鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)混凝土單層廠房設(shè)計(jì)

1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)-混凝土單層廠房設(shè)計(jì)目錄一、設(shè)計(jì)項(xiàng)目1二、設(shè)計(jì)資料1三、計(jì)算簡圖3四、荷載計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)值）41、恒荷載42、屋面活荷載53、吊車荷載64、風(fēng)荷載7五、內(nèi)力分析81、剪力分配系數(shù)的計(jì)算82、恒荷載作用下的內(nèi)力分析93、屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析124、吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析不考慮廠房整體空間工作145、吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間工作）196、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析21六、內(nèi)力組合24七、柱截面設(shè)計(jì)261、柱的縱向鋼筋計(jì)算262、柱內(nèi)箍筋配置303、柱的裂縫寬度驗(yàn)算304、牛腿設(shè)計(jì)32八、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)35一、設(shè)計(jì)項(xiàng)目某金工車間單跨無天窗廠房。二、設(shè)計(jì)資料

2、1、建設(shè)地點(diǎn)：學(xué)生所在地。2、自然條件：（1）基本風(fēng)壓：。（2）基本雪壓：。（3）屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：。（4）地質(zhì)條件：廠區(qū)地基均為粘性土，修正后的地基承載力特征值為220kN/m23、結(jié)構(gòu)型式：鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。4、建筑平面：跨度15m，柱距6m，車間總長度90m，中間設(shè)一道變形縫，廠房的橫剖面如圖2所示。5、建筑剖面：吊車軌頂標(biāo)高+8.4m。6、排架柱計(jì)算參數(shù)：上柱均采用矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面幾何參數(shù)分別為： 柱：， ， 自重標(biāo)準(zhǔn)值為；7、吊車系統(tǒng)計(jì)算參數(shù)：（1）吊車：車間內(nèi)設(shè)有兩臺200 / 50 kN中級工作制吊車。（2）吊車梁：吊車梁采用G425預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝

3、土吊車梁,梁高900，梁自重標(biāo)準(zhǔn)值30.4kN，軌道及零件重0.8kN/m。（2）屋面梁采用G414（四）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工字形屋面梁，跨度18m，梁端部高度905mm，跨中高度1800mm，梁自重標(biāo)準(zhǔn)值68.2kN（3）屋面板采用G410（一）1.5×6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，包括灌縫在內(nèi)板重標(biāo)準(zhǔn)值為1.4kN/m2。9、屋面做法：三氈四油防水層；厚水泥砂漿找平層；厚水泥珍珠巖制品保溫層；一氈二油隔氣層；厚水泥砂漿找平層；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，板下噴大白漿兩道。11、材料供應(yīng)：柱混凝土強(qiáng)度等級C30，受力縱筋HRB400級，箍筋HRB335級；基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級C20，

4、鋼筋HRB335級。12、環(huán)境類別為一類。三、計(jì)算簡圖1、可以從整個廠房中選擇具有代表性的排架作為計(jì)算單元，計(jì)算柱距為6m，其計(jì)算單元和計(jì)算簡圖如圖3-1所示。 圖3-1 廠房計(jì)算單元和計(jì)算簡圖設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為，則上柱高：下柱高：柱總高：2、柱截面幾何參數(shù)，列表如下：表3-1柱截面幾何參數(shù)表計(jì)算參數(shù)截面尺寸/面積/慣性矩/自重/上柱下柱四、荷載計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)值）1、恒荷載（1）屋蓋自重三氈四油防水層 20mm厚1:3水泥砂漿找平層 250mm厚1:8水泥珍珠巖制品保溫層 一氈二油隔氣層 20mm厚1:2.5水泥砂漿找平層 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板 屋蓋鋼支撐體系 屋架自重 屋面恒荷載

5、 鋼筋混凝土天溝板 故作用于跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為：（2）柱自重柱：上柱，；下柱，（3）吊車梁及軌道自重，2、屋面活荷載屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，而雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為，所以僅按屋面活荷載計(jì)算。屋面活荷載每側(cè)柱上的作用點(diǎn)與屋蓋結(jié)構(gòu)自重的作用點(diǎn)相同。恒荷載與活荷載作用位置如圖4-1所示。圖4-1 恒荷載與活荷載作用位置3、吊車荷載本車間選用的吊車參數(shù)如下跨：吊車，工作級別為，吊車梁高為，吊車梁支座影響線如圖4-2所示。圖4-2 吊車梁支座豎向反力影響線故作用于排架柱上的吊車豎向荷載分別為： 作用在每個車輪上的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：對于軟鉤吊車：， ：4、風(fēng)荷載由已知條件可知，基本風(fēng)壓為，風(fēng)壓高度系

6、數(shù)按類地面取。柱頂離室外天然地坪的高度檐口離天然地坪高度 屋頂離室外地坪的高度圖4-3 風(fēng)荷載體型系數(shù)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：作用在排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：左吹風(fēng)（同右吹風(fēng)）：風(fēng)荷載作用示意圖如4-4所示。圖4-4 風(fēng)荷載作用計(jì)算簡圖五、內(nèi)力分析本廠房為排架，可用剪力分配系數(shù)法來進(jìn)行內(nèi)力分析。1、剪力分配系數(shù)的計(jì)算（1）列柱柱頂位移值的計(jì)算上柱：下柱： 查得則（2）列柱柱頂位移值的計(jì)算同列柱（3）各柱剪力分配系數(shù)2、恒荷載作用下的內(nèi)力分析恒荷載下排架的計(jì)算簡圖，如下圖5-1所示圖5-1 恒荷載作用圖列柱： ( <)( <)各柱不動鉸支座反力為：列柱：， ， 所以，排架柱不動鉸支座總反力：各

7、柱柱頂最后剪力為：恒荷載作用下排架柱彎矩圖和軸力圖如圖5-2所示：圖5-2 恒荷載作用下排架內(nèi)力圖3、屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析（1）跨作用有屋面活荷載時由屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力： 其在柱頂及變截面處引起的彎矩分別為：( <)( <)各柱不動鉸支座反力分別為：列柱：，排架柱不動鉸支座總反力：排架柱最后剪力分別為：跨作用有屋面活荷載時，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖5-3所示：圖5-3 AB跨屋面活荷載作用下的排架柱內(nèi)力圖4、吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析不考慮廠房整體空間工作不考慮廠房整體空間工作（1）跨作用于列柱時由于吊車豎向荷載，的偏心作用而在柱中引起的彎矩為：(> )

8、( <)其計(jì)算簡圖如圖5-5所示：圖5-5 Dmax,k 作用于A列柱時計(jì)算簡圖各柱不動鉸支座反力分別為：列柱：， 故排架柱不動鉸支座總反力為：故排架柱柱頂最后剪力分別為：此時各排架柱內(nèi)力圖如圖5-6所示圖5-6 Dmax.,k作用于A列柱時排架柱內(nèi)力圖5、吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間工作）（1）跨作用有橫向水平荷載時，計(jì)算簡圖如圖5-13所示；圖5-13 Tmax,k作用于AB跨的計(jì)算簡圖各柱不動鉸支座反力分別為：列柱：，故排架柱最后剪力分別為：此時各排架柱內(nèi)力圖如圖5-14所示圖5-14 Tmax,k作用于AB跨時排架柱內(nèi)力圖6、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析（1）左吹風(fēng)

9、時，計(jì)算簡圖如圖5-17所示圖5-17 左吹風(fēng)時計(jì)算簡圖各住不動鉸支座反力分為：列柱：，排架柱頂不動鉸支座的總反力為：排架柱柱頂剪力分別為：排架柱的各住彎矩圖如圖5-18所示。 圖5-18 左吹風(fēng)時內(nèi)力圖（六、內(nèi)力組合不考慮廠房整體空間工作，對A柱進(jìn)行最不利組合，具體方法和數(shù)據(jù)間下述兩表表6-1 A柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值匯總表內(nèi)力、截面永久荷載風(fēng)荷載作用在AB跨在A柱在A柱在AB跨左風(fēng)項(xiàng)次-M14.45-0.11-43.89-44.903.325.13N311.05360000-M-45.41-9.1193.757.923.325.13N360.0536458.81176.0600-M23.17-5.0

10、5-11.80-100.05117.15190.76N407.4236458.81176.0600V6.790.40-10.45-10.6911.2730.5表6-2 A柱內(nèi)力組合表內(nèi)力組合、截面+與相應(yīng)-與相應(yīng)與相應(yīng)與相應(yīng)組合項(xiàng)內(nèi)力組合項(xiàng)內(nèi)力組合項(xiàng)內(nèi)力組合項(xiàng)內(nèi)力-M1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)+80.79(59.77)1.2x+0.9x1.4×+0.8×（+）+0.9×+-77.18(-53.06)1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×+-77.

11、18(-53.06)1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)+-77.04(-52.96)N373.26(311.05)418.62(347.05)418.62(347.05)373.26(311.05)-M1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×+100.22(60.10)1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)+-115.27(-88.82)1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×+8

12、8.74(56.90)1.2×+0.9×1.4×0.9×(+)+-103.79(-80.62N894.54(690.39)477.42(392.45)939.90(722.79)432.06(360.05)-M1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)+469.16(338.42)1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+) +-412.06(-291.02)1.2×+0.9×1.4×+0.8×(+)+0.9×+u477.17(

13、344.15)1.2×+0.9×1.4×+0.9×(+)469.16(338.42)N488.90(407.42)711.73(566.58)996.74(770.16)488.90(407.42)V60.63(44.28)-40.15(-27.71)55.93(40.92)60.63(44.28)注：1.表中內(nèi)力單位， 2.內(nèi)力組合表括號內(nèi)的數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)值。七、柱截面設(shè)計(jì) 1、柱的縱向鋼筋計(jì)算采用對稱配筋（1）上柱根據(jù)內(nèi)力組合表，經(jīng)過比較分析，其中最不利內(nèi)力組合為： 查表得有吊車廠房排架方向：1）內(nèi)力計(jì)算取，則，取取，則，取且，屬于大偏心受壓構(gòu)件則選用，

14、最小配筋率計(jì)算 2）垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算有電車廠房柱間支撐時，柱在垂直排架方向的計(jì)算長度：，查表滿足要求 。（2）下柱：由-及-截面的內(nèi)力組合選出不利組合： 查表15-8，得有吊車廠房排架方向1)按第組內(nèi)力計(jì)算取，則，取，且，中和軸翼緣內(nèi)，且屬于大偏心受壓構(gòu)件2）按第組內(nèi)力計(jì)算，取，且，中和軸翼緣內(nèi)，且屬于大偏心受壓構(gòu)件3）按第組內(nèi)力計(jì)算，取，且，中和軸翼緣內(nèi)，且屬于大偏心受壓構(gòu)件按計(jì)算結(jié)果并滿足構(gòu)造要求，下柱縱向鋼筋選用422（）。4）垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算，查表 滿足要求。2、柱內(nèi)箍筋配置由于沒有考慮地震作用，柱內(nèi)箍筋一般按構(gòu)造要求控制，上下柱均采用箍筋，加密區(qū)為。3、柱的裂

15、縫寬度驗(yàn)算按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，可不進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。（1）上柱經(jīng)計(jì)算，四組內(nèi)力的均小于可不進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算（2）下柱A柱-截面：需進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算的內(nèi)力組合有兩組 1)按第組內(nèi)力計(jì)算滿足要求。2）按第組內(nèi)力計(jì)算滿足要求。4、牛腿設(shè)計(jì)（1）牛腿幾何尺寸的確定牛腿截面寬度與柱寬度相等為，若取吊車梁軸線外側(cè)至牛腿外邊緣的距離為，吊車梁軸線到柱外側(cè)的距離為，則牛腿頂面的長度為，牛腿外緣高度，牛腿的截面高度為，牛腿的幾何尺寸如圖7-1所示。 圖7-1 牛腿幾何尺寸2）牛腿高度驗(yàn)算：作用于牛腿頂部按荷載組合標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的豎向力值牛腿頂部按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的水平拉力值， 牛腿截面有效高度豎向力作用點(diǎn)位于

16、下柱截面內(nèi)滿足要求。（3）牛腿的配筋由于吊車垂直荷載作用下，柱截面內(nèi)，即故該牛腿可按構(gòu)造要求配筋，縱向鋼筋取，箍筋取。（4）牛腿局部受壓驗(yàn)算滿足要求（5）柱吊裝驗(yàn)算采用翻身吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿與下柱交接點(diǎn)處，起吊時，硂達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的，查表可得柱插入杯口深度為計(jì)，取，則柱吊裝時總長度為，計(jì)算簡圖如下圖7-2所示。圖7-2 柱吊裝驗(yàn)算計(jì)算簡圖1）荷載計(jì)算自重線荷載，考慮動力系數(shù)，各段荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：上柱：牛腿：下柱：2） 內(nèi)力分析由得所以，令得下柱最大彎矩發(fā)生在處3）上柱吊裝驗(yàn)算上柱配筋，受彎承載力驗(yàn)算，滿足要求。裂縫寬度驗(yàn)算： 滿足要求。 4）下柱吊裝驗(yàn)算 受彎承載力驗(yàn)算： 裂縫寬度不需要驗(yàn)算。八

17、、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1、作用域基礎(chǔ)頂面上的荷載計(jì)算作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底傳給基礎(chǔ)的M，N，V以及外墻自重重力荷載?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的不利內(nèi)力。荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合每個基礎(chǔ)承受的外墻總寬度為，總高度為，墻體為實(shí)心磚墻，鋼玻璃窗，根據(jù)基礎(chǔ)承受的由墻體傳來的重力荷載為：厚磚墻 鋼框玻璃窗 距基礎(chǔ)形心距 2、基礎(chǔ)尺寸及埋置深度（1）按構(gòu)造要求擬定高度。柱的插入深度。取。杯底厚度應(yīng)大于，取，則基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為，故基礎(chǔ)埋置深度杯壁厚度，取，基礎(chǔ)邊緣高度取，臺階高度取。（2）擬定基礎(chǔ)地面尺寸，取，基礎(chǔ)長短邊之比，于是，故無需作寬度修正。（3）計(jì)算基底壓力基礎(chǔ)壓力計(jì)算，結(jié)果如下，其中表8-1基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算及

18、地基承載力演算表類別第一組第二組第三組338.42407.4244.28-291.02566.58-27.71344.15770.1640.921323.691482.851686.4334.25-677.9861.52101.4394.67176.8042.88131.00118.8498.05<167.7101.43<201.24109.84<167.7176.80<201.24124.92<167.7131.00<201.243、基礎(chǔ)高度驗(yàn)算表8-2基礎(chǔ)地面靜反力設(shè)計(jì)值計(jì)算表類別第一組第二組第三組469.16488.9060.63-412 .06711.73-40.15477.17996.7455.931159.941382.771667.78112.77-884.34115.3897.0674.78189.7715.