鋼混課程設(shè)計單層單跨工業(yè)廠房設(shè)計計算書

混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計書計算書題目：班級：姓名：學(xué)號：教師：時間：

目錄HYPERLINK2HYPERLINK3HYPERLINK4HYPERLINK4HYPERLINK\l"_第五章__基坑監(jiān)測"第四章排架柱上的荷載計算 6HYPERLINK\l""4.1屋蓋自重計算 6HYPERLINK\l""4.2柱自重計算 6HYPERLINK\l""4.3吊車、吊車梁及軌道自重計算 6HYPERLINK\l""4.4屋面活荷載計算 6HYPERLINK\l""4.5吊車荷載計算 6HYPERLINK\l""4.6風(fēng)荷載計算 7HYPERLINK\l"_第五章__基坑監(jiān)測"第五章內(nèi)力計算 8HYPERLINK\l""5.1作用內(nèi)力計算 8HYPERLINK\l""5.2屋面活荷載內(nèi)力計算 9HYPERLINK\l""5.3吊車豎向荷載作用內(nèi)力計算 10HYPERLINK\l""5.4吊車水平荷載作用內(nèi)力計算 11HYPERLINK\l""5.5風(fēng)荷載作用 11HYPERLINK\l""5.6最不利荷載組合 12HYPERLINK\l"_第五章__基坑監(jiān)測"第六章排架柱設(shè)計 15HYPERLINK\l""........................................................................................15HYPERLINK\l""................................................................................................16HYPERLINK\l"".............................................................................................18HYPERLINK\l"_第五章__基坑監(jiān)測"第七章基礎(chǔ)設(shè)計 20HYPERLINK\l""7.1荷載計算 20HYPERLINK\l""7.2基底尺寸計算 20HYPERLINK\l""7.3基底高度計算 22HYPERLINK\l""7.4基底配筋計算 23HYPERLINK\l"_參考文獻(xiàn)"結(jié)論 26HYPERLINK\l"_參考文獻(xiàn)"參考文獻(xiàn) 27HYPERLINK\l"_參考文獻(xiàn)"致謝 28第一章設(shè)計資料(1)工程名稱:某鍛工車間。(2)建筑地點:車間所在場地，天然地面下0.8m內(nèi)為填土，填土下層3.5m內(nèi)為粉質(zhì)粘土，地基承載力設(shè)計值，設(shè)計水位很低，不予考慮。(3)自然條件:基本風(fēng)壓基本雪壓。屋面積灰荷載(4)建筑平面、剖面如圖1-1和圖1-2所示。圖1-1建筑平面布置圖圖1-2I-I剖面圖第二章廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件及排架柱材料選用2.1廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況2.1.1屋面做法20mm100mm20mm合計：屋面活荷載：屋面外荷載：×6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（卷材防水）中間跨：YWB—2II邊跨：YWB—2IIS允許外荷載：板自重：灌縫重：2.1.2檐口板、嵌板檐口板、嵌板采用G410（二）標(biāo)準(zhǔn)圖集體。中間跨：YWB—1邊跨：YWB—1S板自重：屋架采用G415（一）標(biāo)準(zhǔn)圖集的預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架（YWJ—24—1Ba）屋架自重：天溝板采用G410（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集。中間跨：TGB77中間跨左開洞：TGB77—1b中間跨右開洞：TGB77—1a端跨左開洞：TGB77—1sb端跨右開洞：TGB77—1sb吊車梁選用G323（二）標(biāo)準(zhǔn)圖集,中級工作制備，兩臺起重量為(16/3.2)t的吊車,,選用吊車梁：中間跨:DL—8Z,邊跨DL—8B：構(gòu)件自重：。吊車軌道聯(lián)接選用G325標(biāo)準(zhǔn)圖集,中級吊車自重：。(1)混凝土：采用C30。(2)鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335級。(3)箍筋：采用HPB235級。(4)型鋼及預(yù)埋鐵板均采用I級。第三章排架柱高與截面計算排架柱高計算由吊車資料表可查得：H＝2097mm,軌頂墊塊高為200mm。牛腿頂面標(biāo)高＝軌頂標(biāo)高－吊車梁－軌頂墊塊高＝7.900m(取8.100m)＝12.097m(取12.300m)上柱高＝柱頂標(biāo)高－牛腿頂面標(biāo)高全柱高＝柱頂標(biāo)高－基頂標(biāo)高下柱高＝全柱高－上柱高實際軌頂標(biāo)高＝牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高+軌頂墊塊高則(9.8m－9.6m)÷9.6m＜0.220滿足要求。排架截面尺寸計算截面尺寸需要滿足的條件為：b≧H≥H/12＝350mm取柱截面尺寸為：上柱：（b×h）＝400×400下柱：I(b×h×b×h)＝400×800×100×150（如圖3-1）圖3-1下柱截面圖第四章排架柱上的荷載計算×（1.70+1.30+0.10）×6×××0.5=237.18KN(作用在柱頂)上柱：（作用于上柱中心線）下柱：4.3吊車、吊車梁及軌道自重計算豎向荷載：155kN,77.63kN,K=4000mm,B=5955mm,192kN,63.26kN。195540004000根據(jù)B與K，由影響線（見圖4-1）195540004000可以求得＝0.0075＝1.00,＝0.3333由上求得KN 吊車水平荷載為則→←)其作用點到柱頂?shù)拇怪本嚯x基本風(fēng)壓:風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz按B類地區(qū)考慮，根據(jù)柱頂標(biāo)高12.3m，查看《荷載規(guī)范》用內(nèi)插法得,對Fw按檐口標(biāo)高14.4m,用內(nèi)插法得，風(fēng)載體型系數(shù)μs1＝+0.8,μs2＝-0.5,具體情況見下圖4-22100120021001200圖4-2風(fēng)荷載體型系數(shù)則柱頂風(fēng)荷載集中力設(shè)計值：第五章內(nèi)力計算5.1作用內(nèi)力計算5.1.1作用(排架無側(cè)移)由,,則：故作用下不動鉸承的柱頂反力為(→)同時有故在作用下不動鉸承的柱頂反力為(→)故在共同作用下（即在G作用下）不動鉸支承的柱頂反力為(→)相應(yīng)的計算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-1所示圖5-1恒荷載作用下的內(nèi)力(a)G的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖（kN）作用計算簡圖及內(nèi)力圖,,,相應(yīng)的計算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-2所示。圖5-2G、G、G作用計算簡圖及內(nèi)力圖(a)G、G、G作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)5.2屋面活荷載內(nèi)力計算對于單跨排架，與一樣為對稱荷載，且作用位置相同，但數(shù)值大小不同。故由的內(nèi)力計算過程可得到的內(nèi)力計算數(shù)值；(→)相應(yīng)的計算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-3所示。 圖5-3Q作用計算簡圖及內(nèi)力圖(a)Q的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)5.3吊車豎向荷載作用內(nèi)力計算作用于A柱，作用于B柱，其內(nèi)力為廠房總長72m,跨度為18m，吊車其重量為16/3.2t,則查得有檁條屋蓋的單跨廠房空間作用分配系數(shù)μ＝0.85。相應(yīng)的計算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-4所示。圖5-4D作用計算簡圖及內(nèi)力計算(a)D的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)D作用于A柱時，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)力變號即可。5.4吊車水平荷載作用內(nèi)力計算當(dāng)T向左時，A、B柱的柱頂剪力按推導(dǎo)公式計算：Y＝0.667H，用內(nèi)插法求得C＝10.77kN，μV＝V＝－(1－μ)CT＝－0.89kN(←)相應(yīng)的計算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-5所示。圖5-5T的作用計算簡圖及內(nèi)力圖（a）T的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)V圖(kN)當(dāng)T向右時，僅荷載方向相反，故彎矩值仍可利用上述計算結(jié)果，但彎矩圖的方向與之相反。5.5風(fēng)荷載作用風(fēng)從左向右吹時，先求柱頂反力系數(shù)C為對于單跨排架，A、B柱頂剪力分別為＝0.5[F－CH(q－q)]×××(2.14-1.34)]＝2.15kN(→)＝0.5[F+CH(q－q)]×××(2.14-1.34)]＝5.22kN(→)相應(yīng)的計算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-6所示。圖5-6風(fēng)荷載作用計算簡圖及內(nèi)力圖(a)風(fēng)荷載的作用；(b)M圖（kN·m）風(fēng)從右向左吹時，僅荷載方向相反，故彎矩值仍可利用上述計算結(jié)果，但彎矩圖的方向與之相反。5.6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）確定需要單獨考慮的荷載項目。本工程為不考慮地震作用的單跨排架，共有8種需要單獨考慮的荷載項目，由于小車無論向右或向左運行中剎車時，A、B柱在T作用下，其內(nèi)力大小相等而符號相反，在組合時可列為一項。因此，單獨考慮的荷載項目共有7項。（2）將各種荷載作用下設(shè)計控制截面（I—I、II—II、III—III）的內(nèi)力M、N（III—III截面還有剪力V）填入組合表5-1。填表時要注意有關(guān)內(nèi)力符號的規(guī)定。（3）根據(jù)最不利又最可能的原則，確定每一內(nèi)力組的組合項目，并算出相應(yīng)的組合值。計算中，當(dāng)風(fēng)荷載與活荷載（包括吊車荷載）同時考慮時，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)力組合計算結(jié)果列入表5-1。柱號截面荷載項目內(nèi)力恒荷載屋面活荷載吊車荷載風(fēng)荷載內(nèi)力組合G1.G2G3.G4Q1Dmax在A柱Dmin在A柱Tmax左風(fēng)右風(fēng)Nmax及M、VNmin及M、V|M|max及N、V①②③④⑤⑥⑦項目組合值項目組合值項目組合值A(chǔ)柱I-IM(kN·m)①+09×（②＋⑥）①+⑥①×(③+⑤+⑦)N(kN)6300000II－IIM(kN·m)①×(②+③)①+⑦①×(②+⑤+⑦)N(kN)63000III-IIIM(kN·m)①×(②+③)①+⑥①×(④+⑤+⑦)N(kN)63000V(kN)表5-1排架柱內(nèi)力組合表 第六章排架柱設(shè)計由于本例結(jié)構(gòu)對稱組合，故只需對A柱B柱進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，其步驟如下：確定如要單獨考慮的荷載項目，本例為不考慮地震作用的單跨排架，共有8種需要單獨考慮的荷載項目，由于小車無論向右或向左運行中的剎車時，AB柱在T作用下，其內(nèi)力大小相等而符號相反，在組合時可列為一項。因此，單獨考慮的荷載項目共7種將各種荷載作用下設(shè)計控制截面（1-12-23-3）的內(nèi)力MN填入組合表，填表時要注意有關(guān)內(nèi)力符號的規(guī)定截面1-1最不利內(nèi)力|M|maxNmaxNminM(KN.m)MNMNMNN(KN)e。(mm)28339297截面尺寸(mm)b×h=400×400h。(mm)360ea(mm)202020ei(mm)30359317L。(mm)8400ξ1111ξ2ηx(mm)50AS(mm2)198>x實配值(mm2)2Ф18（509）截面3-3最不利內(nèi)力|M|maxNmaxNminM(KN.m)MNMNMNN(KN)e。(mm)402267截面尺寸(mm)bf×h×b×hf=400×900×100×150h。(mm)760ea(mm)303030ei(mm)432297L。(mm)860019200ξ1111ξ2111ηx(mm)AS(mm2)675543473>x實配值(mm2)5Ф14（769）6.2.1牛腿幾何尺寸的確定：牛腿截面尺寸與柱寬相等，為400，牛腿頂面的長度為800，相應(yīng)牛腿水平截面長度為1200。取牛腿外邊緣高度為h＝300，傾角ɑ＝45°,于是牛腿的幾何尺寸如圖6-1所示。圖6-1牛腿幾何尺寸及配筋圖6.2.2牛腿幾何尺寸的驗算：由于吊車垂直荷載作用下柱截面內(nèi)，a＝750－900＝－150，即取ɑ＝0，則F＝D＋GF＝T××)×＞F所以截面尺寸滿足要求。6.2.3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：選512（565mm2）As=565mm>pminbh=400mm箍筋要求:取ф8@100，有×h×A×＞A/2＝282.5mm（符合要求）6.2.4局部承壓強度驗算：××400×400＝1716kN＞F所以滿足要求。6.3.1吊裝方案：采用一點翻身起吊，吊點設(shè)在牛腿與下柱交接處，動力系數(shù)取1.5。6.3.2荷載計算：上柱自重:g××25××牛腿自重:g××25×下柱自重:g××25×6.3.3內(nèi)力計算:M＝××M＝××＋×(10.87－7.2)×M＝××8－柱的吊裝驗算簡圖如圖6-2所示6008000420060080004200圖6-2柱吊裝驗算簡圖6.3.4截面承載力計算:截面1-1：故截面承載力為截面2-2：故截面承載力為故滿足要求。第七章基礎(chǔ)設(shè)計7.1荷載計算由柱子傳至基頂?shù)暮奢d。由排架柱內(nèi)力組合表可得設(shè)計值如下：第一組：第二組：第三組：由基礎(chǔ)梁傳至基頂?shù)暮奢d：墻重（含兩面刷灰）：窗重（鋼框玻璃窗）：基礎(chǔ)梁：由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂面的荷載設(shè)計值：對基礎(chǔ)底面中心的偏心距：相應(yīng)偏心彎矩設(shè)計值：作用于基底的彎矩和響應(yīng)基頂?shù)妮S向設(shè)計值。假定基礎(chǔ)高度為，則作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計值為:第一組：第二組：第三組：由第1組荷載確定和：～～取，則取驗算的條件：驗算其他兩組荷載設(shè)計值作用下的基底應(yīng)力：第2組：)第3組：）所以最后確定基底尺寸為，如圖7-1所示。圖7-1基礎(chǔ)底面尺寸圖前面已初步假定基礎(chǔ)的高度為1.1m，若采用錐形杯口基礎(chǔ)，根據(jù)構(gòu)造要求，初步確定的基礎(chǔ)剖面尺寸如圖7.2所示。由于上階底面落在柱邊破壞錐面之內(nèi)，故該基礎(chǔ)只需進(jìn)行變階處的抗切驗算。在各組荷載設(shè)計值作用下的地基最大凈反力：第一組：第二組：第三組：抗沖切計算按第3組荷載設(shè)計值作用下的地基凈反力進(jìn)行計算。在第3荷載作用下的沖切力。沖切力近似按最大低級凈反力計算，即取,由于基礎(chǔ)寬度，小于沖切錐體底邊寬。故變階處的抗沖切力。由于基礎(chǔ)寬度小于沖切錐體底邊寬，故（滿足要求）因此，基礎(chǔ)的高度及分階可按圖7-2所示的尺寸采用。圖7-2基礎(chǔ)抗沖切驗算簡圖7.4基底配筋計算沿長邊方向的配筋計算。由前述三組荷載設(shè)計值作用下最大地基凈反力的分