鋼混課程設(shè)計(jì)單層單跨鋼筋混凝土廠房設(shè)計(jì)鋼混設(shè)計(jì)幫助鋼筋混凝土課程設(shè)計(jì)單層單跨廠房設(shè)計(jì)混凝土單層廠房

1、設(shè)計(jì)題目某鍛工車間，根據(jù)工藝要求為一單層單跨鋼筋混凝土廠房，設(shè)有兩臺(tái)中級(jí)工作制A5的軟鉤吊車，建筑平、剖面圖如圖1、圖2。圖 1 建 筑 平 面 圖圖 2 建 筑 剖 面 圖設(shè)計(jì)題號(hào)縱墻上窗洞高：軌頂標(biāo)高9.3m以內(nèi)為1800mm；12m以上為2400mm。222。表1 單層單跨工業(yè)廠房課程設(shè)計(jì)題號(hào)跨度L（m）1518吊車噸位Q（t）1020/51020/5軌頂標(biāo)高（m）12345678910設(shè)計(jì)資料2。2、材料：混凝土：C20，C25，C30。鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。型鋼及預(yù)埋件采用HRB335，HPB235。3、建筑構(gòu)造：屋面：卷材防水屋面，其做法如下：2

2、20mm2100mm2220mm2預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板： 墻體：用240mm厚清水磚墻，鋼門窗。地面：室內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。4、工程地質(zhì)及水文條件：由勘察報(bào)告提供的資料，天然地面下0.8內(nèi)為填土，填土下層3.5內(nèi)為粉質(zhì)粘土，地基承載力設(shè)計(jì)值f=200 kN/ m2。地下水位很低，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地下水的影響。5、吊車數(shù)據(jù)，見表2表2 吊 車 數(shù) 據(jù)起重量Q（t）跨度Lk（mm）最大輪壓（kN）小車重g（t）吊車總重（t）吊車寬度B（mm）大車輪距K（mm）軌頂至吊車頂面距離H（mm）軌道中心至吊車外緣距離B1（mm）10115175840405018762001231912921

3、598023015521595540002097200163231852760554100218720/5176225955400020991852420729605541002189設(shè)計(jì)要求（1） 選擇屋面板、屋架、天溝板、基礎(chǔ)梁、吊車梁及軌道聯(lián)接件。（2） 確定上、下柱的高度及截面尺寸。（3） 計(jì)算排架所承受的各項(xiàng)荷載。（4） 計(jì)算各種荷載作用下的排架內(nèi)力。（5） 柱、牛腿、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。（6） 繪制圖紙。1） 基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面布置及配筋圖）。2） 柱施工圖（配筋圖）主要參考文獻(xiàn)1、吳培明主編 混凝土結(jié)構(gòu)（上） 第二版 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2003 2、彭少民主編 混凝土結(jié)

4、構(gòu)（下） 第二版 武漢 武漢理工大學(xué)出版社 2004 3、周俐俐 陳小川等編 土木工程專業(yè) 鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)指南 北京 中國水利水電出版社 2006 4、GB500092001 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 北京 中國建筑工業(yè)出版社 20025、GB500102002 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 北京 中國建筑工業(yè)出版社 20026、GB500112001 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 北京 中國建筑工業(yè)出版社 20027、GB500072002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 北京 中國建筑工業(yè)出版社 20028、GB500832002 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通用符號(hào)、計(jì)量單位、基本術(shù)語 北京中國建筑工業(yè)出版社 20029、GB5

5、00012002 房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 北京 中國建筑工業(yè)出版社 200210、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料編委會(huì) 建筑結(jié)構(gòu)常用數(shù)據(jù)手冊 北京 中國建筑工業(yè)出版社 200511、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料編委會(huì) 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊 北京 中國建筑工業(yè)出版社 200412、全國通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集 中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院 2000資料的整理裝訂編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)資料以及設(shè)計(jì)內(nèi)容。第二章 排架柱高與截面計(jì)算2.1 柱高的確定（1）柱高根據(jù)資料可查的：軌頂墊塊高度為200mm，凈空為220mm牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-吊車梁高-軌頂墊塊高度 =00m (取00m) =00+1.500+0.200+20 =11

6、.819m(取00m)上柱高Hu=柱頂標(biāo)高-牛腿頂面標(biāo)高 =00-00 =00m全柱高H=柱頂標(biāo)高-地基頂面標(biāo)高 =100-(-) =100m下柱高Hl=全柱高-上柱高 =100 =00m實(shí)際軌頂標(biāo)高=牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高+軌頂墊塊高度 = =00m則 （9.500-9.300）/9.3滿足要求。2.2 排架截面尺寸計(jì)算截面尺寸需要滿足的條件為： : bHl/25=344mm hHl/12=717mm則柱的截面尺寸如下表：柱截面尺寸（mm）自重（kN）慣性矩I（m4）上柱：（b*h）=400*400G2I1下柱：（bf*h*b*hf）=400*900*100*150G4I2第三章 排架柱上的

7、荷載計(jì)算3.1 屋蓋自重計(jì)算G1×(g1k +g2k+ g3k)×柱高××g4k××(1.7+1.3+0.1) ×6×15×60.5×0.5=2kN (作用在柱頂)e1=h上/2150=400/2150=50mm (與上柱中心線的偏心矩)3.2 柱自重計(jì)算 上柱：G2=×25×××3.9=1kN e2=hl/2hu/2=900/2400/2=250mm(作用于上柱中心線) 下柱：G4=×25×××5+0.55

8、5;0.15) ×8.4=kN(作用于下柱中心線)3G3×(g5kg6k×××6）=5kN(作用于牛腿頂)e3=750hf/2=750900/2=300mm(與下柱中心線偏心矩)3.4 屋面活荷載計(jì)算 Q1××廠房跨度2×柱距××15/2×6=kN(作用位置同G1)3.5 吊車荷載計(jì)算1955圖42 影響線圖40004000 豎向荷載：P max,k =176kN,Pmin,k=59KN, k=4000mm,B=5955mm,Qk=250kN ,gk=kN根據(jù)B與K，由影響線可以求得

9、y108y2=0.675y3y4=0.333由上求得 DmaxQP max,k××176×2.016=kNDmin QPmin,k××59×16=kN吊車水平荷載為則Tmax,= Dmax×Tk/P max=×/176=21.92kN3.6 風(fēng)荷載計(jì)算基本風(fēng)壓：2風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按B類地區(qū)考慮，根據(jù)柱頂標(biāo)高，查看荷載規(guī)范用內(nèi)插法得, z16按檐口標(biāo)高10m, 用內(nèi)插法得z2241，風(fēng)載體型系數(shù)，。q 1×z1s1××6=kN/mq 2×s2z1××3kN

10、/m柱頂風(fēng)荷載集中力設(shè)計(jì)值：Fw (0.8+0.5)z2××6×2.1(0.60.5)z2××6×××1.2) ×1.24××6=kN第四章 內(nèi)力計(jì)算4.1 Gx 作用力計(jì)算4. G1 作用（排架無側(cè)移）M11 = G1e1=2×0.05=1kN·m M12 = G1e2=2×5=5kN·m由= hu/h=/112 n= Iu/ Il=077則:故作用下不動(dòng)鉸承的柱頂反力為 同時(shí)有故在作用下不動(dòng)鉸承的柱頂反力為故在共同作用下（即在G作用下）不動(dòng)鉸

11、支承的柱頂反力為R1= R11+R12=-kN()相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖G1(e2)G1(e1)N圖M圖圖5-1 相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖4. G2,G3,G4 作用計(jì)算簡圖及內(nèi)力值G2=1kN, G3=kN, G4=kN, e2=250mm, e3=300mm.M2=- G2 e2=-kN·m() M3=G3e3=1kN·m()相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖M2M3G2(e2)G3(e3)G3·mMN圖5-2 G2 G3 G4內(nèi)力圖(a) G、G、G作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)4.2屋面活荷載內(nèi)力計(jì)算對于單跨排架，Q1與G1一樣為對稱荷載，且

12、作用位置相同，但數(shù)值大小不同。故由G1的內(nèi)力計(jì)算過程可得到Q1的內(nèi)力計(jì)算數(shù)值；M11=Q1e1=×0.05=kN·mM12=Q1e2=×5=kN·mR11=-0.27kNR12=-1.36kN R1= R11+R12=-kN()相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖Q1(e2)Q1(e1)N圖M圖圖5-3 相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖Q作用計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖 (a)Q的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)4.3吊車豎向荷載作用力內(nèi)力計(jì)算Dmax作用于A柱，Dmin作用于B柱，其內(nèi)力為MD,max=Dmaxe3=×0.3=kN·mMD,m

13、in=Dmine3=-×=-kN·m廠房總長72m,跨度為18m，吊車其重量為24t,則查得有檁條屋蓋的單跨廠房空間作用分配系數(shù)0.85。相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖如圖 5-4 所示。VbVaDmaxDmaxMAMBVAVBABM圖N圖5-4 相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖 D作用于A柱時(shí)，由于結(jié)構(gòu)對稱，故只需A柱與B柱的內(nèi)力對換，并注意內(nèi)力變即可4.4吊車水平荷載作用內(nèi)力計(jì)算 當(dāng)Tmax向左時(shí)，A，B柱的柱頂剪力按推導(dǎo)公式計(jì)算： 由= hu/h=/12 n= Iu/ Il077Y92Hu,利用內(nèi)插法求得C5=0.57，Tmax=kN, VTA=VTB= -(1 -)C5Tmax= -

14、kN()VTTmaxTmax2200140083005-5 相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖當(dāng)Tmax向右時(shí)，僅荷載方向相反，故彎矩值仍可利用上述計(jì)算結(jié)果，但彎矩圖的方向與之相反。（a）T的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)V圖(kN)當(dāng)T向右時(shí)，僅荷載方向相反，故彎矩值仍可利用上述計(jì)算結(jié)果，但彎矩圖的方向與之相反。4.5 風(fēng)荷載作用風(fēng)從左向右吹時(shí)，先求柱頂反力系數(shù)C11為對于單跨排架，A，B柱頂剪力分別為VA FWC11H(q1q2)=kNVB FWC11H(q1q2)=5.35kNFwq1q2圖5-6 相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖風(fēng)荷載作用計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖(a)風(fēng)荷載的作用； (b)M圖（kN

15、·m）風(fēng)從右向左吹時(shí)，僅荷載方向相反，故彎矩值仍可利用上述計(jì)算結(jié)果，但彎矩圖的方向與之相反。4.6最不利荷載組合。由于本例結(jié)構(gòu)對稱，故只需對A柱（或B柱）進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，其步驟如下：（1）確定需要單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目。本工程為不考慮地震作用的單跨排架，共有9種需要單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目，由于小車無論向右或向左運(yùn)行中剎車時(shí)，A、B柱在T作用下，其內(nèi)力大小相等而符號(hào)相反，在組合時(shí)可列為一項(xiàng)。因此，單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目共有8項(xiàng)。（2）將各種荷載作用下設(shè)計(jì)控制截面（II、IIII、IIIIII）的內(nèi)力M、N（IIIIII截面還有剪力V）填入組合附表一 。填表時(shí)要注意有關(guān)內(nèi)力符號(hào)的規(guī)定。（3）根據(jù)

16、最不利又最可能的原則，確定每一內(nèi)力組的組合項(xiàng)目，并算出相應(yīng)的組合值。計(jì)算中，當(dāng)風(fēng)荷載與活荷載（包括吊車荷載）同時(shí)考慮時(shí)，除恒荷載外，其余荷載作用下的內(nèi)力均應(yīng)乘以0.85的組合系數(shù)。排架柱全部內(nèi)力組合計(jì)算結(jié)果列入附表一中。第五章 排架柱設(shè)計(jì)5.1 柱截面配筋設(shè)計(jì):最不利內(nèi)力組的選用：由于截面33的彎矩和軸向力設(shè)計(jì)值均比截面22的大，故下柱配筋由截面33的最不利內(nèi)力組確定，而上柱配筋由截面11的最不利內(nèi)力組確定。 柱截面配筋計(jì)算結(jié)果列入附表二中。5. 2柱牛腿設(shè)計(jì):5.2.1牛腿幾何尺寸的驗(yàn)算：由于吊車垂直荷載作用下柱截面內(nèi)，a=750-1000=-250mm,即取a=0,則 Fvk=Dmax+G

17、3k=+=kN Fhk=Tmax k=/1.4=kN560 >Fvk=所以截面尺寸滿足要求5.2.2 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有Dmax,G3,Tmax Fvk=Dmax+G3=+=kN Fh=Tmax=kN=678mm2選418 （763mm2） 箍筋要求：在上部2h0/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不應(yīng)少于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的1/2。有×h×A×2/100587mm2>As/2=452/2=226mm25.2.3局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算：cA×14.3×400&#

18、215;400=1716kN>Fvk=kN 所以滿足要求。5.3 柱的吊裝驗(yàn)算:5.3.1 吊裝方案： 采用一點(diǎn)翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿與下柱交接處，動(dòng)力系數(shù)取1.5.5.3.2 荷載計(jì)算：上柱自重：g1××25××=N·m牛腿自重：g2××25××(1.0×1/2×0.32)/0.N·m××25×876=kN·m5.3.3 內(nèi)力計(jì)算：M1=××2kN·mM2=××2+×&

19、#215;2=N·mM3=××82=kN·m柱的吊裝驗(yàn)算簡圖如圖所示5.3.4 截面承載力計(jì)算： 截面1-1：b×h=400mm×400mmh0=360mmAs=As=mm2 故截面承載力為Mu=Asfy(h0as)=×300×(36040)=kN·mM1=N·m 截面2-2：b×h=400mm×800mmh0=860mmAs=As=1256mm2 Mu=Asfy(h0as)=1256×300×86040=kN·m>M2N·m故滿

20、足要求。第六章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6.1 荷載計(jì)算: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(jì)者如下：第一組：Mmax=kN·m N =kN V=kN第二組：Mmin=kN N= kN·m V=-kN第三組：Nmax=kN M=kN·m V=kN由基底梁傳至基頂?shù)暮奢d：墻重（含兩面刷灰）：1.2×14.420.50.45×64×4.81.8×=380kN窗重（鋼框玻璃窗）：1.2×4×4.8）×0.45=kN基礎(chǔ)梁：1.2×0.2×0.45×6×25÷2=kN由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂面荷載設(shè)計(jì)值：e5÷20.9÷2=0.55m G5=kN相應(yīng)的偏心彎矩設(shè)計(jì)值：G5 e5=414.55×0.55=kN·m作用于基底的彎矩和響應(yīng)基頂?shù)妮S向設(shè)計(jì)值。假定基礎(chǔ)高度為 800+50+250=1100m，則作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計(jì)值為:第一組：