土木工程毕业设计-单层双跨工业厂房结构设计

1、土木工程毕业设计-单层双跨工业厂房结构 设计土木工程毕业设计-单层双跨工业厂房结构设计北京城市学院毕业设计（论文）单层双跨工业厂房结构设计 学生姓名：姚志远学号：08120206106 班 级：08 土木升专业：土木工程学部：城市建设学部指导教师：董晓丽2010年5月 单层双跨工业厂房结构设计Singlepair of inter-industrial building design 学生：姚志远班级：08 土木升学号：08120206104 学部：城市建设学部专业：土木工程指导教师：董晓丽职称：副教授工作单位：湖南先导建筑工程有限公司毕业设计（论文）完成时间：自2009年11月至2010年5

2、月 【摘要】 单层厂房 指层数仅为一层的工业厂房，适用于生产工艺流程以水平运输为主，有大型起重运输设备及较大动荷载的厂房，如机械制造工业、冶金工业和其他工业等。单层厂房的骨架结构，由支撑各种竖向的与水平的荷载作 用的构件所组成。厂房依靠各种结构构件合理连接为一整体，组成一个完整 的结构空间以保证厂房的坚固、耐久。我国广泛采用钢筋混凝土排架结构和钢架结构，通常由横 向排架、纵向联系构件、支撑系统构件和围护结构等几部分 组成。单层砖柱厂房具有选价低廉、构造简单、施工方便等优 点，在中小型工业厂肩中得到广泛应用，但单层厂房的端墙 （山墙）受风面积较大，内部空间要求、厂房屋顶面积、荷载 等均较大，构造

3、复杂，如何进行有效的荷载效应组合、选取 最不利内力组合，作为柱及基础的设计依据，将是本文要重 点解决的问题。关键词：内力组合；偏心受压；钢筋；混凝土 Abstract Single plant means the layer is only a layer of industrial plant, applied to the production process to the level of transport-based, large material handling equipment and large dynamic load plants, such as machinery

4、manufacturing industry, metallurgical industry and other industries . Single plant of the skeleton structure, thesupport of various vertical and horizontal loads consisting of components. Plants rely on a variety of structural components as a whole a reasonable connection to form a complete structur

5、e of space to ensure the plant s strong, durable. China s extensive use of reinforced concrete and steel structure, bent structure, usually bent from the horizontal, vertical linkages component, support systems and building envelope components such as a few parts. Single brick column with the select

6、ed plants are cheap, simple structure, convenient for construction, the shoulder in the small and medium industrial plants has been widely used, but the single plant of the side wall (gable) larger by the wind, internal space requirements, plant roof area, load large and complex structures, how to e

7、ffectively load effect combination, select the most unfavorable combination of internal forces, as the pillar and foundation of the design basis, will be the focus of this paper to solve the problem. Keywords : Combination of internal forces; Concrete; Eccentric compression; Reinforced目录 前言1 1.设计条件与

8、资料21.1建筑物基本条件2 1.2设计资料2 1.3设计要求3 2.确定柱的截面尺寸3 3.荷载计算4 4.排架的内力分析7 5.排架的内力组合16 6.柱的截面设计16 7.柱的吊装验算20 8.基础的设计22 9.绘制施工图28参考文献32致谢33北京城市学院2010届毕业设计（论文）前言 单层厂房的结构特点大致可分为砌体结构、混凝土结构和钢结构。一般情况下，无吊车或吊车吨位不超过5t,其跨度在15m以内，柱顶标高在 8m以下，无特殊工艺要求的小型厂房， 可采用由砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架组成的 砌体结构；当吊车吨位在 250t以上或跨度大于 36m的大型 厂房，或有特殊工艺

9、要求的厂房（如设有10t以上锻锤的车间以及高温车间的特殊部位等），一般采用钢屋架、钢筋混 凝土柱或者是全钢结构，其他大部分厂房均可采用混凝土结 构。单层厂房结构一般由屋盖结构、排架结构、支撑系统、 吊车梁、围护结构和基础等组成。它比较容易组织生产工艺流程和车间内部运输，地面上能 够放置较重的机器设备和产品，所以其在工业建筑设计中得 到广泛的应用。近年来，单层厂房的设计越来越重视设备节能，充分利用自然通风，利用自然采光，发展节能省地型工业厂房；运用生 态学中的共生与再生原则， 结合自然，保护环境，防止污染， 发展具有良好生态循环系统的现代工业厂房；利用高科技材 料，发展更具灵活性、通用性和多样化

10、的工业厂房。由于水平所限，时间仓促，文中一定存在缺点和不足， 甚至错误，恳请老师批评指正1.设计条件与资料1.1建筑物基本条件 奥金工车间为两跨等高厂房，跨度均为24m,柱距均为6m,车间总长度66m。每跨设有20/5t吊车各两台，吊车工作级别为中制，轨顶 标高为9.6m,基础顶面标高为-0.8m,厂房无天窗，建筑剖 面简图如图1所示。图1厂房剖面示意图1.2设计资料(1)荷载：屋面均布活荷载标准值为 0.7KN/m o(2)材料：柱：混凝土 C30;纵筋HRB335级；箍筋采 用 HPB235 级。基础：混凝土 C30;钢筋HPB235级。型钢及预埋件铁板用 HRB335、HPB235级钢筋

11、。(3)建筑构造屋面：卷材防水屋面，具做法如下：两毡三油防水层上铺小石子 ：0.35 KN/m o20mm厚水泥砂浆找平层：20 0.02=0.4 KN/m。100mm厚水泥珍珠岩制品保温层 ：5仅1=0.5 KN/m。一毡两油隔气层：0.05 KN/m o20mm厚水泥砂浆找平层：20 0.02=0.4 KN/m。预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝)荷载标准值 1.4KN/m。屋盖钢支撑荷载标准值为0.05 KN/m,屋架自重标准值106KN/根，坡度:1:6。墙体用240mm厚双面清水维护砖墙；钢窗宽度3.6m,纵墙上窗洞高2400mm 。地面:室内素混凝土地面，室内外高差150mm。(4)

12、吊车：桥式吊车，软钩叶级工作制。吊车梁：先张法预应力混凝土吊车梁，梁高1.2m,自重。吊车轨道联结：轨道及连接件自重1 KN/m o吊车荷载：最大轮压=215KN o最小轮压=45KN o小车总重g=75KN。大车宽B=5550mm。轮距 K=4400mm。(5)工程地质及水文条件该场地地面粗糙度为 B类，地形平整，无滑坡，无液化土层等不良地质现象。地层自上而下为 填土层：厚度约为0.5m。砂质粘土 ：厚度约为2.0m,f=200 KN/m。卵石：中密，厚度约为57m, f=600 KN/m。基岩：表层中度风化。地下水位在地面 7m以下，设计时不考虑地下水的影响， 也不考虑抗震设防。(6)气象

13、资料：基本风压为 0.35 KN/m,基本雪压为 0.2 KN/m。1.3设计要求(1)确定柱截面尺寸；(2)荷载计算；(3)分析排架内力；(4)柱、牛腿配筋计算；(5)编制荷载、内力计算说明书;(6)根据计算结果绘制排架柱结构施工图； (7)柱下基础的设计及其配筋；(8)绘制柱下基础施工图； 2.确定柱的截面尺寸 Q= (15-20) t,中级 工作制，=9.6+0.8=10.5m。上柱：矩形：500mmX500mm 面积：惯性矩：下柱：工字型 柱截面尺寸见图2。排架计算简图见图3。3.荷载计算 恒载 屋盖自重：两毡三油防水层上铺 小石子：0.35( KN/m ) 20mm 厚水泥砂浆找平层

14、:20X0.02=0.4 (KN/m) 100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层：5>0.1=0.5 (KN/m) 一毡两油隔气层：0.05 (KN/m) 20mm 厚水泥砂浆找平层：20 0.02=0.4 (KN/m)预应力大型屋面 板 1.4 (KN/m) 合计 3.1 (KN/m) 屋架自重：106 (KN/ 根)则作用于屋顶的屋盖结构自重为上式中的系数1.05为考虑柱牛腿处及柱根部矩形部分的重量。吊车梁、轨道及轨道联结件自重：各柱恒载的作用位置 见图4。屋面活荷载 屋面均布活荷载标准值为0.7KN/m o雪荷载 屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑.故屋面荷载为 其作用位置与屋盖自重的位置

15、同。吊车荷载 每跨设20t的吊车各2台叶级工作制，吊车的 主要参数如下：轮距：K=4.44m;大车宽：B=5.55m ;小车 重:g=75KN ; 最大轮压：=215KN ;最小轮压：=45KN 图5 是在2台10t吊车作用下，吊车梁的支座反力影响线。吊车的竖向荷载=，的作用位置同吊车梁轨道及轨道联结件自重的作用点。吊车的横向水平荷载由于额定起重量在1650t之间,取=10%,则其作用位置在吊车梁的顶面处。风荷载 基本风压:=0.35KN/m,市郊地面粗糙度按 B类 考虑，查得风压高度变化系数：查得风荷载体型系数，如图6 所示，则作用于排架上的风荷载设计值为：其中B为排架的计 算宽度.风荷载作

16、用的示意图及排架计算简图见图7（a）、（b）。作用在柱顶处的风荷载集中力 ：4.排架的内力分析 剪 力分配系数的确定 因边柱和中柱的截面相同，则因各柱的 抗侧移刚度相同，则各柱的剪力分配系数相同 恒载作用下 排架的内力 恒载作用下排架的计算简图见图 8。n=0.21,入=0.窗单阶柱柱顶反力系数表得，各柱不动较支 承的支反力为 A列柱：C列柱:柱顶不动较支反力同 A柱，方 向相反B列柱：则排架柱柱顶不动较支座的总反力为最终分配到各柱柱顶的剪力分别为：恒载作用下排架弯矩图、轴力图 ，如图9所示。屋面活荷载作用下排架的内力屋面活荷载作用于 AB跨时的计算简图（作用于BC跨时与其对称，见图10。n=

17、0.21,入=0.窗单阶柱柱顶反力系数表得，各柱不动较支承的支反力为A列柱：B柱列：排架柱顶不动较支座总反力为最终分配到各柱柱顶剪力分别为屋面活荷载作用于AB跨时排架的弯矩、轴力图见图11。其他荷载作用下排架的内力同理可得其他荷载作用下排架的内力，计算结果列于表1。其余荷载作用下的计算简图及排架的弯矩、轴力图见图1221。表1荷载作用下排架的内力分析结果荷载 柱上力矩/（KN m）各柱柱顶不动较支承力反力 /KN总反力/KN分配 到各柱顶最后剪力/KN吊车竖向荷载作用于 AB跨作用于A列柱（BC 跨与其对称）=174.7（'） =91.4（/） 16.5 （一） 8.7（f）0 5.6

18、 （ 一） 14.6 （ 一） 12.7（ f ） 1.9 （f） 吊车竖向荷载作用于AB跨作用于A列柱（BC跨与其对称）=36.6（）=436.8（/） 3.5 （ 一）41.40 37.9 （f） 16.1 （ 一） 28.7（-）12.6 （ 一）吊车水平荷作用于 AB跨向右（向左时与其对称）=18.6KN（吊车梁取 1.2m） 11.9 （ 一） 11.9 （ 一） 0 23.8 （一）4 （ ） 4 （ -）（8-）风荷载作用下左来风（右来风时与其对称）=10.9KN =2.3KN/m =1.25KN/m 15 （ 一） 0 5.8 （ 一） 31.7 （ 一）4.4 （ 一） 10

19、.6 （f） 4.5 （f） 注：在各种荷载作用之下,A 柱和B柱的内力图及控制截面内力汇总于表2和表3。34 5.排架的内力组合在各种荷载作用下，对边柱和中柱进行最不利内力组合.其中未考虑厂房的整体空间的作用.A柱加B柱的内力组合结果见表4和表5表4 A柱的内力组合截面内力+及相应的N、V -及相 应的N、V及相应的M、V及相应的M、V组合项数值组 合项数值组合项数值组合项数值I-I M+0.9+ +88+0.9+0.8(+)+ + -28.5 +0.9+0.8(+)+ -28.5+0.9+ 88 N 306.7 424.2 424.2 306.7 n-II M +0.9+0.8( + )+

20、110+0.9+0.8(+)+ + -35.9 +0.9+0.8(+)+ +90.3 +0.9+29.6 N 840.2 572.2 903.7 420.9 田-m M +0.9 + + + 501.5 +0.9+ + + -147 +0.9+ 8.86 +0.9+ +501.5 N 487.9 661.1 1076 487.9 V 28.6 -11.5 -10.1 28.6表5 B柱的内力组合 截面 内力+及相应的 N、V -及相应的N、V及相应的 M、V及相应的M、V组 合项数值组合项数值组合项数值组合项数值I - I M +0.9 + + +152.8 +0.9 + + + -152.8 +0.9+143.9+0.9+143.9 N 726.4 726.4 790 662.9 n-II M +0.9+ +284.4 +0.9+ -284.4+0.9+275.6 + 41.3 N 1340 1340 1404 752.3 田-m M +0.9 +0.8( + )+ +294.6 +0.9+0.8( + )+ + -294.6 +0.9+0.8(+)+287.4 + 140 N1390 1390 1453 819.3 V -5.8 5.8 -5.6 10.6 注：1）组合及中,M的绝对值相等.因柱为对称配筋，所以表中的M只取