混凝土课程设计设计书王鹤25111201016.doc

实训大厅设计书 学号：25111201016姓名：王鹤班级：12级土木工程指导老师：罗爱忠2012级土木工程专业课程设计混凝土课程设计任务书一、设计题目设计题目： 贵州工程应用技术学院实训大厅结构设计二、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，A4级工作制，相关参数见下表3、 建设地点为毕节市（基本雪压0.25 KN/m2，基本风压0.30KN/m2）4、 建筑区域自然地坪下0.8m为回填土，下层为均匀红粘土，地基承载力为220kPa，土的天然重度为17.5kN/m3。表1 吊车序号及牛腿标高左侧吊车右侧吊车跨度C1C1C1C1C2C2C2C2C3C3C3C38123456789101112C18131415161718192021222324C28252627282930313233343536C39373839404142434445464748C19495051525354555657585960C296132636465666768C3牛腿标高6.56.66.87.07.27.47.68.08.49.29.59.8表2 吊车的有关参数参数表吊车序号起重量(kN)桥垮Lk(m)小车重g(kN)最大轮压Pmax(kN)大车轮距K（m）大车宽B（m）车高H（m）吊车总重(kN)C1300/5010.51082774.76.132.4693949.51082654.76.132.469361C2200/5010.570.11964.45.62.1842909.570.11874.45.62.184264C3150/5010.567.71684.45.62.1842799.567.71604.45.62.1842545、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：8m跨36.2kN/榀，9m跨40.72kN/榀（均包括支撑自重）（2）吊车梁选用钢筋混凝土截面梁，梁高900mm，自重标准值39kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层高度200mm。（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34kN（包括自重，侧板和窗扇支撑等自重）（4）天沟板自重标准值为2.02kN/m。（5）围护结构采用240mm厚面粉刷墙，自重5.24kN/m2。围护结构支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm450mm，自重2.7kN/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：0.4kN/m2。25mm厚水泥砂浆找平层：0.5kN/m2。100mm珍珠岩制品保温层：0.4kN/m2。一毡二油隔气层：0.05kN/m225mm厚水泥砂浆找平层：0.5kN/m26m预应力大型屋面板：1.4kN/m2四、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A4打印装订。2、施工图A2打印，并按相关规定进行绘图。一：截面假设，材料选择。上柱 下柱 柱：砼C30钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335箍筋采用HPB300基础：砼 强度等级C25（） 钢筋 采用HRB335级钢筋（）二：荷载计算。1. 恒荷载（1） 屋盖自重 三毡四油防水层上铺小石子 25mm厚水泥砂浆找平层 100mm珍珠岩制品保温层 一毡二油隔气层 25mm厚水泥砂浆找平 层 6m预应力大型屋面板 屋架 天窗 天沟板 则屋架一端作用于柱顶的自重设计值： （2） 柱自重上柱: 下柱: （3）吊车梁及轨道自重 2. 屋面活荷载 由荷载规范查得屋面活荷载标准值为（因屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载）。 3. 风荷载 由荷载规范查得毕节地区基本风压（按50年重现期考虑）为 风压高度变化系数（按B类地面粗糙度取）为 在柱顶 （按取） 在檐口处 （按取） 在对屋顶 （按取） 在对屋顶 （按取）风载体型系数如图所示，故风荷载标准值为： 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 风荷载作用下计算简图如下图所示。4. 吊车荷载 由表2可知左侧右侧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作用于每一轮子上的吊车横向水平刹车力则作用于排架柱顶上的吊车横向水平荷载为三：内力计算。 1.恒荷载（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。从附表15-2及附表15-3查得 （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750mm,则得 2. 屋面活荷载作用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 3. 风荷载作用 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0.则可按单根悬臂柱进行计算。如图所示。当柱顶作用集中风荷载 当墙面作用于均布风荷载时，有附表图15-8查得 当正风压力作用在A柱时横梁内反力R，如图 则A柱的内力为当负风压力作用在A柱时，如图，则A柱的内力为4. 吊车荷载（1） 当值作用于A柱，根据,从附表15-3查得，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：按剪力分配进行计算，由于结构对称，则剪力系数相等， 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 (a) (b)（2）当值作用于A柱时,如图（b) （3） 当值自左向右作用时由于值同向作用在A,B柱上，因此排架的横梁内力为0，则得A柱的内力为如图所示（4） 当值自右向左时其内力值与（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。 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荷载序号12345678截面19.909349.4216.584291.072.98650.42.4884.9845.8638.20-52.81-43.99-54.95-45.77-54.95-45.7730.3125.25-30.31-25.25截面-30.907403.9-25.746336.45-6.99250.4-5.82541.9845.8638.20-52.81-43.99164.31626.45136.87521.837.05117.155.8797.5930.3125.25-30.31-25.25截面47.393447.4610.4439.478372.738.6974.75350.41.673.95941.981.39255.9238.17213.1831.80-235.68-30.72-196.32-25.5946.56626.45-15.738.78521.83-13.08-110.7177.15-15.793.1297.59-13.08236.9327.55197.3622.95-236.93-27.55-197.36-22.95 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(kN.m)N(kN)M(kN.m)N(kN)M(kN.m)N(kN)V(kN)由可变荷载效应控制的组合（简化规则）1+0.9(2+3)1+0.9(3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)63.87394.78185.52967.71537.141056.6356.961+0.9(4+6+8)1+0.9(2+4+6+8)1+0.9(4+6+8)-104.35349.42-105.66554.7-477.59606.9-56.131+0.9（2+3）1+0.9（2+3+5+7）1+0.9（2+3+5+7）63.87394.78179.231013.07537.141056.6356.961+0.9(4+6+8)1+0.9(4+6+8)1+0.9(4+6+8)-104.35349.42-99.37509.34-477.59606.9-56.13 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I-III-IIIII-IIIkN.mkNkN.mkNkN.mkNkN标准组合荷载效应的组合值：活：0.7风：0.6吊车：0.71+3+0.7*21+5+0.6*3+0.7*71+3+0.7（2+5+7）56.53294.56151.72858.28420.76767.448.381+4+0.7（6+8）1+4+0.7（2+6+8)1+4+0.7（6+8）-77.12291.07-87.38434.15-229.81441.04-42.111+3+0.7*21+5+0.7（2+7）+0.6*31+5+0.7（2+7）+0.6*356.53294.56147.64887.67347.09923.9531.741+4+0.7（6+8）1+4+0.7（6+8）1+4+0.7（6+8）-77.12291.07-83.3404.76-229.81441.04-42.11六：柱子设计1. 上柱配筋计算 从表2中选取两组最不利的内力 （1）按计算 。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 故取 又因 则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 属于大偏心受压情况，则 按 截面的偏心距为 说明属于大偏心受压则综合以上2种情况，选用每侧为218（)2. 下柱配筋计算。如上面上柱配筋计算。选取最不利荷载（1） 按第一种计算， ，需考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，其偏心距为 则 故按大偏心受压构建计算 （2） 按M2，N2计算 按大偏心受压构件计算。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3. 柱裂缝宽度计算（1） 从表3可知，,进行裂缝宽度验算， 故而满足要求(2) 下柱 从表3中取一组荷载效应组合值 满足要求。4. 运输，吊装阶段验算 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。5. 柱的牛腿设计(1)荷载计算吊车竖向荷载 吊车梁加轨道重 - 共计 670.93kN（2） 截面尺寸验算 取牛腿外形尺寸h1=250mm,h=500mm,C=400mm,则h0=700-35=665mm,a=750-800+200,故取得a=0。 倾角, 故满足要求。（3） 纵筋截面面积，Fv=670.93kN,因为a=0，故可按构造要求配筋，a0.3h0,牛腿不需设置弯起钢筋，取a=0.3h0=200mm， 选用，箍筋选用间距100mm。6. 基础设计。 （1）荷载 按地基规范（GB50007）规定，对地基承载力特征值为、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变形验算。从表3中选取两组内力进行基础底面计算： 由基础梁传至基础顶面的荷载： 240mm厚砖墙 窗重(钢窗玻璃窗） 基础梁 合计： G5=285.54kN 由基础梁传来的荷载设计值为： 则相应的偏心弯矩标准值 （2）基础底边尺寸取基础高度h=800+50+250=1.1m,基础埋深d=1.1+0.5=1.6m,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 由相关资料可知，则修正后地基承载力特征值 取第一组数据 因为，则取b=3.5m,l=2m。修正后b=3.5m,l=2m (1） 按第一组荷载验算，其基础地面荷载效应标准值为 验算1 因，此时基础底面最大应力值按下式计算 （2） 按第二组荷载验算，其基础地面荷载效应标准值为 经过验算，满足。（3） 基础抗冲切验算 从表2中取