单层厂房结构课程设计计算书.doc

单层厂房结构课程设计计算书课 程 设 计专业： 土木工程（本科）学号： 061034353 姓名： 日期： 2008年4月16日一、设计资料 1、白银有色（集团）公司某单层车间建筑平面图。2、钢筋混凝土结构设计手册。二、计算简图的确定2.1 计算上柱高及全柱高：室外地坪为-0.15m，基础梁高0.6m，高出地面0.1 m，放置于基础顶面，故基础顶面标高-0.65m。根据设计资料得：上柱高=吊车梁高+轨道构造高度+吊车高度+安全距离=900+200+2734+166=4000=4m全柱高=轨顶标高-（吊车梁高+轨道构造高）+上柱高-基顶标高=6.8-(0.9+0.2)+4+0.65=10.35故下柱高=10.35-4.0=6.35m上柱与全柱高的比值 2.2 柱截面尺寸：因电车工作级别为，故根据书表2.9（a）的参考数据，上柱采用矩形截面 a、c列柱： b列柱：下柱选用型 a、c列柱： b列柱：（其余尺寸见图），根据书表2.8关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度a、c列柱： （符合） b列柱： （符合）对于下柱截面高度：a、c及b列柱皆有：（符合）2.3 上、下柱截面惯性及其比值排架a、c列柱上柱 下柱 +比值：排架b列柱上柱 下柱 +比值：2.4 校核c：对于边列柱a、c，吊车桥架外边缘至上柱的边缘的净空宽度应满足。查表 ，取所以将a、c列柱向外移动150mm此时 满足要求。对于中列柱b ，满足要求。三、荷载计算3.1 屋盖结构自重预应力大形屋面板 25mm厚水泥砂浆找平层 一毡而油隔气层 100mm厚珍珠岩制品保湿层 25mm水泥砂浆找平层 三毡四油防水层上铺小石子 天沟板 每榀天窗架每侧传致屋架的荷载 屋架自重 则作用于横向平面排架边柱柱顶屋盖结构自重为 作用点在上柱中线右3.2 柱自重上柱： 下柱： 3.3 吊车梁及轨道自重3.4 屋面活荷载由荷载规范可知，对于不上人的钢筋混凝土屋面，其均匀活荷载的标准值为，大于该厂房所在地区的基本雪压。故屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为：3.5 吊车荷载ab跨：由任务书表格查得， ，吊车总重：370kn，小车重69.77kn根据b与k及反力影响，可算得与各轮对应的反力影响线竖标如图，于是求得作用于柱上的吊车垂直荷载：作用于每个轮子的吊车水平制动力标准值： 对硬钩吊车：则作用于排架上的吊车水平荷载，其作用点到柱顶的垂直距离 （为吊车梁高）bc跨：由任务书表格查得：，吊车总重：580kn，小车重155kn作用于每个轮子的吊车水平制动力标准值：则作用于排架上的吊车水平荷载，其作用点到柱顶的垂直距离 （为吊车梁高） 3.6 风荷载xx地区的基本风压，对于城市地区，风压高度变化系数按b类地区考虑高度取值。对按柱顶标高9.7m。查荷载规范表7.2.1得， ，对按天窗檐口标高15m考虑。查荷载规范表7.2.1得，。风荷载体型系数的分布如图4所示。s=0.6所以 综上所述，有排架受荷总图如下四、排架内力计算4.1 恒荷载作用下排架的内力将图5中的恒荷载及的作用简化为图6中的所示的计算简图在作用下，规定弯矩顺时针为正，逆时针为负，简力向右为正，向左为负。已知n=0.074，由附图1.2中的公式得，故在作用下不动铰支承的柱顶反力故附图1.3中公式故在作用下不动铰支承的柱顶反力因此在和共同作用下（即在作用下）不动铰支承的柱顶反力 相应的弯矩图如图所示。4.1.1在的作用下相应的弯矩图如图所示。4.1.2在的作用下相应的弯矩如图所示，将图的弯矩图叠加，得在，作用下的恒荷载弯矩图，相应的轴力n如图，所示因恒荷载对称，4.2 屋面活荷载作用4.2.1计算简力分配系数a柱（c）柱n=0.074，由附图1.1得 b柱n=0.119，由附图1.1得简力分配系数4.2.2计算各柱顶剪力4.2.2.1活荷载作用在ab跨 a柱： b柱： 当作用与柱顶弯矩时，a柱：n=0.074，所以b柱：n=0.119， 各柱顶剪力 4.2.3吊车竖向荷载作用下排架的内力4.2.3.1 ab跨由吊车在a柱 计算各柱顶剪力。按图11所示先求ab柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为a柱：n=0.074， b柱：n=0.119， 求各柱总的柱顶剪力其内力图如图124.2.3.2 ab跨有吊车在b柱计算各柱顶剪力。按图13所示先求出ab柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为a柱：n=0.074， b柱：n=0.119， ， 求各柱总的柱顶剪力其内力图如图4.2.3.3 bc跨有吊车在c柱计算各柱顶剪力。按图15所示先求出bc柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为c柱：n=0.074， b柱：n=0.119， ，求各柱总的柱顶剪力其内力图如图4.2.3.4 bc跨有吊车在b柱计算各柱顶剪力。按图17所示先求出bc柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为c柱：n=0.074， b柱：n=0.119， ，求各柱总的柱顶剪力其内力图4.3 吊车横向水平荷载作用在排架的内力 吊车横向水平荷载是作用于吊车梁顶面。铆焊车间的吊车梁高度为0.9m，故的作用点离柱顶的高度为：，即，=23.494.3.1 ab跨有吊车，在ab柱计算各柱顶剪力a柱：n=0.074， 由附图1.5中得，对于，对于，而，利用线性内插得， 所以 b柱：n=0.119， 由附图1.5中得，对于，对于， 而，利用线性内插得， 所以 求各柱总的柱顶剪力各柱弯矩、剪力计算如下： a柱： 同理可得b、c柱弯矩、剪力内力图如下：4.3.2 bc跨有吊车，在bc柱计算各柱顶剪力c柱：n=0.074， 由附图1.5中得，对于，对于， 而，利用线性内插得， 所以 b柱：n=0.119， 由附图1.5中得，对于，对于，而，利用线性内插得， 所以 求各柱总的柱顶剪力内力图如下：4.4风荷载作用下排架的内力4.4.1求柱顶不动铰支座反力a柱：n=0.074，由附图1.8得， 求各柱顶总的剪力其内力图如图：4.4.2墙体自重横墙的最大间距s=54，32540.6%6.5下柱配筋计算， 选用， %0.6%6.6柱平面外受压承载力验算上柱平面外受压承载力验算时，最大内力为，由混凝土结构（上）表6.1得，所以平面外受压承载力满足要求，下柱平面外受压承载力验算时，最不利内力为，故平面外受压承载力满足要求。6.7裂缝宽度验算：6.7.1选用最不利内力：上柱：下柱：根据以上两组内力组合项次，可计算与该两组内力对应的弯矩和轴力标准值为：上柱：下柱：6.7.2上柱裂缝宽度验算：，因为，故应做裂缝宽度验算故最大裂缝宽度：，满足要求。6.7.2下柱裂缝宽度验算：，满足要求所以下柱配筋选为。6.8柱牛腿设计6.8.1 牛腿几何尺寸的确定 牛腿截面宽度与柱宽度相等为500mm，取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离,吊车梁端部宽为340mm，吊车梁轴线到柱面外侧的距离为750mm，则牛腿顶面的长度为750-500+340/2+80=500mm，相应牛腿水平截面高度为500+900=1400mm，牛腿外边缘高度，倾角，于是牛腿的几何尺寸如图所示：6.8.2 牛腿配筋由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内，即，故该牛腿可按构造要求配筋纵向钢筋取，箍筋取6.8.3 牛腿局部挤压验算设垫板的长度和宽度为500500mm，局部压力标准组合值：故局部挤压应力为：（满足要求）6.9 柱的吊装验算6.9.1 吊装方案：一点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处，如图所示6.9.2 荷载计算：上柱自重：牛腿自重：下柱自重：，计算简图如图所示。6.9.3 内力计算，弯矩图如图所示。柱吊装简易图6.9.4 截面承载力计算截面1-1：,，故截面承载力：截面2-2：,，。故截面承载力：，所以符合要求。6.9.5 裂缝宽度验算 由承载力计算可知，裂缝宽度验算截面1-1即可，钢筋应力如下：按有效受拉混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率：，满足要求。七、基础设计7.1 荷载计算7.1.1 由柱传致基顶的荷载由表6可知荷载值如下：第一组：，；第二组：，；第三组：，；第四组：，。7.1.2 由基础梁传致基顶的荷载（g5） 墙重（含两面抹灰）：； 窗重： （4.84.2+1.84.2）0.45=12.47kn； 基础梁： 64.2=25.2kn 所以荷载设计值为267.501.2=321kn 由基础梁传致基础顶面荷载标准值为： 对基础底面中心的偏心作用 偏心弯矩：7.1.3 作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力假定基础高度为800+50+250=1100mm，（800为柱插入深度，由表2.25查得）则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为：第一组：，第二组：，第三组：，第四组：，7.2 基底尺寸的确定基底尺寸的确定，应由标准值计算，故由表5得， ，因为1/b=1.52.0，由1/b=1.5和a=（5.777.34），解得，b=(1.962.3)m，取b=2.3m；l=1.5b=1.52.3=3.5m,取l=4m验算的条件（可以）验算其它三组荷载标准值作用下的基底应力第一组：；0。第三组：；0。第四组：；0；。所以均可以。因为该车间属于可不做地基变形计算的二级建筑结构，所以最后确定基底尺寸为2.6m4m，基础受离图40所示。7.3 前面已初步确定基础的高度为1.1m，如采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图41所示。由于上阶底面落在柱边破坏锥面内，故该基础只须进行变阶处的抗冲切力验算。7.3.1 在各组荷载设计值作用下的低级最大净反力第一组：；第二组：；第三组：；第四组：。抗冲切计算按第一组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。7.3.2 在第一组荷载作用下的冲切力冲切力近似按最大地基净反力计算，即取，由于基础宽度b=2.6m，小于冲切锥体底边宽，故，7.3.3 变阶出处的抗切冲力由于基础宽度小于冲切锥体底边宽，故=，因此基础的高度及分阶可按图40及41所示的尺寸采用。7.4 基底配筋计算包括沿长边和短边两个方向的配筋计算。沿长边方向的配筋计算，由前述四组荷载设计值作用下最大地基净反力的分析可知，应按第三组