鋼筋混凝土結構課程設計-混凝土單層廠房設計

1、<p>　　鋼筋混凝土結構課程設計----</p><p><b>　　混凝土單層廠房設計</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、設計項目1</b></p><p><b>　　二、設計資料1</b>

2、;</p><p><b>　　三、計算簡圖3</b></p><p>　　四、荷載計算（標準值）4</p><p><b>　　1、恒荷載4</b></p><p><b>　　2、屋面活荷載5</b></p><p><b>　　3

3、、吊車荷載6</b></p><p><b>　　4、風荷載7</b></p><p><b>　　五、內力分析8</b></p><p>　　1、剪力分配系數(shù)的計算8</p><p>　　2、恒荷載作用下的內力分析9</p><p>　　3、屋面活荷載

4、作用下的內力分析12</p><p>　　4、吊車豎向荷載作用下的內力分析不考慮廠房整體空間工作14</p><p>　　5、吊車水平荷載作用下的內力分析（不考慮廠房整體空間工作）19</p><p>　　6、風荷載作用下的內力分析21</p><p><b>　　六、內力組合24</b></p>

5、<p>　　七、柱截面設計26</p><p>　　1、柱的縱向鋼筋計算26</p><p>　　2、柱內箍筋配置30</p><p>　　3、柱的裂縫寬度驗算30</p><p><b>　　4、牛腿設計32</b></p><p><b>　　八、基礎設計35

6、</b></p><p><b>　　一、設計項目</b></p><p>　　某機械加工制作車間。</p><p><b>　　二、設計資料</b></p><p>　　1、建設地點：臨安市某廠區(qū)。</p><p><b>　　2、自然條件：</

7、b></p><p><b>　?。?）基本風壓：。</b></p><p><b>　?。?）基本雪壓：。</b></p><p>　?。?）屋面均布活荷載標準值：。</p><p>　?。?）地質條件：場地土組成情況從上至下依次為：厚雜填土，重度；厚輕亞粘土，重度，寬度修正系數(shù)為，深度修正

8、系數(shù)為，承載力特征值；厚亞粘土，重度，寬度修正系數(shù)為，深度修正系數(shù)為，承載力特征值。</p><p>　?。?）抗震設防烈度：度。</p><p>　　3、結構型式：鋼筋混凝土排架結構。</p><p>　　4、建筑平面：車間長度為，柱距為；車間寬度為，其中跨及跨各為。</p><p>　　5、建筑剖面：兩跨等高排架，室內外高差，柱牛腿頂標高

9、，軌道頂標高，上柱頂標高。</p><p>　　6、排架柱計算參數(shù)：上柱均采用矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面幾何參數(shù)分別為：</p><p><b>　　列柱：，</b></p><p>　　， ， 自重標準值為；</p><p><b>　　列柱：，</b></p>&l

10、t;p>　　， ， 自重標準值為。</p><p>　　7、吊車系統(tǒng)計算參數(shù)：</p><p>　?。?）吊車：兩跨均設有兩臺，軟鉤電動橋式吊車，工作級別均為，橋架跨度， 寬度， 輪距， 最大輪壓標準值， 大車質量， 小車質量。</p><p>　　（2）吊車梁： 采用預應力鋼筋混凝土等截面薄腹吊車梁，梁高， 自重標準值為。</p><p&

11、gt;　?。?）軌道：高為， 軌道及連接件自重標準值為。</p><p>　?。?）屋蓋鋼支撐體系：取自重標準值為。</p><p>　　8、屋蓋構件計算參數(shù)：</p><p>　　（1）屋面板：采用預應力鋼筋混凝土大型屋面板， ，板重標準值（含灌縫）為。</p><p>　?。?）屋架： 采用梯形鋼屋架，共個節(jié)間，端部高度為、跨中央高度為。

12、屋架自重標準值按下式計算：，其中為屋架跨度，以計。</p><p>　?。?）鋼筋混凝土天溝板：，板重標準值為。</p><p><b>　　9、屋面做法：</b></p><p><b>　　三氈四油防水層；</b></p><p><b>　　厚水泥砂漿找平層；</b>&l

13、t;/p><p>　　厚水泥珍珠巖制品保溫層；</p><p><b>　　一氈二油隔氣層；</b></p><p><b>　　厚水泥砂漿找平層；</b></p><p>　　預應力鋼筋混凝土大型屋面板，板下噴大白漿兩道。</p><p><b>　　10、圍護結構：

14、</b></p><p>　?。?）墻體：厚燒結普通磚砌體，自重標準值取，外清水墻、內噴大白漿兩道。</p><p>　　（2）鋼窗：上窗、下窗，自重標準值取。</p><p><b>　　11、材料供應：</b></p><p>　?。?）混凝土強度等級： </p><p>　?。?

15、）鋼筋：柱內受力縱筋采用級，柱內箍筋采用級。</p><p>　　12、環(huán)境類別為一類。</p><p><b>　　三、計算簡圖</b></p><p>　　1、可以從整個廠房中選擇具有代表性的排架作為計算單元，計算柱距為6m，其計算單元和計算簡圖如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 廠房計算單元和計算簡圖&

16、lt;/p><p>　　設室內地面至基礎頂面的距離為，則</p><p><b>　　上柱高：</b></p><p><b>　　下柱高：</b></p><p><b>　　柱總高：</b></p><p>　　2、柱截面幾何參數(shù)，列表如下：</p

17、><p>　　表3-1柱截面幾何參數(shù)表</p><p>　　四、荷載計算（標準值）</p><p><b>　　1、恒荷載</b></p><p><b>　　（1）屋蓋自重</b></p><p>　　三氈四油防水層

18、 </p><p>　　20mm厚1:3水泥砂漿找平層 </p><p>　　250mm厚1:8水泥珍珠巖制品保溫層 </p><p>　　一氈二油隔氣層 </p><p>　　20mm厚1:2.

19、5水泥砂漿找平層 </p><p>　　預應力鋼筋混凝土大型屋面板 </p><p>　　屋蓋鋼支撐體系 </p><p>　　屋架自重 <

20、/p><p>　　——————————————————————————————————</p><p>　　屋面恒荷載 </p><p>　　鋼筋混凝土天溝板 </p><p>　　———————

21、———————————————————————————</p><p>　　故作用于、跨兩端柱頂?shù)奈萆w結構自重為：</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　?。?）柱自重</b></p><p><b>　　列柱：上柱，，；</b></p>

22、<p><b>　　下柱，，</b></p><p><b>　　列柱：上柱，，</b></p><p><b>　　下柱，，</b></p><p><b>　　列柱：上柱，，；</b></p><p><b>　　下柱，，<

23、;/b></p><p>　　（3）吊車梁及軌道自重</p><p><b>　　跨：，</b></p><p><b>　　跨：，</b></p><p><b>　　2、屋面活荷載</b></p><p>　　屋面均布活荷載標準值，而雪荷載的標

24、準值為，所以僅按屋面活荷載計算。</p><p><b>　　跨：</b></p><p><b>　　跨：</b></p><p>　　屋面活荷載每側柱上的作用點與屋蓋結構自重的作用點相同。</p><p>　　恒荷載與活荷載作用位置如圖4-1所示。</p><p>　　圖

25、4-1 恒荷載與活荷載作用位置</p><p><b>　　3、吊車荷載</b></p><p>　　本車間選用的吊車參數(shù)如下（跨同跨）</p><p>　　跨：吊車，工作級別為，吊車梁高為，，，，</p><p>　　，，，吊車梁支座影響線如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 吊車梁支

26、座豎向反力影響線</p><p>　　故作用于排架柱上的吊車豎向荷載分別為：</p><p><b>　　跨（同跨）：</b></p><p>　　作用在每個車輪上的吊車橫向水平荷載標準值：</p><p><b>　　對于軟鉤吊車：， </b></p><p><b&

27、gt;　　跨（同跨）：</b></p><p><b>　　4、風荷載</b></p><p>　　由已知條件可知，基本風壓為，風壓高度系數(shù)按類地面取。</p><p>　　柱頂離室外天然地坪的高度</p><p>　　檐口離天然地坪高度 </p><p>　　屋頂離室外地坪的高度&l

28、t;/p><p>　　風載體型系數(shù)如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 風荷載體型系數(shù)</p><p><b>　　風荷載標準值為：</b></p><p>　　作用在排架上的風荷載標準值為：</p><p>　　左吹風（同右吹風）：</p><p>　　風荷載作用示

29、意圖如4-4所示。</p><p>　　圖4-4 風荷載作用計算簡圖</p><p><b>　　五、內力分析</b></p><p>　　本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配系數(shù)法來進行內力分析。</p><p>　　1、剪力分配系數(shù)的計算</p><p>　?。?）列柱柱頂位移值的計算<

30、/p><p><b>　　上柱：</b></p><p><b>　　下柱： </b></p><p><b>　　查得則</b></p><p>　　（2）列柱柱頂位移值的計算</p><p><b>　　上柱：</b></

31、p><p><b>　　下柱： </b></p><p><b>　　查得則</b></p><p>　　（3）列柱柱頂位移值的計算同列柱</p><p>　?。?）各柱剪力分配系數(shù)</p><p>　　2、恒荷載作用下的內力分析</p><p>　　

32、恒荷載下排架的計算簡圖，如下圖5-1所示</p><p>　　圖5-1 恒荷載作用圖</p><p><b>　　列柱：</b></p><p><b>　　( <╮)</b></p><p><b>　　( <╮)</b></p><p>

33、<b>　　列柱：</b></p><p><b>　　列柱：</b></p><p><b>　　(╭> )</b></p><p><b>　　(╭> )</b></p><p>　　各柱不動鉸支座反力為：</p><p

34、><b>　　列柱：， ，， </b></p><p><b>　　列柱：，，</b></p><p><b>　　列柱：，，，</b></p><p>　　所以，排架柱不動鉸支座總反力：</p><p>　　各柱柱頂最后剪力為：</p><p>

35、　　恒荷載作用下排架柱彎矩圖和軸力圖如圖5-2所示：</p><p>　　圖5-2 恒荷載作用下排架內力圖</p><p>　　3、屋面活荷載作用下的內力分析</p><p>　　圖5-3 AB跨屋面活荷載作用下的排架柱內力圖</p><p>　　（2）跨作用有屋面活荷載時</p><p>　　由屋面活荷載在每側柱上

36、產(chǎn)生的壓力為</p><p>　　其在柱頂及變截面處彎起的彎矩：</p><p><b>　　(╭> )</b></p><p><b>　　(╭> )</b></p><p><b>　　(╭> )</b></p><p>　　各柱不

37、動鉸支座壓力分別為：</p><p><b>　　列柱：， ，，則</b></p><p><b>　　列柱：，，，</b></p><p>　　排架柱不動鉸支座總反力為：</p><p>　　各柱柱頂最后剪力分別為：</p><p>　　跨作用于屋面活荷載時，排架柱的彎矩圖

38、和軸力圖如圖5-4所示：</p><p>　　圖5-4 BC跨屋面活荷載作用下的排架柱內力圖</p><p>　　4、吊車豎向荷載作用下的內力分析不考慮廠房整體空間工作</p><p>　　不考慮廠房整體空間工作</p><p>　?。?）跨作用于列柱時</p><p>　　由于吊車豎向荷載，的偏心作用而在柱中引起的

39、彎矩為：</p><p><b>　　(╭> )</b></p><p><b>　　( <╮)</b></p><p>　　其計算簡圖如圖5-5所示：</p><p>　　圖5-5 Dmax,k 作用于A列柱時計算簡圖</p><p>　　各柱不動鉸支座反力分

40、別為：</p><p><b>　　列柱：，， </b></p><p><b>　　列柱：，， </b></p><p>　　故排架柱不動鉸支座總反力為：</p><p>　　圖5-8 Dmax,k作用于B列柱左側時排架柱內力圖</p><p>　　（3）跨作用于列柱右側

41、時</p><p>　　由于吊車豎向荷載，的偏心作用而在柱中引起的彎矩為：</p><p><b>　　(╭> )</b></p><p><b>　　( <╮)</b></p><p>　　其計算簡圖如圖5-9所示：</p><p>　　圖5-9 Dmax,k

42、作用于B列柱右側時計算簡圖</p><p>　　排架柱柱頂各柱不動鉸支座反力分別為： </p><p><b>　　列柱：，，</b></p><p><b>　　列柱：，，</b></p><p>　　故排架柱不動鉸支座總反力為：</p><p>　　故排架柱柱頂最后剪力分

43、別為：</p><p>　　此時各排架柱內力圖如圖5-10所示</p><p>　　圖5-10 Dmax,k作用于B列柱右側時排架柱內力圖</p><p>　?。?）跨作用于列柱時</p><p>　　由于吊車豎向荷載，的偏心作用而在柱中引起的彎矩為：</p><p><b>　　(╭> )</

44、b></p><p><b>　　( <╮)</b></p><p>　　其計算簡圖如圖5-11所示。</p><p>　　圖5-11 Dmax,k作用于C列柱時計算簡圖</p><p>　　各柱不動鉸支座反力分別為：</p><p><b>　　列柱：，，</b&g

45、t;</p><p><b>　　列柱：，，</b></p><p>　　所以排架柱不動鉸支座總反力為：</p><p>　　故排架柱最后剪力分別為：</p><p>　　此時各排架柱內力圖如圖5-12所示</p><p>　　圖5-12 Dmax,k作用于C列柱時排架柱內力圖</p&g

46、t;<p>　　5、吊車水平荷載作用下的內力分析（不考慮廠房整體空間工作）</p><p>　?。?）跨作用有橫向水平荷載時，計算簡圖如圖5-13所示；</p><p>　　圖5-13 Tmax,k作用于AB跨的計算簡圖</p><p>　　各柱不動鉸支座反力分別為：</p><p><b>　　列柱：，，，<

47、/b></p><p><b>　　列柱：，，，</b></p><p>　　排架柱頂部動鉸支座的總反力：</p><p>　　故排架柱最后剪力分別為：</p><p>　　此時各排架柱內力圖如圖5-14所示</p><p>　　圖5-17 左吹風時計算簡圖</p><

48、p>　　各住不動鉸支座反力分為：</p><p><b>　　列柱：，，</b></p><p><b>　　列柱：，，</b></p><p>　　排架柱頂不動鉸支座的總反力為：</p><p>　　排架柱柱頂剪力分別為：</p><p>　　排架柱的各住彎矩圖如圖5

49、-18所示。</p><p>　　圖5-18 左吹風時內力圖</p><p>　　（2）右吹風時，計算簡圖如圖5-19所示</p><p>　　圖5-19 右吹風時計算簡圖</p><p>　　各住不動鉸支座反力分為：</p><p><b>　　列柱：，，</b></p>&

50、lt;p><b>　　列柱：，，</b></p><p>　　排架柱頂不動鉸支座的總反力為：</p><p>　　排架柱柱頂剪力分別為：</p><p>　　排架柱的各住彎矩圖如圖5-20所示。</p><p>　　圖5-20 右吹風時內力圖</p><p><b>　　六、內

51、力組合</b></p><p>　　不考慮廠房整體空間工作，對A柱進行最不利組合，具體方法和數(shù)據(jù)間下述兩表</p><p>　　表6-1 A柱內力標準值匯總表</p><p>　　2.內力組合表括號內的數(shù)值為標準值。</p><p><b>　　七、柱截面設計 </b></p><p&g

52、t;　　以柱為例，砼采用，縱筋采用級，箍筋采用級。</p><p>　　1、柱的縱向鋼筋計算</p><p><b>　　采用對稱配筋</b></p><p><b>　?。?）上柱</b></p><p>　　根據(jù)內力組合表，經(jīng)過比較分析，其中最不利內力組合為：</p><p&

53、gt;<b>　　滿足要求 。</b></p><p>　?。?）下柱：由Ⅱ-Ⅱ及Ⅲ-Ⅲ截面的內力組合選出不利組合：</p><p>　　① ② ③</p><p>　　查表15-8，得有吊車廠房排架方向</p><p>　　1)按第①組內力計算</p><p><b&g

54、t;　　取，則</b></p><p><b>　　，取，</b></p><p>　　按計算結果并滿足構造要求，下柱縱向鋼筋選用4Φ22（）。</p><p>　　4）垂直于彎矩作用平面承載力驗算</p><p><b>　　，</b></p><p><

55、b>　　，查表</b></p><p>　　，牛腿的截面高度為，牛腿的幾何尺寸如圖7-1所示。</p><p>　　圖7-1 牛腿幾何尺寸</p><p><b>　　2）牛腿高度驗算：</b></p><p>　　作用于牛腿頂部按荷載組合標準值計算的豎向力值</p><p>　

56、　牛腿頂部按荷載標準組合計算的水平拉力值， </p><p><b>　　牛腿截面有效高度</b></p><p>　　豎向力作用點位于下柱截面內</p><p>　　鋼框玻璃窗 </p><p>　　——————————————————————————

57、————————</p><p><b>　　距基礎形心距 </b></p><p>　　2、基礎尺寸及埋置深度</p><p>　?。?）按構造要求擬定高度。</p><p>　　柱的插入深度。取。杯底厚度應大于，取，則</p><p>　　基礎頂面標高為，故基礎埋置深度</p>

58、<p>　　杯壁厚度，取，基礎邊緣高度取，臺階高度取。</p><p>　?。?）擬定基礎地面尺寸</p><p><b>　　，</b></p><p>　　取，基礎長短邊之比，于是</p><p>　　，故無需作寬度修正。</p><p><b>　　（3）計算基底壓力