1、浙江理工大學建筑工程學院土木系 混凝土與砌體結構課程設計 班 級 10土木（1）班 學 號 J10220107 姓 名 董帥 指 導 教 師 楊予 日 期 13.6.28 單層廠房計算書基本設計資料1.  廠房的平面和立面布置:(1)平面布置：裝配車間跨度24m，總長102m，中間設伸縮縫一道，柱距6m，如圖1所示。(2)立面布置：基礎頂面高程-0.5m，柱頂高程+12.4m，如圖2。2吊車使用情況：車間內設有兩臺20050kN中級工作制吊車，其軌頂的設計標高10m。吊車的主要參數如下:起重量Q（kN）跨 度Lk（m）最大輪壓Pmax（kN）小車重g（kN）總重G+g（kN）輪 距K

2、(mm）吊車寬B（mm）200/5022.521578320440055503廠房中標準構件選用情況:(1)屋面板采用 G410（）標準圖集中的預應力混凝土大型屋面板，板重（包括灌縫在內）標準值為1.4kNm2。屋面各層構造見下圖。SBS改性瀝青卷材或高分子復合防水卷材（二氈三油上鋪小石子，去掉2%找坡，以20mm厚水泥砂漿找平層計算）等；做法示意如下：(2)天溝板采用G410（三）標準圖集中的JGB77-l天溝板，板重標準值為2.02kNm。(3)天窗架采用G316中的門型鋼筋混凝土天窗架CJ-03，自重標準值為2x36kN每榀，天窗端壁選用G316中的DB9-3，自重標準值2x60kN每榀

3、（包括自重、側板、窗檔、窗扇、支撐、保溫材料、天窗電動啟動機、消防栓等）。(4)屋架采用G415（三）標準圖集中的預應力混凝土折線形屋架，屋架自重標準值106kN每榀。(5)吊車梁采用G425標準圖集中的先張法預應力混凝土吊車架YXDL6-8，吊車梁高1200mm，自重標準值44.2kN根，軌道及零件重1kNm，軌道及墊層構造高度200mm。4其他條件：(1)基本風壓：B類，0(0.3+學號最后兩位/100)kN/m2。0 (2)地質條件：車間所在場地，地坪下1.0m內為填土，填土下層4.5m內為均勻亞粘土(液性指數Il>0.85)，無軟弱下臥層；未經深寬修正地基承載力特征值f

4、ak180kN/m2，地下水位為-5.0m，無腐蝕性。(3)屋面活荷載的取值： 一班按規范取不上人屋面活載， 二班取不上人屋面活載0.1kN/m2 三班取不上人屋面活載0.2kN/m2。 四班取不上人屋面活載0.3kN/m2(4)排架柱及基礎材料選用情況A:柱混凝土：一、二班同學取C25；三、四班同學取C30。B:鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，箍筋采用HRB235級鋼筋。C:基礎混凝土：采用C15；鋼 筋：采用級鋼筋。廠房結構選型與布置1、屋面板采用G410（一）標準圖集中的預應力混凝土大型屋面板，板重（包括灌縫在內）標準值為1.4kNm2 (具體構造見任務書)。2、天溝板采用G4

5、10（三）標準圖集中的JGB77-1天溝板，板重標準值為2.02kNm。3、天窗架采用G316中的門型鋼筋混凝土天窗架CJ-03，自重標準值為2x36kN每榀，天窗端壁選用G316中的DB9-3，自重標準值為2x60kN每榀。4、屋架屋架采用G415（三）標準圖集中的預應力混凝土折線形屋架，屋架自重標準值為106kN每榀。5、屋蓋支撐自重0.05kNm2（沿水平面方向）6、吊車梁采用G425標準圖集中的先張法預應力混凝土吊車架YXDL6-8，吊車梁高1200mm，自重標準值44.2kN根，軌道及零件重1kNm，軌道及墊層構造高度200mm。7、聯系梁、過梁 均為矩形截面。8、排架柱下柱長：上柱

6、長：由于，。 由型柱細部尺寸表查得：b=500mm時，取h=10001500mm，所以選取b=500mm，h=1200mm。所以排架柱上柱選用的正方形截面（如附圖1），截面面積： ，截面的慣性矩：；下柱為工字型截面（如附圖1），取：b=120mm, h=1200mm, ,截面面積：,截面繞強軸的慣性矩： 截面繞弱軸的慣性矩：附圖1：柱子截面尺寸圖9、定位軸線 橫向定位軸線均通過柱子截面的幾何中心，但在兩端與山墻的內皮重合，并將山墻內側第一排柱子中心線內移500mm，縱向定位軸線見廠房平面布置圖。 注：由吊車類型查得：20/5型，跨度22.5m，=260mm 為吊車外邊緣至柱內緣寬度，由于Q&l

7、t;50t，所以排架的荷載計算（一）荷載的基本數據鋼筋混凝土容重 水泥砂漿容重 磚墻容重 鋼門窗自重 鋼軌及墊層容重 二氈三油防水層自重 （沿斜面方向）找平層自重 （沿水平方向）屋面活荷載 屋面積灰荷載 （二）恒荷載1、屋蓋部分傳來的恒載天窗架 天窗端壁 屋面板重（包括灌縫） Sbs防水卷材 CC2建筑防水瀝青油膏 1:3水泥砂漿找平層20厚 80厚珍珠巖保濕層 1：3水泥砂漿找坡2% 屋架重 合計 每塊天溝板及積水重： 綜上：2、柱自重和上柱重： 下柱重：柱身：附圖2：排架柱標高牛腿：綜上： 3、混凝土吊車梁及軌道重 （三）活荷載1、屋面活荷載屋面活荷載，屋面積灰荷載。雪荷載。排架柱計算時，

8、屋面積灰荷載和雪荷載或屋面活荷載中的較大值同時考慮。注：作用位置同2、吊車荷載采用兩臺200/50KN中級工作制吊車（吊車具體參數見任務書）（1） 豎向吊車荷載由規范查得：兩臺中級吊車的折減系數 附圖3：吊車梁支座豎向反力影響線求時的吊車位置 （2） 水平吊車荷載 每個輪子的水平剎車力：由規范：所以產生時吊車作用位置和豎向荷載作用時相同，所以3、風荷載（1）求均布荷載q由建筑結構荷載規范，單層廠房的風載體型系數如圖所示。附圖4：風載體型系數圖附圖5：框架風荷載計算簡圖風向柱頂離室外地坪高度為：， 則：標高101520301.001.141.251.42附圖6：風壓高度變化系數（B類粗糙度） 注

9、：以下使用的均從上表數據按直線內插法求得（3） 求集中荷載W屋架檐口離室外地坪高度為，故天窗、屋架交界處離室外地坪高度為，故天窗檐口離室外地坪高度為，故天窗頂離室外地坪高度為，故按風載計算簡圖計算集中風荷載W附圖7：屋架集中荷載計算簡圖與在水平方向相抵消集中風荷載W作用點標高為12.40m。排架的計算簡圖及荷載作用位置圖如下圖所示。附圖8：排架計算簡圖及荷載作用位置圖內力分析（一）恒載作用下的排架內力 單層廠房多屬于裝配式結構，柱、吊車梁和軌道的自重，多是在預制柱吊裝就位完畢而屋架尚未安裝時施加在柱子上的，此時尚未構成排架結構。但在設計中，為了與其他荷載的計算方法相一致，在柱、吊車梁和軌道的自

10、重作用下仍按排架結構進行內力計算。1、由產生的彎矩和軸力 附圖9 2、由柱自重產生的彎矩和軸力（1）上柱重 （2）下柱重 , ，只產生軸力而不產生彎矩。3、由產生的彎矩和軸力 綜上 ：恒載作用下的計算簡圖和內力分圖如下圖所示。附圖10：恒載計算簡圖及內力圖（二）屋面活荷載作用下的排架內力與作用位置相同，即成比例。 屋面活荷載作用下的計算簡圖和內力圖如下圖所示。附圖11：活載計算簡圖及內力圖（三）吊車豎向荷載作用下的排架內力1、最大輪壓作用于A柱時A柱： B柱： 計算簡圖如圖所示。附圖12：吊車豎向荷載作用下計算簡圖與恒載計算相同，A柱 B柱 A柱與B柱相同，剪力分配系數，則A柱與B柱柱頂的剪力

11、為A柱 B柱 所以內力圖如下圖所示。附圖13（四）吊車水平制動力作用下的排架內力1、向左作用柱中軸力為零。由前述所得，A柱 B柱 ，查附表3-2可得：考慮空間作用分配系數m，查表得m=0.80，且A柱與B柱相同，剪力分配系數， A柱與B柱的剪力為A柱：B柱：計算簡圖如下圖所示。附圖14：吊車水平力作用下排架計算簡圖根據柱頂剪力和求的向左作用下，排架彎矩如下圖所示。附圖15：排架彎矩圖2、向右作用由于機構對稱，M圖與上圖剛好相反，如圖中的虛線所示。（五）風荷載所用下排架內力1、左來風情況， 疊加上訴兩個狀態，恢復結構原有受力狀態，即得該柱的柱頂剪力排架單元為對稱結構，柱中的軸力為零，計算簡圖如下

12、圖所示。附圖16 根據計算，左來風的情況下框架的M圖如上圖中實線所示。2、右來風的情況。由于結構的對稱性，M圖如上圖中所示。內力組合排架單元為對稱結構，可僅考慮A柱的截面。組合情況見下表。柱號、控制截面及軸向內力恒載活載豎向吊車荷載水平吊車荷載風荷載最大輪壓作用于水平力向左水平力向右左來風右來風AB12345678-M32.75.05-49.95-49.95-13.7113.7168.85-75.42N508.64100.8000000-M-68.6-20.15206.053.63-13.7113.7168.85-75.42N607.8100.8568.89119.070000-M120.04

13、15.1286.62-116-156.65156.65394.79-341.37N665.16100.8568.89119.070000V21.255.04-13.15-13.15-15.7115.7149.99-40.14控制截面 荷載組合內力組合1.2恒載+0.91.4(任意兩種以上活載)標準組合恒載+任意兩種荷載1.2恒載+1.4任意一種活載標準組合恒載+任一活載項目組合MNVMNV項目組合MNVMNV-+Mmax+0.9*(+)98.51599.3667.41485.51+80.25420.6979.09423.91-Mmax+0.9*(+)-92.47508.64-56.86379.

14、91+-40.61420.69-29.39423.91Nmax+0.9*(+)-87.92609.44-50.53485.51+38.80539.7331.62517.51Nmin+0.9*（+)-92.47508.64-56.86423.9+-46.61508.69-71.23423.91-+Mmax1.2*+0.9*1.4*(+)194711098.54115.80912.89+137.431176.7489.99912.89-Mmax+0.9*(+)-173.16800.23-103.16685.19+-147.98607.85-113.88506.54Nmax+0.9*(+)170.3

15、81203.7110.491006.49+137.431176.7489.99912.89Nmin+0.9*(+)-164.08699.79-110.95600.14+-147.98607.85-113.91506.54-+Mmax+0.9*(+)707.901227.8873.08530.441012.4558.83+535.85665.2171.24397.61554.3453.41-Mmax+0.9*(+)-407.58740.32-40.85-350.23607.67-31.59+-247.33665.21-18.89-161.81554.34-10.97Nmax+0.9*(+)689

16、.961265.1573.08585.081054.2958.83+211.421234.18.1165.91960.698.31Nmin+0.9*(+)512.02754.1570.78411.32647.9457.01+535.85665.2171.24397.61554.3453.41排架柱設計（一）A軸柱1、設計資料截面尺寸：上柱 正方形截面： 下柱 I形截面: ， 材料等級：混凝土 C25 鋼筋 縱向受力鋼筋為HRB335， 箍筋為HRB235，計算長度：排架平面內: 上柱： 下柱： 排架平面外： 上柱： 下柱：2、內力（1）上柱：C25混凝土 則假定梁內為一層鋼筋： 所以由于內力組

17、合表中-截面的控制內力N均小于，則都屬于大偏心受壓，所以選取彎矩較大而軸力較小的情況，經比較取出下面的組合：， （2）下柱由于下柱在長度范圍內配筋相同，比較-截面和-截面的控制內力，可以看出-起控制作用從內力組合表中-截面的控制內力均小于，則都屬于大偏心受壓，所以選取彎矩較大而軸力較小的情況，經比較取出下面的內力組合：3、配筋計算（采用對稱配筋）（1）上柱 ,大偏壓。，所以取取 排架結構屬于有測移結構： 所以選用（），箍筋選用，配筋圖如下圖所示。垂直彎矩平面的承載力驗算：（為平面外計算長度），查表得：附圖17：排架上柱截面配筋圖（滿足要求） （2）下柱： 內力組合a：，中和軸處于受壓區翼緣部分

18、。 ，取，取排架結構屬于有側移結構， 內力組合b： 所以中和軸處于受壓區翼緣部分。 ，取，取排架結構屬于有側移結構， 對兩組內力進行比較，按照內力組合a進行配筋，選用（），箍筋選用，配筋圖如附圖18所示：平面外承載力驗算：,查表得（滿足要求）附圖18：下柱配筋圖4、牛腿計算吊車梁與牛腿的關系如右圖所示。牛腿高度的驗算： 附圖19滿足要求。縱向受拉鋼筋的配置，因為吊車垂直荷載作用于下柱截面邊緣內，則可以按構造配筋， 且。縱筋不應小于4根，直徑不應小于12mm，故縱向鋼筋選用（）；由于，所以可以不設彎起鋼筋，箍筋選用。配筋圖詳見柱配筋圖。設墊板的長和寬為：局部壓力標準組合值:故局部壓應力為:滿足要

19、求。基礎設計A軸柱1、設計資料材料等級：混凝土： C15 。 鋼筋： 采用級鋼筋 地質條件：地坪下1.0m為填土，填土下層4.5m內為均勻亞粘土，無軟弱下臥層；未經深度修正地基承載力特征值值，地下水位為-5.0m，無腐蝕性。2、確定基礎高度由構造要求得：預制柱插入基礎的深度為，柱留50mm的間隙，用C30混凝土填充。杯底厚度，杯壁厚度（滿足基礎梁支承寬度要求），則基礎的高度為，杯壁高度由臺階下面的基礎抗沖切條件確定，應盡量使大一點，初定，以減少基礎混凝土用量。3、柱底（-）截面最不利內力選擇 （1）、進行地基設計時選用以下二組按標準組合確定的最不利內力。 （2）、進行地基驗算時選用以下二組按基本標準組合確定的最不利內力。4