建筑结构设计课程设计

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1、建筑结构设计课程设计任务书建筑结构设计课程设计任务书一、一、课程设计目的课程设计目的 （1）掌握单层单跨工业厂房结构布置和构件选型的方法； （2）了解结构组成、荷载传递关系及其计算简图的确定；（3）掌握排架结构的内力计算和内力组合的方法；（4）掌握排架结构构件的设计计算过程（5）了解并熟悉单层单跨工业厂房的有关构造要求；（6）掌握钢筋混凝土结构施工图的表达方式和制图规定，进一步提高制图 的基本技能； 二、设计题目 设计某市郊外（B 类地区）一单层单跨厂房，设有两台中级工作制 A5 的 软钩吊车，建筑平、剖面图如图 1、图 2。图 1 建筑平面图柱顶标高轨顶标高图 2 建筑剖面图三、设计题号 纵

2、墙上窗洞高：轨顶标高 9.3m 以内为 1800mm；12m 以上为 2400mm。 基本风压为 0.3kN/m2，基本雪压为 0.25kN/m2。表 1 单层单跨工业厂房课程设计题号 跨度 L（m）151821 吊车吨位 Q（t）1016/3.220/51016/3.220/51016/3.220/58.7123456789 9.3101112131415161718 9.9197421222324252627 10.5282930313233343536 11.1373839404142434445轨顶标 高 （m）12464748495051525354 四、设计资料 1、荷载 不上人屋

3、面活荷载为 0.5kN/ m2。 2、材料 （1） 混凝土：C20，C25，C30。 （2） 钢筋：纵向受力钢筋采用 HRB335，箍筋采用 HPB235。 （3） 型钢及预埋件采用 HRB335，HPB235。 3、建筑构造 （1） 屋面：卷材防水屋面，其做法如下： 两毡三油防水层上铺小石子： 0.35kN/ m2 20mm 厚水泥砂浆找平层： 0.4kN/ m2 100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层： 0.5kN/ m2 一毡两油隔气层： 0.05kN/ m2 20mm 厚水泥砂浆找平层： 0.4kN/ m2 预应力混凝土大型屋面板： （2） 墙体用 240mm 厚清水砖墙，钢门窗。 （3）

4、 地面：室内混凝土地面，室内外高差 150mm。 4、吊车数据，见表 2表 2 吊 车 数 据 起重 量 Q （t）跨度 Lk（m m）最大轮 压 （kN）小车 重 g（t ）吊车 总重 （t）吊车宽 度 B（mm ）大车轮 距 K（mm ）轨顶至 吊车顶 面距离 H（mm ）轨道中 心至吊 车外缘 距离 B1（m m） 13.51151716.51231958408951019.51293.46121598040501876965 16/3.213.51556.32621595540002097977.516.516323 19.518527605541002187 13.517622 16

5、.51852459554000209920/519.52076.97729605541002189 五、设计要求 （1） 选择屋面板、屋架、天沟板、基础梁、吊车梁及轨道联接件。 （2） 确定上、下柱的高度及截面尺寸。 （3） 计算排架所承受的各项荷载。 （4） 计算各种荷载作用下的排架内力。 （5） 柱、牛腿、柱下独立基础的设计。 （6） 绘制结构施工图。 1）结构布置图（屋面板、屋架、天沟板、吊车梁、墙体等的布置）2）柱施工图（模板图及配筋图）一一 构配件的确定构配件的确定 1.1.结构构件的选型与布置结构构件的选型与布置 装配式钢筋混凝土排架结构，当结构布置符合建筑模数且尺寸在馋鬼的范围内

6、 时，出柱与基础单独设计完成外，其他构件可以从建筑标准图集中选用。通用 图集一般包括设计说明、构件选用表、结构布置图、模板图、配筋图、预埋件 详图、钢筋及钢筋用量表等内容。它们属于结构施工图，可以作为施工的依据。 设计中应该选用合适的构件，对构件进行正确的表示，而无需逐个构件设计。 （1） 屋面结构。 1） 屋面板。屋面板（包括檐口板、嵌板）选用方法：采用全国通用工业厂房 结构构件标准图集 G410（一）1.5m6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防 水） ，计算屋面板所承受的外加荷载的标准值，在图集中查找板的允许外加荷载 大于或等于板所承受的外加荷载，作为屋面板，选用结果见表 1，屋面板的

7、布 置如图 2 所示。 2） 天沟板。应配合屋架选用天沟板。采用全国通用工业厂房结构构件标准图 集 G410（一）1.5m6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水天沟板） ，由屋 面排板计算，天沟板的宽度为 680mm。具体计算如下： 半跨屋架上弦坡面总长=2210.51.410.593m 当排放 6 块屋面板和一块 890mm 嵌板时，则有： 12.005-0.89-1.496=0.763m 所以，根据图集选用一块宽为 760mm 的天沟板，见表 1，其布置如附图中所示。该厂房一侧设 4 根落水管，天沟板内坡度为 5。垫层最薄处 20mm 厚，最厚 处为 80mm，如图 2-22 所示。按

8、最厚处的一块天沟板（80mm）计算其所受的 外荷载标准值。注意天沟板的开洞位置。 表 1 结构构件的选型表 构件 名 称标准图 集选用型 号外加荷载允许荷载构件自 重屋 面 板G410 （一） 1.5m6.0m 预 应力钢 筋混凝 土屋面 板（卷 材防水）YWB-2 （中间 跨）YWB- 2s （端 跨）二毡三油防水层0.3520水泥砂浆找平层20 0.02=0.40100厚水泥蛭石保温层 5 0.1=0.502.46 kN 板自重1.30 kN灌缝重0.1 kN一毡二油隔汽层 0.0520水泥砂浆找平层0.40 恒载1.70 kN屋面活荷载 0.70 雪载 0.25 活 载取屋面活载与雪载

9、的最大值0.50 2.40kN嵌 板G410 （一） 0.9m6.0m 预 应力钢 筋混凝 土屋面 板（卷 材防水 嵌板、 檐口板）KWB- 1（中间 跨） KWB- 1s（端 跨）同上2.50 kN板自重1.93 kN灌缝重0.1 kN屋架G415 （三） 预应力 混凝土 折线形 屋架 （跨度 24m）YWJA- 24- 1a YWJ A-18-1a屋面板以上恒载1.70 kN 活载0.5 kN 屋架以上荷载2.2 kN3.5 kN86/55.5 kN 榀支撑0.25 kN吊车粱G323 （二） 钢 筋混凝 土吊车DLZ- 6A（中 间跨） DAZ- 6B（边26.6 kN根梁 （中轻 级工

10、作制）跨）基础梁G320 钢筋混 凝土基 础梁JL- 3（中间 跨） JL- 18（边 跨）16.7 kN根（中间跨）15.1 kN根（边跨）轨道联 接G-325 吊车 轨道联 接 DGL-13 P=1.27185=234.95 kNP=1.27165=209.55kN最大设 计轮压 p（t）370 kN屋架。屋架选用应根据厂房使用要求、跨度大小、屋面荷载的大小、有无天窗 及天窗类别、檐口类别等进行选用。本实例采用全国通用工业厂房结构构件标 准图集 G415（三）预应力钢筋混凝土折线屋架（跨度 24/18m） ，见表 1。 4） 屋盖支撑。 不设置屋架上弦水平支撑。屋架上弦横向水平支撑作用是在

11、屋架上弦平面内 形成刚性框，增强屋架的整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳 定，同时将抗风柱传来的风荷载传递到（纵向）排架柱顶。但由于采用大型屋 面板，每块屋面板与屋架的连结不少于三个焊接点，并沿板缝灌注 C15 细石混 凝土保证了屋面刚度，因此屋面上弦不宜设置上弦横向水平支撑。 不设置屋架下弦支撑。由于本设计中，厂房的吊车吨位（15/3t）不大，无震 动类设备对屋架下弦产生的水平作用力，故无需设置下弦横向水平支撑和下弦 纵向支撑。 垂直支撑和水平系杆。垂直支撑作用是保证屋架承受荷载后在平面外的稳定 并传递纵向水平力，在跨端布置垂直支撑 CC-1，跨中布置垂直支撑 CC-3，如 图

12、2 所示。 下弦水平系杆课防止吊车或其他水平震动时（纵向）屋架下弦发生颤动，一般 情况下应在未设置支撑的屋架间相应于垂直支撑平面的屋架下弦节点处设置通 长水平系杆。如附图屋架端部用 HG-2，屋架中部（跨中）用 HG-1。图图 2 2 屋盖支撑布置图屋盖支撑布置图 （1） 梁柱结构布置。梁柱结构布置。 1）排架柱尺寸的选定。 a）柱高。轨顶标高为+9.900m，吊车为 15/3t，工作级别为 A5 级。当厂房跨度为 24m 时可以求得吊车的跨度为=24-0.752=22.5m, 当厂房跨度为kL18m 时可以求得吊车的跨度为=18-0.752=16.5m,查附表 2-1 求得吊车轨顶kL以上高

13、度（吊车轨顶至小车顶面的距离）为 2.15/2.05m，根据选定吊车梁的高度=1.200m，轨道顶面至吊车梁地面的距离（轨顶垫高） 。 牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶标高=9.900-1.200- 0.200=8.500m 牛腿顶面标高应满足建筑模数（3M）要求，取为 8.400m。考虑到吊车行驶所需空隙尺寸，柱顶标高按下式计算：200khmm柱顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高度+轨顶标高+吊车高度+ kh=8.40+1.20+0.20+2.15+0.20=12.15m 所以，柱顶（或屋架下弦底面）标高取为 12.30m（满足 3M 模数要求） 。 设室内地面至基础顶面的距离为 0.7

14、m，则计算简图中中柱的总高度 H，下柱高度和上柱高度分别为lHuH12.30.713.08.40.79.113.09.13.9lulHHmHHm实际轨顶标高=8.40+1.20+0.20=9.80m,与 9.90m 相差 0.100m，满 足的0.200m 的要求。 b）柱截面尺寸。根据柱的高度、吊车起吊重量级工作级别等条件，可查附 表确定柱截面尺寸为 91004142222lHbmm91007581212lHhmmA(C)轴 上柱：矩形 400400b hmmmm下柱：I 形 400900100150ffbh b hmmmmmmmm B 轴 上柱：矩形 400600b hmmmm下柱：I 形

15、 4001000100150ffbh b hmmmmmmmm c) 牛腿尺寸初选。由牛腿几何尺寸的构造规定，且 145 ,3hh，故取。，如图图 3 3 所示。1200hmm145 ,500hmm1100cmm图图 3 3 牛腿截面尺寸牛腿截面尺寸A(C)轴柱：1750900750 150 1009001002bccmm500 100600hmmB 轴柱： 1750500750 150 1005005002bccmm2）柱间支撑。可在该厂房中部轴线间设置上柱柱间支撑和下柱柱 78:间支撑。 （3）吊车梁吊车梁。吊车梁除了要满足承载力、抗裂度和刚度的要求外，还要满 足疲劳强度的要求。首先应根据工艺要求和吊车的特点，结合当地的施工技术 条件和材料供应情况，选用合理吊车梁形式。采用 G323（二）钢筋混凝土吊 车梁（中、轻级工作制）,再根据吊车的起重量、吊车的台数、吊车的跨度、工 作级别等因素选用吊车梁型号，见表表 1 1 。 （4）吊车轨道联结件吊车轨道联结件。根据工业厂房结构构件标准图集 G-325 吊车轨道联结查得软钩吊车最大设计轮压以及吊车工作级别、起重量、吊车max1.27pp梁上螺栓孔间距，选用见表