钢筋混凝土装配式单层单跨厂房设计.docx

1、钢筋混凝土装配式单层单跨厂房设计1XX钢筋混凝土装配式单层单跨厂房设计一、设计资料:1、 工程情况：本工程为了某城市郊区某铸造车间,无抗震设防要求.工艺要求为了一单跨单层厂房,跨度为了18m长度为了66m,柱距为了6 m.选用二台Q=150/30kN的中级工作制桥式吊车,吊车轨顶标高为了m,由于散热要求需设置天窗和挡风板. 厂房采用钢筋混凝土装配式结构.2、 工程地质情况：由勘探资料得知天然地面下处为了褐黄色粘土老土层 ,可作为了根底的持力层,该层土修正后的地基承载力特征值 fa为了105kN/宿.初见地下水位在天然地面下 （标高为了）处,无侵蚀性.3、建筑设计平面、立面和剖曲见图15、图16

2、和图17.4、荷载资料：钢筋混凝土容重 25kN/ m 3钢门窗自重 m3水泥砂浆谷重 20kN/ m（防水层+隔气层）自重 m墙体自重 m 2 （包含双面粉刷）屋面施工荷载 m 2 （沿水平面）屋面积灰分布情况及取值见图 18屋面根本雪压 m 2 （沿水平面）,屋面积雪分布系数见图 19.房屋根本风压 W= m2,风载体型系数见图 9,风载高度改变系数如下:离地高度（m）5101520高度改变系数Z吊车规格如下跨度总重宽度（B）小车重轮距（K）起重量（Qc）取大轮压285 kNkN150/30kN152 kN5、材料强度等级：混凝土：柱用 C30,根底用C20钢筋：柱纵筋用 HRB335其它

3、均用HPB2356、 参考标准图集：X 6m预应力钢混筋凝土屋面板 G410大沟板G410U形钢筋混凝土大窗架G316预应力钢混筋凝土折线形屋架 G415钢筋混凝土吊车梁G323钢筋混凝土根底梁G320柱间支撑CG326吊车轨道联结G15994 o0 030082 0081 0003 0063 - |051II I I0006图面平 51 图8 1 7 6 5 400066000600240024oo90090024 009 0090024 009 0090024009 00900248GPO9L州0024009 009吊图面立61 图0006OOQUO9111042 002400909409

4、4042000 655 .4126co-95co-000 8100060006ooo o +00 3.32 0-61板面屋型大-平找FFD2层0040071 0030081 0552 0540081003 0063 006 0510.3KN/ m2图18UrUs+.000图19O595二、结构选型：选用的结构形式：1、 屋面板：选自G410,见图20板重：m 2 （沿斜面）嵌缝重：m2 （沿斜面）2、 天沟板：选自G410,见图213、 天沟重（包含水重）：根4、 天窗架：I!形钢筋混凝土天窗架选自G316.天窗架及挡风板传到屋架上的重量见图 22图 21R=26.2kNP=11.5kN225

5、、每棉屋架预应力钢混筋凝土折线形屋架选自 G415,屋架轴线图尺寸如图 23所示.重.150 Ji；8850 . 3000 ,1500.1500. 2850 .15018000图236、7、8、9、10、屋盖支撑：选自G415重量为了：m2 （沿水平面）根底梁：选自G320 , b x h=250X 450mm每根自重：吊车梁：选自G323,见图24每根自重：50kN轨道及垫层重：m连系梁与过梁,截面与尺寸见剖面图.柱间支撑：选自550250三、柱截面尺寸与高度确实定图24根底采用单独杯形根底,根底顶面标高为了-柱顶标高为了,牛腿顶面标高为了.柱子尺寸：上柱高Hu11.4m7.8m3.6m下柱

6、高Hl7.8m0.6m8.4m柱总高h11.4m0.6m12.0ma ）、柱子高度:400 ii400 L催11.10 3 一v r240 H175022,7.80022+0.000b ）、柱截面尺寸：建议上柱为了方形截面,258002-2b X h=400 X 400mm下柱为了工字形截面,=400 X 800 X 150mm牛腿尺寸、柱下端矩形截面局部高度尺寸见图特征值为了：bx hx h f25.柱截面几何. ._ 一 5 2Ai 1.6 10 mm .一 一 9 2Ii 2.13 10 mmgi4.0kN /m5 2 9 2A2 1.775 10 mm 12 14.38 10 mm g

7、2 4.44kN / m四、荷载计算1、恒载(1)屋盖恒载(防水层+隔气层)自重 0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 20kN / m3 0.02m 0.40kN / m3预应力混凝土屋面板(包含灌缝) 1.40kN / m2屋盖钢支撑 0.05kN/m22.2kN /m2天窗架天沟重(包含水重)37.7kN17.4kN /根屋架重力荷载为了60.5kN /棉,那么作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：2 一 一 一 一 一 一 一G1 1.2 (2.2kN/m 6m 18m/2 60.5kN/2 37.7kN 17.4kN) 244.98kN(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值：G3 1.

8、2 (50kN 0.8kN /m 6m) 65.76kN(3)柱自重重力荷载设计值：上柱 G4A G4B 1.2 4kN /m 3.6m 17.28kN下柱 G5A G5B 1.2 4.44kN / m 8.4m 44.76kN上 门 F 比 111 /V 11S26 作用位直2、 屋面活荷载屋面活荷载标准值为了 0.5kN / m2,学荷载标准值为了0.2kN / m2 ,后者大于前者,故仅按前者计算.屋面积灰荷载为了(0.3kN/m2 3m 0.75kN/m2 3m 0.3kN/m2 3m) 6m 24.3kN作用于柱顶屋面活荷载设计值为了：Q1 1.4 (0.5kN/m2 6m 18m/

9、2 24.3kN) 71.82kNQ/乍用位置与G1作用位置相同.如图26.3、 风荷载按k z s z o计算,其中 o 0.55kN/m2, z 1.0 , z根据厂房各局部标高及B类地面粗糙度确定:柱顶（标高）1.039檐口（标高） z 1.098屋顶（标高） z 1.182排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为了:1.0 0.80.457kN /m1.0 0.40.286kN /m2k4 /1.039 0.55kN/m21.039 0.55kN/m2IO.1-1.Il谶如加国祚那么作用于排架计算简图（图27）上的风荷载设计值为了：2q1 1.4 0.457kN / m6m 3.84kN

10、/mq2 1.4 0.286kN /m26m 2.40kN /m屋架各点处的z :标高（m）z13.9516.6214.55nFW Q (n 1s zh) z 0 B0(0.8 0.5)2.1 1.098(0.3 0.6)0.45 1.1111.42.67 1.176 (0.8 0.6)2.04 1.175 0 33.40 kN4、吊车荷载150/30kN 吊车的参数为了：B 5.5m, K 4.4m, g 71.9kN,Q 150kN, Fp,max 152kN.根据重力荷载之间的平衡关系： 2(Fp,max Fp,min) G Q g得：Fp,min 65.5kN.根据B及K,可算得吊车梁

11、支座反力影响线中各轮对应点的竖向坐标,如图 28.图18修车有叔作川下丸里反力的影响线(1)吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为了：Dmax QFp,max yi 1.4 152kN(1 0.808 0.267 0.075) 457.52kNDmin QFp,min V 1.4 65.5 2.15 197.155kN(2)吊车横向水平荷载作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力计算：11, 、T (Q g) 0.1 (150kN 71.9kN) 5.548kN4 4作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算Tmax qT yi 1.4 5.548 2.15 16.7kN五、排架内力分析柱剪力安排系数柱

12、子n Iu/IlHu/HCo 3 /1 3(1/n 1)H 3/CoEIl1/ ii 1/ iA, Bn 0.1480.300CO 2.596io H 3a b 0.268 10EA B 0.51、恒载作用下的排架内力分析,计算简图如图29 (a)GiG1 244.98kN,G2 G3 G 上1 62.32kN 17.28kN 81.60kNG3G 下 1 44.76kN.Mi244.98kN 0.05m 12.25kN/mM2(G1 G 上 i)60 G303(244.98kN 17.28kN) 0.2m 64.32kN 0.35m 29.94kN排架为了对称结构且作用对称荷载, 排架结构无

13、侧移,故各柱可按柱顶为了不动皎支座计算内力.对于 A、B柱 n 0.148, 0.300.RaRb2(1 1)n21 3(1 1)n31MiM2C1 H H4.96kN1.971,C312.25kN1 2- 1.1812 1 3 ( 1)nm 1.971 29.94kN m 1.184124.96 kN求得R后,由于平衡条件可得各柱截面的弯矩和剪力.柱各截面的轴力为了该界面以上重力荷载之和,恒载作用下的轴力弯矩如图 29 (b) (c).2、屋面活荷载作用下的排架内力分析排架计算简图如图30 (a).其中Qi 71.82kN ,它在柱顶及变阶处引起的力矩为了:M1A, 71.82kN 0.05

14、m 3.59kNm,M2A 71.82 0.20 14.36kN m,C1 1.971,C3 1.181 那么RaM1AHC1M2AC3H 33.59kN m 1.971 14.36kN m 1.181 2.00kN()排架各柱的弯矩轴力图如图 30 (b) (c). m看下tw#由力待3、风荷载作用下的排架内力分析(1) 左风吹时计算简图如图31 (a).A,B 柱 n 0.148, 0.300有表得4 131 (- 1)C11 n0.3403 181 3(- 1)nRaq1HCn3.84kN/m 12m 0.3415.7kN()Rbq2HCn2.4kN/m 12m 0.349.792kN(

15、)rRa RbFw 15.7kN 9.79kN33.43kN58.92 kN ()各柱顶男力分别为了：VaRa aR15.7kN 0.5 58.92kN17.36kN()VbRb bR9.79kN 0.5 58.92kN19.67kN()(2) 右风吹时由于死单跨,与左风吹情况相同,内力反向,计算简图和内力图如图 32.布嫩k楠就力会析4、吊车荷载作用下排架内力分析(1)Dmax作用于A柱计算简图如图33(a),其中吊车竖向荷载Dmax , Dmin在牛腿顶面处引起的力矩为了Ma Dmaxe3 457.52kN 0.35m 160.13kN ma max 3Mb Dmine 197.16kN

16、0.35m 69kN m对丁 A柱,C3 1.18,那么RaRbR排架各柱顶剪力分别为了:M A八C3Mb rTC3Rb160.13kNm c 、1.18 15.7kN()12m 69kN m 12m 15.7kN1.18 6.79kN ()6.79kN 8.91kN()Va RaVb RbaR 15.7kN 0.5 8.91kN 11.25kN()bR 6.79kN 0.5 8.91kN 6.79kN()排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图33 (b) (c).I 53 De倘标山I帝；方1| -（1）Dmax作用于B柱由同理可得,内力图如图 34.当作用吊车横向水平荷载时,排架计算简图如

17、图35 (b).Va Ra aRVb Rb bR排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图对于 A柱,n 0.148, 0.300, a (3.6m 1.2m)/3.6m 0.670,那么3 (1 a)(1 a)22 3a - (2 3a)C5 n 0.627nRa TmaxC5 16.70kN 0.627 10.48kN()同理,对于 B柱,n 0.148, 0.305, a 0.670,C5 0.627那么Rb TmaxC5 16.70kN 0.627 10.48kN()R Ra Rb10.48kN ( 10.48kN) 20.96kN()各柱顶剪力为了:10.48kN 0.5 ( 20.96)kN

18、010.48kN 0.5 ( 20.96)kN 035 (a).r idl I、I ,架内枫布六、内力组合表1 A 柱内力设计值汇总表柱号及正向内力何载类别恒载屋血活载吊车竖向荷载吊车水平荷 载风荷载Dmax作用在A柱Dmax作用在B柱左风右风序号PI IM-N00000bnM-N000mmM-1_N00071 hV-注：M（单位为了kN m）, V（单位为了kN ）.表2 A 柱内力设计值组合表截面M max及相应M , NMmax及相应N,VNmax及相应M,VNmin及相应M ,VMk,Nk备注I IM+(+)+(+)+-+(+)+-+(+)+-Nmax 一项取 1.35Sgk0.7 1

19、.4SqkNn nM+(+)+ (+)-+(+)+-NmM+(+)+(+)+-+(+)+NV-Mk-NkVk-注：M（单位为了kN m）, N（单位为了kN ）, V（单位为了kN ）七、柱截面设计混凝土强度等级为了 C30, fc 14.3N / mm2, ftk 2.01N / mm2 ；采用 HRB335钢筋,fy 300N/mm2, b 0.518.上下柱均采用对称钢筋.上柱配筋计算 有内力组合表可见,上柱截面共有 4组内力取均为了大偏压,选取一组最不利荷载组合. M 123.82, N由附表查的有吊车厂房排架方向上柱的计算长度取 20mm （大于 400mm/30 ）.M 123.8

20、2 106N mm eo 472.1mm,eiN 262260N10/h 7200mm/400mmfy1、别,0.5 fcA2 1.150.0也 h( = )ei h1400 Lh.1 fcbh01.0x 2as进行计算.h/2h0 400mm 40mm262.26l0 2 3.6m 7.2m.e0 ea 472.1mm18 5,故应考虑偏心距增大系数0.5 14.3N /mm2 4002mm2 “c 4.362262260N1.150.01 (78) 0.97400mm1 1(迪m) 1.01400 (27) 400mm 360mm262260N 2 14.3N / mm 400mm 360

21、mm0.127360mm,经判附加偏心距ea20mm 270mm1.00.97 1.1642as h80mm 八 ccc0.222360mmas 1.164 270mm 400mm/2Ne40mm412.8mm262260N 412.8mmfy(h as )2、1256mm ),那么满足要求2 .300N / mm (360mm 40mm)AS/(bh) 1256mm2选用4 20（As0.785% 0.2%,由附表,得垂直于排架方向柱的计算长度 l0 1.25 3.6m4500mm/400mm 11.25,0.961.21127.7 mm2/(400mm 400mm)4.5m,那么 l/bN

22、u 0.9 (fcA fy AS ) 0.9 0.961 (14.3N/mm2300N / mm2 1256mm2 2) 2630.94kN Nmax 345.32kN满足弯矩作用平面外的承载力要求.400mm 400mm2、下柱的配筋计算取h0 800mm 40mm 760mm,与上柱分析方法类似,在内力组合表的 8组内力中选取以下2组最不利内力.M 414.77kNm, N 371.31kN.536.52kN m, N 531.01kN.8.6m,附加偏心距 ea 800mm/30 26.67mm(大于 20mm), b 100mm, bf414.77 106 N mm400mm,hf15

23、0mm.M e.N371310Ne0 ea 1117mm 26.67mm 1143.7 mm由 l0 /h8600 mm/800mm 510.75 515,故应考虑偏心距增大系数.且取 按 M 414.77kN m, N 371.31kN.计算下柱计算长度取l0 1.0,Hl2 1.0.0.5fcA c1N0.5 14.3N / mm2 400mm 800mm 300mm (800mm 2 150mm 25mm)371310N3.42 1.0 取 1 1.0.ei故为了大偏心受压.1 I01 (?)ei h1400 二 h.1.055 1143.7mm先假定中和轴位于翼缘内,那么N11143.

24、7mm、1400 ( )760mm1206.6 mm 0.3h371310Nfcbf21.0 14.3N / mm 400mm8600mm( )1.0 1.0 1.055800mm0.3 760mm 228mm64.9mm 150mmas 1206.6mm 800mm 40mm 1566.6 mmNeAs As21 fcbf x(h0 x/2) 2 371310N 1566.6mm 1.0 14.3N/mmfy(h as)400mm 64.9mm (760mm 64.9mm/2) /300N/mm2 (760mm 40mm) 21442.6mm(2)按 M 536.52kN m, N 531.

25、01kN.计算综合上述计算结果,下柱截面选用 面外的承载力亦,满足要求.计算方法同上述相同.计算过程从略,计算结果 A AS 1833.6mm2.3、柱的裂缝宽度验算标准规定,对e0 / h04_25( AS 1964mm2)按此配筋,经验算柱弯矩作用平0.55的柱应进行裂缝宽度验算.上柱及下住均出现 e/h0 0.55的内力.故应进行裂缝宽度验算. 验算过程见表3,其中上柱As 1256mm2, 下柱As 1964mm2, Es 2.0 105N/mm2 ；构件特征系数 cr 2.1,混凝土保护层厚度c取25mm.柱截面上柱下柱内力标准值M k /(kN m)Nk / kNe0 M k /

26、N k /mm406.2 0.55h0900 0.55 h0Aste _ 0.5bh (Bf b)hf0.0157 0.01,取te 0.01s 11B)2 4000e0 / h0 h1.0(-0 14)he e0 h/ 2 as / mm1260f hf (bf b)/bh0h0z 0.87 0.12(1 f )()h0/mm eN,e z) 2.sk /( N / mm )Asz1.1 0.65te skmax cr (i.9c 0.08四)/mmEs te（满足要求）（满足要求）表3 主的裂缝宽度验算表4、柱的箍筋配置非地震区的单层厂房柱, 其箍筋数量一般有构造要求, 上、下柱均选用5、牛腿设计8200箍筋.根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要