某车间单层厂房结构设计讲义讲稿.ppt

2 单层厂房,2.0概述2.1 单层厂房的结构组成和布置 2.2 排架计算 2.3 单层厂房柱 2.4 柱下独立基础 2.5 单层厂房的屋盖结构选型 2.6 吊车梁的受力特点及选型 2.7 单层厂房结构设计实例,2.7单层厂房结构设计实例,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,学习例题需注意的问题一,1内力计算采用标准值；,2解释p173图2-54各标高的来历；,3修正p173表2-22下柱截面尺寸的写法；,4p178-详细写出排架在永久荷载作用下的柱端剪力的求解过程；,5吊车的组合系数,，有T必有D,且T和D同跨；,8补充基础的计算；,6内力组合时注意永久荷载的有利影响；如，正负最大弯矩的组合及 最小轴力的组合等;,7可以取消表2-29、2-30、2-31内力组合，因为明显比表2-28的内力组合小；,9需完成的施工图；,2.7单层厂房结构设计实例,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,学习例题需注意的问题二,在确定厂房高度时，还应按厂房建筑统一化基本规则的规定，考虑建筑模数的要求。1.有吊车或无吊车的厂房，自室内地面至柱顶的高度应为300mm的倍数；2.有吊车的厂房，自室内地面至柱子牛腿面的高度应为300mm的倍数；3设有桥式、梁式吊车的厂房，自室内地面至吊车轨顶的标志高度应为600mm的倍数；为了满足以上要求，允许吊车轨顶实际高度与工艺要求的标志高度之间有200mm的差值。,2.7单层厂房结构设计实例,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2.7.1设计任务,某厂金工车间的等高排架,该金工车间平、立面布置如图2-53所示。柱距除端部为5.5m，其余均为6m，跨度18m+18m；每跨设有两台吊车，吊车工作制级别为A5级，轨顶标高为7.2m，吊车起重量左右跨相同，具体见表2-15。外墙无连续梁，墙厚240mm,每开间侧窗面积24m2，钢窗，无天窗。,2.7单层厂房结构设计实例,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2.7.1设计任务,图2-53(a)厂房立面图,2.7单层厂房结构设计实例,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,图2-53(b)厂房平面图,2.7.1设计任务,2.7单层厂房结构设计实例,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2.7.1设计任务,屋面做法：,绿豆砂保护层,二毡三油防水层,80厚泡沫砼保温层,20厚水泥砂浆找平层,预应力砼大型屋面板,2.7.2设计参考资料,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,表 2-15 荷载资料,1.荷载资料,见表2-15,2.7.2设计参考资料,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2吊车起重量及其数据，见表2-16,表2-16 吊车起重量及其数据,2.7.2设计参考资料,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,3.地质资料,见表2-17,表2-17 地质资料,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,4.预应力屋面板、嵌板及天沟板选用，见表2-18,表2-18 预应力屋面板、嵌板及天沟板,2.7.2设计参考资料,2.7.2设计参考资料,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,5.屋架选用图集,见表2-19,表2-19 屋架选用图集,6.吊车梁选用图集，见表2-20,表2-20 吊车梁选用图集,注:轨道连结件重:0.8kN/m,2.7.2设计参考资料,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,7.基础梁：选用标准图号 G320,JL-3,16.7kN/根,8.钢窗重：0.45kN/m2,9.常用材料自重，见表2-21,表2-21 常用材料自重,2.7.3 结构构件选型及柱截面尺寸确定,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,因该厂房跨度在1536m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。,由图2-54可知柱顶标高为9.6m，牛腿顶面标高为7.2-1.2-0.182=5.818m（按要求实取6.0m）；设室内地面至基础顶面的距离为0.5m，则计算简图中柱的总高度H，下柱高度Hl，和上柱高度Hu分别为：,7.2-1.2-0.182=5.818m,牛腿顶面标高,2.7.3 结构构件选型及柱截面尺寸确定,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,19.600m；7.2+2.094+220/1000=9.514m9.6m（220mm是吊车的安 全行驶高度）,211.750m；9.6+2.15=11.75m,312.800m；11.75+1.05=12.8m,2.7.3 结构构件选型及柱截面尺寸确定,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,图2-54 厂房剖面图,2.7.3 结构构件选型及柱截面尺寸确定,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表2-22,表2-22 柱截面尺寸及相应的计算参数,本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2-55所示。,2.7.3 结构构件选型及柱截面尺寸确定,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,图2-55 计算单元和计算简图,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,20厚水泥砂找平层,1.永久荷载,屋盖永久荷载 标准值,80厚泡沫混凝土保温层,预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）,屋盖钢支撑,总计,屋架重力荷载为60.5kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载标准值为：,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,1.永久荷载,屋盖永久荷载标准值,(2)吊车梁及轨道重力荷载标准值,(3)柱自重重力荷载标准值,A、C柱:,上柱：,下柱：,B柱:,上柱：,下柱：,各项永久荷载作用位置如图2-56所示。,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,1.永久荷载,图2-56 荷载作用位置图（单位：kN）,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,1.永久荷载,图2-56 荷载作用位置图（单位：kN）,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2.屋面活荷载,屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，雪荷载标准值为0.4kN/m2，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载标准值为：,Q1的作用位置与G1作用位置相同，如图2-56所示。,3.风荷载,风荷载的标准值按,计算,其中,z根据厂房各部分标高(图2-54)及B类地面粗糙度确定如下：,柱顶(标高9.6m),z=1.000,檐口(标高11.75m),z=1.049,屋顶(标高12.80m),z=1.078,（计算z时，其高度应该从室外地 面算起）,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,3.风荷载,s如图2-57所示，则由上式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：,图2-57 风荷载体型系数及计算简图,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,3.风荷载,图2-57 风荷载体型系数及计算简图,则作用于排架计算简图(图2-57)上的风荷载标准值为:,1.1.049标高11.75m处的z,2.1.078标高12.80m处的z,3.计算Fw时，应该都按标高11.75m处距室外地面的高度的z计算,2.7.4 荷载计算,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,4.吊车荷载,由表2-16可得20/5t吊车的参数为：B=5.2m，K=4.0m，g=68.6kN，Q=200kN，Pmax=174kN,Pmin=37.5kN,根据B及K可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值,如图2-58所示。,图2-58 吊车荷载作用下支座反力影响线,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,4.吊车荷载,图2-58 吊车荷载作用下支座反力影响线,(1)吊车竖向荷载标准值,2.7.4 荷载计算,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,4.吊车荷载,(2)吊车横向水平荷载标准值,作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：,作用于排架柱上的吊车横向水平荷载标准值为：,2.7.5 排架内力分析,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,该厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数i计算，见表2-23。,表2-23 柱剪力分配系数,2.7.5 排架内力分析,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,1.永久荷载作用下的内力分析,永久荷载作用下排架的计算简图如图2-59（a）所示。图中的重力荷载 及力矩M是根据图2-56确定的，即,1.0.25m=(450-200)10-3,2.0.3m=(750-450)10-3,2.7.5 排架内力分析,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,柱顶不动铰支座反力Ri可根据相应公式计算。,1.永久荷载作用下的内力分析,由于图2-59a所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。,对于A，C柱:n=0.109,=0.374,图3-23 无侧移的排架,VA,VB,VC,2.7.5 排架内力分析,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2.屋面活荷载作用下排架内力分析,3.风荷载作用下排架内力分析,4.吊车荷载作用下排架内力分析,图3-25 有侧移的排架,VA,VB,VC,VA1,VA2,VB1,VB2,VC1,VC2,2.7.5 排架内力分析,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2.屋面活荷载作用下排架内力分析,3.风荷载作用下排架内力分析,4.吊车荷载作用下排架内力分析,2.7.5 排架内力分析,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,+,2.屋面活荷载作用下排架内力分析,3.风荷载作用下排架内力分析,4.吊车荷载作用下排架内力分析,2.7.5 排架内力分析,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,2.屋面活荷载作用下排架内力分析,3.风荷载作用下排架内力分析,4.吊车荷载作用下排架内力分析,2.7.6内力组合,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,以A柱内力组合为例。表2-24为各种荷载作用下A柱内力标准值汇总表，表2-25表2-32、表2-33为A柱内力组合表，这两表中的控制截面及正号内力方向如表2-24中的例图所示。,对柱进行裂缝宽度验算时，内力采用标准值，同时只需对,的柱进行验算。为此，表2-33中亦给出了Mk和Nk的组合值，它们均满足,的条件，对设计来说，这些值均取自Nmin及相应的M和V一项。,图 柱的控制截面,N,V,M,2.7.7柱截面设计,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,1.上柱配筋计算,2.下柱配筋计算,3.柱箍筋配置,4.柱的裂缝宽度验算,5.牛腿设计,6.柱的吊装验算,按偏心受压构件设计,2.7.8基础设计（混凝土强度等级采用C20）,2 单层厂房,2.7单层厂房结构设计实例,(1)杯口尺寸,(2)基础埋置深度,2.确定基础底面尺寸,3.基础抗冲切验算,4.基底配筋计算,1.初步确定杯口尺寸及基础埋深,