【正文】 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計 》 課程設(shè)計計算書 設(shè)計題目 鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計 專業(yè)班級 土木工程 102 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 2 頁 2 目錄 一、 設(shè)計項(xiàng)目 ………………………………………………………. 3 二、 設(shè)計資料 ………………………………………………………. 3 三、 計算簡圖 ……………………………………………………… .5 四、 荷載計算 ……………………………………………………… .6 五、 內(nèi)力分析 …………………………………… ……………… .10 剪力分配系數(shù)計算 ……… ………………………………… .10 恒荷載作 用下的內(nèi)力分析 ……………………………… … .11 屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析 …………………………… .13 吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析 ………………………… .16 吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析 ………………………… .22 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析 ………………………………… .24 六、 內(nèi)力組合 ………… ……… ………………………………… .26 七、 截面設(shè)計 …… ……………………………………………… .29 八、 牛腿設(shè)計 …………………………………………………… .37 九、 基礎(chǔ)設(shè)計 ……………………………………… …………… .38 十、 附柱、基礎(chǔ)施工圖 ………………………………………… .46 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 3 頁 3 一、 設(shè)計項(xiàng)目 某機(jī)械加工制作車間。 二、設(shè)計資料 建設(shè)地點(diǎn)：臨安市某廠區(qū)。 自然條件： 1）、基本風(fēng)壓： KN/m2。 2）、基本雪壓： KN/m2。 3）、屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 。 4）、地質(zhì)條件：場地土組成情況從上至下依次為： 厚雜填土，重度 15KN/m3； 厚粉土， ρ c≥ 10％、重度 17KN/m承載力特征值 fak=140KPa； 厚粉質(zhì)粘土， e 及 IL均＜ ，重度 19KN/m承載力特征值 fak=180KPa。 5）、抗震設(shè)防烈度： 6度。 結(jié)構(gòu)型式：鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。 建筑平面：車間長度為 60m，柱距為 6 m；車間寬度選用 48m，其中 AB 跨及BC跨尺寸均為 24m。 建筑剖面：兩跨等高排架，室內(nèi)外高差 ，柱牛腿頂標(biāo)高 ，軌道頂標(biāo)高 ，上柱頂標(biāo)高 。 排架柱計算參數(shù)：上柱均采用 b h=400mm 400mm 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： A、 C 列柱： b h hf bw=400mm 900mm 150mm 100mm， A= 105 mm2, I= 1010 mm4, 自重標(biāo)準(zhǔn)值為 ； B 列柱： b h hf bw=400mm 1000mm 150mm 100mm， A= 105 mm2, I= 1010 mm4, 自重標(biāo)準(zhǔn)值為 4. 94KN/m。 吊車系統(tǒng)計算參數(shù)： 1）、吊車：兩跨均設(shè)有兩臺 20/5t 軟鉤電動橋式吊車，工作級別均為 A4，其中21m跨度為：橋架跨度 Lk=, 寬度 B=, 輪距 K=, 最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmax,k=205KN, 大車質(zhì)量 m1=28t, 小車質(zhì)量 m2=； 24m 跨度為：橋架跨度Lk=, 寬度 B=, 輪距 K=, 最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值 Pmax,k=215KN, 大車質(zhì)量浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 4 頁 4 m1=32t, 小車質(zhì)量 m2=。 2）、吊車梁： 采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土等截面薄腹吊車梁，梁高 , 自重標(biāo)準(zhǔn)值為 。 3）、軌道：高為 , 軌道及連接件自重標(biāo)準(zhǔn)值為 。 4）、屋蓋鋼 支撐體系：取自重標(biāo)準(zhǔn)值為 。 屋蓋構(gòu)件計算參數(shù)： 1）、屋面板：采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板， 1500mm 6000mm 240mm，板重標(biāo)準(zhǔn)值（含灌縫）為 KN/m2。 2）、屋架： 采用梯形鋼屋架，共 8 個節(jié)間， 21m 跨端部高度為 、跨中央高度為 ； 24m 跨端部高度為 、跨中央高度為 。屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值按下式計算： ＋ （ KN/m2），其中 L 為屋架跨度，以 m計。 3）、鋼筋混凝土天溝板： 580mm 6000mm 400mm，板重標(biāo)準(zhǔn) 值為 KN/塊。 屋面做法：三氈四油防水層； 20mm 厚 1:3 水泥砂漿找平層； 250mm 厚 1:8 水泥珍珠巖制品保溫層；一氈二油隔氣層； 20mm 厚 1: 水泥砂漿找平層；預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，板下噴大白漿兩道。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)： 1）、墻體： 370mm 厚燒結(jié)普通磚砌體，自重標(biāo)準(zhǔn)值取 19KN/m3，外清水墻、內(nèi)噴大白漿兩道。 2）、鋼窗：上窗 、下窗 ，自重標(biāo)準(zhǔn)值取 。 1材料供應(yīng)： 1）、混凝土強(qiáng)度等級：選用 C30。 2）、鋼筋：柱內(nèi)受力縱 筋采用 HRB335 級 ，柱內(nèi)箍筋采用 HPB300 級。 1環(huán)境類別為一類。 畫出車間平面圖及剖面圖 見施工圖圖 11和 12 三、計算簡圖 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，其計算簡圖如下 13所示 : 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 5 頁 5 上柱高： mH ????? 下柱高： mH ????? 柱總高： mH ??? 柱截面幾何參數(shù)，列表如下 ： 柱 列 上柱 下柱 bh? (mm mm A( 2mm ) I( 4mm ) 22fwb h h b (m m m m )? ? ? ? A( 2mm ) I( 4mm ) A 400 400 510 910? 400 900 150 100? ? ? 1 ． 875510? 1010? B 400 400 510 910? 400 1000 150 100? ? ? 1 ． 975510? 1010? C 400 400 510 910? 400 900 150 100? ? ? 1 ． 875510? 1010? 四、荷載計算 （標(biāo)準(zhǔn)值） 恒荷載 1）、屋蓋自重 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 6 頁 6 三氈四油防水層 /kN m 20mm 厚 1:3 水泥砂漿找平層 20 /kN m?? 250mm厚 1:8水泥珍珠巖制品保溫層 /kN m?? 一氈二油隔氣層 /kN m 20mm 厚 1: 水泥砂漿找平層 20 /kN m?? 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板 /kN m 屋蓋鋼支撐體系 /kN m 屋面恒荷載 /kN m 屋架自重（ 24m 跨） 榀/ kN 鋼筋混凝土天溝板 KN/塊 故作用于 AB、 BC跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為： 2 9 4 . 2 5 K N1 2 . 83 . 5 2 52460 . ????????G A 2 9 4 . 2 5 K N1 2 . 83 . 5 2 52460 . ????????G BA mmmm eeee CABCBA 501502/400,150 1111 ?????? 2）柱自重 邊柱 A：上柱 521A 10 mm?? 562AG 1 .6 1 0 1 0 4 .2 2 5 1 6 .8 K N?? ? ? ? ? ? 2Ae 900 / 2 400 / 2 250 m m? ? ? 下柱 522A 10 mm?? KNG A ??? 中柱 B：上柱 521A 10 mm?? 562BG 1 .6 1 0 1 0 4 .2 2 5 1 6 .8 K N?? ? ? ? ? ? 2Be0? 下柱 522A 10 mm?? KNG B ??? 4Be0? 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 7 頁 7 邊柱 C：上柱 2C 2AG G ?? 2Ce 90 0 / 2 40 0 / 2 25 0 m m? ? ? 下柱 522A 10 mm?? KNGG AC ???? 4Ce0? 3）吊車梁及軌道自重 AB 跨： 3G 6 49 KN? ? ? ? 3Ae 750 900 / 2 300 m m? ? ? BC跨 ： 3G 6 49 KN? ? ? ? 3B A 3B Ce e 750mm?? 3Ce 7 5 0 9 0 0 / 2 3 0 0 m m? ? ? 各恒荷載作用位置如圖 14所示。 圖 14 恒荷載作用位置 由《荷載規(guī)范》查得，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2KN/m ，而雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為 2KN/m ，所以僅按屋面活荷載計算。 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 8 頁 8 AB跨： . 5 ?????? BAAB BC跨： . 5 ?????? CBBC 本車間選用的吊車參數(shù)如下： 24m 跨： 20/5t 吊車，工作級別為 4A ，吊車梁高為 ， B=， k=， max kP， =215KN， min kP， =45KN， G=280KN， g=75KN，；吊車梁與支座影響線如 15所示。 故作用于排架柱上的吊車豎向荷載分別為： AB跨 (同 BC 跨 )： ? ? KN4 1 1 60 7 6 1 a x , ???????D k ? ? KN1 5 7 6 in , ???????D k 作用在每個車輪上的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 對于 20/5t 軟鉤吊車： ?=， QT 0 .1 (2 0 0 7 5 ) / 4 6 .8 7 5 K N? ? ? ? AB跨（同 BC跨） ： m a x , kT 0 .9 6 .8 7 5 (1 0 .2 6 7 0 .8 1 0 .0 7 5 ) 1 3 .3 2 K N? ? ? ? ? ? ? 由已知條件可知，基本風(fēng)壓為 20 / m?? ，風(fēng)壓高度系數(shù)按 B類地面取。 柱頂： H=+=， z? = 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 9 頁 9 檐口： H=++=， z? = 屋頂： H=++=， z? = 16 風(fēng)荷載體形系數(shù) 作用在排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： mKNBq zsk 2020 / ?????? ??? mKNBq zsk 2022 / 0 ?????? ??? 左吹風(fēng) s 1 s 2 z 1 0 s 3 s 4 z z 0F [ ( h h ] B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?） （ ） =[(+) （ ） +（ +） （ ） ] 6= 右吹風(fēng)荷載相差很小，故取相同荷載值 風(fēng)荷載作用示意圖如 17 所示。 浙江農(nóng)林大學(xué)土木工程專業(yè)課程設(shè)計計算書 共 46 頁 第 10 頁 10 q 21wqF圖1 7 風(fēng) 荷載作用示意圖CBA 五、內(nèi)力分析 本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配系數(shù)法 進(jìn)行內(nèi)力分析。 剪力分配系數(shù)的計算 1） A 列柱（同 C列柱）柱頂位移 A? 值計算 上柱： 941I 10 mm?? 下柱： 10 42I 10 mm?? n= 12II = 9 1 02 .1 3 1 0 / 1 .9 5 1 0 0 .1 0 9