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】.doc
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1、混凝土及砌体结构课程设计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II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、;2厂房每跨内设两台吊车;3建设地点为东北某城市(基本风压0.4kNm2,基本雪压0.6kNm2,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0.85kNm,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
3、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2.12kNm;(5)围护墙采用240mm双面粉刷墙,自重5.24kN/m2。塑钢窗:自重0.45kNm2,窗宽4.5m,窗高见图1。(6)基础梁截面为250 mm600mm;基础梁自重4.4kNm;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:改性沥青油毡防水层:0.4kNm2;20mm厚水泥砂浆找平层:0.4kNm2;100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4kNm2
4、;一毡二油隔汽层:0.05kNm2;20mm厚水泥砂浆找平层:0.4kNm2;预应力大型屋板:1.4kNm2。8屋面均布活荷载为0.5kNm2。-0.150柱顶 轨顶+0.000图1 厂房剖面图土木11(1)序号155;土木11(2)序号56113。表1 各学号所对应桥式吊车和牛腿标高跨度左跨吊车序号右跨吊车序号C1C2C3C4C1C2C3C4C1C2C3C418123456789101112C121131415161718192021222324C224252627282930313233343536C327373839404142434445464748C43049505152535455
5、5657585960C127616263646566676869707172C224737475767778798081828384C321858687888990919293949596C418979899101102103104105106107108109C430110111112113C3轨顶标高(m)6.97.27.57.88.18.48.79.09.39.69.910.2表2 吊车数据(工作级别A5)吊车序号起重量(kN)桥跨LQ(m)小车重g(kN)最大轮压Pmax(kN)大车轮距BQ(m)轨道中心至端部距离Bl(mm)轨顶以上高度H(mm)大车宽B(m)吊车总重(kN)C116
6、0/3216.563.261634.0023020975.95523019.563.261854.1026020976.05527022.563.261934.1026021876.05530025.563.262055.0026021856.39034028.563.262145.0026021856.390380C2200/5016.569.771854.0023020995.95524019.569.772074.1026020996.05529022.569.772164.1026021896.05532025.569.772305.0026021896.39037028.569.77
7、2395.0026021896.390400C3320/5016.51092784.6526023416.64033019.51093014.7030024716.69038022.51093134.7030024716.69041025.51093315.0030024716.99046028.51093445.0030024716.990500C4500/10016.51554204.8030027346.77544019.51554304.8030027346.77549022.51554564.8030027346.77553025.51554745.0030027346.975580
8、28.51554875.0030027346.975620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)YDL116016.5-28.5120042.3YDL220016.5-28.5120042.5YDL332016.5-28.5120047.0YDL450016.5-28.5150061.3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。IV目 录1 设计资料12 计算简图的确定12.1 柱高度及各部分标高的确定12.2 柱的截面尺寸22.3 计算单元和计算简图3
9、3 荷载计算43.1 恒载43.2 活载53.2.1 屋面活荷载53.2.2 风荷载63.2.3 吊车荷载74 排架内力分析104.1 恒载作用下的排架内力分析104.2 屋面活荷载作用下排架内力分析124.2.1 左跨作用屋面活荷载124.2.2 右跨作用屋面活荷载134.3 风荷载作用下排架内力分析134.4 吊车作用下排架内力分析144.4.1 吊车竖向荷载作用下排架内力分析144.4.2 吊车水平荷载作用下的内力分析165 内力组合186 排架柱设216.1 上柱截面配筋计算216.2 下柱截面配筋计算236.3 裂缝宽度验算247 牛腿配筋计算257.1 牛腿截面高度验算257.2
10、牛腿配筋计算268 柱的吊装验算269 基础设计289.1 作用于基础顶面的荷载计算289.2 基础尺寸及埋置深度299.3 基础高度验算309.4 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,左跨吊车为C3,起重量320/50,右跨吊车为C1,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。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=02.1,可采用等高,高度为1.2
11、。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柱顶标高=轨顶标高+吊车高度+0.22柱顶标高,取11.0。由于为双跨等高厂房,取柱A,B,C柱顶标高均为11.0。设室内地面至基础顶面的距离为0.6,则全柱高H=柱顶标高-基顶标高,上柱高柱顶标高-牛腿顶面标高,下柱高其他各部分标高见图2.1。图2.1 厂房各部件标高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柱号截面尺寸/面积/惯性矩/自重/()C上柱矩下柱B上柱矩下柱A
12、上柱矩下柱图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。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边柱A下柱:- 2 -中柱 B下柱:边柱C下柱: 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边柱A:,不满足要求,采用非封闭式,须将边柱A向外侧偏移300mm。边柱B:,满足要求,采用封闭式。边柱C: ,满足要求,采用封闭式。图2.3 计算单元和计算简图3.荷载计算3.1 恒载 屋盖恒载防水层 20厚水泥砂浆找平层 100厚珍珠岩制品保温层 隔汽层 25厚水泥砂浆找平层 预应力大型屋面板
13、 g=3.05kN/ 天沟板 2.12 天窗架 25屋架 26则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载标准值为吊车梁及轨道重力荷载标准值 (由左跨传来)(由右跨传来)柱自重重力荷载标准值 上柱: 下柱: 3.2 活载 3.2.1屋面活荷载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 作用位置与作用位置相同。3.2.2风荷载该地区的基本风压,风压高度变化系数按粗糙度为B类地区考虑。 查表取内插结果如下 柱顶 檐口 风荷载体形系数的分布如图3.1所示。 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,取
14、)则作用于排架计算简图上的风荷载标准值为 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,其中表3.1 吊车的基本尺寸和轮压吊车序号起重量Q/kN桥跨LQ/m大车宽B/m轮距BQ/m吊车总重(G+g)/kN小车重g/kN最大轮压C3320/5016.56.6464.00330109278C1160/3216.55.9554.6523063.26163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。、的计算简图及反力影响线见图3.2 图3.2 计算简图于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载对左跨: 对右跨: 作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力左跨:
15、右跨: T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左跨: 右跨: 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 - 9-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 -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柱号A柱3.2610.387B柱3.3370.396C柱3.2790.2184.1 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(顺时针)(逆时针)(逆时针)
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