混凝土單層廠房課程設計.docx

此文檔收集于網絡，如有侵權，請聯(lián)系網站刪除 單層鋼結構加工廠課程設計課設作者:學科:土木工程研究方向:指導教師: 所在單位:建筑工程學院答辯日期: 目錄一.工程概況、設計條件及資料.-3二構建選型. -42.1屋面板和屋架選擇.-42.2柱的選擇.-52.3吊車梁. -62.4吊車聯(lián)結和車擋.-6-2.5基礎梁. -62.6走道板. -62.7過梁.-6三. 計算單元、計算簡圖和結構布置.-63.1定位軸線. -6-3.2計算單元.-73.3計算簡圖. -8四荷載計算. .-9五內力分析. -115.1各柱截面參數.-11-5.2屋蓋等恒荷載作用下的內力分析.-12-5.3屋面活荷載的內力分析.-135.4風荷載.-14-5.5吊車豎向荷載的內力分析.-15-5.6吊車水平荷載內力分析.-19-5.7排架柱內力組合. -20-六排架柱截面計算. -25-6.1邊柱計算.-256.1.1配筋計算. -25-6.1.2排架柱的裂縫寬度驗算.-27-6.1.3箍筋配置. -28-6.1.4牛腿設計. -28-6.1.5排架柱的吊裝驗算.-28-6.2中柱計算. -30-6.2.2排架柱的裂縫寬度驗算.-32-6.2.3箍筋配置. -33-6.2.4牛腿設計. -336.2.5排架柱的吊裝驗算.-33七錐形杯口基礎設計.-357.1作用于基礎上的內力.-35-7.2初步確定基礎尺寸.-36-7.3地基承載力驗算. -377.4基礎抗沖切驗算.-37-7.5基礎底面配筋計算.-38八施工圖繪制：詳見施工圖.-39九參考文獻.-39-此文檔僅供學習與交流摘要:本次課設的目的是設計單層混凝土柱廠房，主要練習柱的截面配筋計算，及基礎的配筋計算。根據圖集選取了屋架，吊車梁，基礎梁等一系列構件，通過荷載計算，內力分析及內力組合選出最不利的情況進行配筋計算。本次設計我學習并初步掌握按照標準圖集選用構件的方式，廠房荷載的計算，柱內力計算和分析，柱配筋等等。一.工程概況、設計條件及資料1.該車間雙跨等高廠房，無天窗，長66米，柱距6m，跨度為18m，無伸縮縫，廠房兩側設有山墻。2.根據工藝要求車間每跨設有軟鉤橋式起重機一臺，中級工作制（A5）。吊車起重量 20/5，軌頂標高 8.4m。3.風荷載：基本風壓 0.65kN/m2；雪荷載：基本雪壓 0.2 kN/m2；無抗震設防要求。4.根據勘察報告，場地地形平整，自地表向下為：雜填土，厚 0.30m；粘土，紅黃褐色，厚度 2.50m，地基承載力特征值 180kPa；粉質粘土，厚度 2.50m，地基承載力特征值 210kPa；卵石層，較厚。未發(fā)現不良地質現象，地下水位較低，無腐蝕性。5.建筑構造（1）屋面（不上人）卷材防水，其做法如下：三氈四油防水層鋪上小石子20 厚 1：3 水泥砂漿找平層120 厚泡沫混凝土保溫層一氈二油隔氣層20 厚 1：3 水泥砂漿找平層（2）墻體：240 厚硅酸鹽磚清水磚墻，鋼門窗，門窗洞口寬 4m，女兒墻高 300500mm。（3）地面：室內地坪為混凝土地面，室內外高差 150mm。6.選用材料：柱混凝土可選 C25C40，縱筋 HRB400或 HRB500，箍筋 HPB300。二構件選型2.1 屋面板和屋架選擇.（1）荷載計算屋面：三氈四油防水層（0.350.4）0.4 N/m220厚1:3 水泥砂漿找平層（20）200.02=0.4kN/m2120厚泡沫混凝土保溫層（5） 50.12=0.60kN/m2一氈二油隔氣層（0.05）0.05 N/m220 厚 1:3 水泥砂漿找平層（20）200.02=0.4kN/m2預應力大型屋面板合計：gk=1.85 kN/m2活載：（不上人屋面）0.5kN/m2雪荷載：0.5kN/m2積灰荷載：0.3kN/m2荷載組合：恒載控制s=1.351.85+1.4（0.70.5+0.90.3）=3.37kN/m2活載控制s=1.21.85+1.4（0.5+0.3）=3.34 kN/m2選用圖集 G410-12,1.56 預應力混凝土屋面板 Y-WB-3，允許外加均布荷載基本組合設計值 3.65 kN/m23.37 kN/m2，滿足要求。Y-WB-3可由規(guī)范查（C30，HRB335 鋼筋直徑 16）板自重標準值 1.4 kN/m2，灌封自重標準值 0.1 kN/m2，屋面板總自重標準值為 1.5 kN/m2。（2）選取屋架和其他構件屋架永久荷荷載1.5 kN/m2屋面板總自重：3.35 kN/m2合計：3.35 kN/m2屋面可變荷載（經由上面步驟以求出）：取 0.5 kN/m2與0.3 kN/m2荷載組合：恒載控制：S=1.353.35+1.4（0.70.5+0.90.3）=5.38 kN/m2活載控制：S=1.23.35+1.4（0.5=0.3）=5.14kN/m2選取屋架：鋼筋混凝土折線形屋架（04G415）,無天窗型（代號為 a）；檐口形狀為 A，兩端內天溝；根據跨度 18m 和跨中一臺橋式吊車屋面荷載設計值取5.5 kN/m2等條件，選擇屋架承載能力等級為 2。選用屋架的編號為：YWJ18-2Aa，自重6.55t，C35。天溝：天溝板外荷載為：屋面做法恒載 1.85 kN/m2積水荷載(按 210mm 高計算)2.1 kN/m2活載 0.5kN/m2積灰荷載0.3kN/m2根據屋面排版，選擇編號為TGB-99的天溝板，防水卷材考慮高低肋覆蓋部分，按天溝內寬 b 的 2.5 倍計算。（b=天溝寬度-190）恒載控制q = 1.350.8（2.50.4+（1.85-0.4)+0.2110）+1.4(0.70.5+0.90.3)=5.73kN/m2活載控制q = 1.350.8（2.50.4+（1.85-0.4)+0.2110）+1.4（0.5+0.3） =5.58 kN/m2允許外加均布荷載基本組合設計值 q=5.76kN/m2q=5.73kN/m2，滿足要求。自重標準值 2.54 kN/m。說明：中間跨為 TGB58，中間跨左右兩個邊分別開洞的為 TGB58a、TGB58b，邊跨分別為 TGB58sa、TGB58sb，出山墻天溝板為 TGB58a、TGB58b。 2.2柱的選擇 取軌道頂面至吊車梁頂面的距離 ha=0.2m ，所以牛腿頂面標高： h= 軌頂 標高 -hb-ha=8.4-1.2-0.2=+7.000m -由技術規(guī)格表查得：吊車軌頂至吊車頂部的高度為 2200mm，考慮屋架下弦至吊車頂部所需的空隙高度為 220mm，故柱頂標高為 h=8.4+2.2+0.22=+10.82m ，基礎頂面至室外地坪的距離定為 1m，基礎頂面至室內地坪的距離定為 1.15m，從基礎頂面算得柱高 H=10.82+1.15=10.97m上部柱高 Hu=10.82-7=3.82m下部柱高 Hl=11.97-3.82=8.15m參考圖集 05G335（23-9），選取 A、C 兩軸的柱截面為上柱截面（口型 400400）下柱截面（工型 400800100150mm）B 軸上柱截面為上柱截面（口型 400600）下柱截面（工型 4001000100150mm）柱下基礎選用錐形杯口。2.3吊車梁根據跨度 18m和起重量 20/5 ，選用標準圖集 G323-12 中間跨： DL-8Z，邊跨：DL-8B，高度1.2m（1200500180mm）自重：DL-8Z 為 38.16kN，DL-8B 為 38.16kN，C40 混凝土。2.4吊車聯(lián)結和車擋根據圖集 04G325，假設吊車梁上螺栓孔距為 240mm，A5 級，鋼軌 38kg/m，跨度18m 等信息選擇編號為 DGL-11的吊車軌道聯(lián)結，吊車梁軌道聯(lián)結高度：170190mm。根據吊車型號選擇車擋型號為 CD-3，重128.26kg。2.5基礎梁240 厚硅酸鹽磚清水磚墻，鋼門窗，門窗洞口寬 4m，女兒墻高 300500mm。柱距為 6m，查標準圖集鋼筋混凝土基礎梁 04G320 整體上選擇 JL-1（墻高為 5.5m14.5m）；有窗戶的基礎梁選擇 JL-3（墻高為 5.5m18m）；對于有門的基礎梁選擇 JL-3（墻高為 5.5m18m）；對于 6m 柱距的山墻也選擇 JL-1（墻高為 5.5m14.5m）。JL-1（5.95m0.45m0.24m）自重為 17KN，JL-3（5.95m0.45m0.24m）基礎梁重 17kN，支承長度為 500mm，計算跨度l0=5445，凈跨 4950mm。2.6走道板選用標準圖集 04G337 ，中間跨：（左右柱寬度均為 400mm，且柱距為 6000mm。選 DB60-1自重 7.6KN；端跨（左右柱寬度均為 400mm，且柱距為 6000mm）選擇 DB60-1s 自重 7.1KN。2.7過梁選用標準圖集 03G322，根據窗尺寸 4000mm，選擇GL-4420，凈跨 4200mm，梁高300mm，寬240mm，自重846kg。三計算單元、計算簡圖和結構布置3.1定位軸線B1：由附表12可查得軌道中心線至吊車端部的距離，取230mm；B2：吊車橋架至上柱內邊緣的距離，一般取B280mm ；B3:封閉的縱向定位軸線至上柱內邊緣的距離，取400mm。B1+B2+B3=240+80+400=730mm750mm，取750mm 故封閉的定位軸線 A，C都分別與左右外縱墻墻皮重和。對于中柱（B）：B=B1+B2+B3=300+80+240=620mm0.3h的，N小的不利；凡M/N0.3h的，N大的不利。.當 M 或者 N 兩者中某一項遠大于另一項的時候可不予考慮。材料選用：柱子混凝土選用 C30，縱筋選用 HRB400 級（C），箍筋 HPB300 級（B），為保證各個方向上的承載力，界面上采用對稱配筋。以下是一些可能用到的數據：fc=14.3MPa，ft=1.43MPa，ftk=2.01MPa（裂縫驗算），fy=fy=360MPa，fyv=235MPa，1 = 1.0，b = 5.18。61.1配筋計算1.上部柱配筋由內力組合表可知，其最不利荷載為 M0=50.51kNm，N=283.24kN。考慮P-二階效應，附加偏心距取20或者 h/30=400/30=13.3mm，取 20mm。ea=20mm。A=bh=400400=160000mm2。，取上柱的計算長度，查表 12-3 得到：l0=2h=23.82=7.64m。h0=400-40=360mm。彎矩增大系數：M=M0=1.4154.51=76.86kNm，ei=M/N+ea=768600/283.24+20=29mm截面設計：。e=ei-h/2+as=291-200+40=131mm 。mm2總配筋 2322=644283.24kN，承載力合格。2.下部柱截面設計按控制截面-進行計算。由內力組合可知，并根據原則篩選，有兩組最不利內力：（a）M0=-363.37kNm，N=743.6kN；（b）M0=-261.27kNm，N=377.84kN。按照（a）內力組合進行設計：考慮 P-二階效應，附加偏心距ea取20或者 h/30=800/30=27mm ，取27mm。ei=ea+e0=501+27=528mm.A=bh=bh+2（bf-b）hf=100800+2300150=170000mm2。，取1.0下柱的計算長度，查表 12-3 得到：l0=h=8.15=8.15m。h0=800-40=760mm。彎矩增大系數：M=M0=1.08366.37=392.44kNm,ei=M/N+ea=392440/743.6+27=555mm截面設計：取x=80。e=ei+h/2-as=555+400-40=915mm 總配筋 2631/1700000.55,采用對稱配筋，選取As=As=1256mm2，420。垂直于排架方向截面承載力驗算：垂直于排架方向的驗算按照軸心受壓構件承載力驗算。查表 12-3，無柱間支撐，下柱計算長度 1.0h=8.15m。l0/i=8.15/0.286=25，查表得上冊書 5-1 得到=1.0，Nu=0.9（fcA+fyAs）=0.91.0（14.340017000+36021256）=3002kN743.6kN，承載力合格。按照（b）內力組合進行設計：考慮 P-二階效應，附加偏心距 ea 取 20 或者 h/30=8000/30=27mm ，取27mm ，A=170000mm2。，取1.0下柱的計算長度，查表12-3得到：l0=h=8.15=8.15m。h0=800-40=760mm。彎矩增大系數：M=M0=1.06261.27=276.95kNm,ei=M/N+ea=276950/377.84+27=760mm截面設計：e=ei-h/2+as=760-400+40=400mm 小于（a）內力組合下的配筋，故采用（a）采用對稱配筋，選取As=As=1256，420。垂直于彎矩方向上的承載力同上。6.1.2排架柱的裂縫寬度驗算排架柱的裂縫寬度驗算裂縫寬度應按內力的準永久組合進行驗算。內力組合表中給出的是內力的設計值，因此要將其改變?yōu)閮攘Φ臏视谰媒M合，即把內力設計值乘以準永久組合值系數，再除以活載分項系數 1.4。風荷載組合系數為 0，不予考慮；不上人屋面的屋面活荷載，組合系數為 0，把它改為雪荷載，即乘以系數 0.2/0.51.上部柱裂縫寬度計算按荷載準永久組合，可得控制截面-的準永久組合 Mq=-15.17/1.2+0.6/1.4(44.69+1