单层厂房设计.doc

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1、潇湘职业学院毕业设计（论文）题 目：单层厂房结构设计系 部：城 建 学 院专 业：土 木 工 程学 号：2008102040104姓 名：王 璜指导教师：李 江 弘开题时间：2010年11月10日完成时间：2010年11月20日潇湘职业学院毕业设计（论文）课题申报表一、 申报课题人的有关资料申报课题人姓名班级专业出生年月联系电话联系地址及邮编王璜大08土木工程班土木工程1990/10/0313469314357湖南省/湘潭市/雨湖区/鹤岭镇/向阳楼/b栋4号二、 课题名称单层厂房结构设计三、 课题的主要任务、要求(1) 进行结构布置。(2) 根据结构平面布置图及荷载情况画出计算简图。(3) 分

2、析排架内力。(4) 计算柱和基础配筋。(5) 绘出单层厂房柱及牛腿的配筋图。四、审批意见指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日系部意见 教学副主任签字： 年 月 日潇湘职业学院毕业设计（论文）任务书系 部:城建学院 指导老师:李江弘专 业:土木工程 班 级:大08土木学 号:2008102040104姓 名:王璜日期：2010 年 11 月 20 日单层厂房结构设计任务书建筑施工组织设计的内容包括：1 单层厂房结构设计说明书 1份2 柱及牛腿配筋图1张 A33 桩基础大样图1张建筑设计说明一、工程概况： 本工程为长沙市华东机电标准件厂加工，总建筑面积31191.m2；建筑高度8.60m，层数

3、为一层，设计使用年限为50年；本工程火灾危险性类别为丙类，建筑物耐火等级为三级。二、建筑处理：1墙体：厂房240砖墙，Mu10烧结多孔砖M5水泥砂浆砌筑。1. 门窗1) 门：采用彩板推拉门。2) 窗：采用铝合金窗。门窗形式及数量详见数量表。3) 地面：采用200厚c30砼。分割缝 5m6m2. 屋顶1） 防水等级级2） 屋面收边板女儿墙上封边板为灰色平彩板3） 屋面采用有组织排水，屋面坡度1/10，天沟排水坡度5；雨水管采用110PVC水落管。4. 其他1）图中尺寸除标高以米为单位其余尺寸均以毫米为单位。2）本工程单体室内标高0.000由甲方与规划部门确定。3）底层墙身在地面下-0.060处用

4、1：2水泥砂浆掺5防水剂做20厚防潮层一道。4）油漆：所有外露铁件均去锈后红丹打底一遍，银粉漆二道罩面，详05ZJ001 涂17；所有木构件表面：05ZJ001 涂11.5）散水坡不超过25m长设一道20宽伸缩缝，且散水坡与墙面之间设20宽缝，此缝与伸缩缝内均灌热沥青玛蹄脂。6）本工程单体室内标高0.000由甲方与规划部门确定。7）外墙全部水平凸线不做窗楣线的窗顶部需做滴水线。8）预留各种孔洞避免事后打凿。9）室内地沟和孔洞的设计根据设备机组自身要求配合土建另行设计；墙上风机孔洞位置及尺寸配合暖通专业施工。10）图中未详尽之处，须严格按照国家现行工程施工及验收规范执行。结构设计总说明一、本工程

5、图中尺寸以毫米为单位 标高以米为单位。+0.000相当于绝对值标高二、设计条件1. 基本风压0.35KN/m ，地面粗糙度类别 B类。2. 基本雪压0.45KN/m。3. 抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度值为0.15g，第一组。4. 5t吊车。三、设计中采用的活荷载标准值序号房间用途标准值kN/m21屋面0.702地面20.0四、结构选型1. 本工程为单层排架结构.丙类建筑,设计使用年限为50年2. 本工程结构的安全等级为二级, 结构重要性系数1.0，排架抗震等级为三级五、材料：1. 基础c20，柱混凝土强度等级c20，垫层混凝土强度等级c102. 钢筋采用HPB235级，HRB335,H

6、RB4003. 钢结构材料焊条：HPB235 钢材（E43XX） HRB335钢材（E50XX）3. 高强螺栓: 10.9S级,材质为20MnTiB,按摩擦型高强螺栓设计,在连接处构件接触面的处理方法为喷砂 (计算取值u=0.45). 连接副应分别符合 GB/T12281231-91 GB/T36323633-1995六、地基与基础1. 基坑回填:基础外1000mm范围内2:8灰土夯填,其余素土夯填. 回填土应分层夯实,压实系数0.94.2. 结构施工中应及时对地基沉降进行观测,观测点的设置应符合施工规范及建筑变形测量规程3. 基槽开挖后应及时组织有关人员验槽，基础施工完后应及时回填,不得长期

7、暴露,须先将槽内杂物清除干净, 再用具有最优含水率的土分层回填夯实至设计标高,回填土的干容重不小于15.5kN/m34 . 地基基础设计等级为丙级七、构造要求1. 受力钢筋的混凝土保护层(mm)环境类别板梁柱基础C20C25 C 45C20C25 C 45C20C25 C 45有垫层无垫层一201530253030二a2030304070b25353540702. 混凝土耐久性基本要求环境类别最大水灰比最小水泥用量kg/m3最低混凝土强度等级最大氯离子含量%最大碱含量kg/m3一0.65225C201.0不限制二a0.60250C250.30.3b0.55275C300.20.33. 钢筋的锚

8、固长度la见下表 ,且在任何情况下锚固长度不得小于250mm.C20C25C30C35HPB235钢筋33d29d26d23dHPB335钢筋41d35d32d29d基础设计说明：1. 本工程 0.000 相当于绝对标高40.900,基础设计等级为丙级.2. 本工程根据中盐勘察设计院提供的地质勘察报告进行设计，基础采用洛阳铲挖孔灌注桩, 以强风化泥质粉砂岩为持力层,桩端端阻力特征值为3200kPa，单桩竖向承载力特征值为180kN要求桩端进入持力层深度应不小于2倍桩径。且桩长不小于10m,相邻桩底高差要求不大于桩净距的1/2。桩达到龄期后须按工程验收规范进行桩基检测。3. 基础材料: 混凝土;

9、垫层为C10,桩.承台.承台梁为C25.钢筋: 为HPB235级,为HRB335级,为HRB400级. 保护层厚:桩为40.承台底为50，承台顶面及侧面为40，基础梁为30。柱为30。砌体:烧结普通砖,标号为MU10;砂浆为水泥砂浆,标号为M10.4. 承台梁施工应在基桩验收合格后进行。承台梁或板的垫层施工前，必须夯实承台下虚土，凿掉桩顶松散混凝土。若桩低于设计标高，须将桩接长，待混凝土达到设计强度后方可施工垫层。JL的钢筋应锚入承台内不小于锚固长度5. 桩基础施工必须满足建筑桩基础技术施工规范JGJ94-94，桩长根据持力层与最终贯入度双控.6. 基础施工应参照建筑、水、电等专业图要求做好预

10、留预埋。7. 其余未尽事宜按国家现行有关施工规范,规程施工。8. 柱与基础大样图 柱尺寸图 基础大样图潇 湘 职 业 学 院毕 业 设 计 （论 文）鉴 定 登 记 表城建 系 土木工程 专业大08 级 土木工程 班课题名称：单层厂房结构设计学 号： 2008102040104姓 名：王璜指导老师：李江弘2010年11月20日毕业设计（论文）简况单层厂房结构设计The structural design of monolayer workshop姓名：王璜 指导老师：李江弘 学号：2008102040104【摘 要】：钢筋混凝土单层厂房结构形式常常采用排架结构。排架结构由屋架或屋面梁、柱和基础

11、组成。从结构上讲，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。由于产品较重且外形尺寸较大。因此作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。在单层厂房结构设计中，屋面板、屋架或屋面梁、吊车梁、连系梁、柱及基础等组成构件都有相应的标准图或通用图供设计时选用。但柱和基础往往需要根据工程的实际情况进行设计计算。因此，厂房结构选型之后，结构设计的主要工作是：(1) 进行结构布置。(2) 根据结构平面布置图及荷载情况画出计算简图。(3) 分析排架内力。(4) 计算柱和基础配筋。(5) 绘出单层厂房柱及牛腿的

12、配筋图。关键词：内力组合；偏心受压；钢筋；混凝土The structural design of monolayer workshopAbstract：The structure form of factory building for single floor of reinforced concrete often use a bent structure. The bent structure is composed by he roof truss structure or roof beams, columns and foundation.From the structural s

13、ense, it is required an adequate carrying capacity for the structure of factory building for single floor. For the heavier products and larger form factors, the role in the single-floor structure of the load plants, factories and high-span are often relatively large, and it often has the role of the

14、 load from the cable car, power equipment. Therefore, it is required the single-floor structure of factory building have enough capacity. In the single-floor structure of factory building design, there are have corresponding plans or universal standards for the design of choice plans for the roof sl

15、ab, roof trusses or roof beams, crane beam, connected beams, columns and foundation, and other components. But, the columns and foundation works must design and calculate according to the actual situation of the project. So, the major structural design work after the selection of plants is:(1) Arran

16、ge the structural.(2) Draw the calculation sketch according to the layout plan drawing and the load conditions of structural.(3) Analyze the internal forces of the bent.(4) Calculate and dispose reinforced bar of the columns and foundation. (5) Draw the reinforcement drawings of the columns and corb

17、els of the single-floor factory building.Keywords: Combination of internal forces；concrete；Eccentric compression；Reinforced完成毕业设计（论文）的学生（签字）王璜2010年11月20日指 导 教 师 意 见指导教师（签名） 年 月 日毕 业 设 计 （ 论 文 ） 成 绩 评 定评委综合评分签名 毕业设计（论文）成绩评定小组负责人签名 年 月 日 系 部 评 定 意 见 系部负责人签字（公章）： 年 月 日教 务 处 评 定 意 见 （公章）： 年 月 日目 录 摘要 关键

18、词 一 建筑设计(一)工程概况(二)建筑处理二 结构设计 (一)单位说明(二)设计条件（三）设计中采用的活荷载标准值（四）结构选型（五）材料（六）地基与基础（七）构造要求三 基础设计（一）基础设计的基本要求（二）柱与基础大样图四 结构选型及柱截面尺寸的确定（一）结构选型（二）计算简图五 荷载计算（一）恒荷载（二）活荷载六 内力计算（一）恒荷载作用下（二）屋面活荷载作用下（三）吊车荷载（四）风荷载作用下排架内力（五）最不利荷载组合七 排架柱设计（一）柱截面配筋计算（二）牛腿设计八 绘制建筑施工图九 总结十 参考文献【摘 要】：钢筋混凝土单层厂房结构形式常常采用排架结构。排架结构由屋架或屋面梁、柱

19、和基础组成。从结构上讲，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。由于产品较重且外形尺寸较大。因此作用在单层厂房结构上的荷载、厂房的跨度和高度都往往比较大，并且常受到来自吊车、动力机械设备的荷载的作用，要求单层厂房的结构构件要有足够的承载能力。在单层厂房结构设计中，屋面板、屋架或屋面梁、吊车梁、连系梁、柱及基础等组成构件都有相应的标准图或通用图供设计时选用。但柱和基础往往需要根据工程的实际情况进行设计计算。因此，厂房结构选型之后，结构设计的主要工作是：(1) 进行结构布置。(2) 根据结构平面布置图及荷载情况画出计算简图。(3) 分析排架内力。(4) 计算柱和基础配筋。(5) 绘出单层厂房柱及

20、牛腿的配筋图。关键词：内力组合；偏心受压；钢筋；混凝土一建筑设计（一）工程概况：本工程为长沙市华东机电标准件厂加工，总建筑面积31191.m2；建筑高度8.60m，层数为一层，设计使用年限为50年；本工程火灾危险性类别为丙类，建筑物耐火等级为三级。（二）建筑处理：1墙体：厂房240砖墙，Mu10烧结多孔砖M5水泥砂浆砌筑。2门窗1）门：采用彩板推拉门。2）窗：采用铝合金窗。门窗形式及数量详见数量表。3）地面：采用200厚c30砼。分割缝 5m6m3屋顶1）防水等级级2）屋面收边板女儿墙上封边板为灰色平彩板3）屋面采用有组织排水，屋面坡度1/10，天沟排水坡度5；雨水管采用110PVC水落管。4

21、. 其他1）图中尺寸除标高以米为单位其余尺寸均以毫米为单位。2）本工程单体室内标高0.000由甲方与规划部门确定。3）底层墙身在地面下-0.060处用1：2水泥砂浆掺5防水剂做20厚防潮层一道。4）油漆：所有外露铁件均去锈后红丹打底一遍，银粉漆二道罩面，详05ZJ001 涂17；所有木构件表面：05ZJ001 涂11.5）散水坡不超过25m长设一道20宽伸缩缝，且散水坡与墙面之间设20宽缝，此缝与伸缩缝内均灌热沥青玛蹄脂。6）本工程单体室内标高0.000由甲方与规划部门确定。7）外墙全部水平凸线不做窗楣线的窗顶部需做滴水线。8）预留各种孔洞避免事后打凿。9）室内地沟和孔洞的设计根据设备机组自身

22、要求配合土建另行设计；墙上风机孔洞位置及尺寸配合暖通专业施工。10）图中未详尽之处，须严格按照国家现行工程施工及验收规范执行。二结构设计（一）单位说明： 本工程图中尺寸以毫米为单位 标高以米为单位。+0.000相当于绝对值标高（二）设计条件：1. 基本风压0.35KN/m ，地面粗糙度类别 B类。2. 基本雪压0.45KN/m。3. 抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度值为0.15g，第一组。4. 5t吊车。（三）设计中采用的活荷载标准值：序号房间用途标准值kN/m21屋面0.702地面20.0（四）结构选型：1. 本工程为单层排架结构.丙类建筑,设计使用年限为50年2. 本工程结构的安全等级

23、为二级, 结构重要性系数1.0，排架抗震等级为三级（五）材料：1. 基础c20，柱混凝土强度等级c20，垫层混凝土强度等级c102. 钢筋采用HPB235级，HRB335,HRB4003. 钢结构材料焊条：HPB235 钢材（E43XX） HRB335钢材（E50XX）4. 高强螺栓: 10.9S级,材质为20MnTiB,按摩擦型高强螺栓设计,在连接处构件接触面的处理方法为喷砂 (计算取值u=0.45). 连接副应分别符合 GB/T12281231-91 GB/T36323633-1995（六）地基与基础：1. 基坑回填:基础外1000mm范围内2:8灰土夯填,其余素土夯填. 回填土应分层夯实

24、,压实系数0.94.2. 结构施工中应及时对地基沉降进行观测,观测点的设置应符合施工规范及建筑变形测量规程3. 基槽开挖后应及时组织有关人员验槽，基础施工完后应及时回填,不得长期暴露,须先将槽内杂物清除干净, 再用具有最优含水率的土分层回填夯实至设计标高,回填土的干容重不小于15.5kN/m34 . 地基基础设计等级为丙级（七）构造要求：1. 受力钢筋的混凝土保护层(mm)环境类别板梁柱基础C20C25 C 45C20C25 C 45C20C25 C 45有垫层无垫层一201530253030二a2030304070b2535354070 2. 混凝土耐久性基本要求环境类别最大水灰比最小水泥用

25、量kg/m3最低混凝土强度等级最大氯离子含量%最大碱含量kg/m3一0.65225C201.0不限制二a0.60250C250.30.3b0.55275C300.20.33. 钢筋的锚固长度la见下表 ,且在任何情况下锚固长度不得小于250mm.C20C25C30C35HPB235钢筋33d29d26d23dHPB335钢筋41d35d32d29d三基础设计（一）基础设计的基本要求：1. 本工程 0.000 相当于绝对标高40.900,基础设计等级为丙级.2. 本工程根据中盐勘察设计院提供的地质勘察报告进行设计，基础采用洛阳铲挖孔灌注桩, 以强风化泥质粉砂岩为持力层,桩端端阻力特征值为3200

26、kPa，单桩竖向承载力特征值为180kN要求桩端进入持力层深度应不小于2倍桩径。且桩长不小于10m,相邻桩底高差要求不大于桩净距的1/2。桩达到龄期后须按工程验收规范进行桩基检测。3. 基础材料: 混凝土;垫层为C10,桩.承台.承台梁为C25.钢筋: 为HPB235级,为HRB335级,为HRB400级. 保护层厚:桩为40.承台底为50，承台顶面及侧面为40，基础梁为30。柱为30。砌体:烧结普通砖,标号为MU10;砂浆为水泥砂浆,标号为M10.4. 承台梁施工应在基桩验收合格后进行。承台梁或板的垫层施工前，必须夯实承台下虚土，凿掉桩顶松散混凝土。若桩低于设计标高，须将桩接长，待混凝土达到

27、设计强度后方可施工垫层。JL的钢筋应锚入承台内不小于锚固长度5. 桩基础施工必须满足建筑桩基础技术施工规范JGJ94-94，桩长根据持力层与最终贯入度双控.6. 基础施工应参照建筑、水、电等专业图要求做好预留预埋。7. 其余未尽事宜按国家现行有关施工规范,规程施工。（二）柱与基础大样图： 柱尺寸图 基础大样图四 结构选型及柱截面尺寸的确定（一）结构选型：1屋面板采用石棉瓦屋面板，板重标准值为0.18kN/2屋架采用木屋架，屋架自重标准值为0.07+0.007LkN/3吊车梁截面尺寸如图1.1： 图1.1 吊车梁截面尺寸图 （二）计算简图：1计算上、下柱高及柱总高上柱高：=2.1m柱总高=柱顶标

28、高+室内外高差+0.5=8.6+0.2+0.5=9.3下柱高=柱总高 上柱高=9.3-2.1=7.22. 柱截面尺寸 上柱采用矩形截面: 400mm400mm 面积：= 下柱采用矩形截面: 400mm700mm 面积：=3上、下柱截面惯性矩 上柱：=2.1310 mm 下柱：=1.1410 mm五 荷载计算（一）恒荷载：1. 屋顶自重：=1.20.5620(0.18+0.07+0.00720)=28.08 kN = -150= -150=50mm2. 柱自重：上柱：=1.2250.40.42.1=10.08kN =+=-=150mm 下柱：=1.2250.40.77.2=60.48 kN =0

29、3.吊车梁及轨道自重： =1.2(23.04+0.86)=33.4 kN =750-=750-=400mm(二) 活荷载：1. 屋面活荷载 屋面活荷载标准值为0.7Kn/,雪压荷载标准值为0.45kN/，后者小于前者，故仅按前者计算。 =1.40.7柱距=1.40.76=58.8 kN =-150=-150=50mm2. 吊车荷载 每跨设5t的吊车一台，中级工作制，吊车的主要参数如下： 轮距k=4m,大车宽B=5.15m，小车重g=21Kn 最大轮压P=85kN,最小轮压P=35kN 吊车垂直荷载 =1.01.485(1.000+0.333) =158.63kN (作用位置同) =D=158.

30、63=65.32kN 作用于每个轮子上的吊车水平制动力设计值由于额定起重机10t，取=12%= =0.12(50+21) 图1.2 影响线图=2.1kN 则：=1.4 =1.42.1(1.000+0.333) =3.92 kN3. 风荷载 该地区基本风压值: kN/ 根据该地区地面粗糙度为B类和柱顶标高为8.6m，檐口标高为8.6m,查下表得，的计算如图。表1 风压高度变化系数高地面或海面高度 (m)地面粗糙度类别ABCD511710074062101381007406215152114074062集中风荷载为： 柱顶以下水平均匀荷载设计值为q: kN kN 图 1.3 的计算简图.六.内力计

31、算(一)恒荷载作用下：1.在作用下： =28.080.05=1.40kNm(向左) =28.080.15=4.21 kNm (向左) n=0.186 =0.2262.在作用下： =10.080.15=1.51 kNm (向左)3. 在作用下： =33.40.4=13.36 kNm (向右)4计算在恒载作用下不动铰支座支承的柱顶反力： = kNm （向左） kNm （向右） kN图1.4 恒载作用下的计算简图及内力图 （a）恒载的作用 ； （b）M图（kNm）； （c）N图（kN） 相应的计算简图及内力图如图1.5所示 图1.5 恒载作用下的计算简图及内力图 （a）横载的作用 ； （b）M图（k

32、Nm）； （c）N图（kN） (二)屋面活荷载作用下：对于单跨排架，与一样为对称荷载，且作用位置相同，但数值大小不同，故由的内力计算过程可得到的内力计算数值： kNm （向左） kNm（向左）由前计算知： kN (向右)相应的计算简图及内力图如图1.5所示。图1.6 作用下计算简图及内力图 （a）的作用； （b）M图（kNm）； （c）N图（kN）(三)吊车荷载：1.吊车竖向荷载作用 作用于A柱，作用于B柱，其内力为： kNm kNm厂房总长72.68m,跨度为20m ,吊车起重量为5t,则查下表得有檀条屋盖的单跨厂空间作用分配系数u=0.85. kN （向左） kN （向右） 相应的计算简图

33、及内力图如图1.7所示图1.7 作用下计算简图及内力图作用于A柱时，由于结构对称，故只需A柱与B柱的内力对换，并注意内力对换即可。2.吊车横向荷载作用 当向左时，AB柱的柱顶剪力按推导公式计算：，利用内插法求得。另有=3.92,u=0.85,则有： kN （向右）相应的计算简图及内力图如图1.7所示。当向右时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。图1.8 作用下计算简图及内力图（a）的作用； （b）M图（kNm）； （c）V图（kN）(四)风荷载作用下排架内力：1.左来风情况 先求柱顶反力系数，当风荷载沿柱高均匀分布时，有：对于单跨排架，AB柱顶剪力分别为：kN

34、（向左） kN（向右）相应的计算简图及内力图如图1.8所示。 图1.9 风荷载作用计算简图及内力图（a）风荷载的作用； （b）M图（kNm）2.右来风情况在这种情况下，荷载方向相反，鼓弯矩图也与左来风情况相反。(五)最不利荷载组合：表2 排架柱内力组合表柱号截面荷载项目内力恒荷载屋面活荷载吊车荷载风荷载,Q1在A柱在A柱左风右风A柱1-1M(kNm)0.2340.92-14.55-12.831.453.35-7.63N(kN)38.1658.8000002-2M-3.978-7.9048.9013.301.453.35-7.63N71.5658.8158.6365.320003-3M13.22

35、5.35-1.00-30.6926.5893.53-83.01N132.0458.8158.6365.32000V0.781.84-6.93-6.113.4920.99-15.76柱号截面 荷载项目内力内力组合及M、N及M、N及N、V及N、V项目组合值项目组合值项目组合值项目组合值A柱1-1M(kNm)+0.9(+)4.08+0.9(+)-18.42+0.9(+)-9.18+3.58N(kN)91.0838.1691.0838.162-2M(kNm)+0.9(+)44.35+0.9(+)-17.20+0.9(+)34.14+0.628N(kN)214.33124.48267.2571.563-3M(kNm)+0.9(+)127.03+0.9(+)-65.19+0.9(+)41.06+106.75N(kN)327.73190.83327.73132.04V(kN)18.23-15.76