钢筋混凝土单层厂房课程设计说明书.docx

1、钢筋混凝土单层厂房课程设计说明书钢筋混凝土单层厂房课程设计计算书和说明书建筑平面示意图如下：一.构件选型L=24 m（Lk=24-1.5=22.5 m），轨顶标志标高为8.4m，A4级工作级别，软钩桥式吊车Q1=150KN、Q2=200KN两台的工业厂房。1.屋面板04G410-1一冷二毡三油一砂 0.35 = 0.35 kN/m220厚水泥砂浆找平 0.40 = 0.40 kN/m2屋面恒荷载 = 0.75 kN/m2屋面活荷载 0.5 kN/m2荷载组合：组合一：1.20.75+1.40.5=1.6 kN/m2组合一：1.350.75+1.40.50.7=1.5025 kN/m2选Y-WB

2、-2（中间跨）；YWB-2S（端跨）。允许荷载2.05 kN/m2 1.6 kN/m2 ，满足要求。2.屋架04G415（一）屋面板的一冷二毡三油一砂 0.35 kN/m2屋面板的20厚水泥砂浆找平0.40 kN/m2屋面板自重 1.4 kN/m2灌缝重 0.1 kN/m2屋架钢支撑自重 0.05 kN/m2恒荷载 2.3 kN/m2屋面活荷载 0.5 kN/m2荷载组合：组合一：1.22.3+1.40.5=3.46 kN/m2组合一：1.352.3+1.40.50.7=3.595 kN/m2选YWJ24-1Ba（无天窗、挑天沟）允许荷载4.0 kN/m2 3.595 kN/m2 ，满足要求。

3、屋架自重112.75KN（未包括挑出牛腿部分，挑牛腿部分根据标准图集另外计算自重）。3.天沟板04G410-2根据屋架24m确定外天沟宽为770mm，根据天沟荷载（天沟自重除外）选天沟型号。沟壁平均厚度80mm。设落水管水平间距24m，天沟流水坡长12m，焦渣找坡取5，最薄取20mm。防水层 0.40 kN/m220厚水泥砂浆找平 0.40 kN/m265厚焦渣混凝土找坡 0.06514= 0.91 kN/m220厚水泥砂浆抹面 0.40 kN/m2积水按230mm高计 2.3 kN/m2 卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分，按天沟平均内宽b的2.5倍计算。（b=770-190=580mm）q=1

4、.35b(2.50.40+0.40+0.91+0.4+2.3)=6.7635b=3.923 kN/m选用：中间跨：TGB77（无落水洞口） TGB77a、TGB77b（有落水洞口） 边跨： TGB77sa、TGB77sb允许荷载4.26 kN/m3.923 kN/m，满足要求。注：积水荷载取230mm高，比其它活载大，故天沟板验算取积水荷载。当排架分析时仍取屋面活载0.50 kN/m2。4.吊车梁04G323-2当二台吊车Q不相同时，选吊车梁时按Q较大者选（200KN）。按A4级工作级别（按两台吊车考虑），Lk=22.5m，柱距6m，吊车起重量20t，吊车总重 Q=36.5t，小车重g=7.9

5、61t，最大轮压Pk=202.0KN，车宽B=5.5m，轮距W=4.4m，试选用吊车编号。解：假定吊车规格不符合附录一四时，需进行内力验算后套用，按起重量和跨度，试选用DL9或DL10计算长度取 L=5.8m，a=（B-W）/2=（5.5-4.4）/2=0.55m x=(L-a)/2=(5.8-0.55)/2=2.625m 1).承载力计算（按两台吊车考虑）：a.按移动荷载最不利位置吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值：MQK=2PKX2/L=2202.02.6252/5.8= 479.968 kN.m基本组合（不包括梁体和轨道自重）：M=1.41.05MQK =1.41.05479.968=7

6、05.553 kN.m641.8 kN.m M732.8 kN.mb剪力取距梁端约min(1.14,5.8/6)=0.97m 处吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值：VQK=PK(L-0.97)+（L-0.97-( B-W)）/L=298.124 kN基本组合（不包括梁体和轨道自重）：Va=1.41.05 VQK =438.243 kN419.5 kN Va480.5 kN c跨中最大剪力设计值Vz=1.4PkL/2+ L/2-（B-W）/L=240.624 kN216.9 kN Vz249.8 kN2).疲劳计算（按一台吊车考虑）：a按移动荷载最不利位置吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值：MQ

7、K =PKL/4=292.9 kN.mMQK =1.05 MQK =307.545 kN.mMQK328.3 kN.m 376.0 kN.mb. 剪力取距梁端约0.97m 处吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值：VQK=PK(L-0.97)+（L-0.97-W)/L=183.193 kNVQK =1.05 VQK =192.353 kN199.3 kN VQK222.7 kNc. 跨中最大剪力设计值VZ=0.5Pk=1.050.5Pk=106.05 kNVZ113.2kN129.7 kN3).裂缝验算（按两台吊车考虑）：MQK= 479.968 kN.m标准组合（不包括梁体和轨道自重）： M=

8、MQK458.4 kN.m M523.4 kN.m经验算，按A4级吊车梁选用表，采用DL10合适，承载力、疲劳、裂缝均满足要求。5.吊车轨道联结04G3251）. 轨道联结按A4级工作级别，Q=200kN，Lk=22.5m根据吊车规格参数计算最大轮压设计值：Pd=1.051.41.15Pk=1.051.41.15202.0=341.5kN选用：轨道联结DGL-11341.5kN 510 kN 满足要求。吊车梁上螺栓孔间距A=240mm，轨道面至梁顶面距离190mmDGL-11 钢轨 0.387 kN/m联结件 0.086 kN/m弹性垫层 0.004 kN/m混凝土找平层（0.8210/100

9、0+0.02325）=0.583 kN/m 1.060 kN/m2）. 车挡大车速度 V=105.4 m/min 碰撞时大车速度V0=0.5V=0.88 m/sec冲击体重量 G=G0+0.1Q=365+0.1200=385 kN有利因素 =0.8吊车荷载分项系数 Q=1.4缓冲器行程 S=0.14 m作用于车档的吊车纵向水平撞击力：选用：车挡CD-3Fi=86.8kN P2max）：Dmax= P1max(y1+y2)+P2max(y3+y4)= 202（0.267+1）+173（0.817+0.083）=411.63 kN；Dmin= P1min(y1+y2)+P2min(y3+y4)=

10、35（0.267+1）+43（0.817+0.083）=83.045 kN；（T1=（Q+g）/4=0.1（365+79.61）/4=11.11 kN、T2=（Q+g）/4=0.1（350+71.86）/4=10.55 kN）Tmax= T1(y1+y2)+T2(y3+y4)= 11.11（0.267+1）+10.55（0.817+0.083）=23.57 kN7.围护墙等永久荷载G5k(G5k包括JL，QL，墙体，门窗等重量)。240厚墙（双面抹灰）自重 5.24 kN/m3钢窗自重 0.45 kN/m2C1钢窗自重 2.44.20.45=4.54 kNC2钢窗自重 4.24.20.45=7

11、.94 kNC3钢窗自重 4.24.80.45=9.07 kN墙自重 （613.53-4.24.2-4.24.8）5.24=227.3 kNG5k=4.54+7.94+9.07+227.3=248.85 kN 8.风荷载屋面坡度=arctan(3100-1180)/12000=9o15风载体型系数s查规范如下： k=zzso基本风压o =0.55kN/m2风振系数z=1.0 风压高度变化系数按地面粗糙变化类别为B类，查规范如下：离地面（或海面）高度5m10m15m20mz1.001.001.141.25中间按线性插入：柱顶Z1=11.40+0.4=11.80m： z1=1.050檐口Z2=11

12、.40+1.53+0.4=13.30m： z2=1.092屋脊Z3=15.05+0.40=15.45m： z3=1.150排架迎风面和背风面的风荷载标准值分别为：1k=Zs1z1o =1.00.81.0500.55=0.462 kN/m22k=Zs2z2 o =1.0-0.51.0920.55=-0.300kN/m2则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为：q1k=0.4626=2.77 kN/mq2k=0.3006=1.80 kN/mh1=2.3m；h2=1.4mFwk=(s1-s2) z2h1+(s3-s4)z3h2 o 柱距 =(0.8+0.5)1.0922.3+(-0.6+0.5)1.1

13、501.40.556=10.24kN四.横向排架内力分析控制截面为：-上柱底面；-下柱顶面（截面尺寸取牛腿下）；-基础顶面。1恒载作用下的内力计算1） 在G1K作用下内力计算由于结构对称，荷载对称，故结构可取半边计算，上端为不动铰支座。求支反力R的系数C1、C2： M1K作用时， M2K作用时， 内力正向：以截面顺时针旋转为正。M1K=-G1Ke1=-245.0690.05=-12.25 kN.mM2K=-G1Ke2=-245.0690.2=-49.01 kN.mR= （M1KC1+ M2KC2）/h2=(-12.252.035+-49.011.256)/12.3=-7.03 kNV1k=-R

14、=7.03 kN ()求出未知反力R后，求解静定结构的内力： 由图一M=0得：M=12.3V1k- M1K - M2K =12.37.03-12.25-49.01=25.21 kN.m由图二M=0得：M=4.2V1k- M1K =4.27.03-12.25=17.28 kN.m由图三M=0得：M=4.2V1k- M1K - M2K =4.27.03-12.25-49.01=-31.73 kN.m2） 在G2k，G3k，G4k作用下的内力在上述荷载作时柱底端固定上端自由的悬臂柱，属静定结构。M4K = G4Ke4 - G2Ke2 =50.940.35-16.80.2=14.47 kN.mNK=G

15、2k+G3k+G4k=16.8+35.64+50.94=103.38 kN 2.活载Q1K作用下的内力计算Q1K内力图与G1K内力图成比例，比例系数k=Q1K/G1K=38.175/245.069=0.156 3.吊车荷载Dmax作用在A柱上，Dmin作用于B柱上时内力(当Dmin作用于A柱，Dmax作用于B柱上时内力，利用对称性即可求出内力)：MaK = Dmaxe4=411.630.35=144.07 kN.mMbK = Dmine4=83.0450.35=-29.06 kN.mVaK =-C2(MaK - MbK )/2h2=-1.256（144.07+29.06）/（212.3）=-8

16、.84kNVbK =- VaK =8.84kN1）求A柱弯矩：由图一M=0得：M=MaK -12.3VAk =144.07-12.38.84=35.34 kN.m由图二M=0得：M=-4.2VAk=-4.28.84=-37.13 kN.m由图三M=0得：M= MaK -4.2VAk =144.07-4.28.84=106.94 kN.m2）求B柱弯矩：由图一M=0得：M=12.3Vbk- MbK =12.38.84-29.06=79.67 kN.m由图二M=0得：M=4.2Vbk=4.28.84=37.13 kN.m由图三M=0得：M=4.2VAkMbK=4.28.84-29.06=8.07

17、kN.m利用对称性当Dmin作用于A柱时内力图：4.在吊车水平荷载Tmax作用下：当不考虑厂房空间作用时，利用对称性可简化为静定的下端固定上端自由的二阶柱。吊车梁顶：M=0吊车梁底：M=1.2Tmax=1.223.57=28.28 kN.m柱底： M=(8.1+1.2)Tmax=(8.1+1.2)23.57=219.20 kN.m5.在风荷载（Fwk，q1k，q2k）作用下，以左风作用进行计算。（右风作用时，利用对称性A，B两柱内力值对换，符号相反即可，不必另算。）在风荷载作用下柱底端固定上端不动铰支座，超一次静定结构。Vak=-R=0.5Fwk-0.5(q1k-q2k) h2C3=0.510

18、.24-0.5(2.772-1.801)12.30.329=3.16 kN()Vbk=0.5Fwk+0.5(q1k-q2k) h2C3=0.510.24+0.5(2.772-1.801)12.30.329=7.08 kN()求内力图如下：(当左风作用时A柱的内力)由上图Mx=0得： Vx=0= Vak=3.16 kN Vx=0= Vbk=7.08 kN Vx=4.2=3.16+2.7724.2=14.80 kN Vx=4.2=7.08+1.8014.2=14.64 kNVx=12.3=3.16+2.77212.3=37.26 kN Vx=12.3=7.08+1.80112.3=29.23 kN

19、内力图见下图：用同样的方法可求出右风的内力图。 五.荷载组合及最不利内力组合考虑的是以下四种的内力组合：(1)+Mmax及相应的N，V；(2)-Mmax及相应的N，V；(3)Nmax及相应的M，V；(4)Nmin及相应的M，V；以上四种内力组合中的某一种就是我们要寻求的最不利内力（即在截面尺寸，材料强度相同条件下，使截面配筋量最大的内力）。在寻求上述四种内力时，考虑这些荷载同时出现以及同时出现且达到最大值的可能性。为此，我们在寻求最不利内力组合时还要考虑荷载组合。按荷载规范中对于一般排架、框架结构由可变荷载效应控制的组合的表达式为：S=GSGK +Q1SQ1K 及 S=GSGK+ 0.9QiS

20、QiK 据此，对一般排架结构的荷载组合有下列两类：(1) 永久荷载+ 一个可变荷载;(2) 永久荷载+ 0.9(两个或两个以上可变荷载)。内力组合下要点：(1) 内力组合目标是寻找各控制截面的+Mmax，-Mmax，Nmax和Nmin四组内力，内力组合中要注意几种荷载同时出现的可能性以及荷载的折减；(2) 组合原则：恒载恒在，有T必有D，有D可无T；(3) 对-截面无D的荷载效应组合（通常为永久荷载+风荷载），往往起控制作用，因无D时柱计算长度Lo为1.5H2，有D时Lo为H1；(4) 由于R.C受压构件在大偏心受压破坏时，当M接近时，随N而As。组合中应注意次要因素起控制的组合；(5) 荷载

21、效应的标准组合用于裂缝控制和地基的承载力验算。A柱内力汇总表下面根据内力汇总表进行A柱的内力最不利组合计算。计算以下三个截面：截面：上柱下端处；截面：下柱上端处；截面：下柱下端处。（一）截面：1. +Mmax及相应的N，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+1.4SN=1.2(+)+ 1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(17.28+0)+1.437.72=73.544 kN.mN=1.2(245.069+16.8)+1.40=314.24 kN荷载效应组合标准值：M= 17.28+0+37.72=55 kN.mN=245.069+16.8+0=261.87 kN2.-Mmax及相应的N，

22、V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+0.91.4（0.9(+)+）SN=1.2(+)+0.91.4（0.9(+)+）荷载效应组合设计值：M=1.2(17.28+0)+ 0.91.4(0.9(-37.13-28.28)-45.62)=-110.92 kN.mN=1.2(245.069+16.8)+ 0=314.24 kN荷载效应组合标准值：M= 17.28+0-45.62+0.7（-37.13-28.28）=-74.13 kN.mN=245.069+16.8+0=261.87 kN3. Nmax及相应的M，V组合荷载组合项目： SM=1.2(+)+1.4SN=1.2(+)+1.4荷载效应组合设计值：M=1.2(17.28+0)+1.42.91=24.81 kN.mN=1.2(245.06