重庆大学单层厂房设计详细计算书

1、钢筋混凝土结构课程设计计算书及设计说明课程名称： 混混凝土结结构设计计 设计题目： 钢筋混混凝土单单层厂房房结构设设计 题 号： 233号 姓 名： 完成时间： 20013年年11月 目录TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc374053591 一、 钢筋筋混凝土土单层厂厂房结构构课程设设计任务务书 PAGEREF _Toc374053591 h 3 HYPERLINK l _Toc374053592 1. 设计计题目 PAGEREF _Toc374053592 h 3 HYPERLINK l _Toc374053593 2. 设计计内容 PAGEREF _Toc37

2、4053593 h 3 HYPERLINK l _Toc374053594 3. 设计计资料 PAGEREF _Toc374053594 h 3 HYPERLINK l _Toc374053595 二、 钢筋筋混凝土土单层厂厂房结构构课程设设计计算算书 PAGEREF _Toc374053595 h 3 HYPERLINK l _Toc374053596 1. 选做做题号资资料： PAGEREF _Toc374053596 h 3 HYPERLINK l _Toc374053597 2. 选定定标准构构件 PAGEREF _Toc374053597 h 3 HYPERLINK l _Toc37

3、4053598 2.1 预预应力混混凝土屋屋面板 PAGEREF _Toc374053598 h 3 HYPERLINK l _Toc374053599 2.2 预预应力混混凝土折折线形屋屋架 PAGEREF _Toc374053599 h 3 HYPERLINK l _Toc374053600 2.3 天天沟板 PAGEREF _Toc374053600 h 3 HYPERLINK l _Toc374053601 2.4 吊吊车梁 PAGEREF _Toc374053601 h 1 HYPERLINK l _Toc374053602 2.5 吊吊车轨道道联结 PAGEREF _Toc3740

4、53602 h 3 HYPERLINK l _Toc374053603 2.6 主主要构件件选型详详表 PAGEREF _Toc374053603 h 3 HYPERLINK l _Toc374053604 3. 排架架计算 PAGEREF _Toc374053604 h 3 HYPERLINK l _Toc374053605 3.1 计计算单元元及计算算简图 PAGEREF _Toc374053605 h 3 HYPERLINK l _Toc374053606 3.2 确确定柱子子高度和和截面尺尺寸 PAGEREF _Toc374053606 h 3 HYPERLINK l _Toc3740

5、53607 3.3 荷荷载计算算 PAGEREF _Toc374053607 h 3 HYPERLINK l _Toc374053608 3.4 柱柱顶不动动铰支反反力计算算 PAGEREF _Toc374053608 h 3 HYPERLINK l _Toc374053609 3.5 内内力符号号规定 PAGEREF _Toc374053609 h 3 HYPERLINK l _Toc374053610 3.6 排排架内力力分析 PAGEREF _Toc374053610 h 3 HYPERLINK l _Toc374053611 3.7 荷荷载组合合及内力力组合 PAGEREF _Toc3

6、74053611 h 3 HYPERLINK l _Toc374053612 4. 柱截截面设计计 PAGEREF _Toc374053612 h 3 HYPERLINK l _Toc374053613 4.1 材材料 PAGEREF _Toc374053613 h 3 HYPERLINK l _Toc374053614 4.2 内内力值的的取舍 PAGEREF _Toc374053614 h 3 HYPERLINK l _Toc374053615 4.3 截截面计算算 PAGEREF _Toc374053615 h 3 HYPERLINK l _Toc374053616 5. 牛腿腿设计 P

7、AGEREF _Toc374053616 h 3 HYPERLINK l _Toc374053617 5.1. 牛腿截截面尺寸寸确定 PAGEREF _Toc374053617 h 3 HYPERLINK l _Toc374053618 5.2. 按裂缝缝控制要要求验算算牛腿截截面高度度 PAGEREF _Toc374053618 h 3 HYPERLINK l _Toc374053619 5.3. 牛腿配配筋 PAGEREF _Toc374053619 h 3 HYPERLINK l _Toc374053620 6. 柱下下独立基基础设计计 PAGEREF _Toc374053620 h 3

8、 HYPERLINK l _Toc374053621 6.1. 材料 PAGEREF _Toc374053621 h 3 HYPERLINK l _Toc374053622 6.2. 确定基基础荷载载计算值值 PAGEREF _Toc374053622 h 3 HYPERLINK l _Toc374053623 6.3. 确定基基础底面面积 PAGEREF _Toc374053623 h 3 HYPERLINK l _Toc374053624 6.4. 受冲切切承载力力计算 PAGEREF _Toc374053624 h 3 HYPERLINK l _Toc374053625 6.5. 基底配

9、配筋计算算 PAGEREF _Toc374053625 h 3 HYPERLINK l _Toc374053626 7. 柱的的吊装验验算 PAGEREF _Toc374053626 h 3 HYPERLINK l _Toc374053627 7.1 计计算简图图 PAGEREF _Toc374053627 h 3 HYPERLINK l _Toc374053628 7.2 荷荷载计算算 PAGEREF _Toc374053628 h 3 HYPERLINK l _Toc374053629 7.3 危危险截面面弯矩 PAGEREF _Toc374053629 h 3 HYPERLINK l _

10、Toc374053630 7.4 承承载力验验算 PAGEREF _Toc374053630 h 3 HYPERLINK l _Toc374053631 7.5 裂裂缝宽度度验算 PAGEREF _Toc374053631 h 3 HYPERLINK l _Toc374053632 8. 图纸纸、设计计说明及及构件代代号表 PAGEREF _Toc374053632 h 3 HYPERLINK l _Toc374053633 8.1. 图纸 PAGEREF _Toc374053633 h 3 HYPERLINK l _Toc374053634 8.2. 构造措措施及设设计说明明 PAGEREF

11、 _Toc374053634 h 3 HYPERLINK l _Toc374053635 8.3. 其他构构件代号号表 PAGEREF _Toc374053635 h 3钢筋混凝土土单层厂厂房结构构设计钢筋混凝土土单层厂厂房结构构课程设设计任务务书设计题目设计内容设计资料钢筋混凝土土单层厂厂房结构构课程设设计计算算书选做题号资资料：表1题号跨度轨顶标高两台双钩116/33.2tt，北京起重运运输机械械研究所所2224m7.8m选用吊车规规格基本本数据表表 表2起重量Q（t）跨度（m）基本数据桥跨Lk轨顶至吊车车顶距离离H轮距K吊车宽度BB吊车总重GG1,kk+G2,k小车自重GG2,kk最大轮

12、压标标准值PPmaxx,k最小轮压标标准值PPminn,k16/3.2t2422.5mm2336mmm4400mmm6322mmm294kNN67.655kN183.33kN39.4kkN选定标准构构件预应力混凝凝土屋面面板荷载计算屋面板的恒恒载标准准值：二布六油卷卷材防水水 00.400kN/m220mm厚厚水泥砂砂浆找平平层 0.0220=0.440 kN/m2小计 00.800 kN/m2混凝土屋面面板均布布活载标标准值 0.550 kN/m2由恒载控制制的荷载载组合设设计值：q1=1.350.88+1.400.70.55=1.57 kN/m2 由活活载控制制的荷载载组合设设计值：q2=

13、1.200.8+1.440.5=11.666kN/m2 由于于q1q2，因此此取屋面面板的荷荷载设计计值q为：q=q1=3.80kkN/mm2；由图集044G4115-11，按照照屋面荷荷载设计计值q=4.00kN/m2，选取取屋架型型号为：YWJJ24- 1BBa。表4屋架型号混凝土体积积（m3）自重（t）钢材重量（kgg）总含钢量（kg/m3）普通预应力力钢筋普通钢筋YWJ244- 11Ba4.510011.2775165.115733.888199.3342.3 天天沟板图1天沟板外荷荷载标准图1焦渣混凝土土找坡层层，自重重标准值值14 kN/m3，按122m排水水坡，.5坡度度，最低低

14、处厚度度为200mm，考考虑600天沟最最大找坡坡层重按按（500+800）/2=65mmm厚度度计算：焦渣混凝土土找坡层层自重 0.006514=0.991 kN/m220mm厚厚水泥砂砂浆找平平层自重重 00.02220=0.440 kN/m22.5mmm三毡四四油卷材材防水层层 22.50.115=00.3775kNN/m22230mmm积水荷荷载 2.3 kN/m2小计 33.9885 kN/m2天沟板外荷荷载设计计值q：q=11.355b3.9985=5.338b，防水层考虑虑高低肋肋覆盖部部分，按按天沟板板平均内内宽b的2.55倍计算算，其中中b=天沟沟宽度-1900，取天天沟宽度

15、度为7770mmm，q=5.338（7700-1990）=3.12 kN/m2。根据图集004G4410-2，选选定天沟沟板型号号为TGGB777。板自自重标准准值：22.244 kN/m2。允许外加均均布荷载载基本组组合设计计值qq=44.266 kN/m2q=33.122 kN/m2。满足足要求。图2吊车梁图2吊车选自北北京起重重运输机机械研究究所，起起重量116t/3.22t，桥桥跨222.5mm，适用用范围一一，根据据基本资资料，查查图集004G3323，选选用吊车车梁型号号：DLL-9，表5中间跨边跨型号DL-9ZZDL-9BB梁重（t）3.954.08吊车轨道联联结吊车起重量量16

16、tt/3.2t，桥桥跨222.5mm，查图图集044G3225，最最大轮压压1833.3kkN，A5级，选选用DGGL-113（注注：吊车车梁螺栓栓孔间距距2800mm，车车档CDD-3），表6钢材用量复合橡胶垫垫板用量量（kgg/m）混凝土找平平层钢轨（kg/mm）联结件（kg/mm）钢筋（kg/m）混凝土强度度等级混凝土用量量（m3/m）38.7338.550.43770.82C300.0233主要构件选选型详表表表7 主主要承重重构件选选型表构件名称标准图集选用型号屋面板04G4110-11一般开间：Y-WWB-22两端开间：Y-WWB-22s屋架04G4115YWJ244- 11Ba天

17、沟板04G4110-22 TGB777吊车梁04G3223-22中间跨：DDL-99Z边跨：DLL-9BB吊车轨道联联结04G3225-22DGL-113车档：CDD-3排架计算计算单元及及计算简简图由于该厂房房在工艺艺上没有有特殊要要求，结结构布置置均匀，除除吊车荷荷载外，荷荷载在纵纵向的分分布是均均匀的，故故可取一一榀横向向排架为为计算单单元，计计算单元元的宽度度为纵向向相邻柱柱间距中中心线之之间的距距离，即即B=6.0m，如如图3所示： 图4图4图3排架的计算算简图如如图4所示。确定柱子高高度和截截面尺寸寸轨顶标高778000mm，轨轨面至吊吊车顶距距离H*=23336mmm，吊车车顶至

18、屋屋架下弦弦底面的的净空为为3644mm，从从0.000标高高到基础础顶面的的距离取取5000mm，柱柱子高度度H定为：H=5000+轨顶顶标高+H*+3664=5500+78000+223366+3664=1110000mmm所选吊车梁梁高位112000mm，梁梁面至轨轨顶接近近2000mm，因因此：下柱高度： Hll=5000+轨轨顶标高高-14400=5000+78800-14000=669000mm上柱高度： Huu=H-Hl=1110000-69900=41000mmm下柱截面宽宽度： ，取b=4000mm下柱截面高高度：，取取h=6550mmm设上柱采用用矩形截截面bh=4000m

19、mm4000mm： AAu=40004000=1.6105mm2； ；图6图5 图6图5设下柱采用用I形截面面： 荷载计算屋盖荷载屋盖恒载FF1,kk屋面恒载（折折算为线线荷载） g1,k=2.456=14.7 kN/m屋架自重 Q1,k=111.227510=1122.755kN屋架轴线跨跨度L=240000mmm，两两端挑出出外天沟沟各a=7700mm，上上弦水平平投影全全长为：L1=L+2a=240000+27700=255.544m，F1,k对对上柱轴轴线的偏偏心距ee=2000-1150=50mmm，屋屋架高度度范围内内的砖墙墙重量通通过柱顶顶圈梁（兼兼做连系系梁）由由砖墙传传至基础

20、础梁，不不传给柱柱子。屋面活载FF6,kk屋面活荷载载（折算算为线荷荷载） qq1,kk=0.5 6=33.0kkN/mm2柱自重F22,k、F3,kk上柱自重：，作用用在上柱柱中心线线上；下柱自重：，作用用在下柱柱中心线线上吊车梁及轨轨道联结结重F4,kk吊车梁自重重：中间跨：339.55kN，边边跨： 40.8kNN，取其其平均值值；轨道联结DDGL-13：钢轨 38.7310-22=0.38773kNN/m联结件 8.55510-22=0.08555 kN/m弹性垫板 0.443710-22=0.004437 kN/m找平层 00.82210-22+0.023325=0.558322 k

21、N/m小计 1.006 kN/m，作用在吊吊车梁中中心线上上。吊车荷载吊车竖向荷荷载Dmaxx,k、Dminn,k由设计资料料，查表表2，得K=44000mmm，B=63322mmm，则则：S=B-KK=63322-44000=119222mm图7图7。查表知，PPmaxx,k=1833.3kkN，求出最最小轮压压：作用在排架架上的吊吊车竖向向荷载DDmaxx,k、Dmin,kk为：均作用在吊吊车梁中中心线上上。吊车横向水水平荷载载Tmaxx,k由起重量QQ=166t，小小车重GG2,kk=677.655kN，求求得：对于软钩吊吊车：作用在排架架上的吊吊车横向向水平荷荷载Tmaxx,k为为：作

22、用在吊车车梁顶面面处。风荷载由设计资料料有，值见图图8：图8图8作用在柱顶顶处的集集中风荷荷载此时风荷载载的高度度变化系系数按檐檐口离室室外地坪坪的高度度H2计算（室室内外地地坪高差差取0.15mm，跨度度24mm屋架，查查图集004G4415-1，端端部高度度= QUOTE ，为计计算方便便，取为为1.22m）：H2=H11-0.5+00.155+1.2=111.00-0.5+00.155+1.2=111.885m离地面100m时，；离离地面115m时时，；则则：沿排架柱高高度作用用的均布布风荷载载qA,kk、qB,kk此时的风压压高度变变化系数数按柱顶顶离室外外地坪的的高度HH3计算：H3

23、=H11-0.5+00.155=111.0-0.55+0.15=10.65mm柱顶不动铰铰支反力力计算柱顶作用一一单位水水平力时时的位移移u（见图图9）经校核无误误。图9图9柱顶作用一一弯矩时时（见图图10）经校核无误误。在牛腿面作作用一弯弯矩时（见见图111）经校核无误误。离柱顶y处处作用一一水平集集中力时时（如吊吊车水平平荷载作作用在吊吊车梁顶顶面）（见见图122）经校核无误误。沿柱高承受受均布风风荷载时时（见图图13）经校核无误误。图13图12图图13图12图11图10内力符号规规定M柱的左左边受拉拉为正，右右边受拉拉为负。弯弯矩图绘绘于受拉拉侧。N压力为为正。V柱对基基础顶面面的剪力力

24、，向右右为正。排架内力分分析如图14，图14，图14本工程A、B柱的高高度和截截面均相相同，因因此，剪剪力分配配系数，柱柱顶剪力力（计算算时的值值无需算算出），荷荷载位置置及计算算截面如如图155。屋盖恒载作作用因荷载和排排架柱均均对称，故故屋盖荷荷载作用用下排架架没有侧侧移柱顶顶相当于于不动铰铰支座。 图15图15内力图绘制制如图116： 图16图16 柱和吊车梁梁自重作作用由于施工程程序按照照先吊装装柱、后后吊装吊吊车梁，在在屋架尚尚未吊装装前，整整个排架架并未形形成，因因此此时时柱和吊吊车梁的的荷载应应按照悬悬臂柱计计算。吊吊车梁上上的轨道道联结一一般在形形成排架架后才施施工，但但其重量

25、量较小，为为计算方方便，将将其计入入吊车梁梁自重进进行考虑虑。柱截截面内力力图绘制制如图117所示示。图17图17 屋面活荷载载作用 计算柱截面面内力并并内力图图绘制如如图188.图18图18 吊车竖向荷荷载作用用（Dmaxx,k在在A柱，Dminn,k在在B柱。）柱顶不动铰铰支反力力： 把R反向向作用于于排架AA柱顶，得得A、B柱顶剪剪力均为为：（1）+（2）得:A柱柱顶剪剪力：B柱柱顶剪剪力：计算各柱截截面内力力并绘制制内力图图如图119、图图20：A柱： 图19图19B柱： 图20图20吊车竖向荷荷载作用用（Dminn,k在在A柱，Dmaxx,k在在B柱。）A柱内力相相当于DDmaxx,

26、k在在A柱时B柱的内内力，但但弯矩、剪剪力符号号相反。B柱内力相相当于DDmaxx,k在在A柱时A柱的内内力，但但弯矩、剪剪力符号号相反。吊车水平荷荷载作用用，Tmaxx,k在在A、B柱上。柱顶不动铰铰支反力力把RA+RRB反向作作用于排排架A柱顶得得A、B柱的柱柱顶剪力力均为A柱柱顶剪剪力：B柱柱顶剪剪力：计算柱截面面内力并并绘制内内力图如如图211、图222所示：A柱：图21图21B柱：图22图22 风荷载作用用，左风风柱顶不动铰铰支反力力： 把R反向向作用于于排架AA柱顶，得得A、B柱的柱柱顶剪力力均为（1）+（2）得：A柱柱顶剪剪力：B柱柱顶剪剪力：计算柱截面面内力并并绘制内内力图如如

27、图233、图244所示：A柱：图23图23B柱：图24图24风荷载作用用，右风风A柱内力相相当于左左风时BB柱的内内力，但但符号相相反。B柱内力相相当于左左风时AA柱的内内力，但但符号相相反。荷载组合及及内力组组合荷载组合 厂厂房使用用过程中中，各种种荷载以以不同方方式作用用在结构构上，但但所有的的可变荷荷载不可可能同时时达到规规定值。因因此，按按照建建筑结构构荷载规规范GBB500009-20110的的规定，应应考虑下下面几种种荷载组组合：由可变荷载载效应控控制的组组合：由永久荷载载效应控控制的组组合（此此时可变变荷载仅仅限于竖竖向荷载载），即即：。在本设计计中，。内力组合内力组合一一般可考

28、考虑一下下四种情情况：+Mmaxx及相应应的N和V；- Mmaax及相相应的NN和V；Nmax及及相应的的M和V；Nmin及及相应的的M和V。内力组合注注意事项项组合表格见见附表；每种组合均均包括恒恒载；Dmax及及Dminn二者仅仅选一项项组合；对于吊车荷荷载项，有有T必有D，但有有D不一定定有T，有D一般也也有T；风载可左可可右，组组合时只只取其中中一项；当进行以NNmaxx及Nminn为组合合目标时时，应使使相应的的M尽可能能大。柱截面设计计材料混凝土采用用C300，主筋筋用HRRB4000级钢钢筋，箍箍筋采用用HRBB3355级钢筋筋。内力值的取取舍对于工字形形截面柱柱，在多多属情况况

29、下属大大偏心受受压构件件。偏心心距e（）的值值越大（M越大，N越小），截面配筋越多，因此选取偏心距e值较大的组合进行计算。在求得钢筋面积后，再对轴力N最大的组合进行校核。截面计算上部柱配筋筋计算截面设计由于有水平平荷载的的存在，故故需考虑虑二阶效效应，由由混规规的附附录B.0.44排架结结构柱考考虑P-二阶效效应的弯弯矩设计计值，有有： 内力值M（kNm）73.577N（kN）312.559偏心受压类类型大偏心受压压，取故选用3118，故截截面一侧侧钢筋配配筋率，同同时柱截截面总配配筋配筋筋率。垂直于排架架方向的的截面承承载力验验算由混规知知，垂直直于排架架方向的的上柱计计算长度度：，查混规规

30、，得得承载力满足足。下部柱配筋筋计算截面设计由于-截面存存在的两两组不利利组合明明显大于于-截面面所有不不利组合合，故选选取控制制截面-的两两组不利利内力组组合进行行计算，有有： QUOTE QUOTE ， 控制截面-内力值M（kNm）255.332216.006N（kN）477.009402.004（mm）（mm）中和轴位于于翼缘内内偏心受压类类型大偏心受压压大偏心受压压=e21.67721.677e=535.16+21.67=556.83=537.41+21.67=559.08l6900mmm6900mmme=577.97+21.67=599.64=580.40+21.67=602.07e

31、=599.64+=602.07-若=737若 QUOTE 蠂2as =465A=737=465选用5188， QUOTE As=As=1272mm2 As=As=1272mm垂直于排架架方向的的承载力力验算由混规知知，有柱柱间支撑撑时，垂垂直于排排架方向向的下柱柱计算长长度： QUOTE QUOTE l0i=5.52脳103225.87承载力满足足。排架柱的裂裂缝宽度度验算由于-截面面面积较大大可有效效的抵抗抗开裂弯弯矩，故故不需验验算。准永久组合合值系数数 QUOTE _D_DDd_ QUOTE _()_对于-截面：N QUOTE e0h0=75.01400-40=0.210.55 e0h0

32、对于-截面：N QUOTE _牛腿设计牛腿截面尺尺寸确定定根据吊车梁梁支撑位位置，吊吊车梁尺尺寸及构构造要求求，确定定牛腿尺尺寸如图图25所示示。牛腿腿宽度 QUOTE b=400mm b=400mm 则：图24图24按裂缝控制制要求验验算牛腿腿截面高高度作用在牛腿腿顶面的的竖向力力标准值值F牛腿顶面水水平荷载载。设裂缝控制制系数 QUOTE ， QUOTE a=100+20=120mm a=100+20=120mm QUOTE ，满足要要求。局部受压验验算： QUOTE ，满足要要求。牛腿配筋由于，无需需设置弯弯起钢筋筋。取，有： QUOTE ， QUOTE QUOTE 按构造要求求，设置置

33、水平箍箍筋81000。柱下独立基基础设计计材料混凝土采用用C255，钢筋筋采用HHRB3335级级。确定基础荷荷载计算算值计算外墙荷荷载每个基础承承受的围围护墙宽宽度为计计算单元元的宽度度B=66.0mm，查图图集044G3220，2400mm墙墙基础梁梁高0.45mm，基础础梁自重重标准值值取为116.77kN/m2，钢窗窗宽4.2m，上上、下窗窗高分别别取为33.0mm、5.44m，钢钢窗重量量0.44kN/m2，2400mm墙墙双面粉粉刷共重重5.224 kN/m2，墙体体和基础础梁传来来的重力力荷载标标准值NNwk：墙高=111.0+1.22+0.15-0.445=111.99m基础梁

34、自重重 16.7kNN/m22外墙自重GG1,kk QUOTE 钢窗自重 QUOTE 小计 QUOTE Nwk=220.08kN Nwk故墙体和基基础梁传传来的重重力荷载载设计值值：Nw对基础础的偏心心距为: QUOTE ew=120+325=445mm ew对基础底面面的偏心心弯矩：内力值的取取舍第一组： QUOTE 第二组： QUOTE 确定基础底底面积基础埋置深深度d的确定定对于截面高高度5000mmmhc8000mm的的矩形、工工字形柱柱，柱的的插入深深度h1hc，且h1还应同同时满足足柱纵向向受力钢钢筋锚固固长度的的要求，以以及柱吊吊装时稳稳定性的的要求即h10.005H5500mm

35、。故故取d=h+基础底面尺尺寸的确确定：基础底面以以上土的的平均重重度为 QUOTE ， QUOTE fa=300kPa fa=300kPa先根据柱传传来的最最大轴向向力（根根据内力力组合表表中Nmaxx,k5866.699kN）和和墙和基基础梁传传来的荷荷载Nwk，按按中心受受压基础础估算底底面积AA1。即：考虑基础偏偏心荷载载的影响响，根据据偏心距距的大小小将面积积A1增大300左右右，作为为偏心受受压基础础的底面面积A。令 QUOTE bl=1.5 bl=1.5 QUOTE 则： QUOTE b=mA=1.5脳6=3m b=mA=1.5脳6=3基底弹性抵抵抗矩： QUOTE 地基承载力力验算基础及基础础上方土土的重力力标准值值按第一组内内力组合合验算轴向力 QUOTE Ndk=Nwk+弯矩 偏心距 QUOTE e=380.32866.98=0.439m e= QUOTE Pk,max=271.36kNm20按第二组内内力组合合验算轴向力 QUOTE Ndk=Nwk+弯矩 偏心距 QUOTE e=104.46668.72=0.156m e= QUOTE Pk,max=146.23kNm20受冲切承载载力计算算基底净应力力计算按第一组内内力组合合Ne=按第二组内内力组合合Ne=基础剖面设设计由于，