钢筋混凝土单层厂房设计计算书

《混凝土结构设计》课程设计计算书设计题目钢筋混凝土单层工业厂房结构设计专业土木工程（建筑管理）班级学号学生姓名指导教师日期2013.11.19分校2钢筋混凝土单层工业厂房结构设计计算书1.设计项目某金属切削加工车间2.设计资料2.1建设地点：重庆市某厂区2.2自然条件：基本风压：0.45KN/m2。基本雪压：0.45KN/m2。屋面均布活荷载标准值：0.5KN/m2。地质条件：场地土组成情况从上至下依次为：0.8m厚杂填土；1.5m厚轻亚粘土，承载力特征值fak=140KPa；3.0m厚亚粘土，承载力特征值fak=180KPa。抗震设防烈度：6度。2.3结构型式：钢筋混凝土排架结构2.4建筑平面：车间长度为60m，柱距为6m；车间宽度选用48m，其中AB跨及BC跨尺寸详见附表。2.5建筑剖面：两跨等高排架，室内外高差0.2m，柱牛腿顶标高9.3m，轨道顶标高10.7m，上柱顶标高13.5m。2.6排架柱计算参数：上柱均采用b×h=400mm×400mm矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面几何参数分别为：A、C列柱：b×h×hf×bw=400mm×900mm×150mm×100mm，A=1.875×105mm2,I=1.95×1010mm4,自重标准值为4.69KN/m；3B列柱：b×h×hf×bw=400mm×1000mm×150mm×100mm，A=1.975×105mm2,I=2.56×1010mm4,自重标准值为4.94KN/m。2.7吊车系统计算参数：吊车：两跨均设有两台20/5t软钩电动桥式吊车，工作级别均为A4，其中跨度为21m：桥架跨度Lk=19.5m,宽度B=5.55m,轮距K=4.4m,最大轮压标准值Pmax,k=205KN,大车质量m1=28t,小车质量m2=7.5t；BC跨度为24m：桥架跨度Lk=22.5m,宽度B=5.55m,轮距K=4.4m,最大轮压标准值Pmax,k=215KN,大车质量m1=32t,小车质量m2=7.5t。吊车梁：采用预应力钢筋混凝土等截面薄腹吊车梁，梁高1.2m,自重标准值为44.2KN/根。轨道：高为0.2m,轨道及连接件自重标准值为0.8KN/m。屋盖钢支撑体系：取自重标准值为0.05KN/m2。2.8屋盖构件计算参数：屋面板：采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，1500mm×6000mm×240mm，板重标准值（含灌缝）为1.4KN/m2。屋架：采用梯形钢屋架，共8个节间，21m跨端部高度为1.99m、跨中央高度为3.04m；24m跨端部高度为1.99m、跨中央高度为3.19m。屋架自重标准值按下式计算：0.12＋0.011L（KN/m2），其中L为屋架跨度，以m计。钢筋混凝土天沟板：580mm×6000mm×400mm，板重标准值为12.8KN/块。2.9屋面做法：三毡四油防水层；20mm厚1:3水泥砂浆找平层；250mm厚1:8水泥珍珠岩制品保温层；一毡二油隔气层；20mm厚1:2.5水泥砂浆找平层；预应力钢筋混凝土大型屋面板，板下喷大白浆两道。2.10围护结构：墙体：370mm厚烧结普通砖砌体，自重标准值取19KN/m3，外清水墙、内喷大白浆两道。钢窗：上窗1.8m×3.6m、下窗3.6m×3.6m，自重标准值取0.45KN/m2。42.11材料供应：混凝土强度等级：均采用C30钢筋：柱内受力纵筋采用HRB335级，柱内箍筋及基础采用HPB235级。2.12环境类别为一类3画出车间平面图及剖面图见下页插页图1-1和图1-2图1-1厂房结构平面图图1-2厂房剖平面图4计算简图4.1计算简图与柱截面参数可以从整个厂房中选择具有代表性的排架作为计算单元，计算柱距为6m，其计算简图如下图1-3所示。5图1-3计算简图上柱高：113.510.71.20.24.2mH下柱高：310.71.20.20.59.8mH柱总高：2134.29.814.0mHHH柱截面几何参数，列表如下：柱列上柱下柱bxh(mmxmm)A(mm4)I(mm4)bxhxhfxbw(mm2xmm2)A(mm2)I(mm4)A400x4001.6x1052.13x109400x900x150x1001.875x1051.95x1010B400x4001.6x1052.13x109400x1000x150x1001.975x1052.56x1010C400x4001.6x1052.13x109400x900x150x1001.875x1051.95x10105荷载计算（标准值）5.1恒荷载5.1.1屋盖自重三毡四油防水层20.35KNm20mm厚1:3水泥砂浆找平层20.02200.4KNm250mm厚1:8水泥珍珠岩制品保温层20.253.50.875KNm一毡二油隔气层20.05KNm20mm厚1:2.5水泥砂浆找平层20.02200.4KNm预应力钢筋混凝土大型屋面板21.4KNm屋盖刚支撑体系20.05KNm6屋面恒荷载23.525KNm屋架自重：21m跨44.2/KN榀故作用于AB、BC跨两端柱顶的屋盖结构自重为：11110.544.20.56213.525244.18ABABCCGGGGKN1111400150,150502BABCACeemmeemm5.1.2柱自重边柱A：上柱5211.610Amm5621.610104.22516.8AGKN290040025022Aemm下柱5221.87510Amm44.699.846AGKN中柱B：上柱5211.610Amm5621.610104.22516.8BGKN20Be下柱5221.97510Amm44.949.848.4BGKN40Be边柱C：上柱2216.8CAGGKN290040025022Cemm下柱5221.87510Amm4446CAGGKN40Ce75.1.3吊车梁及轨道自重AB跨：344.260.849GKN39007503002AemmBC跨：344.260.849GKN33750BABCeemm39007503002Cemm各恒载作用位置如第8页图1-4所示5.2屋面活荷载：由《荷载规范》查得，屋面均布活荷载标准值20.5KNm，而雪荷载的标准值为20.45KNm，所以仅按屋面活荷载计算。AB跨同BC跨：0.56240.536ABBABCCBQQQQKN5.3吊车荷载本车间选用的吊车参数如下：（AB跨同BC跨）8图1-4厂房结构平面图图1-5吊车轮压简图21m跨：20/5t吊车，工作级别为4A，吊车梁高1.2m，max,min,5.55,4.4,205,72.5,280,75.kkBmkmPKNPKNGKNgKN吊车梁及支座影响线如第7页图1-5所示故作用于排架柱上的吊车竖向荷载分别为：AB跨（同BC跨）：max,205(10.2670.80.067)437.47kDKNmin,72.5(10.2670.80.067)154.72kDKN作用在每个轮上的吊车横向水平荷载标准值：对于20/5t软钩吊车：0.1(20075)0.1,6.8754QTKNAB跨（同BC跨）：max,6.875(10.2670.80.067)14.67kTKN5.4风荷载由已知条件可知：基本风压为200.45KNm，风压高度系数按B类地面取。柱顶：13.5,1.098ZHmu檐口：15.49,1.151ZHmu屋顶：BC跨（同AB跨）16.69,1.177ZHmu9图1-6风荷载体型系数图风荷载标准值为：21100.81.0980.450.395SZuuKNm22200.41.0980.450.198SZuuKNm作用在排架上的风荷载标准值为:110.39562.37qbkNm220.19861.19qbkNm左吹风（同右吹风）121034[()()]WsszsszzbFuuuhwuuuhwb[(0.80.4)1.151(15.4913.5)0.45(0.60.5)1.177(16.6915.49)0.45]7.04风荷载作用如图1-7所示图1-7风荷载作用示意图6内力分析本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配系数法来进行内力分析106.1剪力分配系数的计算6.1.1A列柱柱顶位移A值的计算上柱：9412.1310mm下柱：10421.9510mm911022.13100.1091.9510n124.20.313HH查附录9附图9-102.46C则33311102012222.08101.95102.46AECEEHHH6.1.2B列柱柱顶位移B值的计算上柱：9412.1310mm下柱：10422.5610mm911022.13100.0832.5610n124.20.314HH查附录9附图9-102.31C则03331110212221.69102.56102.31BCEEEHHH6.1.3C列柱柱顶位移C值的计算,同A列柱31122.0810CEH116.1.4各柱剪力分配系数1311113311111101.553102.081.692.0822iiEEHH311113311111111111111111101.553102.081.692.08221101.553100.312.081101.553100.381.691101.553100.312.08iiABCEEHH6.2恒荷载作用下的内力分析恒荷载下排架的计算简图，如下图1-8所示图1-8恒荷载作用图A列柱：11111223244.18244.180.0512.21.16.84965.8.AAAAAAAAFGkNMGekNmFGGkNm212233244.1816.80.25490.350.55.AAAAAAMGGeGekNm3446AAFGkNB列柱：12111111112323234244.182562.9244.18244.1804916.849114.8048.4BBABCBBABABCBCBBABBCBBBFGGkNMGeGeFGGGkNMFGkNC列柱:1111122321223334244.18244.180.0512.2116.84965.8244.1816.80.25490.350.55.46CCCCcCCCCCCCCCCCFGkNMGeFGGkNMGGeGekNmFGkN各柱不动铰支座反力:A列柱:0.109,0.3,n查附录9附图9-2，9-3得1311122232122.13,1.1212.212.131.861450.551.124.04141.864.045.90ACCMARCkNHMHRCkNHRRRkNB列柱:0.109,0.3,n查附录9附图9-2，9-3得1311122232122.13,1.1212.212.131.861450.551.124.04141.864.045.90ACCMCRCkNHMCRCkNHRRRkN所以，排架柱不动铰支座总反力:125.9005.900ACRRRRkN各柱柱顶最后剪力为：5.900.3105.90AAAVRRkN