單層工業(yè)廠房課程設計計算書完整版

1、單層工業(yè)廠房課程設計計算書完務版為序號:除齢丘&好8化需DPOI08單層工業(yè)廠房混凝土排架課程設計柱截面尺寸確定山圖2可知柱頂標高為m,牛腿頂面標高為，設室內(nèi)地面至基礎頂面的距離為，則計算 簡圖中柱的總高度H、下柱高度厲、上柱高度分別為：Hu =-=表1柱截面尺寸及相應的訃算參數(shù)計算參數(shù)截面尺寸 / mm面積/ mm"慣性矩/ mm1重/(KN/m)A , B上柱矩 400X400X105X10=下柱1400 X 900 X100X105X10=本例僅取一棉排架進行計算，計算單元和計算簡圖如圖1所示。荷載計算恒載(1) 屋蓋恒載：兩氈三油防水層rn220nu i i厚水泥砂漿

2、找平層 20X= KN/m:1001 Iml厚水泥膨脹珍珠巖保溫層4x二KN/m:氈二油隔氣層KN/m:15mm厚水泥砂漿找平層；20X= KN/m：預應力混凝土屋面板(包括灌縫)KN/m?KN/m2天窗架重力荷載為2X36KN/W天溝板KN/m：天溝防水層、找平層、找坡層KN/m,屋架重力荷載為106KN/W則作用于柱頂?shù)奈萆w結構重力荷載設訃值為：G i =X KN/m:X6mX24m/2 + 2X36 KN/2 + KN/mX6m+ KN/mX6m+106 KN/2) = KN(2) 吊車梁及軌道重力荷載設計值：G3=x ( + mX6m) = KN(3) 柱自重重力荷載設計值：上柱 G,

3、A= G.B =X 4kN/mX = KN下柱 GSA= G5B=XmX =各項恒載作用位置如圖2所示。屋面活荷載屋面活荷載標準值為KN/nf,雪荷載標準值為KN/m?,后者小于前者，故僅按前者汁 算。作用 于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設計值為：Q i =X KN/m：X 6mX 24m/ 2=QI的作用位置與GI作用位置相同，如圖2所示。風荷載6%二KX/nil A =根據(jù)廠房各部分標高及B類地面粗糙度由附表確定如下：柱頁傷/豹檐口（標高）«：=天窗架壁底（標高）"：=屋頂（標高） 乩=":=天窗架壁頂（標高） 11.=QH二 P： ln :血 0二XXX KN/m2 =

4、 KN/m29 = 0. Usi U. Q0二XXX KN / mc = KN / m:則作用于排架十算簡圖（圖）上的風荷載設計值為：qi=X KN/m：X =mq：=X KN/m:X =mFw= / p （wk Q UcAi+ （tt js+Mm） Me A 2+ （w, o*M；s） w： A s 僅 QOB=X +XX+XX+XX XX KN/m:X二 KN吊車荷載亦:二215KN, F=二45KN。根據(jù)B及K,可算得吊車梁支座反力影響線中歌輪壓對應點的豎向坐標 值，如圖4所示。（1）吊車豎向荷載DInaX 二 y. Fp說Ey =X215 KNX （1 + + += KNDmln =

5、/。F吟 Eyi=X45 KNX二 KN（2）吊車橫向水平荷載T二丄 Q （Q十g） =2 x x （200KN + 75KN） = KN44Tm：f/ pTSy=X KNx= KN排架內(nèi)力分析該廠房為單跨等高排架，可用剪力分配法進行排架內(nèi)力分析。其中柱的剪力分配系數(shù)7表2柱剪力分配系數(shù)柱別tt / A A=Hu/HC。二3 / 1+23 (1 / n- D 斤 / COF T,1/X孔 /心A , B柱n= A -CO 二仏二嘰二13.1恒載作用下排架內(nèi)力分析恒載作用下排架的計算簡圖如圖5所示。圖中的重力荷載G及力矩M是根據(jù)圖2確定，即G 二G二；G=Gs十G4A=+=G3= G5A=：Gx

6、 e：=X= KN /M業(yè)二G+G4A>e。Fs 03=KN+ KN) X - KNX= KN/n由于圖5a所示排架為對稱結構且作用對稱荷載，排架結構無側(cè)移，故各柱可按柱頂為不 動較支座計算內(nèi)力。柱頂不動較支座反力岀I-A2(I-I)3 I-Z-CI =1 + A3(G- X1)2 1 + A3(i-1)72H塹 生 19. 14KH亠2122 + 83L8KW，/XL132HW12.9 力口RB = KN求得R,后，可用平衡條件求出柱各截面的彎矩和剪力。柱各截面的軸力為該截面以上重力 荷載之和，恒載作用下排架結構的彎矩圖和軸力圖分別見圖,C。圖為排架柱的彎矩、剪力和軸 力的正負號規(guī)定。

7、屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析排架計算簡圖如圖6a所示。其中Q產(chǎn)KN,它在柱頂及變階處引起的力矩為Mm二X二KN nl ；ZHoKN(T風荷載作用下排架內(nèi)力分析對于A柱，C：=, Cf,則八甘H12. 9加IRB = KN (J)排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力圖如圖所示。(1)左吹風時計算簡圖如圖7a所示。對于扎B柱，n=, A二，則3 1 + 2,(1-1) r-L « J 一 卜1嚴5=5-8 14- A3(l)RAAqlH Cix=IllXX = «-) RB =- q：/ /GliuXX二 KN(<-)R二R、+ RB +Fw= - -= KN (J)各柱頂

8、剪力分別為：VA=丘-乙 R二+X二 KN(-)VB= RB B R二+X二KN(f)排架內(nèi)力圖如圖7b所示。(2)右吹風時計算簡圖如圖8a所示。將圖7b所示A, B柱內(nèi)力圖對換且改變內(nèi)力符號后可得，如圖8b 所示。吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析(1) DInaX作用于A柱計算簡圖如圖9a所示。其中吊車豎向荷載DlllaX x Dmin在牛腿頂面處引起的力矩 為:必=DlllaX e3=X= KN*/nMB = Dmne 產(chǎn)"KNF對于A柱,G=,則194. 15KNmXI. 132KN() 12. 9 力口40. 64KNMXI. 132嚴(一)12. 9 力口R=R.+Ra=+=&#

9、171;-)排架各柱頂剪力分別為V,= Ra-77 x R二FX 二 KN (J) yfl= Rp -jib R=+ X = (-*)排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖9b, c所示。Diuax作用于B柱同理將“Dmax作用于A柱”的情況的A, B柱對換，并注意改變符號，可求得各柱的內(nèi)力, 如圖10所示。TmJ乍用下排架計算簡圖如圖Ila所示。對于A, B柱，2,八a二則2-3 a A +2：(2 + a) (1-a)2 (2-3 a )21 "1 - 2"丄_1)RAA T吐CfX二 KN(“)Rb=- T»xCS= KN(*)i R=Ra-?Rp=X2=

10、(*)各柱頂剪力為：V 廣凡-ZA九 R二 FXX 二 KN(J) VB= RB UqBR=-?X X= KN«-)排架各柱的彎矩圖及柱底剪力值如圖lib所示。當T-方向相反時，彎矩圖和剪力 只改變符號，大小不變。內(nèi)力組合以A柱內(nèi)力組合為例。表3為各種荷載作用下A柱內(nèi)力設計值匯總表，表4為A柱 內(nèi)力 組合表，這兩表中的控制截面及正負號內(nèi)力方向如表3中歐那個的例圖所示。s=X相應的M和N項，II - II和111-111截面均按仁/糾)求得最不利內(nèi)力值，而丨一I GK+S糾)求得最不利內(nèi)力。對柱進行裂縫寬度驗算時，內(nèi)力II1-II1采用標準值，同時只需對eo/ho的柱進行驗 算。為此，

11、表4中亦給出了和N”的組合值，它們均滿足eo/ho的條件，對本例來說, 這些值均取自Nmv及相應的M和V項。表3 A柱內(nèi)力設計值匯總表號正內(nèi)柱及荷載類別恒載屋面活 載吊車豎向荷載吊車水 平荷載風荷載D max 作 用于A林D max 作 用于B林左風右風序號I _IM土N00000II -IIM土N000III -IIIM±N000V土表4 A柱內(nèi)力紐合表截面+M運及相應N, VNLx及相應N, VX Z及相應M, VNmb及相應M, VMN”備注IIM+（+ X+ （X+）+ X+（+ X+.Yg 項，取CK xQKNX（ + ）+ 0 4-+ X+、+ X+ （X+）II+仍以A

12、柱為例。混凝土 ： C30, 2143N/擊,f：k=2. OlN/mnf ;鋼筋:受力筋為HRB335, / /、 =3QQN/mnf： = 0. 550。上下柱均釆用對稱配筋。上柱配筋計算由表4可見，上柱截面共有4組內(nèi)力。取h。二400Inm-40mm二360mm。經(jīng)判別，其中三 為大偏心受壓；只有(M二KN-wz, N=)組為小偏心受壓，fiN< g血士占阮=X X Nllnnr X 400mmX360mm二KN,故按此組內(nèi)力計算時為構造配筋。對3組大偏心受圧內(nèi)力，在彎矩較 大且 比較接近的兩組內(nèi)力中，取較小的一組，即取M二 KN / n, N= KN山附表查得有吊車廠房排架方向上

13、柱的計算長度/o=2X= o附加偏心距S取20mm (大 于 400mm / 3) 0e0 =M / N= 93 01X10 x，= =208=,二 ee=2Q8mm +20三=228三 °446300 N幾|1|/° / h=7600nmI/400mlrL= 19>5,故應考慮偏心距增大系數(shù)。=>.取紜_0 5 / 幺 _ 0. 5 14. 3N / Inm i=2X400:/=2 7600/h/X 1.0X0. 96 = 1.391加斗 二 獸蘭二0.217也二竺空二0.222取MbhQ 1.0 X 14. 3N /Innr X lOOInm X 360In

14、mIi0 360Inm x=2a 進行計算。9e= g -h/2 + 2 = 1. 391X 22Zlnln 一 400 加 “ ？/2 七 4Qm 5 二 157. Inrni 選 3 18 (A. =763 wm)：貝U P二As /(bh)二 763她7(400mmx400三)=%做滿足要求。由附表，得垂直于排架方向柱的計算長度/o=X=,則/ o/ b =4750mm/400mm=, (P二°NU 二 0. 94> (f& + fv As)二 0. 9 X 0. 95 X (14. 3N / 伽'X 400Inm X 400n Un + 300N / J

15、nni 注兩足 X763mnf X2) = 2347. 66KN > Nm=tr = 486. 34KN彎矩作用平面外的承載力要求。下柱配筋計算取h°=900三-40mm二860 口三。與上柱分析方法類似，在表4的8組內(nèi)力中，選取下面的一組 不利內(nèi)力：M二 KN- / Ht N= KN下柱計算長度Z =於> 附加偏心距匕二900mm/30二30mm (大于20兀三)。/ /b =IOOI11I1L bf =400nilm H =15Onlnlo“ < 549. 03 X 10 62 W/? r. _-廠 CC LJCeo =M/ N=二 512mm, e： = s

16、十 =512mm +30mm=542mm1071900 N由Iq / h=9100nu I I / 900m i n=,故應考慮偏心距增大系數(shù)",且取G =1. 0?！?_ 0.5 & _ 0.5X14. 37V/W X 100/ra X 900 亦 + 2X (400HInT 100m) X 150N«Z77T_SVG N1071900 N九“1 = 07/ = 1 +(t)'丁 = 1 +一扛一(9)2X1.0X1.0 = 1. 1161400 邑 1400 X900 訕人860/ n / 7?故為大偏心受壓。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則N10719007

17、V心八 J xcxX=:= 1 SlAnVn > hi = SUmnln j bf 1.0 X 14. 3N /nwr X 400ImH說明中和軸位于腹板內(nèi)，應重新計算受壓區(qū)高度& e二g十h/2-a, = 604. 9nun + 900 nun / 2 一 4Q I nm 二 1014. 9 InnI,Ne-Ctiff -)hf CO-V )-吋少心-%A=4 =fyOlQP )= 10719007 7 X 1014. 9/w/w -1.0 X 143 八 “ / Innr X (4QQnUn T 00mm) X 15Q i nn 丄X (36Qnun 一 15QInnI/2)

18、-l. OX 14. 2/HInr X 1 OOnlln X 299.6Qnw / -299. 6n / 222/2) / I 300N / mtrf X (36Qmm 一 Aomin)二132tnni選用4 20 (A-I272W) o按此配筋，經(jīng)驗算柱彎矩作用平面外的承載力亦滿足要求。柱的裂縫寬度驗算規(guī)范規(guī)定，對S/九的柱應進行裂縫寬度驗算。本題的下柱出現(xiàn)£。/九的內(nèi)力， 故應對下柱進行裂縫寬度驗算。驗算過程見表5,其中，下柱的4二1272fMMBJJE： = 2 . 0X 1057V/W ；構件受力特征系數(shù)乙嚴；混凝土保護層療度C取25nun。表5柱的裂縫寬度驗算表柱截面下柱”

19、準內(nèi)FMM V ( KN m)Nji/KNe0=Mx. /Ni /nlnl480> ho=473(I9 / h<14)890<3（滿足要求）柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般山構造要求控制。根據(jù)構造要求，上下柱均 選 用08200箍筋。牛腿設計根據(jù)吊車梁支承位置、截面尺寸及構造要求，初步擬定牛腿尺寸，如圖12所示。其中 牛腿截面寬度b二400慢慢，牛腿截面高度h二600mm, ho二565三。（1）牛腿截面高度驗算0 三 fzk=mi n F滬0 （牛腿頂面無水平荷載）,3 二-150nlm+20Inm 二-130mm0,取 a二0, F訊按下式確定：=504.

20、08KN% 九 647. 15" * 50. 2（T1. 2YQ YG 1-4故牛腿截面高度滿足要(2)牛腿配筋計算山于a=-150mm+20mm=-130mm<0,因而該牛腿可按構造要求配筋。根據(jù)構造要求,As P Pzbh = 0. 002 X 400/ 三？ X 600mm = 480w/。縱向鋼筋取 4 14 （A；二6161擊）,水平箍筋選用08100o柱的吊裝驗算采用翻身起吊，吊點設在牛腿與下柱交接處/ 1X900三二810三,取A1二850mm,則柱吊裝 時總長度為+二，計算簡圖如圖13所示。柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載(應考慮動力系數(shù))，即G 二 P/皿=1

21、. 5x1. 35 X 4. 0KN/加=8. IKN / 力口在上訴荷載作用下，柱各控制截面的彎矩為：掃.1KN/Z8T48KNMXSAKN/mX (3. 8/ n + Q. 6m)2 + I X (20. 25KN / 力【I 一 & I KN / 加 X 0.= 84. 20KN m由 LM,= A | M：=0W :MX-令 JR廠3 = Q. %:二,51 | J下柱段最大彎矩為2dx柱截面受彎承載力及裂縫寬度驗算過程見表6o表6柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗算表柱截面上柱下柱M (M,) / ( KXw)"二 Asfyih<rd$)/( KX* m )>

22、XX6 =UI. /(0. 87 A A)：取< (滿足要求)(滿足要求)基礎設計作用于基礎頂面上的荷載計算作用于基礎頂面上的荷載包括柱底(III-II1截面)傳給基礎的M, N, V以及外墻自重重力荷載。前者可由表4中IilJU截面選取，見表7,其中內(nèi)力標準組合值用于地基承載力驗 算, 基本組合值用于受沖切承載力驗算和底板配筋計算內(nèi)力的正號規(guī)定見圖14b。表7基礎設訃的不利內(nèi)力組別荷載效應基本組合荷載效應標準組合M/ ( KN /M )X/KNV/KNM J ( KX 血N&/KNVaVKN第1組第2組第3組山圖1妬可見，每個基礎承受的外墻總寬度為，總高度為，墻體為240nll

23、n磚墻(m:) x鋼框玻璃窗(KN/m?)：基礎梁重量為根。每個基礎承受的山墻體傳來的重力荷載為: 240nlln 磚墻 KN/m2 X 6mX + X) = 鋼框玻璃窗KN/m=X + X =基礎梁心二KNN戚距基礎形心的偏心距為："二(240nlln+900nllll) /2=570ninlNfN/ic*基礎尺寸及埋深(1) 按構造要求擬定咼度h： h= Zz： + ai + 50 nun2 二 09hd9 X 900 mm = SlOnlm > SoOInm ,取九應大于 200mm,取二250nln i ,則 h=850mm+250mm+50=l 150mmo基礎頂面標高為，故基礎埋深d為：d =h+=t 300mm,取325mm :基礎邊緣高度a ?取350nln i ,臺階高度取400mm,見圖14b。(2) 擬定基礎底面尺寸Jg+ Ny834.65KN+ 298.20KNW :£ - ysd 240KN Im- - 2OKN / m X 1. 65m適當放大，取A=bl=X=(3) 計算基底壓力及驗算地基承載力£二1.2X240/L/a = 2S8KN/億驗算結果見表8。可見，基礎底面尺寸滿足要 求。 表8基礎底面壓力計算及地基承載力