學士金工車間帶吊車混凝土廠房課程設計計算書

塔里木大學混凝土結構課程設計塔里木大學混凝土結構課程設計PAGE22PAGE23目錄TOC\t"erji,2,yiji,1"\hHYPERLINK\l_Toc242341設計資料 1HYPERLINK\l_Toc145131.1屋面做法及圍護結構 1HYPERLINK\l_Toc18961.2材料選用 1HYPERLINK\l_Toc115362結構構件選型及柱截面尺寸確定 2HYPERLINK\l_Toc200062.1結構構件選型 2HYPERLINK\l_Toc77822.2柱截面確定 3HYPERLINK\l_Toc56433荷載計算 4HYPERLINK\l_Toc115533.1屋蓋恒載 4HYPERLINK\l_Toc21153.2屋蓋活荷載 4HYPERLINK\l_Toc16313.3風荷載 5HYPERLINK\l_Toc193143.4吊車荷載 6HYPERLINK\l_Toc133624排架內(nèi)力計算 6HYPERLINK\l_Toc121534.1恒載作用下的排架內(nèi)力分析 7HYPERLINK\l_Toc176004.2屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析 8HYPERLINK\l_Toc144694.3風荷載作用下的排架內(nèi)力分析 8HYPERLINK\l_Toc101424.4吊車荷載作用下的排架內(nèi)力分析 9HYPERLINK\l_Toc29514.5Tmax作用在AB跨柱 10HYPERLINK\l_Toc232644.4內(nèi)力組合 10HYPERLINK\l_Toc39755排架柱設計 11HYPERLINK\l_Toc34985.1柱截面配筋計算 11HYPERLINK\l_Toc292955.2柱在排架平面外承載力驗算 16HYPERLINK\l_Toc195266牛腿設計 16HYPERLINK\l_Toc300136.1牛腿截面高度驗算 16HYPERLINK\l_Toc107736.2牛腿配筋計算 16HYPERLINK\l_Toc170907基礎設計 18HYPERLINK\l_Toc163377.1作用于基礎頂面上的荷載計算 18HYPERLINK\l_Toc279877.2基礎尺寸及埋置深度 18HYPERLINK\l_Toc186727.2基礎高度驗算 19HYPERLINK\l_Toc212777.3柱邊及變階處基底反力計算 19HYPERLINK\l_Toc166947.4柱邊及變階彎距計算 20HYPERLINK\l_Toc261077.5配筋計算 21HYPERLINK\l_Toc11184致謝 錯誤！未定義書簽。HYPERLINK\l_Toc31476參考文獻 231設計資料(1)工程名稱:某金工車間。(2)工程情況：本工程為某城市郊區(qū)一金工車間，無抗震設防要求。工藝要求為一單層單跨廠房，柱距為，車間總長度。設有一臺中級工作制的橋式吊車。廠房采用鋼筋混凝土結構。(3)自然條件:基本風壓，基本雪壓，地面粗糙度為類，后的基本地基承載力特征值為，活荷載組合系數(shù)，風荷載組合系數(shù)。(4)平面布置：建筑平面布置形式如下圖圖1.1建筑平面布置圖1.1屋面做法及圍護結構層面做法：SBS防水屋面20mm厚1：3水泥砂漿找平層100厚的水泥蛭石保溫層一氈兩油隔氣層20厚1：2水泥砂漿找平層預應力鋼筋混凝土大型屋面板板下噴大白漿二遍屋蓋鋼支撐圍護結構：240mm厚普通磚墻，鋼框玻璃窗：3.6×3.6m，1.8×3.6m。1.2材料選用鋼筋采用HPB235，HRB335?；炷粒夯A采用C25，柱采用C25。2結構構件選型及柱截面尺寸確定2.1結構構件選型因該廠房的跨度在之間，且柱頂標高大于8m故采用鋼筋混凝土排架結構。為了使屋蓋具有較大的剛度，選用預應力混凝土折線形為奸及預應力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎梁。廠房各構件選型見表2.1構件名稱標準圖集選用型號重力荷載標準準值屋面板G410（一一）1.5m*66m預應力力混凝土屋屋面板YWB-2ⅡⅡ（中間跨跨）YWB-2ⅡⅡs（端跨）1.4kN//m2（包括灌縫重重）天溝板G410（三三）1.5m*66m預應力力混凝土屋屋面板（卷卷材防水天天溝板）TGB68--11.91kNN/m2屋架G415（三三）預應力混凝土土折線形屋屋架（跨度度24m）YWJA-224-1AAa80kN/榀榀0.05kNN/m2（屋蓋鋼鋼支撐）吊車梁G323（二二）鋼筋混凝土吊吊車梁（吊吊車的工作作等級為A1-AA5）DL-9Z((中間跨)DL-9B（邊邊跨）39.5kNN/根40.8kkN/根軌道鏈接G325(二二)吊車軌道聯(lián)結結詳圖0.80kNN/m基礎梁G320鋼筋混凝土基基礎梁JL-316.7kNN/根注：本表圖集均按TJ10-1974《鋼筋混凝土結構設計規(guī)范》設計，重力荷載以換算為法定計量單位圖2.1建筑剖面圖由圖2.1可知柱頂標高為12.3m，牛腿的頂面標高為8.4m，設室內(nèi)地面至基礎頂面的距離為0.5m，則計算簡圖中的柱的總高度H，下柱高度Hl和上柱高度Hu分別為：2.2柱截面確定根據(jù)柱的高度，吊車起重高度、吊車起重量及工作級別等條件，課有表2.4.2并參考表2.4.4確定柱截面尺寸，見表2.1計算參數(shù)柱號截面尺寸/mmm面積/mm22慣性矩/mmm4自重/（kNN/m）A,B上柱矩下柱取一榀排架進行計算，計算單元和計算簡圖如圖2.2圖2.2計算單元和計算簡圖3荷載計算3.1屋蓋恒載改性瀝青防水水層（sbs）20mm厚的的水泥砂漿漿找平層100mm厚厚的水泥蛭蛭石保溫層層一氈兩油隔氣氣層20mm厚的的水泥砂漿漿找平層預應力混凝土土屋面板（包包括灌縫）屋蓋鋼支撐總計屋架重力荷載為，則作用于柱頂?shù)奈萆w結構重力荷載設計值為：吊車梁及軌道重力荷載設計值柱自重重力荷載設計值A,B柱上柱下柱3.2屋蓋活荷載屋面活荷載標準值為，雪荷載標準值為，后者小于前者，故僅按前者計算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設計值為：各恒載作用位置和活載作用位置如圖3.1GG4A=18.72kNG3=53.16kNG4A=328.8kNG5A=50.09kN(Q1=201.6kN)G5A=50.09kNG3=53.16kN(Q1=201.6kN)G4A=328.8kN圖3.1荷載作用位置3.3風荷載風荷載標準值按式（2.5.2）計算，其中，，根據(jù)廠房各部分標高（圖2.1）及B類地面粗糙度由附表5.1確定如下：柱頂（標高12.30m）檐口（標高14.60m）屋頂（標高16.00m）如圖3.2.1所示，由式（2.5.2）可得排架迎風面及背風面荷載標準值分別為：圖3.2.1風荷載體形系數(shù)及排架計算簡圖則作用于排架計算簡圖（圖3.2.1）上的風荷載設計值為：3.4吊車荷載由表2.5.1可得吊車的參數(shù)為，，，，，，根據(jù)及，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應的豎向坐標值，如圖3.4.1所示3.4.1吊車豎向荷載由式（2.5.4）和式（2.5.5）可得吊車豎向荷載設計值為：3.4.2吊車橫向水平荷載作用于每個輪子上的吊車橫向水平制動力按式（2.5.6）計算，即作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設計值按式（2.5.7）計算，即圖3.4吊車荷載作用下支座反力影響線4排架內(nèi)力計算該廠房為一跨等高排架，可用剪力分配法進行排架內(nèi)力分析。其中柱的剪力分配系數(shù)按式（2.5.16）計算，計算結果見表4.1柱別A，B柱4.1恒載作用下的排架內(nèi)力分析恒載作用排架的計算簡圖如圖4.1所示，圖中重力荷載及力矩M是根據(jù)圖3.1.1a確定，即；由圖3.1.1a所示排架為對稱結構且作用對稱荷載，排架結構為側(cè)移，故各柱可按柱頂為不動鉸支座計算內(nèi)力。柱頂不動鉸支座反力可根據(jù)表2.5.2所列的相應公式計算。對于A,B柱，，，則，故作用下不動鉸承的柱頂反力為作用下不動鉸鉸承的柱頂頂反力為故在和共同作作用下（即即在G作用下）不不動鉸支承承的柱頂反反力為相應的計算簡簡圖及內(nèi)力力圖如4..1.1bb，c所示單位（kN）圖4.1.11恒荷載作作用下的排排架內(nèi)力單位（kN）4.2屋面活活荷載作用用下排架內(nèi)內(nèi)力分析排架計算簡圖圖如圖4..2.1所所示，其中中，他在柱柱頂及變階階處引起的的力矩為；；;其;;對于A,B柱柱，同理則排架柱頂不不動鉸支座座總反力為為：將R反作用于于排架柱頂頂，用式（2.5.15）計算相應的柱頂剪力，并與柱頂不動鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載作用于AB跨市的柱頂剪力，即排架各柱的彎彎矩圖，軸軸力圖及柱柱底剪力如如圖4.22.1所示示。MM1BMMBQMM1BMMBQQ單位（kN）4.3風荷載載作用下的的排架內(nèi)力力分析因為此廠房為為單層單跨跨等坡對稱稱廠房，故故左右吹風風時只用考考慮一種就就可以，用用最大的彎彎矩配置兩兩邊的柱子子的鋼筋。左吹風時計算簡圖如圖圖4.3..1所示，對對于A,B柱，，，由表2.5..2得：則排架柱頂不不動鉸支座座總反力為為：各柱頂分配的的剪力分別別為：排架內(nèi)力圖如如圖4.33.1所示示圖4.3.11左吹風排排架內(nèi)力4.4吊車荷荷載作用下下的排架內(nèi)內(nèi)力分析（1）作用于于A柱計算簡圖4..4.1aa所示，其其中吊車的的豎向荷載載，在牛腿頂頂面處引起起的力矩為為：對于A,B柱柱，，則則排架柱頂不不動鉸支座座總反力為為:各柱頂分配的的剪力分別別為:排架各柱的彎彎矩圖、軸軸力圖及柱柱底剪力圖圖如圖4..4.1bb，c所示MATmaxDmin單位（kN）圖4.4.1MATmaxDmin單位（kN）4.5Tmaax作用在AB跨柱當AB跨作用用吊車橫向向水平荷載載時，Tmax向左時，排排架計算簡簡圖如圖44.5.11a所示。對對于A柱，，，由表2.5..3得吊車水水平作用力力到柱頂?shù)牡木嚯x比值值a=（3.9--1.2）/3.99=0.6692，則排架各柱的彎彎矩圖集柱柱底的剪力力值如圖44.5.11b,c所示，當Tmax方向相反反是，彎矩矩圖和剪力力圖改變符符號，方向向不變。單位（kN）TmaxTmax圖4.5.單位（kN）TmaxTmax4.4內(nèi)力組組合由于本例結構構對稱，故故只需對A柱（或B柱）進行行最不利內(nèi)內(nèi)力組合，其其步驟如下下：（1）確定需需要單獨考考慮的荷載載項目。本本工程為不不考慮地震震作用的單單跨排架，共共有8種需要單單獨考慮的的荷載項目目，由于小小車無論向向右或向左左運行中剎剎車時，A、B柱在T作用下，其其內(nèi)力大小小相等而符符號相反，在在組合時可可列為一項項。因此，單單獨考慮的的荷載項目目共有7項。（2）將各種種荷載作用用下設計控控制截面（I—I、II—II、III—III）的內(nèi)力M、N（III—III截面還有有剪力V）填入組組合表5-1。填表時時要注意有有關內(nèi)力符符號的規(guī)定定。（3）根據(jù)最最不利又最最可能的原原則，確定定每一內(nèi)力力組的組合合項目，并并算出相應應的組合值值。計算中中，當風荷荷載與活荷荷載（包括括吊車荷載載）同時考考慮時，除除恒荷載外外，其余荷荷載作用下下的內(nèi)力均均應乘以0.85的組合系系數(shù)。排架柱全部內(nèi)內(nèi)力組合計計算結果列列入表4-1。截面荷載項目內(nèi)力力恒荷載屋面活荷載吊車荷載風荷載內(nèi)力組合G1.G2GG3.G4Q1Dmax在AA柱Dmin在AA柱Tmax左風右風Nmax及MM、VNmin及MM、V|M|maxx及N、V①②③④⑤⑥⑦項目組合值項目組合值項目組合值I-IM(kN·mm)18.0813.46-14.922-14.922±6.2913.06-43.311①+②+③+⑤22.91①+0.85(③+⑤+⑦)-36.7662①+0.85（③③+⑤+⑦）-36.7662N(kN)347.522201.600000549.122347.522347.522II－IIM(kN·mm)-55.6-36.948.6148.61±6.2913.06-43.311①+②+③+⑤-37.644①+⑦-98.911①+0.85（③+⑤+⑥）2.16N(kN)400.688201.6221.833221.8000824.111400.688589.233III-IIIM(kN·mm)24.1716.7714.5714.57±30.2205.6-244.11①+②+③+⑤85.71①+⑥229.722①+0.85（②+③+⑤+⑥)251.199N(kN)450.777201.6221.833221.8000874.2450.777810.688V(kN)8.856.035-3.83-3.83±4.13.18-7.6215.155512.0316.915排架柱設計計5.1柱截面面配筋計算算最不利內(nèi)力組組的選用：：由于截面面3—3的彎矩和和軸向力設設計值均比比截面2—2的大，故故下柱配筋筋由截面3—3的最不利利內(nèi)力組確確定，而上上柱配筋由由截面1—1的最不利利內(nèi)力組確確定。(11)Ⅰ——Ⅰ截面配筋筋：1.組合(與與組合相同)縱向受力鋼筋筋采用HRB3335級取（大偏偏心受壓）經(jīng)比較：且,,則說明受受壓筋不能能達到屈服服強度，此此時應按以以下公式計計算。故按構造配筋筋（）2.組合縱向受力鋼筋筋采用HRB3335級?。ù笃男氖軌海┙?jīng)比較：X<<h0ξb且X<22as,則說明受受壓筋不能能達到屈服服強度，此此時應按以以下公式計計算。故按構造配筋筋選用（）(2)Ⅲ———Ⅲ截面配筋筋：組合縱向受力鋼筋筋采用HRB3335級?。ù蟠笃氖軌簤海┙?jīng)比較,，中中和軸位于于腹板內(nèi)，那那么應重新新計算受壓壓區(qū)高度故按最小配筋筋率確定配配筋面積選用（）2組合縱向受力鋼筋筋采用HRB3335級取取（大大偏心受壓壓）經(jīng)比較,，應應重新計算算

說明計算不需需要配置受受拉（壓）鋼鋼筋，故按按最小配筋筋率確定配配筋面積選用（）3.組合縱向受力鋼筋筋采用HRB3335級?。ù蟠笃氖軌簤海┙?jīng)比較,，則則可按矩形形截面同樣樣方法處理理球選用（）比較以上計算算結果，排排架柱配筋筋為：（單單側(cè)）上柱：（）全截面配配筋率:下柱：（）全截面配配筋率:5.2柱在排排架平面外外承載力驗驗算?、瘛?、Ⅲ——Ⅲ截面中的的進行驗算算查表（有柱間間支撐，垂垂直房屋排排架柱，有有吊車房屋屋柱）得計計算高度：：上柱:下柱:1.Ⅰ——ⅠⅠ截面：=549.112L0/b=44875//400==12.119查表得φ=0.995滿足足要求2.Ⅲ——ⅢⅢ截面=874.22L0/b=66880//400==17.88查表得φ=0.8816滿滿足要求2.5.33柱的裂縫縫寬度驗算算《規(guī)范》規(guī)定定，對的柱柱應進行裂裂縫驗算。本本設計中的的上柱及下下柱均的內(nèi)內(nèi)力，故不不進行裂縫縫驗算。6牛腿設計根據(jù)吊車梁支支承位置、截截面尺寸及及構造要求求，初步擬擬定牛腿尺尺寸，如圖圖2-5--1所示。其其中牛腿截截面寬度，牛牛腿截面高高度，。6.1牛腿截截面高度驗驗算已知，，（牛牛腿頂面無無水平荷載載），，取取，則故牛腿截面高高度滿足要要求。6.2牛腿配配筋計算由于，因而牛牛腿可按構構造要求配配筋。根據(jù)據(jù)構造要求求，。實際選用4414（）。水平平箍筋選用用。1柱的吊裝驗驗算采用翻身起吊吊，吊點設設在牛腿下下部，混凝凝土達到設設計強度后后起吊。由由附表查得得柱插入杯杯口深度為為，取，則吊吊裝時的總總長度為33.9m++8.9mm+0.855m=13.665m，計計算簡圖如如圖所示。柱吊裝階段的的荷載為柱柱自重重力力荷載（應應考慮動力力系數(shù)），即即圖6.2.11牛圖簡圖圖圖6.2..2吊裝簡圖圖在上述荷載作作用下，各各柱控制截截面的彎矩矩為：由得：令，得，則下下段柱最大大彎矩為：：柱截面受彎承承載力及裂裂縫寬度驗驗算過程如如表6.22.1所示示。表6.2.11柱吊裝階階段承載--力及裂縫縫寬度驗算算表柱截面上柱下柱61.60（45.663）84.20（62.337）87.90＞＞0.9××61.660=555.44300.511＞0.9××84.22=75..78190.94481.890.42-0.31＜＜0.2，取0.20.16＜00.2（滿足要要求）0.03＜00.2（滿足要要求）7基礎設計GB500007-22002《建筑地地基基礎設設計規(guī)范》規(guī)規(guī)定，對于于6m柱距的的單層多跨跨廠房，地地基承載力力特征值、吊吊車起重量量200~~300KKN、廠房跨跨度、設計計等級為丙丙級時，可可不做地基基變形驗算算。本設計計滿足上述述要求，故故不做地基基變形驗算算。基礎混凝土強強度等級采采用C20，下設1000mm厚厚C10混凝土墊墊層。7.1作用于于基礎頂面面上的荷載載計算作用于基礎頂頂面上的荷荷載包括柱柱底（Ⅲ—Ⅲ截面）傳傳給基礎的的M，N，V以及外墻墻自重重力力荷載。前前者由表44.5.11中的Ⅲ—Ⅲ截面選取取，見表7.1..1，其中內(nèi)內(nèi)力標準組組合值用于于地基承載載力驗算，基基本組合值值用于受沖沖切承載力力驗算和地地板配筋計計算，內(nèi)力力的正號規(guī)規(guī)定如圖22-6-11所示。表7.1.11基礎設計計的不利內(nèi)內(nèi)力組別荷載效應基本本組合荷載效應標準準組合M/（KN··m）N/KNV/KN第1組85.71874.215.155564.10678.09911.88第2組229.722450.77712.03166.966375.6449.65第3組251.200810.69916.91182.300632.72213.13由圖7.1..1可見，每每個基礎承承受的外墻墻總寬度為為6.0mm，總高度度為14..65m，墻墻體為2440mm厚厚實心磚墻墻（）。鋼鋼框玻璃窗窗（）基礎礎梁重量為為16.77KN/根.每個基礎礎承受的由由墻體傳來來的重力荷荷載為：2400mm厚磚磚墻鋼框玻玻璃窗基礎梁距基礎形心的的偏心距為為：圖7.1.11基礎荷載載示意圖7.2基礎尺尺寸及埋置置深度1.按構造要要求擬定高高度h。由表2.4..6得，柱柱的插入深深度，?。剑?50mmm。由表(7)得得杯底厚度度a應大于2000mm，取取，則基礎頂面標高高為-0..500mm，故基礎礎埋置深度度d為：由表2.4..7得杯壁壁厚度，取t＝325mmm；基礎礎邊緣高度度取3500mm，臺臺階高度取取400mmm。2.擬定基礎礎地面尺寸寸由式（2.77.2）得得適當放大，取取3.計算基底底壓力及驗驗算地基承承載力基底壓力按式式（2.77.3）計計算，結果果見表2--6-2按按式（2.7..8）驗算地地基承載力力其中，驗驗算結果見見下表7.1..2?？梢姡A底面尺尺寸滿足要要求。表7.1.22基礎底面面壓力計算算及地基承承載力驗算算表類別第1組第2組第3組64.10678.09911.88166.966375.6449.65182.300632.72213.13692.855796.711813.055-104.556-4.2715.0792.6455.4085.8884.3689.5584.1874.02<180092.64<<21685.12<180085.88<216686.86<180089.55<<2167.2基礎高高度驗算這時采用基地地凈反力設設計值和計算，結結果如表77.2.11所示。表7.2.11基礎底面面凈反力設設計值計算算表類別第1組第2組第3組85.71874.215.1555229.722450.77712.03251.200810.69916.911258.004835.6111196.553-115.66524.7751.86155.000113.81193.6884.86137.077118.600由表7.22.1表明明基礎高度度滿足要求求。7.3柱邊及及變階處基基底反力計計算基礎底板配筋筋計算時長長邊和短邊邊方向的計計算截面簡簡圖如圖77.1.22所示。三三組不利內(nèi)內(nèi)力設計值值在柱邊及及變階處的的基底凈反反力計算見見表7.2..1。內(nèi)力產(chǎn)產(chǎn)生的基底底反力示意意圖見圖7.3..1。圖7.3.11基礎底板板配筋計算算截面表7.3.11柱邊及變變階處基底底凈反力計計算公式第1組第2組第3組129.26690.38130.144124.68891.36132.199121.54492.03133.611119.25592.52134.633134.41189.27127.8337.4柱邊及及變階彎距距計算7.5配筋計計算基礎底板受力力鋼筋采用用HPB2235級（）長邊方向