單層廠房課設(shè)計(jì)算書

1、寧波理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱 單層廠房課程設(shè)計(jì) 學(xué) 號 3130621154 專業(yè)班級 土木134 指導(dǎo)教師 許瑞萍 學(xué) 院 土建學(xué)院 完成日期 2016 /6 /22 單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)項(xiàng)目：某地某廠金工車間（不設(shè)天窗）單跨單層廠房，總長60m，總寬（跨度）18m，設(shè)兩臺中級工作制橋式軟鉤吊車，額定起重噸位16.3/3.2t及軌頂標(biāo)志高度10.8m。室內(nèi)外高差0.15m，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高 - 0.6m。二、設(shè)計(jì)資料：1、自然條件：基本風(fēng)壓：0.5kN/m2 地震烈度：位于非地震區(qū)基本雪壓：0.4kN/m2 地基： fa=200kN/m2 ，=18.5kN/m3，d=1.6，2、建筑資料：

2、1）屋面作法：SBS卷材防水層 0.4kN/m220mm厚水泥砂漿找平層 0.4kN/m2100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層 0.4kN/m2隔氣層 0.1kN/m220mm厚水泥砂漿找平層 0.4kN/m21.5×6m預(yù)應(yīng)力砼槽型板 詳見屋面板圖集2）圍護(hù)墻：240mm厚燒結(jié)多孔磚，內(nèi)墻面為石灰砂漿抹面，紙筋灰罩面，外墻為清水磚墻，總自重3.6kN/m23）門窗：縱墻面每柱間設(shè)窗三層，窗臺標(biāo)高分別為1.10、5.50和 9.40m，窗寬均為4.5m，窗高分別為2.1、2.1和1.8m，為鋼框玻璃窗，自重0.45kN/m2。兩端山墻居中各開大門一樘，門寬3.9m、高4.5m。4）地面：

3、混凝土地面。3、吊車資料：16.3/3.2噸通用橋式起重機(jī)4、建議選用的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件：1）1.5m×6m預(yù)應(yīng)力砼屋面板，見圖集G410-12）梯形鋼屋架，見圖集05G5113）鋼筋混凝土吊車梁，見圖集04G323-2。軌道及連接件重2kN/m,軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。4）鋼筋混凝土天溝板，G410-25）基礎(chǔ)梁、聯(lián)系梁，04G320,04G321可參93版。5、建議選用的材料：1）混凝土：柱 C35，基礎(chǔ)C252）鋼 筋：柱縱筋HRB400級，箍筋HPB300級，基礎(chǔ)HRB400級。三、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)1、廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用1）屋架梯形屋架采用梯形鋼屋架05G511中的GWJ18-4A1

4、。2）屋面板1.5m×6m預(yù)應(yīng)力砼屋面板，Y-WB-3（中間跨）及Y-WB-3s（端跨）。3）天溝板天溝板選用04G410-2預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板中的TGB58。4）吊車梁吊車梁選用04G323-2鋼筋混凝土吊車梁中的DL-8S，吊車梁高1200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值為36kN/根。5）吊車軌道軌道及連接件重2kN/m,軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。按A5級別工作，最大輪壓149kN，起重機(jī)總重22.1t，小車重量6.5t。起重量16 /3.2t。6）基礎(chǔ)梁選JL-3。7）柱間支撐上柱支承選用05G336柱間支撐規(guī)范中的ZCs-39-1a，下柱支承選用05G336柱間支撐規(guī)范中的ZCx-90

5、-12。2、尺寸確定與驗(yàn)算混凝土柱選用上柱截面為矩形，下柱截面為工字型。軌頂標(biāo)高10.8m，吊車梁高1200mm，起重機(jī)最高點(diǎn)距起重機(jī)軌道上表面2048mm。設(shè)梁頂至屋架下弦空隙為300mm。上柱高度，取3.9m。下柱柱頂標(biāo)高 ，不是300的倍數(shù)，所以實(shí)際標(biāo)高取9.0m。下柱高度為9.0+0.6=9.6m。柱的全高為9.6+3.9=13.5m。表2.1 混凝土柱尺寸計(jì)算參數(shù)截面尺寸（mm）面積（mm2）慣性矩（mm4）上柱400×4001.6×1052.1×109下柱I 400×800×150×2002.2×1051.57&

6、#215;1010圖3.1 柱上界面和下截面尺寸上柱高度，下柱高度，全柱高度，圖3.2 排架計(jì)算簡圖四、荷載計(jì)算1、永久荷載 1）屋蓋自重 屋面恒荷載，屋架自重33.2kN/榀，屋面板自重15kN/m2，天溝板自重2.1kN/榀。作用在邊柱頂截面中心由屋架傳來的屋蓋自重標(biāo)準(zhǔn)值P1A (B軸柱受力與A軸完全一樣）：對邊柱柱頂截面重心產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值MLA： 上柱軸力對下柱產(chǎn)生偏心彎矩標(biāo)準(zhǔn)值MLA2： 圖4.1 屋蓋自重荷載簡圖 2）柱自重P2與P3（忽略牛腿自重） 上柱 下柱 圖4.2 柱自重荷載簡圖3）吊車梁及吊車軌道聯(lián)接自重 吊車梁選用DL-8S,自重標(biāo)準(zhǔn)值為36kN/根，軌道及連接件重2k

7、N/m。 圖4.3 吊車梁及吊車軌道聯(lián)接自重荷載簡圖2、屋面活荷載P5柱頂截面由屋面?zhèn)鱽淼奈菝婵勺兓詈奢d此活荷載對邊柱柱頂截面重心的偏心彎矩圖4.4 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值簡圖3、吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值圖4.5 支座反力影響線示意圖對下柱截面重心的偏心距圖4.6 吊車豎向荷載計(jì)算簡圖其作用位置距下柱頂部1.22m圖4.7 吊車水平荷載計(jì)算簡圖4、風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1）柱以上屋蓋所受風(fēng)力風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按屋蓋相對室外地面平均高度15.58m計(jì)算，柱頂屋蓋所受風(fēng)力為：2）柱頂以下排架柱所受風(fēng)力z按柱頂相對室外地面高度13.05m計(jì)算z=1.08圖4.8 柱頂以下風(fēng)荷載計(jì)算簡圖5、基礎(chǔ)梁及以上磚墻自重基礎(chǔ)梁自重標(biāo)準(zhǔn)

8、值 16.1kN基礎(chǔ)梁上墻自重 窗自重 五、內(nèi)力計(jì)算1、剪力分配系數(shù)柱A、B：上柱截面慣性矩下柱截面慣性矩柱號A0.1352.590.5B0.1352.590.52.恒載作用下的內(nèi)力查附錄D可得：柱號A-9.530.1351.991.40B9.530.1351.99-1.40查附錄D可得：柱號A-27.990.1351.192.47B27.990.1351.19-2.47 各柱鉸支座反力R： A柱支座反力 B柱支座反力 各柱頂剪力： 恒載作用下的M、N圖3、活載作用下的內(nèi)力查附錄D可得：柱號A-1.350.1351.990.20B1.350.1351.99-0.20查附錄D可得：柱號A-5.4

9、0.1351.190.48B5.40.1351.19-0.48各柱鉸支座反力R：A柱支座反力B柱支座反力各柱頂剪力：活荷載作用下的M圖4、吊車豎向作用下的內(nèi)力作用在A軸時(shí)對下柱截面重心的偏心距對下柱截面重心的偏心距查附錄D可得：柱號A97.810.1351.19-8.62B-32.170.1351.192.84各柱鉸支座反力R：A柱支座反力B柱支座反力各柱頂剪力： DMAX作用在A、B軸的M圖5、吊車水平作用下的內(nèi)力查附錄D可得：柱號A-13.770.1350.669.09B-13.770.1350.669.09各柱鉸支座反力R：A柱支座反力B柱支座反力 各柱頂剪力： 吊車水平作用下的彎矩6、

10、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力這里僅計(jì)算左風(fēng)荷載下的內(nèi)力，右風(fēng)荷載可由對稱性求得。查附錄D可得：柱號A2.230.1350.34-10.24B1.460.1350.34-6.70各柱鉸支座反力R：A柱支座反力B柱支座反力 各柱頂剪力： 風(fēng)荷載作用下的彎矩六、內(nèi)力組合以A柱為例，列出各種荷載下的內(nèi)力（標(biāo)準(zhǔn)值）柱號及正向內(nèi)力荷載種類恒載屋面活荷載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載D max在A柱D max在B柱左風(fēng)右風(fēng)編號abcdefg控制截面1-1M(kNm)5.562.65-22.35-22.3516.8-16.821.52-31.58N(kN)206.05270000002-2M(kNm)-22.432.7

11、575.469.8216.8-16.821.52-31.58N(kN)244.0527279.4691.9200003-3M(kNm)14.732.4320.4645.19148.9-148.9219-203.9N(kN)259.2427279.96279.960000V(kN)-3.47-0.68-5.735.7313.8-13.8-31.2724.96內(nèi)力組合截面內(nèi)力+Mmax及N-Mmax及N組合項(xiàng)數(shù)值組合項(xiàng)數(shù)值1-1M(kN.m)1.2a+1.4(f+0.7b+0.7*0.9e)54.211.2a+1.4*(g+0.7*0.9*(c+e)-72.07N(kN)273.72246.262

12、-2M(kN.m)1.2a+1.4(f+0.7*0.9(c+e)84.591.2a+1.4*(g+0.7b+0.7*0.9e)-107.93N(kN)539.34532.033-3M(kN.m)1.2a+1.4(f+0.7*0.9(c+e)+0.7b)476.031.2a+1.4*(g+0.7*0.9*e)-399.13N(kN)584.47311.09V(kN)-41.4918.61Mk(kN.m)a+f+0.7b+0.7*0.9*(c+e)342.13a+g+0.7*0.9e-282.98Nk(kN)454.51259.24Vk(kN)-30.1312.80Nmax及MNmin及M組合項(xiàng)數(shù)

13、值組合項(xiàng)數(shù)值1.2a+1.4（b+0.7*0.9e+0.6f)43.281.2a+1.4(g+0.7*0.9(c+e)-72.07285.06247.261.2a+1.4（0.7b+0.7*0.9(c+e)+0.6f)75.231.2a+1.4(g+0.7*0.9e)-85.95565.81292.861.2a+1.4（0.7b+0.7*0.9(c+e)+0.6f)335.391.2a+1.4(g+0.7*0.9e)-399.13584.47311.09-23.9818.61七、排架柱設(shè)計(jì)1、柱在排架平面內(nèi)的配筋計(jì)算 (1)截面尺寸：上柱，矩形，b=400mm，h=400mm 下柱，矩形，b=

14、400mm，h=600mm (2)材料等級：混凝土：, 受力筋： 箍筋： 計(jì)算長度：查表。排架方向：上柱， 下柱， 當(dāng)不考慮吊車荷載時(shí)：垂直排架方向：上柱，下柱，2、配筋計(jì)算（采用對稱配筋）1)上柱（1-1截面）從內(nèi)力組合表中可知，各組合內(nèi)力均為大偏壓（）。由N與M的相關(guān)性可確定為該截面所需配筋最多的內(nèi)力，即為控制內(nèi)力。取，對于組合，對應(yīng)上柱柱頂彎矩；軸壓比截面需要考慮附加彎矩的影響。考慮附加彎矩時(shí)：選配414（）2)下柱（-截面和-截面）從內(nèi)力組合表中可知，各組合內(nèi)力均大于偏壓值（）。由M和N的相關(guān)性可確定為該截面所需配筋最多的內(nèi)力，即控制內(nèi)力。取，對于（h）組內(nèi)力組合對應(yīng)下柱-截面彎矩；軸

15、壓比（h）組合時(shí)A柱無吊車，截面需要考慮附加彎矩的影響?？紤]附加彎矩時(shí)：選配432（）3、牛腿設(shè)計(jì)1） 牛腿截面尺寸的確定牛腿截面寬度與柱等寬b=400mm牛腿截面高度以斜截面的抗裂度為控制條件， 又有作用于牛腿頂部的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值：則按裂縫控制公式進(jìn)行驗(yàn)算：此牛腿截面尺寸滿足要求。2） 牛腿承載力計(jì)算及配筋正截面承載力：作用于牛腿頂部的荷載基本組合值：按最小配筋率選配514（）3） 牛腿的構(gòu)造配件根據(jù)構(gòu)造要求，牛腿全高范圍內(nèi)設(shè)置10100的水平箍筋。因?yàn)椋什恍枰渲脧澠痄摻睢?. 柱子吊裝階段驗(yàn)算1） 荷載：（上柱，牛腿和下柱的自重）。 上柱：0.4×0.4×25=4K

16、N/m 牛腿：1.0×0.8-0.4×0.4/2×0.4×25/0.8=9KN/m 下柱：0.4×0.6×25=6KN/m因其由永久荷載效應(yīng)控制，考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)1.35，動(dòng)力系數(shù)1.5，結(jié)構(gòu)重要性0.9。 2） 內(nèi)力：對C點(diǎn)取矩，8.5-0.4-0.4=7.7m則3） C點(diǎn)截面驗(yàn)算：（） 承載力：混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)起吊，為400×600矩形截面， h=400mm，b=600mm。已配有222（），滿足要求。裂縫寬度略。4） D點(diǎn)截面驗(yàn)算： 承載力：h=400mm,b=400mm。已配有218（），滿足要求。裂縫寬度略。5

17、.柱的模板及配筋詳見圖紙。4.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（A軸）1. 設(shè)計(jì)資料地下水位標(biāo)高-3.00m，地基承載力修正后的特征值?；A(chǔ)梁按標(biāo)準(zhǔn)圖集G320選用，其頂面標(biāo)高為-0.6m，截面如圖所示。材料：混凝土C30，鋼筋HRB400級。2. 基礎(chǔ)剖面尺寸。選用階梯形基礎(chǔ)。下階取550mm,上階取500mm柱插入深度杯口插入深度800+50=850mm杯底厚度墊層厚度100mm杯口底部長600+50×2=700mm杯口底部寬400+50×2=500mm杯口頂部長600+75×2=750mm杯口頂部寬400+75×2=550mm基礎(chǔ)埋深（0.35+1.05）=1.40m室內(nèi)

18、底面至基礎(chǔ)底面的高度（0.50+1.05）=1.55m計(jì)算基礎(chǔ)上部土重的埋深（1.40+1.55）/2=1.475m d=1.6m3. 基礎(chǔ)底面尺寸確定1） 荷載計(jì)算基礎(chǔ)除承受由柱3-3截面?zhèn)鱽淼暮奢d外，還承受由基礎(chǔ)梁直接傳來的荷載，其大小如下： 1.2*68.75=82.5KN對基底面中心線的偏心距： 82.5*0.42=34.65 按前述內(nèi)力組合對彎矩的符號規(guī)定，此彎矩為負(fù)值，即，。對基礎(chǔ)底面，柱傳來的荷載與基礎(chǔ)梁傳來的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值見下表?；A(chǔ)頂內(nèi)力表內(nèi)力種類+Mmax及相應(yīng)N,V-Mmax及相應(yīng)N,VNmax及相應(yīng)N,VNmax及相應(yīng)N,V軸向力柱傳來（Nk）454.51259.2

19、4584.47311.09基礎(chǔ)梁傳來（N）68.7568.7568.7568.75合計(jì)Nbk523.26327.99653.22379.84彎矩柱傳來（Mk）342.13-282.98335.39-399.13柱剪力產(chǎn)生（-1.05Vk）31.6365-13.4425.179-19.5405基礎(chǔ)梁傳來（Mwk）-28.875-28.875-28.875-28.875合計(jì)Mbk344.8915-325.295331.694-447.54552） 底面尺寸選取 （1）先按組合考慮， 底面積預(yù)估為（1.2-1.4）A=（4.67-5.45）m²，但由于彎矩較大，預(yù)估底面積經(jīng)試算后均不能滿足

20、承載力要求，最終確定底面積尺寸取b×l=3.6×3.0=10.8². (2)地基承載力驗(yàn)算：地基反力計(jì)算見下表地基反力標(biāo)準(zhǔn)值+Mmax組合-Mmax組合Nmax組合Nmax組合Nbk/lb48.45 30.37 60.48 35.17 Gk/lb32.00 32.00 32.00 32.00 ±Mbk/W±53.22 ±50.20 ±51.19 ±69.07 Pk,max/KN·133.67 112.57 143.67 136.24 Pk,min/KN·27.23 12.17 41.30 -1.90 (Pk,max+Pk,min)/2/KN·80.45 62.37 92.48 67.17 由上表可見，基地底面不出現(xiàn)拉應(yīng)力，且最大壓應(yīng)力同時(shí)有均小于，所以滿足要求。4. 基礎(chǔ)高度驗(yàn)算，由上表可見最大的為組合產(chǎn)生 ，其值為基礎(chǔ)邊緣最大地基凈反力設(shè)計(jì)值P+Mmax組合-Mmax組合Nmax組合Nmin組合柱傳來軸力N584.47 311.09