學(xué)士某排架廠房畢業(yè)設(shè)計計算書

水利與土木建筑工程學(xué)院31-目錄HYPERLINK\l"_Toc279443118"一、設(shè)計資料：-2-HYPERLINK\l"_Toc279443119"1、工程情況：-2-HYPERLINK\l"_Toc279443120"2、工程地質(zhì)情況：-2-HYPERLINK\l"_Toc279443121"3、建筑設(shè)計平面和剖面-2-HYPERLINK\l"_Toc279443122"4、荷載資料：-2-HYPERLINK\l"_Toc279443123"5、材料強(qiáng)度等級：-3-HYPERLINK\l"_Toc279443124"三、柱截面尺寸與高度的確定-6-HYPERLINK\l"_Toc279443125"四、荷載計算-7-HYPERLINK\l"_Toc279443126"1、恒載-7-HYPERLINK\l"_Toc279443127"2、屋面活荷載-8-HYPERLINK\l"_Toc279443128"3、風(fēng)荷載-8-HYPERLINK\l"_Toc279443129"五、排架內(nèi)力分析-10-HYPERLINK\l"_Toc279443130"1.恒載作用下的排架內(nèi)力分析-10-HYPERLINK\l"_Toc279443131"2.屋面活荷載作用下的排架內(nèi)力分析-12-HYPERLINK\l"_Toc279443132"3.風(fēng)荷載作用下的排架內(nèi)力分析-12-HYPERLINK\l"_Toc279443133"4.吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析-13-HYPERLINK\l"_Toc279443134"六、內(nèi)力組合-16-HYPERLINK\l"_Toc279443135"七、柱截面設(shè)計-18-HYPERLINK\l"_Toc279443136"1.柱配筋計算-18-HYPERLINK\l"_Toc279443137"2.柱的裂縫寬度驗算-19-HYPERLINK\l"_Toc279443138"3.柱的箍筋配置-19-HYPERLINK\l"_Toc279443139"4.牛腿設(shè)計-19-HYPERLINK\l"_Toc279443140"5.柱的吊裝驗算-20-HYPERLINK\l"_Toc279443141"八、基礎(chǔ)設(shè)計-21-HYPERLINK\l"_Toc279443142"1.作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載計算-22-HYPERLINK\l"_Toc279443143"2.基礎(chǔ)尺寸及埋置深度-22-HYPERLINK\l"_Toc279443144"3.基礎(chǔ)高度驗算-23-HYPERLINK\l"_Toc279443145"4.基礎(chǔ)底面配筋計算-24-一、設(shè)計資料：1、工程情況：本工程為某城市郊區(qū)（不考慮抗震設(shè)防）萬事達(dá)裝配車間，無抗震設(shè)防要求。工藝要求為一單跨單層廠房，跨度為27m，長度為102m，柱距為6m。車間內(nèi)設(shè)有兩臺大連起重機(jī)廠生產(chǎn)的橋式DSQD型Q=200/50kN的中級工作制橋式吊車，吊車軌頂標(biāo)高為10.0m，由于散熱要求需設(shè)置天窗和擋風(fēng)板。廠房采用鋼筋混凝土裝配式結(jié)構(gòu)。2、工程地質(zhì)情況：車間所在場地，地坪下1.0m內(nèi)為填土，填土下層3.5m內(nèi)衛(wèi)均勻亞黏土，地基承載力設(shè)計值為250kN/m2，地下水位為-4.05m，無腐蝕性?；撅L(fēng)壓按分工，地面類別按分工，基礎(chǔ)雪壓為0.35kN/m2。3、建筑設(shè)計平面和剖面見圖2和圖3。4、荷載資料：鋼筋混凝土容重25kN/m3水泥砂漿容重20kN/m3（防水層+隔氣層）自重 0.35kN/m2屋面活荷載0.5kN/m2(沿水平面)屋面基本雪壓0.35kN/m2(沿水平面)，屋面積雪分布系數(shù)見圖19。房屋基本風(fēng)壓0.55kN/m2，風(fēng)載體型系數(shù)見圖9，由于地面粗糙度類別為D，根據(jù)風(fēng)載高度變化系數(shù)表查得高度變化系數(shù)μZ=0.62吊車規(guī)格如下吊車噸位（t）Q1K（kN)Q2K（kN)吊車寬B（mmm）輪距K（mm）Pmax,k（kkN)Pmin,k（kkN)20/532069.776055410021679廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況：天窗架采用04G326中的Ⅱ型鋼筋混凝土天長架GJ9—03，自重標(biāo)準(zhǔn)值為2×36kN/每榀，天窗端臂選用G316中的DB9—3，自重標(biāo)準(zhǔn)值為2×57kN/每榀（包括自重、側(cè)板、窗檔、窗扇、職稱、保溫材料、自重天起機(jī)、消防栓等）。屋架采用04G415-1預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架圖集中的24m預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架，屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值為160kN/每榀(每增或減1m屋架自重增或減4.42kN/m)，屋架總高3.8m（下部分2.3m，上部分1.5m）吊車梁采用04G323-1鋼筋混凝土吊車梁圖集中的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁YXDL6-8，吊車梁高1200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值44.2kN/根，軌道及零件重1kN/m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。吊車梁中心至柱外邊緣的距離為750mm。屋面板采用04G410-1預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板板重（包括灌封在內(nèi)）標(biāo)準(zhǔn)值為1.4kN/m2。天溝板采用04G410-2預(yù)應(yīng)力混凝土天溝板圖集中的JGB77-1天溝板，板重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kN/m。5、材料強(qiáng)度等級：混凝土：柱用C30，基礎(chǔ)用C20鋼筋：柱縱筋用HRB335，其它均用HPB235。由于本設(shè)計跨度27m,大于18m，因此需要布置支撐。柱截面高度h>600mm,下部柱間支撐做成雙片，其間距為柱截面高減去200mm，圖3屋架下弦支撐（mm）三、柱截面尺寸與高度的確定基礎(chǔ)采用單獨杯形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為﹣0.5m柱頂標(biāo)高為12.6m，牛腿頂面標(biāo)高為8.6m，吊車梁梁頂標(biāo)高為9.8m。柱子尺寸：a）柱子高度：上柱高下柱高柱總高圖4牛腿初選b）柱截面尺寸：建議上柱為方形截面，b×h=400×400mm，下柱為工字形截面，b×h×b×hf=400×800×100×150mm，牛腿尺寸、柱下端矩形截面部分高度尺寸見圖4。柱截面幾何特征值為：上柱：下柱：I型四、荷載計算1、恒載（1）屋蓋恒載二氈三油防水層0.35kN/m320mm厚水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4kN/m3 100mm水泥膨脹珍珠巖保溫層 4×0.1=0.4kN/m3 一氈二油隔氣層 0.05kN/m320mm厚水泥砂漿找平層 20×0.02=0.4kN/m3預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板（包括灌縫） 1.4kN/m3gk=3.00kN/m3 屋架自重 120kN天窗架93kN天溝板 2.02×6=12.12kN（1）屋架重力荷載為，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設(shè)計值：（2）柱自重重力荷載設(shè)計值：上柱下柱（3）吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計值：2、屋面活荷載屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為,雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，后者大于前者，故僅按前者計算。作用于柱頂屋面活荷載設(shè)計值為：3、風(fēng)荷載計算，其中，根據(jù)廠房各部分標(biāo)高及D類地面粗糙度確定：柱頂（標(biāo)高11.4m）檐口（標(biāo)高13.5m）屋頂（標(biāo)高16.92m）排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：圖5風(fēng)荷載體系系數(shù)數(shù)及排架計計算簡圖則作用于排架計計算簡圖（圖圖5）上的風(fēng)荷荷載設(shè)計值值為：風(fēng)壓高度變化系系數(shù)根據(jù)規(guī)規(guī)范如下用用內(nèi)插法求求中間值：：標(biāo)高（m）0.662100.622150.62220 0..62 30 0..624、吊車荷載200/5kNN吊車的參參數(shù)為：。根據(jù)重力力荷載之間間的平衡關(guān)關(guān)系：得：：。根據(jù)B及K，可算得得吊車梁支支座反力影影響線中各各輪對應(yīng)點點的豎向坐坐標(biāo)，如圖圖6。圖6吊車荷載作用下下支座反力力的影響線線吊車豎向荷載吊車豎向荷載設(shè)設(shè)計值為：：吊車橫向水平荷荷載作用于每個輪子子上的吊車車橫向水平平制動力計計算：作用于排架柱上上的吊車橫橫向水平荷荷載設(shè)計值值計算起作用到柱頂?shù)牡木嚯x：五、排架內(nèi)力分分析柱剪力分配系數(shù)數(shù)柱子A，B1.恒載作用下下的排架內(nèi)內(nèi)力分析，計計算簡圖如如圖7（a）圖7恒荷載作用下的的計算簡圖圖屋蓋自重G1kk，上柱自自重G2k，吊車車軌道及連連接作用下下G4k，結(jié)構(gòu)構(gòu)對稱，荷荷載對稱，簡圖如圖7，簡化計算如下排架為對稱結(jié)構(gòu)構(gòu)且作用對對稱荷載，排排架結(jié)構(gòu)無無側(cè)移，故故各柱可按按柱頂為不不動鉸支座座計算內(nèi)力力。對于A、B柱。求得后，由于平平衡條件可可得各柱截截面的彎矩矩和剪力。柱柱各截面的的軸力為該該界面以上上重力荷載載之和，恒恒載作用下下的軸力彎彎矩如圖8（b）（c）。圖8恒荷載作用用下內(nèi)力圖圖(M圖kN·m、N圖kN)2.屋面活荷載載作用下的的排架內(nèi)力力分析排架計算簡圖如如圖9（a）。其中，它在柱頂頂及變階處處引起的力力矩為：排架各柱的彎矩矩軸力圖如如圖9（b）（c）。圖9屋面活荷載載作用下的的計算簡圖圖(M圖kN·m、N圖kN)3.風(fēng)荷載作用用下的排架架內(nèi)力分析析左風(fēng)吹時計算簡圖如圖110（a）。A,B柱有表22.5.22得各柱頂剪力分別別為：排架內(nèi)力如圖110（b）圖10左風(fēng)吹吹時的排架架內(nèi)力分析析(M圖kN·m、N圖kN)右風(fēng)吹時由于死單跨，與與左風(fēng)吹情情況相同，內(nèi)內(nèi)力反向，計計算簡圖和和內(nèi)力圖如如圖11。圖11右風(fēng)吹吹時的排架架內(nèi)力分析析(M圖kN·m、N圖kN)4.吊車荷載作作用下排架架內(nèi)力分析析（1）作用于A柱計算算簡圖如圖圖12（a），其中吊吊車豎向荷荷載在牛腿腿頂面處引引起的力矩矩為排架各柱頂剪力力分別為：：排架各柱的彎矩矩圖、軸力力圖及柱底底剪力如圖圖12（b）（c）。圖12 吊車豎向荷載作作用下的內(nèi)內(nèi)力圖(M圖kN·m、N圖kN)（2）作用下當(dāng)作用吊車橫向向水平荷載載時，排架架計算簡圖圖如圖133（b）。各柱頂剪力為：：排架各柱的彎矩矩圖及柱底底剪力如圖圖14（a）。圖14 Tmaxx作用下的的排架內(nèi)力力分析六、內(nèi)力組合表1 A柱內(nèi)力設(shè)設(shè)計值匯總總表柱號及正向內(nèi)力力荷載類別恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在A柱作用在B柱向左向右左風(fēng)右風(fēng)序號①②③④⑤⑥⑦⑧Ⅰ—ⅠM13.961.68﹣42.79﹣42.793.962-3.96218.67﹣35.52N423.3240.5000000Ⅱ—ⅡM﹣84.46﹣6.42137.5222.963.962-3.96218.67﹣35.52N473.5240.5515.16188.420000Ⅲ—ⅢM40.443.9635.05-79.51-144.93144.93229.88﹣213.03N517.9240.5515.16188.420000V4.961.82﹣11.26﹣11.26-1.5241.52428.22﹣11.37注：M(單位為)，V((單位為)。表2A柱內(nèi)力設(shè)設(shè)計值組合合表內(nèi)力截面有可變荷載效應(yīng)應(yīng)控制的組組合由永久荷載效應(yīng)應(yīng)控制的組組合1.2恒載+11.4任一活載載1.2恒載+11.4×00.9（任意兩兩個活載或或兩個以上上活載）1.35豎向恒恒載+1.44×0.77橫向活載載組合項相應(yīng)N,V組合項相應(yīng)N,V組合項相應(yīng)M,V組合項相應(yīng)M,V組合項相應(yīng)N,V組合項相應(yīng)N,V組合項相應(yīng)M,V組合項相應(yīng)M,V組合項相應(yīng)N,V組合項相應(yīng)N,V組合項相應(yīng)M,V組合項相應(yīng)M,V1—11742.8918-32.981219.101712742.391368-86.9112368-84.7913681220.49123-21.44124-21.4418-15.96507.98507.98564.68559.01507.98559.01611.17611.17611.17571.482—21391.1818-151.08813181357100.44128-154.2123787.36181320.7512-120.31112314.461289.455568.221217.333619.251268.3661144.111678.941183.83—317370.3618-249.7111397.601312367569.941458-502.688123671712392.8214-23.33621.50621.501342.7331321.644858.911108.744748.8445.46-23.90-9.8131.54-37.02-2.56-4.34注：M(單位為)，N((單位為)，V(單位為)七、柱截面設(shè)計計混凝凝土強(qiáng)度等等級為C30，；受力鋼筋筋采用HRBB335級級鋼筋，。上上下柱均采采用對稱鋼鋼筋。箍筋筋采用HPB2235,1.柱配筋計算算表3 柱在排架平面內(nèi)內(nèi)的計算參參數(shù)截面內(nèi)力組合e0h0eil0h1—1M（）-21.443536555176004000.962.396N（）611.17M-86.91171365191176004000.961.402N507.983—3M370.365967656231193508000.9081.396N621.5M569.94431765458191008001.0001.131N1321.644利用的公式：，，故應(yīng)考慮偏心心距增大系系數(shù)。取。取進(jìn)行計算。表4 柱在排架平面內(nèi)內(nèi)的配筋計計算截面內(nèi)力組合eiex偏心情況(mm2)計算實配1—1M（）-21.44552.396297107201大偏壓0N（）611.17M-86.911911.40243389201大偏壓527.386033B16N507.983—3M370.366231.3961235109421大偏壓143215204B22N621.5M569.944581.131883231421大偏壓92310184B18N1321.644，滿足要求。滿滿足彎矩作作用平面外外的承載力力要求。2.柱的裂縫寬度驗驗算《規(guī)范》規(guī)定，對對的柱應(yīng)進(jìn)進(jìn)行裂縫寬寬度驗算。上柱及下柱均出現(xiàn)的內(nèi)力。故應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗算。驗算過程見表5，其中上柱，下柱；構(gòu)件特征系數(shù)，混凝土保護(hù)層厚度c取。表5 主的裂縫縫寬度驗算算表柱截面上柱下柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值86.91569.94507.9881321.6440.01798830.592647.7203.80.82不用驗算裂縫寬寬度0.24<0..3（滿足要求）3.柱的箍筋配置非地震區(qū)的單層層廠房柱，其其箍筋數(shù)量量一般有構(gòu)構(gòu)造要求，上上、下柱均均選用箍筋筋。4.牛腿設(shè)計根據(jù)吊車梁支承承位置、截截面尺寸及及構(gòu)造要求求，初步擬擬定牛腿尺尺寸，如圖圖15.。其中牛腿腿截面寬度度，牛腿截截面高度。牛腿截面高度驗驗算其中：故牛腿截面高度度滿足要求求。圖15牛腳腳尺寸簡圖圖牛腿配筋計算由于，因而該牛牛腿可按構(gòu)構(gòu)造要求配配筋。根據(jù)據(jù)構(gòu)造要求求，。實際選用。水平平箍筋選用用。5.柱的吊裝驗算采用翻身起吊，吊吊點設(shè)在牛牛腿下部，混混凝土達(dá)到到強(qiáng)度后起起吊。由表3可得柱插插入杯口深深度為，取取,則柱吊裝裝時總長度度為，計算簡圖如圖圖16.。圖16柱吊裝裝計算簡圖圖柱吊裝階段的荷荷載為柱自自重重力荷荷載（應(yīng)考考慮動力系系數(shù)），即即在上述荷載作用用下，柱各各控制截面面的彎矩為為：由得：令，則下柱最大彎彎矩為：柱截面受彎承載載力及裂縫縫寬度驗算算過程見表表6。表6 柱吊裝階段承載載力及裂縫縫寬度驗算算表柱截面1—1下柱52.6357.5259.70332.80226.20.5250.218<00.3(滿足要求)不必驗算八、基礎(chǔ)設(shè)計GGB50007—20022《建筑地地基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)規(guī)定，對于于6m柱距的的單層多跨跨廠房，其其他基承載載力特征值值、吊車起起重量200~~300KKn/N、廠房跨跨度、設(shè)計計等級為丙丙級時?？煽刹蛔龅鼗冃悟炈闼?。此廠房房滿足上述述要求，故故不作地基基變形設(shè)計計驗算。基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度度等級采用用C15，下設(shè)設(shè)100mmm厚C10的素混凝凝土疊層。1.作用于基礎(chǔ)礎(chǔ)頂面上的的荷載計算算作用于基礎(chǔ)頂面面上的荷載載包