学院实训大厅混凝土设计书

1 学院实训大厅混凝土设计书 一、设计题目 设计题目： 二、设计内容 （ 1）屋面所受的各种荷载 （ 2）排架所受的各种荷载 （ 3）屋盖设计 （ 4）计算各种荷载作用下的排架内力 （ 5）柱及牛腿设计、柱下独立基础设计 （ 6）绘制施工图 （ 7）设计概算编制（选作，加分项） 三、设计资料 学生一人一题：每位学生（按学号）所对应的设计参数如表所示。 1、 平面图见附件 2、 内设两台吊车， 关参数见下表 3、 建设地点为毕节市（基本雪压 N/本风压 4、 建筑区域自然地坪下 回填土 ，下层为均匀红粘土，地基承载力为220的天然重度为 表 1 吊车序号及牛腿标高 左侧吊车 右侧吊车 跨度 1 1 2 2 3 3 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 32 63 64 65 66 67 68 腿标高 表 2 吊车的有关参数参数表 2 吊车序号 起重量(桥垮Lk(m) 小车重 g(最大轮压大车轮距 K（ m） 大车宽 B（ m） 车高H（ m） 吊车总重(00/50 08 277 94 08 265 61 00/50 96 90 87 64 50/50 68 79 60 54 5、厂房标准构件及荷载标准值 （ 1）屋架采用折线形屋架，屋架自重标准值： 8， 9（均包括支撑自重） （ 2）吊车梁选用钢筋混凝土截面梁，梁高 900重标准值 39，轨道及零件自重 m，轨道及垫层高度 200 （ 3）天窗采用矩形纵向 天窗，每榀天窗传给屋架的竖向荷载为 34括自重，侧板和窗扇支撑等自重） （ 4）天沟板自重标准值为 m。 （ 5）围护结构采用 240面粉刷墙，自重 护结构支撑于基础梁上，基础梁截面为 240450重 m。 （ 6）材料。学生自定 （ 7）屋面防水做法 三毡四油防水层上铺小石子： 25 100 一毡二油隔气层： 5、进度安排 设计时间两周内完成。 五、设计要求： 1、设计计算书用 印装订。 2、施工图 按相关规定进行绘图。 3 一：截面假设，材料选择。 上柱 00400 41 251 106.1 491 1013.2 下柱 3 1 0 01 5 08 0 04 0 0212110921410225224 柱：砼,/222 钢筋：纵向受力钢筋采用,/3 0 0( 252 箍筋采用 ,/270( 252 基础：砼 强度等级 22 /） 钢筋 采用 2/300 ） 二：荷载计算。 5 （ 1） 屋盖自重 三毡四油防水层上铺小石子 2/ 25水泥砂浆找平层 2/ 100珠岩制品保温层 2/ 一毡二油隔气层 2/ 25层 2/ 6 2/ 2/90.3 屋架 天窗 天沟板 则屋架一端作用于柱顶的自重设计值： 23 9 01 （ 2） 柱自重 上柱 : 002 下柱 : 03 e（ 3）吊车梁及轨道自重 6 l 3 5 028 0 07 5 027 5 04 由荷载规范查得屋面活荷载标准值为 2/5.0 因屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载）。 u 501 5 024 0 01 5 021 由荷载规范查得毕节地区基本风压（按 50年重现期考虑）为 20 /3.0 风压高度变化系数z（按 B 类地面粗糙度取）为 在柱顶 （按 取） 01.1z在檐口处 （按 取） 05.1z在对屋顶 （按 取） 09.1z在对屋顶 （按 取） 16.1z 7 风载体型系数s如图所示，故风荷载标准 值为： 20122011/1 5 4 则作用于排架上的风荷载设计值为 作用于柱顶标高以上集中风荷载的设计值 487362243121 )()()()( )风荷载作用下计算简图如下图所示。 8 由表 2 可知 左侧 0 8,4 7 0 0,6 1 3 0,66,2 6 5 m i n,m a x, 右侧 4 0 0,5 6 0 0,65,1 8 7 m i n,m a x, 根据支座反力影响线如图 则作用于柱上的吊车垂直荷载设计值为 9 07 07 i n,m i nm a x,m a x作用于每一轮子上的吊车横向水平刹车力 h 0 83 0 0(4 41 则作用于排架柱顶上的吊车横向水平荷载 三：内力计算。 （ 1）屋盖自重作用 因为屋盖自重是对称荷载，排架无侧移，故按柱顶为不动铰支座计算。如图（ a） ,（ b）所示。 10 3 1 2,21 据从附表 15附表 15得 则得,2 2 9 2 1 2)( 321121 26 8 26 1 29 0 2 11 （ 2） 柱及吊车梁自重作用 由于在安装柱子是尚未安装屋架，此时柱顶之间无联系，没有形成排架，故不产生柱顶反力，因为吊车梁自重作用点距柱外边缘要求不少于 750得 4, 12 因为屋面活荷载与屋盖自重对柱的作用点相同，故可将屋盖自重的内力乘下列系数，屋面活荷载内力分布图以及其轴向压力及剪力为 为计算简便，可 将风荷载分解为对称及反对称两组荷载。在对称荷载作用下，排架无侧移，则可按上端为不动铰支座进行计算；在反对称荷载作用下，衡量内力等于 图所示。 当柱顶作用集中风荷载 时如图所示3 4 当墙面作用于均布风荷载时，有附表图 15 得 8 1113 3 21212113 当正风压力作用在 A 柱时横梁内反力 R，如图 则 A 柱的内力为 (1)(12221当负 风压力作用在 A 柱时，如图，则 A 柱的内力为 14 （ 1） 当 柱， 根据 n ,从附表 15得 C，吊车轮压与下柱中心线距离按构造要求取 ，则得排架柱上端为不动铰支座时反力值为： )( 7)( 621324m i a 于结构对称，则剪力系数相等， 15 各柱的分配剪力为 )( 作用于柱顶的总剪力为 )(则 A 柱的内力为如图 (a)所示 )(6,a xa) (b) （ 2）当 柱时 ,如图（ b) 7, 16 （ 3） 当( 由于,此排架的横梁内力为 0，则得 A 柱的内力为如图所示 )(4） 当其内力值与（ 3）大小相同，方向相反。 五 内力组合 单跨排架的 A 柱和 B 柱承受荷载的情况相同，故仅对 A 柱在各种荷载作用下的内力进行组合。 17 表 1 A 柱在各种荷载作用下内力汇总表 荷载种类 恒荷载 屋面活荷载 风荷载 吊车荷载 左风 右风 1 2 3 4 5 6 7 8 截面 截面 截面 18 表二 A 柱承载力极限状态、荷载效应的基本组合 组合荷载 组合内力名称 M (N (M (N (M (N (V (由可变荷载效应控制的 组合（简化规则） +3) 1+5+7) 1+3+5+7) +6+8) 1+4+6+8) 1+6+8) 2+3） 1+2+3+5+7） 1+2+3+5+7） +6+8) 1+6+8) 1+6+8) 19 表 3 A 柱正常使用极限状态荷载效应的组合 组合荷载 组合内力 名称 m kN kN.m kN kN.m kN 准组合荷载效应的组合值：21 活： ： 车： 0.7 +3+ 1+5+ 1+3+2+5+7） +4+6+8） 1+4+2+6+8) 1+4+6+8） + 1+5+2+7）+ 1+5+2+7） + +6+8） 1+4+6+8） 1+4+6+8） 20 六：柱子设计 从表 2 中选取两组最不利的内力 9, 4, （ 1）按11, 03 5 0 00 需考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，其偏心距为 由 c 故取 又因 1, 1 1 0 03 5 0 0(3 6 51 7 61 4 0 011 2 则 03524 0 01 7 61 1 先按大偏心受压情况计算受压区高度 x,并假定中和轴通过翼缘，则应 21 01属于大偏心受压情况，则 20014)353 65(3 00)2703 65(03 94 78 0)()2(2m i n 3 2 04 0 04 0 00 0 2.0 s 按 9, 422 截面的偏心距为 22 4 35240 031 306 0 035 00(36 5/31 314 00111,1429 9143040 03029 12213510220说明属于大偏心受压则 22001 3 2 00 0 2)()2(综合以上 2 种情况，选用每侧为 2 18（ 2509 ) 如上面上柱配筋计算。 6, 5 6, 72211 （ 1） 按第一种计算， 23 53 7 07 5 0 00 需考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，其偏心距为 007 50 0(7 65/41 40 0111,153 5 6104 0305 5 722013510110 97 6 故按大偏心受压构建计算 2m i 0116 4 0 6)()2( 44 0 5 6 6 3 7354 0 24 （ 2） 按 80 2 6354 30 007 50 0(7 65/31 40 0111,117 6104 0307 72213510220，则按大偏心受压构件计算。 2m i 01164 014 26)()2(40 9 00综合以上两种计算结果，最后下柱钢筋截面面积选用每侧为)1 5 2 0(224 2 （ 1） 从表 3 可知， 1,进行裂缝宽度验算， 25 70 0 6 7 73 6 55 0 1 2 0 0 0 6 04 0 a 故而满足要求 (2)下柱 从表 3 中取一组荷载效应组合值 26 674 00)(913765()(1(a 00满足要求。 装阶段验算 经过验算，满足上柱及下柱吊装时构件的承载力和裂缝宽度均符合要求。 27 (1)荷载计算 吊车竖向荷载 6m a x 吊车梁加轨道重 计 2） 截面尺寸验算 取 牛 腿 外 形 尺 寸 50mm,h=500=400则0065mm,a=75000,故取得 a=0。 倾角 45 , ,/ n 04 5 56 6 54 0 0 28 故满足要求。 （ 3） 纵筋截面面积， 为 a=0，故可按构造要求配筋， a腿不需设置弯起钢筋，取a=00 16 6 53 0 0 085.0 选用 )804(164 2，箍筋选用 8 间距 100 （ 1）荷载 按地基规范（ 定，对地基承载力特征值为 22 /3 0 0/2 0 0 、单跨厂房的跨度 l=30m、吊车起 重量不超过 100t 的丙级建筑物，故设计时可不作地基 29 变形验算。从表 3 中选取两组内力进行基础底面计算： 1, 7, 0112111 由基础梁传至基础顶面的荷载： 240砖墙 ( 窗重 (钢窗玻璃窗） ( 基础梁 合计： 由基础梁传来的荷载设计值为： 02 8 0 02 4 055 对基础底面偏心距 则相应的偏心弯矩标准值 55,（ 2）基础底边尺寸 取基础高度 h=800+50+250=础埋深 d=则作用于基底的弯矩及相应基顶的轴向力的标准值分别为 5 02211由相关资料可知， 0.1d，则修正后地基 承载力特征值0 2/2 4 0) 取第一组数据 因为 5.1则取 b=l=2m。修正后 b=l=2m 32 0 (1） 按第一组荷载验算，其基础地面荷载效应标准值为 21,m i n,1221,m a x,11,1,/ 90 8 7 6/ 20 8 7 7 62 2 5 5验算 1 因ak ，此时基础底面最大应力值按下式计算 31 421/ 424 9 7 62324 9 7 52m a x,100（ 2） 按第二组荷载验算，其基础地面荷载效应标准值为 2m i n,22m a x,22,2,/2 08 22 经过验算，满足。 （ 3） 基础抗冲切验算 从表 2 中取用第一组荷载效应设计值，进行抗冲切验算，即取 5 6, 7111 其基础底面的相应荷载效应设计值为： 9 5 71,1, 32 基础底面净反力： 202m i n,2m a x, 0 22(2/ 30 8 9 9其冲切荷载计算值为： 满足要求。上式中， 4 91 1 0 7 33a x,（ 2） 变阶处冲切面抗冲切验算，如图所示 33 满足要求。868 1)(52 52 )22()22(2,20 0025 1068 0211 50230222000（ 1） 基础长边方向配筋 按第一组荷载计算（最不利）：基础底边土净反力 34 22m a x,2m a x,n/ 33 3 7 33 3 3 3 )223(/ 3反力在柱根处及变阶处土净则得其截面的相应弯矩为 : )()(2()22(12 1 1m a x,)1m a x,2 7) 3() 3)()2 1 2 4) 3() 3)()9 7 2 1 2则相应受力情况下的配筋为 ： 2011 1 2 5 61 0 5 7 7 1 0