单层厂房5例题.ppt

2单层厂房 2 0概述2 1单层厂房的结构组成和布置2 2排架计算2 3单层厂房柱2 4柱下独立基础2 5单层厂房的屋盖结构选型2 6吊车梁的受力特点及选型2 7单层厂房结构设计实例 2 7单层厂房结构设计实例 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 学习例题需注意的问题一 1 内力计算采用标准值 2 解释p173图2 54各标高的来历 3 修正p173表2 22下柱截面尺寸的写法 4 p178 详细写出排架在永久荷载作用下的柱端剪力的求解过程 5 吊车的组合系数 有t必有d 且t和d同跨 8 补充基础的计算 6 内力组合时注意永久荷载的有利影响 如 正负最大弯矩的组合及最小轴力的组合等 7 可以取消表2 29 2 30 2 31内力组合 因为明显比表2 28的内力组合小 9 需完成的施工图 2 7单层厂房结构设计实例 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 学习例题需注意的问题二 在确定厂房高度时 还应按 厂房建筑统一化基本规则 的规定 考虑建筑模数的要求 1 有吊车或无吊车的厂房 自室内地面至柱顶的高度应为300mm的倍数 2 有吊车的厂房 自室内地面至柱子牛腿面的高度应为300mm的倍数 3设有桥式 梁式吊车的厂房 自室内地面至吊车轨顶的标志高度应为600mm的倍数 为了满足以上要求 允许吊车轨顶实际高度与工艺要求的标志高度之间有 200mm的差值 2 7单层厂房结构设计实例 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 7 1设计任务 某厂金工车间的等高排架 该金工车间平 立面布置如图2 53所示 柱距除端部为5 5m 其余均为6m 跨度18m 18m 每跨设有两台吊车 吊车工作制级别为a5级 轨顶标高为7 2m 吊车起重量左右跨相同 具体见表2 15 外墙无连续梁 墙厚240mm 每开间侧窗面积24m2 钢窗 无天窗 2 7单层厂房结构设计实例 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 7 1设计任务 图2 53 a 厂房立面图 2 7单层厂房结构设计实例 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 图2 53 b 厂房平面图 2 7 1设计任务 2 7单层厂房结构设计实例 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 7 1设计任务 屋面做法 绿豆砂保护层 二毡三油防水层 80厚泡沫砼保温层 20厚水泥砂浆找平层 预应力砼大型屋面板 2 7 2设计参考资料 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 表2 15荷载资料 1 荷载资料 见表2 15 2 7 2设计参考资料 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 吊车起重量及其数据 见表2 16 表2 16吊车起重量及其数据 2 7 2设计参考资料 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 3 地质资料 见表2 17 表2 17地质资料 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 4 预应力屋面板 嵌板及天沟板选用 见表2 18 表2 18预应力屋面板 嵌板及天沟板 2 7 2设计参考资料 2 7 2设计参考资料 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 5 屋架选用图集 见表2 19 表2 19屋架选用图集 6 吊车梁选用图集 见表2 20 表2 20吊车梁选用图集 注 轨道连结件重 0 8kn m 2 7 2设计参考资料 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 7 基础梁 选用标准图号g320 jl 3 16 7kn 根 8 钢窗重 0 45kn m2 9 常用材料自重 见表2 21 表2 21常用材料自重 2 7 3结构构件选型及柱截面尺寸确定 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 因该厂房跨度在15 36m之间 且柱顶标高大于8m 故采用钢筋混凝土排架结构 为了使屋盖具有较大刚度 选用预应力混凝土折线型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 由图2 54可知柱顶标高为9 6m 牛腿顶面标高为7 2 1 2 0 182 5 818m 按要求实取6 0m 设室内地面至基础顶面的距离为0 5m 则计算简图中柱的总高度h 下柱高度hl 和上柱高度hu分别为 7 2 1 2 0 182 5 818m 牛腿顶面标高 2 7 3结构构件选型及柱截面尺寸确定 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 1 9 600m 7 2 2 094 220 1000 9 514m 9 6m 220mm是吊车的安全行驶高度 2 11 750m 9 6 2 15 11 75m 3 12 800m 11 75 1 05 12 8m 2 7 3结构构件选型及柱截面尺寸确定 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 图2 54厂房剖面图 2 7 3结构构件选型及柱截面尺寸确定 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 根据柱的高度 吊车起重量及工作级别等条件 可确定柱的截面尺寸 见表2 22 表2 22柱截面尺寸及相应的计算参数 本设计仅取一榀排架进行计算 计算单元和计算简图如图2 55所示 2 7 3结构构件选型及柱截面尺寸确定 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 图2 55计算单元和计算简图 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 20厚水泥砂找平层 1 永久荷载 屋盖永久荷载标准值 80厚泡沫混凝土保温层 预应力混凝土大型屋面板 包括灌缝 屋盖钢支撑 总计 屋架重力荷载为60 5kn 榀 则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载标准值为 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 1 永久荷载 屋盖永久荷载标准值 2 吊车梁及轨道重力荷载标准值 3 柱自重重力荷载标准值 a c柱 上柱 下柱 b柱 上柱 下柱 各项永久荷载作用位置如图2 56所示 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 1 永久荷载 图2 56荷载作用位置图 单位 kn 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 1 永久荷载 图2 56荷载作用位置图 单位 kn 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 屋面活荷载 屋面活荷载标准值为0 5kn m2 雪荷载标准值为0 4kn m2 后者小于前者 故仅按前者计算 作用于柱顶的屋面活荷载标准值为 q1的作用位置与g1作用位置相同 如图2 56所示 3 风荷载 风荷载的标准值按 计算 其中 z根据厂房各部分标高 图2 54 及b类地面粗糙度确定如下 柱顶 标高9 6m z 1 000 檐口 标高11 75m z 1 049 屋顶 标高12 80m z 1 078 计算 z时 其高度应该从室外地面算起 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 3 风荷载 s如图2 57所示 则由上式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为 图2 57风荷载体型系数及计算简图 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 3 风荷载 图2 57风荷载体型系数及计算简图 则作用于排架计算简图 图2 57 上的风荷载标准值为 1 1 049 标高11 75m处的 z 2 1 078 标高12 80m处的 z 3 计算fw时 应该都按标高11 75m处距室外地面的高度的 z计算 2 7 4荷载计算 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 4 吊车荷载 由表2 16可得20 5t吊车的参数为 b 5 2m k 4 0m g 68 6kn q 200kn pmax 174kn pmin 37 5kn 根据b及k可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值 如图2 58所示 图2 58吊车荷载作用下支座反力影响线 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 4 吊车荷载 图2 58吊车荷载作用下支座反力影响线 1 吊车竖向荷载标准值 2 7 4荷载计算 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 4 吊车荷载 2 吊车横向水平荷载标准值 作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为 作用于排架柱上的吊车横向水平荷载标准值为 2 7 5排架内力分析 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 该厂房为两跨等高排架 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计算 见表2 23 表2 23柱剪力分配系数 2 7 5排架内力分析 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 1 永久荷载作用下的内力分析 永久荷载作用下排架的计算简图如图2 59 a 所示 图中的重力荷载及力矩m是根据图2 56确定的 即 1 0 25m 450 200 10 3 2 0 3m 750 450 10 3 2 7 5排架内力分析 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 柱顶不动铰支座反力ri可根据相应公式计算 1 永久荷载作用下的内力分析 由于图2 59a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 对于a c柱 n 0 109 0 374 图3 23无侧移的排架 va vb vc 2 7 5排架内力分析 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 屋面活荷载作用下排架内力分析 3 风荷载作用下排架内力分析 4 吊车荷载作用下排架内力分析 图3 25有侧移的排架 va vb vc va1 va2 vb1 vb2 vc1 vc2 2 7 5排架内力分析 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 屋面活荷载作用下排架内力分析 3 风荷载作用下排架内力分析 4 吊车荷载作用下排架内力分析 2 7 5排架内力分析 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 屋面活荷载作用下排架内力分析 3 风荷载作用下排架内力分析 4 吊车荷载作用下排架内力分析 2 7 5排架内力分析 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 2 屋面活荷载作用下排架内力分析 3 风荷载作用下排架内力分析 4 吊车荷载作用下排架内力分析 2 7 6内力组合 2单层厂房 2 7单层厂房结构设计实例 以a柱内力组合为例 表2 24为各种荷载作用下a柱内力标准值汇总表 表2 25 表2 32 表2 33为a柱内力组合表 这两表中的控制截面及正号内力方向如表2 24中的例图所示 对柱进行裂缝宽度验算时 内力采用标准值 同时只需对 的柱进行验算 为此 表2 33中亦给出了mk和nk的组合值 它们均满足 的条件 对设计来说 这些值均取自nm