單層工業(yè)廠房計(jì)算書(shū)

1、混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)資料1、 工藝要求 本工程為一工業(yè)廠房，根據(jù)工藝要求，該車(chē)間為單跨，跨度為18米，柱距6米，長(zhǎng)60米，跨內(nèi)設(shè)有20/5噸，中級(jí)工作制吊車(chē)（A4）一臺(tái)，軌頂標(biāo)高須不低于7.5米，可不設(shè)天窗，采用縱墻開(kāi)窗方案。建筑平立剖面示意圖分別如下：2、 建筑資料（1）屋面做法 序號(hào)屋面做法自重（KN/）1二氈三油防水層上鋪小豆石0.35 220厚水泥砂漿找平20×0.02=0.40 380厚加氣混凝土保溫層0.65 （2） 圍護(hù)墻：240磚砌墻（3） 門(mén)窗：鋼門(mén)窗3、 氣象和地質(zhì)條件基本風(fēng)壓0.6 KN/，地面粗糙度B類；基本雪壓0.6 KN/；積灰荷載0.3 KN/

2、。排架結(jié)構(gòu)計(jì)算一、構(gòu)件選型（一）屋面板（選用圖集04G4101）屋面荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：二氈三油防水層上鋪小豆石 0.35kN/ m2 20mm水泥砂漿找平層 20×0.02 = 0.4 kN/ m280mm厚加氣混凝土保溫層 0.65 kN/ m2 屋面恒荷載總計(jì) 1.4 kN/ m2 積灰荷載 0.3 kN/ m2雪荷載 0.6 kN/ m2屋面活載 0.5 kN/ m2屋面活荷載總計(jì)（計(jì)算時(shí)取雪荷載和屋面荷載較大值） 0.9 kN/ m2荷載組合 1.35×1.4+1.4×（0.9×0.3+0.7×0.6）=2.86 kN/ m2選Y-WB-3

3、，允許荷載3.65 kN/ m2 >2.86 kN/ m2 滿足要求。（二）屋架（選用圖集04G4151）屋架以上荷載標(biāo)準(zhǔn)值為屋面恒荷載 1.4 kN/ m2屋面板自重 1.4 kN/ m2 屋面板管縫重 0.1 kN/ m2屋面支撐 0.07 kN/ m2屋面恒荷載總計(jì) 2.97 kN/ m2屋架活荷載 0.9 kN/ m2荷載組合一：1.2×2.97+1.4×0.9=4.82 kN/ m2二：1.35×2.97+1.4×0.9×0.7=5.20 kN/ m2選用YWJ182Aa（無(wú)天窗，兩端內(nèi)天溝，自重65.5kN），允許荷載5.5

4、kN/ m2 >5.20 kN/ m2 滿足要求。（三）吊車(chē)梁（選用圖集04G326） 選用YDL1，自重41.3kN（四）吊車(chē)軌道聯(lián)結(jié)（選用圖集04G325）選用軌道聯(lián)結(jié)DGL10，吊車(chē)梁上螺栓孔間距A=220mm,軌道面至梁頂面距離170mm，Pd<510kN,滿足要求。自重1.060 kN/ m（五）基礎(chǔ)梁（選用圖集04G320）墻厚度240mm，選用JL3，截面尺寸為b×h=240×450mm。二、柱截面尺寸確定 牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高吊車(chē)梁高軌道面吊車(chē)梁頂面距離 =7.51.20.2=6.1 m (取6.3m) 軌道構(gòu)造標(biāo)高=6.3+1.2+0.2=7

5、.7 m 取室外地面標(biāo)高為+0.000m，基礎(chǔ)頂面至室外地坪的距離為0.6m。 由附錄12查的，吊車(chē)軌頂至吊車(chē)頂部的高度為2.2m，考慮屋架下弦至吊車(chē)頂部所需空隙高度為220mm，故 柱頂標(biāo)高=7.72.20.22=10.12m，取10.20m。 柱全高 H=11.60m 基礎(chǔ)頂面柱全高 H=11.60-0.8=10.80m 根據(jù)柱的高度、吊車(chē)起重量及工作級(jí)別等條件，確定柱截面尺寸：3、 荷載計(jì)算（1） 恒荷載1、屋蓋自重 F=2.97×6×18265.52=193.13kN （e=50mm）2、柱自重上柱：F=3.9×4=15.6kN （e=400-200=20

6、0mm）下柱：F=57.515.6=41.9kN3、吊車(chē)梁和軌道聯(lián)結(jié)自重 F=41.36×1.06=47.66kN （e=750-400=350mm）(二)活荷載1、屋面活荷載：F=(0.3+0.6)×6×182=48.6kN （e=50mm）2、吊車(chē)荷載吊車(chē)的主要參數(shù)如下表吊車(chē)噸位Q（t）起重量G3.k(kN)寬度B（mm）輪距K（mm）最大輪壓Pmax.k(kN)最小輪壓Pmin.k(kN)小車(chē)質(zhì)量G2.k(kN）205t200565044001953078豎向荷載影響線（1）吊車(chē)豎向荷載Dmax.k，Dmin.kDmax.k=195×（1+0.26

7、7）=247.07kN , Dmin.k=30×1.267=38.01kN(2)吊車(chē)水平荷載Tmax.kTk=（20078）×0.1×14=6.95kN , Tmax.k=6.95×1.267=8.81kN3、風(fēng)荷載 o=0.6 kN/ m2 ，地面粗糙類別為B類，B=6m（1）求q1,k ，q2,k柱頂離室外天然地坪的高度10.20mz=1+(1.141.0)/(1510) ×(10.2010)=1.01q1k=szoB=0.8×1.01×0.6×6=2.91 kN/mq2k=szoB=0.5×1.01

8、×0.6×6=1.82kN/m（2）求Wkh1=1.18m，檐口離室外地坪的高度為10.20+1.18=11.38mz=1+(1.141.0)/(1510) ×(11.3810)=1.04Wk= 0.80.5h10.50.6h2 zoB1.3×1.180.1×1.47×1.04×0.6×65.19kN 四、排架內(nèi)力計(jì)算參數(shù)計(jì)算如下：Hu/H=3.9/10.80=0.344 n=/=21.3/143.5=0.148計(jì)算簡(jiǎn)圖屋面恒荷載 屋面活荷載 吊車(chē)豎向荷載C=1.5×2.043 C1.071 C0.328

9、1、 屋面恒荷載MF×e193.13×0.059.66kN·m R×2.0431.74kNMF×e193.13×0.2038.63 kN·mR×1.0713.65kNRRR1.743.655.39kN2、 柱自重、吊車(chē)梁及軌道聯(lián)結(jié)M=47.66×0.3515.6×0.213.56 kN·m3、 屋面活荷載MF×e48.6×0.052.43 kN·mMF×e48.6×0.29.72 kN·mR×2.0430.44kNR

10、×1.0710.92kNRRR1.36kN 4、 吊車(chē)豎向荷載 D作用在A柱，D作用在B柱MD×e247.07×0.3586.47 kN·mMD×e38.01×0.3513.30 kN·mR×1.0718.16 吊車(chē)橫向荷載 風(fēng)荷載R×1.0711.26VR1/2RR4.71VR1/2RR4.71 D作用在A柱，D作用在B柱5、 吊車(chē)橫向荷載T至牛腿頂面的距離為7.56.11.4mT至柱底的距離為7.50.68.10m因A柱與B柱相同，受力也相同，故柱頂水平位移相同，沒(méi)有柱頂水平剪力。6、 風(fēng)荷載左風(fēng)時(shí)：

11、R=qHC2.91×10.80×0.32810.83RqHC1.82×10.80×0.3286.78VR1/2WkRR0.57VR1/2WkRR4.62排架內(nèi)力組合忽略整體空間作用，按平面排架計(jì)算，彎矩、減力、軸力正方向按圖所示： A柱內(nèi)力匯總表荷載類型序號(hào)-MNMNMNV屋面恒載11.36193.13-27.27193.1312.89193.135.39柱自重、吊車(chē)梁及軌道聯(lián)結(jié)015.613.5663.2613.5697.060屋面活載2.8748.66.8548.63.2948.61.36吊車(chē)豎向荷載在A柱-18.37068.1247.0733.01

12、247.07-4.71在A柱-18.370-5.0738.01-40.1638.01-4.71吊車(chē)橫向水平荷載向右12.19012.19075.3408.71向左-12.190-12.190-75.340-8.71風(fēng)荷載左風(fēng)24.35024.350193.91033.60右風(fēng)-31.860-31.860-169.670-25.28 分別取A柱的上柱底部-截面、牛腿頂面-截面、下柱地面-組合項(xiàng)目M N V+ M及相應(yīng)N1.2×1.4×0.9×63.29311.71M及相應(yīng)N1.2×1.4×0.9× -65.02 250.48 N及相應(yīng)M

13、1.2×1.4×0.9× -61.40 311.72N及相應(yīng)M1.2×1.4×0.9× -65.02 250.48-+ M及相應(yīng)N1.2×1.4×0.9× 115.39 618.97M及相應(yīng)N1.2×1.4×0.9× -86.97 416.80N及相應(yīng)M1.2×1.4×0.9×106.76680.21N及相應(yīng)M1.2×1.4×0.9× -67.57 307.67-+ M及相應(yīng)N、V1.2×1.4×

14、0.9× 416.733 720.09 55.60M及相應(yīng)N、V1.2×1.4×0.9× -327.57 396.12 - 42.29N及相應(yīng)M、V1.2×1.4×0.9× 416.733 720.09 55.60N及相應(yīng)M、V1.2×1.4×0.9× 371.00 348.23 59.78恒荷載及任一種活荷載時(shí),算得在N及相應(yīng)M、V情況下M=303.214KN.m，N=348.23KN，V=53.51KN。排架柱截面設(shè)計(jì)一、各材料及柱截面參數(shù)1、材料及其參數(shù)： 混凝土采用C30 =14.3 N

15、/mm2，=2.01 N/mm2，=1.43 N/mm2 ，=3.0104 N/mm2 鋼筋采用HRB335 =300 N/mm2，=2.0105 N/mm2 箍筋采用HPB235 =210 N/mm22、柱截面參數(shù)：上柱截面：=400 mm，=400 mm，=1.6105 mm2，=40 mm，=400-40=360mm下柱、截面：=400 mm，=100 mm，=150mm，=800 mm=+2(-)=1.775105 mm2，=40 mm，=800-40=760mm二、內(nèi)力組合說(shuō)明截面界限受壓區(qū)高度：=0.550截面：=14.30.550400360=1132.56kN、截面：=+(-)

16、=14.30.550100760+(400-100)150=1241.24 kN由內(nèi)力組合結(jié)果看，各組軸力均小于，故各控制截面都為大偏心受壓情況，均可用小、大的內(nèi)力組作為截面配筋計(jì)算的依據(jù)。故截面以 = - 65.02 kNm，=250.48 kN計(jì)算配筋； 截面以 =416.733 kNm，=720.09 kN計(jì)算配筋；N及相應(yīng)M、V情況下M=303.214KN.m，N=348.23KN，偏心距較大，故也取為最不利組合。 截面配筋同截面。3、 柱截面設(shè)計(jì)截面內(nèi)力（kNm）-65.02416.733303.214（kN）250.48720.09348.23=（mm）260579871（mm）=

17、max（h/30,20）202727=+（mm）280606898=2；=（mm）780077007700=0.51.01.01.01.0=1+1.331.071.05=或=（mm）43.7912660.88當(dāng)2時(shí)，=（mm2）554.187/940當(dāng)2、時(shí)，=（mm2）/1038/（mm2）（一側(cè)縱向鋼筋）320/一側(cè)被選受拉鋼筋及其面積（mm2）320（942）418（1018）418（1018）垂直于排架方向的截面承載力驗(yàn)算1.253.9=4.8750.87.7=6.16（b）12.1914.900.950.902439.49>311.71,滿足2550.73>720.09，

18、滿足柱箍筋配置：非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。上下柱均采用8200箍筋。4、 柱裂縫寬度驗(yàn)算風(fēng)荷載的故不考慮風(fēng)荷載。截面內(nèi)力（kNm）-5.1493.10（kN）208.73462.73/0.72>0.55，需進(jìn)行驗(yàn)算0.76>0.55，需進(jìn)行驗(yàn)算24.6201.200.0120.011=1+2.391.0 218.79561.2=（mm2）00.641196.24600.222570負(fù)值，取0.20.2590.02<0.3,滿足0.076<0.3,滿足5、 牛腿設(shè)計(jì) （1）牛腿截面高度驗(yàn)算由于牛腿頂面沒(méi)有水平荷載，即設(shè)裂縫控制系數(shù)=0.65， 由

19、=0.65=585.31kN，滿足。（2） 牛腿配筋計(jì)算 由于a=-30mm<0,故可按構(gòu)造要求進(jìn)行配筋。水平縱向受拉鋼筋截面面積，選用414，615mm2。由于，則可以不設(shè)置彎起鋼筋。箍筋按構(gòu)造要求配置，箍筋選用8100，50.322/35601/100=376mm2> ， 滿足要求。（3） 牛腿頂面局部擠壓驗(yàn)算=400300=1.2105mm2，0.75=0.7514.31.2105=1287 kN>=294.73kN，滿足要求。六、柱的吊裝驗(yàn)算（柱） 由表12-4知，柱插入杯口深度為故柱的總長(zhǎng)為10.80+0.8=11.60m。計(jì)算簡(jiǎn)圖如右圖所示。（1） 荷載計(jì)算動(dòng)力系

20、數(shù)，柱自重的重力荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35。1.51.354=8.10 kN/m=1.51.35（0.41.025）=20.25 kN/m =1.51.354.4=8.91 kN/m（2） 彎矩計(jì)算 =-1/28.103.92=-61.60kNm，=-84.20kNm（3） 進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算：柱截面上柱下柱M（）61.6088.67（）90.43>219.89>208.79131.730.470.20(mm)0.198<0.2,滿足0.046<0.2,滿足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（柱）1.地基承載力特征值和基礎(chǔ)材料該地區(qū)工程地質(zhì)條件良好，地面下1.5m左右為中密粗砂層，層厚6m，則地基承載

21、力特征值fa=200 KPa。2作用在基礎(chǔ)底面的內(nèi)力（1）基礎(chǔ)梁和圍護(hù)墻的重力荷載計(jì)算：基礎(chǔ)梁 bh=240mm450mm，圍護(hù)墻240mm磚砌墻，墻上開(kāi)上下兩層鋼窗上窗：1.8m3.6m；下窗3.6m3.6m。梁自重 0.240.45625=16.20 kN鋼窗重 (3.6+1.8)3.60.45=8.75kN 墻自重 (10.20+1.18+0.6-0.45)6-(3.6+1.8)3.60.2419=241.86 kN 總計(jì)： Nwk=266.68kN Nw=1.2 Nwk=1.2266.68=320.02 kN Nwk基礎(chǔ)形心的偏心矩ew=h/2+240/2=800/2+240/2=52

22、0mm對(duì)基礎(chǔ)底面的偏心彎矩（2） 柱傳來(lái)的第組內(nèi)力控制截面的內(nèi)力組合為對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值為這組內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值為對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值（3） 柱傳來(lái)的第組內(nèi)力控制截面的內(nèi)力組合為對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值為這組內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值為對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值3初步基礎(chǔ)尺寸(1)基礎(chǔ)高度和杯口尺寸已知柱插入杯口深度為800mm，故杯口深度為800+50=850mm。杯口頂部尺寸：寬為400+2×75=550mm，長(zhǎng)為800+2×75=950mm；杯口底部尺寸：寬為400+2×50=500mm，長(zhǎng)為800+2×50=900mm。按表12-5取杯壁厚度t=300m

23、m，杯底厚度據(jù)此，初步確定基礎(chǔ)高度為800+50+200=1050mm。（2） 確定基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)埋深為d=0.6+1.05=1.65m，取基礎(chǔ)底面以上土的平均重度為則地基承載力特征值。由內(nèi)力組合表12-8知，按式（10-30）控制截面-的最大軸向力標(biāo)準(zhǔn)值為按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面尺寸考慮到偏心等影響，將基礎(chǔ)再放大30%左右，取基礎(chǔ)底面面積基礎(chǔ)底面彈性抵抗矩 4.地基承載力驗(yàn)算 基礎(chǔ)及基礎(chǔ)上方土的重力標(biāo)準(zhǔn)值 =2.23.30.6020=87.12 kN 1.2=1.2318.8=382.56 kN/m2 基底地面壓力標(biāo)準(zhǔn)值如下表：基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算及地基承載力驗(yàn)算表類別組組 (kNm)254.72349.15(kN)328.20556.29 (kN)2