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1、单层厂房结构课程设计计算书课 程 设 计专业： 土木工程（本科）学号： 061034353 姓名： 杨树国 日期： 2008年4月16日一、设计资料 1、白银有色（集团）公司某单层车间建筑平面图。2、钢筋混凝土结构设计手册。二、计算简图的确定2.1 计算上柱高及全柱高：室外地坪为-0.15m，基础梁高0.6m，高出地面0.1 m，放置于基础顶面，故基础顶面标高-0.65m。根据设计资料得：上柱高=吊车梁高+轨道构造高度+吊车高度+安全距离=900+200+2734+166=4000=4m全柱高=轨顶标高-（吊车梁高+轨道构造高）+上柱高-基顶标高=6.8-(0.9+0.2)+4+0.65=10
2、.35故下柱高=10.35-4.0=6.35m上柱与全柱高的比值 2.2 柱截面尺寸：因电车工作级别为，故根据书表2.9（A）的参考数据，上柱采用矩形截面 A、C列柱： B列柱：下柱选用型 A、C列柱： B列柱：（其余尺寸见图），根据书表2.8关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度A、C列柱： （符合） B列柱： （符合）对于下柱截面高度：A、C及B列柱皆有：（符合）2.3 上、下柱截面惯性及其比值排架A、C列柱上柱 下柱 +比值：排架B列柱上柱 下柱 +比值：2.4 校核C：对于边列柱A、C，吊车桥架外边缘至上柱的边缘的净空宽度应满足。查表 ，取所以将A、C列
3、柱向外移动150mm此时 满足要求。对于中列柱B ，满足要求。三、荷载计算3.1 屋盖结构自重预应力大形屋面板 25mm厚水泥砂浆找平层 一毡而油隔气层 100mm厚珍珠岩制品保湿层 25mm水泥砂浆找平层 三毡四油防水层上铺小石子 天沟板 每榀天窗架每侧传致屋架的荷载 屋架自重 则作用于横向平面排架边柱柱顶屋盖结构自重为 作用点在上柱中线右3.2 柱自重上柱： 下柱： 3.3 吊车梁及轨道自重3.4 屋面活荷载由荷载规范可知，对于不上人的钢筋混凝土屋面，其均匀活荷载的标准值为，大于该厂房所在地区的基本雪压。故屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为：3.5 吊车荷载AB跨：由任务书表格查得， ，吊车
4、总重：370KN，小车重69.77KN根据B与K及反力影响，可算得与各轮对应的反力影响线竖标如图，于是求得作用于柱上的吊车垂直荷载：作用于每个轮子的吊车水平制动力标准值： 对硬钩吊车：则作用于排架上的吊车水平荷载，其作用点到柱顶的垂直距离 （为吊车梁高）BC跨：由任务书表格查得：，吊车总重：580KN，小车重155KN作用于每个轮子的吊车水平制动力标准值：则作用于排架上的吊车水平荷载，其作用点到柱顶的垂直距离 （为吊车梁高） 3.6 风荷载XX地区的基本风压，对于城市地区，风压高度变化系数按B类地区考虑高度取值。对按柱顶标高9.7m。查荷载规范表7.2.1得， ，对按天窗檐口标高15m考虑。查
5、荷载规范表7.2.1得，。风荷载体型系数的分布如图4所示。S=0.6所以 综上所述，有排架受荷总图如下四、排架内力计算4.1 恒荷载作用下排架的内力将图5中的恒荷载及的作用简化为图6中的所示的计算简图在作用下，规定弯矩顺时针为正，逆时针为负，简力向右为正，向左为负。已知n=0.074，由附图1.2中的公式得，故在作用下不动铰支承的柱顶反力故附图1.3中公式故在作用下不动铰支承的柱顶反力因此在和共同作用下（即在作用下）不动铰支承的柱顶反力 相应的弯矩图如图所示。4.1.1在的作用下相应的弯矩图如图所示。4.1.2在的作用下相应的弯矩如图所示，将图的弯矩图叠加，得在，作用下的恒荷载弯矩图，相应的轴
6、力N如图，所示因恒荷载对称，4.2 屋面活荷载作用4.2.1计算简力分配系数A柱（C）柱n=0.074，由附图1.1得 B柱n=0.119，由附图1.1得简力分配系数4.2.2计算各柱顶剪力4.2.2.1活荷载作用在AB跨 A柱： B柱： 当作用与柱顶弯矩时，A柱：n=0.074，所以B柱：n=0.119， 各柱顶剪力 4.2.3吊车竖向荷载作用下排架的内力4.2.3.1 AB跨由吊车在A柱 计算各柱顶剪力。按图11所示先求AB柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为A柱：n=0.074， B柱：n=0.119， 求各柱总的柱顶剪力其内力图如图124.2.3.2 AB跨有吊车在B柱计算各柱顶剪
7、力。按图13所示先求出AB柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为A柱：n=0.074， B柱：n=0.119， ， 求各柱总的柱顶剪力其内力图如图4.2.3.3 BC跨有吊车在C柱计算各柱顶剪力。按图15所示先求出BC柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为C柱：n=0.074， B柱：n=0.119， ，求各柱总的柱顶剪力其内力图如图4.2.3.4 BC跨有吊车在B柱计算各柱顶剪力。按图17所示先求出BC柱上的吊车竖向荷载对下柱轴线产生的弯矩为C柱：n=0.074， B柱：n=0.119， ，求各柱总的柱顶剪力其内力图4.3 吊车横向水平荷载作用在排架的内力 吊车横向水平荷载是作用于吊车梁
8、顶面。铆焊车间的吊车梁高度为0.9m，故的作用点离柱顶的高度为：，即，=23.494.3.1 AB跨有吊车，在AB柱计算各柱顶剪力A柱：n=0.074， 由附图1.5中得，对于，对于，而，利用线性内插得， 所以 B柱：n=0.119， 由附图1.5中得，对于，对于， 而，利用线性内插得， 所以 求各柱总的柱顶剪力各柱弯矩、剪力计算如下： A柱： 同理可得B、C柱弯矩、剪力内力图如下：4.3.2 BC跨有吊车，在BC柱计算各柱顶剪力C柱：n=0.074， 由附图1.5中得，对于，对于， 而，利用线性内插得， 所以 B柱：n=0.119， 由附图1.5中得，对于，对于，而，利用线性内插得， 所以
9、求各柱总的柱顶剪力内力图如下：4.4风荷载作用下排架的内力4.4.1求柱顶不动铰支座反力A柱：n=0.074，由附图1.8得， 求各柱顶总的剪力其内力图如图：4.4.2墙体自重横墙的最大间距S=54，32540.6%6.5下柱配筋计算， 选用， %0.6%6.6柱平面外受压承载力验算上柱平面外受压承载力验算时，最大内力为，由混凝土结构（上）表6.1得，所以平面外受压承载力满足要求，下柱平面外受压承载力验算时，最不利内力为，故平面外受压承载力满足要求。6.7裂缝宽度验算：6.7.1选用最不利内力：上柱：下柱：根据以上两组内力组合项次，可计算与该两组内力对应的弯矩和轴力标准值为：上柱：下柱：6.7
10、.2上柱裂缝宽度验算：，因为，故应做裂缝宽度验算故最大裂缝宽度：，满足要求。6.7.2下柱裂缝宽度验算：，满足要求所以下柱配筋选为。6.8柱牛腿设计6.8.1 牛腿几何尺寸的确定 牛腿截面宽度与柱宽度相等为500mm，取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离,吊车梁端部宽为340mm，吊车梁轴线到柱面外侧的距离为750mm，则牛腿顶面的长度为750-500+340/2+80=500mm，相应牛腿水平截面高度为500+900=1400mm，牛腿外边缘高度，倾角，于是牛腿的几何尺寸如图所示：6.8.2 牛腿配筋由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内，即，故该牛腿可按构造要求配筋纵向钢筋取，箍筋取6.8.3 牛腿局
11、部挤压验算设垫板的长度和宽度为500500mm，局部压力标准组合值：故局部挤压应力为：（满足要求）6.9 柱的吊装验算6.9.1 吊装方案：一点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处，如图所示6.9.2 荷载计算：上柱自重：牛腿自重：下柱自重：，计算简图如图所示。6.9.3 内力计算，弯矩图如图所示。柱吊装简易图6.9.4 截面承载力计算截面1-1：,，故截面承载力：截面2-2：,，。故截面承载力：，所以符合要求。6.9.5 裂缝宽度验算 由承载力计算可知，裂缝宽度验算截面1-1即可，钢筋应力如下：按有效受拉混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率：，满足要求。七、基础设计7.1 荷载计算7.1.1 由柱传
12、致基顶的荷载由表6可知荷载值如下：第一组：，；第二组：，；第三组：，；第四组：，。7.1.2 由基础梁传致基顶的荷载（G5） 墙重（含两面抹灰）：； 窗重： （4.84.2+1.84.2）0.45=12.47KN； 基础梁： 64.2=25.2KN 所以荷载设计值为267.501.2=321KN 由基础梁传致基础顶面荷载标准值为： 对基础底面中心的偏心作用 偏心弯矩：7.1.3 作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力假定基础高度为800+50+250=1100mm，（800为柱插入深度，由表2.25查得）则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为：第一组：，第二组：，第三组：，第四组：，7.2
13、基底尺寸的确定基底尺寸的确定，应由标准值计算，故由表5得， ，因为1/b=1.52.0，由1/b=1.5和A=（5.777.34），解得，b=(1.962.3)m，取b=2.3m；l=1.5b=1.52.3=3.5m,取l=4m验算的条件（可以）验算其它三组荷载标准值作用下的基底应力第一组：；0。第三组：；0。第四组：；0；。所以均可以。因为该车间属于可不做地基变形计算的二级建筑结构，所以最后确定基底尺寸为2.6m4m，基础受离图40所示。7.3 前面已初步确定基础的高度为1.1m，如采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图41所示。由于上阶底面落在柱边破坏锥面内，故该基础只
14、须进行变阶处的抗冲切力验算。7.3.1 在各组荷载设计值作用下的低级最大净反力第一组：；第二组：；第三组：；第四组：。抗冲切计算按第一组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。7.3.2 在第一组荷载作用下的冲切力冲切力近似按最大地基净反力计算，即取，由于基础宽度b=2.6m，小于冲切锥体底边宽，故，7.3.3 变阶出处的抗切冲力由于基础宽度小于冲切锥体底边宽，故=，因此基础的高度及分阶可按图40及41所示的尺寸采用。7.4 基底配筋计算包括沿长边和短边两个方向的配筋计算。沿长边方向的配筋计算，由前述四组荷载设计值作用下最大地基净反力的分析可知，应按第三组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。而沿短边方向，由于为轴心受压，其钢筋用量应按第三组荷载设计值作用下的平均地基净反力进行计算。7.4.1 沿长边方向的配筋计算在第一组荷载设计值作用下，前面已算得，相应于柱边及变阶处是净反力：；。则 ；。选用188120，=904.5826.70(可以)7.4.2 沿长边方向的配筋计算在第一组荷载设计值作用下，均匀分布的地基净反力 ； ； ； ；。选用188120，=904.5871.3(可以)35
