18m跨钢筋混凝土装配式单层工业厂房结构设计计算书

目录摘要 1引言 2任务与分析 3单层工业厂房结构设计 41． 设计资料 41．1．工程情况 41．2．荷载资料 41．3．材料强度等级 42． 结构平面布置 42.1. 平面布置 42.2. 剖面布置 53． 结构选型 53.1. 预应力混凝土屋面板 53.2. 屋架 53.3. 天沟板 63.4. 吊车梁 63.5. 吊车轨道联结及车档 64． 计算简图的确定 64.1. 计算上柱及柱全高 64.2. 柱截面尺寸 65． 荷载计算 75.1. 屋盖恒载G1 75.2. 柱自重 75.3. 吊车梁及轨道自重G4 75.4. 连系梁及其上墙重G5 75.5. 基础梁及其上墙重G6 75.6. 屋面活荷载P1 85.7. 吊车荷载Dmax,Dmin,Tmax 85.8. 风荷载 86． 内力计算 96.1. 柱不动铰支座反力R的计算 96.2. 内力符号规定 106.3. 排架内力分析 107． 内力组合 137.1. 荷载组合设计值如下表所示： 138． 截面设计 158.1. 上柱配筋计算 158.2. 下柱配筋计算 158.3. 裂缝验算 169． 牛腿计算 179.1. 牛腿高度验算 179.2. 局部承压验算 179.3. 配筋 1810． 柱的吊装 1810.1. 荷载及内力计算 1810.2. 承载力验算 1910.3. 吊装裂缝验算 1911． 基础计算 2011.1. 确定基础尺寸 2011.2. 抗冲切承载力验算： 2111.3. 配筋计算 22结论 22致谢 24参考文献 24摘要

本次设计为单层工业厂房结构设计，首先按规范选出符合要求的结构构件，再进行荷载清理及内力分析，最后根据内力组合结果进行配筋计算，其中结构选型及荷载清理是本次设计的关键。内力组合表列出了各个荷载作用下的内力图，并根据恒载＋任一种活载，恒载＋0.9(任意两种或两种以上活载)，选出最不利组合值。关键词：选型吊车梁排架柱内力组合基础AbstractThedesignofthesingle-storeyconcretestructuredesignplant,thefirstelectedbythenormstomeettherequirementsofstructuralmembers,loadagainclearedandinternalforces,accordingtothefinalresultsofinternalforcesreinforcedportfolio,Selectionofwhichthestructureandloadliquidationofthisdesignisthekey.InternalForcecompositionofthelistundervariousloadsofinternalforcesmap,andunderconstantload+asaliveset.Hangcontains+0.9(arbitrarytwoormoreliveload),electedthemostdisadvantagedportfoliovalue.keyword:Selectioncranebeaminternalforcebent-basedportfolio.

引言随着社会的发展，生产力水平的提高，各种工业建筑如雨后春笋般涌现。社会是一个大巨轮，工农业的全面发展都在推动这个大巨轮的转动。为满足工业化的生产要求，各种新型工业建筑纷纷涌现，这对建筑设计人员就有了更高的要求。现阶段我们应该踏实地学好设计基本原理，并逐渐熟练规范，而课程设计正提供了这样的机会。本课程设计通过典型实例——单层工业厂房结构的设计，把我们平时所学到的设计理论知识与设计方法运用于具体的设计实践中，提高了专业设计能力及创造性思维能力，使所学知识能够融会贯通。

任务与分析单层工业厂房结构的设计，要求我们熟悉单层厂房的结构及组成，能够使用规范及相关手册进行结构选型。本次设计要求让我们将所学到的理论知识与设计方法运用于具体的设计实践中，使所学知识能够融会贯通。本次设计主要分结构选型、荷载及内力分析、配筋计算等过程。其中在荷载清理时，有些地方可作简且偏于安全的处理，使结构设计更更加安全合理。内力组合时要注意以下原则：D必有T，在恒载＋任意一种活载的组合种，只能在吊车竖向荷载Dmax及Dmin中选择其一。在计算柱脚控制截面时，需要算出相应水平剪力。

单层工业厂房结构设计设计资料1．1．工程情况本工程为某城市郊区铸造车间，无抗震设防要求。工艺要求为一单跨单层厂房，长度为66m，柱距为6m。选用二台桥式吊车，吊车工作制级别为A5级吊车，轨顶标高为9m，厂房跨度为18m，起重量为10t。基本风压为0.40KN/m2,地基承载能力特征值200为KN/m2，高侧高窗1.8m。厂房采用钢筋混凝土装配式结构。1．2．荷载资料钢筋混凝土容重 25KN/m2水泥砂浆容重 20KN/m2墙体自重 4.5KN/m2屋面施工荷载 0.5KN/m2钢门窗自重 0.45KN/m2防水层＋隔气层（自重） 0.35KN/m21．3．材料强度等级混凝土：柱用C30，基础用C25钢筋：柱纵筋用HRB335，其它均用HPB235查表得：用C30时，，，用C25时，，，当用HRB335时，当用HRB335时，结构平面布置平面布置本设计为单跨单层厂房，跨度为18m，长度为66m，柱距为6m。车间内设两台10t桥式吊车，Lk=16.5m，吊车宽度B=5500mm,轮距K＝4400mm，轨顶至吊车顶H=2140mm,轨中至车外端B1=230mm,最大轮压Pmax=115KN,最小轮压Pmin=2.5t,起重机总重量m1=18t,小车重量m2=3.9t。剖面布置室内地坪标高为±0.00m,室外地平标高为－0.15m,基础顶面标高为－0.50m。柱顶标高为11.4m,牛腿顶面标高7.8m,全柱高H=11.9m,上柱高Hu=3.6m,下柱高Hl=8.3m。剖面布置如下图所示。结构选型预应力混凝土屋面板（选自G410）屋面坡度为i＝-1/5，tgα＝0.2,，cosα=0.98058防水层＋隔气层(自重)1.2×0.35/cosα=0.43KN/m220mm厚水泥砂浆找平层1.2×0.4/cosα=0.49KN/m2屋面活荷载1.4×0.5=0.7KN/m2小计1.62KN/m2由允许外加荷载值选取Y－WB－2Ⅳ。屋架（选自G314）防水层＋隔气层(自重)0.35KN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.4KN/m板及灌缝自重1.5KN/m2屋盖支撑0.15KN/m2恒载1.35×2.4=3.24KN/m2活载1.2×0.5=0.6KN/m2小计3.84KN/m2按单跨两端外天沟，无天窗，无悬挂吊车选取WJ18－1Ba。查表得屋架自重5.48t。天沟板（选自G410）配合钢筋混凝土折线型屋架WJ18－1Ba，两端设外天沟，宽770mm。选取TGB77－1，天沟板自重1.34t。吊车梁（选自G323－2）由吊车吨位及跨度，选取DL－7。吊车轨道联结及车档（选自G325）轨道联结DGL－9，自重38.73联结件自重38.73kg车档8.9KN计算简图的确定计算上柱及柱全高全柱高H=11.9m,上柱高Hu=3.6m,下柱高Hl=8.3m。柱截面尺寸上柱选取矩形截面400×400，下柱选取工型截面400×800×150。荷载计算屋盖恒载G1屋架上荷载1.2×2.4×19.54×6/2=168.8KN天沟板重1.2×13.4=16KN屋架自重1.2×54.8/2=37.9KN 小计222.7KN/m2 柱自重上柱自重G2G2＝γGAHuρ=1.2×0.16×3.6×25=17.28KN下柱自重G3牛腿处 (0.8+0.45)×0.4×0.75=0.375m交界处 0.8×0.4×0.2=0.064m工型截面交界处 0.1775×(8.4－0.75－0.2）＝1.32m小计 1.2×25×1.759=52.8KN吊车梁及轨道自重G4吊车梁自重 1.2×27.5=33KN轨道联结件 1.2×3.873=4.65KN联结件 1.2×0.53=0.63KN找平层 1.2×0.012×2400=34.6KN小计72.3KN连系梁及其上墙重G5连系梁重 0.3×0.24×6×25=10.8KN墙体重 4.5×1.7×6=45.9KN小计 1.2×56.7=68.4KN基础梁及其上墙重G6基础梁自重 16.1KN窗重 4.2×(3.6+1.8+1.8)×0.45=13.6KN墙重 窗过梁重 （0.45+0.3）×0.25×25×6=28.1KN标准值 204.8KN设计值 1.2×204.8＝245.8KN屋面活荷载P1P1=1.4×(0.5×0.5)×19.54×6/2＝80.81KN吊车荷载Dmax,Dmin,TmaxTmax作用点y=hu-he=3600-900=2500mm风荷载基本风压ωo=0.4KN/m2,βz=1当风压高度变化系数按12-0.6+0.15=11.55m计算时：当风压高度变化系数按11.55+1.65=13.2m计算时：内力计算柱不动铰支座反力R的计算柱顶作用单位水平力时n=Iu/Il=2.1/14.38=0.148,λ=Hu/Hl=3.6/11.9=0.303柱顶作用弯矩M时牛腿面作用弯矩M时离柱顶离y处作用水平力T时y=2.5,当y=0.6Hu时,当y=0.7Hu时，由线性内插法得C5=0.612。沿柱高承受均布荷载q时内力符号规定对于弯矩M，柱的左边受拉为正，右边受拉为负，弯矩图绘制在受拉侧；轴向力N，柱受压为正，受拉为负；剪力V，柱对基础顶面剪力，向右为正。排架内力分析剪力分配系数ηA＝ηB＝1/2屋盖恒载G1作用下e1=50mm,e2=200mm,G1=222.7KN,C1=1.974,C3=1.176内力分布如下所示：截面MVN0－0－G1e1=-11.1356.248222.7Ⅰ－Ⅰ-G1e1+RHu=11.3596.248222.7Ⅱ－Ⅱ-G1(e1+e2)+RHu=-33.1816.248222.7Ⅲ－Ⅲ-G1(e1+e2)+RH=18.6806.248222.7柱和吊车自重作用下e1=50mm,e2=200mm,G2=17.28KNG3=52.8KN,G4内力分布如下所示：截面MVN0－0000Ⅰ－Ⅰ00G2=17.28Ⅱ－Ⅱ-G2e2+G4e4=21.8490G2+G4=89.58Ⅲ－Ⅲ-G2e2+G4e4=21.8490G2+G4+G3=142.38屋面活荷载作用下e5=320mm,e2=200mm,P1=80.81KN,C1=1.974,C3=1.176()()()()()内力分布如下所示：截面MVN0－0－P1e5=-4.0402.26780.808Ⅰ－Ⅰ-P1e5+RHu=4.1222.26780.808Ⅱ－Ⅱ-P1(e5+e2)+RHu=-12.0402.26780.808Ⅲ－Ⅲ-G1(e5+e2)+RH=6.7782.26780.808吊车竖向荷载作用内力下e4=350mm,Dmax=313.95mm,Dmin=68.26mm,C3=1.176()()()()()当Dmax作用在A柱时的内力分布如下：截面MVN0——00.000-6.60901——1-23.793-6.60902——286.090-6.609313.953——331.235-6.609313.95当Dmax作用在B柱时的内力分布如下：截面MVN0——00.0006.60901——1-23.7936.60902——20.0986.60968.263——3-54.7576.60968.26吊车水平荷载作用下因为，由Tmax=10.98,得：截面MVN0——00.0000.00001——19.88210.98002——29.88210.98003——3101.01610.9800风荷载作用下,q1=2.805KN/m,q2=1.753KN/m,C11=0.339()()()()()()左风作用下：MVN0——00.0001.62101——124.01011.71802——224.01011.71803——3217.87634.9970右风作用下：MVN0——00.0005.86601——132.47512.17602——232.47512.17603——3193.91626.7250内力组合荷载组合设计值如下表所示：①屋面恒载及柱自重②梁、吊车自重③屋面活载④Dmax⑤Dmin⑥Tmax⑦.左风⑧右风Ⅰ－ⅠM7.430.004.12-23.79-23.799.8824.01-32.48V12.500.002.27-6.616.6110.9811.72-12.18N290.7417.2880.810.000.000.000.000.00Ⅱ－ⅡM-50.7221.85-12.0486.090.109.8824.01-32.48V12.500.002.27-6.616.6110.9811.72-12.18N290.7489.5880.81313.9568.260.000.000.00Ⅲ－ⅢM42.2921.856.7831.23-54.76101.02217.88-193.92V12.500.002.27-6.616.6110.9835.00-26.73N290.74142.3880.81313.9568.260.000.000.00恒载＋0.9（任意两种或两种以上活荷载）恒载＋任意一种活荷载组合项目MVNMVNⅠ－Ⅰ+Mmax①+②+0.9×(③+⑦)32.75380.75①+②+⑦31.44308.02-Mmax①+②+0.9×(④+⑥+⑧)-52.10308.020.000.00Nmax①+②+0.9×(③+④+⑥+⑧)-48.39380.75①+②+③11.55388.83Nmin①+②+0.9*(④+⑥+⑧)-52.10308.020.000.00Ⅱ－Ⅱ+Mmax①+②+0.9*(④+⑥+⑦)79.12662.880.000.00-Mmax①+②+0.9*(③+⑤+⑥+⑧)-77.74514.48①+②+⑧-61.34380.32Nmax①+②+0.9*(③+④+⑥+⑦)68.28735.60①+②+④57.22694.27Nmin0.000.00①+②+⑧-61.34380.32Ⅲ－Ⅲ+Mmax①+②+0.9*(③+④+⑥+⑦)385.3549.97788.40①+②+⑦282.0147.49433.12-Mmax①+②+0.9*(⑤+⑥+⑧)-250.59-15.49494.55①+②+⑧-129.78-14.23433.12Nmax①+②+0.9*(③+④+⑥+⑦)385.3549.97788.40①+②+④95.375.89747.07Nmin0.000.000.00①+②+⑦282.0147.49433.12截面设计由于厂房系单跨，厂房柱对称布置，故仅需对A柱计算配筋即可，且柱采取对称配筋，构件属于大偏心受压，排架采用C20,fc=9.6N/mm2，主筋用Ⅱ级钢筋。上柱配筋计算选取内力组合,，，=400-40=360，，,取，故暂按大偏心构件计算：假设正确，实配316(=603)下柱配筋计算选取内力组合,，=400-40=360，，，,取，取，故暂按大偏心构件计算：假设正确，实配216＋218(=911)裂缝验算上柱：，无需进行裂缝验算。下柱：，需要进行裂缝验算。,取满足要求。牛腿计算牛腿高度验算a=750－800＋20＝－30，取a＝0。，其中因为实际取h为750mm,满足要求。局部承压验算配筋由于,按构造配筋实配414柱的吊装荷载及内力计算承载力验算吊装裂缝验算Ⅰ－Ⅰ截面：，取0.01＝16(满足要求