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1、车间单层工业厂房结构设计1.设计条件与资料1.1建筑物基本条件某金工车间为两跨等高厂房，跨度均为24m，柱距均为6m，车间总长度66m。每跨设有20/5t吊车各两台，吊车工作级别为中制，轨顶标高为9.6m，基础顶面标高为-0.8m，厂房无天窗，建筑剖面简图如图1所示。图1厂房剖面示意图1.2设计资料（1）荷载:屋面均布活荷载标准值为0.7KN/m。（2）材料:①柱:混凝土C30;纵筋HRB335级;箍筋采用HPB235级。②基础:混凝土C30;钢筋HPB235级。③型钢及预埋件铁板用HRB335、H
2、PB235级钢筋。（3）建筑构造①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/m。20mm厚水泥砂浆找平层:20×0.02=0.4KN/m。100mm厚水泥珍珠岩制品保温层:5×0.1=0.5KN/m。一毡两油隔气层:0.05KN/m。20mm厚水泥砂浆找平层:20×0.02=0.4KN/m。预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝)荷载标准值1.4KN/m。②屋盖钢支撑荷载标准值为0.05KN/m,屋架自重标准值106KN/榀,坡度:1:6。③墙体用240mm厚双面清水维护砖墙
3、;钢窗宽度3.6m,纵墙上窗洞高2400mm。④地面:室素混凝土地面,室外高差150mm。（4）吊车:桥式吊车,软钩,中级工作制。吊车梁:先法预应力混凝土吊车梁,梁高1.2m,自重。吊车轨道联结:轨道及连接件自重1KN/m。吊车荷载:最大轮压=215KN。最小轮压=45KN。小车总重g=75KN。大车宽B=5550mm。轮距K=4400mm。（5）工程地质及水文条件该场地地面粗糙度为B类，地形平整,无滑坡,无液化土层等不良地质现象。①地层自上而下为填土层:厚度约为0.5m。砂质粘土:厚度约为2.0m
4、,[f]=200KN/m。卵石:中密,厚度约为5～7m,[f]=600KN/m。基岩:表层中度风化。②地下水位在地面7m以下,设计时不考虑地下水的影响，也不考虑抗震设防。（6）气象资料:基本风压为0.35KN/m,基本雪压为0.2KN/m。1.3设计要求（1）确定柱截面尺寸；（2）荷载计算；（3）分析排架力；（4）柱、牛腿配筋计算；（5）编制荷载、力计算说明书；（6）根据计算结果绘制排架柱结构施工图；（7）柱下基础的设计及其配筋；（8）绘制柱下基础施工图；2.确定柱的截面尺寸Q=（15~20）t,中
5、级工作制，=9.6+0.8=10.5m。上柱:矩形:500mm×500mm面积:惯性矩:下柱:工字型柱截面尺寸见图2。排架计算简图见图3。3.荷载计算⑴恒载①屋盖自重:两毡三油防水层上铺小石子:0.35（KN/m）20mm厚水泥砂浆找平层:20×0.02=0.4（KN/m）100mm厚水泥珍珠岩制品保温层:5×0.1=0.5（KN/m）一毡两油隔气层:0.05（KN/m）20mm厚水泥砂浆找平层:20×0.02=0.4（KN/m）预应力大型屋面板1.4（KN/m）合计3.1（KN/m）屋架自重:10
6、6（KN/榀）则作用于屋顶的屋盖结构自重为上式中的系数1.05为考虑柱牛腿处及柱根部矩形部分的重量。③吊车梁、轨道及轨道联结件自重:各柱恒载的作用位置见图4。⑵屋面活荷载屋面均布活荷载标准值为0.7KN/m。雪荷载屋面均布活荷载与雪荷载不同时考虑.故屋面荷载为其作用位置与屋盖自重的位置同。⑶吊车荷载每跨设20t的吊车各2台,中级工作制,吊车的主要参数如下:轮距:K=4.44m;大车宽:B=5.55m；小车重:g=75KN；最大轮压:=215KN；最小轮压:=45KN图5是在2台10t吊车作用下,吊车
7、梁的支座反力影响线。①吊车的竖向荷载==,的作用位置同吊车梁轨道及轨道联结件自重的作用点。②吊车的横向水平荷载由于额定起重量在16~50t之间,取=10%,则其作用位置在吊车梁的顶面处。⑷风荷载基本风压:=0.35KN/m,市郊地面粗糙度按B类考虑,查得风压高度变化系数:查得风荷载体型系数,如图6所示,则作用于排架上的风荷载设计值为:其中B为排架的计算宽度.风荷载作用的示意图及排架计算简图见图7(a)、(b)。作用在柱顶处的风荷载集中力:4.排架的力分析⑴剪力分配系数的确定因边柱和中柱的截面相同,则
8、因各柱的抗侧移刚度相同,则各柱的剪力分配系数相同⑵恒载作用下排架的力恒载作用下排架的计算简图见图8。n=0.21,λ=0.3查单阶柱柱顶反力系数表得,各柱不动铰支承的支反力为A列柱:C列柱:柱顶不动铰支反力同A柱,方向相反B列柱:则排架柱柱顶不动铰支座的总反力为最终分配到各柱柱顶的剪力分别为：恒载作用下排架弯矩图、轴力图,如图9所示。③屋面活荷载作用下排架的力屋面活荷载作用于AB跨时的计算简图(作用于BC跨时与其对称),见图10。n=0.21,λ=0.3查单阶柱柱顶反
