单层工业房的课程设计例题

单层工业房设计

一、设计资料：

1. 工程概况

某造纸车间为一单跨单层钢筋混凝土厂房，厂房总长66m，跨度27m，柱距6m，设有20/5t、10t各一台中级工作级别吊车，轨顶标高+10.1m。厂房平面图如图（1）

2. 设计资料

屋面构造：

二毡三油防水层(上铺绿豆砂)；

20mm厚水泥砂浆找平层；

100mm水泥膨胀珍珠岩保温层；

一毡二油隔气层；

20mm厚水泥砂浆找平层；

预应力混凝土大型屋面板。

围护结构：

240mm厚普通砖墙，双面抹灰；钢框玻璃窗宽×高：4000mm×5100mm 和4000mm×1800lmm。

地面:钢筋混凝土地面,室内外高差150mm。

3．设计基本原始资料

自然条件：基本风压为0.5kN/m2，地面按B类，基本雪压为0.3KN/m2，屋面活荷载为0.5kN/m2。

地质条件：场地地面以下0.8内为填土，填土下层4.8m内为粉质粘土，地基承载力特征值为240kN/m2，地下水位为-5.5m。

该工程位于非地震区，不考虑抗震设计。

4. 材料

钢筋：箍筋为HPB235级钢筋、受力钢筋HRB335级钢筋。

混凝土：柱采用C40，基础采用C20。

5．设计要求

1)初步确定排架结构布置方案；

2)对结构上部的标准构件进行选型，并进行结构布置；

3)排架的荷载计算和内力分析；

4)排架柱的设计；

5)柱下独立基础的设计

二、构件选型及屋盖布置

根据厂房的跨度、吊车起重量的大小、轨顶标高，吊车的运行空间等初步确定出排架结构的剖面如图（2）所示。为了保证屋盖的整体性，屋盖采用无檩体系。

1.屋面板

采用1.5m×6m预应力混凝土屋面板，根据屋面做法求得屋面荷载，采用标准图集92G410（一）中的Y—WB—2，屋面板自重标准值为1.4KN/m2（包括灌缝自重）。

2．天沟板(外天沟排水)

选用92G410(三)标准图集中的JGB77—1，自重标准值2.02kN／m。

3．屋架采用预应力混凝土折线形屋架，选用标准图集95G415(三)，每榀屋架自重标准值为120kN。

4．屋盖支撑

在端部第二开间的屋架端部和跨中设三道垂直支撑、其他跨相应部位设下弦系杆，端头第二开间设下弦横向水平支撑。

5．吊车梁

选用95G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车梁，梁高1200mm，每根自重标准值44.2kN，轨道及垫层构造高度200mm，轨道及连接重l kN/m。

6．排架柱

排架的上柱截面为矩形, 下柱采用工字形截面。

7. 支撑布置

设计采用大型屋面板，可以不设屋架上弦支撑。根据构造要求，设置相应的屋架下弦支撑，并在跨度中点处布置一道垂直支撑。见图（3）

本设计跨度27m,大于18m，因此需要布置支撑。柱截面高度h>600mm,下部柱间支撑做成双片，其间距为柱截面高减去200mm，见图（4）。

图（3）屋架下弦支撑

图（4）柱的支撑布置

三、排架的荷载计算

1．排架计算简图的确定

(1)确定柱高。

吊车梁顶标高=轨顶标高—轨道构造高度=10.1—0.2=9.9m

牛腿标高=吊车梁顶标高—吊车梁高=9.9-1.2=8.7m

柱顶标高=轨顶标高+吊车高度H+上部运行尺寸，取为12.6m 上柱高H u=柱顶标高--牛腿标高=12.6—8.7=3.9m

全柱高H=柱顶标高—基顶标高=12.6--（--0.6）=13.2m

下柱高H l=H--H u=13.2-3.9=9.3m,λ= H u/H=3.9/13.2=0.295

（2）初步拟订柱尺寸

根据表一的参考尺寸，取上柱b×h=400mm×450mm, 下柱b×h×h f=400mm ×850mm×200mm,截面尺寸如图（5）所示。

图（5）下柱截面尺寸（单位：mm）图（6）排架计算简图

（3）参数计算 上柱： 493100375.345040012

1

mm I u ⨯=⨯⨯= 下柱：

2

3

3L 25)3

22500(

25300212500300121850400121I ⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯= 41010887.1mm ⨯=

比值：

16.0==

l

u

I I n 排架计算简图如图（6） 2．荷载计算 (1)恒载计算。

1)屋盖结构自重标准值：

二毡三油防水层 0.35KN/m 2

20mm 厚水泥砂浆找平层； 20×0.02=0.4 KN/m 2 100mm 水泥膨胀珍珠岩保温层； 4×0.1=0.4 KN/m 2 一毡二油隔气层； 0.05 KN/m 2

20mm 厚水泥砂浆找平层； 20×0.02=0.4 KN/m 2 预应力混凝土大型屋面板。 1.4 KN/m 2 g k =3.00 KN/m 2 天沟板 2.02×6=12.12 KN 屋架自重 120KN

则作用在一榀横向平面排架一端柱顶的屋盖自重标准值为

kN G k 12.3152

120

12.1222760.31=++⨯⨯=

mm h e u 751502

45015021=-=-=

2)柱自重标准值：

上柱 G 2k =25×0.4×0.45×3.9=17.55kN

mm h h e u l 2002

450

2850222=-=

-=

下柱 G 3k =25×9.1×[0.2×0.4×2+0.4×0.1+2×

kN 4.541.1]025.0)1.04.0(2

1

=⨯⨯+⨯ 注（1.1为考虑下柱仍有部分矩形截面而乘的增大系数）

3e =0