单层工业厂房钢筋混凝土排架结构[1].doc
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单层工业厂房钢筋混凝土排架结构
设计书
单厂钢筋混凝土结构设计计算
一、设计任务及资料
本工程为一工业厂房,根据工艺要求,该车间为单跨,跨度为24米,柱距6米,长60米,跨内有20吨中级工作制吊车(A4)一台,轨顶标高不低于8.7米,建筑平面图、剖面图如图1,已知该厂房所在地区基本风压为0.6KN/m2,地面粗糙度B类,,基本雪压0.6KN/m2,该地区工程地质良好,地面下1.5米左右为中密粗砂层,地基承载力特征值为200KN/m2,常年地下水位为-5米以下。
抗震设防烈度为6度,不要求进行抗震计算,按构造设防。
,
厂房平面图、剖面图
二、确定做法和相应荷载的标准值
1.屋面用二毡三油防水层加小豆石(0.35KN/m2),下为20厚水泥砂浆找平(20KN/m2),80厚加气混凝土保温层(0.65KN/m2),1.56m预应力混凝土大型屋面板(1.5KN/m2),屋盖支撑(0.07KN/m2),算得屋面荷载为2.97KN/m2。
2.21m跨折线型预应力混凝土屋架,每榀重力荷载为109.0KN。
3.A4工作制下20/5t吊车,最大轮压PMAX=215KN,最小轮压PMIN=45KN/,轮距4400mm,卷扬机小车重75KN。
4.用6m跨等截面钢筋混凝土吊车梁(1200mm),每根梁重力荷载为41.50KN,吊车轨道连接重力荷载为0.81KN/m。
5.围护墙用240厚砖砌墙,钢门窗(0.45KN/m2),围护墙直接支承于基础梁。
基础梁高450mm。
6.取室内外高差围150mm,得基础顶面标高为-0.7m。
三、选柱
根据建筑剖面,考虑基础顶面为-0.7m,确定A、B两柱截面尺寸。
上柱:
bh=400400
下柱:
bhhf=400800150
排架柱参数:
H=12.100m,Hu=3.90m,Hl=8.20m
Au=1.6105mm2,Iu=2.13109mm4;
Al=1.775105mm2,Il=14.38109mm4;
=Hu/H=0.322>0.3
n=Iu/Il=0.148
==0.5
自重荷载:
上柱:
15.6KN
下柱:
49.5KN
四、荷载计算
1.屋面恒载:
2.雪荷载(屋面均布荷载不与雪荷载同时考虑,取两者中较大值,故只考虑雪荷载):
坡屋面坡度角<25°,取=1.0,得雪荷载标准值=0.6KN/m2,
作用于一跨时:
3.柱自重:
4.吊车梁:
5.吊车荷载:
在A柱时:
横向水平荷载:
20/5t吊车一个轮子横向水平制动力
当一台20/5t吊车作用时
6.风荷载:
荷载汇总表
荷载类型
简图
A柱
()
()
G1=271.4
G2=69.96
M1=13.57
M2=48.52
雪荷载
G1=36.51
M1=1.83
M2=9.13
吊车
竖向荷载
Dmax在A
Dmax=258.00
Dmin=56.25
Mmax=94.06
Mmin=19.69
吊车横向
水平荷载
Tmax=8.60
风荷载
向右吹
q1=4.12
q2=2.58
FW=12.20
向左吹
q1=4.12
q2=2.58
FW=12.20
A柱内力汇总表
荷载类型
序号
简图
M:
KN·m
N:
KN
V:
KN
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
M
N
M
N
M
N
V
恒载
a
10.31
287
-38.21
336.5
7.69
386.0
6.12
雪荷载
b
2.38
36.51
-6.75
36.51
1.35
36.51
1.08
吊车竖向荷载
c
-36.35
0
57.71
268.75
-12.19
268.75
-9.32
d
-7.61
0
12.08
56.25
-2.54
56.25
-1.95
横向荷载
e
26
0
26
0
109.78
0
9.63
风荷载
f
43.70
0
43.70
0
339.96
0
62.97
g
-54.88
0
-54.88
0
-298.25
0
-40.26
A柱内力组合表
截面
组合目的
被组合内力序列号
M()
N()
Ⅰ-Ⅰ
93.60
390.40
-135.34
344.40
-132.34
390.40
-135.34
344.40
Ⅱ-Ⅱ
107.05
742.43
-141.05
520.68
106.18
788.43
-132.54
474.68
Ⅲ-Ⅲ
562.24
847.83
-520.25
801.83
562.24
847.83
572.70
534.08
五、柱的配筋计算
材料:
C30混凝土fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,ftk=2.01N/mm2
钢筋用HRB335fy=fy’=300N/mm2,Es=2.0105N/mm2
箍筋用HRB235,fy=210N/mm2
柱截面参数:
上柱Ⅰ-Ⅰ截面:
b=400mm,h=400mm,A=1.6105mm2
a=a’=45mm,h0=400-45=355mm,
上柱排架方向计算长度l0=2.0HU=7800mm
下柱Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ截面:
bf=100mm,hf=162.5mm,h=800mm
A=1.775105mm2,==45mm,h0=800-45=755mm,
下柱排架方向计算长度l0=1.0HU=8200mm
相对受压区高度:
Ⅰ-Ⅰ截面:
Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ截面:
各组轴力中都小于,各控制截面都是大偏压,均用小,大的内力组合作为配筋依据:
其中Ⅰ-Ⅰ截面以
Ⅱ-Ⅱ,Ⅲ-Ⅲ截面以计算
A柱截面配筋计算表
截面
Ⅰ-Ⅰ
Ⅲ-Ⅲ
内力
M()
135.34
572.74
N()
344.4
534.08
310.45
851.73
20
26.67
330.45
878.4
7800
8200
1.0
1.0
1.0
1.0
1.292
1.065
6.02<=80
93.37>
<=162.5
535.65
1360.34
320
355
416(804)
418(1419)
六、牛腿计算
A柱的牛腿计算
,按构造配筋
七、柱子吊装
阶段验算
柱子的吊装验算
用和,查得满足条件
因为,所以只计算B面:
用和,查得满足条件
八、A柱
基础设计
1.设计资料:
地下水位标高为-5.000m,承载力特征值,地下1.5m左右为中密粗砂,基础梁按照GB04320选用,顶面标高为-0.15m。
基础用C20混凝土,,
钢筋用,,钢筋的保护层厚度为40mm
基层采用C10混凝土,厚100mm
先按构造要求假定基础尺寸:
H=1200mm,分三个阶梯,每阶高度400mm,
,,柱插入深度,杯底厚,
杯壁最小厚度,,,故杯壁可以不配筋,柱截面尺寸为。
2.基础底面尺寸的确定:
荷载计算:
基础梁传来的荷载:
梁自重
窗重
墙(圈梁)
,对基底的偏心距
柱传来荷载与基础梁传来荷载效应标准组合(对基础底面)
内力种类
轴
向
力
柱传来()
691.26
654.75
基础梁传来()
277.94
277.94
合计()
969.20
932.69
弯
距
柱传来
446.59
-412.53
柱剪力产生()
93.42
-63.71
基础梁传来
-144.53
-144.53
合计()
395.48
-620.77
3.底面尺寸选取与地基承载力验算
底面尺寸:
先按考虑,取
,取底面积为
取
地基承载力:
地基反力计算见下表,由该表可见,基础底面无拉应力,且最大压应力
,同时有均小于
满足要求
地基反力标准值计算表
129.98
-133.58
38
38
94.20
93.80
224.18
227.38
35.78
839.78
4.基础高度验算
基础边缘最大地基静反力设计值见下表
在情况中,基底未全部受压,
基底合力作用点到基底最大压力边缘的距离
基础边缘最大地基静反力设计值计算表
+Mmax组合
-Mmax组合
柱传来轴力(N)
1318.01
1354.52
基础梁传来轴力(P)
277.94
277.94
129.98
133.58
柱传来弯距(M)
-412.53
-411.18
柱剪力产生()弯距
-63.71
-62.41
基础梁产生弯距
-144.53
-144.53
合计M
-620.77
-618.12
94.20
93.80
224.18
227.38
35.78
.39.78
5.验算柱边冲切
显然以的基底反力验算,根据比例关系,得到:
进行冲切验算:
截面:
属于情况
满
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- 单层 工业 厂房 钢筋混凝土 排架 结构