某单位金工车间结构设计.doc

1、 某单位金工车间结构设计目录某单位金工车间结构设计1第一部分 建筑部分2第二部分 结构设计5致谢41参考文献42某单位金工车间结构设计摘要：本设计是有吊车的单层钢筋混凝土排架结构厂房，建设地点位于兰州市安宁区甘肃农业大学，厂房为单跨，跨度，总长，结构高度，设有2台中级工作制梁式吊车。厂房设计采用现行普通钢筋混凝土设计规范与单层工业厂房设计规程相结合的设计思路。设计内容包括：建筑设计，主要构件选型，荷载计算，排架的内力分析，最不利内力组合，钢筋混凝土排架柱设计，牛腿及基础的设计及截面配筋。对设计的排架柱控制截面，牛腿进行裂缝宽度验算，对独立锥形杯口基础进行抗冲切验算等。关键词：工业厂房 排架结构

2、 结构设计Abstract : This design has the crane monolayer reinforced concrete framed bent structure workshop, The building will be to be located in Lanzhou peaceful area Gansu agricultural university, the workshop is the list cross, the span is , the total length is , the structure altitude is , It is equ

3、ipped with 2 intermediate working system beam cranes.The workshop designing uses the design mentality which the present ordinary reinforced concrete design standard and the single-layer industry workshop design regulations unify. The design content includes: The architectural designing, the primary

4、member shaping, the load computation, the endogen force of the framed bent analysis, the most disadvantageous endogen force combination, the reinforced concrete framed bent pillar designing, the corbel and the foundation design and the section match the muscle. To the control section of the framed b

5、ent pillar and the corbel proceeds the crack opening checking calculation; to the independent beaker flask mouth foundation proceeds the anti-die cutting checking calculation and so on.Key words: Industry workshop Shelving structure Structural design第一部分 建筑部分一 工程概况1该金工厂房纵向单跨，柱距，厂房总长设有台中级工作制梁式吊车。2结构类

6、型：单层单跨钢筋混凝土排架结构。3屋面为彩色压型钢板轻型防水保温屋面，外围护结构为普通砖墙，采用彩色钢板门窗。4室内外高差为，素混凝土地面。5排水方式为有组织排水，屋面坡度为，纵向设排水天沟。二 设计依据1房屋建筑学 中国建筑工业出版社（第三版）2钢筋混凝土结构 舒士霖主编 浙江大学出版社（第二版）3混凝土结构设计 阎兴华主编 科学出版社（第一版）4混凝土与砌体结构设计 宗兰，张三桂主编 中国水利水电出版社，知识产权出版社（第一版）5建筑结构荷载规范6工程建设分项设计施工系列图集三 工业厂房设计应考虑的因素1满足生产工艺的要求2满足建筑技术的要求3卫生及安全的要求4建筑经济的要求四 平面设计1

7、单层厂房平面设计是在工艺设计与工艺布置的基础上进行的，故生产工艺平面决定着建筑平面。生产工艺平面包含着工艺流程的组织起重运输设备的选择与布置，工段的划分，生产工艺对厂房建筑设计的要求，如通风，采光等。同时考虑厂房与周围的环境（绿化，道路，相邻建筑等的关系），人流，车流不能相互交叉，并解决好一定数量的机动车停车厂及自行车场地。2平面形式的选择：采用矩形平面，这种平面形式的优点在于工作段之间紧凑，运输路线便捷，各工艺联系紧密，工程管线较短，外型规则，占地面积较小，能充分利用土地资源。五 立面设计1影响立面设计的因素（1） 使用功能的影响（2） 结构形式的影响（3） 气候，环境的影响本厂房立面设计主

8、要从实用的角度出发，同时考虑保温兼顾美观的要求，力求简单，自然。六 单层厂房定位轴线的确定1厂房定位轴线是划分厂房主要承重构件标志尺寸和确定构件相互位置的基准线，同时也是施工放线和设备定位安装的依据。2标定定位轴线时，应在满足生产工艺要求的前提下尽可能减少构件的种类和规格，并使不同厂房结构形式所采用的构件能最大限度的互换和通用。以提高厂房建筑的装配化程度和工业化水平。3横向定位轴线间的距离即是厂房的柱距，横向定位轴线通过处是吊车梁，屋面板，联系梁，基础梁及墙板标志尺寸端部的位置。4纵向定位轴线的距离就是厂房的跨度，在柱身通过处是屋架或屋面大梁标志尺寸端部的位置，也是大型屋面板边缘的位置。七 建

9、筑构造设计1墙体：采用普通砖墙2窗：钢窗，窗安装后，沿缝处理防止雨水渗漏。3门：采用平开门，外开。门上设雨棚。考虑保温要求，采用双层铁门，中间填充保温材料。八 散水采用素混凝土散水，坡度%，宽度。九 通风与采光1本厂房为金工厂房，对采光与通风无特殊要求，通风以自然通风为主，必要时以机械通风辅助。2采光由双侧窗承担，采光等级为级，由工业企业采光设计标准推荐的方法窗地面积比估算窗面积窗地比 需要面积 所设侧窗面积 满足采光需求第二部分 结构设计一 设计资料概况(1)甘肃农业大学工学院金工车间跨度，长，柱距，在车间中部设有一道温度伸缩缝，厂房两端设有山墙。(2)车间内根据工艺要求设有两台的电动单钩桥

10、式吊车，中级工作制，轨顶标高。(3)屋架下弦（柱顶）标高为，基础底面标高为左右，该处的地基承载力设计值为。(4)基本风压：。基本雪压：。(5)地震烈度：该工程位于非地震区，故不需按抗震设防。屋面做法屋面：采用卷材防水屋面，具体为：大型屋面板承重层，厚水泥砂浆找平层，冷底子油两道隔气层，厚泡沫混凝土块，（抗压强度不低于，重度不大于）隔热层，厚水泥砂浆找平层，冷底子油两道，二毡三油防水层，绿豆砂保护层。二 材料选择及构件选用1屋面板采用预应力混凝土屋面板，板重（包括灌缝在内）标准值为。2天沟板采用（三）标准图集中的天沟板，自重标准值。3屋架采用标准图集中的钢筋混凝土折线型屋架，屋架自重标准值：。4

11、吊车梁采用国标（二）中的跨等截面（高）钢筋混凝土吊车梁，代号，自重，轨道联结图集垫层及轨道的构造高度约，自重约。5排架柱：由于屋架下弦标高为，所以采用工字型截面柱，混凝土采用，纵向受力钢筋采用级，箍筋采用级。6基础设计为锥形杯口基础，基础及基础梁混凝土采用，钢筋级。7围护结构采用厚普通砖墙，钢窗： 和。8为了保证屋盖的整体性和空间刚度，屋盖采用无檩体系，由于所选屋架为钢筋混凝土折线型屋架，屋架端部高度，为使屋面传来的纵向水平力能够可靠的传到柱顶以及，施工时的平面稳定，在屋架两端各设一道垂直支撑，并在该支撑同一铅垂面内设置通长的受压系杆，在屋架跨中设置一道垂直支撑，并在该支撑同一铅垂面内设置通长

12、的受拉系杆。由于厂房跨度为，在排架柱两侧的第二道柱间分别设置上下柱间支撑。三 确定计算简图1上柱高及全柱高的计算上柱高 设初步拟订基础高为。全柱高 下柱高 上柱与全柱高比值 2拟订柱截面尺寸根据柱距中级工作制吊车单层工业厂房柱截面形式尺寸参考表选得上柱为矩形截面下柱为共字型截面图1 下柱截面尺寸 根据表关于下柱截面宽和高的限值，验算初定截面尺寸，如满足此限值，对于一般厂房，柱的刚度可满足要求，侧移也可满足规范要求。下柱截面宽度 取满足要求。下柱截面高度 取满足要求。3上下柱截面惯性距及其比值和简力分配系数的计算排架平面内 上柱 下柱 比值 排架平面外 上柱 下柱 排架计算简图如图2 图2 排架

13、计算简图 简力分配系数四 荷载计算1恒荷载(1)屋盖结构自重钢筋混凝土大型屋面板 厚水泥砂浆找平层 厚泡沫混凝土块 厚水泥砂浆找平层 二毡三油防水层 绿豆砂保护层 屋盖钢支撑系统 天沟板 屋架自重 则作用于一端柱顶的屋盖结构自重为 (2)柱自重上柱： 下柱： (3)吊车梁及轨道等自重 2屋面活荷载 由荷载设计规范查得，对于不上人的钢筋混凝土屋面，其均布荷载的标准值为，大于该厂房的基本雪压，故屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为吊车荷载由电动单钩桥式吊车数据表查得（吊车台，中级工作制，主要参数如下）最大轮压：最小轮压： 大车宽：轮距： 小车重：根据吊车的与值及反力影响线，可求得作用于柱上的吊车荷载

14、图3吊车的反力影响线 作用于排架上的吊车横向水平荷载由于额定起重量为，取（横向水平制动系数）作用于每个轮子上的水平荷载设计值 其作用点到柱顶的距离风荷载该地区的基本风压，对于大城市市郊，风压高度变化系数按类地区考虑。由荷载规范得风压高度变化系数对，按柱顶考虑，对按檐口考虑柱顶：，檐口：，由荷载规范查得风荷载体型系数，如图4示 图4 风荷载体型系数图则作用于排架上的风荷载设计值为为排架的计算宽度作用于柱顶的风荷载集中力 风荷载作用下的计算简图5 图5 风荷载作用下的计算简五 排架的内力分析1 恒荷载。由于恒荷载的对称性和施工过程中的实际受力情况，可将下图6中的恒载，和作用简化为，和分别作用。 图

15、6恒载受力简图（1） 在作用下 则各不动绞支座的支座反力 由公式可得在作用下不动绞支座的支座反力为在作用下不动绞支座的支座反力为 排架柱顶不动绞支座的支座总反力为排架柱顶剪力为在作用下的弯矩图7 图7 作用下的弯矩图 图8 作用下的弯矩图 图9，作用下的弯矩图 （2） 在作用下 相应的弯矩图8如图示（3） 在，作用下 相应的弯矩图 如图9示将上图和单独作用下的弯矩图叠加，得在它们共同作用下的恒荷载弯矩图10和相应的轴力图11 如图示 图10 恒荷载弯矩图 图11恒荷载轴力图2屋面活荷载对于单跨单排架，与一样为对称荷载，且作用位置相同，仅数值大小不同，故由的内力图弯矩图按比例可求得的内力图，其相

16、应的弯矩图13和轴力图14 如图示图12 屋面活荷载作用计算简 图13 的弯矩图 图14 的轴力图3吊车荷载（考虑厂房整体空间作用） 厂房总长，中间设一道伸缩缝，跨度，吊车起重量为。可查得无檩屋盖两端有山墙的单跨厂房空间作用分配系数 （1） 吊车垂直荷载作用作用于A柱的情况 计算简图15如下 由于，吊车竖向荷载的偏心作用而引起的弯矩为 作用于A柱的计算简图 图15各柱不动绞支座的支座反力为 排架柱不动绞支座总反力为 则排架柱顶剪力为 作用于A柱弯矩图16和轴力图17 图16 作用于A柱弯矩图 图17 作用于A柱轴力图作用于B柱的情况由于结构对称，故只需将A柱与B柱的内力对换，并注意内力变号即可

17、。（2）吊车水平荷载作用从左向右作用于A，B柱的情况计算简图18如下图所示 图18 从左向右作用于A，B柱的计算简图 各柱不动绞支座反力分别为 排架柱顶不动绞支座总反力为 则排架柱顶剪力为相应的弯矩图如图19所示 图19 从左向右作用于A，B柱的弯矩图从右向左作用于A，B柱上的情况 此时仅荷载方向相反，故弯矩仍可利用以上计算结果，弯矩图与之相反。4风荷载（1） 风从左向右吹，计算简图20为 图20风从左向右吹时的计算简图 各柱不动绞支座反力分别为 排架柱顶不动绞支座总反力为 则排架柱顶剪力为 相应的弯矩图21为 图21 风从左向右吹时的弯矩（2） 风从右向左吹时计算简图22如图示 图22风从右

18、向左吹时的计算简图 因荷载大小相同方向相反，故弯矩图也与风从左向右吹时相反。弯矩图如图23所示 图23风从右向左吹时的弯矩图 六 最不利内力组合 本厂房由于结构对称，故只需对A柱（或B柱）进行最不利内力组合，起步骤如下：1确定需要单独考虑的荷载项目。由于小车无论向右或向左运行中刹车时，A，B柱在作用下，其内力的大小相等，而符号相反，在组合时可列为一项，因此，单独考虑的荷载项目共七项。2将各种荷载作用下荷载，设计控制截面（，）的弯矩，轴力，（截面还有剪力）填如组合表。3根据最不利又是可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑是，除恒

19、载外，其余荷载作用下的内力应乘以的组合系数。图24柱子控制截面示意图 最不利内力组合计算见表1七 柱子设计 采用对称配筋，排架柱混凝土采用 ， ，纵向受力钢筋采用HRB335， ，箍筋采用HPB235，。1上柱根据内力组合表，经分析比较，最不利内力为第一组： 第二组： 经查表 得有吊车厂房排架方向 （1）按第一组内力计算 取, 且上柱属于大偏心受压构件(2)按第二组内力计算 取, 且 , 且下柱属于大偏心受压构件(中和轴在翼缘内)(2)按第二组内力计算 取, 且 取, 且下柱属于大偏心受压构件(中和轴在翼缘内)验算最小配筋率 按计算结果，并满足构造要求，下柱纵向钢筋选用 3柱内箍筋的配置 由于

20、没有考虑地震作用，柱内箍筋一般按构造要求控制，上下柱均采用箍筋，加密区为 。4柱的裂缝宽度验算 按混凝土结构设计规范规定，可不进行裂缝宽度验算，（1） 上柱 截面 截面 需做裂缝宽度验算 则纵向受拉钢筋合力到受压区合力作用点的距离可按近似公式计算 纵向受拉钢筋的应力 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 故最大裂缝开展宽度 满足要求3牛腿的配筋 弯起钢筋按构造要求取 牛腿配筋图26如上图示4牛腿的局部压验算 设垫板的长和宽为，厚度 截面 4裂缝宽度验算由承载力计算可知，裂缝宽度验算截面即可，钢筋应力 取 满足要求十 基础设计混凝土为，纵向受力钢筋采用HRB335， ，箍筋采用HPB235，。基础下

21、垫层采用混凝土，预制柱和基础之间用细石混凝土填充。1荷载计算（1） 由柱传到基顶的荷载，在A柱内力组合表选出如下三组最不利内力时的基础设计，数值为设计值。第一组： 第二组： 第三组： （2） 按构造要求拟订基础高度 前面确定了预制柱插入基础的深度为，柱底留的间隙，并用细石混凝土填充。由表查得，基础杯底厚度，杯壁厚度，则基础的高度为，与前面假定的基础高度略有误差，可以满足计算要求。基础顶面标高为：，则基础埋深为 （3） 由基础梁传至基础顶面的荷载 （一个计算单元，长为） 基础梁自重 墙重 钢窗自重 由基础梁传至基顶荷载的设计值 对基础底面中心的偏心距（4）初估基础底面积取（5）基础与基础上部土自

22、重为（6）传到基础底面的弯矩和轴向力设计值为第一组 第二组 第三组 基底偏心压力作用于基础底面核心范围以内，基底全部受压，土壤反力分布呈梯形。2地基承载力验算 基础底面的抵抗矩为 （1） 按第一组荷载计算 满足要求（2） 按第二组荷载计算 满足要求（3） 按第三组荷载计算 满足要求故所设基础底面尺寸合适3确定基础高度前面已经假定基础的高度为，采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图29示 图29 基础尺寸 （1） 在各组荷载设计值作用下的基底净反力 按第一组内力计算 按第二组内力计算 按第三组内力计算 因由第二组内力求得高，故按第二组荷载值验算基础抗冲切强度（2） 抗冲切承载

23、力验算 因上阶壁厚加填充，共。小于杯壁高度，说明上阶底落在冲切破坏锥体以内，故仅需对台阶以下进行抗冲切承载力验算。如图30所示： 图30 基础抗冲切计算简图 冲切锥体边宽 说明基础高度足够4基础配筋计算包括沿长边和短边两个方向进行的配筋计算，沿长边方向的钢筋用量，应按第二组荷载设计值作用下的土壤净反力进行计算，而沿短边方向，由于为轴心受压，其钢筋用量按轴力最大的第二组荷载设计值作用下的平均土壤净反力进行计算（1） 沿长边方向的配筋计算 相应于和截面的配筋为 实配 () （2） 沿短边方向配筋计算 相应于和截面的配筋为 实配 () 基础配筋如图31所示 图31基础配筋图致谢 在本次毕业设计中，我

24、从指导老师郭老师身上学到了很多东西。老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我受益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给予我很大的帮助，使我得到不少的提高，这对于我以后的工作和学习都是巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。同时还要感谢同组的其他五位同学，他们在我设计的过程中给我提出许多宝贵意见和启发。最后，还要特别感谢四年来在学习上，生活上给予我指导，帮助和支持的老师和同学。在此，我表示最诚挚的感谢。 刘亚萍 二零零七年六月参考文献1同济大学，西安建筑科技大学，东南大学，重庆建筑大学；房屋建筑学；第三版 中国建筑工业出版社2舒士霖；钢筋混凝土结构；第二版； 浙江大学出版社3阎兴华；混凝土结构设计； 科学出版社4宗兰，张三桂；混凝土与砌体结构设计；第一版； 中国水利水电出版社，知识产权出版社5郭玉明，申向东；结构力学；第一版；中国农业出版社6梁启智；钢结构；第一版；华南理工大学出版社7蒋允静；画法几何及土建工程制图；第二版；陕西科学技术出版社8刘福臣；成自勇；土力学；第一版；中国水利水电出版社；9张良成；材料力学；第一版；中国农业出版社10建筑地基基础设计规范 11建筑结构荷载规范12工程建设分项设计施工系列图集.忽略此处.42