单层厂房课程设计计算书

word文档可自由复制编辑建筑工程学院土木系混凝土与砌体结构课程设计单层厂房计算书基本设计资料1.

厂房的平面和立面布置:(1)平面布置：装配车间跨度24m，总长102m，中间设伸缩缝一道，柱距6m，如图1所示。(2)立面布置：基础顶面高程-0.5m，柱顶高程+12.4m，如图2。2．吊车使用情况：车间内设有两台200／50kN中级工作制吊车，其轨顶的设计标高10m。吊车的主要参数如下:起重量Q（kN）跨度Lk（m）最大轮压Pmax（kN）小车重g（kN）总重G+g（kN）轮距K(mm）吊车宽B（mm）200/5022.521578320440055503．厂房中标准构件选用情况:(1)屋面板采用G410（－）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在内）标准值为1.4kN／m2。屋面各层构造见下图。SBS改性沥青卷材或高分子复合防水卷材（二毡三油上铺小石子，去掉2%找坡，以20mm厚水泥砂浆找平层计算）等；做法示意如下：(2)天沟板采用G410（三）标准图集中的JGB77-l天沟板，板重标准值为2.02kN／m。(3)天窗架采用G316中的门型钢筋混凝土天窗架CJ-03，自重标准值为2x36kN／每榀，天窗端壁选用G316中的DB9-3，自重标准值2x60kN／每榀（包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗电动启动机、消防栓等）。(4)屋架采用G415（三）标准图集中的预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值106kN／每榀。(5)吊车梁采用G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车架YXDL6-8，吊车梁高1200mm，自重标准值44.2kN／根，轨道及零件重1kN／m，轨道及垫层构造高度200mm。4．其他条件：(1)基本风压：B类，ω0＝(0.3+学号最后两位/100)kN/m2。0＝

(2)地质条件：车间所在场地，地坪下1.0m内为填土，填土下层4.5m内为均匀亚粘土(液性指数Il>0.85)，无软弱下卧层；未经深宽修正地基承载力特征值fak＝180kN/m20＝

(3)屋面活荷载的取值：一班按规范取不上人屋面活载， 二班取不上人屋面活载＋0.1kN/m2 三班取不上人屋面活载＋0.2kN/m2。 四班取不上人屋面活载＋0.3kN/m2(4)排架柱及基础材料选用情况A:柱混凝土：一、二班同学取C25；三、四班同学取C30。B:钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HRB235级钢筋。C:基础混凝土：采用C15；钢筋：采用Ⅰ级钢筋。厂房结构选型与布置1、屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在内）标准值为1.4kN／m2(具体构造见任务书)。2、天沟板采用G410（三）标准图集中的JGB77-1天沟板，板重标准值为2.02kN／m。。3、天窗架采用G316中的门型钢筋混凝土天窗架CJ-03，自重标准值为2x36kN／每榀，天窗端壁选用G316中的DB9-3，自重标准值为2x60kN／每榀。4、屋架屋架采用G415（三）标准图集中的预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值为106kN／每榀。。5、屋盖支撑自重0.05kN／m2（沿水平面方向）6、吊车梁采用G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车架YXDL6-8，吊车梁高1200mm，自重标准值44.2kN／根，轨道及零件重1kN／m，轨道及垫层构造高度200mm。7、联系梁、过梁均为矩形截面。8、排架柱下柱长：上柱长：由于，。=由型柱细部尺寸表查得：b=500mm时，取h=1000~1500mm，所以选取b=500mm，h=1200mm。所以排架柱上柱选用的正方形截面（如附图1），截面面积：，截面的惯性矩：；下柱为工字型截面（如附图1），取：b=120mm,h=1200mm,,,截面面积：,截面绕强轴的惯性矩：截面绕弱轴的惯性矩：附图1：柱子截面尺寸图9、定位轴线横向定位轴线均通过柱子截面的几何中心，但在两端与山墙的内皮重合，并将山墙内侧第一排柱子中心线内移500mm，纵向定位轴线见厂房平面布置图。注：由吊车类型查得：20/5型，跨度22.5m，=260mm为吊车外边缘至柱内缘宽度，由于Q<50t，所以排架的荷载计算（一）荷载的基本数据钢筋混凝土容重水泥砂浆容重砖墙容重钢门窗自重钢轨及垫层容重二毡三油防水层自重（沿斜面方向）找平层自重（沿水平方向）屋面活荷载屋面积灰荷载（二）恒荷载1、屋盖部分传来的恒载天窗架天窗端壁屋面板重（包括灌缝）Sbs防水卷材CC2建筑防水沥青油膏1:3水泥砂浆找平层20厚80厚珍珠岩保湿层1：3水泥砂浆找坡2%屋架重合计每块天沟板及积水重：综上：2、柱自重和上柱重：下柱重：柱身：附图2：排架柱标高牛腿：附图2：排架柱标高综上：3、混凝土吊车梁及轨道重（三）活荷载1、屋面活荷载屋面活荷载，屋面积灰荷载。雪荷载。排架柱计算时，屋面积灰荷载和雪荷载或屋面活荷载中的较大值同时考虑。注：作用位置同2、吊车荷载采用两台200/50KN中级工作制吊车（吊车具体参数见任务书）竖向吊车荷载由规范查得：两台中级吊车的折减系数附图3：吊车梁支座竖向反力影响线求时的吊车位置水平吊车荷载每个轮子的水平刹车力：由规范：所以产生时吊车作用位置和竖向荷载作用时相同，所以3、风荷载（1）求均布荷载q由《建筑结构荷载规范》，单层厂房的风载体型系数如图所示。附图4：风载体型系数图附图4：风载体型系数图附图5：框架风荷载计算简图附图5：框架风荷载计算简图风向柱顶离室外地坪高度为：，则：标高101520301.001.141.251.42附图6：风压高度变化系数（B类粗糙度）注：以下使用的均从上表数据按直线内插法求得求集中荷载W屋架檐口离室外地坪高度为，故天窗、屋架交界处离室外地坪高度为，故天窗檐口离室外地坪高度为，故天窗顶离室外地坪高度为，故按风载计算简图计算集中风荷载W附图7：屋架集中荷载计算简图附图7：屋架集中荷载计算简图与在水平方向相抵消集中风荷载W作用点标高为12.40m。排架的计算简图及荷载作用位置图如下图所示。附图8：排架计算简图及荷载作用位置图内力分析（一）恒载作用下的排架内力单层厂房多属于装配式结构，柱、吊车梁和轨道的自重，多是在预制柱吊装就位完毕而屋架尚未安装时施加在柱子上的，此时尚未构成排架结构。但在设计中，为了与其他荷载的计算方法相一致，在柱、吊车梁和轨道的自重作用下仍按排架结构进行内力计算。1、由产生的弯矩和轴力附图9附图92、由柱自重产生的弯矩和轴力（1）上柱重（2）下柱重,，只产生轴力而不产生弯矩。3、由产生的弯矩和轴力综上：恒载作用下的计算简图和内力分图如下图所示。附图10：恒载计算简图及内力图附图10：恒载计算简图及内力图（二）屋面活荷载作用下的排架内力与作用位置相同，即成比例。屋面活荷载作用下的计算简图和内力图如下图所示。附图11：活载计算简图及内力图附图11：活载计算简图及内力图（三）吊车竖向荷载作用下的排架内力1、最大轮压作用于A柱时A柱：B柱：计算简图如图所示。附图12：吊车竖向荷载作用下计算简图附图12：吊车竖向荷载作用下计算简图与恒载计算相同，A柱B柱A柱与B柱相同，剪力分配系数，则A柱与B柱柱顶的剪力为A柱B柱所以内力图如下图所示。附图13附图13（四）吊车水平制动力作用下的排架内力1、向左作用柱中轴力为零。由前述所得，A柱B柱，查附表3-2可得：考虑空间作用分配系数m，查表得m=0.80，且A柱与B柱相同，剪力分配系数，A柱与B柱的剪力为A柱：B柱：计算简图如下图所示。附图14：附图14：吊车水平力作用下排架计算简图根据柱顶剪力和求的向左作用下，排架弯矩如下图所示。附图15：排架弯矩图2、向右作用由于机构对称，M图与上图刚好相反，如图中的虚线所示。（五）风荷载所用下排架内力1、左来风情况，叠加上诉两个状态，恢复结构原有受力状态，即得该柱的柱顶剪力排架单元为对称结构，柱中的轴力为零，计算简图如下图所示。附图16附图16根据计算，左来风的情况下框架的M图如上图中实线所示。2、右来风的情况。由于结构的对称性，M图如上图中所示。内力组合排架单元为对称结构，可仅考虑A柱的截面。组合情况见下表。柱号、控制截面及轴向内力恒载活载竖向吊车荷载水平吊车荷载风荷载最大轮压作用于水平力向左水平力向右左来风右来风AB12345678ⅠⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅠ-ⅠM32.75.05-49.95-49.95-13.7113.7168.85-75.42N508.64100.8000000Ⅱ-ⅡM-68.6-20.15206.053.63-13.7113.7168.85-75.42N607.8100.8568.89119.070000Ⅲ-ⅢM120.0415.1286.62-116-156.65156.65394.79-341.37N665.16100.8568.89119.070000V21.255.04-13.15-13.15-15.7115.7149.99-40.14控制截面荷载组合内力组合1.2恒载+0.91.4(任意两种以上活载)标准组合恒载+任意两种荷载1.2恒载+1.4任意一种活载标准组合恒载+任一活载项目组合MNVMNV项目组合MNVMNVⅠ-Ⅰ+Mmax①+0.9*(②+⑦)98.51599.3667.41485.51①+⑦80.25420.6979.09423.91-Mmax①+0.9*(③+⑤+⑧)-92.47508.64-56.86379.91①+⑧-40.61420.69-29.39423.91Nmax①+0.9*(②+③+⑤+⑧)-87.92609.44-50.53485.51①+②38.80539.7331.62517.51Nmin①+0.9*（③+⑤+⑧)-92.47508.64-56.86423.9①+⑦-46.61508.69-71.23423.91Ⅱ-Ⅱ+Mmax1.2*①+0.9*1.4*(③+⑥+⑦)194．711098.54115.80912.89①+③137.431176.7489.99912.89-Mmax①+0.9*(②+④+⑤+⑧)-173.16800.23-103.16685.19①+⑧-147.98607.85-113.88506.54Nmax①+0.9*(②+③+⑥+⑦)170.381203.7110.491006.49①+③137.431176.7489.99912.89Nmin①+0.9*(②+⑧)-164.08699.79-110.95600.14①+⑧-147.98607.85-113.91506.54Ⅲ-Ⅲ+Mmax①+0.9*(②+③+⑥+⑦)707.901227.8873.08530.441012.4558.83①+⑦535.85665.2171.24397.61554.3453.41-Mmax①+0.9*(④+⑤+⑧)-407.58740.32-40.85-350.23607.67-31.59①+⑧-247.33665.21-18.89-161.81554.34-10.97Nmax①+0.9*(②+③+⑥+⑦)689.961265.1573.08585.081054.2958.83①+③211.421234.18.1165.91960.698.31Nmin①+0.9*(②+⑦)512.02754.1570.78411.32647.9457.01①+⑦535.85665.2171.24397.61554.3453.41排架柱设计 （一）A轴柱1、设计资料截面尺寸：上柱正方形截面：下柱I形截面:，，材料等级：混凝土C25钢筋纵向受力钢筋为HRB335，箍筋为HRB235，计算长度：排架平面内:上柱：下柱：排架平面外：上柱：下柱：2、内力（1）上柱：C25混凝土则假定梁内为一层钢筋：所以由于内力组合表中Ⅰ-Ⅰ截面的控制内力N均小于，则都属于大偏心受压，所以选取弯矩较大而轴力较小的情况，经比较取出下面的组合：，（2）下柱由于下柱在长度范围内配筋相同，比较Ⅱ-Ⅱ截面和Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力，可以看出Ⅲ-Ⅲ起控制作用从内力组合表中Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力均小于，则都属于大偏心受压，所以选取弯矩较大而轴力较小的情况，经比较取出下面的内力组合：3、配筋计算（采用对称配筋）（1）上柱,大偏压。，所以取取排架结构属于有测移结构：所以选用（），箍筋选用，配筋图如下图所示。垂直弯矩平面的承载力验算：（为平面外计算长度），查表得：附图17：排架上柱截面配筋图（满足要求）附图17：排架上柱截面配筋图（2）下柱：内力组合a：，中和轴处于受压区翼缘部分。，取，取排架结构属于有侧移结构，内力组合b：所以中和轴处于受压区翼缘部分。，取，取排架结构属于有侧移结构，对两组内力进行比较，按照内力组合a进行配筋，选用（），箍筋选用，配筋图如附图18所示：平面外承载力验算：,查表得（满足要求）附图18：下柱配筋图4、牛腿计算吊车梁与牛腿的关系如右图所示。牛腿高度的验算：附图19附图19满足要求。纵向受拉钢筋的配置，因为吊车垂直荷载作用于下柱截面边缘内，则可以按构造配筋，且。纵筋不应小于4根，直径不应小于12mm，故纵向钢筋选用（）；由于，所以可以不设弯起钢筋，箍筋选用。配筋图详见柱配筋图。设垫板的长和宽为：局部压力标准组合值:故局部压应力为:满足要求。基础设计㈠A轴柱1、设计资料材料等级：混凝土：C15。钢筋：采用Ⅰ级钢筋地质条件：地坪下1.0m为填土，填土下层4.5m内为均匀亚粘土，无软弱下卧层；未经深度修正地基承载力特征值值，地下水位为-5.0m，无腐蚀性。2、确定基础高度由构造要求得：预制柱插入基础的深度为，柱留50mm的间隙，用C30混凝土填充。杯底厚度，杯壁厚度（满足基础梁支承宽度要求），则基础的高度为，杯壁高度由台阶下面的基础抗冲切条件确定，应尽量使大一点，初定，以减少基础混凝土用量。3、柱底（Ⅲ-Ⅲ）截面最不利内力选择（1）、进行地基设计