单层工业厂房课程设计某金工厂房设计一、设计资料1、该车间为一单跨厂房，柱距15m ，长度75m ，跨度27m ，剖面如图，设有工作级别A4桥式吊车，吊车起重量20/5，轨顶标高9.6m 。
吊车的有关参数见下表1-1。
吊车有关参数表1－1 吊车起重量Q/t 跨度 Lk/m吊车宽 B （mm ）轮 距 K (mm)最大轮压max P（KN ）最小轮压min P(t) 起重机总质量 M 1（t ） 小车总质量 M 2(t)轨顶以上高度 H (m) 20/525.5 6400 5250 2305.330.57.523002、恒载：屋盖自重设计值750KN （6m=300KN,9m=450KN,12m=600KN,15m=750KN),吊车梁自重（吊车梁自重标准值44.2KN,轨道及零件重标准值0.8KN/m ），柱自重。
3、活载部分：仅计入吊车部分荷载。
4、最不利荷载组合：恒载+吊车荷载组合下对应内力值。
二、材料的选用1、 混凝土：采用C30)/01.2,/3.14(22mm N f mm N f tk c ==。
2、钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级)/102,55.0ξ,/300(252mm N E mm N f s b y ×===。
3、 箍筋：采用HPB235级)/210(2mm N f y =。
三、排架柱高计算1、由吊车资料表可查得：H ＝2300mm,轨顶垫块高为200mm ，吊车梁高为1.2m 。
牛腿顶面标高 ＝轨顶标高－吊车梁－轨顶垫块高 ＝9.600－1.200－0.200 ＝8.200m柱顶标高 ＝牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.220 ＝8.200+1.200+0.200+2.300+0.220 ＝12.120m (取12.300m)上柱高 u H ＝柱顶标高－牛腿顶面标高＝12.300-8.200=4.100m全柱高H ＝柱顶标高－基顶标高＝12.300－(－0.500)＝12.800m下柱高l H ＝全柱高－上柱高＝12.800－4.100＝8.700m实际轨顶标高＝牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高＝9.800m则 (9.8m －9.6m)÷9.0m ＝0.022＜0.200 满足要求。
2、排架截面尺寸计算截面尺寸需要满足的条件为：b ≧1.1×l H /25＝383mm.h ≥1.1×l H /12＝797mm 取柱截面尺寸为：上柱：b ×h ＝400×400下柱：b f ×h ×b ×h f ＝400×900×100×150根据柱子的截面尺寸可求得： 上柱截面积 A u =1.6×1055m m 22上柱惯性矩 I u =2.13×109m m 4下柱截面积 l A =1.875×1055m m 22下柱惯性矩 l I =19.54×1099m m 44四、 荷载计算1、屋盖自重计算G 1=0.5×750=375K N150-2/400150-2/1==u h e )(50与上柱中心线的偏心距mm =2、柱自重上柱 g k =4k N /m (钢筋混凝土自重25k N /m ） 下柱 g k =4.69k N /m 则 G 2=1.2×4×4.1=19.7k N G 4=1.2×4.69×8.7=49.0k N00/24-2/9002/-2/2==u l h h e mm 250=3、吊车梁及轨道自重G 3=1.2×（44.2+0.8×15）=67.44k N)(300m m900/2-750/27503与下柱中心线偏心距==-=l h e4、吊车荷载设计值根据桥式吊车数据表查得P m a x =230k N P m i n =53k N B =6400m m K =5250m m g =75k N根据B 与K ，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮对应点的坐标值，如下图所示，并可根据该图求得作用于柱上的吊车竖向荷载为kNy P y P D kNy P y P D i k Q i i k Q i 4.215)467.0562.0875.01(534.11.935)467.0562.0875.01(2304.1min min min max max max =+++⨯⨯=⋅===+++⨯⨯=⋅==∑∑∑∑γγ作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力（吊车起重量Q =200k N 时，α=0.1）为：kN g Q T Q63.9)75200(41.04.1)(4=+⨯=+=αγ 由此得作用于排架上的吊车横向水平制动力kNy T T i 30.30)650.0573.0923.01(63.9max =+++⨯=⋅=∑5、剪力分配系数的计算（1）柱柔度系数δ值计算:根据柱的截面几何特征可求得：320.08.121.4109.01054.191013.299====⨯⨯==H H I I n u l u λ查表得C 0=2.37，则EH E H C EI H l 3939031002.037.254.1910⋅⨯=⋅⨯==--δ各柱的剪力分配系数5.01002.0121002.01113939=⋅⨯⨯⋅⨯===--∑EH E H i B A δδμμ 五、内力计算1、恒载作用内力计算m kN e G M ⋅=⨯==75.1805.0375111kNm kN m kN kN e G e G G M 44.783.044.6725.0)7.19375()(332212=⨯-⨯+=-+=由109.0==l u I I n ,320.08.121.4λ===H H u ,则： 17.2)1-1(λ1)1-1(λ-123321=+⨯=nn C 故11M 作用下不动铰承的柱顶反力为kN H M C R 18.3-8.1275.1817.2-111=⨯-==(→) 同时有062.1)1-1(λ1λ-123322=+⨯=nC故在12M 作用下不动铰承的柱顶反力为kN H M C R 51.-68.1244.78062.1--222=⨯==(→) 故在21M M 和共同作用下（即在G 1作用下）不动铰支承的柱顶反力为kN R R R 69.921=+= (→)2、吊车竖向荷载作用内力计算max D 作用于A 柱，min D 作用于B 柱，其内力为m kN e D M D⋅=⨯==53.28030.01.9353max maxm kN e D M D⋅=⨯==62.6430.04.2153min min根据n =0.109、λ=0.32查表得：()←-=⨯-=⋅-==kN C H M R C D A 28.23062.18.1253.280062.11max 1()→=⨯=⋅-=kN C HM R m D B 36.5062.18.1262.641in()←-=+=kN R R R B A 92.17排架各柱顶剪力分别为：)(22.1492.175.026.5)(32.1492.175.028.23→=⨯+=-=←-=⨯+-=-=kN kN kN R R V kN kN kN R R V B B B A A A μμmax D 作用于B 柱由同理可得，内力图如图3、A B 跨吊车作用有吊车横向水平制动力m ax T 作用下A 柱：由y /H 1=2.9/4.1=0.707及根据n =0.109、λ=0.320查表得：()←-=⨯-=⋅-==kN C T R C A 79.16554.03.30554.05m ax 5对于B 柱：与A 柱相同()←-=⨯-=⋅-==kN C T R C B 79.16554.03.30554.05m ax 5各柱顶剪力为：)58.33(5.079.160)58.33(5.079.16=-⨯+-=-==-⨯+-=-=kN kN R R V kN kN R R V B B B A A A μμ排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图) ( 58 . 33 ) 79 . 16 ( 79 . 16 ← - = - + - = + = kN kN kN R R R R BA 为： 排架柱顶总反力六、内力组合注：M(单位为)，V(单位为)。
注：M(单位为m kN ·)，N(单位为kN )，V(单位为kN )七、柱截面设计混凝土强度等级为C30，22/01.2,/3.14mm N f mm N f tk c ==；采用HRB335级钢筋，518.0,/3002=='=b y y mm N f f ξ。
上下柱均采用对称钢筋。
1、 上柱配筋计算有内力组合表可见，上柱截面共有1组内力取,360404000mm mm mm h =-=经判别，为大偏压，kN N m kN M 7.394,54.79=⋅=有吊车厂房排架方向上柱的计算长度m m l 2.81.420=⨯=。
附加偏心距a e 取mm 20（大于30/400mm ）。
mm mm mm e e e mm m N M e a i o 22220202,202202.07.39454.790=+=+=====由55.20400/8200/0>==mm mm h l ，故应考虑偏心距增大系数η。
0.1898.2394700400/3.145.05.02221>=⨯⨯==Nmm mm N N A f c ζ取0.11=ζ。
222.0360802192.0360400/3.140.1394700452.1945.00.12)4008200(3602221400112)(140011945.0400820001.015.101.015.10201210002=='<=⨯⨯⨯===⨯⨯⨯+=+==⨯-=-=mmmmh a mm mm mm N N bh f N mmmmmm mm h l h e mm mmh l s c i αξζζηζ）（）（取'=s a x 2进行计算。
220667)40360(/3003.162394700)(3.162402/400222452.12/mm mm mm mm N mm N a h f e N A A mmmm mm mm a h e e syS s s i =-⨯='-'='==+-⨯='+-='η 选用)804(1642mm A S =φ，则)400400/(804)/(2mm mm mm bh A S ⨯==ρ%2.0%50.0>=，满足要求垂直于排架方向柱的计算长度m m l 125.51.425.10=⨯=，则=b l /0938.0,81.12400/5125==ϕmm mmkNN kN mm mm N mm mm mm N A f A f N S y c u 7.39477.23382804/300400400/3.14938.09.0)(9.0max 222=>=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=''+=）（ϕ满足弯矩作用平面外的承载力要求。