單層工業(yè)廠房計算書課程設(shè)計報告

1、混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計單層工業(yè)廠房計算書學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)名稱班級指導(dǎo)教師一、設(shè)計條件及要求.設(shè)計條件某雙跨等高金工車間，廠房長度60m,柱距為6m,不設(shè)天窗。跨度為21m,每跨設(shè) 有吊車各2臺20/5t軟鉤吊車；吊車工作級別為A5級；軌頂標(biāo)高為10.8m。吊車梁高度取 1.2m,軌道及零件重lkN/m,軌道及墊板高度200mm。廠房圍護墻厚240mm。室內(nèi)地坪標(biāo)高為0.000m,室外地坪標(biāo)高為-0.150m,基礎(chǔ)頂面 離室外地坪為1.0m,采用鋼窗。室內(nèi)外高差為0.30m。屋架采用梯形鋼屋架，無天窗，屋 面為非上人屋面。廠房所在地的地面粗糙度為B類，基本風(fēng)壓w=0.3kN/m2,組合值系數(shù)瓦

2、=0.6；基本雪 壓So=O.3kN/m2,組合值系數(shù)3c=0.7Vo地基承載力特征值/ak=140kN/m2排架柱混凝土強度等級為C30。柱縱向受力鋼筋采用HRB400級，其他鋼筋采用HPB300 級或者HRB400o.設(shè)計要求設(shè)計內(nèi)容包括：.確定剖面尺寸和結(jié)構(gòu)布置。.構(gòu)件選型（吊車梁、柱截面、吊車型號）。.排架內(nèi)力分析（可參考PK二維設(shè)計數(shù)據(jù)）。.柱截面設(shè)計。.牛腿設(shè)計。.提交結(jié)構(gòu)計算書一份。要求：步驟清楚、計算正確、工整。.撰寫規(guī)范見附件1。二、構(gòu)件選型.鋼屋蓋采用圖12-67所示的21m鋼桁架，桁架端部高度為1.99m,中央高度為3.04m.預(yù)制鋼筋混凝土吊車梁和軌道連接采用標(biāo)準(zhǔn)圖G3

3、23 （二），中間跨DL-9Z,邊跨DL-9B.梁高hb=l. 2m。軌道連接采用標(biāo)準(zhǔn)圖集 G325 （二）。.預(yù)制混凝土柱取軌道頂面至吊車梁頂面的距離ha=0.2m,故牛腿頂面標(biāo)高二軌頂標(biāo)高-hb-ha=10. 8-1. 2-0. 2=+9. 4m。由附錄12查得，吊車軌頂至吊車頂部的高度為2. 3m,考慮屋架下弦至吊車頂部所需空隙高度為220mm,故柱頂標(biāo)高=10. 8+2. 3+0. 22=+13.32m基礎(chǔ)頂面至室外地坪的距離為1. 0m,那么基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)地坪的高度為1. 0+0. 15=1. 15m,故從基礎(chǔ)頂面算起的柱高H=13. 32+1. 15=14. 47m上部柱高 Hu=

4、13. 32-7. 2=6. 12m,下部柱高 Hl=14. 47-4. 92=9. 55m。參考表12-3,選擇柱截面形式和尺寸：上部柱采用矩形截面b X h=400mm X 400mm；下部柱采用 1 形截面 bf XhX bXhf=400mmX900mmX lOOmmX 150mmo.柱下獨立基礎(chǔ)采用錐形杯口基礎(chǔ)三、計算單元及計算簡圖.定位軸線B1：由附表12可查得軌道中心線至吊車端部的距離Bl=260mm；B2：吊車橋架至上柱內(nèi)邊緣的距離，一般取B2280mm：B3：封閉的縱向定位軸線至上柱內(nèi)邊緣的距離，B3=400mmoBl+B2+B3=260+80+400=740mm750mm,可

5、以。故取封閉的定位軸線、B都分別與左、右外縱墻內(nèi)皮重合。.計算單元由于該金工車間廠房在工藝上沒有特殊要求，結(jié)構(gòu)布置均勻，除吊車荷載外，荷載在縱向的 分布是均g的，故可取一根橫向排架為計算單三，計算單元的寬度為縱向相鄰柱間距中心線 之間的距離，即B=6.0m,如圖12-68 (a)所示。四、荷載計算.屋蓋荷載(1)屋蓋恒荷載近似取屋蓋恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為1.2kN/ m2,故由屋蓋傳給非架柱的集中恒荷載設(shè)計值Fl=1.3xl.2xl0.5x6=98.28kN作用于上部柱中心線外側(cè)el=50mm處(2)屋面活荷載荷載規(guī)范規(guī)定，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2,比屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.3kN/m大,

6、故僅按屋面均布活荷載計算。于是由屋蓋傳給排架柱的集中活荷載設(shè)計值F6=1.5x0.5x6xl0.5=47.25kN作用于上部柱中心線外側(cè)el=50mm處。.柱和吊車梁等恒荷載上部柱自重標(biāo)準(zhǔn)值為4.0kN/m,故作用在牛腿頂截面處的上部柱恒荷載設(shè)計值F2=1.3x6.12x4=31.8kN下部柱自重標(biāo)準(zhǔn)值為4.69kN/m,故作用在基礎(chǔ)頂截面處的下部柱恒荷載設(shè)計值F3=1.3x9.55x4.69=58.2kN吊車梁自重標(biāo)準(zhǔn)值為39.5kN/根，軌道連接自重標(biāo)準(zhǔn)值為0.80kN/m,故作用在牛腿頂截面處的吊車梁和軌道連接的恒荷載設(shè)計值F4=1.3x(39.5+6x0.8)=57.59kN.吊車荷載

7、吊車梁跨度 Lk=21-2X0. 75= 19. 5m查附錄12,得Q=2O/5t, Lk=19.5m時的吊車最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmax,k最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmin,k小車自重標(biāo)準(zhǔn)值G2,k以及與吊車額定起重量相對應(yīng)的重力標(biāo)準(zhǔn)值G3,k：Pmax,k=2O5kN, Pmin,k=3,5kN, G2,k=75kN, G3,k=200kN 并查得吊車寬度 B 和輪距 K：B=5.55m, K=4.4m(1)吊車豎向荷載設(shè)計值Dmax、DminDmax, k= B Pmax, kSyi=0. 9X205X (1+0. 692+0. 215+0. 056)=362.17kNDmax= y Q Dmax, k

8、=l. 5 X 362. 17=543. 26kNDmin= Dmax-=543. 26 X 5/205)=9. 275kNPmaxfk(2)吊車橫向水平荷載設(shè)計值Tmax由式(12-6)知Tk=l/4 a(G2,k + G3,k)=lA 義0. IX (75+200)=6. 875kNTkTmax= Dmax=543.26 X (6. 875/205) =18. 22kNPmaxtk.風(fēng)荷載(1)作用在頂柱處的集中風(fēng)荷載設(shè)計值W這時風(fēng)荷載的高度變化系數(shù)W按檐口離室外地坪的高度0.15+13.32+1.2 (屋架端部高度)=14.67m來計算。查表104 得離地面10m時，iz=1.0；離地面

9、15m時，|dz=1.14,用插入14-1法，知陽=1+-X (14.67-10) =1. 1315-10由圖可得 hl=L99m, h2=l. 05mm=(0.8+0.5)hl+(0.5-0.6)h2 |JzWoB=4. 82W二 YQXWk=1.5X4. 82=7. 23kN(2)沿排架柱高度作用的均布風(fēng)荷載設(shè)計值q1、q2這時風(fēng)壓高度變化系數(shù)卬按柱頂離室外地坪的高度0.15+13.32=13.47m來計算。1/、uz=l+X (13.47-10) =1.0915-10q1=yQX|jsXnzXWoXB=l. 5X0. 8X 1. 09X0. 3X6=2. 35kN/mq2=YQXnsX|

10、jzXWoXB=l. 5X0. 5X 1. 09X0. 3X6=1. 47kN/m五、內(nèi)力分析內(nèi)力分析時所取的荷載值都是設(shè)計值，故得到的內(nèi)力值都是內(nèi)力的設(shè)計值1,屋蓋荷載作用下的內(nèi)力分析(1)屋蓋集中恒荷載F1作用下的內(nèi)力分析柱頂不動支點反力柱頂不動支點反力MlR=ClHM1=F1Xe0=98. 28X0. 05=4. 914kN m按n=lu/ll/=0.109, X=Hu/H=0.422,查附圖92 得柱頂彎矩作用下的系數(shù)02.81 .按公式計 算：一人 2 (1-) n Cl=1.5 X;=2.511+X3 (1) n可見計算值與查附圖9.2所得的接近，取Cl=2.51R=-Cl=(4.

11、21/13. 27) X2. 81=0. 85N(2)屋蓋集中恒荷載F6作用下的內(nèi)力分析R=HR=HM6=F6XeO=47.25X0. 05=2. 3625kN m (71=(2.362714.47)X2. 51=0. 41kN.柱自重、吊車梁自重及軌道連接等自重作用下的內(nèi)力分析.吊車荷載作用下的分析Dmax作用在A柱，Dmin作用在B柱時，A柱的內(nèi)力分析Mmax=Dmax-e=543. 26x(0.75-0.45)=162.98kN-mMmin=Dmin-e=130. 25x(0.75-0.45)=39.07kN-m這里的偏心距e是指吊車軌道中心線至下部柱截面形心的水平距離。A柱頂?shù)牟粍又c

12、反力，查附圖9-3.計算C3=1.5xC3=1.5x1+A3A)=1.27 取 C3=1.27A 柱頂不動支點反力 Ra=C3= (162.98/14.47)xl.27=14.30kN (一)HB 柱頂不動支點反力 Rb=C3=(39.07/14.47) xl.27=-3.43 kN (f)H1A 柱頂水平剪力 Va=Ra +-(-Ra-Rb)= 14.30+1(-14.30+3.43)=8.37 (一)B 柱頂水平剪力 Vb=Rb +-(-Ra-Rb)=3.43+1(-14.30+3.43)=-2.005 (f )Dmin作用在A柱，Dmax作用在B柱時的內(nèi)力分析此時，A柱頂剪力與Dmax作

13、用在A柱時的相同，也是VA=8.37kN ()(3)在Tmax作用下的內(nèi)力分析Tmax至牛腿頂面的距離為=1.4m；Tmax至柱底的距離為10.8+0.15+1.0=11.95mo因A柱與B柱相同，受力也相同，故柱頂水平位移相同，沒有柱頂水平剪力.4.風(fēng)荷載作用下A柱的內(nèi)力分析左風(fēng)時，在ql、q2作用下的柱頂不動餃支座反力，由附圖9.8查得Cii=0.42；按計算8 1+23(- 1)=0.42故Cn=0.42不動較支座反力:RafIHG尸2. 35x14. 47x0. 42=14. 28 (一)RB=q2HCu=l. 47x14. 47x0. 42=-8. 9 (l,取 c=1.0查表 12

14、-4 知,lo=2Hu=2x6.12=12.24mr|S =1+- (建)(c =1.65150-方。4c截面設(shè)計假設(shè)為大偏心受壓，那么x=N/q l*fc*brf=(143.07*103)/(l*14.3*400)=24.56mm P minbh=0. 2%X400X40=320mm2 ； 同時 柱截面 總配筋 2 X n40=2280mn2 0. 55%X400X400=880mm2.下部柱配筋計算按控制截面m-ni進行計算。由內(nèi)力組合表知，有二組不利內(nèi)力：(a)： M=325.91kN-m, N=656.05kN(b)： M=114.67kN-m, N=236.14kN按(a)組內(nèi)力進行

15、截面設(shè)計e0=325.9iy656.05=497mm, ea=h/30 =9000=30mm ei=e0+ea=527mmA=bh+2 (bf-b) hf=1.875*105mm2Cc=0.5fcA/N=0.5*14.3*1.875*105/656.05*103=2.12l,取 Cc=1.0qs =1+- (?) (c=1.321150-方04c假設(shè)為大偏心受壓，且中和軸在翼緣內(nèi)x=N/a l*fc*brf=(656.05*103)/(l*14.3*400)=125.51mmasr=80mml,取 Cc=1.0qs =1+77 (2) (c=1.35 15咤方。x=N/ a l*fc*b，f=

16、(236.14*103)/(l*14.3*400)=41.28mm2asr=80mm取 x=2a,sr=80niniez=ns ei-h/2 + =1. 35X515-900/2 +40=285. 25nunAs=Asf=Ne7fy (ho-asz)=236. 14 X 285. 25x107360 x(860-40)=228. 18mm2 4012As=Asr=452mm2 5.牛腿設(shè)計根據(jù)餐車梁支承位置，吊車梁W寸及構(gòu)造要求，確定牛腿尺寸。牛腿截面寬度b=400mm, 截面高度h=600mm,截面有效高度ho=560mm。(1)按裂縫控制要求驗算牛腿截面高度作用在牛腿頂面的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值Fvk=Dmax.k+F4/k=543. 26 + 57.59/1.3=58