钢筋课程设计

水工钢筋混凝土结构课程设计任务书姓名班级学号指导老师课程水工钢筋混凝土结构课程设计上海海事大学海洋科学与工程学院2019年1月单层工业厂房排架柱与轨道梁设计1.设计资料某单层工业厂房结构如图1所示。屋面梁传给排架柱的集中荷载为100kN，作用于上柱截面的中心点。厂房排架间距为6m，排架柱上柱长2.8m，与屋面梁铰接，下柱长5.2m，与基础固结。轨道梁为3跨连续梁，吊车梁跨度为16.4m，作用在轨道梁上的两个车轮中心距为1.2m，吊钩中心线离离轨道中心线最小距离2.0m，吊车梁自重为50kN，最大起吊重量为150kN。试设计单层工业厂房的边柱和轨道梁（中间跨）。设计时可以不考虑柱的自重，但要考虑轨道梁的自重。混凝土采用C25，受力钢筋采用HRB335，箍筋采用HRB235。边柱及轨道梁的截面尺寸自己拟定，柱的牛腿设计不作要求。2.设计要求排架柱与轨道梁设计的具体要求为：（1）拟定排架柱与轨道梁的截面尺寸；（2）计算排架柱与轨道梁的最不利内力；（3）边柱与轨道梁的配筋计算；（4）轨道梁的裂缝开展宽度和挠度验算；（6）绘制边柱与轨道梁的配筋图。3.提交成果（1）计算书一份；（2）边柱与轨道梁施工图一张（用CAD绘制）。(1)拟定排架柱的截面尺寸：上柱：b=300mmh=300mm求计算长度：上段铰接不动、下端固定有下柱：b=300mmh=500mm、求计算长度：上段固定、下端固定有牛腿（不配筋）：外伸400mm拟定轨道梁的截面尺寸：采用矩形截面：b=300mmh=1100mm计算排架柱与轨道梁最不利内力：对排架柱（不计自重）：①上柱受集中荷载100kN，其他没有影响。②牛腿本次设计中不配筋。③下柱受上柱传递至下部的荷载100kN，以及轨道梁自重加吊车梁自重加吊起货物时的最大荷载处于最不利位置处的荷载：由受力分析易知当吊车梁正好处于柱子上方时对柱子有最大压力，因为吊钩中心线离离轨道中心线最小距离2.0m，分析该梁可知处在靠近边柱2.0m时，有最大支反力。G=50kNN=150kN由分析可知：属于恒定载荷属于恒定荷载属于活动载荷的作用点在中线右侧e=100mm轨道梁自重+吊车最不利载荷=的作用点设计在中线左侧e=350mm综上：上柱（截面）受中心荷载下柱（截面）弯矩（最不利）设计值轴力设计值对轨道梁（考虑自重）：①轨道梁承受荷载计算轨道梁自重标准值=0.3×1.1×25=8.25kN/m设计值=1.2=1.2×8.25=9.9kN/m吊车梁自重标准值=50kN设计值=1.2=1.2×50=60kN吊车梁起吊重量标准值=150kN设计值=1.4=1.4×150=210kN②轨道梁内力计算1.集中荷载作用下的内力计算梁上作用的集中活荷载是吊车梁自重和其起重力，门座起重机自重大小不变位置可变；吊车梁起重量的大小和位置均可变化,但其对轨道梁的荷载作用通过吊车梁的轮子传到轨道梁上。活荷载需要考虑各种可能的不利作用方式。利用书本上附录八可计算出集中荷载作用下各跨十分点截面上的最大与最小弯矩值及支座截面的最大与最小剪力值。其计算公式为或或集中荷载计算值：=/4+/2=15+105=120kN集中荷载作用下的内力计算结果列于表1。集中荷载作用下的内力计算表表1荷载作用截面计算截面的弯矩/kN·m支座剪力345B153、5（0.1882+0.1200）×720=221.904（0.1509+0.16）×720=223.848（0.1136+0.2000）×720=225.792（-0.0728-0.1000）×720=-124.416（-0.0273-0.0375）×720=-46.656（-0.3728-0.6000）×720=-700.416kN（0.0910+0.1250）×720=155.52kN4、6（0.1531+0.0893）×720=174.528（0.2042+0.119）×720=232.704（0.1552+0.1488）×720=218.88（-0.0896-0.1024）×720=-138.24（-0.0336-0.0512）×720=-61.056（-0.4896-0.7024）×720=-858.24（0.1120+0.1280）×720=172.8最不利荷载Max221.904232.704225.792-138.24-61.056-858.24kN172.8kNMin174.528223.848218.88-124.416-46.656-700.416kN155.52kN2.均布荷载作用下的内力计算在均布恒载作用下的最大与最小弯矩值，可利用附录九的表格计算。为了与集中荷载作用下的弯矩值组合，本文只计算相应的几个截面弯矩值。计算公式：=9.9×6×6=356.4计算结果列于表2。均布恒载作用下的最大与最小弯矩值的计算表表2截面系数=弯矩值/（kN·m）3+0.07526.734+0.08028.515+0.07526.73B-0.1000-35.6415+0.0258.91在均布荷载作用下的最大与最小剪力可利用附录六的表格计算。计算结果列于表3。均布荷载作用下的最大与最小剪力计算表表3支座系数=剪力值（kN）0.500-29.7-0.50029.7综合1、2可得轨道梁最不利内力组合最不利内力设计值组合表4计算截面的弯矩设计值/（kN·m）支座截面剪力设计值/kN345B15由集中荷载产生最大值221.904232.704225.792-138.24-61.056-858.24172.8最小值174.528223.848218.880-124.416-46.656-700.416155.52由均布荷载产生恒定不变20.7328.5126.73-35.648.91-29.729.7总的最不利内力最大值242.634261.214252.469-173.88-52.65-887.94202.5最小值195.258252.358246.65-160.065-37.746-730.116185.22边柱与轨道梁的配筋计算混凝土采用C25，受力钢筋采用HRB335，箍筋采用HRB235采用一、对上柱配筋：故查表得按构造要求配筋：配置箍筋二、对下柱配筋：取取故大于故按大偏心计算为了使钢筋用量最小，应充分发挥混凝土的抗压作用，取，假设利用公式式中，求得<0按最小配筋率配筋。由公式和其中以及，求得的，此时的，所以由公式和得箍筋选配为对轨道梁配筋:纵向钢筋，对第一跨4截面（跨中弯矩最大）有a=40mm按单筋截面计算满足最小配筋率要求选配（），由于h较长，故用的腰筋加固2）纵向钢筋，对第二跨跨中截面15有a=40mm按单筋截面计算不满足最小配筋率，按最小配筋率计算选配（），由于h较长，故用的腰筋加固3）纵向钢筋，对B支座处，有按单筋截面计算不满足最小配筋率，按最小配筋计算选配（），由于h较长，故用的腰筋加固4）横向钢筋支座B左,截面尺寸满足要求。初选配置的双肢箍筋，，s=250mm满足