单层工业厂房课程设计计算书
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单层工业厂房结构课程设计计算书
学号:
学院:水利与建筑
专业:土木工程
班级:1103
姓名:
一.设计资料
1.某金工车间,单跨无天窗厂房,厂房跨度L=24m,柱距为6m,车间总
长度为120m,中间设一道温度缝,厂房剖面图如图所示:
2.车间内设有两台双钩桥式起重机,吊车起重量为200/50kN。
3.吊车轨顶标高为9.6m。
4.建筑地点:哈尔滨。
5.地基:地基持力层为亚粘性层,地基承载力特征值为f ak=180kN/m2。
最高地下水位在地表15m。
6. 材料:混凝土强度等级为C30,纵向钢筋采用HRB400级,(360N/mm 2)
箍筋采用HPB235级。(300N/mm 2)
二. 选用结构形式
1. 钢屋盖,采用24米钢桁架,桁架端部高度为1.2m,中央高度为
2.4m ,
屋面坡度为21,,屋面板采用彩色钢板,厚4mm 。
2. 预制钢筋混凝土吊车梁和轨道链接
采用标准图G325,中间跨DL-9Z ,边跨DL-9B ,梁高
m h b 2.1=。 轨道连接采用标准图集G325
3. 预制钢筋混凝土
取轨道顶面至吊车梁顶面的距离
m h a 2.0=,故 牛腿顶面标高=轨顶标高-a h -b h =9.6-1.2-0.2=8.2
查附录12得,吊车轨顶至吊车顶部的高度为2.7m,考虑屋架下弦至吊
车顶部所需空间高度为220mm,故
柱顶标高=9.6+2.7+0.22=13.52m ,
三. 柱的各部分尺寸及几何参数
上柱 b ×h=400mm ×400mm (g 1=4.0kN/m)
A i =b ×h=1.6×105m 2
I 1=bh 3/12=2.13×109mm 4
图1厂房计算简图及柱截面尺寸
下柱b f×h×b×h f=400mm×800mm×100mm×100mm (g2=3.69kN/m)
A2=100×400×2+(800-2×100)×100+2×25×150
=1.475×105mm2
I2=5003×100/12+2×(400×1003/12+400×100×3002)+4×
(253×150/36+343.752×1/2×100×25)=8.78×1010mm4
n=I1/I2=2.13×109/(8.78×109)=0.248
H1=3.6m;H2=3.6+8.6=12.2m。
λ=H1/H2=3.6/12.2=0.295
四.荷载计算
1. 恒荷载
(1)屋盖自重
SBS防水层 1.2×0.1=0.12kN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层 1.2×0.02×20=0.48kN/m2
大型预应力屋面板(包括灌缝重)1.2×1.4=1.68kN/m2
总1 g1=3.3kN/m2
屋架 1.2×60.5=72.6kN
则作用屋架一段作用于柱顶的自重为:G1=6×9×3.3+0.5×
72.6=214.5kN
(2)柱自重
上柱:G2=1.2×3.6×4.0=17.28kN
下柱:G3=1.2×8.6×3.69=38.08kN
(3)吊车梁及轨道自重:G4=1.2×(30.4+0.8×6)=42.2kN
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,因屋面活荷载大于雪荷载0.4kN(50年一遇),故不考虑雪荷载。
Q1=1.4×0.5×6×12=50.4kN
3.风荷载
由《荷载规范》查得齐齐哈尔地区基本风压为ω0=0.45kN
风压高度变化系数(按B类地面粗糙度取)为
柱顶:(按H2=11.5m)μz=1.04
檐口处:(按H2=13.8m)μz=1.11
屋顶:(按H2=15.4m)μz=1.15
风荷载标准值:ω1k=βzμs1μzω0=1.0×0.8×1.04×0.45=0.37kN/m2
ω2k=βzμs2μzω0=1.0×0.5×1.04×0.45=0.23kN/m2
则作用于排架上的风荷载设计值为:q1=1.4×0.37×6=3.15kN/m
q2=1.4×0.23×6=1.97kN/m
F w=γQ[(μs1+μs2) μzω0h1+(μs3+μs4) μzω0h2]×B
=1.4×[(0.8+0.5)×1.11×0.45×2.3+(-0.6+0.5)×1.15×0.45×1.6]×6=11.85kN (屋面坡度为1/8)
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
由附表16-2查得P k,max=180kN;
P k,min=1/2(G+g+Q)- P k,max=1/2(228+200)-180=46.5kN B=5600mm,K=4400mm
则根据支座反力影响线求出作用于柱上的吊车竖向荷载为:
D max=φc*γQ* P k,max*Σy i=0.9×1.4×180×(1+0.267+0.8+0.067)
=483.99kN
D min=φc*γQ* P k,min*Σy i=0.9×1.4×46.5×(1+0.267+0.8+0.067)
=125.03kN
作用于每一轮子上的吊车横向水平刹车力
F h1=γQ*ɑ/4(Q+g)=1.4×0.1/4×(200+77.2)=9.702kN
则两台吊车作用于排架柱顶上的吊车横向水平荷载为
F h=φc* F h1*Σy i=0.9×9.702×(1+0.267+0.8+0.067)
=18.63kN
五.内力计算
1.恒荷载
(1)屋盖自重作用
因为屋盖自重是对称荷载,排架无侧移,故按柱顶为不动铰支座计算。