混凝土结构与砌体结构设计课程设计说明书-单层工业厂房计算书.docx

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1、混凝土结构与砌体结构设计单层工业厂房计算书学生姓名学号专业名称班级指导教师2-3-3风荷载作用下内力分析左风时，在ql, q2的作用下，不动较支座反力RA=qlHCll=4.35*14.31*0.325=-20.23KNRB=q2HCll=2.17*14.31*0.325=-9.76KN2-3-4柱顶水平剪力VA=RA+0.25(W-RA-RB)=-20.23+0.5(7.38+20.23+9.76)=-1.545KNVB= RB+0.25(W-RA-RB=-9.76+0.5(7.38+20.23+9.76)=8.925KN2-3-5上柱截面配筋设计排架柱混凝土强度等级为C30o柱纵向受力钢筋

2、采用HRB400级，其他钢筋采用HPB300 级或者HRB400o柱截面拟定为400X400mm,由内力组合表12-7知道(1)考虑二阶效应M=67.34KN M N=127,2 KN Me0=M/N=67.34/127.2=0.529m； ea=0.02m； ei=e0+ea=0.529+0.02=0.549mA=bh=400*400=160000mm2C l=0.5fcA/N=0.5 X 14.3 X 160000/127.2 =8.91,取 C 1=1.0。IO=2Hu=2*3.76=7.52所以：n=Li5(2)截面设计X=N/a l*fc*bf=22.23mm P minbh=320

3、mm2)同时柱截面总配筋 2*509=1018mm2垂直于排架方向的截面承载力验算IO=1.25Ha=1.25*3.76=4.7m L0/b=4.0.4=11.75 N0=0.9*0.95* (14.3*400*400=360*1018) =2549KN172.2KN,承载力;黄 足箍筋按构造确定。箍筋间距不应大于400mm及截面的短边尺寸，且不大于15d；箍筋直径 不应小于d/4,且不应小于6mm。现配置6200。2-3-6下柱截面配筋设计查课本表12-7,计算最不利内力，有两组绽行-1 4cg 弓2N 1 。* 1J 币.八/ 17Ki tin is介j|e也MI 15M n 4Ai r

4、. A a h.：,L?rC nrrnIM破内 力w*02出 42237 12 IB Q3L321 A tilA3 HI 074 c3 74th i bt I MN? Q32 -X 1 .一工工工_41 I_v ， a MT|cat XTM L(111III内力组育、tn荷较+o. 9(任意网种或两种以上括荷侬fn荷故十住一冲话他0.组仔项11Mz、v出0工程MZ、V/相应z VD -1 o.。XCCD + QDT- J A4-61才4 12； 18 O； O * 37. 81 J= 44. 599卜十11 Z -112. 32+131. 32 +。+ M 6. 42 * 12. IK 次 小

5、248. 1 - 266. 7IV - O. 93O 37. 811*, 3H. 7。 Mi及CD+ o9 X匚 十 (S)3 6. 42 4- 12. 18 O. 9X 一 84. 22 202. 59 216. 44=43 1. 33Z 1 12. 32 4- 131. 32 O. 9 X| 130. 62 O t Oj 36i. 20V + 0. 95 十 O + O. 9 X1一M. 7419. 962. 06 J 51- 93 CD + 1 Z - 112. 32+131 32+(A42一 6. $2 十 12. 18-243. 6121G. 44 197. R41 V - CQ5+

6、O-29.O6.1二 2H.V,nK 112. 32 131. 32 1 Q. i X C54 G2 t. 25 O O = 854. 07V - O. 95 O I O. 9 X 1 O. 4 9. 74 ，19. 96 -4- 37. 8J - 44. 59IwuiZ.i 2t 根M,V+ o.9 XT土十3M =，6. 42 十 12. JH + O. 9 X 3. 13 + 63.81 + 202. 59 + 248. 1471 M. 112-32-t- 131. 32M 6.42 ，12.18 -62t.O MiZ. 6V63. 81 HZ. 111“二十 0 9 7L_I_ 二、9

7、 J*(a) M=375.42KNN=689.74KNM=342.56KNN=287.46KN柱截面按I形截面，采用对称配筋，沿柱全长各截面配筋相同。I形截面大小偏心受压可用 下式判别：当x=N/alfcbFhF时，中和轴在受压翼缘内，按第一类I截面的大偏心受压截面计算；当hfX=N- a lfc(bf-b)hf/ a lfcb g bhO时，中和轴通过腹板，按第二类I截面的大偏心受 压截面计算；当& bhOX h-hf时,中和轴通过腹板，按小偏心受压截面计算；当h-hfXLWU U MZ 1.0n c=l+(l/15OOei/hO)*(IO/h)2=1.36假设为大偏压，且中和轴在翼缘内X=

8、N/ a lfcb=689.74/14.3*l*400=126mm2as=80mm2说明中和轴确实在翼缘内e= n S*ei-h/2+aS=1.36*544-450+40=330mmAs=A,s=N e a lfcbf, *x (x/2- a,S) /fy (hO- a,S) =707mm2选用 5 14 (As=AS=769mm2 P minbh=480mm2)(2)按照(a)组内力进行截面设计e0=324.587.46=1191mmea=30mmei=1191+30=1221mm c=0.5fcA/N=4.66l 贝U & c 取 1.0n c=l+(l/15OOei/hO)*(IO/h)

9、2=l.O7X=N/a lfcb=50.25 P minbh=480mm2)2-3-7牛腿设计(1)截面尺寸验算牛腿宽度取与排架柱同宽，即400mm；牛腿长度应满足吊车梁的搁置要求；牛腿高度 初选600o牛腿高度应满足斜截面抗裂的要求：%0.5区力屹出Fvk=Dmax+G3=333.79+100=433.79KNB裂缝控制系数，支承吊车梁的牛腿取=0.65；a竖向力作用点至下柱边缘的水平距离，-150+20433.79KN截面尺寸满足要求。(2)配筋及构造纵向钢筋由于a=-150+20=Pbh=0.002*400*600=480mm2,实际使用 4_14(As=616 mm?),水平箍筋采用8

10、1003参考资料1.混凝土结构设计规范(GB50010-2010).北京：中国建筑工业出版社,20102.建筑结构荷载规范(GB50009-2012).北京：中国建筑工业出版社,20123.标准图集：04G410-1、05G511、15G323、17G325、04G320。附件1课程设计撰写暂行规范一、课程设计资料的组成课程设计资料包括：课程设计封面、课程设计任务书（修改成自己的参数，其他无关 内容删去）、手算计算书、电算计算书，双面印。二、计算说明书（论文）的结构与要求计算说明书（或论文）手写、打印均可，手写要用统一的课程设计用纸（A4）,用黑 或蓝黑墨水工整书写；打印用A4纸，正文用宋体（

11、The New Rome）小四号字，1.5倍行间 距，上下左右各留20mm,装订线留5mm。上 页边距左:20毫米25堂米下：20堂米右：20毫米一份完整的计算说明书（论文）应包括以下几个方面：1、封面（包括题目、院系、学生班级、学号、学生姓名、指导教师姓名等）2、目录目录要层次清晰，要给出标题及页次，目录的最后一项为哪一项无序号的“参考文献3、正文正文应按目录中编排的章节依次撰写，要求计算正确，论述清楚，文字简练通顺，插 图简明，书写整洁。文中图、表按制图要求绘制。三、课程设计资料的装订课程设计按以下顺序装订成册：封面、课程设计任务书、目录、正文。目录1设计资料41-1工程概况41-2结构设

12、计资料42 设计内容及要求42-1确定剖面尺寸和结构布置52-2构件选型 吊车梁、柱截面、吊车型号52-2-1钢屋盖52-2-2预制钢筋混凝土吊车梁和轨道连接52-2-3预制钢筋混凝土柱52-2-4定位轴线62-2-5计算单元62-2-6柱下独立62-2-7荷载计算62-2-8吊车荷载72-2-9风荷载82-3排架内力分析，可参考PK二维设计数据82-3-1屋盖荷载作用下的内力分析82-3-2吊车荷载作用下的内力分析92-3-3 风荷载作用下内力分析102-3-4 柱顶水平剪力102-3-5上柱截面配筋设计102-3-6下柱截面配筋设计122-3-7 牛腿设计133 参考资料141设计资料1-

13、1工程概况某金工装配车间为两跨等高厂房，跨度18m和轨顶标高10. 8m,柱距均为6m,车间总 长度为60m。每跨设有吊车各2台，Q=10t,吊车工作级别为A5级。1-2结构设计资料厂房所在地点的基本风压为0.3kN/n)2,地面粗糙度为B类；基本雪压为0. 30kN/n)2。 风荷载组合值系数为0. 6,其余可变荷载的组合值系数均为0. 7。室内地坪标高为0. 000m, 室外地坪标高为-0. 150m,基础顶面离室外地坪为1. 0mo吊车，吊车梁高度取L2m,轨道及零件重IkN/m,轨道及垫板高度200mm。(1)屋架采用梯形钢屋架(参考05G511梯形钢屋架图集)，无天窗。(2)围护结构

14、围护墙为240mm厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度3. 6m,室内外高差为150mm, 素混凝土地面。材料排架柱混凝土强度等级为C30。柱纵向受力钢筋采用HRB400级，其他钢筋采用HPB300 级或者HRB400o2设计内容及要求2-1确定剖面尺寸和结构布置36000框架立面图（KLM. T）2-2构件选型吊车梁、柱截面、吊车型号2-2-1钢屋盖采用的18m钢桁架，桁架端部高度为1.2m,中央高度为2.4m,屋面坡度为皿2.钢楝条长6m, 屋面板采用彩色钢板，厚4mm。2-2-2预制钢筋混凝土吊车梁和轨道连接采用标准图C323 （二），中间跨DL9Z,边跨DL-9B,梁高h6=1.2m。

15、轨道连接采用标准图集G325 （二）。2-2-3预制钢筋混凝土柱取轨道顶面至吊车梁顶面的距离ha=0.2m,故牛腿顶面标高二轨顶标高-hb-ha=10.8-l.2-0.2=9.4m由附录12查得，吊车红项至吊车顶部的高度为2.14m,考虑屋架下弦至吊车顶部所需隙高度为220mm,故柱顶标高=10.8+2.14+0.22=13.16基础顶面至室外地坪的距离为1.0m,那么基础顶面至室内地坪的高度为1.0+0.15=1.15m,故从基础顶面算起的柱高H=13.16+1.15=14.31m上部柱高 Hu=13.16-9.4=3.76m下部柱高 HI=14.31-3.76=10.55m.参考表12-3

16、,选择柱截面形式和尺寸：边柱上柱采用矩形截面bXh=400mm X400mm;下柱采用 I 形截面 bl X h X b X hf=400mm X 900mm X 100mm X 150mm.中柱上柱采用矩形截面bXh=400mm X 600mm;下柱采用 I 形截面 bl X h X b X hf=400mm X 1000mm X 100mm X 150mm.2-2-4定位轴线由附表12可查得轨道中心线至吊车端部的距离Bl=230mmB2：吊车桥架至上柱内边缘的距离，一般取B2280mm:B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，B3=400mmBl+B2+B3=230+80+400=71

17、0mm Dmin由吊车梁支座反力影响线知Dmax,k= 6 Pmax, S yi=0.9*115*(l+0.808+0.267+0.075)=222.52KNDmax= y Q Dmax,k=1.5*222.52=333.79KNDmin= Dmax(Pmin,k/ Dmax,k)= 333.79*(25/115)=72.5(2)吊车横向水平荷载设计值Tmax由式(12-6)知T=lAa (G2,k+G3,k) =0.25*0.1* (38+100) =3.45KNTmax= Dmax(Tk/ Dmax,k)+=333.79*3.4yil5=10.1KN2-2-9风荷载(1)作用在柱顶处的集中

18、风荷载设计值w这时风荷载的高度变化系数UZ按搪口离室外地坪的高度0.15+13.16+1.2(屋架端部高度) =14.51 (来计算。查表10-4,得离地面10m时，uz取L0,离地面15m时，uz取L14, 用内插法，知uz=l+ (1.14-1.0) /(15-5)*(14.51-10)=1.12Wk= =(0.8+0.4)hl+(0.4-0.6)h2* u zWoB=(0.8 +0. 4) *1.2 -0.1 XI.2 X1.12 X0.6 X5.55 = 4.92kN W= y *Wk=1.5*4,92=7.38KN(3)沿排架柱高度作用的均布风荷载设计值去ql,q2这时风压高度变化系

19、数R z按柱顶离室外地坪的高度0.15+13.16=13.31mUz=l+ (1.14-1.0) /(15-5)*(13.31-10)=1.09ql= yq* ns* U z*W0*B=1.5*0.8*1.09*0.6*5.55=4.35KN/Mq2= yq* us* U z*W0*B=1.5*0.4*1.09*0.6*5.55=2.17KN/M2-3排架内力分析2-3-1屋盖荷载作用下的内力分析屋盖集中恒荷载F1作用下的内力分析柱顶不动支点应反力R=(M1/H)*C1计算出截面柱柱顶反力系数，边柱cl=2.143中柱cl=1.731Ml=Fl*e0=82.24*0.05=4.112KN mR

20、=M/H*Cl=4.112/14.31*2.143=0.615KN屋盖集中恒荷载F6作用下的内力分析M6=F6*e0=40.5*0.05=2.025KN mR=M/H*Cl=0.303 KN4.12KNM1102.11KN4.8KN-M2-3-2吊车荷载作用下的内力分析(1) Dmax作用在边柱上，Dmin作用在中柱，边柱的内力分析Mmax=Dmax*e=333.79*(0.75-0.45)=100.37 KN mDmin=Dmin*e=72.5*(0.75-0.45)=21.75 KN mRA=Mmax/H*Cl=100.314.31*1.09=7.64KNRB=Mmin/H*Cl=21.7V14.31*1.09=1.605KNVA=RA+0.5(-RA-RB)=4.62 KNVB=VB+0.5(-RA-RB)=- 4.62 KN(2)在Tmax作用下的内力分析Tmax至牛腿顶面的距离为10.8-9.4=1.4mTmax 至柱底的距离为 10.8+0.15+0.1=11.05m