單層單跨工業(yè)廠房的設(shè)計

1、第一章 設(shè)計資料1.1 設(shè)計資料(1) 工程名稱 : 某鍛工車間。(2) 建筑地點 : 車間所在場地，天然地面下 0.8m 內(nèi)為填土，填土下層 3.5m 內(nèi)為粉質(zhì)粘土，地基承 載力設(shè)計值 f 200kN / m2 ，設(shè)計水位很低，不予考慮。(3) 自然條件 : 基本風(fēng)壓 0 0.3kN/m2基本雪壓 s0 0.25kN / m2 。屋面積灰荷載 0.5kN / m2(4) 建筑平面、剖面如圖 1-1 和圖 1-2 所示。圖 1-1 建筑平面布置圖圖 1-2 I-I 剖面圖第二章 廠房標準構(gòu)件及排架柱材料選用2.1 廠房中標準構(gòu)件選用情況兩氈二油防水層上鋪小石子： 20mm水泥沙漿找平層： 10

2、0mm珍珠巖保溫層： 一氈二油隔氣層： 20mm水泥沙漿找平層： 合計： 屋面活荷載： 屋面外荷載：2.1.1 屋面做法20.35kN/m20.4kN/m20.5kN/m20.05kN/m20.4kN/mg1k = g =1.7kN /m2q1k 1.0kN/m2g1k q1k 1.7 1.0 2.7kN /m2屋面板采用 G410（一）標準圖集： 1.5m6m 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（卷材防水）中間跨：YWB2II邊 跨：YWB2IIS允許外荷載：2.46kN /m2板自重：g2k =1.30kN /m2灌縫重：g3k =0.10kN /m22.1.2 檐口板、嵌板中間跨： 邊 跨：YWBYWB

3、11S允許外荷載：2.50kN/m2板自重：1.65kN/m2灌縫重：0.10kN/m22.1.3 屋架屋架采用 G415（一）標準圖集的預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架（YWJ 24 1Ba)允許外荷載：4.00kN/m2屋架自重：g4k =60.5kN /m22.1.4 天溝板天溝板采用 G410（三）標準圖集。中間跨：TGB77檐口板、嵌板采用 G410（二）標準圖集體。中間跨左開洞：TGB771b中間跨右開洞：TGB771a端跨左開洞：TGB771sb端跨右開洞：TGB771sb允許荷載：3.05kN/m2構(gòu)件自重：1.90kN/m22.1.5 吊車梁吊車梁選用 G323(二)標準圖集 , 中級

4、工作制備，兩臺起重量為 10t 的吊車 , Lk 13.5m , 選用吊車梁：中間跨 :DL8Z, 邊跨 DL 8B：構(gòu)件自重：g5k =39.5kN /根40.8kN /根吊車軌道聯(lián)接選用 G325標準圖集 ,中級吊車自重： g6k =0.8kN /m。2.2 排架柱材料選用(1) 混凝土：采用 C30(fc =14.3N / mm2, ftk =2.01N/mm2)。(2) 鋼筋：縱向受力鋼筋采用 HRB335級( f y =300N / mm2,b =0.55,Es =2105N/mm2)。 (3) 箍筋：采用 HPB235級 (fy = 210N / mm2 ) 。(4) 型鋼及預(yù)埋鐵

5、板均采用 HRB235,HPB235。第三章 排架柱高與截面計算3.1 排架柱高計算由吊車資料表可查得： H 1876mm,軌頂墊塊高為 200mm。 牛腿頂面標高 軌頂標高吊車梁軌頂墊塊高 9.000 1.2000.200 7.600m( 取 7.800m)柱頂標高 牛腿頂面標高 +吊車梁高 +軌頂墊塊高 +H+0.3 7.800+1.200+0.200+1.876+0.3 11.376m ( 取 12.00000m)上柱高 Hu 柱頂標高牛腿頂面標高 12.000-7.800=4.200m全柱高 H 柱頂標高基頂標高12.000 (0.500) 12.500m下柱高 H l 全柱高上柱高1

6、2.5004.200 8.300m實際軌頂標高牛腿頂面標高 +吊車梁高 +軌頂墊塊高 9.200m則 （9.2m 9.0m） 9.0m 0.022 1 取 1=1.0 2=1.15-0.01 L0/h= 1.15 -0.017800 =0.94400=1+11400ei(Lh0)212 =1+11400228.1(7480000)210.955 =1.517h0360e= ei +h/2- as =473 mm=Na1 fcbh03197401.014.3400360= 0.155 b大偏心受壓）X= h 0 =3600.155=48 mmh0 b=3600.55=198 mm2as=80 m

7、m經(jīng)比較： X h0b且 X1 取1=1 2= =1.15-0.01 L0/h= 1.15 - 0.017800 =0.94400=1+11400ei(L0 )212 =1.517 hh0e=ei+h/2- as =1.940 99.3+400/2-40=354.07 mm370140 = N =0.180 ba1 fcbh0 1.014.3400360大偏心受壓）X= h 0=3600.180=48 mmh0 b=3600.55=198 mm2as=80 mm經(jīng)比較 X h0b且 X1 取1=12= =1.15-0.01L01000/h= 1.15-0.018600900=1.0541 取

8、2=1=1+11400ei(L0 )212 =1.102 hh0e= ei+h/2- a s =1.102 573+800/2-40=991 mm883600 = N = 0.180 ba1 fcbh0 1.014.3400860大偏心受壓）X= h 0 =8600.180=108 mm h0 b=8600.55=473 mm 2as=80 mmhf =150 mm經(jīng)比較 , hf X 1 取1=1 83008001.0541 取 2=1=1+11400ei(L0 )212 =1.102 hh0e= ei+h/2-a s=1.197 284.2+900/2-40=991 mm=Na1 fcbh

9、0= 996340=1.014.3400860=0.203大偏心受壓）X= h 0 =7600.203=108 mmh0 b=8600.55=473 mm2as=80 mm hf =150 mm 經(jīng)比較 , hf X h0 b ，應(yīng)重新計算 XN a1 fc (bf b)hf 966340 1.014.3(400 100)150X = 1 c f f = 225.76mma1 fcb1.014.3100NeAS = AS =a1 f c(bfb)h f h0hf+bxh020fy (h0 aS)966340750.19 1.0 14.3(400 100)150860150 +100225.76

10、8602225.762300(860 40)287.02mm2 1 取1=1 2=1.15-0.01 L0/h= 1.15 - 0.010.9169001875=1.001414770= 0.084 b （大偏心受壓）=e= ei +h/2-a s=1.063 886.1+900/2-40=1102 mma1 fcbh0 1.0 14.3 400 860X= h 0 =8600.0.084=55 mmh0 b=8600.55=473 mm 2as=80 mm hf =150 mm經(jīng)比較 X h0b且 X N max 滿足要求2. 截面N max =933.03 kNL0/b=6880/400=

11、17.2查表得 =0.842N =0.9(fcA+2 fyAs) =0.9 0.842 (14.3 187500+23001533) = 2728.88 kN Nmax 滿足要求6 3斜截面抗剪和裂縫寬度驗算6.3.1 斜截面抗剪驗算按 Nmin、 Vmax 組合計算V=1.2 +0.9 1.4 （+ ）=1.2 9.21+0.9 1.4 （1.54+16.34 ） =33.58 kNN=1.2 +0.9 1.4 （ + ）=1.2 304.14+0.9 1.4 （50.40+0 ） =428.47 kN 由于風(fēng)荷載（均布荷載）在水平力中的比例為39.47/ （ 39.47+9.21+1.54

12、 ） =78.59% 因此可以簡化認為該柱承受均布荷載，則根據(jù)取=a/ h0；當 V =33.58kN+1 t 0 1.5+1滿足要求 . 可以按構(gòu)造配箍筋 8 200 。6.3.2 裂縫寬度計算按 e0/h 0 0.55 的偏心構(gòu)件可不驗算裂縫寬度，比較后，截面的 Nmin 組合的最大，故按此組合來驗算。由內(nèi)力組合表可知，驗算裂縫寬度的最不利內(nèi)力的標準值Mk=57.11/1.2+297.97/1.4=260.43kN mNk=414.77/1.2=345.64 kN eok=Mk/N k=260.43/345.64=0.753 m ct =As/A ct =1533/0.5 100900+(

13、400- 100) 150=0.0 171 22k=1+1/(4000e ok/h o) ( Lo/h) 2=1+1/(4000 753/860) (8600/900) 2=1.026ek= keok+h/2-a s=1.026753+900/2-40=1182.58 mm則縱向受力鋼筋 As 合力至受壓區(qū)合力作用點間的距離為2Z 0.87-0.12(1- )(h o/e k) h o=0.87-0 .12 1-(400- 100)150/(100860) (860/1182)2 860=723mm 縱向受拉鋼筋 As 的應(yīng)力2 s=Nk(e k-Z)/(A sZ)=345640(1182.5

14、8 - 723)/(1809 723)=121.45N/mm2 裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù) 1.1-0.65f tk/( ct s)=1.1- 0.65 2.01/(0.0 171121.45)=0. 371故最大裂縫開展寬度=2.1 0滿足要求。Wmax= ct17121.45 (2.7 302.5 0 105)+0.116.4 柱牛腿設(shè)計6.4.1 牛腿幾何尺寸的確定：牛腿截面尺寸與柱寬相等，為400 mm1) 0.7=0.70 mm Fvk 330.76 kN所以截面尺寸滿足要求。6.4.3 牛腿配筋： 由于吊車垂直荷載作用下柱截面內(nèi)，故該牛腿可按構(gòu)造要求配筋： 作用在牛腿上的荷載

15、有 Dmax、 G3 、 TmaxFvk DmaxG3501.1754.72 555.89 kNFh= T m ax =16.80 kNAs =0.85f yh0+1.2Ffyh2727 mmFhk Tmax16.80/1.4 12.0 kN h0=300+300-40=560mm 豎向力作用點位于下柱截面以內(nèi)（ 150 mm ） a=-150mm0.3h0=0.3 560=168mm 取 a=168 mm=As/bh 0=722/（400 560）=0.32% 0.2%0.32%0.6%2選 3 18 （ 736mm2）因為 a=-150mmAs/2 763/2381.5 mm 2 （符合要

16、求）36.4.4 局部承壓強度驗算：0.75f c A0.75 14.3 4005002415 kN Fvk =524.42 kN 所以滿足要求。6.5 柱的吊裝驗算6.5.1 吊裝方案：采用一點翻身起吊，吊點設(shè)在牛腿與下柱交接處，動力系數(shù)取 1.5 。6.5.2 荷載計算：上柱自重 :g 1 1.2 1.5 250.4 0.5 9.0 kN m120.4 (1.450 0.9 -0.45 2 )牛腿自重 :g 2 1.2 1.5 252 24.07 kN m0.9下柱自重 :g 31.2 1.5 250.19 8.55 kN ?m6.5.3 內(nèi)力計算 :12M1 94.2 2 79.38 k

17、N ?m21 2 1 2M2 95.1 2 (24.07 9) 0.9 2 123.15 kN ?m 221 2 123.15M3 8.55 7.1 2 -8.70 kN ?m3 8 2柱的吊裝驗算簡圖如圖 6-2 所示圖 6-2 柱吊裝驗算簡圖第七章 基礎(chǔ)設(shè)計7.1 荷載計算由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計值：G5 對基礎(chǔ)底面中心的偏心距：相應(yīng)偏心彎矩設(shè)計值：G5 326kN0.24 0.8220.52mG5e5-326 0.52 -169.52kN ?m由柱子傳至基頂?shù)暮奢d。由排架柱內(nèi)力組合表可得設(shè)計值如下：第一組：M max338.43kN ?mN 619.47kNV 19.78kN第二組

18、：M min155.04kN ?mN 357.62kNV 17.63kN第三組：N max619.47kNM 338.43kN ?mV 79.88kN由基礎(chǔ)梁傳至基頂?shù)暮奢d：墻重 （含兩面刷灰）：1.213.860.5-0.456-4 1.8 1.8 0.24 18 362.36kN窗重（鋼框玻璃窗） ：1.2（4 4.841.8）0.412.67kN基礎(chǔ)梁：1.20.24 0.246 2510.37kN假定基礎(chǔ)高度為 800 50 250 1100mm ，則作用第一組：M bol338.43 1.119.78 169.52190.67kN ?mN619.47 326945.5kN第二組：M

19、bol155.041.1 17.63-169.52 343.95kN ?mN357.62 326683.62kN第三組：M bol619.47 1.179.88 -169.52537.82kN ?mN338.43 326664.43kN作用于基底的彎矩和響應(yīng)基頂?shù)妮S向設(shè)計值。于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計值為 :7.2 基底尺寸的確定由第 1組荷載確定 l和 b：A=（1.11.4） 945.5（6.2 7.9）m2200 - 20 1.6取 l/b 1.5 ，則取 b 2m, l 4m驗算 e l / 6的條件：M bol 190.67 e0Nbol945.5 20 2 4 1.60.1

20、6m l/6 0.7m（滿足要求 ）驗算其他兩組荷載設(shè)計值作用下的基底應(yīng)力：第 2 組：pmaxNbol M bol N + = + AWA 683 .622024 d +M bol Gd +GW343 .951.6 1 21 2 426181.9kN /m21.2 f=1.2240 =288kN / m2 （滿足要求 ）pmin85.45 32 - 64.4952.96kN/m2 0（ 滿足要求 ）85.45 32 117.45kN /m2 f （滿足要求 ） ）664.4320 1.6537.82第 3 組：pmax241 2 4268332100.8215.8kN/m2 1.2 f（滿足

21、要求）pmin8332-100.814.2kN /m2 0（滿足要求 ）pm 83 32115kN /m2 f （滿足要求 ）圖 7-1 基礎(chǔ)底面尺寸圖7.3 確定基底高度前面已初步假定基礎(chǔ)的高度為1.1m，若采用錐形杯口基礎(chǔ)，根據(jù)構(gòu)造要求，初步確定的基礎(chǔ)剖面 尺寸如圖 7.2 所示。由于上階底面落在柱邊破壞錐面之內(nèi)，故該基礎(chǔ)只需進行變階處的抗切驗算。在各組荷載設(shè)計值作用下的地基最大凈反力：第一組：p s. max945.5190.67154.2kN/m285.3第二組：p s. max683.62343.952150.35kN /m285.3第三組：p s. max664.43537.821

22、84.53kN /m285.3抗沖切計算按第3 組荷載設(shè)計值作用下的地基凈反力進行計算。.max1.9m。在第 3 荷載作用下的沖切力。沖切力近似按最大低級凈反力ps.m ax計算，即取 ps p2184.53kN /m2 ,由于基礎(chǔ)寬度 b 2.0m，小于沖切錐體底邊寬 b1 2h01 1.0 0.45 2 l l1故 A ( - -h01)b22 (4- 2-0.45) 2 1.1m222Ftps.max A 184.53 1.1202.98kN變階處的抗沖切力。由于基礎(chǔ)寬度小于沖切錐體底邊寬，bmbt 2bb 2 21.0221.5mFt0.7h ft bmh00.7 0.975 1.43 1500 450658.78kN 202.98kN (滿足要求) 因此，基礎(chǔ)的高度及分階可按圖 7-2 所示的尺寸采用。圖 7-2 基礎(chǔ)抗沖切驗算簡圖7.4 基底配筋計算沿長邊方向的配筋計算。 由前述三組荷載設(shè)計值作用下最大地基凈反力的分析可知， 應(yīng)按第二組荷 載設(shè)計值作用下的地基凈反力進行計算，ps.max 184.53kN /m2。相應(yīng)于柱邊及變階處的 凈反力 ：ps.I664.43537.82ps.III8664.435.35 2 103