单层厂房课程设计计算书

精品文档 1欢迎下载 任务书任务书 一 一 设计题目设计题目 某金属装配车间双跨等高厂房 二 二 设计内容设计内容 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 三 设计资料设计资料 1 金属结构车间为两跨厂房 跨度为 18m 厂房总长 60m 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 3 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 35kN m2 基本风压 0 40kN m 厂 房自然地面以下 1 6m 为粉砂土 密实状态 不液化 可作为持力 层 地基承载力特征值 150kPa 土的天然重度为 18kN m3 内 ak f 摩擦角 30 地下水位 2 000m 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 精品文档 2欢迎下载 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 四 四 设计要求设计要求 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 精品文档 3欢迎下载 计算书计算书 一 设计资料一 设计资料 一 一 设计题目 设计题目 某金属装配车间双跨等高厂房 二 二 设计内容 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 三 设计资料 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 KN 桥跨 LK m 小车重 g KN 最大轮压 Pmax k KN 大车轮距 K m 大车宽 B m 车高 H m 吊车总重 KN 左跨 AB 吊 车 200 50 19 5 70 1 187 4 4 5 6 2 184 264 右跨 BC 吊 车 200 50 19 5 70 1 187 4 4 5 6 2 814 264 表 1 吊车的有关参数参数表 精品文档 4欢迎下载 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 240kPa 土的天然重度为 17 5kN m3 土质 ak f 分布均匀 下层为粗砂土 地基承载力特征值 350kPa 地下水位 ak f 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 精品文档 5欢迎下载 负荷范围 三 计算简图及柱截面几何参数的确定三 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 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 图 1 排架的负荷范围 图 2 结构计算简图 精品文档 6欢迎下载 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 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 95m4h 所以 s 0 6 作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑 其风压高度变化系数可按注顶标高取值 柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载 仍取为均布的 其对排架的作用则按作用 在柱顶的水平集中风荷载标准值 Fw 考虑 这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值 柱顶至室外地面的高度为 Z 7 6 0 15 2 4 10 35m 天窗檐口至室外地面的高度为 Z 7 6 0 15 2 4 1 3 2 6 15 65m 按线性内插法确定 z 柱顶 01 1 1015 114 1 1035 10 0 1 z 天窗檐口处 1582 1 1015 114 1 1065 15 0 1 z 左风情况下风荷载的标准值 精品文档 13欢迎下载 q1k s1 zWoB 0 8 1 01 0 55 6 2 667KN M q2k s2 zWoB 0 4 1 01 0 55 6 1 333KN M 柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算 其风压高度变化系数统 一按天窗檐口处 z 1 1582 取值 其标准值为 Fwk s zWohB 0 8 0 4 1 1582 0 55 6 1 4 0 4 0 2 0 5 0 5 1 1582 0 55 6 1 3 0 6 0 6 0 6 0 5 1 1582 0 55 6 2 6 0 7 0 7 0 6 0 6 1 1582 0 55 6 0 3 30 27KN 右风和左风情况对称 方向相反 Fwk 30 27KNFwk 30 27KN q1k 1 333KN M q1k 1 333KN M q1k 2 667KN M 图 9 风荷载作用下双跨排架的计算简图 五 内力分析五 内力分析 本单层厂房是两胯的对称结构 C 主和 A 柱受力完全一样 因此只要计算 AB 就可以了 本厂房为两跨等高排架 可用剪力分配法进行排架结构的内力计算 在各种 荷载作用柱顶按可动铰支座计算 不考虑厂房的空间工作 这里规定柱顶不动铰支 座反力 R 柱顶剪力 V 和水平荷载自左向右为正 截面弯矩以柱左侧受拉为正 柱的轴力以受压为正 1 计算剪力分配系数 单位力作用下悬臂柱的柱顶位移 u H3 C0ECIL C0 3 1 3 1 n n 计算有关参数 精品文档 14欢迎下载 AC 柱 Hu H 3 5 12 05 0 290 n Iu IL 5208 106 51942 92 106 0 104 C0 3 1 3 1 n n 3 1 0 2903 1 0 104 0 104 2 479 B 柱 Hu H 3 5 12 05 0 290 n Iu IL 14291 67 5 106 74060 88 106 0 1998 C0 3 1 3 1 n n 3 1 0 0 2903 1 0 1998 0 0 1998 2 733 单位力作用下悬臂柱的柱顶位移 A C 柱 uA uC H3 C0ECIL 120503 2 479 EC 50109 375 106 14 085 EC B B 柱 uB H3 C0ECIL 120503 2 733 EC 71509 375 106 18 953 EC 令 Ki 1 ui K Ka kb kc 1 uA 1 uB 1 uc 0 2537 EC 所以 三根柱的剪力分配系数为 A K A K 0 2798 B K B K 0 440 c Kc K 0 2798 验算 A B c 1 0 当柱顶有水平荷载 F 时 求出剪力分配系数后 即可求出柱顶剪力 VA AF VB BF Vc cF 求出柱顶剪力后 即可按悬臂柱绘出结构的内力图 下面进行各种荷载走 作用下排架的内力 2 恒载下排架内力 G1ak 298 37KN G2ck 21 875KN G1ck 298 37KN G2Bk 30 625KN G1bk 596 74KN M1ck 29 837KNM M2ck 125 908KNM M1ak 29 837KNM G2ak 21 875KN M2ak 125 908KNM 精品文档 15欢迎下载 图 10 永久荷载作用下双跨排架的计算简图 对 M 作用进行排架分析 对图 10 中的竖向荷载所产生的轴力直接累加 各柱顶不动铰支座的支座反力 C1 1 5 1 2 n 1 n 1 3 1 n n 1 5 1 0 2902 0 104 1 0 104 1 0 2903 1 0 104 0 104 2 1376 C3 1 5 1 2 1 3 1 n n 1 5 1 0 2902 1 0 A 柱 0 290 n 0 104 2903 1 0 104 0 104 1 1353 R1 MC1 H 29 837 2 1376 12 05 5 2929KN R2 MC3 H 125 908 1 1353 12 05 11 8625KN 所以 RA R1 R2 17 1154KN B 柱 RB 0 C 柱 RC RA 17 1154KN 所以 假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 0 所以 各柱顶的实际剪力为 VA RA 17 1154KN VB RB 0 VC 17 1154KN 图 11 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 现把各柱的轴 力算过程叙述如下 弯矩和剪力的计算从略 排架的弯矩图 柱底剪力 向 Q1Ak 31 5KN M1Bk 4 725KNM Q1Bk 31 5KNQ1Bk 31 5KNQ1Ck 31 5KN M1Ck 3 15KNM M2Ck 12 6KNM M1Ak 4 725KNM M2Ak 12 6KNM M1Ak 3 15KNM 精品文档 16欢迎下载 左为正 和轴力图如图 12 所示 柱轴力标准值计算 AC 柱 柱顶 N 298 37KN 上柱底 N 298 37 21 875 320 245KN 下柱顶 N 320 245 43 8 364 045KN 下柱底 N 364 045 51 78 415 825KN B 柱 柱顶 N 596 74KN 上柱底 N 596 74 30 625 627 365KN 下柱顶 N 627 365 43 8 2 714 965KN 下柱底 N 714 965 56 43 771 395KN a 永久荷载作用下的弯矩 KNM 图和柱底剪力 KN b 永久荷载作用下的轴力 KN 图 12 永久荷载作用下排架的内力图 3 屋面活荷载下的内力 A 柱 Hu H 0 290 n Iu IL 0 104 C1 2 1376 C3 1 1353 R1 M1AKC1 H 3 15 2 1376 12 05 0 559 KN R2 M2AKC3 H 12 6 1 1353 12 05 1 187KN 所以 RA R1 R2 1 746KN B 柱 Hu H 0 290 n Iu IL 0 199 C1 1 5 1 2 n 1 n 1 3 1 n n 1 5 1 0 2902 0 1998 1 0 197 1 0 2903 1 0 1998 0 1998 1 827 RB R1 M1bkC1 H 4 725 1 827 12 05 0 716KN C 柱 Rc 0 所以 假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 2 462KN 所以 各柱顶的实际剪力为 VA RA AR 1 057KN VB RB B R 0 367 KN VC Rc cR 0 689 KN 771 395 714 965 627 365 51 359 V 17 1154V 17 1154 415 825 51 356 28 97328 973 30 927 94 98194 981 30 927 320 245 364 045 298 37 596 74 415 825 320 245 364 045 298 37 9 1474 V 0 689 3 0135 V 0 367 V 1 057 8 30245 6 00950 5495 4 74 12 3 2 4115 精品文档 17欢迎下载 Vi 0 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 4 吊车荷载作用下的排架内力 不考虑厂房整 体空间工作 1 AB 跨有吊车荷载 Dmax k作用在 A 柱 Dmin k作用在 B 柱时排架内力分析 其计算简图如图 14 所 示 A 柱 0 290 n 0 104 C3 1 1353 H Hu l u I I RA R2 C3 35 904 1 1353 12 05 H M kmax 3 3827 图 14 B 柱 0 290 n 0 1998 H Hu l u I I C3 1 5 1 2 1 3 1 1 5 1 0 2902 1 0 2903 n 1 1 1 25175 1998 0 1 0 7314 6 25175 1 05 12 8 64 3 min 2 C k B RC KNC H M RR 柱 所以 假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 3 3487 所以 各柱顶的实际剪力为 RRR AAA 3197 43487 32798 0 3827 3 Dmax k 359 04 Dmin k 86 4 Kmax k 35 904KN Kmin k 83 52KN 精品文档 18欢迎下载 RRR BBB 2580 53487 3440 0 7314 6 RRR CCC 93697 0 3487 3 2798 0 0 0 i V 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 排架的弯距图 柱底剪力 向左为正 和轴力图如图 15 所示 a Dmax k在 A 柱时的轴力 KN b Dmax k作用在 A 柱时的弯距和柱底剪力 图 15 2 AB 跨有吊车荷载 Dmax k作用在 B 柱 Dmin k作用在 A 柱时排架内力分析 其计算 简图如图 16 所示 A 柱 00290 n 0 104 C3 1 1353 H Hu l u I I RA R2 C3 3 3827 H M kmin B 柱 0 290 n 0 1998 H Hu l u I I C3 1 5 1 2 1 3 1 1 5 1 n 1 0 2902 1 0 2903 1 1 25175 290 0 1 RB R2 C3 64 8 1 25175 12 05 6 7314KN 图 16 H M kmin C 柱 RC 0 所以 假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 3 3487 Dmin k 111 36 Dmax k359 04 Mmin k 11 136KNMmax k 269 28KN 精品文档 19欢迎下载 所以 各柱顶的实际剪力为 VA RA AR 3 3827 0 2798 3 3487 4 3197 VB RB BR 6 7314 0 440 3 3487 5 2580 VC RC CR 0 2798 3 3487 0 93697 0 i V 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 排架的弯距图 柱底剪力 向左为正 和轴力图如图 17 所示 图 17 3 BC 跨有吊车荷载 Dmax k作用在 B 柱 Dmin k作用在 C 柱时排架内力分 析 其计算简图如图 18 所示 B 柱 0 300 n 0 200 C3 1 31 H Hu l u I I RB R2 C3 353 87 1 31 13 45 34 47 H M kmax C 柱 0 260 n 0 104 H Hu l u I I RC R2 C3 11 66 1 215 13 45 1 05KN H M kmin A 柱 RA 0 29 3601 76 204 20 7201 V 16 0229 精品文档 20欢迎下载 所以 假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 33 42 所以 各柱顶的实际剪力为 VA RA AR 0 282 33 42 9 42KN VB RB BR 34 47 0 434 33 42 19 97KN VC RC CR 1 01 0 282 33 42 10 47KN 0 i V 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 排架的弯距图 柱底剪力 向左为正 和轴力图如图 19 所示 图 18 85 27 a Dmax k在 B 柱时的轴力 KN b Dmax k作用在 B 柱时的弯距和柱底剪力 图 19 4 BC 跨有吊车荷载 Dmax k作用在 C 柱 Dmin k作用在 B 11 662KN Dmin k116 62 353 87 KN Dmax k 471 83 精品文档 21欢迎下载 B 柱 0 260 n 0 200 C3 1 31 H Hu l u I I RA R2 C3 87 47 1 31 13 45 8 52 H M kmax C 柱 0 260 n 0 104 C3 1 215 H Hu l u I I RC R2 C3 47 18 1 215 13 45 4 26KN H M kmin A 柱 RA 0 所以 假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 4 26 所以 各柱顶的实际剪力为 VA RA AR 0 282 4 26 1 20KN VB RB BR 8 52 0 434 4 26 6 67KN VC RC CR 4 26 0 282 4 26 6 11KN 0 i V 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 排架的弯距图 柱底剪力 向左为正 和轴力图如图 21 所示 6 67 a Dmax k在 B 柱时的轴力 KN b Dmax k作用在 B 柱时的弯距和柱底剪 力 图 21 BC 跨有吊车 Dmax k作用在 C 柱时排架内力图 5 作用于 AB 跨 即 AB 跨有吊车 max T Dmax k 471 83 87 47KN Dmin k116 62 47 18KN 图 20 Dmax k作用在 C 柱 Dmin k作用 在 D 柱时排架计算简图 精品文档 22欢迎下载 吊车水平荷载 Tmax k的作用点距柱顶的距离 y 3 5 0 9 2 6m y Hu 0 743 因此排架柱顶不动铰支座的支座反力系数 C4需用线 形内插法确定 A C 柱 0290 n 0 104 当 y 0 7 Hu时 C4 2 2 1 3 0 243 n 0 1 2 1 3 1 n 1 0 698 当 y 0 8 Hu时 C4 2 2 4 3 0 112 n 0 1 2 1 3 1 n 1 0 654 所以当 y 0 743Hu时 C4 0 582 0 743 0 7 0 532 0 582 0 8 0 7 0 607 B 柱 0 290 n 0 1998 C4 2 2 1 3 0 234 n 0 1 2 1 3 1 n 1 0 679 当 y 0 8 Hu时 C4 2 2 4 3 0 112 n 0 1 2 1 3 1 n 1 0 689 所以当 y 0 743Hu时 C4 0 689 0 743 0 7 0 646 0 689 0 8 0 7 0 670 柱顶不动铰支座反力的计算 A 柱 RA R2 C4Tmax k 0 679 12 97 8 81KN B 柱 RB R2 C4Tmax k 0 670 12 97 8 69KN C 柱 RC 0 所以 假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 17 5KN 所以 各柱顶的实际剪力为 VA RA AR 8 86 0 2798 17 5 3 194KN VB RB BR 8 69 0 440 17 5 0 99KN VC RC CR 0 440 17 5 4 897KN 0 i V 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 排架的弯矩图 柱底剪力和轴 如图所示 柱的轴力为零 10 1764 2 026 8 028 17 1395 110 637 75 4028 V 3 914 V 0 99 V 4 897V 4 897 2 026 10 1764 75 4028 8 028 110 637 17 1395 59 01 59 01 V 3 914 V 0 99 精品文档 23欢迎下载 5 风载下的排架内力 1 左风情况 在均布风荷载作用下 各柱顶不动铰支座反力的计算 图 16 A 柱 0 290 n 0 104 C5 3 1 4 1 n 1 8 1 3 1 n 1 0 3745 RA C5qH 0 3745 2 667 12 05 12 0369 C 柱 Hu H 0 290 n Iu Il 0 104 C5 0 3745 RC C5qH 0 3745 1 333 12 05 6 0155KN 所以 假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和 R RA RB RC 18 0254KN 所以 各柱顶的实际剪力为 VA RA AR AFw 1 4837KN VB RB BR BFw 21 26KN VC RC CR CFw 7 5051KN Fw i V 各柱顶的实际剪力求出后 即可按悬臂柱进行内力计算 排架的弯矩图 柱底剪力和轴力图如图 23 所示 柱的轴力为零 2 右风情况 其计算简图如图 所示 由于对称性 右风作用时的内力图如 图所示 图 23 左右风情况排架的弯矩 图 精品文档 24欢迎下载 六 最不利内力组合六 最不利内力组合 1 荷载组合系数 关于荷载组和系数 风荷载 0 6 其他 0 7 准永久 值系数风 0 屋面 活荷载 不上人 0 上人 0 4 吊车 0 6 四台吊车的转换系数为 0 8 0 9 2 控制截面 上柱底 I I 下柱顶 II II 下柱底 III III 每一个控制截面均进行基 本组合 用于柱配筋计算和基础设计 标准组合 用于柱裂缝宽度验算和地 基承载力设计 由于地质条件较好 本题不进行地基变形验算 否则还应增加 III III 截面的准永久组合 基本组合采用的荷载组合方式用规范给出的简化组合方式 即 1 恒荷载 0 9 任意两个或者两个以上活荷载之和 2 恒载 任意活载 标准组合 也可采用上述的基本组合规则 但荷载的分项系数均为 1 0 最不利内力 VMN VMN VNM VNM MIN MAX MAX MAX 及相应的 及相应的 及相应的 及相应的 3 内力组合表 分别对 A B 柱 绘制内力组合表 由附表给出 七 柱的设计七 柱的设计 一 A C 柱截面设计 砼 强度等级 C25 f 11 9N MM f 1 27N MM 0 55 c 2 t 2 B 上柱 1521 71KN 9 1146550055 0 10 cbb bfhN 下柱 mmh1265351300 0 在腹板范围内75 6951265 55 0 00 h 精品文档 25欢迎下载 KNbfhfbbhN cbcffb 2 1318 9 1175 659100112 100500 101 上柱高 3 5m 下柱高 8 55m 总高 12 05m 柱截面尺寸见表 确定柱的计算 长度 排架方向 当考虑吊车荷载时 上柱 下柱 mHl Ll 55 8 0 1 当不考虑吊车荷载时 上柱 下柱 mHl Ll 12 1505 1225 1 25 1 垂直于排架方向 按无柱间支撑 当考虑吊车荷载时 上柱 下柱 mHl Ll 55 8 0 1 当不考虑吊车荷载时 上柱 下柱mHull25 5 5 1 下柱 mHll46 1405 122 12 1 该厂房工作环境属一类环境 预制构件砼保护层 按规范要求 取 25 mm 则 35mm s s 本设计采用对称配筋 选取内力时 只考虑弯矩绝对值 经分析 对基本组 合所选择的不利内力见表 截面 MN 是否为吊车荷载初步判别大小偏心 122 9423 99 是大偏压 615384 30 是大偏压 122 39424 99 是大偏压 66 49384 31 否大偏压 4 75384 31 是大偏压 I I 17 51476 44 是 大偏压 9 08838 97 是小偏压 217 46573 31 是大偏压 27 35878 66 是大偏压 II II 131 57452 19 是大偏压 mHl Uu 0 75 30 20 2 mHl Uu 0 75 30 20 2 mHl Uu 25 5 5 35 15 1 精品文档 26欢迎下载 84 87939 57 是大偏压 517 66901 11 否大偏压 389 5647 54 是大偏压 521 25 975 99 是大偏压 527 98498 99 是大偏压 III III 25 981001 64 是小偏压 取舍原则 对大偏压 M 相等或接近时 取 N 小者 N 相等或接近时 取 M 大者 对小偏压 M 相等或接近时 取 N 大者 N 相等或接近时 取 M 大者 上柱配筋计算 115145 0 7 0 115 31000 99 424 250000 9 11 5 0 5 0 30720287 2020 30 287 0 99 424 39 122 25 5 0 7 99 424 39 122 20 11 0 0 0 hl N fcA mmeee mmmm h ea m N M e mlmlKNNKNMM ai oyox 偏心距的影响考虑挠度的二阶效应对 中的大值 故取和取 212 1 1400 1 1 21 2 0 0 h l h ei 5 139465 3 03 0372307 212 1 0 按大偏压计算mmhmmei mma h ee si 58735250372 2 mmhmm bf N x b c 8 255465 55 0 2 71 500 9 11 424990 0 1 2 0 0 23 517 2 mm ahf xhfcbxNe AA sy ss 精品文档 27欢迎下载 115145 0 7 0 1112 3 1000 44 476 250000 9 11 5 0 5 0 7 5620 7 36 2020 30 7 36 44 476 51 17 25 5 0 7 44 476 51 17 20 11 0 0 0 hl N fcA mmeee mmmm h e m N M e mlmlKNNKNMM ai a oyox 偏心距的影响考虑挠度的二阶效应对 中的大值 故取和取 148 2 1400 1 1 21 2 0 0 h l h ei mmei79 121 7 56 148 2 mma h ee si 79 3363525079 121 2 假设为大偏压 mmhmm bf N x b c 8 255465 55 0 1 80 500 9 11 476440 0 1 0 2 0 0 sy ss ahf xhfcbxNe AA 上柱截面选定分别为 ss AA 203 2 941mmAA ss 按最小配筋率 2 500250000 002 0 mmAA ss 另外005 0 008 0 250000 1882 AAA ss 垂直于排架方向承载力验算 按轴心受压验算 查表得 5 10 5 0 25 5 25 5 0 b l ml o 97 0 NKNAfAfNu sycc 5 3070 2 941 300 2 941250000 9 11 9 0 9 0 所以垂直于排架方向承载力满足要求 下柱截面的配筋计算 选 III III 截面 精品文档 28欢迎下载 11557 6 3 1 55 8 0 1145 1 1000 11 901 220000 9 11 5 0 5 0 2 612 1 42571 1 42 30 20 30 57 0 11 901 66 517 55 8 55 8 0 1 11 901 66 517 20 11 0 00 0 hl N fcA mmeee mm h mm h ea m N M e mlmHlKNNKNMM ai oylox 偏心距的影响考虑挠度的二阶效应对 中的大值 故取和取 063 1 1400 1 1 21 2 0 0 h l h ei 先按大偏压计算 75 6951265 55 0 2 309 45 151 500 9 11 11 901 0 1 1 1 h bf bbhfN x xh bf N x b c ffc f fc 重新求此时中和轴在翼缘内 则可按大偏压计算 mmei58 73975 695 063 1 mma h ee si 58739 2 22 0 00 4401000 220 002 0 2 843 2 2 mmmm ahf hhhbbxhbxfcNe AA sy fff ss 2 1265204mmAA ss 选 垂直于排架方向承载力 按轴心受压构件计算 2 83 98 102 55 8 y oy yox r l mmrmml 查表可得 65 0 精品文档 29欢迎下载 满足要求 KNNKNNu27 57651690 2 1265 300 2 1265220000 9 11 65 0 9 0 下柱再计算一个小偏心受压的情况 11555 8 1 55 8 0 11341 1 1000 99 975 220000 9 11 5 0 5 0 23 576 1 42 7 534 1 42 30 20 30 07 534 55 8 55 8 0 1 99 975 25 521 20 11 0 00 0 hl N fcA mmeee mm h mm h ea m N M e mlmHlKNNKNMM ai oylox 偏心距的影响考虑挠度的二阶效应对 中的大值 故取和取 067 1 1400 1 1 21 2 0 0 h l h ei mma h ee si 83 122935650 2 576 067 1 2 先按大偏压计算 mmhmm bf bbhfN x b c ffc 75 6951265 55 0 15 372 0 1 1 应按大偏压计算 属于大偏心受压情况 其他各不利内力的配筋计算从略 最终确定上柱的受力钢筋为 下柱两边的受力钢筋为 203 204 下柱截面的配筋计算 选 III III 截面 N 1010 55KN 1 0 7 85m 1 0 7 85mMKNM34 510 OX L L H oy l L H 精品文档 30欢迎下载 M N 510 34 1010 55 0 505m 0 e 取 30 和 20mm 中的大值 故取 30 33 3mm a e 0 h 0 h 505 33 3 583 3mm i e 0 e a e 考虑挠度的二阶效应对偏心矩的影响 1 0 5 A N 0 5 11 9 167500 1015 55 103 0 986 c f h 7 85 1 7 85 15 1 0 L 2 1 h 1 1 08 0 1400 1 h ei 0 l 2 2 二 柱裂缝宽度验算 在柱的标注组合中 上柱 下柱 需要进行跨度裂缝验算的不利内力 见表 5 裂缝宽度验算的不利内力表 表 5 MN 偏心距 M N 91 74348 604263 181 1 90 2320 25284 93 2 2 3 3384 47415 82924 6 现在以的情况来验算最大裂缝宽度 82 415 47 384KNNMKNM 008 0 9 1 te eq s cr cr d c E 构件力特征系数mmd mm N E eqScr 20 102 1 2 2 5 0114 0 100500 112650100 1256 TE s te A A 最外层受拉钢筋外边缘至受拉底边的距离 mmc25 精品文档 31欢迎下载 S K sk Ah heN 0 0 0 1 1557 6 3 1 55 8 0 s h I 3 0 3 021 0 0114 0 20 08 0 259 1 102 18 193 573 0 1 2 573 0 18 1930114 0 78 1 65 0 1 165 0 1 1 18 193 12561265817 0 1265817 0 6 1539415820 817 0 539 61 1265 348 0 1 12 0 87 0 354 0 1265 100 112 400500 1 12 0 87 0 6 1539 61535265 min min 5 max 2 2 0 2 0 0 其他截面验算从略 度的限制一类环境中最大宽缝裂 可以计算出 受压翼缘其中 mm mmmm f mm N bh hbb v e h v mmyeemmy skte tk sk f s sss f f 三 牛腿设计 1 几何尺寸 如图所示 mmhmmahh mm bf Fvs h bhf Fvs mm fcaFvs h a bhf Fvs F Fvs F KNGDFvs tk tk tk tkhs hs k 400 38335348 17 348 50078 1 65 0 4028405 05 0 65 0 5 0 N 78 1 25 0 5 0 5 01 0 84 402 8 4304 359 0 0 2 0 3max 取 故 砼作用在位于牛腿内 2 牛腿配筋计算 1300 500 750 100 400 300 牛腿几何尺寸 精品文档 32欢迎下载 由于 故牛腿纵向配筋按构造计算 取 40 vs F 固不设弯筋 箍筋0 8 100 a 12 3 吊车梁下局部受压验算 mmmmdl ddd f f l mm N A F a t y a s vs 400 8 3961207 3307 33 10400400 07 33 27 1 300 14 0 925 8 9 1175 057 3 400300 402840 2 取 垫板取 4 柱的外观尺寸 插入杯口的深度 按表取 按钢筋锚固长度mm900 mmla54 7271207 33 假定柱长 95 129 005 12m mhl6475 0 95 1205 0 故柱插入杯口的长度取满足要求 mm900 范围内作成工字型 以致牛腿下以上mmmm20020000 0 四 柱吊装的验算 柱的自重 上柱 m KN g25 6 2525 0 1 牛腿部分 m KN g 5 17254 15 0 1 精品文档 33欢迎下载 M3 柱吊装验算图 M2M1 g3 g1 g4g2 下部工字形部分 m KN g5 52522 0 1 下部矩形部分 m KN g25 16253 15 0 1 采用吊点起吊没 绑扎点在牛腿根部 采用翻身起吊 计算见图如图所示 何在计算所需乘以动力系数 1 5 则 上柱截面满足要求 按双筋截面计算 永久荷载分项系数 结构重要系数 取 其中 处受弯承载力的验算承载力的验算 变截面 计算过程从略 也可以求得 10 G0 1G01 3 22 2 2 1 4321 396 12135465941300 0 9 01 6242 572 19 0 99 38 32 52 375 9 25 26 4 05 0 4 05 3 375 9 5 0 42 575 3375 9 5 0 375 24 25 8 5 26 375 9 MahAfM MKNMM MKNM MKNM MKNM m KN g m KN g m KN g m KN g ssy k k k k 下柱截面配筋为 界面高度为 所以下柱吊装验算也满足要求 204 mm1300 裂缝宽度验算 变截面处 精品文档 34欢迎下载 mmmm f bh A mm N hA M skte tk s te s k sk 3 0055 0 008 0 22 08 0 5 29 1 102 83 150 141 0 1 2 141 0 83 150008 0 78 1 65 0 1 165 0 1 1 014 0 5005005 0 941 5 0 83 150 46594187 0 1052 57 87 0 5 max 2 6 0 1 其他截面验算从略 五 柱下基础设计 以 A 柱基础为例基础形式采用柱下独立基础形式 基础下采用垫层 C10 混凝 土 预制柱和基础之间采用 C30 细石混凝土填充 基础设计的内容包括 按地基承载力确定基础地面尺寸 按基础抗冲切和抗 剪承载力要求确定基础高度 由于该单层厂房地基条件和荷载条件 满足地 基基础设计规范关于不尽心地基变形验算的条件 因此 本设计部进行地基 变形验算 1 按构造要求确定基础高度尺寸 见图 前面确定了预制柱插入基础的深度为 柱底留 50的间隙用 C30 细mmh900 1 mm 石混凝土填充 根据表基础杯底厚度 杯壁厚度 满足基mma200 1 mmt3600 础梁支撑宽 度要求 则基础的高度为 mmahh11505020090050 11 与前面假定的基础高度 1000略有误差 mm 可以满足设计的要求 杯壁高度按台阶下 2 h 面的基础抗冲切条件确定 应尽量使得大 2 h 一些以减少混凝土的用量 基础地面尺寸按 地基基础承载力条件确定 不要选择过大 基础的构造如图所示 2 柱底截面不利内力选择 a 进行基础设计时候选用以下三组按荷载标准组合确定的最不利贝利 1 KNVKNN m KN M14 70 057 703 7 371 基础构造图 V M M pmax a 0 15 N V N b pmin 50 400 300 0 00 75 1 950 1150 精品文档 35欢迎下载 2 KNVKNN m KN M67 66 54 756 67 379 3 KNVKNN m KN M14 70 8 415 47 384 b 进行机车设计时候选用以下三组按荷载基本组合确定的最不利不内力 1 KNVKNN m KN M75 89 1 901 66 517 2 KNVKNN m KN M 1 89 975 25 521 3 KNVKNN m KN M32 23 5 647 49 389 3 基础底面尺寸确定 地基承载力特征值确定 根据设计任务书地基持力层承载力特征值 按地基基础设 2 200 m KN fak 计规范的要求 需要进行跨度和深度的修正 由于基础宽度较小 一般小于 3 故仅仅考虑基础埋深的修正 经修正后的地基承载力特征值为 m 2 2 48 3182 1 4 265 5 08 1 5 176 1220 5 0 m KN f m KN dff a mdaka 2 换算到基础底面的弯矩和轴向力标准值 由维护墙和基础梁传得基础顶面的永久荷载值 对基础KNG KA 464 298 6 中心线的偏心弯矩为 见图 mme620 6 传到基础底面的弯矩和轴力标准值为 KNN MKNM KNN MKNM KNN MKNM K K K K K K 264 714464 298 8 415 64177 0 464 29815 1 32 2347 384 7 1055464 29854 756 29 22677 0 464 29815 1 47 6667 379 521 1001464 29807 03 7 415 21877 0 464 29815 1 55 66 7 371 1 1 1 1 第三组 第二组 第一组 按地基承载力确定基础底面尺寸 先按第二组内利标准值计算基础底面尺寸 精品文档 36欢迎下载 基础的平均埋深 md875 1 2 15 0 8 1 按中心受压