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1、钢筋混凝土结构-2课程设计题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计姓 名：班 级：学 号：学 院：XX理工大学20XX 月 日 / 钢筋混凝土结构-2课程设计任务书一、 题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计二、 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：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
2、图及配筋图；2基础平面布置图及配筋图。四、 设计资料：1、 厂房跨度2415米,总长102108米,中间设伸缩缝一道,柱距69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10.0008.7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C3025,纵向受力钢筋II级,箍筋I级。
3、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：上柱为矩形 bxh=400x400mm,下柱为I形 bf=400mm,
4、h=800mm,b=100mm,hf=150170mm。9、 屋面做法：结构计算书一、 结构的计算1、计算简图的确定1计算上柱高及柱全高根据图2.107及有关设计资料：上柱高Hu=柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高=12.4-10.0+1.2+0.20=3.8m全柱高H=柱顶标高-基顶标高=12.4-0.5=12.9m故下柱高Hl=H-Hu=12.9-3.8=9.1m上柱与全柱高的比值2初步确定柱截面尺寸根据表2.9A的参考数据,上柱采用矩形截面,bh=400mm400mm,下柱选用I形,bhhf=400mm800mm150mm其余尺寸见图2.108,根据表2.8关于下柱截面宽度和高度的
5、限值,验算初步确定的截面尺寸,对于下柱截面宽度 对于下柱截面高度,有吊车无吊车时 3上、下柱截面惯性与其比值排架平面内：上柱下柱比值排架平面外：上柱 下柱 排架计算简图几何尺寸及截面惯性矩如图2.109所示2、荷载计算1恒荷载房屋结构自重预应力混凝土大型屋面板20mm水泥沙浆找平层一毡二油隔气层 100mm水泥珍珠岩制品保温层20mm水泥沙浆找平层 天沟板天窗端壁屋架自重天窗架 1.240=48KN则作用于横向水平面排架一端柱顶的屋盖结构自重柱自重上柱下柱c吊车梁与轨道自重2屋面活荷载由荷载规范可知,屋面均匀活荷载标准值为0.7 KN/m2,大于该厂房所在地区的基本雪压S0=0.30 KN/m
6、2,故屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为 , Q1=1.40.7612=70.56KNe1=50mm3吊车荷载由电动双钩桥式吊车数据查得Pmax.K=200KN. Pmin.k=50KN, B=5000mm. k=4000mm Q2.K=75KN根据B与K及反力影响线,可算得与各轮对应的反力影响线竖标图2.110,于是可求的作用与上柱的吊车垂直荷载 作用于每个轮子上的吊车水平制动设计值则作用于排架上的吊车水平荷载,按比例关系由 求得Dmax其作用点到柱顶的垂直距离4风荷载*地区的基本风压 对于大城市市郊,风压高度变化系数按B类地区考虑,高度的取值,对 按柱顶标高12.4m考虑,查荷载规范得按天窗
7、檐口标高19.86m考虑,查荷载规范得风荷载体型系数的分布图2.111所示。故集中风荷载 Fw为排架受荷总图如图2.112所示。3、内力计算1恒荷载作用下如前所述,根据恒荷载的对称性和考虑施工过程中的实际受力情况,可将图2.112中的恒载 的作用简化为图2.113a、b、c所示的计算简图。（a） 在G1作用下已知n=0.151,=0.295,由附图2.2中的公式故在M11作用下不动铰支承的柱顶反力由附图2.3中的公式故在M12作用下不动铰支承的柱顶反力因此,在M11和M12共同作用下即在G1作用下不动铰支承的柱顶反力相应的弯矩图如图2.113a所示在G2的作用下相应的弯矩图如图2.113b所示
8、。在G4的作用下相应的弯矩图如图2.113c所示。将图2.113a、b、c的弯矩图叠加,得在G1、G2、G3和G共同作用下的恒荷载弯矩图2.113d,相应的轴力N图如图2.113e所示。2屋面活荷载作用下对于单跨排架,Q与G一样为对称荷载,且作用位置相同,仅数值大小不同。故由G的内力图按比例可求得Q的内力图。如：柱顶不动铰支承反力相应的M图如图2.114a,b所示。3吊车荷载考虑厂房整体空间工作厂房总长102m,中间设一道伸缩缝,跨度为24m,吊车起重量为20t,由表2.13可查得无檩屋盖的单跨厂房空间作用分配系数=0.9a吊车垂直荷载作用下作用在A柱的情况图2.122中吊车垂直荷载作用下的内
9、力,可按如图2.115所示的简图进行计算。因此,A、B柱顶剪力按图2.115a所示简图推导的下列公式进行计算： =-12.68KN绕杆端反时针转 = =11.25KN相应的弯矩如图2.115b所示。在A柱的情况：由于结构对称,故只需将A柱与B柱的内力对换,并注意内力变号即可。b吊车水平荷载作用下从左向右作用在A、B柱的情况图2.112中吊车水平荷载作用下的内力,可按如图2.116a所示简图推导的下列公式计算：=由式中可按附录的附图1.41.6的公式计算：当y=0.6时,由附图1.4中的公式0.67当y=0.7时,由附图1.5中的公式当y=0.684Hl时,用内插法求得相应的弯矩图如图2.116
10、a所示。Tmax从右向左作用在A,B柱的情况：在这种情况下,仅荷载方向相反,故弯矩值仍可利用上述计算结果,但弯矩图的方向与之相反图2.116b。4风荷载（a） 风从左向右吹图2.117a先求柱顶反力系数C11,当风荷载沿柱高均匀分布时,由附图1.8中的公式对于单跨排架,A,B柱顶剪力b风从右向左吹2.117b在这种情况下,荷载方向相反,弯矩图的方向与风从左向右吹的方向相反图2.117b4、最不利内力组合由于结构对称,只需对A或B柱进行最不利内力组合,其步骤如下： 确定需要单独考虑的荷载项目。本设计为不考虑地震作用的单跨排架,共有八种需单独考虑的荷载项目,由于小轮无论向右或向左运行中刹车时,A,
11、B柱在Tmax的作用下,其内力大小相等而符号相反,在组合时可列为一项。因此,单独考虑的荷载项目共七项。将各种荷载作用下设计控制截面1-1,2-2,3-3的内力M,N3-3截面还有剪力V填入组合表表2.30。填表时要注意有关内力符号的规定。根据最不利又最可能的原则,确定每一内力组的组合项目,并算出相应的组合值。计算中,当风荷载与活荷载包括吊车荷载同时考虑时,除恒荷载外,其余荷载作用下的内力均乘以0.85的组合系数。排架柱全部内力组合计算结果列入表2.30。表1。 排架柱内力组合表柱号截面荷载项目内力恒荷载屋面活荷载吊车荷载风荷载内力组合G1 G2 G3 G4Q1Dmax在A柱Dmin在A柱Tma
12、x左风右风Nmax及M,VNmin及M,VMmax及N,V项目组合值项目组合值项目组合值A柱1-1M30.93.5-48-4319.464.3-74.2+-33+0.9+-89.5+0.9+-89.5N451.770.600000522.3451.7451.72-2M-66.8-10.6158819.564.3-74.2+100+-141+0.9+138.7N480.570. 65881470001139480.5980.33-3M62.96.142-93191.7370-345.1+302.7+4331+0.9+581.3N593.270. 65881470001251.8593.21153
13、V14.31.8-12.7-11.319.045.1-3122.159.459.45、排架柱设计1柱截面配筋计算a最不利内力组合的选用由于截面3-3的弯矩和轴向力设计值均比截面2-2的大,故下柱配筋由截面3-3的最不利内力组合确定,而上柱配筋由截面1-1的最不利内力组合确定。经比较,用于上,下柱截面配筋计算的最不利内力组合列入表2.31。确定柱在排架方向的初始偏心距、计算厂及偏心距增大系数表2.31 表2.31 柱在排架方向、截面内力组 1-1M -3363365830.8176004000.9601.882N 522.28M-89.5198365218176004000.9601.414N451.683-3M4337307657561193508000.9081.384N593.18M581.2550476553019100800
