单层厂房设计

单层厂房设计任务书城建11土木SY设计题目设计某市郊外（B类地区）一单层单跨厂房，设有两台中级工作制A5的软钩吊车，建筑平、剖面图如图1、图2。图1建筑平面图图2建筑剖面图设计题号纵墙上窗洞高：轨顶标高9.3m以内为1800mm；12m以上为2400mm。基本风压为0.3kN/m2，基本雪压为0.25kN/m2。表1单层单跨工业厂房课程设计题号跨度L（m）1824吊车吨位Q（t）1015/31015/3轨顶标高（m）8.412348.756789.391011129.91314151610.51718192011.12122232411.625262728122930313212.633343536设计资料荷载不上人屋面活荷载为0.5kN/m2。材料混凝土：C25，C30，C35。钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335、HRB400，箍筋采用HPB300。型钢及预埋件采用HRB335，HPB300。建筑构造屋面：卷材防水屋面，其做法如下：两毡三油防水层上铺小石子：0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层：0.4kN/m2100mm厚水泥珍珠岩制品保温层：0.5kN/m2一毡两油隔气层：0.05kN/m220mm厚水泥砂浆找平层：0.4kN/m2预应力混凝土大型屋面板：墙体用240mm厚清水砖墙，钢门窗。地面：室内混凝土地面，室内外高差150mm。设计要求选择屋面板、屋架、天沟板等（按标准图集选用）。确定上、下柱的高度及截面尺寸。计算排架所承受的各项荷载。计算各种荷载作用下的排架内力。柱、牛腿的设计。绘制结构施工图。结构布置图（屋面板、屋架、天沟板、吊车梁、墙体等的布置）柱施工图（模板图及配筋图）2构建选型1、屋面做法两毡二油防水层上铺小石子：0.35kN/m20mm水泥沙浆找平层：0.4kN/m100mm珍珠岩保温层：0.5kN/m一毡二油隔气层：0.05kN/m20mm水泥沙浆找平层：0.4kN/m合计：屋面活荷载：（组合值系数是0.7）屋面外荷载设计值：组合一（可变荷载效应控制）：1.2x1.7+1.4x0.5=2.74kN/m组合二（永久荷载效应控制）:1.35x1.7+1.4x0.7x0.5=2.785kN/m2、屋面板屋面板采用G410（一）标准图集体。中间跨：YWB—3边跨：YWB—3S允许外荷载：3.24kN/m>2.785kN/m板自重：1.4kN/m灌缝重：0.10kN/m3、屋架两毡二油防水层上铺小石子：0.35kN/m20mm水泥沙浆找平层：0.4kN/m100mm珍珠岩保温层：0.5kN/m一毡二油隔气层：0.05kN/m20mm水泥沙浆找平层：0.4kN/m预应力混凝土屋面板及灌缝重：1.5kN/m屋面支撑及吊管自重：0.15kN/m永久荷载标准值：总计：3.35kN/m可变荷载标准值：0.5kN/m（组合值系数是0.7）雪荷载标准值：0.25kN/m（组合值系数是0.7）组合一（可变荷载效应控制）：1.2x3.35+1.4x0.5=4.72kN/m组合二（永久荷载效应控制）:1.35x3.35+1.4x0.7x0.5=5.0125kN/m屋架采用G415（一）标准图集的预应力混凝土折线型屋架（YWJ—24—1Ba）允许外荷载：5.00kN/m屋架自重：11.275t4、天沟板天沟板采用G410（三）标准图集。（1）、找坡层计算厚度取6m天沟板中较大的平均找坡层厚度，即取（50=80）/2=65mm计算焦渣混凝土自重取14kN/m，于是得（2）水泥砂浆找平层20mm，则：（3）三毡四油卷材防水层（无小石子），则：（4）积水荷载按230mm计算，则：其中，卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分，按天沟平均内宽的2.5倍计算（b=天沟宽度-190），则：q=1.35b(0.91+0.4+2.5x0.15+2.3)=5.38b由规范采用TGB77,q=5.38x(0.77-0.19)=3.12kN/m<［q］.5、吊车梁吊车梁选用G323（二）标准图集,中级工作制备，两台起重量为10t的吊车,,选用吊车梁：中间跨:DL—7Z,边跨DL—7B：构件自重：。吊车轨道联接选用G325标准图集,中级吊车自重：。6、排架柱材料选用(1)混凝土：采用C30。(2)钢筋：纵向受力钢筋采用HRB400。(3)箍筋：采用HPB235级。7、排架柱高计算由吊车资料表可查得：H＝2140mm,轨顶垫块高为200mm。牛腿顶面标高＝轨顶标高－吊车梁－轨顶垫块高＝12.600－0.900－0.200＝11.500m由附录12查得，吊车轨顶至吊车顶部的高度为2.14m，考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为220m，故柱顶标高＝12.600+2.140+0.220＝14.960m上柱高＝柱顶标高－牛腿顶面标高＝14.960-11.500=3.46m全柱高＝柱顶标高－基顶标高＝14.96－(－0.500)＝15.460m下柱高＝全柱高－上柱高＝15.460－3.460＝12.000m参考表12-2选择柱截面形式与尺寸：截面尺寸需要满足的条件为：b≧H/20＝600mm.h≥H/14＝886mm取柱截面尺寸为：上柱：（b×h）＝600×400下柱：I(b×h×b×h)＝600×900×100×1503计算单元及计算简图定位轴线B1：由附表查得轨道中心线至吊车端部的距离B1=230m；B2：吊车桥架至上柱内边缘的距离，一般取B2≧80mm；B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，B3=400mm。B1+B2+B3=230+80+400=710mm<750mm，可以。故取封闭的定位轴线A、B都分别与左、右外墙内皮重合。计算单元取一榀排架为计算单元，计算单元的宽度为纵向相邻柱间间距中心线之间的距离，即B=6m4荷载计算屋盖荷载=1\*GB2⑴由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值=1.2(1.7+1.5+0.15)x12x6+1.2x112.75x6/2x12=343.89kN=2\*GB2⑵屋面活荷载，《荷载规范》规定，屋面均布活荷载标准值为0.5kN/m,比屋面雪荷载标准值0.25kN/m大，故仅按屋面均布活荷载计算。于是由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值=1.4x0.5x6x12=50.4kN、都作用于上部柱中心线外侧=50mm处。柱和吊车梁等恒荷载上部柱自重标准值为0.6x0.4x25=6kN/m,故作用在牛腿顶截面处的上部柱恒荷载设计值=1.2x6x3.46=24.91kN下部柱自重标准值为(2x0.6x0.15+0.6x0.1+4x0.25x0.025)x25=6.31kN/m,故作用在基础顶截面处的下部柱恒荷载设计值=1.2x6.31x12=90.86kN吊车梁自重标准值为27.5kN/根轨道连接自重标准值为0.8kN/m，故作用在牛腿顶截面处的吊车梁和轨道连接的恒荷载设计值=1.2（27.5+6x0.8)=38.76kN吊车荷载吊车竖向荷载Dmax、Dmin由给出的设计资料，查教材附录12得B=5550mm、K=4400mm，则2S＝B－K＝5550－4400＝1150mm，，，。查教材附录12得最大轮压Pmax,k最小轮压Pmin,k47kN作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax、Dmin为：===338.63x47/125=127.33kN作用在吊车梁中心线上。吊车横向水平荷载Tmax由起重量Q＝10t，小车重G2,k＝3.8t，当Q10t时，对于软钩吊车：作用在排架上的吊车横向水平荷载Tmax为：=338.63x4.14/125=11.22kN作用在吊车梁顶面处。风荷载基本风压:风压高度变化系数μz按B类地区考虑，根据柱顶离室外地坪的高度为14.96+0.15=15.11m，查看《荷载规范》用内插法得檐口离室外地坪的高度为14.96+0.15+1.2=16.31m,用内插法得，则:柱顶风荷载集中力设计值：5内力分析内力分析时所取的荷载值都是设计值，故得到的内力值都是内力的设计值屋盖荷载作用下的内力分析=1\*GB2⑴屋盖集中恒荷载作用下的内力分析柱顶不动支点反力按，，则查附图9-2得故作用下不动铰承的柱顶反力为(→)=2\*GB2⑵屋盖集中活荷载作用下的内力分析(→)在、分别作用下的排架柱弯矩图、轴向力图和柱底剪力图，分别如图所示，图中标注出的内力值是指控制截面=1\*ROMANI-=1\*ROMANI、=2\*ROMANII-=2\*ROMANII和=3\*ROMANIII-=3\*ROMANIII截面的内力设计值。弯矩以使排架柱外侧受拉为正，反之为负；柱底剪力以向左为正、向右为负。柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析。不做排架分析，其对排架柱产生的弯矩和轴向力如图所示。吊车荷载作用下的内力分析=1\*GB2⑴作用于A柱，作用于B柱，e=（750-900/2)=300,其内力为这里的偏心距e是指吊车轨道中心线至下部柱截面形心的水平距离。A柱顶的不动点支反力，查附图9-3，得A柱顶不动支点反力 B柱顶不动支点反力A柱顶水平剪力B柱顶水平剪力D作用于A柱时，由于结构对称，A柱顶水平剪力与作用在A柱时的相同，即内力图如图所示=3\*GB2⑶在作用下的内力分析至牛腿顶面的距离为12.6-11.5=1.1m;至柱底的距离为12.6+0.15+0.35=13.1m。因A柱与B柱相同，受力也相同，故柱顶水平位移相同，没有柱顶水平剪力，故A柱的内力图如图所示。风荷载作用下下的内力分析左风时，在、作用下的柱顶不动铰支座反力，由附图9-8查得各柱顶剪力分别为：对称结构，左风和右风正对称排架内力如图6内力组合表及其说明内力组合表A柱控制截面=1\*ROMANI-=1\*ROMANI、=2\*ROMANII-=2\*ROMANII和=3\*ROMANIII-=3\*ROMANIII的内力组合列于表柱号、控制界面及正号内力的方向荷载类型恒荷载活荷载荷载编号=1\*GB3①屋面恒荷载=2\*GB3②柱、吊车梁自重=3\*GB3③屋面均布活荷载=4\*GB3④Dmax=5\*GB3⑤Dmin=6\*GB3⑥Tmax=7\*GB3⑦左风=8\*GB3⑧右风控制截面内力设计值MNVMNMNVMNVMNVMNMNMN=1\*ROMANI-=1\*ROMANI内力组合荷载组合内力组合合恒荷载+0.9（任意两种或两种以上活荷载恒荷载+任一种活荷载组合项目MN、V组合项目MN、V+Mmax及相应N=1\*GB3①+=2\*GB3②+=7\*GB3⑦+Mmax=3.30N=368.80-Mmax及相应N=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=3\*GB3③+=4\*GB3④+=6\*GB3⑥+=8\*GB3⑧)-Mmax=54.58N=414.16Nmax及相应M=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=3\*GB3③+=4\*GB3④+=6\*GB3⑥+=8\*GB3⑧)M=-54.58Nmax=414.16=1\*GB3①+=2\*GB3②+=3\*GB3③M=-10.58Nmax=419.20Nmin及相应M=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=4\*GB3④+=6\*GB3⑥+=8\*GB3⑧)M=-53.38Nmin=368.80=1\*GB3①+=2\*GB3②+=8\*GB3⑧M=-27.77Nmin=368.80=2\*ROMANII-=2\*ROMANII+Mmax及相应N=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=4\*GB3④+=6\*GB3⑥+=7\*GB3⑦)+Mmax=94.46N=687.43=1\*GB3①+=2\*GB3②+=4\*GB3④+Mmax=80.41N=721.28-Mmax及相应N=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=3\*GB3③+=8\*GB3⑧)-Mmax=-20.89N=428.01=1\*GB3①+=2\*GB3②+=8\*GB3⑧-Mmax=-21.54N=382.65Nmax及相应M=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=3\*GB3③+=4\*GB3④+=6\*GB3⑥+=7\*GB3⑦)M=93.25Nmax=732.78=1\*GB3①+=2\*GB3②+=4\*GB3④M=80.41Nmax=721.28Nmin及相应M=1\*GB3①+=2\*GB3②+=7\*GB3⑦M=9.53Nmin=382.65=3\*ROMANIII-=3\*ROMANIII+Mmax及相应N=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=3\*GB3③+=4\*GB3④+=6\*GB3⑥+=7\*GB3⑦)+Mmax=420.17N=848.55V=38.24=1\*GB3①+=2\*GB3②+=7\*GB3⑦+Mmax=293.97N=498.42V=36.08-Mmax及相应N=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=5\*GB3⑤+=6\*GB3⑥+=8\*GB3⑧)-Mmax=-361.36N=609.42V=-37.87=1\*GB3①+=2\*GB3②+=8\*GB3⑧-Mmax=214.29N=498.42V=-25.70Nmax及相应M=1\*GB3①+=2\*GB3②+0.9(=3\*GB3③+=4\*GB3④+=6\*GB3⑥+=7\*GB3⑦)M=420.17Nmax=848.55V=38.24=1\*GB3①+=2\*GB3②+=4\*GB3④M=45.02Nmax=837.05V=-4.37Nmin及相应M=1\*GB3①+=2\*GB3②+=7\*GB3⑦M=293.97Nmin=498.42V=36.087排架柱截面设计采用就地预制柱，混凝土强度等级喂C30，纵向受力钢筋为HRB400级钢筋，采用对称配筋。上部柱配筋计算由内力组合表知，控制截面=1\*ROMANI-=1\*ROMANI的内力设计值为M=54.58kN/m，N=414.16kN=1\*GB