混凝土單層廠房設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)姓名胡志靈學(xué)號(hào)1160470183班級(jí)土木112班指導(dǎo)老師 章子華寧波大學(xué)建筑工程與環(huán)境學(xué)院2013年4月一、設(shè)計(jì)任務(wù)及資料本工程為一工業(yè)廠房，根據(jù)工藝要求，該車間為單跨，跨度為 18米，柱距6米，長(zhǎng)60米，跨內(nèi)設(shè)有30/5T 噸，中級(jí)工作制吊車（A4） 一臺(tái)，軌頂標(biāo)高須不低于 8.1米，不設(shè)天窗，采用縱墻開(kāi)窗方案。該廠房所在地區(qū)基本風(fēng)壓 0.6 KN/ m2,地面粗糙度 B類；基本雪壓 0.6 KN/ m2,積灰荷載 0.3KN/。該地區(qū) 工程地質(zhì)條件良好，地面下1.5米左右為中密粗砂層，層厚 6米，地基承載力特征值 200KN/itf,常年地下水位-5

2、米以下。 抗震設(shè)防烈度為6度，不進(jìn)行抗震計(jì)算，按構(gòu)造設(shè)防.屋面做法：:二氈三油防水層上鋪小豆石，20厚水泥砂漿找平80厚加氣混凝土保溫層（0.65 KN/ m2）4:預(yù)制大型屋面板圍護(hù)墻：240磚砌墻，鋼門窗二、構(gòu)件選型及柱截面確定（按荷載效應(yīng)基本組合值選?。?屋面板選型 查圖集G410-121.5mM6.0m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板，屋面板選用 Y-WB-2IIs （端跨），Y-WB-2II （中間跨），天 溝板TGB68-1 （不計(jì)入自重）灌縫0.1 kN/m自重灌縫0.1 kN/m重力何載標(biāo)準(zhǔn)值1.5 kN/m22.屋架選型屋面荷載計(jì)算：二氈三油防水層上鋪小豆石0.35kN/m2T_ _20.

3、35kN/m20mmK泥砂漿找平層20 kN/m30.02 mT20.4 kN/80mm厚加氣混凝土保溫層0 .65 kN/m2T_ _20.65 kN/m6m跨預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋囿板自重灌苗21.4 kN/mt 0.1 kN/m 2T21.5 kN/m2屋蓋支撐0.07 kN/m_ _2屋蓋支撐0.07 kN/m_ _2；0.07 kN/m總計(jì)屋面恒載2.97 kN/m 2查圖集04G415-1預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架 （跨度18m）跨考慮不設(shè)天窗，排水方式選擇內(nèi)天溝，采用18m預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架，屋架型號(hào)為3.力混凝土折線型屋架，屋架型號(hào)為3.吊車梁選型YWJ18-2A2每根重力荷載 7

4、2.09kN由吊車起重量30/5t （A4工作級(jí)別）和跨度18m,由圖集G323-12鋼筋混凝土吊車梁 選用DL-11Z （中垮），39.5 kN/ 根，DL-11B （邊垮）,40.8kN/根；梁高 1200mm.軌道連接選型按吊車梁跨度由吊車起重量30/5t （A4工作級(jí)別）和跨度18m,由圖集G323-12鋼筋混凝土吊車梁 選用DL-11Z （中垮），39.5 kN/ 根，DL-11B （邊垮）,40.8kN/根；梁高 1200mm.軌道連接選型按吊車梁跨度18m,查圖集04G325,選.基礎(chǔ)梁選型DGL-12,吊車軌道連接重力荷載為0.80 kN/m 。選JL-3 ,重力荷載16.1K

5、N/m,梁高450mmZCs-42-2b ,下柱支撐選用ZCx-84-32 。主要承重構(gòu)件選型表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板G410-121.5m x 6.0m預(yù)應(yīng)力混凝土屋囿板Y-WB-211s （端跨）Y-WB-2II （中間跨）天溝板TGB68-121.5 kN/m屋架04G415-1預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架 （21m）跨YWJ18-2Aa72.09kN / 根_ _20.07 kN/m（屋蓋支撐）柱間支撐05G336柱間支撐上柱 ZCs-42-2b下柱 ZCx-84-32吊車梁G323-12鋼筋混凝土吊車梁DL-11Z （中垮）DL-11B （邊垮）39.5 kN/ 根4

6、0.8kN/ 根軌道連接04G325DGL-120.80 kN/m基礎(chǔ)梁04G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁JL-316.1kN/ 根標(biāo)準(zhǔn)柱05G335單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱BZ6347.確定柱截面尺寸采用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ZQ1-62）規(guī)定的30/5t吊車的基本參數(shù)和有關(guān)尺寸。查圖集04G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁6.柱間支撐選型查圖集05G336柱間支撐上柱支撐選用 各類選型整理列表如下：跨度寬度輪距軌頂以軌道中最大輪最小輪起重機(jī)小車總(成(mm(mm上高度(mm心至端 部距離(mm壓(kN)壓(kN)總質(zhì)里 (t)質(zhì)里 (t)16.56050460026002602705034.011.7Lk =18 -

7、0.75 2 =16.5m查圖集單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱，選用BZ634模板柱。取軌道頂面至吊車梁頂面高h(yuǎn)a =0.2m,吊車梁高h(yuǎn)b =1200mm牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-ha - hb=7.2m a b軌頂標(biāo)高=7.2+0.2+1.2=8.4m全柱高H = 12.8m上柱高 Hu = 4.2m下柱高H l = 8.60m上柱：(bXh) = 400X500下柱：I(b f x hx bxh f ) =400 x 1000X 100X 200上下柱截面尺寸圖柱子的有關(guān)參數(shù)如下表：H =12.8m, Hu=4.2m, Hl=8.6m參數(shù)柱子(A、B)A2、Au (m)0.2I u (mrri)

8、94.16 乂 10八2、A (m)0.2275I l (mr4)28.6 x 109n0.1478.基礎(chǔ)選用鋼筋混凝土錐形杯口基礎(chǔ)。三、計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖 TOC o 1-5 h z 說(shuō)明：縱向定位軸線采用封閉形式，計(jì)算單元寬度B=6m四：荷載計(jì)算1.恒載屋蓋恒載2.97 kN/m2屋架自重72.09kN /根則作用于柱頂?shù)奈萆w自重標(biāo)準(zhǔn)值：18 72.09 八F1 =2.92父6乂一+=196.43KN 作用于上柱中心線內(nèi)側(cè)50mmb22吊車及軌道自重標(biāo)準(zhǔn)值柱自重標(biāo)準(zhǔn)值上柱：F2 =(25 0.4 0.5) 4.2 =21KN下柱：F3 =(25 0.2275) 8.6 =47.84KN.屋

9、面可變荷載屋面基本雪壓(0.6KN/m2),屋面活載(0.5KN/m2),積灰荷載(0.3KN/m 2),因基本雪壓大于屋面活載，故取基本雪 壓值計(jì)算。.吊車荷載吊車的主要參數(shù)如下表：豎向荷載：用影響線計(jì)算( D =F v )跨度寬度輪距軌頂以軌道中取大輪最小輪起重機(jī)小車總(成(mm(mm上高度心至端壓(kN)壓(kN)思質(zhì)里質(zhì)里(mm部距離(t)(t)(mm16.56050460026002602705034.011.7Dmax在 A柱：Dmax,k = 270 父(1 + 0.2333) = 332.99KNDmin在A柱：與Dmax在A柱情況正好相反，數(shù)值大小一樣。橫向水平荷載：.風(fēng)荷載

10、基本風(fēng)壓w0 =0.6kN/m：地面粗糙度B類，計(jì)算單元寬度 D=6m取風(fēng)振系數(shù)PZ=1.0風(fēng)壓高度變化系數(shù)可根據(jù)廠房各部分標(biāo)高及 B類底面粗糙度，查看荷載規(guī)范表，用內(nèi)插法求:柱頂離室外地坪距離：H = 11.4+0.15=11.55m, 匕=1.04檐口室外地坪距離(無(wú)天窗時(shí))： H = 11.55+1.18=12.73 m ,Nz=1.08查標(biāo)準(zhǔn)圖集，可知柱頂至檐口頂部距離h1 =1180mm,檐口頂部距屋脊距離 h2 = 1490mmo作用在柱頂處的集中風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值W沿排架柱高度作用的均布風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值q1, q2五：A柱內(nèi)力分析內(nèi)力分析是求的內(nèi)力設(shè)計(jì)值(基本組合)，故先將各荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以

11、各自的分項(xiàng)系數(shù).屋蓋集中荷載作用下F1的內(nèi)力分析方向規(guī)定：彎矩M使排架柱外側(cè)受拉為正柱底剪力V:以向左為正，向右為負(fù)柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力 R:以向右為正，向左為負(fù)C1 =1.5 1 - 2(1 -1 n)/13(1 n -1) =2.16C3 =1.5 (1 - 2)/13(1 n -1) =1.08.屋蓋活荷載F6作用下的內(nèi)力分析柱自重，吊車荷載及軌道連接 F4作用下的內(nèi)力分析.吊車荷載作用下的內(nèi)力分析Dmax= QDmax,k=1.4 332.99=466.19kNDmin =QDmin,k=4 M61.67=86.34kNDmax作用在A柱，Dmin作用在B柱的內(nèi)力分析A柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力 R

12、a =Mm堊C3 =16.17KN(.)HB柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力 Rb = MmnC3 = -3.00KN (t )H1_1 ,A枉頂水平男力 VA =Ra+ (Ra Rb) =16.17+ (16.17 +3.00) =9.59KN (一 ) 22由于A、B柱一樣，故各柱的剪力分配系數(shù)7 =0.5B柱頂水平剪力 VB =9.59KN ( )Dmin作用在A柱，DmaX乍用在B柱的內(nèi)力分析橫向水平Tmax作用下的內(nèi)力分析Tmax至牛腿頂面距離：1.4mTmax 至柱底距離：7.7+1.4=9.1m5.風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析A、B柱頂?shù)乃郊袅Γ鹤箫L(fēng)：左風(fēng)：六：內(nèi)力組合A柱的內(nèi)力圖匯總表彎矩圖(KN

13、 m)軸力圖(KN剪力圖(kN)面恒 載、吊車軌道面活 載(jDmax他柱(5Din他柱回max裕柱左風(fēng)右風(fēng)A柱內(nèi)力組合表（一）截回內(nèi)力組合組合項(xiàng)目恒伺1載+0.9* （任息網(wǎng)種或以上活何載）MNVI - I +0.9 X(+)59.27321.80+0.9 x(+D)-83.33260.56+0.9 X(+)-78.85321.80+0.9 X(+)-83.33260.56n - n+0.9 X(+)176.57734.85+0.9 X(+)-90.49454.22+0.9 X(+)169.80796.09m- m+0.9 X(+)535.26792.2657.92+0.9 X(+)-502

14、.90511.63-58.07+0.9 X(+)533.44853.5058.50A柱內(nèi)力組合表（二）截回內(nèi)力組合組合項(xiàng)目恒荷載+任意一種活荷載MNV+57.42260.56I - I+-29.44260.56+27.18328.6+46.29260.56n - n+135.81781.47+-60.92315.28+135.81781.47+-60.92315.28m- m+363.35372.6955.7+-289.50372.69-37.82+72.44838.88-7.37+350.03372.6955.7七：柱截面設(shè)計(jì)采用預(yù)制柱，上下柱均采用對(duì)稱配筋。材料：31 凝土 C30fc =

15、14,3 N/mm： ftk =2.01 N/mm： ft =1.43 N/mm2縱向鋼筋（HRB40O） f = f =360 N/mm： E =2.0 105 N/mm2y ys2捱肋（HPB300級(jí)）fy=270N/mm.選取控制截面最不利內(nèi)力組合上柱：有效高度 h0 =500 -40 = 460 mm界限破壞軸向力 & =二 Jcbh0 b =1.0 14.3 400 460 0.518 =1363KNN 5,應(yīng)考慮偏心增大系數(shù) h 400s =1150% / hs =1150% / hg4)2 c =18.4 2(一)2 1.0 = 1.251500 340/460 0.5假設(shè)為大偏

16、壓:260.56 103260.56 103一1 14.3 400=45.55mm 二 2as，= 80mm故取 x = 2as故取 x = 2as，= 80mme = seih/八 八八500 八as =1.25 340- 40= 215mm22As = ANeAs = ANefy(h0 -aj260.56 103 215360 (460 - 40)2=370mm每側(cè)選用4c16,則：垂直排架方向截面承載力驗(yàn)算由附表知在垂直排架方向設(shè)有柱間支撐設(shè)時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度為I。=1.25 Hu =1.25 4.2=5.25m|0/b =5.25/0,4=13,125 ,插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)中=0.93

17、3 ,貝UNu =0.9中(fcAs +fyA)=0.9 x 0.933 父(14.3 父 400 M 500+360 父 1608) kN=2887.6 kN N max=260.56 kN因此驗(yàn)算滿足要求。3,下部柱配筋計(jì)算綜上兩組內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，下柱每側(cè)選用3c20,則：垂直于排架方向的承載力驗(yàn)算由附表知在垂直排架方向設(shè)有柱間支撐設(shè)時(shí)，其計(jì)算長(zhǎng)度為l0 =0.85Hl =0.85 7.7=6.55m|0/b =6.55/0,4=16,38 ,插值的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù) 中=0.859 ,則Nu =0.9中(fcAs +父人)=0,9 父 0,859 x (14,3 父 0,2275 106+3

18、60 2512) kN=3214,22kN N max=792.26kN.柱的裂縫寬度驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)更下0.55的柱應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。裂縫寬度應(yīng)按荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久值進(jìn)行計(jì)A算。上柱：( +)/1.2 + X0.5/1.4下柱：( +)/1.2+0.6 x( +)/1.4故上、下柱均不需進(jìn)行進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。.柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱， 其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下構(gòu)造A8300牛腿加密處A8100.牛腿設(shè)計(jì)牛腿外形尺寸按裂控要求驗(yàn)算牛腿截面高度作用在牛腿頂面的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值： 查表得，裂縫控制等級(jí)系數(shù)0 =0.65, ftk =2.01N /mm2,a=400 500 +20 = 80mmb/6=3/6=0.5 ,故基礎(chǔ)底面無(wú)拉應(yīng)力，基底反力呈三角 形分布。.基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算用荷載效應(yīng)基本組合，采用基底凈反力驗(yàn)算：對(duì)于組合對(duì)于組合前面已初步確定基礎(chǔ)的高度為1.200m,采用錐形杯口基礎(chǔ)，則基礎(chǔ)頂面突出樁邊寬度為t+75mm=350+75=425mm杯壁高度取h2=450mm則變階處高度hi =h_450=1200450 = 750mm.由于450425,所以變階處的沖切破壞錐面最危險(xiǎn)，只須進(jìn)行變階處的抗沖切承載力驗(yàn)算即可?？?/p>