27米跨混凝土折线型屋架散装粮仓计算书.doc

结构设计计算书工程总称：阜宁县东益粮食储备有限公司新建小麦散装平房仓库项目名称： 混凝土折线型屋架散仓 专 业： 建筑结构 设 计（计算）： 张青运 校 对： 饶自成 审核（专业负责）： 赵素巧 饶自成 日 期： 2008-2 河南省粮食工程设计院一、设计计算依据1主要选用的国家标准、部颁标准与地方标准(gb50068-2001)(gb50009-2001)(gb50011-2001)(gb50010-2002)(gb50003-2001)(gb50007-2002) gb50320-2001 gb13476-1999 jgj94-94(gb50202-2002) 2结构计算所采用的软件结构计算用的计算分析软件：采用中国建筑科学研究院pkpm cad工程部开发的结构计算软件pkpm系列软件（二零零六年十月版）。二、结构计算参数1、结构安全等级：结构安全等级为二级，使用年限为50年，相对应的结构安全性系数0=1.0。2、结构形式：地基基础采用桩基础，上部结构为现浇整体式钢筋混凝土排架结构。烧结粘土机砖和烧结粘土多孔砖挡粮墙。轻钢屋架保温彩钢板屋面。3、建筑抗震类别及结构抗震等级：本建筑抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为丙类,框架抗震等级为三级,建筑的场地类别为4类,设计地震分组为第二组,设计基本地震加速度为0.05g.4、场地土类型及类别：1,素填土:灰褐色,湿,主要由粉土组成,松散,土质不均匀。层底标高:0.313.03m。层厚:0.53.0m。2,砂质粉土:灰黄色,湿,稍密,局部中密,干强度与韧性低,土质欠均匀。层底标高:1.371.73m。层厚:0.01.3m。暗塘部位该层土缺失。3,淤泥质粘土:灰黄色,饱和,流塑,干强度高,韧性中等,土质较均匀。层底标高:0.771.30m。层厚:0.00.8m。暗塘部位该层土缺失。4,粘土:褐黄色灰色,饱和,可塑,含少量铁锰氧化物,夹少量淤质粘土条带,土质较均匀。层底标高:-0.320.12m。层厚:0.31.4m。5,淤泥质粘土:灰色,饱和,流塑,局部夹少量粉砂团块或薄层,局部为淤泥,干强度高,韧性中等,土质较均匀。层底标高:-18.83-6.67m。层厚:6.518.8m。古河道部位该层土厚度变大，层厚变化大。6,粘土:灰色褐黄色,饱和,可塑,夹较多铁锰结核,土质较均匀。层底标高:-12.57-12.14m。层厚:0.05.9m。古河道内该层土厚度逐渐变薄，古河道中心部位该层土缺失。7,粉质粘土:棕褐色,饱和,可塑,粘质粉土团块或薄层，土质不够均匀。层底标高:-17.90-17.09m。层厚:0.05.7m。古河道内该层土厚度逐渐变薄，古河道中心部位该层土缺失。8,砂质粉土:灰黄色,湿,中密,局部密实,土质欠均匀。层底标高:-19.39-18.89m。层厚:0.02.0m。古河道内该层土厚度逐渐变薄，古河道中心部位该层土缺失。9,粉质粘土:褐黄色,饱和,可塑,含较多铁锰氧化物,干强度高，韧性中等,土质欠均匀。层底标高:-23.63-23.39m。 层厚:4.24.8m。10,砂质粉土:灰黄色,湿,中密密实，单层厚12cm，土质欠均匀。层底标高:-26.70m。层厚:3.1m。11,粉质粘土:灰黄色灰色,饱和,可塑,含较多铁锰氧化物,干强度高，韧性中等,夹少量粘质粉土团块或薄层，土质欠均匀，土质欠均匀本层钻至自然地面下35.30m未钻穿。结论1、根据本次勘察成果及拟建建筑物的结构型式、规模和荷载情况，并结合本地建筑经验，拟建1#、2#、3#、4#库应采用桩基础设计，因拟建场地东南部有一古河道穿过，古河道中心部位第7层土厚度变薄乃至缺失，1#、2#、3#及4#库古河道中心以外的部分（详见建筑物与勘探点平面位置图）桩端持力层可选第6，7层粉质粘土。桩端送至标高:-114.00米。桩型采用先张法预应力混凝土预制管桩，ptc400(70)a型。拟建4#库东南部位于古河道中心部位，桩端持力层可选第9层粉质粘土，建议桩端送至标高:-20.00米。桩基设计参数见下表：层号土层名称 预 制 桩桩周土的平均摩阻力标准值qsik(kpa)qpk(kpa)qs(kpa)2砂质粉土34203淤泥质粘土1684粘土36185淤泥质粘土1686粘土667粉质粘土5422008砂质粉土509粉质粘土56230010砂质粉土54三、荷载取值1、基本风压值：0.4kn/m2 (修整系数为1.0)；2、； 240砖墙：5.24 kn/ m2 ；3、钢筋混凝土容重：25 kn/ m2 ；4、屋面活荷载：.50 kn/ m2， 积灰 0.7kn/ m25荷载分项系数：恒载分项系数: cdead= 1.20粮食荷载分项系数 clive= 1.30活载分项系数: clive= 1.40 风荷载分项系数: cwind= 1.40水平地震力分项系数: cea_h= 1.30 竖向地震力分项系数: cea_v= 0.50 活荷载的组合系数: cd_l = 0.70 风荷载的组合系数: cd_w = 0.60 活荷载的重力荷载代表值系数: cea_l = 0.7027米跨混凝土折线型屋架散仓计算书一、基本条件：（1） 跨度27m、长48m2+0.6m；（2） 散装粮高度6m；（3） 屋面采用预应力混凝土屋面板；（4） 钢筋混凝土独立柱基础为桩基，基础梁承托挡粮墙，挡粮墙370砖墙；（5） 场地为类、6度震区，设计按6度三级抗震设计；（6） 当地基本风压0.4kn/，基本雪压0.35 kn/。二、屋盖结构计算：1、 屋面板选用根据屋面荷载：2.21.2+0.71.4 = 3.62 kn/选用国标92g410(一)（四），编号ywb4.2、屋架选用屋面荷载设计值：（1） 屋面重 2.201.2=2.64 kn/（2） 预应力混凝土屋面板及灌缝重 1.51.2=1.8 kn/（3） 雪荷载 0.41.4=0.56 kn/（4） 施工活荷载 0.71.4=0.98 kn/ 注：（3）和（4）不同时考虑。故：q=2.64+1.8+0.98=5.42 kn/按国标95g415（六）、（九）预应力混凝土折线形屋架图集表3 选用ywj27-5ca；屋架允许最大屋面荷载为5.50 kn/；下弦钢筋束由15s5改为16s5 ，面积增加78m 三、粮食对墙侧压力计算：根据房式仓设计规范水平侧压力p=kh粮食对墙面的摩擦力： p= khtgh=6m 按升萝堆粮形式计算： =8 kn/，=25 装粮按小麦计算： h/h=5，ak=0.39628=3.17 kn/ 墙面不同标高点计算结果如下：(自上而下) hy(m) p水平力kn/ p 对墙面摩擦力kn/ 1 3.17 1.27 2 6.34 2.54 3 9.51 3.80 4 12.68 5.10 5 15.85 6.34 6 19.02 7.61四、挡粮墙按单向板计算：1、（1）顶部ql计算，荷载简图如下；（2）qlql（2.5m标高）； （3）1.0m2.50m标高；（4）0m1.0m标高。2、圈梁间墙体中部弯矩： -0.7m1.0m m=2.799knm2.8 knm，上剪力13.15kn/m，下剪力4.98kn/m；+1.0m2.50m m=2.56 knm，上剪力9.5kn/m，下剪力10.7kn/m；+2.50m4.50m m=3.87 knm，上剪力6.9kn/m，下剪力9kn./m 3、根据上面弯矩，按偏心受压构件计算墙体安全度： 标高0.001.0m m=2.8 knm； 此断面处竖向力：87+5.241.6+7.1=71.5 kn/m； m=1800.023=4.13 knm2.8knm 安全；1.0m2.5m高范围m=2.56 knm，设计标高为1.54m处m；此处墙体竖向力：85.96+5.241.6+5.5=61.4 kn/m；m=2.56*1.3-5.50.1851.3=2.01 knm (设计值)；4、齿缝抗剪强度验算：0.18 mpa=180 kpa=180kn/m (mu10砖、m10砂浆)；墙断面=10.37/6=0.023 mm=1800.023=4.13knm 2.01 knm ,2.8kn.m 安全； 5、齿缝抗弯强度验算： =310kpa m=3100.023=7.13 knm m=7.13 2.8 knm 安全.五、圈梁计算1、 传给柱子的水平力：5m标高：r= 3m标高：r= 1m标高：r=(3-1.176) =23.67 kn/m 0.7m处：r= 以上即为圈梁所受水平力 2、圈梁配筋计算由于圈梁并非纯受弯构件，在水平侧压力及墙体自重力作用下为压弯构件。为便于计算，考虑圈梁在水平力作用的弹塑性状态，圈梁安全跨连续计算，取支座，跨中取山墙1m标高处：m=m m=knm沿墙：m=m m=knm 查配筋，梁断面尺寸240370，混凝土c25，m=49.3 knm,ag5.11 cm , 现取316，ag=6.04 cm 安全跨中仍取316。六、基础计算：标准值1、荷载计算：1）粮食水平侧压力及粮食对内墙面的垂直摩擦力如附表附图： 每开间6m排架传给柱底的水平剪力及弯矩： m=598.927/1.3= -460.7 knm q=319.97/1.3= -246.1 kn 竖向摩擦力引起的弯矩 m= 7.6160.4 = 18.26 knm 竖向力n= 45.7 kn2）承台范围内粮食重对柱中的弯矩竖向力： （0.6+1.2）1.10.567.5 = 44.5 kn 对基础中心m3 = 44.50.75 = 33.4 knm3）墙体重： 8.4+7.6 8 = 69.5 kn/m 69.55.5 = 382.25 kn 对中心轴弯矩 m4 = 382.25（0.4 - 0.185）= 82.18 knm4）屋盖传来荷载： 屋架自重 630.5 = 31.5 kn 4.55614.5 = 395.85 kn 柱自重：76.8 kn 基础梁自重：0.40.6256 = 36 kn5）承台顶面力 竖向力 n = 45.7+44.5+382.25+31.5+395.85+76.8+36 = 968.1 kn 弯矩 m = - 460.7+18.26+33.4+82.18 = - 326.86 knm 剪力 v = - 246.1 kn2、采用预应力管桩基础，采用400直径 根据地质资料揭示地基情况淤泥层712米，地基需进行处理，持力层选在第层土层。按三桩承台计算单桩承载力估算：按410 kn计算：rai 1200/3 = 400 kn=400 ap = 0.126 m s = 1.257 m地质资料提供侧阻力及端极限端阻力数据：层土q pk = 2200 kpa , q sik = 66.,54 q sik = 34 q sik = 16 q sik = 36 q sik = 16标准设计值410 kn，极限承载力特征值 680 kn由甲方与施工单位商定不作桩头，按此计算桩长，选用ptc400(70)a型，桩端净面积 apj = 0.126 - 0.053 = 0.073 mm22000.073 = 160 kn 要求堵混凝土c30此范围内淤泥层厚8.312米，古河道中心区1218.8米.按上面要求计算：淤泥土层8.09.0米区域选16米长桩：rai = 160+（341+160.5+361+9.016+4.554）1.257= 744 kn 680 kn9.012米深处用18米长桩：rai = 160+（341+160.5+361+1612+3.554）1.257= 737 kn 680 kn古河道中心区淤泥在12.518.0米处桩长2022米：rai = 160+（341+160.5+361+1618+1.554）1.257= 722 kn 680 kn3、桩基承台计算竖向力（标准）：417+649.3+45.6+48+120 = 1232 kn 对基础底面的m值：421+2640.5 = 553 knm墙自重偏心0.2m，粮墙面摩擦力偏心0.37，粮食自重0.85，则基底面m=553 - 4170.245.60.37 = 452.7 knm单桩承载力标准值取410kn，外部排两根桩，按三桩承台计算：e = 452.7/1232 = 0.367 m由公式： 则：4、基础梁计算基础梁自重：0.40.625=6 kn/m djl1 墙体重：20(0.490.4+0.377.9+0.241.8+0.069.7)=72 kn/m 粮食与墙面摩擦力产生的竖向力f=7.61 kn/m =5+72+7.61=84.61 kn/m 地基梁在柱两边600范围混凝土承台；djl1梁跨净值为4800mm，计算跨度取1.05=5.04，按5.1m跨计算； djl2 =5.41.2=4.2m，计算跨度取4.5m；djl3 l=(3.0-0.8)*1.05=2.31=2.3m,计算跨度取2.3m；djl1断面取500600mmdjl2断面取500600mm djl3 断面取500400mm 混凝土c25 按多跨连续梁计算：名称跨度m梁宽m梁高m墙自重系数kn/墙高mqknm1 knm m2knmdl15.10.50.68.48101.5935.9-246.30 -184.73 dl24.50.50.68.410119.8740.2-222.62 -166.97 dl32.30.50.48.410116.8103.7-59.55 -44.67 查表得：dl1:as=15.76 cm dl2:as=14.16 cm dl3:as=7.58cm配筋：考虑到墙梁作用采用上下同样配筋，支座折减2.0%，跨中增加20%； c25 （按c20查表） djl1 上下各522，ag=19.0 cm15.76 cm;djl2 ag=16.0 cm14.16cm（取520）安全，腰筋用16;djl3 ag=8.1 cm7.58cm（取416）安全，腰筋用14.七、排架柱计算电算弯矩： m：+609.723 （设计值）v：+397.230 （设计值）v=397.23/1.3=306kn（柱脚剪力）详见排架计算书。 排架柱计算 * pk11.exe * data: 2/1/2008 - 总信息 - 节点总数= 4 柱子总数= 2 梁数= 1 是否规则框架= 20600 支座约束数= 2 标准截面总数= 3 活载计算信息= 3 风活载计算信息= 0 抗震等级= 3 柱砼等级= 0 梁砼等级= 0 梁柱主筋级别= 2 梁柱箍筋级别= 1 柱保护层= 30 梁保护层= 30 柱梁自重计算信息= 1 基础计算信息= 0 输出方式= 1 梁支座负弯矩调幅系数= 1.00 梁惯性矩增大系数= 1.00 结构重要性系数= 1.00 柱计算长度考虑gb50010-2002第7.3.11-3条规定= 0 - 节点坐标 - 节点号 x坐标 y坐标 节点号 x坐标 y坐标 节点号 x坐标 y坐标 ( 1) 0.00 8.00 ( 2) 27.00 8.00 ( 3) 0.00 0.00 ( 4) 27.00 0.00 - 柱杆件关联号 (左为上部节点号,右为下部节点号)- ( 1) 3 1 ( 2) 4 2 - 梁杆件关联号 (左为左边节点号,右为右边节点号)- ( 1) 1 2 - 支座约束信息 - ( 1) 3111 ( 2) 4111 - 柱平面内计算长度 - ( 1) 8.00 ( 2) 8.00 - 柱平面外计算长度 - ( 1) 8.00 ( 2) 8.00 - 节点偏心值 - ( 1) 0.00 ( 2) 0.00 ( 3) 0.00 ( 4) 0.00 - 标准截面数据 - ( 1) 1.00 0.50 0.80 ( 2) 9.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 ( 3) -9.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 - 柱截面类型号 - ( 1) 1 ( 2) 1 - 梁截面类型号 - ( 1) 3 - 恒载计算 - 节点荷载: 节点 弯矩 垂直力 水平力 0 柱间荷载: 柱信息 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 0 梁间荷载: 连续数 荷载个数 类型 荷载值 参数 类型 荷载值 参数 1 1 1 6.0 0.00 * 恒载内力 * 杆件号 弯矩 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 杆件号 弯矩 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 - 柱(左面为柱下端,右为柱上端)- 1 0.00 161.00 0.00 0.00 -81.00 0.00 2 0.00 161.00 0.00 0.00 -81.00 0.00 - 梁(左面为梁左端,右为梁右端)- 1 0.00 0.00 81.00 0.00 0.00 81.00 *恒荷载作用下的节点位移(mm)* 节点号. x向位移 y向位移 1 0.00 0.00 2 0.00 0.00 - 活载计算 - 节点荷载: 节点 弯矩 垂直力 水平力 0 柱间荷载: 柱信息 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 1 8 -108.00 1.50 1 8 -88.80 3.00 1 8 -47.25 5.00 1 8 -2.85 8.00 1 8 -27.10 0.00 1 1 -1.50 0.00 2 8 2.85 8.00 2 8 47.25 5.00 2 8 88.80 3.00 2 8 108.00 1.50 2 8 27.10 0.00 2 1 1.50 0.00 0 梁间荷载: 连续数 荷载个数 类型 荷载值 参数 类型 荷载值 参数 1 1 1 2.0 0.00 - 活载计算 - 节点荷载: 节点 弯矩 垂直力 水平力 0 柱间荷载: 柱信息 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 0 梁间荷载: 连续数 荷载个数 类型 荷载值 参数 类型 荷载值 参数 0 - 活载计算 - 节点荷载: 节点 弯矩 垂直力 水平力 0 柱间荷载: 柱信息 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 0 梁间荷载: 连续数 荷载个数 类型 荷载值 参数 类型 荷载值 参数 0 *活荷载标准值作用下的节点位移(mm)* 节点号. x向位移 y向位移 1 0.00 0.02 2 0.00 0.02 - 地震力计算 - 计算振型数= 3 地震烈度= 6.00 场地土分类= 3.00 附加重量的质点数= 0 地震设计分组= 1 周期折减系数= 0.80 地震力计算方式= 0 阻尼系数= 0.05 *左地震方向计算* 振动质点号: 1 振动质点质量: 242.000 第 1振动周期t= 0.2991 质点特征向量值: 1.000 质点水平地震力: 9.680 *各结构节点变位(mm)* ( 1) 1.4 ( 2) 1.4 ( 3) 0.0 ( 4) 0.0 * 左地震各振型叠加(srss)水平地震作用效应输出: *各结构节点变位(mm)* 节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 x ( 1) 1.4 ( 2) 1.4 ( 3) 0.0 ( 4) 0.0 杆件号 弯矩 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 杆件号 弯矩 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 - 柱(左面为柱下端,右为柱上端)- 1 38.71 0.00 4.84 0.00 0.00 -4.84 2 38.72 0.00 4.84 0.00 0.00 -4.84 - 梁(左面为梁左