混凝土及砌体结构课程设计—单层工业厂房设计-金属结构车间双跨等高厂房【可提供完整设计图纸】

混凝土及砌体结构课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 —单层工业厂房设计-金属结构车间双跨等高厂房【可提供完整设计图纸】 混凝土及砌体结构课程设计 学生姓名: 学 号: 指导教师: 专业班级:11土木(1) 所在学院:工程学院 中国?大庆 2014年10月 混凝土及砌体结构课程设计—单层工业厂房设计-金属结构车间双跨等高 厂房 ——单层工业厂房设计任务书 (土木11(1)和11(2)) 一、设计题目:金属结构车间双跨等高厂房。 二、设计内容: 1(计算排架所受的各项荷载; 2(计算各种荷载作用下的排架内力(对于吊车荷载不考虑厂房的空间作用); 3(柱及牛腿设计，柱下独立基础设计; 4(绘施工图:柱模板图和配筋图;基础模板和配筋图。 三、设计资料 1(金属结构车间为两跨厂房，安全等级为一级，厂房总长66m，柱距为6m，厂房剖面如图1所示; 2(厂房每跨内设两台吊车; 223(建设地点为东北某城市(基本风压0.4kN,m，基本雪压0.6kN,m，地面粗糙程度B类，冻结深度2.0m); 4(地基为均匀粘性土，地基承载力特征值180kpa; 5(厂房标准构件选用及载荷标准值: (1)屋架采用梯形钢屋架，屋架自重标准值:18m跨69kN,每榀，21m跨93kN,每榀，24m跨106.8kN,每榀，27m跨123kN,每榀，30m跨142.4kN,每榀(均包括支撑自重) (2)吊车梁选用预应力混凝土吊车梁，参数见表3。轨道及零件自重0.85kN,m，轨道及垫层构造高度187mm; (3)天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架重:18m跨25kN,每榀，21m跨29kN,每榀，24m跨33kN,每榀，27m跨36.2kN,每榀，30m跨40.5kN,每榀(包括自重，侧板、窗扇支撑等自重); (4)天沟板自重标准值为2.12kN,m; 22(5)围护墙采用240mm双面粉刷墙，自重5.24kN/m。塑钢窗:自重0.45kN,m，窗宽4.5m，窗高见图1。 (6)基础梁截面为250 mm×600mm;基础梁自重4.4kN,m; 6(材料:混凝土强度等级为C35，柱的受力钢筋采用HRB335级或HRB400级，箍 I 筋采用HPB300级; 7(屋面卷材防水做法(自上而下)及荷载标准值如下: 2改性沥青油毡防水层:0.4kN,m; 220mm厚水泥砂浆找平层:0.4kN,m; 2100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4kN,m; 2一毡二油隔汽层:0.05kN,m; 220mm厚水泥砂浆找平层:0.4kN,m; 2预应力大型屋板:1.4kN,m。 28(屋面均布活荷载为0.5kN,m。 柱顶 轨顶 +0.000 -0.150 图1 厂房剖面图 土木11(1)序号1,55;土木11(2)序号56,113。 表1 各学号所对应桥式吊车和牛腿标高 左跨吊车序号 右跨跨度 吊车 C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 C4 序号 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C1 21 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 C2 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 C3 27 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 C4 30 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 C1 27 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 C2 24 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 C3 21 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 C4 18 97 98 99 101 102 103 104 105 106 107 108 109 C4 30 110 111 112 113 C3 轨顶标高(m) 6.9 7.2 7.5 7.8 8.1 8.4 8.7 9.0 9.3 9.6 9.9 10.2 II 表2 吊车数据(工作级别A5) 轨道中最大轮大车轮轨顶以吊车总吊车起重量桥跨 小车重 心至端大车宽 压 距 上高度重 序号 部距离(kN) LQ(m) g(kN) B(m) P(kN) BQ(m) H(mm) (kN) maxB(mm) l 16.5 63.26 163 4.00 230 2097 5.955 230 19.5 63.26 185 4.10 260 2097 6.055 270 C1 160/32 22.5 63.26 193 4.10 260 2187 6.055 300 25.5 63.26 205 5.00 260 2185 6.390 340 28.5 63.26 214 5.00 260 2185 6.390 380 16.5 69.77 185 4.00 230 2099 5.955 240 19.5 69.77 207 4.10 260 2099 6.055 290 C2 200/50 22.5 69.77 216 4.10 260 2189 6.055 320 25.5 69.77 230 5.00 260 2189 6.390 370 28.5 69.77 239 5.00 260 2189 6.390 400 16.5 109 278 4.65 260 2341 6.640 330 19.5 109 301 4.70 300 2471 6.690 380 C3 320/50 22.5 109 313 4.70 300 2471 6.690 410 25.5 109 331 5.00 300 2471 6.990 460 28.5 109 344 5.00 300 2471 6.990 500 16.5 155 420 4.80 300 2734 6.775 440 19.5 155 430 4.80 300 2734 6.775 490 500/10C4 22.5 155 456 4.80 300 2734 6.775 530 0 25.5 155 474 5.00 300 2734 6.975 580 28.5 155 487 5.00 300 2734 6.975 620 表3 吊车梁数据(工作级别A5) 梁型号 起重量(kN) 跨 度(m) 梁 高(mm) 梁 重(kN) YDL1 160 16.5-28.5 1200 42.3 YDL2 200 16.5-28.5 1200 42.5 YDL3 320 16.5-28.5 1200 47.0 YDL4 500 16.5-28.5 1500 61.3 最后须提交的内容: 1、设计计算书。包括封页、任务书、目录、正文。 2、一号图纸一张。包括柱模板图、柱配筋图、基础模板图、基础配筋图。 III 目 录 1 设计资料 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 2 计算简图的确定 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 2.1 柱高度及各部分标高的确定?????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 2.2 柱的截面尺寸 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2 2.3 计算单元和计算简图 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3 3 荷载计算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4 3.1 恒载 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4 3.2 活载 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5 3.2.1 屋面活荷载 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5 3.2.2 风荷载 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6 3.2.3 吊车荷载???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7 4 排架内力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 10 4.1 恒载作用下的排架内力分析???????????????????????????????????????????????????????????????? 10 4.2 屋面活荷载作用下排架内力分析 ???????????????????????????????????????????????????????? 12 4.2.1 左跨作用屋面活荷载 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? 12 4.2.2 右跨作用屋面活荷载 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? 13 4.3 风荷载作用下排架内力分析???????????????????????????????????????????????????????????????? 13 4.4 吊车作用下排架内力分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 14 4.4.1 吊车竖向荷载作用下排架内力分析????????????????????????????????????????????????? 14 4.4.2 吊车水平荷载作用下的内力分析 ???????????????????????????????????????????????????? 16 5 内力组合 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 18 6 排架柱设 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 21 6.1 上柱截面配筋计算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 21 6.2 下柱截面配筋计算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 23 6.3 裂缝宽度验算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 24 7 牛腿配筋计算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 25 7.1 牛腿截面高度验算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 25 7.2 牛腿配筋计算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 26 8 柱的吊装验算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 26 9 基础设计 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 28 9.1 作用于基础顶面的荷载计算???????????????????????????????????????????????????????????????? 28 9.2 基础尺寸及埋置深度 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 29 9.3 基础高度验算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 30 9.4 基础底板配筋计算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 32 参考文献????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 34 混凝土及砌体结构课程设计 1.设计资料 本设计对应任务书第3号 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，左跨吊车为C3，起重量320/50,右跨吊车为C1，kN起重量为160/32。轨顶标高为7.5，跨度18，选择吊车桥跨均为16.5。吊车梁mmmkN 左右跨分别选用YDL3、YDL1型号，梁高分别为1.2、1.2，梁重分别为47.0、42.3。 mmkNkN 2.计算简图的确定 2.1柱高度及各部分标高的确定 梁高分别为1.2、1.2，1.2-1.2=0<2.1，可采用等高，高度为1.2。 mmmmmmm 牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨道构造高度 牛腿顶面标高=7.5-1.2-0.187=6.2，取6.2 mm 柱顶标高=轨顶标高+吊车高度+0.22 ,7.5，2.341，0.22,10.111m柱顶标高，取11.0。 m 由于为双跨等高厂房，取柱A，B，C柱顶标高均为11.0。 m 设室内地面至基础顶面的距离为0.6，则 m 全柱高H=柱顶标高-基顶标高， H,11.0,(,0.6),11.6m 上柱高柱顶标高-牛腿顶面标高， H,H,11.0,6.2,4.8muu 下柱高 H,H,H,11.6,4.8,6.8mlu 其他各部分标高见图2.1。 图2.1 厂房各部件标高 - 1 - 混凝土及砌体结构课程设计 2.2柱的截面尺寸 根据教材表2.4.4，由吊车起重量、轨顶高度及工作级别等条件初步选定柱的截面尺寸，如表2.1。 表2.1 柱的截面尺寸及相应的计算参数 计算参数 截面尺寸/ mm) 自重/(kN/m24mmmm面积/ 惯性矩/ 柱号 C 上柱 矩400，400 4.0 58 1.6，1021.33，10 2.75下柱 ,400，800，150 58 1.1，10317.5，10 500，700B 上柱 矩 8.7558 3.5，10142.92，10 ,500，1600，30010下柱 58 4，101373.33，10 500，5006.25A 上柱 矩 582.5，10 52.08，10 ,500，1200，2007.25下柱 582.9，10 564.68，10 图2.2 各柱截面尺寸 根据教材表2.4.2关于矩形、工字形截面柱截面尺寸限值，验算初步确定的截面尺寸。 ，，c,e,h，b对于纵向定位轴线，由吊车桥架外边缘至上柱内边缘的净空高度得 3H6.8，10l,,272mm,b,400mm(满足)边柱A下柱: 2525 - 2 - 混凝土及砌体结构课程设计 3H6.8，10l ,,680mm,h,1000mm(满足)1010 3H6.8，10l中柱 B下柱: ,,272mm,b,400mm(满足)2525 3H6.8，10l ,,680mm,h,1000mm(满足)1010 3H6.8，10l边柱C下柱: ,,272mm,b,400mm(满足)2525 3H6.8，10l ,,680mm,h,800mm(满足)1010 2.3计算单元和计算简图 对于纵向定位轴线，由吊车桥架外边缘至上柱内边缘的净空高度得 K,e,(h，B) 边柱A:，不满足要求，采用非封闭式，须将K,750,(500，260),,10mm,80mm1 边柱A向外侧偏移300mm。 边柱B:，满足要求，采用封闭式。 K,350，260，80,690mm,750mm2 边柱C: ,满足要求，采用封闭式。 K,750,(400，230),120mm,80mm3 - 3 - 混凝土及砌体结构课程设计 图2.3 计算单元和计算简图 3.荷载计算 3.1 恒载 屋盖恒载 20.4/kNm防水层 20.4/kNmmm20厚水泥砂浆找平层 20.4/kNmmm100厚珍珠岩制品保温层 20.05/kNm隔汽层 20.5/kNmmm25厚水泥砂浆找平层 21.4/kNm预应力大型屋面板 Σg=3.05kN/? - 4 - 混凝土及砌体结构课程设计 天沟板 2.12 kN/m 天窗架 25 kN 屋架 26 kN 则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载标准值为 182569 G,3.05，6，，2.12，6，，,224.42kN1k222 吊车梁及轨道重力荷载标准值 G,0.85，6，47,52.1kN3A (由左跨传来) G,52.1kN3B (由右跨传来) G,0.85，6，42.3,47.4kN3B G,47.4kN3c 柱自重重力荷载标准值 上柱: G,6.25kN/m，4.8m,30kN4A G,8.75kN/m，4.8m,42kN4B G,4kN/m，4.8m,19.2kN4C 下柱:G,7.25kN/m，6.8m,48.2kN 5A G,10kN/m，6.8m,68kN 5B G,2.75kN/m，6.8m,18.7kN 5C 3.2 活载 3.2.1屋面活荷载 20.6kN/m0.5/kNm屋面均布活荷载标准值为，雪荷载标准值为，后者大于前者，故 仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载标准值为 ,0.6，6，18/2,27kN Q1k G作用位置与作用位置相同。 1 - 5 - 混凝土及砌体结构课程设计 3.2.2风荷载 2该地区的基本风压，风压高度变化系数按粗糙度为B类地区考虑。 ,,,0.4kN/mZ0 查表取内插结果如下 柱顶 H,11m,,1.0281Z1 檐口 H,12.18m,,1.0612Z2 H,13.28m,,1.0923Z3 H,15.68m,,1.1554Z4 H,16.23m,,1.2165Z5 风荷载体形系数,的分布如图3.1所示。 S 图3.1 风荷载体形系数 排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为(对单层工业厂房，可不考虑风振系数， ,,1.0取) Z 22 ,,,,,,,1.0，1.028，0.8，0.4kN/m,0.3290kN/mkzzs1110 22 ,,,,,,,1.0，1.028，0.4，0.4kN/m,0.1645kN/mkzzs2220 则作用于排架计算简图上的风荷载标准值为 2q,0.3290kN/m，6m,1.974kN/m k1 2q,0.1645kN/m，6m,0.99kN/m k2 (0.8，0.4)，1.18m，1.061，(,0.2，0.5,0.5，0.4)，1.092，1.1m，，2F,，1.0，0.4kN/m，6.0m wk,,，(0.6，0.6，0.6，0.5)，2.4m，1.155，，,19.48kN - 6 - 混凝土及砌体结构课程设计 3.2.3吊车荷载 左跨、右跨吊车分别为两台C3,C1，由任务书得到吊车参数见表3.1， 其中 G，g，Q330，320P,,P,,278,47kN(左)min1max22 G，g，Q230，160 P,,P,,163,32kN(右)min2max22 表3.1 吊车的基本尺寸和轮压 吊车起重量桥跨大车宽轮距吊车总重小车重最大轮压序号 Q/kN LQ/m B/m BQ/m (G+g)/kN g/kN P/kNmax C3 320/50 16.5 6.646 4.00 330 109 278 C1 160/32 16.5 5.955 4.65 230 63.26 163 DDD吊车竖向荷载的、可以根据吊车作用的最不利位置用影响线求出。、max,kmax,kmin,k D的计算简图及反力影响线见图3.2 min,k Dmax 图3.2 计算简图 - 7 - 混凝土及砌体结构课程设计 于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载 对左跨: D,P,y,278kN，(0.167，1.0，0.668),510.13kNmax,kmax,ki D,P,y,47，(0.167，1.0，0.668),86.245kNmin,kmin,ki 对右跨: D,P,y,163kN，(0.167，1.0，0.768),315.41kNmax,kmax,ki D,P,y,32kN，(1.0，0.167，0.768),58.72kNmin,kmin,ki 作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力 左跨: 0.1, T,(Q，g),(320，109),10.73kN 44 右跨: 0.1,T,(Q，g),(160，63.26),5.58kN 44 PT的最不利位置同，则作用于排架柱上的吊车水平荷载标准值 max,k 左跨: T,T,y,10.73，(1.0，0.167，0.668),27.95kN max,kki 右跨: T,T,y,5.58，(1.0，0.167，0.768),18.54kN min,kki 综上所述得排架受荷总图，如图3.3。 等高双跨单层厂房课程设计 - 8 - 混凝土与砌体结构课程设计 图3.3 作用于排架上的荷载 - 9 - - 9- 混凝土及砌体结构课程设计 4.排架内力分析 该厂房为两跨等高排架，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见表4.1。 表4.1 柱的抗侧刚度及剪力分配系数 33 ,,HH/nII,/,柱1/，， Cn3/11/1,u,，,,,H/CEIul，，i00l，，, ,i号 1/, ,i 321.33A柱 3.261 0.387 H,12 ,0.0611.96，10 317.54E 4.8 ,0.417311.572B柱 3.337 0.396 H,12,0.28111.69，10 256.34E 321.33C柱 3.279 0.218 H,12,0.148 21.2，10143.8E4.1 恒载作用下的排架内力分析 (1)恒荷载作用下排架的计算简图如图4.1所示。 图4.1 恒载作用下排架计算简图 G,G,224.42kN11k G,G，G,19.2，52.1,71.3kN24A3A G,G,18.7kN 35A G,2G,2，224.42,448.84kN 41k G,G，G，G,52.1，28.8，47.4,128.3kN 53B4B3B - 10 - 混凝土及砌体结构课程设计 G,G,68kN65B G,G，G,47.4，19.2,66.6kN73C4C G,G,49.2kN85C (顺时针) M,224.42，0.05,11.22kN,m1 (逆时针) M,224.42，0.2，19.2，0.3,52.1，0.4,29.8kN,m2 M,03 (逆时针) M,52.1，0.75,47.4，0.75,3.53kN,m4 (顺时针) M,224.42，0.1,22.44kN,m5 (顺时针) M,224.42，0.25，19.2，0.2,47.4，0.35,43.35kN,m6 恒载下柱的剪力分配过程简表4.2。 表4.2 恒载下柱的剪力分配 n ,CVR,CMM 3iii112A柱 0.08 2.45 0.677 11.22 -29.8 -10.68 0.387 12.62 0.417 B柱 0.281 1.827 1.045 0 -3.53 -0.32 0.396 -2.23 C柱 0.148 2.117 0.875 22.4 43.35 4.46 0.218 10.39 121,,(1,)231,,3nC,，C,，311212331，,(,1)1，,(,1)n注: n MMV,,R,R12iii R,R，R，R,,6.44 R,C，C123i13HH 可根据平衡条件求出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，恒荷载作用下排架结构的弯矩图和轴力图见图4.2。 - 11 - 混凝土及砌体结构课程设计 图4.2 恒荷载下排架柱内力 (a)单根柱的受力及柱底剪力 (b)弯矩图(kN?m) (c)轴力图(kN) 4.2 屋面活荷载作用下排架内力分析 4.2.1 左跨作用屋面活荷载 剪力分配过程列于表4.3，图4.3为活荷载作用下单根柱的受力及内力图。 表4.3 屋面活荷载作用AB跨时柱的剪力分配过程 柱号 CVR,R,CMM 3iiii112 A柱 2.45 0.677 2.7 -5.4 -1.78 0.387 0.31 左跨 -3.8 B柱 1.827 1.045 -4.05 -4.05 -2.023 0.396 0.52 C柱 0.875 0.875 0 0 0 0.218 -0.83 注:对A柱:(顺时针) (逆时针) M,27，0.1,2.7kN,mM,27，0.2,5.4kN,m12 M,M,27，0.15,4.05kN,m对B柱:(逆时针) 12 - 12 - 混凝土及砌体结构课程设计 图4.3 屋面活荷载作用于AB跨时排架柱内力 4.2.2 右跨作用屋面活荷载 剪力分配过程列于表4.4，图4.4为活荷载作用下单根柱的受力及内力图。 表4.4 屋面活荷载作用BC跨时柱的剪力分配 柱号 CVR,R,CMM 3iiii112 A柱 2.45 0.677 0 0 0 0.387 1.37 右跨 3.547 B柱 1.827 1.045 4.05 4.05 2.023 0.396 -0.62 C柱 2.117 0.875 1.35 6.75 1.524 0.218 -0.75 注:其中，对B柱: M,M,27，0.15,4.05kN,m12 对C柱:(顺时针) M,27，0.05,1.35kN,m1 (顺时针) M,27，0.25,6.75kN,m2 图4.4 屋面活荷载作用于BC跨时排架柱内力 - 13 - 混凝土及砌体结构课程设计 4.3 风荷载作用下排架内力分析 风荷载作用下有两种情况，左吹向右和右吹向左。 左吹向右风荷载下剪力分配过程见表4.5，图4.5是风荷载下的内力图。 表4.5 风荷载作用AB跨时柱的剪力分配 q 柱号 VF,C R,qHCR,F，,Riwi11i11wi A柱 0.276 1.97 6.25 0.387 4.96 左吹19.48 28.97 B柱 0.341 0 0 0.396 11.47 向右 C柱 0.285 0.99 3.24 0.218 3.08 1，，4,3，1，(,1),,n，，注: C,11，，1,,3,8，1，,1,,,,n,,，， 图4.5 风荷载(左吹向右)作用下排架柱内力 (a)单根柱的受力及柱底剪力 (b)弯矩图(kN?m) 该设计中右吹向左时的风荷载与左吹向右时的风荷载数值相同，只是方向相反而已，因此在计算时可以利用左吹向右风荷载作用下的内力图(图4.5)，图中内力方向均相反，这里从略。 4.4吊车作用下排架内力分析 4.4.1 吊车竖向荷载作用下排架内力分析 吊车竖向荷载作用下有四种基本情况，如图4.6。在吊车竖向荷载作用下柱的剪力分配过程见表4.6。 - 14 - 混凝土及砌体结构课程设计 DDmaxDDminminmax AABBCC (a)(b) DDDDmaxminminmax AABBCC (c)(d) 图4.6 吊车竖向荷载作用时的四种基本情况 DDDmaxmaxmaxD(a)作用于A柱 (b)作用于B柱左 (c)作用于B柱右 (d)作用于C柱 max 表4.6 吊车竖向荷载作用时柱的剪力分配 柱号 CVR,R,M 3iiii2 510.13，0.4,210.52 14.9 0.387 -12.4 A柱 0.677 Dmax作6.6 -86.245，0.75,-64.87用于A B柱 1.045 -8.3 0.396 11 柱 C柱 0.875 0 0 0.218 1.4 86.245，0.4,34.59 2.9 -40 0.387 -18.6 A柱 0.677 Dmax作 -510.13，0.75,-410.43用于B B柱 1.045 -43 0.396 58.7 柱左 C柱 0.875 0 0 0.218 -8.7 A柱 0.677 0 0 0.387 9.8 Dmax作25.3 315.41，0.75,235.57 用于BB柱 1.045 28.2 0.396 -18.2 柱右 -58.72，0.35,-20.15 C柱 0.875 -2.9 0.218 8.4 A柱 0.677 0 0 -2.6 0.387 -1.4 Dmax作 用于C58.72，0.75,43.15 B柱 1.045 7.4 0.396 -8.8 柱 -315.41，0.35,-109.51 C柱 0.875 -11 0.218 10.2 - 15 - 混凝土及砌体结构课程设计 各种基本情况下排架柱内力见下图。 图4.7(1)D作用于A柱时排架柱内力 max D图4.7(2)作用于B柱左时排架柱内力 max D(3)图4.7作用于B柱右时排架柱内力 max - 16 - 混凝土及砌体结构课程设计 图4.7(4)作用于C柱时排架柱内力 Dmax 4.4.2 吊车水平荷载作用下的内力分析 吊车在水平荷载作用下有两种情况:T作用于左跨和T作用于右跨。如图4.8所maxmax示，每种情况的荷载可以反向。 图4.8 吊车水平荷载作用时的两种基本情况 TTmaxmaxa)作用于左跨 (b)作用于右跨 ( 吊车在水平荷载作用下剪力分配过程见表4.7。图4.9为其内力图。 表4.7 吊车水平荷载作用时柱的剪力分配 柱号 TCV,R,R,CT 5iiii5 A柱 0.335 27.95 9.36 22.58 0.387 -0.62 Tmax作用于左跨 B柱 0.473 27.95 13.22 0.396 -4.28 C柱 0 0 0.218 4.92 A柱 0 0 16.35 0.387 6.33 Tmax作用于右跨 B柱 0.473 18.54 8.77 0.396 -2.30 C柱 0.409 18.54 7.58 0.218 -4.02 2，，2，a1-a，，，，3,,a2-3a，,2,3，，,,n4.8,1.2，，C,a,,0.75注: 54.8，，1,,3,21，,1,,,,n,,，， - 17 - 混凝土及砌体结构课程设计 T图4.9(1)作用于左跨时排架柱内力 max (a)单根柱的受力及柱底剪力 (b)弯矩图(kN?m) T图4.9(2)作用于右跨时排架柱内力 max (a)单根柱的受力及柱底剪力 (b)弯矩图(kN?m) 5.内力组合 表5.1 、5.2分别给出了在各种荷载作用下A柱的内力标准值汇总及内力设计值组合表，表中控制截面及正号内力方向如表中力图所示。 n 由可变荷载控制作用的内力组合表，组合公式为，由永久荷SSS,，，1.20.91.4,GkQik,1i n 载控制作用的内力组合表，组合公式为。 SSS,，1.351.4,,GkciQik,1i 为确定基地尺寸，验算地基承载力的需要，特进行?-?截面的标准组合，组合公式 n 为。 SSSS,，，,,GkQkciQik1,i2 - 18 - 混凝土及砌体结构课程设计 表5.1 A柱内力标准值汇总表 屋面活荷载 吊车竖向荷载 吊车水平荷载 风荷载 荷载类别 恒载 作作TTmaxmax柱号及正向作作用作用作DDDD作用在作用在maxmaxmaxmax左风 右风 用在 用在 左跨 右跨 内力 用在A柱 在B柱左 在B柱右 用在C柱 左跨 右跨 序号 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? NM 98.4 6.9 6.6 -59.52 -89.3 47.04 -6.72 ,30.56 ,30.38 46.5 -26.3 M?-? VN 397.87 54 0 0 0 0 0 0 0 0 0 M -21.6 -3.9 6.6 192.98 -40.78 47.04 -6.72 ,30.56 ,30.38 46.5 -26.3 ?? ?-? ?? N 449.97 54 0 510.13 121.11 0 0 0 0 0 0 M 64.2 -1.8 15.8 109.9 -165.54 112.7 -16.1 ,213.67 ,72.8 187.3 -101.55 ?? ?-? N 480.07 54 0 510.13 121.11 0 0 0 0 0 0 V M N V 12.62 0.31 1.37 -12.4 -18.6 9.8 -1.4 ,27.33 ,6.33 27.62 -14.47 注:M(单位为kN?m)，N(单位为kN)，V(单位为kN)。 - 19 - 混凝土与砌体结构课程设计 混凝土与砌体结构课程设计 -19 - 混凝土及砌体结构课程设计 表5.2 A柱由可变荷载控制作用的内力组合 Mk及相应的N，V ,及相应的N，V 及相应的?M，V 及相应的?M，V ，MMNN截面 备注 xmaxmaxmanmi Nk 1.35×?，1.41.0×?，1.41.35×?，1.4×1.2×?，1.4M 256.44 -55.77 187.56 154.1 124.13 N×[0.7×(?，×[0.9×?[0.7×(?+×[0.7×(?+xma一项考虑 ?-? ?)，0.7×0.9+0.7×?+0.7?)+0.7×0.9×?)+0.9×?重力荷载效应 ×?，0.7×0.9×0.8×(?+?+0.7×0.9×?+0.7×0.9×N 530.36 530.39 590.04 397.9 397.87 起控制作用 ×?，0.6×?] ?)+0.6×?] +0.6×?] ?+0.6×?] 1.2×?，1.41.0×?，1.4M 1.0×?，1.4×303.74 -127.35 282.9 -68.95 ×[0.8×?1.2×?，1.4××[0.7×?[0.7×?，0.8+0.7×?+0.7[0.9×?+0.7×+0.7×0.8×?-? ×?，0.7×0.8 1156.9×0.8×??+0.7×0.9×?(?+?)+0.7N ×?，0.7×0.9687.83 1388.2 449.97 6 +0.7×0.9×+0.6×?] ×0.9×?+×?，?] ?+0.6×?] ?] M 717.71 -357.33 559.53 287.7 N 1070.9 586.89 1424.4 480.07 V 77.22 -39.74 47.13 1.2×?，1.443.4 1.2×?，1.4×1.0×?，1.41.2×?，1.4××[0.7×??-? [0.7×?，0.7×[0.9×?[0.9×?+0.7×+0.7×0.8×M ×0.8×(?，+0.7×?+0.7 k521.8 -247.6 408.84 213.14 ?+0.7×0.9×?(?+?)+0.9?)，0.9×?，×0.8×(?+ +0.6×?] ×?+0.6× 0.6×?] ?)+0.6×?] ?] 1086.0 N833.51 476.36 400.1 k1 V56.96 -26.89 35.46 32.51 k 注:M(单位为kN?m)，N(单位为kN)，V(单位为kN)。 - 20 - 混凝土及砌体结构课程设计 6.排架柱设计 以A柱为例，进行柱纵向受力钢筋计算。 242f,16.7N/mmE,3.15，10N/mmC35 混凝土强度等级采用，则，。纵向受力钢cc 2筋采用HRB400级，，相对界限受压区高度。上下柱采用对称配fNmm,360/,,0.518yb ,360mm960mm筋，取，则上下柱截面有效高度分别为和。 haamm,,400ss 柱计算长度的确定(考虑吊车荷载): 上柱:弯矩作用平面内 l,2.0H,2.0，4.8,9.6m0u 弯矩作用平面外 l,1.25H,1.25，4.8,6muu 下柱:弯矩作用平面内 l,1.0，H,1.0，6.8,6.8m0l 弯矩作用平面外 l,0.8，H,0.8，6.8,5.44mll 6.1上柱截面配筋计算 400mm，400mm 上柱截面已初定为，其控制截面?-?右四组最不利内力，分别利用其进行截面配筋计算，见表6.1。 表6.1 上柱在排架平面内的截面配筋计算 ，，M/kN,m 0内256.44 -55.77 187.56 154.1 力 值 530.36 530.39 590.04 397.9 N/kN N,,0.518 ,,b,,,,0.22< 0.22< 0.077< 0.16< bbbb,fbh1c0 判断大小偏心 大偏心受压 大偏心受压 大偏心受压 大偏心受压 是否考虑附加弯矩影响 ? ? ? ? M 0e,/mm 0483.5 251.6 317.8 387.2 N - 21 - 混凝土及砌体结构课程设计 续表 20 20 20 20 he,\20/mm a30 503.5 271.6 337.8 407.2 e,e，e/mm i0a 0.5fA2.52>1.0 2.52>1.0 2.26>1.0 3.35>1.0 c ,,,1.0cN 21l,,01.30 1.56 1.45 1.37 ,1，,, ,,scehi,,1500h 333.4 134.96 271.96 211.1 ，，M,,M/kN,m s0 M483.5 254.5 460.9 407.2 ,e,/mm 0N 503.5 274.5 480.9 407.2 ,e,e，e/mm i0a h663.5 435.5 640.9 567.2 e,e，,a/mm is2 h,,343.5 114.5 320.9 247.2 e,e,，a/mm is2 N2a,80mm x,/mms79.3<80, 79.3<80, 79<80, 59.56<80, ,fb1c取80 取80 取80 取80 ,Ne,A,A, 1210.4 527.1 26.4 853.8 ss,，，fh,ay0s 2 ,bh,0.2%，400，400,320,bh，，mm minmin 8I21.33，10 注: i,,,115.465A1.6，10 2,,A,A 根据表6.1，取的最大值进行截面配筋。选420，A,A,1256mm ssss l96000,,24 垂直于排架方向:，查得,,0.65，则 b400 5,,，，，，N,0.9,fA，fA,0.9，0.9，0.65，16.7，1.6，10，360，1256,1976.7kN,N,590.04kNucysmax 经验算，弯矩作用排架平面外亦满足要求。 - 22 - 混凝土及砌体结构课程设计 6.2下柱截面配筋计算 ,400，1000，150 下柱为形截面，，其控制截面?-?有四组最不利内力，分别利用, 其进行截面配筋计算，见表6.2。 表6.2 下柱在排架平面内的截面配筋计算 ，，M/kN,m0 717.71 -357.33 559.53 287.7 内力值 1070.9 586.89 1424.4 480.07 N/kN N, ,,0.518,b,fbh0.167< 0.073< 0.222< 0.075< ,,,,1c0bbbb 判断大小偏心 大偏心受压 大偏心受压 大偏心受压 大偏心受压 是否考虑附加弯矩影响 × × × × M0e,/mm 670.2 608.9 392.8 599.3 0N h33 33 33 33 e,\20/mma30 703.2 641.9 425.8 642.3 e,e，e/mm i0a h1163.2 1101.9 885.8 1102.3 e,e，,a/mmis2 h243.2 181.9 -34.2 182.3 ,, e,e,，a/mmis2 N160.3>80 87.9>80 213.2>80 71.8<80, 2a,80mm sx,/mm,fb1c取80 x,, Ne,fbxh,,,,1c0,,2 916.3 328.5 139.9 ,A,A,ss,，，fh,ay0s ,Ne,A,A, ss264.2 ,，，fh,ay0s 2,bh,0.2%，400，800,640 ,bh，，mm minmin - 23 - 混凝土及砌体结构课程设计 22,,根据表6.2，取进行截面配筋。选422， A,A,1400mmA,A,1520mmssss l68000垂直于排架方向:，查得，则 ,,17,,0.84b400 5,,，，，，N,0.9,fA，fA,0.9，0.84，16.7，1.975，10，360，1520,2770.3kN,N,1424.4kNucysmax 经验算弯矩作用排架平面外亦满足要求。 6.3裂缝宽度验算 表6.3 柱裂缝宽度验算 柱截面 上柱 下柱 内力标准值 124.13 213.14 ，，M/kN,mk 397.87 400.1 N/kNk Mk312 533 e,/mm0Nke0 0.86>0.55 0.54<0.55 比较 0.55 h0 不需要验算 As, ,te0.0402 ，，0.5bh，b,bhff 2l1,, ,1，,,0,seh1.16 ,,40000h 0h521.9 e,,e，,a/mms0s2 0 ,,,，，,,hb,b/bh fff0 2 ，，h,,0, ，，z0.870.121,h/mm,,,,,292.5 ,,f0e,,,,，， Nez，，,2k，，,/N/mm, 97 skAzs ftk,,1.1-0.65 0.73 ,,tesk d,,,eqsk,,,,w1.9c0.08/mm ,,0.06<0.3 maxcr,,E,ste,, - 24 - 混凝土及砌体结构课程设计 7.牛腿配筋计算 7.1牛腿截面高度验算 牛腿截面及外形尺寸: hb,400mm,h,400mm,h,500mm,,133.3mm13 c,200mm,,,45: 图7.1 牛腿尺寸示意图 h,h,a，c,tan,,500,40，200,660mm则: 01s F,G，D,52.1，631.24,683.34kN vk3Amax F,T,27.95kN hkmax 2,,0.65，f,2.20N/mm又 tk 按裂缝宽度控制要求验算牛腿截面高度: ,,Ffbh，，16.52.20400660,,hktk0,,,,，，1-0.50.651-0.5,739.9kN,F,683.3kN,, 牛vk,,a0F562.23,,vk,,，，0.50.5h4600 腿截面高度满足要求。 -25- 混凝土及砌体结构课程设计 7.2牛腿配筋计算 a,,100，20,,80,0由于，因而该牛腿可按构造要求配筋。 2A,,bh,0.2%，400，400,320mm根据构造要求，，实际选用412, smin 452,,2，满足要求。 A,452mm,,0.282%,0.6%,,s400，400,, 另选214作为锚筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。 228@100按构造要求布置水平箍筋，取h(,，360,240mm)，上部范围内水平箍筋033 A24045222s总面积2，50.3，,241.44mm,,,226mm，满足要求。 10022 由于，牛腿可不设弯筋。 a,0 8.柱的吊装验算 采用翻身起吊，吊点设在牛腿下边，混凝土达到设计强度后起吊。根据 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 查得柱插 入杯口深度。则柱吊装时的总长度为h,0.9h,0.9，800,750mm,800mm,取h,800mm114.8，0.7，6.8,12.3m，计算简图如下图。 图8.1 柱吊装计算简图 - 26 - 混凝土及砌体结构课程设计 柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载(应考虑动力系数)，即 q,,,q,1.5，1.2，4,7.20kN/m1G1k q,,,q,1.5，1.2，(0.4，1.0，25),18kN/m2G2k q,,,q,1.5，1.2，4.94,8.9kN/m3G3k 在上述荷载作用下，各控制截面的弯矩为 1122 M,qH,，7.2，4.8,82.94kN,m u1122 1122 M,，7.2，(4.8，0.4)，，(18-7.2)，0.4,98.2kN,m222 12由M,Rl,ql，M,0得 ,BA33322 1M198.22 R,ql,,，8.9，6.8,,15.8kN33A2l26.83 12 MRxqx,,A332 dMR15.83A0,,,Rqx令，得 x,,,1.69mA3dxq8.93 M则下柱段最大弯矩为 3 12M,14.26，1.69,，8.44，1.69,12.05kN,m 32 柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算过程见下表。 表8.1 柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算 柱截面 上柱 下柱 82.94(69.12) 98.2(81.83) ，，MM/(kN,m) k 370.6>74.646 336.83>88.38 ,M(,fA(h,a))/kN,m uys0s 68.6 96.3 2 ,(,M/(0.87hA))/(N/mm)skks0 ,,tkf,,,, 1.1-0.650.057<0.2,取0.2 -0.38<0.2,取0.2 ,,,,tesk,, d,,,eqsk,,,,,，w(1.9c0.08)/mm0.026<0.30 0.033<0.30 crsmax,,,Este,, - 27 - 混凝土及砌体结构课程设计 注:(1) M,1.2M,M,0.9Mku 982 (2) ,,,0.012,0.01te10.5，400，400 508.5,,,0.006,0.01,取,,0.01 te2te2146500 52(3) E,2.00，10N/mm,c,20mmss 9.基础设计 100mmC10基础混凝土强度等级采用C35,下设厚的素混凝土垫层，地基承载力特征值f,195kPaa。 9.1作用于基础顶面的荷载计算 作用于基础顶面上的荷载包括柱底(?-?截面)传给基础的M，N，V，以及外墙自重重力荷载。前者可由表5.1中?-?截面选取，见表9.1,其中内力标准组合值用于地基承载力验算，基本组合值用于受承载力验算和底板的配筋计算，内力的正负号规定见图9.1。 图9.1 基础荷载示意图 表9.1 基础设计的不利内力 荷载效应的基本组合 荷载效应的标准组合 组 别 MkNm/ MkNm/ NkN/VkN/NkN/VkN/，，，， 第一组 717.71 1070.9 77.22 521.8 833.51 56.96 第二组 -357.33 586.89 -39.74 -247.6 476.36 -26.89 第三组 559.53 1424.4 47.13 408.84 1086.01 35.46 12.18mmmm 由图9.1可见，每个基础承受的外墙宽度为6.0，高度为，墙体为240双 22250600mmmm，4.4kN/m5.24/kNm0.45/kNm面粉刷墙()，塑钢窗()，基础梁尺寸为()。 - 28 - 混凝土及砌体结构课程设计 每个基础承受的由墙体传来的重力荷载为 240mm，，厚双面粉刷墙 6,,，12.18-4.5，4.8，1.8，5.24,228.88kN 塑钢窗 (4.8，1.8)，4.5，0.45,13.37kN基础梁 6，4.4,26.4kN N,268.65kN wk ，，e,240，1000/2,620mmwN距基础形心的偏心距 wkN,1.2N,1.2，268.65,322.38kNwwk 9.2基础尺寸及埋置深度 (1)按构造要求初步拟定高度，即 h h,h，a，50mm11 柱的插入深度为，又杯底厚度应大于，取，则 h,800mma,250mm200mma111 h,800，250，50,1100mm -0.500m基础顶面标高为，故基础埋置深度d为 d,h，0.6m,1.1，0.6,1.7m 查得，杯壁厚度t,300mm,取t,325mm。基础边缘高度a取350mm，台阶高取，400mm2(2)拟定基础底面尺寸，由规范式得 N，N1424.4，268.65kwk,max2A,,,10.51m f,rd195,20，1.7am 2A,bl,4，3,12m适当放大，取。 (3)计算基底压力及验算地基承载力 G,,dA,20，1.7，12,408kN km 11223W,lb,，3，4,8m 66 基底压力和地基承载力验算见表9.2。 - 29 - 混凝土及砌体结构课程设计 表9.2 基础底面压力计算及地基承载力验算 类 别 第一组 第二组 第三组 521.8 -247.6 408.84 VkNNkNMkNm ，，833.51 476.36 1086.01 ，，，，kkk 56.96 -26.89 35.46 NNGNkN,，， 1510.16 1153.01 1762.66 ，，bkkkwk MMVhNekNm,，， ，，751.02 -110.62 622.47 bkkkwk, ,p 219.72 109.91 224.7 k.max,NM2bkbk/，，,,kNm,31.97 82.26 69.08 AWp,k.min, pp，kk.max.min ，，pfkpa,,a2125.85<195 96.09<195 146.89<195 219.72<234 109.91<234 224.7<234 pfkpa1.2,，，ka.max 验算得知，基础底面尺寸满足要求。 9.3基础高度验算 ppp计算采用基底净反力设计值，和，结果见表9.3。 jj.maxj.min 表9.3 基础底面净反力设计值计算表 类 别 第一组 第二组 第三组 MkNm ，， 717.71 -357.33 559.53 NkN，，1070.9 586.89 1424.4 77.22 -39.74 47.13 VkN，， NNNkN,， 1393.28 909.27 1746.78 ，，bw MMVhNekNm,，, 602.78 -600.92 411.48 ，， bw, ,p,maxNM191.45 150.89 197 2bb,,kNm/，，,AW40.76 0.66 94.13 p,min, 因台阶高度与台阶宽度相等，均为400mm，则只需验算变阶处的受冲切承载力。变阶 处的受冲切承载力计算截面如图9.2所示。则变阶处截面有效高度为 h,700,40,10,650mm。 0 - 30 - 混凝土及砌体结构课程设计 因为 ，，a，2h,400，2，400，2，650,2500mm,3000mmt0 所以 bbl,a42.23,2.5,,,,222tbA,,,h,l,(),,,0.65，3,(),0.71m,,,, l0222222,,,, F,P,A,197，0.71,139.87kN lj,maxl 2h,700mm,800mm,取,,1.0,f,1.57N/mm,a,1200mm，a,2500mm又，hpttb 则 a，a1200，2500tba,,,1850mm m22 0.7,fah,0.7，1.0，1.57，1850，650,1321.54kN,F,139.87kN hptm0l 所以基础高度满足要求。 图9.2 基础变阶处冲剪破坏截面 - 31 - 混凝土及砌体结构课程设计 9.4基础底板配筋计算 (1)柱边及变阶处基地反力计算 基础底板配筋计算时长边和短边方向的计算截面如图9.3所示，三组不利内力设计值 在柱边及变阶处基底净反力计算见表9.4。 图9.3 基底板配筋计算截面 (2)柱边及变阶处弯矩计算 表9.4 柱边及变阶处基地净反力计算 公 式 第一组 第二组 第三组 2.52，，P,P，P,P/(kN/m) 142.48 102.07 163.57 jIjjj,,min,max,min4 2.92，，P,P，P,P/(kN/m) 157.54 117.09 173.85 jIIIjjj,,min,max,min4 pp，jj.max?2/kNm，，166.97 126.48 180.29 2 pp，jj.max?2/kNm174.50 133.99 185.43 ，，2 pp，jj.max.min2/kNm116.10 75.78 145.57 ，，2 - 32 - 混凝土及砌体结构课程设计 P，P12jjI,max， ，，，，M,,,b,b,2l，lIcc242 12 ，，，，,，126.48，4-1.0，2，3，0.4,303.55kN,m24 P，P12jjIII,max， ，，，，M,,,b,b,2l，lIIIcc242 12 ，，，， ,，133.99，4-1.8，2，3，1.2,194.55kN,m24 P，P12jj,max，min ，，，， M,,,l,l,2b，bIIcc242 12，，，， ,，145.57，3-0.4，2，4，1.0,369.02kN,m 24 P，P12jj,max，min ，，，， M,,,l,l,2b，bIVcc242 12，，，，,，145.57，3-1.2，2，4，1.8,192.59kN,m 24 (3)配筋计算 2，，f,270N/mm 基础底板受力钢筋采用HPB300级 y长边方向配筋面积为 6M303.55，102I A,,,1469.6mmsI，，0.9fh0.9，270，900,50y0 6M194.55，102III A,,,1779.15mm sIII，，0.9fh0.9，270，500,50y0 2AA选择，中较大值配筋，则选用12@100()。 A,2262mmsIsIIIs短边方向配筋面积为 6M369.02，102IIA,,,1807.85mm sII，，0.9f(h,d)0.9，270，900,50,10y0 6M192.59，102IVA,,,1801.25mm sIV，，0.9f(h,d)0.9，270，500,50,10y0 2AA选择，中较大值配筋，则选用12@100(A,2262mm)。 sIIsIVs t325,,0.81,0.75由于，所以杯壁不需要配筋。由于长边大于，其钢筋长度l3mh4002 10%可切断交错布置。基础底板配筋图及厂房排架柱模板图见施工详图。 - 33 - 混凝土及砌体结构课程设计 参考文献 [1]罗福午 方鄂华 叶知满. 混凝土结构及砌体结构(第二版)[M](2003.2 [2]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010 [3]陈安英 陈昌宏. 土木工程专业课程设计 冶金工业出版社[M](2012 [4]彭少民. 混凝土结构( 下册 数学七年级下册拔高题下载二年级下册除法运算下载七年级下册数学试卷免费下载二年级下册语文生字表部编三年级下册语文教材分析 )武汉理工大学出版社[M](2011.2 [5]《建筑地基基础设计规范》GB0007---2002 - 34 -