單層廠房設(shè)計圖文并茂

1、第4章 單層廠房設(shè)計車間平面布置示例廠房剖面圖4.1計算簡圖本車間為機修車間，工藝無特殊要求，結(jié)構(gòu)布置均勻，荷載分布均勻，故可以從整個房中選擇具有代表性的排架作為計算單元，如圖所示計算單元寬度為。由設(shè)計資料可知柱頂標(biāo)高，軌頂標(biāo)高為，設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為，則計算簡圖和吊車梁的高度求總高度h=11.9+0.5=12.4m根據(jù)建筑剖面及其構(gòu)造，確定廠房計算簡圖如圖所示其，下柱高，上柱高柱截面幾何參數(shù) 參數(shù)柱號截面尺寸面積慣性矩自重a ,c上柱 下柱b上柱下柱i4.944.2荷載的計算4.2.1恒載（1）屋面恒載：兩氈三油防水層： 20mm厚水泥砂漿找平層： 厚水泥礫石保溫層：一氈兩油隔氣層：

2、 厚水泥砂漿找平層： 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板： 屋蓋鋼支撐： 合計： 屋架自重ywja24ab跨 1.2(10626.95.942)kn=173.7 kn/榀bc跨 1.2106kn=127.2 kn/榀天溝板 1.22.02=2.424 kn/m故作用于ab跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為作用于bc跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為(2)柱自重重力荷載設(shè)計值：a、c柱：上柱： 下柱： b柱: 上柱： 下柱：（3）吊車梁及軌道自重ab跨： bc跨： 各恒載作用位置如圖所示。 4.2.2屋面活荷載由荷載規(guī)范差得，屋面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.5（可作0.2的增減），本處取0.7，雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.45，故僅按屋面活荷

3、載計算。ab跨：bc跨：屋面活荷載在每側(cè)柱上的作用點位子與屋蓋結(jié)構(gòu)自重相同。4.2.3.吊車荷載本車間選用的吊車主要參數(shù)如下：吊車的參數(shù)為：， ，。根據(jù)b及k，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應(yīng)點的豎向坐標(biāo)值，如圖所示（1） 吊車豎向荷載 bc跨同ab跨一樣（2） 吊車橫向水平荷載 bc跨同ab跨一樣作用于每一個輪子上的吊車荷載水平制動力計算公式： （）式中 每一個輪子作用在軌道上的橫向水平制動力；橫向水平制動系數(shù)； 吊車的額定起重量的重力荷載；小車的重力荷載。作用于拍架上的吊車橫向的水平荷載設(shè)計值計算公式： （）式中 第個大車輪子的橫向水平制動力；吊車梁傳給柱的最大橫向反力的標(biāo)準(zhǔn)值； 影

4、響線數(shù)值。 活荷載分項系數(shù)（1）.風(fēng)荷載由荷載規(guī)范查得，該地區(qū)基本風(fēng)壓，風(fēng)壓高度系數(shù)按b類地面取值：柱頂（標(biāo)高） 檐口（標(biāo)高）屋頂：ab跨 標(biāo)高bc跨 標(biāo)高15.8m，風(fēng)荷載體型系數(shù)如圖所示。故風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為作用于排架上的風(fēng)荷載的設(shè)計值為右來風(fēng)時：所以風(fēng)荷載作用如圖所示4.3 內(nèi)力分析本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。4.3.1剪力分配系數(shù)的計算該廠房為一跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。其柱的剪力分配系數(shù)見下表：柱剪力分配系數(shù)柱號a 、c柱0.286b柱0.4284.3.2恒載作用下的內(nèi)力分析a柱列：b柱列：c柱列： 柱列所受彎矩如圖所示。各柱不動鉸支承反力分別為：a柱

5、列：，則b列柱：，則同理可得：，c列柱：，則同理可得：，故假設(shè)在排架柱頂不動鉸支的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負(fù)規(guī)定故恒載作用下排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。恒載作用軸力圖4.3.3屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析（1） ab跨作用有屋面活荷載時由屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力為，其中在a列柱、b列柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為各柱不動鉸支座反力分別為a列柱：，b列柱：， 假象排架柱頂下動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為ab跨作用有屋面活荷載時排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（2） bc跨作用有屋面荷載時與ab跨對稱bc跨作用有屋面活荷載時排架柱的彎矩圖和軸力圖

6、如圖所示。4.3.4吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析（考慮廠房整體空間工作，）（1）ab跨作用于a列柱，由ab跨和的偏心作用而在柱中引起的彎矩為各柱不動鉸支座反力分別為：a列柱：，b列柱：， 假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為ab跨作用在a柱時排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（2）ab跨作用在b柱左側(cè)由ab跨和的偏心作用而在柱中引起的彎矩為各柱不動鉸支座反力分別為：a列柱：，b列柱：， 假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為ab跨作用在b柱時排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（3）bc跨作用在b柱右側(cè)由于排架結(jié)構(gòu)和吊車荷載均勻?qū)ΨQ于第（2）種情況，所以計算結(jié)果對稱

7、，故bc跨作用于b柱右側(cè)時，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。（4）bc跨作用在c柱由于排架結(jié)構(gòu)和吊車荷載均勻?qū)ΨQ于第（1）種情況，所以計算結(jié)果為對稱，故bc跨作用于c柱時，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖所示。4.3.5.吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析（考慮廠房整體空間工作，）（1）當(dāng)ab跨作用由吊車橫向水平荷載時各柱不動鉸支座反力分別為：a列柱：，b列柱：，假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為排架柱的彎矩圖如圖所示。 ab跨作用有吊車荷載的彎矩圖（2）當(dāng)bc跨作用有吊車橫向水平荷載時，由于排架結(jié)構(gòu)對稱，荷載反對稱，所以計算簡圖和彎矩分別如圖所示。4.3.6.風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析右

8、來風(fēng)時，計算簡圖如圖所示。各柱不動鉸支座反力分別為：a列柱：， c列柱：， 假想排架柱頂不動鉸支座的總反力為各柱柱頂最后剪力分別為右來風(fēng)時排架柱的彎矩圖如圖所示，左來風(fēng)時排架柱內(nèi)力近似地按右來風(fēng)時的反對稱荷載取值。4.4.內(nèi)力組合考慮廠房整體空間工作，對a柱進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，組合結(jié)果如表所示，44表4-4 a柱內(nèi)力設(shè)計值匯總表柱號及正向內(nèi)力荷載類別恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在ab跨作用在bc跨作用在a柱作用在b柱左作用在b柱右作用在c柱作用在ab跨作用在bc跨左風(fēng)右風(fēng)序號m15.630.7163.39-52.67-46.7037.39-7.750.5522.6424.46

9、-28.98n 323.2559.92000000000m-47.24-14.263.39123.42-19.6137.39-7.750.5522.6424.46-28.98n383.9959.920586.9590.30000000m26.30-5.8511.07-4.23-125.31122.02-25.3123.5273.90209.91-172.20n433.859.920586.9590.30000000v7.950.980.893-13.86-12.299.84-2.0414.35.9632.06-23.90注：1.2.表中恒載內(nèi)力系數(shù)按所得。如取時，則恒載內(nèi)力須乘以；如取時，則恒

10、載內(nèi)力須乘以。表4-5 a柱控制截面組合的內(nèi)力設(shè)計值截面?zhèn)渥?0.76-53.6144.0177.99389.76269.38405.60269.38111.62-110.3171.25-82.01789.55476.5954.19319.99387.74-311.14222.17363.01762.50460.331003.50361.5047.39-33.3424.4149.26280.09-215.98161.82265.55596.28432.10768.79361.5034.80-21.9218.3831.72b柱和c柱內(nèi)力組合及截面設(shè)計，可按同理進(jìn)行。4.5柱截面設(shè)計 以a柱為例。

11、混凝土強度等級為c30，；采用hrb400級鋼筋，。上、下柱 均采用對稱配筋。（1）選取控制截面最不利內(nèi)力對上柱，截面有效高度取，則大偏心受壓和小偏心受壓界限破壞時對應(yīng)的軸向壓力為 由表可見，上柱截面共有4組不利內(nèi)力，4組內(nèi)力均滿足，故均為大偏壓。對這4組內(nèi)力，按照“彎矩相差不多時，軸力越小越不安全；軸力相差不多時，彎矩越大越不安全”的原則，可確定上柱的最不利內(nèi)力為， 對下柱，截面有效高度取，則大、小偏心受壓界限破壞時對應(yīng)的軸向壓力為由表可見，下柱和截面有8組最不利內(nèi)力，均滿足對這8組內(nèi)力采用也上柱截面一樣的分析方法，可得下柱的最不利內(nèi)力為截面 ，截面 ，（2）上柱配筋計算 上柱最不利內(nèi)力為

12、， 查表可得有吊車廠房排架方向柱的計算長度為 （?。?故取進(jìn)行計算。選318，則滿足要求查表可得垂直于排架方向住的計算長度則 滿足彎矩作用平面外的承載力要求。（3）下柱配筋計算 由分析結(jié)果可知，下柱去下列兩組為最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計算： ，按，計算 查表得下柱的計算長度為 截面尺寸 （?。?先假定中和軸在受壓翼緣內(nèi)，則且，為大偏心受壓構(gòu)件，受壓區(qū)在受壓翼緣內(nèi)，則按，計算（?。?先假定中和軸在受壓翼緣內(nèi)，則且，為大偏心受壓構(gòu)件，受壓區(qū)在受壓翼緣內(nèi)，取。選418。驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力 查表得垂直排架方向的計算長度 滿足條件（4）柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控

13、制。根據(jù)構(gòu)造要求，上、下柱均選用箍筋。（5）牛腿設(shè)計根據(jù)吊車梁支承位置，截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸，其中牛腿截面寬度與柱寬相等，牛腿截面高度，牛腿截面高度驗算按式 進(jìn)行驗算，其中，取。故牛腿截面高度滿足要求。牛腿配筋計算由于，因而該牛腿可按構(gòu)造配筋。根據(jù)構(gòu)造要求，。實際選用414（）。水平箍筋選用。（6）柱的吊裝驗算內(nèi)力計算采用翻身起吊，吊點設(shè)在牛腿下部，混凝土達(dá)到設(shè)計強度后起吊。由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計表2.4.6可得拄插入杯口深度為，取，則柱吊裝時總長度為，計算簡圖如圖所示圖4-6 柱吊裝計算簡圖柱吊裝階段的荷載為柱的自重重力荷載（考慮動力系數(shù)）即 由得：，令得，則下柱段最大彎矩為：承載

14、力和裂縫寬度驗算上柱配筋為（318），其受彎承載力按下式進(jìn)行驗算：滿足要求下柱配筋（418），其受彎承載力按下式進(jìn)行驗算：滿足要求4.6基礎(chǔ)設(shè)計gb50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對于6m柱距的單層多跨廠房，其地基承載力特征值為、吊車起重、廠房跨度、設(shè)計等級為丙級時，可不做地基變形驗算。本例滿足上述要求，故不需做地基變形驗算。基礎(chǔ)混凝土強度等級采用，下設(shè)厚的素混凝土墊層（1）作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載計算作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（-截面）傳給基礎(chǔ)的m，n，v以及外墻自重重力荷載。前者可由表 中的-截面選取，見表4-6，其中內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)組合值用于地基承載力驗算，基本組合值用于受沖切承

15、載力驗算和板底配筋計算。表4-6 基礎(chǔ)設(shè)計的不利荷載組別荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合第1組387.74762.5047.39280.09596.2834.80第2組-311.14460.33-33.34-215.98432.10-21.92第3組222.171003.5024.41161.82768.7918.38由下圖可見，每個基礎(chǔ)承受的外墻總寬度為6.0?？偢叨葹?3.3，墻體為240實心墻（），鋼框玻璃窗（），基礎(chǔ)梁重量為根。計算范圍見下圖每個基礎(chǔ)承受的由墻體傳來的重力荷載為：240mm厚磚墻：鋼框玻璃窗： 基礎(chǔ)梁： 合計： 距基礎(chǔ)形心的偏心距為：（2）基礎(chǔ)尺寸及埋置深度按構(gòu)造要求擬

16、定高度h由表2.4.6得柱的插入深度，取。由表2.4.7得杯底厚度應(yīng)大于，取，則基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為，故基礎(chǔ)埋置深度為：由表4-7得杯壁厚度，??；基礎(chǔ)邊緣高度取，臺階高度取，見下圖。表4-7 基礎(chǔ)杯底厚度和杯壁厚度柱截面高度杯底厚度杯壁厚度t擬定基礎(chǔ)底面尺寸適當(dāng)放大，取。計算基底壓力及驗算地基承載力： 基礎(chǔ)底面壓力計算及地基承載力驗算見表4-8表4-8 基礎(chǔ)底面壓力計算及地基承載力驗算表類別第1組第2組第3組280.09596.2834.80-215.98432.10-21.92161.82768.7918.381188.091023.911360.60158.84-402.4621.69155.2

17、2103.08181.0637.72149.23141.50129.15200155.22240109.39200181.06240145.37200149.23240注：（3）基礎(chǔ)高度驗算采用基底凈反力設(shè)計值，和。計算結(jié)果見表4-9表4-9 基礎(chǔ)底面凈反力設(shè)計值計算表類別第1組第2組第3組387.74762.5047.39-311.14460.33-33.34222.171003.5024.411102.02 799.851343.02248.71-543.0156.71162.0273.45182.140153.58133.39因臺階高度與臺階寬度相等（均為），所以只需驗算變階處的受沖切承

18、載力。變階受沖切承載力計算截面如下圖所示。變階處截面有效高度。因為，即：，因，所以取，則，?。?，則故基礎(chǔ)高度滿足要求。（4）基礎(chǔ)底板配筋計算柱邊及變階處基底反力計算基礎(chǔ)底板配筋計算時長邊和短邊方向的計算截面如下圖所示。圖4三組不利內(nèi)力設(shè)計值在柱邊及變階處的基底凈反力計算見表4-10表4-10 柱邊及變階處基底凈反力計算公式第1組第2組第3組128.81113.83146.01138.65134.08148.25145.42147.99149.80150.34158.11150.92117.7491.07143.49柱邊及彎階處彎矩計算：配筋計算 基礎(chǔ)底板受力鋼筋采用hpb300級（）。長邊方向

19、鋼筋面積為：選用。基礎(chǔ)底板短邊方向鋼筋面積為：選用（）。由于，所以杯壁不需要配筋。基礎(chǔ)底板配筋圖見結(jié)構(gòu)施工配筋圖。結(jié) 論本次設(shè)計共有三個設(shè)計組成，分別為混凝土結(jié)構(gòu)單向板肋梁樓蓋設(shè)計、現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計和某金加工車間廠房設(shè)計在老師的耐心的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我成功地完成了這次的課程設(shè)計。雖然成果不夠令人滿意，可能只能以合格來形容，但終究是自己動腦動手一步一步扎扎實實做出來的，因此，我覺得我還是成功了。同時我發(fā)現(xiàn)受限于自己的知識水平、思維方式和經(jīng)驗等等，在設(shè)計過程中鮮有創(chuàng)新之舉，未能自如的選擇最優(yōu)的設(shè)計方案；因此我覺得自己須更加努力的學(xué)習(xí)專業(yè)知識和積累經(jīng)驗。在這三周中，我能根據(jù)計劃進(jìn)度的安排，在老師的指導(dǎo)和與同學(xué)的相互討論下，按時按量的完成自己的設(shè)計任務(wù)。貫穿于整個設(shè)計過程中，我重新溫習(xí)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、混凝土結(jié)構(gòu)基本原