學(xué)士金工車間帶吊車混凝土廠房課程設(shè)計計算書

塔里木大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計塔里木大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計PAGE36PAGE35目錄TOC\t"erji,2,yiji,1"\hHYPERLINK\l_Toc242341設(shè)計資料1HYPERLINK\l_Toc145131.1屋面做法及圍護結(jié)構(gòu)1HYPERLINK\l_Toc18961.2材料選用1HYPERLINK\l_Toc115362結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定2HYPERLINK\l_Toc200062.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型2HYPERLINK\l_Toc77822.2柱截面確定3HYPERLINK\l_Toc56433荷載計算4HYPERLINK\l_Toc115533.1屋蓋恒載4HYPERLINK\l_Toc21153.2屋蓋活荷載4HYPERLINK\l_Toc16313.3風(fēng)荷載5HYPERLINK\l_Toc193143.4吊車荷載6HYPERLINK\l_Toc133624排架內(nèi)力計算6HYPERLINK\l_Toc121534.1恒載作用下的排架內(nèi)力分析7HYPERLINK\l_Toc176004.2屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析8HYPERLINK\l_Toc144694.3風(fēng)荷載作用下的排架內(nèi)力分析8HYPERLINK\l_Toc101424.4吊車荷載作用下的排架內(nèi)力分析9HYPERLINK\l_Toc29514.5Tmax作用在AB跨柱10HYPERLINK\l_Toc232644.4內(nèi)力組合10HYPERLINK\l_Toc39755排架柱設(shè)計11HYPERLINK\l_Toc34985.1柱截面配筋計算11HYPERLINK\l_Toc292955.2柱在排架平面外承載力驗算16HYPERLINK\l_Toc195266牛腿設(shè)計16HYPERLINK\l_Toc300136.1牛腿截面高度驗算16HYPERLINK\l_Toc107736.2牛腿配筋計算16HYPERLINK\l_Toc170907基礎(chǔ)設(shè)計18HYPERLINK\l_Toc163377.1作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載計算18HYPERLINK\l_Toc279877.2基礎(chǔ)尺寸及埋置深度18HYPERLINK\l_Toc186727.2基礎(chǔ)高度驗算19HYPERLINK\l_Toc212777.3柱邊及變階處基底反力計算19HYPERLINK\l_Toc166947.4柱邊及變階彎距計算20HYPERLINK\l_Toc261077.5配筋計算21HYPERLINK\l_Toc11184致謝錯誤！未定義書簽。HYPERLINK\l_Toc31476參考文獻231設(shè)計資料(1)工程名稱:某金工車間。(2)工程情況：本工程為某城市郊區(qū)一金工車間，無抗震設(shè)防要求。工藝要求為一單層單跨廠房，柱距為，車間總長度。設(shè)有一臺中級工作制的橋式吊車。廠房采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。(3)自然條件:基本風(fēng)壓，基本雪壓，地面粗糙度為類，后的基本地基承載力特征值為，活荷載組合系數(shù)，風(fēng)荷載組合系數(shù)。(4)平面布置：建筑平面布置形式如下圖圖1.1建筑平面布置圖1.1屋面做法及圍護結(jié)構(gòu)層面做法：SBS防水屋面20mm厚1：3水泥砂漿找平層100厚的水泥蛭石保溫層一氈兩油隔氣層20厚1：2水泥砂漿找平層預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板板下噴大白漿二遍屋蓋鋼支撐圍護結(jié)構(gòu)：240mm厚普通磚墻，鋼框玻璃窗：3.6×3.6m，1.8×3.6m。1.2材料選用鋼筋采用HPB235，HRB335?；炷粒夯A(chǔ)采用C25，柱采用C25。2結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定2.1結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型因該廠房的跨度在之間，且柱頂標高大于8m故采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了使屋蓋具有較大的剛度，選用預(yù)應(yīng)力混凝土折線形為奸及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎(chǔ)梁。廠房各構(gòu)件選型見表2.1構(gòu)件名稱標準圖集選用型號重力荷載標準值值屋面板G410（一）1.5m*6mm預(yù)應(yīng)力混混凝土屋面面板YWB-2Ⅱ（中中間跨）YWB-2Ⅱss（端跨）1.4kN/mm2（包括灌縫重）天溝板G410（三）1.5m*6mm預(yù)應(yīng)力混混凝土屋面面板（卷材材防水天溝溝板）TGB68-111.91kN//m2屋架G415（三）預(yù)應(yīng)力混凝土折折線形屋架架（跨度224m）YWJA-244-1Aaa80kN/榀0.05kN//m2（屋蓋鋼鋼支撐）吊車梁G323（二）鋼筋混凝土吊車車梁（吊車車的工作等等級為A1-AA5）DL-9Z(中中間跨)DL-9B（邊邊跨）39.5kN//根40.8kNN/根軌道鏈接G325(二))吊車軌道聯(lián)結(jié)詳詳圖0.80kN//m基礎(chǔ)梁G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)礎(chǔ)梁JL-316.7kN//根注：本表圖集均按TJ10-1974《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》設(shè)計，重力荷載以換算為法定計量單位圖2.1建筑剖面圖由圖2.1可知柱頂標高為12.3m，牛腿的頂面標高為8.4m，設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為0.5m，則計算簡圖中的柱的總高度H，下柱高度Hl和上柱高度Hu分別為：2.2柱截面確定根據(jù)柱的高度，吊車起重高度、吊車起重量及工作級別等條件，課有表2.4.2并參考表2.4.4確定柱截面尺寸，見表2.1計算參數(shù)柱號截面尺寸/mmm面積/mm2慣性矩/mm44自重/（kN/m）A,B上柱矩下柱取一榀排架進行計算，計算單元和計算簡圖如圖2.2圖2.2計算單元和計算簡圖3荷載計算3.1屋蓋恒載改性瀝青防水層層（sbs）20mm厚的水水泥砂漿找找平層100mm厚的的水泥蛭石石保溫層一氈兩油隔氣層層20mm厚的水水泥砂漿找找平層預(yù)應(yīng)力混凝土屋屋面板（包包括灌縫）屋蓋鋼支撐總計屋架重力荷載為，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設(shè)計值為：吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計值柱自重重力荷載設(shè)計值A(chǔ),B柱上柱下柱3.2屋蓋活荷載屋面活荷載標準值為，雪荷載標準值為，后者小于前者，故僅按前者計算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計值為：各恒載作用位置和活載作用位置如圖3.1GG4A=18.72kNG3=53.16kNG4A=328.8kNG5A=50.09kN(Q1=201.6kN)G5A=50.09kNG3=53.16kN(Q1=201.6kN)G4A=328.8kN圖3.1荷載作用位置3.3風(fēng)荷載風(fēng)荷載標準值按式（2.5.2）計算，其中，，根據(jù)廠房各部分標高（圖2.1）及B類地面粗糙度由附表5.1確定如下：柱頂（標高12.30m）檐口（標高14.60m）屋頂（標高16.00m）如圖3.2.1所示，由式（2.5.2）可得排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面荷載標準值分別為：圖3.2.1風(fēng)荷載體形系數(shù)及排架計算簡圖則作用于排架計算簡圖（圖3.2.1）上的風(fēng)荷載設(shè)計值為：3.4吊車荷載由表2.5.1可得吊車的參數(shù)為，，，，，，根據(jù)及，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應(yīng)的豎向坐標值，如圖3.4.1所示3.4.1吊車豎向荷載由式（2.5.4）和式（2.5.5）可得吊車豎向荷載設(shè)計值為：3.4.2吊車橫向水平荷載作用于每個輪子上的吊車橫向水平制動力按式（2.5.6）計算，即作用于排架柱上上的吊車橫橫向水平荷荷載設(shè)計值值按式（22.5.77）計算，即即圖3.4吊車荷載載作用下支支座反力影影響線4排架內(nèi)力計算該廠房為一跨等等高排架，可可用剪力分分配法進行行排架內(nèi)力力分析。其其中柱的剪剪力分配系系數(shù)按式（2..5.166）計算，計計算結(jié)果見見表4.1柱別A，B柱4.1恒載作用用下的排架架內(nèi)力分析析恒載作用排架的的計算簡圖圖如圖4.1所示，圖圖中重力荷荷載及力矩M是根據(jù)圖圖3.1.11a確定，即即；由圖3.1.11a所示排排架為對稱稱結(jié)構(gòu)且作作用對稱荷荷載，排架架結(jié)構(gòu)為側(cè)側(cè)移，故各各柱可按柱柱頂為不動動鉸支座計計算內(nèi)力。柱柱頂不動鉸鉸支座反力力可根據(jù)表2.5..2所列的相相應(yīng)公式計計算。對于于A,B柱，，，則，故作用下不動鉸承承的柱頂反反力為作用下不動鉸承承的柱頂反反力為故在和共同作用用下（即在在G作用下）不不動鉸支承承的柱頂反反力為相應(yīng)的計算簡圖圖及內(nèi)力圖圖如4.11.1b，c所示單位（kN）圖4.1.1恒荷荷載作用下下的排架內(nèi)內(nèi)力單位（kN）4.2屋面活荷荷載作用下下排架內(nèi)力力分析排架計算簡圖如如圖4.22.1所示示，其中，他他在柱頂及及變階處引引起的力矩矩為；;其;;對于A,B柱，同理則排架柱頂不動動鉸支座總總反力為：：將R反作用于排架柱柱頂，用式式（2.55.15）計計算相應(yīng)的的柱頂剪力力，并與柱柱頂不動鉸鉸支座反力力疊加，可可得屋面活活荷載作用用于AB跨市的柱柱頂剪力，即即排架各柱的彎矩矩圖，軸力力圖及柱底底剪力如圖圖4.2..1所示。MM1BMMBQMM1BMMBQQ單位（kN）4.3風(fēng)荷載作作用下的排排架內(nèi)力分分析因為此廠房為單單層單跨等等坡對稱廠廠房，故左左右吹風(fēng)時時只用考慮慮一種就可可以，用最最大的彎矩矩配置兩邊邊的柱子的的鋼筋。左吹風(fēng)時計算簡圖如圖44.3.11所示，對對于A,B柱，，，由表2.5..2得：則排架柱頂不動動鉸支座總總反力為：：各柱頂分配的剪剪力分別為為：排架內(nèi)力圖如圖圖4.3..1所示圖4.3.1左吹吹風(fēng)排架內(nèi)內(nèi)力4.4吊車荷載載作用下的的排架內(nèi)力力分析（1）作用于A柱計算簡圖4.44.1a所所示，其中中吊車的豎豎向荷載，在牛腿頂頂面處引起起的力矩為為：對于A,B柱，，則則則排架柱頂不動動鉸支座總總反力為:各柱頂分配的剪剪力分別為為:排架各柱的彎矩矩圖、軸力力圖及柱底底剪力圖如如圖4.44.1b，c所示MATmaxDmin單位（kN）圖4.4.1作MATmaxDmin單位（kN）4.5Tmaxx作用在AB跨柱當(dāng)AB跨作用吊車橫向向水平荷載載時，Tmax向左時，排排架計算簡簡圖如圖44.5.11a所示。對對于A柱，，，由表2.5..3得吊車水水平作用力力到柱頂?shù)牡木嚯x比值值a=（3.9--1.2）/3.99=0.6692，則排架各柱的彎矩矩圖集柱底底的剪力值值如圖4..5.1bb,c所示，當(dāng)Tmax方向相反反是，彎矩矩圖和剪力力圖改變符符號，方向向不變。單位（kN）TmaxTm單位（kN）TmaxTmax4.4內(nèi)力組合合由于本例結(jié)構(gòu)對對稱，故只只需對A柱（或B柱）進行行最不利內(nèi)內(nèi)力組合，其其步驟如下下：（1）確定需要單獨獨考慮的荷荷載項目。本本工程為不不考慮地震震作用的單單跨排架，共共有8種需要單單獨考慮的的荷載項目目，由于小小車無論向向右或向左左運行中剎剎車時，A、B柱在T作用下，其其內(nèi)力大小小相等而符符號相反，在在組合時可可列為一項項。因此，單單獨考慮的的荷載項目目共有7項。（2）將各種荷載作作用下設(shè)計計控制截面面（I—I、II—II、III—III）的內(nèi)力M、N（III—III截面還有有剪力V）填入組組合表5-1。填表時時要注意有有關(guān)內(nèi)力符符號的規(guī)定定。（3）根據(jù)最不利又又最可能的的原則，確確定每一內(nèi)內(nèi)力組的組組合項目，并并算出相應(yīng)應(yīng)的組合值值。計算中中，當(dāng)風(fēng)荷荷載與活荷荷載（包括括吊車荷載載）同時考考慮時，除除恒荷載外外，其余荷荷載作用下下的內(nèi)力均均應(yīng)乘以0.85的組合系系數(shù)。排架柱全部內(nèi)力力組合計算算結(jié)果列入入表4-1。截面荷載項目內(nèi)力恒荷載屋面活荷載吊車荷載風(fēng)荷載內(nèi)力組合G1.G2G33.G4Q1Dmax在A柱柱Dmin在A柱柱Tmax左風(fēng)右風(fēng)Nmax及M、VNmin及M、V|M|max及及N、V①②③④⑤⑥⑦項目組合值項目組合值項目組合值I-IM(kN·m))18.0813.46-14.92-14.92±6.2913.06-43.31①+②+③+⑤22.91①+0.85(③+⑤+⑦)-36.7622①+0.85（③+⑤+⑦）-36.7622N(kN)347.52201.600000549.12347.52347.52II－IIM(kN·m))-55.6-36.948.6148.61±6.2913.06-43.31①+②+③+⑤-37.64①+⑦-98.91①+0.85（③+⑤+⑥）2.16N(kN)400.68201.6221.83221.8000824.11400.68589.23III-IIIM(kN·m))24.1716.7714.5714.57±30.2205.6-244.1①+②+③+⑤85.71①+⑥229.72①+0.85（②+③+⑤+⑥)251.19N(kN)450.77201.6221.83221.8000874.2450.77810.68V(kN)8.856.035-3.83-3.83±4.13.18-7.6215.15512.0316.915排架柱設(shè)計5.1柱截面配配筋計算最不利內(nèi)力組的的選用：由由于截面3—3的彎矩和和軸向力設(shè)設(shè)計值均比比截面2—2的大，故故下柱配筋筋由截面3—3的最不利利內(nèi)力組確確定，而上上柱配筋由由截面1—1的最不利利內(nèi)力組確確定。(1))Ⅰ——Ⅰ截面配筋筋：1.組合(與組組合相同)縱向受力鋼筋采采用HRB3335級?。ù笃男氖軌海┙?jīng)比較：且,則則說明受壓壓筋不能達達到屈服強強度，此時時應(yīng)按以下下公式計算算。故按構(gòu)造配筋（）2.組合縱向受力鋼筋采采用HRB3335級?。ù笃男氖軌海┙?jīng)比較：X<h0ξb且X<22as,則說明受受壓筋不能能達到屈服服強度，此此時應(yīng)按以以下公式計計算。故按構(gòu)造配筋選選用（）(2)Ⅲ——ⅢⅢ截面配筋筋：組合縱向受力鋼筋采采用HRB3335級?。ù蟠笃氖軌簤海┙?jīng)比較,，中和和軸位于腹腹板內(nèi)，那那么應(yīng)重新新計算受壓壓區(qū)高度故按最小配筋率率確定配筋筋面積選用（）2組合縱向受力鋼筋采采用HRB3335級?。ù蟠笃氖軌簤海┙?jīng)比較,，應(yīng)重重新計算說明計算不需要要配置受拉拉（壓）鋼鋼筋，故按按最小配筋筋率確定配配筋面積選用（）3.組合縱向受力鋼筋采采用HRB3335級取（大大偏心受壓壓）經(jīng)比較,，則可可按矩形截截面同樣方方法處理球球選用（）比較以上計算結(jié)結(jié)果，排架架柱配筋為為：（單側(cè)側(cè)）上柱：（）全截面配配筋率:下柱：（）全截面配配筋率:5.2柱在排架架平面外承承載力驗算算取Ⅰ——Ⅰ、Ⅲ———Ⅲ截面中的的進行驗算算查表（有柱間支支撐，垂直直房屋排架架柱，有吊吊車房屋柱柱）得計算算高度：上柱:下柱:1.Ⅰ——Ⅰ截面面：=549.122L0/b=48755/4000=12..19查表得φ=0.995滿足要要求2.Ⅲ——Ⅲ截面面=874.2L0/b=68800/4000=17..8查表得φ=0.8816滿足足要求2.5.3柱的的裂縫寬度度驗算《規(guī)范》規(guī)定，對對的柱應(yīng)進進行裂縫驗驗算。本設(shè)設(shè)計中的上上柱及下柱柱均的內(nèi)力力，故不進進行裂縫驗驗算。6牛腿設(shè)計根據(jù)吊車梁支承承位置、截截面尺寸及及構(gòu)造要求求，初步擬擬定牛腿尺尺寸，如圖圖2-5--1所示。其其中牛腿截截面寬度，牛牛腿截面高高度，。6.1牛腿截面面高度驗算算已知，，（牛腿腿頂面無水水平荷載），，取，則故牛腿截面高度度滿足要求求。6.2牛腿配筋筋計算由于，因而牛腿腿可按構(gòu)造造要求配筋筋。根據(jù)構(gòu)構(gòu)造要求，。實際選用4114（）。水平平箍筋選用用。1柱的吊裝驗算采用翻身起吊，吊吊點設(shè)在牛牛腿下部，混混凝土達到到設(shè)計強度度后起吊。由由附表查得得柱插入杯杯口深度為為，取，則吊吊裝時的總總長度為33.9m++8.9mm+0.855m=13.665m，計計算簡圖如如圖所示。柱吊裝階段的荷荷載為柱自自重重力荷荷載（應(yīng)考考慮動力系系數(shù)），即即圖6.2.1牛圖圖簡圖圖6.2..2吊裝簡圖圖在上述荷載作用用下，各柱柱控制截面面的彎矩為為：由得：令，得，則下段柱柱最大彎矩矩為：柱截面受彎承載載力及裂縫縫寬度驗算算過程如表表6.2..1所示。表6.2.1柱柱吊裝階段段承載--力及裂縫縫寬度驗算算表柱截面上柱下柱61.60（445.633）84.20（662.377）87.90＞00.9×661.600=55..44300.51＞＞0.9××84.22=75..78190.9481.890.42-0.31＜00.2，取0.20.16＜0..2（滿足要要求）0.03＜0..2（滿足要要求）7基礎(chǔ)設(shè)計GB500007-20002《建筑地地基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)規(guī)定，對于于6m柱距的的單層多跨跨廠房，地地基承載力力特征值、吊吊車起重量量200~~300KKN、廠房跨跨度、設(shè)計計等級為丙丙級時，可可不做地基基變形驗算算。本設(shè)計計滿足上述述要求，故故不做地基基變形驗算算?；A(chǔ)混凝土強度度等級采用用C20，下設(shè)1000mm厚厚C10混凝土墊墊層。7.1作用于基基礎(chǔ)頂面上上的荷載計計算作用于基礎(chǔ)頂面面上的荷載載包括柱底底（Ⅲ—Ⅲ截面）傳傳給基礎(chǔ)的的M，N，V以及外墻墻自重重力力荷載。前前者由表44.5.11中的Ⅲ—Ⅲ截面選取取，見表7.1..1，其中內(nèi)內(nèi)力標準組組合值用于于地基承載載力驗算，基基本組合值值用于受沖沖切承載力力驗算和地地板配筋計計算，內(nèi)力力的正號規(guī)規(guī)定如圖22-6-11所示。表7.1.1基基礎(chǔ)設(shè)計的的不利內(nèi)力力組別荷載效應(yīng)基本組組合荷載效應(yīng)標準組組合M/（KN·m）N/KNV/KN第1組85.71874.215.15564.10678.0911.88第2組229.72450.7712.03166.96375.649.65第3組251.20810.6916.91182.30632.7213.13由圖7.1.11可見，每每個基礎(chǔ)承承受的外墻墻總寬度為為6.0mm，總高度度為14..65m，墻墻體為2440mm厚厚實心磚墻墻（）。鋼鋼框玻璃窗窗（）基礎(chǔ)礎(chǔ)梁重量為為16.77KN/根.每個基礎(chǔ)礎(chǔ)承受的由由墻體傳來來的重力荷荷載為：240mmm厚磚墻鋼框玻璃璃窗基礎(chǔ)梁距基礎(chǔ)形心的偏偏心距為：圖7.1.1基基礎(chǔ)荷載示示意圖7.2基礎(chǔ)尺寸寸及埋置深深度1.按構(gòu)造要求擬定定高度h。由表2.4.66得，柱的的插入深度度，?。?50mmm。由表(7)得杯底厚厚度a應(yīng)大于2000mm，取取，則基礎(chǔ)頂面標高為為-0.5500m，故故基礎(chǔ)埋置置深度d為：由表2.4.77得杯壁厚厚度，取t＝325mmm；基礎(chǔ)礎(chǔ)邊緣高度度取350mmm，臺階階高度取4400mmm。2.擬定基礎(chǔ)地面尺尺寸由式（2.7..2）得適當(dāng)放大，取3.計算基底壓力及及驗算地基基承載力基底壓力按式（2.7.3）計算，結(jié)果見表2-6-2按式（2.7.8）驗算地基承載力其中，驗算結(jié)果見下表7.1.2?？梢?，基礎(chǔ)底面尺寸滿足要求。表7.1.2基礎(chǔ)底面面壓力計算算及地基承承載力驗算算表類別第1組第2組第3組64.10678.0911.88166.96375.649.65182.30632.7213.13692.85796.71813.05-104.566-4.2715.0792.6455.4085.8884.3689.5584.1874.02<<18092.64<221685.12<<18085.88<<21686.86<<18089.55<22167.2基礎(chǔ)高度度驗算這時采用基地凈凈反力設(shè)計計值和計算，結(jié)結(jié)果如表77.2.11所示。表7.2.1基基礎(chǔ)底面凈凈反力設(shè)計計值計算表表類別第1組第2組第3組85.71874.215.155229.72450.7712.03251.20810.6916.911258.044835.611196.533-115.65524.7751.86155.00113.8193.6884.86137.07118.60由表7.2.11表明基礎(chǔ)礎(chǔ)高度滿足足要求。7.3柱邊及變變階處基底底反力計算算基礎(chǔ)底板配筋計計算時長邊邊和短邊方方向的計算算截面簡圖圖如圖7..1.2所所示。三組組不利內(nèi)力力設(shè)計值在在柱邊及變變階處的基基底凈反力力計算見表表7.2..1。內(nèi)力產(chǎn)產(chǎn)生的基底底反力示意意圖見圖7.3..1。圖7.3.1基礎(chǔ)底板板配筋計算算截面表7.3.1柱邊及變變階處基底底凈反力計計算公式第1組第2組第3組129.2690.38130.14124.6891.36132.19121.5492.03133.61119.2592.52134.63134.4189.27127.837.4柱邊及變變階彎距計計算7.5配筋計算算基礎(chǔ)底板受力鋼鋼筋采用HPB2235級（）長邊方向鋼筋面面積為：選用（）短邊方向鋼筋面面積為：選用（）基礎(chǔ)底板配筋圖圖7.5..