1. 工程名称:单层厂房。
2. 设计资料。
1) 装配车间跨度18m,总长72m,中间设伸缩缝一道,柱距6m.图(1)。
2) 车间内设有两台200 kn /50 kn 中级中级工作制吊车,其轨顶设计标高8.0 m。
3) 建筑地点在三门峡市郊区。
4) 车间所在场地,地平下1.15 m内为填土,填土下层3.5 m内均匀亚粘土,地基承载力设计值=240 kn/m2,地下水位为-4.
05m,无腐蚀性,环境一般。基本风压=0.3 kn/m2,基本雪压=0.
25 kn/m2. 。
图 1 建筑平面图
5) 厂房中标准构件选用情况。
1)屋面板采用采用g40(一),板重(包括灌缝在内)标准值为1.4 kn/m2. 。屋面采用水泥珍珠岩制品(100mm厚)保温隔热,三毡四油防水。
2)天沟板采用g40(三)标准图集中的jgb77-1天沟板,板重标准值2.02 kn/m2。
3)天窗架采用g316中的ιι型钢筋混凝土天窗架天窗架cj9-03,自重标准值kn/每榀。
天窗端壁选用g316中的db9-3,自重标准值kn/每榀(包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗电动开启机、消防栓等)。
4)屋架采用g415(三)标准图集中的预应力混凝土折线形屋架,屋架自重标准值106kn/每榀。1200mm,自重标准值44.2 kn/根,轨道及零件重1 kn/ m,轨道及垫层构造高度200 mm。
(6)排架柱及基础材料选用情况。
1) 柱。混凝土:采用c30(=14.3 kn/m2 kn/ mm2,α=1.0, =2.01n/mm2)。
钢筋:纵向受力纲筋采用采用hrb235级钢筋(у=300 n/mm2,e= 5n/mm2)
2)基础。混凝土:采用c20。
钢筋:采用hrb235级钢筋(у=300 n/mm2)。
3.结构计算。
(1)尺寸计算。
1)上柱高及柱全高的计算根据图2所示及有关设计计算数据。
图 2 建筑剖面图。
上柱高=柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高。
柱顶标高-8m+1.2m+0.20m=1.8m
柱顶标高=8.4 m
全柱高=柱顶标高-基顶标高=8.4 m-(0.0 m)=8.4 m
故下柱高=8.4-1.8m=6.6 m
上柱与全柱高的比值 λ=1.8/8.4=0.21
2)初定柱截面尺寸根据表(a)的参考数据,上柱采用矩形, =下柱选用工资性, =其余尺寸见图3)。
图(3)根据表(b)关于下柱截面宽和高的限值,验算初定截面尺寸。对于下柱截面宽度/22=6600/22 mm =300 mm
对于下柱截面高度,有吊车时。
12=6600/12 mm=550 mm<
无吊车时 1.5/25==504 mm<
3)上、下柱截面惯性矩及其比值。
排架平面内:
上柱。下柱
比值n=/=2.139 mm4 /10mm4=0.15
排架平面处:
上柱2.139 mm4
下柱 =2×1.583.3×4003/12mm4+483.4×1003 / 12mm4=1.73×109mm4
排架计算简图(几何尺寸及截面惯性矩)如图图(4)所示。
图(4) 排架计算简图。
2)荷载计算。
1)恒荷载。
屋盖结构自重。
预应力混凝土大型屋面板 1.2×1.4 kn/m2 =1.68 kn/m2
20厚水泥砂浆找平层 1.2×20×0.02 kn/m2 =0.48 kn/m2
一毡二油隔汽层1.2×0.05 kn/m2 =0.06 kn/m2
100厚水泥珍珠岩制品保温层 1.2×4×0.1=0.48 kn/m2
两毡三油防水层 1.2×0.35 kn/m2 =0.42 kn/m2 / 3.6 kn/m2
天沟板 1.2×2.02×6 kn=14.54 kn/m2
天窗端壁 1.2×57 kn=68.4 kn
屋架自重 1.2×106kn=127.2 kn
则作用于一端柱顶的屋盖结构自重设计值为。
p1 =3.6×6×36 kn+14.54 kn+68.4 kn+127.2/ 2kn=924.1 kn
柱自重。上柱自重设计值 p2 =1.2×25×0.4×0.4×1.8kn=8.64kn
2 =h1 /2-h2 /2=800/2-400/2=200
下柱自重设计值 下。
吊车梁及轨道等自重设计值 p3 =1.2(44.2+1×6) kn=60.2 kn
e3 =750 - h1 /2=750 -800/2 =350
2)屋面活荷载由《荷载规范》可知,对不上人的钢筋混凝土屋面,其均布活荷载的标准值为0.7kn/m2 ,大于该厂房所在地区的基本风雪压压s0 =0.25kn/m2 ,故屋面活荷载设计值在每侧柱顶产生的压力为。
q1 =1.4×0.5×6×36kn=151.2 kn
3)吊车荷载由表b查得:pmax =220 kn,pmin=60 kn,b=5600,k=4400,gk=77.2 kn。
根据根据n与k及反力影响线,可算得与各轮对应的反力影响线竖标(图5),于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载设计值。
图(5)dmax=0.9rqpmax=0.9×1.4×220×(1+0.267+0.8+0.067) kn=592 kn
dmin=(pmin/pmax)dmax=(60/220)592=161 kn
3=750- h1 /2=750-800/2=350
作用于每个轮子上的吊车水平制动力的标准值。
t=a/4(q+g)0.1/4(200+77.2) kn=6.93 kn
侧作用于排架上的吊车水平荷载设计值为。
tmax=rqt=1.4×0.9×6.93×(1+0.267+0.8+0.067) kn=18.6 kn
其作乐用点到柱顶的垂直距离。
h1-hc=1.8m-1.2m=0.6m
h1=0.6/1.8=0.333
4)风荷载三门峡地区的基本风压=0.3 kn/m2,高度的取值:对、按柱顶标高8.4m考虑,查《荷载规范》得, =1.070=1.232,如图(6),则。
图(6) 风荷载体形系数
γq(1.3 h1+0.4 h2)b
=1.4(1.3×2.3+0.4×1.59)×1.232×0.3×6 kn
=11.26kn
γqb=1.4×0.8×1.070×0.3×6 kn/m=2.16 kn/m
γqb=1.4×0.5×1.070×0.3×6 kn/m=1.35 kn/m
3)内力计算。
1)恒荷载根据恒荷载的对称性和考虑施工过程中的实际受力情况,可将图7中的恒荷载p1、p2及p3和p4的作用用简化为a、b、c计算图。图(7 )
图(8)在p1的作用下。
m11= p1e1=924.1×0.05 kn﹒m=46.2 kn﹒m
m12 = p1e2=924.1×0.2 kn﹒m=184.8 kn﹒m
已知n=0.15,λ=0.21,由图11-28b中的公式。
故在m11作用下不动铰支承的柱顶反力由图11-28中公式可得。
r11=- c1 m11/=-1.07×46.2/8.4 kn =-5.9 kn(→)
由图11-28c中的公式可得。
故在m12作用下,不动铰支承的柱顶反力公式可得。
r12=- c2 m12/=-1.4×184.8/8.4 kn=-30.8 kn(→)
因此,在m11和m12作用下(即在p1的作用下),不动铰支承的柱顶反力为。
r =r11 +r12 =-5.9 kn-30.8 kn=-36.7 kn(→)
相应的弯矩图如图8a所示。
在p2作用下。
m2 =-p2 e2 =-8.64×0.2 kn﹒m=1.73 kn﹒m(
相应的弯矩图如图8b所示。
在p3、p4作用下。
m3 =-p3 e3 =60.2×0.35 kn﹒m=21.1 kn﹒m(
相应的弯矩图如图8c所示。将图a、b、c的弯矩图叠加,得p1、p2及p3和p4的共同作用下的恒荷载弯矩图(图8d),相应的轴力n图如图e所示。
2)屋面活荷载q1 对于单跨排架,q1 与p1 一样的对称荷载,且作用位置相同,仅数值大小不一,故由p1 的内力图按比可求得q1 的内力图。如:柱顶不动铰支承反力为。
rq1 = q1 / p1 )r1 =-151.2/924.1)×36.7=-6 kn(→)
相应的的m和n图如图9a、b所示。
图(9)3)吊车荷载。
吊车垂直荷载作用。
. dmax作用在a柱的情况图8中吊车垂直荷载作用下的内力,可按如图10所示的简图进行计算。因此,a、b柱的柱顶剪力可按下列公式计算。
计算简图。m图。
图(10)吊车垂直荷载作用下的内力。
vad =-0.5[mdmax +m dmin]c2/
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