钢筋溷凝土单层工业厂房课程设计

1、文档编码 : CJ2J5S9S7R5 HD7L1W9D8X2 ZE4C7W9Z7S3钢筋混凝土单层厂房课程设计运算书和说明书 建筑平面示意图如下： B LQ1Q2A 600 600 96000 1m）,轨顶标志标高为 , A4 级工作级别,软钩 10 一. 构件选型 L=24 m（桥式吊车 Q1=150KN,Q2=200KN两台的工业厂房； 1. 屋面板 04G410-1 一冷二毡三油一砂 kN/m 222220 厚水泥砂浆找平 kN/m 2屋面恒荷载 屋面 kN/m 2活荷载 荷载组0.5 kN/m 合： 组合一： kN/m 2组合一： kN/m 选 Y-WB-2 （中间跨）；YWB-2 S

2、（端跨）； 2 答应荷载 kN/m 1.6 kN/m 2. 屋架04G415（一） 屋面板2,中意要求； 2的一冷二毡三油一砂 屋面板 的 20 厚水泥砂浆找平 kN/m kN/m 22屋面板自重 kN/m 2灌缝重 屋架钢kN/m 支撑自重 恒荷 kN/m 2载 屋面活荷载 kN/m 2荷载组合： kN/m 组合一： kN/m 21第 1 页,共 38 页组合一： kN/m 22选 YWJ24-1Ba（无天窗,挑天沟） ,中意要求； 答应荷载 kN/m 2屋架自重 （未包括挑出牛腿部分, 挑牛腿部分依据标准图集另外计 算自重）； 3. 天沟板 04G410-2 依据屋架 24m 确定外天沟宽

3、 770mm,依据天沟荷载（天沟自重除外）选天沟型号；沟壁平均厚度 为 80mm；设落水管水平间距 24m,天沟流水坡长 12m,焦渣找坡取 5,最薄取 20mm；0 20 8 y . . 2.平均 65MM 20o. 65o. .1 . . .y . . .6M 6M . 1 2.20o. . . .2防水层 kN/m 70 20 220 厚水泥砂浆找平 kN/m 265 厚焦渣混凝土找坡 0.065 14= kN/m 020 厚水泥砂浆抹面 积水按 230mm高 kN/m kN/m 2 2 40 502计 卷材防水层考虑高,低肋掩盖部分,按天沟平均内 宽 b的 2.5 倍运算；（b=770

4、-190=580mm）770 q=1.35b2.5 kN/m 选用： 中间跨： TGB77（无落水洞口） TGB77a,TGB77b（有落水洞口） 边跨： TGB77sa, TGB77sb 答应荷载 4.26 kN/m 3.923 kN/m ,中意要求； 注：积水荷载取 230mm 高,比其它活载大,故天沟板验算取积水荷载；当排架2析时仍取屋面活载 0.50 kN/m ； a 型 b 型 4. 吊车梁 04G323-2 当二台吊车 Q 不相同时,选吊车梁时 Q 较大者选（ 200KN）；按 A4级工级别（按两台吊车考虑） ,m,柱距 6m,吊车起重量 20t ,吊车总重 ,小车重 g=7.96

5、1t ,最大轮压 ,车宽 ,轮距 ,试选用吊 车编号； 解：假定吊车规格不符合附录一四时,需进行内力验算后套用,按起重量 和跨度,试选用 DL 9 或 DL 10 运算长度取 ,a=（ B-W）/2= （5.5-4.4 ）2第 2 页,共 38 页1. 承载力运算（按两台吊车考虑） ： a. 按移动荷载最不利位置 吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值： MQK=2PKX /L=2 /5.8= 2基本组合（不包括梁体和轨道自重） ： QK b剪力取距梁端约 处 吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值： VQK=PKL-0.97+ （L-0.97- B-W ） kN 基本组合（不包括梁体和轨道自重） ：

6、 Va 1.05 V QK =438.243 kN 419.5 kN V a480.5 kN c跨中最大剪力设计值 Vz PkL/2+ L/2- （B-W） kN 216.9 kN V z kN 3第 3 页,共 38 页2. 疲乏运算（按一台吊车考虑） ： a按移动荷载最不利位置 吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值： MQK =P K MQK M QK MQK kN.m b. 剪力取距梁端约 处 吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值： VQK=PKL-0.97+ （ kN VQK =1.05 V QK kN kN VQKkNc. 跨中最大剪力设计值 VZ= Pk Pk kN VZ kN 3.

7、裂缝验算（按两台吊车考虑） ： MQK= 标准组合（不包括梁体和轨道自重） ： M= M QK 体会算,按 A4 级吊车梁选用表,接受 均中意要求； 5. 吊车轨道联结 04G325 1） . 轨道联结 按 A4级工作级别, Q=200kN, Lk 4DL 10 合适,承载力,疲乏,裂缝 第 4 页,共 38 页依据吊车规格参数运算最大轮压设计值： Pd 选用：轨道联结 DGL-11 341.5kN P2ma）x： Dmax= P 1maxy 1+y2+P2maxy 3+y4 = 202 （ 0.267+1）+173（ ）=411.63 kN ； Dmin= P 1miny 1+y2+P2mi

8、ny 3+y4 = 35 （ 0.267+1 ）+43（ ） kN ； （T1=（Q+g）（ ） kN , T2 = （Q+g）（ ）/4=10.55 kN ） Tmax= T 1y 1 +y2+T2 y 3+y4 = 11.11 （ 0.267+1 ）（ ）=23.57 kN 7. 围护墙等永久荷载 G5kG5k包括 JL,QL,墙体,门窗等重量 ； 3 240 厚墙（双面抹灰）自重 kN/m 2 钢窗自重 kN/m C1 钢窗自kN 重 kN C2 钢窗自kN 重 墙自重 （613.53-4.2 4.2-4.2 ） kN C3 钢窗自 kN 重 8. 风荷载 屋面坡度 =arctan310

9、0-1180/12022=9 o15o 风载体型系 数 8第 8 页,共 38 页s 查规范如下： h2 s 3=- 0 . 6 0 s 4 =- 0 . 50 屋脊标高 h1q180 0. =+ s1 50 0. =- s2 q2 基顶标高 k=z. z.s. o 基本风压 o 2风振系数 风压高度变化系数按地面粗糙变化类别为 B 类,查规范如下： 离地面（或海面） 5m 10m 15m 20m 高度 z 中间按线性插入： 柱顶 Z1： z1檐口 Z2： z2屋脊 Z3： z3排架迎风面和背风面的风荷载标准值分别为： 1k=Z. s1.z1. o 0.55=0.462 kN/m 22 2k=

10、Z. s2.z2 .o 就作用于排架运算简图上的风荷载设计值为： q1k=0.462 kN/m q2k=0.300 kN/m h1；h2 Fwk= s1- s2 . z2.h1+ s3- s4 .z3.h2 . o .柱距 =0.8+0.5 2.3+-0.6+0.5 1.150 1.4 四. 横向排架内力分析 把握截面为： - 上柱底面； - 下柱顶面（截面尺寸取牛腿下） ；- 基础顶面； 1恒载作用下的内力运算 1） 在 G1K 作用下内力运算 由于结构对称,荷载对称,故结构可取半 边运算,上端为不动铰支座； 求支反力 R 的系数 C1,C2：nI 1 8 10 hu I 2 8 10 h

11、29第 9 页,共 38 页M1K作用时, C1 31 21 1 n 3 1 21 11 21 3 1 n2 1 31 1 M2K作用时, C 2 31 22 1 3 1 21 121 3 1 n1 3内力正向：以截面顺时针旋转为正； M1K=-G1Ke1 kN M2K=-G1Ke2R=（ M1KC1+ M2KC2）/h 2V1k kN 求出未知反力 R 后,求解静定结构的内力： 由图一 M=0得： V1k- M 1K - M 2K 由图二 M=0得： V1k- M 1K 由图三 M=0得： V1k- M 1K - M 2K 10 第 10 页,共 38 页2） 在 G2k,G3k,G4k作用

12、下的内力 在上述荷载作时柱底端固定上端自由的悬臂柱,属静定结构； M4K= G 4Ke4- G 2Ke2 NK=G2k+G3k+G4kkN2. 活载 Q1K作用下的内力运算 Q1K内力图与 G1K内力图成比例,比例系数 k=Q1K/G1K11 第 11 页,共 38 页3. 吊车荷载 Dmax 作用在 A 柱上,Dmin 作用于 B 柱上时内力 当 Dmin 作用于 A Dmax 作用于 B 柱上时内力,利用对称性即可求出内 力 ： MaK= Dmaxe4 MbK= Dmine4VaK =-C 2MaK - M bK /2h 2（ ）/ （ 2 ）VbK =- V aK 1）求 A 柱弯矩：

13、由图一 M=0得： M=MAk 由图二 M=0 得： Ak由图三 M=0得： M= MaK-4.2V Ak 2）求 B 柱弯矩： 12 第 12 页,共 38 页由图一 M=0得： Vbk- M bK 由图二 M=0得： Vbk由图三 M=0得： VAkMbK 13 第 13 页,共 38 页利用对称性当 Dmin 作用 A 柱时内力图： 于 4. 在吊车水平荷载 Tmax 作用 当不考虑厂房空间作用时, 利用对称性可简化为静定的下端固定上端自由的 下： 二阶柱； 吊车梁顶： M=0 吊车梁底： 14 第 14 页,共 38 页柱底： M=8.1+1.2 Tmax=8.1+1.2 5. 在风荷

14、载（ Fwk,q1k,q2k）作用下,以左风作用进行运算； （右风作用时, 利用对称性 A,B 两柱内力值对换,符号相反即可,不必另算； ） 在风荷载作用下柱底端固定上端不动铰支座,超一次静定结构； C3 31 4 1 n1 3 1 3411 81 1 8 1 11 3 1 nVakwk-0.5q 1k-q 2k h 2C3 12.3 kN 10.24-0.5 2.772-1.801 Vbkwk+0.5q 1k-q 2k h 2C3 =0.5 2.772-1.801 12.3 kN A 柱的内力 求内力图如下： 当左风作用时 15 第 15 页,共 38 页由上图 Mx=0得： Mx V X

15、2 q1k X Mx V X q2k X 2V x V ax q X V x V bx q X 22M2.772 2x 2Mx 1.801 222Mx 22M x V 2Vx=0= kN x=0 kN Vx=4.2 =3.16+2.772 4.2=14.80 kN V x=4.2 =7.08+1.801 kN Vx=12.3 =3.16+2.772 12.3=37.26 kN V kN 内力图见下图： 16 第 16 页,共 38 页用同样的方法可求出右风的内力图； 17 第 17 页,共 38 页五. 荷载组合及最不利内力组合 考虑的是以下四种的内力组合： 1+Mmax及相应的 N, V；

16、2-M max及相应的 N, V； 3N max及相应的 M,V； 4N min 及相应的 M,V； 寸,材料强度相同条件下,使截面配筋量最大的内力） ； 以上四种内力组合中的某一种就是我们要寻求的最不利内力（即在截面尺 在寻求上述四种内力时, 考虑这些荷载同时显现以及同时显现且达到最大值 的可能性；为此,我们在寻求最不利内力组合时仍要考虑荷载组合；按荷载规 范中对于一般排架,框架结构由可变荷载效应把握的组合的表达式为： S=G.SGK +Q1.SQ1K 及 S= G.SGK+ Qi.SQiK 据此,对一般排架结构的荷载组合有以下两类： 1 永久荷载 + 一个可变荷载 ; 2 永久荷载 + 0

17、.9 两个或两个以上可变荷载 ； 内力组合下要点： 1 内力组合目标是查找各把握截面的 +Mmax,-Mmax,Nmax 和 Nmin四组内力,内力组 合中要留意几种荷载同时显现的可能性以及荷载的折减； 2 组合原就：恒载恒在,有 T 必有 D,有 D 可无 3 对- 截面无 D 的荷载效应组合（通常为永久荷载 +风荷载）,往往起把握 T； 作用,因无 D 时柱运算长度 Lo 为 2 ,有 D 时 Lo 为 H1； 4 由于 受压构件在大偏心受压破坏时,当 M 接近时,随 N而 As；组中应留意次要因素起把握的组合； 合 5 荷载效应的标准组合用于裂缝把握和地基的承载力验算； 18 第 18

18、页,共 38 页A 柱内力汇总表 下面依据内力汇总表进行 A 柱的内力最不利组合运算；运算以下三个截面： 截面：上柱下端处；截面：下柱上端处；截面：下柱 下端处； （一）截面： 1. +Mmax 及相应的 N,V 组合 荷载组合项目： SM=1.2 + SN=1.2 + 1.4 荷载效应组合设计值： 17.28+0+1.4 kN 荷载效应组合标准值： M= 17.28+0+37.72=55 kN 及相应的 N, V 组合 荷载组 合项目： SM + （ + + ） SN + （ + + ） 荷载效应组合设计值： 17.28+0+ 1.4 -37.13-28.28-45.62 kN 荷载效应组合

19、标准值： M= 17.28+0-45.62+0.7 （ -37.13-28.28 ）19 第 19 页,共 38 页 kN 3. Nmax 及相应的 M, V 组 合 荷载组合项目： SM=1.2 + SN=1.2 + 荷载效应组合设计值： 17.28+0+1.4 38.175= kN 荷载效应组合标准值： kN 4. Nmin 及相应的 M, V 组合 荷载组合项目： SM=1.2 + 1.4 SN=1.2 + 1.4 荷载效应组合设计值： 17.28+0+ kN 荷载效应组合标准值： M= 17.28+37.72=55 kN （二）截面： 1. +Mmax 及相应的 N,V 组合 荷载组合

20、项目： SM + （ （ +）+） SN=1.2 + 1.4 （ （ +）+） 荷载效应组合设计值： -31.73+14.47+1.4 （ （ ） ） （ 411.63+0+0 kN 荷载效应组合标准值： M=-31.73+14.47+0.9 106.94+0.7 0.9 28.28+37.72 kN 及相应的 N, V 组合 荷载组合项目： SM=1.2 + 1.4 SN=1.2 + 1.4 荷载效应组合设计值： -31.73+14.47+ kN 20 第 20 页,共 38 页荷载效应组合标准值： kN 3. Nmax 及相应的 M, V 组合 荷载组合项目： SM + SN + 荷载效应

21、组合设计值： kN 38.175+0.9 411.63 荷载效应组合标准值： N=245.069+50.945+411.63+0.7 kN 4. Nmin 及相应的 M, V 组合 荷载组合项目： SM=1.2 + SN=1.2 + 1.4 荷载效应组合设计值： -31.73+14.47+ kN 荷载效应组合标准值： kN 三：截面 1. +Mmax 及相应的 N,V 组合 荷载组合项目： SM=1.2 + SN=1.2 + SV=1.2 + 荷载效应组合设计值： kN kN 荷载效应组合标准值： kN kN 及相应的 N, V 组合 荷载组合项目： SM + （ + + ） SN + （ +

22、 + ） 21 第 21 页,共 38 页SV + （ + + ） 荷载效应组合设计值： 25.21+14.47+ 1.4 -79.67-219.20-223.3 245.069+103.38+ 1.4 0.9 kN 7.03+0+ -8.84-23.57-29.23 kN 荷载效应组合标准值： M= kN V=7.03+0-28.95+0.7 kN 3. Nmax 及相应的 M, V 组合 荷载组合项目： SM=1.2 + SN=1.2 +SV=1.2 + 荷载效应组合设计值： 4.56+0.9 0.9 411.63 kN 1.146+0.9 -8.84= 荷载效应组合标准值： N=245.

23、069+103.38+411.63+0.7 kNV=7.03+0-8.84+0.7 kN 4. Nmin 及相应的 M, V 组合 荷载组合项目： SM=1.2 + SN=1.2 + SV=1.2 + 荷载效应组合设计值： kN kN 荷载效应组合标准值： kN 六. 柱配筋运算 1. 柱按对称配筋单向偏心受压构件正截面强度运算； 运算公式：按混凝土结构设计规范 基本公式： GB 50010-2022规定的公式运算； 22 N 1 fcbx f y As f y As （7.3.4-1 ） Ne 1 fcbx h0 x f y As h0 as （7.3.4-2 ） 2由于对称配筋,令 f y

24、 As f y As 和 as as 代入（ 7.3.4-1 ）得 N X , X 要中意： X bh （7.2.1-3 ）和 X 0 2a （7.2.1-4 ）当不满 1 fcb 足此条件时,应中意下式； （由 的 2 知：将 公式中的 M Ne 代替 s 用 M Ne s f A h 2a （） h es ei as 2由 条的 1 中的 1）得： x Nh0 1 f cbh0b 时为大偏心, b 时为小偏心； （一） 截面配筋： 1. M max组合 与 Nmin 组合相同 kN 2h0=h-as=400-40=360mm L0=2H0=2 4200=8400mm A=160000mm

25、-5 -5 cu=0.0033-f ck-50 10 =0.0033-20.1-50 10 取 cu 7.1.2-5 b1112 10360 5） ） f y E s cu ea=maxh/30,20=20 mm e 0 mm ei= e 0+ e a mm 1c 160000/314240=3.6411 取 1 =1（7.3.10-2 2= L0（7.3.10-3 ） 11 L0 h 21 2 11400 18400 400 21（1400e h0 360 e=ei +h/2-a s mm （7.3.4-3 ） N314240 b大偏心受压 1 fcbh0400 360 X= h0 =360

26、23 第 23 页,共 38 页h0 b=360 mm 2a s=80 mm 运算； X h0 b 且 X1 取 1=1（7.3.10-2 ） ） 2= L0（7.3.10-3 ） 11L0 h2 1 2 11400 18400 2 400 1（1400e h0 360 e=ei +h/2-a s mm （7.3.4-3 ） N314240 b大偏心受压 1 fcbh0400 360 X= h0 =360 mm h0 b=360 mm 2a s=80 mm X h0 b 且 X1 取 1=1（） 2= L0（7.3.10-3 ） 24 第 24 页,共 38 页11 L0 h 21 2 114

27、00 18400 400 212.22 （ ） 运算； 1400e h0 360 e=ei mm （ 7.3.4-3 ） N367690 b大偏心受压 1 fcbh0400 360 X= h0 =360 mm h0 b=360 mm 2a s=80 mm X h0 b 且 X1 取 1=1（7.3.10-2 ） 2= L0取 2=1（ 7.3.10-3 ） 11 L0 h 21 2 11400 18100 800 21 1 （ 7.3.10-1 ） 1400e h0 760 e=ei mm （） N822022 b大偏心受压 1 fcbh0400 760 X= h0 =760 mm h0 b=

28、760 mm 2a s=80 mm hf =150 mm 2as X h 1 取 1=1（7.3.10-2 ） 2= L01000/h=1.0491 取 （7.3.10-3 ） 2=1 11400e 1 L0 h 21 2 11400 1 8100 800 211（7.3.10-1 ） h0 760 e=ei +h/2-a s mm （7.3.4-3 ） N 355210 b 大偏心受压 1 fcbh0 400 760 X= h0 =760 mm h0 b=760 mm 2a s=80 mm h f =150 mm X h0 b 且 X1 取 1=1（7.3.10-2 ） 2= L0取 2=1

29、（ 7.3.10-3 ） 11400e 1 L0 h 21 2 11400 18100 800 2 1 1 （ 7.3.10-1 ） h0 760 e=ei mm （ 7.3.4-3 ） 26 第 26 页,共 38 页N870100 b大偏心受压 149 22 446mm 01 fcbh0400 760 X= h0 =7600.200=149 mm h0 b=760 mm 2a s=80 mm hf =150mm 2as X h f 1 取 1=1（7.3.10-2 ） 2= L01000/h=1.0491 取 （7.3.10-3 ） 2=1 1 1 L0 21 2 1 1 8100 2 1

30、 1 （7.3.10-1 ） 1400e h 1400 800 h0 760 e=ei +h/2-a s mm （7.3.4-3 ） N 355210 b 大偏心受压 1 fcbh0 400 760 X= h0 =760h0 b=760 mm 2a s=80 mm h f =150 mm X h0 b 且 X1 取 1=1（7.3.10-2 ） 2= L01000/h=1.0491 取 （7.3.10-3 ） 2=1 1 1400e 1 L0 h 212 1 1400 1 8100 800 21 1 （7.3.10-1 ） h0 760 e=ei +h/2- a s mm （ 7.3.4-3

31、） N 418140 b 大偏心受压 1 fcbh0 400 760 X= h0 =760h0 b=760 mm 2a s=80 mm h f =150 mm X h0 b 且 X1 取 1=1（7.3.10-2 ） 2= L01000/h=1.0491 取 （7.3.10-3 ） 2=1 1 1400e 1 L0 h 21 2 1 1400 1 8100 800 21 1 （ 7.3.10-1 ） h0 760 e=ei +h/2-a s mm （7.3.4-3 ） N 512310 b 大偏心受压 1 fcbh0 400 760 X= h0 =760 mm 28 第 28 页,共 38 页

32、h0 b=760 mm 2a 2as X h f 1 取 1=1（ 2= 1L01000/h=1.0491 取 2=1 L0 h 21 2 1 1400 1 8100 800 2 （7.3.10-3 ） 11 1 1.44 （ ） 1400e h0 760 e=ei +h/2- a s =1.06 984.3+800/2-40=542.465mm （ 7.3.4-3 ） N933030 b大偏心受压 1 fcbh0400 760 X= h0 =760h0 b=760 mm 2a s=80mm hf =150mm hf X N max 查表 7.3.1 得 （ 160000+3602982） 中

33、意要求 2. 截面 Nmax kN L0 f cA+fy = 3145.1 kN N max 查表 得 （ 176000+360 2 2122） 中意要求； 八斜截面抗剪和裂缝宽度验算 1. 斜截面抗剪验算 按 Nmin,Vmax组合运算（ +） （ ） kN （ +） （ 38.175+0） kN 由于风荷载（均布荷载）在水平力中的比例为 （ 37.72+7.03+1.146 ）=82.2% 因此可以简化认为该柱承担均布荷载,就 依据 N 取 ； 1.43 400 760 3 342.2 10 KN 1.75 ft bh0 11中意要求 . 可以按构造配箍筋 8 200； 2. 裂缝宽度运算

34、 按 注 2；e0/h 0 的偏心构件可不验算裂缝宽度, 比较后, 截 面的 -Mmax 组合的 e0/h 0 e0k=MK/N Ke0k/h 0最大,故按此组合来验算； L0/h=6480/800=8.114 取 s 8.1.3-8 e=s e 0k+h/2-a s =1.0 910+800/2-40=1270 mm 8.1.3-6 f =b f -bh /bh 0=400-100 150/100 8.1.3-7 1- f h 0/e2h 01-0.59 760/12702 8.1.3-5 30 第 30 页,共 38 页sk=Nke-z/A 3 s 10 1270 -648.0/2122

35、kN/mm 28.1.3-4 2 2deq=3 22 +225 / 3 22+2te =As/A te = As/0.5bh+b f -bh f 195.4 =2122/0.5 100800+400-100 8.1.2-4 tk / te skmax cr sk 0.08 dep 5 2 1030 E s te mm 中意要求； 九. 牛腿设计 1. 几何尺寸确定 2. 牛腿配筋运算 作用在牛腿上的荷载有 Dmax, G4k,Tmax Fv=1.2 G 4kmax=1.2 50.94+1.4 kN Fh=1.4 T max=1.4 kN Fvk=G4k+DmaxkN Fhk=Tmax kN h0=200+200-40=360mm