單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

1、PAGE 目 錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc275194834 1 設(shè)計資料 PAGEREF _Toc275194834 h - 1 - HYPERLINK l _Toc275194835 2 柱截面面尺寸確確定 PAGEREF _Toc275194835 h - 11 - HYPERLINK l _Toc275194836 2.1 確定柱柱高度 PAGEREF _Toc275194836 h - 11 - HYPERLINK l _Toc275194837 2.2 確定柱柱截面尺尺寸 PAGEREF _Toc275194837 h - 11 - HYPER

2、LINK l _Toc275194838 2.3 確定柱柱截面慣慣性距 PAGEREF _Toc275194838 h - 11 - HYPERLINK l _Toc275194839 3 荷載計計算 PAGEREF _Toc275194839 h - 44 - HYPERLINK l _Toc275194840 3.1 恒荷載載 PAGEREF _Toc275194840 h - 44 - HYPERLINK l _Toc275194841 3.1.11 屋屋蓋恒載載 PAGEREF _Toc275194841 h - 44 - HYPERLINK l _Toc275194842 3.1.2

3、2 吊吊車梁及及軌道重重力荷載載設(shè)計值值 PAGEREF _Toc275194842 h - 44 - HYPERLINK l _Tocc275519448433 3.11.3 柱自自重重力力荷載設(shè)設(shè)計值 PAGEREF _Toc275194843 h - 44 - HYPERLINK l _Toc275194844 3.2 屋面活活荷載 PAGEREF _Toc275194844 h - 55 - HYPERLINK l _Toc275194845 3.3 風荷載載 PAGEREF _Toc275194845 h - 55 - HYPERLINK l _Toc2751948446 3.44

4、吊吊車荷載載 PAGEREF _Toc275194846 h - 77 - HYPERLINK l _Toc275194847 3.4.11 吊吊車豎向向荷載 PAGEREF _Toc275194847 h - 77 - HYPERLINK l _Toc275194849 3.4.22 吊吊車橫向向水平荷荷載 PAGEREF _Toc275194849 h - 88 - HYPERLINK l _Toc275194850 4 內(nèi)力分分析 PAGEREF _Toc275194850 h - 88 - HYPERLINK l _Toc275194851 4.1 恒載作作用下排排架內(nèi)力力分析 PAG

5、EREF _Toc275194851 h - 88 - HYPERLINK l _Toc275194852 4.2 屋面活活荷載作作用下排排架內(nèi)力力分析 PAGEREF _Toc275194852 h - 110 - HYPERLINK l _Toc275194853 4.2.11 AA B跨跨作用屋屋面活荷荷載 PAGEREF _Toc275194853 h - 110 - HYPERLINK l _Toc275194854 4.2.22 BB C跨跨作用屋屋面活荷荷載 PAGEREF _Toc275194854 h - 112 - HYPERLINK l _Toc275194855 4.3

6、 風荷載載作用下下排架內(nèi)內(nèi)力分析析 PAGEREF _Toc275194855 h - 113 - HYPERLINK l _Toc275194856 4.33.1 左吹吹風時 PAGEREF _Toc275194856 h - 113 - HYPERLINK l _Toc275194857 4.3.22 右右吹風時時 PAGEREF _Toc275194857 h - 114 - HYPERLINK l _Toc275194858 4.4 吊車荷荷載作用用下排架架內(nèi)力分分析 PAGEREF _Toc275194858 h - 115 - HYPERLINK l _Toc275194859 4

7、.44.1 作用用于A柱 PAGEREF _Toc275194859 h - 115 - HYPERLINK l _Toc275194860 4.4.22 作作用于BB柱左 PAGEREF _Toc275194860 h - 116 - HYPERLINK l _Toc275194861 4.4.33 作作用于BB柱右 PAGEREF _Toc275194861 h - 118 - HYPERLINK l _Toc275194862 4.4.44 作作用于CC柱 PAGEREF _Toc275194862 h - 119 - HYPERLINK l _Toc275194863 4.4.55 作

8、作用于AAB跨柱柱 PAGEREF _Toc275194863 h - 220 - HYPERLINK l _Toc275194864 4.4.66 作作用于BBC跨柱柱 PAGEREF _Toc275194864 h - 222 - HYPERLINK l _Toc275194865 5 內(nèi)力組組合 PAGEREF _Toc275194865 h - 223 - HYPERLINK l _Toc275194866 6 柱截面面設(shè)計 PAGEREF _Toc275194866 h - 226 - HYPERLINK l _Toc275194867 6.1 上柱配配筋計算算 PAGEREF _T

9、oc275194867 h - 226 - HYPERLINK l _Toc275194868 6.2 下柱配配筋計算算 PAGEREF _Toc275194868 h - 227 - HYPERLINK l _Toc275194869 6.3 柱的裂裂縫寬度度驗算 PAGEREF _Toc275194869 h - 229 - HYPERLINK l _Toc275194870 6.4 柱箍筋筋配置 PAGEREF _Toc275194870 h - 330 - HYPERLINK l _Toc275194871 6.5 牛腿設(shè)設(shè)計 PAGEREF _Toc275194871 h - 330

10、 - HYPERLINK l _Toc275194872 6.5.11 牛牛腿截面面高度驗驗算 PAGEREF _Toc275194872 h - 330 - HYPERLINK l _Toc275194873 6.5.22 牛牛腿配筋筋計算 PAGEREF _Toc275194873 h - 331 - HYPERLINK l _Toc275194874 6.6 柱的吊吊裝驗算算 PAGEREF _Toc275194874 h - 331 - HYPERLINK l _Toc275194875 HYPERLINK l _Toc275194879 HYPERLINK l _Toc2751948

11、80 HYPERLINK l _Toc275194881 混凝土及砌體結(jié)構(gòu)課程設(shè)計PAGE PAGE 50 單層廠房結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計計算書書1.設(shè)計資資料本設(shè)計方案案為左跨跨吊車CC2，右跨跨吊車CC1，牛腿頂標標高9.6，跨跨度277，柱距距6。2.柱截面面尺寸確確定2.1 確定柱柱高度估計基礎(chǔ)埋埋深2.2，基基礎(chǔ)高11.5，室室外地坪坪標高-0.115。A,C柱頂頂標高 9.66+0.2+2.0099+0.115=12.05中柱總高 HH =112.005+00.7=12.75下柱高 =9.66+0.7=10.3上柱高 =12.75-10.3=22.455 2.2 確定柱柱截面尺尺寸根據(jù)柱的高

12、高度、吊吊車起重重量及工工作級別別等條件件，由混混凝土設(shè)設(shè)計規(guī)范范，6mm柱距單單層廠房房矩形、工工字形截截面柱截截面尺寸寸限值并并參考廠廠房柱截截面形式式和尺寸寸參考表表確定柱柱截面尺尺寸，見見表12.3 確定柱柱截面慣慣性距排架平面內(nèi)內(nèi)慣性矩矩A柱、C柱柱 上上柱：下柱： B柱 上上柱：下柱： 表1 柱截截面計算算參數(shù) 計算參參數(shù)柱號截面尺寸/面積/慣性矩/自重/（）A、C上柱矩下柱B上柱矩下柱本案僅取一一榀排架架進行計計算，計計算單元元和計算算簡圖如如圖1所所示。 圖1 計算算單元和和計算簡簡圖3.荷載計計算3.1 恒荷載載3.1.11 屋屋蓋恒載載防水層 20mm厚厚水泥砂砂漿找平平層

13、 100mmm厚珍珠珠巖制品品保溫層層 隔氣層 30mm厚厚細石混混凝土面面層 預應力大型型屋面板板 天溝板 天 窗 屋架自重 則作用于柱柱頂?shù)奈菸萆w結(jié)構(gòu)構(gòu)重力荷荷載設(shè)計計值為：3.1.22 吊吊車梁及及軌道重重力荷載載設(shè)計值值 3.1.33 柱柱自重重重力荷載載設(shè)計值值A(chǔ)柱、C柱柱 上柱 下柱 B柱 上上柱 下柱 各項恒載作作用位置置如圖22所示 圖2 恒荷荷載作用用位置圖圖（單位位：）3.2 屋面活活荷載屋面活荷載載標準值值為，雪雪荷載標標準值為為，后者者小于前前者，故故僅按前前者計算算。作用用于柱頂頂?shù)奈菝婷婊詈奢d載設(shè)計值值為：的作用位置置與作用用位置相相同，如如圖2所所示。3.3 風荷

14、載載風荷載標準準值可按按式計算算，其中中 ，根據(jù)廠廠房各部部分標高高及B類類地面粗粗糙度由由查表確確定如下下：柱頂（標高高12.05） 檐口（標高高13.25） 屋頂（標高高14.75） 如圖3a所所示，由由式可得得排架迎迎風面及及背風面面的風荷荷載標準準值分別別為： 當時， 取當時， 取圖3 風荷荷載體型型系數(shù)及及排架計計算簡圖圖則作用于排排架計算算簡圖（圖圖3b）上上的風荷荷載設(shè)計計值為： 3.4 吊車荷荷載已知2000/500吊車參參數(shù)：；160/32吊車車參數(shù)：；根據(jù)B及及K，可可算得吊吊車梁支支座反力力影響線線中各輪輪壓對應應點的豎豎向坐標標值。如如圖4所所示。3.4.11 吊吊車豎

15、向向荷載A柱 C柱 圖4 吊車車荷載作作用下支支座反力力影響線線A柱與C柱柱的吊車車荷載作作用下的的支座反反力影響響線圖形形相同3.4.22 吊吊車橫向向水平荷荷載作用于每一一個輪子子上的吊吊車橫向向水平制制動力作用于排架架柱上的的吊車橫橫向水平平荷載設(shè)設(shè)計值 4.內(nèi)力分分析該廠房為兩兩跨等高高排架，可可用剪力力分配法法進行排排架內(nèi)力力分析。其其中柱的的剪力分分配系數(shù)數(shù)結(jié)果如如表2。表2 柱剪剪力分配配系數(shù)柱別A、C柱B柱4.1 恒載作作用下排排架內(nèi)力力分析恒載作用下下排架的的計算簡簡圖如圖圖5a所所示。圖圖中的重重力荷載載及力矩矩M是根根據(jù)圖22確定的的，即A柱、C柱柱 ; ; B柱 由于圖

16、5aa所示排排架為對對稱結(jié)構(gòu)構(gòu)且作用用對稱荷荷載，排排架結(jié)構(gòu)構(gòu)無側(cè)移移，故各各柱可按按柱頂為為不動鉸鉸支座計計算內(nèi)力力。柱頂頂不動鉸鉸支座反反力可根根據(jù)教材材表2.5.22所列的的相應公公式計算算。對于于A柱、CC柱，則A柱 、CC柱 ， 本例中。求求得后，可可用平衡衡條件求求出柱各各截面的的彎矩和和剪力。柱柱各截面面的軸力力為該截截面以上上重力荷荷載之和和，恒載載作用下下排架結(jié)結(jié)構(gòu)的彎彎矩圖和和軸力圖圖分別見見圖5bb，c。圖5d為排排架柱的的彎矩、剪剪力和軸軸力的正正負號規(guī)規(guī)定。圖5 恒載載作用下下排架內(nèi)內(nèi)力圖4.2 屋面活活荷載作作用下排排架內(nèi)力力分析4.2.11 AAB跨作作用屋面面活

17、荷載載排架計算簡簡圖如圖圖6a所示示。其中中，它在在柱頂及及變階處處引起的的力矩為為對于A柱，則對于B柱，則 則排架柱頂頂不動鉸鉸支座總總反力為為：將反向作用用于排架架柱頂，用用式計算算相應的的柱頂剪剪力，并并與柱頂頂不動鉸鉸支座反反力疊加加，可得得屋面活活荷載作作用于AAB跨時時的柱頂頂剪力，即即 排架各柱的的彎矩圖圖、軸力力圖及柱柱底剪力力圖如圖圖6b，cc所示。 圖6 ABB跨作用用屋面活活荷載時時排架內(nèi)內(nèi)力圖4.2.22 BBC跨作作用屋面面活荷載載由于結(jié)構(gòu)對對稱ABB、BCC跨相同同，將圖圖位置和和方向調(diào)調(diào)整一下下即可。圖7 BCC跨作用用屋面活活荷載時時排架內(nèi)內(nèi)力圖4.3 風荷載載

18、作用下下排架內(nèi)內(nèi)力分析析4.3.11 左左吹風時時計算簡圖如如圖8aa所示。對對于A、CC柱，由表表2.55.2得得:A柱 各柱頂剪力力分別為為： 排架內(nèi)力圖圖如圖88b所示示。 （a） 圖8 左吹吹風時排排架內(nèi)力力圖4.3.22 右吹吹風時將A、C柱柱內(nèi)力符符號對換換，且內(nèi)內(nèi)力符號號改變即即可。排架內(nèi)力圖圖如圖99b所示示。（a） 圖9 右吹吹風時排排架內(nèi)力力圖4.4 吊車荷荷載作用用下排架架內(nèi)力分分析4.4.11 作用用于A柱柱計算簡圖如如圖100a所示示。其中中吊車豎豎向荷載載，在牛腿腿頂面處處引起的的力矩為為：對于A柱， ，則對于B柱，由表2.5.2得： 排架各柱頂頂剪力分分別為: 排

19、架各柱的的彎矩圖圖、軸力力圖及柱柱底剪力力值如圖圖10bb、c所所示。圖10 作作用在AA柱時排排架內(nèi)力力圖4.4.22 作用用于B柱柱左計算簡圖如如圖111a所示示， 計計算如下下：柱頂不動鉸鉸支座反反力，及總反反力R分分別為：各柱頂剪力力分別為為：排架各柱的的彎矩圖圖、軸力力圖及柱柱底剪力力值如圖圖11bb、c所所示。 圖11 作作用在BB柱左時時排架內(nèi)內(nèi)力圖4.4.33 作用用于B柱柱右計算簡圖如如圖122a所示示， 計計算如下下：柱頂不動鉸鉸支座反反力及總總反力RR分別為為：各柱頂剪力力分別為為：排架各柱的的彎矩圖圖、軸力力圖及柱柱底剪力力值如圖圖12aa、b、cc所示。圖12 作作用

20、在BB柱右時時排架內(nèi)內(nèi)力圖4.4.44 作用用于C柱柱計算簡圖如如圖133a所示示， 計計算如下下：柱頂不動鉸鉸支座反反力及總總反力RR分別為為：各柱頂剪力力分別為為：排架各柱的的彎矩圖圖、軸力力圖及柱柱底剪力力值如圖圖13bb、c所所示。圖13 作作用在CC柱時排排架內(nèi)力力圖4.4.55 作用用于ABB跨柱當AB跨作作用吊車車橫向水水平荷載載時，排排架計算算簡圖如如圖144a所示示。對于于A柱，；對于B柱，則A柱 B柱 排架柱頂總總反力RR為：各柱頂剪力力為：排架各柱的的彎矩圖圖及柱底底剪力值值如圖114b所所示。 圖14 作作用于AAB跨時時排架內(nèi)內(nèi)力圖4.4.66 作用用于BCC跨柱當B

21、C跨作作用吊車車橫向水水平荷載載時，排排架計算算簡圖如如圖155a所示示。對于于B柱，；對于C柱， ，則B柱 C柱 排架柱頂總總反力RR為：各柱頂剪力力為：排架各柱的的彎矩圖圖及柱底底剪力值值如圖115b所所示。圖15 作作用于BBC跨時時排架內(nèi)內(nèi)力圖5.內(nèi)力組組合控制截面分分別取上上柱底部部截面II-I，牛牛腿頂截截面III-III和下柱柱底截面面IIII-IIII，按按公式求求得最不不利的內(nèi)內(nèi)力值，見表3，4。在每種荷載效應組合中，對矩形和工字型截面柱均應考慮以下四種不利內(nèi)力組合：（1）+及及相應的的N，VV；（2）-及及相應的的N，VV；（3）及相相應的MM，V；（4）及相相應的MM，V

22、；對柱進行裂裂縫寬度度驗算時時，內(nèi)力力采用標標準值，同同時只需需對的柱柱進行驗驗算。 表表3 AA柱內(nèi)力力設(shè)計值值匯總表表 ()柱號及正向內(nèi)力荷載類別恒載屋面活荷載載吊車豎向荷荷載吊車水平荷荷載風荷載作用在ABB跨作用在BCC跨作用在A柱作用在B柱左作用在B柱右作用在C柱作用在AB跨作用在BC跨左風右風序號-5.52-1.0772.37-53.331-61.00337.366-2.43311.00918.99615.299-26.442452.99679.3880.00-65.003-15.8882.37173.339-1.94437.366-2.43311.00918.99615.299-2

23、6.442508.55279.388647.770168.884-41.900-3.68816.40050.744-258.51194.445-12.662157.4598.669256.007-225.78563.4479.388647.770168.88410.4441.18441.2866-21.776-24.99115.255-0.99914.2217.74437.222-26.227 表4 A柱柱內(nèi)力組組合表 內(nèi)力組組合截面+及相應的的,-及相應的的,及相應的,及相應的,-+0.99+0.9(+)+66.077+0.990.8(+)+0.9+-79.331+0.99+0.936.95

24、5+0.99+0.9(+)+36.322524.440452.996524.440452.996-+0.99+0.8(+)+0.9+117.336+0.99+0.8(+)+0.9+-122.20+0.9990.422+0.990.99(+)+-106.73974.886701.5531091.45508.552-+0.99+0.8(+)+0.9+591.119+0.99+0.8(+)+0.9+-517.33+0.9987.577+0.99 +0.99+0.9+90.9001029.74766.8811146.33563.4451.922-41.223-9.1446.5875.755469.55

25、 6.柱截面面設(shè)計混凝土等級級強度為為C300， ；采用用HRBB4000級鋼筋筋，。上上下柱均均采用對對稱配筋筋。6.1 上柱配配筋計算算由表7可見見，上柱柱截面共共有4組組內(nèi)力。取取。軸力力較小的的一組，即即由規(guī)范查得得有吊車車廠房排排架方向向上柱的的計算長長度。附附加偏心心距取20（大大于4000/330）。由故應考慮慮偏心距距增大系系數(shù)。 由故應考慮慮偏心距距增大系系數(shù) 取進行計算算。按構(gòu)造配筋筋，選316（），則，滿滿足要求求。由規(guī)范得垂垂直于排排架方向向柱的計計算長度度 則 。滿足彎矩作作用平面面外的承承載力要要求。6.2 下柱配配筋計算算取。與上柱柱分析方方法類似似，在表表7的8

26、8組內(nèi)力力中，選選取下列列兩組不不利內(nèi)力力：（1）按計計算下柱計算長長度取。附附加偏心心距（大大于200）。由，故應考考慮偏心心距增大大系數(shù)。 由，故故應考慮慮偏心距距增大系系數(shù)故為大偏心心受壓。先先假定中中和軸位位于翼緣緣內(nèi)，則則 （2）按計計算下柱計算長長度取。附附加偏心心距（大大于200）。由，故應考考慮偏心心距增大大系數(shù)。 由，故故應考慮慮偏心距距增大系系數(shù)故為大偏心心受壓。先先假定中中和軸位位于翼緣緣內(nèi)，則則 綜合上述計計算結(jié)果果，下柱柱截面選選用618（）。按按此配筋筋，經(jīng)驗驗算柱彎彎矩作用用平面外外的承載載力亦滿滿足要求求。6.3 柱的裂裂縫寬度度驗算規(guī)范規(guī)規(guī)定，對對的柱進進行裂

27、縫縫寬度驗驗算，本本設(shè)計中中下柱未未出現(xiàn)的內(nèi)內(nèi)力，故故不需進進行裂縫縫寬度驗驗算。6.4 柱箍筋筋配置箍筋數(shù)量由由構(gòu)造要要求控制制。根據(jù)據(jù)構(gòu)造要要求，上上、下柱柱均選用用箍筋。6.5 牛腿設(shè)設(shè)計根據(jù)吊車梁梁支承位位置、截截面尺寸寸及構(gòu)造造要求，初初步擬定定牛腿尺尺寸，如如圖166所示。其其中牛腿腿截面寬寬度，牛牛腿截面面高度。6.5.11 牛牛腿截面面高度驗驗算（牛腿頂面面無水平平荷載） ，取a=0，按下式確定：故牛腿截面面高度滿滿足要求求。圖16 牛牛腿尺寸寸簡圖6.5.22 牛牛腿配筋筋計算由于，因而而該牛腿腿按構(gòu)造造要求配配筋，根根據(jù)構(gòu)造造要求，。實際選用。水平箍筋選用。6.6 柱的吊吊

28、裝驗算算采用翻身起起吊，吊吊點設(shè)在在牛腿下下部，混混凝土達達到設(shè)計計強度后后起吊，柱柱插入杯杯口深度度為,取取,則柱柱的吊裝裝時總長長度為。計計算簡圖圖如圖117所示示。 圖圖17 柱吊裝裝計算簡簡圖柱吊裝階段段的荷載載為柱自自重重力力荷載（應應考慮動動力系數(shù)數(shù)），即即在上述荷載載作用下下，柱各各控制截截面的彎彎矩為：由得； 令，得,則則下柱最最大彎矩矩為： 柱截面受彎彎承載力力及裂縫縫寬度驗驗算過程程見表99。表9 柱吊吊裝階段段承載力力及裂縫縫寬度驗驗算表柱截面上柱下柱24.31140.32269.4770.924.31=21.88395.88000.940.32=36.297.基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計

29、 GGB5000077-20002建建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范范規(guī)定定，對于于柱距的的單層多多跨廠房房，其地地基承載載力特征征值、吊吊車起重重量16602200、廠房房跨度、設(shè)設(shè)計等級級為丙級級時，可可不做地地基變形形驗算。本本案滿足足上述要要求，故故可不做做地基變變形驗算算。 基基礎(chǔ)混凝凝土強度度等級采采用C330，下下設(shè)1000厚CC10的的混凝土土墊層。7.1 作用于于基礎(chǔ)頂頂面上的的荷載計計算 作用于基礎(chǔ)礎(chǔ)頂面上上的荷載載包括柱柱底（-截面）傳傳給基礎(chǔ)礎(chǔ)的M，NN，V以以及外墻墻自重重重力荷載載，前者者可由表表8中的的-截面選選取，見見表100，其中中內(nèi)力標標準組合合值用于于地基承承載力

30、驗驗算，基基本組合合值用于于受沖切切承載力力驗算和和底板配配筋計算算，內(nèi)力力的正負負號見圖圖18bb。表10 基基礎(chǔ)設(shè)計計的不利利內(nèi)力組別荷載效應基基本組合合荷載效應標標準組合合第一組374.114783.66643.466270.338608.33332.011第二組-374.94526.553-40.331-264.68424.66627.822第三組13.722877.557-9.02212.933675.441-5.544圖18 基基礎(chǔ)荷載載示意圖圖由圖18aa可見，每每個基礎(chǔ)礎(chǔ)承受的的外墻總總寬度為為，總高高度為，墻墻體為雙雙面粉刷刷墻（）塑塑鋼窗（），基礎(chǔ)梁截面為，每個基礎(chǔ)承受的自由墻體傳來的重力荷載為：厚雙面粉刷刷墻 塑鋼窗 基礎(chǔ)梁 距基礎(chǔ)形心心的偏心心距為：基底尺寸及及埋置深深度 按構(gòu)造要要求擬定定高度柱的插入深深度，取取。杯底底厚度應應大于2200，取，則則?；A(chǔ)頂面標標高為-0.8850，故故基礎(chǔ)埋埋置深度度為： 杯壁厚度；基礎(chǔ)邊邊緣高度度，臺階階高度取取5000，見圖圖18bb。 擬定基基礎(chǔ)底面面尺寸 適當放大，取取。 計算基基底壓力力及驗算算地基承承載力 基地壓力按按式計算算，結(jié)果果見表111；按按且驗算地地基承載載力，其其中，驗驗算結(jié)果果見表111?？煽梢姡A(chǔ)底面面尺寸滿滿足要求求。表11 基基礎(chǔ)底面面壓力計計算及地地基承載