1层1540平米某厂房框架结构设计计算书.doc

1、 武 汉 大 学 毕业设计 题目 : 单层厂房设计 专 业： 土木工程 班 级： 2011 级 完成日期： 2013.04 单层厂房设计 第 1 页 共 37 页 摘 要 本工程为 单层工业厂房设计，采用排架结构的结构形式， 厂房跨度为 24 米，长度为120 米的单层厂房，采用钢屋架，用预应力屋面板和 9 米跨度的天窗架，位于 6 度抗震区，有两辆中级制吊车。 建筑地点地质条件良好，采用柱下独立基础，混凝土强度 C25。设计严格遵守我国现行规范，计算中包括荷载计算，内力组合，基础设计等。 关键词： 排架结构；单层工业厂房；荷载单层厂房设计 第 1 页 共 37 页 目 录 1 设计资料 .

2、1 1.1 工程概况 . 1 1.2 设计资料 . 1 1.3 设计基本原始资料 . 1 1.4 材料 . 1 1.5 设计要求 . 1 1.6 构件选型及屋 盖布置 . 2 1.7 排架的荷载取值 . 3 2 荷载计算 . 5 2.1 屋面荷载 . 5 2.2 屋面活载 . 5 2.3 柱自重重力荷载 . 6 2.4 吊车轨道连接及吊车梁自重 . 6 2.5 吊车荷载 . 7 2.6 风荷载 . 8 2.7 载汇总表见下表 . 9 3 内力计算 . 10 3.1 恒载作用下的排架内力计算 . 10 3.2 屋面活载作用下的排架内力计算 . 11 3.3 吊车竖向荷载作用下的排架内力计算 .

3、11 3.4 吊车横向水平荷载作用下的排架内力计算 . 12 3.5 风荷载作用下的排架内力计算 . 14 单层厂房设计 第 2 页 共 37 页 3.6 A 柱的内力汇总 . 15 4 排架的内力组合 . 18 5 柱配筋计算 . 18 5.1 柱的配筋计算 . 18 5.2 上柱配筋计算 . 19 5.3 下柱配筋计算 . 20 6 牛腿设计计算 . 21 6.1 荷载 . 22 6.2 牛腿截面高度验算 . 22 6.3 牛腿纵向受拉钢筋 . 22 6.4 水平箍筋确定 . 22 6.5 弯起钢筋的确定 . 22 6.6 牛腿顶面局部承压验算 . 22 7 柱的吊装验算 . 23 7.1

4、 吊装验算简图 . 23 7.2 荷载及内力计算 . 23 8 基础设计计算 . 24 8.1 地基承载力特征值和基础材料 . 24 8.2 基础杯口以上墙体荷载 . 25 8.3 基础地面内力及基础底面积计算 . 25 8.4 基底反力验算 . 26 8.5 基础高度验算 . 26 8.6 基础底面配筋计算 . 27 单层厂房设计 第 3 页 共 37 页 9、排架柱裂缝宽度验算 . 29 参考文献 . 31 致 谢 . 32 毕业设计论文网单层厂房设计 第 1 页 共 37 页 1 设计资料 1.1 工程概况 加工车间为一单跨单层钢筋混凝土厂房，厂房总长 120m，跨度 24m，柱距 6

5、m，跨内设有两台起重量为 Q=50KN 的中级工作制电动桥式起重机，轨顶标高 :7.10m。 1.2 设计资料 屋面构造： 二毡三油防水层 (上铺绿豆 砂 )； 25mm厚水泥砂浆找平层； 加气混凝土保温层 100厚； 冷底子油一道，热沥青二道； 15mm厚水泥砂浆找平层； 预应力混凝土大型屋面板。 围护结构： 240mm厚普通砖墙，双面清水墙；钢框玻璃窗宽高： 3600mm 4800mm和 3600mm 1800mm。按（ 0.45KN/m2 ） 计。 地面 :钢筋混凝土地面 ,室内外高差 150mm。 1.3 设计基本原始资料 自然条件：基本风压为 0.35kN/m2，主导风向：东南风。

6、风荷载， 0ww zzzk ，基本风压 0w 取 0.35kN/m2 ，风振系数 zz 0.1 ，风荷载体型系数 s 根据附表确定，风压高度变化系数 z 根据附表确定。 地面按 B 类，基本雪压为 0.3KN/m2，屋面活荷载为0.5kN/m2。 工程地质条件： 由当地建筑地基评价试行标准，土层承载力特征值：粘土为 230 kN/m2，砾石为 230kN/m2，地质报告建设基础砌置深度取 96.0096.50。 地下水情况：最高水位： 94.80m 地下水质对基础混凝土无侵蚀影响。 该工程抗震设防烈度为 6度。 1.4 材料 柱 钢筋：箍筋为 HPB235级钢筋、受力钢筋 HRB335级钢筋。

7、混凝土 C30 基础： 钢筋： HPB235，混凝土采用 C25。 1.5 设计要求 1) 初步确定排架结构布置方案； 2) 对结构上部的标准构件进行选型，并进行结构布置； 单层厂房设计 第 2 页 共 37 页 3) 排架的荷载计算和内力分析； 4) 排架柱的设计； 5) 柱下独立基础的设计 1.6 构件选型及屋盖布置 根据厂房的跨度、吊车 起重量的大小、轨顶标高，吊车的运行空间等初步确定出排架结构的剖面如图（ 1）所示。为了保证屋盖的整体性，屋盖采用无檩体系。 （ 1） 屋面板 采用 1.5m 6m预应力混凝土屋面板，根据屋面做法求得屋面荷载，采用标准图集92G410（一）中的 Y WB

8、2 IV，屋面板自重标准值为 1.4KN/m2（包括灌缝自重）。 （ 2） 天沟板 (外天沟排水 ) 天沟板（ 770mm宽外天沟）： TGB77-1；自重： 2.02KN/。 （ 3） 屋架采用 (24m 钢屋架 ),自重 (估计 ):55KN/支柱。屋架端部支座中心距厂房定位轴线 150mm。 （ 4 ） 屋盖支撑 在端部第二开间的屋架端部和跨中设三道垂直支撑、其他跨相应部位设下弦系杆，端头第二开间设下弦横向水平支撑。 图（ 1）厂房剖面图 (高程 ，长度 单层厂房设计 第 3 页 共 37 页 （ 5） 吊车梁 吊车梁 :选钢筋混凝土吊车梁 CG426(二 ), YMDL-6B、 YMD

9、L-6Z，自重 45.5KN/根 ,梁端部截面尺寸 : b h=300 1000mm。 轨道联结 G325,自重 :0.81KN/m 。 （ 6） 基础梁：选自 G320， JL-1、 JL-2、 JL-17；自重： 16.70KN/根 :截面 尺寸 :b h=(200300) 450 mm。 （ 7） 排架柱 柱截面取 :上柱矩形截面 :400 500; 下柱工字型截面 :400 800 150 100。 （ 8） 支撑布置 设计采用大型屋面板，可以不设屋架上弦支撑。根据构造要求，设置相应的屋架下弦支撑，并在跨度中点处布置一道垂直支撑。见图（ 2） 。本设计跨度 24m,大于 18m，因此需

10、要布置支撑。柱截面高度 h600mm,下部柱间支撑做成双片，其间距为柱截面高减去 200mm，见图（ 3）。 图 3柱的支撑布置 1.7 排架的荷载取值 （ 1） 排架计算简图的确定 确定柱高。 柱 :柱顶标高 =轨顶标高 H + (0.20-0.30)=9.00+2.58+0.3=11.88m, 取 12.00m; 牛腿顶标高 =轨顶标高 -吊车梁高 (包括垫高 )=9.00-1.00-0.2=7.8m, 取 7.8m; 上柱柱高 =柱顶标高 -牛腿顶标高 =12.00-7.8=4.2m 下柱柱高 =牛腿顶标高 +基础顶面至室内地坪距离 =7.80+0.50(估计 )=8.3m; （ 2）

11、柱尺寸 上柱 b h=400mm 500mm, 下柱工字型截面 400 800 150 100 ,截面尺寸如图所示 , 确定柱的截面尺寸、几何特性、下部柱子高度和牛腿尺寸，及其有关参数。（如单层厂房设计 第 4 页 共 37 页 下图（ 5） 表 1-1 A、 B 柱参数（ H=12.5m, Hu=4.2m, H =8.3m） 参数 边柱（ A、 B） Au (mm2) 2.0 105 Iu (mm2) 4.17 109 A (mm2) 1.775 105 I (mm2) 14.38 109 = Hu/H 0.3360.3 n = Iu / I 0.290 1/ i (N/mm) 0.0193

12、Ec 图 4 牛腿的截面及参数 单层厂房设计 第 5 页 共 37 页 2 荷载计算 2.1 屋面荷载 （均为标准值） 15mm 厚水泥砂浆找平层 20 0.015=0.30KN/m2 冷底子油一道，热沥青二道 0.05 KN/m2 屋盖支撑 0.07KN/ 100mm 厚加气混凝土保温层 0.60 KN/m2 二毡三油防水层 0.35 KN/m2 屋面板及灌缝 1.4 KN/m2 屋面恒载 2.77KN/m2 天沟板 2.02 KN/m 此外，屋架自重为 55KN/支柱， 天窗架 23KN/支柱。 AG1 = BG1 =2.77 6 (12+0.77)+55+23=290.24KN (注 :0.77 为外檐天沟板宽度 ) AM1 = BM1 = AAeG 11 =290.24 0.05 =14.51KN.m AM2 = BM2 = AG1 Ae2 =290.24 0.15=43.54KN.m 屋面荷载图 2.2 屋面活载 屋面活载取 (0.5KN/m2 ，作用于一跨 ) AG1 = BG1 =0.50 6 (12+0.77)=38.31KN AM1 = BM1 = AG1 Ae1 =38.31 0.05=1.92KN.m AM2 = BM2 = AG1 Ae2 =38.31 0.15=5.75KN.m