某排架厂房毕业设计计算书.doc

目录一、设计资料：- 2 -1、工程情况：- 2 -2、工程地质情况：- 2 -3、建筑设计平面和剖面- 2 -4、荷载资料：- 2 -5、材料强度等级：- 3 -三、柱截面尺寸与高度的确定- 6 -四、荷载计算- 7 -1、恒载- 7 -2、屋面活荷载- 8 -3、风荷载- 8 -五、排架内力分析- 10 -1.恒载作用下的排架内力分析- 10 -2.屋面活荷载作用下的排架内力分析- 12 -3.风荷载作用下的排架内力分析- 12 -4.吊车荷载作用下排架内力分析- 13 -六、内力组合- 16 -七、柱截面设计- 18 -1.柱配筋计算- 18 -2.柱的裂缝宽度验算- 19 -3.柱的箍筋配置- 19 -4.牛腿设计- 19 -5.柱的吊装验算- 20 -八、基础设计- 21 -1.作用于基础顶面上的荷载计算- 22 -2.基础尺寸及埋置深度- 22 -3.基础高度验算- 23 -4.基础底面配筋计算- 24 -一、设计资料：1、工程情况：本工程为某城市郊区（不考虑抗震设防）万事达装配车间，无抗震设防要求。工艺要求为一单跨单层厂房，跨度为27m，长度为102m，柱距为6m。车间内设有两台大连起重机厂生产的桥式dsqd型q=200/50kn的中级工作制桥式吊车，吊车轨顶标高为10.0 m，由于散热要求需设置天窗和挡风板。厂房采用钢筋混凝土装配式结构。2、工程地质情况：车间所在场地，地坪下1.0m内为填土，填土下层3.5m内卫均匀亚黏土，地基承载力设计值为250 kn/ m2，地下水位为-4.05m，无腐蚀性。基本风压按分工，地面类别按分工，基础雪压为0.35 kn/ m2。3、建筑设计平面和剖面见图2和图3。4、荷载资料：钢筋混凝土容重 25kn/ m3 水泥砂浆容重 20kn/ m3 （防水层+隔气层）自重 0.35kn/ m2屋面活荷载 0.5kn/ m2 (沿水平面)屋面基本雪压 0.35kn/ m2 (沿水平面)，屋面积雪分布系数见图19。房屋基本风压 0.55kn/ m2，风载体型系数见图9，由于地面粗糙度类别为d，根据风载高度变化系数表查得高度变化系数z=0.62吊车规格如下吊车吨位（t）q1k（kn)q2k（kn)吊车宽b（mm）轮距k（mm）pmax,k（kn)pmin,k（kn)20/532069.776055410021679笔下文学--笔趣阁厂房中标准构件选用情况：1. 天窗架采用04g326中的型钢筋混凝土天长架gj903，自重标准值为236kn/ 每榀，天窗端臂选用g316中的db93，自重标准值为257kn/ 每榀（包括自重、侧板、窗档、窗扇、职称、保温材料、自重天起机、消防栓等）。2. 屋架采用04g415-1预应力混凝土折线形屋架图集中的24m预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值为160kn/每榀(每增或减1m屋架自重增或减4.42kn/m)，屋架总高3.8m（下部分2.3m，上部分1.5m）3. 吊车梁采用04g323-1钢筋混凝土吊车梁图集中的先张法预应力混凝土吊车梁yxdl6-8，吊车梁高1200mm，自重标准值44.2kn/根，轨道及零件重1kn/m，轨道及垫层构造高度200mm。吊车梁中心至柱外边缘的距离为750mm。4. 屋面板采用04g410-1预应力混凝土屋面板图集中的预应力混凝土大型屋面板板重（包括灌封在内）标准值为1.4kn/m2。5. 天沟板采用04g410-2预应力混凝土天沟板图集中的jgb77-1天沟板，板重标准值为2.02kn/m。5、材料强度等级：混凝土：柱用c30，基础用c20钢筋：柱纵筋用hrb335，其它均用hpb235。由于本设计跨度27m,大于18m，因此需要布置支撑。柱截面高度h600mm,下部柱间支撑做成双片，其间距为柱截面高减去200mm，图3 屋架下弦支撑（mm）三、柱截面尺寸与高度的确定基础采用单独杯形基础，基础顶面标高为0.5m柱顶标高为12.6m，牛腿顶面标高为8.6m，吊车梁梁顶标高为9.8m。柱子尺寸： a）柱子高度：上柱高下柱高柱总高图4 牛腿初选 b）柱截面尺寸：建议上柱为方形截面，bh=400400mm，下柱为工字形截面，bhbh f =400800100150mm，牛腿尺寸、柱下端矩形截面部分高度尺寸见图4。柱截面几何特征值为：上柱： 下柱：i型 四、荷载计算1、恒载（1）屋盖恒载二毡三油防水层 0.35 kn/m3 20mm厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kn/m3100mm水泥膨胀珍珠岩保温层40.1=0.4kn/m3一毡二油隔气层0.05 kn/m320mm厚水泥砂浆找平层200.02=0.4 kn/m3预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4 kn/m3 gk=3.00 kn/m3 屋架自重120kn天窗架 93 kn天沟板2.026=12.12 kn（1）屋架重力荷载为，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：（2）柱自重重力荷载设计值：上柱下柱（3）吊车梁及轨道重力荷载设计值：2、屋面活荷载 屋面活荷载标准值为,雪荷载标准值为，后者大于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶屋面活荷载设计值为：3、风荷载 计算，其中，根据厂房各部分标高及d类地面粗糙度确定： 柱顶（标高11.4m） 檐口（标高13.5m） 屋顶（标高16.92m） 排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：图5 风荷载体系系数及排架计算简图则作用于排架计算简图（图5）上的风荷载设计值为：风压高度变化系数根据规范如下用内插法求中间值：标高（m） 5 0.6210 0.6215 0.62 20 0.62 30 0.62 4、吊车荷载200/5kn吊车的参数为：。根据重力荷载之间的平衡关系：得：。根据b及k，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮对应点的竖向坐标，如图6。图6 吊车荷载作用下支座反力的影响线（1） 吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：（2） 吊车横向水平荷载作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力计算：作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算起作用到柱顶的距离：五、排架内力分析柱剪力分配系数柱子a，b1.恒载作用下的排架内力分析，计算简图如图7（a）图7 恒荷载作用下的计算简图屋盖自重g1k，上柱自重g2k，吊车轨道及连接作用下g4k，结构对称，荷载对称，简图如图7，简化计算如下排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。对于a、b柱。求得后，由于平衡条件可得各柱截面的弯矩和剪力。柱各截面的轴力为该界面以上重力荷载之和，恒载作用下的轴力弯矩如图8（b）（c）。图8 恒荷载作用下内力图(m图knm、n图kn)2.屋面活荷载作用下的排架内力分析排架计算简图如图9（a）。其中，它在柱顶及变阶处引起的力矩为：排架各柱的弯矩轴力图如图9（b）（c）。图9 屋面活荷载作用下的计算简图(m图knm、n图kn)3.风荷载作用下的排架内力分析（1） 左风吹时计算简图如图10（a）。a,b柱有表2.5.2得各柱顶剪力分别为：排架内力如图10（b）图10 左风吹时的排架内力分析(m图knm、n图kn)（2） 右风吹时由于死单跨，与左风吹情况相同，内力反向，计算简图和内力图如图11。图11 右风吹时的排架内力分析(m图knm、n图kn)4.吊车荷载作用下排架内力分析（1）作用于a柱 计算简图如图12（a），其中吊车竖向荷载在牛腿顶面处引起的力矩为排架各柱顶剪力分别为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图12（b）（c）。图12吊车竖向荷载作用下的内力图(m图knm、n图kn)（2）作用下 当作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图13（b）。各柱顶剪力为：排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图14（a）。图14tmax作用下的排架内力分析- 27 -六、内力组合表1 a柱内力设计值汇总表柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在a柱作用在b柱向左向右左风右风序号m13.961.6842.7942.793.962-3.96218.6735.52n423.3240.5000000m84.466.42137.5222.963.962-3.96218.6735.52n473.5240.5515.16188.420000m40.443.9635.05-79.51-144.93144.93229.88213.03n517.9240.5515.16188.420000v4.961.8211.2611.26-1.5241.52428.2211.37注：m(单位为)，v(单位为)。表2 a柱内力设计值组合表内力截面有可变荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合1.2恒载+1.4任一活载1.2恒载+1.40.9（任意两个活载或两个以上活载）1.35竖向恒载+1.40.7横向活载组合项相应n,v组合项相应n,v组合项相应m,v组合项相应m,v组合项相应n,v组合项相应n,v组合项相应m,v组合项相应m,v组合项相应n,v组合项相应n,v组合项相应m,v组合项相应m,v111742.8918-32.981219.101712742.391368-86.9112368-84.7913681220.49123-21.44124-21.4418-15.96507.98507.98564.68559.01507.98559.01611.17611.17611.17571.48221391.1818-151.0813181357100.44128-154.2123787.36181320.7512-120.3112314.461289.45568.221217.33619.251268.361144.11678.941183.83317370.3618-249.711397.601312367569.941458-502.68123671712392.8214-23.33621.50621.501342.731321.64858.911108.74748.8445.46-23.90-9.8131.54-37.02-2.56-4.34注：m(单位为)，n(单位为)，v(单位为)七、柱截面设计 混凝土强度等级为c30，；受力钢筋采用hrb335级钢筋，。上下柱均采用对称钢筋。箍筋采用hpb235, 1.柱配筋计算表3柱在排架平面内的计算参数截面内力组合e0h0eil0h11m（）-21.443536555176004000.962.396n（）611.17m-86.91171365191176004000.961.402n507.9833m370.365967656231193508000.9081.396n621.5m569.94431765458191008001.000 1.131n1321.64利用的公式： ，故应考虑偏心距增大系数。取。取进行计算。表4柱在排架平面内的配筋计算截面内力组合eiex偏心情况(mm2)计算实配11m（）-21.44552.396297107201大偏压0n（）611.17m-86.911911.40243389201大偏压527.386033b16n507.9833m370.366231.3961235109421大偏压143215204b22n621.5m569.944581.131883231421大偏压92310184b18n1321.64，满足要求。满足弯矩作用平面外的承载力要求。2.柱的裂缝宽度验算规范规定，对的柱应进行裂缝宽度验算。上柱及下柱均出现的内力。故应进行裂缝宽度验算。验算过程见表5，其中上柱，下柱；构件特征系数，混凝土保护层厚度c取。表5 主的裂缝宽度验算表柱截面上柱下柱内力标准值86.91569.94 507.981321.640.01798830.592647.7203.80.82不用验算裂缝宽度0.240.3（满足要求）3.柱的箍筋配置非地震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般有构造要求，上、下柱均选用箍筋。4.牛腿设计根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如图15.。其中牛腿截面宽度，牛腿截面高度。（1） 牛腿截面高度验算其中：故牛腿截面高度满足要求。图15 牛脚尺寸简图（2） 牛腿配筋计算由于，因而该牛腿可按构造要求配筋。根据构造要求，。实际选用。水平箍筋选用。5.柱的吊装验算采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到强度后起吊。由表3可得柱插入杯口深度为，取,则柱吊装时总长度为，计算简图如图16.。图16 柱吊装计算简图柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载（应考虑动力系数），即在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为：由得：令，则下柱最大弯矩为：柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算过程见表6。表6 柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表柱截面11下柱52.6357.5259.70332.80226.20.5250.2180.3(满足要求)不必验算八、基础设计 gb50072002建筑地基基础设计规范规定，对于6m柱距的单层多跨厂房，其他基承载力特征值、吊车起重量200300kn/n、厂房跨度、设计等级为丙级时。可不做地基变形验算。此厂房满足上述要求，故不作地基变形设计验算。基础混凝土强度等级采用c15，下设100mm厚c10的素混凝土叠层。1.作用于基础顶面上的荷载计算作用于基础顶面上的荷载包括柱顶（截面）传给基础的m,n,v以及外墙自重重力荷载。前者可用表2中的截面选取，其中内力标准组合值用于地基承载力验算，基本组合值用于受冲切承载力验算和底板配筋计算，内力的正负号规定见图17。