土木工程畢業(yè)設計-單層雙跨工業(yè)廠房結構設計

1、土木工程畢業(yè)設計-單層雙跨工業(yè)廠房結構 設計土木工程畢業(yè)設計-單層雙跨工業(yè)廠房結構設計北京城市學院畢業(yè)設計（論文）單層雙跨工業(yè)廠房結構設計 學生姓名：姚志遠學號：08120206106 班 級：08 土木升專業(yè)：土木工程學部：城市建設學部指導教師：董曉麗2010年5月 單層雙跨工業(yè)廠房結構設計Singlepair of inter-industrial building design 學生：姚志遠班級：08 土木升學號：08120206104 學部：城市建設學部專業(yè)：土木工程指導教師：董曉麗職稱：副教授工作單位：湖南先導建筑工程有限公司畢業(yè)設計（論文）完成時間：自2009年11月至2010年5

2、月 【摘要】 單層廠房 指層數(shù)僅為一層的工業(yè)廠房，適用于生產(chǎn)工藝流程以水平運輸為主，有大型起重運輸設備及較大動荷載的廠房，如機械制造工業(yè)、冶金工業(yè)和其他工業(yè)等。單層廠房的骨架結構，由支撐各種豎向的與水平的荷載作 用的構件所組成。廠房依靠各種結構構件合理連接為一整體，組成一個完整 的結構空間以保證廠房的堅固、耐久。我國廣泛采用鋼筋混凝土排架結構和鋼架結構，通常由橫 向排架、縱向聯(lián)系構件、支撐系統(tǒng)構件和圍護結構等幾部分 組成。單層磚柱廠房具有選價低廉、構造簡單、施工方便等優(yōu) 點，在中小型工業(yè)廠肩中得到廣泛應用，但單層廠房的端墻 （山墻）受風面積較大，內部空間要求、廠房屋頂面積、荷載 等均較大，構造

3、復雜，如何進行有效的荷載效應組合、選取 最不利內力組合，作為柱及基礎的設計依據(jù)，將是本文要重 點解決的問題。關鍵詞：內力組合；偏心受壓；鋼筋；混凝土 Abstract Single plant means the layer is only a layer of industrial plant, applied to the production process to the level of transport-based, large material handling equipment and large dynamic load plants, such as machinery

4、manufacturing industry, metallurgical industry and other industries . Single plant of the skeleton structure, thesupport of various vertical and horizontal loads consisting of components. Plants rely on a variety of structural components as a whole a reasonable connection to form a complete structur

5、e of space to ensure the plant s strong, durable. China s extensive use of reinforced concrete and steel structure, bent structure, usually bent from the horizontal, vertical linkages component, support systems and building envelope components such as a few parts. Single brick column with the select

6、ed plants are cheap, simple structure, convenient for construction, the shoulder in the small and medium industrial plants has been widely used, but the single plant of the side wall (gable) larger by the wind, internal space requirements, plant roof area, load large and complex structures, how to e

7、ffectively load effect combination, select the most unfavorable combination of internal forces, as the pillar and foundation of the design basis, will be the focus of this paper to solve the problem. Keywords : Combination of internal forces; Concrete; Eccentric compression; Reinforced目錄 前言1 1.設計條件與

8、資料21.1建筑物基本條件2 1.2設計資料2 1.3設計要求3 2.確定柱的截面尺寸3 3.荷載計算4 4.排架的內力分析7 5.排架的內力組合16 6.柱的截面設計16 7.柱的吊裝驗算20 8.基礎的設計22 9.繪制施工圖28參考文獻32致謝33北京城市學院2010屆畢業(yè)設計（論文）前言 單層廠房的結構特點大致可分為砌體結構、混凝土結構和鋼結構。一般情況下，無吊車或吊車噸位不超過5t,其跨度在15m以內，柱頂標高在 8m以下，無特殊工藝要求的小型廠房， 可采用由磚柱、鋼筋混凝土屋架或木屋架或輕鋼屋架組成的 砌體結構；當?shù)踯噰嵨辉?250t以上或跨度大于 36m的大型 廠房，或有特殊工藝

9、要求的廠房（如設有10t以上鍛錘的車間以及高溫車間的特殊部位等），一般采用鋼屋架、鋼筋混 凝土柱或者是全鋼結構，其他大部分廠房均可采用混凝土結 構。單層廠房結構一般由屋蓋結構、排架結構、支撐系統(tǒng)、 吊車梁、圍護結構和基礎等組成。它比較容易組織生產(chǎn)工藝流程和車間內部運輸，地面上能 夠放置較重的機器設備和產(chǎn)品，所以其在工業(yè)建筑設計中得 到廣泛的應用。近年來，單層廠房的設計越來越重視設備節(jié)能，充分利用自然通風，利用自然采光，發(fā)展節(jié)能省地型工業(yè)廠房；運用生 態(tài)學中的共生與再生原則， 結合自然，保護環(huán)境，防止污染， 發(fā)展具有良好生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的現(xiàn)代工業(yè)廠房；利用高科技材 料，發(fā)展更具靈活性、通用性和多樣化

10、的工業(yè)廠房。由于水平所限，時間倉促，文中一定存在缺點和不足， 甚至錯誤，懇請老師批評指正1.設計條件與資料1.1建筑物基本條件 奧金工車間為兩跨等高廠房，跨度均為24m,柱距均為6m,車間總長度66m。每跨設有20/5t吊車各兩臺，吊車工作級別為中制，軌頂 標高為9.6m,基礎頂面標高為-0.8m,廠房無天窗，建筑剖 面簡圖如圖1所示。圖1廠房剖面示意圖1.2設計資料(1)荷載：屋面均布活荷載標準值為 0.7KN/m o(2)材料：柱：混凝土 C30;縱筋HRB335級；箍筋采 用 HPB235 級?；A：混凝土 C30;鋼筋HPB235級。型鋼及預埋件鐵板用 HRB335、HPB235級鋼筋

11、。(3)建筑構造屋面：卷材防水屋面，具做法如下：兩氈三油防水層上鋪小石子 ：0.35 KN/m o20mm厚水泥砂漿找平層：20 0.02=0.4 KN/m。100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層 ：5僅1=0.5 KN/m。一氈兩油隔氣層：0.05 KN/m o20mm厚水泥砂漿找平層：20 0.02=0.4 KN/m。預應力混凝土大型屋面板(包括灌縫)荷載標準值 1.4KN/m。屋蓋鋼支撐荷載標準值為0.05 KN/m,屋架自重標準值106KN/根，坡度:1:6。墻體用240mm厚雙面清水維護磚墻；鋼窗寬度3.6m,縱墻上窗洞高2400mm 。地面:室內素混凝土地面，室內外高差150mm。(4)

12、吊車：橋式吊車，軟鉤葉級工作制。吊車梁：先張法預應力混凝土吊車梁，梁高1.2m,自重。吊車軌道聯(lián)結：軌道及連接件自重1 KN/m o吊車荷載：最大輪壓=215KN o最小輪壓=45KN o小車總重g=75KN。大車寬B=5550mm。輪距 K=4400mm。(5)工程地質及水文條件該場地地面粗糙度為 B類，地形平整，無滑坡，無液化土層等不良地質現(xiàn)象。地層自上而下為 填土層：厚度約為0.5m。砂質粘土 ：厚度約為2.0m,f=200 KN/m。卵石：中密，厚度約為57m, f=600 KN/m?；鶐r：表層中度風化。地下水位在地面 7m以下，設計時不考慮地下水的影響， 也不考慮抗震設防。(6)氣象

13、資料：基本風壓為 0.35 KN/m,基本雪壓為 0.2 KN/m。1.3設計要求(1)確定柱截面尺寸；(2)荷載計算；(3)分析排架內力；(4)柱、牛腿配筋計算；(5)編制荷載、內力計算說明書;(6)根據(jù)計算結果繪制排架柱結構施工圖； (7)柱下基礎的設計及其配筋；(8)繪制柱下基礎施工圖； 2.確定柱的截面尺寸 Q= (15-20) t,中級 工作制，=9.6+0.8=10.5m。上柱：矩形：500mmX500mm 面積：慣性矩：下柱：工字型 柱截面尺寸見圖2。排架計算簡圖見圖3。3.荷載計算 恒載 屋蓋自重：兩氈三油防水層上鋪 小石子：0.35( KN/m ) 20mm 厚水泥砂漿找平層

14、:20X0.02=0.4 (KN/m) 100mm 厚水泥珍珠巖制品保溫層：5>0.1=0.5 (KN/m) 一氈兩油隔氣層：0.05 (KN/m) 20mm 厚水泥砂漿找平層：20 0.02=0.4 (KN/m)預應力大型屋面 板 1.4 (KN/m) 合計 3.1 (KN/m) 屋架自重：106 (KN/ 根)則作用于屋頂?shù)奈萆w結構自重為上式中的系數(shù)1.05為考慮柱牛腿處及柱根部矩形部分的重量。吊車梁、軌道及軌道聯(lián)結件自重：各柱恒載的作用位置 見圖4。屋面活荷載 屋面均布活荷載標準值為0.7KN/m o雪荷載 屋面均布活荷載與雪荷載不同時考慮.故屋面荷載為 其作用位置與屋蓋自重的位置

15、同。吊車荷載 每跨設20t的吊車各2臺葉級工作制，吊車的 主要參數(shù)如下：輪距：K=4.44m;大車寬：B=5.55m ;小車 重:g=75KN ; 最大輪壓：=215KN ;最小輪壓：=45KN 圖5 是在2臺10t吊車作用下，吊車梁的支座反力影響線。吊車的豎向荷載=，的作用位置同吊車梁軌道及軌道聯(lián)結件自重的作用點。吊車的橫向水平荷載由于額定起重量在1650t之間,取=10%,則其作用位置在吊車梁的頂面處。風荷載 基本風壓:=0.35KN/m,市郊地面粗糙度按 B類 考慮，查得風壓高度變化系數(shù)：查得風荷載體型系數(shù)，如圖6 所示，則作用于排架上的風荷載設計值為：其中B為排架的計 算寬度.風荷載作

16、用的示意圖及排架計算簡圖見圖7（a）、（b）。作用在柱頂處的風荷載集中力 ：4.排架的內力分析 剪 力分配系數(shù)的確定 因邊柱和中柱的截面相同，則因各柱的 抗側移剛度相同，則各柱的剪力分配系數(shù)相同 恒載作用下 排架的內力 恒載作用下排架的計算簡圖見圖 8。n=0.21,入=0.窗單階柱柱頂反力系數(shù)表得，各柱不動較支 承的支反力為 A列柱：C列柱:柱頂不動較支反力同 A柱，方 向相反B列柱：則排架柱柱頂不動較支座的總反力為最終分配到各柱柱頂?shù)募袅Ψ謩e為：恒載作用下排架彎矩圖、軸力圖 ，如圖9所示。屋面活荷載作用下排架的內力屋面活荷載作用于 AB跨時的計算簡圖（作用于BC跨時與其對稱，見圖10。n=

17、0.21,入=0.窗單階柱柱頂反力系數(shù)表得，各柱不動較支承的支反力為A列柱：B柱列：排架柱頂不動較支座總反力為最終分配到各柱柱頂剪力分別為屋面活荷載作用于AB跨時排架的彎矩、軸力圖見圖11。其他荷載作用下排架的內力同理可得其他荷載作用下排架的內力，計算結果列于表1。其余荷載作用下的計算簡圖及排架的彎矩、軸力圖見圖1221。表1荷載作用下排架的內力分析結果荷載 柱上力矩/（KN m）各柱柱頂不動較支承力反力 /KN總反力/KN分配 到各柱頂最后剪力/KN吊車豎向荷載作用于 AB跨作用于A列柱（BC 跨與其對稱）=174.7（'） =91.4（/） 16.5 （一） 8.7（f）0 5.6

18、 （ 一） 14.6 （ 一） 12.7（ f ） 1.9 （f） 吊車豎向荷載作用于AB跨作用于A列柱（BC跨與其對稱）=36.6（）=436.8（/） 3.5 （ 一）41.40 37.9 （f） 16.1 （ 一） 28.7（-）12.6 （ 一）吊車水平荷作用于 AB跨向右（向左時與其對稱）=18.6KN（吊車梁取 1.2m） 11.9 （ 一） 11.9 （ 一） 0 23.8 （一）4 （ ） 4 （ -）（8-）風荷載作用下左來風（右來風時與其對稱）=10.9KN =2.3KN/m =1.25KN/m 15 （ 一） 0 5.8 （ 一） 31.7 （ 一）4.4 （ 一） 10

19、.6 （f） 4.5 （f） 注：在各種荷載作用之下,A 柱和B柱的內力圖及控制截面內力匯總于表2和表3。34 5.排架的內力組合在各種荷載作用下，對邊柱和中柱進行最不利內力組合.其中未考慮廠房的整體空間的作用.A柱加B柱的內力組合結果見表4和表5表4 A柱的內力組合截面內力+及相應的N、V -及相 應的N、V及相應的M、V及相應的M、V組合項數(shù)值組 合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值I-I M+0.9+ +88+0.9+0.8(+)+ + -28.5 +0.9+0.8(+)+ -28.5+0.9+ 88 N 306.7 424.2 424.2 306.7 n-II M +0.9+0.8( + )+

20、110+0.9+0.8(+)+ + -35.9 +0.9+0.8(+)+ +90.3 +0.9+29.6 N 840.2 572.2 903.7 420.9 田-m M +0.9 + + + 501.5 +0.9+ + + -147 +0.9+ 8.86 +0.9+ +501.5 N 487.9 661.1 1076 487.9 V 28.6 -11.5 -10.1 28.6表5 B柱的內力組合 截面 內力+及相應的 N、V -及相應的N、V及相應的 M、V及相應的M、V組 合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值I - I M +0.9 + + +152.8 +0.9 + + + -152.8 +0.9+143.9+0.9+143.9 N 726.4 726.4 790 662.9 n-II M +0.9+ +284.4 +0.9+ -284.4+0.9+275.6 + 41.3 N 1340 1340 1404 752.3 田-m M +0.9 +0.8( + )+ +294.6 +0.9+0.8( + )+ + -294.6 +0.9+0.8(+)+287.4 + 140 N1390 1390 1453 819.3 V -5.8 5.8 -5.6 10.6 注：1）組合及中,M的絕對值相等.因柱為對稱配筋，所以表中的M只取