單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 課程設(shè)計 課程設(shè)計名稱 單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計 姓 名 學 號 指導教師 完成任務日期 混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計任務書一、 課程設(shè)計目的（1）掌握單層單跨工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)件選型的方法；（2）了解結(jié)構(gòu)組成、荷載傳遞關(guān)系及其計算簡圖的確定； （3）掌握排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算和內(nèi)力組合的方法； （4）掌握排架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計計算過程 （5）了解并熟悉單層單跨工業(yè)廠房的有關(guān)構(gòu)造要求； （6）掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工圖的表達方式和制圖規(guī)定，進一步提高制圖的基本技能；二、 設(shè)計題目設(shè)計某市郊外一單層單跨廠房，設(shè)有兩臺中級工作制A5的軟鉤吊車。車間總長72m、柱距6m、跨度21m，設(shè)有天窗?？v向

2、墻上每柱間設(shè)置上、下兩層窗戶：上層窗口尺寸（寬×高）=4000mm×1800mm，；下層窗口尺寸（寬×高）=4000mm×4800mm。三、 設(shè)計題號基本風壓為0.3kN/m2，基本雪壓為0.25kN/m2。不考慮地震荷載。地面粗糙度為A類，吊車噸位Q=20/5（t）,軌頂標高9.9m。四、 設(shè)計資料1、 荷載不上人屋面活荷載為0.5kN/ m2。2、 材料（1） 混凝土：C20，C25，C30。（2） 鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。（3） 型鋼及預埋件采用HRB335，HPB235。3、 建筑構(gòu)造（1） 屋面：卷材防水屋面，

3、其做法如下：兩氈三油防水層上鋪小石子： 0.35kN/ m220mm厚水泥砂漿找平層： 0.4kN/ m2100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層： 0.5kN/ m2一氈兩油隔氣層： 0.05kN/ m220mm厚水泥砂漿找平層： 0.4kN/ m2預應力混凝土大型屋面板： （2） 墻體用240mm厚清水磚墻，鋼門窗。（3） 地面：室內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。4、 工程地質(zhì)及水文條件該場地地形平整，無滑坡，無液化土層的不良地質(zhì)現(xiàn)象。（1） 地層自上而下如下：1） 填土層：厚度約為0.5m。2）砂質(zhì)粘土：厚度約為2.0m，f=250 kN/ m23）卵石：厚度約為57m，f=600 kN/

4、m24）基巖：表層中度風化。（2） 地下水位很低，設(shè)計時不考慮地下水的影響。五、 設(shè)計要求（1） 依照標準圖集選擇屋面板、屋架、天溝板、基礎(chǔ)梁、吊車梁及軌道聯(lián)接件。（2） 確定上、下柱的高度及截面尺寸。（3） 計算排架所承受的各項荷載。（4） 計算各種荷載作用下的排架內(nèi)力。（5） 柱、牛腿設(shè)計。（6） 繪制結(jié)構(gòu)施工圖。1） 結(jié)構(gòu)布置圖（屋面板、屋架、天溝板、吊車梁、墻體等的布置）2） 柱施工圖（模板圖及配筋圖）六、進度安排課程設(shè)計設(shè)計內(nèi)容1布置設(shè)計任務，閱讀設(shè)計任務書、指導書及設(shè)計例題，復習有關(guān)課程內(nèi)容。確定柱網(wǎng)布置、構(gòu)件選型。2確定上、下柱的高度及截面尺寸，計算排架所承受的各項荷載。3計算各

5、種荷載作用下的排架內(nèi)力，內(nèi)力組合4柱、牛腿的設(shè)計5繪制施工圖七設(shè)計完成后提交的文件和圖表1. 計算說明書部分 計算說明書包括：目錄、正文、小結(jié)、參考文獻等。其中正文包括：結(jié)構(gòu)布置；標準構(gòu)件的選用、排架的內(nèi)力分析；柱、牛腿的設(shè)計。設(shè)計中結(jié)構(gòu)計算理論、方法、步驟、數(shù)據(jù)、表格及構(gòu)件的截面設(shè)計要正確、完整。2. 圖紙部分（1張二號圖） （1） 結(jié)構(gòu)布置圖（屋架、屋面板、屋蓋支撐、吊車梁、柱及柱間支撐、墻體 布置）； （2） 柱施工圖（柱模板圖，柱配筋圖）；1、 設(shè)計資料 基本風壓為0.30kN/m2，基本雪壓為0.25kN/m2。不考慮地震荷載。地面粗糙度為A類，車間總長為72m，跨度21m，吊車噸位

6、20/5，軌頂標高9.9m。1、 荷載不上人屋面活荷載為0.5kN/ m2。2、 材料（1） 混凝土：C30。（2） 鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。（3） 型鋼及預埋件采用HRB335，HPB235。3、 建筑構(gòu)造（1） 屋面：卷材防水屋面，其做法如下：兩氈三油防水層上鋪小石子： 0.35kN/ m220mm厚水泥砂漿找平層： 0.40kN/ m2100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層： 0.50kN/ m2一氈兩油隔氣層： 0.05kN/ m220mm厚水泥砂漿找平層： 0.40kN/ m2預應力混凝土大型屋面板： （2） 墻體用240mm厚清水磚墻，鋼門窗。（3） 地

7、面：室內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。4、 工程地質(zhì)及水文條件該場地地形平整，無滑坡，無液化土層的不良地質(zhì)現(xiàn)象。（1） 地層自上而下如下：1） 填土層：厚度約為0.5m。 2）砂質(zhì)粘土：厚度約為2.0m，f=250 kN/ m23）卵石：厚度約為57m，f=600 kN/ m24）基巖：表層中度風化。（2） 地下水位很低，設(shè)計時不考慮地下水的影響。專心-專注-專業(yè) 二、結(jié)構(gòu)布置（一）確定柱的各部分尺寸及幾何參數(shù) 查標準圖，選擇具體的吊車梁與軌道的資料見表：吊車梁與軌道的資料表 由跨度與起重量選擇：吊車梁編號為DL9Z，9S，9B。吊車梁間及吊車梁與柱間灌封總重為45.4kN,軌道與墊板的總

8、高為184mm，自重為0.8kN/m。取軌頂所需吊車凈空高度為2491mm。具體參數(shù)：l 牛腿標高：，取。l 上柱高度：，取。l 柱頂標高：l 下柱高度：l 柱計算高度： 廠房計算簡圖如圖所示，根據(jù)表確定柱截面尺寸，如圖所示。具體的數(shù)據(jù)參數(shù)為：l 上柱，l 下柱， （二）確定屋架、天窗架的各部分尺寸及幾何參數(shù)檐口：查標準圖，選擇具體的檐口的資料見表，選擇檐口代號為：B。 檐口形狀代號圖 自重：自重為60.5kN/榀。三、內(nèi)力計算（一）荷載計算 1.恒荷載 1)屋蓋自重兩氈三油防水層上鋪小石子： 20mm厚水泥砂漿找平層： 100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層： 一氈兩油隔氣層： 20mm厚水泥砂漿

9、找平層： 大型預應力屋面板： 總計： 屋架： 天窗架： 屋架一端作用于柱頂?shù)淖灾貫椋?）柱自重上柱： 下柱： 3） 吊車梁及軌道自重： 2.活荷載屋面活荷載標準值為0.5kN/m2 (不上人屋面)：由設(shè)計題目給定雪荷載的標準值為0.25kN/m2 ，小于屋面活荷載，則可以不考慮雪荷載的影響。3.風荷載由設(shè)計題目給定風荷載的標準值為：基本風壓為0.30kN/m2，（按照A類地面粗糙程度）取風壓高度變化系數(shù)：l 柱頂（標高12.3m） l 檐口（標高13.48m） l 天窗架底部（標高14.74m） l 屋頂（標高17.6m） 風荷載的體形系數(shù)如圖4所示則作用在排架上的風荷載設(shè)計值為（如圖5所示）

10、： 4.吊車荷載查課本附表16得：， ,B=5600mm，K=4400mm，g=77.2kN，具體支座反力影響線，如圖6所示。根據(jù)支座反力影響線求出作用于柱上的吊車豎向荷載為 作用于每一輪子上的吊車橫向水平剎車力（吊起重物Q=20t時，） 則兩臺吊車作用于排架柱頂端上的吊車橫向水平荷載為 （二）內(nèi)力計算1. 恒荷載1) 屋蓋自重作用因為屋蓋自重是對稱荷載，排架無側(cè)移，故按柱頂為不動鉸支座計算，計算簡圖如圖7。e1=0.05m e0=0.20m G1=282kN根據(jù)n=0.150， =0.305 ;彎矩與剪力符號規(guī)定：彎矩圖繪于受拉一邊；剪力對桿端順時針為正。 2) 柱及吊車梁自重作用由于在安裝

11、柱子時尚未吊裝屋架，此時柱頂之間無聯(lián)系，沒有形成排架，故不產(chǎn)生柱頂反力；因吊車梁自重作用點距柱外邊緣要求不少于750mm，2.屋面活荷載作用因屋面活荷載與屋蓋自重對柱的作用點相同，故可將屋蓋自重的內(nèi)力乘以下列系數(shù)，即得屋面活荷載內(nèi)力分布圖及其軸向壓力及剪力3. 風荷載作用 為了計算簡便，可將風荷載分解為對稱及反對稱兩組荷載。在對稱荷載作用下，排架無側(cè)移，則可按上端為不動鉸支座進行計算；在反對稱荷載作用下，橫梁內(nèi)力等于零，則可按單根懸臂柱進行計算，具體見圖9。柱頂作用集中風荷載墻面作用均布風荷載時，查表：當風荷載作用于A柱時，橫梁反力為則A柱的內(nèi)力為：當負風壓作用于A柱時，則A柱內(nèi)力為，具體見圖

12、11： 4.吊車荷載1）當值作用于A柱，具體圖示見圖12所示。根據(jù)n=0.150,=0.305，從附表圖15查得吊車輪壓與下柱中心線距離按構(gòu)造取，則得排架柱上端為不動鉸支座時的反力值為： 再將R值的反向作用于排架柱頂，按剪力分配進行計算，由于結(jié)構(gòu)對稱，故各柱剪力分配系數(shù)相等，即：各柱的分配系數(shù)為最后各柱頂總剪力為則A柱的內(nèi)力為 ； b）當值作用于A柱，具體圖示見圖12所示。 ； c）當自左向右作用時由于值同向作用時在A.B柱上，因此排架的橫梁內(nèi)力為零，則得A柱的為 d）當自右向左作用時其內(nèi)力值與當值自左向右作用時相同，但方向相反 四、內(nèi)力組合單跨排架的A柱和B柱承受荷載情況相同，故僅對A柱在各

13、種荷載作用下的內(nèi)力進行組合，具體見表所示。 A柱在各種荷載作用下內(nèi)力匯總荷載種類恒荷載屋面活荷載風荷載吊車荷載左風右風DmaxDminFh（向右）Fh（向左）荷載序號12345678截面M14.532.2756.93-70.15-44.46-44.4622.34-22.34N300.7244.1000000Mk12.081.6240.66-50.11-31.76-31.7615.96-15.96Nk250.6031.5000000截面M-24.53-6.6556.93-70.15124.8835.6022.34-22.34N360.96 44.100 483.84228.7500Mk-20.4

14、4-4.7540.66-50.1189.2254.4315.96-15.96Nk300.831.500345.60163.3900截面M40.793.66406.71-369.2323.42-65.86188.06-188.06N408.3844.100483.84228.7500V7.341.1556.48-44.46-11.4-11.418.62-18.62Mk33.992.61 290.51-263.7416.73-47.04134.33-134.33Nk340.3231.500345.60163.3900Vk6.120.8240.34-31.76-8.14-8.1413.30-13.3

15、0 A柱荷載基本效應組合的設(shè)計值組合荷載組合內(nèi)力名稱可變荷載效應控制的組合+Mmax1+0.9×（2+3）1+0.9×（3+5+7）1+0.9×（2+3+5+7）67.81340.41159.21796.42600.46883.5365.71-Mmaxk1+0.9×（4+6+8）1+0.9×（2+4+6+8）1+0.9×（4+6+8）-108.72300.72-81.72606.53-520.05614.26-59.69Nmax1+0.9×（2+4+6+8）1+0.9×（2+3+5+7）1+0.9×（2+

16、3+5+7）-106.68340.41153.22836.11600.46883.5365.71Nmin1+0.9×（4+6+8）1+41+0.9×（4+6+8）或1+3-108.73300.72-94.68360.96-614.26447.5614.26408.38-59.6963.82A柱荷載準永久組合組合的效應設(shè)計值荷載準永久效應組合設(shè)計值MqNqMqNqMqNqVq11112.08250.60-20.44300.833.99340.326.12五、柱子設(shè)計（一）上柱配筋計算（對稱配筋）：從表中選-Mmax或-Nmin最不利的內(nèi)力：，選用C30混凝土，（1）按，計算

17、，取，取 ，則 判別偏心受壓類型判定為大偏心受壓，上柱鋼筋截面面積選用每側(cè)為225，。全部縱向鋼筋配筋率：，滿足要求。一側(cè)縱向鋼筋配筋率：，滿足要求。（2）軸心受壓驗算 ，得滿足要求。（二）下柱配筋計算從表中選取三組最不利的內(nèi)力 選用C30混凝土，（1）按，計算 由，取，取先按照大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度，假定中和軸通過翼緣說明中性軸位于腹板內(nèi)，則，屬于大偏心受壓（2）按，計算， ，由 取 ，取，先按照大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度，假定中和軸通過翼緣，則屬于大偏心受壓情況且，說明中和軸位于受壓翼緣內(nèi)，則（3）按，計算（該組內(nèi)力不考慮吊車荷載，）， ，由 取 ，取，先按照大偏心受壓情況計算受壓

18、區(qū)高度，假定中和軸通過翼緣，則屬于大偏心受壓情況且，說明中和軸位于受壓翼緣內(nèi)，則綜合以上三種計算結(jié)果，最后下柱鋼筋截面面積為每側(cè)425全部縱向鋼筋配筋率：，滿足要求。一側(cè)縱向鋼筋配筋率：，滿足要求。（4）軸心受壓驗算，得 滿足要求。（三）柱的裂縫驗算（1）上柱裂縫計算 從表中查得，截面偏心距，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對的偏心受壓構(gòu)件，可不需要進行裂縫驗算。（2）下柱裂縫計算 從表中查得，截面偏心距，根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對的偏心受壓構(gòu)件，可不需要進行裂縫驗算。（四）柱的運輸、吊裝階段驗算采用平吊，一點起吊，吊點設(shè)在牛腿下部，混凝土達到設(shè)計強度后起吊。柱插入被扣深度為，取，則柱吊裝時總長度為，計算簡圖見圖15。圖

19、15：柱的吊裝計算簡圖 （a）柱子 （b）計算簡圖 （c）M圖 （d）柱子（1）荷載計算上柱截面面積： ，下柱工字形截面面積： ，下柱矩形截面面積： 考慮動力系數(shù)上柱平均線荷載：牛腿部分線荷載下柱平均線荷載：（2）內(nèi)力計算： ， ， 求牛腿以下下柱跨中最大彎矩:由 柱腳處反力： 令，得 則 故最不利截面為B截面及AB跨中。（3）配筋計算（荷載設(shè)計值）： 對一般建筑物，構(gòu)件的重要性系數(shù)（）可比使用階段降低一級，取0.9。 B截面： 下柱原配受拉筋， 滿足要求。 C截面： 上柱原配受拉鋼筋，滿足要求。AB彎矩最大截面： 下柱原配受拉筋，滿足要求。（4）裂縫寬度驗算（準永久組合）： C截面： B截面：AB跨中截面：裂縫寬度驗算不滿足要求，采用翻身吊。(五)牛腿設(shè)計(1)荷載計算兩臺吊車豎向荷載 吊車梁加軌道重（2）截面尺寸驗算取牛腿外形尺寸為集中力作用點距下柱內(nèi)邊緣為50mm， 圖16 牛腿設(shè)計圖 牛腿截面高度滿足要求；（3）配筋計算縱筋截面面積， 故應按最小配筋率配筋，且根據(jù)構(gòu)造配筋應大于選用箍筋選用，則在上部處實配箍筋截面面積為： , 滿足要求彎起鋼筋因,故無需設(shè)置彎起鋼筋。附：其他構(gòu)造要求（1）柱構(gòu)造要求l 當偏心受壓柱截面高度時，側(cè)邊需設(shè)置直徑為的側(cè)向構(gòu)造鋼筋，故在下柱和牛腿處每邊設(shè)置一根10的縱向構(gòu)造鋼筋，拉筋采用；l 牛腿縱向受拉鋼筋錨固長度，故受拉鋼筋應在