混凝土結(jié)構(gòu)-單層廠房課程設(shè)計報告

.PAGE..-.--可修編..鋼筋混凝土構(gòu)造-2課程設(shè)計題目：鋼筋混凝土單層廠房構(gòu)造設(shè)計姓名：班級：學(xué)號：學(xué)部：XX聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院20年月日..鋼筋混凝土構(gòu)造-2課程設(shè)計任務(wù)書題目：鋼筋混凝土單層廠房構(gòu)造設(shè)計目的與要求：了解單層廠房構(gòu)造設(shè)計的全過程，培養(yǎng)單層廠房構(gòu)造設(shè)計的工作能力。要求：〔1〕、掌握單層廠房構(gòu)造布置和構(gòu)造選型的一般原那么和方法；〔2〕、綜合運用以往所學(xué)的力學(xué)及鋼筋混凝土構(gòu)造的知識，掌握排架內(nèi)力分析方法以及構(gòu)件截面設(shè)計方法；〔3〕、掌握單層廠房構(gòu)造施工圖的表達(dá)方法。設(shè)計內(nèi)容：1、完成計算書一份，內(nèi)容包括：〔1〕設(shè)計資料；〔2〕構(gòu)造布置與選型；〔3〕排架內(nèi)力分析及柱、根底的配筋計算。2、繪制施工圖：〔1〕柱子模板圖及配筋圖；〔2〕根底平面布置圖及配筋圖。設(shè)計資料：廠房跨度21米，總長102米，中間設(shè)伸縮縫一道，柱距6米。車間內(nèi)設(shè)有兩臺軟鉤10kN中級工作制吊車，軌頂設(shè)計標(biāo)高9.3000米。建筑場地地質(zhì)情況：地面下0.8米X圍內(nèi)為雜填土，雜填土下面3.5米內(nèi)為均勻粉土，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk＝200kPa,地下水位為地面下4.50米，無腐蝕性。根本風(fēng)壓W0=0.4kN/m2;根本雪壓S0=0.35kN/m2。屋面是不上人的鋼筋混凝土屋面，屋面均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7/m2。建議采用材料：〔1〕、柱：混凝土C35，縱向受力鋼筋I(lǐng)I級，箍筋I(lǐng)級?！?〕、根底：混凝土C30，II級鋼筋。選用的標(biāo)準(zhǔn)圖集：〔1〕、屋面板：G410〔一〕標(biāo)準(zhǔn)圖集，預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，板重標(biāo)準(zhǔn)值〔包括灌縫在內(nèi)〕1.4KN/m2?！?〕、天溝板：G410〔三〕標(biāo)準(zhǔn)圖集，JGB77-1天溝板，板重標(biāo)準(zhǔn)值2.02kN／m?！?〕、屋架：G415〔三〕標(biāo)準(zhǔn)圖集中預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架，屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值106kN?！?〕、吊車梁：G323-1~2標(biāo)準(zhǔn)圖集DLZ-4，梁高1200毫米，翼緣寬600毫米，腹板寬300毫米，梁自重標(biāo)準(zhǔn)值44.2kN/根，軌道及零件重1kN/米，軌道及墊板高度200毫米。建議采用的柱截面尺寸：上柱為矩形bxh=400x400mm,下柱為I形bf=400mm，h=800mm，b=100mm，hf=150~170mm。屋面做法：..單層廠房課程設(shè)計計算書..目錄1、計算簡圖確實定1〔1〕計算上柱高及柱全高1〔2〕初步確定柱截面尺寸1〔3〕上、下柱截面慣性與其比值12、荷載計算3〔1〕恒荷載3(a〕房屋構(gòu)造自重3(b)柱自重4(c)吊車梁與軌道自重4〔2〕屋面活荷載4〔3〕吊車荷載4〔4〕風(fēng)荷載53、內(nèi)力計算7〔1〕恒荷載作用下7(a)在G1作用下7(b)在G2的作用下8(c)在G4的作用下8〔2〕屋面活荷載作用下8〔3〕吊車荷載9〔a〕吊車垂直荷載作用下9〔b〕吊車水平荷載作用下10〔4〕風(fēng)荷載11(a)風(fēng)從左向右吹11〔b〕風(fēng)從右向左吹114、最不利內(nèi)力組合125、排架柱設(shè)計13〔1〕柱截面配筋計算13〔a〕最不利內(nèi)力組合的選用13(b)確定柱在排架方向的初始偏心距、計算廠及偏心距增大系數(shù)14〔C〕柱在排架平面內(nèi)的配筋計算14〔d〕柱在排架平面外承載力計算15〔2〕裂縫寬度驗算16〔3〕柱牛腿設(shè)計17〔a〕牛腿幾何尺寸確實定17(b)牛腿配筋17(c)牛腿局部擠壓驗算18〔4〕柱的吊裝演算18(a)吊裝方案：18(b)荷載計算18(c)內(nèi)力計算18(d)截面承載力計算19(e)裂縫寬度演算196、根底設(shè)計20〔1〕荷載計算20(a)由柱傳至基頂?shù)暮奢d20(b)由根底梁傳至基頂?shù)暮奢d21(C)作用于基底的彎矩和相應(yīng)基頂?shù)妮S向力設(shè)計值分別為21〔2〕確定基底的高度24(a)在個組荷載設(shè)計值作用下的地基最大凈反力24(b)在第一組荷載作用下的沖切力24(c)變階處的抗沖切力24〔3〕基底配筋計算25(a)沿短邊方向的計算25(b)沿長邊方向的配筋計算25..1、計算簡圖確實定〔1〕計算上柱高及柱全高根據(jù)圖2.107及有關(guān)設(shè)計資料：上柱高Hu=柱頂標(biāo)高-軌頂標(biāo)高+吊車梁高+軌道構(gòu)造高=12.4-9.3+1.2+0.20=4.5m全柱高H=柱頂標(biāo)高-基頂標(biāo)高=12.4-〔-0.5〕=12.9m故下柱高Hl=H-Hu=12.9-4.5=8.4m上柱與全柱高的比值〔2〕初步確定柱截面尺寸根據(jù)表2.9〔A〕的參考數(shù)據(jù)，上柱采用矩形截面，b×h=400mm×400mm，下柱選??用I形,b×h×hf=400mm×800mm×150mm〔其余尺寸見圖2.108〕，根據(jù)表2.8關(guān)于下柱截面寬度和高度的限值，驗算初步確定的截面尺寸，對于下柱截面寬度對于下柱截面高度，有吊車無吊車時〔3〕上、下柱截面慣性與其比值排架平面內(nèi)：上柱下柱比值排架平面外：上柱下柱排架計算簡圖〔幾何尺寸及截面慣性矩〕如圖2.109所示2、荷載計算〔1〕恒荷載〔а〕房屋構(gòu)造自重預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板20mm水泥沙漿找平層防水層天溝板天窗端壁屋架自重天窗架1.2×40=48KN那么作用于橫向水平面排架一端柱頂?shù)奈萆w構(gòu)造自重(b)柱自重上柱下柱〔c〕吊車梁與軌道自重〔2〕屋面活荷載由"荷載規(guī)X"可知,屋面均勻活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7KN/m2,大于該廠房所在地區(qū)的根本雪壓S0=0.35KN/m2，,故屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力為，Q1=1.4×0.7×6×21/2=61.74KNe1=50mm〔3〕吊車荷載由電動雙鉤橋式吊車數(shù)據(jù)查得Pmax..K=120KN.Pmin.k=50.5KN,B=5550mm.k=4400mmQ2.K=38KN根據(jù)B與K及反力影響線，可算得與各輪對應(yīng)的反力影響線豎標(biāo)〔圖2.110〕，于是可求的作用與上柱的吊車垂直荷載作用于每個輪子上的吊車水平制動設(shè)計值那么作用于排架上的吊車水平荷載，按比例關(guān)系由求得Dmax其作用點到柱頂?shù)拇怪本嚯x〔4〕風(fēng)荷載**地區(qū)的根本風(fēng)壓對于大城市市郊，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按B類地區(qū)考慮，高度的取值，對按柱頂標(biāo)高12.4m考慮，查"荷載規(guī)X"得按天窗檐口標(biāo)高19.86m考慮，查"荷載規(guī)X"得風(fēng)荷載體型系數(shù)的分布圖2.111所示。故集中風(fēng)荷載Fw為排架受荷總圖如圖2.112所示。3、內(nèi)力計算〔1〕恒荷載作用下如前所述，根據(jù)恒荷載的對稱性和考慮施工過程中的實際受力情況，可將圖2.112中的恒載的作用簡化為圖2.113a、b、c所示的計算簡圖。在G1作用下n=0.153，λ=0.349，由附圖2.2中的公式故在M11作用下不動鉸支承的柱頂反力由附圖2.3中的公式故在M12作用下不動鉸支承的柱頂反力因此，在M11和M12共同作用下〔即在G1作用下〕不動鉸支承的柱頂反力相應(yīng)的彎矩圖如圖2.113a所示(b)在G2的作用下相應(yīng)的彎矩圖如圖2.113b所示。(c)在G4的作用下相應(yīng)的彎矩圖如圖2.113c所示。將圖2.113a、b、c的彎矩圖疊加，得在G1、G2、G3和G共同作用下的恒荷載彎矩圖〔2.113d〕,相應(yīng)的軸力N圖如圖2.113e所示。〔2〕屋面活荷載作用下對于單跨排架，Q與G一樣為對稱荷載，且作用位置一樣，僅數(shù)值大小不同。故由G的內(nèi)力圖按比例可求得Q的內(nèi)力圖。如：柱頂不動鉸支承反力相應(yīng)的M圖如圖2.114a,b所示。〔3〕吊車荷載〔考慮廠房整體空間工作〕廠房總長108m，中間設(shè)一道伸縮縫，跨度為21m，吊車起重量為10t，由表2.13可查得無檁屋蓋的單跨廠房空間作用分配系數(shù)=0.9〔a〕吊車垂直荷載作用下作用在A柱的情況圖2.122中吊車垂直荷載作用下的內(nèi)力，可按如圖2.115所示的簡圖進(jìn)展計算。因此，A、B柱頂剪力按圖2.115a所示簡圖推導(dǎo)的以下公式進(jìn)展計算：=-5.15KN〔繞桿端反時針轉(zhuǎn)〕==4.75KN(繞桿端順時針轉(zhuǎn)為正)相應(yīng)的彎矩如圖2.115b所示。在A柱的情況：由于構(gòu)造對稱，故只需將A柱與B柱的內(nèi)力對換，并注意內(nèi)力變號即可。〔b〕吊車水平荷載作用下從左向右作用在A、B柱的情況〔圖2.112中吊車水平荷載作用下〕的內(nèi)力，可按如圖2.116a所示簡圖推導(dǎo)的以下公式計算：==由式中可按附錄Ⅰ的附圖1.4~1.6的公式計算：當(dāng)y=0.7時，由附圖1.4中的公式0.66當(dāng)y=0.8時，由附圖1.5中的公式當(dāng)y=0.73Hl時，用內(nèi)插法求得相應(yīng)的彎矩圖如圖2.116a所示。Tmax從右向左作用在A，B柱的情況：在這種情況下，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〔圖2.116b〕?！?〕風(fēng)荷載風(fēng)從左向右吹〔圖2.117a〕先求柱頂反力系數(shù)C11，當(dāng)風(fēng)荷載沿柱高均勻分布時，由附圖1.8中的公式對于單跨排架，A，B柱頂剪力〔b〕風(fēng)從右向左吹〔2.117b〕在這種情況下，荷載方向相反，彎矩圖的方向與風(fēng)從左向右吹的方向相反〔圖2.117b〕4、最不利內(nèi)力組合由于構(gòu)造對稱，只需對A〔或B〕柱進(jìn)展最不利內(nèi)力組合，其步驟如下：①確定需要單獨考慮的荷載工程。本設(shè)計為不考慮地震作用的單跨排架，共有八種需單獨考慮的荷載工程，由于小輪無論向右或向左運行中剎車時，A，B柱在Tmax的作用下，其內(nèi)力大小相等而符號相反，在組合時可列為一項。因此，單獨考慮的荷載工程共七項。②將各種荷載作用下設(shè)計控制截面〔1-1，2-2，3-3〕的內(nèi)力M，N〔3-3截面還有剪力V〕填入組合表〔表2.30〕。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那么，確定每一內(nèi)力組的組合工程，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2.30。表1。排架柱內(nèi)力組合表柱號截面荷載工程內(nèi)力恒荷載屋面活荷載吊車荷載風(fēng)荷載內(nèi)力組合G1G2G3G4Q1Dmax在A柱Dmin在A柱Tmax左風(fēng)右風(fēng)Nmax及M,VNmin及M,VMmax及N,V①②③④⑤⑥⑦工程組合值工程組合值工程組合值A(chǔ)柱1-1M(KN·m)14.772．50-23.3140-9.3392.90-103.30①+②+③+⑤-15.37①+0.9×〔③+⑤+⑦〕-107.58①+0.9×〔③+⑤+⑦〕-107.58N(KN)386.0661.7400000447.8386.06386.062-2M-41.36-9.859.068+9.3392.90-103.30①+②+③+⑤48.72①+⑦-144.66①+0.9×〔③+⑤+⑥〕58.80N446.361．74326.08136.8000833,12446.3738.873-3M20.210.5847.3413.4+94.38423.44-394.73①+②+③+⑤162.51①+7·-374.731+0.9×〔②+③+⑤+⑥〕529.38N493.4261.74325.08136.8000880.24493.42841.56V7.331.24-5.15-4.75+9.4851.61-47.3412.9035.0158.795、排架柱設(shè)計〔1〕柱截面配筋計算〔a〕最不利內(nèi)力組合的選用由于截面3-3的彎矩和軸向力設(shè)計值均比截面2-2的大，故下柱配筋由截面3-3的最不利內(nèi)力組合確定，而上柱配筋由截面1-1的最不利內(nèi)力組合確定。經(jīng)比擬，用于上，下柱截面配筋計算的最不利內(nèi)力組合列入表2.31。(b)確定柱在排架方向的初始偏心距、計算廠及偏心距增大系數(shù)〔表2.31〕表2.31柱在排架方向、、截面內(nèi)力組(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)1-1M(Kn·m)-15.3734365540.8190004000.9600.925N(Kn)447.8M-107.58277365297190004000.9600.925N386.063-3M-374.32597657861193508000.9080.785N493.42M529.38629765556184008001.0001.133N841.56表中：①=M/N②；③取20mm和h/30的較大值；④；⑤，考慮吊車荷載=2.0〔上柱〕，=1.0〔下柱〕，不考慮吊車荷載=1.5；⑥〔C〕柱在排架平面內(nèi)的配筋計算〔表2.32〕表2.32柱在排架平面內(nèi)的截面配筋計算截面內(nèi)力組ei(mm)ηe(mm)x(mm)ζbh0(mm)偏心情況As=As′(mmeq\o(\s\up5(2),\s\do2()))計算值實配值1-1M〔kN·M〕-15.73542.465298.11670.55×365=201大偏心320339〔312〕N(kN)447.80M107.582971.411584.9658201大偏心436509〔218〕N-374.33-3M-374.37861.3081393.09740.55×765=421大偏心14951520(422)N493.42M529.385561.108981.05126421大偏心10711140〔322〕N841.56表中：①見表2.31；②；③x,上柱下柱當(dāng)時，；當(dāng)時，；④上柱,;下柱當(dāng)時〔取35mm〕,當(dāng)時；上柱或下柱當(dāng)時，，〔d〕柱在排架平面外承載力計算上柱Nmax=447.8kN，當(dāng)不考慮吊車荷載時，按表2.22。l0=1.2H=1.2×12900=15480mm,l0/b=15480/400=38.7,查"混凝土規(guī)X"知φ=0.35，As=As′=763mmeq\o(\s\up5(2),\s\do2())下柱，當(dāng)考慮吊車荷載時，查表２.2２，查表"混凝土規(guī)X"表７.３.１，故〔2〕裂縫寬度驗算截面３－３，當(dāng)Ｍ＝529.38ＫＮ·ｍ，Ｎ＝841.56ＫＮ，相應(yīng)的，故應(yīng)作裂縫寬度驗算。1-1截面因因而不作此項驗算。由內(nèi)力組合表可知，驗算裂縫寬度的荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值KN·m那么縱向受拉鋼筋合力點至受壓區(qū)合力作用點間的距離為縱向受拉鋼筋的應(yīng)力裂縫間縱向受拉鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)故最大裂縫開展寬度為(3)柱牛腿設(shè)計〔a〕牛腿幾何尺寸確實定牛腿截面寬度與柱寬相等，為400mm，假設(shè)取吊車梁外側(cè)至牛腿外邊緣的距離吊車梁端部為340mm，吊車梁軸線到柱外側(cè)的距離為750mm，那么牛腿頂面的長度為750-400+相應(yīng)牛腿水平截面高為600+400=1000mm，牛腿外邊緣高度，傾角α=，于是牛腿的幾何尺寸如圖2.118所示。(b)牛腿配筋由于吊車垂直荷載于下柱截面內(nèi)，即a=750—800=—50〈0，故該牛腿可按構(gòu)造要求來配筋縱向鋼筋取，箍筋取(圖2.118)(c)牛腿局部擠壓驗算設(shè)墊板的長和寬為400mm×400mm，局部壓力標(biāo)準(zhǔn)組合植故局部壓應(yīng)力為〔4〕柱的吊裝演算(a)吊裝方案：一點翻身起吊，吊點設(shè)在牛腿與下柱交接處〔圖2.119〕(b)荷載計算上柱自重牛腿自重下柱自重計算簡圖如圖2.119b所示。(c)內(nèi)力計算彎矩圖如2.119所示。(d)截面承載力計算截面1-1：故截面承載力截面2-2：故截面承載力(e)裂縫寬度演算故承載力計算可知，裂縫寬度演算截面1-1即可。鋼筋應(yīng)力如下：按有效受拉混凝土面積計算的縱向鋼筋配筋率故實際上吊裝階段荷載為短期作用，最大裂縫寬度應(yīng)為0.252/1.5=1.168mm，滿足要求，對柱假設(shè)采用平臥起吊，承載力和裂縫寬度將均不滿足要求。6、根底設(shè)計〔1〕荷載計算(a)由柱傳至基頂?shù)暮奢d由表2.30可得荷載設(shè)計植如下：第一組第二組第三組(b)由根底梁傳至基頂?shù)暮奢d墻