钢筋混凝土单层工业厂房结构计算书24+24.docx
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1、钢筋混凝土单层工业厂房结构设计一、设计条件(设计跨度分组6、设计荷载分组4、地基承载力设计值300kN/m2)某厂金属加工车间,单层两跨等高排架,采用钢筋混凝土结构,长60m,柱距6m,每 跨有两台吊车,中级工作制。跨度为24+24 (m)轨顶标高9.6m,下弦标高12.3m,吊车设 置每跨设有两台20+20 (KN),该地区基本风压wo=O.45kN/m2,基本雪压so=O.4kN/m2,地 基承载力设计值300kN/m2o 1、材料柱子混凝土为C40,柱中纵向受力主筋采用HRB400级钢筋,其他HPB300级;基础采用C30混凝土,HPB300级钢筋;未注明部分按构造自选材料。2、构造做法
2、及荷载标准值(1)屋面:高聚物改性沥青防水卷材(含保护层)0. 4kN/m220mm厚水泥砂浆找平层20mm厚水泥砂浆找平层0. 4kN/m2100厚水泥珍珠岩制品保温层0. 4kN/m2隔汽层隔汽层0. 05kN/m220mm水泥砂浆找平层20mm水泥砂浆找平层0. 4kN/m2预应力混凝土屋面板1. 4kN/m2(2)墙面:在外纵墙标高1.0m处设置一排宽3.6m,高4.8m的钢窗;在轨顶标高以上0.6m处设置 一排宽3.6m,高1.5的钢窗,钢窗:M 0.45kN/m2, 400厚砌体墙容重为7kN/nR 钢筋混凝 土圈梁截面400*300mni;钢筋混凝土基础梁截面高450nlm,上宽
3、400mm,下宽300mm;钢筋混 凝上容重25kN容3。围护墙体做法:陶粒混凝土轻质砌块厚390mm7. OkN/m3外墙水泥砂浆找平厚10mm20kN/m3内墙水泥砂浆找平厚8nlm20kN/m3对于 A 柱有=0. 15 2 =0.29。力矩作用在柱顶时G=L5嗡篙=1.9331 平力矩作用在牛腿时G=15=1. 215毕47V/=L 933-13. 555/12. 4=2. 11W号215*-52. 63/12. 4=-5. 16WA 柱支座反力“一+7交2. n+-5. 16=-3. 05W对于边C柱有n =0. 15 1 =0.29。=耳黑裳=1 933G=15=1.215Z=q7
4、V7=l. 933*T3. 555/12. 4=2. 11WWY7V77L 215*52. 63/12. 4=5. 16制C柱支座反力行一整方2. 11+ (5. 16) =7. 27KN对于边B柱有 =0. 52 1 =0. 295817=15 =1. 345年= 1. 581*0. 00/12. 4=0. 00W 尽=Cf击=L 345*0. 00/12. 4=0. 00A7VB柱支座反力鸟刃整章0. 00+0. 00=0. 00W故排架柱不动钱支的总反力为:我存哼/二-3. 05+7. 27+0. 00=4. 22KN再将R反作用于柱顶。各柱柱顶剪力:匕=7/?-&二4. 22*0. 1
5、743. 05=3. 78KN%=R 七=4. 22*0. 651-0. 00=2. 75KN匕二%R 一凡=4. 22*0. 174-7. 27=-7. 10KN求的R后,用平衡条件求得柱各截面的弯矩和剪力,柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和,恒载作用下,排架的弯矩图、剪力图、轴力图如下所示:荷载之和,恒载作用下,排架的弯矩图、剪力图、轴力图如下所示:恒载弯矩-剪力图恒载轴力图d市1拙I州+M 州C也I3. 4.2活荷载作用下结构内力分析屋面可变荷载作用下的内力分析方法与恒载作用下的内力分析方法相同。 当活荷载作用在AB跨时,在每侧柱顶产生的压力为2 =&=36. OOKNo 由图2.
6、2可知,其中在A列柱、B列柱柱顶及变阶处引起的弯矩分别为:M =50. 4*0. 05=-2. 52KN mA=-50. 4*0 25=-12. 6KN m八看寻4*0. 15=一7. 56KN m对于 A 柱有 =0. 15 I =0. 29, C=l. 933 C . =1. 215。 JJ 933*-2. 52/12. 4=-0. 39KN=L 215-12. 6/12. 4=-l. 23KNA柱支座反力 一交-0.39+-1.23=-1.62腑 对于边 B 柱有 =0. 52 1 =0. 29, C, =1. 581 C 3 =1. 345。581*-7. 56/12. 4=0. 96
7、W号W7VZZ:= 1. 345*-7. 56/12. 4=-0. 82KNB 柱支座反力耳96+-0. 82=-l. 78KN故排架柱不动皎支的总反力为:62+-1.78+0. 00=-3. 4KN再将R反作用于柱顶。各柱柱顶剪力:Va=?aR-Ra-3. 4*0. 1741. 62=1. 03KN% =%R 一七=-3. 4*0. 6511. 78=-0. 43KNVc=%R_Rc=T. 4*0. 174-0. 00=-0. 59KN故AB跨作用有屋面活荷载时排架柱的弯矩图和轴力图如下图所示:p=7OU0.( 3 78. 17-5. 52-1. 5233600-1. 62y 1.03-0.
8、43 -9. 28-0.59-5.27+M +N活载轴力图活载弯矩-剪力图当活荷载作用在BC跨时,计算方式与AB跨相同。3. 4.3风荷载作用下结构内力计算由上文可知左风荷载作用时:Fw =8. 62KN, r=2. 28KN/m, 1.057 = -5.84雨rbk =rbk =34 3xl.262 = 3.44A712.4Rk = + Rrk = -5.84 + 3.44 = 2.4ZN AANoA匕犬=/Rk+Rak =24x0.32 5.84 = 5.096攵NVBK = -rihRK + Rbk =2.4x0.36 + 3.44 = 4.3 IAN% = qRk = 2.4x0.31
9、 = 0.744ZN内力图如图所示d吊车荷载(b) MH(kN.m)(c) N 图(kN)/5.09kN 45.75199,83643ikN0744kN在吊车横向水平荷载作用下A、AB跨有吊车对于柱A,.(A 2431. (0 2432-2.U + 23 + 0.12-2.1x0.31 + 0.353 + .10.5382 1 + 23 -1 1 )俎.I ) _10.1492 1 + O.313 1_(0.149 )对于柱B,同理可得65=0619r、k = CJn = 0538x6.75 = 363kNRbk =断尸-0.619x6.75=-4.1 SkNRk = Rak + Rbk =
10、- 7 8kN剪力分配:V4I =Rak-?iRk = -3.63 + 7.81 x 0.32 = 136kN /I I/I A A匕=v +7 =1.36 + 6.75 = 8.1 W /I/l1H=Rrk7Rk = -4.18 + 6.75 x 0.36 = -1 J5kNVB=VBi+Tn =-1.75 + 6.75 = 5kN匕=& = 一7.81 x 0.32 = 2.5kN图为a”作用于AB跨的排架内力图同理可得BC跨内有吊车时的内力图吊车水平荷载(b) M 图(kN.m)(c) N图(kN)3.5 排架柱内力组合Il-n取控制截面:对于单阶排架柱,上柱选择牛腿顶面(即上柱底截面)
11、I - I为控制截面,下柱选择n-II和ni-ni为控制截面,另外,ni-in同时也是设计柱下基础 的依据,截面1-1和n-n虽然处于同一位置,但截面和内力值都不相同,分别代表上下柱截面,在设计截面II-n时,不计牛腿对其截面承载力的影响。111 III排架柱是偏心受压构件,影响其纵向配筋率的主要因素是轴力N和弯矩YNA 根据可能需要的最大的配筋,一般考虑下面四种内力的不利组合:(1)+NU及相应的N、V (2) Mma、及相应的N、V(3)Ng.及相应的+Mmax或一 Mg, V (4) N.及相应的+M喇或一乂皿,V。 (1)、(2) 和主要是针对大偏心受压破坏,(3)是针对小偏心受压破坏
12、。A柱内力设计值汇总表截面内力恒载屋面活载吊车荷载最大轮压作用在吊车荷载风荷载AB跨BC跨AB跨BC跨横向水平荷载作用左来风右来风A轴B轴左B轴右C轴AB跨BC跨1234567891011I-IM29. 540. 831.14-34.27-216. 979.010. 384. 293. 55-8.475. 24N305. 00-9. 00000000000II-IIM-28. 42-8. 171.1469. 845. 539.010. 384. 293. 55-8.475. 24N355. 20-9. 000950.3190. 06000000ni-iiiM8. 69-1.655.2714.
13、89-52.4131.291.3236. 9812. 32140. 20103.00N394.69-9. 000950.3190. 06000000V3. 781.030.42-35. 26-6.512. 500. 114.640. 9930. 27135.78A柱内力组合表截面+M0ax及相应的N、V-Mmax及相应的N、V凡小及相应的+Mmax 或-Mmax. V必汨及相应的+卜1皿或-Mnm. VI-IM1.3*+1.5* (+)+0.9(+)+(42. 401.3M+L5M0. 8*(+)+0.9(+8. 491.3* +1.5*( +)+0. 9(+)+41.041.3*(D+1.5
14、*(3)+0.9*(+)+41.52N356. 55396. 50383. 00396. 50II-IIM1. 3*+l. 5*K)+(0. 8*(+)+0. 9您+58. 731.3机。+1.5*(+0.8*(+)+0.孙+-42. 271.3*+1.5*(2)+0. 9*(+)+51.261.3MD+1.5*0.9 (+)+1-39. 17N863. 35521.83853. 90539. 97III-IIIM1. 3*(h-1. 5*+0. 8*(+)+0. 9*+197. 591.3MD+L5M (+0.8* (+0) +0. 9*+17. 10L3*+L5*+0.9*(+)+190.
15、 941.3=KD+1.5*+0. 9* (+)+204. 02N784. 77573. 17905. 25794. 22V28. 2613.4223. 3927.87建筑平、剖面如下图1、图2所示(室内为高差150mm):J 6000 1 6000 ) 6000 J 6000 ) 6000 J 6000 J 6000 ) 6000 J 6000 6000 图1建筑平面示意图图2建筑剖面示意图寸500120gco图 3 (a) G323 (二)(b) CG426 (二)(轨道高度按200mm计算)B柱内力设计值汇总表截面内力恒载屋面活载吊车荷载最大轮压作用在吊车荷载风荷载AB跨BC跨AB跨BC
16、跨横向水平荷载作用左来风右来风A轴B轴左B轴右C轴AB跨BC跨1234567891011I-IM8.62-6. 526. 5232. 1230.319.0127. 732. 161. 1970. 82-70. 82N602.80-5. 405. 40190.06950.3220.20100.31000011-IIM8. 62-6. 526. 5229. 95186. 37134. 8447.512. 161. 1970. 82-70. 82N703. 20-5. 405. 40190.06950.3220. 20100.310000m-mM36. 59-9. 289. 2849. 4495.
17、5559.9121.0559. 3832. 67245.92-245. 92N742.69-5. 405. 40190.06950.3220. 20100.310000V2. 75-0. 430.314. 2910. 20-8. 42-7. 706. 433. 5419. 67-19. 67M30. 49-6. 636. 6335. 3268. 2542.7915. 0342. 4223. 33175. 65-175. 65N618.91-3. 863. 8659. 11212. 48157. 2971.650000V2. 44-0. 220. 226. 377. 29-6.01-5. 504
18、. 592. 5314. 05-14. 05B柱内力组合表截面+Mm、及相应的N、V-及相应的N、VN.ax及相应的+M皿或TU, VNmin及相应的+M忖x或-MiVI IM1.3* +1.5*( +)+0. 9(+)+98. 241.3* +1.5*0.8*( +)+0.9(+231.351.3* +1.5*( +)+0.9(+)+181.811. 3*+l. 5*+0. 9*(+)+243.91N1080.911094. 27989. 30955. 97IIIIM1.3Q1.5*K0. 8*(+)+0. 9您+211.091.3=KD+1.5*(+0. 8*(+)+0. 9*+155.
19、841.3*+L5*+0. 9* (+)+98. 671.3* +1.5*0.9( +)+12.21N1051. 751240. 201025. 88856. 60mmM1.3*+1.5*(3)+0. 8*(+)+0. 9您+574. 161.3*+1.5* (+0. 8*(+)+0. 9*+-41.431. 3初+1. 5*K)+0. 9* (+)+317. 991. 3MD+1. 5*+0. 9* (+)+308. 68N1225. 661401.071077. 221107. 52V37. 86-8. 6233. 737. 283.6 排架柱配筋计算3. 6.1柱的截面配筋计算A柱上柱配
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