《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)-鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).doc

1、. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告課 程 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系（部） 指導(dǎo)教師 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 目錄1. 設(shè)計(jì)項(xiàng)目52. 設(shè)計(jì)資料52.1 建設(shè)地點(diǎn)：臨安市某廠區(qū)52.2 自然條件：52.3 結(jié)構(gòu)型式：鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)52.4 建筑平面：52.5 建筑剖面：52.6 排架柱計(jì)算參數(shù)：52.7 吊車(chē)系統(tǒng)計(jì)算參數(shù)：62.8 屋蓋構(gòu)件計(jì)算參數(shù)：62.9 屋面做法：62.10 圍護(hù)結(jié)構(gòu)：62.11 材料供應(yīng)：72.12 環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)73 畫(huà)出車(chē)間平面圖及剖面圖74 計(jì)算簡(jiǎn)圖84.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖與柱截面參數(shù)85 荷載計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)值）95.1 恒荷載95.1.1 屋蓋自重95.1.2 柱自重105.1.3 吊車(chē)梁

2、及軌道自重115.2 屋面活荷載：115.3吊車(chē)荷載115.4 風(fēng)荷載136 內(nèi)力分析146.1 剪力分配系數(shù)的計(jì)算146.1.1 A列柱柱頂位移值的計(jì)算146.1.2 B列柱柱頂位移值的計(jì)算156.1.3 C列柱柱頂位移值的計(jì)算,同A列柱156.1.4 各柱剪力分配系數(shù)156.2 恒荷載作用下的內(nèi)力分析166.3 屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析：186.3.1 A，B跨作用有活荷載時(shí)：186.3.2 BC跨作用有屋面活荷載時(shí)196.4 吊車(chē)豎向荷載作用下的內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間工作）206.4.1 AB跨 ,作用于A列柱時(shí)206.4.2 AB跨作用于B列柱左側(cè)時(shí)226.4.3 BC跨作用于

3、B列柱右側(cè)時(shí)236.4.4 BC跨作用與C列柱時(shí)256.5 吊車(chē)水平荷載作用下的內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間工作）266.5.1 AB跨作用有橫向水平荷載時(shí)266.5.2 BC跨作用有橫向水平荷載時(shí)276.6 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析286.6.1 左吹風(fēng)時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-22所示287.內(nèi)力組合：308 截面設(shè)計(jì)328.1 上柱328.1.1 按第組內(nèi)力計(jì)算328.1.2 按第組內(nèi)力計(jì)算338.1.3 垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算338.2 下柱：348.2.1 按第組內(nèi)力計(jì)算348.2.2 按第組內(nèi)力計(jì)算358.2.3 按第組內(nèi)力計(jì)算358.2.4 垂直于彎矩作業(yè)平面承載力驗(yàn)算368.3

4、柱內(nèi)箍筋配置：368.4 柱的裂縫寬度驗(yàn)算（安混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，同步進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算）368.4.1 上柱：368.4.2 下柱：378.5 牛腿設(shè)計(jì)388.5.1 牛腿幾何尺寸的確定388.5.2 牛腿高度驗(yàn)算388.5.3 牛腿的配筋398.5.4 牛腿局部受壓驗(yàn)算398.6 柱吊裝驗(yàn)算398.6.1 荷載計(jì)算398.6.2 內(nèi)力分析408.6.3 上柱吊裝驗(yàn)算408.6.4 下柱吊裝驗(yàn)算40混 凝 土 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)課 程 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 書(shū)設(shè)計(jì)題目 鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 日 期 2009.7.3 成 績(jī) 鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房

5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)1. 設(shè)計(jì)項(xiàng)目某金屬切削加工車(chē)間2. 設(shè)計(jì)資料2.1 建設(shè)地點(diǎn)：臨安市某廠區(qū)2.2 自然條件： 基本風(fēng)壓：0.45 KN/m2。 基本雪壓：0.45 KN/m2。 屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5KN/m2。 地質(zhì)條件：場(chǎng)地土組成情況從上至下依次為：0.8m厚雜填土；1.5m厚輕亞粘土，承載力特征值fak=140KPa；3.0m厚亞粘土，承載力特征值fak=180KPa。 抗震設(shè)防烈度：6度。2.3 結(jié)構(gòu)型式：鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)2.4 建筑平面：車(chē)間長(zhǎng)度為60m，柱距為6 m；車(chē)間寬度選用48m，其中AB跨及BC跨尺寸詳見(jiàn)附表。2.5 建筑剖面：兩跨等高排架，室內(nèi)外高差0.2m，柱牛

6、腿頂標(biāo)高9.3m，軌道頂標(biāo)高10.7m，上柱頂標(biāo)高13.5m。2.6 排架柱計(jì)算參數(shù)：上柱均采用b×h=400mm×400mm矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面幾何參數(shù)分別為：A、C列柱： b×h×hf×bw=400mm×900mm×150mm×100mm，A=1.875×105 mm2, I=1.95×1010 mm4, 自重標(biāo)準(zhǔn)值為4.69KN/m；B列柱： b×h×hf×bw=400mm×1000mm×150mm×100m

7、m，A=1.975×105 mm2, I=2.56×1010 mm4, 自重標(biāo)準(zhǔn)值為4. 94KN/m。2.7 吊車(chē)系統(tǒng)計(jì)算參數(shù)：吊車(chē)：兩跨均設(shè)有兩臺(tái)20/5t軟鉤電動(dòng)橋式吊車(chē)，工作級(jí)別均為A4，其中跨度為21m：橋架跨度Lk=19.5m, 寬度B=5.55m, 輪距K=4.4m, 最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmax,k=205KN, 大車(chē)質(zhì)量m1=28t, 小車(chē)質(zhì)量m2=7.5t； BC跨度為24m：橋架跨度Lk=22.5m, 寬度B=5.55m, 輪距K=4.4m, 最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmax,k=215KN, 大車(chē)質(zhì)量m1=32t, 小車(chē)質(zhì)量m2=7.5t。吊車(chē)梁：采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝

8、土等截面薄腹吊車(chē)梁，梁高1.2m, 自重標(biāo)準(zhǔn)值為44.2KN/根。 軌道：高為0.2m, 軌道及連接件自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.8KN/m。 屋蓋鋼支撐體系：取自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.05KN/m2。2.8 屋蓋構(gòu)件計(jì)算參數(shù)：屋面板：采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，1500mm×6000mm×240mm，板重標(biāo)準(zhǔn)值（含灌縫）為1.4 KN/m2。屋架：采用梯形鋼屋架，共8個(gè)節(jié)間，21m跨端部高度為1.99m、跨中央高度為3.04m；24m跨端部高度為1.99m、跨中央高度為3.19m。屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：0.120.011L（KN/m2），其中L為屋架跨度， 以m計(jì)。鋼筋混凝土天溝板：

9、580mm×6000mm×400mm，板重標(biāo)準(zhǔn)值為12.8 KN/塊。2.9 屋面做法：三氈四油防水層；20mm厚1:3水泥砂漿找平層；250mm厚1:8水泥珍珠巖制品保溫層；一氈二油隔氣層；20mm厚1:2.5水泥砂漿找平層；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，板下噴大白漿兩道。2.10 圍護(hù)結(jié)構(gòu)：墻體：370mm厚燒結(jié)普通磚砌體，自重標(biāo)準(zhǔn)值取19KN/m3，外清水墻、內(nèi)噴大白漿兩道。 鋼窗：上窗1.8m×3.6m、下窗3.6m×3.6m，自重標(biāo)準(zhǔn)值取0.45KN/m2。2.11 材料供應(yīng)： 混凝土強(qiáng)度等級(jí)：均采用C30鋼筋：柱內(nèi)受力縱筋采用HRB335級(jí)，柱

10、內(nèi)箍筋及基礎(chǔ)采用HPB235級(jí)。2.12 環(huán)境類(lèi)別為一類(lèi)3 畫(huà)出車(chē)間平面圖及剖面圖見(jiàn)下頁(yè)插頁(yè)圖1-1和圖1-2圖1-1廠房結(jié)構(gòu)平面圖圖1-2廠房剖平面圖4 計(jì)算簡(jiǎn)圖4.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖與柱截面參數(shù)可以從整個(gè)廠房中選擇具有代表性的排架作為計(jì)算單元，計(jì)算柱距為6m，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖1-3所示。圖1-3計(jì)算簡(jiǎn)圖上柱高：下柱高：柱總高：柱截面幾何參數(shù)，列表如下：柱列上柱下柱bxh(mmxmm)A(mm4)I(mm4)bxhxhfxbw(mm2xmm2)A(mm2)I(mm4)A400x4001.6x1052.13x109400x900x150x1001.875x1051.95x1010B400x4001.

11、6x1052.13x109400x1000x150x1001.975x1052.56x1010C400x4001.6x1052.13x109400x900x150x1001.875x1051.95x10105 荷載計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)值）5.1 恒荷載5.1.1 屋蓋自重 三氈四油防水層 20mm厚1:3水泥砂漿找平層 250mm厚1:8水泥珍珠巖制品保溫層 一氈二油隔氣層 20mm厚1:2.5水泥砂漿找平層 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板 屋蓋剛支撐體系 屋面恒荷載 屋架自重：21m跨 故作用于AB、BC跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為：5.1.2 柱自重 邊柱A：上柱 下柱 中柱B：上柱 下柱 邊柱C：上柱

12、下柱 5.1.3 吊車(chē)梁及軌道自重AB跨： BC跨： 各恒載作用位置如第8頁(yè)圖1-4所示5.2 屋面活荷載： 由荷載規(guī)范查得，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，而雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為，所以?xún)H按屋面活荷載計(jì)算。 AB跨同BC跨：5.3吊車(chē)荷載 本車(chē)間選用的吊車(chē)參數(shù)如下：（AB跨同BC跨）圖1-4廠房結(jié)構(gòu)平面圖圖1-5吊車(chē)輪壓簡(jiǎn)圖21m跨：20/5t吊車(chē)，工作級(jí)別為，吊車(chē)梁高1.2m， 吊車(chē)梁及支座影響線如第7頁(yè)圖1-5所示故作用于排架柱上的吊車(chē)豎向荷載分別為：AB跨（同BC跨）： 作用在每個(gè)輪上的吊車(chē)橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：對(duì)于20/5t軟鉤吊車(chē)：AB跨（同BC跨）：5.4 風(fēng)荷載由已知條件可知：基本風(fēng)壓為，風(fēng)壓高

13、度系數(shù)按B類(lèi)地面取。柱頂：檐口：屋頂：BC跨（同AB跨） 圖1-6風(fēng)荷載體型系數(shù)圖 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： 作用在排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為: 左吹風(fēng)（同右吹風(fēng)） 風(fēng)荷載作用如圖1-7所示圖1-7風(fēng)荷載作用示意圖6 內(nèi)力分析 本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配系數(shù)法來(lái)進(jìn)行內(nèi)力分析6.1 剪力分配系數(shù)的計(jì)算6.1.1 A列柱柱頂位移值的計(jì)算上柱： 下柱： 查附錄9附圖9-1 則 6.1.2 B列柱柱頂位移值的計(jì)算 上柱： 下柱： 查附錄9附圖9-1 則 6.1.3 C列柱柱頂位移值的計(jì)算,同A列柱 6.1.4 各柱剪力分配系數(shù) 6.2 恒荷載作用下的內(nèi)力分析 恒荷載下排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如下圖1-8所示圖1-

14、8恒荷載作用圖A列柱：B列柱： C列柱: 各柱不動(dòng)鉸支座反力: A列柱: 查附錄9附圖9-2，9-3得 B列柱: 查附錄9附圖9-2，9-3得 所以，排架柱不動(dòng)鉸支座總反力: 各柱柱頂最后剪力為： 恒荷載作用下排架柱彎矩圖和軸力圖如圖1-9所示：圖1-9恒載作用下內(nèi)力圖6.3 屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析：6.3.1 A，B跨作用有活荷載時(shí)：由屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力：在A，B柱頂及變截面處引起的彎矩分別為：各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A列柱: ，B列柱: 則排架柱不動(dòng)鉸支座總反力:排架柱最后剪力分別為：A， B跨作用有屋面活荷載時(shí)，排架柱的彎矩圖和軸力圖如下圖1-10所示：圖1-10 AB

15、跨屋面活荷載內(nèi)力圖6.3.2 BC跨作用有屋面活荷載時(shí) 由屋面活荷載在每側(cè)柱上產(chǎn)生的壓力為 其在B,C柱頂及變截面處彎起的彎矩： 各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：B列柱： C列柱： 排架柱不動(dòng)鉸支座總反力為： 各柱柱頂最后剪力分別為： BC跨作用有屋面活荷載時(shí)，排架柱的彎矩圖和軸力圖如下圖1-11所示圖1-11 BC跨屋面活荷載內(nèi)力圖6.4 吊車(chē)豎向荷載作用下的內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間工作）6.4.1 AB跨 ,作用于A列柱時(shí) 由于吊車(chē)豎向荷載 ，的偏心作用而在柱中引起的彎矩：其計(jì)算簡(jiǎn)圖如右圖所示圖1-12 作用于A列柱計(jì)算簡(jiǎn)圖各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A列柱： B列柱： 所以排架柱不動(dòng)鉸支座總

16、反力為： 故排架柱頂最后剪力分別為： 當(dāng)AB跨作用于A列柱時(shí)，排架各柱的內(nèi)力圖如圖1-13所示圖1-13 作用于A列柱內(nèi)力圖6.4.2 AB跨作用于B列柱左側(cè)時(shí) 由于AB跨與的偏心作用而在柱中引起的彎矩為： 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下頁(yè)圖1-14所示 圖1-14 作用于B列柱左側(cè)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖故排架柱頂各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A列柱： B列柱： 排架柱頂不動(dòng)鉸支座總反力為： 故排架柱柱頂最后剪力為： 當(dāng)AB跨作用于B列柱左側(cè)時(shí)，排架各柱的內(nèi)力圖如圖1-15所示 圖1-15 作用于B列柱左側(cè)時(shí)內(nèi)力圖6.4.3 BC跨作用于B列柱右側(cè)時(shí) 由于BC跨與的偏心作用而在柱中引起的彎矩為： 其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖1-16所示

17、 圖1-16作用于B列柱右側(cè)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：B列柱： C列柱： 所以排架柱不動(dòng)鉸支座總反力為： 故排架柱柱頂最后剪力為： 當(dāng)BC跨作用于B列柱右側(cè)時(shí)，排架各柱的內(nèi)力圖如下頁(yè)圖1-17所示圖1-17 作用于B列柱右側(cè)時(shí)內(nèi)力圖6.4.4 BC跨作用與C列柱時(shí)由于BC跨與的偏心作用而在柱中引起的彎矩為：其計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖1-18所示圖1-18各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：B列柱： C列柱： 所以排架柱不動(dòng)鉸支座總反力為： 故排架柱最后剪力為： 當(dāng)BC跨作用于C列柱時(shí)，排架各柱的內(nèi)力圖如下圖1-19所示圖1-196.5 吊車(chē)水平荷載作用下的內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間工作）6.5.1 A

18、B跨作用有橫向水平荷載時(shí) 計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖1-20所示：=14.67KN 計(jì)算簡(jiǎn)圖 作用于AB跨就算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力圖圖1-20各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A列柱： 查附錄9附表9-5.9-6得B列柱： 查附錄9附表9-5.9-6得排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為：排架柱頂最后剪力分別為：排架各柱的彎矩圖如圖1-20所示6.5.2 BC跨作用有橫向水平荷載時(shí) 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-21所示，=14.67KN圖1-21 作用于BC跨計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力圖B列柱： C列柱： 查附錄9附表9-5.9-6得排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為：排架柱頂最后剪力分別為：排架柱各柱的彎矩圖如圖1-21所示6.6 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析6.

19、6.1 左吹風(fēng)時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-22所示各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A列柱： 查附表9附圖9-8得C列柱： 查附表9附圖9-8得排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為：排架柱柱頂剪力分別為：排架柱的各柱彎矩圖如圖1-22所示圖1-22 左吹風(fēng)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力圖6.6.2 右吹風(fēng)時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1-23所示各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A列柱： C列柱： 排架柱頂剪力分別為：排架柱的各柱彎矩圖如圖1-23所示圖1-23 右吹風(fēng)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖與內(nèi)力圖*;內(nèi)力截面永久荷載屋面活荷載吊車(chē)荷載風(fēng)荷載作用在AB跨作用在BC跨Dmax,k在A柱Dmin,k在A柱Dmax,k在AB柱Dmax,k在C柱Dmin,k在C柱Tmax

20、,k在BC柱左風(fēng)右風(fēng)項(xiàng)次-M12.57-0.072.45-41.75-42.843.32-2.3527.22±21.8813.3218.01N244.1836000000000-M-37.98-9.072.4589.493.583.32-2.3527.22±21.8813.32-18.01N309.98360437.47154.72000000-M19.84-5.058.16-7.92-96.38113.77-7.8490.72±72.94207.06-141.68N355.98360437.47154.72±0000007.內(nèi)力組合：不考慮廠房整體空間

21、工作，對(duì)A柱進(jìn)行最不利組合，具體方法和數(shù)據(jù)見(jiàn)上表。截面 內(nèi)力組合Mmax與相應(yīng)N組合項(xiàng)內(nèi)力組合項(xiàng)內(nèi)力組合項(xiàng)內(nèi)力組合項(xiàng)內(nèi)力-M1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)+90.64(80.79)1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×(+)+-64.03(-75.53)1.2×+1.4×14.99(14.97)1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×(+)+90.63(80.79)N341.85(260.98)33

22、8.38(334.25)343.42(334.25)293.02(260.98)-M1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×(+)+120.51（117.1）1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)+11-106.13(-95.19)1.2×+0.9×1.4×(+0.9×)或1.2×+1.4×0.9×44.47或63.21.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)+11106.13(-

23、95.19N812.95（806.06）417.34（383.25）923.18或994.8417.34(347.25)-M1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×(+)+590.18(424.75)1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×(+)+11451.29(-41517)1.2×+0.9×1.4×(+0.9×)或1.2×+1.4×0.9×4.13或9.021.2×+0.9×1

24、.4×+0.9×(+)+480.58(404.9)N868.15(852.06)628.51(605.3)883.95或978.39427.18(393.25)注：1.表中內(nèi)力單位：M(KN·M), N(KN) 2.內(nèi)力組合表括號(hào)內(nèi)的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)值8 截面設(shè)計(jì)以A柱為例，混凝土均采用C25，縱筋采用HRB335級(jí)，箍筋采用HPB235級(jí)。8.1 上柱根據(jù)內(nèi)力組合表，經(jīng)過(guò)比較分析，其中最不利內(nèi)力組合為： 查表得有吊車(chē)廠房排架方向：8.1.1 按第組內(nèi)力計(jì)算取，則 取 且 屬于大偏心受壓構(gòu)件則8.1.2 按第組內(nèi)力計(jì)算 取 且 屬于大偏心受壓構(gòu)件則最小配筋率計(jì)算選用8.1.3 垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算有吊車(chē)廠房柱間支撐時(shí)，柱在垂直排架方向的計(jì)算長(zhǎng)度： 查表滿足要求8.2 下柱：由-及-截面的內(nèi)力組合選出不利組合： 查表15-8，得有吊車(chē)廠