混凝土單層廠房設計計算書(共34頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土單層廠房結構課程設計設計計算書姓 名 胡 志 靈 學 號 班 級 土木112班 指導老師 章 子 華 寧波大學建筑工程與環(huán)境學院2013年4月一、設計任務及資料本工程為一工業(yè)廠房，根據(jù)工藝要求，該車間為單跨，跨度為18米，柱距6米，長60米，跨內(nèi)設有30/5T噸，中級工作制吊車（A4）一臺，軌頂標高須不低于8.1米，不設天窗，采用縱墻開窗方案。該廠房所在地區(qū)基本風壓0.6 KN/，地面粗糙度B類；基本雪壓0.6 KN/，積灰荷載0.3KN/。該地區(qū)工程地質(zhì)條件良好，地面下1.5米左右為中密粗砂層，層厚6米，地基承載力特征值200KN/，常年地下水位-5米以下。抗

2、震設防烈度為6度，不進行抗震計算，按構造設防.屋面做法：1：二氈三油防水層上鋪小豆石，2：20厚水泥砂漿找平3：80厚加氣混凝土保溫層（0.65 KN/）4：預制大型屋面板圍護墻：240磚砌墻，鋼門窗二、構件選型及柱截面確定（按荷載效應基本組合值選?。?屋面板選型查圖集G410-121.5m6.0m預應力混凝土屋面板，屋面板選用Y-WB-2IIs（端跨），Y-WB-2II（中間跨），天溝板TGB68-1（不計入自重）自重 1.4 kN/m2 灌縫 0.1 kN/m2 重力荷載標準值 1.5 kN/m2 2. 屋架選型屋面荷載計算：二氈三油防水層上鋪小豆石 0.35kN/m2 0.35kN/m2

3、 20mm水泥砂漿找平層 20 kN/m30.02 m 0.4 kN/2 80mm厚加氣混凝土保溫層 0 .65 kN/m2 0.65 kN/m2 6m跨預應力混凝土大型屋面板 自重 1.4 kN/m2 灌縫 0.1 kN/m2 1.5 kN/m2 屋蓋支撐 0.07 kN/m2 0.07 kN/m2總計屋面恒載 2.97 kN/m2查圖集04G415-1預應力混凝土折線形屋架(跨度18m)跨考慮不設天窗，排水方式選擇內(nèi)天溝，采用18m預應力混凝土折線型屋架，屋架型號為YWJ18-2Aa，每榀重力荷載72.09kN3. 吊車梁選型 由吊車起重量30/5t（A4工作級別）和跨度18m，由圖集G3

4、23-12鋼筋混凝土吊車梁選用DL-11Z（中垮），39.5 kN/根，DL-11B（邊垮），40.8kN/根；梁高1200mm。4. 軌道連接選型 按吊車梁跨度18m，查圖集04G325，選DGL-12，吊車軌道連接重力荷載為 0.80 kN/m。5. 基礎梁選型 查圖集04G320鋼筋混凝土基礎梁，選JL-3，重力荷載16.1KN/m,梁高450mm。6. 柱間支撐選型查圖集05G336柱間支撐上柱支撐選用ZCs-42-2b，下柱支撐選用ZCx-84-32 。各類選型整理列表如下：主要承重構件選型表構件名稱標準圖集選用型號重力荷載標準值屋面板G410-121.5m6.0m預應力混凝土屋面板

5、Y-WB-2IIs（端跨）Y-WB-2II（中間跨）天溝板TGB68-11.5 kN/m2屋架04G415-1預應力混凝土折線形屋架(21m)跨YWJ18-2Aa72.09kN /榀0.07 kN/m2（屋蓋支撐）柱間支撐05G336柱間支撐上柱ZCs-42-2b下柱ZCx-84-32吊車梁G323-12鋼筋混凝土吊車梁DL-11Z（中垮）DL-11B（邊垮）39.5 kN/根40.8kN/根軌道連接04G325DGL-120.80 kN/m基礎梁04G320鋼筋混凝土基礎梁JL-316.1kN/根標準柱05G335單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱BZ6347. 確定柱截面尺寸采用專業(yè)標準（ZQ1-6

6、2）規(guī)定的30/5t吊車的基本參數(shù)和有關尺寸?？缍龋╩）寬度（mm）輪距（mm）軌頂以上高度（mm）軌道中心至端部距離（mm）最大輪壓（kN）最小輪壓（kN）起重機總質(zhì)量（t）小車總質(zhì)量（t）16.56050460026002602705034.011.7吊車跨度 查圖集單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱，選用BZ634模板柱。取軌道頂面至吊車梁頂面高，吊車梁高牛腿頂面標高=軌頂標高-=7.2m軌頂標高=7.2+0.2+1.2=8.4m全柱高12.8m上柱高 4.2m 下柱高8.60m上柱：（b×h）400×500下柱：I(b×h×b×h)400

7、5;1000×100×200 上下柱截面尺寸圖柱子的有關參數(shù)如下表：=12.8m，=4.2m，=8.6m參數(shù)柱子（、）（m2）0.2（mm4）4.16109（m2）0.2275（mm4）28.6109n0.1478. 基礎選用鋼筋混凝土錐形杯口基礎。三、計算單元及計算簡圖 說明：縱向定位軸線采用封閉形式，計算單元寬度B=6m。四：荷載計算1. 恒載屋蓋恒載 2.97 kN/m2 屋架自重 72.09kN /榀 則作用于柱頂?shù)奈萆w自重標準值： 作用于上柱中心線內(nèi)側(cè)50mm處吊車及軌道自重標準值柱自重標準值上柱：下柱：2. 屋面可變荷載屋面基本雪壓(0.6KN/m2)，屋面活載

8、(0.5KN/m2)，積灰荷載(0.3KN/m2)，因基本雪壓大于屋面活載，故取基本雪壓值計算。3. 吊車荷載吊車的主要參數(shù)如下表： 跨度（m）寬度（mm）輪距（mm）軌頂以上高度（mm）軌道中心至端部距離（mm）最大輪壓（kN）最小輪壓（kN）起重機總質(zhì)量（t）小車總質(zhì)量（t）16.56050460026002602705034.011.7豎向荷載：用影響線計算（）在A柱： 在A柱：與在A柱情況正好相反，數(shù)值大小一樣。橫向水平荷載：4. 風荷載基本風壓0.6kN/m2，地面粗糙度B類，計算單元寬度D=6m，取風振系數(shù)風壓高度變化系數(shù)z可根據(jù)廠房各部分標高及B類底面粗糙度，查看荷載規(guī)范表，用內(nèi)

9、插法求：柱頂離室外地坪距離： H = 11.4+0.15=11.55m， =1.04檐口室外地坪距離（無天窗時）： H = 11.55+1.18=12.73 m， =1.08查標準圖集，可知柱頂至檐口頂部距離，檐口頂部距屋脊距離。作用在柱頂處的集中風荷載設計值沿排架柱高度作用的均布風荷載設計值 五：A柱內(nèi)力分析內(nèi)力分析是求的內(nèi)力設計值（基本組合），故先將各荷載標準值乘以各自的分項系數(shù)1.屋蓋集中荷載作用下F1的內(nèi)力分析方向規(guī)定：彎矩M：使排架柱外側(cè)受拉為正柱底剪力V：以向左為正，向右為負柱頂不動支點反力R：以向右為正，向左為負 =2.16=1.082屋蓋活荷載F6作用下的內(nèi)力分析 3柱自重，吊

10、車荷載及軌道連接F4作用下的內(nèi)力分析4.吊車荷載作用下的內(nèi)力分析=1.4332.99=466.19kN =1.461.67=86.34kNDmax作用在A柱，Dmin作用在B柱的內(nèi)力分析A柱頂不動支點反力B柱頂不動支點反力A柱頂水平剪力由于A、B柱一樣，故各柱的剪力分配系數(shù)=0.5B柱頂水平剪力Dmin作用在A柱，Dmax作用在B柱的內(nèi)力分析 橫向水平Tmax作用下的內(nèi)力分析Tmax至牛腿頂面距離：1.4mTmax至柱底距離：7.7+1.4=9.1m 5風荷載作用下的內(nèi)力分析 A、 B柱頂?shù)乃郊袅Γ鹤箫L：左風：六：內(nèi)力組合 A柱的內(nèi)力圖匯總表荷載類型彎矩圖( KN·m)軸力圖（KN

11、）剪力圖（kN）屋面恒載 柱、吊車及軌道屋面活載吊車豎向荷載Dmax在A柱 Dmin在A柱 吊車橫向水平荷載在A柱風荷載左風右風 A柱內(nèi)力組合表(一）截面內(nèi)力組合組合項目恒荷載+0.9*（任意兩種或以上活荷載）MNV-+0.9×(+)59.27321.80+0.9×(+)-83.33260.56+0.9×(+)-78.85321.80+0.9×(+)-83.33260.56-+0.9×(+)176.57734.85+0.9×(+)-90.49454.22+0.9×(+)169.80796.09-+0.9×(+)53

12、5.26792.2657.92+0.9×(+)-502.90511.63-58.07+0.9×(+)533.44853.5058.50 A柱內(nèi)力組合表(二）截面內(nèi)力組合組合項目恒荷載+任意一種活荷載MNV-+57.42260.56+-29.44260.56+27.18328.6+46.29260.56-+135.81781.47+-60.92315.28+135.81781.47+-60.92315.28-+363.35372.6955.7+-289.50372.69-37.82+72.44838.88-7.37+350.03372.6955.7七：柱截面設計采用預制柱，上

13、下柱均采用對稱配筋。材料：混凝土C30 =14.3 N/mm2，=2.01 N/mm2，=1.43 N/mm2縱向鋼筋（HRB400級）=360 N/mm2，=2.0105 N/mm2 箍筋（HPB300級） =270N/mm2 1.選取控制截面最不利內(nèi)力組合上柱：有效高度界限破壞軸向力，且彎矩較大時為大偏壓。按照“彎矩相差不多時，軸力越小越不利；軸力相差不多時，彎矩越大越不利”的原則，確定上柱最不利內(nèi)力組合為：M=67.88KN.m,N=299.09KN.下柱：同理比較得到下柱最不利內(nèi)力組合為：M=535.26KN.m M=372.69KN.mN=792.26KN N=363.35KN2.

14、上部柱配筋計算（b×h=400×400mm，）控制-的內(nèi)力設計值為 （1）考慮二階效應 每側(cè)選用4C16，則：垂直排架方向截面承載力驗算 由附表知在垂直排架方向設有柱間支撐設時，其計算長度為 =1.254.2=5.25m=5.25/0.4=13.125，插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)=0.933，則=0.90.933（14.+）kN =2887.6 kN>=260.56 kN因此驗算滿足要求。3.下部柱配筋計算綜上兩組內(nèi)力計算結果，下柱每側(cè)選用3C20,則：垂直于排架方向的承載力驗算由附表知在垂直排架方向設有柱間支撐設時，其計算長度為 =0.857.7=6.55m=6.55/

15、0.4=16.38，插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)=0.859，則=0.90.859（14.30.+）kN =3214.22kN>=792.26kN4.柱的裂縫寬度驗算混凝土結構設計規(guī)范規(guī)定，對的柱應進行裂縫寬度驗算。裂縫寬度應按荷載效應準永久值進行計算。上柱： 下柱: 故上、下柱均不需進行進行裂縫寬度驗算。5.柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構造要求控制。根據(jù)構造要求，上下構造A8300，牛腿加密處A8100。6.牛腿設計 牛腿外形尺寸 按裂控要求驗算牛腿截面高度作用在牛腿頂面的豎向力標準值：查表得，裂縫控制等級系數(shù) （2）牛腿配筋計算由于a=-800mm，故可按構造要求配筋。

16、水平縱向受拉鋼筋截面面積：0.002*650*400=520，采用4C20，=1256，牛腿處的水平箍筋為A8100。7.排架柱的吊裝驗算采用一點翻身起吊，吊點設在牛腿與下柱交接處，混凝土達到設計強度后起吊，由書上表可得柱插入杯口深度為，柱吊裝時的總長度為：。吊裝驗算簡圖如下：（1）荷載計算吊裝時，應考慮動力系數(shù)=1.5，柱自身的重力荷載分項系數(shù)取1.35各段荷載設計值分別為：（2）彎矩計算 (3)截面受彎承載力及裂縫寬度驗算（一類環(huán)境中）上柱：配筋為4C16（）裂縫寬度驗算：下柱：配筋為3C20（）裂縫寬度驗算：八：基礎設計計算 地基承載力特征值和基礎材料：地質(zhì)條件：該地區(qū)工程地質(zhì)條件良好，

17、地面下1.5米左右為中密粗砂層，層厚6米，地基承載力特征值200KN/，常年地下水位-5米以下。基礎材料：混凝土采用C20，=9.6N/mm2，=1.10N/mm2鋼筋采用HPB335，=300 N/mm2（B8及以上，間距不大于200mm）墊層采用C10素混凝土，厚100mm，鋼筋的混凝土保護層厚40mm1.基礎設計時不利內(nèi)力組合選取作用于基礎頂面上的荷載包括柱底（-截面）傳給基礎的M,N,V以及外墻自重重力荷載。其中內(nèi)力標準組合值用于地基承載力驗算，內(nèi)力基本組合值用于受沖切承載力驗算和底板配筋計算。（1）基礎梁和維護墻的重力荷載每個基礎承受的維護墻的寬度為計算單元B=6.0m，墻高11.4

18、2+1.2+0.5-0.45=12.65m。 墻上有上下鋼框玻璃窗，寬度3.6m，上下窗高分別為1.8m和4.8m，鋼窗自重0.45kN/,每根基礎梁自重標準值為16.1kN/,內(nèi)外20mm厚水泥石灰砂漿2×0.36kN/,空心磚重度16kN/，墻厚240mm，等效重度為：。故由墻體和基礎梁傳來的重力荷載標準值和設計值基礎梁自重 16.1kN/根圍護墻自重 鋼窗自重 對基礎的偏心距： 基礎荷載計算簡圖：(2)柱傳來的不利內(nèi)力組合基礎的不利內(nèi)力主要取決于-截面的不利內(nèi)力，應選取軸力為最大以及正負彎矩為最大的不利內(nèi)力組合。故不利內(nèi)力組合取為： M=533.44KN.m N=853.50K

19、N() V=58.50KN() M=-502.9KN.mN=511.63KN() V=-58.07KN()柱對基礎底面產(chǎn)生的內(nèi)力設計值（初步確定基礎高度為1200mm） M=500.93+65.791.1=573.30KN.mN=799.36KN() V=-65.79KN()組內(nèi)力標準值為： 組力對基礎底面產(chǎn)生的內(nèi)力標準值 M=373.93+44.581.2=427.43KN.mN=677.59KN() V=44.58KN()組內(nèi)力標準值為： （） 組力對基礎底面產(chǎn)生的內(nèi)力標準值 M=-340.87-40.551.2=-389.53KN.mN=406.27KN() V=-40.55（） 2. 初步確定基礎尺寸基礎高度和杯口尺寸已知柱插入杯口的深度為900mm，故杯口深度900+50=950mm 杯口頂部尺寸：寬為400+2×75=550mm 長為1000+2×75=1150mm 杯口底部尺寸：寬為400+2×50=500mm 長為1000+2×50=1100mm查表取杯