單層工業(yè)廠房課程設計計算書完整版

1.1 柱截面尺寸確定由圖2可知柱頂標高為

離為0.5m

HH=

， l

l

表1 柱截面尺寸及相應的計算參數計算參數 截面尺寸 面積 慣性矩 自柱號

/mm

/mm

/mm

重

/(KN/m)A

,

B 上柱 矩400×400 1.6 × 21.3 × 4.010

10下柱 I400×900×100

1.875

× 195.38

× 4.6×150 10

10 9本例僅取一榀排架進行計算，計算單元和計算簡圖如圖1所示。1.2 荷載計算1.2.1 恒載

KN/m，天溝防水層、找平層、找坡層

KN/m，屋架重力荷載為

KN/2＋2.02

KN/m×6m＋106

=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20

=1.2×4kN/m×3.8m

=1.2×4.69kN/m×9.1m

各項恒載作用位置如圖2所示。

，雪荷載標準值為0.35

×6m×24m/2=50.40KN

作用位置相同，如圖2所示。

=1.0，u

根據廠房各部分標高及B類地面粗糙度由附表5.1確定如下： u

檐口（標高14.30m）

天窗架壁底（標高16.99m） u

天窗架壁頂（標高19.86m） u

屋頂（標高20.31m） u

u

=1.0×0.8×1.067×0.35

u

=1.0×0.8×1.067×0.35

則作用于排架計算簡圖（圖3.b

u

u

u

1.4×

0.8＋0.5)×1.120×1.9m＋(-0.2＋0.6)×1.184×2.69＋(0.6＋0.6)×

×1.0×0.35

×0.1×（200KN＋75KN）=6.875

向坐標值，如圖4所示。

y

=1.4×215

KN×(1＋0.080＋0.267＋0.075)=647.15

p i

y

=

p i(2）吊車橫向水平荷載

y

=1.4×6.875

m i1.3 排架內力分析

H

H

/H)

i

柱別

n=I

/

Iu

lu

表2

柱剪力分配系數C

=3/

1+

(1/n-1

=H/

C

E

I

=

ii

i

0.295

=

=0.206

10

ln=0.109

C

=2.480

E

=

=0.5

m

m

KN)×0.25m－50.20

KN×0.3m=85.18

m由于圖5a所示排架為對稱結構且作用對稱荷載，排架結構無側移，故各柱可按柱頂為不動鉸支座計算內力。柱頂不動鉸支座反力Ri

M M

m

m

m

i重力荷載之和，恒載作用下排架結構的彎矩圖和軸力圖分別見圖5.b,c。圖5.d為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負號規(guī)定。

m

=50.4KN×0.25m=12.60

m

=2.122，C

M M

m

m

=-1.57KN/m×12.9m×0.329=-6.66

(1)左吹風時計算簡圖如圖7a所示。對于A,B柱，n=0.109,

=0.295,則

=-2.51KN/m×12.9m×0.329=-10.65KN(

Fw=-10.65KN－6.66KN－24.51KN=-41.82

R=-6.66KN+0.5×41.82KN=14.25

R=-10.65KN+0.5×41.82KN=10.26

排架內力圖如圖7b所示。(2)右吹風時 (1）D

，D

=647.15KN×0.3m=194.15

m

=135.45KN×0.3m=40.64

m m 對于A柱，C

m

M

m

m

R=-17.04KN+0.5×13.47KN=-10.31

R=3.57KN+0.5×13.47KN=10.31KN(排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖9b,c所示。(2）D

如圖10所示。(3）T m排架計算簡圖如圖11a所示。對于A，B柱，n=0.109,a=(3.8m-1.4m)/3.8m=0.632,則

C

=-20.69KN×0.629=-13.01

m

C

=-13.01KN×2=-26.02KN( m 各柱頂剪力為：V

-μ R=-13.01KN+0.85×0.5×26.02KN=-1.95

R=-13.01KN+0.85×0.5×26.02KN=-1.95

m

1.4 內力組合合表，這兩表中的控制截面及正負號內力方向如表3中歐那個的例圖所示。m

m

力值，而Ⅰ-Ⅰ

Ⅲ-Ⅲ采用標準值，同時只需對e

>0.55的柱進 行驗算。為此，表4中亦給出了M

和N

的組合值，它們均滿足e

>0.55的條件，對本 例來說，這些值均取自N柱

號

荷載類 恒及

正

別 載向

內

m表3

A柱內力設計值匯總表屋

面

吊車豎向荷載

吊車水

風荷載活載

平荷載

左

右風

風力

序號

①Ⅰ

-

M

21.2Ⅰ

2N

400.94

②

③

④

⑤

⑥

⑦3.29

-39.1

-39.1

21.5

57.1

-67.58

8

2

1

150.40

0

0

0

0

0Ⅱ

-

M -63.Ⅱ 96N 451.14Ⅲ

-

M 32.6Ⅲ 8

-9.31

154.9750.40

647.154.62

61.15

1.46

21.5

57.12

1135.4

0

05-92.3

192.

341.6

06

21

-67.510-314.42N 502.35V 10.62

50.40

647.1

135.4

0

05

51.53

-10.3

-10.3

18.7

42.61

1

4

4表4

A柱內力組合表

0-34.50截面 +M

及相

－M

及相

N

及相

N

及相應

M

、

備注應M，V

M，Vm m m 應M，V

M，V應N，V 應N，V NⅠM ① 93.0 ① -88. ① 26.1 ① 93.0 68.9

N

一項，

486.（

〔0

〔②

.9

②-

486.（

〔0

〔②

.9

②Ⅰ 9 9 .9 9N 446. 400. 446. 366.3 94 ② 34 3 52+0. （ +0.9

③+ 9

⑤+ ⑤） ⑤+⑥〕 + ⑥〕⑦〕

m取

1.4ⅡM ① 130. ① -150- +0. 40 +0. .3

①

75.5+0

1

①

-142+0.

.15〔0

〔.9

〔0

〔.9

②1033N 975. 496.33 50（ +0.③+ 9

.9③

.58

9〔0.9

⑤+⑦〕

451.141.34⑤） ⑤+1.34+ ⑦〕⑥〕ⅢM ① 549. ① -480- +0. 03 +0. .68ⅢN 9 1071 9 612.〔 .90 〔0 06V ② 57.2 .9

-43.+0. 0 （ 96

①

87.7+0

2.9

1084

.79③

①

549.+0.

039

1071〔

.9②

57.2+0.

0

9

396.

④+

-339（

05

⑤）

.45③+

825.

+⑦

496.⑤）

45

99

66.5

9

396.（4

05（834.

③+

825.65

⑤）

45V

+

42.1

-30.

0.96

+

42.1

⑥〕

2

14

⑥〕

21.5 柱截面設計仍以A柱為例。混凝土：

C

N

/mm

N

/mm

N

/mm

b

N由表4可見，上柱截面共有4組內力。取h

m

bh

=0.550×1.0×14.3N

/mm

×400mm×360mm=1132.56

b

m

l

取20mm（大于400mm/3）。

N

mm i l

/h=7600mm/400mm=19>5，故應考慮偏心距增大系數

N

/mm

mm

N

/mm

mmN

N

=2.563>1.0，取

(

)

(

)

e mm mmN

N

mm

e

e

/ mmmm/mm

mm

i mm

bh

N

/mm

mmmm mm i

mm

bh)

mm

/(400mm×400mm)=0.48%>0.2%,滿足 N

N

(

)

N

/mm

mmmmN

/mml

=4750mm/400mm=11.88，

mm

N

=100mm，b

=100mm，b

N

N

/mm

mmmmmm

mm

mmN

N

(

)

e mm mmN

N

N

/mm

mm

b取h

。與上柱分析方法類似，在表4的8組內力中，選取下面的

m

l

=900mm/30=30mm(大于20mm)。 l

N

mm i l

0，取

l mm

i mm mm

mm

說明中和軸位于腹板內，應重新計算受壓區(qū)高度x:e

/

mm

mm/mm

mmi

Ne

b

N

mm

N

/mm

mm

mm

mmmm

mm/

N

/mm

mmmmmmmm/

/

N

/mm

mmmm

mm選用4

mm

/

/

5，其中，下柱的

mm

E

N

/mm

=2.1；混凝土保護層厚度c取25mm

表5 柱的裂縫寬度驗算表柱截面 下柱內

力標

準值

M

/(

m

396.05N

/KN

825.45

M

N

/mm

480>0.55

0.01401.0(l

8900.523702.2173.60.570.16<3(滿足要求)

12所示。其中牛腿截面寬度b=400慢慢，牛腿截面高度h=600mm，h

F

F

mm

F

取a=0,

F

bh

mmmm

mm縱向鋼筋取

（

mm

，

M

l

q

l

M

h

h

吊裝時總長度為3.8m+9.1m+0.85m=13.75m,計算簡圖如圖13所示。q

q

/m

/m M

q

/mm

m M

/mmm

/m

/mm

m

M

q

M

q

dM

q

，得x=3.73m,則下柱段最大彎矩為：柱截面受彎承載力及裂縫寬度驗算過程見表6。表6 柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗算表柱截面 上柱 下柱M(M

)/(

KN

m) 58.48(43.32) 84.20(62.37)M

h

/(

KN

m) 73.25>0.9

58.48 312.91>0.9

84.20=52.63 =75.78

m

)

181.28

65.53

0.38

-0.31<0.2,取0.20.14<0.2（滿足要0.02<0.2(滿足要求）求)1.6 基礎設計 -Ⅲ截面）傳給基礎的M,N,V以及外墻自重重力荷載。前者可由表4中Ⅲ-Ⅲ截面選取，見表7，其中內力標準組合值用于地基承載力驗算，基本組合值用于受沖切承載力驗算和底板配筋計算，內力的正號規(guī)定見圖14b。表7 基礎設計的不利內力m)

m)第1組第2組第3組

荷載效應基本組合

荷載效應標準組合/(

KN

N/KN

V/KN

/(

KN

/KN

/KN

K549.03

1017.9

57.20

396.05

825.45

42.120－

612.06

－

－339.45

496.99

－480.68

43.96

30.1487.72

1084.7

1.34

66.54

834.65

0.969墻（4.7KN/

16.7KN/根。每個基礎240mm磚墻

〔6m×14.35m-(5.1m+1.8m)×4.2m〕=268.46KN

×(5.1m+1.8m)×4.2m=13.04KN N

wkN

wk w

=（240mm+900mm）/2=570mmwN

N w wk (1)按構造要求擬定高度h:h=

mm

mm

mm

mm

h

h=850mm+250mm+50mm=1150mm?；A頂面標高為-0.500m,故基礎埋深d為：

取350mm，臺階高度取400mm,見圖14b。N

N

A≥ ,

d

/m

/m

m m適當放大，取A=bl=3.6m×2.4m=8.64m

m

/KN

/KN825.45

－30.14

0.96

/m

/m

表8 基礎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

/(

KN

m) 396. －339.45 66.54 05 496.99 834.65

/KNK42.121408.77274.51

1080.31

1417.97－544.09

－102.33216.01110.10

229.9920.08

183.86144.38163.06<24

125.04<24

164.12<240