钢筋混凝土单层工业厂房结构设计单层厂房计算课程设计.docx

钢筋混凝土单层工业厂房结构设计单层厂房计算课程设计混凝土结构设计课程设计计算书设计题目钢筋混凝土单层工业厂房结构设计专业班级土木工程102目录一、设计工程.3二、设计资料.3三、计算简图.5四、荷载计算.6五、内力分析.101、剪力分配系数计算.102、恒荷载作用下的内力分析.113、屋面活荷载作用下的内力分析.134、吊车竖向荷载作用下的内力分析.165、吊车水平荷载作用下的内力分析.226、风荷载作用下的内力分析.24六、内力组合.26七、截面设计.29八、牛腿设计37九、根底设计.38十、附柱、根底施工图.46一、设计工程某机械加工制作车间。二、设计资料1、建设地点：临安市某厂区。2、自然条件：1）、根本风压：0.45KNm2o2）、根本雪压:0.45KNm2o3）、屋面均布活荷载标准值：0.5KN11）2°4）、地质条件：场地土组成情况从上至下依次为：0.8m厚杂填土，重度15KNm3sL5m厚粉土，Pc210%、重度17KN11承载力特征值fak=140KPa;3Om厚粉质粘土，e及IL均V0.85,重度19KN/3、承载力特征值fk=180KPa05）、抗震设防烈度：6度。3、结构型式：钢筋混凝土排架结构。4、建筑平面：车间长度为60m,柱距为6m；车间宽度选用48m,其中AB跨及BC跨尺寸均为24m<,5、建筑剖面：两跨等高排架，室内外高差0.2m,柱牛腿顶标高9.3m,轨道顶标高10.7m>上柱顶标高13.5mo6、排架柱计算参数：上柱均采用bXh=400mmX400三矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面几何参数分别为：A、C列柱：b×h×hf×b,=400mm×900mm×150三×100三,A=L875×IO5mm2,1=1.95XIO10mm4,自重标准值为4.69KNm;B列柱：b×h×hf×bw=400三×1000三×150三×100mm,A=L975×IO6mm2,1=2.56XlO10mm4,自重标准值为4.94KNmo7、吊车系统计算参数：1）、吊车：两跨均设有两台205t软钩电动桥式吊车，工作级别均为A4,其中25跨度为：桥架跨度Lk=195m,宽度B=555m,轮距K=4.4m,最大轮压标准值Pak=205KN,大车质量m1=28t,小车质量m2=7.5t；24m跨度为：桥架跨度Lk=22.5m,宽度B=555m,轮距K=4.4m,最大轮压标准值Pdk=215KN,大车质量m=32t,小车质量m2=7.5t<>2）、吊车梁：采用预应力钢筋混凝土等截面薄腹吊车梁，梁高L2叫自重标准值为44.2KN/根。3）、轨道：高为0.2叫轨道及连接件自重标准值为0.8KNm.4）、屋盖钢支撑体系：取自重标准值为0.05KNm2.8、屋盖构件计算参数：1）、屋面板：采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，150OmmX600Ommx240mm,板重标准值（含灌缝）为1.4KNm2o2）、屋架：采用梯形钢屋架，共8个节间，2InI跨端部高度为L99m、跨中央高度为3.04m；24m跨端部高度为1.99m、跨中央高度为3.19mo屋架自重标准值按下式计算：0.12+0.OllL（KNm2）,其中L为屋架跨度，以Dl计。3）、钢筋混凝土天沟板：580三×6000mm×400mm,板重标准值为12.8KN/块。9、屋面做法：三毡四油防水层；20mm厚1:3水泥砂浆找平层；250mm厚1:8水泥珍珠岩制品保温层；一毡二油隔气层；20Inm厚1:2.5水泥砂浆找平层；预应力钢筋混凝土大型屋面板，板下喷大白浆两道。10、围护结构：1）、墙体：37Omm厚烧结普通砖砌体，自重标准值取19KNi118,外清水墙、内喷大白浆两道。2）、钢窗：上窗1.8mX3.6in、下窗36mX3.6m,自重标准值取0.45KNi11、材料供给：1）、混凝土强度等级：选用C30。2）、钢筋：柱内受力纵筋采用HRB335级，柱内箍筋采用HPB300级。12、环境类别为一类。3画出车间平面图及剖面图见施工图图IT和1-2三、计算简图1、可以从整个厂房中选择具有代表性的排架作为计算单元，计算柱距为6m,其计算简图如下3所示：上柱高：=13.510.7+1.2+0.2=4.2m下柱高：H2=10.7-1.2-0.2+0.5=9.8机柱总高：Hy=4.2+9.8=14.0/?2、柱截面几何参数，列表如下:柱列上柱下柱b×h(mm×mmA(mm2)I(mm4)b×h×h1×bw(nm2×mm2)A(mm2)I(mm4)A400X4001.6×1052.13×109400×900×150×1001.875×1051.95×10,°B400X4001.6×1052.13×IO9400×10×150×l1.975XlO52.56×IO10C400X4001.6×1052.13×109400×9×150x1001.875×1051.95×IO'0四、荷载计算（标准值）1、恒荷载0.35Mz1）、屋盖自重三毡四油防水层20mm厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20 = 0.4/n2250 厚 1:8 水泥珍珠岩制品保温层0.25x3.5=0.875M/0.05kN / m一毡二油隔气层20三厚1:2.5水泥砂浆找平层0.02X20=0.4kN/疗预应力钢筋混凝土大型屋面板AkNZm屋盖钢支撑体系0.05kNm2屋面恒荷载屋架自重（24m跨）553kN福钢筋混凝土天沟板12.8KN/块故作用于AB、BC跨两端柱顶的屋盖结构自重为:2）柱自重边柱A：上柱A=1.6x105mm?中柱氏上柱A=1.6xlO5mm2下柱A?=1.975×105mm4边柱C:±G2c=G2a=16.8KN下柱A?=1.875l5mn3）吊车梁及轨道自重AB跨：G3=44.2÷6×0.8=49KNBC跨：G3=44.2+6×0.8=49KN各恒荷载作用位置如图4所示。图1-4恒荷载作用位置2 .屋面活荷载由荷载标准查得，屋面均布活荷载标准值05KN,而雪荷载的标准值为045KN112,所以仅按屋面活荷载计算。AB跨：O=O=0.5x6x24x0.5=36KNBC跨：Qc=Q=0.5×6×24×0.5=36KN3 .吊车荷载本车间选用的吊车参数如下：2如跨：205t吊车，工作级别为A,吊车梁高为L2m,B=5.55m,k=4.4m,PnwCk=215KN,Plllin=45KN,G=280KN,g=75KN,；Ila«KHim»A吊车梁与支座影响线如一5所示。故作用于排架柱上的吊车竖向荷载分别为：AB跨(同BC跨)：Diikixa.=0.9×215x(1+0.267+0.81+0.075)=416.412KN作用在每个车轮上的吊车横向水平荷载标准值：对于205t软钩吊车：=0LTq=0.1×(20()+75)/4=6.875KNAB跨(同BC跨)：Tnmk=0.9×6.875×(1+0.267+0.81+0.075)=13.32KN4 .风荷载由条件可知，根本风压为0=0.45KNm2,风压高度系数按B类地面取。柱顶：H=13.5+0.2m=13.7m,z=l.104檐口:H=13.5+1.99+0.2=15.69m.z=l.155屋顶：H=13.5+3.19+0.2=16.86m,z=l.1811-6风荷载体形系数作用在排架上的风荷载标准值为：左吹风=(0.8+0.4)X1.155X(15.69-13.7)×0.45+(-0.6+0.5)XI.181X(16.86-15.69)×0.45×6=7.07KN右吹风荷载相差很小，故取相同荷载值风荷载作用示意图如1-7所示。五、内力分析本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配系数法进行内力分析。1、剪力分配系数的计算1) A列柱(同C列柱)柱顶位移6、值计算上柱：I1=2.13×109mm4下柱：I2=1.95×10l0mm4n=i-=2.13×1091.95×10'°=0.109I2查附录9附图9-1得C0=2.46则2) B列柱柱顶位移值多的计算下柱：I2=2.56×10/7?4查附录9附图91得CO=2.31,则3）各柱剪力分配系数7（2）恒荷载作用下的内力分析恒荷载下排架的计算简图，如下列图18所示Fa=29425KNFjb=588,5KNF3=29425KNMia=14.71KN11Mib=OKNmM3A=14.71KNm±4AF2a=65.8KNM2A=63.06KN,mF2b=114.8KNMsb=OKN mF3a=65.8KNM3A=63.06KNmFm=4596KNF3b=48.4KNF3b=45.96KN三1-8H三SA列柱：EA=GA=294.25KNMA=GlA=294.25X0.05=14.71KVm(逆时针)F2a=(G2+G3a)=16.8+49=65.8KN知2八=(GA+2A)e2A-3A3A=(294.25+16.8)×0.25-49X0.3=63.06KV机(逆时针)=G44=45.96KNB列柱：=+Guic=294.25+294.25=588.5N=GlfiA6baGIBC.Sbc-O(顺时针)f2b=+2B+GyBC=49+16.8+49=114.8KN=瑞/Gs=48.4KNC列柱：EC=GC=294.25KNMic=Gic.elr=294.25X0.05=14.71KNm（顺时针）EC=（G2c+G3c）=16.8+49=68.5KN（GlC+Gzc）_G3c.c=（294.25+16.8）×0.25-49×0.3=63.06KNm月C=GC=45.96KN各柱不动较支座反力为：A列柱：n=0.109,%=0.3,查附录9附图9-2,9-3得C1=2.14,C3=I.13MN=黄C=14.71/14.0×2.14=2.25KNMR,=112±G=6306/14.0×l.13=5.09KNH2RA=N+&=2.25+5.09=7.34KN（一）B列柱：n=0.083,=0.3,查附录9附图9-2,9-3可得：C1=2.32RB=RI=誓XC1=0/14.0X2.32=0（-）C列柱：n=0.109,z=0.3,查附录9附图9-2,9-3可得：G=2.14,C3=I.13MR=×C1=-14.71/14.0×2.14=-2.25KN（一）H?MXa=63.0614.0×L13=-5.09KN（一）H2Rc=R1-R2=-2.25-5.（）9=-7.34KN（一）所以，排架柱不动较支座总反力：R=RA+Rli+Rc=7.34-O-7.34=-OKN（一）各柱柱顶