單層單跨工業(yè)廠房畢業(yè)課程設計

1、4州次?；炷僚c砌體結構課程設計計算說明書設計題目：單層單跨工業(yè)廠房課程設計2011年06月15日一經設計確定以下做法和相應荷載的標準值：1本工程為某單層單跨工業(yè)產房，無抗震設防要求?？缍葹?4m,長度為66m,柱距為6m。選用二臺Q=10t的中級工作制A5橋式吊車，吊車軌頂標高為9.2m,廠房采用鋼筋混凝土裝配式結構。2(1)屋面板：選自G410,板重：1.3kNm2嵌縫重：0.1kNm2(2)天溝板：選自G410(3)天溝重(包括水重)：17.4kN根(4)天窗架：口形鋼筋混凝土天窗架選自G316。天窗架及擋風板傳到屋架上的重量(5)預應力鋼混筋凝土折線形屋架選自G415,屋架軸線圖尺寸如

2、圖23所示。每根屋架重60.5kN。(6)屋蓋支寸t：選自G415重量為：0.05kNm2(沿水平面)(7)基礎梁：選自G320,bx,每根自重：16.90kN(8)吊車梁：選自G323,見圖24每根自重：50kN軌道及墊層重：0.6kNm9）連系梁與過梁，截面與尺寸見剖面圖。二柱截面尺寸與高度的確定基礎采用單獨杯形基礎，基礎頂面標高為-為7.8m。柱子尺寸：a）、柱子高度：上柱高下柱高柱總高（10）柱間支撐：選自G142.10.6m柱頂標高為11.4m,牛腿頂面標高40011400L1產11.103v_rr240L1750207.80024+0.0004圖25b）、柱截面尺寸：建議上柱為方形

3、截面,bx,下柱為工字形截面，bx,牛腿尺寸、柱下端矩形截面部分高度尺寸見圖25。柱截面幾何特征值為：三荷載計算1、恒載(1)屋蓋恒載(防水層+隔氣層)自重33厚水泥砂漿找平層20kN/m0.02m=0.40kN/m預應力混凝土屋面板(包括灌縫)屋蓋鋼支撐天窗架天溝重(包括水重)屋架重力荷載為，則作用于柱頂的屋蓋結構重力荷載設計值：G1=1.2«2.2kN/m2m6mM18m/2+60.5kN/2+37.7kN+17.4kN)=244.98kN(2)吊車梁及軌道重力荷載設計值：G3=1.2(50kN0.8kN/m6m)=65.76kN(3)柱自重重力荷載設計值：上柱G4A=G4B=1

4、.24kN/m3.6m-17.28kN下柱G5A=G5B=1.24.44kN/m8.4m-44.76kN2、屋面活荷載屋面活荷載標準值為，學荷載標準值為，后者大于前者，故僅按前者計算。屋面積灰荷載為222（0.3kN/m23m0.75kN/m23m0.3kN/m23m）6m=24.3kN作用于柱頂屋面活荷載設計值為：Q1=1.440.5kN/m2父6mM18m/2+24.3kN）=71.82kNQi作用位置與Gi作用位置相同。如圖26。3、風荷載計算，其中，根據廠房各部分標高及B類地面粗糙度確定：柱頂（標高11.4m）檐口（標高13.5m）屋頂（標高16.92m）排架迎風面及背風面的風荷載標準

5、值分別為：1k=1.00.81.0390.55kN/m2=0.457kN/m2Ikzsizu'2k=Bzs2zo=1.00.41.0390.55kN/m2=0.286kN/m2ZSAZU則作用于排架計算簡圖（圖27）上的風荷載設計值為：例=1.40.457kN/m26m=3.84kN/mq2=1.40.286kN/m26m=2.40kN/m屋架各點處的：標高（m）13.951.11116.621.17614.551.12716.591.175nFW=%(£N*zh)P/0B0=(0.8+0.5)M2.1M1.098+(0.3+0.6)=<0,45x1.111n1+1,4

6、M2.67M1,176+(-0.8+0.6)父2,04父1,175+0=33.40kN4、吊車荷載15030kN吊車的參數為：B=5.5m,K=4.4m,g=71.9kN,Q=150kN,Fp,max=152kN。根據重力荷載之間的平衡關系：2(Fp,max+Fp,min)=G+Q+g得：。根據B及K,可算得吊車梁支座反力影響線中各輪對應點的豎向坐標，如圖28。(1) 吊車豎向荷載吊車豎向荷載設計值為：Dmax='%Fp,max£Yi=1.4父152kN(1+0.808+0.267+0.075)=457.52kNDmin=yQFp,min£Y=1.4父65.5父2.

7、15=197.155kN(2) 吊車橫向水平荷載作用于每個輪子上的吊車橫向水平制動力計算：1 1T="(Q+g)=父0.1父(150kN+71.9kN)=5.548kN44作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設計值計算Tmax=Yi=1.45.5482.15=16.7kN四排架內力分析柱剪力分配系數柱子A,B1、恒載作用下的排架內力分析，計算簡圖如圖29(a)Gi=G1=244.98kN,G?=G3+G上1=62.32kN+17.28kN=81.60kNG?=GTl=44.76kN.Mi=G1e=244.98kN0.05m=12.25kN/mM2=(G1GI；)e°-G303二

8、(244.98kN17.28kN)0.2m-64.32kN0.35m=29.94kN排架為對稱結構且作用對稱荷載，排架結構無側移，故各柱可按柱頂為不動錢支座計算內力。對于A、B柱。G=33113(1)n=1.971,C323/1力1+九(一一1)n=1.181M1cM2cC12c31H312.25kNm><1.971+29.94kNm><1.184，4.96kN12Rb=-4.96kN求得后，由于平衡條件可得各柱截面的彎矩和剪力。柱各截面的軸力為該界面以上重力荷載之和，恒載作用下的軸力彎矩如圖29(b)(c)。2、屋面活荷載作用下的排架內力分析排架計算簡圖如圖30(a)

9、。其中，它在柱頂及變階處引起的力矩為：M1A,=71.82kNM0.05m=3.59kNm,M2A=71.820.20=14.36kNm,C1=1.971,C3=1.181則_M1A_M2A_3.59kNm1.97114.36kNm1.181_Ra-C1C3-2.00kN()HH12排架各柱的彎矩軸力圖如圖30(b)(c)。(1)3、風荷載作用下的排架內力分析左風吹時計算簡圖如圖31(a)。A,B柱有表2.5.2得314(1-1)C11=n=0.340_31813(-1)nRa=F1HC11=-3.84kN/m12m0.34=-15.7kN()Rb二qzHCn=2.4kN/m12m0.34=9

10、.792kN()R=RaRbFw=-15.7kN-9.79kN-33.43kN=58.92kN(,)各柱頂剪力分別為：VA-Ra-aR=-15.7kN0.558.92kN=17.36kN(，)VB=Rb-bR=9.79kN0.558.92kN=19.67kN(>)排架內力如圖31(b)(2)右風吹時由于死單跨，與左風吹情況相同，內力反向，計算簡圖和內力圖如圖32。4、吊車荷載作用下排架內力分析(1)作用于A柱計算簡圖如圖33(a),其中吊車豎向荷載在牛腿頂面處引起的力矩為MA=Dmaxe3=457.52kN父0.35m=160.13kNmMb=Dmine3=197.16kN0.35m=6

11、9kNm對于A柱，C3=1.18，則Ra=MaC3160.13kNm12m1.18=-15.7kN()RMBCRb-C3H69kNm/1.18=6.79kN(>)12mR=RaRb=-15.7kN6.79kN8.91kN()排架各柱頂剪力分別為:VA-Ra-aR-15.7kN0.58.91kN=-11.25kN()Vb=Rb-bR=-6.79kN0.58.91kN=6.79kN(>)排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖33(b)(c)。(1)作用于B柱由同理可得，內力圖如圖34。(3)作用下當作用吊車橫向水平荷載時，排架計算簡圖如圖35(b)。對于A柱，n=0.148,九=0.3

12、00,a=(3.6m1.2m)/3.6m=0.670，則23(1a)(1-a)2-3a''3(-(2-3a)C5二n:0.627nRa-TmaxC5-16.70kN0.627-10.48kN)同理，對于B柱，n=0.148，九=0.305,a=0.670,C5=0.627則Rb=-TmaxC5=-16.70kN0.627=-10.48kN()排架柱頂總反力R為：R=RaRb=T0.48kN(-10.48kN)=-20.96kN()各柱頂剪力為：VA-RA-aR=-10.48kN0.5(-20.96)kN=0Vb-Rb-bR=-10.48kN0.5(-20.96)kN-0排架各柱

13、的彎矩圖及柱底剪力如圖35(a)。五、內力組合A柱內力設計值匯總表柱號及正向內力荷載類別恒載屋面吊車豎向柿載吊車水平何載風何載作用在A柱作用在B柱左風右風序號I一IM5.613.61一4n47一-an。土74.41一PRORN262.2671.820023.380086.260n一nM一一4A74119.5628.43土74.41-ORORN24.33326.5810.7571.82457.52197.1623.380086.260出一mM17.336.0524.89-66.24±RR441.6-N371.3171.82457.52197.16163.6600408.480V4.96

14、2.00-11.27-11.27±16.7059.84-48.44注：M（單位為）,V（單位為）。表2A柱內力設計值組合表截面及相應及相應及相應及相應備注I-一-一+0.9(75.83+0.90.123.8+0.982.02+0.90.123.887.78I+)9(+29(+2326.90)+262.26+0.9(+)+345.32)+262.26218.55nn+0.90.9(+)+158.42+0.9(+)-111.64+0.9+0.9(+)+152.84+0.9-101.96697.17391.22761.81326.58min+0.9+0.9(+)+572.94+0.90.9

15、(+)+-536.52+0.9+0.9(+)+572.94+0.9414.77806.54531.01806.54371.3165.01-61.2965.0158.82411.31-381.17411.31298.33620.30423.50620.30309.4247.03-43.1947.0342.60注：M（單位為），N（單位為），V（單位為）六、柱截面設計22混凝土強度等級為C30,fc=14.3N/mm,ftk=2.01N/mm；米用HRB335級鋼筋，fy=fy'=300N/mm2Jb=0.518。上下柱均采用對稱鋼筋。1、上柱配筋計算有內力組合表可見，上柱截面共有4組內力

16、取h0=400mm-40mm=360mm,經判別，均為大偏壓，選取一組最不利荷載組合。由附表11.1查的有吊車廠房排架方向上柱的計算長度。附加偏心距取（大于）。M123.82m106Nmmeo=472.1mm,ei=e0,ea=472.1mm20mm=270mmN262260N由l0/h=7200mm/400mm=18>5,故應考慮偏心距增大系數。0.5fcAN0514.3N/mm24002mm2262260N=4.3621.0取。l0/7800mm、-2=1.150.01,=1.15-0.01乂()=0.97h400mm=11(l°)12=11(7800mm)1.00.97=

17、1.1641400eih1400父(270)400mmh0360mmN二1fcbh。262二0.127里1.014.3N/mm2400mm360mmh080mm360mm=0.22取進行計算。e=ei-h/2as=1.164270mm-400mm/240mm=412.8mmAs=ASNeFfy(h0-as)262260N412.8mm2,300N/mm(360mm40mm)=1127.7mm2選用，則=AS/(bh)=1256mm2/(400mm400mm),滿足要求由附表11.1,得垂直于排架方向柱的計算長度，則4500mm/400mm=11.25,平=0.961。FFNu=0.9中(fcA

18、+fyAS)=0.9x0.961乂(14.3N/mm2x400mmx400mm+300N/mm21256mm2公=2630.94kNNmax=345.32kN滿足彎矩作用平面外的承載力要求。2、下柱的配筋計算取兒=800mm40mm=760mm,與上柱分析方法類似，在內力組合表的8組內力中選取下列2組最不利內力。M=414.77kNm,N=371.31kN.M=-536.52kNm,N=531.01kN.(1)按M=414.77kNm,N=371.31kN.計算下柱計算長度取，附加偏心距(大于20mm),b=100mm,bf=400mm,hf=150mm。414.77>106Nmm371

19、310N=1117mm,e=e0ea=1117mm26.67mm=1143.7mm由l0/h=8600mm/800mm=10.75>5,故應考慮偏心距增大系數。且取。0.5fcA1 =N20.5M14.3N/mmM400mmM800mm300mm父(800mm-2M150mm-25mm)371310N=3.421.0取。1400亙h0l(-0-)12=1h1400x(仆(760mm8600mm800mm)1.01.0=1.055e=1.0551143.7mm=1206.6mm.0.3h0=0.3760mm=228mm故為大偏心受壓。先假定中和軸位于翼緣內，則Nx二二1fcbf=64.9m

20、m<150mm371310N21.014.3N/mm400mme=e,h-as=1206.6mm800mm=40mm=1566.6mm12s2Ne-：1fcbfx(h0-x/2),As=A=：=371310N1566.6mm-1.014.3N/mm'fy(h0-as)m400mmM64.9mm(760mm-64.9mm/2)/300N/mm2父(760mm-40mm)2=1442.6mm(2)按M=-536.52kNm,N=531.01kN.計算計算方法同上述相同。計算過程從略，計算結果。綜合上述計算結果，下柱截面選用按此配筋，經驗算柱彎矩作用平面外的承載力亦，滿足要求。3、柱的

21、裂縫寬度驗算規(guī)范規(guī)定，對的柱應進行裂縫寬度驗算。上柱及下住均出現的內力。故應進行裂縫寬度驗算。驗算過程見表3,其中上柱，下柱A.=1964mm2,Es=2.0父105N/mm2；構件特征系數，混凝土保護層厚度c取。表3主的裂縫寬度驗算表柱截回上柱下柱內力標準值88.78381.17218.55423.500.02311.072595.4126000.592.h0z=0.87-0.12（1f）（h0/mme297.4647.7174.4203.80.620.82dac切max=acM-（1.9c+0.08）/mmEsRe0.17<0.3（滿足要求）0.24<0.3（滿足要求）4、柱的

22、箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數量一般有構造要求，上、下柱均選用箍筋。5、牛腿設計根據吊車梁支承位置、截面尺寸及構造要求，初步擬定牛腿尺寸，如圖36.o其中牛腿截面寬度，牛腿截面高度。（1） 牛腿截面高度驗算其中一：=0.65,ftk=2.01N/mm2,Fhk=0（牛柱腿頂面沒水平荷載），a=-150mm+20mm=-130mm<0,取a=0,FVK按下式確定：1.41.2457.53kN64.32kN,380.41kN2S5昆)fbh=0.65201N/mm400mm565mm=590.54kN.Fvkjg0.5ho故牛腿截面高度滿足要求。圖36牛腳尺寸簡圖（2） 牛腿配筋計算由于a=-150mm+20mm=-130mm<0,因而該牛腿可按構造要求配筋。根據構造要求，AS至Pminbh=0.02父400mmM600mm=480mm2。實際選用。水平箍筋選用。6、柱的吊裝驗算采用翻身起吊，吊點設在牛腿下部，混凝土達到強度后起吊。由表3可得柱插入杯口深度為，取，則柱吊裝時總長度為3.6m+8.4m+0.85m=12.