混凝土单层厂房课程设计Word下载.docx
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5.2屋盖等恒荷载作用下的内力分析..............................................................................-12-
5.3屋面活荷载的内力分析................................................................................................-13
5.4风荷载.............................................................................................................................-14-
5.5吊车竖向荷载的内力分析............................................................................................-15-
5.6吊车水平荷载内力分析................................................................................................-19-
5.7排架柱内力组合.............................................................................................................-20-
六.排架柱截面计算..................................................................................................................-25-
6.1边柱计算..........................................................................................................................-25
6.1.1配筋计算.....................................................................................................................-25-
6.1.2排架柱的裂缝宽度验算...........................................................................................-27-
6.1.3箍筋配置........................................................................................................................-28-
6.1.4牛腿设计....................................................................................................................-28-
6.1.5排架柱的吊装验算....................................................................................................-28-
6.2中柱计算.........................................................................................................................-30-
6.2.2排架柱的裂缝宽度验算............................................................................................-32-
6.2.3箍筋配置......................................................................................................................-33-
6.2.4牛腿设计.....................................................................................................................-33
6.2.5排架柱的吊装验算.....................................................................................................-33
七.锥形杯口基础设计...............................................................................................................-35
7.1作用于基础上的内力.....................................................................................................-35-
7.2初步确定基础尺寸.........................................................................................................-36-
7.3地基承载力验算.............................................................................................................-37
7.4基础抗冲切验算.............................................................................................................-37-
7.5基础底面配筋计算.........................................................................................................-38八.施工图绘制:
详见施工图...................................................................................................-39九.参考文献...............................................................................................................................-39-
摘要:
本次课设的目的是设计单层混凝土柱厂房,主要练习柱的截面配筋计算,及基础的配筋计算。
根据图集选取了屋架,吊车梁,基础梁等一系列构件,通过荷载计算,内力分析及内力组合选出最不利的情况进行配筋计算。
本次设计我学习并初步掌握按照标准图集选用构件的方式,厂房荷载的计算,柱内力计算和分析,柱配筋等等。
一.工程概况、设计条件及资料
1.该车间双跨等高厂房,无天窗,长66米,柱距6m,跨度为18m,无伸缩缝,厂房两侧设有山墙。
2.根据工艺要求车间每跨设有软钩桥式起重机一台,中级工作制(A5)。
吊车起重量20/5,轨顶标高8.4m。
3.风荷载:
基本风压0.65kN/m2;
雪荷载:
基本雪压0.2kN/m2;
无抗震设防要求。
4.根据勘察报告,场地地形平整,自地表向下为:
①杂填土,厚0.30m;
②粘土,红黄褐色,厚度2.50m,地基承载力特征值180kPa;
③粉质粘土,厚度2.50m,地基承载力特征值210kPa;
④卵石层,较厚。
未发现不良地质现象,地下水位较低,无腐蚀性。
5.建筑构造
(1)屋面(不上人)卷材防水,其做法如下:
三毡四油防水层铺上小石子
20厚1:
3水泥砂浆找平层
120厚泡沫混凝土保温层一毡二油隔气层
(2)墙体:
240厚硅酸盐砖清水砖墙,钢门窗,门窗洞口宽4m,女儿墙高300~500mm。
(3)地面:
室内地坪为混凝土地面,室内外高差150mm。
6.选用材料:
柱混凝土可选C25~C40,纵筋HRB400或HRB500,箍筋HPB300。
二.构件选型
2.1屋面板和屋架选择.
(1)荷载计算
屋面:
三毡四油防水层(0.35~0.4)0.4N/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层(20)20×
0.02=0.4kN/m2
120厚泡沫混凝土保温层(5)5×
0.12=0.60kN/m2
一毡二油隔气层(0.05)0.05N/m2
20厚1:
预应力大型屋面板
合计:
gk=1.85kN/m2
活载:
(不上人屋面)0.5kN/m2
0.5kN/m2
积灰荷载:
0.3kN/m2
荷载组合:
恒载控制
s=1.35×
1.85+1.4×
(0.7×
0.5+0.9×
0.3)=3.37kN/m2
活载控制
s=1.2×
(0.5+0.3)=3.34kN/m2
选用图集G410-1~2,1.5×
6预应力混凝土屋面板Y-WB-3Ⅱ,允许外加均布荷载基本组合设计值3.65kN/m2>
3.37kN/m2,满足要求。
Y-WB-3Ⅱ可由规范查(C30,HRB335钢筋直径16)板自重标准值1.4kN/m2,灌封自重标准值0.1kN/m2,屋面板总自重标准值为1.5kN/m2。
(2)选取屋架和其他构件
屋架永久荷荷载1.5kN/m2
屋面板总自重:
3.35kN/m2
屋面可变荷载(经由上面步骤以求出):
取0.5kN/m2与0.3kN/m2荷载组合:
恒载控制:
S=1.35×
3.35+1.4×
0.3)=5.38kN/m2
活载控制:
S=1.2×
(0.5=0.3)=5.14kN/m2
选取屋架:
钢筋混凝土折线形屋架(04G415),无天窗型(代号为a);
檐口形状为A,两端内天沟;
根据跨度18m和跨中一台桥式吊车屋面荷载设计值取5.5kN/m2等条件,选择屋架承载能力等级为2。
选用屋架的编号为:
YWJ18-2Aa,自重6.55t,C35。
天沟:
天沟板外荷载为:
屋面做法恒载1.85kN/m2
积水荷载(按210mm高计算)2.1kN/m2
活载0.5kN/m2
积灰荷载0.3kN/m2
根据屋面排版,选择编号为TGB-99的天沟板,
防水卷材考虑高低肋覆盖部分,按天沟内宽b的2.5倍计算。
(b=天沟宽度-190)
q=1.35×
0.8×
(2.5×
0.4+(1.85-0.4)+0.21×
10)+1.4×
0.3)=5.73kN/m2
(0.5+0.3)=5.58kN/m2
允许外加均布荷载基本组合设计值[q]=5.76kN/m2>
q=5.73kN/m2,满足要求。
自重标准值2.54kN/m。
说明:
中间跨为TGB58,中间跨左右两个边分别开洞的为TGB58a、TGB58b,边跨分别为TGB58sa、TGB58sb,出山墙天沟板为TGB58Da、TGB58Db。
2.2柱的选择
取轨道顶面至吊车梁顶面的距离ha=0.2m,所以牛腿顶面标高:
h=轨顶标高-hb-ha=8.4-1.2-0.2=+7.000m
--由技术规格表查得:
吊车轨顶至吊车顶部的高度为2200mm,考虑屋架下弦至吊车顶部所需的空隙高度为220mm,故柱顶标高为h=8.4+2.2+0.22=+10.82m,基础顶面至室外地坪的距离定为1m,基础顶面至室内地坪的距离定为1.15m,从基础顶面算得柱高H=10.82+1.15=10.97m
上部柱高Hu=10.82-7=3.82m
下部柱高Hl=11.97-3.82=8.15m
参考图集05G335(23-9),选取A、C两轴的柱截面为上柱截面(口型400×
400)下柱截面(工型400×
800×
100×
150mm)B轴上柱截面为上柱截面(口型400×
600)下柱截面(工型400×
1000×
150mm)柱下基础选用锥形杯口。
2.3吊车梁
根据跨度18m和起重量20/5,选用标准图集G323-1~2中间跨:
DL-8Z,边跨:
DL-8B,高度1.2m(1200×
500×
180mm)自重:
DL-8Z为38.16kN,DL-8B为38.16kN,C40混凝土。
2.4吊车联结和车挡
根据图集04G325,假设吊车梁上螺栓孔距为240mm,A5级,钢轨38kg/m,跨度18m等信息选择编号为DGL-11的吊车轨道联结,吊车梁轨道联结高度:
170~190mm。
根据吊车型号选择车挡型号为CD-3,重128.26kg。
2.5基础梁
柱距为6m,查标准图集钢筋混凝土基础梁04G320整体上选择JL-1(墙高为5.5m~14.5m);
有窗户的基础梁选择JL-3(墙高为5.5m~18m);
对于有门的基础梁选择JL-3(墙高为5.5m~18m);
对于6m柱距的山墙也选择JL-1(墙高为5.5m~14.5m)。
JL-1(5.95m×
0.45m×
0.24m)自重为17KN,JL-3(5.95m×
0.24m)基础梁重17kN,支承长度为500mm,计算跨度l0=5445,净跨4950mm。
2.6走道板
选用标准图集04G337,中间跨:
(左右柱宽度均为400mm,且柱距为6000mm。
选DB60-1自重7.6KN;
端跨(左右柱宽度均为400mm,且柱距为6000mm)选择DB60-1s自重7.1KN。
2.7过梁
选用标准图集03G322,根据窗尺寸4000mm,选择GL-4420,净跨4200mm,梁高300mm,宽240mm,自重846kg。
三.计算单元、计算简图和结构布置
3.1定位轴线
B1:
由附表12可查得轨道中心线至吊车端部的距离,取230mm;
B2:
吊车桥架至上柱内边缘的距离,一般取B2>
80mm;
B3:
封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离,取400mm。
B1+B2+B3=240+80+400=730mm<
750mm,取750mm故封闭的定位轴线A,C都分别与左右外纵墙墙皮重和。
对于中柱(B):
B=B1+B2+B3=300+80+240=620mm<
750mm取750mm。
故吊车跨度为18-1.5=16.5m
3.2计算单元
取一榀横向排架计算单元,计算单元的宽度为纵向相邻柱间距中心线之间的距离,即B=6.000m。
图1计算单元平面图
3.3计算简图
排架的计算简图
图2计算单元剖面图
图3荷载作用位置图
四.荷载计算
各种荷载以及作用位置,如上图
恒载
屋盖结构自重
上部做法1.85kN/m2
屋面梁自重65.5kN
天沟板自重2.54kN/m
则作用于A柱柱顶的屋盖结构自重为[0.5×
65.5+2.54×
6+1.85×
6×
9+1.5×
(4×
1.5+2.1)]×
1.2=264.9kN
柱自重
A(C)柱上柱自重:
1.2×
3.82×
25×
0.16=18.34kN
下柱自重:
1.2×
8.15×
0.17=41.3kN
B柱上柱自重:
0.24=27.5kN
0.19=46.2kN
吊车梁及轨道联接自重:
(40.8+0.38×
6+1.28)=53.3kN
屋面活载:
不上人屋面,其均布活荷载标准值为0.5kN/
1.4×
9×
(0.5+0.3)=60.5kN
吊车荷载
吊车竖向荷载及影响线
图4吊车荷载影响线图
吊车荷载不利位置如图所示,由于每跨只有一台吊车,故吊车荷载不予折减。
跨度16.5m,Q=20/5最大轮压标准值Pmax=195kN。
小车自重标准值G2,k=75KN,吊车额定起重量相对应的重力标准值G3,k=20kN
吊车轮距=4650mm
吊车竖向荷载的计算
边柱吊车竖向荷载DMAx,K、DMIN,K的计算
DMAx,K=PMAx
=195×
(1+0.267)=323.4kN
DMAx=1.4×
247.07=345.9kN
DMIN,K=DMA×
Pmin/Pma×
=53.22kN
吊车横向水平荷载
作用在每一个轮上的吊车横向水平荷载标准值为(对于20/5t软钩吊车,α=0.1)
Tk=0.25×
α(m2+Q)g=0.25×
0.1×
(75+200)=6.88kN
Tmax=Dmax×
Tk/Pmax.k=345.9×
6.88/195=12.20kN
风荷载:
该地区基本风压。
①风荷载体型系数,屋面坡度α=11.3
查GB50009-2001《建筑结构荷载规范》可得风荷载体型系数如图所示。
图5风荷载体形系数图
②风压高度变化系数,该地区地面粗糙度类别为B类