单层单跨厂房排架结构设计.doc

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1、钢筋混凝土课程设计任务书设计题目：*厂装配车间设计期限： 二周实用专业： 建筑工程学生班级： 学生姓名： 学号： 武汉科技大学城市建设学院2010年12月 单层单跨厂房排架结构设计一设计内容和条件某厂装配车间，该车间为单跨厂房，柱距距为6米，厂房纵向长度为96米，跨度为27米，15/3t中级工作制吊车二台，牛腿面标高9.00米，柱顶标高为13米。设计条件1屋面活荷载：,不考虑积灰荷载，雪荷载2基本风压: 3屋面做法 三毡四油：20mm水泥砂浆找平层 合计 屋面活荷载： 屋面板采用G410标准图集m预应力混泥土屋面板（卷材防水） 允许外荷载： （板自重： 灌缝重：）大型屋面板（包括填缝 屋架：屋

2、架自重 则4采用370mm厚烧结粘土空心砖（重度）吊车梁以上设高侧窗，洞口尺寸为m，吊车梁以下设低侧窗，洞口尺寸m，圈梁设在柱顶处。5排架柱：混泥土C30 钢筋：纵向受力钢筋HRB400级 箍筋：HPB235级 柱下独立基础：混泥土：C20，钢筋：HRB335级6吊车：Q15/3t桥式吊车 中级工作制 吊车梁：先张法预应力混泥土吊车梁，自重 轨道及联结重量 桥跨： 桥宽： 轮距： 小车重： 最大轮压： 最小轮压：7柱高：柱顶H=13m 檐口=15.1m 屋顶=17.35m二荷载及内力计算1柱截面尺寸的确定 Q在1520t之间：，由于是单跨结构，结构形式对称，因此A、B柱截面尺寸相同。 A柱：上

3、柱：（mm） 下柱：mm2荷载计算永久荷载A屋面板及每跨屋架传给每个柱子的荷载标准值 荷载设计值：B柱自重A、 B柱：上柱： 下柱： 则： C吊车梁自重：永久荷载作用如图： 可变荷载屋面活荷载,不考虑积灰荷载，雪荷载,不同时考虑可变荷载与雪荷载，取其中的大值，作用于每跨屋面下的柱可变荷载为：可变荷载作用如图：吊车荷载已知 则：查表知 风荷载 由已知条件可知：基本风压，风压高度变化系数按B类地面（城市郊区） 其中：为1.0由建筑结构荷载规范B类地面查10m处 15m处 20m处 中间值按插值法求得，因此可得：柱顶：H=13m 则檐口：H=15.1 则屋顶：H=17.35 则 风荷载体形系数如下：

4、风荷载标准值： 作用在排架上的风荷载为：作用在柱顶的集中荷载即将柱顶以上风荷载算作集中力作用柱顶，按房屋檐口标高Z=15.1m处计 风荷载作用示意图如下：3内力计算：刚度：A、B柱： 永久荷载作用永久荷载作用包括物价自重、上柱自重、吊车梁自重等。永久荷载作用示意图如下：在永久荷载作用下排架的内力如图： A、 B柱： 由 （）可变荷载作用可变荷载作用简化作用于柱顶如图，可变荷载作用下排架内力图如下 查表得 （）吊车竖向荷载： 当作用在A柱，作用在B柱时，吊车竖向荷载作用见图如下：在吊车竖向荷载作用下内力如图; A、 B柱： （） （） （）由于A、B柱 剪力分配系数各柱上的剪力分配值： （） （

5、）在吊车竖向荷载作用下的内力图如下：当作用在A柱，作用在B柱上时，吊车荷载作用见图及在吊车竖向荷载作用下的内力图如下：内力图：水平刹车力作用下水平刹车力：作用于牛腿顶面1.4米处，当刹车力向右时，作用见图如下内力图如下由于同向作用在A、B柱上，因此排架的横向内力为零，剪力 同理得当刹车力向左时排架的受力简图 和内力图如下风荷载的作用将柱顶以上风荷载作集中力作用于柱顶，柱上的风荷载看做是水平均布荷载。当左风作用时作用简图如下：A、 B柱： 在风荷载作用下的内力图当右风作用时作用简图及内力图如下：A柱在各种荷载作用下的内力见表：- 27 -柱号及正向内力荷载种类恒荷载可变荷载吊车竖向作用吊车水平作

6、用风荷载在A在B向右向左左来风右来风编号12345678内力图控制截面-8.4352.925-37.76-37.7610.16-10.1632.52-20.84317.756.7-31.375-8.415128.46913.2510.16-10.1632.52-20.84385.556.7474.94145.75-21.1854.54543.509-43.50973.38-73.38275.93-152.56471.956.7474.94145.75-5.841.44-9.44-9.447.056-7.05640.1411.26柱的内力组合：截面内力及相应的N、V及相应的N、V及相应的M、V及

7、相应的M、V组合项数值组合项数值组合项数值组合项数值-1+0.9（2+7）40.341+0.9（3+6+8）-53.451+0.9（2+7）40.341+0.9（3+6+8）368.73317.7368.73-1+0.9（3+5+7）122.661+0.9（2+8）-57.71+0.9（2+3+5+7）115.091+0.9（2+8）812.95436.53863.98-1+0.9（2+3+5+7）378.811+0.9（4+6+8）-221.321+0.9（2+3+5+7）378.811+0.9（4+6+8）950.38603.08950.3841.121.1341.121.13柱的截面设计

8、：1选取控制截面的大偏心受压界限破坏时的轴力为： 上柱：KN 下柱：KN经比较A柱的所有N1取13.61取12.41取13.791取10.950.95111.761.521.611.17108108228228/227286686461671263261012143471195235实配钢筋(mm )422422422422 12511251125112510.39%0.2%0.39%0.2%0.39%0.2%0.39%0.2%0.78%0.6%0.78%0.6%0.78%0.6%0.78%0.6%即上柱：422 下柱：4223箍筋的配置因柱底剪力较小： 若剪跨比=3 则; 远大于柱底的剪力值

9、（还没有考虑轴向压力对斜截面的有利影响），所以排架柱的箍筋按构造配置为10200，柱箍筋加密区取为101004牛腿的设计 牛腿几何尺寸的确定牛腿截面宽度与柱宽度相等为400mm，若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离，吊车梁端部宽为340mm,吊车梁轴线到柱外侧的距离为750mm则牛腿面的长度为600mm，牛腿外缘高度为500mm，牛腿的截面高度为700mm，牛腿的几何尺寸及配筋示意图如下： 牛腿高度验算 作用于牛腿顶部按荷载标准组合计算的竖向力值; 牛腿顶部按荷载标准组合计算水平拉力值; 牛腿截面有效高度： 竖向力作用点位于下柱截面内，a=0 满足要求 牛腿的配筋 由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内

10、，故该牛腿可按构造要求配筋，纵向钢筋取416，箍筋取8100。 牛腿局部受压验算 ，满足要求 牛腿纵向受压钢筋的计算 因为，取 取416,804mm 取0.2% 0.2%满足要求。裂缝宽度验算： 从弯矩图上可以看出，只需对上柱处的裂缝宽度进行验算即可。 满足要求下柱验算： 受弯承载力验算 (裂缝不需要验算)柱的配筋图：基础设计： 由基础梁传至基础顶面的外墙重量的设计值为（厚墙容重取为）确定基础尺寸； 柱插入深 取 杯底厚度 选 杯口底垫层为50mm，则基础的高度即为1100mm，由于杯壁厚度，且大于基础梁宽，取。 基础底面尺寸 地基承载力设计值按下式计算 并由表查的 ，取土平均自重，则得 由的

11、一组荷载，按轴压基础初估其底面尺寸 因该基础为偏心受压，故取 底面选为矩形。则基础底面的， 基础及其上填土重 地基承载力验算：作用于基础底面的力矩及轴力设计值：第一组荷载： 第二组荷载：（顺时针）验算基地应力： 计算公式：；且满足：； 由前： 按上式计算公式的计算结果列于下表：荷载组别301.8554.39178.12216.5674.4145.48故按所设计的基础底面尺寸合适基础受冲切承载力验算 按第一组荷载验算（因改组荷载产生的基础底边净反力为最大）。此时，；则基础底边净反力为： 柱边冲切面承载力验算： 因 则冲切荷载设计值： 冲切投影面积： 抗冲切承载能力：故抗冲切承载力满足 变阶处冲切

12、承载力验算： 此时冲切破坏面与柱边破坏边重合，故可不验算基础底边净反力计算公式同前：,各组荷载作用下的结果列于下表，以上公式中，及见下图基础长边方向配筋取以上二组荷载中来计算荷载组别1895.21251.328154.5833.85123.73278.2330.771547.91251.328121.86479.0171.08192.9449.92荷载组别278.2330.77183.8213.11462.03491.34309192.9449.92138.37155.3331.31348.24242.86取以上两组荷载中来计算 则此时取第一组荷载值为 那么相应于-和-截面配筋 则钢筋选为:1614(14183)基础短边方向配筋取以上两组荷载中来计算 那么，相应于-和-截面的配筋为 则钢筋选为：2318（8170），