单厂计算书解析.docx
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单厂计算书解析
单层厂房课程设计
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
成绩：
一、任务书4
二、材料的选用6
三、计算简图6
四、荷载的计算8
1、恒载9
（1）屋盖9
（2）柱自重10
（3）吊车梁和轨道零件自重10
（4）墙自重10
2、屋面活载11
3、吊车荷载11
4、风荷载14
五、内力分析17
1、屋盖荷载作用下17
2、柱、吊车梁及轨道连接等自重作用下22
3、吊车荷载作用下22
4、风荷载作用下44
六、内力组合47
1、B柱47
（1）Ⅰ-Ⅰ截面47
（2）Ⅱ-Ⅱ截面49
（3）Ⅲ-Ⅲ截面50
2、C柱52
（1）Ⅰ-Ⅰ截面52
（2）Ⅱ-Ⅱ截面53
（3）Ⅲ-Ⅲ截面55
七、排架柱截面设计56
1、B柱56
（1）上部柱配筋计算56
（2）下部柱配筋计算58
（3）裂缝宽度验算61
（4）箍筋配置62
（5）牛腿设计62
（6）排架柱吊装验算63
（7）排架柱基础设计66
1、作用在基础底面内力66
2、初步确定基础尺寸67
3、地基承载力验算69
4、基础受冲切承载力验算70
5、基础底板配筋计算71
2、C柱73
（1）上部柱配筋计算73
（2）下部柱配筋计算76
（3）裂缝宽度验算78
（4）箍筋配置79
（5）牛腿设计80
（6）排架柱吊装验算81
（7）排架柱基础设计83
1、作用在基础底面内力83
2、初步确定基础尺寸85
3、地基承载力验算87
4、基础受冲切承载力验算87
5、基础底板配筋计算89
一、任务书
1、设计题目
某装配车间双跨厂房。
2、设计内容
1、计算排架所受的各项荷载。
2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。
3、边柱（单学号A轴线、双学号C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。
4、绘制施工图：
柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。
3、设计资料
1、装配车间为两跨厂房，跨度吊车起重量根据学号（括号内数字）按表1选取。
表1
AB跨
跨度
（m）
BC跨
跨度
（m）
吊车起重量（t）
牛腿顶面标高
（m）
建设地点
15
15/3
20/5
30/5
50/5
18
24
（1）（26）
（2）（27）
（3）（28）
（4）
（5）
7.8
西安
21
27
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
8.1
上海
24
30
（11）
（12）
（13）
（14）
（15）
8.4
北京
27
18
（16）
（17）
（18）
（19）
（20）
8.7
广州
30
21
（21）
（22）
（23）
（24）
（25）
9.0
咸阳
厂房总长120m，中间设一道伸缩缝，柱距6m。
厂房标高：
室内地面±0.000，室外地面-0.300。
2、吊车其它参数参见“5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62系列）”。
3、自然条件：
基本风压、基本雪压取值等均根据工程地点查阅相关设计规范确定。
地面粗糙度类别为B类；无抗震设防要求。
4、厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层6m为均匀粘土，地基承载力特征值=180kPa，土的天然重度为17.5kN/m3，土质分布均匀。
下层为粗砂土，地基承载力特征值=300kPa，地下水位-4.5m。
5、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：
1）屋架采用梯形钢屋架，按《建筑结构荷载规范》附录A“常用构件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kN/m2；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。
屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。
2）吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高1200mm，自重标准值46kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。
3）天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。
天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。
4）天沟板自重标准值为2.02kN/m。
6、围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2kN/m2。
钢窗：
自重0.45kN/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。
围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm×450mm。
基础梁自重2.7kN/m。
7、材料：
混凝土强度等级C25~C30；柱的纵向钢筋采用HRB400，基础配筋HRB335。
其余钢筋HPB300。
8、屋面卷材防水法及荷载标准值如下：
三毡四油防水层上铺小石子：
0.4kN/m2；
25mm厚水泥砂浆找平层：
0.5kN/m2；
100mm厚珍珠岩制品保温层：
0.4kN/m2；
一毡二油隔汽层：
0.05kN/m2；
25mm厚水泥砂浆找平层：
0.5kN/m2；
6m预应力大型屋面板：
1.4kN/m2。
4、设计要求
1、计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。
2、计算书装订：
封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，可电子录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。
3、计算书部分表述符合专业要求。
所有示意图、表格都有编号，安排在正文引用的附近位置。
示意图线条规整、字迹清楚、整洁。
4、施工图符合建筑制图规范的要求。
计算书
二、材料的选用
选用C30混凝土，基础垫层选用C10混凝土。
纵向钢筋选用HRB400钢筋，基础选用HRB335钢筋，箍筋牛腿处选用HRB335，其他选用HPB300钢筋
三、计算简图的确定
初步定基础离室外地坪0.85m，室外地坪标高-0.3m。
选一榀排架计算。
（1）负荷范围如图1
（2）排架计算简图如图2
（3）柱顶标高（屋架下弦标高）
牛腿标高7.8m，吊车梁高1.2m，查“5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62系列）”得轨道及垫层构造高度0.2m，轨道顶以上高度左跨2.05m，右跨2.15m，取较大的2.15m，屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度220mm，故柱顶标高=7.8+1.2+0.2+2.15+0.22=11.57m
（4）上柱高：
下柱高：
基础顶面以上柱总高：
（5）柱截面：
上柱选矩形截面，下柱选工字型截面
基础顶至吊车梁顶高度
查厂房柱截面形式和尺寸参考表（中级工作制）
轨顶高度=10.15+0.2=10.35m
所以边柱，即A、C柱选用：
上柱400mm×400mm
下柱
中柱，即B柱选用：
上柱400mm×600mm
下柱
截面示意图如图3图4
（6）截面几何特征
1、A、C轴线柱
上柱：
单位长度自重：
惯性矩
回转半径
下柱：
单位长度自重：
惯性矩：
2、B轴线柱
上柱：
单位长度自重：
惯性矩
回转半径
下柱：
单位长度自重：
惯性矩：
四、荷载计算
1、恒载
（1）屋盖自重标准值，包括天窗自重，屋面自重，屋架自重
屋面自重均布荷载：
A柱=3.25×6×18÷2=175.5KN
C柱=3.25×6×24÷2=234KN
B柱=C柱+A柱=409.5KN
屋架自重传来的荷载：
A柱=（0.12+0.11×18）×6×18÷2=17.17KN
C柱=（0.12+0.11×24）×6×24÷2=27.65KN
B柱=C柱+A柱=44.82KN
天窗架传来荷载：
A柱=34KN
C柱=34KN
B柱=C柱+A柱=68KN
天沟板传来的荷载：
A柱=2.02×6=12.12KN
C柱=2.02×6=12.12KN
B柱=C柱+A柱=24.24KN
所以：
屋架架于柱上，端部离边柱外截面150mm，所以A、C柱偏心距为50mm，B柱偏心距为0.计算简图见图5.
（2）柱自重：
上柱:
下柱：
（3）吊车梁和轨道零件自重
（4）墙自重
基础标高-1.15m，柱顶标高11.57m，屋架侧端高度1.4m
所以檐口标高=11.57+1.4=12.97m。
基础高0.45m
多以墙体净高=12.97+1.15-0.45=13.67m
窗宽4.0m，高4.8m
所以基础以上墙体自重：
恒载计算简图如图6、7、8
2、屋面活载
不上人屋面活载取值（选自《建筑结构荷载规范》GB50009-2012）
查《建筑结构荷载规范》GB50009-2012附录D表D.5得：
西安50年风压0.35，雪压0.25<屋面活载所以不考虑雪荷载
屋面活荷载计算简图见图9
3、吊车荷载
查“5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62系列）”得15/3吊车A4工作级别：
查《建筑结构荷载规范》GB5009-2012，本题目多台吊车折减系数β=0.9
AB跨：
计算简图及影响线如图10
BC跨：
计算简图及影响线如图11
吊车横向水平荷载标准值：
《建筑结构荷载规范》GB5009-2012规定，考虑多台吊车水平荷载时，对于单跨或双跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于两台，所以，当只考虑一跨布两台吊车时，对于AB跨
对于BC跨
当考虑两跨都布置吊车，此时排架方向每一跨只能布置一台吊车，重新画影响线。
示意图如图12
AB跨:
BC跨：
4、风荷载：
查《建筑结构荷载规范》GB5009-2012，本地区基本风压
迎风面第二跨天窗面的：
柱顶至基础顶面高度：
12.72m
查《建筑结构荷载规范》GB5009-2012，
风压高度变化系数：
10m时1.0；15m时1.13
体形系数如图13
左风：
柱顶：
对于柱顶以上屋盖所受风力划分为各部分受力面积如图14
受风面积编号
风压计算位置处距室外地坪高度
13.27
13.57
15.97
16.27
1.077
1.085
1.14
1.149
风振系数
受风面积编号
方向
+0.8
6×1.4×1×0.8×1.077×0.35=2.53
→
-0.2
-6×0.3×1×0.2×1.085×0.35=-0.137
←
+0.6
6×2.6×1×0.6×1.14×0.35=3.73
→
-0.7
-6×0.3×1×0.7×1.149×0.35=-0.507
←
-0.7
-6×0.3×1×0.7×1.149×0.35=-0.507
←
-0.6
-6×2.6×1×0.6×1.14×0.35=-3.73
←
-0.5
-6×0.3×1×0.5×1.085×0.35=-0.342
←
-0.5
-6×0.3×1×0.5×1.085×0.35=-0.342
←
+0.6
6×2.6×1×0.6×1.14×0.35=3.73
→
-0.6
-6×2.6×1×0.6×1.14×0.35=-3.73
←
-0.6
-6×2.6×1×0.6×1.14×0.35=-3.73
→
-0.5
-6×2.6×1×0.5×1.14×0.35=-3.11
→
-0.4
-6×0.3×1×0.4×1.085×0.35=-0.273
→
-0.4
-6×1.4×1×0.4×1.077×0
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