單層廠房結構課程設計計算書

1、課 程 設 計專業(yè)： 土木工程本科學號： 061034353 姓名： 楊樹國 日期： 2022年4月16日一、設計資料 1、白銀有色集團公司某單層車間建筑平面圖。2、鋼筋混凝土結構設計手冊。二、計算簡圖確實定2.1 計算上柱高及全柱高：室外地坪為-0.15m，根底梁高0.6m，高出地面0.1 m，放置于根底頂面，故根底頂面標高-0.65m。根據(jù)設計資料得：上柱高=吊車梁高+軌道構造高度+吊車高度+平安距離=900+200+2734+166=4000=4m全柱高=軌頂標高-吊車梁高+軌道構造高+上柱高-基頂標高=6.8-(0.9+0.2)+4+0.65=10.35故下柱高=10.35-4.0=6

2、.35m上柱與全柱高的比值 2.2 柱截面尺寸：因電車工作級別為，故根據(jù)書表2.9A的參考數(shù)據(jù)，上柱采用矩形截面 A、C列柱： B列柱：下柱選用型 A、C列柱： B列柱：其余尺寸見圖，根據(jù)書表2.8關于下柱截面寬度和高度的限值，驗算初步確定的截面尺寸，對于下柱截面寬度A、C列柱： 符合 B列柱： 符合對于下柱截面高度：A、C及B列柱皆有：符合2.3 上、下柱截面慣性及其比值排架A、C列柱上柱 下柱 +比值：排架B列柱上柱 下柱 +比值：2.4 校核C：對于邊列柱A、C，吊車橋架外邊緣至上柱的邊緣的凈空寬度應滿足。查表 ，取所以將A、C列柱向外移動150mm此時 滿足要求。對于中列柱B ，滿足要

3、求。三、荷載計算3.1 屋蓋結構自重預應力大形屋面板 25mm厚水泥砂漿找平層 一氈而油隔氣層 100mm厚珍珠巖制品保濕層 25mm水泥砂漿找平層 三氈四油防水層上鋪小石子 天溝板 每榀天窗架每側傳致屋架的荷載 屋架自重 那么作用于橫向平面排架邊柱柱頂屋蓋結構自重為 作用點在上柱中線右3.2 柱自重上柱： 下柱： 3.3 吊車梁及軌道自重3.4 屋面活荷載由?荷載標準?可知，對于不上人的鋼筋混凝土屋面，其均勻活荷載的標準值為，大于該廠房所在地區(qū)的根本雪壓。故屋面活荷載在每側柱頂產生的壓力為：3.5 吊車荷載AB跨：由任務書表格查得， ，吊車總重：370KN，小車重69.77KN根據(jù)B與K及反

4、力影響，可算得與各輪對應的反力影響線豎標如圖，于是求得作用于柱上的吊車垂直荷載：作用于每個輪子的吊車水平制動力標準值： 對硬鉤吊車：那么作用于排架上的吊車水平荷載，其作用點到柱頂?shù)拇怪本嚯x 為吊車梁高BC跨：由任務書表格查得：，吊車總重：580KN，小車重155KN作用于每個輪子的吊車水平制動力標準值：那么作用于排架上的吊車水平荷載，其作用點到柱頂?shù)拇怪本嚯x 為吊車梁高 3.6 風荷載XX地區(qū)的根本風壓，對于城市地區(qū)，風壓高度變化系數(shù)按B類地區(qū)考慮高度取值。對按柱頂標高9.7m。查?荷載標準?表得， ，對按天窗檐口標高15m。風荷載體型系數(shù)的分布如圖4所示。S=0.6所以 綜上所述，有排架受荷

5、總圖如下四、排架內力計算4.1 恒荷載作用下排架的內力將圖5中的恒荷載及的作用簡化為圖6中的所示的計算簡圖在作用下，規(guī)定彎矩順時針為正，逆時針為負，簡力向右為正，向左為負。n=0.074，由附圖1.2中的公式得，故在作用下不動鉸支承的柱頂反力故附圖1.3中公式故在作用下不動鉸支承的柱頂反力因此在和共同作用下即在作用下不動鉸支承的柱頂反力 相應的彎矩圖如下圖。在的作用下相應的彎矩圖如下圖。在的作用下相應的彎矩如下圖，將圖的彎矩圖疊加，得在，作用下的恒荷載彎矩圖，相應的軸力N如圖，所示因恒荷載對稱，4.2 屋面活荷載作用計算簡力分配系數(shù)A柱C柱n=0.074，由附圖1.1得 B柱n=0.119，由

6、附圖1.1得簡力分配系數(shù)計算各柱頂剪力.1活荷載作用在AB跨 A柱： B柱： 當作用與柱頂彎矩時，A柱：n=0.074，所以B柱：n=0.119， 各柱頂剪力 吊車豎向荷載作用下排架的內力.1 AB跨由吊車在A柱 計算各柱頂剪力。按圖11所示先求AB柱上的吊車豎向荷載對下柱軸線產生的彎矩為A柱：n=0.074， B柱：n=0.119， 求各柱總的柱頂剪力其內力圖如圖12.2 AB跨有吊車在B柱計算各柱頂剪力。按圖13所示先求出AB柱上的吊車豎向荷載對下柱軸線產生的彎矩為A柱：n=0.074， B柱：n=0.119， ， 求各柱總的柱頂剪力其內力圖如圖.3 BC跨有吊車在C柱計算各柱頂剪力。按圖

7、15所示先求出BC柱上的吊車豎向荷載對下柱軸線產生的彎矩為C柱：n=0.074， B柱：n=0.119， ，求各柱總的柱頂剪力其內力圖如圖.4 BC跨有吊車在B柱計算各柱頂剪力。按圖17所示先求出BC柱上的吊車豎向荷載對下柱軸線產生的彎矩為C柱：n=0.074， B柱：n=0.119， ，求各柱總的柱頂剪力其內力圖4.3 吊車橫向水平荷載作用在排架的內力 吊車橫向水平荷載是作用于吊車梁頂面。鉚焊車間的吊車梁高度為0.9m，故的作用點離柱頂?shù)母叨葹椋?，即?23.49 AB跨有吊車，在AB柱計算各柱頂剪力A柱：n=0.074， 由附圖1.5中得，對于，對于，而，利用線性內插得， 所以 B柱：n=

8、0.119， 由附圖1.5中得，對于，對于， 而，利用線性內插得， 所以 求各柱總的柱頂剪力各柱彎矩、剪力計算如下： A柱： 同理可得B、C柱彎矩、剪力內力圖如下： BC跨有吊車，在BC柱計算各柱頂剪力C柱：n=0.074， 由附圖1.5中得，對于，對于， 而，利用線性內插得， 所以 B柱：n=0.119， 由附圖1.5中得，對于，對于，而，利用線性內插得， 所以 求各柱總的柱頂剪力內力圖如下：4.4風荷載作用下排架的內力求柱頂不動鉸支座反力A柱：n=0.074，由附圖1.8得， 求各柱頂總的剪力其內力圖如圖：墻體自重橫墻的最大間距S=54，32<54<72，所以由?砌體結構?表4

9、.2得，為剛性方案墻高：H=6.8+2.734+0.1+1.7+0.15+0.15=11.63m計算連系梁自重及所承當?shù)膲ψ灾兀何?內力組合5.1按周期等效集中于屋蓋處的重力荷載代表值載荷類別 跨別AB跨BC跨屋面自重807.58雪荷載72.9吊車梁，軌道及軌道連接的自重87.6柱自重A柱：25+52.4=77.4B柱：35+61.1=96.1C柱：77.4外墻自重5.2 按地震作用等效集中于屋蓋處的重力荷載代表值：5.3 集中吊車梁頂面處的重力荷載 A, B跨無吊重時吊車最大輪壓： B, C跨無吊重時吊車最大輪壓：根據(jù)吊車梁支座反力影響線計算一臺吊車重力荷載在柱上產生的最大反力A, B跨：C

10、, C跨：5.4 橫向根本周期混凝土強度等級C30因為 所以 所以結構根本周期為5.5 排架底部總水平地震作用標準值采用底部剪力法計算橫向水平地震作用，廠房所在地的特征周期，地震影響系數(shù)最大值，取結構的阻尼比，所以有因為，所以所以 排架底部總水平地震作用標準值：5.6 排架質點橫向水平地震作用標準值 吊車梁頂面處由吊車橋架引起的橫向水平地震作用標準值： 各質點水平地震如圖：5.7 橫向水平地震作用效應及組合的荷載計算橫向水平地震作用效應計算在F作用下柱頂剪力 根據(jù)?建筑抗震設計標準?的規(guī)定，考慮空間工作和扭轉影像調整排架柱的地震剪力和彎矩，各柱內力均乘以調整系數(shù)0.75，內力圖如圖30所示.1

11、 AB跨吊車頂面作用于A柱和B柱將AB跨吊車水平荷載作用下排架內力乘以系數(shù)0.146，得到排架在AB跨作用下的內力。根據(jù)?抗震標準?，對于A柱，B柱上柱內力應乘以吊車橋架引起的地震剪力和彎矩增大系數(shù)，A柱上柱內力增大系數(shù)2.0，B柱上柱內力增大系數(shù)3.0，得到其內力如圖31。.2 BC跨吊車梁頂面作用于C柱和B柱 將BC跨吊車水平荷載作用下排架內力乘以系數(shù)0.105。根據(jù)?抗震標準?，對于B柱，C柱上柱內力應乘以吊車橋架引起的地震剪力和彎矩增大系數(shù)，C柱上柱內力增大系數(shù)2.0，B柱上柱內力增大系數(shù)3.0，得到作用時的排架內力如圖。 與橫向水平作用效應組合的荷載效應計算.1 雪荷重力荷載效應50

12、%屋面雪荷載與屋面活荷載比值為0.5×0.45/0.7=0.321所以50%屋面雪荷載作用于AB，BC跨時所產生的排架柱內力可以利用疊加原理計算，即由屋面活荷載分別作用于AB，BC跨時乘以0.45進行相加，從而得到屋面雪荷載作用下的內力。 AB跨有吊車 , 當作用在A柱時，其內力圖為當作用在B柱時，其內力圖為 BC跨有吊車 ，當作用在B柱時，其內力圖為當作用在C柱時，其內力圖為六柱設計6.1 柱縱向受力鋼筋計算無地震作用和有地震作用時所得到內力組合是縱向受力鋼筋計算的依據(jù)。為便于比擬將有地震作用得到的內力組合值乘以抗震調整系數(shù)，查得=0.8，A柱的內力組合匯表如下表：截面無地震作用有

13、地震作用MNVMNV1-1217.07583212.18441.76-161.59638.5-116.36441.76324.8518.8212.18441.76-88.78583-73.94441.762-2224.121135.99107.28808.42-355.96802.79-265.68560.96459.841207.4107.28808.42-210.45570.74-244.34483.83-38941199100.9528.42858.754.23-450.12873.53-34.53-354.14611.74-26851.91270.399.62528.42858.754

14、.23-326.52712.83-23.89-256.5534.11-23.276.2 選取控制截面最不利內力 混凝土等級強度C30縱向受力鋼筋采用HRB335級。由?混凝土結構上?式4.6得，相對界限受壓區(qū)高度為： 上下柱采用對稱配筋，其截面有效高度分別是465和1165mm對上下柱進行大小偏心受壓判斷： 上柱： 下柱：所以對于上柱， 屬于大偏心受壓對于下柱， 屬于大偏心受壓按照“彎矩相差不多時，軸力越小越好；軸力相差不多時，彎矩越大越不利的原那么確定以下最不利內力：下柱：M=894KN.m N=1199KN6.3柱長度計算由表2.22得，排架方向，上柱： 下柱：垂直排架方向：上柱： 下柱：

15、6.4上柱配筋 ，故應考慮結構側移和構件繞曲引起的二階彎矩對軸向壓力偏心距的影響，壓力偏心距的影響：選用，全部縱向鋼筋的配筋率%>0.6%6.5下柱配筋計算， 選用， %>0.6%6.6柱平面外受壓承載力驗算上柱平面外受壓承載力驗算時，最大內力為，由?混凝土結構上?表6.1得，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算時，最不利內力為，故平面外受壓承載力滿足要求。6.7裂縫寬度驗算：選用最不利內力：上柱：下柱：根據(jù)以上兩組內力組合項次，可計算與該兩組內力對應的彎矩和軸力標準值為：上柱：下柱：上柱裂縫寬度驗算：，因為，故應做裂縫寬度驗算故最大裂縫寬度：，滿足要求。下柱裂縫

16、寬度驗算：，滿足要求所以下柱配筋選為。6.8柱牛腿設計 牛腿幾何尺寸確實定 牛腿截面寬度與柱寬度相等為500mm，取吊車梁外側至牛腿外邊緣的距離,吊車梁端部寬為340mm，吊車梁軸線到柱面外側的距離為750mm，那么牛腿頂面的長度為750-500+340/2+80=500mm，相應牛腿水平截面高度為500+900=1400mm，牛腿外邊緣高度，傾角，于是牛腿的幾何尺寸如下圖： 牛腿配筋由于吊車垂直荷載作用于下柱截面內，即，故該牛腿可按構造要求配筋縱向鋼筋取，箍筋取 牛腿局部擠壓驗算設墊板的長度和寬度為500×500mm，局部壓力標準組合值：故局部擠壓應力為：滿足要求6.9 柱的吊裝驗

17、算 吊裝方案：一點翻身起吊，吊點設在牛腿與下柱交接處，如下圖 荷載計算：上柱自重：牛腿自重：下柱自重：，計算簡圖如下圖。 內力計算，彎矩圖如下圖。柱吊裝簡易圖 截面承載力計算截面1-1：,，故截面承載力：截面2-2：,，。故截面承載力：，所以符合要求。 裂縫寬度驗算 由承載力計算可知，裂縫寬度驗算截面1-1即可，鋼筋應力如下：按有效受拉混凝土面積計算的縱向鋼筋配筋率：，滿足要求。七、根底設計7.1 荷載計算 由柱傳致基頂?shù)暮奢d由表6可知荷載值如下：第一組：，；第二組：，；第三組：，；第四組：，。 由根底梁傳致基頂?shù)暮奢dG5 墻重含兩面抹灰：； 窗重： 4.84.2+1.84.20.45=12.

18、47KN； 根底梁： 64.2=25.2KN 所以荷載設計值為267.501.2=321KN 由根底梁傳致根底頂面荷載標準值為： 對根底底面中心的偏心作用 偏心彎矩： 作用于基底的彎矩和相應基頂?shù)妮S向力假定根底高度為800+50+250=1100mm，800為柱插入深度，由表2.25查得那么作用于基底的彎矩和相應基頂?shù)妮S向力設計值為：第一組：，第二組：，第三組：，第四組：，7.2 基底尺寸確實定基底尺寸確實定，應由標準值計算，故由表5得， ，因為1/b=1.52.0，由1/b=1.5和A=5.777.34，解得，b=(1.962.3)m，取b=2.3m；l=1.5b=1.52.3=3.5m,取l=4m驗算的條件可以驗算其它三組荷載標準值作用下的基底應力第一組：；>0。第三組：；>0。第四組：；>0；。所以均可以。因為該車間屬于可不做地基變形計算的二級建筑結構，所以