混凝土单厂结构设计计算.doc

宁波大学单层工业厂房设计计算书 指导教师 xxxxxx 班 级 土木091 姓 名 xxxxx 学 号 xxxxxx 2012 年 04 月混凝土单厂结构设计计算一、设计资料及要求本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为24米，柱距6米，长60米，跨内设有30/5吨中级工作制吊车（a4）一台，轨顶标高须不低于9.9米，可不设天窗，采用纵墙开窗方案。经勘探报告提供资料，该地区工程地质条件良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，层厚6米，地基承载力特征值200kn/，常年地下水位-5米以下。抗震设防烈度为6度，不进行抗震计算，按构造设防。建筑平剖面示意图分别如下1. 经设计确定以下做法和相应荷载的标准值：（1）屋面为二毡三油防水层上铺小豆石 0.35kn/m2 0.35kn/m2 20mm水泥砂浆找平层 20 kn/m30.02 m 0.4 kn/m280mm厚加气混凝土保温层 0.65 kn/m2 0.65 kn/m2 6m跨预应力混凝土大型屋面板 自重 1.4 kn/m2 灌缝 0.1 kn/m2 1.5 kn/m2 屋盖支撑 0.07 kn/m2 0.07 kn/m2总计屋面恒载 2.97 kn/m2（2）采用24m跨折线形预应力混凝土屋架，每榀重力荷载为11.275 t 10 n/kg =112.75kn。（3）采用专业标准（zq1-62）规定的30/5t吊车的基本参数和有关尺寸。（4）采用6m跨等截面钢筋混凝土吊车梁，截面高度为1200mm，每根吊车梁的重力荷载为45.5kn，吊车轨道连接重力荷载为 0.81 kn/m。（5）围护墙采用240mm厚砖砌墙，钢门窗0.45 kn/m2，围护墙直接支承于基础梁0.24 m19.0 kn/m3 = 4.56 kn/m2，基础梁截面高度为450mm。（6）取室内外高差50mm，基础选用钢筋混凝土锥形基础，基础顶面标高为 -0.700m（450+150+100=700mm）。主要承重构件选型表构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板g410-121.5m6.0m预应力混凝土屋面板y-wb-3iis（端跨）y-wb-3ii（中间跨）天沟板tgb861.5 kn/m2屋架04g415-1预应力混凝土折线形屋架(24m)跨ywj24-2a112.75kn/榀0.07 kn/m2（屋盖支撑）柱间支撑05g336柱间支撑上柱zcs-42-1a(边跨zcs-42-1b)下柱zcx-90-12吊车梁g323-12钢筋混凝土吊车梁dl-11s45.5kn/根轨道连接04g325dgl-60.81 kn/m基础梁04g320钢筋混凝土基础梁jl-316.07 kn/根二、确定柱截面尺寸上柱：高4200mm (吊车梁顶标高10.20m), 截面 = 400mm500mm下柱：截面i 400mm1000mm （=100mm212.5mm400mm1000mm）确定边柱沿高度和牛腿部位的尺寸如下：柱子的有关参数如下表：=13.9m，=4.2m，=9.7m参数柱子（、）（mm2）2.0105（mm4）4.17109（mm2）2.425105（mm4）30.751094.2/13.9=0.302=398.36kn，满足要求。按构造要求布置水平箍筋，取8100，上部=605=403mm范围内水平箍筋总面积为 250.24=404.93mm2=351mm2，可以。因为=00.3，故可不设弯筋。则牛腿配筋如下：九、 柱的吊装验算（柱）=25=6.06 kn/m=25=5.0 kn/m =0.425=9 kn/m按伸臂梁算得 =-1/244.22=-25.92 knm，=-65.2 knm按（19-4）进行裂缝宽度验算：截面：=1.544.1106/(0.87455942)=177.40 n/mm2=942/(0.5400500)=0.0094以=0.0094及=20mm 查表19-7得 =180 n/mm2，满足。截面：=1.565.20106/(0.879552148)=52.28 n/mm2=2148/(0.51001000+300212.5)=0.0189以=0.0189及=222mm 查表19-7得 =175 n/mm2，满足。十、基础设计计算（柱）1.地基承载力特征值和基础材料地基持力层为中密粗砂层，基础埋深标高为-1.900m，假设基础宽度小于3m，修正后的地基承载力特征值=200kn/m2 混凝土采用c20，=9.6n/mm2，=1.10n/mm2钢筋采用hpb235，=210 n/mm2（12及12以下），钢筋的混凝土保护层厚40mm垫层采用c10素混凝土，厚100mm。2.作用于基础顶面上的荷载计算a柱基础顶面最不利内力组别荷载效应基本组合荷载效应标准组合m(knm)n(kn)v(kn)mk(knm)nk(kn)vk(kn)甲组-584.52509.28-65.50-392.59424.4-44.27乙组-589.681034.65-80.0-468.26841.36-60.99基础杯口以上墙体荷载计算：基础梁 bh=240mm450mm，围护墙240mm砖砌墙，墙上开上下两层钢窗，上窗：1.8m3.6m；下窗4.5m3.6m。梁自重 0.240.45625=16.20 kn钢窗重 (4.5+1.8)3.60.45=9.4 kn 墙自重 (12.0+1.18+0.15+0.15)6-(4.5+1.8)3.60.2419=265.39 kn 总计： nwk=290.99 kn nw=1.2 nwk=1.2290.99=349.19 kn nwk基础形心的偏心矩ew=h/2+240/2=1000/2+240/2=0.62m3基础尺寸及埋置深度(1)按构造要求拟定高度 h= 1200mm基础顶面标高为0.700m,故基础埋置深度d1.20m+0.7m=1.90m(2)拟定基础底面尺寸将基础地面积按(1.11.4)扩大后计算，仍无法满足要求， 取=4.22.8=11.76m2(3)计算基底压力及验算地基承载力=24(4.22.81.2)+17(4.22.80.7)=478.63 kn =2.84.22=8.23m31.2=1.2200=240 kn/m2基底地面压力标准值如下表：基础底面压力计算及地基承载力验算表类别甲组乙组 mk (knm)-392.59-468.26nk (kn)424.4841.36vk (kn)-44.27-60.9= nknwk (kn)1193.031610.98mknwkewvkh (knm)-626.131-721.86= (kn/m2)177.5325.37224.7049.28=(+)/2 (kn/m2) 101.45200136.99200(kn) 1.2177.53240224.700，故基础底面积满足地基承载力要求。4.基础高度验算（受冲切承载力验算） 按构造要求，假设基础尺寸如下：h=1200，分三阶梯，没阶高度400mm；h0i1=1155, h0ii1=1150；柱插入深度h1=900mm，杯底厚度a1=250，杯壁最小厚度t=400-25=375mm，h2=400mm，t/ h2=375/400=0.940.75，故杯壁内可不配筋；柱截面bh=400mm1000mm。 扣除基础自重及其上土重后，基础底面内力设计值在基础底面产生的净反力计算如下： 基础底面净反力设计值类别甲组乙组 m (knm)-584.52-468.26n (kn)509.281034.65v (kn)-65.50-80.0= nnw (kn)857.471383.84mnwewvh (knm)-879.62-780.76= (kn/m2)179.80212.54= (kn/m2)-30.9722.81显然应以乙组基底净反力验算：h0i1=1200-45=1155mm，b+2 h0i1=400+21155=2710mm，b+ h0i1=400+1155=1555mm，属于 （b+2 h0i1）情况，应用（19-9）、（19-10）式验算。=212.54=33.35 kn=0.7 (b+ h0i1) h0i10.70.971.1(400+1155) 11551341.5 kn，满足要求。其他各台阶高度验算均满足要求，不另赘述。5.基础底板配筋计算(1)柱边及变阶处基底反力计算 按（19-14）（19-17）式并根据甲、乙两组基底净反力进行计算，以下表格表达。截面i1 i2i3p(kn/m2)=352.8=375.39=397.9