单层厂房混凝土排架课程设计

《单层工业厂房混凝土排架课程设计》

任务书

专业土木工程

班级土木三班

学号14082601066

姓名王书英

指导老师肖四喜

目录一、设计资料二、计算内容

1.1柱截面尺寸确定

1.2荷载计算

1.2.1恒载

1.2.2屋面活荷载

1.2.3风荷载

1.2.4吊车荷载

1.3排架内力分析

1.3.1恒载作用下排架内力分析

1.3.2屋面活荷载作用下排架内力分析

1.3.3风荷载作用下排架内力分析

1.3.4吊车荷载作用下排架内力分析

1.4内力组合

1.5柱截面设计

1.5.1上柱配筋计算

1.5.2下柱配筋计算

1.5.3柱的裂缝宽度验算

1.5.4柱箍筋配置

1.5.5牛腿设计

1.5.6柱的吊装验算

1.6基础设计

1.6.1作用于基础顶面上的荷载计算

1.6.2基础尺寸及埋置深度

1.6.3基础高度验算

1.6.4基础底板配筋计算

1.1 柱截面尺寸确定由图2可知柱顶标高为1

2.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度H l 、上柱高度Hu 分别为：

H=12.4m+0.5m=12.9m ，H l =8.6m+0.5m=9.1m

Hu =12.9m－9.1m=3.8m

根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4 确定柱截面尺寸，见表1。

1.2 荷载计算

3 1.2.1 恒载(1).屋盖恒载：

两毡三油防水层0.35KN/m2 20mm

厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2 100mm

厚水泥膨胀珍珠岩保温层4×0.1=0.4 KN/m2

一毡二油隔气层0.05 KN/m2 15mm

厚水泥砂浆找平层；20×0.015=0.3 KN/m2

预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 KN/m2 2.900 KN/m2

天窗架重力荷载为2×36 KN / m2，

天沟板2.02 KN/m，

天沟防水层、找平层、找坡层 1.5 KN/m，

G1=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2＋2×36 KN/2＋2.02 KN/m×6m ＋1.5 KN/m×6m＋106 KN/2) =382.70 KN

(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值：

G3=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20 KN

(3）柱自重重力荷载设计值：

上柱G4A= G4B =1.2×4kN/m×3.8m =18.24 KN

下柱G5A= G5B=1.2×4.69kN/m×9.1m =51.21KN

1.2.2 屋面活荷载

屋面活荷载标准值为0.5 KN/m2，

雪荷载标准值为0.35 KN/m2，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：

Q1=1.4×0.5 KN/m2×6m×24m/2=50.40KN

Q1 的作用位置与G1 作用位置相同，如图2所示。

1.2.3 风荷载

风荷载标准值按式（2.5.2）计算，其中ω 0 =0.35 KN/m2 ，β z =1.0，u z 根据厂房各部分标高及B类地面粗糙度由附表5.1确定如下：

柱顶（标高12.40m）u z =1.067

檐口（标高14.30m）u z =1.120

天窗架壁底（标高16.99m）u z =1.184

天窗架壁顶（标高19.86m）u z =1.247 屋顶（标高20.31m）u z =1.256 u s

如图3a所示，由式（2.5.2）可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：

ω1k = β z u s 1 u z ω 0 =1.0×0.8×1.067×0.35 KN/m2 =0.299 KN/m2

ω 2 k = β z u s 2 u z ω 0 =1.0×0.8×1.067×0.35 KN/m2 =0.299 KN/m2

则作用于排架计算简图（图3.b）上的风荷载设计值为：

q 1 =1.4×0.299 KN/m2×6.0m =2.51KN/m

q 2 =1.4×0.187 KN/m2×6.0m =1.57KN/m

Fw= γ Q [ ( u s 1 + u s 2 ) u z h 1+( u s 3 + u s 4 ) u z h 2 +( u s 5 + u s 6 ) u z h 3 ] β z ω 0 B = 1.4×[ (0.8＋0.5)×1.120×1.9m＋(-0.2＋0.6)×1.184×2.69＋(0.6＋0.6)×1.247×2.87 ] ×1.0×0.35 KN/m2×6.0m =24.51 KN

1.2.4 吊车荷载

由 2.5.1可得200/50KN 吊车的参数为：B=5.55m ，K=4.40m ，g=75KN ，Q=200KN，F p , max =215KN，F p ,min =45KN。根据B及K，可算得吊车梁支座反力影响线中歌轮压对应点的竖向坐标值，如图4所示。

(1）吊车竖向荷载

由式（2.5.4）和式（2.5.5）可得吊车竖向荷载设计值为：

D max = γ Q F p , max ∑ y i =1.4×215 KN×(1＋0.080＋0.267＋0.075)=647.15 KN

D min = γ Q F p ,min ∑ y i =1.4×45 KN×2.15=135.45 KN

(2）吊车横向水平荷载

作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力按式（2.5.6）计算，即

T= α （Q+g）= ×0.1×（200KN＋75KN）=6.875 KN 4 4

作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值按式（2.5.7）计算，即

T max = γ Q T ∑ y i =1.4×6.875 KN×2.15=20.69 KN

1.3 排架内力分析