单层工业厂房课程设计附内力表,图纸

/《单层工业厂房》课程设计预制混凝土牛腿柱设计姓名：学号：班级：指导教师：单层工业厂房预制混凝土牛腿柱课程设计一、设计任务本工程为某单层单跨工业产房.无抗震设防要求。跨度为27m.长度为90m.柱距为15m。选用二台20/5t软钩吊车.起重机总质量30.5t的A5工作级别桥式吊车.吊车轨顶标高为9.000m.厂房柱采用钢筋混凝土结构.混凝土强度等级为C30.采用HRB335级钢筋。恒载部分：仅计入屋盖自重设计值〔6m=300kN、9m=450kN、12m=600kN、15m=750kN、吊车梁自重〔轨道及零件重标准值为0.8kN/m、柱自重。纵向维护墙为支撑在基础梁上的自承重空心砖砌体墙.厚240mm二、柱截面尺寸与高度的确定基础采用单独杯形基础.已知轨顶标高为+9.000m.拟室内标高为相对标高零点.室外地坪标高为—0.100m.基础顶面标高-1.100m.柱子插入杯口深度为900mm。吊车梁采用图12-64〔b.高为1.2m.取轨道顶面至吊车梁顶面距离为0.2m.屋架下弦至吊车顶距离0.2m。查附录12.吊车轨顶至吊车顶部高度为2.3m.柱子尺寸：〔1、柱子高度：从基础顶面算起柱高=11.5+1.1=12.6m；上柱高HU=11.5-7.6=3.9m下柱高HL=12.6-3.9=8.7m柱总高=12.6+0.9=13.5m；〔2、柱截面形式和尺寸：上柱采用矩形截面bxh=400mmx400mm下柱采用I形截面bfxhxbxhf=400x900x100x150.三、柱网及计算单元〔1定位轴线B1：由附表12可查得轨道中心线至吊车端部距离为260mm；B2：吊车桥架至上柱内边缘距离.一般取B2大于80mm；B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离.为400mm;B1+B2+B3=740mm<750mm.满足要求；厂房全长90m.小于所要求的最小变形缝间距100m.无抗震设计要求.结合实际.可不设变形缝。故取封闭定位轴线网.两纵向定位轴线与左右外纵墙内皮重合.且山墙为非承重墙。柱网如图所示：〔2计算简图四、荷载计算1、屋盖荷载〔1屋盖传递给排架柱的集中恒荷载设计值F1=〔1.2x750/2=450KN;作用于上部柱中心线外侧e0=50mm处。<2>《荷载规范》规定.屋面均布活荷载标准值为0.5KN/m².XX市百年一遇雪荷载标准值为0.4KN/M².故取二者最大值。于是由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值：F6=1.4x0.5x15x27/2=141.75KN；作用于上部柱中心线外侧e0=50mm处。2、柱、吊车梁等恒荷载上部柱自重标准值25x0.4x0.4=4KN/m,故作用在牛腿顶截面处的上部柱横荷载设计值:F2=1.2X3.9X4=18.72KN下部柱自重标准值为0.1875x25=4.69KN/m.故作用在基础顶截面处的下部柱恒荷载设计值F3=1.2X8.7X4.69=48.96KN吊车梁自重标准值为0.2472x25=6.18KN/m,轨道及零件自重标准值为0.8KN/m.故作用在牛腿顶截面处的吊车梁和轨道连接的恒载设计值：F4=1.2X〔6.18+0.8X15=125.64KN3.吊车荷载吊车跨度LK=25.5m.查附录12得.最大轮压Pmax.k=230KN,最小轮压Pmin.k=53KN,小车自重标准值G2.k=75KN,额定起重量标准值G3.k=200KN,吊车宽度B=6.4m.轮距K=5.25m.吊车梁支座反力影响线如图所示；由上图影响线可知；Dmax.k=0.9*230*〔1+0.9234+0.5734+0.65=651.39KNDmax=1.4*651.39=911.94KN;Dmin=911.94*75/230=297.37KNTk=0.1*〔75+200/4=6.875KN故吊车横向水平荷载设计值Tmax=6.875*911.94/230KN=27.26KN3、风荷载计算.其中XXXX地区百年一遇.查表10-4得离地面10m时=1.0：风荷载作用计算简图如下：柱顶=1.045檐口=1.078排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：Wk=[〔0.8+0.5*1.2+〔0.5-0.6*1.2]*1.078*0.55*15=12.81KNW=1.4*WK=1.4*12.81=17.93KN则作用于排架计算简图〔图27上的风荷载设计值为：q1=1.4*0.8*1.045*0.55*15=9.66KN/mq2=1.4*0.5*1.045*0.55*15=6.03KN/m五内力分析1屋盖荷载下的内力分析屋盖集中恒荷载作用下的内力分析柱顶不动支座反力R=查附图9-2得.按公式计算：R=屋盖集中活荷载作用下的内力分析R=2柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析.已知F2=1.2X3.9X4=18.72KNF4=1.2X〔6.18+0.8X15=125.64KNF1、F2、F4产生的恒载效应叠加后内力如图所示；3吊车荷载作用下的内力分析〔1作用在A柱.作用在B柱时.A柱的内力分析A柱顶的不动支点反力.查附图9-3.得A柱顶的不动支点反力B柱顶的不动支点反力A柱顶水平剪力B柱顶水平剪力内力图如下：图8〔2作用在A柱.作用在B柱时的内力分析.A柱顶剪力与作用在A柱时相同.内力图如下：在作用下的内力分析。至牛腿顶面的距离为9-7.6=1.4m至柱底的距离为9+0.1+1.0=10.1m.因A柱与B柱相同.受力也相同.故柱顶没有水平剪力.内力图如下：4风荷载下.A柱的内力分析左风时.在、作用下的柱顶不动铰支座反力.由附图9-8得.不动铰支座反力柱顶水平剪力故左风和右风时.A柱的内力图如下：六、内力组合表及其说明1内力组合表A柱控制截面I-I,2-2和3-3的内力组合表见下表：七、排架柱截面设计混凝土强度等级为C30.；采用HRB335级钢筋.。上下柱均采用对称钢筋。取柱的保护层厚度为40mm。1、上柱配筋计算由表1可知.控制截面=1\*ROMANI-=1\*ROMANI的内力设计值为M=-201.5kNm.N=596.3kN。考虑P-二阶效应截面设计.对称配筋.选用2Φ25+2Φ22〔1742mm²>,满足要求.同时柱截面总配筋垂直于排架方向的截面承载力计算由表12-3.垂直于排架方向的计算长度2、下部柱配筋计算按控制截面3-3进行计算.由内力组合表可知.有两组不利内力.<a>M=1099.72kNm.N=1591.64kN<b>M=626.3kNm.N=643.32kN<1>按〔a组内力进行截面设计采用5Φ25.<2>按〔b组内力进行截面设计〔5Φ25〔3垂直于排架方向的承载力验算由表12-3知.有柱间支撑时.垂直于排架方向的下柱计算长度为3排架柱的裂缝宽度验算〔1上部柱裂缝宽度验算〔2下部柱裂缝宽度验算4、箍筋配置非地震区的单层厂房排架柱箍筋按构造要求设置。上下柱均采用Φ8@200.在牛腿处箍筋加密Φ8@100。5、根据吊车梁支撑情况.吊车梁尺寸及构造要求.确定牛腿尺寸〔如图13.b=400mm,h=800mm,ho=760mm。按裂缝控制要求验算牛腿截面高度作用在牛腿顶面的竖向力标准值FVk=Dmax,k+F4,K=651.39+125.64/1.2=756.1kN牛腿顶面没有水平荷载.即Fhk=0设β=0.65.ftk=2.01N/mm2,a=-130<0,取a=0.由12-18得794.4>756.1,满足。〔2牛腿配筋由于a=-130mm,故可按构造要求配筋。水平纵向受拉钢筋截面面积采用5Φ14.2Φ14是弯起钢筋。牛腿处水平箍筋为Φ8@100。6排