混凝土课程设计

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单层单跨工业厂房设计计算书学号:05109810姓名:王喆班别:民用五班指导老师:赵兰敏目录第一章设计资料 (1)第二章厂房标准构件及排架柱材料选用 (3)2.1厂房中标准构件选用情况 (3)2.2排架柱材料选用 (4)第三章排架柱高与截面计算 (5)3.1排架柱高计算 (5)3.2柱截面尺寸计算 (6)第四章排架柱上的荷载计算 (7)4.1屋盖自重计算 (7)4.2柱自重计算 (7)4.3吊车、吊车梁及轨道自重计算 (7)4.4屋面活荷载计算 (7)4.5吊车荷载计算 (8)4.6风荷载计算 (8)第五章内力计算 (9)5.1G作用内力计算 (9)X5.2屋面活荷载内力计算 (10)5.3吊车竖向荷载作用内力计算 (11)5.4吊车水平荷载作用内力计算 (12)5.5风荷载作用 (12)5.6最不利荷载组合 (13)第六章排架柱设计 (15)6.1柱截面配筋计算 (15)6.2柱牛腿设计 (18)6.3柱的吊装验算 (19)第七章基础设计7.1荷载计算 (20)7.2基底尺寸计算 (21)7.3基底高度计算 (22)7.4基底配筋计算 (24)一、设计题目某锻工车间,根据工艺要求为一单层单跨钢筋混凝土厂房,设有两台中级工作制A5的软钩吊车,建筑平、剖面图如图1、图2。

图 1 建筑平面图柱顶标高轨顶标高图 2 建筑剖面图二、设计题号纵墙上窗洞高:轨顶标高9.3m以内为1800mm;12m以上为2400mm。

基本风压为0.3kN/m2,基本雪压为0.25kN/m2,屋面积灰荷载0.5kN/m2。

表1 单层单跨工业厂房课程设计题号跨度L(m)15 18吊车吨位Q(t)10 16/3.2 20/5 10 16/3.2轨顶标高(m)9.0 1 2 3 4 5 9.6 6 7 8 9 10三、设计资料1、荷载:不上人屋面活荷载为0.5kN/ m2。

2、材料:混凝土:C20,C25,C30。

钢筋:纵向受力钢筋采用HRB335,箍筋采用HPB235。

型钢及预埋件采用HRB335,HPB235。

3、建筑构造:屋面:卷材防水屋面,其做法如下:两毡三油防水层上铺小石子:0.35kN/ m220mm厚水泥砂浆找平层:0.4kN/ m2100mm厚水泥珍珠岩制品保温层:0.5kN/ m2一毡两油隔气层:0.05kN/ m220mm厚水泥砂浆找平层:0.4kN/ m2预应力混凝土大型屋面板:墙体:用240mm厚清水砖墙,钢门窗。

地面:室内混凝土地面,室内外高差150mm。

4、工程地质及水文条件:由勘察报告提供的资料,天然地面下0.8m内为填土,填土下层3.5m内为粉质粘土,地基承载力设计值f=200 kN/ m2。

地下水位很低,设计时不考虑地下水的影响。

5、吊车数据,见表2表2 吊车数据起重量Q(t)跨度Lk(mm)最大轮压(kN)小车重g(t)吊车总重(t)吊车宽度B(mm)大车轮距K(mm)轨顶至吊车顶面距离H(mm)轨道中心至吊车外缘距离B1(mm)10 13.5 115 3.461 17 5840 4050 1876 20016.5 123 1919.5 129 21 5980 230 16/3.2 13.5 155 6.326 21 5955 4000 2097 20016.5 163 2319.5 185 27 6055 4100 218720/5 13.5 176 6.977 22 5955 4000 209916.5 185 2419.5 207 29 6055 4100 2189第二章 厂房标准构件及排架柱材料选用2.1 厂房中标准构件选用情况2.1.1 屋面做法两毡二油防水层上铺小石子: 0.35kN/m 220mm 水泥沙浆找平层: 0.4kN/m 2 100mm 珍珠岩保温层: 0.5kN/m 2 一毡二油隔气层: 0.05kN/m 2 20mm 水泥沙浆找平层: 0.4kN/m 2合计: 21/7.1Σm kN g g k == 屋面活荷载: 21/5.0m kN q k =屋面外荷载: 211/2.25.07.1m kN q g k k =+=+ 屋面板采用G410(一)标准图集:1.5m ×6m 预应力混凝土屋面板(卷材防水) 中间跨: YWB —2II 边 跨: YWB —2IIS 允许外荷载: 2/46.2m kN 板自重: 22/30.1m kN g k = 灌缝重: 23/10.0m kN g k =2.1.2檐口板、嵌板檐口板、嵌板采用G410(二)标准图集体。

中间跨: YWB —1 边 跨: YWB —1S 允许外荷载: 2.50kN/m 2板自重: 1.65kN/m 2 灌缝重: 0.10kN/m 22.1.3屋架屋架采用G415(一)标准图集的预应力混凝土折线型屋架(YWJ —24—1Ba ) 允许外荷载: 4.00kN/m 2屋架自重: 24/5.60m kN g k =2.1.4天沟板天沟板采用G410(三)标准图集。

中间跨: TGB77 中间跨左开洞: TGB77—1b 中间跨右开洞: TGB77—1a课程设计计算书端跨左开洞: TGB77—1sb 端跨右开洞: TGB77—1sb 允许荷载: 3.05kN/m 2构件自重: 1.90kN/m 22.1.5吊车梁吊车梁选用G323(二)标准图集,中级工作制备,两台起重量为16t 的吊车,m L k 5.13 ,选用吊车梁:中间跨:DL —8Z,边跨DL —8B :构件自重:根根/8.40/5.395kN kN g k = 。

吊车轨道联接选用G325标准图集,中级吊车自重:m kN g k /8.06=。

2.2排架柱材料选用(1) 混凝土:采用C30)/01.2,/3.14(22mm N f mm N f tk c ==。

(2) 钢筋:纵向受力钢筋采用HRB335级)/102,55.0ξ,/300(252mm N E mm N f s b y ×===。

(3) 箍筋:采用HPB235级)/210(2mm N f y =。

(4) 型钢及预埋铁板均采用I 级。

第三章排架柱高与截面计算3.1排架柱高计算由吊车资料表可查得:H=2097mm,轨顶垫块高为250mm。

牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁-轨顶垫块高-轨道高=9.000-0.75-0.25-0.20=7.800m柱顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.22=7.800+0.750+0.250+2.097+0.22=11.20m上柱高uH=柱顶标高-牛腿顶面标高=11.20-7.80=3.40m全柱高H=柱顶标高-基顶标高=11.20-(-0.600)=11.800m下柱高lH=全柱高-上柱高=11.800-3.400=8.400m实际轨顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高=8.800m3.2排架截面尺寸计算截面尺寸需要满足的条件为:b≧H l/20=420mm.h≥H k/11=309mm取柱截面尺寸为:上柱:(b×h)=400×400下柱:I(bf ×h×b×hf)=400×900×100×150(如图3-1)XY图3-1 下柱截面图计算参数①上、下柱截面惯性矩I上柱I u=1/12×0.4×0.43=0.0021m4下柱I l=1/12×0.4×0.93-2×1/12×(0.15+0.025/3)×(0.55+1/3×0.025×2)3=0.0195m4 ②上、下柱截面面积A上柱A u=0.4×0.4=0.16m2下柱A l=0.4×0.9-2×[(0.55+0.6)/2×0.15]=0.1875m2③上柱与全柱高比值λλ=3.4/11.8=0.29④惯性矩比值nn=I u/I l=0.0021/0.0195=0.1077排架计算简图如图3-2所示。

图3-2 排架计算简图12800 4200第四章 排架柱上的荷载计算4.1屋盖自重计算5.02.12)(2.143211××+××++×=k k k k g g g g G 厂房跨度柱距+(1.65+1.9+0.1)*6*1.2=229.98KN (作用于柱顶)150-2/400150-2/1==上h e )(50与上柱中心线的偏心距mm =4.2柱自重计算上柱:=2G kN 6.134.34.04.025=⨯⨯⨯(作用于上柱中心线) 2e =mm h h u l 2502400-29002-2==下柱:)(19.420.9)15.026.055.02-9.04.0(254作用于下柱中心线kN G =⨯⨯+⨯⨯⨯= mm e 04=4.3吊车、吊车梁及轨道自重计算)(2.1653柱距×+×=k k g g G)(72.54)68.08.40(2.1作用于牛腿顶kN =⨯+=)(3002/900-7502/-7503与下柱中心线偏心距mm h e f ===4.4屋面活荷载计算B Q ⨯⨯⨯=2/5.04.11厂房跨度)(8.3762155.04.11G kN 作用位置同=⨯⨯⨯=4.5吊车荷载计算竖向荷载:=k p .max 155kN, =k p .min 79.63kN, K=4000mm, B=5955mm, =k Q 192kN, =k g 63.26kN 。

根据B 与K ,由影响线(见图4-1)可以求得1y =0.0075 2y =0.674173y =1.00, 4y =0.3333由上求得i k Q y p D Σγ9.0.max max ==0.9*1.4*155*2.015=393.53KN202.17m =in D KN图 4-1 影响线图4000400019550.674170.333吊车水平荷载为kN g m Q T k k 62.8)6326*2.1192*4.1(41.0)(41=+⨯=+∂=β 则作用于吊车梁顶面(32.24015.262.84.1max kN T =⨯⨯=→ ←) 其作用点到柱顶的垂直距离垫块高吊车梁高上柱高--=y m 4.225.0-75.0-4.3==7.04.34.2==u H y 4.6风荷载计算基本风压:20/3..0ωm kN =风压高度变化系数μz 按B 类地区考虑,根据柱顶标高11.8m ,查看《荷载规范》用内插法得0546.1μ=z 对Fw 按檐口标高13m, 用内插法得084.1μ=z ,风载体型系数μs1=+0.8, μs2=-0.5,具体情况见下图4-2风向24201800图4-2 风荷载体型系数则m kN B q z s /2.1363.00546.18.04.1ωμμ4.101=⨯⨯⨯⨯=⨯= m kN B q z s /1.3363.00546.15.04.1ωμμ4.102=⨯⨯⨯⨯=⨯=柱顶风荷载集中力设计值:()[]2010ωμ)5.0-6.0(-ωμ5.08.04.1Bh Bh F z z w +==5.46KN11.8210013.414.21200第五章 内力计算5.1x G 作用内力计算5.1.1 1G 作用(排架无侧移)m kN e G M 173.1305.046.2631111=⨯== m kN e G M 865.6525.046.2632112=⨯==由1077.00195.00021.0===l u I I n ,27.04.124.3λ===H H u ,则: 071.2)1-1(λ1)1-1(λ-123321=+⨯=nn C 故11M 作用下不动铰承的柱顶反力为kN H M C R 20.2-4.12173.13071.2--11111=⨯==(→) 同时有182.1)1-1(λ1λ-123322=+⨯=nC 故在12M 作用下不动铰承的柱顶反力为kN H M C R 278.6-4.12865.65182.1--12212=⨯==(→) 故在1211M M 和共同作用下(即在G 1作用下)不动铰支承的柱顶反力为kN R R R 478.8-12111=+= (→)相应的计算简图及内力图如图5-1所示图5-1 恒荷载作用下的内力(a)G 1的作用;(b)M 图(kN ·m);(c)N 图(kN )10.185203.739.978.44711.03V=-5.45.1.2 432G G 、、G 作用计算简图及内力图kN G 13.62=, kN G 54.723=, kN G 42.194=, mm e 0033= m kN e G M -3.425.0-13.6-222=⨯==(←)m kN e G M 42.163.072.54333=⨯== (→)相应的计算简图及内力图如图5-2所示。