单层工业厂房设计任务书

厂房设计任务书 3 1.4、设计进度期限(两周) 4 计计算书 6料 6 件及排架柱材料选用 6中标准构件选用情况 6选用 6高与截面计算 7 7上的荷载计算 8算 8荷载计算 9算 12分析 12内力分析 14合 22 2计 24 7.1.1ɑ——ɑ截面配筋： 247.1.2ɑ——ɑ截面配筋： 26载力验算 29宽度验算 30算 30 30 计 33 厂房设计任务书pmaxpminF=205kN，Fpmaxpmin3建.筑地点：信阳市郊区。屋面活荷载标准值为0.5KN/m²，基本风压Nm.8m内为填土，填土下4m内为均匀亚黏土，地值fa=200kN/m2，地下水位-4.05m，无腐蚀。5.厂房中标准构件选用情况： (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 (2).天沟板采用G410(三)标准图集中的TGB77—1，板重标准值为 N (5)材料：C.钢筋.ɑ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：100mm厚水泥砾石保温层：一毡两油隔气层：20mm厚水泥砂浆找平层：面板0.35kN/m220kN/m30.02m=0.40kN/m25kN/m30.1m=0.50kN/m20.05kN/m220kN/m30.02m=0.40kN/m2 (7)围护结构采用240mm厚粘土砖墙(双面粉刷)：5.24kN/m2；1.2、设计目的1.3、设计任务及要求含封面、任务书及计算书等内容。CAD下角要有图纸标签。内容包括：柱下单独基础的模板、配筋图。1.4、设计进度期限(两周)．设计计算及整理计算书8天5天1.5、设计步骤 (一)厂房平、剖面布置及结构构件选型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、基础梁、支撑、抗风柱)型表称标准值G410(一)1.5m6m预应力混凝YWB2ɑ1.4kN/m2 (包括灌浆在内)G410(三)1.5m6m预应力混凝土屋面板(卷材防水天沟板)G415(三)预应力混凝土折线形屋架(跨24.7kN/每榀。G323(二)钢筋混凝土吊车梁(吊车工作等级中级)DL—9Z(中间跨)DL—9B(边跨)G325(二)吊车轨道梁L3．厂房剖面设计(确定标高) (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)基础设计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(确定基础高度)；4.底板配筋1.6、参考资料国家建筑标准设计图集08G118G410(一)G415G321G320G325G425CG415(一)CG415(三)CG415(五)如下目录进行具体过程参考书本例题厂房设计计算书设计资料kN吊车，其轨顶设计标高9m。3建.筑地点：信阳市郊区。.8m内为填土，填土下4m内为均匀亚黏土，地Nm标准构件及排架柱材料选用厂房中标准构件选用情况 (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 (2).天沟板采用G410(三)标准图集中的TGB77—1，板重标准值为 N 柱材料选用(1)混凝土：采用C30(fc=14.3N/mm2,ftk=2.01N/mm2)。HRB335级(fy=300N/mm2,b=0.55,Es=2105N/mm2)。(3)箍筋：采用HPB235级(fy=210N/mm2)。排架柱高与截面计算排架柱高计算Hu分别为：lluH=12m7.8m=4.2mu60006000600060006000600060006000排架截面尺寸计算bɑHu/25＝344mm.h≥Hu/12＝717mm取柱截面尺寸为：上柱：(b×h)＝400×400Ibfhbhf(如图3-1)数/mm2/mm4/(kN/m)AB4.03.3计算简图和计算单元：AB排架柱上的荷载计算载计算 (1)屋面恒载(b)EA=20mm厚水泥砂浆找平层：20kN/m30.02m=0.40kN/m2mmkN/m30.1m=0.50kN/m220mm厚水泥砂浆找平层：20kN/m30.02m=0.40kN/m20.35kN/m2+0.40kN/m2+0.50kN/m2+0.05kN/m2合计：+0.40kN/m2+1.4kN/m2+0.05kN/m2=3.15kN/m2为：GkNm6m21m2+91kN2)+1.22.026m=307.3kN (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：活荷载计算者，所以仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：Q0.5kN/m26m21m2=44.1kN风荷载min定的风压值；比值，与厂房的外表体型和尺度有关，可根据建筑体型查得；z风压处离地面的高度查得。0O=0.45kN/m0根据厂房各部分标高及B类地面粗糙查表得：柱顶(标高12m)z=1.056檐口(标高14.60m)z=1.129屋顶(标高16.00m)z=1.17可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：NmkNmOkzszOkNm.238kN/m2则用于排架计算简图上的风荷载设计值为：q1=1.40.38kN/m26m=3.192kN/mq2=1.40.238kN/m26m=2kN/m=13.8kN4.4吊车荷载gkNQkNFpmaxkNFpmin=35kN。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。 (1)吊车竖向荷载yi=555.345kN=94.815kN (2)吊车横向水平荷载T=(Q+g)式中T—每一个轮子作用在轨道上的横向水平制动力；动系数；g—小车的重力荷载。TQg(200kN+75kN)=6.188kNTii动力；axyi—影响线数值。内力计算用下排架内力分析数ni见表5.1：Iun=lIll6=H3/Clnni=x1/6i 0010H3EABEAnB 恒荷载作用下排架的计算简图如图所示，图中的重力荷载G及力矩M是根111135A35A111111mC=.n=2.202RA=M1C1+M2C3=15.365kN.m〉2.202+67.85kN.m〉1.016=8.22kN())HH12.5m柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图图载作用下排架内力分析AB作用屋面活荷载RA=M1AC1+M2AC3=2.205kN.m2.202+11.025kN.m1.032=1.3kN()HH12.5mABR=R+R=AB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：AABBV=AABB,用下排架内力分析 (1)左吹风时计算简图如图5.7所示。C=n=0.316各柱顶剪力分别为：排架内力图如图5.8所示。图 (2)右吹风时计算简图如图所示。将图所示A柱内力图对换且改变内力符号后可得。载作用下排架内力分析 (1)Dmax作用在A柱计算简图如图5.9所示。图5.9Dmax作用在A柱时排架内力图DmaxDmin力矩为：Amax3M=De=555.345kN0.3m=166.6Amax3Bmin3M=De=94.815kN0.3m=28.44Bmin3RB=C3=1.016=2.312kN()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5.11Dmax作用在A柱时的排架内力图 (2)Dmax作用在B柱计算简图如图5.12所示。其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin在牛腿顶面处引起的力矩为：Amin3M=De=555.345kN0.3m=166.6Amin3M=De=555.345kN0.3m=166.6kN.mBmax3RA=C3=1.016=2.312kN()排架各柱顶剪力分别为：VARAnARkN排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图5.13所示。 (3)Tmax作用于AB跨柱AB时，排架计算简图如图5.14所示。a=(4.2m1.2m)/4.2m=0.789，则C=n=0.48ABRRR=8.94kN8.94kN=17.88kNAB各柱顶剪力为：VBRBnBRkNkNkN()剪力只改变符号，方向不变。Tmax用于AB跨时排架内力图内力组合载组合以A柱为例。柱号及正别面荷载载Dmax作用Dmax作用ɑɑɑɑɑⅠⅠɑ—ɑM622.25624N100000ⅠⅠⅠⅠɑ—ɑM22.25624N1000ɑ—ɑM4±167.67136N371000V±18.6349注：M(单位为kN.m)，N(单位为kN)，V(单位为kN)。+Mmax及相应Nmax及相应ɑ—ɑMⅠ+0.9[Ⅰ+Ⅰ+Ⅰ]65Ⅰ+0.9 (Ⅰ+Ⅰ)Ⅰ+Ⅰ6Ⅰ+0.9 (Ⅰ+Ⅰ)N666ɑ—ɑMⅠ+0.9[Ⅰ+Ⅰ+Ⅰ]+0.9+Ⅰ]Ⅰ+ (Ⅰ+ Ⅰ)1Ⅰ+0.9 (Ⅰ+Ⅰ)N35ɑ —ɑMⅠ+0.9.2Ⅰ+0.9-263.Ⅰ+Ⅰ+0.9[Ⅰ+Ⅰ[Ⅰ+Ⅰ]0.9(Ⅰ+Ⅰ)+Ⅰ] (Ⅰ)ɑ8NV43注：M(单位为kN.m)，N(单位为kN)，V(单位为kN)。柱的设计资料柱400400mm正方形截面下柱I字形截面b=100m,h=900mb'f=bf=400mm;h'f=hf=150mm钢筋：纵向受力钢筋为HRB335级钢筋fy=f'y=300N/mm2组的选用：由于截面3—3的弯矩和轴向力设计值均比截面2—2最不利内力组确定。7.1.1Ⅰ——Ⅰ截面配筋：1.Mmax组合(与Nmin组合相同)MkN.mN=327.56kNhhas40=360mm纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=300N/mm2,ξb=0.55,Es=2105N/mm2)ξ===0.159<ξb(大偏心受压)Xhb且X<2as,则说明受压筋不能达到屈服强度，此时应按以下公式计算。mmAs=Nes/[fy(h-2as)=327560×141.62/[300×(400-80)]=483.22mm2Amin=0.2%×160000=320mm22.Nmax组合MkNmN=371.56kN纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=300N/mm2,ξb=0.55,Es=2105N/mm2)ANξ===0.180<ξb(大偏心受压)XhbXas筋不能达到屈服强度，此时应按以下公式计算。As=Nes`/[fy(h-2as)=371560×19.8/[300×(400-80)]=76.6mm2Amin=0.2%×160000=320mm27.1.2Ⅰ——Ⅰ截面配筋：1.Mmax组合M=465.261kN.mN=1008.405kNA=400×900-2×[(550+900)/2×150]＝187500mm2纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=300N/mm2,ξb=0.55,Es=2105N/mm2)eieeamm2as=80mmhf=150mma1fcb1.0〉14.3〉100SSfy(h0一aS)SSfy(h0一aS)=768.6mm2Amin=0.2%×A=0.2%×187500=375mm22.Nmax组合MkNmN=1048.095kNA=400×900-2×[(550+900)/2×150]＝187500mm2纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=300N/mm2,eieeammeeihasmm2as=80mmhf=150mmX=N-a1fc(bf-b)hf=1048095-1.0〉14.3〉(400-100)〉150a1fcb1.0〉14.3〉100SSfy(h0-aS)A=A`=Ne-a1fc(bf-b)hfh0-SSfy(h0-aS)300根(860_40)mm2Amin=0.2%×A=0.2%×187500=375mm23.Nmin组合A=400×900-2×[(550+900)/2×150]＝187500mm2eieeammAN (大偏心受压)2as=80mmhf=150mm=2比较以上计算结果，排架柱配筋为：(单侧)上柱：2C18(509mm2)配筋率:0.32%4C18+2C20+2C12(2034mm2)配筋率:1.084%平面外承载力验算取ɑ——ɑ、ɑ——ɑ截面中的Nmax进行验算查表(有柱间支撑，垂直房屋排架柱，有吊车房屋柱)得计算高度：1.ɑ——ɑ截面：Nmax=371.56kNL0/b=6640/400=16.6查表得φ=0.85N=0.9φ(fcA+2fyAs)=0.9×0.85×(14.3×160000+2×300×509)2.ɑ——ɑ截面Nmax=1048.095kNL0/b=6640/400=16.6查表得φ=0.85N=0.9φ(fcA+2fyAs)=0.9×0.85×(14.3×187500+2×300×2356)=3132.6kN>Nmax满足要求面抗剪验算V=1.2×ɑ+0.9×1.4×(ɑ+ɑ)=1.2×8.22+0.9×1.4×(-7.93+16.34)=33.58N=1.2×ɑ+0.9×1.4×(ɑ+ɑ)=1.2×304.14+0.9×1.4×(50.40+0)=428.47由于风荷载(均布荷载)在水平力中的比例为39.47/(39.47+9.21+1.54)=78.59%为了防止箍筋充分发挥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，框架柱截面还必须满足下列条件：当满足条件时，框架柱就可不进行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。缝宽度计算M=491.33kN.m,N=957.8kNnMk=MGk+MQ1k+QCiSQikni=1i=3.38+260.96+(3.91×0.7+29.5×0.7+97.12×0.7)=288.46kN.mNk9.80.7)=703.46kN,0e=Mk=288.46=410mm0kN703.46kA1520pte=A=0.5100850+300200=0.0148ns2sk=h0)==215.4N/mm2应变不均匀系数6dψ=crsk(1.9c+0.086dEspte=0.270mm<0.3mm(满足要求)计7.4.1牛腿几何尺寸的确定：7.4.2牛腿几何尺寸的验算：0，则Fvk＝Dmax＋G3k＝555.345＋61.2＝616.545kN1118.4kN＞Fvk＝616.545kN所以截面尺寸满足要求。7.4.3牛腿配筋：作用下柱截面内，故该牛腿可按构造要求配筋：FvkDmax＋G3＝555.345＋61.2＝616.545h300+300-40=560mm竖向力作用点位于下柱截面以内(150mm)s0.85fyh0fy0.85〉300〉860300s0.85fyh0fy0.85〉300〉8603004C16(804mm2)箍筋要求:在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不应少于承受竖向力mAs (符合要求)27.4.4局部承压强度验算：5fcA＝0.75×14.3×400×400＝1716kN＞Fvk=616.545kN；所以满足要求。基础设计8.1荷载计算：(1)由柱传至基顶的荷载得荷载设计值如下：MmaxKNmNKNVKN(2)由基础梁传至基础顶的荷载N=N=361.89KNwwkNe=434.30.57=247.55KN.wwkNe=434.30.57=247.55KN.mw5及埋置深度 (1)假定基础高度为800+50+250=1100mm；kk则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为：N=1048.095+434.3=1482.4KNN=593.928+434.3=1028.23KNN=1008.405+434.3=1442.7KNN=593.928+434.3=1028.23KN (2)基底尺寸的确定lbAlb6m2计算基底压力及验算地基承载力：mAGrd=201.659.36=308.88mAw=6lb=6w=6lb=62.63.6=5.616m，符合要求。验算其它两组荷载设计值作用下的基底压力：maxAwAaw第一组：P=Nbot+Mbot=NmaxAwAaw=1482.4+201.65+151.1=218.3KN2，符合要求。9.365.616mmPmin=158.37+3326.9=164.47KN2>0，mPm=158.37+33=191.37KN2<fa=200，符合要求。m=1482.4+20根1.65+544.5=288.33KN2，符合要求。9.365.616mmPmin=94.41KN2>0，mPm=158.37+33=191.37KN2<fa=