1、鋼筋混凝土課程設計任務書設計題目： 單層單跨工業廠房學 院： 城市建設學院 專 業： 建筑工程技術 班 級： 建工1002班 學 號： 201008305067 指導老師： 吳老師 姓 名： 王紹福 單層單跨工業廠房設計計算書第一章 設計資料1.1設計資料 1 工程名稱: ××廠裝配車間。 2 工程概況：某工廠擬建一個裝配車間，根據工藝布置的要求，車間為單跨單層廠房，跨度為18m，設吊車20/5t.10t吊車各一臺，吊車均為中級工作制，牛腿面標高為9.6m，吊車梁以上設高側窗，洞口尺寸為4.2×1.8m，吊車梁以下設低側窗，洞口尺寸為4.2×4m，圈梁設

2、在柱頂處。 3建筑設計資料: oo 屋面構造為：三氈四油防水層找平層（20mm厚水泥砂漿）100厚水泥珍珠巖制品保溫層一氈兩油隔汽層20mm厚水泥砂漿找平層預應力混凝土大型屋面板 維護結構采用370mm厚燒結粘土空心磚（重度為8kN/m2） 4結構設計資料： 自然條件: 基本風壓 ；基本雪壓 。 地震設防烈度：該工程位于非地震區，故不需抗震設防。 5建設地點：某市郊外某地，廠區地形平坦，工程地質條件均勻，地基為亞粘性土，該土層承載力特征值為,最高地下水位在地表以下15m，可不考慮對基礎的影響。 6吊車資料：吊車資料查閱08G118單層工業廠房誰選用相關標準資料。建筑平面、剖面如圖1-1和圖1-

3、2所示。 圖1-1 建筑平面布置圖 圖1-2 I-I剖面圖第二章 廠房標準構件及排架柱材料選用2.1 廠房中標準構件選用情況2.1.1 屋面做法三氈四油防水層： 0.4kN/m找平層（20mm厚水泥砂漿） 0.4kN/m100mm珍珠巖制品保溫層 0.5kN/m一氈兩油隔汽層 0.05kN/m20mm水泥沙漿找平層： 0.4kN/m合計： 屋面活荷載： 屋面外荷載： 屋面板采用G410（一）標準圖集：1.5m×6m預應力混凝土屋面板（卷材防水）中間板： YWB2II邊 跨 板： YWB2IIS允許外荷載： 板自重： 灌縫重： 2.1.2屋架 屋架采用G415（一）標準圖集的預應力混凝

4、土折線型屋架（YWJ182Bb）允許外荷載： 4.00kN/m屋架自重： 2.1.32.1.3天溝板 天溝板采用G410（三）標準圖集。中間板： TGB77中間板左開洞： TGB77b中間板右開洞： TGB77a端跨左開洞： TGB77sb端跨右開洞： TGB77sa允許荷載： 4.26kN/m構件自重： 2.24kN/m2.1.4吊車梁吊車梁選用04G426標準圖集,中級工作制備，一臺起重量為20/5t的吊車, ,另一臺起重量為10t，選用吊車梁：中間跨:YDL4Z,邊跨YDL4B,構件自重： 。 吊車軌道聯接選用04G325標準圖集,中級吊車自重：。2.2排架柱材料選用(1) 混凝土：采用

5、C30。(2) 鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB400級。(3) 箍筋：采用HPB235級。(4) 型鋼及預埋鐵板均采用I級。第三章 排架柱高與截面計算3.1排架柱高計算由吊車資料表可查得，Q=20/5t：H2200mm,軌頂墊塊高為200mm。 牛腿頂面標高9.600m 柱頂標高 牛腿頂面標高+吊車梁高+軌頂墊塊高+H 9.600+1.200+0.200+2.2 13.2m (取13.000m)上柱高 柱頂標高牛腿頂面標高13.000-9.600=3.400m全柱高柱頂標高基頂標高 13.000(0.500)13.500m下柱高全柱高上柱高 13.5003.40010.100m實際軌頂標高牛腿頂

6、面標高+吊車梁高+軌頂墊塊高 11.000m3.2排架截面尺寸計算截面尺寸需要滿足的條件為：bH/2010100/20=505mm.hH/12842mm取柱截面尺寸為：上柱：（b×h）500×500下柱：（b×h）500×1000×120×200（如圖3-1）圖3-1 下柱截面圖計算參數上、下柱截面慣性矩I上柱Iu1/12×0.5×0.530.0052m4下柱Il1/12×0.5×130.0417m4 上、下柱截面面積A 上柱Au0.5×0.50.25m2下柱Al0.5×1-

7、0.5m2上柱與全柱高比值3.4/13.50.252慣性矩比值nNIu/Il=0.0052/0.0417=0.1247排架計算簡圖如圖3-2所示。 圖3-2 排架計算簡圖第四章 排架柱上的荷載計算4.1屋蓋自重計算 （1.7+1.40+0.1）×6×+104.65×0.5=225.125KN(作用在柱頂)4.2柱自重計算上柱：（作用于上柱中心線） 下柱：4.3吊車、吊車梁及軌道自重計算 4.4屋面活荷載計算 4.5吊車荷載計算 豎向荷載：195kN, 30kN, K=4400mm, B=5650mm, 302kN, 118kN（雙閘）。根據B與K，由影響線（見圖4

8、-1）圖41吊車梁影響線可以求得0.058 0.791.00, 0.267由上求得 吊車水平荷載為則 )其作用點到柱頂的垂直距離4.6風荷載計算基本風壓:風壓高度變化系數z按C類地區考慮，根據柱頂標高13.50m，查看荷載規范用內插法得, 對Fw按檐口標高1.42m, 用內插法得，風載體型系數s1+0.8, s2-0.5,s2-0.5，s20.6，具體情況見下圖4-2圖4-2 風荷載體型系數則柱頂風荷載集中力設計值：第五章 內力計算5.1作用內力計算5.1.1 作用(排架無側移) 由, ,則：故作用下不動鉸承的柱頂反力為()同時有故在作用下不動鉸承的柱頂反力為()故在共同作用下（即在G作用下）

9、不動鉸支承的柱頂反力為 ()相應的計算簡圖及內力圖如圖5-1所示 圖5-1 恒荷載作用下的內力(a)G的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖（kN）5.1.2 作用計算簡圖及內力圖, , , （） （）相應的計算簡圖及內力圖如圖5-2所示。 圖5-2 G、G、G作用計算簡圖及內力圖(a) G、G、G作用；(b)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)5.2 屋面活荷載內力計算對于單跨排架，與一樣為對稱荷載，且作用位置相同，但數值大小不同。故由的內力計算過程可得到的內力計算數值； ()相應的計算簡圖及內力圖如圖5-3 所示。圖5-3 Q作用計算簡圖及內力圖(a)Q的作用；(b

10、)M圖(kN·m)；(c)N圖(kN)5.3 吊車豎向荷載作用內力計算作用于A柱，作用于B柱，其內力為 廠房總長96m,跨度為18m，吊車其重量為20/5t和10t,則在，聯合作用線按剪力分配法計算排架內力。N=0.1247，=0.252,，在A柱和B柱的柱頂虛加水平不動鉸支座，查附錄9中的附圖9-3得， 相應的計算簡圖及內力圖如圖 5-4 所示。圖5-4 D作用計算簡圖及內力計算(a) D的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)V圖(kN)D作用于A柱時，由于結構對稱，故只需A柱與B柱的內力對換，并注意內力變號即可。5.4 吊車水平荷載作用內力計算當T向左時，A、B柱的柱頂

11、剪力按推導公式計算：Y0.588H,利用內插法求得C0.73另有T21.4kN,0.85,則 VV(1) C T2.343kN() 相應的計算簡圖及內力圖如圖5-5所示。圖5-5 T的作用計算簡圖及內力圖（a）T的作用；(b)M圖(kN·m)；(c)V圖(kN)當T向右時，僅荷載方向相反，故彎矩值仍可利用上述計算結果，但彎矩圖的方向與之相反。5.5 風荷載作用風從左向右吹時，先求柱頂反力系數C，為=0.252，n=0.1247對于單跨排架，用剪力分配法，計算此排架在風荷載作用下的內力。A、B柱頂剪力分別為 0.5FCH(qq)0.5×10.070.347×13.5

12、×(2.111.317)6.985kN()0.5F+CH(qq)0.5×10.07+0.347×13.5×(2.111.317)7.207 kN()風壓高度變化系數按柱頂離室外天然地坪的高度13.5+2.1=15.6m取值查表10-4得：離地面15m時，;離地面20是計算柱頂剪力 相應的計算簡圖及內力圖如圖5-6 所示。圖5-6 風荷載作用計算簡圖及內力圖(a)風荷載的作用； (b)M圖（kN·m）風從右向左吹時，僅荷載方向相反，故彎矩值仍可利用上述計算結果，但彎矩圖的方向與之相反。5.6最不利荷載組合。由于本例結構對稱，故只需對A柱（或B柱）

13、進行最不利內力組合，其步驟如下：（1）確定需要單獨考慮的荷載項目。本工程為不考慮地震作用的單跨排架，共有8種需要單獨考慮的荷載項目，由于小車無論向右或向左運行中剎車時，A、B柱在T作用下，其內力大小相等而符號相反，在組合時可列為一項。因此，單獨考慮的荷載項目共有7項。（2）將各種荷載作用下設計控制截面（II、IIII、IIIIII）的內力M、N（IIIIII截面還有剪力V）填入組合表5-1 。填表時要注意有關內力符號的規定。（3）根據最不利又最可能的原則，確定每一內力組的組合項目，并算出相應的組合值。計算中，當風荷載與活荷載（包括吊車荷載）同時考慮時，除恒荷載外，其余荷載作用下的內力均應乘以0

14、.9的組合系數。排架柱全部內力組合計算結果列入表5-2。表5-1 框架柱內力匯總表柱號截面荷載項內力恒荷載屋面活荷載吊車豎向荷載吊車水平荷載風荷載G1kG2kG3kG4kQ1kDmax,k在A柱Dmin,k在A柱Tmax,k向左Tmax,k向右左風右風 1 2345678A柱1-1M15.761.89-19.04-19.04-20.9720.9723.04-31.1N246.38270000002-2M-33.058-4.8684.07-3.18-20.9720.9723.04-31.1N297.4827412.4363.4500003-3M32.6623.01827.51-59.64-194

15、.4194.491.13-122.29N423.7327412.4363.450000V6.5070.78-5.6-5.59-19.0619.0631.68-24.69表5-2 框架柱內力組合表 內力截面 由可變荷載效應控制的組合 1.2恒載+1.4任一活載組合項Mmax相應N 、V組合項Mmin相應N 、V組合項Nmax相應M、V組合項Nmin相應M、V1-11751.1718-24.631221.561751.17295.66295.66333.46295.662-21378.0318-83.2113-78.0318-83.21934.38356.98934.48356.983-31716

16、6.7818-84.11377.7117166.78508.78508.781085.88508.7852.16-26.766.3552.16 內力截面 由可變荷載效應控制的組合 1.2恒載+1.4×0.9(任意兩個或兩個以上活載)組合項Mmax相應N 、V組合項Mmin相應N 、V組合項Nmax相應M、V組合項Nmin相應M、V1-112750.321368-17.8412368-16.461368-17.48329.68295.66329.68295.662-21357168.87128-84.98123781.4218-78.78817.14391.38817.14356.98

17、3-312367437.40145853.6312367437.401779.111062.16588.421062.16508.4865.67-54.3165.6747.43 內力截面 由永久荷載效應控制的組合 組合項Mmax相應N 、V組合項Mmin相應N 、V組合項Nmax相應M、V組合項Nmin相應M、V1-11223.131234.47124-4.4718-9.2593.1359.1359.1332.612-21337.8412-49.3112333.07805.78428.06832.243-312374.0114-49.661002.68635.04.063.3注 第六章 排架柱

18、設計6.1柱截面配筋計算 最不利內力組的選用：由于截面33的彎矩和軸向力設計值均比截面22的大，故下柱配筋由截面33的最不利內力組確定，而上柱配筋由截面11的最不利內力組確定。6.1.1 截面配筋：1. 組合(與組合相同)M=51.17 N=295.66h0=h-=500-40=460L0=2H0=2×3400=6800A=500500=250000mm2縱向受力鋼筋采用HRB335級bea=max(h/30,20)=20e0M/N=173ei= e0+ ea =1931=0.5fCA/N=0.5×14.3×250000/295660=6.02>1取1=1.

19、02=1.15-0.01×L0/h=1 e=ei+h/2-=1.319×193+500/2-40=356.0 <b （大偏心受壓）X= h0=460×0.155=71.3h0b=460×0.55=2532as=80經比較：X< h0b且X< 2as,則說明受壓筋不能達到屈服強度，此時應按以下公式計算。=ei-h/2+ as =1.483×205.3-500/2+40=94.46As=N es/fy(h-2as)=281560×94.46/300×（500-80）=211.08Amin=0.2%×2

20、50000=5002.組合M=23.13 N=359.1h0=h-as=500-40=460L0=2H0=2×3400=6800A=500500=250000縱向受力鋼筋采用HRB335級bea=max(h/30,20)=20e0M/N=64.4ei= e0+ ea =84.41=0.5fc A /N =0.5×14.3×250000/359100=4.987>1取1=12= =1.15-0.01×L0/h=1.01411.73e=ei+h/2-=1.73×84.4+500/2-40=356.0 <b （大偏心受壓）X= h0=46

21、0×0.109=50.2h0b=460×0.55=2532as=80經比較X< h0b且X< 2as,則說明受壓筋不能達到屈服強度，此時應按以下公式計算。es=ei-h/2+ as =1.07×84.4-500/2+40=-64.0,則面積最小值為：Amin=0.2%×250000=5006.1.2 截面配筋：1.組合M=437.40 N=1062.16h0=h-as=1000-40=960L0=1.0H0=10100A=500×1000500000 mm2縱向受力鋼筋采用HRB335級bea=max(h/30,20)=34 e0M

22、/N=412 ei= e0+ ea =4461=0.5fc A /N =0.5×14.3×500000/106210=2.63>1取1=1 2= =1.15-0.01×L0×1000 1取2=1 /h=1.17e=ei+h/2- as =1.17×446+1000/2-40=976 X= h0=960×0.156=149h0b=960×0.55=495 2as=80 經比較, ，=283.3Amin=0.2%×A=0.2%×500000=10002. 組合M=437.40 N=1062.16h0=h

23、-as=1000-40=960L0=1.0H0=10100A=500×1000500000 mm2縱向受力鋼筋采用HRB335級bea=max(h/30,20)=34 e0M/N=412 ei= e0+ ea =4461=0.5fc A /N =0.5×14.3×500000/1062160=2.63>1取1=1, 取2=1 1.17e=ei+h/2- as =1.17×446+1000/2-40=976 X= h0=960×0.156=149h0b=960×0.55=495 2as=80 經比較, ，中和軸在翼緣內，且屬于大偏

24、心受壓構件=383.3Amin=0.2%×A=0.2%×500000=10003. 組合M=166.78 N=508.78h0=h-as=1000-40=960L0=1.0H0=10100A=500×1000500000 mm2縱向受力鋼筋采用HRB335級bea=max(h/30,20)=34 e0M/N=328ei= e0+ ea =3621=0.5fc A /N =0.5×14.3×500000/508780=7.0>1取1=12=1.15-0.01×L0×/h=1.049>1取2=1 1.19e=ei+h

25、/2-as=1.×362+1000/2-40=891 <b （大偏心受壓）X= h0=960×0.074=71.04h0b=960×0.55=5282as=80 經比較X< h0b且X< 2as,則說明受壓筋不能達到屈服強度，此時應按以下公式計算。=ei-h/2+ as =1.19×362-500/2+40=221As=N es/fy(h-2as)=508780×560/300×（1000-80）=407.39Amin=0.2%×A=0.2%×500000=1000比較以上計算結果，排架柱配筋為：

26、（單側）上柱：（763.02） 配筋率:0.305%下柱：（1256） 配筋率:0.25% 6.2柱在排架平面外承載力驗算取、截面中的進行驗算查表（有柱間支撐，垂直房屋排架柱，有吊車房屋柱）得計算高度：上柱:L0=1.25Hu=1.25×3400=4250下柱:L0=0.8HL=0.8×10100=80801. 截面：=333.46L0/b=4250/500=8.5 查表得 =1.0 =0.9×1.0×（14.3×250000+2×300×763.02）=3711 > 滿足要求2. 截面=1085.88L0/b=101

27、00/500=20.2 查表得 =0.75 =0.9×0.75×（14.3×500000+2×300×1256）= 6234> 滿足要求63斜截面抗剪和裂縫寬度驗算6.3.1垂直于彎矩作用平面承載力驗算柱內箍筋的配置：由于沒有考慮地震作用，柱內箍筋一般按構造要求控制上下柱均可以按構造配箍筋。6.3.2柱的裂縫寬度驗算按e0/h00.55的偏心構件可不驗算裂縫寬度，比較后， 截面的組合的最大，故按此組合來驗算。由內力組合表可知，驗算裂縫寬度的最不利內力的標準值上柱： Mk=15376+20.97=36.73 Nk=246.38 ek=Mk/

28、Nk=36.73/246.38=149.1mm<0.55=0.55*460=253mm可以不進行裂縫寬度驗算。下柱：Mk=32.662+194.7=227.0Nk=423.73ek=Mk/Nk=227.0/423.73=536mm>0.55=0.55*960=528mm須做裂縫寬度驗算。 /h=8080/500=16.16>14,=1.0 =40 =960mmek=kek+h/2-as=1.0×536+1000/2-40=996ct=As/Act=1256/0.5×120×1000+(500-120)×200=0.009則縱向受力鋼筋A

29、s合力至受壓區合力作用點間的距離為Z0.87-0.12(1-)(ho/ek)2ho=0.87-0.12×1-(500-120)×200/(120×960)×(960/996)2×960=824.5縱向受拉鋼筋As的應力s=Nk(ek-Z)/(AsZ)=423730×(996-805.26)/(1256×805.26)=125.2N/mm2 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數1.1-0.65ftk/(cts)=1.1-0.65×2.01/(0.009×114.82)=0.16故最大裂縫開展寬度Wmax=ct

30、(2.7c+0.11/ct)=2.1×0.16××(2.7×40+0.11×20/0.009)×0.7=0.032<0.3滿足要求。6.4柱牛腿設計6.4.1牛腿幾何尺寸的確定：牛腿截面尺寸與柱寬相等，為500，牛腿頂面的長度為800，相應牛腿水平截面長度為1300。取牛腿外邊緣高度為h300，傾角45°,于是牛腿的幾何尺寸如圖6-1所示。圖6-1 牛腿幾何尺寸及配筋圖6.4.2牛腿幾何尺寸的驗算：由于吊車垂直荷載作用下柱截面內，a7501000250，即取0，則FDG412.4351.1463.53FT19.060.

31、8×(10.5×)× 882F463.53所以截面尺寸滿足要求。6.4.3牛腿配筋： 由于吊車垂直作用于下柱截面內，即a=750-1000=-250<0。 故該牛腿可以按構造要求配筋，縱向鋼筋取416（804mm2），箍筋取10100。6.4.4局部承壓強度驗算：0.75fA0.75×14.3×500×5003575 kNF=463.53所以滿足要求。6.5柱的吊裝驗算6.5.1吊裝方案：采用一點翻身起吊，吊點設在牛腿與下柱交接處，動力系數取1.5。6.5.2荷載計算：上柱自重:g1.5×25×0.259.375牛腿自重:g1.5×25×（0.5×1）18.75下柱自重:g1.5×25×（0.5×1）18.756.5.3內力計算:M×9.375×