單層工業(yè)廠房課程設(shè)計(jì)

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文檔簡介

1、　　單層工業(yè)廠房　　課程設(shè)計(jì)　　學(xué) 院：建筑與土木工程學(xué)院 　　班級(jí)： 09土木本一　　姓名： &

2、lt;p>　　學(xué) 號(hào)： 　　指導(dǎo)老師： 　　第一章設(shè)計(jì)資料　　1.1設(shè)計(jì)資料　　設(shè)計(jì)題目&

3、lt;/b>　　單層工業(yè)廠房課程設(shè)計(jì)　　主要內(nèi)容　　完成結(jié)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)布置；　　編制荷載、內(nèi)力計(jì)算說明書；　　內(nèi)力計(jì)算到基礎(chǔ)頂面即可，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不作要求；<p

4、>　　柱（中柱或邊柱）配筋計(jì)算；　　柱（中柱或邊柱）牛腿尺寸確定和配筋計(jì)算；　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制排架柱（中柱或邊柱）結(jié)構(gòu)施工圖（模板圖、配筋圖）。　　使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：　　建筑地點(diǎn)：××市郊區(qū)<p

5、>　　某單層單跨鋼筋混凝土裝配車間跨度18米，長66米，柱距6米。　　內(nèi)設(shè)兩臺(tái)A5級(jí)橋式吊車，吊車噸位及軌頂標(biāo)高見設(shè)計(jì)分組。廠房室內(nèi)地坪標(biāo)高為±0.000m，室外地坪標(biāo)高為－0.300m，基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)地面距離自行確定。　　自然條件：基本風(fēng)壓、基本雪壓取值等均根據(jù)工程地點(diǎn)查閱相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范確定。地面粗糙度類別為B類；無抗震設(shè)防要求。<

6、/p>　　屋面做法：二氈三油坊水層上鋪小豆石（0.35kN/m2）　　20mm厚水泥砂漿找平層（0.4 kN/m2）　　100mm厚加氣混凝土保溫層（0.60 kN/m2）　　冷底子油一道、熱瀝青二道（0.05 kN/m2）　　預(yù)應(yīng)力屋面板

7、（自重查相關(guān)圖集）　　廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況：　　屋面板采用G410標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力大型混凝土屋面板，自重標(biāo)準(zhǔn)值為1.4 kN/m2；　　天溝板采用G410標(biāo)準(zhǔn)圖集中的TGB68-1溝板，自重標(biāo)準(zhǔn)值為1.91 kN/m2； 　　屋蓋支撐自重0.05 kN/m2；（沿水平

8、方向）　　吊車梁采用G323標(biāo)準(zhǔn)圖集中鋼筋混凝土吊車梁，梁高為1200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值39.5 kN/根；軌道及零件自重0.8 kN/m，軌道高度取0.2m；　　屋架采用G415標(biāo)準(zhǔn)圖集中預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線型屋架，自重69.0 kN/榀，屋架底部至頂部高度為2950mm，屋架在檐口處高度為1650mm。<

9、b>　　材料選用：　　混凝土：C30；　　鋼筋：主要受力鋼筋為HRB335鋼筋，構(gòu)造鋼筋為HPB235　　鋼筋直徑 d<12mm時(shí)用HPB235鋼筋；d12mm時(shí)用HRB335鋼筋

10、設(shè)計(jì)分組　　第二章廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件及排架柱材料選用　　2.1 廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況　　2.1.1 屋面做法　　兩氈二油防水層上鋪小石子： 0.35kN/m　　20mm水泥沙漿找平

11、層： 0.4kN/m　　100mm厚加氣混凝土保溫層： 0.6kN/m　　冷底子油一道，熱瀝青兩道： 0.05kN/m　　20mm水泥沙漿找平層： 0.4kN/m&

12、lt;p>　　合計(jì)： 　　屋面活荷載： 　　屋面外荷載： 　　屋面板采用G410標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力大型混凝土屋面板，自重標(biāo)準(zhǔn)值為1.4

13、 kN/m2　　板自重： 　　灌縫重： 　　2.1.2屋架　　屋架采用G415（一）標(biāo)準(zhǔn)圖集的預(yù)應(yīng)力混凝土

14、折線型屋架（YWJ—21—1Ba）　　允許外荷載： 4.00kN/m　　屋架自重： 　　2.1.3天溝板　　天溝板采用

15、G410（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集。　　中間跨： TGB68—1　　中間跨左開洞： TGB68—1b　　中間跨右開洞： TGB68—1a</p&g

16、t;　　端跨左開洞： TGB68—1sb　　端跨右開洞： TGB68—1sb　　構(gòu)件自重： 1.91kN/m<

17、;b>　　2.1.4吊車梁　　吊車梁選用G323（二）標(biāo)準(zhǔn)圖集,中級(jí)工作制備，兩臺(tái)起重量為10t的吊車, ,選用吊車梁：邊跨DL—11B：構(gòu)件自重：。　　吊車軌道聯(lián)接選用G325標(biāo)準(zhǔn)圖集,中級(jí)吊車自重：。　　2.2排架柱材料選用　　(1) 混凝

18、土：采用C30。　　(2) 鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335級(jí)。　　(3) 箍筋：采用HPB235級(jí)。　　(4) 型鋼及預(yù)埋鐵板均采用I級(jí)。　　第三章排架柱高與截面計(jì)算　　3.1排架柱高計(jì)算</b&g

19、t;　　由吊車資料表可查得：H＝2600mm,軌頂墊塊高為200mm。　　牛腿頂面標(biāo)高＝軌頂標(biāo)高－吊車梁－軌頂墊塊高　　＝10.2－1.200－0.200　?。?.800m(取8.80m)　　柱頂標(biāo)高＝牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高+

20、軌頂墊塊高+H+0.220　　＝9.00+1.200+0.200+2.6+0.220　?。?3.22m (取13.3m)　　上柱高＝柱頂標(biāo)高－牛腿頂面標(biāo)高　　＝13.3-8.800=4.500m　　全柱高＝柱頂標(biāo)高－基頂標(biāo)高&l

21、t;/p>　　＝13.300－(－0.300)＝10.600m　　下柱高＝全柱高－上柱高　?。?3.600－4.500＝9.100m　　實(shí)際軌頂標(biāo)高＝牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高+軌頂墊塊高　?。?0.2m<

22、;/p>　　則 (10.2m－10m)÷10m＝0.02＜0.220 滿足要求。　　3.2排架截面尺寸計(jì)算　　截面尺寸需要滿足的條件為：b≧H/22＝205mm.h≥H/12＝375mm　　取柱截面尺寸為：上柱：（b×h）＝400×400</p

23、>　　下柱：I(b×h×b×h)＝400×1000×100×150（如圖3-1）　　圖3-1 下柱截面圖　　計(jì)算參數(shù)　?、偕稀⑾轮孛鎽T性矩I

24、上柱Iu＝1/12×0.4×0.53＝0.0042m4　　下柱Il＝1/12×0.4×1.03+2×1/12×（0.15+0.025/3）×（0.95+1/3×0.025×2）3＝0.0256m4 　?、谏?、下柱截面面積A

25、　上柱Au＝0.4×0.5＝0.2m2　　下柱Al＝0.4×1.0-2×[（0.95+1.0）/2×0.15]＝0.1975m2　　③上柱與全柱高比值λ　　λ＝4.5/13.6＝0.331　　④慣性矩比值n<

26、/b>　　n＝Iu/Il=0.0042/0.0256=0.164　　排架計(jì)算簡圖如圖3-2所示。　　圖3-2 排架計(jì)算簡圖　　第四章排架柱上的荷載計(jì)算　　4.1屋蓋自重計(jì)算<

27、/p>　　1.2×（1.80+1.30+0.10）×6×+1.2×69.0×0.5=248.76KN(作用在柱頂)　　4.2柱自重計(jì)算　　上柱：（作用于上柱中心線）　　下柱：<

28、;/b>　　4.3吊車、吊車梁及軌道自重計(jì)算　　4.4屋面活荷載計(jì)算　　4.5吊車荷載計(jì)算　　豎向荷載：275kN, 57.5kN, K=4700mm, B=6100mm, 347.5kN, 117kN。

29、　　（圖4-1）影響線　　根據(jù)B與K，由影響線（見圖4-1）　　可以求得　　＝0 ＝0.767　?。?.00, ＝0.217 <

30、;p>　　由上求得　　吊車水平荷載為　　則　　→ ←)　　其作用點(diǎn)到柱頂?shù)拇怪本嚯x<

31、p>　　4.6風(fēng)荷載計(jì)算　　基本風(fēng)壓:　　風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz按B類地區(qū)考慮，根據(jù)柱頂標(biāo)高13.3m，查看《荷載規(guī)范》用內(nèi)插法得, 對(duì)Fw按檐口標(biāo)高14.42m, 得，風(fēng)載體型系數(shù)μs1＝+0.8, μs2＝-0.5,<b&g

32、t;　　則　　柱頂風(fēng)荷載集中力設(shè)計(jì)值：　　第五章內(nèi)力計(jì)算　　5.1作用內(nèi)力計(jì)算　　5.1.1 作用(排架無側(cè)移)

33、　　由, ,則：　　故作用下不動(dòng)鉸承的柱頂反力為　　(→)　　同時(shí)有　　故在作用下不動(dòng)鉸承的柱頂反力為　　(→)&l

34、t;/b>　　故在共同作用下（即在G作用下）不動(dòng)鉸支承的柱頂反力為　　(→)　　相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-1所示　　圖5-1 恒荷載作用下的內(nèi)力　　(a)G的作用；(b)M圖(kN

35、·m)；(c)N圖（kN）　　5.2 屋面活荷載內(nèi)力計(jì)算　　對(duì)于單跨排架，與一樣為對(duì)稱荷載，且作用位置相同，但數(shù)值大小不同。故由的內(nèi)力計(jì)算過程可得到的內(nèi)力計(jì)算數(shù)值；　　(→)　　相應(yīng)的計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖如圖5-3 所示。&l

36、t;/p>　　圖5-3 Q作用計(jì)算簡圖及內(nèi)力圖　　(a)Q的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)　　5.3 吊車豎向荷載作用內(nèi)力計(jì)算　　當(dāng)Dmax,k作用在A柱時(shí)　　A柱</

37、p>　　B柱　　與恒載計(jì)算方法相同，可得C3=1.127　　A柱　　B柱　　A柱與B柱相同，剪力分配系數(shù)&

38、lt;p>　　內(nèi)力圖如圖（11）　　圖（11）吊車豎向荷載作用下內(nèi)力圖　　吊車豎向荷載作用，Dmin，k在A柱，Dmax,k在B柱。A柱內(nèi)力相當(dāng)于Dmax,k在A柱時(shí)B柱的內(nèi)力，但彎矩、剪力符號(hào)相反；B柱內(nèi)力相當(dāng)于Dmax,k在A柱是A柱的內(nèi)力，但彎矩、剪力符號(hào)相反,在此不再做計(jì)算。&l

39、t;p>　　吊車水平荷載作用下：　　當(dāng)Tmax向左作用時(shí)　　由規(guī)范公式可得 　　Tmax向左作用的M圖、N圖如圖（12）所示。　　圖（12）吊車水平荷載作用下內(nèi)力圖　　Tmax向右作用的M圖、N圖于上述情況相反。

40、　　5.4 風(fēng)荷載作用下：　　風(fēng)從左向右作用，在q1和 q2 作用下，由規(guī)范公式：　　風(fēng)荷載作用下的M、N圖如圖（13）　　當(dāng)風(fēng)從右向左吹時(shí)，其M、N圖與上述情況相反。　　圖（13）風(fēng)荷載作用下內(nèi)力圖&l

41、t;p>　　5.6最不利荷載組合。　　由于本例結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故只需對(duì)A柱（或B柱）進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，其步驟如下：　?。?）確定需要單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目。本工程為不考慮地震作用的單跨排架，共有8種需要單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目，由于小車無論向右或向左運(yùn)行中剎車時(shí)，A、B柱在T作用下，其內(nèi)力大小相等而符號(hào)相反，在組合時(shí)可列為一項(xiàng)。因此，單獨(dú)考慮的荷載項(xiàng)目共有7項(xiàng)。

42、　?。?）將各種荷載作用下設(shè)計(jì)控制截面（I—I、II—II、III—III）的內(nèi)力M、N（III—III截面還有剪力V）填入組合表5-1 。填表時(shí)要注意有關(guān)內(nèi)力符號(hào)的規(guī)定。　?。?）根據(jù)最不利又最可能的原則，確定每一內(nèi)力組的組合項(xiàng)目，并算出相應(yīng)的組合值。計(jì)算中，當(dāng)風(fēng)荷載與活荷載（包括吊車荷載）同時(shí)考慮時(shí)，除恒荷載外，其余荷載作用下的內(nèi)力均應(yīng)乘以0.85的

43、組合系數(shù)。　　排架柱全部內(nèi)力組合計(jì)算結(jié)果列入表5-1。　　表5-1 排架柱內(nèi)力組合表　　第六章排架柱設(shè)計(jì)　　6.1柱截面配筋計(jì)算　　最不利內(nèi)力組的選用：由于截面3—

44、3的彎矩和軸向力設(shè)計(jì)值均比截面2—2的大，故下柱配筋由截面3—3的最不利內(nèi)力組確定，而上柱配筋由截面1—1的最不利內(nèi)力組確定。　　6.1.1 Ⅰ——Ⅰ 截面配筋：　　1. 組合(與組合相同)　　M=102.52 N=271.26　　h0=h-=500-45=455&

45、lt;/p>　　L0=2H0=2×4500=9000　　A=400500=200000mm2　　縱向受力鋼筋采用HRB335級(jí)ξb　　ea=max(h/30,20)=20　　e0＝M/N=378

46、;　　ei= e0+ ea =398　　ζc=0.5fCA/N=0.5×14.3×200000/271260=5.272>1取ζc=1.0　　1.247　　e=ηei+h/2-=1.247×398+500/2-45=701.31 </

47、p>　　ξ<ξb = （大偏心受壓）　　故取X=進(jìn)行計(jì)算　　=ei-h/2+ as =398-500/2+45=193　　As=N es`/[fy(h-as)=271260/[300×（455-40）]=420.5

48、;　　Amin=0.2%×200000=400　　2.組合　　M=46.27 N=309.06　　縱向受力鋼筋采用HRB335級(jí)ξb　　ea=max(h/30,20)=20

49、　　e0＝M/N=149.71　　ei= e0+ ea =169.71　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×200000/309060=4.63>1取ζ1=1　　1.58　　e

50、=ηei+h/2-=1.580×169.71+500/2-45=473.14 　　ξ<ξb （大偏心受壓）　　故取X=進(jìn)行計(jì)算　　es`=ei-h/2+ as =169.71-500/2+45=-35.29<0

51、　　As=N es`/[fy(h-as)=309060×（-35.29）/[300×（455-40）]=-87.6　　Amin=0.2%×200000=400　　6.1.2Ⅲ——Ⅲ 截面配筋：　　1.組合

52、　　M=619.88 N=987.26　　h0=h-as=1000-45=955　　L0=10H0==9550　　A=197500　　縱向受力鋼筋采用HRB335級(jí)ξb　　ea=max

53、(h/30,20)=33 　　e0＝M/N=627.9 　　ei= e0+ ea =660.9　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×197500/987260=1.43>1取ζc=1　　1.09</b&g

54、t;　　e=ηei+h/2- as =1.09×660.9+1000/2-45=1175.4 　　ξ<ξb （大偏心受壓）　　X= h0ξ=955×0.181=172.9　　h0ξb=955×0.55=525.25 &

55、lt;/p>　　2as=90 =150　　經(jīng)比較,ξb ，應(yīng)重新計(jì)算 X　　Amin=0.2%×A=0.2%×197500=395　　2. 組合　　M=267.78

56、 N=1096.05　　ea=max(h/30,20)=33 　　e0＝M/N=244.3 　　ei= e0+ ea =277.3　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×197500/10960500=1.288>1取ζc=1&l

57、t;/p>　　1.21　　e=ηei+h/2-as=1.21×277.3+1000/2-45=790.53 　　ξ<ξb （大偏心受壓）　　經(jīng)比較,ξb ，應(yīng)重新計(jì)算 X&l

58、t;b>　　<0　　Amin=0.2%×A=0.2%×197500=395　　3. 組合　　M=500.94 N=370.79　　ea=max(h/30,20)=33

59、　　e0＝M/N=1351.1　　ei= e0+ ea =1384.1　　ζc=0.5fc A /N =0.5×14.3×197500/370790=3.81>1取ζc=1　　1.042

60、　　e=ηei+h/2-as=1.042×1384.1+1000/2-45=1351.92 　　ξ<ξb （大偏心受壓）　　經(jīng)比較X< h0ξb且X< 2as,則說明受壓筋不能達(dá)到屈服強(qiáng)度，此時(shí)應(yīng)按以下公式計(jì)算。　　=ei-h/2+ as =1384.1-10

61、00/2+45=929.1　　As=N es`/[fy(h-as)=370790×929.1/[300×（1000-40）]=1248.19　　Amin=0.2%×A=0.2%×197500=395　　比較以上計(jì)算結(jié)果，排架柱配筋為：（單側(cè)）<

62、p>　　上柱：（763）配筋率:0.38% 　　下柱：（1256）配筋率:0.64% 　　6.2柱在排架平面外承載力驗(yàn)算　　取Ⅰ——Ⅰ、Ⅲ——Ⅲ截面中的進(jìn)行驗(yàn)算　　查表（有柱間支撐，垂直房屋排架柱，有吊車房屋柱）得計(jì)算高度：<

63、p>　　上柱:L0=1.25Hu=1.25×4500=5625　　下柱:L0=0.8HL=0.8×9100=7280　　1. Ⅰ——Ⅰ 截面：　　=309.06　　L0/b=5625/400=14.06

64、查表得 φ=0.9185　　φ =0.9×0.9185×（14.3×200000+2×300×763）　　= 2742.7.0> 滿足要求　　2. Ⅲ——Ⅲ 截面　　=1096.05<

65、;/b>　　L0/b=7280/400=18.2 查表得 φ=0.804　　φ =0.9×0.804×（14.3×197500+2×300×1256）　　= 2588.9> 滿足要求<b&

66、gt;　　6．3裂縫寬度驗(yàn)算　　1 1—1截面：　　2 下柱3—3截面　　6.4柱牛腿設(shè)計(jì)　　6.4.1牛腿幾何尺寸的確定：</p&

67、gt;　　牛腿截面尺寸與柱寬相等，為400，牛腿頂面的長度為800，相應(yīng)牛腿水平截面長度為1300。取牛腿外邊緣高度為h＝400，傾角ɑ＝45°,于是牛腿的幾何尺寸如圖6-1所示。　　圖6-1 牛腿幾何尺寸及配筋圖　　6.4.2牛腿幾何尺寸的驗(yàn)算：　　由于吊車垂直荷載作用下柱截面內(nèi)

68、，取ɑ＝0，　　則　　F＝D＋G＝687.456＋54.6＝742.056　　F＝T＝32.22/1.4＝23.01　?。?.8×(1－0.5×)×　?。?29.

69、53＞F＝742.056　　所以截面尺寸滿足要求。　　6.4.3牛腿配筋：　　由于吊車垂直荷載作用下柱截面內(nèi)，故該牛腿可按構(gòu)造要求配筋：　　作用在牛腿上的荷載有Dmax、G3、Tmax　　F＝D＋G＝687.456＋54.6＝74

70、2.06　　= T=32.22 kN　　F＝T＝32.22/1.4＝23.01　　h0=400+300-45=655mm 　　豎向力作用點(diǎn)位于下柱截面以內(nèi)（150）　　a=-150mm<0.3h0=0.3×65

71、5=196.5mm 取a=196.5　　1001.9　　ρ=As/bh0=722/(400×560)=0.32% 0.2%<0.32%<0.6%　　選418 （1017mm2） 　　因?yàn)閍=-150

72、mm<0.3h0=0.3×655=196.5mm，可不設(shè)彎起鋼筋　　箍筋要求:在上部2/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不應(yīng)少于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的1/2。取ф10@100，有　　×h×A×2/100＝886.2mm＞A/2＝1887/2＝508.5 mm（符合要求）<p&

73、gt;　　6.4.4局部承壓強(qiáng)度驗(yàn)算：　　0.75fA＝0.75×14.3×400×500＝1887 kN＞F=742.06　　所以滿足要求。　　第七章柱子配筋圖　　配筋圖</

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單層工業(yè)廠房課程設(shè)計(jì)

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