单层工业厂房课程设计报告

《单层工业厂房》课程设计

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一．结构选型

该厂房是广州市的一个高双跨（18m+18m）的机械加工车间。车间长90m,柱矩6米，在车间中部，有温度伸缩逢一道，厂房两头设有山墙。柱高大于8米，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋架有较大的刚度，选用预应力混凝土折线形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。厂房的各构选型见表1.1

表1.1主要构件选型

由图1可知柱顶标高是10.20米，牛腿的顶面标高是6.60米，室内地面至基础顶面的距离0.5米，则计算简图中柱的总高度H,下柱高度H l和上柱的高度Hu分别为：

H=10.2m+0.6m=10.8m H l=6.60m+0.6m=7.2m Hu=10.8m-7.2m=3.6m

根据柱的高度，吊车起重量及工作级别等条件，确定柱截面尺寸，见表1.2。

1．恒载

图1

求反力：

F1=116.92

F2=111.90

屋架重力荷载为59.84，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值：

G A1=1.2×(116.92+59.84/2)=176.81KN

G B1=1.2×(111.90×6+59.84/2)=170.18 KN

(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值

G A3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN

G B3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN

(3)柱重力荷载的设计值

A,C柱

B柱

2．屋面活荷载

屋面活荷载的标准值是0.5KN/m2，作用于柱顶的屋面活荷载设计值：

Q1=1.4×0.5×6×18/2=37.8 KN

3，风荷载

风荷载标准值按ωk=βzμsμzω0计算其中ω0=0.5KN/m2, βz=1, μz根据厂房各部分及B类地面粗糙度表2.5.1确定。

柱顶（标高10.20m）μz=1.01

橼口（标高12.20m）μz=1.06

屋顶（标高13..20m）μz=1.09

μs如图3所示，由式ωk=βzμsμzω0可得排架的风荷载的标准值：

ωk1=βzμs1μzω0=1.0×0.8×1.01×0.5=0.404 KN/m2

ωk2=βzμs2μzω0=1.0×0.4×1.01×0.5=0.202 KN/m2

G 3

G 4A G 3G

图2 荷载作用位置图

q 2

w

图3 风荷载体型系数和排架计算简

q1=1.4×0.404×6=3.39KN/m q1=1.4×0.202×6=1.70KN/m

Fw=γQ [(μs1+μs2)×μz h 1+(μs3+μs4)×μz h 2] βz ω0B

=1.4[(0.8+0.4)×1.01×(12.2-10.2)+(-0.6+0.5)×1.01×(13.2-12.2)] × 1×0.5×6

=10.23KN

4．吊车荷载

吊车的参数：B=5.55米，轮矩K=4.4，p max=215KN, p min=25KN,g=38KN。根据B和K，可算出出吊车梁支座反力影响线中个轮压对应点的竖向坐标值，如图４所示：

图４吊车荷载作用下支座反力的影响线

（１）吊车的竖向荷载

D max=γQ F pmax∑y i=1.4×115×(1+0.075+0.808+0.267)=346.15KN

D min=γQ F pmin∑y i=1.4×25×(1+0.075+0.808+0.267)=75.25KN

（２）吊车的横向荷载

T=1/4α（Q+g）=1/4×0.12×(100+38)=4.14KN

吊车横向荷载设计值：

Tmax＝γQ T∑y i=1.4×4.14×2.15=12.46KN

三．排架内力分析

１．恒荷载作用下排架内力分析

图5 恒荷载作用的计算简图

G 1=G A1=176.81KN; G 2=G 3+G 4A =38.76+17.28=56.04KN; G 3=G 5A =38.28KN; G 4=2G B1=340.361KN; G 5=G 3+2G 4B =2×38.76+17.28=94.8KN; G 6=G 5B =38.28KN;

M 1= G 1×e 1=171.81×0.05=8.60KN.m;

M 2=( G 1+ G 4A )e 0- G 3e 3=(176.81+17.28) ×0.2-38.28×0.35=25.42

C 1=23×)

11(1)11132

-+--n

　n λλ（=2.03; C 1=23×)11(132

--n H λλ=1.099;

R A =

H M 1C 1+H

M

2C 3=(8.60×2.03+25.42×1.099)/10.8=4.20KN(→) R C =-4.20KN(←); R B =0KN; 内力图：

图(K N)

M图(K N.

m)

图6 恒荷载内力图

２．活荷载作用下排架内力分析

(1)AB

M 1A M 2A

图7 AB 跨作用活荷载作用简图

Q=37.8KN ，则在柱顶和变阶处的力矩为：

M 1A =37.8×0.05=1.89KN.m ，M 2A =37.8×0.25=7.56KN.m ，M 1B =37.8×0.15=5.67KN.m R A =

H

M A

1C 1+H M A 2C 3=(1.89×2.03+7.56×1.099)/10.8=1.124KN(→)

R B =

H

M B

1C 1 =5.67×2.03/10.8=1.07KN(→) 则排架柱顶不动铰支座总的反力为： R= R A + R B =1.124+1.07=2.19KN(→)

V A = R A －R ηA =1.32-0.33×2.19=0.40KN(→) V B = R B －R ηB =1.07-0.33×2.19=0.35KN(→) V C = －R ηC =-0.33×2.19=－0.72KN(←)

排架各柱的弯矩图,轴力图,柱底剪力如图8所示:

M(KN .m )

N图(k N)

图8 AB 跨作用屋面活荷载内力图

(2)BC 跨作用屋面活荷载

由于结构对称,且BC 跨的作用荷载与AB 跨的荷载相同,故只需叫图8的各内力图位置及方向调一 即可,如图10所示: