混凝土單層廠房設(shè)計計算書(共34頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計設(shè)計計算書姓 名 胡 志 靈 學(xué) 號 班 級 土木112班 指導(dǎo)老師 章 子 華 寧波大學(xué)建筑工程與環(huán)境學(xué)院2013年4月一、設(shè)計任務(wù)及資料本工程為一工業(yè)廠房，根據(jù)工藝要求，該車間為單跨，跨度為18米，柱距6米，長60米，跨內(nèi)設(shè)有30/5T噸，中級工作制吊車（A4）一臺，軌頂標(biāo)高須不低于8.1米，不設(shè)天窗，采用縱墻開窗方案。該廠房所在地區(qū)基本風(fēng)壓0.6 KN/，地面粗糙度B類；基本雪壓0.6 KN/，積灰荷載0.3KN/。該地區(qū)工程地質(zhì)條件良好，地面下1.5米左右為中密粗砂層，層厚6米，地基承載力特征值200KN/，常年地下水位-5米以下。抗

2、震設(shè)防烈度為6度，不進(jìn)行抗震計算，按構(gòu)造設(shè)防.屋面做法：1：二氈三油防水層上鋪小豆石，2：20厚水泥砂漿找平3：80厚加氣混凝土保溫層（0.65 KN/）4：預(yù)制大型屋面板圍護(hù)墻：240磚砌墻，鋼門窗二、構(gòu)件選型及柱截面確定（按荷載效應(yīng)基本組合值選?。?屋面板選型查圖集G410-121.5m6.0m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板，屋面板選用Y-WB-2IIs（端跨），Y-WB-2II（中間跨），天溝板TGB68-1（不計入自重）自重 1.4 kN/m2 灌縫 0.1 kN/m2 重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 1.5 kN/m2 2. 屋架選型屋面荷載計算：二氈三油防水層上鋪小豆石 0.35kN/m2 0.35kN/m2

3、 20mm水泥砂漿找平層 20 kN/m30.02 m 0.4 kN/2 80mm厚加氣混凝土保溫層 0 .65 kN/m2 0.65 kN/m2 6m跨預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板 自重 1.4 kN/m2 灌縫 0.1 kN/m2 1.5 kN/m2 屋蓋支撐 0.07 kN/m2 0.07 kN/m2總計屋面恒載 2.97 kN/m2查圖集04G415-1預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架(跨度18m)跨考慮不設(shè)天窗，排水方式選擇內(nèi)天溝，采用18m預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架，屋架型號為YWJ18-2Aa，每榀重力荷載72.09kN3. 吊車梁選型 由吊車起重量30/5t（A4工作級別）和跨度18m，由圖集G3

4、23-12鋼筋混凝土吊車梁選用DL-11Z（中垮），39.5 kN/根，DL-11B（邊垮），40.8kN/根；梁高1200mm。4. 軌道連接選型 按吊車梁跨度18m，查圖集04G325，選DGL-12，吊車軌道連接重力荷載為 0.80 kN/m。5. 基礎(chǔ)梁選型 查圖集04G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁，選JL-3，重力荷載16.1KN/m,梁高450mm。6. 柱間支撐選型查圖集05G336柱間支撐上柱支撐選用ZCs-42-2b，下柱支撐選用ZCx-84-32 。各類選型整理列表如下：主要承重構(gòu)件選型表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板G410-121.5m6.0m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板

5、Y-WB-2IIs（端跨）Y-WB-2II（中間跨）天溝板TGB68-11.5 kN/m2屋架04G415-1預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架(21m)跨YWJ18-2Aa72.09kN /榀0.07 kN/m2（屋蓋支撐）柱間支撐05G336柱間支撐上柱ZCs-42-2b下柱ZCx-84-32吊車梁G323-12鋼筋混凝土吊車梁DL-11Z（中垮）DL-11B（邊垮）39.5 kN/根40.8kN/根軌道連接04G325DGL-120.80 kN/m基礎(chǔ)梁04G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁JL-316.1kN/根標(biāo)準(zhǔn)柱05G335單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱BZ6347. 確定柱截面尺寸采用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ZQ1-6

6、2）規(guī)定的30/5t吊車的基本參數(shù)和有關(guān)尺寸?？缍龋╩）寬度（mm）輪距（mm）軌頂以上高度（mm）軌道中心至端部距離（mm）最大輪壓（kN）最小輪壓（kN）起重機(jī)總質(zhì)量（t）小車總質(zhì)量（t）16.56050460026002602705034.011.7吊車跨度 查圖集單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱，選用BZ634模板柱。取軌道頂面至吊車梁頂面高，吊車梁高牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-=7.2m軌頂標(biāo)高=7.2+0.2+1.2=8.4m全柱高12.8m上柱高 4.2m 下柱高8.60m上柱：（b×h）400×500下柱：I(b×h×b×h)400

7、5;1000×100×200 上下柱截面尺寸圖柱子的有關(guān)參數(shù)如下表：=12.8m，=4.2m，=8.6m參數(shù)柱子（、）（m2）0.2（mm4）4.16109（m2）0.2275（mm4）28.6109n0.1478. 基礎(chǔ)選用鋼筋混凝土錐形杯口基礎(chǔ)。三、計算單元及計算簡圖 說明：縱向定位軸線采用封閉形式，計算單元寬度B=6m。四：荷載計算1. 恒載屋蓋恒載 2.97 kN/m2 屋架自重 72.09kN /榀 則作用于柱頂?shù)奈萆w自重標(biāo)準(zhǔn)值： 作用于上柱中心線內(nèi)側(cè)50mm處吊車及軌道自重標(biāo)準(zhǔn)值柱自重標(biāo)準(zhǔn)值上柱：下柱：2. 屋面可變荷載屋面基本雪壓(0.6KN/m2)，屋面活載

8、(0.5KN/m2)，積灰荷載(0.3KN/m2)，因基本雪壓大于屋面活載，故取基本雪壓值計算。3. 吊車荷載吊車的主要參數(shù)如下表： 跨度（m）寬度（mm）輪距（mm）軌頂以上高度（mm）軌道中心至端部距離（mm）最大輪壓（kN）最小輪壓（kN）起重機(jī)總質(zhì)量（t）小車總質(zhì)量（t）16.56050460026002602705034.011.7豎向荷載：用影響線計算（）在A柱： 在A柱：與在A柱情況正好相反，數(shù)值大小一樣。橫向水平荷載：4. 風(fēng)荷載基本風(fēng)壓0.6kN/m2，地面粗糙度B類，計算單元寬度D=6m，取風(fēng)振系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z可根據(jù)廠房各部分標(biāo)高及B類底面粗糙度，查看荷載規(guī)范表，用內(nèi)

9、插法求：柱頂離室外地坪距離： H = 11.4+0.15=11.55m， =1.04檐口室外地坪距離（無天窗時）： H = 11.55+1.18=12.73 m， =1.08查標(biāo)準(zhǔn)圖集，可知柱頂至檐口頂部距離，檐口頂部距屋脊距離。作用在柱頂處的集中風(fēng)荷載設(shè)計值沿排架柱高度作用的均布風(fēng)荷載設(shè)計值 五：A柱內(nèi)力分析內(nèi)力分析是求的內(nèi)力設(shè)計值（基本組合），故先將各荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以各自的分項系數(shù)1.屋蓋集中荷載作用下F1的內(nèi)力分析方向規(guī)定：彎矩M：使排架柱外側(cè)受拉為正柱底剪力V：以向左為正，向右為負(fù)柱頂不動支點(diǎn)反力R：以向右為正，向左為負(fù) =2.16=1.082屋蓋活荷載F6作用下的內(nèi)力分析 3柱自重，吊

10、車荷載及軌道連接F4作用下的內(nèi)力分析4.吊車荷載作用下的內(nèi)力分析=1.4332.99=466.19kN =1.461.67=86.34kNDmax作用在A柱，Dmin作用在B柱的內(nèi)力分析A柱頂不動支點(diǎn)反力B柱頂不動支點(diǎn)反力A柱頂水平剪力由于A、B柱一樣，故各柱的剪力分配系數(shù)=0.5B柱頂水平剪力Dmin作用在A柱，Dmax作用在B柱的內(nèi)力分析 橫向水平Tmax作用下的內(nèi)力分析Tmax至牛腿頂面距離：1.4mTmax至柱底距離：7.7+1.4=9.1m 5風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析 A、 B柱頂?shù)乃郊袅Γ鹤箫L(fēng)：左風(fēng)：六：內(nèi)力組合 A柱的內(nèi)力圖匯總表荷載類型彎矩圖( KN·m)軸力圖（KN

11、）剪力圖（kN）屋面恒載 柱、吊車及軌道屋面活載吊車豎向荷載Dmax在A柱 Dmin在A柱 吊車橫向水平荷載在A柱風(fēng)荷載左風(fēng)右風(fēng) A柱內(nèi)力組合表(一）截面內(nèi)力組合組合項目恒荷載+0.9*（任意兩種或以上活荷載）MNV-+0.9×(+)59.27321.80+0.9×(+)-83.33260.56+0.9×(+)-78.85321.80+0.9×(+)-83.33260.56-+0.9×(+)176.57734.85+0.9×(+)-90.49454.22+0.9×(+)169.80796.09-+0.9×(+)53

12、5.26792.2657.92+0.9×(+)-502.90511.63-58.07+0.9×(+)533.44853.5058.50 A柱內(nèi)力組合表(二）截面內(nèi)力組合組合項目恒荷載+任意一種活荷載MNV-+57.42260.56+-29.44260.56+27.18328.6+46.29260.56-+135.81781.47+-60.92315.28+135.81781.47+-60.92315.28-+363.35372.6955.7+-289.50372.69-37.82+72.44838.88-7.37+350.03372.6955.7七：柱截面設(shè)計采用預(yù)制柱，上

13、下柱均采用對稱配筋。材料：混凝土C30 =14.3 N/mm2，=2.01 N/mm2，=1.43 N/mm2縱向鋼筋（HRB400級）=360 N/mm2，=2.0105 N/mm2 箍筋（HPB300級） =270N/mm2 1.選取控制截面最不利內(nèi)力組合上柱：有效高度界限破壞軸向力，且彎矩較大時為大偏壓。按照“彎矩相差不多時，軸力越小越不利；軸力相差不多時，彎矩越大越不利”的原則，確定上柱最不利內(nèi)力組合為：M=67.88KN.m,N=299.09KN.下柱：同理比較得到下柱最不利內(nèi)力組合為：M=535.26KN.m M=372.69KN.mN=792.26KN N=363.35KN2.

14、上部柱配筋計算（b×h=400×400mm，）控制-的內(nèi)力設(shè)計值為 （1）考慮二階效應(yīng) 每側(cè)選用4C16，則：垂直排架方向截面承載力驗算 由附表知在垂直排架方向設(shè)有柱間支撐設(shè)時，其計算長度為 =1.254.2=5.25m=5.25/0.4=13.125，插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)=0.933，則=0.90.933（14.+）kN =2887.6 kN>=260.56 kN因此驗算滿足要求。3.下部柱配筋計算綜上兩組內(nèi)力計算結(jié)果，下柱每側(cè)選用3C20,則：垂直于排架方向的承載力驗算由附表知在垂直排架方向設(shè)有柱間支撐設(shè)時，其計算長度為 =0.857.7=6.55m=6.55/

15、0.4=16.38，插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)=0.859，則=0.90.859（14.30.+）kN =3214.22kN>=792.26kN4.柱的裂縫寬度驗算混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對的柱應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗算。裂縫寬度應(yīng)按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久值進(jìn)行計算。上柱： 下柱: 故上、下柱均不需進(jìn)行進(jìn)行裂縫寬度驗算。5.柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下構(gòu)造A8300，牛腿加密處A8100。6.牛腿設(shè)計 牛腿外形尺寸 按裂控要求驗算牛腿截面高度作用在牛腿頂面的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值：查表得，裂縫控制等級系數(shù) （2）牛腿配筋計算由于a=-800mm，故可按構(gòu)造要求配筋。

16、水平縱向受拉鋼筋截面面積：0.002*650*400=520，采用4C20，=1256，牛腿處的水平箍筋為A8100。7.排架柱的吊裝驗算采用一點(diǎn)翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿與下柱交接處，混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后起吊，由書上表可得柱插入杯口深度為，柱吊裝時的總長度為：。吊裝驗算簡圖如下：（1）荷載計算吊裝時，應(yīng)考慮動力系數(shù)=1.5，柱自身的重力荷載分項系數(shù)取1.35各段荷載設(shè)計值分別為：（2）彎矩計算 (3)截面受彎承載力及裂縫寬度驗算（一類環(huán)境中）上柱：配筋為4C16（）裂縫寬度驗算：下柱：配筋為3C20（）裂縫寬度驗算：八：基礎(chǔ)設(shè)計計算 地基承載力特征值和基礎(chǔ)材料：地質(zhì)條件：該地區(qū)工程地質(zhì)條件良好，

17、地面下1.5米左右為中密粗砂層，層厚6米，地基承載力特征值200KN/，常年地下水位-5米以下。基礎(chǔ)材料：混凝土采用C20，=9.6N/mm2，=1.10N/mm2鋼筋采用HPB335，=300 N/mm2（B8及以上，間距不大于200mm）墊層采用C10素混凝土，厚100mm，鋼筋的混凝土保護(hù)層厚40mm1.基礎(chǔ)設(shè)計時不利內(nèi)力組合選取作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（-截面）傳給基礎(chǔ)的M,N,V以及外墻自重重力荷載。其中內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)組合值用于地基承載力驗算，內(nèi)力基本組合值用于受沖切承載力驗算和底板配筋計算。（1）基礎(chǔ)梁和維護(hù)墻的重力荷載每個基礎(chǔ)承受的維護(hù)墻的寬度為計算單元B=6.0m，墻高11.4

18、2+1.2+0.5-0.45=12.65m。 墻上有上下鋼框玻璃窗，寬度3.6m，上下窗高分別為1.8m和4.8m，鋼窗自重0.45kN/,每根基礎(chǔ)梁自重標(biāo)準(zhǔn)值為16.1kN/,內(nèi)外20mm厚水泥石灰砂漿2×0.36kN/,空心磚重度16kN/，墻厚240mm，等效重度為：。故由墻體和基礎(chǔ)梁傳來的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值基礎(chǔ)梁自重 16.1kN/根圍護(hù)墻自重 鋼窗自重 對基礎(chǔ)的偏心距： 基礎(chǔ)荷載計算簡圖：(2)柱傳來的不利內(nèi)力組合基礎(chǔ)的不利內(nèi)力主要取決于-截面的不利內(nèi)力，應(yīng)選取軸力為最大以及正負(fù)彎矩為最大的不利內(nèi)力組合。故不利內(nèi)力組合取為： M=533.44KN.m N=853.50K

19、N() V=58.50KN() M=-502.9KN.mN=511.63KN() V=-58.07KN()柱對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計值（初步確定基礎(chǔ)高度為1200mm） M=500.93+65.791.1=573.30KN.mN=799.36KN() V=-65.79KN()組內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值為： 組力對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 M=373.93+44.581.2=427.43KN.mN=677.59KN() V=44.58KN()組內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值為： （） 組力對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值 M=-340.87-40.551.2=-389.53KN.mN=406.27KN() V=-40.55（） 2. 初步確定基礎(chǔ)尺寸基礎(chǔ)高度和杯口尺寸已知柱插入杯口的深度為900mm，故杯口深度900+50=950mm 杯口頂部尺寸：寬為400+2×75=550mm 長為1000+2×75=1150mm 杯口底部尺寸：寬為400+2×50=500mm 長為1000+2×50=1100mm查表取杯