單層廠房課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

word文檔可自由復(fù)制編輯建筑工程學(xué)院土木系混凝土與砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)單層廠房計(jì)算書基本設(shè)計(jì)資料1.

廠房的平面和立面布置:(1)平面布置：裝配車間跨度24m，總長(zhǎng)102m，中間設(shè)伸縮縫一道，柱距6m，如圖1所示。(2)立面布置：基礎(chǔ)頂面高程-0.5m，柱頂高程+12.4m，如圖2。2．吊車使用情況：車間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)200／50kN中級(jí)工作制吊車，其軌頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高10m。吊車的主要參數(shù)如下:起重量Q（kN）跨度Lk（m）最大輪壓Pmax（kN）小車重g（kN）總重G+g（kN）輪距K(mm）吊車寬B（mm）200/5022.521578320440055503．廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況:(1)屋面板采用G410（－）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，板重（包括灌縫在內(nèi)）標(biāo)準(zhǔn)值為1.4kN／m2。屋面各層構(gòu)造見下圖。SBS改性瀝青卷材或高分子復(fù)合防水卷材（二氈三油上鋪小石子，去掉2%找坡，以20mm厚水泥砂漿找平層計(jì)算）等；做法示意如下：(2)天溝板采用G410（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的JGB77-l天溝板，板重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kN／m。(3)天窗架采用G316中的門型鋼筋混凝土天窗架CJ-03，自重標(biāo)準(zhǔn)值為2x36kN／每榀，天窗端壁選用G316中的DB9-3，自重標(biāo)準(zhǔn)值2x60kN／每榀（包括自重、側(cè)板、窗檔、窗扇、支撐、保溫材料、天窗電動(dòng)啟動(dòng)機(jī)、消防栓等）。(4)屋架采用G415（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架，屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值106kN／每榀。(5)吊車梁采用G425標(biāo)準(zhǔn)圖集中的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車架YXDL6-8，吊車梁高1200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值44.2kN／根，軌道及零件重1kN／m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。4．其他條件：(1)基本風(fēng)壓：B類，ω0＝(0.3+學(xué)號(hào)最后兩位/100)kN/m2。0＝

(2)地質(zhì)條件：車間所在場(chǎng)地，地坪下1.0m內(nèi)為填土，填土下層4.5m內(nèi)為均勻亞粘土(液性指數(shù)Il>0.85)，無軟弱下臥層；未經(jīng)深寬修正地基承載力特征值fak＝180kN/m20＝

(3)屋面活荷載的取值：一班按規(guī)范取不上人屋面活載， 二班取不上人屋面活載＋0.1kN/m2 三班取不上人屋面活載＋0.2kN/m2。 四班取不上人屋面活載＋0.3kN/m2(4)排架柱及基礎(chǔ)材料選用情況A:柱混凝土：一、二班同學(xué)取C25；三、四班同學(xué)取C30。B:鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋，箍筋采用HRB235級(jí)鋼筋。C:基礎(chǔ)混凝土：采用C15；鋼筋：采用Ⅰ級(jí)鋼筋。廠房結(jié)構(gòu)選型與布置1、屋面板采用G410（一）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，板重（包括灌縫在內(nèi)）標(biāo)準(zhǔn)值為1.4kN／m2(具體構(gòu)造見任務(wù)書)。2、天溝板采用G410（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的JGB77-1天溝板，板重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kN／m。。3、天窗架采用G316中的門型鋼筋混凝土天窗架CJ-03，自重標(biāo)準(zhǔn)值為2x36kN／每榀，天窗端壁選用G316中的DB9-3，自重標(biāo)準(zhǔn)值為2x60kN／每榀。4、屋架屋架采用G415（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架，屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值為106kN／每榀。。5、屋蓋支撐自重0.05kN／m2（沿水平面方向）6、吊車梁采用G425標(biāo)準(zhǔn)圖集中的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車架YXDL6-8，吊車梁高1200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值44.2kN／根，軌道及零件重1kN／m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。7、聯(lián)系梁、過梁均為矩形截面。8、排架柱下柱長(zhǎng)：上柱長(zhǎng)：由于，。=由型柱細(xì)部尺寸表查得：b=500mm時(shí)，取h=1000~1500mm，所以選取b=500mm，h=1200mm。所以排架柱上柱選用的正方形截面（如附圖1），截面面積：，截面的慣性矩：；下柱為工字型截面（如附圖1），取：b=120mm,h=1200mm,,,截面面積：,截面繞強(qiáng)軸的慣性矩：截面繞弱軸的慣性矩：附圖1：柱子截面尺寸圖9、定位軸線橫向定位軸線均通過柱子截面的幾何中心，但在兩端與山墻的內(nèi)皮重合，并將山墻內(nèi)側(cè)第一排柱子中心線內(nèi)移500mm，縱向定位軸線見廠房平面布置圖。注：由吊車類型查得：20/5型，跨度22.5m，=260mm為吊車外邊緣至柱內(nèi)緣寬度，由于Q<50t，所以排架的荷載計(jì)算（一）荷載的基本數(shù)據(jù)鋼筋混凝土容重水泥砂漿容重磚墻容重鋼門窗自重鋼軌及墊層容重二氈三油防水層自重（沿斜面方向）找平層自重（沿水平方向）屋面活荷載屋面積灰荷載（二）恒荷載1、屋蓋部分傳來的恒載天窗架天窗端壁屋面板重（包括灌縫）Sbs防水卷材CC2建筑防水瀝青油膏1:3水泥砂漿找平層20厚80厚珍珠巖保濕層1：3水泥砂漿找坡2%屋架重合計(jì)每塊天溝板及積水重：綜上：2、柱自重和上柱重：下柱重：柱身：附圖2：排架柱標(biāo)高牛腿：附圖2：排架柱標(biāo)高綜上：3、混凝土吊車梁及軌道重（三）活荷載1、屋面活荷載屋面活荷載，屋面積灰荷載。雪荷載。排架柱計(jì)算時(shí)，屋面積灰荷載和雪荷載或屋面活荷載中的較大值同時(shí)考慮。注：作用位置同2、吊車荷載采用兩臺(tái)200/50KN中級(jí)工作制吊車（吊車具體參數(shù)見任務(wù)書）豎向吊車荷載由規(guī)范查得：兩臺(tái)中級(jí)吊車的折減系數(shù)附圖3：吊車梁支座豎向反力影響線求時(shí)的吊車位置水平吊車荷載每個(gè)輪子的水平剎車力：由規(guī)范：所以產(chǎn)生時(shí)吊車作用位置和豎向荷載作用時(shí)相同，所以3、風(fēng)荷載（1）求均布荷載q由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，單層廠房的風(fēng)載體型系數(shù)如圖所示。附圖4：風(fēng)載體型系數(shù)圖附圖4：風(fēng)載體型系數(shù)圖附圖5：框架風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖附圖5：框架風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖風(fēng)向柱頂離室外地坪高度為：，則：標(biāo)高101520301.001.141.251.42附圖6：風(fēng)壓高度變化系數(shù)（B類粗糙度）注：以下使用的均從上表數(shù)據(jù)按直線內(nèi)插法求得求集中荷載W屋架檐口離室外地坪高度為，故天窗、屋架交界處離室外地坪高度為，故天窗檐口離室外地坪高度為，故天窗頂離室外地坪高度為，故按風(fēng)載計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算集中風(fēng)荷載W附圖7：屋架集中荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖附圖7：屋架集中荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖與在水平方向相抵消集中風(fēng)荷載W作用點(diǎn)標(biāo)高為12.40m。排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載作用位置圖如下圖所示。附圖8：排架計(jì)算簡(jiǎn)圖及荷載作用位置圖內(nèi)力分析（一）恒載作用下的排架內(nèi)力單層廠房多屬于裝配式結(jié)構(gòu)，柱、吊車梁和軌道的自重，多是在預(yù)制柱吊裝就位完畢而屋架尚未安裝時(shí)施加在柱子上的，此時(shí)尚未構(gòu)成排架結(jié)構(gòu)。但在設(shè)計(jì)中，為了與其他荷載的計(jì)算方法相一致，在柱、吊車梁和軌道的自重作用下仍按排架結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。1、由產(chǎn)生的彎矩和軸力附圖9附圖92、由柱自重產(chǎn)生的彎矩和軸力（1）上柱重（2）下柱重,，只產(chǎn)生軸力而不產(chǎn)生彎矩。3、由產(chǎn)生的彎矩和軸力綜上：恒載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力分圖如下圖所示。附圖10：恒載計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖附圖10：恒載計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖（二）屋面活荷載作用下的排架內(nèi)力與作用位置相同，即成比例。屋面活荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力圖如下圖所示。附圖11：活載計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖附圖11：活載計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖（三）吊車豎向荷載作用下的排架內(nèi)力1、最大輪壓作用于A柱時(shí)A柱：B柱：計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。附圖12：吊車豎向荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖附圖12：吊車豎向荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖與恒載計(jì)算相同，A柱B柱A柱與B柱相同，剪力分配系數(shù)，則A柱與B柱柱頂?shù)募袅锳柱B柱所以內(nèi)力圖如下圖所示。附圖13附圖13（四）吊車水平制動(dòng)力作用下的排架內(nèi)力1、向左作用柱中軸力為零。由前述所得，A柱B柱，查附表3-2可得：考慮空間作用分配系數(shù)m，查表得m=0.80，且A柱與B柱相同，剪力分配系數(shù)，A柱與B柱的剪力為A柱：B柱：計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示。附圖14：附圖14：吊車水平力作用下排架計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)柱頂剪力和求的向左作用下，排架彎矩如下圖所示。附圖15：排架彎矩圖2、向右作用由于機(jī)構(gòu)對(duì)稱，M圖與上圖剛好相反，如圖中的虛線所示。（五）風(fēng)荷載所用下排架內(nèi)力1、左來風(fēng)情況，疊加上訴兩個(gè)狀態(tài)，恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有受力狀態(tài)，即得該柱的柱頂剪力排架單元為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，柱中的軸力為零，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示。附圖16附圖16根據(jù)計(jì)算，左來風(fēng)的情況下框架的M圖如上圖中實(shí)線所示。2、右來風(fēng)的情況。由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，M圖如上圖中所示。內(nèi)力組合排架單元為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可僅考慮A柱的截面。組合情況見下表。柱號(hào)、控制截面及軸向內(nèi)力恒載活載豎向吊車荷載水平吊車荷載風(fēng)荷載最大輪壓作用于水平力向左水平力向右左來風(fēng)右來風(fēng)AB12345678ⅠⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅠ-ⅠM32.75.05-49.95-49.95-13.7113.7168.85-75.42N508.64100.8000000Ⅱ-ⅡM-68.6-20.15206.053.63-13.7113.7168.85-75.42N607.8100.8568.89119.070000Ⅲ-ⅢM120.0415.1286.62-116-156.65156.65394.79-341.37N665.16100.8568.89119.070000V21.255.04-13.15-13.15-15.7115.7149.99-40.14控制截面荷載組合內(nèi)力組合1.2恒載+0.91.4(任意兩種以上活載)標(biāo)準(zhǔn)組合恒載+任意兩種荷載1.2恒載+1.4任意一種活載標(biāo)準(zhǔn)組合恒載+任一活載項(xiàng)目組合MNVMNV項(xiàng)目組合MNVMNVⅠ-Ⅰ+Mmax①+0.9*(②+⑦)98.51599.3667.41485.51①+⑦80.25420.6979.09423.91-Mmax①+0.9*(③+⑤+⑧)-92.47508.64-56.86379.91①+⑧-40.61420.69-29.39423.91Nmax①+0.9*(②+③+⑤+⑧)-87.92609.44-50.53485.51①+②38.80539.7331.62517.51Nmin①+0.9*（③+⑤+⑧)-92.47508.64-56.86423.9①+⑦-46.61508.69-71.23423.91Ⅱ-Ⅱ+Mmax1.2*①+0.9*1.4*(③+⑥+⑦)194．711098.54115.80912.89①+③137.431176.7489.99912.89-Mmax①+0.9*(②+④+⑤+⑧)-173.16800.23-103.16685.19①+⑧-147.98607.85-113.88506.54Nmax①+0.9*(②+③+⑥+⑦)170.381203.7110.491006.49①+③137.431176.7489.99912.89Nmin①+0.9*(②+⑧)-164.08699.79-110.95600.14①+⑧-147.98607.85-113.91506.54Ⅲ-Ⅲ+Mmax①+0.9*(②+③+⑥+⑦)707.901227.8873.08530.441012.4558.83①+⑦535.85665.2171.24397.61554.3453.41-Mmax①+0.9*(④+⑤+⑧)-407.58740.32-40.85-350.23607.67-31.59①+⑧-247.33665.21-18.89-161.81554.34-10.97Nmax①+0.9*(②+③+⑥+⑦)689.961265.1573.08585.081054.2958.83①+③211.421234.18.1165.91960.698.31Nmin①+0.9*(②+⑦)512.02754.1570.78411.32647.9457.01①+⑦535.85665.2171.24397.61554.3453.41排架柱設(shè)計(jì) （一）A軸柱1、設(shè)計(jì)資料截面尺寸：上柱正方形截面：下柱I形截面:，，材料等級(jí)：混凝土C25鋼筋縱向受力鋼筋為HRB335，箍筋為HRB235，計(jì)算長(zhǎng)度：排架平面內(nèi):上柱：下柱：排架平面外：上柱：下柱：2、內(nèi)力（1）上柱：C25混凝土則假定梁內(nèi)為一層鋼筋：所以由于內(nèi)力組合表中Ⅰ-Ⅰ截面的控制內(nèi)力N均小于，則都屬于大偏心受壓，所以選取彎矩較大而軸力較小的情況，經(jīng)比較取出下面的組合：，（2）下柱由于下柱在長(zhǎng)度范圍內(nèi)配筋相同，比較Ⅱ-Ⅱ截面和Ⅲ-Ⅲ截面的控制內(nèi)力，可以看出Ⅲ-Ⅲ起控制作用從內(nèi)力組合表中Ⅲ-Ⅲ截面的控制內(nèi)力均小于，則都屬于大偏心受壓，所以選取彎矩較大而軸力較小的情況，經(jīng)比較取出下面的內(nèi)力組合：3、配筋計(jì)算（采用對(duì)稱配筋）（1）上柱,大偏壓。，所以取取排架結(jié)構(gòu)屬于有測(cè)移結(jié)構(gòu)：所以選用（），箍筋選用，配筋圖如下圖所示。垂直彎矩平面的承載力驗(yàn)算：（為平面外計(jì)算長(zhǎng)度），查表得：附圖17：排架上柱截面配筋圖（滿足要求）附圖17：排架上柱截面配筋圖（2）下柱：內(nèi)力組合a：，中和軸處于受壓區(qū)翼緣部分。，取，取排架結(jié)構(gòu)屬于有側(cè)移結(jié)構(gòu)，內(nèi)力組合b：所以中和軸處于受壓區(qū)翼緣部分。，取，取排架結(jié)構(gòu)屬于有側(cè)移結(jié)構(gòu)，對(duì)兩組內(nèi)力進(jìn)行比較，按照內(nèi)力組合a進(jìn)行配筋，選用（），箍筋選用，配筋圖如附圖18所示：平面外承載力驗(yàn)算：,查表得（滿足要求）附圖18：下柱配筋圖4、牛腿計(jì)算吊車梁與牛腿的關(guān)系如右圖所示。牛腿高度的驗(yàn)算：附圖19附圖19滿足要求?？v向受拉鋼筋的配置，因?yàn)榈踯嚧怪焙奢d作用于下柱截面邊緣內(nèi)，則可以按構(gòu)造配筋，且?？v筋不應(yīng)小于4根，直徑不應(yīng)小于12mm，故縱向鋼筋選用（）；由于，所以可以不設(shè)彎起鋼筋，箍筋選用。配筋圖詳見柱配筋圖。設(shè)墊板的長(zhǎng)和寬為：局部壓力標(biāo)準(zhǔn)組合值:故局部壓應(yīng)力為:滿足要求?；A(chǔ)設(shè)計(jì)㈠A軸柱1、設(shè)計(jì)資料材料等級(jí)：混凝土：C15。鋼筋：采用Ⅰ級(jí)鋼筋地質(zhì)條件：地坪下1.0m為填土，填土下層4.5m內(nèi)為均勻亞粘土，無軟弱下臥層；未經(jīng)深度修正地基承載力特征值值，地下水位為-5.0m，無腐蝕性。2、確定基礎(chǔ)高度由構(gòu)造要求得：預(yù)制柱插入基礎(chǔ)的深度為，柱留50mm的間隙，用C30混凝土填充。杯底厚度，杯壁厚度（滿足基礎(chǔ)梁支承寬度要求），則基礎(chǔ)的高度為，杯壁高度由臺(tái)階下面的基礎(chǔ)抗沖切條件確定，應(yīng)盡量使大一點(diǎn)，初定，以減少基礎(chǔ)混凝土用量。3、柱底（Ⅲ-Ⅲ）截面最不利內(nèi)力選擇（1）、進(jìn)行地基設(shè)計(jì)