混凝土课设单层工业厂房设计计算书

1、.PAGE ：.；PAGE 39目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc320691184 单层工业厂房设计义务书 PAGEREF _Toc320691184 h 3 HYPERLINK l _Toc320691185 1.1、设计条件 PAGEREF _Toc320691185 h 3 HYPERLINK l _Toc320691186 1.2、设计目的 PAGEREF _Toc320691186 h 41.3 HYPERLINK l _Toc320691187 、设计义务及要求 PAGEREF _Toc320691187 h 4 HYPERLINK l _To

2、c320691188 1.4、设计进度期限两周 PAGEREF _Toc320691188 h 4 HYPERLINK l _Toc320691189 1.5、设计步骤 PAGEREF _Toc320691189 h 4 HYPERLINK l _Toc320691190 1.6、参考资料 PAGEREF _Toc320691190 h 5 HYPERLINK l _Toc320691191 1.7、指点书 PAGEREF _Toc320691191 h 6 HYPERLINK l _Toc320691192 单层工业厂房设计计算书 PAGEREF _Toc320691192 h 6 HYPE

3、RLINK l _Toc320691193 第一章、设计资料 PAGEREF _Toc320691193 h 6 HYPERLINK l _Toc320691194 1.1设计资料 PAGEREF _Toc320691194 h 6 HYPERLINK l _Toc320691195 第二章、规范构件及排架柱资料选用 PAGEREF _Toc320691195 h 6 HYPERLINK l _Toc320691196 2.1 厂房中规范构件选用情况 PAGEREF _Toc320691196 h 6 HYPERLINK l _Toc320691197 2.2排架柱资料选用 PAGEREF _

4、Toc320691197 h 6 HYPERLINK l _Toc320691198 第三章、排架柱高与截面计算 PAGEREF _Toc320691198 h 7 HYPERLINK l _Toc320691199 3.1排架柱高计算 PAGEREF _Toc320691199 h 7 HYPERLINK l _Toc320691200 3.2排架截面尺寸计算 PAGEREF _Toc320691200 h 7 HYPERLINK l _Toc320691201 第四章、排架柱上的荷载计算 PAGEREF _Toc320691201 h 8 HYPERLINK l _Toc320691202

5、 4.1恒载计算 PAGEREF _Toc320691202 h 8 HYPERLINK l _Toc320691203 4.2屋面活荷载计算 PAGEREF _Toc320691203 h 9 HYPERLINK l _Toc320691204 第五章、内力计算 PAGEREF _Toc320691204 h 12 HYPERLINK l _Toc320691205 5.1恒荷载作用下排架内力分析 PAGEREF _Toc320691205 h 12 HYPERLINK l _Toc320691206 5.2屋面活荷载作用下排架内力分析 PAGEREF _Toc320691206 h 14

6、HYPERLINK l _Toc320691207 第六章、内力组合 PAGEREF _Toc320691207 h 22 HYPERLINK l _Toc320691208 6.1最不利荷载组合 PAGEREF _Toc320691208 h 22 HYPERLINK l _Toc320691209 第七章、柱的设计 PAGEREF _Toc320691209 h 24 HYPERLINK l _Toc320691210 7.1设计资料 PAGEREF _Toc320691210 h 24 HYPERLINK l _Toc320691211 7.1.1 截面配筋： PAGEREF _Toc3

7、20691211 h 24 HYPERLINK l _Toc320691216 7.1.2 截面配筋： PAGEREF _Toc320691216 h 26 HYPERLINK l _Toc320691220 7.2柱在排架平面外承载力验算 PAGEREF _Toc320691220 h 29 HYPERLINK l _Toc320691221 7.3斜截面抗剪和裂痕宽度验算 PAGEREF _Toc320691221 h 30 HYPERLINK l _Toc320691222 7.3.1斜截面抗剪验算 PAGEREF _Toc320691222 h 30 HYPERLINK l _Toc3

8、20691223 7.3.2裂痕宽度计算 PAGEREF _Toc320691223 h 30 HYPERLINK l _Toc320691224 7.4柱牛腿设计 PAGEREF _Toc320691224 h 31 HYPERLINK l _Toc320691225 7.4.1牛腿几何尺寸确实定： PAGEREF _Toc320691225 h 31 HYPERLINK l _Toc320691226 7.4.2牛腿几何尺寸的验算： PAGEREF _Toc320691226 h 32 HYPERLINK l _Toc320691227 第八章、根底设计 PAGEREF _Toc32069

9、1227 h 33 HYPERLINK l _Toc320691228 8.1荷载计算： PAGEREF _Toc320691228 h 33 HYPERLINK l _Toc320691229 8.2根底尺寸及埋置深度 PAGEREF _Toc320691229 h 34 HYPERLINK l _Toc320691230 后语 PAGEREF _Toc320691230 h 37单层工业厂房设计义务书1.1、设计条件1.标题：厂装配车间。该车间为一钢筋混凝土单层单跨厂房构造装配车间跨度21m，总长60 m，柱距6 m。2.车间内设有2台200/50kN中级任务制吊车，其轨顶设计标高9 m。

10、吊车的参数为：， ，。3.建筑地点：信阳市郊区。屋面活荷载规范值为0.5KN/ m，根本风压W=0.45KN/ m，根本雪压S=0.40KN/m。4.车间所在场地：地坪下0.8 m内为填土，填土下4 m内为均匀亚黏土，地基承载力设计值，地下水位-4.05 m，无腐蚀。 5.厂房中规范构件选用情况：1.屋面板采用G410一规范图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重包括灌浆在内规范值2,4KN/m，屋面板上做二毡三油，规范值为。2.天沟板采用G410三规范图集中的TGB771，板重规范值为。3.屋架采用G410三规范图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA21，屋架辎重规范值91KN每榀。4.吊车梁采

11、用G425规范图集中的先张发预应力混凝土吊车梁YXDL68，吊车梁高1200 m m，翼缘宽500 m m，梁腹板宽200 m m，自重规范值45KN/根，轨道及零件重，轨道及垫层构造要求200 m m。5资料：A.柱：混凝土C30B.根底.混凝土C30C.钢筋.级。6屋面构造为六层作法：两毡三油防水层： 20mm厚水泥砂浆找平层： 厚水泥砾石保温层： 一毡两油隔气层： 厚水泥砂浆找平层： 预应力混凝土屋面板7围护构造采用240mm厚粘土砖墙双面粉刷：5.24kN/m2；1.、设计目的1 进一步熟习单层工业厂房的构件组成与构造布置；2 熟习有关规范图集的选用；3 熟习有关计算图表的运用；4 掌

12、握荷载和内力的最不利组合方法；5 掌握独立根底的设计方法；6 提高绘制施工图的才干。1.、设计义务及要求1选择厂房构造方案,进展厂房平、剖面设计和构造构件选型；2设计排架边柱、柱下单独根底；3计算正确，计算书采用打印方式，且必需一致格式，计算书装订内容包含封面、义务书及计算书等内容。4采用CAD绘制2#施工图2张，各图纸右下角要有图纸标签。内容包括：屋盖平面布置图，构件平面布置图及根底、根底梁布置图，排架柱模板、配筋图；柱下单独根底的模板、配筋图。5上交内容包括：计算书、2张2#施工图、计算书电子档。6在完成上述设计义务后方可参与设计成果评定。1.、设计进度期限两周1下达设计义务及构造布置1天

13、2设计计算及整理计算书天3绘制施工图天1.、设计步骤一厂房平、剖面布置及构造构件选型1厂房平面布置柱网布置、轴线与各构件的关系2构件选型及布置屋架、屋面板、天沟板、吊车梁、连系梁、根底梁、支撑、抗风柱主要承重构件选型表构件称号规范图集选用型号重力荷载规范值屋面板G410一预应力混凝土屋面板YWB2包括灌浆在内天沟板G410三预应力混凝土屋面板卷材防水天沟板TGB681屋架G415三预应力混凝土折线形屋架跨度YWJA271Aa每榀。吊车梁G323二钢筋混凝土吊车梁吊车任务等级中级DL9Z中间跨DL9B边跨根轨道衔接G325二吊车轨道结合详图根底梁G320钢筋混凝土根底梁JL3根3厂房剖面设计确定

14、标高二排架柱设计1计算简图；2.荷载计算；3.内力分析；4.内力组合；5.截面设计上柱截面、下柱截面、牛腿三根底设计1构造尺寸；2.地基计算确定底板面积；3.抗冲切和抗剪计算确定根底高度；4.底板配筋1.、参考资料1、混凝土构造设计规范GB50010-20022、建筑构造荷载规范GB50009-20013、建筑地基根底设计规范GB50007-20024、混凝土构造构造手册5、国家建筑规范设计图集08G118 G410一G415 G321 G320 G325 G425 CG415一 CG415三CG415五1.7、指点书构造计算及计算书可按照如下目录进展详细过程参考书本例题单层工业厂房设计计算书

15、第一章、设计资料1.1设计资料1.厂装配车间跨度21m，总长60 m，柱距6 m。2.车间内设有2台200/50kN中级任务制吊车，其轨顶设计标高9 m。3.建筑地点：信阳市郊区。4.车间所在场地：低坪下0.8 m内为填土，填土下4 m内为均匀亚黏土，地基承载力设计值，地下水位-4.05 m，无腐蚀。 根本风压W=0.45KN/ m，根本雪压S=0.40KN/m。第二章、规范构件及排架柱资料选用2.1 厂房中规范构件选用情况1.屋面板采用G410一规范图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重包括灌浆在内规范值1.4KN/m，屋面板上做二毡三油，规范值为。2.天沟板采用G410三规范图集中的TGB7

16、71，板重规范值为。3.屋架采用G410三规范图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA21，屋架辎重规范值91KN每榀。4.吊车梁采用G425规范图集中的先张发预应力混凝土吊车梁YXDL68，吊车梁高1200 m m，翼缘宽500 m m，梁腹板宽200 m m，自重规范值45KN/根，轨道及零件重，轨道及垫层构造要求200 m m。2.2排架柱资料选用(1) 混凝土：采用C30。(2) 钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级。(3) 箍筋：采用HPB235级。第三章、排架柱高与截面计算3.1排架柱高计算由设计资料可知柱顶标高，轨顶标高为9m，设室内地面至根底顶面的间隔 为，那么计算简图和吊车梁的

17、高度求总高度H、下柱高度和上柱高度分别为：H=12.0+0.5=12.5，3.2排架截面尺寸计算截面尺寸需求满足的条件为：bH/25344mm.hH/12717mm取柱截面尺寸为：上柱：bh400400下柱：I(bhbh)400600100150如图3-1表3-1柱截面尺寸及相应的计算参数 计算参数柱号截面尺寸面积惯性矩自重A B上柱 下柱3.3计算简图和计算单元：第四章、排架柱上的荷载计算4.1恒载计算1屋面恒载两毡三油防水层： 20mm厚水泥砂浆找平层： 厚水泥砾石保温层：一毡两油隔气层：厚水泥砂浆找平层：预应力混凝土屋面板：屋盖钢支撑：合计：屋架重力荷载为每榀，那么作用于柱顶的屋盖构造重

18、力荷载设计值为：2吊车梁及轨道重力荷载设计值：3柱自重重力荷载设计值：A、B柱：上柱： 下柱：4.2屋面活荷载计算屋面活荷载规范值为，雪荷载规范值为，后者小于前者，所以仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为： 的作用位置与作用位置一样。4.3风荷载垂直于建筑物外表上的风荷载规范值计算公式：式中 根本风压，是以当地比较空阔平坦地面上离地高统计所得的50年一遇平均最大风速为规范确定的风压值； 高度处的风振系数，对高度小于的单层厂房，取； 风荷载体型系数，是风吹到厂房外表引起的压力或吸力与实际风压比值，与厂房的外表体型和尺度有关，可根据建筑体型查得； 风压高度变化系数，根据所在地域的地面粗糙程

19、度类别和所求风压处离地面的高度查得。根据厂房各部分标高及B类地面粗糙查表得：柱顶标高檐口标高屋顶标高可得排架迎风面及背风面的风荷载规范值分别为：图4.1 风荷载体型系数那么用于排架计算简图上的风荷载设计值为：4.4吊车荷载吊车的参数为：， ，。根据B及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值，如图4.2所示。图4.2 吊车荷载作用下支坐反力影响线1吊车竖向荷载2吊车横向程度荷载 作用于每一个轮子上的吊车荷载程度制动力计算公式：式中 每一个轮子作用在轨道上的横向程度制动力；横向程度制动系数； 吊车的额定起分量的重力荷载；折减系数小车的重力荷载。作用于拍架上的吊车横向的程度荷载设计

20、值计算公式：式中 第个大车轮子的横向程度制动力；吊车梁传给柱的最大横向反力的规范值； 影响线数值。第五章、内力计算5.1恒荷载作用下排架内力分析该厂房为一跨等高排架，可用剪力分配法进展内力分析。其柱的剪力分配系数见表5.1：表5.1柱剪力分配系数柱号A 、B柱恒荷载作用下排架的计算简图如下图，图中的重力荷载及力矩M是根据以下图确定： 由图所示排架为对称构造且作用对称荷载，排架构造无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算式内力。柱顶不动支座反力可根据表所列的相应公式计算。对于A柱，那么柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架构造的弯矩图5.2和轴力图分别见图5.3。 图5.2 荷载作

21、用位置图图5.3恒载作用下排架内力图5.2屋面活荷载作用下排架内力分析AB跨作用屋面活荷载排架计算简图如图5.4所示。其中，它在柱顶及变阶引起的力矩为：；对于A柱，那么图5.4 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图将R反向作用于排架柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用与AB跨时的柱顶剪力： 弯矩见弯矩图5.5，剪力图5.6。图5.5 AB 跨作用屋面活荷载时的弯矩图 图5.6 AB 跨作用屋面活荷载时的剪力图5.3风荷载作用下排架内力分析1左吹风时计算简图如图5.7所示。对于A柱，由表得：各柱顶剪力分别为：排架内力图如图5.8所示。 图5.8 排架内力图如图2右

22、吹风时计算简图如下图。将图所示A柱内力图对换且改动内力符号后可得。5.4吊车荷载作用下排架内力分析1作用在A柱计算简图如图5.9所示。图5.9 作用在A柱时排架内力图其中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩为：对于A、B柱，那么 排架各柱顶剪力分别为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图5.10和5.11所示。图5.10图5.11 作用在A柱时的排架内力图2作用在B柱计算简图如图5.12所示。图5.12其中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩为： 对于A、B柱，那么排架各柱顶剪力分别为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图5.13所示。 图5.13作用在B柱时的排架内力图3作用于AB跨

23、柱当AB跨作用于吊车横向程度荷载时，排架计算简图如图5.14所示。图5.14对于A、B柱，由表得，那么排架柱顶总反力为：各柱顶剪力为：排架各柱的弯矩图柱底剪力值如图5.15所示。当方向相反时，弯矩图和剪力只改动符号，方向不变。图5.15 作用于AB跨时排架内力图第六章、内力组合6.1最不利荷载组合以A柱为例。表6.1A柱内力设计值汇总表柱号及正向内力荷载类别恒载屋面荷载吊车竖向荷载吊车程度荷载风荷载作用在A柱作用在B柱左风右风序号 eq oac(,1) eq oac(,2)M16.922.826-33.306-33.422.25647.24-56.511N327.4644.10 0 0 0 0

24、M-50.93-8.199133.3-4.9622.25647.24-56.511N388.6644.1636.705176.175 0 0 0M26.043.92771.44-66.984167.67248.913-255.06N435.3744.1636.705176.175 0 0 0 V8.221.3-7.93-7.9318.6342.849-33.255注：M单位为，N单位为，V单位为。表6.2A柱内力组合表截面及相应的N，V及相应的N，V及相应M、N及相应M、NM49.765-63.91519.74639.406N327.46327.46371.56327.46M131.568-1

25、09.16961.661-75.424N961.965428.351001.385547.218M465.261-263.893.87-185.149N1008.405593.9281048.095593.928V56.414-288.8472.253-15.684注：M单位为，N单位为，V单位为。第七章、柱的设计7.1设计资料截面尺寸：上柱正方形截面 最不利内力组的选用：由于截面33的弯矩和轴向力设计值均比截面22的大，故下柱配筋由截面33的最不利内力组确定，而上柱配筋由截面11的最不利内力组确定。7.1.1 截面配筋：1. 组合(与组合一样)M=63.915 N=327.56h0=h-=4

26、00-40=360L0=2H0=24200=8400A=400400=160000mm2纵向受力钢筋采用HRB335级bea=max(h/30,20)=20e0M/N=195.1ei= e0+ ea =215.11=0.5fCA/N=0.514.3160000/327560=3.4921取1=1.02=1.15-0.01L0/h=0.94 1.546e=ei+h/2-=1.546195.1+400/2-40=461.62 b 大偏心受压X= h0=3600.159=57h0b=3600.55=1982as=80经比较：X h0b且X1取1=12= =1.15-0.01L0/h=0.94 2.4

27、6e=ei+h/2-=2.4673.1+400/2-40=339.8 b 大偏心受压X= h0=3600.180=65h0b=3600.55=1982as=80经比较X h0b且X1取1=12= =1.15-0.01L01000/h=1.0581取2=11.106e=ei+h/2- as =1.106491.38+900/2-40=953.47 1取1=12=1.15-0.01L0/h=1.0581取2=1 1.437e=ei+h/2-as=1.437119.6+900/2-40=581.91取1=12=1.15-0.01L0/h=1.0581取2=1 1.153e=ei+h/2-as=1.1

28、53341.7+900/2-40=804 b 大偏心受压X= h0=8600.121=104.1h0b=8600.55=4732as=80 =150经比较X 2as且 ,那么：=比较以上计算结果，排架柱配筋为：单侧上柱：509 配筋率:0.32% 下柱：2034 配筋率:1.084% 7.2柱在排架平面外承载力验算取、截面中的进展验算查表有柱间支撑，垂直房屋排架柱，有吊车房屋柱得计算高度：上柱:L0=1.25Hu=1.254200=5250下柱:L0=0.8HL=0.88300=66401. 截面：=371.56L0/b=6640/400=16.6 查表得 =0.85 =0.90.8514.3

29、160000+2300509= 1984 满足要求2. 截面=1048.095L0/b=6640/400=16.6 查表得 =0.85 =0.90.8514.3187500+23002356= 3132.6 满足要求73斜截面抗剪和裂痕宽度验算7.3.1斜截面抗剪验算按Nmin、Vmax组合计算V=1.2+0.91.4+=1.28.22+0.91.4-7.93+16.34=33.58 N=1.2+0.91.4+=1.2304.14+0.91.450.40+0=428.47 由于风荷载均布荷载在程度力中的比例为39.47/39.47+9.21+1.54=78.59%因此可以简化以为该柱接受均布荷

30、载，那么根据取=a/h0；当1.5时，取=1.5。为了防止箍筋充分发扬作用之前产生由混凝土的斜向压碎引起的斜压型剪切破坏，框架柱截面还必需满足以下条件：当满足 条件时，框架柱就可不进展斜截面抗剪强度计算，按构造要求配置箍筋。满足要求.可以按构造配箍筋 。7.3.2裂痕宽度计算(1)11截面： (2)下柱33截面 验算裂痕宽度的荷载规范组合值，按GB500092001有 =3.38+260.96+3.910.7+29.50.7+97.120.7=288.46 裂痕间纵向钢筋应变不均匀系数 = 7.4柱牛腿设计7.4.1牛腿几何尺寸确实定：牛腿截面尺寸与柱宽相等，为400，牛腿顶面的长度为800，

31、相应牛腿程度截面长度为1200。取牛腿外边缘高度为h300，倾角45,于是牛腿的几何尺寸如图7-1所示。7.4.2牛腿几何尺寸的验算：由于吊车垂直荷载作用下柱截面内，a750900+20-1300，即取0，那么FDG555.34561.2616.545FT18.63/1.413.310.8(10.5)1118.4F616.545所以截面尺寸满足要求。7.4.3牛腿配筋：由于吊车垂直荷载作用下柱截面内，故该牛腿可按构造要求配筋：作用在牛腿上的荷载有Dmax、G3、TmaxFDG555.34561.2616.545 T18.63kNFT18.63/1.413.31h0=300+300-40=560mm 竖向力作用点位于下柱截面以内150a=-150mm0.3h0=0.3860=258mm 取a=258800 mm2=As/bh0=800/=0.234% ；0.234%0.6%选416 804mm2 由于a=-150mm0.3h0=0.3860=256mm，可不设弯起钢筋箍筋要求:在上部2/3范围内的程度箍筋总截面面积不应少于接受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2。取10100，有hA2/100586.1mmA/2804/2