金属装配车间双跨等高单层厂房设计任务书
金属装配车间双跨等高单层厂房设计任务书
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金属装配车间双跨等高单层厂房设计任务书
一、 设计题目
金属装配车间双跨等高厂房。 二、 设计内容
1、 计算排架所受的各项荷载。
2、 计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体
作用）。
3、 边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立
基础设计。
4、 绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。 三、 设计资料
1、 金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54m，柱距6m。
厂房标高：室内地面±0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00，屋架下弦标高一班10.400、二班12.400。 2、 厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量单学号15/3t、双学
号20/5t。吊车其它参数参见 “5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62系列）”。
3、 建设地点为某城市，基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻
结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kPa，土的天然重度为17.5kN/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值
fak=350kPa，地下水位-5.5m。 4、 厂房标准构件选用及荷载标准值如下：
1) 屋架采用21m梯形钢屋架，按《建筑结构荷载规范》附录A“常用
构件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kN/m2；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。 2) 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值
29kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。 3) 天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为
34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。
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4) 天沟板自重标准值为2.02kN/m。
5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45
kN/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kN/m。
6、 材料：混凝土强度等级C20~C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或
HRB400，其余钢筋I级。
7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：
三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2； 一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。
四、 设计要求
1、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。
2、 计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，可电子
录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。 3、 计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排
在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。 4、 施工图符合建筑制图规范的要求。
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计算书
一、设计资料
（一）、设计题目
金属装配车间双跨等高厂房。 （二）、设计内容
1、计算排架所受的各项荷载。
2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。
3、边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。
4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。
（三）、设计资料
1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54m，柱距6m。厂房标高：室内地面±0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高10.00，屋架下弦标高12.400。
2、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量20/5t。吊车其它参数由表-1给出。 吊车位置 起重量桥跨LK小车重g最大轮压大车轮距大车宽B车高H吊车总重（KN） （m） （KN） Pmax,k(KN) K（m） （m） （m） （KN） 200/50 19.5 70.1 187 4.4 左跨（AB）吊车 200/50 19.5 70.1 右跨（BC）吊车 187 4.4 5.6 5.6 2.184 264 2.814 264 表-1 吊车的有关参数参数表
3、建设地点为某城市，基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kPa，土的天然重度为17.5kN/m3，土质分
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布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值fak=350kPa，地下水位-5.5m。 4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：
（1）、屋架采用21m梯形钢屋架，按《建筑结构荷载规范》附录A“常用构件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kN/m2；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。
（2）、吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值29kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。 （3）、天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。
（4）、天沟板自重标准值为2.02kN/m。
5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45
kN/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kN/m。
6、 材料：混凝土强度等级C20~C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或
HRB400，其余钢筋I级。
7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：
三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2； 一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。
二、材料的选用
混凝土强度等级为C25，柱的纵向钢筋采用HRB335级，其余钢筋采用I级。
三、计算简图及柱截面几何参数的确定
1、计算简图
本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进
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金属装配车间双跨等高单层厂房设计任务书 行结构设计。排架的负荷范围如图-1所示。结构计算简图如图-2所示。 下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。 负荷范围 图-1 排架的负荷范围 图-2 结构计算简图
2、柱截面几何参数的确定
(1)、基础的埋置深度及基础高度：
考虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为1.8m。初步估计基础的高度为1.0m，则基础顶面标高为-0.95m。 (2)、牛腿顶面标高确定：
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轨顶标高为10m，吊车梁高0.9m，轨道及垫层高度为0.2m。可得牛腿顶标高为10-1.1=8.9m。
(3)、上柱标高的确定：
屋架下弦标高为12.4m，既上柱顶的标高为12.4m。 (4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：
上柱高：HU =12.4-8.9=3.5m 下柱高：HL=8.9+0.95=9.85m 柱的总高度：.H=13.35m
(5)、柱截面确定：上柱选矩形截面，下柱选工字形截面
对于下柱截面高度h：由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m，吊车梁及轨道构造高度为1.1m，因此，基础顶至吊车梁顶的高度Hk=9.85+1.1=10.95m<11m；
下柱截面高度h≥HK/9=10.95/9=1.22m。
下柱截面宽度B≥HL/20=9.85/20=0.4925m。并且B≥400m。
对于上柱截面主要考虑构造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm。 对于本设计边柱，即A，C轴柱（图-3所示）：
上柱取500*500mm
下柱取500*1300*100mm
对于本设计中柱，即B轴柱（图-4所示）：
上柱取500*700mm
下柱取500*1500*100mm 图-3 图-4
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(6)、截面几何特征和柱的自重计算
截面几何特征包括：截面面积A，排架方向惯性矩IX和回转半径RX，垂直于排架方向惯性矩IY和回转半径RY。单位长度柱的自重用G表示。 （a）A，C轴柱截面几何特征：
上柱：A=500*500=250*103mm2 G=25*0.25=6.25KN/m
IX=IY=（1/12）*500*5003=5208*106 mm4 RX=RY=（IX/A）1/2=141.82mm 下柱：
IX=(1/12)*100*13003+4[(1/12)*200*1003+200*100*6002]+4[(1/36)*25*(550-(25/3)) 2] =50109.38*106mm4
IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1300-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）
=2333.33*106mm4
RX=（IX/A）1/2=477.25mm RY=（IY/A）1/2=102.99mm
（b）中柱B轴柱截面几何特征： 上柱：A=500*700=350*103mm2
G=25*0.35=8.75KN/m
IX=（1/12）*500*7003=14291.67*106mm4
IY=（1/12）*700*5003=7291.672*106mm4 RX=（IX/A）1/2=202.07mm RY=（IY/A）1/2=144.34mm
下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mm
G=25*0.24=6.00KN/m
IX=(1/12)*100*15003+4[(1/12)*200*1003+200*100*7002]+4
[(1/36)*
200*25+1/2*200*25(650-(25/3)) 2] =71509.38*106mm4
IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1500-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）264）=2350*10mm
RX=（IX/A）1/2=545.85mm RY=（IY/A）1/2=98.95mm
为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2。
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