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1、 15 届课程设计钢筋混凝土厂房设计说明书学生姓名 郭超群 学 号 3041211325 所属学院 水利与建筑工程学院 专 业 土木工程 班 级 15-3 指导教师 李林 日 期 2014.4 塔里木大学教务处制前 言此次设计的主要内容是为了使我们对混凝土的利用更加的熟悉，使我们更加熟悉的了解混凝土的诸多性能及诸多优点，并且让我们知道以混凝土为主的工程结构具有的优势。 此次对混凝土结构的课程设计，也让我知道了做好混凝土工程的施工，及其对其各个方面的强度，裂缝验算，稳定性的检验的重要性，并且也使我更好的了解这个课程的重要性，望在以后的工作中能更加合理的利用及保证其安全可靠。 目 录1工程概况-
2、1 -2结构构件选型及柱截面尺寸确定- 1 -3荷载计算- 3 -3.1恒载- 3 -3.2屋面活荷载- 4 -3.3风荷载- 4 -3.4吊车荷载- 5 -4排架内力分析 - 6 -4.1恒载作用下排架内力分析- 6 -4.2屋面活荷载作用下排架内力分析- 8 -4.3风荷载作用下排架内力分析- 9 -4.4吊车荷载作用下排架内力分析- 10 -5内力组合- 14 -6柱截面设计- 17 -6.1选取控制截面最不利内力- 17 -6.2 上柱配筋计算- 17 -6.3下柱配筋计算- 18 -6.4柱的裂缝宽度验算- 20 -6.5柱的箍筋配置- 20 -6.6牛腿设计- 20 -6.7柱的吊
3、装验算- 21 -7基础设计- 22 -7.1作用于基础顶面上的荷载计算- 22 -7.2基础尺寸及埋置深度- 24 -7.3基础高度验算- 25 -7.4基础底板配筋计算- 25 -致 谢- 29 -参考文献- 30 -1工程概况某金工车间为一跨等高厂房，跨度均为20m，柱距均为6m，车间总长度为60m。每跨设有300/50KN吊车2台，吊车工作级别为级，轨顶的标高为13.1m，采用防水卷材屋面。屋面为不上人屋面，屋面板为，屋架板为，厚双面清水维护砖墙，钢窗宽度，室内外的高差为，素混凝土地面，厂房建筑剖面如下图1所示。厂房所在地点的基本风压为，左吹风。地面粗糙度为类；基本雪压为，修正后的地基
4、承载力特征值为。活荷载组合系数；风荷载组合系数取。吊车荷载准永久值系数，活荷载和风荷载准永久值系数均为。环境类别为一类。要求进行排架结构设计。图1 厂房剖面尺寸图2结构构件选型及柱截面尺寸确定因为该厂房跨度为及在之间，且柱顶标高大于，故采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形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。受力钢筋选用级，箍筋用级，柱的混凝土选用C35级，梁的混凝土选用C30，基础C40。厂房各主要构件选型见表1。表1 主要承重构件选型表构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板G410（一）预应力混凝土屋面板YWB-2II天沟板G410（
5、三）预应力混凝土屋面板（卷材防水天沟板）TGB68-1屋架G415（三）预应力混凝土折线形屋架（跨度21m）YWJA-24-1Aa(屋盖钢支撑)吊车梁G323（二）钢筋混凝土吊车梁（吊车工作级别为A1-A5）DL-9B轨道连接G325（二）吊车轨道联结详图基础梁G320钢筋混凝土基础梁JL-3注：本表图集均按TJ10-74钢筋混凝土结构设计规范设计，重力荷载已换算为法定计量单位。由图1 可知柱顶标高15.8m，牛腿顶面标高为11.9m，设室内地面至基础顶面的距离为，则计算简图中柱的总高度、下柱高度和上柱高度分别为： 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由附表1并参考附表2确定柱截面尺寸
6、，见表2。表2 柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号截面尺寸/ 面积/ 惯性矩/自重/ A,C上柱矩600500下柱I6001200120200B上柱矩6006009.0下柱I60012001202008.7本题仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2所示。图2 计算单元和计算简图3荷载计算3.1恒载(1)恒载：SBS防水层 厚水泥砂浆找平层 厚水泥蛭石保温层 一毡两油隔气层 厚水泥砂浆找平层 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 屋架重力荷载为/榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值：(3)柱自重重力荷载设计值：A,C柱：上柱：下柱：B柱：上柱：下柱：
7、各项恒载作用位置如图3所示： 图3 荷载作用位置图（单位：KN）3.2屋面活荷载屋面活荷载标准值为，雪荷载标准值为。后者小于前者，故仅按照前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：的作用位置与作用位置相同，如图3所示。3.3风荷载风荷载标准值按式计算，其中，根据厂房各部分标高及地面B类粗糙度由附表 5.1确定如下：柱顶(标高15.8m) 檐口(标高18.1m) 屋顶(标高19.5m) 如图6所示，由式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：图4 风荷载体型系数及排架计算简图则作用于排架计算简图4上的风荷载设计值：3.4吊车荷载由书中查表可知300/50KN吊车参数为B=6.15m，K=4.
8、80 m，g=117kN，Q=300kN，。根据B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5所示。 图5 吊车荷载作用下支座反力影响线吊车竖向荷载设计值为：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按式计算,即作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算如下：4排架内力分析该厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数按下式计算：式中：第i根排架的抗侧移刚度。其结果见表3。表3 柱剪力分配系数柱别A， C柱B柱4.1恒载作用下排架内力分析恒载作用下排架的计算简图如图6a所示。图中的重力荷载及力矩M是根据图3确定的，即:如图6所示，排
9、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计算如下：对于A，C柱，则：求得后，可用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6（b）、（c）。图6（d）为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。 图6 恒载作用下排架的内力图4.2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7所示其中，它在柱顶及变阶处引起的力矩为:对于A柱,则,，则对于B柱, 则,则排架柱顶不动铰支座总反力为：将R反向作用于排架柱顶，用下式计算相应的柱顶剪力，并于柱顶不动绞支
10、座反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB跨时的柱顶剪力，即：排架结构的弯矩图和轴力图分别见图12（b）、（c）。 图7 AB跨作用屋面活荷载时排架的弯矩及剪力图（2）BC跨作用屋面活荷载由于结构对称，且BC跨与AB跨作用荷载相同，故只需将图7中各内力图的位置及方向调整一下即可，如图8所示。图8 BC跨作用屋面活荷载时排架的弯矩及剪力图4.3风荷载作用下排架内力分析（1）左吹风时排架计算简图如图9a所示对于A，C柱，已知，, 则：各柱顶剪力分别为：排架弯矩图如图9 b所示： 图9 b左吹风作用下排架的弯矩图（）（1）左吹风时计算简图10a所示。将图中9b所示A,C柱内力图对换且改变内力付好后可得，如
11、图10b所示。图10 右吹风作用下排架的弯矩图（）4.4吊车荷载作用下排架内力分析（1）作用于A柱计算简图如图11a所示其中，吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩为：对于A柱，则：对于B柱, ，则：排架各柱剪力为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图11所示： 图11 作用于A柱时排架内力图 （2）作用于B柱左计算简图如图12a所示 其中，吊车竖向荷载,在牛腿顶面处引起,为：柱顶不动铰支反力，及总反力R分别为：排架各柱顶剪力为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图12 b c所示：图12 作用于B柱时排架的内力图（3）作用于B柱右根据结构对称性及吊车吨位相等的条件，内力计算与“作用于B柱左”的情况相同，只需将A,C柱内力对换并改变全部弯矩及剪力符号，如图13所示图13 作用于B柱右时排架的内力图（4）作用于C柱同理，将“作用于A柱”的情况的A,C柱内力对换，并注意改变符号，可求得各柱的内力，如图14所示图14 作用于C柱时排架的内力图（5）作用于AB跨柱计算简图如图22a所示对于A柱，查表得，则同理，对于B柱，查表得，则排架柱顶总反力为：各柱顶剪力为：排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图15b所示。（a） （b）图15 作用于AB跨时排架内力图（5）作用于BC跨柱由于结构对称性及吊车吨位相等，故排架内力计算与“作用于A
