单层单跨工业厂房设计-建筑工程技术职业学院毕业论文.docx

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1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 南昌职业学院毕业论文（设 计） 题 目：单层单跨工业厂房设计专 业： 建筑工程技术 年 级： 14级 学 号： B40A1402138 学 生： 张 安 军 指导教师： 王 启 荣 完成日期： 2017年4月15日 南昌职业学院 单层单跨工业厂房毕业设计内容摘要在给定的工业厂房设计的空间尺寸、基本风压值、吊车选用及其它相关构件的荷载值。画出计算简图，确定上、下柱的高度及截面尺寸。通过对排架上的荷载、吊车荷载计算确定，计算包括屋盖自重作用下内力，柱荷载、吊车、吊车梁及轨道自重作用下的内力， 屋面活荷载作用下的内力， 吊车竖向荷载作用下的内力，吊车水平

2、荷载作用下的内力，风荷载作用下的内力。考虑排架的各种荷载，对不同荷载下的内力计算进行组合，通过对内力的组合，确定最不利的排架柱受力位置，对柱截面配筋计算及柱牛腿设计。为了满足吊装过程中的安全，对柱吊装验算，确定柱的吊装位置。经过以上内容计算，绘制出结构施工图。通过计算与绘图，掌握简单的单层单跨工业厂房设计。关键词：单层单跨工业厂房；吊车梁；牛腿柱；排架结构目 录内容摘要I引 言11 设计资料31.1 基本要求31.2 计算简图52 荷载计算62.1 排架上的荷载62.2 吊车荷载计算72.3 风荷载73 内力计算93.1 屋盖自重作用下内力计算（排架无侧移）93.2 上、下柱荷载、吊车、吊车梁

3、及轨道自重作用下的内力计算93.3 屋面活荷载作用下的内力计算103.4 吊车竖向荷载作用下的内力计算113.5 吊车水平荷载作用下的内力计算123.6 风荷载作用下的内力计算124 内力组合表145 排架柱设计155.1 柱截面配筋计算155.2 柱牛腿设计166 柱吊装验算186.1 设计吊装方案186.2 荷载计算186.3 内力计算186.4 截面承载力计算计187 施工图绘制20参考文献21引 言单层厂房是指工业厂房中，层数为一层的厂房。使用于大型机器设备或有重型起重运输设备的工厂。一般来说，单层厂房属于特殊厂房，只有一些特殊的行业才需要实用单层厂房，比如说，五金塑胶，机械设备，印刷

4、纸品，模具等行业。它们要求的共同特点是：1.从建筑上讲，要求构成较大的空间。单层厂房是冶金、机械等车间的主要型式之一。为了满足在车间中放置尺寸大、较重型的设备生产重型产品，要求单层厂房适应不同类型生产的需要，构成较大的空间。2.从结构上讲，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。由于产品较重且外形尺寸较大。因此作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。3.为了便于定型设计，单层厂房常采用构配件标准化、系列化、通用化、生产工厂化和便于机械化施工的建造方式。此外，单层厂房具有以下结构特点：跨度

5、大，高度大，承受的荷载大，因而构件的内力大，截面尺寸大，用料多；荷载形式多样，并且常承受动力荷载和移动荷载（如吊车荷载、动力设备荷载等）。单层厂房的分类1. 从高度上：单层厂房高度很重要，有的厂房高4-5米，有的6-7米，有个可高达11-12米或更高。一般越高的厂房建筑起来会越困难，所需材料成本等也会越贵。2. 从外部建筑结构上：简易铁皮：就是最简单的，用铁皮比较随意搭建的厂房。钢结构厂房：钢结构厂房又分为彩钢结构或普通钢结构。3.从内部结构上：分为有牛腿和没有牛腿的，有牛腿的车间才可以装天车（也称行车），这在工业生产中是很重要的一环，如果有机器设备要装天车的，就一定要有牛腿才能使用。单层厂房

6、的结构型式：单层厂房的结构型式主要有排架结构和刚架结构两种。 排架结构有屋面（或屋面梁），柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。根据生产工艺和使用要求的不同，排架结构可做成等高，不等高和锯齿形等多种形式。 排架结构其跨度可超过30m，高度可达2030m或者更高，吊车吨位可达150t甚至更大。排架结构传力明确，构造简单，施工亦较方便。 刚架结构是柱与横梁刚体接成一个构件，柱与基础通常为铰接。刚架的优点是梁柱合一，构件种类少，制作较简单，且结构轻巧。当跨度和高度较小时，其经济指标稍优于排架结构。刚架的缺点是刚架较差，承载后会产生跨变，梁柱转角处易产生早期裂缝，所以对于有较大吨位吊车的厂房，刚架的

7、应用受到一定的限制。本次任务是设计符合我们学校内的结构实验室，有15t的吊车，为了长远考虑，按照现场的条件，选用结构传力明确，构造简单的排架结构，满足日常教学与研究需要。1 设计资料1.1 基本要求 厂房柱网布置1.设计基本资料（1）工程名称：大连理工大学结构实验室。（2）建筑地点：大连理工大学校区内。（本设计不作基础设计）（3）自然条件：基本风压；基本雪压。（4）剖面、建筑平面图如下所示：图1.1 厂房剖面图 图1.2 建筑布置平面图2.厂房中标准构件的选用情况 （1）屋面荷载屋面恒荷载：屋面活荷载：（2）屋面板板自重：灌缝重：（3）檐口板板自重：灌缝重：（4）屋架屋架自重：榀（5）天沟板构

8、件自重：3.吊车梁及吊车轨道吊车选用：中级工作制，两台起重量为15t的吊车，吊车自重，吊车轨道和中级吊车自重：4.排架柱材料选用（1）混凝土：采用C30（2）钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级，（3）箍筋：采用HPB235级（4）型钢及预埋件均采用级1.2 计算简图1.柱高已知：轨道顶面至吊车顶面的距离，轨顶垫块高为。基础顶面标高为0.5m柱顶标高为12m，牛腿顶面标高为8.1m。柱子尺寸：上柱高下柱高柱总高2柱截面尺寸柱截面尺寸：建议上柱为方形截面，bh1=400400mm，下柱截面，bh2=400700，柱截面几何特征值为： 2 荷载计算2.1 排架上的荷载1.屋盖自重屋面恒荷载 1.7

9、 混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 kN/ 小 计 3.1 天沟板、檐口板重 1.75 +1.9 =3.65 屋架重力荷载为，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：G1=1.2(3.1 6m18m/2+60.5kN/2+3.650.6m6m)=252.95kN2.柱自重上柱G2A=G2B=1.23.9m4kN/m=18.72 kN下柱G3=A=G3B=1.28.6m7kN/m =72.24 kN3.吊车、吊车梁及轨道自重G4=1.2(40 kN +0.8 kN/m6m)=53.76 kN4.屋面活荷载Q1=1.40.5 kN/6m18m/2=37.8 kN图2.1柱荷载作用图2.2 吊车荷载计

10、算中级工作制，起重量为15t的吊车，吊车自重，根据B及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮对应点的竖向坐标，如图：图2.2吊车轮压计算图1.吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：Dmax=Pmaxyi=1.2155（1+0.79+0.057+0.267）=1.21552.114=393.2 kNDmin=Pminyi= 1.242 （1+0.79+0.057+0.267）= 1.2422.114 =106.55kN2.吊车横向水平荷载作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力计算：作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值2.3 风荷载按计算，其中，根据厂房各部分标高及B类地面粗糙度确定：柱顶（标高12m

11、） z=1.056檐口（标高14.42m） z=1.124屋顶（标高16.22m） z=1.167 排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：=1.00.81.0560.45kN/=0.38 =1.00.51.0560.45kN/=0.238 +0.8-0.5-0.6-0.5Fwq1q2图2.3风荷载体系系数及计算简图则作用于排架上的风荷载的标准值为： 3 内力计算3.1 屋盖自重作用下内力计算（排架无侧移）恒载作用下的排架内力分析，计算简图如图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、B柱。求得后，由于平衡条件可得各柱截面的弯矩和剪力。柱各截面的

12、轴力为该界面以上重力荷载之和，恒载作用下的轴力弯矩见3.2节叠加后所得的恒荷载作用下的弯矩图、轴力图。3.2 上、下柱荷载、吊车、吊车梁及轨道自重作用下的内力计算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、B柱。考虑G1， G2，G3，G4叠加后所得的恒荷载作用下的弯矩图和轴力图如下所示。 图3.2恒载作用内力图3.3 屋面活荷载作用下的内力计算其中，它在柱顶及变阶处引起的力矩为：屋面活荷载作用下的弯矩和轴力图如下图所示：图3.3恒载作用内力图3.4 吊车竖向荷载作用下的内力计算1.作用于A柱吊车竖向荷载在牛腿顶面处引起的力矩为：排架各柱顶剪力分别

13、为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图： 3.4.1Dmax作用于A柱作用内力图2.作用于B柱由同理可得，内力图如图：图3.4.2Dmax作用于B柱作用内力图3.5 吊车水平荷载作用下的内力计算不考虑厂房整体空间工作，当作用吊车横向水平荷载Tmax时各柱顶剪力为：排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图：图3.5吊车水平荷载作用下的内力图3.6 风荷载作用下的内力计算1.左风吹时A,B柱有表得：各柱顶剪力分别为：图3.6.1左风荷载作用下的内力2.右风吹时由于是单跨，与左风吹情况相同，内力反向，计算简图和内力图如下图所示：图3.6.2右风荷载作用下的内力224 内力组合表柱号截面荷载项目内力恒荷载屋

14、面活荷载吊车荷载风荷载内力组合、在A柱在A柱左风右风及M、V及M、V及N、V项目组合值项目组合值项目组合值A柱1-1M（）-10-0.8513.9213.928.5741.9113.71+11.64+0.85（+）20.77+0.85（+）20.77N（）271.6737.800000309.47271.67271.672-2M（）-17.43-4.8284.3912.328.5741.9113.71+70.71+-3.72+0.85（+）73.24N（）325.4337.8327.788000690.93325.43603.983-3M（）23.287.12-53.6919.05-69.97

15、-256.8832.81+-93.26+56.09+0.85（+）-53.94N（）397.6737.8327.788000763.17397.67676.22V（）-0.68-0.2673.573.57-7.14-2.686.3-4.525.621.64 表4.15 排架柱设计5.1 柱截面配筋计算截面1-13-3最不利内力 M（）N（）MNMNMNMNMNMN20.77271.6711.64309.4720.77271.67-53.94676.22-93.26763.1756.09397.67（）76.45337.61376.45379.767122.2141.05截面尺寸（）400*40

16、0400*400400*400400*400400*400400*400400*700400*700400*700400*700400*700400*700（）365365365365365365665665665665665665（）3.965613.148.626513.143.965613.1414.36823.949.275923.947.014423.94（）80.41976.45346.23937.61380.41976.45394.13579.767131.48122.2148.06141.05（）7.87.87.87.87.87.88.68.68.68.68.68.64.211

17、4.2113.69663.69664.2114.2112.96062.96061.4991.4992.87682.87680.9550.9550.9550.9550.9550.9551111112.17732.23833.04753.51712.17732.23833.33253.75262.672.79682.4832.5567（）707070707070118.22-16.3133.42707070e10.0946.1285-24.09-32.7110.0946.1285478.7464.34516.05506.77532.63525.62（）27.716.817-75.29-102.32

18、7.716.8171712.71661.32083.82046.31120.71105.9200.75200.75200.75200.75200.75200.75365.75365.75365.75365.75365.75365.75实配值（）A柱截面配筋计算表 表5.11. 上柱配筋计算有内力组合表可见，经判别，均为大偏压，经上表计算，最大配筋面积，所以上柱配筋选用 由混凝土结构设计规范中工业厂房柱计算长度表得垂直于排架方向柱的计算长度，则：。满足弯矩作用平面外的承载力要求。柱箍筋按经验配2. 下柱的配筋计算有内力组合表可见，经判别，均为大偏压，并考虑偏心距增大系数。计算结果。下柱截面选用按

19、此配筋， 由混凝土结构设计规范中工业厂房柱计算长度表得垂直于排架方向柱的计算长度：，则。满足弯矩作用平面外的承载力要求。柱箍筋按经验配5.2 柱牛腿设计根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如下图。其中牛腿截面宽度，牛腿截面高度。1.牛腿截面高度验算作用于牛腿顶部按荷载短期效应组合计算的竖向力值：故牛腿截面高度满足要求。2.牛腿配筋计算由于竖向力Fvs在牛腿上的作用点位于下柱截面边缘内，因而该牛腿可按构造要求配筋。根据构造要求，。实际选用。水平箍筋选用。图5.1牛腿尺寸图6 柱吊装验算6.1 设计吊装方案由于柱自重大，采用翻身吊，吊点设在牛腿下部，起吊时混凝土达到设计强度的

20、100%，计算简图如下图。6.2 荷载计算由表3可得柱插入杯口深度为，取,则柱吊装时总长度为：，柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载（应考虑动力系数），即 6.3 内力计算在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为：由得：令，则下柱最大弯矩为：6.4 截面承载力计算计1.上柱吊装验算受弯承载力验算：2.下柱吊装验算，受弯承载力验算：图6.1柱吊装计算简图与内力图7 施工图绘制 图7.1柱配筋图参考文献 钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。 钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国家，远在秦始皇时代(公元前246-219年)，就已经用铁做简单的承

21、重结构， 而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪， 聪明勤劳的中国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定大渡河铁索桥，云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是中国早期铁体承重结构的例子。1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究2. 基于单片机的嵌入式Web服务器的研究 3. MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究 4. 基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究 6. 基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器7. 单片机控

22、制的二级倒立摆系统的研究8. 基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现 9. 基于单片机的蓄电池自动监测系统 10. 基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究11. 基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究 12. 基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发 13. 基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制 14. 基于单片机的自动找平控制系统研究 15. 基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发 16. 基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发 17. 模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现 18. 一种基于单片机的轴快流CO,2激光器的手持控制面板的研制 19

23、. 基于双单片机冲床数控系统的研究 20. 基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制 21. 基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制 22. 基于单片机的软起动器的研究和设计 23. 基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究 24. 基于单片机的机电产品控制系统开发 25. 基于PIC单片机的智能手机充电器 26. 基于单片机的实时内核设计及其应用研究 27. 基于单片机的远程抄表系统的设计与研究 28. 基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制 29. 基于微型光谱仪的单片机系统 30. 单片机系统软件构件开发的技术研究 31. 基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研

24、制32. 基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制 33. 基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用 34. 基于单片机的光纤光栅解调仪的研制 35. 气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制 36. 基于单片机的数字磁通门传感器 37. 基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究 38. 基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究 39. 单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制 40. 基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪 41. 基于单片机的电机运动控制系统设计 42. Pico专用单片机核的可测性设计研究 43. 基于MCS-51单片机的热量计 44. 基于双单片机的智能遥测微

25、型气象站 45. MCS-51单片机构建机器人的实践研究 46. 基于单片机的轮轨力检测 47. 基于单片机的GPS定位仪的研究与实现 48. 基于单片机的电液伺服控制系统 49. 用于单片机系统的MMC卡文件系统研制 50. 基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究 51. 基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究 52. 单片机控制的后备式方波UPS 53. 提升高职学生单片机应用能力的探究 54. 基于单片机控制的自动低频减载装置研究 55. 基于单片机控制的水下焊接电源的研究 56. 基于单片机的多通道数据采集系统 57. 基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制 58.

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27、量数据存储技术的应用研究 71. 基于单片机的叠图机研究与教学方法实践 72. 基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现 73. 基于AT89S52单片机的通用数据采集系统 74. 基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究 75. 机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统 76. 基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究77. 基于单片机系统的网络通信研究与应用 78. 基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究79. 基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究 80. 基于双单片机冲床数控系统的研究与开发 81. 基于Cygnal单片机的C/OS-的研究82

28、. 基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究 83. 基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现 84. 变频调速液压电梯单片机控制器的研究 85. 基于单片机-免疫计数器自动换样功能的研究与实现 86. 基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现 87. 单片机嵌入式以太网防盗报警系统 88. 基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现 89. 单片机监测系统在挤压机上的应用 90. MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用 91. 基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用92. 单片机在高楼恒压供水系统中的应用 93. 基于ATmega16

29、单片机的流量控制器的开发 94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计95. 基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计 96. 基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发 97. 锅炉的单片机控制系统 98. 基于单片机控制的电磁振动式播种控制系统的设计 99. 基于单片机技术的WDR-01型聚氨酯导热系数测试仪的研制 100. 一种RISC结构8位单片机的设计与实现 101. 基于单片机的公寓用电智能管理系统设计 102. 基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现103. 基于MSP430单片机的数字化超声电源的研制 104. 基于ADC

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