其风压高度变化系数可按注顶标高取值; 柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载,仍取为均布的,其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值Fw 考虑;这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值； 柱顶至室外地面的高度为：Z=++=天窗檐口至室外地面的高度为：Z=++++=. 按线性内插法确定μz:柱顶:01.1)1015)114.1()1035.10(0.1=--⨯-+=z μ 天窗檐口处: 1582.1)1015()114.1()1065.15(0.1=--⨯-+=z μ左风情况下风荷载的标准值: q 1k =μs 1μzWoB=6=M q 2k =μs 2μzWoB=6=M柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算,其风压高度变化系数统一按天窗檐口处μz=取值.其标准值为:F wk =Σμs μzWohB=+6+右风和左风情况对称,方向相反;图-9 风荷载作用下双跨排架的计算简图五、内力分析本单层厂房是两胯的对称结构,C 主和A 柱受力完全一样,因此只要计算AB 就可以了;本厂房为两跨等高排架,可用剪力分配法进行排架结构的内力计算;在各种 荷载作用柱顶按可动铰支座计算,不考虑厂房的空间工作;这里规定柱顶不动铰支 座反力R,柱顶剪力V 和水平荷载自左向右为正,截面弯矩以柱左侧受拉为正, 柱的轴力以受压为正;1、计算剪力分配系数μ单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：Δu=H 3/C 0E C I L C 0=3/1+λ31-n/n 计算有关参数：AC 柱：λ=Hu/H==；n=Iu/I L =5208106/106=C=3/1+λ31-n/n=3/1+ /=B柱：λ=Hu/H==；n=Iu/IL6/106=C=3/1+λ33单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：A，C柱：ΔuA =ΔuC= H3/ CECIL=120503/EC106= ECB，B柱：ΔuB = H3/ CECIL=120503/EC106= EC令Ki=1/ΔuiK=Ka+kb+kc=1/ΔuA +1ΔuB/+1/Δuc= EC所以,三根柱的剪力分配系数为：ηA =KA/K=; ηB=KB/K=; ηc=Kc/K=验算：ηA +ηB+ηc≈当柱顶有水平荷载F时,求出剪力分配系数后,即可求出柱顶剪力：V A =ηAF；VB=ηBF；Vc=ηcF求出柱顶剪力后,即可按悬臂柱绘出结构的内力图;下面进行各种荷载走作用下排架的内力;2、恒载下排架内力：图-10 永久荷载作用下双跨排架的计算简图对M作用进行排架分析,对图-10中的竖向荷载所产生的轴力直接累加;各柱顶不动铰支座的支座反力：C1=1-λ2n-1/n/1-λ31-n/n=//1+/=C3=1-λ2/1-λ31-n/n= /1+0A柱：λ3/=R1=MC1/H==R2=MC3/H==所以RA=R1+R2=→B柱：RB=0C柱：RC =-RA=←所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA + RB+ RC=0所以：各柱顶的实际剪力为：V A = RA=→V B = RB=0C 柱：Rc=0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R A +R B +R C =→ 所以：各柱顶的实际剪力为： V A = R A -ηA R=→VB=R B -ηB R= KN ← VC=Rc-ηcR= KN ← ΣVi≈0各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算; 4、吊车荷载作用下的排架内力不考虑厂房整体空间工作 1、min,k-14 R 图 B 柱：λ=HH u=；n=l u I I =；C 3=1-λ2/1+λ3n 1-1= /1+1998.01-1=B 柱：λ=HH u=；n=l u I I =；C 3=1-λ2/1+λ3n 1-1= /1+290.01-1= R B =R 2=HM k m in,C 3==→ 图-16C 柱：R C =0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R A +R B +R C =+ → 所以：各柱顶的实际剪力为： V A =R A -ηA R= ← V B =R B -ηB R= → V C =R C -ηC R== ←∑≈iV各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算,排架的弯距图,柱底剪力向左为正和轴力图如图-17所示;图-173、BC 跨有吊车荷载,D max,k 作用在B 柱,D min,k 作用在C 柱时排架内力分析,其计算简图如图-18所示; B 柱：λ=HH u=；n=l u I I =；C 3=R B =R 2=HM kmax,C 3==C 柱：λ=HH u=；n=l u I I =；R C =R 2=HM k m in,C 3==A 柱：R A =0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R A +R B +R C = 所以：各柱顶的实际剪力为：VA =RA-ηAR==VB =RB-ηBR=+=VC =RC-ηCR=+=∑≈i V0各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算,排架的弯距图,柱底剪力向左为正和轴力图如图-19所示;图-18a Dmax,k 在B柱时的轴力KN b Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力座反力系数C4需用线形内插法确定;A、C柱：λ=0290；n= ；当y=0. 7 Hu时：C4=λ+λ3n+/{21+λ31/n-1}=当y=0. 8 Hu时：C4=λ+λ3n+/{21+λ31/n-1}=所以当y=0. 743Hu 时：C4=+=B柱：λ= ；n=C4=λ+λ3n+/{21+λ31/n-1}=当y=0. 8 Hu时：C4=λ+λ3n+/{21+λ31/n-1}=所以当y=0. 743Hu 时：C4=+=和轴如图所示,柱的轴力为零5、风载下的排架内力1、左风情况：在均布风荷载作用下,各柱顶不动铰支座反力的计算：图-16标准组合,也可采用上述的基本组合规则,但荷载的分项系数均为;最不利内力：VM N V M N V N M V N M MIN MAX MAX MAX 、及相应的、及相应的、及相应的、及相应的-+3、内力组合表分别对A 、B 柱,绘制内力组合表;由附表给出;七、柱的设计一A 、C 柱截面设计砼：强度等级C25f c =MM 2,f t =MM 2,B ξ= 上柱： 9.1146550055.010⨯⨯⨯==αξc b b bf h N = 下柱：75.6951265*55.000==h ξ 在腹板范围内上柱高,下柱高,总高 ,柱截面尺寸见表,确定柱的计算长度; 排架方向：当考虑吊车荷载时 上柱： 下柱：m H l L l 55.80.1== 当不考虑吊车荷载时上柱 下柱：m H l L l 12.1505.1225.125.1=⨯== 垂直于排架方向：按无柱间支撑 当考虑吊车荷载时上柱：下柱 m H l L l 55.80.1== 当不考虑吊车荷载时 上柱：下柱m Hu l l 25.55.1== 下柱：m H l l 46.1405.122.12.1=⨯==该厂房工作环境属一类环境,预制构件砼保护层;按规范要求,取25 mm,则αs =α’s =35mm.本设计采用对称配筋,选取内力时,只考虑弯矩绝对值;经分析,对基本组合所选择的不利内力见表;m H l U u 0.75.30.20.2=⨯==mH l U u 0.75.30.20.2=⨯==m H l U u 25.55.35.15.1=⨯==截面 M N 是否为吊车荷载初步判别大小偏心I-I是 大偏压 × -615 是 大偏压 × 是大偏压 √ 否 大偏压 × 是 大偏压 × 是 大偏压 √ II-II 是 小偏压 × 是大偏压 √ 是大偏压 × 是 大偏压 × 是 大偏压 √ III-III 否 大偏压 × 是大偏压 × 是大偏压 √ 是 大偏压 × 是小偏压√取舍原则对大偏压：M 相等或接近时,取N 小者； N 相等或接近时,取M 大者； 对小偏压：M 相等或接近时,取N 大者； N 相等或接近时,取M 大者； 上柱配筋计算： 假设为大偏压上柱截面选定's s A A ,分别为203φ,2941mm A A s s ='= 按最小配筋率：2500250000*002.0mm A A s s =='=另外005.0008.025********/)(<=='+A A A s s 垂直于排架方向承载力验算按轴心受压验算 5.105.025.525.50===b l ml o ,查表得,97.0=φ NKN A f A f Nu s y c c >=+-=''+=5.3070)2*941*300)2*941250000(*9.11(*9.0)(9.0φ所以垂直于排架方向承载力满足要求; 下柱截面的配筋计算 选III-III 截面： 先按大偏压计算： 则可按大偏压计算垂直于排架方向承载力,按轴心受压构件计算查表可得,65.0=ϕ满足要求KN N KN Nu 27.57651690)2*1265*300)2*1265220000(*9.11(65.0*9.0=>=+-=下柱再计算一个小偏心受压的情况 先按大偏压计算：∴应按大偏压计算,属于大偏心受压情况,其他各不利内力的配筋计算从略;最终确定上柱的受力钢筋为：203φ,下柱两边的受力钢筋为204φ; 下柱截面的配筋计算 选III-III 截面：M KN M 34.510= ,N=,OX L =L H =,oy l =L H =0e =M/N==a e 取0h /30和20mm 中的大值,故取0h /30= i e =0e +a e =505+=考虑挠度的二阶效应对偏心矩的影响ξ1=c f N=167500/103=0L /h=1=<15,2ξ=1η =1+14001h e i 0l /h 2ξ12ξ=二、柱裂缝宽度验算在柱的标注组合中,-上柱 下柱需要进行跨度裂缝验算的不利内力,见表5现在以.82.415,47.384KN N M KN M ==⋅=的情况来验算最大裂缝宽度; 构件力特征系数mm d mm NE eq S cr 20,102,1.225=⨯==σmm c 25=三、牛腿设计1、几何尺寸,2由于0=vs F ,4箍筋,12φφ34插入杯口的深度l a 1207.33=⨯=假定柱长05.12+柱的自重：上柱：g 25.01=牛腿部分：mKNg 5.17254.15.01=⨯⨯=下部工字形部分：mKNg 5.52522.01=⨯=下部矩形部分：mKNg 25.16253.15.01=⨯⨯=采用吊点起吊没,绑扎点在牛腿根部,采用翻身起吊,计算见图如图所示 何在计算所需乘以动力系数,则下柱截面配筋为204φ,界面高度为mm 1300,所以下柱吊装验算也满足要求;裂缝宽度验算： 变截面处其他截面验算从略 五、柱下基础设计以A 柱基础为例基础形式采用柱下独立基础形式,基础下采用垫层C10混凝土;预制柱和基础之间采用C30细石混凝土填充;基础设计的内容包括：按地基承载力确定基础地面尺寸,按基础抗冲切和抗剪承载力要求确定基础高度,由于该单层厂房地基条件和荷载条件,满足地基基础设计规范关于不尽心地基变形验算的条件,因此,本设计部进行地基变形验算; 1、按构造要求确定基础高度尺寸;见图前面确定了预制柱插mm h 9001=,柱底留50mm 混凝土填充,;根据表mm a 2001=,杯壁厚度t =梁支撑宽度要求;则基础a h h 2009005011+=++=前面假定的基础高度1000满足设计的要求;基础抗冲切条件确定,以减少混凝土的用量;础承载力条件确定;不要选择过大,基础的构造如图所示; 2、柱底截面不利内力选择a 、进行基础设计时候选用以下三组按荷载标准组合确定的最不利贝利;1KN V KN N mKNM 14.70,057.703,7.371=== 2KN V KN N m KN M 67.66,54.756,67.379=== 3KN V KN N mKNM 14.70,8.415,47.384===b 、进行机车设计时候选用以下三组按荷载基本组合确定的最不利不内力; 1KN V KN N m KNM 75.89,1.901,66.517=== 2KN V KN N mKNM 1.89,975,25.521=== 3KN V KN N mKNM 32.23,5.647,49.389-==-=3、基础底面尺寸确定１、地基承载力特征值确定根据设计任务书地基持力层承载力特征值2200m KNf ak =,按地基基础设计规范的要求,需要进行跨度和深度的修正;由于基础宽度较小一般小于3m ;故仅仅考虑基础埋深的修正,经修正后的地基承载力特征值为： 2、 换算到基础底面的弯矩和轴向力标准值由维护墙和基础梁传得基础顶面的永久荷载值：KN G K A 464.298,6=,对基础中心线的偏心弯矩为：mm e 6206=见图传到基础底面的弯矩和轴力标准值为： ３、按地基承载力确定基础底面尺寸先按第二组内利标准值计算基础底面尺寸; 基础的平均埋深：m d 875.1215.08.1=+=按中心受压确定基础底面面积A ；以上是最初步估计的基础底面尺寸,必须进行地基承载力验算; 基础底面面积：276.575.12.3m ab A =⨯==基础底面的抵抗弯矩：32675.36m ba W == 基础和回填土的平均重力： 所以第二组内力满足要求; 对第一组内力进行验算： 所以第一组内力满足要求; 队第三组内力进行验算： 所以第三组内力不满足要求;现在将基础地底面尺寸改为：m b a 5.38.1⨯=⨯,重新进行验算; 基础底面面积：23.65.38.1m ab A =⨯==基础底面的抵抗弯矩：32675.36m ba W == 基础和回填土的平均重力： 所以第三组内力满足要求; 对第一组内力进行验算： 所以第一组内力满足要求; 对第三组内力进行验算： 所以第三组内力满足要求;经验算m 5.38.1⨯的基础底面尺寸满足地基承载力要求; 4、基础设计1、上部结构产生的基础底面内力设计值： 在这三组内力下,地基净反力的计算：第一组：2385.18065.656.1199m KN A N p n ===第二组25.19165.6464.1273m KN A N p n ===第三组2175.14265.6464.945m KN A N p n === 由于max min ,0p p <应重新计算; 偏心距m N Me 727.09456870===;合力的最大压力的距离m e a a 973.0727.04.35.05.00'=-⨯=-=冲切破坏锥体的最不利一侧上边长：mm a t 11503752400=⨯+=冲切破坏锥体的最不利一侧下边长： 所以抗冲切力满足要求; 3基础底板配筋计算1、沿基础边长方向钢筋计算,分别按柱边1-1截面,变阶处2-2截面两个面计算;所以选择的地基尽反力按第二组作用下,地基最大的净反力验算;2max ,81.319mKNp n =,2min ,44.91m KNp n =相应位置的地基净反力计算：()()()()()()()()2602110221212,2260111221,12257.13117102109.0101769.07104075017615.18.1275.15.3225.23881.3192412224183.1453)401150(2109.01005.3059.005.3054.08.120.15.3225.23881.3192412224171.262275.124.34.304.8146.37204.81mm h f M A mmh M KN b b a a p P M mm h f M A M KN b b a a p P M m KN p y s n MAX N y s c c n MAX N n =⨯⨯⨯==∴=-=⋅=+⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==-⨯⨯⨯==∴⋅=+⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∴=⎪⎭⎫⎝⎛+-+=按2s A 选择钢筋,该方向的钢筋直径用12φ,单根钢筋面积2mm ; 钢筋总根数：121.11357.1311==n 根,钢筋间距：mm s 14512)501800(=-=;该方向的配筋为：,150@12φ共12根;2、沿短边方向的钢筋计算沿短边方向钢筋计算,分别按柱边3-3截面,变阶处4-4截面两个截面计算;所选择的地基 净反力按三组和荷载作用下,地基最大的平均净反力计算mm d h h M KN a a b b P M mm h f M A mm d h h M KN a a b b P M m KN p n y s c c n n 6981271046.40)75.15.32()15.18.1(2471.262)2()(2482710982109.01064.1719.010981240115064.171)0.15.32()4.08.1(2471.262)2()(2471.26202042121426033301032232=-=-=⋅=+⨯-=+-==⨯⨯⨯==∴=--=-=⋅=+⨯-=+-==按3s A 选择钢筋,由于钢筋面积较小,该方向上的钢筋直径用 8φ,单根钢筋面积2mm ;钢筋总根数：163.50827==n 根,钢筋间距：mm s 21516)503500(=-=; 按照构造要求该方向的配筋为：220@8φ,根数181220)503500(=+-=s 根,柱下基础配筋如图所示,由于基础长边方向大于3米,因此该方向上的钢筋可以截断10% ,并交错布置,钢筋可用统一编号; 柱和基础的施工图见图;。

单层钢结构厂房结构计算一、设计资料河南省某加工厂一厂房，该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值0.05g。

刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。

屋面及墙面板均为聚氨酯复合保温板；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

二、荷载计算（一）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）YX51-380-760型彩色压型钢板0.15 KN/m250mm厚保温玻璃棉板0.05 KN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网0.02 KN/m2檩条及支撑0.10 KN/m2刚架斜梁自重0.15 KN/m2悬挂设备0.20 KN/m2合计0.67 KN/m22．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 KN/m2。

雪荷载：基本雪压S0=0.45 KN/m2。

对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=5°42′38″，μr=1.0，雪荷载标准值Sk=μrS0=0.45 KN/m2。

取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 KN/m2，不考虑积灰荷载。

3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m24．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。

基本风压ω0=1.05×0.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。

风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。

5．地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。

一．建筑设计说明一、工程概况1.工程名称：青岛市某重型工业厂房；2.工程总面积：3344㎡3.结构形式：钢结构排架二、建筑功能及特点1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占地面积3344㎡。

2.平面设计建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为21m，柱距为6m，采用柱网为21m ×6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。

3.立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。

4.剖面设计吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。

5.防火防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。

室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于50m 的要求。

6.抗震建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。

7.屋面屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为10%，排水方式为有组织内排水。

屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。

8.采光采光等级为Ⅳ级，窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡，地面面积为3344平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。

9.排水排水形式为有组织内排水，排水管数目为21个。

三、设计资料1.自然条件2.1工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好，地基承载力标准值1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。

冻土深度为0.5m。

2.2抗震设防：6度2.3防火等级：二级2.4建筑物类型：丙类2.5基本风压:W=0.6KN/㎡，主导风向：东南风2.6基本雪压:0.2 KN/㎡（50年）0.25 KN/㎡（100年）2.7冻土深度：—0.5m2.8气象条件：年平均气温：12.7℃最高温度：38.9℃最低温度：－16.9℃年总降雨量：687.3mm。

2.工程做法2.1散水做法：混凝土散水2.2.150厚C15混凝土撒1:1水泥沙子，压实赶光2.2.2150厚3:7灰土垫层2.2.3素土夯实向外坡4%2.2地面做法：混凝土地面2.2.1100厚C15混凝土随打随抹上撒1:1水泥沙子，压实抹光2.2.2150厚3:7灰土(灰土垫层)2.2.3素土夯实2.3屋面做法：夹芯屋面板（JxB42-333-1000）工程做法见国家标准图集01J925-12.4墙面做法：200厚夹芯墙面板（JxB-Qy-1000）工程做法见国家标准图集01J925-1二．结构构件选型及布置一、柱网和变形缝的布置1、柱网的布置3-1厂房纵向柱距为6米，双跨厂房，每跨跨度为21米。

钢结构课程设计---王子涵一、设计资料该设计为单层厂房设计，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值。

刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。

屋面及墙面板均为彩色压型钢板,内填充以保温玻璃棉板，详细做法见建筑专业设计文件；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。

二、荷载计算（一）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）2．屋面可变荷载标准值3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等） KN/m24．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。

=× KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑基本风压ω结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz =。

风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋和－，背风面柱及屋面分别为＋和－(CECS102：2002中间区)。

5．地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施—（二）各部分作用的荷载标准值计算三、内力分析考虑本工程刚架跨度较小、厂房高度较低、荷载情况及刚架加工制造方便，刚架采用等截面，梁柱选用相同截面。

柱脚按铰接支承设计。

采用弹性分析方法确定刚架内力。

引用《钢结构设计与计算》（包头钢铁设计研究院编着，机械工业出版社）中表2－29（铰接柱脚门式刚架计算公式）计算刚架内力。

1．在恒荷载作用下λ=l/h=18/6=3ψ=f/h=6=k=h/s=6/=μ=3+k+ψ(3+ψ)=3++×(3+=H A =HE=qlλΦ/8=×18×3×8=MC=ql2[1－(1+ψ) Φ]/8=[1－(1+×]=·mM B =MD=－ql2Φ/8=－×182×8=－·m刚架在恒荷载作用下的内力如图。