单层工业厂房课程设计计算书(完整版)

《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 ,贝U计算简图中柱的总高度H、下柱高度H i、上柱高度Hu分别为：

H = 12。4m+0。5m=12。9m ，H I =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。

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

20m m厚水泥砂浆找平层

100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层

一毡二油隔气层

15m m厚水泥砂浆找平层；

Ll

-

ΛΓt^...

11

T ?44

1≡Γ

F

LF

2

0.35KN∕m* 2

2

20 × 0.02=0.4 KN∕m2 4×

0.1=0.4 KN∕m2 0.05

KN∕m2

2 20× 0.015=0.

3 KN/m

1.4 KN∕m2

2.900 KN∕m2

呂

拭

8s 8S

吕

岳

「

％

(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

G 5A = G 5B =1.2× 4。69kN∕m× 9。1m =51.21 KN 各项恒载作用位置如图2所示。

JT

r (QM(M （J ） !∣ G F 382.70 so

50C __I h

?2 ? ； ｜｜ l ］j 。： LlS C l I t: kN ）

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：

2

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0=0。35 KN∕m 2， ==1?0, U Z 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(标咼12.40m ） U Z =1。067

檐口（标咼14.30m)

u z =1.120

天窗架壁底（标高16.99m ）

U Z =1.184

天窗架壁顶（标高19.86m ） U z =1.247 屋顶（标高20.31m ） U z =1.256

U S 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： 1k = I Z u s1 U z 0

=1.0× 0。8 × 1。067 × 0。35 KN∕m 2 =0。299 KN∕m 2 ’2k = —Z u s2 U Z s=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：

下柱

(?50.^0

18.2 I

?

2

q1=1.4× 0。299 KN/m × 6.0m =2.51KN/m

2

q2=1.4× 0.187 KN/m × 6.0m =1。57KN/m

FW= Q〔（U s1+U s2)U z h1+（U s3+U s4)U z h2+（U s5+U s6）U z h3 1 。?°B =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 × 1。0 × 0。35 KN/m2× 6.0m =24。51 KN

1.2。4吊车荷载

由表2.5.1 可得200/5OKN 吊车的参数为:B=5。55m , K=4。40m , g=75KN ，

Q=200KN , F p，max=215KN , F p，m^ =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：

DmaX = Y Q F p,max Ey i= 14×215 KN× （1 + 0.080 + 0.267 + 0。075)=647。15 KN

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

I ， 5，

吊车4

和

（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

1

1

T=—a （ Q+g ）二一× 0。1 ×( 200KN÷ 75KN =6。875 KN

4

4

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 Te 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 按式(2。5.16）计算,结果见表2 。

柱别

n =I u / I l λ = H u /H C 0=3∕〔 1+丸3

（1∕n—1) 】

δ =H 3

/ C 0EI I H = 1

”i

i

∑1^i

A,B 柱

n=0。109 λ =0.295

C 0=2.480

H 3 δA ^B =0.20^ 10 ^0

-—

E

Y 1

A = 11

B =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

7 —

CC —

c∑>

.Γ ■ -Z

O

O

CxJ

C

O

G

i = G i =382

。

70KN ； G 2=G 3+G 4A =50。20KN+18。24KN=68。44KN G 3= G 5A =51。21KN ；

M 1= G 1e 1 =382。70KN× 0.05m=19。14 KN m M 2 =( G ι

+ G

4A ）e ° - G

3 e 3

=(382。70 KN+18。24 KN) × 0。25m — 50.20 KN × 0.3m=85。18 KN m

由于图5a 所示排架为对称结构且作用对称荷载， 排架结构无侧移，故各柱可 按柱顶为不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力 R 可根据表2.5。2所列的相 应公式计算,则

R =M I C +∣M 2 C

=19。14KN m 汉 2.122 +85。18KN m”.132 =1062 KN A =H C I H C 3= 12.9m

= . R B =—10。62 KN

it)

2

1

1」(1-)

—=2.122

1 '3

(- -1) n

-3

1 -λ2

C 3 =

2

1 ?3(-1) n =1.132

19.1 i

困5垣戴作SToW 力图

3

求得R

i后，可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力.柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图 5.b，c 图5.d 为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。

1.3.2 屋面活荷载作用下排架内力分析

排架计算简图如图6a所示.其中Q=50。4 KN ,它在柱顶及变阶处引起的力矩为M A=50?4KN× 0.05m=2.52KN ?m ; M2A=50.4KN× 0.25m=12。60 KN ?m.

对于 A柱, C1=2.122，C3=1。132 ,贝U

R B =—1.53 KN^ )

排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力图如图6b。c所示

06作用屋面?l???il架Fl力图

1.3.3 风荷载作用下排架内力分析

(1)左吹风时

计算简图如图7a所示。对于A，B柱,n=0。109，- =0。295,则

3 1 '4(- -1）

C11= —=0。329

8 i3（1-1）

- n

R A=- q1H C11=-2.51KN∕m× 12。9m× 0。329=—10。65KN^ ）

R B =- q2H C11=—1。57KN∕m× 12.9m× 0。329=-6。66 KNo ）

R A = M AC I

M

A H 1 H

2A C3=2?52KN m 2?122-12?6K N m "Jis KN( >)

12.9m