TJ01-086@钢筋混凝土单层工业厂房课程设计计算书
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TJ01-086@钢筋混凝土单层工业厂房课程设计计算书,毕业设计论文
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Jason 混凝土单层厂房设计 1 *科 技 大 学 *学 院 土土 木木 工工 程程 专专 业业 单单 层层 工工 业业 厂厂 房房 设设 计计 计计 算算 书书 年年 级级 ： 2005 级级 姓姓 名名 ： JASON 学学 号号 ： * 时时 间间 ： 2008.6 ntsJason 混凝土单层厂房设计 2 钢筋 混凝土单层工业厂房课程设计计算书 根据布置要求，确定结构布置图如下图： 图 1 一 .结构选型 跨度取为 L=24 m（ Lk=24-1.5=22.5 m），轨顶标高为（ 10.8+2.6+0.22） =13.62m 取为 13.7m，吊车为中级工作级别，软钩桥式吊 车 30/5T、 10T两台吊车的工业厂房。 1. 屋面板 04G410（一） 选用标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在内）标准值为 1.4 kN/m2 2. 屋架 04G415（三 ） 选用标准图集中的预应力混凝土折线屋架，屋架自重 标准值为 106kN/榀。 （未包括挑出牛腿部分，挑牛腿部分根据标准图集另外计算自重）。 3. 天窗架 04G316 选用门型钢筋混凝土天窗架 GJ9-03， 自重标准值 2 36 kN/榀；天窗端壁选用 DB9-3，自重标准值为 2 36 kN/榀（包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料 、天窗启动机、消防栓等）。 4. 天沟板 04G410-（三） 选用 JGB77-1天沟板，板重标准值为 2.02kN/m2。 图 2 6M6M20MM平 均 6 580 图 3 b型a型ntsJason 混凝土单层厂房设计 3 5. 过梁 (GL） 04G322-1 圈梁（ QL）、连系梁 (LL) 6. 吊车梁 04G323-（三） 采用 标准图集中的先张法预应力混凝土吊车梁 YXDL6-YXDL8，吊 车梁高 1200mm，自重标准值为 44.2kN/根 。 7. 吊车轨道联结 04G325 轨道及零件中为 1 kN/m2轨道及垫层构造高度为 200mm。 按 A4级工作级别， Q=30T， Lk=22.5m,根据吊车规格参数计算最大轮压设计值： Pd=1.05 1.4 1.15 Pk =1.05 1.4 1.15 290=490.25kN 选用：轨道联结 DGL-11， 490.25kN N 4 9 1 . 2u c y sN f A f A k N 下柱： Nu=997kN， 当考虑吊车荷载时，查规范相关表， l0=1.0 h1=10500mm， I=I2=4.56 910 4mm ， A=500 1000-2 （ 550+600） 190/2=281500（ mm mm） 92 4 . 5 6 1 0 1 2 7 . 3 ( )281500Ii m mA ， 0 10500 8 2 .5 ,1 2 7 .3li 查表 6-1得： =0.6536， ssAA=1388（ mm mm），故 m a x( 2 ) 0 . 6 5 3 6 (1 4 . 3 2 8 1 5 0 0 2 3 0 0 1 3 8 8 ) = 3 0 7 8 . 2 k N N 997u c y sN f A f A k N 故承载力满足要求。 （二） .裂缝宽度验算 对截面 3-3，其内力组合值 M=552.9kN.m， N=589.7， e0=938mm， e0/h0=938/960=0.977 0.55， 故应作裂缝宽度验算。对于截面 1-1， e0/h0 0.55，可不作此项验算。 有内力组合可知，验算裂缝宽度需按荷载的标准组合 计算的弯矩值、轴力值： ntsJason 混凝土单层厂房设计 13 4 7 . 9 3 5 0 5 4 0 0 . 71 . 2 1 . 4kM k N m ， 5 8 9 .7 4 4 9 1 .51 .2kN k N, 0 0 .8 1 5 8 1 5kkMe m m mN 220001 1 1 7 6 4 01 ( ) 1 ( ) 1 . 0 9 2815 100040004000960sle hh 0 / 2 1 . 0 9 2 8 1 5 1 0 0 0 / 2 4 0 1 3 5 0sse e h a m m 1388 0 . 0 1 0 2 0 . 5 1 2 0 1 0 0 0 ( 5 0 0 1 2 0 ) 2 0 0 steteA A 则纵向受拉钢筋 As的应力合力至受压区合力作用点间的距离为： 200 0 . 8 7 0 . 1 2 (1 ) ( / ) fz h e h 815.4（ mm），则纵向受拉钢筋 As应力为： 2() 4 9 1 5 0 0 ( 1 3 5 0 8 1 5 . 4 ) 2 3 2 . 3 /1 3 8 8 8 1 5 . 4ksksN e z N m mAz ，裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数为： 0 . 6 5 0 . 6 5 2 . 0 11 . 1 1 . 1 0 . 5 4 8 60 . 0 1 0 2 2 3 2 . 3tkt e s kf ，故裂缝最大开展宽度为： m a x 52 3 2 . 3 2 1(1 . 9 0 . 0 8 ) 2 . 1 0 . 5 4 8 6 (1 . 9 2 5 0 . 0 8 ) 0 . 2 8 4 0 . 32 . 0 1 0 0 . 0 1 0 2eqskcr s t edc m m m mE 故裂缝验算符合要求。 （三） .柱牛腿设计 1.牛腿几何尺寸的确定 牛腿截面宽度与柱宽相等为 500mm， 若取吊车梁外侧到牛腿外边缘距离为 C1=130mm，吊车梁端部宽为 340mm，吊车梁轴线到柱外侧的距离为 900mm，则牛腿顶面的长度为 900-500+340/2+ 130=700mm，则相应的牛腿水平截面高为 700+500=1200mm，牛腿外边缘高度 h1=400,倾角=45度，牛腿的具体几何尺寸如下图所示： 2.牛腿的配筋 由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内，及a=900-1000=-100mm 0，故该牛腿可按构造要求 配筋；纵向筋取为 4 16，箍筋取为 8100 详见左图所示。 （四） .柱的吊装验算 （柱插入基础深为 800mm） 1.吊装方案确定 采用一点翻身起吊，吊点设在牛腿于下柱交接处 （见下图 图（ a） 所示）。 图 17 2.荷载计算 （动力系数为： 1.5） 上柱自重： g1=1.2 1.5 25 0.5 0.5=11.25（ kN/m） 牛腿自重： g2=1.2 1.5 25 【 0.5 1.2-（ 0.2/0.6） 0.5 0.2/2】 =26.25（ kN/m） 下柱自重： g3=1.2 1.5 25 0.2815=12.67（ kN/m） 计算简图如下图（ b）： 3.内力计算 M1=（ 1/2） 11.25 4.2 4.2=99.225（ kN.m）， M2=（ 1/2） 11.25 4.8 4.8+（ 1/2） （ 26.25-11.25） 0.6 0.6=141.75（ kN.m）， ntsJason 混凝土单层厂房设计 14 M1=（ 1/8） 12.67 10.7 10.7-141.75/2=110.45（ kN.m） ，弯矩图如下图（ c）所示： 图 18 4.截面承载力验算 对于截面 1-1 b h=500mm 500mm， h0=460mm，ssAA=942.6 2mm ， fy=300N/ 2mm ，则截面承载力为：01( ) 9 4 2 . 6 3 0 0 ( 4 6 0 4 0 ) 1 1 8 . 8 9 9 . 2 2 5u s y sM A f h a M k N m 对于截面 2-2 b h=500mm 1000mm， h0=960mm，ssAA=1388 2mm ， fy=300N/ 2mm ，则截面承载力为：02( ) 1 3 8 8 3 0 0 ( 9 6 0 4 0 ) 3 8 3 . 1 1 4 1 . 7 5u s y sM A f h a M k N m 故两个截面均满足要求。 5.裂缝宽度验算 由承载力计算可知，裂缝宽度验算截面 1-1即可。钢筋应力则为： 2099225000/ 1. 2 2 1 9 . 2 ( / )0 . 8 7 0 . 8 7 9 4 2 . 6 4 6 0ksk sM N m mAh ，按有效受拉混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率为： 9 4 2 . 6 0 . 0 0 7 5 4 0 . 0 10 . 5 0 . 5 5 0 0 5 0 0ste A bh ，取te=0.01，则有 0 . 6 5 0 . 6 5 2 . 0 11 . 1 1 . 1 0 . 4 0 40 . 0 1 2 1 9 . 2tkt e s kf ，则： m a x 52 1 9 . 2 1 8(1 . 9 0 . 0 8 ) 2 . 1 0 . 4 0 4 (1 . 9 2 5 0 . 0 8 ) 0 . 1 7 8 0 . 32 . 0 1 0 0 . 0 1eqskcr s t edc m m m mE 则裂缝宽度验算合格，柱若采用平卧起吊，承载力和裂缝宽度将均不满足要求。 七 .基础设计 （采用 C25 混凝土） 1.荷载计算 ntsJason 混凝土单层厂房设计 15 （ 1）由柱传至基础顶面的荷载 (内力 )值 由表 6，共有三组内力值 （第二、三组需作相应计算） 第一组 Mmax=684.3kN.m， N=997kN， V=75.3kN； 第二组 Mmin=-514.2kN.m， N=681.3kN， V=-44.8kN； 第三组 N=1042.2kN， M=250kN.m， V=20.8kN。 其中第三 组不起控制作用 （ 2）由基础梁传至基础顶面的 荷载值 墙重（含双面粉刷） 【（ 14.3+0.5） 6-（ 5.1+1.8） 4】 5.24=320.69kN 窗重（钢框玻璃窗） （ 5.1+1.8） 4 0.45） =12.42kN 基础梁自重 0.25 0.35 6 25=13.13kN 由基础梁传至基础顶面的荷载设计值为： G5k=346.24 1.2=415.5kN 距基底中心线距离： e5=0.24/2+1.0/2=0.74m 2.基础底面尺寸的确定 （ 1） 作用于基础底面的荷载效应标准组合值 查表先假定处基础高度为 h=800+50+250=1100mm， 基础底部标高取为 -2.0m，作用于基础底部的内力标准值有：（参见下图） 图 19 基础梁传至基础顶面的荷载设计值相应的偏心距为 G5ke5=-415.5 0.74=-307.47kN.m 第一组： Mbot1=684.3+1.1 75.3-307.4 7=459.7 kN.m， Nbot1=997+346.24=1343. 24 kN； 第二 组： Mbot2=-514.2-1.1 44.8-307. 47=-871.0kN.m， Nbot2=681.3+346.24 =1027.5 kN； （ 2） 选择第二组内力确定 l和 b 1 0 2 7 . 5(1 . 1 1 . 4 ) 2 4 0 2 2 2 . 0A : =（ 5.77 7.34） m m 取 l/b=1.5，由 l/b=1.5和 A=lb=7m m， 解得： b=2.16，取 b=2.3m， l=1.5 2.3=3.5，取 l=3.8 验算 e0小于等于 1/6 的条件： 08 7 1 . 0 3 . 80 . 6 1 7 ( ) 0 . 6 3 31 0 2 7 . 5 + 2 2 2 . 3 3 . 8 2 . 0 6 6botbotM lemN （ m） 验算第一组荷载设计值作用下的基底应力为： m a x 21 3 4 3 . 2 4 4 5 9 . 72 2 2 . 0 2 8 0 . 7 4 1 . 2 1 . 2 2 4 0 2 8 82 . 3 3 . 8 2 . 3 3 . 8 / 6b o t b o t b o tGN M MNp d fA W A W 可以；m i n 1 1 4 . 6 4 0b o t b o t b o tGN M MNpdA W A W ,故满足条件 因为该车间属于可不作地基变形计算的二级建筑物， 所以最后确定其基底尺寸为2300mm 3800mm，见 图 20 （ 3） 确定基底高度 已初步假定基础高度为 1.1mm，如ntsJason 混凝土单层厂房设计 16 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 21 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冲切力验算。 在各组荷载设计值作用下的地基最大净反力 计算如下所示 第一组： 2, m a x 21 3 4 3 . 2 4 4 5 9 . 7 2 3 6 . 7 4 ( / )2 . 3 3 . 8 2 . 3 3 . 8 / 6b o t b o ts NMp k N m mAW 第二组： 2, m a x 21 0 2 7 . 5 8 7 1 . 0 2 7 4 . 9 2 ( / )2 . 3 3 . 8 2 . 3 3 . 8 / 6b o t b o ts NMp k N m mAW 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。 图 21 在第二组荷载作用 下的冲切力 冲切力近似按最大地基净反力,maxsp计算，则取 21 , m a x 2 7 4 . 9 2 ( / )ssp p k N m m基础宽度为 b=2.3m，小于冲切锥体底边宽1 0 12 1 . 1 5 2 0 . 6 5 5 2 . 4 6b h m ，则： 21 0 1( / 2 / 2 ) ( 3 . 8 / 2 1 . 6 / 2 0 . 6 5 5 ) 2 . 3 1 . 0 2 3 5 ( )A l l h b m 1 , m a x 2 7 4 . 9 2 1 . 0 2 3 5 2 8 1 . 4sF p A k N 变阶处的抗冲切力 由于基础宽度小于冲切锥体底边宽，则 ( ) / 2 (1 . 1 5 2 . 3 ) / 2 1 . 7 2 5m t bb b b m 21 0 1 1 0 . 7 0 . 7 1 . 0 1 . 2 7 1 7 2 5 6 5 5 1 0 0 4 . 4 2 2 8 1 . 4 2 3 6 . 7 4 ( / )h t mF f b h k N F k N k N m m ，满足要求 故基础高度及分阶可按图 21所示尺寸采用。 （ 4） 基底配筋计算 沿长边方向的配筋计算，由前述 2组荷载设计值作用下最大地基净反力的分析可知，应按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。 沿长边方向的配筋计算 在第二组荷载设计值作用下，已算得 2, m a x 2 7 4 .9 2 /sp k N m m，相应与柱边及变阶处的地基土净反力：220 . 5 1 0 2 7 . 5 8 7 1 . 0 0 . 5 1 5 8 . 9 8 ( / )1 . 9 2 . 3 3 . 8 2 . 3 3 . 8 / 6 1 . 9b o t b o tsI NMp k N m mAW ，ntsJason 混凝土单层厂房设计 17 220 . 8 1 0 2 7 . 5 8 7 1 . 0 0 . 8 1 8 3 . 8 2 ( / )1 . 9 2 . 3 3 . 8 2 . 3 3 . 8 / 6 1 . 9b o t b o ts NMp k N m mAW ，则： 柱边： 2, m a x , 5 521 / 4 8 ) ( ) ( 2 )1 / 4 8 ( 2 3 6 . 7 4 1 5 8 . 9 8 ) ( 3 . 8 1 . 0 ) ( 2 2 . 3 0 . 5 ) 4 1 5 . 5 0 . 2 4 2 2 9 . 9 ( )I s s I c c kM p p l h b b G ek N m （ 2,02 2 9 . 9 8 0 7 . 2 ( )0 . 9 0 . 9 3 0 0 1 0 5 5IsIyMA m mfh 在变阶处： 22, m a x , 1 11 / 4 8 ) ( ) ( 2 ) 1 / 4 8 ( 2 3 6 . 7 4 1 8 3 . 8 2 ) ( 3 . 8 1 . 6 ) ( 2 2 . 3 1 . 1 5 ) 2 4 3 . 9 ( )I s sM p p l l b b k N m （ 2,02 4 3 . 9 1 3 7 9 . 2 ( )0 . 9 0 . 9 3 0 0 6 5 5syMA m mfh 选用 13 12800, 221 4 7 0 1 3 7 9 .2sA m m m m可以 沿短边方向配筋的计算 2, m i n 21 3 4 3 . 2 4 4 5 9 . 7 7 0 . 6 4 ( / )2 . 3 3 . 8 2 . 3 3 . 8 / 6b o t b o ts NMp k N m mAW , m a x , m i n 2, 1 5 3 . 7 ( / )2sss ppp k N m mC考虑柱边截面和变阶处截面 柱边 22,1 / 2 4 ( ) ( 2 ) 1 / 2 4 1 5 3 . 7 ( 2 . 3 0 . 5 ) ( 2 3 . 8 1 ) 1 7 8 . 5 ( )s c cM p b b a h k N m CC2,01 7 8 . 5 6 3 2 . 6 ( )0 . 9 ( 1 0 ) 0 . 9 3 0 0 (1 0 5 5 1 0 )s yMA m mfh CC在变阶处： 22, 1 11 / 2 4 ( ) ( 2 ) 1 / 2 4 1 5 3 . 7 ( 2 . 3 1 . 1 5 ) ( 2 3 . 8 1 . 6 ) 7 7 . 9 2 ( )sM p b b a a k N m CC2,07 7 . 9 2 2 7 6 . 2 ( )0 . 9 ( 1 0 ) 0 . 9 3 0 0 (1 0 5 5 1 0 )s yMA m mfh CC选用 20 10200， 21570sA m m满足要求。 基础底面配筋沿两个方向布置，如下图所示，由于边长大于 3m，其钢筋长度可减少 10%，交错布置。 图 22 ntsJason 混凝土单层厂房设计 18 八 .抗风柱设计 1.设计资料 截面尺寸：上柱 450 450正方形截面；下柱 450 600矩形截面。 材料等级：混凝土 C30， fc=14.3 N/mm mm；钢筋 ,受力筋为 HRB335 fy=300 N/mm mm；箍筋和吊钩为 HPB235钢筋， fy=210 N/mm mm。 2.设计 说明 抗风柱主要承受山墙风荷载，竖向荷只有柱自重，可近似按受弯构件计算。抗风柱顶应低于屋架上弦中心线 50mm，抗风柱上下柱交界处应低于边柱柱顶 100mm或屋架下弦底 200mm，所以由剖面图可得抗风柱 的上柱 Hu=2.81m，下 柱 Hl=14.6m，总高 H=17.41m。抗风柱顶和屋架上弦连接，连接一般采用竖向可以移动、水平向又有较大刚度的弹簧板连接，可以用图 23所示结构计算简图。山墙重量由基础梁传递到基础。截面宽度 450mm 大于 H/40=435.3mm，下柱截面高度 600mm大于 Hl/25=584mm。 3.荷载计算 风荷载 由表 4，用线性插值法可求得柱高 17.41m处的 z=1.19302，体型系数 0.8，基本风压 0=0.35KN/m2,每柱的受风宽度为 6m。 k 0 . 8 1 . 1 9 3 0 2 0 . 3 5 6 2 . 0 0 4 3 /q k N m ，k1 .4 q 2 .8 1 /q k N m柱自重 上柱： 1 . 2 2 5 0 . 4 5 0 . 4 5 2 . 8 1 1 7 . 0 7 /uG k N m
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