單層廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、課程設(shè)計(jì)專業(yè)：土木工程（本科）學(xué)號(hào):姓名：楊樹(shù)國(guó)日期：2008 年4月16日一、設(shè)計(jì)資料1、白銀有色（集團(tuán)）公司某單層車間建筑平面圖。2、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)。二、計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定計(jì)算上柱高及全柱高：室外地坪為-0.15 m基礎(chǔ)梁高0.6 m高出地面m,放置于基礎(chǔ)頂面，故基礎(chǔ)頂面標(biāo)咼-0.65 m根據(jù)設(shè)計(jì)資料得：上柱高Hu二吊車梁高+軌道構(gòu)造高度+吊車高度+安全距離=900+200+2734+166=4000=4m全柱高H二軌頂標(biāo)高-（吊車梁高+軌道構(gòu)造高）+上柱高-基頂標(biāo)高=+4+=H 10.35故下柱高Hl H Hu=6.35m上柱與全柱高的比值生 上2 0.386柱截面尺寸:因電車工作級(jí)

2、別為A5，故根據(jù)書表(A)的參考數(shù)據(jù)，上柱采用矩形截面A、C列柱：bh500mm 500mmB列柱：bh500mm 700mm下柱選用I型A、C列柱：bhhf 500mm 1200mm 200mmB列柱：bhhf 500mm 1600mm 200mm（其余尺寸見(jiàn)圖），根據(jù)書表關(guān)于下柱截面寬度和高度的限值，驗(yàn)算初步確定 的截面尺寸，對(duì)于下柱截面寬度A C列柱：Hl 6350 254mm b 500mm （符合）2525B 列柱：6350 254mm b 500mm （符合）2525對(duì)于下柱截面高度：A、C及 B 列柱皆有：6350529mm h 1200mm （符合）12 12上、下柱截面慣性及

3、其比值排架A C列柱上柱 Iu 500 5003 5.208 10mm412下柱 Il 丄 500 12003 2 丄 200 800312 12+4 丄 200 503（- 50 700）2 丄 200 507.067 1010mm436322比值：5.208 弋：0.074Ii 7.067 10排架B列柱1上柱 Iu 500 7003 1.429 1010mm412下柱 Il 丄 500 16003 2 200 1200312 121211001+4 丄 200 503(- 50)2 丄 200 501.199 1011mm43632210比值：1.429 100.119Ii 1.199

4、1011校核C:對(duì)于邊列柱A、C,吊車橋架外邊緣至上柱的邊緣的凈空寬度應(yīng)滿足c 80查表 B 300mm，取 e 750mm 所以將A、C列柱向外移動(dòng)150mm此時(shí)c 100mm 80mm滿足要求。對(duì)于中列柱 B c e B h1750 300 350 100mm 80mm，滿足要求。三、荷載計(jì)算屋蓋結(jié)構(gòu)自重預(yù)應(yīng)力大形屋面板21.4KN /m25mn厚水泥砂漿找平層0.5KN /m2一氈而油隔氣層0.5KN /m2100mm厚珍珠巖制品保濕層0.4KN /m225mm水泥砂漿找平層0.5KN /m2三氈四油防水層上鋪小石子20.4KN /m天溝板g 3.7KN /m22.02 6 12.12K

5、N每榀天窗架每側(cè)傳致屋架的荷載34KN屋架自重122KN則作用于橫向平面排架邊柱柱頂屋蓋結(jié)構(gòu)自重為作用點(diǎn)在上柱中線右eA1(仏 150) 150 50 mm2柱自重上柱：Ga2 Gc2 25 0.5 0.5 4 25KN下柱：GA3 GC3 25 6.35 0.5 0.2 20.7 0.12 01 050.05 1.12吊車梁及軌道自重屋面活荷載由荷載規(guī)范可知，對(duì)于不上人的鋼筋混凝土屋面，其均勻活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.7KN/m2，大于該廠房所在地區(qū)的基本雪壓S。0.45KN /m。故屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力為：吊車荷載AB跨：由任務(wù)書表格查得，Pmax,k 230KN，B 6390mm,

6、K 5000mmQ2,k 69.77KN，吊車總重：370KNJ小車重根據(jù)B與K及反力影響，可算得與各輪對(duì)應(yīng)的反力影響線豎標(biāo)如圖，于 是求得作用于柱上的吊車垂直荷載：作用于每個(gè)輪子的吊車水平制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值：對(duì)硬鉤吊車： 0.20則作用于排架上的吊車水平荷載，其作用點(diǎn)到柱頂?shù)拇怪本嚯xy Hu he 4.0 0.9 3.1m（ he為吊車梁高）BC跨:由任務(wù)書表格查得：Pmax,k 474 KN ， B 6975mm， K 5000 mmQ2* 155KN，吊車總重：580KN 小車重155KN 作用于每個(gè)輪子的吊車水平制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值：則作用于排架上的吊車水平荷載， 其作用點(diǎn)到柱頂?shù)拇怪本嚯xy31y

7、肌 he 4.0 0.9 3.1m （ he 為吊車梁高）0.775Hu 4.0風(fēng)荷載XX地區(qū)的基本風(fēng)壓W00.55KN/m2，對(duì)于城市地區(qū)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按B類地區(qū)考慮高度取值。對(duì)qq2按柱頂標(biāo)高9.7 m查荷載規(guī)范表7.2.1 得，z 1.00，對(duì)Fw按天窗檐口標(biāo)高15m z 1.14。風(fēng)荷載體型系數(shù)z的分布 如圖4所示。a s=所以綜上所述，有排架受荷總圖如下四、排架內(nèi)力計(jì)算恒荷載作用下排架的內(nèi)力將圖5中的恒荷載G,G2及G4的作用簡(jiǎn)化為圖6中的a,b,c所示的計(jì)算簡(jiǎn)圖 在G1作用下，規(guī)定彎矩順時(shí)針為正，逆時(shí)針為負(fù)，簡(jiǎn)力向右為正，向左為負(fù)。 已知n二，0.386，由附圖中的公式得，故

8、在M 11作用下不動(dòng)鉸支承的柱頂反力 故附圖中公式故在M 12作用下不動(dòng)鉸支承的柱頂反力因此在Mu和M12共同作用下（即在G作用下）不動(dòng)鉸支承的柱頂反力 相應(yīng)的彎矩圖如圖所示。4.1.1在G2的作用下相應(yīng)的彎矩圖如圖所示。4.1.2在G4的作用下G2，G4作用下的恒相應(yīng)的彎矩如圖所示，將圖的彎矩圖疊加，得在G1 ，荷載彎矩圖，相應(yīng)的軸力N如圖，所示因恒荷載對(duì)稱， RB 0屋面活荷載作用4.2.1 計(jì)算簡(jiǎn)力分配系數(shù)A柱（C）柱n=，0.386 ，由附圖得B柱n=，0.386 ，由附圖得簡(jiǎn)力分配系數(shù)4.2.2 計(jì)算各柱頂剪力4.2.2.1活荷載作用在AB跨A 柱： M11 QA1 e156.70.

9、052.84KN mM12 QA1 e2 56.7 0.35 19.85KN mB 柱：M QB左 0.1556.7 0.15 8.51KN m當(dāng)作用與柱頂彎矩時(shí)，A 柱： n=，0.386 ， C1 2.49 ，C2 0.74，所以 RA R11 R120.68 1.422.1KNB 柱： n=，0.386各柱頂剪力 4.2.3 吊車豎向荷載作用下排架的內(nèi)力423.1 AB 跨由吊車Dmax在A柱計(jì)算各柱頂剪力。按圖11所示先求AB柱上的吊車豎向荷載對(duì)下柱軸線產(chǎn)生的彎矩為A 柱： n=，0.386C3 0.74RA 12.03KNB 柱： n=，0.386C3 0.89RB8.65KN求各柱

10、總的柱頂剪力其內(nèi)力圖如圖 124.2.3.2 AB 跨有吊車Dmax在B柱計(jì)算各柱頂剪力。按圖13 所示先求出AB柱上的吊車豎向荷載對(duì)下柱軸線產(chǎn)生的彎矩為A 柱： n=，0.386C30.74B 柱： n=，0.386C30.89，求各柱總的柱頂剪力其內(nèi)力圖如圖4.2.3.3 BC 跨有吊車Dmax在C柱計(jì)算各柱頂剪力。按圖15 所示先求出BC柱上的吊車豎向荷載對(duì)下柱軸線產(chǎn)生的彎矩為C 柱：n二，0.386C30.74B 柱： n=，0.386C30.89，求各柱總的柱頂剪力其內(nèi)力圖如圖423.4 BC 跨有吊車Dmax在B柱計(jì)算各柱頂剪力。按圖生的彎矩為C 柱：n二，0.386B柱：n二，0

11、.386求各柱總的柱頂剪力17所示先求出BC柱上的吊車豎向荷載對(duì)下柱軸線產(chǎn)C30.74C30.89，其內(nèi)力圖吊車橫向水平荷載作用在排架的內(nèi)力吊車橫向水平荷載Tmax是作用于吊車梁頂面。鉚焊車間的吊車梁高度為y H10.94.04.3.1 AB跨有吊車,0.93伽，H I7775，Tmax在AB柱即 y 0.775H1，Tmax0.9m,故Tmax的作用點(diǎn)離柱頂?shù)母叨葹?計(jì)算各柱頂剪力A 柱:n=，0.386由附圖中得,對(duì)于y2 2.10.7 Hu，C53 0.243h21 3 1 1n0.10.4對(duì)于y30.112門，2 2.40.40.8Hu，C521 3 1 1n0.340.775H，利用

12、線性內(nèi)插得,C50.355所以RA Tmax C523.49 0.3558.34KNB柱: n二,0.386 由附圖中得,2 2.10.2430.1對(duì)于 y 0.7Hu , C50.462 2.4對(duì)于y0.8HC53 0.112h0.40.4213 丄 1n而y 0.775Hu，利用線性內(nèi)插得，C5 0.4015所以Rb Tmax C523.49 0.40159.43KN求各柱總的柱頂剪力各柱彎矩、剪力計(jì)算如下:A 柱：VA 23.49 1.23 22.26KN同理可得B、C柱彎矩、剪力內(nèi)力圖如下：4.3.2 BC跨有吊車，Tmax在BC柱計(jì)算各柱頂剪力C柱：n二，0.386由附圖中得,對(duì)于y

13、 0.7Hu，C50.4對(duì)于y0.8Hu，C5 0.34 而 y0.775Hu，利用線性內(nèi)插得，C5 0.355所以RcTmax C554.170.35519.23KNB柱：n二，0.386由附圖中得,對(duì)于y 0.7Hu， C50.46對(duì)于y0.8Hu，C50.4而 y 0.775Hu，利用線性內(nèi)插得，C50.4015所以RbTmax C554.170.401521.75KN求各柱總的柱頂剪力內(nèi)力圖如下：風(fēng)荷載作用下排架的內(nèi)力441求柱頂不動(dòng)鉸支座反力A柱：n二，0.386，由附圖得，求各柱頂總的剪力其內(nèi)力圖如圖：4.4.2墻體自重橫墻的最大間距S=54, 3254%500下柱配筋計(jì)算ea 7

14、45.6240785.62mm ,/ N 11991 fcbf hf1430 KNNx167.69mm2as 2 3570 m m 且 hf200 mmif4選用 4 20 AS A 1256 mm2，1256 2 0.8 %300000柱平面外受壓承載力驗(yàn)算上柱平面外受壓承載力驗(yàn)算時(shí)，最大內(nèi)力為N 638.5 KN500050010，由混凝土結(jié)構(gòu)（上）表得,0.98所以平面外受壓承載力滿足要求，下柱平面外受壓承載力驗(yàn)算時(shí)，最不利內(nèi)力為Nu 0.9fcAfy A2940.08KN1270.3KN，故平面外受壓承載力滿足要求。裂縫寬度驗(yàn)算：6.7.1選用最不利內(nèi)力:上柱：M 324.8KN m,

15、N 518.8KN下柱：M 894KN m,N 1199 KN根據(jù)以上兩組內(nèi)力組合項(xiàng)次，可計(jì)算與該兩組內(nèi)力對(duì)應(yīng)的彎矩和軸力標(biāo)準(zhǔn)值為：795.17mm ,故應(yīng)做裂縫寬度驗(yàn)算故最大裂縫寬度：Wmaxcrd旦 1.9c 0.08巴0.28mmEsteWmax 0.3mm，滿足要求。6.7.2上柱裂縫寬度驗(yàn)算:eo M,28374 io3Nk356.83因?yàn)?色 795.17 1.71 0.55，h04656.7.2下柱裂縫寬度驗(yàn)算:Wmaxcr 當(dāng) 1.9CEsd0.08-deq0.27mmteWmax0.3mm，滿足要求所以下柱配筋選為4 20 AsAS 1256 mm2。柱牛腿設(shè)計(jì) 6.8.1牛

16、腿幾何尺寸的確定牛腿截面寬度與柱寬度相等為 500mm取吊車梁外側(cè)至牛腿外邊緣的距離C1 80,吊車梁端部寬為340mm吊車梁軸線到柱面外側(cè)的距離為 750mm則牛 腿頂面的長(zhǎng)度為750-500+340/2+80=500mm 相應(yīng)牛腿水平截面高度為 500+900=1400mm牛腿外邊緣高度h1 500mm，傾角450，于是牛腿的幾何尺寸如圖所示：6.8.2牛腿配筋由于吊車垂直荷載作用于下柱截面內(nèi)，即750 800 50mm 0 ,故該牛腿可按構(gòu)造要求配筋縱向鋼筋取4 16，箍筋取121006.8.3牛腿局部擠壓驗(yàn)算設(shè)墊板的長(zhǎng)度和寬度為500x 500mm局部壓力標(biāo)準(zhǔn)組合值:故局部擠壓應(yīng)力為：

17、Fvksk柱的吊裝驗(yàn)算3604 56 1022/、甘 口2.42N / mm2 0.75fc 0.75 14.3 10.73N/mm2 (滿足要 500 5006.9.2荷載計(jì)算：上柱自重：1.21.525牛腿自重：g11.21.525下柱自重：1.21.5256.9.3內(nèi)力計(jì)算6.9.1吊裝方案:0.5 0.511.25KN /m6.32M1 丄 17.5580.7截面1-1 : b h500 500mm, h0 465mm, As As 2082.64mm2， fy 300N / mm一點(diǎn)翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿與下柱交接處，如圖所示20.5(1.4 0.7 1/2 0.2)30.86kn

18、/m 0.39 17.55KN /m，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。罟40KN.m 彎矩圖如圖所示。柱吊裝簡(jiǎn)易圖6.9.4截面承載力計(jì)算故截面承載力:截面2-2: b h500 1200mm, h01165mm,AsAs1256mm2， fy 300N/mm2。故截面承載力:Mu Asfy(ho as) 1256 300 (1165 35)42578KN.m 948KN.m，所以符合要求。6.9.5裂縫寬度驗(yàn)算由承載力計(jì)算可知，裂縫寬度驗(yàn)算截面1-1即可，鋼筋應(yīng)力如下:按有效受拉混凝土面積計(jì)算的縱向鋼筋配筋率:teWmax22801bh0.018,skcr1.1 0.65ftk0.43te sk(1.9c

19、 0.08土)0.27mm wmax0.3mm，滿足要求。te七、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算7.1.1由柱傳致基頂?shù)暮奢d由表6可知荷載值如下:第一組：Mmax894KN .m , N1199KN , V 100.9KN ；第二組：Mmin450.12KN .m ,N 873.53KN , V 34.53KN ；第三組：Mmax1270.3KN.mM 851.9KN , V 99.62KN ；第四組：Mmin534.11KN .m ,M256.5KN , V 23.27KN。7.1.2由基礎(chǔ)梁傳致基頂?shù)暮屋d（G5）墻重（含兩面抹灰）：（11.63 0.9 0.6） 6 4.2 （4.8 1.8） 5.24

20、229.83KN ;窗重：（）二；基礎(chǔ)梁：二所以荷載設(shè)計(jì)值為由基礎(chǔ)梁傳致基礎(chǔ)頂面荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：Gs對(duì)基礎(chǔ)底面中心的偏心作用 es 0.25/2 1.2/20.75m偏心彎矩： M5 G5e5321 0.75240.75KN .m7.1.3作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力假定基礎(chǔ)高度為800+50+250=1100mm（ 800為柱插入深度，由表查得）則作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計(jì)值為：第一組： M1894 1.1 71.32 240.75731.70KNm ,第二組：m2450.121.134.53 240.75728.85 KNm ,N2321873.531194.63KN第三組

21、：M3851.9 99.621.1240.75479.98KNm ,第四組：m4256.5 1.123.27240.75522.85KNm ,基底尺寸的確定基底尺寸的確定，應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，故由表 5得，A (1.1 1.4)F /(f rGd) 1 m2,因?yàn)?1/b= ,由 1/b=和 A=() m2,解得，b=m取 b=2.3m; l= 3.5m 取 l=4m驗(yàn)算eo 1/6的條件eo731.70/(1079.83 22 2.3 4 2)0.23 1/6 4/6 0.67m (可以)驗(yàn)算其它三組荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的基底應(yīng)力第一組:NM22Pnax212.92KN /m 1.2 f300KN

22、/mAwPminNRdM96.14KN /m2 0AwF P -maxPmin2154.53KN /mf 250KN/m2。2第三組：PmaxNbd273.11KN /m21.2 f300KN /m2AwPminNRd116.5KN /m20AwPP maxPmin,22194.81KN /m2 f 250KN/m。第四組：NM22PmaxrGd209.31KN/m2 1.2f 300KN /m2 ；AwNM2 cPminrGd38.73KN/m20；AwP Pmax Pmin 124.02KN /m2 f 250KN /m2。2所以均可以。因?yàn)樵撥囬g屬于可不做地基變形計(jì)算的二級(jí)建筑結(jié)構(gòu)，所以

23、最后確定基底尺寸為x 4m基礎(chǔ)受離圖40所示。前面已初步確定基礎(chǔ)的高度為1.1m,如采用錐形杯口基礎(chǔ)，根據(jù)構(gòu)造要求,初步確定的基礎(chǔ)剖面尺寸如圖41所示。由于上階底面落在柱邊破壞錐面內(nèi)，故該基礎(chǔ)只須進(jìn)行變階處的抗沖切力驗(yàn)算。7.3.1在各組荷載設(shè)計(jì)值作用下的低級(jí)最大凈反力第二組:第二組:NMAWNAWNMAWNMAW第一組：Ps,maxPs,maxps,max第四組：Ps,max2265.51KN /m ；233.76KN /m2 ;213.31KN /m2 ;2167.52KN /m?？箾_切計(jì)算按第一組荷載設(shè)計(jì)值作用下的地基凈反力進(jìn)行計(jì)算 7.3.2在第一組荷載作用下的沖切力沖切力近似按最大地基凈反力Ps,max計(jì)算，即取PslPs,max 265.51，由于基礎(chǔ)寬度b=2.6m,小于沖切錐體底邊寬bl 2h0l 1.3 0.8 2 2.9m，故A (l /2 丨丨/2 h0l)b (4/2 1.9/2 0.8)2.60.52 ,FlPs,maxA 265.51 0.52 13