钢混课程设计单层单跨钢筋混凝土厂房设计钢混设计帮助钢筋混凝土课程设计单层单跨厂房设计混凝土单层厂房.docx
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钢混课程设计单层单跨钢筋混凝土厂房设计钢混设计帮助钢筋混凝土课程设计单层单跨厂房设计混凝土单层厂房
第一章设计任务书
我国古代的读书人,从上学之日起,就日诵不辍,一般在几年内就能识记几千个汉字,熟记几百篇文章,写出的诗文也是字斟句酌,琅琅上口,成为满腹经纶的文人。
为什么在现代化教学的今天,我们念了十几年书的高中毕业生甚至大学生,竟提起作文就头疼,写不出像样的文章呢?
吕叔湘先生早在1978年就尖锐地提出:
“中小学语文教学效果差,中学语文毕业生语文水平低,……十几年上课总时数是9160课时,语文是2749课时,恰好是30%,十年的时间,二千七百多课时,用来学本国语文,却是大多数不过关,岂非咄咄怪事!
”寻根究底,其主要原因就是腹中无物。
特别是写议论文,初中水平以上的学生都知道议论文的“三要素”是论点、论据、论证,也通晓议论文的基本结构:
提出问题――分析问题――解决问题,但真正动起笔来就犯难了。
知道“是这样”,就是讲不出“为什么”。
根本原因还是无“米”下“锅”。
于是便翻开作文集锦之类的书大段抄起来,抄人家的名言警句,抄人家的事例,不参考作文书就很难写出像样的文章。
所以,词汇贫乏、内容空洞、千篇一律便成了中学生作文的通病。
要解决这个问题,不能单在布局谋篇等写作技方面下功夫,必须认识到“死记硬背”的重要性,让学生积累足够的“米”。
1.1设计题目
观察内容的选择,我本着先静后动,由近及远的原则,有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的,能理解的观察内容。
随机观察也是不可少的,是相当有趣的,如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等,孩子一边观察,一边提问,兴趣很浓。
我提供的观察对象,注意形象逼真,色彩鲜明,大小适中,引导幼儿多角度多层面地进行观察,保证每个幼儿看得到,看得清。
看得清才能说得正确。
在观察过程中指导。
我注意帮助幼儿学习正确的观察方法,即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察,观察与说话相结合,在观察中积累词汇,理解词汇,如一次我抓住时机,引导幼儿观察雷雨,雷雨前天空急剧变化,乌云密布,我问幼儿乌云是什么样子的,有的孩子说:
乌云像大海的波浪。
有的孩子说“乌云跑得飞快。
”我加以肯定说“这是乌云滚滚。
”当幼儿看到闪电时,我告诉他“这叫电光闪闪。
”接着幼儿听到雷声惊叫起来,我抓住时机说:
“这就是雷声隆隆。
”一会儿下起了大雨,我问:
“雨下得怎样?
”幼儿说大极了,我就舀一盆水往下一倒,作比较观察,让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。
雨后,我又带幼儿观察晴朗的天空,朗诵自编的一首儿歌:
“蓝天高,白云飘,鸟儿飞,树儿摇,太阳公公咪咪笑。
”这样抓住特征见景生情,幼儿不仅印象深刻,对雷雨前后气象变化的词语学得快,记得牢,而且会应用。
我还在观察的基础上,引导幼儿联想,让他们与以往学的词语、生活经验联系起来,在发展想象力中发展语言。
如啄木鸟的嘴是长长的,尖尖的,硬硬的,像医生用的手术刀―样,给大树开刀治病。
通过联想,幼儿能够生动形象地描述观察对象。
某锻工车间,根据工艺要求为一单层单跨钢筋混凝土厂房,设有两台中级工作制A5的软钩吊车,建筑平、剖面图如图1、图2。
宋以后,京师所设小学馆和武学堂中的教师称谓皆称之为“教谕”。
至元明清之县学一律循之不变。
明朝入选翰林院的进士之师称“教习”。
到清末,学堂兴起,各科教师仍沿用“教习”一称。
其实“教谕”在明清时还有学官一意,即主管县一级的教育生员。
而相应府和州掌管教育生员者则谓“教授”和“学正”。
“教授”“学正”和“教谕”的副手一律称“训导”。
于民间,特别是汉代以后,对于在“校”或“学”中传授经学者也称为“经师”。
在一些特定的讲学场合,比如书院、皇室,也称教师为“院长、西席、讲席”等。
图1建筑平面图
图2建筑剖面图
1.2设计题号
纵墙上窗洞高:
轨顶标高9.3m以内为1800mm;12m以上为2400mm。
基本风压为0.3kN/m2,基本雪压为0.25kN/m2,屋面积灰荷载0.5kN/m2。
表1单层单跨工业厂房课程设计题号
跨度L(m)
15
18
吊车吨位Q(t)
10
16/3.2
20/5
10
16/3.2
20/5
轨顶标高(m)
9.3
1
2
3
4
5
6
9.9
7
8
9
10
1.3设计资料
1、荷载:
不上人屋面活荷载为0.5kN/m2。
2、材料:
混凝土:
C20,C25,C30。
钢筋:
纵向受力钢筋采用HRB335,箍筋采用HPB235。
型钢及预埋件采用HRB335,HPB235。
3、建筑构造:
屋面:
卷材防水屋面,其做法如下:
两毡三油防水层上铺小石子:
0.35kN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层:
0.4kN/m2
100mm厚水泥珍珠岩制品保温层:
0.5kN/m2
一毡两油隔气层:
0.05kN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层:
0.4kN/m2
预应力混凝土大型屋面板:
墙体:
用240mm厚清水砖墙,钢门窗。
地面:
室内混凝土地面,室内外高差150mm。
4、工程地质及水文条件:
由勘察报告提供的资料,天然地面下0.8m内为填土,填土下层3.5m内为粉质粘土,地基承载力设计值f=200kN/m2。
地下水位很低,设计时不考虑地下水的影响。
5、吊车数据,见表2
表2吊车数据
起重量Q
(t)
跨度Lk(mm)
最大轮压(kN)
小车重g(t)
吊车总重(t)
吊车宽度B(mm)
大车轮距K(mm)
轨顶至吊车顶面距离H(mm)
轨道中心至吊车外缘距离B1(mm)
10
13.5
115
3.461
17
5840
4050
1876
200
16.5
123
19
19.5
129
21
5980
230
16/3.2
13.5
155
6.326
21
5955
4000
2097
200
16.5
163
23
19.5
185
27
6055
4100
2187
20/5
13.5
176
6.977
22
5955
4000
2099
16.5
185
24
19.5
207
29
6055
4100
2189
1.4设计要求
(1)选择屋面板、屋架、天沟板、基础梁、吊车梁及轨道联接件。
(2)确定上、下柱的高度及截面尺寸。
(3)计算排架所承受的各项荷载。
(4)计算各种荷载作用下的排架内力。
(5)柱、牛腿、柱下独立基础的设计。
(6)绘制图纸。
1)基础施工图(基础平面布置及配筋图)。
2)柱施工图(配筋图)
1.5主要参考文献
1、吴培明主编混凝土结构(上)第二版武汉武汉理工大学出版社2019
2、彭少民主编混凝土结构(下)第二版武汉武汉理工大学出版社2019
3、周俐俐陈小川等编土木工程专业钢筋混凝土及砌体结构课程设计指南北京中国水利水电出版社2019
4、GB50009-2019建筑结构荷载规范北京中国建筑工业出版社2019
5、GB50010-2019混凝土结构设计规范北京中国建筑工业出版社2019
6、GB50011-2019建筑抗震设计规范北京中国建筑工业出版社2019
7、GB50007-2019建筑地基基础设计规范北京中国建筑工业出版社2019
8、GB50083-2019建筑结构设计通用符号、计量单位、基本术语北京中国建筑工业出版社2019
9、GB50001-2019房屋建筑制图统一标准北京中国建筑工业出版社2019
10、结构设计资料编委会建筑结构常用数据手册北京中国建筑工业出版社2019
11、结构设计资料编委会建筑结构设计手册北京中国建筑工业出版社2019
12、《全国通用工业厂房结构构件标准图集》中国建筑标准设计研究院2019
1.6资料的整理装订
编写设计计算说明书,内容包括设计资料以及设计内容。
第二章排架柱高与截面计算
2.1柱高的确定
(1)柱高
根据资料可查的:
轨顶垫块高度为200mm,净空为220mm
牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高-轨顶垫块高度
=9.30-1.200-0.200
=7.900m(取8.100m)
柱顶标高=轨顶标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.200
=8.100+1.500+0.200+2.099+0.220
=11.819m(取12.000m)
上柱高Hu=柱顶标高-牛腿顶面标高
=12.000-8.100
=3.900m
全柱高H=柱顶标高-地基顶面标高
=12.000-(-0.500)
=12.500m
下柱高Hl=全柱高-上柱高
=12.500-3.900
=8.600m
实际轨顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高度
=8.100+1.500+0.200
=9.500m
则
(9.500-9.300)/9.300=0.022<0.200
满足要求。
2.2排架截面尺寸计算
截面尺寸需要满足的条件为:
:
b≥Hl/25=344mmh≥Hl/12=717mm
则柱的截面尺寸如下表:
柱截面尺寸(mm)
自重(kN)
惯性矩I(m4)
上柱:
(b*h)=400*400
G2=18.72
I1=0.0021
下柱:
(bf*h*b*hf)=400*900*100*150
G4=48.38
I2=0.0195
第三章排架柱上的荷载计算
3.1屋盖自重计算
G1=1.2×(g1k+g2k+g3k)×柱高×厂房跨度/2+1.2×g4k×0.5
=1.2×(1.7+1.3+0.1)×6×15/2+1.2×60.5×0.5=203.7kN(作用在柱顶)
e1=h上/2-150=400/2-150=50mm(与上柱中心线的偏心矩)
3.2柱自重计算
上柱:
G2=1.2×25×0.4×0.4×3.9=18.72kN
e2=hl/2-hu/2=900/2-400/2=250mm(作用于上柱中心线)
下柱:
G4=1.2×25×(0.4×0.9-0.6×0.15+0.55×0.15)×8.4
=48.38kN(作用于下柱中心线)
3.3吊车.吊车梁及轨道自重计算
G3=1.2×(g5k﹢g6k×柱距)=1.2×[40.8+0.8×6)=54.72kN(作用于牛腿顶)
e3=750-hf/2=750-900/2=300mm(与下柱中心线偏心矩)
3.4屋面活荷载计算
Q1=1.4×0.5×厂房跨度/2×柱距
=1.4×0.5×15/2×6=31.5kN(作用位置同G1)
3.5吊车荷载计算
竖向荷载:
Pmax,k=176kN,Pmin,k=59KN,k=4000mm,B=5955mm,Qk=250kN,gk=69.77kN
根据B与K,由影响线可以求得
y1=0.008y2=0.675
y3=1.000y4=0.333
由上求得
Dmax=0.9γQPmax,k∑yi=0.9×1.4×176×2.016=447.07kN
Dmin=0.9γQPmin,k∑yi=0.9×1.4×59×2.016=106.69kN
吊车水平荷载为
则Tmax,=Dmax×Tk/Pmax=447.07×8.63/176=21.92kN
3.6风荷载计算
基本风压:
ω=0.3KN/m2
风压高度变化系数μz按B类地区考虑,根据柱顶标高11.700m,查看《荷载规范》用内插法得,μz1=1.056按檐口标高14.60m,用内插法得μz2=1.1241,风载体型系数
,
。
q1=1.4×μz1μs1×0.3×6=2.13kN/m
q2=1.4×μs2μz1×0.3×6=1.33kN/m
柱顶风荷载集中力设计值:
Fw=1.4[(0.8+0.5)μz2×0.3×6×2.1-(0.6-0.5)μz2×0.3×6×1.2]
=(1.82×2.1-0.14×1.2)×1.24×0.3×6=8.40kN
第四章内力计算
4.1Gx作用力计算
4.1.1G1作用(排架无侧移)
M11=G1e1=203.7×0.05=10.19kN·m
M12=G1e2=203.7×0.25=50.93kN·m
由λ=hu/h=3.9/12.5=0.312
n=Iu/Il=0.1077
则:
故
作用下不动铰承的柱顶反力为
同时有
故在
作用下不动铰承的柱顶反力为
故在
共同作用下(即在G
作用下)不动铰支承的柱顶反力为
R1=R11+R12=-6.17kN(→)
相应的计算简图及内力图
4.1.2G2,G3,G4作用计算简图及内力值
G2=18.72kN,G3=54.72kN,G4=48.38kN,e2=250mm,e3=300mm.
M2=-G2e2=-4.68kN·m(←)M3=G3e3=16.42kN·m(→)
相应的计算简图及内力图
(a)G
、G
、G
作用;(b)M图(kN·m);(c)N图(kN)
4.2屋面活荷载内力计算
对于单跨排架,Q1与G1一样为对称荷载,且作用位置相同,但数值大小不同。
故由G1的内力计算过程可得到Q1的内力计算数值;
M11=Q1e1=31.5×0.05=1.58kN·m
M12=Q1e2=31.5×0.25=7.88kN·m
R11=-0.27kN
R12=-1.36kN
R1=R11+R12=-1.63kN(→)
相应的计算简图及内力图
Q
作用计算简图及内力图(a)Q
的作用;(b)M图(kN·m);(c)N图(kN)
4.3吊车竖向荷载作用力内力计算
Dmax作用于A柱,Dmin作用于B柱,其内力为
MD,max=Dmaxe3=447.07×0.3=134.12kN·m
MD,min=Dmine3=-149.87×0.3=-44.96kN·m
厂房总长72m,跨度为18m,吊车其重量为24t,则查得有檩条屋盖的单跨厂房空间作用分配系数
μ=0.85。
相应的计算简图及内力图如图5-4所示。
D
作用于A柱时,由于结构对称,故只需A柱与B柱的内力对换,并注意内力变即可
4.4吊车水平荷载作用内力计算
当Tmax向左时,A,B柱的柱顶剪力按推导公式计算:
由λ=hu/h=3.9/12.5=0.312n=Iu/Il=0.1077
Y=0.692Hu,利用内插法求得C5=0.57,Tmax=21.92kN,μ=0.85
VTA=VTB=-(1-μ)C5Tmax=-1.87kN(→)
当Tmax向右时,仅荷载方向相反,故弯矩值仍可利用上述计算结果,但弯矩图的方向与之相反。
(a)T
的作用;(b)M图(kN·m);(c)V图(kN)
当T
向右时,仅荷载方向相反,故弯矩值仍可利用上述计算结果,但弯矩图的方向与之相反。
4.5风荷载作用
风从左向右吹时,先求柱顶反力系数C11为
0.323
对于单跨排架,A,B柱顶剪力分别为
VA=0.5[FW-C11H(q1-q2)]=2.08kN
VB=0.5[FW﹢C11H(q1-q2)]=5.35kN
风荷载作用计算简图及内力图
(a)风荷载的作用;(b)M图(kN·m)
风从右向左吹时,仅荷载方向相反,故弯矩值仍可利用上述计算结果,但弯矩图的方向与之相反。
4.6最不利荷载组合。
由于本例结构对称,故只需对A柱(或B柱)进行最不利内力组合,其步骤如下:
(1)确定需要单独考虑的荷载项目。
本工程为不考虑地震作用的单跨排架,共有9种需要单独考虑的荷载项目,由于小车无论向右或向左运行中刹车时,A、B柱在T
作用下,其内力大小相等而符号相反,在组合时可列为一项。
因此,单独考虑的荷载项目共有8项。
(2)将各种荷载作用下设计控制截面(I—I、II—II、III—III)的内力M、N(III—III截面还有剪力V)填入组合附表一。
填表时要注意有关内力符号的规定。
(3)根据最不利又最可能的原则,确定每一内力组的组合项目,并算出相应的组合值。
计算中,当风荷载与活荷载(包括吊车荷载)同时考虑时,除恒荷载外,其余荷载作用下的内力均应乘以0.85的组合系数。
排架柱全部内力组合计算结果列入附表一中。
第五章排架柱设计
5.1柱截面配筋设计:
最不利内力组的选用:
由于截面3—3的弯矩和轴向力设计值均比截面2—2的大,故下柱配筋由截面3—3的最不利内力组确定,而上柱配筋由截面1—1的最不利内力组确定。
柱截面配筋计算结果列入附表二中。
5.2柱牛腿设计:
5.2.1牛腿几何尺寸的验算:
由于吊车垂直荷载作用下柱截面内,a=750-1000=-250mm,即取a=0,
则
Fvk=Dmax+G3k=447.07+54.72=510.79kN
Fhk=Tmaxk=21.92/1.4=15.66kN
>Fvk=356.86kN
所以截面尺寸满足要求
5.2.2牛腿配筋:
由于吊车垂直荷载作用下柱截面内,故该牛腿可按构造要求配筋:
作用在牛腿上的荷载有Dmax,G3,Tmax
Fvk=Dmax+G3=447.07+54.72=510.79kN
Fh=Tmax=21.92kN
=678mm2
选4
18(763mm2)
箍筋要求:
在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不应少于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2。
有
×h
×A
×2/100=587mm2>As/2=452/2=226mm2
5.2.3局部承压强度验算:
0.75fcA=0.75×14.3×400×400=1716kN>Fvk=501.79kN
所以满足要求。
5.3柱的吊装验算:
5.3.1吊装方案:
采用一点翻身起吊,吊点设在牛腿与下柱交接处,动力系数取1.5.
5.3.2荷载计算:
上柱自重:
g1=1.2×1.5×25×0.4×0.4=7.2kN·m
牛腿自重:
g2=1.2×1.5×25×0.4×(1.0×0.6﹣1/2×0.32)/0.6=10.87kN·m
下柱自重:
g3=1.2×1.5×25×0.1876=8.44kN·m
5.3.3内力计算:
M1=
×7.2×3.92=54.75kN·m
M2=
×7.2×4.52+
×﹙10.87﹣7.2﹚×0.62=73.56kN·m
M3=
×8.44×82﹣
=30.74kN·m
柱的吊装验算简图如图所示
5.3.4截面承载力计算:
截面1-1:
b×h=400mm×400mm
h0=360mm
As=As`=634.6mm2
故截面承载力为
Mu=Asfy(h0﹣as)=634.6×300×(360﹣40)=60.92kN·m≈M1=54.75kN·m
截面2-2:
b×h=400mm×800mm
h0=860mm
As=As`=1256mm2
Mu=Asfy(h0﹣as)=1256×300×﹙860﹣40﹚=308.98kN·m>M2=73.56kN·m
故满足要求。
第六章基础设计
6.1荷载计算:
由柱子传至基顶的荷载。
由排架柱内力组合表可得设计者如下:
第一组:
Mmax=421.45kN·mN=488.75kNV=21.1kN
第二组:
Mmin=-301.27kNN=488.75kN·mV=-13.37kN
第三组:
Nmax=772.59kNM=57.75kN·mV=-2.16kN
由基底梁传至基顶的荷载:
墙重(含两面刷灰):
1.2×[﹙14.42+0.5-0.45﹚×6-4×﹙4.8+1.8﹚]×5.24=380kN
窗重(钢框玻璃窗):
1.2×﹙4×4.8+4×1.8)×0.45=14.3kN
基础梁:
1.2×0.2×0.45×6×25÷2=20.25kN
由基础梁传至基础顶面荷载设计值:
e5=0.2÷2+0.9÷2=0.55m
G5=414.55kN
相应的偏心弯矩设计值:
G5e5=﹣414.55×0.55=﹣228.00kN·m
作用于基底的弯矩和响应基顶的轴向设计值。
假定基础高度为800+50+250=1100m,则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为:
第一组:
Mbol=421.45+1.1×21.1-228=216.66kN·m
N=448.75+414.55=903.3kN
第二组:
Mbol=-301.27-1.1×13.37-228=-543.98kN·m
N=488.75+414.55=903.3kN
第三组:
Mbol=57.75+1.1×-2.61-228=-172.63kN·m
N=772.59+414.55=1187.14kN
6.2基底尺寸的确定:
由第二组荷载确定l和b:
取l/b=1.5,则取b=2.4m,l=3.6m
验算e0≤l/6的条件:
验算其他两组荷载设计值作用下的基底应力:
第一组:
第二组:
所以最后确定基底尺寸为2.4m×3.6m,如图7-1所示。
6.3确定基底高度:
前面已初步假定基础的高度为1.1m,若采用锥形杯口基础,根据构造要求,初步确定的基础剖面尺寸如图7.2所示。
由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内,故该基础只需进行变阶处的抗切验算。
在各组荷载设计值作用下的地基最大净反力:
第一组:
第二组:
第三组:
抗冲切计算按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。
在第二荷载作用下的冲切力。
冲切力近似按最大低级净反力
计算,即取
由于基础宽度b=2.4m,小于冲切锥体底边宽
。
故
变阶处的抗冲切力。
由于基础宽度小于冲切锥体底边宽,
故
(满足要求)
因此,基础的高度及分阶可按图7-2所示的尺寸采用。
6.4基底配筋计算:
沿长边方向的配筋计算.由上述三组荷载设计值作用下最大地基净反力的分可知,应按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算,
则
选用
8
12(
12@200),则
沿短边方向的配筋计算。
由于沿短边方向为轴心受压,其钢筋用量应按第三组荷载设计值作用下的平均地基净反力进行计算。
选用6
12(
12@200),则
基础底面沿两个方向的配筋如图7-3所示,由于长边大于3
,其钢筋长度可切断10%,若钢筋交错布置,则可选用同一编号。
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