钢筋混凝土单层厂房课程设计说明书.doc

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1、钢筋混凝土单层厂房课程设计计算书和说明书建筑平面示意图如下：一.构件选型L=24 m（Lk=24-1.5=22.5 m），轨顶标志标高为8.4m，A4级工作级别，软钩桥式吊车Q1=150KN、Q2=200KN两台的工业厂房。1.屋面板04G410-1一冷二毡三油一砂 0.35 = 0.35 kN/m220厚水泥砂浆找平 0.40 = 0.40 kN/m2屋面恒荷载 = 0.75 kN/m2屋面活荷载 0.5 kN/m2荷载组合：组合一：1.20.75+1.40.5=1.6 kN/m2组合一：1.350.75+1.40.50.7=1.5025 kN/m2选Y-WB-2（中间跨）；YWB-2S（端

2、跨）。允许荷载2.05 kN/m2 1.6 kN/m2 ，满足要求。2.屋架04G415（一）屋面板的一冷二毡三油一砂 0.35 kN/m2屋面板的20厚水泥砂浆找平0.40 kN/m2屋面板自重 1.4 kN/m2灌缝重 0.1 kN/m2屋架钢支撑自重 0.05 kN/m2恒荷载 2.3 kN/m2屋面活荷载 0.5 kN/m2荷载组合：组合一：1.22.3+1.40.5=3.46 kN/m2组合一：1.352.3+1.40.50.7=3.595 kN/m2选YWJ24-1Ba（无天窗、挑天沟）允许荷载4.0 kN/m2 3.595 kN/m2 ，满足要求。屋架自重112.75KN（未包括

3、挑出牛腿部分，挑牛腿部分根据标准图集另外计算自重）。3.天沟板04G410-2根据屋架24m确定外天沟宽为770mm，根据天沟荷载（天沟自重除外）选天沟型号。沟壁平均厚度80mm。设落水管水平间距24m，天沟流水坡长12m，焦渣找坡取5，最薄取20mm。防水层 0.40 kN/m220厚水泥砂浆找平 0.40 kN/m265厚焦渣混凝土找坡 0.06514= 0.91 kN/m220厚水泥砂浆抹面 0.40 kN/m2积水按230mm高计 2.3 kN/m2 卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分，按天沟平均内宽b的2.5倍计算。（b=770-190=580mm）q=1.35b(2.50.40+0.4

4、0+0.91+0.4+2.3)=6.7635b=3.923 kN/m选用：中间跨：TGB77（无落水洞口） TGB77a、TGB77b（有落水洞口） 边跨： TGB77sa、TGB77sb允许荷载4.26 kN/m3.923 kN/m，满足要求。注：积水荷载取230mm高，比其它活载大，故天沟板验算取积水荷载。当排架分析时仍取屋面活载0.50 kN/m2。4.吊车梁04G323-2当二台吊车Q不相同时，选吊车梁时按Q较大者选（200KN）。按A4级工作级别（按两台吊车考虑），Lk=22.5m，柱距6m，吊车起重量20t，吊车总重 Q=36.5t，小车重g=7.961t，最大轮压Pk=202.0

5、KN，车宽B=5.5m，轮距W=4.4m，试选用吊车编号。解：假定吊车规格不符合附录一四时，需进行内力验算后套用，按起重量和跨度，试选用DL9或DL10计算长度取 L=5.8m，a=（B-W）/2=（5.5-4.4）/2=0.55m x=(L-a)/2=(5.8-0.55)/2=2.625m1).承载力计算（按两台吊车考虑）：a.按移动荷载最不利位置吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值：MQK=2PKX2/L=2202.02.6252/5.8= 479.968 kN.m基本组合（不包括梁体和轨道自重）：M=1.41.05MQK =1.41.05479.968=705.553 kN.m641.8

6、kN.m M732.8 kN.mb剪力取距梁端约min(1.14,5.8/6)=0.97m 处吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值：VQK=PK(L-0.97)+（L-0.97-( B-W)）/L=298.124 kN基本组合（不包括梁体和轨道自重）：Va=1.41.05 VQK =438.243 kN419.5 kN Va480.5 kN c跨中最大剪力设计值Vz=1.4PkL/2+ L/2-（B-W）/L=240.624 kN216.9 kN Vz249.8 kN2).疲劳计算（按一台吊车考虑）：a按移动荷载最不利位置吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值：MQK =PKL/4=292.9 kN

7、.mMQK =1.05 MQK =307.545 kN.mMQK328.3 kN.m 376.0 kN.mb. 剪力取距梁端约0.97m 处吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值：VQK=PK(L-0.97)+（L-0.97-W)/L=183.193 kNVQK =1.05 VQK =192.353 kN199.3 kN VQK222.7 kNc. 跨中最大剪力设计值VZ=0.5Pk=1.050.5Pk=106.05 kNVZ113.2kN129.7 kN3).裂缝验算（按两台吊车考虑）：MQK= 479.968 kN.m标准组合（不包括梁体和轨道自重）： M= MQK458.4 kN.m M52

8、3.4 kN.m经验算，按A4级吊车梁选用表，采用DL10合适，承载力、疲劳、裂缝均满足要求。5.吊车轨道联结04G3251）. 轨道联结按A4级工作级别，Q=200kN，Lk=22.5m根据吊车规格参数计算最大轮压设计值：Pd=1.051.41.15Pk=1.051.41.15202.0=341.5kN选用：轨道联结DGL-11341.5kN 510 kN 满足要求。吊车梁上螺栓孔间距A=240mm，轨道面至梁顶面距离190mmDGL-11 钢轨 0.387 kN/m联结件 0.086 kN/m弹性垫层 0.004 kN/m混凝土找平层（0.8210/1000+0.02325）=0.583

9、kN/m 1.060 kN/m2）. 车挡大车速度 V=105.4 m/min 碰撞时大车速度V0=0.5V=0.88 m/sec冲击体重量 G=G0+0.1Q=365+0.1200=385 kN有利因素 =0.8吊车荷载分项系数 Q=1.4缓冲器行程 S=0.14 m作用于车档的吊车纵向水平撞击力：选用：车挡CD-3Fi=86.8kN P2max）：Dmax= P1max(y1+y2)+P2max(y3+y4)= 202（0.267+1）+173（0.817+0.083）=411.63 kN；Dmin= P1min(y1+y2)+P2min(y3+y4)= 35（0.267+1）+43（0.

10、817+0.083）=83.045 kN；（T1=（Q+g）/4=0.1（365+79.61）/4=11.11 kN、T2=（Q+g）/4=0.1（350+71.86）/4=10.55 kN）Tmax= T1(y1+y2)+T2(y3+y4)= 11.11（0.267+1）+10.55（0.817+0.083）=23.57 kN7.围护墙等永久荷载G5k(G5k包括JL，QL，墙体，门窗等重量)。240厚墙（双面抹灰）自重 5.24 kN/m3钢窗自重 0.45 kN/m2C1钢窗自重 2.44.20.45=4.54 kNC2钢窗自重 4.24.20.45=7.94 kNC3钢窗自重 4.24

11、.80.45=9.07 kN墙自重 （613.53-4.24.2-4.24.8）5.24=227.3 kNG5k=4.54+7.94+9.07+227.3=248.85 kN 8.风荷载屋面坡度=arctan(3100-1180)/12000=9o15风载体型系数s查规范如下： k=zzso基本风压o =0.55kN/m2风振系数z=1.0 风压高度变化系数按地面粗糙变化类别为B类，查规范如下：离地面（或海面）高度5m10m15m20mz1.001.001.141.25中间按线性插入：柱顶Z1=11.40+0.4=11.80m： z1=1.050檐口Z2=11.40+1.53+0.4=13.3

12、0m： z2=1.092屋脊Z3=15.05+0.40=15.45m： z3=1.150排架迎风面和背风面的风荷载标准值分别为：1k=Zs1z1o =1.00.81.0500.55=0.462 kN/m22k=Zs2z2 o =1.0-0.51.0920.55=-0.300kN/m2则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为：q1k=0.4626=2.77 kN/mq2k=0.3006=1.80 kN/mh1=2.3m；h2=1.4mFwk=(s1-s2) z2h1+(s3-s4)z3h2 o 柱距 =(0.8+0.5)1.0922.3+(-0.6+0.5)1.1501.40.556=10.24k

13、N四.横向排架内力分析控制截面为：-上柱底面；-下柱顶面（截面尺寸取牛腿下）；-基础顶面。1恒载作用下的内力计算1） 在G1K作用下内力计算由于结构对称，荷载对称，故结构可取半边计算，上端为不动铰支座。求支反力R的系数C1、C2： M1K作用时，M2K作用时，内力正向：以截面顺时针旋转为正。M1K=-G1Ke1=-245.0690.05=-12.25 kN.mM2K=-G1Ke2=-245.0690.2=-49.01 kN.mR= （M1KC1+ M2KC2）/h2=(-12.252.035+-49.011.256)/12.3=-7.03 kNV1k=-R=7.03 kN ()求出未知反力R后

14、，求解静定结构的内力： 由图一M=0得：M=12.3V1k- M1K - M2K =12.37.03-12.25-49.01=25.21 kN.m由图二M=0得：M=4.2V1k- M1K =4.27.03-12.25=17.28 kN.m由图三M=0得：M=4.2V1k- M1K - M2K =4.27.03-12.25-49.01=-31.73 kN.m2） 在G2k，G3k，G4k作用下的内力在上述荷载作时柱底端固定上端自由的悬臂柱，属静定结构。M4K = G4Ke4 - G2Ke2 =50.940.35-16.80.2=14.47 kN.mNK=G2k+G3k+G4k=16.8+35.

15、64+50.94=103.38 kN 2.活载Q1K作用下的内力计算Q1K内力图与G1K内力图成比例，比例系数k=Q1K/G1K=38.175/245.069=0.156 3.吊车荷载Dmax作用在A柱上，Dmin作用于B柱上时内力(当Dmin作用于A柱，Dmax作用于B柱上时内力，利用对称性即可求出内力)：MaK = Dmaxe4=411.630.35=144.07 kN.mMbK = Dmine4=83.0450.35=-29.06 kN.mVaK =-C2(MaK - MbK )/2h2=-1.256（144.07+29.06）/（212.3）=-8.84kNVbK =- VaK =8.

16、84kN1）求A柱弯矩：由图一M=0得：M=MaK -12.3VAk =144.07-12.38.84=35.34 kN.m由图二M=0得：M=-4.2VAk=-4.28.84=-37.13 kN.m由图三M=0得：M= MaK -4.2VAk =144.07-4.28.84=106.94 kN.m2）求B柱弯矩：由图一M=0得：M=12.3Vbk- MbK =12.38.84-29.06=79.67 kN.m由图二M=0得：M=4.2Vbk=4.28.84=37.13 kN.m由图三M=0得：M=4.2VAkMbK=4.28.84-29.06=8.07 kN.m利用对称性当Dmin作用于A柱

17、时内力图：4.在吊车水平荷载Tmax作用下：当不考虑厂房空间作用时，利用对称性可简化为静定的下端固定上端自由的二阶柱。吊车梁顶：M=0吊车梁底：M=1.2Tmax=1.223.57=28.28 kN.m柱底： M=(8.1+1.2)Tmax=(8.1+1.2)23.57=219.20 kN.m5.在风荷载（Fwk，q1k，q2k）作用下，以左风作用进行计算。（右风作用时，利用对称性A，B两柱内力值对换，符号相反即可，不必另算。）在风荷载作用下柱底端固定上端不动铰支座，超一次静定结构。Vak=-R=0.5Fwk-0.5(q1k-q2k) h2C3=0.510.24-0.5(2.772-1.801

18、)12.30.329=3.16 kN()Vbk=0.5Fwk+0.5(q1k-q2k) h2C3=0.510.24+0.5(2.772-1.801)12.30.329=7.08 kN()求内力图如下：(当左风作用时A柱的内力)由上图Mx=0得： Vx=0= Vak=3.16 kN Vx=0= Vbk=7.08 kN Vx=4.2=3.16+2.7724.2=14.80 kN Vx=4.2=7.08+1.8014.2=14.64 kNVx=12.3=3.16+2.77212.3=37.26 kN Vx=12.3=7.08+1.80112.3=29.23 kN内力图见下图：用同样的方法可求出右风的

19、内力图。 五.荷载组合及最不利内力组合考虑的是以下四种的内力组合：(1)+Mmax及相应的N，V；(2)-Mmax及相应的N，V；(3)Nmax及相应的M，V；(4)Nmin及相应的M，V；以上四种内力组合中的某一种就是我们要寻求的最不利内力（即在截面尺寸，材料强度相同条件下，使截面配筋量最大的内力）。在寻求上述四种内力时，考虑这些荷载同时出现以及同时出现且达到最大值的可能性。为此，我们在寻求最不利内力组合时还要考虑荷载组合。按荷载规范中对于一般排架、框架结构由可变荷载效应控制的组合的表达式为：S=GSGK +Q1SQ1K 及 S=GSGK+ 0.9QiSQiK 据此，对一般排架结构的荷载组合

20、有下列两类：(1) 永久荷载+ 一个可变荷载;(2) 永久荷载+ 0.9(两个或两个以上可变荷载)。内力组合下要点：(1) 内力组合目标是寻找各控制截面的+Mmax，-Mmax，Nmax和Nmin四组内力，内力组合中要注意几种荷载同时出现的可能性以及荷载的折减；(2) 组合原则：恒载恒在，有T必有D，有D可无T；(3) 对-截面无D的荷载效应组合（通常为永久荷载+风荷载），往往起控制作用，因无D时柱计算长度Lo为1.5H2，有D时Lo为H1；(4) 由于R.C受压构件在大偏心受压破坏时，当M接近时，随N而As。组合中应注意次要因素起控制的组合；(5) 荷载效应的标准组合用于裂缝控制和地基的承载

21、力验算。A柱内力汇总表下面根据内力汇总表进行A柱的内力最不利组合计算。计算以下三个截面：截面：上柱下端处；截面：下柱上端处；截面：下柱下端处。（一）截面：1. +Mmax及相应的N，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+1.4SN=1.2(+)+ 1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(17.28+0)+1.437.72=73.544 kN.mN=1.2(245.069+16.8)+1.40=314.24 kN荷载效应组合标准值：M= 17.28+0+37.72=55 kN.mN=245.069+16.8+0=261.87 kN2.-Mmax及相应的N，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+

22、)+0.91.4（0.9(+)+）SN=1.2(+)+0.91.4（0.9(+)+）荷载效应组合设计值：M=1.2(17.28+0)+ 0.91.4(0.9(-37.13-28.28)-45.62)=-110.92 kN.mN=1.2(245.069+16.8)+ 0=314.24 kN荷载效应组合标准值：M= 17.28+0-45.62+0.7（-37.13-28.28）=-74.13 kN.mN=245.069+16.8+0=261.87 kN3. Nmax及相应的M，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+1.4SN=1.2(+)+1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(17.28+0)

23、+1.42.91=24.81 kN.mN=1.2(245.069+16.8)+1.438.175= 367.69 kN荷载效应组合标准值：M= 17.28+0+2.91=20.19 kN.mN=245.069+16.8+38.175=300.04 kN4. Nmin及相应的M，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+ 1.4SN=1.2(+)+ 1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(17.28+0)+ 1.437.72=73.544 kN.mN=1.2(245.069+16.8)+ 0=314.24 kN荷载效应组合标准值：M= 17.28+37.72=55 kN.mN=245.069+16

24、.8=261.87 kN（二）截面：1. +Mmax及相应的N，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+1.40.9（0.9（+）+）SN=1.2(+)+ 1.40.9（0.9（+）+）荷载效应组合设计值：M=1.2(-31.73+14.47)+1.40.9（0.9（106.94+28.28）+37.72）=180.15kN.mN=1.2(245.069+50.94)+1.40.9（0.9(411.63+0)+0）=822.0 kN荷载效应组合标准值：M=-31.73+14.47+0.9106.94+0.7(0.928.28+37.72)=123.20 kN.mN=245.069+50.94

25、+411.63=707.64 kN2.-Mmax及相应的N，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+ 1.4SN=1.2(+)+ 1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(-31.73+14.47)+ 1.4-45.62=-84.58kN.mN=1.2(245.069+50.94)+ 0=355.21 kN荷载效应组合标准值：M= -31.73+14.47-45.62=-62.88 kN.mN=245.069+50.94+0=296.0 kN3. Nmax及相应的M，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+1.40.9(+0.9)SN=1.2(+)+1.40.9(+0.9)荷载效应组合设计值：

26、M=1.2(-31.73+14.47)+1.40.9(-4.73+0.9106.94)=94.60 kN.mN=1.2(245.069+50.94)+1.40.9(38.175+0.9411.63)=870.10 kN荷载效应组合标准值：M=-31.73+14.47+106.94-0.74.73=86.37 kN.mN=245.069+50.945+411.63+0.738.175=734.37 kN4. Nmin及相应的M，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+1.4SN=1.2(+)+ 1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(-31.73+14.47)+ 1.437.72=32.10 k

27、N.mN=1.2(245.069+50.94)+ 0 =355.21 kN荷载效应组合标准值：M= -37.13+14.47+37.72=15.06 kN.mN=245.069+50.94=296.00 kN三：截面1. +Mmax及相应的N，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+ 1.4SN=1.2(+)+ 1.4SV=1.2(+)+ 1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(25.21+14.47)+1.4248.56=395.60kN.mN=1.2(245.069+103.38)+0=418.14 kNV=1.2(7.03+0)+1.437.72=61.24 kN荷载效应组合标准值：M=

28、25.21+14.47+248.56=288.24 kN.mN=245.069+103.38=348.449 kNV=7.03+37.72=44.75 kN2.-Mmax及相应的N，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+0.91.4（0.9(+)+）SN=1.2(+)+0.91.4（0.9(+)+）SV=1.2(+)+0.91.4（0.9(+)+）荷载效应组合设计值：M=1.2(25.21+14.47)+ 0.91.4(0.9(-79.67-219.20)-223.3)=-572.66 kN.mN=1.2(245.069+103.38)+ 0.91.4(0.983.045)=512.31

29、kNV=1.2(7.03+0)+ 0.91.4(0.9(-8.84-23.57)-29.23)=-65.15 kN荷载效应组合标准值：M= 25.21+14.47-223.3+0.7(-79.67-219.20)=-392.829 kN.mN=245.069+103.38+83.045=431.49 kNV=7.03+0-28.95+0.7(-8.84-29.23)=-48.57 kN3. Nmax及相应的M，V组合荷载组合项目：SM=1.2(+)+1.40.9(+0.9)SN=1.2(+)+1.40.9(+0.9)SV=1.2(+)+1.40.9(+0.9)荷载效应组合设计值：M=1.2(2

30、5.21+14.47)+1.40.9(4.56+0.935.34)=93.44 kN.mN=1.2(245.069+103.38)+1.40.9(38.175+0.9411.63)=933.03 kNV=1.2(7.03+0)+1.40.9(1.146+0.9-8.84)= -0.14kN荷载效应组合标准值：M=25.21+14.47+35.34+0.74.56=78.21 kN.mN=245.069+103.38+411.63+0.738.175=786.80 kNV=7.03+0-8.84+0.71.146=-1.01 kN4. Nmin及相应的M，V组合荷载组合项目：SM=1.2(+)+

31、 1.4SN=1.2(+)+ 1.4SV=1.2(+)+ 1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(25.21+14.47)+1.4248.56=395.60kN.mN=1.2(245.069+103.38)+0=418.14 kNV=1.2(7.03+0)+1.437.72=61.24 kN荷载效应组合标准值：M=25.21+14.47+248.56=288.24kN.mN=245.069+103.38=348.449kNV=7.03+37.72=44.75 kN六.柱配筋计算1.柱按对称配筋单向偏心受压构件正截面强度计算。计算公式：按混凝土结构设计规范GB 50010-2002规定的公式计算。

32、基本公式：（7.3.4-1）（7.3.4-2）由于对称配筋，令和代入（7.3.4-1）得，X要满足： （7.2.1-3）和（7.2.1-4）当不满足此条件时，应满足下式；（由7.3.4的2知：将7.2.5公式中的M用代替（7.2.5）由7.3.4条的1中的1）得：时为大偏心，时为小偏心。（一） 截面配筋：1. Mmax组合(与Nmin组合相同)M=73.544 kN.m N=314.24 kNh0=h-as=400-40=360mm L0=2H0=24200=8400mm A=mm2cu=0.0033-(fck-50)10-5=0.0033-(20.1-50) 10-50.0033取cu=0.

33、0033 (7.1.2-5)ea=max(h/30,20)=20 mm e0M/N=234.04 mm ei= e0+ ea =254.04 mm1=0.5fc/N=0.514.3/=3.6411取1=1（7.3.10-2）2= =1.15-0.01L01000/h=0.940 （7.3.10-3）（7.3.10-1）e=ei+h/2-as=1.42254.04+400/2-40=520.63 mm （7.3.4-3）b 大偏心受压X= h0=3600.153=54.94mmh0b=3600.52=186.4 mm 2as=80 mmX h0b且X0.0033取cu=0.0033 (7.1.2

34、-5)ea=max(h/30,20)=20 mm e0M/N=352.98 mm ei= e0+ ea =372.98 mm1=0.5fc A /N =0.514.3/=3.6411取1=1（7.3.10-2）2= =1.15-0.01L01000/h=0.940 （7.3.10-3）（7.3.10-1）e=ei+h/2-as=1.29372.98+400/2-40=639.58 mm （7.3.4-3）b 大偏心受压X= h0=3600.153=54.9 mmh0b=3600.52=186.4 mm 2as=80 mmX h0b且X 2as,则说明受压筋不能达到屈服强度，此时应按7.2.5计算。es=ei-h/2+ as =1.29372.98-400/2+40=319.58 mmAs=N es/fy(h-2as