单层工业厂房课程设计计算书(完整)

《单层工业厂房混凝土排架课程设计》1.1 柱截面尺寸确定

由图2可知柱顶标高为12.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，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

l

H、上柱高度Hu分别为：

H=12.4m+0.5m=12.9m，

l

H=8.6m+0.5m=9.1m

Hu=12.9m－9.1m=3.8m

根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表1。

表1 柱截面尺寸及相应的计算参数

计算参数柱号截面尺寸

/mm

面积

/mm2

惯性矩

/mm4

自重

/(KN/

m)

A ,

B 上柱矩400×400 1.6×10521.3×108 4.0

下柱I400×900×100×150 1.875×105195.38×108 4.69 本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示。

1.2 荷载计算

1.2.1 恒载

(1).屋盖恒载：

两毡三油防水层0.35KN/m2

20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2

100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层4×0.1=0.4 KN/m2

一毡二油隔气层0.05 KN/m2

15mm厚水泥砂浆找平层；20×0.015=0.3 KN/m2

预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 KN/m2

2.900 KN/m2

天窗架重力荷载为2×36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、找坡层1.5 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：

G1=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2＋2×36 KN/2＋2.02 KN/m×6m ＋1.5 KN/m×6m＋106 KN/2) =382.70 KN

(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值：

G3=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20 KN

(3）柱自重重力荷载设计值：

上柱 G 4A = G 4B =1.2×4kN/m ×3.8m =18.24 KN 下柱 G 5A = G 5B =1.2×4.69kN/m ×9.1m =51.21KN

各项恒载作用位置如图2所示。

1.2.2 屋面活荷载

屋面活荷载标准值为0.5 KN/m 2，雪荷载标准值为0.35 KN/m 2，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：

Q 1=1.4×0.5 KN/m 2×6m ×24m/2=50.40KN Q 1 的作用位置与G 1 作用位置相同，如图2所示。

1.2.3 风荷载

风荷载标准值按式（2.5.2）计算，其中0ω=0.35 KN/m 2 ，z β=1.0，z u 根据厂房各部分标高及B 类地面粗糙度由附表5.1确定如下：

柱顶（标高12.40m ） z u =1.067 檐口（标高14.30m ） z u =1.120 天窗架壁底（标高16.99m ） z u =1.184 天窗架壁顶（标高19.86m ） z u =1.247 屋顶（标高20.31m ） z u =1.256

s u 如图3a 所示，由式（2.5.2）可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：

k 1ω=z β1s u z u 0ω=1.0×0.8×1.067×0.35 KN/m 2 =0.299 KN/m 2

k 2ω=z β2s u z u 0ω=1.0×0.8×1.067×0.35 KN/m 2 =0.299 KN/m 2

则作用于排架计算简图（图3.b ）上的风荷载设计值为：

q 1=1.4×0.299 KN/m 2×6.0m =2.51KN/m

q 2=1.4×0.187 KN/m 2×6.0m =1.57KN/m

Fw=Q γ[(1s u +2s u )z u h 1+(3s u +4s u )z u h 2+(5s u +6s u )z u h 3

]z β0ωB

= 1.4×[(0.8＋0.5)×1.120×1.9m ＋(-0.2＋0.6)×1.184×2.69＋(0.6＋0.6)×1.247×2.87] ×1.0×0.35 KN/m 2×6.0m =24.51 KN

1.2.4 吊车荷载

由表2.5.1可得200/50KN 吊车的参数为：B=5.55m ，K=4.40m ，g=75KN ，Q=200KN ，F max ,p =215KN ，F min ,p =45KN 。根据B 及K ，可算得吊车梁支座反力影响线中歌轮压对应点的竖向坐标值，如图4所示。 (1）吊车竖向荷载

由式（2.5.4）和式（2.5.5）可得吊车竖向荷载设计值为：

D max =Q γ F max ,p ∑y i =1.4×215 KN ×(1＋0.080＋0.267＋0.075)=647.15 KN

D min =Q γ F min ,p ∑y i =1.4×45 KN ×2.15=135.45 KN

(2）吊车横向水平荷载

作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力按式（2.5.6）计算，即T=

4

1

α（Q+g）=

4

1

×0.1×（200KN＋75KN）=6.875 KN 作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值按式（2.5.7）计算，即

T

max

=

Q

γT∑y

i

=1.4×6.875 KN×2.15=20.69 KN

1.3 排架内力分析

该厂房为单跨等高排架，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

η按式（2.5.16）计算，结果见表2 。

表2 柱剪力分配系数

柱别

n=I

u

/ I

l

=

λH

u

/H

C

=3/[1+3λ(1/n-1)]

δ=H3/ C

E I

l

i

η=

i

i

δ

δ

/1

/1

∑

A ，B柱

n=0.109

=

λ0.295

C

=2.480

A

δ=

B

δ=0.206⨯1010-

E

H3A

η=

B

η=0.5

1.3.1恒载作用下排架内力分析

恒载作用下排架的计算简图如图5所示。图中的重力荷载G及力矩M是根据图2确定，即