混泥土单层厂房设计.doc

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1、课程设计说明书（论文）1. 设计资料（1） 某金工车间，单跨无天窗厂房，跨度为，柱距为，车间总长度，中间设置一道温度缝；厂房的横剖面图如下图所示。（2） 车间内设有两台起重量分别为的中级工作制吊车，吊车的规定标高为。（3） 建筑地点：哈尔滨 （4） 地基：地基持力层为e及I均小于0.85的粘性土，地基承载力特征值为。（5） 材料：混凝土强度等级用；纵向钢筋采用级，箍筋采用级。2. 选用结构型式（1） 屋面板采用92G410（一），屋面板自重标准值（包括灌缝在内）为。（2） 屋架采用G415（一）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度，端部高度，跨中高度，自重标准值。（3） 吊车梁采用96G425预应

2、力混凝土吊车梁，高度为，自重；轨道与垫层垫板总高为，自重。3. 柱的各部分尺寸及集合参数厂房计算简图及柱截面尺寸上柱（）（1） 下柱（）， 4. 荷载计算4.1. 恒荷载（1） 屋盖自重SBS防水层水泥砂浆找平层水泥珍珠岩制品保温层隔汽层水泥砂浆找平层大型预应力屋面板（包括灌缝重）屋架则作用屋架一段作用于柱顶的自重（2） 柱自重上柱： 下柱：+（3） 吊车梁及轨道自重4.2. 屋面活荷载由荷载规范查得屋面雪荷载标准值为4.3. 风荷载由荷载规范查得绥芬河地区基本风压为风压高度变化系数（按B类底面粗糙度取）为柱顶按，檐口处按，对屋顶按，风载标准值为：则作用于排架上的风荷载设计值为风荷载作用下的计

3、算简图如图4-1。4.4. 吊车荷载查表得，则根据支座反力影响线如图4-3求出作用于柱上的吊车竖向荷载为作用于每一轮子上的吊车横向水平刹车力则两台吊车作用于排架柱顶上的吊车横向水平荷载为5. 内力计算5.1. 恒荷载（1） 屋盖自重作用因为屋盖自重是对称荷载，排架无侧移，故按柱顶为不动铰支座计算。由厂房计算简图及柱截面尺寸图5-1取用计算截面图，根据，查表得，则得计算时对弯矩和剪力的符号规定为：弯矩图在受拉一边；剪力对杆端而言，顺时针方向为正（），剪力图可绘在杆件的任意一侧，但必须注明正负号，亦即取结构力学的符号。这样，由屋盖自重对柱产生的内力如图5-2（a）： （2） 柱及吊车梁自重作用由于

4、在安装柱子时尚未吊装屋架，此时柱顶之间无连系，没有形成排架，故不产生柱顶反力；因吊车梁自重作用点距离柱外边缘不少于，则得内力如图5-2（b）5.2. 屋面活荷载作用因屋面活荷载与屋盖自重对柱的作用点相同，故可将屋盖自重的内力乘以下列系数，即得屋面活荷载内力分布图5-2（c）以及其轴向压力及剪力为5.3. 风荷载作用为计算方便，可将风荷载分解为对称及反对称两组荷载。如图5-3，在对称荷载作用下，排架无侧移，则可按上端为不动铰支座进行计算；在反对称荷载作用下，横梁内力等于零，则可按单根悬臂柱进行计算。柱作用正风压当柱顶作用几种风荷载时，当墙面作用均布风荷载时，查表得，则得当正风压力作用在柱时横梁内

5、反力则柱的内力如图5-4（a） 当负风压力作用在柱时，则柱的内力如5-4（b）5.4. 吊车荷载（1） 当值作用于柱 如图5-6（a）根据，查表得。吊车轮压与下柱中心线距离按构造要求取，则得排架柱上端为不动铰支座时的反力值为：故再将值反向作用于排架柱顶，按剪力分配进行计算。计算简图如图5-5，由于结构对称，故各柱剪力分配系数相等，即各柱的分配剪力为最后各柱顶总剪力为则柱的内力如（2） 当值作用于柱，内力图如5-6（b）（3） 当值自左向右作用时由于值同向作用在、柱上，因此排架的横梁内力为零，计算简图如图5-7（a）则得柱的内力如图5-7（b）（4） 当值自右向左作用时其内力值与当值自左向右作用

6、时相同，但方向相反。6. 内力组合表格 1柱在各种荷载作用下内力汇总表荷载种类恒荷载活荷载风荷载吊车荷载左风右风荷载编号-8.971.7447.83-64.82-31.03-31.0316.26-16.26231.7841.627.481.2434.16-46.30-22.16-22.1611.61-11.61193.1529.73-22.62-6.5847.83-64.82114.848.5016.26-16.26273.9841.62416.77112.93-18.85-4.7034.16-46.3082.036.0711.61-11.61228.3229.73297.6980.66-32

7、.194.05479.15-434.2628.47-77.88166.56-166.56327.3741.61416.77112.935.481.0664.94-50.75-8.62-8.6215.0-15.026.832.89342.25-310.1920.14-55.63118.97-118.97272.8129.72297.6980.664.570.7646.39-36.25-6.16-6.1610.7110.71注：（1）内力的单位是，轴力的单位是，剪力的单位是；（2）表中弯矩和剪力符号对杆端以顺时针为正，轴向力以压为正；（3）表中第1项恒荷载包括屋盖自重、柱自重、吊车梁及轨道自重；（

8、4）组合时第3项与第4项、第5项与第6项、第7项与第八项二者不能同时组合；（5）有作用时候必须有同时作用。表格 2柱承载力极限状态荷载效应的基本组合组合荷载组合内力名称-由可变荷载效应控制的组合（简化规则）+0.9(+)+0.9(+)+0.9(+)53.58269.24138.42649.07642.60739.9170.62+0.9(+)+0.9(+)+0.9(+)-91.93231.78-101.51311.44-578.64429.01-61.45+0.9(+)+0.9(+)+0.9(+)53.58269.24132.50686.53642.60739.9170.622+0.9(+)+0

9、.9（+）+0.9（+）-91.93231.78-87.94375.62-578.64429.01-61.45注：由永久荷载效应控制的组合：其组合不是最不利，计算从略。表格 3柱正常使用极限状态荷载效应的标准组合组合荷载组合内力名称-由可变荷载效应控制的组合（简化规则）值：活：0.7风：0.6吊车：0.7+0.7+0.6+0.7+0.7(+)42.5213.9691.80526.01468.62502.0054.68+0.7(+)+0.7(+)+0.7(+)-62.46193.15-76.57249.13406.28591.3034.27+0.7+0.6+0.7（+）+0.6+0.7(+)42

10、.51213.9688.51564.82337.82591.3034.27+0.7(+)+0.7（+）+0.7（+）-62.46193.15-69.03284.78406.28329.27-43.49注：对准永久组合计算，其值要小于标准组合时的相应对应计算值，故在表中从略。7. 柱子设计7.1. 上、下柱配筋计算上柱：选取两组最不利的内力 ，（1） 先按，计算，需考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，其偏心距为，故取又，故取按大偏心计算则 取取628（2） 再先按，计算，故取又，故取则取最小配筋综合两组计算结果，最后上柱钢筋截面面积每侧选用（）下柱：选取两组最不利的内力，（1） 先按，计算，

11、需考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，其偏心距为取又，故取则先按大偏心情况计算受压区高度，并假定中和轴通过翼缘，则有（2） 再先按，计算取，则先按大偏心情况计算受压区高度，并假定中和轴通过翼缘，则有中和轴腹板内，则综合两组计算结果，最后下柱钢筋截面面积每侧选用（，）7.2. 柱裂缝宽度验算（1） 上柱取一组荷载效应组合内力值：，进行裂缝宽度验算。因，故取则取 按荷载标准组合计算的纵向受拉钢筋应力裂缝间钢筋应变不均匀系数为则偏心受压构件在纵向受拉钢筋截面中心处，混凝土侧表面的最大裂缝宽度为满足要求。（2） 下柱取一组荷载效应组合内力值：，进行裂缝宽度验算。因，故取则按荷载标准组合计算的纵向受

12、拉钢筋应力裂缝间钢筋应变不均匀系数为则偏心受压构件在纵向受拉钢筋截面中心处，混凝土侧表面的最大裂缝宽度为满足要求。7.3. 牛腿设计（1） 荷载计算共计=332.89KN（2）截面尺寸验算（如图7-2） ， 满足要求。（3） 配筋计算：纵筋：由于该牛腿可按构造配筋 取4 14（）箍筋选用8100mm。则在上部处实配箍筋面积为符合要求。7.4. 运输、吊装阶段验算（1） 荷载计算上柱矩形截面面积下柱矩形截面面积下柱工字形截面面积上柱线荷载 下柱平均线荷载牛腿部分线荷载（2） 弯矩计算，则得，求跨最大弯矩，先求反力由故跨最大弯矩为令故最不利截面为AB和C截面（3） 配筋验算对截面荷载分享系数为，动

13、力系数为，对一般建筑物，构件的重要性系数取，则其弯矩设计值为受拉钢筋截面面积（为偏于安全，下柱取工形截面计算），查表得，原配，安全。对跨中截面其弯矩设计值为受拉钢筋截面面积，查表得， 原配，安全。(4) .裂缝宽度验算 对C截面 .满足要求。 对AB截面 .满足要求。8. 基础设计8.1. 荷载按地基规范规定，对地基承载力特征值为，单跨厂房的跨度，吊车起重量不超过的丙级建筑物，设计时可不做地基变形验算。当地基按承载力确定基础底面面积时，应按荷载效应标准值进行计算。这样，选取以下两组控制内力进行基础底面计算：，初步估算基础底面尺寸为，取基础高度，基础埋深为，则基础自重和土重（取基础与土的平均自重

14、为）由基础梁传至基础顶面的外墙重8.2. 地基承载力验算查表得，取基础底面以上土的平均自重，则修正后的地基承载力特征值。（1） 按第一组荷载验算，其基础底面荷载效应标准值为（2） 按第二组荷载验算，其基础底面荷载效应标准值为满足要求。8.3. 基础抗冲切验算从表2中取一组（其产生的较大者）荷载效应设计值，进行抗冲切验算，即取其基础底面的相应荷载效应设计值为： 基础自重（不考虑）外墙传至基础顶面重 1. 柱根处冲切面冲切验算如图8-1（a），取2.0m 其冲切荷载计算值 则冲切承载力按下式计算 。满足要求。2. 变阶处冲切面抗冲切验算如图8-1（b） 其冲切荷载计算值 则冲切承载力按下事计算 满足要求。 8.4. 基础配筋计算基础长边方向配筋按第一组荷载计算（最不利）基础底面净反力则得到其截面相应弯矩相应于-、-截面的配筋为选，基础短边方向配筋按第二组荷载计算（最不利）：基础底边净反力为按计算 ， 22