1、 貴州理工學院實習報告專用紙 院系： 土木工程學院 專業： 土木工程 姓名： 學號： 班級： 土木133 實習性質：實習地點： 貴州理工學院 指導教師：成績： 已知條件（一）題目單層工業廠房排架結構設計（設計號：W 5 Z 4 D 1 H 1 ）。所取數據為基本風壓W=0.55kN/m2，地面粗糙度為C類，A4級吊車：l臺10t吊車和1臺15/3t吊車，柱頂標高為12.2m；室內地坪設計標高為±0.000，室外地坪設計標高為-0.300m；廠區無積灰荷載，屋面檢修活荷載標準值為0.5kN/m2，雪荷載標準值為0.3kN/m2。（二）設計資料某單層工業廠房××車間，

2、根據工藝要求采用單跨布置（附屬用房另建，本設計不考慮）。車間總長66m、柱距6m、跨度24m。吊車設置見設計號。外圍墻體為240mm磚墻，采用MU10燒結多孔磚、M5混合砂漿砌筑。縱向墻上每柱間設置上、下兩層窗戶：上層窗口尺寸（寬×高）4000mm×4800mm，窗洞頂標高取為柱頂以下250mm處；下層窗口尺寸（寬×高）=4000mm×4800mm，窗臺標高為1.000m處。兩山墻處設置6m柱距的鋼筋混凝土抗風柱，每山墻處有兩處鋼木大門，洞口尺寸（寬×高）=3600mm×4200mm（集中設在中間抗風柱兩側對稱設置）。該車間所在場地由

3、地質勘察報告提供的資料為：廠區地勢平坦，地面（標高為-0.300m）以下0.81.2m為填土層，再往下約為0.4m厚的耕植土層，再往下為粉質粘土層，厚度超過6m，其地基承載力特征值fak=200kN/m2，可作為持力層；再往下為碎石層。地下水位約為-7.0m，無侵蝕性；該地區為非地震區。場區氣象資料有關參數（如基本風壓、地面粗糙度等）按附表設計號中數據取用；基本雪壓SO0.3 kN/m2。 貴州理工學院實習報告專用紙 屋面防水做法：二氈三油防水層上鋪綠豆沙（0.35kN/m2），水泥砂漿找平層15厚（0.3 kN/m2），加氣混凝土保溫層100厚（0.60 kN/m2），冷底子油一道、熱瀝青二

4、道（0.05 kN/m2），水泥砂漿找平層15厚（0.3 kN/m2）。材料（建議）：柱，混凝土C30，縱向鋼筋HRB335/400，箍筋HRB335；基礎，混凝土C30，鋼筋HRB335。一、構件選型1屋架的選取 本設計采用梯形鋼屋架，因其受力均勻，弦桿受力居中，屋架的上弦桿件坡度一致，屋面坡度一般為1/101/12，適用于跨度為18m、24m、27m,30m的中型廠房，便于屋面板的鋪設。根據梯形鋼屋架（05G511），屋面坡度1/10。屋架與柱的連接為鉸接支承，選用屋架型號為：GWJ24- 5，屋架重量：2屋面板的選取 預應力混凝土屋面板是目前廠房屋蓋結構中采用最廣泛的一種無檁覆蓋構件，它

5、與屋架構成剛度較大和整體性較好的屋蓋系統。根據預應力混凝土屋面板（04G410-2），屋面做法為找坡層，水泥砂漿找平層20mm，防水層，天溝抹面層15mm。統一選取屋面板1.5×6m（灌縫后尺寸），板號為：WB-2（2代表荷載等級），重力荷載標準值為1.4/m2。本設計屋面做法為：屋面防水做法：二氈三油防水層上鋪綠豆沙（0.35kN/m2），水泥砂漿找平層15厚（0.3 kN/m2），加氣混凝土保溫層100厚（0.60 kN/m2），冷底子油一道、熱瀝青二道（0.05 kN/m2），水泥砂漿找平層15厚（0.3 kN/m2），預應力混凝土屋面板（加灌縫）1.4 /。3結構構件選用及重

6、力荷載標準值表 貴州理工學院實習報告專用紙 構件名稱標準圖集重力荷載標準值備注屋面板04G41021.5m×6m預應力混凝土屋面板1.4（包括灌縫重）梯形鋼屋架GWJ24-6A1梯形鋼屋架35.56鋼筋混凝土吊車梁G425標準圖集YXDL6-845軌道及零件重G425標準圖集YXDL6-8基礎梁04G320鋼筋混凝土基礎梁16.2連系梁04G321鋼筋混凝土連系梁17.54預制鋼筋混凝土柱由立面布置圖知：取基礎頂面標高-0.8m，柱頂高程+12.2m，取吊車梁高hb=1.2m，取軌道頂面至吊車梁頂面的距離ha=0.2 m。由電動橋式起重機基本參數5-50/5t一般用途電動橋式起重機基

7、本參數和尺寸系列（ZQ1-62）查得，吊車軌頂至吊車頂部的高度為2.15 m，考慮屋架下弦至吊車頂部所需空隙高度為220 m。軌頂標高=柱頂標高-2.15-0.22=+9.83 m牛腿頂面標高=軌頂標高-hb-ha=9.83-0.2-1.2=+8.43 m從基礎頂面算起的柱高H=柱頂標高-基礎頂面標高=12.2+0.8=13.0m上柱高HU=柱頂標高-牛腿頂面標高=12.2-8.43=3.77 m下柱高Hl=13.0-3.37=9.235選擇住截面形式和尺寸取A,B柱的截面尺寸一樣，由廠房剖面圖可知：基礎頂至吊車梁頂高度： HK=9.23+1.2=10.43m 10m<HK<12m

8、 吊車為l臺10t吊車和1臺15/3t吊車 取Q=15t查表得截面高度 hHK/12=10430/12=869mm取h=900mm 截面寬度bHl/20=9230/20=461mm 滿足400mm取b=400mm 貴州理工學院實習報告專用紙 上柱采用矩形截面b×h=400mm×400mm下柱采用工字形截面bf×h×b×hf=400mm×900mm×100mm×150mm截面尺寸如下圖所示參數計算：下柱：二、計算單元及計算簡圖1、定位軸線B1：由附表12可查得軌道中心線至吊車端部的距離B1=260mm。B2：吊車橋架

9、至上柱內邊緣的距離，一般取B280mm。B3：封閉的縱向定位軸線至上柱內邊緣的距離B3=400mm。故取封閉的定位軸線、都分別與左、右外縱墻內皮重合。2、計算單元由于該廠房在工藝上沒有特殊要求，結構布置均勻，除吊車荷載外，荷載在縱向的分布是均勻，故可取一榀橫向排架為計算單元，計算單元的寬度為縱向相鄰柱間距中心線之間的距離，即B=6.0m。3、計算簡圖 貴州理工學院實習報告專用紙 計算單元 計算簡圖三、荷載計算1屋蓋荷載（1）屋蓋恒載二氈三油防水層上鋪綠豆沙 0.35kN/m2水泥砂漿找平層15厚 0.3 kN/m2加氣混凝土保溫層100厚 0.60 kN/m2冷底子油一道、熱瀝青二道 0.05

10、 kN/m2水泥砂漿找平層15厚 0.3 kN/m2 預應力混凝土屋面板（加灌縫） 1.4 kN/m2 屋架鋼支撐 0.05 kN/m2 合計： 3.05 kN/m2屋架重力荷載 35.56 kN/每榀屋蓋傳給排架柱的集中恒荷載設計值：F1=1.2×(3.05×1/2×6×24+1/2×35.56)=284.86 kN作用于上部中心線外側e1=400/2-150=50mm（2）屋面活荷載荷載規范規定，屋面均布活荷載標準值為0.5 kN/m2 比屋面雪荷載標準值0.3 kN/m2大，故僅按屋面均布活荷載計算。于是由屋蓋傳給排架柱的集中活荷載設計值

11、為：F6=1.4×1/2×24×6×0.5=50.40 kN作用于上部中心線外側e1=400/2-150=50mm 貴州理工學院實習報告專用紙 2柱和吊車梁等恒荷載恒荷載作用的位置（1）作用在牛腿頂截面處的上部柱恒荷載設計值（鋼筋混凝土的容重取25 kN/m3）。F2=1.2×0.4×0.4×25×3.77=18.10 kN作用于下部中心線外側e2=900/2-400/2=250mm（2）作用在基礎頂截面處的下柱恒荷載設計值（鋼筋混凝土的容重取25 kN/m3）下柱的面積:A=900×400-550

12、15;300-150×25×1/2×4=187500mm2F3=1.2×0.1875×25×9.23=51.95 kN作用于下部中心線e3=0（3）作用在牛腿頂截面處的吊車梁和軌道連接的恒荷載設計值:F4=1.2×(45+1.5×6)=64.80 kN3吊車荷載吊車跨度LK=24-2×0.75=22.5m,查附錄12得：起重量Q(t)寬度B(mm)輪距（mm）最大輪壓力Pmax (KN)起重機總質量m1(t)小車總質量m2(t)105550440012522.43.815/35550440018532.1

13、6.9Q=15/3t 最大輪壓力P1max，k=185 KN時P1min,k=(G1,k+ G2,k+ G3,k)/2-Pmax，k=(321+69+100)/2-185=60 KNQ=10t 最大輪壓力P2max，k=125 KN時 P2min,k=(G1,k+ G2,k+ G3,k)/2-Pmax，k=(224+38+100)/2-125=56 KN吊車豎向荷載設計值Dmax Dmin 貴州理工學院實習報告專用紙 吊車梁支座豎向反力影響線 吊車橫向水平荷載設計值Tmax對于10t的吊車取=0.12 T2K=1/4××(g+Q)=1/4×O.12×(3

14、8+100)=4.14 KN對于15/3t的吊車取=0.10 T1K=1/4××(g+Q)=1/4×O.10×(69+150)=5.48 KNTmax,K=T1K+T2K=0.9×5.48×(1.0+0.267)+ 0.9×4.14×(0.075+0.808)=9.54 KN4風荷載沿排架柱高度作用的均布風荷載設計值q1 q2基本風壓W=0.55kN/m2，地面粗糙度為C類，風壓高度變化系數Z按柱頂離室外地坪的高度0.3+12.2=12.5m來計算。查表10-4得：離地面10m時z=0.74, 離地面15m時z=0

15、.74,所以取z=0.74。 貴州理工學院實習報告專用紙 作用在柱頂處的集中風荷載設計值W基本風壓W=0.55kN/m2，地面粗糙度為C類，風壓高度變化系數Z按檐口離室外地坪的高度0.3+12.2+1.99=14.49m來計算。查表10-4得：離地面10m時z=0.74, 離地面15m時z=0.74,所以取z=0.74。四 內力分析內力分析時所取的荷載值都是設計值，故得到的內力值都是內力的設計值。1屋蓋荷載作用下的內力分析（1）屋蓋集中荷載F1作用下的內力分析柱頂不動支點反力R=M1HC1 M1=F1×e1=284.86×0.05=14.24kNm按 查附表9-2得柱頂彎矩

16、作用下的系數C1=2.12。按公式計算： 可見計算值與查附圖9-2所得的接近，取C1=2.11（2）屋蓋集中活荷載F6作用下的內力分析M6=F6×e1=50.40×0.05=2.52kNm 貴州理工學院實習報告專用紙 在F1 ，F6分別作用下的排架柱彎矩圖，軸向力和柱底剪力圖，如下圖所示，圖中標注出的的內力值是指-和 -截面的內力設計值。彎矩以使排架柱外側受拉的為正，反之為負；柱底剪力以向左為正，向右為負。M圖(單位：kNm) N圖(單位：kN) V圖(單位：kN)屋蓋恒荷載作用下的內力圖M圖(單位：kNm) N圖(單位：kN) V圖(單位：kN)屋蓋活荷載作用下的內力圖

17、貴州理工學院實習報告專用紙 2柱自重、吊車梁及軌道連接等自重作用下的內力分析不作排架分析，其對排架柱產生的彎矩和軸力如下圖所示M圖(單位：kNm) N圖(單位：kN)3吊車荷載作用下的內力分析Dmax作用在A柱，Dmin作用在B柱時，A柱的內力分析這里的偏心距e是指吊車軌道中心線至下部柱截面形心得水平距離。A柱頂的不動支點反力，查附表9-3，得C3=1.14。按公式計算：取C3=1.15A柱頂不動支點反力： B柱頂不動支點反力： 貴州理工學院實習報告專用紙 A柱頂水平剪力B柱頂水平剪力內力圖如下圖所示M圖(單位：kNm) N圖(單位：kN) V圖(單位：kN)Dmax作用在A柱時Dmin作用在

18、A柱時，Dmax作用在B柱時的內力分析B柱頂不動支點反力A柱頂不動支點反力B柱頂水平剪力A柱頂水平剪力內力圖如下圖所示 貴州理工學院實習報告專用紙 M圖(單位：kNm) N圖(單位：kN) V圖(單位：kN)Dmin作用在A柱時4在Tmax作用下的內力分析Tmax至牛腿頂面的距離為9.83-8.43=1.4mTmax至柱底的距離為9.83+0.8=10.63m因為A柱與B柱相同，受力也相同，故柱頂水平位移相同，沒有柱頂水平剪力，故A柱的內力圖如下圖所示M圖(單位：kNm) V圖(單位：kN) 貴州理工學院實習報告專用紙 5在風荷載作用下，A柱的內力分析左風時，在q1、q2作用下的柱頂不動鉸支座

19、反力，由附表9-8查得C11=0.331；按計算：取C11=0.331不動鉸支座反力：A柱頂水平剪力：故左風和右風時，A柱的內力圖如下圖所示M圖(單位：kNm) V圖(單位：kN)左風時 貴州理工學院實習報告專用紙 M圖(單位：kNm) V圖(單位：kN)右風時 貴州理工學院實習報告專用紙 五內力組合及其說明恒載的編號荷載類型恒荷載荷載編號屋面恒荷載內力設計值MNV荷載類型恒荷載荷載編號柱、吊車梁自重內力設計值MN 貴州理工學院實習報告專用紙 荷載類型活荷載荷載編號屋面均布活荷載內力設計值MNV荷載類型活荷載荷載編號Dmax在A柱內力設計在MNV 貴州理工學院實習報告專用紙 荷載類型活荷載荷載

20、編號 Dmin在A在柱內力設計值MNV荷載類型活荷載荷載編號TmaxMV內力設計值 貴州理工學院實習報告專用紙 荷載類型活荷載荷載編號左風右風MVMV內力設計值A柱控制截面-和 -的內力組合列于下表中截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN-+Mmax及相應的N+0.9X+-5.53+0+0.9X-29.63+18.7+27.01=+8.94284.86+0+0.9X0+0+0=284.86荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN+-5.53+0+27.01=+21.48284.86+18.10+0=302.96荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組

21、合項目MN-Mmax及相應的N+0.9X+-5.53+0+0.9X-0.97-29.63-18.70-36.39=-82.65284.86+18.10+0.9X50.40+0+0+0=348.32恒荷載+任一種活荷載組合項目MN+-5.53+0-36.39=-41.92284.86+18.10+0=302.96 貴州理工學院實習報告專用紙 截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN-+Nmax及相應的M+0.9X+-5.53+0+0.9X-0.97-29.63+18.70-36.39=-82.65284.86+18.10+0.9X50.4+0+0+0=348.32

22、荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN+-5.53+0+-0.97=-6.50284.86+18.10+50.4=353.36荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MNNmin及相應的M+0.9X+-5.53+0+0.9X-29.63-18.70-36.39=-81.78284.86+18.10+0.9X+0+0+0=302.96恒荷載+任一種活荷載組合項目MN+-5.53+0-36.39=-41.92284.86+18.10+0=302.96 貴州理工學院實習報告專用紙 截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN-+Mmax及相應的N+0.9

23、X+-5.53+14.92+0.9X100.69+18.70+27.01=+141.15284.86+64.80+0.9X343.1+0+0=740.35荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN+-5.53+14.92+100.69=+110.08284.86+64.8+434.1=783.76荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN-Mmin及相應的N+0.9X+-5.53+14.92+0.9X-0.97+17.8-18.70-36.39=-25.04284.86+64.8+0.9X50.4+158.09+0+0=537.30恒荷載+任一種活荷載組合項目MN+-5.53+

24、14.92-36.39=-27.00284.86+64.80+0=349.66 貴州理工學院實習報告專用紙 截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN-+Nmax及相應的M+0.9X+-5.53+14.92+0.9X-0.97+100.69+18.70-27.01=140.28284.86+64.8+0.9X50.4+434.1+0+0=785.71荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN+-5.53+14.92+100.69=110.08284.86+64.80+434.1=783.76荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MNNmin及相應的

25、M+0.9X+-5.53+14.92+0.9X-0.97+27.01=-32.91284.86+64.80+0.9X50.40+0=395.02恒荷載+任一種活荷載組合項目MN+-5.53+14.92+27.01=+36.40284.86+64.80+0=349.66 貴州理工學院實習報告專用紙 截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN V-+Mmax及應的N V+0.9X+15.66+14.92+0.9X2.81+28.14+142.01+257.53=418.02N=284.86+134.85+0.9X50.40+434.1+0+0=855.76V=2.31

26、+0+0.9X0.43-7.86+13.36+37.62=+41.51荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN V+15.66+14.92+257.53=288.11N=284.86+134.85+0=419.71V=2.31+0+37.62=+39.93 貴州理工學院實習報告專用紙 截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN V-Mmax及應的N V+0.9X+15.66+14.92+0.9X-54.75+-142.01-228.09=351.79N=284.86+134.85+0.9X158.09+0+0=561.99V=2.31+0+0.9X-7.86-13.36-

27、+28.66=-42.58荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN V+15.66+14.92+-228.09=-197.51N=284.86+134.85+0=419.71V=2.31+0+-28.66=-26.35 貴州理工學院實習報告專用紙 截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN V-Nmax及應的M N +0.9X+15.66+14.92+0.9X2.81+28.14+142.01+257.53=418.02N=284.86+134.85+0.9X50.40+434.10+0+0=855.76V=2.31+0+0.9X0.43-7.86+13.36+37.62

28、=+41.51荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN V+15.66+14.92+28.14=+58.72N=284.86+134.85+434.1=853.81V=2.31+0-7.86=-5.55 貴州理工學院實習報告專用紙 截面荷載組合內力組合恒載+0.9（任意兩種或兩種以上活荷載）組合項目MN V-Nmin及應的M v荷載組合恒荷載+任一種活荷載MN V+15.66+14.92+257.53=+288.11N=284.86+134.85+0=419.91V=2.31+0-37.62=+39.932.內力組合的說明（1）控制截面-在以及相應為目標進行恒荷載+0.9X（任意兩種或兩種以上活荷載）

29、的內力組合時，應在得到的同時，使得盡可能的大，因此采用+0.9X+。（2）、和風荷載對截面-都不產生軸向力,因此對-截面進行及相應的恒荷載+任一活荷載內力組合時，取+。 貴州理工學院實習報告專用紙 。 但考慮到二階效應后彎矩會增大，估計是大偏心，因此取它為最不利內力 , （5）控制截面-的及相應、的組合，是為基礎設計用。六 排架柱截面設計采用就地預制柱，混凝土強度等級為C30，縱向鋼筋HRB400,箍筋HRB335,采用對稱配筋。1.上部柱配筋計算（1）由內力組合表知，控制截面-的內力設計值為 考慮P-二階效應 貴州理工學院實習報告專用紙 查表12-3知， （2）截面設計假設為大偏心受壓，則選用316， （3）垂直于排架方向截面承載力驗算在吊車廠房