【正文】 單層廠房課程設計 1 設 計 任 務 書 一、 設計 題目 某金屬裝配車間雙跨等高廠房。 二、 設計 內(nèi)容 計算排架所受的各項荷載 。 計算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空間整體作用）。 邊柱（ A、 C 軸線）及中柱（ B 軸線）的柱及牛腿設計，柱下獨立基礎(chǔ)設計。 繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。 三、 設計 資料 金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為 21m。 廠房總長 54m，柱距 6m。廠房標高：室內(nèi)地面 177。 ，室外地面 ，吊車軌頂標高 一班、二班 ，屋架下弦標高 一班 、二班 。 廠 房每跨內(nèi)設兩臺吊車， A4 級工作制，起重量 單學號 15/3t、 雙學號 20/5t。吊車其它參數(shù)參見 “ 5~50/5t 一般用途電動橋式起重機基本參數(shù)和尺寸（ ZQ162 系列）”。 建設地點為某城市，基本雪壓 ，基本風壓 ，凍結(jié)深度 。廠房自然地坪下 為回填土，回填土的下層 8m為均勻粘土，地基承載力特征值 akf =240kPa，土的天然重度為，土質(zhì)分布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值akf =350kPa，地下水位 。 廠房標準構(gòu)件選用及荷載標準值如下： 1) 屋架采用 21m梯形鋼屋架，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄 A“常用構(gòu)件和材料的自重”，按 +（含支撐，按屋面水平投影面積計算，單位 kN/m2； L 為跨度，以 m 計）計算屋架自重標準值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度 ，屋架在天窗架側(cè)板處的高度為 。 2) 吊車梁選用鋼筋混凝土等截面吊車梁，梁高 900mm，自重標準值29kN/根，軌道及零件自重 ，軌道及墊層構(gòu)造高度 200mm。 3) 天窗采用矩形縱向天窗，每 榀天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為 單層廠房課程設計 2 34kN（包括自重、側(cè)板、窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度 ，天窗架坡屋頂高度 。 4) 天溝板自重標準值為 。 圍護墻采用 240mm 厚粉刷墻，自重 kN/m2。鋼窗：自重 kN/m2，窗寬 ，窗高 。圍護墻直接支撐于基礎(chǔ)梁上，基礎(chǔ)梁截面為 240mm 450mm。基礎(chǔ)梁自重 。 材料：混凝土強度等 級 C20~C30； 柱的縱向鋼筋采 用 HRB335 或HRB400， 其余鋼筋 I 級。 屋面卷材防水法及荷載標準值如下： 三氈四油防 水層上鋪小石子： kN/m2； 25mm 厚水泥砂漿找平層： kN/m2； 100mm厚珍珠巖制品保溫層： kN/m2； 一氈二油隔汽層： kN/m2； 25mm 厚水泥砂漿找平層： kN/m2； 6m預應力大型屋面板： kN/m2。 四、 設計要求 計算內(nèi)容完整，計算正確，有必要的示意圖。 計算書裝訂：封皮、任務書、計算書，格式采用統(tǒng)一模板，可電子錄入后打?。▎蚊婊螂p面打印均可），也可手寫但不得用鉛筆書寫。 計算書部分表述符合專業(yè)要求。所有示意圖、表格都有編號，安排在正文引用的 附近位置。示意圖線條規(guī)整、字跡清楚、整潔。 施工圖符合建筑制圖規(guī)范的要求。 單層廠房課程設計 3 計算 書 一、設計資料 （一）、 設計 題目 某金屬裝配車間雙跨等高廠房。 （二）、 設計 內(nèi)容 計算排架所受的各項荷載 。 計算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空間整體作用）。 邊柱（ A、 C 軸線）及中柱（ B 軸線）的柱及牛腿設計，柱下獨立基礎(chǔ)設計。 繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。 （三）、 設計 資料 金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為 21m。 廠房總長 54m，柱距 6m。廠房標高：室內(nèi)地 面 177。 ，室外地面 ，吊車軌頂標高 ，屋架下弦標高 。 廠房每跨內(nèi)設兩臺吊車， A4 級工作制，起重量 20/5t。吊車其它參數(shù)由表 1 給出。 吊車位置 起 重 量（ KN） 橋跨 LK（ m） 小車重 g（ KN） 最大輪壓Pmax,k(KN) 大車輪距K（ m） 大車寬 B（ m） 車高 H（ m） 吊車總重（ KN） 左跨（ AB）吊車 200/50 187 264 右跨（ BC）吊車 200/50 187 264 表 1 吊車的有關(guān)參數(shù)參數(shù)表 建設地點為某城市，基本雪壓 ，基本風壓 ，凍結(jié)深度 。廠房自然地坪下 ，回填土的下層 8m為均勻粘土，地基承載力特征值 akf =240kPa，土的天然重度為 ，土質(zhì)分 單層廠房課程設計 4 布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值 akf =350kPa，地下水位 。 廠房標準構(gòu)件選用及荷載標準值如下： （ 1）、 屋架采用 21m 梯形鋼屋架，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄 A“常用構(gòu)件和材料的自重”，按 +（含支撐，按屋面水平投影面積計算，單位 kN/m2； L 為跨度，以 m計）計算屋架自重標準值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度 ，屋架在天窗架側(cè)板處的高度為 。 （ 2）、 吊車梁選用鋼筋混凝土等截面吊車梁，梁高 900mm，自重標準值29kN/根，軌道及零件自重 ，軌道及墊層構(gòu)造高度 200mm。 （ 3）、 天窗采用矩形縱向天窗，每榀天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為34kN（包括自重、側(cè)板、窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度 ，天窗架坡屋頂高度 。 （ 4）、 天溝板自重標準值為 。 圍護墻采用 240mm 厚粉刷墻，自重 kN/m2。鋼窗：自重 kN/m2，窗寬 ，窗高 。圍護墻直接支撐于基礎(chǔ)梁上，基礎(chǔ)梁截面為 240mm 450mm?；A(chǔ)梁自重 。 材料：混凝土強度等 級 C20~C30； 柱的縱向鋼筋采 用 HRB335 或HRB400， 其余鋼筋 I 級。 屋面卷材防水 法及荷載標準值如下： 三氈四油防水層上鋪小石子： kN/m2； 25mm 厚水泥砂漿找平層： kN/m2； 100mm厚珍珠巖制品保溫層： kN/m2； 一氈二油隔汽層： kN/m2； 25mm 厚水泥砂漿找平層： kN/m2； 6m預應力大型屋面板： kN/m2。 二、材料的選用 混凝土強度等級為 C25，柱的縱向鋼筋采用 HRB335 級，其余鋼筋采用 I 級。 三、計算簡圖及柱截面幾何參數(shù)的確定 計算簡圖 本裝配車間工藝無特殊要求，荷 載分布均勻。故選具有代表性的排架進 單層廠房課程設計 5 負荷范圍行結(jié)構(gòu) 設計。排架的負荷范圍如 圖 1 所示。結(jié)構(gòu)計算簡圖如 圖 2 所示。 下面來確定結(jié)構(gòu)計算簡圖中的幾何尺寸。 圖 1 排架的負荷范圍 圖 2 結(jié)構(gòu)計算簡圖 柱截面幾何參數(shù)的確定 (1)、基礎(chǔ)的埋置深度及基礎(chǔ)高度： 考慮凍結(jié)深度及回填土層，選取基礎(chǔ)至室外地面為 。初步估計基礎(chǔ)的高度為 ，則基礎(chǔ)頂面標高為 。 (2)、牛腿頂面標高確定： 單層廠房課程設計 6 軌頂標高為 10m，吊車梁高 ，軌道及墊層高度為 。 可得牛腿頂標高為 =。 (3)、上柱標高的確定： 屋架下弦標高 為 ，既 上柱頂?shù)臉烁邽?。 (4)、計算簡圖中上柱和下柱的高度尺寸確定： 上柱高： HU == 下柱高： HL=+= 柱的總高度： .H= (5)、柱截面確定：上柱選矩形截面，下柱選工字形截面 對于下柱截面高度 h：由于下柱 HL=+=，吊車梁及軌道構(gòu) 造 高 度 為 ， 因 此 ， 基 礎(chǔ) 頂 至 吊 車 梁 頂 的 高 度Hk=+=11m； 下柱截面高度 h≥ HK/9=。 下柱截面寬 度 B≥ HL/20=。并且 B≥ 400m。 對于上柱截面主要考慮構(gòu)造要求，一般截面尺寸不小于 400*400mm。 對于本設計邊柱，即 A， C 軸柱（ 圖 3 所示）： 上柱取 500*500mm 下柱取 500*1300*100mm 對于本設計中柱，即 B 軸柱（ 圖 4 所示）： 上柱取 500*700mm 下柱取 500*1500*100mm 圖 3 圖 4 單層廠房課程設計 7 (6)、截面幾 何特征和柱的自重計算 截面幾何特征包括：截面面積 A，排架方向慣性矩 IX 和回轉(zhuǎn)半徑RX，垂直于排架方向慣性矩 IY和回轉(zhuǎn)半徑 RY。單位長度柱的自重用 G表示。 （ a） A， C 軸柱截面幾何特征： 上柱： A=500*500=250*103mm2 G=25*= IX=IY=（ 1/12） *500*5003=5208*106 mm4 RX=RY=（ IX/A） 1/2= 下柱： IX=(1/12)*100*13003+4[(1/12)*200*1003+200*100*6002]+4[(1/36)*25*(550(25/3)) 2] =*106mm4 IY=2* （ 1/12 ） *100*5003+ （ 1/12 ） * （ 1300200 ）*1003+4[（ 1/36） *25*2020+（ 1/2） *200*25*（ 50+（ 200/3）2） =*106mm4 RX=（ IX/A） 1/2= RY=（ IY/A） 1/2= （ b）中柱 B 軸柱截面幾何特征： 上柱： A=500*700=350*103mm2 G=25*= IX=（ 1/12） *500*7003=*106mm4 IY=（ 1/12） *700*5003=*106mm4 RX=（ IX/A） 1/2= RY=（ IY/A） 1/2= 下柱： A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mm G=25*=IX=(1/12)*100*15003+4[(1/12)*200*1003+200*100*7002]+4[(1/36)* 200*25+1/2*200*25(650(25/3)) 2] =*106mm4 IY=2* （ 1/12 ） *100*5003+ （ 1/12 ） * （ 1500200 ）*1003+4[（ 1/36） *25*2020+（ 1/2） *200*25*（ 50+（ 200/3）2） =2350*106mm4 RX=（ IX/A） 1/2= RY=（ IY/A） 1/2= 為便于后面使用，各柱的截面幾何特征列于 表 2。 單層廠房課程設計 8 柱號 A （ *103） IX （ *106mm4） IY （ *106mm4） RX （ mm） RY （ mm） G （ KN/m） A， C 上柱 250 5208 5208 A， C 下柱 220 B 上柱 350 B 下柱 240 2350 6 表 2 各柱的截面幾何特征