混凝土单层工业厂房课程设计23168.docx
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1、混凝土课程设计设计名称单层工业厂厂房设计计专业班级土131学 号13904444337姓 名陈超指导老师于峰日 期2016年年6月29日建筑工程学学院土木木系制目录一、设计资料- 3 -二、梁柱的结构布置- 3 -三、排架结构计算- 7 -四、荷载计算- 7 -五、内力分析- 12 -六、最不利内力组合- 29 -七、排架柱的设计- 35 -八、基础设计- 45 -一、 设计资料1. 平面和剖面面本车间为两两跨等高高厂房,车车间面积积为30024mm2,车间间长度772m。AB跨有有两台330/55tA44级软钩钩吊车, BC跨有两台10tA5级软钩吊车,轨顶、柱顶标高和跨度见图。车间平面、剖
2、面如下。2. 建筑构造屋 盖:三毡四油上上铺绿豆豆砂小石石子(防防水层)25mm厚厚水泥砂砂浆(找找平层)100mmm厚水泥泥蛭石砂砂浆(保保温层)大型预制预预应力混混凝土屋屋面板围护结构:240mmm厚普通通砖墙门 窗:钢门窗,窗窗宽4.2m3. 自然条件基本风压:0.35kNm2基本雪压:0.20kNm24. 材料混凝土:柱柱采用CC25或或C300。钢筋:HPPB3000级、HRRB3335级、HRRB4000级各各种直径径的钢筋筋。5. 部分构件自自重构件名称标准图号选用型号允许荷载(kN/m2)自重(kNN/m22)备注屋架G415YWJ2441D3.5每榀1122.755kN屋架边
3、缘高高度1.4米,屋屋架垂直直高度22.8米米屋面板G410YWB222.461.4自重包括灌灌缝吊车梁G323DL9B40.8 kN每每根吊车梁梁高高1.22米连系梁、基基础梁G32016.7kkN每根根轨道连接G3250.8 kkN/mm天沟板G410TGB68813.051.91自重包括灌灌缝混凝土柱计算确定其他附件不考虑地基承载力力特征值值 fa=240kNm2(已修修正)单层工业厂厂房设计计时,屋屋架对上上部柱的的偏心距距取为220mmm。构件使用环环境为一一类。室室外地面面标高为为-0.4500m。二、 梁柱的结构构布置1. 排架柱尺寸寸的选定定由图可知:AB跨轨轨顶标高高111.
4、455m,BC跨轨轨顶标高高11.15mm,AB跨屋屋架顶标标高177.955m,BC跨屋屋架顶标标高188.1mm柱全高 H=15.20m,上上柱高度度 Hu=4.20m,下柱高高度 Hl=11.00m。上柱与与全柱高高的比值值 =HuH=4.2015.20=0.276。边柱A、CC:上柱: bh=500500mm下柱:I bhbihi=5001000120200mm中柱B:上柱: bh=500600mm下柱:I bhbihi=5001200120200mmI字形截面面其余尺尺寸如下下图所示示。2. 上下柱截面面惯性矩矩及其比比值.1) 排架平面内内边柱上柱:Iu=1125005003=5.
5、208109mm4下柱:Il=11250010003-1123805503-21238025275+2532=3.5641010mm4中柱上柱: Iu=1125006003=9.0109mm4下柱:Il=11250012003-1123807503-21238025375+2532=5.7241010mm42) 排架平面外外边柱上柱:Iu=1125005003=5.208109mm4下柱:Il=21122005003+1125501203+2123802560+19032=4.319109mm4中柱上柱:Iu=1126005003=6.25109mm4 下柱:Il=21122005003+11
6、27501203+2123802560+19032=4.348109mm4三、 排架结构计计算1. 计算简图2. 柱的计算参参数柱的计算参参数表柱号计算参数截面尺寸(mm)面积(1005mm2)惯性矩(109mm4)自重(kNN/m)IxIyA、C上柱50055002.55.20885.20886.25下柱500110000122022002.815535.6444.21997.04B上柱50066003.09.06.257.5下柱500112000122022003.055557.2444.34887.64四、 荷载计算1. 恒载1) 屋盖自重预应力混凝凝土大型型屋面板板 1.21.4=1.
7、68kNm225mm水水泥砂浆浆找平层层 1.2200.025=0.6kNm2100mmm水泥蛭蛭石砂浆浆保温层层 1.260.1=0.72kNm2三毡四油上上铺绿豆豆砂小石石子防水水层 1.20.4=0.48kNm2小计 3.48kNm2天沟板 1.21.9162=27.50kN屋架自重 1.2112.75=135.30kN则作用于柱柱顶的屋屋盖结构构自重:AB跨:GA=0.53.48621+27.5+135.3=300.64kNBC跨:G1=0.53.48624+27.5+135.3=331.96kNG1A+G1C=331.96+300.64=632.60kN2) 柱自重A、C轴上上柱:G
8、2A=G2C=GgkHu=1.26.254.2=31.5kN下柱:G3A=G3C=GgkHu=1.27.0411.0=92.928kNB轴上柱:G2B=1.27.54.2=37.8kN下柱:G3B= 1.27.6411.0=100.848kN3) 吊车梁及轨轨道自重重G4=1.240.8+0.86.0=54.72kN各项永久荷荷载及其其作用位位置见下下图2. 屋面活荷载载由荷载规规范查得屋屋面活荷荷载标准准值为00.5kNm2(因因屋面活活活荷载载大于雪雪荷载,故故不考虑虑雪荷载载)。QAB=1.40.56210.5=44.10kNQBC=1.40.56240.5=50.40kN活荷载作用用位
9、置于于屋盖自自重作用用位置相相同,如如上图所所示。3. 吊车荷载本车间选用用的吊车车主要参参数如下下:AB跨:330t/5t吊吊车,中中级工作作制,吊吊车梁高高1.22m。B=6.115m K=44.8mmPmax,k=280kNPmin,k=65kNG1,k=365kNG2,k=117kNBC跨:110t吊吊车,中中级工作作制,吊吊车梁高高0.99m。B=5.555m K=44.4mmPmax,k=125kNPmin,k=47kNG1,k=224kNG2,k=38kN吊车梁的支支座反力力影响线线如下所所示。故故作用于于排架柱柱上的吊吊车竖向向荷载分分别为:AB跨:Dmax=QPmax,kyi
10、=1.40.92801+0.775+0.2=696.78kNDmin=QPmin,kyi=1.40.9651+0.775+0.2=161.75kNBC跨:Dmax=QPmax,kyi=1.40.91251+0.775+0.808=296.57kNDmin=QPmin,kyi=1.40.9471+0.775+0.808=111.51kN由于作用在在每一个个轮子上上的吊车车横向水水平荷载载标准值值为:Tk=14G2,k+Qg对于10tt的软钩钩吊车:=0.12,Tk=140.1238+1010=4.14kN。对于30/5t的的软钩吊吊车:=0.10,Tk=140.10117+3010=10.43k
11、N。故作用在排排架柱上上的吊车车水平荷荷载分别别为:AB跨:Tmax=DmaxTkPmax,k=696.7810.43280=25.96kNBC跨:Tmax=DmaxTkPmax,k=296.574.14125=8.93kN4. 风荷载该地区基本本风压为为0=0.35kNm2,风压压高度变变化系数数按B类地面面粗糙度度取。柱顶至室外外地面的的高度为为14.70m,查得 z=1.1316檐口至室外外地面的的高度为为17.35mm,查得得 z=1.182风荷载标准准值为:1=s1z0=0.81.13160.35=0.3168kPa2=s2z0=0.41.13160.35=0.1584kPa则作用在
12、排排架计算算简图的的风荷载载设计值值为:q1=Q1B=1.40.31686=2.6611kNmq2=Q2B=1.40.15846=1.3306kNmAFw=Qzz0Bs1+s2h1+s3+s4h2=10.686kN风荷载作用用下的计计算简图图如下图图所示。五、 内力分析1. 剪力分配系系数的计算算=HuH,n=IuIl,C0=31+31n-1,i=H3C0EcIli,=1i1i剪力分配系系数计算算柱列惯性矩(109mm4)nC0i(10-11EcH3)A、C列上5.210.14660.27662.671.050.28下35.644B列上9.000.15772.700.650.44下57.244
13、2. 永久荷载1) 屋盖自重作作用将屋盖自重重荷载简简化为图图6(a)其中G1CC=3331.996kNN, G1AA=3000.664kNN,G1B=GG1AG1CC=6332.660kNN。M1A= G1AAe1=3000.66400.022=6.01 kNmM1C=GG1Ce1=-3331.960.002=-6.664kNNmM1B=MM1A+MM1C=66.011-6.64=-0.63 kNmM2A=GG1e2=3000.66400.255=755.166 kNNm M2C=GG1e2=3331.99600.255=822.999kNmM2B=MM1B=-0.663kNNm由A、C柱柱
14、:n=0.1146,=00.2776,查表或计算算得,对C柱:对A柱:查表或计算算得,对C柱: 对A柱:则RC=RR1C+RR2C=-0.6655-6.7737=-7.3922kN(),RA=R11A+RR2A=00.59936.1102=6.6695kkN()B柱:n=0.1157,=00.2776,算算得C11=2.3522,C33=1.0899由M2B=M1BB得:RB=O在R与M11、M2共同作作用下,可可以作出出排架的的弯矩图图、轴力力图(bb)、(cc),如如下图66所示。图6 屋盖自重作用下排架弯矩图、轴力图2) 柱及吊车梁梁自重作作用由于在安装装柱子时时尚未吊吊装屋架架,此时时
15、柱顶之之间无联联系,没没有形成成排架,故故不产生生柱顶反反力,则则按悬臂臂柱分析析其内力力.计算简简图如图图7(a)所示示。A柱:M2A=GG2Aee2=331.550.25=7.8875kkNm,G3A=992.9928kkN,GG4A=554.772kNN,M4A=GG4Aee=544.7220.25=13.68kkNmm。B柱:G2B=337.88kN,G3BB=1000.8848kkN,G4BB=544.722kN。排架各柱的的弯矩图图、轴力力图如下下图7(b)、(cc)所示示。图7 柱及吊车梁作用下排架各柱弯矩图、轴力图3. 屋面活荷载载作用1) AB跨作用用有屋面面活荷载载由屋架传
16、至至柱顶的的压力为为Q=444.110kNN,由它它在A、B柱柱顶顶及变阶阶处引起起的弯矩矩分别为为:M1A=QQABe1=444.1000.02=0.8882kkNm,M2A=QQABe2=444.1000.25=11.03kkNm,M1B=QQABe3=444.1000.15=6.662 kkNm,计算不动铰铰支座反反力A柱:由前知C11=1.5,C3=1.2344,则RA=RR1A+RR2A=00.0887+00.8995=00.9882kNN()B柱:由前知C11=2.3522,则排架柱顶顶不动铰铰支座总总反力为为:R=RA+RB=0.9822+1.0244=2.0066kN()将R反
17、作用用于排架架柱顶,按按分配系系数求得得排架各各柱顶剪剪力(A=C=0.28,B=0.44)VA=RAA-A R=0.9982-0.22822.0006=00.4220kNN()VB=RBB-B R=1.0024-0.44422.0006=00.1441kNN()VC=RCC-C R=0-00.2882.0066=-00.5662kNN()计算简图、排排架各柱柱的弯矩矩图、轴轴力图如如图8所示。图8 AB跨活荷载作用下排架各柱弯矩图、轴力图2) BC跨作用用有屋面面活荷载载由屋架传至至柱顶的的压力为为Q=550.440kNN,同理理可得M1C=QQBCe1=500.4000.02=-1.01k
18、kNm,M2C=QQBCe2=500.4000.25=-122.600kNm,M1B=QQBCe3=500.4000.15=-7.56 kNm,计算不动铰铰支座反反力A柱:由前知C11=1.5,C3=1.2344,则R=R11C+RR2C+RRB=000.1000+00.8995+11.0223=22.2993kNN()则排架柱顶顶不动铰铰支座总总反力为为:R=RA+RB=0.9822+1.0244=2.0066kN()将R反作用用于排架架柱顶,按按分配系系数求得得排架各各柱顶剪剪力(A=C=0.28,B=0.44)VA= -A R=0.6642kkN()VB=RBB-B R=-0.1611k
19、N()VC=RCC-C R=-0.4811kN()计算简图、排排架各柱柱的弯矩矩图、轴轴力图如如下图99所示。图9 BC跨活荷载作用下排架各柱弯矩图、轴力图4. 吊车荷载作作用(不不考虑厂厂房整体体空间工工作)1) AB跨Dmmax作作用于AA列柱时时由于吊车竖竖向荷载载Dmaxx和Dminn的偏心心作用而而在柱中中引起弯弯矩。,其计算简图图如图110所示示。图10 DDmaxx作用于于A列柱的的计算简简图各柱不动铰铰支座反反力分别别为:A列柱:nn=0.1466,=00.2776, B列柱:nn=0.1577,=00.2776,排架柱柱顶顶不动铰铰支座的的总反力力为:排架柱柱顶顶分配后后的剪
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