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1、单层厂房结构课程设计钢筋混凝土结构课程设计任务书钢筋混凝土结构课程设计任务书一、题目：题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计二、目的与要求目的与要求：了解单层厂房结构设计的全过程，培养单层厂房结构设计的工作能力。要求：（1） 、掌握单层厂房结构布置和结构选型的一般原则和方法；（2） 、综合运用以往所学的力学及钢筋混凝土结构的知识，掌握排架内力分析方法以及构件截面设计方法；（3） 、掌握单层厂房结构施工图的表达方法。三、设计内容：设计内容：1、完成计算书一份，内容包括：（1）设计资料；（2）结构布置与选型；（3）排架内力分析及柱、基础的配筋计算。2、绘制施工图：（1）柱子模板图及配筋图；（2）基础平面
2、布置图及配筋图。四、四、设计资料：设计资料：1、厂房跨度 24 米，总长 102 米，中间设伸缩缝一道，柱距 6 米。2、车间内设有两台软钩 20050kN 中级工作制吊车，轨顶设计标高10.000 米。3、建筑场地地质情况：地面下 0.8 米范围内为杂填土，杂填土下面3.5 米内为均匀粉土，其承载力标准值 fk200kPa,地下水位为地面下 4.50 米，无腐蚀性。4、基本风压 W0=0.4kN/m2; 基本雪压 S0=0.35kN/m2。5、屋面是不上人的钢筋混凝土屋面，屋面均布可变荷载标准值为0.7/m2。6、建议采用材料：（1） 、柱：混凝土 C30，纵向受力钢筋 II 级，箍筋 I
3、级。（2） 、基础：混凝土 C30，II 级钢筋。7、选用的标准图集：（1） 、屋面板：G410（一）标准图集，预应力混凝土大型屋面板，板重标准值（包括灌缝在内）1.4KN/m2。（2） 、天沟板：G410（三）标准图集，JGB77-1 天沟板，板重标准值2.02kNm。（3） 、屋架：G415（三）标准图集中预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值 106kN。（4） 、吊车梁：G323-12 标准图集 DLZ-4，梁高 1200 毫米，翼缘宽600 毫米，腹板宽 300 毫米，梁自重标准值 44.2kN/根，轨道及零件重1kN/米，轨道及垫板高度 200 毫米。8、建议采用的柱截面尺寸：上柱
4、为矩形 bxh=400x400mm,下柱为 I 形 bf=400mm，h=800mm，b=100mm，hf=150170mm。9、屋面做法：防水层（0.4KN/平米） 20厚水泥砂浆找平层 （0.4KN/平米） 屋面板1 1. .结结构构构构件件选选型型及及柱柱截截面面尺尺寸寸确确定定因该厂房跨度在 1536m 之间，且柱顶标高大于 8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。由图 2-54 可知柱顶标高为 9.6m，牛腿顶面标高为 6m；设室内地面至基础顶面的距离为 0.5m，则计算简图中柱的总高度 H
5、，下柱高度 Hl，和上柱高度 Hu分别为：10.7m0.5mm2 .10H6.5m0.5mm6lHm2 . 4.5m6m7 .10uHBC+12.800-0.150+9.600 +7.2000.000+11.750+6.000图 2-54 厂房剖面图根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表 2-22。表表 2-222-22 柱截面尺寸及相应的计算参数柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号截面尺寸/mm面积/2mm惯性矩/4mm自重/kN/m上柱矩 4004001.610521.31084.0A，C下柱I4009001001501.875105195.381084.69
6、B上矩 4006002.4105721086.0柱下柱I40010001001501.975105256.341084.94本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图 2-55 所示。1BC1800180060060060060060060060060060060024365789121110EA=EA=1010036009001000B柱A柱图 2-55 计算单元和计算简图2.2.荷载计算荷载计算1.恒载屋盖恒载 2kN/m35. 0二毡三油防水层绿豆砂浆保护层20 厚水泥砂浆找平层 230.40kN/mm02. 0kN/m202 80 厚泡沫混凝土保温层 230.64kN/mm08
7、. 0kN/m8 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 2kN/m4 . 1屋盖钢支撑 2kN/m05. 0总计 2kN/m84. 2屋架重力荷载为 60.5kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值为：.33kN22060.5/2kN)18/2m6mkN/m84. 2(2 . 11G(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值：.8kN586m)0.8kN/mkN2 .44(2 . 13G(3)柱自重重力荷载设计值A、C 柱:上柱：17.28kN3.6mkN/m0 . 42 . 14C4A GG下柱: 36.58kN6.5mkN/m69. 42 . 15C5A GGB 柱:上柱:25.92kN3.
8、6mkN/m0 . 62 . 14BG下柱:38.53kN6.5mkN/m94. 42 . 15BG各项恒载作用位置如图2-56 所示。图 2-56 荷载作用位置图 （单位：kN）2.屋面活荷载屋面活荷载标准值为20.5kN/m，雪荷载标准值为20.4kN/m，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：.8kN3718/2m6mkN/m5 . 04 . 12 1Q1Q的作用位置与1G作用位置相同，如图 2-56 所示。3.风荷载风荷载的标准值按0szzkww计算，其中2 0kN/m5 . 0w,0 . 1z,z根据厂房各部分标高 (图 2-54)及 B 类地面粗糙度确定如下
9、： 柱顶(标高9.6m) 000. 1z檐口(标高11.75m) 049. 1z屋顶(标高12.80m) 078. 1zs如图 2-57 所示，则由上式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：22 0s1zzk/4 . 00.5kN/m1.00.81.0mkNww22 0s2zz2k/2.00.5kN/m1.00.41.0mkNwwBC-0.6-0.5+0.8-0.4-0.4-0.4BCq1Fwq2图 2-57 风荷载体型系数及计算简图则作用于排架计算简图 (图 2-57)上的风荷载设计值为 :kN/m36. 3m0 . 6kN/m4 . 04 . 12 1qkN/m68. 1m0 . 6
10、kN/m2 . 04 . 12 2qBhhFss0zzzs4s31z21Qw)()(m05. 1078. 10.50.6-m15. 2049. 14 . 08 . 04 . 1m0 . 6kN/m5 . 00 . 12kN89.104.吊车荷载由表 2-16 可得t 5/20吊车的参数为：m2 . 5B，4.0mK，kN6 .68g，kN200Q，kN174maxP,kN5 .37minP,根据m2 . 5B及K可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值如图2-58 所示。(1)吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：kN998.5510.3330.1330.81kN1744 . 1ima
11、xQmaxyPDkN965.1180.3330.1330.81kN5 .374 . 1iminQminyPD(2)吊车横向水平荷载作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：kN715. 6)68.6kNkN200(1 . 041)(41gQaT作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为：21.30kN2.15kN715. 64 . 1iQmaxyTT6m1200Fpmax0.80.1334000Fpmax0.3331.06m4000Fpmax=174KNFpmax图 2-58 吊车荷载作用下支座反力影响线3 3. .排排架架内内力力分分析析该厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其
12、中柱的剪力分配系数i计算，见表2-23。表表 2 2- -2 23 3 柱柱剪剪力力分分配配系系数数柱别lIInuHHu)11 (1 33 0nClEICH03ii i11 A、C 柱109. 0n356. 0192. 20CE/10406. 28 CA277. 0CAB 柱281. 0n356. 0690. 20CE/10494. 18 B446. 0BkN33.22011 GG; 76.08kN17.28kNkN8 .58432AGGGkN58.3653AGG; .66kN440kN33.2202214 GGkN53.3856BGG; 143.52kN58.8kN2kN92.252345G
13、GGBm11.02kNm05. 0kN33.220111eGM330412)(eGeGGMAm41.76kN0.3m58.8kN-0.25m17.28)kN33.220(由于图 2-59a 所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力iR可根据相应公式计算。对于 A，C 柱109. 0n，356. 0则：)(39. 6CR231. 211111123321 nnC 957. 01111 23323 nC kN39. 610.1m0.957m41.76kN2.231mkN02.1122 11CHMCHMRA本例中0BR。求得iR后，可用
14、平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力。柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图 2-59b、c。图 2-59d 为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定，下同。11.76B11.98C11.0229.786.396.3911.7611.9829.7811.02296.41C332.99B440.66237.61220.33296.41237.61220.33332.99466.58 584.18+CBM1G1M2G2G3G4G5G6G1M1M2G2G3+M+M+V+V+N+N图 2-59 恒载作用下排架内力图2屋面活荷载作用下排架内力分析(1)AB 跨作用屋面活荷载 排架计算简图如图 2-60a所示，其中kN8 .371Q，它在柱顶及变阶处引引起的力矩为：mkN89. 10.05mkN8 .371AMmkN45. 90.25mkN8 .372AMmkN67. 50.15mkN8 .371BM对于 A 柱，231. 21C，957. 03C,则 kN31. 110.1m0.957m9.45kN2.231mkN89. 112A 11A ACHMCHMR对于 B 柱281. 0n,356. 0，则781. 111111123321 nnC
