【正文】 粉刷墻，自重 。 (每人一題，按學(xué)號分配 ) 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1．計(jì)算排架所受的各項(xiàng)荷載； 2．計(jì)算各種荷載作用下的排架內(nèi)力 (對于吊車荷載不考慮廠房的空間作用 )； 3．柱及牛腿設(shè)計(jì)，柱下單獨(dú)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)； 4．繪施工圖：柱模板圖和配筋圖；基礎(chǔ)模板 和配筋圖。 I 混凝土及砌體結(jié)構(gòu) 課程設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：喬 俏 學(xué) 號： 20214023251 指導(dǎo)教師：解 國 梁 所在學(xué)院：工程學(xué)院 專 業(yè)：土木工程 中國大慶 2021 年 10 月 II 單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目：金屬結(jié)構(gòu)車間雙跨等高廠房。 三、設(shè)計(jì)資料 1．金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，安全等級為一級，廠房總長 54m，柱距為 6m，廠房剖面如圖 3所示； 2．廠房每跨內(nèi)設(shè)兩臺吊車，吊車均為軟鉤吊車； 3．建設(shè)地點(diǎn)為東北某城市 (基本雪壓 ／ m，基本風(fēng)壓 ／ m2，凍結(jié)深度)； 4．地基為均勻粘性土，地基承載力特征值 190Kpa； 5．廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用及載荷標(biāo)準(zhǔn)值： (1)屋架采用梯形鋼屋架，屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值： 18m跨 ／每榀， 21m 跨 95KN／每榀， 24m 跨 109KN／每榀， 27m跨 122KN／每榀 ， 30m 跨 136KN／每榀 (均包括支撐自重 ) (2)吊車梁選用預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁，參數(shù)見表 3。塑鋼窗： 自重 ／ m2，窗寬 ，窗高見圖 1。 8．屋面均布活荷載為 ／ m2。 確定柱高度 估計(jì) 基礎(chǔ)埋深 ，基礎(chǔ)高 ，室外地坪標(biāo)高 。 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 3 25 251005005001000202100500A 柱1200500600 200 25 20215500100 柱B200 25 20215500100C 柱1000400500 24000 2400039701010014070 圖 1 計(jì)算單元和計(jì)算簡圖 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 4 恒荷載 屋蓋恒載 防水層 /kN m mm25 厚水泥砂漿找平層 /kN m mm100 厚珍珠巖制品保溫層 /kN m 隔氣層 /kN m mm25 厚水泥砂漿找平層 /kN m 預(yù)應(yīng)力大型屋面板 /kN m 23. 25 /g kN m?? 天溝板 kNmmkN ?? 天 窗 榀/34kN 屋架自重 榀/109kN 則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設(shè)計(jì)值 為： kNG 2 .1 (1 .2G C1A1 ????????? ） mmemmemme 1 0 0,015,1 0 0 1C1BA1 ??? 吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計(jì)值 .2G A3 ????? ）（ C3 ????? ）（ mmemmemme CB 2 5 0,1 5 0,2 5 0 333A ??? 柱自重重力荷載設(shè)計(jì)值 A柱 上柱 .2G 4A ???? 下柱 .2G 5A ???? 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 5 B柱 上柱 kN3 5 . 7 .5 01 .2G 4B ???? 下柱 0 . 1 057 .21 .2G 5B ???? C柱 上柱 kN2 3 . 8 .0 01 .2G 4C ???? 下柱 0 . 1 056 .71 .2G 5C ???? mmeemme CBA 2 5 0,0,2 5 0 444 ??? 各項(xiàng)恒載作用位置如圖 2所示 CBA75050 =( =) =12021000G 3750200 = 4A = 5A = 3 = 3 = 5B = 5C750G 1Q 1 = 4B150 150 50 = 3 = 4C750 =( =)G 1Q 1 =( =)G 1Q 1 =( =)G 1Q 12001000圖 2 恒荷載作用位置圖（單位： kN ） 屋面活荷載 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2/ mkN ，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 2/ mkN ，后者小于前者，故僅按前者計(jì)算。 風(fēng)荷載 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按式 0ww Zszk ???? 計(jì)算，其中 ?? zmkNw ?， ， Z? 根據(jù)廠房各部分標(biāo)高及 B類地面粗糙度由查表確定如下： 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 6 柱頂（標(biāo)高 ） ?Z? 檐口（標(biāo)高 ） ?Z? 屋頂（標(biāo)高 ） ?Z? s? 如圖 3a 所示，由式 0ww Zszk ???? 可得排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為： 2021 / mkNww ZSZk ?????? ??? 2022 / mkNww ZSZk ?????? ??? 0.40.50.6+0.6+0.8 0 .2 0 .4 0 .6 0 .5 0 .7風(fēng) 向μ=（ a ） 當(dāng) a 4h? 時， 取 sμ ? 當(dāng) a 4h? 時， 取 sμ ? 圖 3 風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架 計(jì)算簡圖 則作用于排架計(jì)算簡圖（圖 3b）上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為： mkNq / 4 ???? mkNq / 2 ???? ? ????????????? )()( （wF ? ??????????? ）（） ? 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 7 吊車荷載 已知 320/50kN 吊車參數(shù)： , mB? , mK? ,109kNg? ,320kNQ? ,313max, kNFp ? kNFp in, ? ； 200/50kN 吊車參數(shù)： , mB? , mK? , kNg ? ,200kNQ? ,216max, kNFp ? kNFp , ? ；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(diǎn)的豎向坐標(biāo)值。 吊車豎向荷載 A柱 kNyPD iPQ )( a xm a x ???????? ?，? kNyPD i i nPQm i n ????? ?，? C柱 kNyPD iPQ )( a xm a x ???????? ?，? kNyPD i i nPQm i n ????? ?，? 0 .3 170 .7 911 .01 9 55 4 1 00P m a xm a xPP m a xm a x4 1 00PP4 7 00m a x m a xP P m a x m a xP4 7 001 9 901 .00 .6 680 .2 17A 柱C 柱 圖 4 吊車荷載作用下支座反力影響線 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 8 吊車橫向水平荷載 作用于每一個輪子上的吊車橫向水平制動力 kNgQT )109320()(41A ??????? ? kNgQT )()(41B ??????? ? 作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)值 kNyTT i a x ????? ?? kNyTT i a x ????? ?? 該廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架內(nèi)力分析。 表 2 柱剪力分配系數(shù) 柱別 lu IIn /? HHu /?? ? ?30 3 / 1 1 / 1Cn???? ? ??? 3 0/ lH C EI? ? 1/1/iii?? ??? A柱 ?n ?? ?C EH 310A ???? ?A? B柱 ?n ?? ?C EH ???? ?B? C柱 ?n ?? ?C EH ???? ?? 恒載作用下排架內(nèi)力分析 恒載作用下排架的計(jì)算簡圖如圖 5a 所示。 kNGGG AA ????? kNGG ?? 。 kNGGG 7 0 .1 22 3 .8 24 6 .3 0C4C32 ????? kNGG ?? 。柱頂不動鉸支座反力 iR 可根據(jù)教材表 所列 的相應(yīng)公式計(jì)算。求得 iR 后，可用平衡條件求出柱各截面的彎矩和剪力。 圖 5d為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負(fù)號規(guī)定。其中 kNQ ? ，它在柱頂及變階處引起的力矩為mkN ???? 5 . 0 0 . 4M A1 ； mkNM ???? 1 2 .6 0 .4A2 ； mkNM ???? 對于 A柱， ?C ， ?C ，則 )( 212. ???????? kCHMCHMR A 對 于 B柱， ?n ， ?? ，則 9 )11(1)11(123321 ???????nnC?? )( ????? kNCHMR BB 則排架柱頂不動鉸支座總反力為： kNRRR BA ????? )(? 將 R 反向作用于排架柱頂，用式 RRV ii ??? 計(jì)算相應(yīng)的柱頂剪力，并與柱頂不動鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載 作用于 AB 跨時的柱頂剪力，即 )( ??????? kNRRV AAA ? )( ???????? RRV BBB ? )( ???????? RV CC ? 排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力圖如圖 6b， c所示。其中 kNQ ? ，它在柱頂及變階處引起的力矩為mkN ???? 5 . 0 0 .4M C1 ； mkNM ???? 1 2 .6 0 .4C2 ； mkNM ???? 對于 C柱， ?C ， ?C ，則 )( 512. ???????? kCHMCHMR 對于 B柱 , ?C , )( ?? kNRB 則排架柱頂不動鉸支座總反力為： kNRRR B ????? )(? 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 13 將 R 反向作用于排架柱頂，用式 RRV ii ??? 計(jì)算相應(yīng)的柱頂剪力，并與柱頂不動鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載作用于 BC 跨時的柱頂剪力，即 )( 0 .9 52 .8 2 )3 0 (CCC ???????? kNRRV ? )( ???????? ）（RRV BBB ? )( . 8 ????? RV ? 排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力圖如圖 7b， c所示。對于 A 柱， ?An ， ?? ，對于 C柱， ?Cn ，?? ，由表 得 : A柱 3 )]11(1[8)]11(1[33411 ??????nnC?? 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 14 C柱 3 )]