重庆大学单层厂房设计详细计算书

1、.：.；钢筋混凝土构造课程设计计算书及设计阐明课程称号： 混凝土构造设计 设计标题： 钢筋混凝土单层厂房构造设计 题 号： 23号 姓 名： 完成时间： 2021年11月 目录 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc374053591 一、 钢筋混凝土单层厂房构造课程设计义务书 PAGEREF _Toc374053591 h 3 HYPERLINK l _Toc374053592 1. 设计标题 PAGEREF _Toc374053592 h 3 HYPERLINK l _Toc374053593 2. 设计内容 PAGEREF _Toc374053593 h 3 H

2、YPERLINK l _Toc374053594 3. 设计资料 PAGEREF _Toc374053594 h 3 HYPERLINK l _Toc374053595 二、 钢筋混凝土单层厂房构造课程设计计算书 PAGEREF _Toc374053595 h 3 HYPERLINK l _Toc374053596 1. 选做题号资料： PAGEREF _Toc374053596 h 3 HYPERLINK l _Toc374053597 2. 选定规范构件 PAGEREF _Toc374053597 h 3 HYPERLINK l _Toc374053598 2.1 预应力混凝土屋面板 PA

3、GEREF _Toc374053598 h 3 HYPERLINK l _Toc374053599 2.2 预应力混凝土折线形屋架 PAGEREF _Toc374053599 h 3 HYPERLINK l _Toc374053600 2.3 天沟板 PAGEREF _Toc374053600 h 3 HYPERLINK l _Toc374053601 2.4 吊车梁 PAGEREF _Toc374053601 h 1 HYPERLINK l _Toc374053602 2.5 吊车轨道结合 PAGEREF _Toc374053602 h 3 HYPERLINK l _Toc374053603

4、 2.6 主要构件选型详表 PAGEREF _Toc374053603 h 3 HYPERLINK l _Toc374053604 3. 排架计算 PAGEREF _Toc374053604 h 3 HYPERLINK l _Toc374053605 3.1 计算单元及计算简图 PAGEREF _Toc374053605 h 3 HYPERLINK l _Toc374053606 3.2 确定柱子高度和截面尺寸 PAGEREF _Toc374053606 h 3 HYPERLINK l _Toc374053607 3.3 荷载计算 PAGEREF _Toc374053607 h 3 HYPER

5、LINK l _Toc374053608 3.4 柱顶不动铰支反力计算 PAGEREF _Toc374053608 h 3 HYPERLINK l _Toc374053609 3.5 内力符号规定 PAGEREF _Toc374053609 h 3 HYPERLINK l _Toc374053610 3.6 排架内力分析 PAGEREF _Toc374053610 h 3 HYPERLINK l _Toc374053611 3.7 荷载组合及内力组合 PAGEREF _Toc374053611 h 3 HYPERLINK l _Toc374053612 4. 柱截面设计 PAGEREF _To

6、c374053612 h 3 HYPERLINK l _Toc374053613 4.1 资料 PAGEREF _Toc374053613 h 3 HYPERLINK l _Toc374053614 4.2 内力值的取舍 PAGEREF _Toc374053614 h 3 HYPERLINK l _Toc374053615 4.3 截面计算 PAGEREF _Toc374053615 h 3 HYPERLINK l _Toc374053616 5. 牛腿设计 PAGEREF _Toc374053616 h 3 HYPERLINK l _Toc374053617 5.1. 牛腿截面尺寸确定 PA

7、GEREF _Toc374053617 h 3 HYPERLINK l _Toc374053618 5.2. 按裂痕控制要求验算牛腿截面高度 PAGEREF _Toc374053618 h 3 HYPERLINK l _Toc374053619 5.3. 牛腿配筋 PAGEREF _Toc374053619 h 3 HYPERLINK l _Toc374053620 6. 柱下独立根底设计 PAGEREF _Toc374053620 h 3 HYPERLINK l _Toc374053621 6.1. 资料 PAGEREF _Toc374053621 h 3 HYPERLINK l _Toc3

8、74053622 6.2. 确定根底荷载计算值 PAGEREF _Toc374053622 h 3 HYPERLINK l _Toc374053623 6.3. 确定根底底面积 PAGEREF _Toc374053623 h 3 HYPERLINK l _Toc374053624 6.4. 受冲切承载力计算 PAGEREF _Toc374053624 h 3 HYPERLINK l _Toc374053625 6.5. 基底配筋计算 PAGEREF _Toc374053625 h 3 HYPERLINK l _Toc374053626 7. 柱的吊装验算 PAGEREF _Toc3740536

9、26 h 3 HYPERLINK l _Toc374053627 7.1 计算简图 PAGEREF _Toc374053627 h 3 HYPERLINK l _Toc374053628 7.2 荷载计算 PAGEREF _Toc374053628 h 3 HYPERLINK l _Toc374053629 7.3 危险截面弯矩 PAGEREF _Toc374053629 h 3 HYPERLINK l _Toc374053630 7.4 承载力验算 PAGEREF _Toc374053630 h 3 HYPERLINK l _Toc374053631 7.5 裂痕宽度验算 PAGEREF _

10、Toc374053631 h 3 HYPERLINK l _Toc374053632 8. 图纸、设计阐明及构件代号表 PAGEREF _Toc374053632 h 3 HYPERLINK l _Toc374053633 8.1. 图纸 PAGEREF _Toc374053633 h 3 HYPERLINK l _Toc374053634 8.2. 构造措施及设计阐明 PAGEREF _Toc374053634 h 3 HYPERLINK l _Toc374053635 8.3. 其他构件代号表 PAGEREF _Toc374053635 h 3钢筋混凝土单层厂房构造设计钢筋混凝土单层厂房构

11、造课程设计义务书设计标题设计内容设计资料钢筋混凝土单层厂房构造课程设计计算书选做题号资料：表1题号跨度轨顶标高两台双钩16/3.2t，北京起重运输机械研讨所2224m7.8m选用吊车规格根本数据表 表2起分量Qt跨度m根本数据桥跨Lk轨顶至吊车顶间隔 H轮距K吊车宽度B吊车总重G1,k+G2,k小车自重G2,k最大轮压规范值Pmax,k最小轮压规范值Pmin,k16/3.2t2422.5m2336mm4400mm6322mm294kN67.65kN183.3kN39.4kN选定规范构件预应力混凝土屋面板荷载计算屋面板的恒载规范值：二布六油卷材防水 0.40kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 0

12、.0220=0.40 kN/m2小计 0.80 kN/m2混凝土屋面板均布活载规范值 0.50 kN/m2由恒载控制的荷载组合设计值：q1=1.350.8+1.40.70.5=1.57 kN/m2 由活载控制的荷载组合设计值：q2=1.20.8+1.40.5=1.66kN/m2 由于q1q2，因此取屋面板的荷载设计值q为：q=q1=3.80kN/m2；由图集04G415-1，按照屋面荷载设计值q=4.0kN/m2，选取屋架型号为：YWJ24- 1Ba。表4屋架型号混凝土体积m3自重t钢材分量kg总含钢量kg/m3普通预应力钢筋普通钢筋YWJ24- 1Ba4.51011.275165.15733

13、.88199.342.3 天沟板图1天沟板外荷载规范值：焦渣混凝土找坡层，自重规范值14 kN/m3，按12m排水坡，.5坡度，最低处厚度为20mm，思索60天沟最大找坡层重按50+80/2=65mm厚度计算：焦渣混凝土找坡层自重 0.06514=0.91 kN/m220mm厚水泥砂浆找平层自重 0.0220=0.40 kN/m22.5mm三毡四油卷材防水层 2.50.15=0.375kN/m2230mm积水荷载 2.3 kN/m2小计 3.985 kN/m2天沟板外荷载设计值q：q=1.35b3.985=5.38b，防水层思索高低肋覆盖部分，按天沟板平均内宽b的2.5倍计算，其中b=天沟宽度

14、-190，取天沟宽度为770mm，q=5.38770-190=3.12 kN/m2。根据图集04G410-2，选定天沟板型号为TGB77。板自重规范值：2.24 kN/m2。允许外加均布荷载根本组合设计值q=4.26 kN/m2q=3.12 kN/m2。满足要求。图2吊车梁吊车选自北京起重运输机械研讨所，起分量16t/3.2t，桥跨22.5m，适用范围一，根据根本资料，查图集04G323，选用吊车梁型号：DL-9，表5中间跨边跨型号DL-9ZDL-9B梁重t3.954.08吊车轨道结合吊车起分量16t/3.2t，桥跨22.5m，查图集04G325，最大轮压183.3kN，A5级，选用DGL-1

15、3注：吊车梁螺栓孔间距280mm，车档CD-3，表6钢材用量复合橡胶垫板用量kg/m混凝土找平层钢轨kg/m结合件kg/m钢筋kg/m混凝土强度等级混凝土用量m3/m38.738.550.4370.82C300.023主要构件选型详表表7 主要承重构件选型表构件称号规范图集选用型号屋面板04G410-1普通开间：Y-WB-2两端开间：Y-WB-2s屋架04G415YWJ24- 1Ba天沟板04G410-2 TGB77吊车梁04G323-2中间跨：DL-9Z边跨：DL-9B吊车轨道结合04G325-2DGL-13车档：CD-3排架计算计算单元及计算简图由于该厂房在工艺上没有特殊要求，构造布置均匀

16、，除吊车荷载外，荷载在纵向的分布是均匀的，故可取一榀横向排架为计算单元，计算单元的宽度为纵向相邻柱间距中心线之间的间隔 ，即B=6.0m，如图3所示： 图4图3排架的计算简图如图4所示。确定柱子高度和截面尺寸轨顶标高7800mm，轨面至吊车顶间隔 H*=2336mm，吊车顶至屋架下弦底面的净空为364mm，从0.00标高到根底顶面的间隔 取500mm，柱子高度H定为：H=500+轨顶标高+H*+364=500+7800+2336+364=11000mm所选吊车梁高位1200mm，梁面至轨顶接近200mm，因此：下柱高度： Hl=500+轨顶标高-1400=500+7800-1400=6900m

17、m上柱高度： Hu=H-Hl=11000-6900=4100mm下柱截面宽度： ，取b=400mm下柱截面高度：，取h=650mm设上柱采用矩形截面bh=400mm400mm： Au=400400=1.6105mm2； ；图6图5 设下柱采用I形截面： 荷载计算屋盖荷载屋盖恒载F1,k屋面恒载折算为线荷载 g1,k=2.456=14.7 kN/m屋架自重 Q1,k=11.27510=112.75kN屋架轴线跨度L=24000mm，两端挑出外天沟各a=770mm，上弦程度投影全长为：L1=L+2a=24000+2770=25.54m，F1,k对上柱轴线的偏心距e=200-150=50mm，屋架高

18、度范围内的砖墙分量经过柱顶圈梁兼做连系梁由砖墙传至根底梁，不传给柱子。屋面活载F6,k屋面活荷载折算为线荷载 q1,k=0.5 6=3.0kN/m2柱自重F2,k、F3,k上柱自重：，作用在上柱中心线上；下柱自重：，作用在下柱中心线上吊车梁及轨道结合重F4,k吊车梁自重：中间跨：39.5kN，边跨： 40.8kN，取其平均值；轨道结合DGL-13：钢轨 38.7310-2=0.3873kN/m结合件 8.5510-2=0.0855 kN/m弹性垫板 0.43710-2=0.00437 kN/m找平层 0.8210-2+0.02325=0.5832 kN/m小计 1.06 kN/m，作用在吊车梁

19、中心线上。吊车荷载吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k由设计资料，查表2，得K=4400mm，B=6322mm，那么：S=B-K=6322-4400=1922mm图7。查表知，Pmax,k=183.3kN，求出最小轮压：作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k为：均作用在吊车梁中心线上。吊车横向程度荷载Tmax,k由起分量Q=16t，小车重G2,k=67.65kN，求得：对于软钩吊车：作用在排架上的吊车横向程度荷载Tmax,k为：作用在吊车梁顶面处。风荷载由设计资料有，值见图8：图8作用在柱顶处的集中风荷载此时风荷载的高度变化系数按檐口离室外地坪的高度H2计算室内外地坪高差取0.

20、15m，跨度24m屋架，查图集04G415-1，端部高度= QUOTE ，为计算方便，取为1.2m：H2=H1-0.5+0.15+1.2=11.0-0.5+0.15+1.2=11.85m离地面10m时，；离地面15m时，；那么：沿排架柱高度作用的均布风荷载qA,k、qB,k此时的风压高度变化系数按柱顶离室外地坪的高度H3计算：H3=H1-0.5+0.15=11.0-0.5+0.15=10.65m柱顶不动铰支反力计算柱顶作用一单位程度力时的位移u见图9经校核无误。图9柱顶作用一弯矩时见图10经校核无误。在牛腿面作用一弯矩时见图11经校核无误。离柱顶y处作用一程度集中力时如吊车程度荷载作用在吊车梁

21、顶面见图12经校核无误。沿柱高接受均布风荷载时见图13经校核无误。图13图12图11图10 内力符号规定M柱的左边受拉为正，右边受拉为负。弯矩图绘于受拉侧。N压力为正。V柱对根底顶面的剪力，向右为正。排架内力分析如图14，图14，本工程A、B柱的高度和截面均一样，因此，剪力分配系数，柱顶剪力计算时的值无需算出，荷载位置及计算截面如图15。屋盖恒载作用因荷载和排架柱均对称，故屋盖荷载作用下排架没有侧移柱顶相当于不动铰支座。 图15内力图绘制如图16： 图16 柱和吊车梁自重作用由于施工程序按照先吊装柱、后吊装吊车梁，在屋架尚未吊装前，整个排架并未构成，因此此时柱和吊车梁的荷载应按照悬臂柱计算。吊

22、车梁上的轨道结合普通在构成排架后才施工，但其分量较小，为计算方便，将其计入吊车梁自重进展思索。柱截面内力图绘制如图17所示。图17 屋面活荷载作用 计算柱截面内力并内力图绘制如图18.图18 吊车竖向荷载作用Dmax,k在A柱，Dmin,k在B柱。柱顶不动铰支反力： 把R反向作用于排架A柱顶，得A、B柱顶剪力均为：1+2得:A柱柱顶剪力：B柱柱顶剪力：计算各柱截面内力并绘制内力图如图19、图20：A柱： 图19B柱： 图20吊车竖向荷载作用Dmin,k在A柱，Dmax,k在B柱。A柱内力相当于Dmax,k在A柱时B柱的内力，但弯矩、剪力符号相反。B柱内力相当于Dmax,k在A柱时A柱的内力，但

23、弯矩、剪力符号相反。吊车程度荷载作用，Tmax,k在A、B柱上。柱顶不动铰支反力把RA+RB反向作用于排架A柱顶得A、B柱的柱顶剪力均为A柱柱顶剪力：B柱柱顶剪力：计算柱截面内力并绘制内力图如图21、图22所示：A柱：图21B柱：图22 风荷载作用，左风柱顶不动铰支反力： 把R反向作用于排架A柱顶，得A、B柱的柱顶剪力均为1+2得：A柱柱顶剪力：B柱柱顶剪力：计算柱截面内力并绘制内力图如图23、图24所示：A柱：图23B柱：图24风荷载作用，右风A柱内力相当于左风时B柱的内力，但符号相反。B柱内力相当于左风时A柱的内力，但符号相反。荷载组合及内力组合荷载组合 厂房运用过程中，各种荷载以不同方式

24、作用在构造上，但一切的可变荷载不能够同时到达规定值。因此，按照的规定，应思索下面几种荷载组合：由可变荷载效应控制的组合：由永久荷载效应控制的组合此时可变荷载仅限于竖向荷载，即：。在本设计中，。内力组合内力组合普通可思索一下四种情况：+Mmax及相应的N和V；- Mmax及相应的N和V；Nmax及相应的M和V；Nmin及相应的M和V。内力组合本卷须知组合表格见附表；每种组合均包括恒载；Dmax及Dmin二者仅选一项组合；对于吊车荷载项，有T必有D，但有D不一定有T，有D普通也有T；风载可左可右，组合时只取其中一项；当进展以Nmax及Nmin为组合目的时，应使相应的M尽能够大。柱截面设计资料混凝土

25、采用C30，主筋用HRB400级钢筋，箍筋采用HRB335级钢筋。内力值的取舍对于工字形截面柱，在多属情况下属大偏心受压构件。偏心距e的值越大M越大，N越小，截面配筋越多，因此选取偏心距e值较大的组合进展计算。在求得钢筋面积后，再对轴力N最大的组合进展校核。截面计算上部柱配筋计算截面设计由于有程度荷载的存在，故需思索二阶效应，由的附录B.0.4排架构造柱思索P-二阶效应的弯矩设计值，有： 内力值MkNm73.57NkN312.59偏心受压类型大偏心受压，取应选用318，故截面一侧钢筋配筋率，同时柱截面总配筋配筋率。垂直于排架方向的截面承载力验算由知，垂直于排架方向的上柱计算长度：，查，得承载力

26、满足。下部柱配筋计算截面设计由于-截面存在的两组不利组合明显大于-截面一切不利组合，应选取控制截面-的两组不利内力组合进展计算，有： QUOTE QUOTE ， 控制截面-内力值MkNm255.32216.06NkN477.09402.04mmmm中和轴位于翼缘内偏心受压类型大偏心受压大偏心受压=255.32477.09=535.16mm=216.06402.04=537.41mmea21.6721.67ei=e01+ea=535.16+21.67=556.83mm=537.41+21.67=559.08mml0=Hl6900mm6900mmei=e02+ea=577.97+21.67=599

27、.64mm=580.40+21.67=602.07mme=ei+h2-as=599.64+6502-40=884.64mm=602.07-6502-40=237.07mm假设=737mm2假设 QUOTE 蠂2as 蠂2as=465mm2As=As=737mm2=465mm2选用518， QUOTE As=As=1272mm2 As=As=1272mm2， QUOTE _()垂直于排架方向的承载力验算由知，有柱间支撑时，垂直于排架方向的下柱计算长度： QUOTE QUOTE l0i=5.52脳103225.87=24.4428 l0i=5.52脳103225.87=24.4428 承载力满足。

28、排架柱的裂痕宽度验算由于-截面面积较大可有效的抵抗开裂弯矩，故不需验算。准永久组合值系数 QUOTE _D_Dd_ QUOTE _()_对于-截面：Nq=244.094+16.40=260.49kN QUOTE e0h0=75.01400-40=0.210.55 e0h0=75.01400-40=0.210.55_D_Dd_对于-截面：Nq2=244.094+90.94=335.03kN QUOTE _牛腿设计牛腿截面尺寸确定根据吊车梁支撑位置，吊车梁尺寸及构造要求，确定牛腿尺寸如图25所示。牛腿宽度 QUOTE b=400mm b=400mm 那么：图24按裂痕控制要求验算牛腿截面高度作用在

29、牛腿顶面的竖向力规范值Fvk=Dmax,k+F4,k=321.20+46.51=367.71kN牛腿顶面程度荷载。设裂痕控制系数 QUOTE ， QUOTE a=100+20=120mm a=100+20=120mm，得 QUOTE ，满足要求。部分受压验算： QUOTE ，满足要求。牛腿配筋由于，无需设置弯起钢筋。取，有： QUOTE ， QUOTE QUOTE 按构造要求，设置程度箍筋8100。柱下独立根底设计资料混凝土采用C25，钢筋采用HRB335级。确定根底荷载计算值计算外墙荷载每个根底接受的围护墙宽度为计算单元的宽度B=6.0m，查图集04G320，240mm墙根底梁高0.45m，

30、根底梁自重规范值取为16.7kN/m2，钢窗宽4.2m，上、下窗高分别取为3.0m、5.4m，钢窗分量0.4kN/m2，240mm墙双面粉刷共重5.24 kN/m2，墙体和根底梁传来的重力荷载规范值Nwk：墙高=11.0+1.2+0.15-0.45=11.9m根底梁自重 16.7kN/m2外墙自重G1,k QUOTE 钢窗自重 QUOTE 小计 QUOTE Nwk=220.08kN Nwk=220.08kN故墙体和根底梁传来的重力荷载设计值：Nw对根底的偏心距为: QUOTE ew=120+325=445mm ew=120+325=445mm对根底底面的偏心弯矩：内力值的取舍第一组： QUOT

31、E 第二组： QUOTE 确定根底底面积根底埋置深度d确实定对于截面高度500mmhc800mm的矩形、工字形柱，柱的插入深度h1hc，且h1还应同时满足柱纵向受力钢筋锚固长度的要求，以及柱吊装时稳定性的要求即h10.05H550mm。故取d=h+500=1500mm=1.5m根底底面尺寸确实定：根底底面以上土的平均重度为 QUOTE ， QUOTE fa=300kPa fa=300kPa先根据柱传来的最大轴向力根据内力组合表中Nmax,k586.69kN和墙和根底梁传来的荷载Nwk，按中心受压根底估算底面积A1。即：思索根底偏心荷载的影响，根据偏心距的大小将面积A1增大30左右，作为偏心受压

32、根底的底面积A。令 QUOTE bl=1.5 bl=1.5 QUOTE 那么： QUOTE b=mA=1.5脳6=3m b=mA=1.5脳6=3m QUOTE 基底弹性抵抗矩： QUOTE 地基承载力验算根底及根底上方土的重力规范值按第一组内力组合验算轴向力 QUOTE Ndk=Nwk+Nk1+Gk=220.08+586.69+60=866.98kN Ndk=Nwk+Nk1+Gk=220.08+586.69+60=866.98kN弯矩 偏心距 QUOTE e=380.32866.98=0.439m e=380.32866.98=0.439m QUOTE Pk,max=271.36kNm21.2

33、fa=1.2脳300=360kNm2 Pk,max=271.36kNm20 Pk,min=17.63kNm20 _按第二组内力组合验算轴向力 QUOTE Ndk=Nwk+Nk2+Gk=220.08+388.64+60=668.72kN Ndk=Nwk+Nk2+Gk=220.08+388.64+60=668.72kN弯矩 偏心距 QUOTE e=104.46668.72=0.156m e=104.46668.72=0.156m QUOTE Pk,max=146.23kNm21.2fa=1.2脳300=360kNm2 Pk,max=146.23kNm20 Pk,min=76.68kNm20_受冲切

34、承载力计算基底净应力计算按第一组内力组合Nd=Nw+N1=264.10+754.36=1018.46kNe=MdNd=505.511018.46=0.496m按第二组内力组合Nd=Nw+N2=264.10+477.09=741.19kNe=MdNd=173.17741.19=0.234m根底剖面设计由于，按要求将根底设计成两阶。构造要求如下：h=1000mm，b=3000mm， QUOTE a1=200mm a1=200mm， QUOTE a2=500mm a2=500mm，沿长边方向杯口厚取500mm，沿短边方向杯口厚取325mm。如图25所示：图25根底高度验算柱与根底交接处的冲切验算 Q

35、UOTE at=400mm at=400mm QUOTE ab=l=2.0m ab=l=2.0m am=at+ab2=0.4+2.02=1.2mAl=2脳3-0.652-0.85=0.65m2满足要求。变阶处的冲切验算： QUOTE QUOTE ab=l=2.0m ab=l=2.0m am=at+ab2=1.2+2.02=1.6mAl=2脳0.6-0.45=0.3m2满足要求。基底配筋计算计算弯矩 QUOTE pj,max=338.13kN/m2 pj,max=338.13kN/m2 QUOTE pj,min=1.36kN/m2 pj,min=1.36kN/m2围绕短轴旋转围绕长轴旋转 QUO

36、TE pj,max=181.34kN/m2 pj,max=181.34kN/m2 QUOTE pj,min=65.72kN/m2 pj,min=65.72kN/m2围绕短轴旋转围绕长轴旋转取两组中较大值，有： QUOTE QUOTE QUOTE QUOTE 计算钢筋面积沿长边布置： 采用16钢筋 ， QUOTE As=1808mm2 As=1808mm2 PAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXXXPAGEXX