混凝土單層廠房設計計算書

1、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1160470183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/ m2,地面粗糙度 B類；基本雪壓 0.6 KN/ m2,積灰荷載 0.3KN/。該地區(qū) 工程地質條件良好，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/itf,常年地下水位-5

2、米以下。 抗震設防烈度為6度，不進行抗震計算，按構造設防.屋面做法：:二氈三油防水層上鋪小豆石，20厚水泥砂漿找平80厚加氣混凝土保溫層（0.65 KN/ m2）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取）.屋面板選型 查圖集G410-121.5mM6.0m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）灌縫0.1 kN/m自重灌縫0.1 kN/m重力何載標準值1.5 kN/m22.屋架選型屋面荷載計算：二氈三油防水層上鋪小豆石0.35kN/m2T_ _20.

3、35kN/m20mmK泥砂漿找平層20 kN/m30.02 mT20.4 kN/80mm厚加氣混凝土保溫層0 .65 kN/m2T_ _20.65 kN/m6m跨預應力混凝土大型屋囿板自重灌苗21.4 kN/mt 0.1 kN/m 2T21.5 kN/m2屋蓋支撐0.07 kN/m_ _2屋蓋支撐0.07 kN/m_ _2；0.07 kN/m總計屋面恒載2.97 kN/m 2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3.力混凝土折線型屋架，屋架型號為3.吊車梁選型YWJ18-2A2每根重力荷載 7

4、2.09kN由吊車起重量30/5t （A4工作級別）和跨度18m,由圖集G323-12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.軌道連接選型按吊車梁跨度由吊車起重量30/5t （A4工作級別）和跨度18m,由圖集G323-12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.軌道連接選型按吊車梁跨度18m,查圖集04G325,選.基礎梁選型DGL-12,吊車軌道連接重力荷載為0.80 kN/m 。選JL-3 ,重力荷載16.1K

5、N/m,梁高450mmZCs-42-2b ,下柱支撐選用ZCx-84-32 。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G410-121.5m x 6.0m預應力混凝土屋囿板Y-WB-211s （端跨）Y-WB-2II （中間跨）天溝板TGB68-121.5 kN/m屋架04G415-1預應力混凝土折線形屋架 （21m）跨YWJ18-2Aa72.09kN / 根_ _20.07 kN/m（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4

6、0.8kN/ 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（ZQ1-62）規(guī)定的30/5t吊車的基本參數(shù)和有關尺寸。查圖集04G320鋼筋混凝土基礎梁6.柱間支撐選型查圖集05G336柱間支撐上柱支撐選用 各類選型整理列表如下：跨度寬度輪距軌頂以軌道中最大輪最小輪起重機小車總(成(mm(mm上高度(mm心至端 部距離(mm壓(kN)壓(kN)總質里 (t)質里 (t)16.56050460026002602705034.011.7Lk =18 -

7、0.75 2 =16.5m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ha =0.2m,吊車梁高hb =1200mm牛腿頂面標高=軌頂標高-ha - hb=7.2m a b軌頂標高=7.2+0.2+1.2=8.4m全柱高H = 12.8m上柱高 Hu = 4.2m下柱高H l = 8.60m上柱：(bXh) = 400X500下柱：I(b f x hx bxh f ) =400 x 1000X 100X 200上下柱截面尺寸圖柱子的有關參數(shù)如下表：H =12.8m, Hu=4.2m, Hl=8.6m參數(shù)柱子(A、B)A2、Au (m)0.2I u (mrri)

8、94.16 乂 10八2、A (m)0.2275I l (mr4)28.6 x 109n0.1478.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 TOC o 1-5 h z 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 /根則作用于柱頂?shù)奈萆w自重標準值：18 72.09 八F1 =2.92父6乂一+=196.43KN 作用于上柱中心線內(nèi)側50mmb22吊車及軌道自重標準值柱自重標準值上柱：F2 =(25 0.4 0.5) 4.2 =21KN下柱：F3 =(25 0.2275) 8.6 =47.84KN.屋

9、面可變荷載屋面基本雪壓(0.6KN/m2),屋面活載(0.5KN/m2),積灰荷載(0.3KN/m 2),因基本雪壓大于屋面活載，故取基本雪 壓值計算。.吊車荷載吊車的主要參數(shù)如下表：豎向荷載：用影響線計算( D =F v )跨度寬度輪距軌頂以軌道中取大輪最小輪起重機小車總(成(mm(mm上高度心至端壓(kN)壓(kN)思質里質里(mm部距離(t)(t)(mm16.56050460026002602705034.011.7Dmax在 A柱：Dmax,k = 270 父(1 + 0.2333) = 332.99KNDmin在A柱：與Dmax在A柱情況正好相反，數(shù)值大小一樣。橫向水平荷載：.風荷載

10、基本風壓w0 =0.6kN/m：地面粗糙度B類，計算單元寬度 D=6m取風振系數(shù)PZ=1.0風壓高度變化系數(shù)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)插法求:柱頂離室外地坪距離：H = 11.4+0.15=11.55m, 匕=1.04檐口室外地坪距離(無天窗時)： H = 11.55+1.18=12.73 m ,Nz=1.08查標準圖集，可知柱頂至檐口頂部距離h1 =1180mm,檐口頂部距屋脊距離 h2 = 1490mmo作用在柱頂處的集中風荷載設計值W沿排架柱高度作用的均布風荷載設計值q1, q2五：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

11、各自的分項系數(shù).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C1 =1.5 1 - 2(1 -1 n)/13(1 n -1) =2.16C3 =1.5 (1 - 2)/13(1 n -1) =1.08.屋蓋活荷載F6作用下的內(nèi)力分析柱自重，吊車荷載及軌道連接 F4作用下的內(nèi)力分析.吊車荷載作用下的內(nèi)力分析Dmax= QDmax,k=1.4 332.99=466.19kNDmin =QDmin,k=4 M61.67=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 R

12、a =Mm堊C3 =16.17KN(.)HB柱頂不動支點反力 Rb = MmnC3 = -3.00KN (t )H1_1 ,A枉頂水平男力 VA =Ra+ (Ra Rb) =16.17+ (16.17 +3.00) =9.59KN (一 ) 22由于A、B柱一樣，故各柱的剪力分配系數(shù)7 =0.5B柱頂水平剪力 VB =9.59KN ( )Dmin作用在A柱，DmaX乍用在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=9.1m5.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)力圖匯總表彎矩圖(KN

13、 m)軸力圖(KN剪力圖(kN)面恒 載、吊車軌道面活 載(jDmax他柱(5Din他柱回max裕柱左風右風A柱內(nèi)力組合表（一）截回內(nèi)力組合組合項目恒伺1載+0.9* （任息網(wǎng)種或以上活何載）MNVI - I +0.9 X(+)59.27321.80+0.9 x(+D)-83.33260.56+0.9 X(+)-78.85321.80+0.9 X(+)-83.33260.56n - n+0.9 X(+)176.57734.85+0.9 X(+)-90.49454.22+0.9 X(+)169.80796.09m- m+0.9 X(+)535.26792.2657.92+0.9 X(+)-502

14、.90511.63-58.07+0.9 X(+)533.44853.5058.50A柱內(nèi)力組合表（二）截回內(nèi)力組合組合項目恒荷載+任意一種活荷載MNV+57.42260.56I - I+-29.44260.56+27.18328.6+46.29260.56n - n+135.81781.47+-60.92315.28+135.81781.47+-60.92315.28m- m+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，上下柱均采用對稱配筋。材料：31 凝土 C30fc =

15、14,3 N/mm： ftk =2.01 N/mm： ft =1.43 N/mm2縱向鋼筋（HRB40O） f = f =360 N/mm： E =2.0 105 N/mm2y ys2捱肋（HPB300級）fy=270N/mm.選取控制截面最不利內(nèi)力組合上柱：有效高度 h0 =500 -40 = 460 mm界限破壞軸向力 & =二 Jcbh0 b =1.0 14.3 400 460 0.518 =1363KNN 5,應考慮偏心增大系數(shù) h 400s =1150% / hs =1150% / hg4)2 c =18.4 2(一)2 1.0 = 1.251500 340/460 0.5假設為大偏

16、壓:260.56 103260.56 103一1 14.3 400=45.55mm 二 2as，= 80mm故取 x = 2as故取 x = 2as，= 80mme = seih/八 八八500 八as =1.25 340- 40= 215mm22As = ANeAs = ANefy(h0 -aj260.56 103 215360 (460 - 40)2=370mm每側選用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I。=1.25 Hu =1.25 4.2=5.25m|0/b =5.25/0,4=13,125 ,插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)中=0.93

17、3 ,貝UNu =0.9中(fcAs +fyA)=0.9 x 0.933 父(14.3 父 400 M 500+360 父 1608) kN=2887.6 kN N max=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l0 =0.85Hl =0.85 7.7=6.55m|0/b =6.55/0,4=16,38 ,插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù) 中=0.859 ,則Nu =0.9中(fcAs +父人)=0,9 父 0,859 x (14,3 父 0,2275 106+3

18、60 2512) kN=3214,22kN N max=792.26kN.柱的裂縫寬度驗算混凝土結構設計規(guī)范規(guī)定，對更下0.55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A算。上柱：( +)/1.2 + X0.5/1.4下柱：( +)/1.2+0.6 x( +)/1.4故上、下柱均不需進行進行裂縫寬度驗算。.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.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)0 =0.65, ftk =2.01N /mm2,a=400 500 +20 = 80mmb/6=3/6=0.5 ,故基礎底面無拉應力，基底反力呈三角 形分布。.基礎受沖切承載力驗算用荷載效應基本組合，采用基底凈反力驗算：對于組合對于組合前面已初步確定基礎的高度為1.200m,采用錐形杯口基礎，則基礎頂面突出樁邊寬度為t+75mm=350+75=425mm杯壁高度取h2=450mm則變階處高度hi =h_450=1200450 = 750mm.由于450425,所以變階處的沖切破壞錐面最危險，只須進行變階處的抗沖切承載力驗算即可?？?/p>