混凝土单层厂房设计计算书

1、混凝土单层厂房结构课程设计 设计计算书姓名胡志灵学号1160470183班级土木112班指导老师 章子华宁波大学建筑工程与环境学院2013年4月一、设计任务及资料本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为 18米，柱距6米，长60米，跨内设有30/5T 吨，中级工作制吊车（A4） 一台，轨顶标高须不低于 8.1米，不设天窗，采用纵墙开窗方案。该厂房所在地区基本风压 0.6 KN/ m2,地面粗糙度 B类；基本雪压 0.6 KN/ m2,积灰荷载 0.3KN/。该地区 工程地质条件良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，层厚 6米，地基承载力特征值 200KN/itf,常年地下水位-5

2、米以下。 抗震设防烈度为6度，不进行抗震计算，按构造设防.屋面做法：:二毡三油防水层上铺小豆石，20厚水泥砂浆找平80厚加气混凝土保温层（0.65 KN/ m2）4:预制大型屋面板围护墙：240砖砌墙，钢门窗二、构件选型及柱截面确定（按荷载效应基本组合值选取）.屋面板选型 查图集G410-121.5mM6.0m预应力混凝土屋面板，屋面板选用 Y-WB-2IIs （端跨），Y-WB-2II （中间跨），天 沟板TGB68-1 （不计入自重）灌缝0.1 kN/m自重灌缝0.1 kN/m重力何载标准值1.5 kN/m22.屋架选型屋面荷载计算：二毡三油防水层上铺小豆石0.35kN/m2T_ _20.

3、35kN/m20mmK泥砂浆找平层20 kN/m30.02 mT20.4 kN/80mm厚加气混凝土保温层0 .65 kN/m2T_ _20.65 kN/m6m跨预应力混凝土大型屋囿板自重灌苗21.4 kN/mt 0.1 kN/m 2T21.5 kN/m2屋盖支撑0.07 kN/m_ _2屋盖支撑0.07 kN/m_ _2；0.07 kN/m总计屋面恒载2.97 kN/m 2查图集04G415-1预应力混凝土折线形屋架 （跨度18m）跨考虑不设天窗，排水方式选择内天沟，采用18m预应力混凝土折线型屋架，屋架型号为3.力混凝土折线型屋架，屋架型号为3.吊车梁选型YWJ18-2A2每根重力荷载 7

4、2.09kN由吊车起重量30/5t （A4工作级别）和跨度18m,由图集G323-12钢筋混凝土吊车梁 选用DL-11Z （中垮），39.5 kN/ 根，DL-11B （边垮）,40.8kN/根；梁高 1200mm.轨道连接选型按吊车梁跨度由吊车起重量30/5t （A4工作级别）和跨度18m,由图集G323-12钢筋混凝土吊车梁 选用DL-11Z （中垮），39.5 kN/ 根，DL-11B （边垮）,40.8kN/根；梁高 1200mm.轨道连接选型按吊车梁跨度18m,查图集04G325,选.基础梁选型DGL-12,吊车轨道连接重力荷载为0.80 kN/m 。选JL-3 ,重力荷载16.1K

5、N/m,梁高450mmZCs-42-2b ,下柱支撑选用ZCx-84-32 。主要承重构件选型表构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板G410-121.5m x 6.0m预应力混凝土屋囿板Y-WB-211s （端跨）Y-WB-2II （中间跨）天沟板TGB68-121.5 kN/m屋架04G415-1预应力混凝土折线形屋架 （21m）跨YWJ18-2Aa72.09kN / 根_ _20.07 kN/m（屋盖支撑）柱间支撑05G336柱间支撑上柱 ZCs-42-2b下柱 ZCx-84-32吊车梁G323-12钢筋混凝土吊车梁DL-11Z （中垮）DL-11B （边垮）39.5 kN/ 根4

6、0.8kN/ 根轨道连接04G325DGL-120.80 kN/m基础梁04G320钢筋混凝土基础梁JL-316.1kN/ 根标准柱05G335单层工业厂房钢筋混凝土柱BZ6347.确定柱截面尺寸采用专业标准（ZQ1-62）规定的30/5t吊车的基本参数和有关尺寸。查图集04G320钢筋混凝土基础梁6.柱间支撑选型查图集05G336柱间支撑上柱支撑选用 各类选型整理列表如下：跨度宽度轮距轨顶以轨道中最大轮最小轮起重机小车总(成(mm(mm上高度(mm心至端 部距离(mm压(kN)压(kN)总质里 (t)质里 (t)16.56050460026002602705034.011.7Lk =18 -

7、0.75 2 =16.5m查图集单层工业厂房钢筋混凝土柱，选用BZ634模板柱。取轨道顶面至吊车梁顶面高ha =0.2m,吊车梁高hb =1200mm牛腿顶面标高=轨顶标高-ha - hb=7.2m a b轨顶标高=7.2+0.2+1.2=8.4m全柱高H = 12.8m上柱高 Hu = 4.2m下柱高H l = 8.60m上柱：(bXh) = 400X500下柱：I(b f x hx bxh f ) =400 x 1000X 100X 200上下柱截面尺寸图柱子的有关参数如下表：H =12.8m, Hu=4.2m, Hl=8.6m参数柱子(A、B)A2、Au (m)0.2I u (mrri)

8、94.16 乂 10八2、A (m)0.2275I l (mr4)28.6 x 109n0.1478.基础选用钢筋混凝土锥形杯口基础。三、计算单元及计算简图 TOC o 1-5 h z 说明：纵向定位轴线采用封闭形式，计算单元宽度B=6m四：荷载计算1.恒载屋盖恒载2.97 kN/m2屋架自重72.09kN /根则作用于柱顶的屋盖自重标准值：18 72.09 八F1 =2.92父6乂一+=196.43KN 作用于上柱中心线内侧50mmb22吊车及轨道自重标准值柱自重标准值上柱：F2 =(25 0.4 0.5) 4.2 =21KN下柱：F3 =(25 0.2275) 8.6 =47.84KN.屋

9、面可变荷载屋面基本雪压(0.6KN/m2),屋面活载(0.5KN/m2),积灰荷载(0.3KN/m 2),因基本雪压大于屋面活载，故取基本雪 压值计算。.吊车荷载吊车的主要参数如下表：竖向荷载：用影响线计算( D =F v )跨度宽度轮距轨顶以轨道中取大轮最小轮起重机小车总(成(mm(mm上高度心至端压(kN)压(kN)思质里质里(mm部距离(t)(t)(mm16.56050460026002602705034.011.7Dmax在 A柱：Dmax,k = 270 父(1 + 0.2333) = 332.99KNDmin在A柱：与Dmax在A柱情况正好相反，数值大小一样。横向水平荷载：.风荷载

10、基本风压w0 =0.6kN/m：地面粗糙度B类，计算单元宽度 D=6m取风振系数PZ=1.0风压高度变化系数可根据厂房各部分标高及 B类底面粗糙度，查看荷载规范表，用内插法求:柱顶离室外地坪距离：H = 11.4+0.15=11.55m, 匕=1.04檐口室外地坪距离(无天窗时)： H = 11.55+1.18=12.73 m ,Nz=1.08查标准图集，可知柱顶至檐口顶部距离h1 =1180mm,檐口顶部距屋脊距离 h2 = 1490mmo作用在柱顶处的集中风荷载设计值W沿排架柱高度作用的均布风荷载设计值q1, q2五：A柱内力分析内力分析是求的内力设计值(基本组合)，故先将各荷载标准值乘以

11、各自的分项系数.屋盖集中荷载作用下F1的内力分析方向规定：弯矩M使排架柱外侧受拉为正柱底剪力V:以向左为正，向右为负柱顶不动支点反力 R:以向右为正，向左为负C1 =1.5 1 - 2(1 -1 n)/13(1 n -1) =2.16C3 =1.5 (1 - 2)/13(1 n -1) =1.08.屋盖活荷载F6作用下的内力分析柱自重，吊车荷载及轨道连接 F4作用下的内力分析.吊车荷载作用下的内力分析Dmax= QDmax,k=1.4 332.99=466.19kNDmin =QDmin,k=4 M61.67=86.34kNDmax作用在A柱，Dmin作用在B柱的内力分析A柱顶不动支点反力 R

12、a =Mm垩C3 =16.17KN(.)HB柱顶不动支点反力 Rb = MmnC3 = -3.00KN (t )H1_1 ,A枉顶水平男力 VA =Ra+ (Ra Rb) =16.17+ (16.17 +3.00) =9.59KN (一 ) 22由于A、B柱一样，故各柱的剪力分配系数7 =0.5B柱顶水平剪力 VB =9.59KN ( )Dmin作用在A柱，DmaX乍用在B柱的内力分析横向水平Tmax作用下的内力分析Tmax至牛腿顶面距离：1.4mTmax 至柱底距离：7.7+1.4=9.1m5.风荷载作用下的内力分析A、B柱顶的水平剪力：左风：左风：六：内力组合A柱的内力图汇总表弯矩图(KN

13、 m)轴力图(KN剪力图(kN)面恒 载、吊车轨道面活 载(jDmax他柱(5Din他柱回max裕柱左风右风A柱内力组合表（一）截回内力组合组合项目恒伺1载+0.9* （任息网种或以上活何载）MNVI - I +0.9 X(+)59.27321.80+0.9 x(+D)-83.33260.56+0.9 X(+)-78.85321.80+0.9 X(+)-83.33260.56n - n+0.9 X(+)176.57734.85+0.9 X(+)-90.49454.22+0.9 X(+)169.80796.09m- m+0.9 X(+)535.26792.2657.92+0.9 X(+)-502

14、.90511.63-58.07+0.9 X(+)533.44853.5058.50A柱内力组合表（二）截回内力组合组合项目恒荷载+任意一种活荷载MNV+57.42260.56I - I+-29.44260.56+27.18328.6+46.29260.56n - n+135.81781.47+-60.92315.28+135.81781.47+-60.92315.28m- m+363.35372.6955.7+-289.50372.69-37.82+72.44838.88-7.37+350.03372.6955.7七：柱截面设计采用预制柱，上下柱均采用对称配筋。材料：31 凝土 C30fc =

15、14,3 N/mm： ftk =2.01 N/mm： ft =1.43 N/mm2纵向钢筋（HRB40O） f = f =360 N/mm： E =2.0 105 N/mm2y ys2捱肋（HPB300级）fy=270N/mm.选取控制截面最不利内力组合上柱：有效高度 h0 =500 -40 = 460 mm界限破坏轴向力 & =二 Jcbh0 b =1.0 14.3 400 460 0.518 =1363KNN 5,应考虑偏心增大系数 h 400s =1150% / hs =1150% / hg4)2 c =18.4 2(一)2 1.0 = 1.251500 340/460 0.5假设为大偏

16、压:260.56 103260.56 103一1 14.3 400=45.55mm 二 2as，= 80mm故取 x = 2as故取 x = 2as，= 80mme = seih/八 八八500 八as =1.25 340- 40= 215mm22As = ANeAs = ANefy(h0 -aj260.56 103 215360 (460 - 40)2=370mm每侧选用4c16,则：垂直排架方向截面承载力验算由附表知在垂直排架方向设有柱间支撑设时，其计算长度为I。=1.25 Hu =1.25 4.2=5.25m|0/b =5.25/0,4=13,125 ,插值的轴心受压稳定系数中=0.93

17、3 ,贝UNu =0.9中(fcAs +fyA)=0.9 x 0.933 父(14.3 父 400 M 500+360 父 1608) kN=2887.6 kN N max=260.56 kN因此验算满足要求。3,下部柱配筋计算综上两组内力计算结果，下柱每侧选用3c20,则：垂直于排架方向的承载力验算由附表知在垂直排架方向设有柱间支撑设时，其计算长度为l0 =0.85Hl =0.85 7.7=6.55m|0/b =6.55/0,4=16,38 ,插值的轴心受压稳定系数 中=0.859 ,则Nu =0.9中(fcAs +父人)=0,9 父 0,859 x (14,3 父 0,2275 106+3

18、60 2512) kN=3214,22kN N max=792.26kN.柱的裂缝宽度验算混凝土结构设计规范规定，对更下0.55的柱应进行裂缝宽度验算。裂缝宽度应按荷载效应准永久值进行计A算。上柱：( +)/1.2 + X0.5/1.4下柱：( +)/1.2+0.6 x( +)/1.4故上、下柱均不需进行进行裂缝宽度验算。.柱箍筋配置非地震区的单层厂房柱， 其箍筋数量一般由构造要求控制。根据构造要求，上下构造A8300牛腿加密处A8100.牛腿设计牛腿外形尺寸按裂控要求验算牛腿截面高度作用在牛腿顶面的竖向力标准值： 查表得，裂缝控制等级系数0 =0.65, ftk =2.01N /mm2,a=400 500 +20 = 80mmb/6=3/6=0.5 ,故基础底面无拉应力，基底反力呈三角 形分布。.基础受冲切承载力验算用荷载效应基本组合，采用基底净反力验算：对于组合对于组合前面已初步确定基础的高度为1.200m,采用锥形杯口基础，则基础顶面突出桩边宽度为t+75mm=350+75=425mm杯壁高度取h2=450mm则变阶处高度hi =h_450=1200450 = 750mm.由于450425,所以变阶处的冲切破坏锥面最危险，只须进行变阶处的抗冲切承载力验算即可。抗