钢混课程设计--单层单跨钢筋混凝土厂房设计.doc

第一章 设计任务书1.1设计题目某锻工车间，根据工艺要求为一单层单跨钢筋混凝土厂房，设有两台中级工作制a5的软钩吊车，建筑平、剖面图如图1、图2。图 1 建 筑 平 面 图图 2 建 筑 剖 面 图1.2设计题号纵墙上窗洞高：轨顶标高9.3m以内为1800mm；12m以上为2400mm。基本风压为0.3kn/m2，基本雪压为0.25kn/m2,屋面积灰荷载0.5kn/m2。表1 单层单跨工业厂房课程设计题号跨度l（m）1518吊车吨位q（t）1016/3.220/51016/3.220/5轨顶标高（m）9.31234569.9789101.3设计资料1、荷载：不上人屋面活荷载为0.5kn/ m2。2、材料：混凝土：c20，c25，c30。钢筋：纵向受力钢筋采用hrb335，箍筋采用hpb235。型钢及预埋件采用hrb335，hpb235。3、建筑构造：屋面：卷材防水屋面，其做法如下：两毡三油防水层上铺小石子： 0.35kn/ m220mm厚水泥砂浆找平层： 0.4kn/ m2100mm厚水泥珍珠岩制品保温层： 0.5kn/ m2一毡两油隔气层： 0.05kn/ m220mm厚水泥砂浆找平层： 0.4kn/ m2预应力混凝土大型屋面板： 墙体：用240mm厚清水砖墙，钢门窗。地面：室内混凝土地面，室内外高差150mm。4、工程地质及水文条件：由勘察报告提供的资料，天然地面下0.8内为填土，填土下层3.5内为粉质粘土，地基承载力设计值f=200 kn/ m2。地下水位很低，设计时不考虑地下水的影响。5、吊车数据，见表2表2 吊 车 数 据起重量q（t）跨度lk（mm）最大轮压（kn）小车重g（t）吊车总重（t）吊车宽度b（mm）大车轮距k（mm）轨顶至吊车顶面距离h（mm）轨道中心至吊车外缘距离b1（mm）1013.51153.4611758404050187620016.51231919.512921598023016/3.213.51556.3262159554000209720016.51632319.51852760554100218720/513.51766.9772259554000209916.51852419.5207296055410021891.4设计要求（1） 选择屋面板、屋架、天沟板、基础梁、吊车梁及轨道联接件。（2） 确定上、下柱的高度及截面尺寸。（3） 计算排架所承受的各项荷载。（4） 计算各种荷载作用下的排架内力。（5） 柱、牛腿、柱下独立基础的设计。（6） 绘制图纸。1） 基础施工图（基础平面布置及配筋图）。2） 柱施工图（配筋图）1.5主要参考文献1、吴培明主编 混凝土结构（上） 第二版 武汉 武汉理工大学出版社 2003 2、彭少民主编 混凝土结构（下） 第二版 武汉 武汉理工大学出版社 2004 3、周俐俐 陈小川等编 土木工程专业 钢筋混凝土及砌体结构课程设计指南 北京 中国水利水电出版社 2006 4、gb500092001 建筑结构荷载规范 北京 中国建筑工业出版社 20025、gb500102002 混凝土结构设计规范 北京 中国建筑工业出版社 20026、gb500112001 建筑抗震设计规范 北京 中国建筑工业出版社 20027、gb500072002 建筑地基基础设计规范 北京 中国建筑工业出版社 20028、gb500832002 建筑结构设计通用符号、计量单位、基本术语 北京中国建筑工业出版社 20029、gb500012002 房屋建筑制图统一标准 北京 中国建筑工业出版社 200210、 结构设计资料编委会 建筑结构常用数据手册 北京 中国建筑工业出版社 200511、结构设计资料编委会 建筑结构设计手册 北京 中国建筑工业出版社 200412、全国通用工业厂房结构构件标准图集 中国建筑标准设计研究院 20001.6资料的整理装订编写设计计算说明书，内容包括设计资料以及设计内容。第二章 排架柱高与截面计算2.1 柱高的确定（1）柱高根据资料可查的：轨顶垫块高度为200mm，净空为220mm牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高-轨顶垫块高度 =9.30-1.200-0.200=7.900m (取8.100m)柱顶标高=轨顶标高+吊车梁高+轨顶垫块高+h+0.200 =8.100+1.500+0.200+2.099+0.220 =11.819m(取12.000m)上柱高hu=柱顶标高-牛腿顶面标高 =12.000-8.100 =3.900m全柱高h=柱顶标高-地基顶面标高 =12.000-(-0.500) =12.500m下柱高hl=全柱高-上柱高 =12.500-3.900 =8.600m实际轨顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高度 =8.100+1.500+0.200 =9.500m则 （9.500-9.300）/9.300=0.022fvk=356.86kn所以截面尺寸满足要求5.2.2 牛腿配筋： 由于吊车垂直荷载作用下柱截面内，故该牛腿可按构造要求配筋： 作用在牛腿上的荷载有dmax,g3,tmax fvk=dmax+g3=447.07+54.72=510.79kn fh=tmax=21.92kn =678mm2选418 （763mm2） 箍筋要求：在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不应少于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2。有 ha2/100587mm2as/2=452/2=226mm2 5.2.3局部承压强度验算： 0.75fca=0.7514.3400400=1716knfvk=501.79kn 所以满足要求。5.3 柱的吊装验算:5.3.1 吊装方案： 采用一点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处，动力系数取1.5.5.3.2 荷载计算： 上柱自重：g1=1.21.5250.40.4=7.2knm 牛腿自重： g2=1.21.5250.4(1.00.61/20.32)/0.6=10.87knm下柱自重：g3=1.21.5250.1876=8.44knm5.3.3 内力计算：m1=7.23.92=54.75 knmm2=7.24.52+10.877.20.62=73.56knmm3=8.4482=30.74 knm柱的吊装验算简图如图所示5.3.4 截面承载力计算： 截面1-1：bh=400mm400mm h0=360mm as=as=634.6mm2 故截面承载力为 mu=asfy(h0as)=634.6300(36040)=60.92knmm1=54.75knm 截面2-2：bh=400mm800mm h0=860mmas=as=1256mm2 mu=asfy(h0as)=125630086040=308.98knm m2=73.56knm故满足要求。第六章 基础设计6.1 荷载计算:由柱子传至基顶的荷载。由排架柱内力组合表可得设计者如下：第一组：mmax=421.45knm n =488.75kn v=21.1kn第二组：mmin=-301.27kn n= 488.75knm v=-13.37kn第三组：nmax=772.59kn m=57.75knm v=-2.16kn由基底梁传至基顶的荷载：墙重（含两面刷灰）：1.214.420.50.45644.81.8 5.24=380kn窗重（钢框玻璃窗）：1.244.841.8）0.45=14.3kn基础梁：1.20.20.456252=20.25kn由基础梁传至基础顶面荷载设计值：e5=0.220.92=0.55m g5=414.55kn相应的偏心弯矩设计值：g5 e5=414.550.55=228.00knm作用于基底的弯矩和响应基顶的轴向设计值。假定基础高度为 800+50+250=1100m，则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为:第一组： mbol=421.451.121.1228=216.66knm n=448.75+414.55=903.3kn第二组： mbol=-301.271.113.37228=-543.98knm n=488.75+414.55=903.3kn第三组： mbol=57.75+1.1-2.61228=-172.63knm n=772.59+414.55=1187.14kn6.2基底尺寸的确定:由第二组荷载确定l和b： 取l/b=1.5 ，则取 b=2.4m,l=3.6m 验算e0l/6 的条件： 验算其他两组荷载设计值作用下的基底应力：第一组： 第二组： ）所以最后确定基底尺寸为2.4m3.6m ，如图7-1所示。6.3确定基底高度:前面已初步假定基础的高度为1.1m，若采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图7.2 所示。由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内，故该基础只需进行变阶处的抗切验算。在各组荷载设计值作用下的地基最大净反力：第一组： 第二组： 第三组： 抗冲切计算按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。在第二荷载作用下的冲切力。冲切力近似按最大低级净反力计算，即取 ,由于基础宽度b=2.4m，小于冲切锥体底边宽 。故 变阶处的抗冲切力。由于基础宽度小于冲切锥体底边宽，故 （满足要求）因此，基础的高度及分阶可按图7-2所示的尺寸采用。6.4 基底配筋计算: 沿长边