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PAGE.z.--..可修編..混凝土構(gòu)造課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目:學(xué)院、系:現(xiàn)澆樓蓋及單層廠房構(gòu)造設(shè)計(jì)土木工程學(xué)院專業(yè):土木工程學(xué)生姓名:陳德勝班級(jí):土082**指導(dǎo)教師**:蔣方成職稱教授最終評(píng)定成績2012年6月-.z.目錄第1章緒論………………………31.1設(shè)計(jì)目的…………………31.2設(shè)計(jì)概述…………………3第2章混凝土構(gòu)造單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)…………………42.1設(shè)計(jì)資料…………………42.2構(gòu)造平面布置……………52.3板的計(jì)算………………52.4次梁的計(jì)算……………102.5主梁的計(jì)算……………15第3章現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計(jì)…………………243.1設(shè)計(jì)資料………………243.2踏步板〔TB—1〕的計(jì)算和配筋…………………243.3樓梯斜梁〔TL—2〕的計(jì)算和配筋……263.4平臺(tái)板〔TB—2〕的計(jì)算和配筋………273.5平臺(tái)梁〔TL—3〕的計(jì)算和配筋………29第4章廠房設(shè)計(jì)……………324.1設(shè)計(jì)資料………………324.2構(gòu)造構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定……324.3荷載計(jì)算………………334.4排架內(nèi)力計(jì)算…………374.5內(nèi)力組合………………484.6柱的截面設(shè)計(jì)…………504.7根底設(shè)計(jì)…………………61結(jié)論69致謝70參考文獻(xiàn)71第1章緒論1.1設(shè)計(jì)的目的通過此次課程設(shè)計(jì),了解工業(yè)與民用建筑房屋的設(shè)計(jì)內(nèi)容、程序和根本原則,學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟,提高設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖能力,穩(wěn)固所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際知識(shí),并學(xué)習(xí)運(yùn)用這些知識(shí)結(jié)合先行的規(guī)*解決工業(yè)與民用房屋設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題。1.2設(shè)計(jì)概述本次設(shè)計(jì)共有三個(gè)設(shè)計(jì)組成,分別為混凝土構(gòu)造單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計(jì)和金加工車間設(shè)計(jì)?;炷翗?gòu)造單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)主要是針對(duì)板、次梁和主梁的設(shè)計(jì)?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計(jì)主要是樓梯板、平臺(tái)板和平臺(tái)梁的設(shè)計(jì)。金加工車間設(shè)計(jì)主要是對(duì)柱子、牛腿和根底的設(shè)計(jì)。第2章混凝土構(gòu)造單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)資料*多層工業(yè)建筑倉庫,樓面平面如下圖。采用鋼筋混凝土整表達(dá)澆樓蓋。有關(guān)設(shè)計(jì)要求如下:樓面作法:20mm厚水泥砂漿面層,20mm厚板底混合砂漿抹灰,梁側(cè)抹灰15mm厚。2.樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值:10KN/m2。3.材料:混凝土C25,梁內(nèi)受力主筋采用HRB335級(jí)鋼筋,其余用HPB235級(jí)鋼筋。4.板厚采用80mm,柱截面450mm×450mm,主次梁截面由高跨比和高厚比計(jì)算確定。5.板伸入墻內(nèi)120mm,次梁及主梁伸入墻240mm。6.樓蓋平面柱網(wǎng)尺寸示意圖:圖1.1梁板構(gòu)造平面布置2.2構(gòu)造平面布置構(gòu)造平面布置如圖2.3,主梁橫向布置:跨度6600mm,間距6600mm;次梁縱向布置:跨度6600mm,間距2200mm.根據(jù)跨高比:次梁H=(1/12~1/18)Lb=(1/2~1/3)h主梁H=(1/8~1/15)Lb=(1/2~1/4)h取:次梁的截面尺寸h×b=450mm×200mm主梁的截面尺寸h×b=700mm×250mm2.3板的計(jì)算板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算.板的,應(yīng)按單向板計(jì)算。板的厚度按構(gòu)造要求取h=80mm>.板尺寸及支承情況圖2.3所示.a)板的尺寸(b)計(jì)算簡圖圖2.3板的尺寸和計(jì)算簡圖2.3.1荷載計(jì)算恒載標(biāo)準(zhǔn)值厚水泥砂漿面層:厚鋼筋混凝土板:厚板底混合砂漿抹灰:合計(jì):樓面活荷載:線恒荷載設(shè)計(jì)值:線活荷載設(shè)計(jì)值:合計(jì):g+q=2.3.2內(nèi)力計(jì)算確定板的計(jì)算跨度:板伸入墻內(nèi)邊跨:取中間跨:計(jì)算跨度差〔2.02m-2.00m〕/2.00=1%<10%,說明可按等跨連續(xù)板計(jì)算內(nèi)力(為簡化計(jì)算,統(tǒng)一取取。取寬板帶作為計(jì)算單元,計(jì)算簡圖如圖2.3〔b〕所示。表連續(xù)梁和連續(xù)單向板的彎矩計(jì)算系數(shù)支承情況截面位置端支座邊跨跨中離端第二支座離端第二跨跨中中間支座中間跨跨中ⅠⅡⅢ梁、板擱支在墻上02跨連續(xù):3跨以上連續(xù):板與梁整表達(dá)澆梁梁與柱整表達(dá)澆表連續(xù)梁和連續(xù)單向板的剪力計(jì)算系數(shù)支承情況截面位置端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座中間支座外側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)擱支在墻上0.450.600.550.550.55與梁或柱整表達(dá)澆0.500.55在一樣均布荷載作用下的等跨度、等截面連續(xù)梁、板,構(gòu)造各控制截面的彎矩計(jì)算公式:彎矩:式中—梁、板構(gòu)造的計(jì)算跨度;—梁、板的恒荷載及活荷載設(shè)計(jì)值;—梁、板構(gòu)造的彎矩計(jì)算系數(shù)。在一樣均布荷載作用下的等跨度、等截面連續(xù)梁、板,構(gòu)造各控制截面的剪力計(jì)算公式:剪力:式中—梁、板的凈跨度;—梁、板的恒荷載及活荷載設(shè)計(jì)值;—梁、板構(gòu)造的彎剪力計(jì)算系數(shù)。連續(xù)板各截面彎矩計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計(jì)算系數(shù)4.2-4.82.3.3截面承載力計(jì)算取,連續(xù)板各截面的配筋計(jì)算見表2.3.5。〔考慮內(nèi)拱作用,中間板降低〕截面抵抗矩系數(shù)計(jì)算公式:式中—截面抵抗矩系數(shù);—荷載在該截面產(chǎn)生的彎矩;—截面的有效高度;—矩形應(yīng)力圖系數(shù);—截面寬度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。相對(duì)受壓區(qū)高度計(jì)算公式:式中—相對(duì)受壓區(qū)高度;—截面抵抗矩系數(shù)。受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積計(jì)算公式:式中—受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積;—相對(duì)受壓區(qū)高度;—截面的有效高度;—截面寬度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。注:1.計(jì)算現(xiàn)澆鋼筋軸心受壓及偏心受壓構(gòu)件時(shí),如截面的長邊或直徑小于300mm,則表中混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)乘以系數(shù)0.8,當(dāng)構(gòu)件質(zhì)量〔如混凝土成型、截面和軸心尺寸等〕確有保證時(shí),可不受此限制。2.離心混凝土的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按專門標(biāo)準(zhǔn)錄用。截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計(jì)算系數(shù)6.0-6.04.2-4.8表2.3.5連續(xù)板各截面配筋計(jì)算板帶部位截面邊區(qū)板帶〔eq\o\ac(○,1)~eq\o\ac(○,2),eq\o\ac(○,5)~eq\o\ac(○,6)軸線間〕中間區(qū)板帶〔eq\o\ac(○,2)~eq\o\ac(○,5)軸線間〕邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座6.0-6.04.2-4.86.0-6.04.2×0.8=3.36-4.8×0.8=-3.840.140-0.1400.098-0.1120.140-0.1400.078-0.0900.1520.1520.1030.1190.1520.1520.0810.095520520352407520520277325選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積537537419419537537327327中間區(qū)板帶eq\o\ac(○,2)~eq\o\ac(○,5)軸線間,各內(nèi)區(qū)格板的四周與梁整體連接,故中間跨跨內(nèi)和中間支座考慮板的內(nèi)拱作用,計(jì)算彎矩降低20%。連續(xù)板的配筋示意圖見設(shè)計(jì)圖紙。(參考教材)2.4次梁的計(jì)算次梁按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算。取主梁的梁高,梁寬。次梁有關(guān)尺寸及支承情況見圖4.1〔a〕〔a〕次梁的尺寸〔b〕計(jì)算簡圖圖4.1次梁的尺寸和計(jì)算簡圖2.4.1荷載恒載設(shè)計(jì)值由板傳來:次梁自重:梁側(cè)抹灰:合計(jì):活荷載計(jì)算值由板傳來:合計(jì):2.4.2內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度邊跨取中間跨:跨度差:說明可按等跨連續(xù)梁計(jì)算計(jì)算內(nèi)力。計(jì)算簡圖如圖2.4〔b〕。連續(xù)次梁各截面彎矩及剪力計(jì)算分別見表2.4.1和2.4.2。表2.4.1連續(xù)次梁彎矩計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座彎矩計(jì)算系數(shù)144.8-144.894.98-108.55表2.4.2連續(xù)次梁剪力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座外側(cè)、內(nèi)側(cè)剪力計(jì)算系數(shù)0.450.60.550.55109.07145.43132.67132.672.4.3截面承載力計(jì)算次梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算,翼緣計(jì)算寬度為:邊跨:離端第二跨、中間跨:梁高:翼緣厚:判別T形截面類型:按第一類T形截面試算跨內(nèi)截面因此各跨中截面均屬于第一類T型截面截面抵抗矩系數(shù)計(jì)算公式:式中—截面抵抗矩系數(shù);—荷載在該截面產(chǎn)生的彎矩;—截面的有效高度;—矩形應(yīng)力圖系數(shù);—截面寬度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。相對(duì)受壓區(qū)高度計(jì)算公式:式中—相對(duì)受壓區(qū)高度;—截面抵抗矩系數(shù)。受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積計(jì)算公式:式中—受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積;—相對(duì)受壓區(qū)高度;—截面的有效高度;—截面寬度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。支座截面按矩形截面計(jì)算,第一內(nèi)支座截面彎矩大,鋼筋凈距至少為,按兩排縱筋考慮。取,其他中間支座按一排縱筋考慮,取。連續(xù)次梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)離端第二支座離端第二跨跨內(nèi)、中間跨跨內(nèi)中間支座144.8-144.894.98-108.550.0320.3530.0220.2640.0330.458<0.5500.0220.313119615097611031選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積125615207631017混凝土和箍筋共同承當(dāng)?shù)募袅τ?jì)算公式:式中—混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—梁的截面寬度;—梁的有效高度;—箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—混凝土和箍筋共同承當(dāng)?shù)募袅?;—配置在同一截面?nèi)箍筋各肢的全部截面面積;—沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距。受彎構(gòu)件的最小尺寸應(yīng)滿足:式中—構(gòu)件斜截面上的最大剪力;—混凝土強(qiáng)度影響系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),取;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),??;其間按線性內(nèi)插法取用;—矩形截面的寬度,T形截面或工字形截面的腹板寬度;—截面的有效高度。混凝土承當(dāng)?shù)募袅τ?jì)算公式:式中—混凝土承當(dāng)?shù)募袅?;—截面高度影響系?shù),當(dāng)小于時(shí),取等于求得;當(dāng)大于時(shí),取等于求得;—截面寬度;—截面的有效高度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。表2.4.4連續(xù)次梁斜截面承載力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)離端第二支座內(nèi)側(cè)中間支座內(nèi)側(cè)、外側(cè)109.07145.43132.67132.67246900>V232000>V232000>V246900>V73800<V69300<V69300<V選用鋼筋101101101101249108130149實(shí)配箍筋間距200100130130配筋率驗(yàn)算:滿足要求2.5主梁計(jì)算主梁按彈性理論計(jì)算。柱高,柱截面尺寸為,主梁伸入墻內(nèi)。主梁的有關(guān)尺寸及支承情況如圖2.5〔a〕所示。(a)〔a〕主梁尺寸〔b〕計(jì)算簡圖圖2.5主梁的尺寸及計(jì)算簡圖〔見教材〕2.5.1荷載恒荷載設(shè)計(jì)值由次梁傳來:主梁自重〔折算為集中荷載〕:梁側(cè)抹灰〔折算為集中荷載〕:活荷載設(shè)計(jì)值:合計(jì):2.5.2內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度:邊跨:中間跨:跨度差為(6.64m-6.60m)/6.60m=0.61%<10%,則可按等跨連續(xù)梁計(jì)算。由于主梁線剛度較柱的線剛度大得多〔〕,故主梁可視為鉸支柱頂上的連續(xù)梁,計(jì)算簡圖如圖2.5〔b〕所示。在各種不同分布荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進(jìn)展,跨內(nèi)和支座截面最大彎矩及剪力按下式計(jì)算公式:式中—內(nèi)力系數(shù);—每一個(gè)恒荷載設(shè)計(jì)值;—每一個(gè)活荷載設(shè)計(jì)值;—梁的計(jì)算跨度。在各種不同分布荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算可采用等跨連續(xù)梁的內(nèi)力系數(shù)表進(jìn)展,跨內(nèi)和支座截面最大彎矩及剪力按下式計(jì)算公式:式中—內(nèi)力系數(shù);—每一個(gè)恒荷載設(shè)計(jì)值;—每一個(gè)活荷載設(shè)計(jì)值。式中各系數(shù)查表得到:表2.5.1主梁彎矩計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡圖邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨內(nèi)①②③④eq\o\ac(○,5)-111.21(-388.62)211.79最不利荷載組合eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,2)487.07-302.41-132.12eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,3)69.45-302.41283.24eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,4)411.87-524.83(-247.42)245.87eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,5)87.78-241.42(-524.83)245.87表2.5.2主梁的剪力計(jì)算序號(hào)計(jì)算簡圖端支座中間支座eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)0③eq\o\ac(○,4)-16.8最不利荷載組合eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,2)219.95311.6977.06eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,3)186.54311.13(223.92)307.72(114.44)eq\o\ac(○,1)+eq\o\ac(○,4)40.4114.44(307.72)223.92(311.13)圖4.2主梁的彎矩包絡(luò)圖及剪力包絡(luò)圖2.5.3截面承載力計(jì)算主梁跨內(nèi)截面按T形截面計(jì)算,其翼緣計(jì)算寬度為:,并取。判別T形截面類型:按第一類T形截面試算跨內(nèi)截面,故主梁跨中截面均屬于第一類T形截面,中間支座截面〔因支座彎矩較大考慮布置兩排縱筋,并布置在次梁主筋下面〕??鐑?nèi)截面在負(fù)彎矩作用下按矩形截面計(jì)算,取。構(gòu)造控制截面彎矩和剪力計(jì)算公式:式中—按簡支梁計(jì)算的支座邊緣處剪力設(shè)計(jì)值,;—作用于構(gòu)造上的恒荷載與活荷載的設(shè)計(jì)值;—構(gòu)造支座的寬度。表2.5.3主梁正截面承載力計(jì)算截面邊跨跨內(nèi)中間支座中間跨跨內(nèi)487.07-524.83283.24-132.1259.8465.03或0.0420.3390.024-0.0900.043<0.120.4330.0240.095<0.12249731971394724選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積260733201520760混凝土和箍筋共同承當(dāng)?shù)募袅τ?jì)算公式:式中—混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—梁的截面寬度;—梁的有效高度;—箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—混凝土和箍筋共同承當(dāng)?shù)募袅?;—配置在同一截面?nèi)箍筋各肢的全部截面面積;—沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距。受彎構(gòu)件的最小尺寸應(yīng)滿足:式中—構(gòu)件斜截面上的最大剪力;—混凝土強(qiáng)度影響系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),??;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),??;其間按線性內(nèi)插法取用;—矩形截面的寬度,T形截面或工字形截面的腹板寬度;—截面的有效高度?;炷脸挟?dāng)?shù)募袅τ?jì)算公式:式中—混凝土承當(dāng)?shù)募袅?;—截面高度影響系?shù),當(dāng)小于時(shí),取等于求得;當(dāng)大于時(shí),取等于求得;—截面寬度;—截面的有效高度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。表2.5.4主梁斜截面承載力計(jì)算截面端支座內(nèi)側(cè)離端第二支座外側(cè)中間支座內(nèi)側(cè)197.15281.338275.604638.138>V597.975>V597.975>V190.691<V178.689<V178.689<V選用箍筋101157157按構(gòu)造配筋204273實(shí)配箍筋間距2502002004.5.4主梁吊筋計(jì)算由次梁傳至主梁的全部集中力為:則選第3章現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)資料*多層工業(yè)建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯,活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為,踏步面層為厚水磨石,底面為厚混合砂漿,混凝土為C25,梁中受力鋼筋為Ⅱ級(jí),其余鋼筋采用Ⅰ級(jí),構(gòu)造布置如圖3.1所示:圖3.13.2踏步板〔TB—1〕的計(jì)算和配筋3.2.1荷載計(jì)算踏步尺寸,斜板厚,,則截面平均高度為:。恒荷載:踏步板自重:踏步面層重:踏步抹灰重:合計(jì):活荷載:總計(jì):3.2.2內(nèi)力計(jì)算斜截面尺寸選用,則踏步板計(jì)算跨度為。斜板跨中正截面最大正彎矩計(jì)算公式:式中—作用于斜板上沿水平方向均布豎向恒荷載和活荷載設(shè)計(jì)值;—梯段斜板沿水平方向的計(jì)算跨度。由公式得:踏步板跨中彎矩:3.2.3截面承載力計(jì)算踏步計(jì)算截面尺寸:,截面抵抗矩系數(shù)計(jì)算公式:式中—截面抵抗矩系數(shù);—荷載在該截面產(chǎn)生的彎矩;—截面的有效高度;—矩形應(yīng)力圖系數(shù);—截面寬度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。相對(duì)受壓區(qū)高度計(jì)算公式:式中—相對(duì)受壓區(qū)高度;—截面抵抗矩系數(shù)。受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積計(jì)算公式:式中—受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積;—相對(duì)受壓區(qū)高度;—截面的有效高度;—截面寬度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。由公式,,得:故踏步板按構(gòu)造配筋,每個(gè)踏步板采用,取踏步內(nèi)斜板分布鋼筋。3.3樓梯斜梁〔TL—2〕的計(jì)算和配筋3.3.1荷載計(jì)算踏步板傳荷載:斜梁自重:斜梁抹灰重:總計(jì):3.3.2內(nèi)力計(jì)算取平臺(tái)梁截面尺寸,斜梁水平方向的計(jì)算跨度為:由公式得:斜梁跨中截面彎矩及支座截面剪力分別為:3.3.3承載力計(jì)算斜梁按T形截面進(jìn)展配筋計(jì)算,取,翼緣有效寬度按倒L形截面計(jì)算。按梁的跨度考慮:按翼緣寬度考慮:按翼緣高度考慮:取首先按第一類T形截面進(jìn)展計(jì)算:由公式,得3.4平臺(tái)板〔TB—2〕的計(jì)算和配筋因?yàn)椋?,按單向板?jì)算,應(yīng)沿長邊方向配置不少于短邊方向25%的受力鋼筋。板厚取,取1m寬板帶進(jìn)展計(jì)算。3.4.1荷載計(jì)算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值:厚水磨石:厚板:厚底面混合砂漿:線恒荷載設(shè)計(jì)值:線活荷載設(shè)計(jì)值:3.4.2內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度:由公式得:3.4.3承載力計(jì)算由公式,,得∴選用。3.5平臺(tái)梁〔TL—3〕的計(jì)算和配筋設(shè)平臺(tái)梁截面尺寸為。3.5.1荷載計(jì)算梁自重:梁側(cè)抹灰:平臺(tái)板傳來的恒荷載:合計(jì):由板傳活荷載:梯段斜糧傳來的集中荷載:3.5.2內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度:取,平臺(tái)梁按簡支梁計(jì)算,計(jì)算簡圖如下:平臺(tái)梁跨中截面彎矩及支座截面剪力分別為:3.5.3承載力計(jì)算按倒L形計(jì)算,寬度按倒L形截面計(jì)算。按梁的跨度考慮:按翼緣寬度考慮:按翼緣高度考慮:取首先按第一類T形截面進(jìn)展計(jì)算:由公式,,得:選用〔〕。,按構(gòu)造配筋,選雙肢箍。第4章廠房設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)資料1.金加工車間跨度24m,總長60m,柱距6m。2.車間內(nèi)設(shè)有2臺(tái)200/50kN中級(jí)工作制吊車,其軌頂設(shè)計(jì)標(biāo)高9.5m。3.建筑地點(diǎn):株洲市郊區(qū)。4.車間所在場地:低坪下1m內(nèi)為填土,填土下4m內(nèi)為均勻亞黏土,地基承載力設(shè)計(jì)值,地下水位-5.0m,無腐蝕。根本風(fēng)壓,根本雪壓。5.廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況:〔1〕.屋面板采用G410〔一〕標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板,板重〔包括灌漿在內(nèi)〕標(biāo)準(zhǔn)值,屋面板上做二氈三油,標(biāo)準(zhǔn)值為?!?〕.天溝板采用G410〔三〕標(biāo)準(zhǔn)圖集中的TGB77—1,板重標(biāo)準(zhǔn)值為?!?〕.屋架采用G410〔三〕標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架YWJA—21,屋架輜重標(biāo)準(zhǔn)值每榀?!?〕.吊車梁采用G425標(biāo)準(zhǔn)圖集中的先*發(fā)預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁Y*DL6—8,吊車梁高1200mm,翼緣寬500mm,梁腹板寬200mm,自重標(biāo)準(zhǔn)值根,軌道及零件重,軌道及墊層構(gòu)造要求200mm?!?〕材料:A.柱:混凝土C30B.根底.混凝土C15C.鋼筋.Ⅱ級(jí)。4.2構(gòu)造構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定因該廠房跨度在之間,且柱頂標(biāo)高大于,所以采用鋼筋混凝土排架構(gòu)造。為了是屋蓋具有較大剛度,選用預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及根底梁。廠房各主要構(gòu)件選型見下表:表4.1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(hào)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板G410〔一〕預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板YWB—2Ⅱ〔包括灌漿在內(nèi)〕天溝板G410〔三〕預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板〔卷材防水天溝板〕TGB68—1屋架G415〔三〕預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架〔跨度〕YWJA—24—1Aa每榀。吊車梁G323〔二〕鋼筋混凝土吊車梁〔吊車工作等級(jí)中級(jí)〕DL—9Z〔中間跨〕DL—9B〔邊跨〕根軌道連接G325〔二〕吊車軌道聯(lián)結(jié)詳圖根底梁G320鋼筋混凝土根底梁JL—3根由設(shè)計(jì)資料可知柱頂標(biāo)高,軌頂標(biāo)高為,設(shè)室內(nèi)地面至根底頂面的距離為,則計(jì)算簡圖和吊車梁的高度求總高度H、下柱高度和上柱高度分別為:根據(jù)柱的高度、吊車起重量及工作級(jí)別等條件,可查表確定柱截面尺寸:表4.2柱截面尺寸及相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)計(jì)算參數(shù)柱號(hào)截面尺寸面積慣性矩自重AB上柱下柱Ⅰ4.3荷載計(jì)算4.3.1恒載〔1〕屋面恒載兩氈三油防水層:厚水泥砂漿找平層:厚水泥礫石保溫層:一氈兩油隔氣層:厚水泥砂漿找平層:預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板:屋蓋鋼支撐:合計(jì):屋架重力荷載為每榀,則作用于柱頂?shù)奈萆w構(gòu)造重力荷載設(shè)計(jì)值為:〔2〕吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計(jì)值:〔3〕柱自重重力荷載設(shè)計(jì)值:A、B柱:上柱:下柱:4.3.2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,后者小于前者,所以僅按前者計(jì)算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計(jì)值為:的作用位置與作用位置一樣。4.3.3風(fēng)荷載垂直于建筑物外表上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式:式中—根本風(fēng)壓,是以當(dāng)?shù)乇葦M空曠平坦地面上離地高統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)確定的風(fēng)壓值;—高度處的風(fēng)振系數(shù),對(duì)高度小于的單層廠房,??;—風(fēng)荷載體型系數(shù),是風(fēng)吹到廠房外表引起的壓力或吸力與理論風(fēng)壓比值,與廠房的外表體型和尺度有關(guān),可根據(jù)建筑體型查得;—風(fēng)壓高度變化系數(shù),根據(jù)所在地區(qū)的地面粗糙程度類別和所求風(fēng)壓處離地面的高度查得。根據(jù)廠房各局部標(biāo)高及B類地面粗糙查表得:柱頂〔標(biāo)高〕檐口〔標(biāo)高〕屋頂〔標(biāo)高〕可得排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為:圖4.1則用于排架計(jì)算簡圖上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為:4.3.4吊車荷載吊車的參數(shù)為:,,,,,。根據(jù)B及K,可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對(duì)應(yīng)點(diǎn)的豎向坐標(biāo)值,如圖4.2所示。圖4.2〔1〕吊車豎向荷載〔2〕吊車橫向水平荷載作用于每一個(gè)輪子上的吊車荷載水平制動(dòng)力計(jì)算公式:式中—每一個(gè)輪子作用在軌道上的橫向水平制動(dòng)力;—橫向水平制動(dòng)系數(shù);—吊車的額定起重量的重力荷載;—小車的重力荷載。作用于拍架上的吊車橫向的水平荷載設(shè)計(jì)值計(jì)算公式:式中—第個(gè)大車輪子的橫向水平制動(dòng)力;—吊車梁傳給柱的最大橫向反力的標(biāo)準(zhǔn)值;—影響線數(shù)值。4.4排架內(nèi)力計(jì)算該廠房為一跨等高排架,可用剪力分配法進(jìn)展內(nèi)力分析。其柱的剪力分配系數(shù)見表4.3:表4.3柱剪力分配系數(shù)柱號(hào)A、B柱4.4.1恒荷載作用下排架內(nèi)力分析恒荷載作用下排架的計(jì)算簡圖如下圖,圖中的重力荷載及力矩M是根據(jù)以下圖確定:由圖所示排架為對(duì)稱構(gòu)造且作用對(duì)稱荷載,排架構(gòu)造無側(cè)移,故各柱可按柱頂為不動(dòng)鉸支座計(jì)算式內(nèi)力。柱頂不動(dòng)支座反力可根據(jù)表所列的相應(yīng)公式計(jì)算。對(duì)于A柱,,,則圖4.3柱各截面的軸力為該截面以上重力荷載之和,恒載作用下排架構(gòu)造的彎矩圖4.4和軸力圖分別見圖4.5。圖4.4圖4.54.4.2屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析AB跨作用屋面活荷載排架計(jì)算簡圖如圖4.6所示。其中,它在柱頂及變階引起的力矩為:;;對(duì)于A柱,,,則圖4.6將R反向作用于排架柱頂,計(jì)算相應(yīng)的柱頂剪力,并與柱頂不動(dòng)鉸支座反力疊加,可得屋面活荷載作用與AB跨時(shí)的柱頂剪力:彎矩見彎矩圖4.7,剪力剪力圖4.8。圖4.7圖4.84.4.3風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析〔1〕左吹風(fēng)時(shí)計(jì)算簡圖如圖4.9所示。對(duì)于A柱,,,由表得:各柱頂剪力分別為:排架內(nèi)力圖如圖4.10所示。圖4.10〔2〕右吹風(fēng)時(shí)計(jì)算簡圖如下圖。將圖所示A柱內(nèi)力圖對(duì)換且改變內(nèi)力符號(hào)后可得,如圖4.11所示。圖4.114.4.4吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析〔1〕作用在A柱計(jì)算簡圖如圖4.12所示。其中吊車豎向荷載,在牛腿頂面處引起的力矩為:圖4.12對(duì)于A、B柱,,則排架各柱頂剪力分別為:排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖4.13和4.14所示。圖4.13圖4.14〔2〕作用在B柱計(jì)算簡圖如圖4.15所示。其中吊車豎向荷載,在牛腿頂面處引起的力矩為:對(duì)于A、B柱,,則排架各柱頂剪力分別為:排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖4.16和4.17所示。圖4.15圖4.16圖4.17〔3〕作用于AB跨柱當(dāng)AB跨作用于吊車橫向水平荷載時(shí),排架計(jì)算簡圖如圖4.18所示。對(duì)于A、B柱,,,由表得,則排架柱頂總反力為:各柱頂剪力為:排架各柱的彎矩圖柱底剪力值如圖4.19所示。當(dāng)方向相反時(shí),彎矩圖和剪力只改變符號(hào),方向不變。圖4.18圖4.194.5內(nèi)力組合以A柱為例。表4.4A柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表柱號(hào)及正向內(nèi)力荷載類別恒載屋面荷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柱左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)③④⑤⑥⑦Ⅰ—ⅠM15.1372.995-39.68-39.68±24.828.30.244-38.440N308.46044.100000Ⅱ—ⅡM-43.906-8.030154.4700.955±24.82830.244-38.404N368.70044.1647.15135.45000Ⅲ—ⅢM21.9543.5466.182-87.333±208.969241.623-214.095N418.79044.1647.15135.45000V7.41.3-9.920-9.920±20.6934.920-26.723注:M〔單位為〕,N〔單位為〕,V〔單位為〕。表4.5A柱內(nèi)力組合表截面及相應(yīng)的N,V及相應(yīng)的N,V及相應(yīng)M、N及相應(yīng)M、NⅠ—ⅠM45.052-51.60018.132-51.600N348.150308.460352.560308.46Ⅱ—ⅡM128.545-85.729121.3189.310N898.892408.39932.582368.700Ⅲ—ⅢM293.98-241.471465.473-170.732N973.48528.505982.672418.790V44.97-24.68648.723-16.651213.35-206.456335.094134.683750.39427.359751.765348.99233.39-16.75235.683-11.012注:M〔單位為〕,N〔單位為〕,V〔單位為〕。4.6柱的截面設(shè)計(jì)以A柱為例?;炷翉?qiáng)度等級(jí)為C30,,;采用HB335級(jí)鋼筋,,。上、下柱均采用對(duì)稱配筋。4.6.1上柱配筋計(jì)算上柱的計(jì)算長度附加偏心矩取。因?yàn)椋核?,上柱都屬于大偏壓受力,即取彎矩最大而軸力較小的一組:,荷載偏心矩計(jì)算公式:式中—荷載偏心矩;—軸向力設(shè)計(jì)值;—彎矩設(shè)計(jì)值。由公式得:初始偏心矩計(jì)算公式:式中—荷載偏心矩;—初始偏心矩;—附加偏心矩。由公式得:,應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù),小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)計(jì)算公式:式中—小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù);—混凝土軸心受壓設(shè)計(jì)值;—構(gòu)件截面面積,對(duì)T形、工字形截面,均??;—軸向力設(shè)計(jì)值。由公式得:取偏心受壓構(gòu)件對(duì)長細(xì)比對(duì)截面曲率的修正系數(shù)計(jì)算公式:式中—偏心受壓構(gòu)件對(duì)長細(xì)比對(duì)截面曲率的修正系數(shù),當(dāng)時(shí),取等于1.0;—構(gòu)件的計(jì)算長度;—截面高度,對(duì)環(huán)形截面取外直徑;對(duì)圓形截面取直徑。由公式得:偏心矩增大系數(shù)計(jì)算公式:式中—偏心矩增大系數(shù);—偏心受壓構(gòu)件對(duì)長細(xì)比對(duì)截面曲率的修正系數(shù),當(dāng)時(shí),取等于1.0;—小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù);—初始偏心矩;—構(gòu)件的計(jì)算長度;—截面有效高度,對(duì)環(huán)形截面,??;對(duì)圓形截面,?。弧孛娓叨?,對(duì)環(huán)形截面取外直徑;對(duì)圓形截面取直徑。由公式得:截面抵抗矩系數(shù)計(jì)算公式:式中—荷載在該截面產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值;—截面的有效高度;—矩形應(yīng)力圖系數(shù);—截面寬度;—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?!鄬?duì)受壓區(qū)高度。由公式得:取鋼筋截面計(jì)算公式:式中—截面受拉受壓鋼筋截面面積;—荷載在該截面產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值;—截面的有效高度;—矩形應(yīng)力圖系數(shù);—截面寬度;—初始偏心矩;—偏心矩增大系數(shù);—受壓區(qū)邊緣到受拉區(qū)邊鋼筋合力作用點(diǎn);—截面高度,對(duì)環(huán)形截面取外直徑;對(duì)圓形截面取直徑。所以取進(jìn)展計(jì)算,由公式得:所以上柱配置鋼筋,選〔〕。垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算:垂直排架方向的計(jì)算長度軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算公式:式中—軸向力設(shè)計(jì)值;—鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù);—混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—構(gòu)件截面面積;—鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;—全部縱向手受壓鋼筋截面面積。由公式得:所以滿足彎矩平面外的承載力要求。4.6.2下柱的配筋計(jì)算下柱的計(jì)算長度附加偏心矩取取。,,。與上柱分析方法類似,下柱屬于大偏壓受力,即選取以下兩組最不利進(jìn)展計(jì)算:〔1〕,荷載偏心矩計(jì)算由公式得:初始偏心矩由公式得:,應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù),取小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)由公式得:取偏心矩增大系數(shù)由公式得:先假定中和軸位于翼緣內(nèi),則說明中和軸位于腹板內(nèi),應(yīng)重新計(jì)算受壓高度偏心矩計(jì)算公式:式中—偏心矩;—初始偏心矩;—偏心矩增大系數(shù);—受拉區(qū)邊緣到受拉區(qū)邊鋼筋合力作用點(diǎn);—截面高度,對(duì)環(huán)形截面取外直徑;對(duì)圓形截面取直徑。由公式得:受壓區(qū)高度計(jì)算公式:式中—受壓區(qū)高度;—軸向力設(shè)計(jì)值;—矩形應(yīng)力圖系數(shù);—混凝土軸心受壓設(shè)計(jì)值;—截面寬度;—翼緣寬度;—翼緣高度。由公式得:受壓區(qū)相對(duì)高度計(jì)算公式:式中—受壓區(qū)相對(duì)高度;—受壓區(qū)高度;—截面有效高度,對(duì)環(huán)形截面,??;對(duì)圓形截面,取。由公式得:鋼筋截面計(jì)算公式鋼筋截面計(jì)算公式:式中—截面受拉受壓鋼筋截面面積;—荷載在該截面產(chǎn)生的軸力設(shè)計(jì)值;—截面的有效高度;—矩形應(yīng)力圖系數(shù);—截面寬度;—偏心矩;—翼緣寬度;—翼緣高度?!木卦龃笙禂?shù);—受壓區(qū)邊緣到受拉區(qū)邊鋼筋合力作用點(diǎn);—受壓區(qū)相對(duì)高度;—截面高度,對(duì)環(huán)形截面取外直徑;對(duì)圓形截面取直徑。由公式得:〔2〕,荷載偏心矩由公式得:初始偏心矩由公式得:,應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù),取小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)由公式得:偏心矩增大系數(shù)由公式得:所以屬于大偏心受壓。先假定中和軸位于翼緣內(nèi),則說明中和軸位于翼緣內(nèi).偏心矩由公式得:鋼筋截面計(jì)算公式鋼筋截面由公式得:綜合可知下柱配置鋼筋,選〔〕垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算:垂直排架方向的計(jì)算長度軸心受壓構(gòu)件的承載力計(jì)算由公式得:所以滿足彎矩平面外的承載力要求。4.6.3柱的箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱,其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制,上、下構(gòu)造柱選用200箍筋。4.6.4牛腿設(shè)計(jì)根據(jù)吊車梁支承位置、截面尺寸及構(gòu)造要求,初步擬定牛腿尺寸,其中牛腿截面寬度,牛腿截面高度,,如圖4.20所示。圖4.20〔1〕牛腿截面高度驗(yàn)算,,〔牛腿頂面無水平荷載〕,,取裂縫控制條件來確定牛腿截面高度的計(jì)算公式:式中—分別為作用于牛腿頂部按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力和水平拉力值;—裂縫控制系數(shù),對(duì)支承吊車梁的牛腿。取,其他牛腿,;—豎向力的作用點(diǎn)至下柱邊緣的水平距離,此時(shí)應(yīng)考慮安裝偏差,當(dāng)考慮安裝偏差后的豎向力作用線仍位于下柱截面以內(nèi)是,取;—牛腿寬度;—牛腿與下柱交接處的豎向截面有效高度,取,時(shí),取。按下式確定:由公式得:故牛腿截面高度滿足要求。〔2〕牛腿配筋計(jì)算由于,因而該牛腿可按構(gòu)造要求配筋。根據(jù)構(gòu)造要求,。實(shí)際選用〔〕。水平箍筋選用。4.6.5柱的吊裝驗(yàn)算采用翻身起吊,吊點(diǎn)設(shè)在牛腿下部,混凝土到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后起吊。由表2.4.6可得柱插入杯口深度為取,則柱吊裝時(shí)總長度為,計(jì)算簡圖如圖4.21所示。圖4.21柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載〔應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)〕,即在上述荷載作用下,柱各控制截面的彎距為:由得:柱截面受彎距承載力及裂縫寬度驗(yàn)算過程見表4.7。表4.7柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗(yàn)算表柱截面上柱下柱,取0.2,取0.2〔滿足要求〕〔滿足要求〕4.7根底設(shè)計(jì)"建筑地基根底設(shè)計(jì)規(guī)*"規(guī)定,對(duì)于6m柱距的單層多跨廠房,其地基承載力特征值為、吊車起重、廠房跨度、設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)時(shí),可不做地基變形驗(yàn)算。本例滿足上述要求,故不需做地基變形驗(yàn)算。根底混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用,下設(shè)厚的素混凝土墊層。4.7.1作用于根底頂面上的荷載計(jì)算作用于根底頂面上的荷載包括柱底〔Ⅲ-Ⅲ截面〕傳給根底的M,N,V以及外墻自重重力荷載。前者可由表4.5中的Ⅲ-Ⅲ截面選取,見表4.8,其中內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)組合值用于地基承載力驗(yàn)算,根本組合值用于受沖切承載力驗(yàn)算和板底配筋計(jì)算。表4.8根底設(shè)計(jì)的不利組合組別荷載效應(yīng)根本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合第1組465.473982.67248.723335.094715.76535.683第2組-241.471528.505-24.686-206.456427.359-16.752第3組-170.732418.790-16.651-134.683348.992-11.012由圖4.21可見,每個(gè)根底承受的外墻總寬度為6.0??偢叨葹?4.65,墻體為240實(shí)心墻〔〕,鋼框玻璃窗〔〕,根底梁重量為根。計(jì)算*圍如圖4.22圖4.22每個(gè)根底承受的由墻體傳來的重力荷載為:240mm厚磚墻:鋼框玻璃窗:根底梁:合計(jì):距根底形心的偏心距為:4.7.2根底尺寸及埋置深度〔1〕按構(gòu)造要求擬定高度由表2.4.6得柱的插入深度,取。由表2.4.7得杯底厚度應(yīng)大于,取,則根底頂面標(biāo)高為,故根底埋置深度為:表4.9根底杯底厚度和杯壁厚度柱截面高度杯底厚度杯壁厚度由表4.9得杯壁厚度,?。桓走吘壐叨热?,臺(tái)階高度取,見圖4.23。圖4.23〔2〕擬定根底底面尺寸根底底面積計(jì)算公式:式中—根底底面積;—相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),上部構(gòu)造傳至根底頂部的豎向力值;—修正后的地基承載力特征值;—根底與其上填土的平均重度,可??;—根底在室內(nèi)地面標(biāo)高〔±0.000〕以下的埋置深度。由公式得:適當(dāng)放大,取。〔3〕計(jì)算基底壓力及驗(yàn)算地基承載力:根底邊緣壓力的計(jì)算公式:基底壓力按式計(jì)算,結(jié)果見表4.10;驗(yàn)算地基承載力,其中,驗(yàn)算結(jié)果見表4.10。可見,根底底面尺寸滿足要求。表4.10根底底面壓力計(jì)逄及地基承載力驗(yàn)算表類別第1組第2組第3組335.094751.76535.683-206.456427.359-16.752-134.683348.992-11.0121376.081051.67973.30196.33-411.59-327.14181.98112.06190.9939.07162.2445.73147.02〈200181.98〈240115.03〈200190.99〈240103.99〈200162.24〈2404.7.3根底高度驗(yàn)算這時(shí)應(yīng)采用基底凈反力設(shè)計(jì)值,和可按式計(jì)算,結(jié)果見表4.11。表4.11根底底面凈反力設(shè)計(jì)計(jì)算表類別第1組第2組第3組465.473982.67248.723-241

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