某鍛工車間單層單跨鋼筋混凝土廠房設(shè)計(jì)書(shū)

1、某鍛工車間單層單跨鋼筋混凝土廠房設(shè)計(jì)書(shū)第一章設(shè)計(jì)資料、設(shè)計(jì)題目某鍛工車間，根據(jù)工藝要求為一單層單跨鋼筋混凝土廠房，設(shè)有兩臺(tái)中級(jí)工作制 A5的軟鉤吊車，建筑平、剖面圖如圖 1、圖2。、設(shè)計(jì)題號(hào)縱墻上窗洞高：軌頂標(biāo)高9.3m以為1800mm 12m以上為2400mm基本風(fēng)壓為0.3kN/m2, 基本雪壓為0.25kN/m 2,屋面積灰荷載 0.5kN/m2。單層單跨工業(yè)廠房課程設(shè)計(jì)題號(hào)跨度L( m)1518吊車噸位Q (t)1016/3.220/51016/3.2軌頂標(biāo)高(m)9.0123459.3678910二、設(shè)計(jì)資料1、荷載：不上人屋面活荷載為20.5kN/ m2、材料:混凝土： C20,

2、C25, C30。鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB400箍筋采用HPB30O型鋼及預(yù)埋件采用 HRB4O0 HPB3003、建筑構(gòu)造:屋面：卷材防水屋面，其做法如下:兩氈三油防水層上鋪小石子:0.35kN/ m20mm厚水泥砂漿找平層:0.4kN/ m100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層:0.5kN/ m一氈兩油隔氣層:0.05kN/ m20mm厚水泥砂漿找平層:0.4kN/ m預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板:墻體：用240mm厚清水磚墻，鋼門(mén)窗。地面：室混凝土地面，室外高差150mm0.8 m為填土，填土下4、工程地質(zhì)及水文條件：由勘察報(bào)告提供的資料，天然地面下層3.5 m為粉質(zhì)粘土，地基承載力設(shè)計(jì)值f=2

3、00 kN/ m 2。地下水位很低，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地下水的影響。5、吊車數(shù)據(jù)，見(jiàn)表 2表2吊車數(shù)據(jù)起重量Q(t)跨度Lk (mr)最大輪 壓(kN)小車重 g(t )吊車 總重(t )吊車寬度 B(mr)大車輪距 K(mm軌頂至吊車頂 面距離H (mm軌道中 心至吊 車外緣 距離B( mm1013.51153.4611758404050187620016.51231919.512921598023016/3.213.51556.3262159554000209720016.51632319.51852760554100218720/513.51766.9772259554000209916.51

4、852419.520729605541002189第二章廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件及排架柱材料選用2.1廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況屋面做法兩氈二油防水層上鋪小石子:20mm水泥沙漿找平層：100mm珍珠巖保溫層：一氈二油隔氣層：20mm水泥沙漿找平層：合計(jì)：屋面活荷載：屋面外荷載：20.35kN/m20.4kN/m0.5kN/m220.05kN/m20.4kN/m2g1k =馮=1.7kN / m q1k =0.5kN/ m22g1k +q1k =1.7 + 0.5 =2.2kN / m屋面板采用G410()標(biāo)準(zhǔn)圖集：1.5m x 6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板(卷材防水)中間跨：YWB邊跨：YWB允許外荷載：板自重：

5、灌縫重：檐口板、嵌板2112IIS2.46kN /m2g2k =1.30kN/m2g3k =0.10kN/m2檐口板、嵌板采用G410 (二)標(biāo)準(zhǔn)圖集體。中間跨：YWB1邊跨：YWB1S允許外何載：2.50kN/m2板自重：1.65kN/m2灌縫重：0.10kN/m22.1.3屋架屋架采用G415()標(biāo)準(zhǔn)圖集的預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架(YW 24 1Ba)允許外荷載:4.00kN/m屋架自重：2g4k 60.5kN /m22.1.4 天溝板天溝板采用G410 (三)標(biāo)準(zhǔn)圖集。中間跨：TGB68中間跨左開(kāi)洞：TGB681b中間跨右開(kāi)洞：TGB681a端跨左開(kāi)洞：TGB681sb端跨右開(kāi)洞：TGB6

6、81sb允許荷載：3.55kN/m2構(gòu)件自重：1.90kN/m22.1.5 吊車梁吊車梁選用 G32(3 二)標(biāo)準(zhǔn)圖集 , 中級(jí)工作制備，兩臺(tái)起重量為 16t 的吊車 , Lk 13.5m選用吊車梁：中間跨：DL 9Z,邊跨DL 9B:構(gòu)件自重：g5k 50kN。吊車軌道聯(lián)接選用 G325標(biāo)準(zhǔn)圖集,中級(jí)吊車自重：g6k =0.8kN/m。2.2 排架柱材料選用(1) 混凝土：采用 C30( fc =14.3N /mm2, ftk =2.01N /mm2 )。(2) 鋼筋：縱向受力鋼筋采用 HRB400級(jí)(fy 360N/mm2, &0.52, Es 2 105N/mm2)。(3) 箍筋

7、：采用 HPB300級(jí)(fy 270N / mm2)。(4) 型鋼及預(yù)埋鐵板均采用 HRB400,HPB300。第三章 排架柱高與截面計(jì)算3.1 排架柱高計(jì)算由吊車資料表可查得：H= 2099mm軌頂墊塊咼為 200mm軌道咼為200mm牛腿頂面標(biāo)高 =軌頂標(biāo)高吊車梁軌頂墊塊高=9.000 1.200 0.200 =7.600m( 取 7.800m)柱頂標(biāo)高 =牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高+軌頂墊塊高+H+0.2007.800+1.200+0.200+2.099+0.200= 11.499m (取 11.700m)全柱高H =柱頂標(biāo)高基頂標(biāo)高=11.700 ( 0.500) = 12.200m下柱高

8、 比=全柱高上柱高= 12.200 3.900 = 8.300m實(shí)際軌頂標(biāo)高=牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高+軌頂墊塊高=9.200m則(9.2m 9.0m) - 9.0m= 0.022 v 0.2滿足要求。3.2排架截面尺寸計(jì)算截面尺寸需要滿足的條件為：h> Hk/11 x 0.95 = 820mm.b> Hl/20 = 415mm取柱截面尺寸為：上柱：(bx h)= 450 x 450mm下柱：(bx h)= 450x 850mm(如圖 3-1 )-U圖3-1上下柱截面圖第四章 排架柱上的荷載計(jì)算4.1屋蓋自重計(jì)算G1 =1.2 >（g1k+g2k+g3k）血距 x廠房跨度 +1

9、.2 Xg4k >0.52151.2 （1.70 1.30 0.10） 61.2 60.5 0.5 203.7kN （作用在柱頂）2e1 h上 /2-150450/2-1504.2柱自重計(jì)算75mm (與上柱中心線的偏心距)上柱：G2 =25 0.45 0.45 3.9 1.2 23.69kN （作用于上柱中心線） h hu 850 450 “c = u-200mm2 22 2下柱：G425 0.45 0.85 8.3 1.295.24kN （作用于下柱中心線）e4 = 0mm4.3吊車、吊車梁及軌道自重計(jì)算Ga=1.2 （g5k+g6k 柱距）1.2（50.0 0.8 6）65.76k

10、N（作用于牛腿頂）e, 750 h下/2 750 850/2 325mm （與下柱中心線偏心距 ）4.4屋面活荷載計(jì)算Q1 =1.4 M0.5 + 0.5） X廠房跨度 /2 XB1.463kN（作用位置同GJ4.5吊車荷載計(jì)算豎向 荷載：Pmax.k 176kN , Pm* 色一GkPmax k 34kN 2 .K 4000mm, B 5955mm, Qk 150kN, gk 69.77kN。根據(jù)B與K,由影響線（見(jiàn)圖4-1 ）圖4-1影響線圖可以求得y10.008y20.647y31.000y40.333由上求得Dmax：=0.9 YQPmax.k 糾0.9 1.41762.015446.

11、85kN（作用同 G3）Dmin= 0.9 Y Pmin .k 馬i0.9 1.4342.015 86.32kN（作用同 G3）吊車水平荷載為T(mén)ka（YoQ丫Ggk）2001.2 69.77）9.09kN則TmaxD maxkpnax.k23.08kN(作用于吊車梁頂面4.6風(fēng)荷載計(jì)算基本風(fēng)壓：300.3kN/m2風(fēng)壓高度變化系數(shù)卩z按B類地區(qū)考慮，根據(jù)柱頂標(biāo)高11.85m ,法得込1.05 ,對(duì)Fw按檐口標(biāo)高14.25m ,用插法得色1.115 , 蟲(chóng)10.8, Ms20-5 ,則q11.4蟲(chóng)血 sB1.4 0.8 1.050.3 62.12kN /mq21.4蟲(chóng)血 sB1.4 0.5 1.

12、050.3 61.32kN /m柱頂風(fēng)荷載集中力設(shè)計(jì)值：W 1.4 0.8 0.5 缶 3°Bh1-(0.6-0.5)缶8.205kN荷載規(guī)用插風(fēng)載體型系數(shù)1200210第五章力計(jì)算5.1 Gx作用力計(jì)算G1作用(排架無(wú)側(cè)移)M11 G1203.7 0.07515.278kN mM12 G1e2 203.7 0.20 40.74kN m由門(mén) 50.34000.1476,入 蟲(chóng) 竺 0.32 ,則:1l 2.03030H 12.22 131-入2(1-)C1-d 2.012 1X3(1-1)nM1115.278R11-G11-2.01H12.2冋時(shí)有31 -入2C31.1322311入

13、3(-1)n故M仆作用下不動(dòng)鉸承的柱頂反力為-2.52kN (J)故在m12作用下不動(dòng)鉸承的柱頂反力為氐 -C3M-1.132 4074 -3.8kN(-)H12.2故在和M 12共同作用下(即在 G作用下)不動(dòng)鉸支承的柱頂反力為Rj RnR12 -6.32kN (-)相應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖如圖5-1所示()圖5-1 恒荷載作用下的力(a)G勺作用;(b)M 圖(kN m); (c)N 圖(kN)5.1.2 G2、G3、G4作用計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖G2 23.69kN , G3 65.76kN, G4 95.24kN , e3 325mmM2 -G2e2-19.75 0.20-4.0kN m (-)M

14、3 G3e365.76 0.32521.372kN m ()相應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖如圖 5-2所示。7777圖5-2 G 2、G3、G4作用計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖(a) G2、G3、G4 作用;(b)M 圖(kN m); (c)N 圖(kN)5.2 屋面活荷載力計(jì)算故由Gi對(duì)于單跨排架，Qi與Gi 一樣為對(duì)稱荷載，且作用位置相同，但數(shù)值大小不同。的力計(jì)算過(guò)程可得到 Q1的力計(jì)算數(shù)值；Q<er|VtO.21ltW77J011 +M iiQiei 630.0754.725kN mM i2Qie2630.20i2.60kN mRiM iiCiH0.778kNRi2C M i21 Hi.i69kNRiRi

15、Ri2i.947kN O)相應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖見(jiàn)圖5-3所示。圖5-3Qi作用計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖Qi 作用；(b)M 圖(kN m); (c)N 圖(kN)5.3吊車荷載作用力計(jì)算（1）Dmax作用于A柱，Dmin作用于B柱，其力為:maxmaxe446.85 (0.750.425)145.23kN mM minDmine86.322 (0.75 0.425)28.05kN m1C31.571 3(- 1)n1 0.322僥1 0.323(1)0.1461.132A柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力M max cH 3B柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力M min cRa145.2312.21.13213.48kN (t)RbHA柱

16、頂水平剪力28.0512.21.1322.603kN (j)Va RaRaRb )13.84丄(13.84 2.63) 8.04kN ()2B柱頂水平剪力2.063 1( 13.48 2.063)7.77kN (j)VbRbRaRb )i（計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖見(jiàn)圖5-4 。Dmax作用A柱時(shí)(b) Dmax作用B柱時(shí)M (kN m)圖N(kN)圖V(kN)圖5-4計(jì)算簡(jiǎn)圖及力圖(2) 在Tmax作用下的力分析：Tmax至牛腿頂面距離為1.4m; Tmax至柱底面距離為1.4+8.3=9.7m ,因A柱與B柱相同故柱頂水平位移也相同，沒(méi)有柱頂水平剪力故A柱力圖如圖5-5。圖5-5 Tmax作用下的力圖

17、M(kN m) V(kN)5.4風(fēng)荷載作用C11314丄-1n38131-18風(fēng)從左向右吹時(shí)，先求柱頂反力系數(shù)Cn為n4110.32-10.150.3353110.32-10.15不動(dòng)鉸支座反力Raq1 HC112.12 12.20.3358.66kNRbqzHCn1.32 12.20.3355.39kNA柱頂水平剪力11VARa-(WRaRb)8.66-(8.205 8.665.39)11VBRb-(WRaRb)5.39-(8.205 8.665.39)故在左風(fēng)右風(fēng)時(shí) A柱的力圖如圖5-6。2.47kN5.74kN(u)圖5-6 （a）左風(fēng)時(shí) （b）右風(fēng)時(shí)5.5最不利荷載組合由于本例結(jié)構(gòu)對(duì)稱

18、，故只需對(duì)A柱（或B柱）進(jìn)行最不利力組合，其步驟如下：（1） 確定需要單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目。本工程為不考慮地震作用的單跨排架，共有8種需要單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目， 由于小車無(wú)論向右或向左運(yùn)行中剎車時(shí)，A、B柱在Tmax作用下，其力大小相等而符號(hào)相反，在組合時(shí)可列為一項(xiàng)。因此，單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目共有7項(xiàng)。（2）將各種荷載作用下設(shè)計(jì)控制截面（ I I、II II、山 III ）的力 M N（III III截面還有剪力 V）填入組合表5-1。填表時(shí)要注意有關(guān)力符號(hào)的規(guī)定。（3）根據(jù)最不利又最可能的原則，確定每一力組的組合項(xiàng)目，并算出相應(yīng)的組合值。 計(jì)算中，當(dāng)風(fēng)荷載與活荷載（包括吊車荷載）同時(shí)考慮時(shí)，除恒荷

19、載外，其余荷載作用下的 力均應(yīng)乘以0.9的組合系數(shù)。排架柱全部力組合計(jì)算結(jié)果列入表中。排架柱力組合表5-1截面力荷載項(xiàng)目恒荷載屋面活 荷載吊車荷載風(fēng)荷載G.G2G.G4QDnax 在A柱Dnin 在A柱Tmax左風(fēng)右風(fēng)123456781-1M(kN m)9.2902.87-31.36-30.303士 33.0725.75-32.42N(kN)203.719.756300000II IIM(kN m)-31.4523.69-9.73113.86-2.253-33.0725.75-32.42N(kN)203.789.4563446.8886.32000III-IIIM(kN m)20.8416.6

20、726.42847.13-66.744士 229.11 187.91-168.26N(kN)203.7184.6963446.8886.32000V(kN)-6.30-1.94-8.04-7.7723.6228.33-21.84截面力組合項(xiàng)目組合值MN,V組合值MN,VI-IMmax及相應(yīng)N1+2+0.9(3+5+6+7)M=37.528N=280.151+2+735.04222.75M max及相應(yīng)N1+2+0.9(4+6+8)-M=-87.56N=222.75Nmax及相應(yīng)M1+2+0.9(3+4+6+8)M=-15.766N=280.151+2+312.16286.46Nmin及相應(yīng)M1

21、+2+0.9(4+6+8)M=-18.349N=223.451+2+8-23.13223.45II -IIMmax及相應(yīng)N1+2+0.9(3+4+6+7)M=79.369N=758.341+2+4106.10740.03M max及相應(yīng)N1+2+0.9(3+5+6+8)-M=-77.49N=427.541+2+8-40.18293.15Nmax及相應(yīng)M1+2+0.9(3+4+6+7)M=109.28N=757.511+2+4106.10740.03Nmin及相應(yīng)M1+2+8-40.18293.15III-IIIM max及相應(yīng)N,V1+2+0.9(3+4+6+7)M=48.63N=847.28

22、V=31.461+2+6266.62388.3917.30M max及相應(yīng)N,V1+2+0.9(5+6+8)-M=-380.19N=-465.74V=-6.831+2+6-191.60388.3917.30N max及相應(yīng)M ,V1+2+0.9(3+4+6+7)M=461.032N=847.282V=31.471+2+482.41835.27-14.34Nmin及相應(yīng)M ,V1+2+7225.42388.3922.03第六章柱的配筋計(jì)算取混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C30,縱向受力鋼筋采用HRB4O0箍筋采用 HPB3O0查表得2c 14.3N / mm21.43N / mm0.5211.010.656

23、.1上柱配筋計(jì)算：b h 450 450mmMmax37.53kNN 286.46kN計(jì)算長(zhǎng)度 l0 2Hu 2 3.97.8mas40mm則 h0 h as 410mm求彎矩設(shè)計(jì)值（考慮二階效應(yīng)后）MjM21> 0.9考慮附加彎矩影響,0.5 fcA5.0>1.0N取 c 1.0Cm0.70.3 MM21.03045015mm30取ea20mmCm1300（匹魚(yú)）Nhc h。I0h1.63Cm 0.70.3M1 m21.63>1，故考慮縱向撓曲后的彎矩設(shè)計(jì)值為CmsM11 1.63 37.5361.17kN m求ei , Nb判別大小偏心受壓e°M61 213mm

24、N 286.46 103ei e0 ea 233mm > 0.3h0 0.3 410 123mm由于對(duì)稱配筋A(yù)s A因ei > 0.3 ho, N v Nb，滿足對(duì)稱配筋大偏心受壓的條件求 A 及 As3N _286.46 10i fcbho =1.0 14.3 450 4100.108 v 2a8°0.195h0410近似取x 2as =80mmh3450N e h as286.46 103 23340. 2 s 2AsAs 一410103.23mm40fyhas360按最小配筋率計(jì)算minbh0.2% 450450405mm2故按構(gòu)造配筋，316（實(shí)配,As2As 6

25、03mm)所需全部縱筋最少為：minbh0.55%4504501113.8 mm2 ,一側(cè)最少配筋A(yù)smin405 mm2 > As間距d如圖：450 40 20 16 32171mm300mm,符合要求。45<l魚(yú)10您2003亞 W 2.123 亞 161-1圖6-1上柱配筋圖6.2 下柱配筋計(jì)算:b h 450 850mmh085040810mml0 H18.3mM max 461.032kN mN 847.282kNV 31.47kN求彎矩設(shè)計(jì)值（考慮二級(jí)效應(yīng)后）Mi1>0.9應(yīng)考慮附加彎矩影響M20.5fcA 0.5 14.3 450 850N847.282 103

26、3.231.0Cm =1.0eah 85028.3mm 20mm3030取ea28.3mm1(S)2130喘卻h1.1041 取 sCm1.104 MCm sM11.104 461.032508.98kNNb判別大小偏心受壓6508.98 103600.72mm ei q eaN 847.282 103600.7228.3 629.02mmNb 1fcbbh01 14.3 450 0.52 810 2710.422kN >N 847.282kN因 ei >0.3h0,Nv Nb，滿足對(duì)稱配筋大偏心受壓的條件求As及As1fcb847.282 並 131.66mm > 2a$

27、80mm4501 14.3N(eAsAsh as)3847.828 10 (810 65.83 40)fy(h° as)360(810 40)2396mmas 511.5 型 35 826.5mms 2選取24© 28 實(shí)配 As As 2463mm最小全部配筋:min bh 0.55% 450 8502103.752 mm一側(cè)最小配筋：minbh 765mm2> As2450 40 20 4 28d92.7mm 300mm 滿足要求。3如圖：3-3圖6-2下柱配筋圖驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的軸心受壓承載力由于上柱 l01.25Hu 1.25 3.94.875m5 48

28、75 10.83查表0.97b 0.45Nu 0.9 (fcA fyA) 0.9 0.97(14.3 450 450 360 763)2777.78kN286.46kN,滿足由于下柱l00.8Hl0.88.36.64ml06.641 014.760.901b0.45Nu0.9(fcAfyAs)0.90.901(14.3 450 850 360 24635154.43kN847.282kN,滿足6.3斜截面受剪承載力驗(yàn)算3 取 3.0V0鳥(niǎo)空1.8 4b 4500.25 cfcbh00.25 1 14.3 450 8101303.087kN >V1.751.75仙3 1.031.47kN0

29、.07N1.43 450 810 0.07 847.282 287.340kN V3 1.0滿足需求6.4柱牛腿設(shè)計(jì)牛腿幾何尺寸的確定:牛腿截面尺寸與柱寬相等，為 450mm，牛腿頂面的長(zhǎng)度為 700mm，相應(yīng)牛腿水平截 面長(zhǎng)度為1150mm。取牛腿外邊緣高度為 h1 = 300mm，傾角 45 ,于是牛腿的幾何尺 寸如圖所示。圖6-3牛腿幾何尺寸及配筋圖牛腿幾何尺寸的驗(yàn)算:由于吊車垂直荷載作用下柱截面，750850100mm，即取0 ,則F vkD maxG3k446.85 65.76 512.61kNFhkTmax23.08/1.416.48 kNFhk、ftk bhn16.48、2.01450 56011 0.54)生-=0.65 (10.5)xFvk 0.5 旦512.610.5h0> Fvk 512.61 kN所以截面尺寸滿足要求。牛腿配筋：由于吊車垂直荷載作用下柱截面，故該牛腿可按構(gòu)造要求配筋:選 4 14 A 615mm2minbh 540mm2箍筋要求：取101006.5柱的吊裝驗(yàn)算6.5.26.5.3M1M2219.13.9269.206 kN m6.5.41 2 (1