1、混 凝 土 结 构 设 计 课 程 设 计 计 算 书设计题目钢筋混凝土单层工业厂房结构设计专业班级 土木工程 102 浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 2 页2目录一、 设计项目.3二、 设计资料.3三、 计算简图.5四、 荷载计算.6五、 内力分析 .101、剪力分配系数计算 .102、恒荷载作用下的内力分析 .113、屋面活荷载作用下的内力分析 .134、吊车竖向荷载作用下的内力分析 .165、吊车水平荷载作用下的内力分析 .226、风荷载作用下的内力分析 .24六、 内力组合 .26七、 截面设计 .29八、 牛腿设计 .37九、 基础设计 .38十、 附柱、基
2、础施工图 .46浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 3 页3一、 设计项目某机械加工制作车间。二、设计资料1、建设地点：临安市某厂区。2、自然条件：1） 、基本风压：0.45 KN/m 2。2） 、基本雪压：0.45 KN/m 2。3） 、屋面均布活荷载标准值：0.5KN/m 2。4） 、地质条件：场地土组成情况从上至下依次为：0.8m 厚杂填土，重度15KN/m3；1.5m 厚粉土， c10、重度 17KN/m3、承载力特征值fak=140KPa；3.0m 厚粉质粘土，e 及 IL均0.85，重度 19KN/m3、承载力特征值fak=180KPa。5） 、抗震设防烈度：
3、6 度。3、结构型式：钢筋混凝土排架结构。4、建筑平面：车间长度为 60m，柱距为 6 m；车间宽度选用 48m，其中 AB 跨及BC 跨尺寸均为 24m。5、建筑剖面：两跨等高排架，室内外高差 0.2m，柱牛腿顶标高 9.3m，轨道顶标高 10.7m，上柱顶标高 13.5m。6、排架柱计算参数：上柱均采用 bh=400mm400mm 矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面几何参数分别为：A、C 列柱： bhhfbw=400mm900mm150mm100mm，A=1.87510 5 mm2, I=1.951010 mm4, 自重标准值为 4.69KN/m；B 列柱： bhhfbw=400m
4、m1000mm150mm100mm，A=1.97510 5 mm2, I=2.561010 mm4, 自重标准值为 4. 94KN/m。7、吊车系统计算参数：1） 、吊车：两跨均设有两台 20/5t 软钩电动桥式吊车，工作级别均为 A4，其中21m 跨度为：桥架跨度 Lk=19.5m, 宽度 B=5.55m, 轮距 K=4.4m, 最大轮压标准值 Pmax,k=205KN, 大车质量 m1=28t, 小车质量 m2=7.5t；24m 跨度为：桥架跨度浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 4 页4Lk=22.5m, 宽度 B=5.55m, 轮距 K=4.4m, 最大轮压标准值
5、 Pmax,k=215KN, 大车质量 m1=32t, 小车质量 m2=7.5t。2） 、吊车梁： 采用预应力钢筋混凝土等截面薄腹吊车梁，梁高 1.2m, 自重标准值为 44.2KN/根。3） 、轨道：高为 0.2m, 轨道及连接件自重标准值为 0.8KN/m。4） 、屋盖钢支撑体系：取自重标准值为 0.05KN/m2。8、屋盖构件计算参数：1） 、屋面板：采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，1500mm6000mm240mm，板重标准值（含灌缝）为 1.4 KN/m2。2） 、屋架： 采用梯形钢屋架，共 8 个节间，21m 跨端部高度为 1.99m、跨中央高度为 3.04m；24m 跨端部高度为
6、 1.99m、跨中央高度为 3.19m。屋架自重标准值按下式计算：0.120.011L（KN/m 2） ，其中 L 为屋架跨度，以 m 计。3） 、钢筋混凝土天沟板：580mm6000mm400mm，板重标准值为 12.8 KN/块。9、屋面做法：三毡四油防水层；20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层；250mm 厚 1:8 水泥珍珠岩制品保温层；一毡二油隔气层；20mm 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层；预应力钢筋混凝土大型屋面板，板下喷大白浆两道。10、围护结构：1） 、墙体：370mm 厚烧结普通砖砌体，自重标准值取 19KN/m3，外清水墙、内喷大白浆两道。2） 、钢窗：上窗 1.8m3.
7、6m、下窗 3.6m3.6m，自重标准值取 0.45KN/m2。11、材料供应：1） 、混凝土强度等级：选用 C30。2） 、钢筋：柱内受力纵筋采用 HRB335 级，柱内箍筋采用 HPB300 级。12、环境类别为一类。3、画出车间平面图及剖面图见施工图图 1-1 和 1-2三、计算简图1、可以从整个厂房中选择具有代表性的排架作为计算单元，计算柱距为 6m，其计算简图如下 1-3 所示: 浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 5 页5上柱高： mH2.40.175.31 下柱高： 895202柱总高： .8.9432、柱截面几何参数，列表如下：上柱 下柱柱列 (mmbhm
8、mA( )2mI( )42fwbh(m)A( )2I( )4mA4004001.6 5102.13 9100151875501.95 10B4004001.6 52.13 94197552.56 10C4004001.6 5102.13 9100151875501.95 10四、荷载计算（标准值）1、恒荷载浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 6 页61） 、屋盖自重三毡四油防水层 20.35/kNm20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层 .24250mm 厚 1:8 水泥珍珠岩制品保温层 20.253.87/kNm一毡二油隔气层 20.5/kNm20mm 厚 1:2.5 水
9、泥砂浆找平层 2.4/预应力钢筋混凝土大型屋面板 21.4/屋盖钢支撑体系 05k屋面恒荷载 23./Nm屋架自重（24m 跨） 榀钢筋混凝土天沟板 12.8 KN/块故作用于 AB、BC 跨两端柱顶的屋盖结构自重为： 294.5KN1.83.52460.35.1 GAB mmeeCACA 0/0,11 2）柱自重边柱 A：上柱 521.6062G4.16.8KNAe9/m下柱 5221.870A96.464中柱 B：上柱 521.62G0.1.8KNBe下柱 522A1.97m浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 7 页7KNGB4.8.94e0边柱 C：上柱 2CA16
10、.9/4/250m下柱 2.87KNGAC96.64e03）吊车梁及轨道自重AB 跨： 34.260.8493Ae7509/mBC 跨： G.KN3BACe7509/230各恒荷载作用位置如图 1-4 所示。图 1-4 恒荷载作用位置2.屋面活荷载浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 8 页8由荷载规范查得，屋面均布活荷载标准值 0.5 ，而雪荷载的标2KN/m准值为 0.45 ，所以仅按屋面活荷载计算。2KN/mAB 跨： 365.046.QBABC 跨： C3.吊车荷载本车间选用的吊车参数如下： 24m 跨：20/5t 吊车，工作级别为 ，吊车梁4A高为1.2m，B=5
11、.55m，k=4.4m， =215KN， =45KN，G=280KN，g=75KN， ；吊maxkP， minkP，车梁与支座影响线如 1-5 所示。故作用于排架柱上的吊车竖向荷载分别为：AB 跨(同 BC 跨)： KN412.6075.8126.0159.0max, DkKN782671459.0min, k作用在每个车轮上的吊车横向水平荷载标准值：对于 20/5t 软钩吊车： =0.1，QT0.1(25)/46.87AB 跨（同 BC 跨）： max,k.967501)3.2KN浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 9 页94.风荷载由已知条件可知，基本风压为 ，风压高
12、度系数按 B 类地面取。20.45KN/m柱顶：H=13.5+0.2m=13.7m， =1.104z檐口：H=13.5+1.99+0.2=15.69m， =1.155z屋顶：H=13.5+3.19+0.2=16.86m， =1.1811-6 风荷载体形系数作用在排架上的风荷载标准值为： mKNBqzsk 201 /38.645.01.82 19左吹风s12z10s34z0F(hhB） （ ）=(0.8+0.4)1.155（15.69-13.7）0.45+（-0.6+0.5）1.181（16.86-15.69）0.45 6=7.07KN右吹风荷载相差很小，故取相同荷载值风荷载作用示意图如 1-7
13、 所示。浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第 10 页10q21wqF图 -7 风 荷 载 作 用 示 意 图 CBA五、内力分析本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配系数法进行内力分析。1、剪力分配系数的计算1）A 列柱（同 C 列柱）柱顶位移 值计算A上柱： 941I2.30m下柱： 15n= =12I910./.5.93.4./1H查附录 9 附图 9-1 得 =2.46 则0CEHEIA 321132023 08.46.5. 2）B 列柱柱顶位移值 的计算B上柱： 941.3Im下柱： 102569012./.83In.14./1H查附录 9 附图 91 得 =2.31,则OC
