学士金工车间带吊车混凝土厂房课程设计计算书

塔里木大学混凝土结构课程设计塔里木大学混凝土结构课程设计PAGE22PAGE23目录TOC\t"erji,2,yiji,1"\hHYPERLINK\l_Toc242341设计资料 1HYPERLINK\l_Toc145131.1屋面做法及围护结构 1HYPERLINK\l_Toc18961.2材料选用 1HYPERLINK\l_Toc115362结构构件选型及柱截面尺寸确定 2HYPERLINK\l_Toc200062.1结构构件选型 2HYPERLINK\l_Toc77822.2柱截面确定 3HYPERLINK\l_Toc56433荷载计算 4HYPERLINK\l_Toc115533.1屋盖恒载 4HYPERLINK\l_Toc21153.2屋盖活荷载 4HYPERLINK\l_Toc16313.3风荷载 5HYPERLINK\l_Toc193143.4吊车荷载 6HYPERLINK\l_Toc133624排架内力计算 6HYPERLINK\l_Toc121534.1恒载作用下的排架内力分析 7HYPERLINK\l_Toc176004.2屋面活荷载作用下排架内力分析 8HYPERLINK\l_Toc144694.3风荷载作用下的排架内力分析 8HYPERLINK\l_Toc101424.4吊车荷载作用下的排架内力分析 9HYPERLINK\l_Toc29514.5Tmax作用在AB跨柱 10HYPERLINK\l_Toc232644.4内力组合 10HYPERLINK\l_Toc39755排架柱设计 11HYPERLINK\l_Toc34985.1柱截面配筋计算 11HYPERLINK\l_Toc292955.2柱在排架平面外承载力验算 16HYPERLINK\l_Toc195266牛腿设计 16HYPERLINK\l_Toc300136.1牛腿截面高度验算 16HYPERLINK\l_Toc107736.2牛腿配筋计算 16HYPERLINK\l_Toc170907基础设计 18HYPERLINK\l_Toc163377.1作用于基础顶面上的荷载计算 18HYPERLINK\l_Toc279877.2基础尺寸及埋置深度 18HYPERLINK\l_Toc186727.2基础高度验算 19HYPERLINK\l_Toc212777.3柱边及变阶处基底反力计算 19HYPERLINK\l_Toc166947.4柱边及变阶弯距计算 20HYPERLINK\l_Toc261077.5配筋计算 21HYPERLINK\l_Toc11184致谢 错误！未定义书签。HYPERLINK\l_Toc31476参考文献 231设计资料(1)工程名称:某金工车间。(2)工程情况：本工程为某城市郊区一金工车间，无抗震设防要求。工艺要求为一单层单跨厂房，柱距为，车间总长度。设有一台中级工作制的桥式吊车。厂房采用钢筋混凝土结构。(3)自然条件:基本风压，基本雪压，地面粗糙度为类，后的基本地基承载力特征值为，活荷载组合系数，风荷载组合系数。(4)平面布置：建筑平面布置形式如下图图1.1建筑平面布置图1.1屋面做法及围护结构层面做法：SBS防水屋面20mm厚1：3水泥砂浆找平层100厚的水泥蛭石保温层一毡两油隔气层20厚1：2水泥砂浆找平层预应力钢筋混凝土大型屋面板板下喷大白浆二遍屋盖钢支撑围护结构：240mm厚普通砖墙，钢框玻璃窗：3.6×3.6m，1.8×3.6m。1.2材料选用钢筋采用HPB235，HRB335。混凝土：基础采用C25，柱采用C25。2结构构件选型及柱截面尺寸确定2.1结构构件选型因该厂房的跨度在之间，且柱顶标高大于8m故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大的刚度，选用预应力混凝土折线形为奸及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房各构件选型见表2.1构件名称标准图集选用型号重力荷载标准准值屋面板G410（一一）1.5m*66m预应力力混凝土屋屋面板YWB-2ⅡⅡ（中间跨跨）YWB-2ⅡⅡs（端跨）1.4kN//m2（包括灌缝重重）天沟板G410（三三）1.5m*66m预应力力混凝土屋屋面板（卷卷材防水天天沟板）TGB68--11.91kNN/m2屋架G415（三三）预应力混凝土土折线形屋屋架（跨度度24m）YWJA-224-1AAa80kN/榀榀0.05kNN/m2（屋盖钢钢支撑）吊车梁G323（二二）钢筋混凝土吊吊车梁（吊吊车的工作作等级为A1-AA5）DL-9Z((中间跨)DL-9B（边边跨）39.5kNN/根40.8kkN/根轨道链接G325(二二)吊车轨道联结结详图0.80kNN/m基础梁G320钢筋混凝土基基础梁JL-316.7kNN/根注：本表图集均按TJ10-1974《钢筋混凝土结构设计规范》设计，重力荷载以换算为法定计量单位图2.1建筑剖面图由图2.1可知柱顶标高为12.3m，牛腿的顶面标高为8.4m，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m，则计算简图中的柱的总高度H，下柱高度Hl和上柱高度Hu分别为：2.2柱截面确定根据柱的高度，吊车起重高度、吊车起重量及工作级别等条件，课有表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表2.1计算参数柱号截面尺寸/mmm面积/mm22惯性矩/mmm4自重/（kNN/m）A,B上柱矩下柱取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2.2图2.2计算单元和计算简图3荷载计算3.1屋盖恒载改性沥青防水水层（sbs）20mm厚的的水泥砂浆浆找平层100mm厚厚的水泥蛭蛭石保温层层一毡两油隔气气层20mm厚的的水泥砂浆浆找平层预应力混凝土土屋面板（包包括灌缝）屋盖钢支撑总计屋架重力荷载为，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：吊车梁及轨道重力荷载设计值柱自重重力荷载设计值A,B柱上柱下柱3.2屋盖活荷载屋面活荷载标准值为，雪荷载标准值为，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：各恒载作用位置和活载作用位置如图3.1GG4A=18.72kNG3=53.16kNG4A=328.8kNG5A=50.09kN(Q1=201.6kN)G5A=50.09kNG3=53.16kN(Q1=201.6kN)G4A=328.8kN图3.1荷载作用位置3.3风荷载风荷载标准值按式（2.5.2）计算，其中，，根据厂房各部分标高（图2.1）及B类地面粗糙度由附表5.1确定如下：柱顶（标高12.30m）檐口（标高14.60m）屋顶（标高16.00m）如图3.2.1所示，由式（2.5.2）可得排架迎风面及背风面荷载标准值分别为：图3.2.1风荷载体形系数及排架计算简图则作用于排架计算简图（图3.2.1）上的风荷载设计值为：3.4吊车荷载由表2.5.1可得吊车的参数为，，，，，，根据及，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应的竖向坐标值，如图3.4.1所示3.4.1吊车竖向荷载由式（2.5.4）和式（2.5.5）可得吊车竖向荷载设计值为：3.4.2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按式（2.5.6）计算，即作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值按式（2.5.7）计算，即图3.4吊车荷载作用下支座反力影响线4排架内力计算该厂房为一跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数按式（2.5.16）计算，计算结果见表4.1柱别A，B柱4.1恒载作用下的排架内力分析恒载作用排架的计算简图如图4.1所示，图中重力荷载及力矩M是根据图3.1.1a确定，即；由图3.1.1a所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构为侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力可根据表2.5.2所列的相应公式计算。对于A,B柱，，，则，故作用下不动铰承的柱顶反力为作用下不动铰铰承的柱顶顶反力为故在和共同作作用下（即即在G作用下）不不动铰支承承的柱顶反反力为相应的计算简简图及内力力图如4..1.1bb，c所示单位（kN）图4.1.11恒荷载作作用下的排排架内力单位（kN）4.2屋面活活荷载作用用下排架内内力分析排架计算简图图如图4..2.1所所示，其中中，他在柱柱顶及变阶阶处引起的的力矩为；；;其;;对于A,B柱柱，同理则排架柱顶不不动铰支座座总反力为为：将R反作用于于排架柱顶顶，用式（2.5.15）计算相应的柱顶剪力，并与柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB跨市的柱顶剪力，即排架各柱的弯弯矩图，轴轴力图及柱柱底剪力如如图4.22.1所示示。MM1BMMBQMM1BMMBQQ单位（kN）4.3风荷载载作用下的的排架内力力分析因为此厂房为为单层单跨跨等坡对称称厂房，故故左右吹风风时只用考考虑一种就就可以，用用最大的弯弯矩配置两两边的柱子子的钢筋。左吹风时计算简图如图图4.3..1所示，对对于A,B柱，，，由表2.5..2得：则排架柱顶不不动铰支座座总反力为为：各柱顶分配的的剪力分别别为：排架内力图如如图4.33.1所示示图4.3.11左吹风排排架内力4.4吊车荷荷载作用下下的排架内内力分析（1）作用于于A柱计算简图4..4.1aa所示，其其中吊车的的竖向荷载载，在牛腿顶顶面处引起起的力矩为为：对于A,B柱柱，，则则排架柱顶不不动铰支座座总反力为为:各柱顶分配的的剪力分别别为:排架各柱的弯弯矩图、轴轴力图及柱柱底剪力图图如图4..4.1bb，c所示MATmaxDmin单位（kN）图4.4.1MATmaxDmin单位（kN）4.5Tmaax作用在AB跨柱当AB跨作用用吊车横向向水平荷载载时，Tmax向左时，排排架计算简简图如图44.5.11a所示。对对于A柱，，，由表2.5..3得吊车水水平作用力力到柱顶的的距离比值值a=（3.9--1.2）/3.99=0.6692，则排架各柱的弯弯矩图集柱柱底的剪力力值如图44.5.11b,c所示，当Tmax方向相反反是，弯矩矩图和剪力力图改变符符号，方向向不变。单位（kN）TmaxTmax图4.5.单位（kN）TmaxTmax4.4内力组组合由于本例结构构对称，故故只需对A柱（或B柱）进行行最不利内内力组合，其其步骤如下下：（1）确定需需要单独考考虑的荷载载项目。本本工程为不不考虑地震震作用的单单跨排架，共共有8种需要单单独考虑的的荷载项目目，由于小小车无论向向右或向左左运行中刹刹车时，A、B柱在T作用下，其其内力大小小相等而符符号相反，在在组合时可可列为一项项。因此，单单独考虑的的荷载项目目共有7项。（2）将各种种荷载作用用下设计控控制截面（I—I、II—II、III—III）的内力M、N（III—III截面还有有剪力V）填入组组合表5-1。填表时时要注意有有关内力符符号的规定定。（3）根据最最不利又最最可能的原原则，确定定每一内力力组的组合合项目，并并算出相应应的组合值值。计算中中，当风荷荷载与活荷荷载（包括括吊车荷载载）同时考考虑时，除除恒荷载外外，其余荷荷载作用下下的内力均均应乘以0.85的组合系系数。排架柱全部内内力组合计计算结果列列入表4-1。截面荷载项目内力力恒荷载屋面活荷载吊车荷载风荷载内力组合G1.G2GG3.G4Q1Dmax在AA柱Dmin在AA柱Tmax左风右风Nmax及MM、VNmin及MM、V|M|maxx及N、V①②③④⑤⑥⑦项目组合值项目组合值项目组合值I-IM(kN·mm)18.0813.46-14.922-14.922±6.2913.06-43.311①+②+③+⑤22.91①+0.85(③+⑤+⑦)-36.7662①+0.85（③③+⑤+⑦）-36.7662N(kN)347.522201.600000549.122347.522347.522II－IIM(kN·mm)-55.6-36.948.6148.61±6.2913.06-43.311①+②+③+⑤-37.644①+⑦-98.911①+0.85（③+⑤+⑥）2.16N(kN)400.688201.6221.833221.8000824.111400.688589.233III-IIIM(kN·mm)24.1716.7714.5714.57±30.2205.6-244.11①+②+③+⑤85.71①+⑥229.722①+0.85（②+③+⑤+⑥)251.199N(kN)450.777201.6221.833221.8000874.2450.777810.688V(kN)8.856.035-3.83-3.83±4.13.18-7.6215.155512.0316.915排架柱设计计5.1柱截面面配筋计算算最不利内力组组的选用：：由于截面面3—3的弯矩和和轴向力设设计值均比比截面2—2的大，故故下柱配筋筋由截面3—3的最不利利内力组确确定，而上上柱配筋由由截面1—1的最不利利内力组确确定。(11)Ⅰ——Ⅰ截面配筋筋：1.组合(与与组合相同)纵向受力钢筋筋采用HRB3335级取（大偏偏心受压）经比较：且,,则说明受受压筋不能能达到屈服服强度，此此时应按以以下公式计计算。故按构造配筋筋（）2.组合纵向受力钢筋筋采用HRB3335级取（大偏心心受压）经比较：X<<h0ξb且X<22as,则说明受受压筋不能能达到屈服服强度，此此时应按以以下公式计计算。故按构造配筋筋选用（）(2)Ⅲ———Ⅲ截面配筋筋：组合纵向受力钢筋筋采用HRB3335级取（大大偏心受压压）经比较,，中中和轴位于于腹板内，那那么应重新新计算受压压区高度故按最小配筋筋率确定配配筋面积选用（）2组合纵向受力钢筋筋采用HRB3335级取取（大大偏心受压压）经比较,，应应重新计算算

说明计算不需需要配置受受拉（压）钢钢筋，故按按最小配筋筋率确定配配筋面积选用（）3.组合纵向受力钢筋筋采用HRB3335级取（大大偏心受压压）经比较,，则则可按矩形形截面同样样方法处理理球选用（）比较以上计算算结果，排排架柱配筋筋为：（单单侧）上柱：（）全截面配配筋率:下柱：（）全截面配配筋率:5.2柱在排排架平面外外承载力验验算取Ⅰ——Ⅰ、Ⅲ——Ⅲ截面中的的进行验算算查表（有柱间间支撑，垂垂直房屋排排架柱，有有吊车房屋屋柱）得计计算高度：：上柱:下柱:1.Ⅰ——ⅠⅠ截面：=549.112L0/b=44875//400==12.119查表得φ=0.995满足足要求2.Ⅲ——ⅢⅢ截面=874.22L0/b=66880//400==17.88查表得φ=0.8816满满足要求2.5.33柱的裂缝缝宽度验算算《规范》规定定，对的柱柱应进行裂裂缝验算。本本设计中的的上柱及下下柱均的内内力，故不不进行裂缝缝验算。6牛腿设计根据吊车梁支支承位置、截截面尺寸及及构造要求求，初步拟拟定牛腿尺尺寸，如图图2-5--1所示。其其中牛腿截截面宽度，牛牛腿截面高高度，。6.1牛腿截截面高度验验算已知，，（牛牛腿顶面无无水平荷载载），，取取，则故牛腿截面高高度满足要要求。6.2牛腿配配筋计算由于，因而牛牛腿可按构构造要求配配筋。根据据构造要求求，。实际选用4414（）。水平平箍筋选用用。1柱的吊装验验算采用翻身起吊吊，吊点设设在牛腿下下部，混凝凝土达到设设计强度后后起吊。由由附表查得得柱插入杯杯口深度为为，取，则吊吊装时的总总长度为33.9m++8.9mm+0.855m=13.665m，计计算简图如如图所示。柱吊装阶段的的荷载为柱柱自重重力力荷载（应应考虑动力力系数），即即图6.2.11牛图简图图图6.2..2吊装简图图在上述荷载作作用下，各各柱控制截截面的弯矩矩为：由得：令，得，则下下段柱最大大弯矩为：：柱截面受弯承承载力及裂裂缝宽度验验算过程如如表6.22.1所示示。表6.2.11柱吊装阶阶段承载--力及裂缝缝宽度验算算表柱截面上柱下柱61.60（45.663）84.20（62.337）87.90＞＞0.9××61.660=555.44300.511＞0.9××84.22=75..78190.94481.890.42-0.31＜＜0.2，取0.20.16＜00.2（满足要要求）0.03＜00.2（满足要要求）7基础设计GB500007-22002《建筑地地基基础设设计规范》规规定，对于于6m柱距的的单层多跨跨厂房，地地基承载力力特征值、吊吊车起重量量200~~300KKN、厂房跨跨度、设计计等级为丙丙级时，可可不做地基基变形验算算。本设计计满足上述述要求，故故不做地基基变形验算算。基础混凝土强强度等级采采用C20，下设1000mm厚厚C10混凝土垫垫层。7.1作用于于基础顶面面上的荷载载计算作用于基础顶顶面上的荷荷载包括柱柱底（Ⅲ—Ⅲ截面）传传给基础的的M，N，V以及外墙墙自重重力力荷载。前前者由表44.5.11中的Ⅲ—Ⅲ截面选取取，见表7.1..1，其中内内力标准组组合值用于于地基承载载力验算，基基本组合值值用于受冲冲切承载力力验算和地地板配筋计计算，内力力的正号规规定如图22-6-11所示。表7.1.11基础设计计的不利内内力组别荷载效应基本本组合荷载效应标准准组合M/（KN··m）N/KNV/KN第1组85.71874.215.155564.10678.09911.88第2组229.722450.77712.03166.966375.6449.65第3组251.200810.69916.91182.300632.72213.13由图7.1..1可见，每每个基础承承受的外墙墙总宽度为为6.0mm，总高度度为14..65m，墙墙体为2440mm厚厚实心砖墙墙（）。钢钢框玻璃窗窗（）基础础梁重量为为16.77KN/根.每个基础础承受的由由墙体传来来的重力荷荷载为：2400mm厚砖砖墙钢框玻玻璃窗基础梁距基础形心的的偏心距为为：图7.1.11基础荷载载示意图7.2基础尺尺寸及埋置置深度1.按构造要要求拟定高高度h。由表2.4..6得，柱柱的插入深深度，取＝＝850mmm。由表(7)得得杯底厚度度a应大于2000mm，取取，则基础顶面标高高为-0..500mm，故基础础埋置深度度d为：由表2.4..7得杯壁壁厚度，取t＝325mmm；基础础边缘高度度取3500mm，台台阶高度取取400mmm。2.拟定基础础地面尺寸寸由式（2.77.2）得得适当放大，取取3.计算基底底压力及验验算地基承承载力基底压力按式式（2.77.3）计计算，结果果见表2--6-2按按式（2.7..8）验算地地基承载力力其中，验验算结果见见下表7.1..2。可见，基基础底面尺尺寸满足要要求。表7.1.22基础底面面压力计算算及地基承承载力验算算表类别第1组第2组第3组64.10678.09911.88166.966375.6449.65182.300632.72213.13692.855796.711813.055-104.556-4.2715.0792.6455.4085.8884.3689.5584.1874.02<180092.64<<21685.12<180085.88<216686.86<180089.55<<2167.2基础高高度验算这时采用基地地净反力设设计值和计算，结结果如表77.2.11所示。表7.2.11基础底面面净反力设设计值计算算表类别第1组第2组第3组85.71874.215.1555229.722450.77712.03251.200810.69916.911258.004835.6111196.553-115.66524.7751.86155.000113.81193.6884.86137.077118.600由表7.22.1表明明基础高度度满足要求求。7.3柱边及及变阶处基基底反力计计算基础底板配筋筋计算时长长边和短边边方向的计计算截面简简图如图77.1.22所示。三三组不利内内力设计值值在柱边及及变阶处的的基底净反反力计算见见表7.2..1。内力产产生的基底底反力示意意图见图7.3..1。图7.3.11基础底板板配筋计算算截面表7.3.11柱边及变变阶处基底底净反力计计算公式第1组第2组第3组129.26690.38130.144124.68891.36132.199121.54492.03133.611119.25592.52134.633134.41189.27127.8337.4柱边及及变阶弯距距计算7.5配筋计计算基础底板受力力钢筋采用用HPB2235级（）长边方向