钢筋溷凝土单层工业厂房课程设计共24页文档.docx
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钢筋混凝土单层厂房课程设计计算书和说明书
死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。
但随着素质教育的开展,死记硬背被作为一种僵化的、阻碍学生能力发展的教学方式,渐渐为人们所摒弃;而另一方面,老师们又为提高学生的语文素养煞费苦心。
其实,只要应用得当,“死记硬背”与提高学生素质并不矛盾。
相反,它恰是提高学生语文水平的重要前提和基础。
建筑平面示意图如下:
其实,任何一门学科都离不开死记硬背,关键是记忆有技巧,“死记”之后会“活用”。
不记住那些基础知识,怎么会向高层次进军?
尤其是语文学科涉猎的范围很广,要真正提高学生的写作水平,单靠分析文章的写作技巧是远远不够的,必须从基础知识抓起,每天挤一点时间让学生“死记”名篇佳句、名言警句,以及丰富的词语、新颖的材料等。
这样,就会在有限的时间、空间里给学生的脑海里注入无限的内容。
日积月累,积少成多,从而收到水滴石穿,绳锯木断的功效。
一.构件选型
一般说来,“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。
杨士勋(唐初学者,四门博士)《春秋谷梁传疏》曰:
“师者教人以不及,故谓师为师资也”。
这儿的“师资”,其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。
《韩非子》也有云:
“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。
这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形,但仍说不上是名副其实的“教师”,因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。
L=24m(Lk=24-1.5=22.5m),轨顶标志标高为8.4m,A4级工作级别,软钩桥式吊车Q1=150KN、Q2=200KN两台的工业厂房。
1.屋面板{04G410-1}
一冷二毡三油一砂 0.35=0.35kN/m2
20厚水泥砂浆找平 0.40=0.40kN/m2
屋面恒荷载=0.75kN/m2
屋面活荷载0.5kN/m2
荷载组合:
组合一:
1.2×0.75+1.4×0.5=1.6kN/m2
组合一:
1.35×0.75+1.4×0.5×0.7=1.5025kN/m2
选Y-WB-2Ⅲ(中间跨);YWB-2ⅢS(端跨)。
允许荷载2.05kN/m2>1.6kN/m2,满足要求。
2.屋架{04G415
(一)}
屋面板的一冷二毡三油一砂 0.35kN/m2
屋面板的20厚水泥砂浆找平 0.40kN/m2
屋面板自重1.4kN/m2
灌缝重0.1kN/m2
屋架钢支撑自重0.05kN/m2
恒荷载2.3kN/m2
屋面活荷载 0.5kN/m2
荷载组合:
组合一:
1.2×2.3+1.4×0.5=3.46kN/m2
组合一:
1.35×2.3+1.4×0.5×0.7=3.595kN/m2
选YWJ24-1Ba(无天窗、挑天沟)
允许荷载4.0kN/m2>3.595kN/m2,满足要求。
屋架自重112.75KN(未包括挑出牛腿部分,挑牛腿部分根据标准图集另外计算自重)。
3.天沟板{04G410-2}
根据屋架24m确定外天沟宽为770mm,根据天沟荷载(天沟自重除外)选天沟型号。
沟壁平均厚度80mm。
设落水管水平间距24m,天沟流水坡长12m,焦渣找坡取5‰,最薄取20mm。
防水层0.40kN/m2
20厚水泥砂浆找平 0.40kN/m2
65厚焦渣混凝土找坡0.065×14=0.91kN/m2
20厚水泥砂浆抹面0.40kN/m2
积水按230mm高计2.3kN/m2
卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分,按天沟平均内宽b的2.5倍计算。
(b=770-190=580mm)
q=1.35b(2.5×0.40+0.40+0.91+0.4+2.3)=6.7635b=3.923kN/m
选用:
中间跨:
TGB77(无落水洞口)TGB77a、TGB77b(有落水洞口)
边跨:
TGB77sa、TGB77sb
允许荷载4.26kN/m>3.923kN/m,满足要求。
注:
积水荷载取230mm高,比其它活载大,故天沟板验算取积水荷载。
当排架分析时仍取屋面活载0.50kN/m2。
4.吊车梁{04G323-2}
当二台吊车Q不相同时,选吊车梁时按Q较大者选(200KN)。
按A4级工作级别(按两台吊车考虑),Lk=22.5m,柱距6m,吊车起重量20t,吊车总重Q=36.5t,小车重g=7.961t,最大轮压Pk=202.0KN,车宽B=5.5m,轮距W=4.4m,试选用吊车编号。
解:
假定吊车规格不符合附录一~四时,需进行内力验算后套用,按起重量和跨度,试选用DL——9或DL——10
计算长度取L=5.8m,a=(B-W)/2=(5.5-4.4)/2=0.55m
x=(L-a)/2=(5.8-0.55)/2=2.625m
1).承载力计算(按两台吊车考虑):
a.按移动荷载最不利位置
吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值:
MQK=2PKX2/L=2×202.0×2.6252/5.8=479.968kN.m
基本组合(不包括梁体和轨道自重):
M=1.4×1.05MQK=1.4×1.05×479.968=705.553kN.m
641.8kN.m b.剪力取距梁端约min(1.14,5.8/6)=0.97m处 吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值: VQK=PK[(L-0.97)+(L-0.97-(B-W))]/L=298.124kN 基本组合(不包括梁体和轨道自重): Va=1.4×1.05VQK=438.243kN 419.5kN c.跨中最大剪力设计值 Vz=1.4μPk[L/2+L/2-(B-W)]/L=240.624kN 216.9kN 2).疲劳计算(按一台吊车考虑): a.按移动荷载最不利位置 吊车竖向荷载作用下的最大弯矩标准值: MQK=PKL/4=292.9kN.m μMQK=1.05MQK=307.545kN.m μMQK<328.3kN.m<376.0kN.m b.剪力取距梁端约0.97m处 吊车竖向荷载作用下的最大剪力标准值: VQK=PK[(L-0.97)+(L-0.97-W)]/L=183.193kN μVQK=1.05VQK=192.353kN 199.3kN<μVQK<222.7kN c.跨中最大剪力设计值 VZ=μ×0.5×Pk=1.05×0.5×Pk=106.05kN VZ<113.2kN<129.7kN 3).裂缝验算(按两台吊车考虑): MQK=479.968kN.m 标准组合(不包括梁体和轨道自重): M=MQK 458.4kN.m 经验算,按A4级吊车梁选用表,采用DL——10合适,承载力、疲劳、裂缝均满足要求。 5.吊车轨道联结{04G325} 1).轨道联结 按A4级工作级别,Q=200kN,Lk=22.5m 根据吊车规格参数计算最大轮压设计值: Pd=1.05×1.4×1.15×Pk=1.05×1.4×1.15×202.0=341.5kN 选用: 轨道联结DGL-11 341.5kN<510kN满足要求。 吊车梁上螺栓孔间距A=240mm,轨道面至梁顶面距离190mm DGL-11 钢轨0.387kN/m 联结件 0.086kN/m 弹性垫层0.004kN/m 混凝土找平层(0.82×10/1000+0.023×25)=0.583kN/m 1.060kN/m 2).车挡 大车速度V=105.4m/min碰撞时大车速度V0=0.5V=0.88m/sec 冲击体重量G=G0+0.1Q=365+0.1×200=385kN 有利因素ξ=0.8 吊车荷载分项系数γQ=1.4 缓冲器行程S=0.14m 作用于车档的吊车纵向水平撞击力: 选用: 车挡CD-3 Fi=86.8kN<144.4kN满足要求。 6.基础梁{04G320} 墙厚度240mm,砖强度等级≥MU10,砂浆强度等级≥M5。 柱距为4.5m时窗宽2m,柱距为6m时窗宽3m。 安全等级为二级,重要性系数1.0。 1).纵墙(柱距为6m) ln=4850mmlc=5450-300=5150mm 根据以上资料选用: JL-3(有门、有窗) 2).山墙 柱距为4.5m ln=3450mmlc=4450-500=3950mm 根据以上资料选用: JL-24(有窗) 柱距为6m ln=4950mmlc=5950-500=5450mm 根据以上资料选用: JL-3(有门) 7.过梁(GL){G322-1}圈梁(QL)、连系梁(LL) 4.5m柱距: 窗户宽2400mm,选用GL-4240。 梁高180mm,混凝土C20,钢筋HRB235。 6m柱距: 窗户宽4200mm,选用GL-4420。 梁高300mm,混凝土C20,钢筋HRB335。 墙体材料选用机制普通砖,墙厚240mm,门窗洞口宽4200mm,荷载等级为0。 由于考虑三梁合一统一取为GL-4420 8.门窗 4.5m柱距: 窗户2400mm×4200mm、2400mm×4800mm。 6m柱距: 窗户4200mm×4200mm、4200mm×4800mm。 门: 3000mm×3600mm选用: {03J611-4}SJM1-3036-Y 9.支撑{05G336} 柱间支撑: 采用十字交叉型 计算数据 中间跨 边跨 分配到柱顶处上柱支撑水平荷载作用(标准值) W1=175.56kNW1/2=87.78kN W1=87.78kNW1/2=43.89kN 作用于每道上柱支撑上节点处的水平荷载作用设计值: Vb1=1.4×W1/3 Vb1=1.4×175.56/3=kN Vb1=1.4×87.78/3=40.96kN 吊车水平制动力(标准值): T=α(Q+g)/4 21.66kN 21.66kN 作用于下柱支撑上节点处的纵向水平作用组合设计值: Vb2=1.4(W1+T) 276.11kN 153.22kN 选用支撑 上柱柱间支撑 ZCs—42—1a 下柱柱间支撑 ZCx8—81—32 10.排架柱的材料选用 C30混凝土,fc=14.3N.mm2,ftk=2.01N.mm2,ft=1.43N.mm2 钢筋: 受力筋为HRB400,fy=360N.mm2,Es=2.0×105N.mm2 箍筋为HRB235,fy=210N.mm2 二、柱设计 1).尺寸的确定 1.轨顶标志标高: 8.4m 2.牛腿标高=8.4-1.2-0.19=7.01m(取为7200mm) 3.轨顶构造标高=7.2+1.2+0.19=8.59m 4.柱顶标高=8.59+2.14+0.22=10.95m(取为11400mm) 5.上柱高度H0=1.14-7.2=4.2m 6.下柱高度HL=7.2-(-0.9)=8.1m 7.柱计算高度=4.2+8.1=12.3m 8.初定尺寸 上柱截面400mm×400mm,下柱截面Ⅰ400mm×800mm×100mm×150mm 验算: hu=400mm≤0.5×(24000-22500)-(260+80)=410mm 计算参数 截面尺寸/mm 面积mm2 惯性矩/mm4 自重/(KN/m) 上柱 400×400 1.6×105 21.3×108 4.0 下柱 Ⅰ400×800×100×150 1.76×105 143.0×108 4.4 9.柱的插入深度应满足: 柱纵筋的锚固长度。 b,吊装时柱的稳定性,不大于吊装时柱长的1/20。 0.9h且≥800 取为: 800mm。 2).荷载计算 1.荷载位置 e1=hu/2-0.15=0.05;e2=hl/2-hu/2=0.4-0.2=0.2;e4=(L-Lk)/2-hl/2=0.75-0.4=0.35;e5=hl/2+0.12=0.52; (0.12为墙厚一半) 注: 1)以上单位为m;2)hu为上柱截面高; 3)hl为下柱截面高. 2.屋盖荷载(永久荷载G,活荷载Q) G1K=0.5×(跨度×柱距)×(屋面荷载+支撑荷载)+0.5×屋架重+柱距×(天沟自重+天沟构造层重) =0.5×(24×6)×(2.25+0.05)+0.5×112.75+6×(2.02+1.829)=245.069kN设计值G1=1.2G1K=1.2×245.069=294.083kN Q1K(挑牛腿边至轴线距为705mm,天沟边至牛腿端为20mm,故天沟外沿相互距离为24+2×0.725=25.45m) Q1K=(跨度/2+天沟外边至轴线距离)×活载×柱距=25.45/2×0.5×6=38.175kN 3.上柱自重: G2K=4.0×HU=4×4.2=16.8kN 4.下柱自重: G3K=4.4•HL=4.4×8.1=35.64kN 5.吊车梁等自重G4K(G4K包括: 吊车梁重,轨道及联结重,吊车梁间灌缝,吊车梁与柱间灌缝。 ) G4K=40.8+1.060×6+0.46+3.32=50.94kN 6.吊车荷载标准值Dmax,Dmin,Tmax 吊车按两台考虑: S=B-K=5.5-4.4=1.1m 两台吊车Q不相同(P1max>P2max): Dmax=[P1max(y1+y2)+P2max(y3+y4)] =[202×(0.267+1)+173×(0.817+0.083)]=411.63kN; Dmin=[P1min(y1+y2)+P2min(y3+y4)] =[35×(0.267+1)+43×(0.817+0.083)]=83.045kN; (T1=α(Q+g)/4=0.1×(365+79.61)/4=11.11kN、 T2=α(Q+g)/4=0.1×(350+71.86)/4=10.55kN) Tmax=[T1(y1+y2)+T2(y3+y4)] =[11.11×(0.267+1)+10.55×(0.817+0.083)]=23.57kN 7.围护墙等永久荷载G5k(G5k包括JL,QL,墙体,门窗等重量)。 240厚墙(双面抹灰)自重5.24kN/m3 钢窗自重0.45kN/m2 C1钢窗自重2.4×4.2×0.45=4.54kN C2钢窗自重4.2×4.2×0.45=7.94kN C3钢窗自重4.2×4.8×0.45=9.07kN 墙自重(6×13.53-4.2×4.2-4.2×4.8)×5.24=227.3kN G5k=4.54+7.94+9.07+227.3=248.85kN 8.风荷载 屋面坡度α=arctan(3100-1180)/12019]=9o <15º风载体型系数 μs查规范如下: ωk=βz•μz•μs•ωo 基本风压ωo=0.55kN/m2 风振系数βz=1.0 风压高度变化系数按地面粗糙变化类别为B类,查规范如下: 离地面(或海面)高度 5m 10m 15m 20m μz 1.00 1.00 1.14 1.25 中间按线性插入: 柱顶 Z1=11.40+0.4=11.80m: μz1=1.050 檐口 Z2=11.40+1.53+0.4=13.30m: μz2=1.092 屋脊 Z3=15.05+0.40=15.45m: μz3=1.150 排架迎风面和背风面的风荷载标准值分别为: ω1k=βZ•μs1•μz1•ωo=1.0×0.8×1.050×0.55=0.462kN/m2 ω2k=βZ•μs2•μz2•ωo=1.0×-0.5×1.092×0.55=-0.300kN/m2 则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为: q1k=0.462×6=2.77kN/m q2k=0.300×6=1.80kN/m h1=2.3m;h2=1.4m Fwk=[(μs1-μs2)•μz2•h1+(μs3-μs4)•μz3•h2]•ωo•柱距 =[(0.8+0.5)×1.092×2.3+(-0.6+0.5)×1.150×1.4]×0.55×6=10.24kN 四.横向排架内力分析 控制截面为: Ⅰ-Ⅰ上柱底面;Ⅱ-Ⅱ下柱顶面(截面尺寸取牛腿下);Ⅲ-Ⅲ基础顶面。 1.恒载作用下的内力计算 1)在G1K作用下内力计算 由于结构对称,荷载对称,故结构可取半边计算,上端为不动铰支座。 求支反力R的系数C1、C2: M1K作用时, M2K作用时, 内力正向: 以截面顺时针旋转为正。 M1K=-G1Ke1=-245.069×0.05=-12.25kN.m M2K=-G1Ke2=-245.069×0.2=-49.01kN.m R=(M1KC1+M2KC2)/h2=(-12.25×2.035+-49.01×1.256)/12.3=-7.03kN V1k=-R=7.03kN(→) 求出未知反力R后,求解静定结构的内力: 由图一∑M=0得: M=12.3V1k-M1K-M2K=12.3×7.03-12.25-49.01=25.21kN.m 由图二∑M=0得: M=4.2V1k-M1K=4.2×7.03-12.25=17.28kN.m 由图三∑M=0得: M=4.2V1k-M1K-M2K=4.2×7.03-12.25-49.01=-31.73kN.m 2)在G2k,G3k,G4k作用下的内力 在上述荷载作时柱底端固定上端自由的悬臂柱,属静定结构。 M4K=G4Ke4-G2Ke2=50.94×0.35-16.8×0.2=14.47kN.m NK=G2k+G3k+G4k=16.8+35.64+50.94=103.38kN 2.活载Q1K作用下的内力计算 Q1K内力图与G1K内力图成比例,比例系数k=Q1K/G1K=38.175/245.069=0.156 3.吊车荷载Dmax作用在A柱上,Dmin作用于B柱上时内力(当Dmin作用于A柱,Dmax作用于B柱上时内力,利用对称性即可求出内力): MaK=Dmaxe4=411.63×0.35=144.07kN.m MbK=Dmine4=83.045×0.35=-29.06kN.m VaK=-C2(MaK-MbK)/2h2=-1.256×(144.07+29.06)/(2×12.3)=-8.84kN VbK=-VaK=8.84kN 1)求A柱弯矩: 由图一∑M=0得: M=MaK-12.3VAk=144.07-12.3×8.84=35.34kN.m 由图二∑M=0得: M=-4.2VAk=-4.2×8.84=-37.13kN.m 由图三∑M=0得: M=MaK-4.2VAk=144.07-4.2×8.84=106.94kN.m 2)求B柱弯矩: 由图一∑M=0得: M=12.3Vbk-MbK=12.3×8.84-29.06=79.67kN.m 由图二∑M=0得: M=4.2Vbk=4.2×8.84=37.13kN.m 由图三∑M=0得: M=4.2VAk–MbK=4.2×8.84-29.06=8.07kN.m 利用对称性当Dmin作用于A柱时内力图: 4.在吊车水平荷载Tmax作用下: 当不考虑厂房空间作用时,利用对称性可简化为静定的下端固定上端自由的二阶柱。 吊车梁顶: M=0 吊车梁底: M=1.2×Tmax=1.2×23.57=28.28kN.m 柱底: M=(8.1+1.2)×Tmax=(8.1+1.2)×23.57=219.20kN.m 5.在风荷载(Fwk,q1k,q2k)作用下,以左风→作用进行计算。 (右风←作用时,利用对称性A,B两柱内力值对换,符号相反即可,不必另算。 ) 在风荷载作用下柱底端固定上端不动铰支座,超一次静定结构。 Vak=-R=0.5Fwk-0.5(q1k-q2k)h2C3 =0.5×10.24-0.5×(2.772-1.801)×12.3×0.329=3.16kN(→) Vbk=0.5Fwk+0.5(q1k-q2k)h2C3 =0.5×10.24+0.5×(2.772-1.801)×12.3×0.329=7.08kN(→) 求内力图如下: (当左风→作用时A柱的内力) 由上图∑Mx=0得: Vx=0=Vak=3.16kNVx=0=Vbk=7.08kN Vx=4.2=3.16+2.772×4.2=14.80kNVx=4.2=7.08+1.801×4.2=14.64kN Vx=12.3=3.16+2.772×12.3=37.26kNVx=12.3=7.08+1.801×12.3=29.23kN 内力图见下图: 用同样的方法可求出右风的内力图。 五.荷载组合及最不利内力组合 考虑的是以下四种的内力组合: (1)+Mmax及相应的N,V; (2)-Mmax及相应的N,V; (3)Nmax及相应的M,V; (4)Nmin及相应的M,V; 以上四种内力组合中的某一种就是我们要寻求的最不利内力(即在截面尺寸,材料强度相同条件下,使截面配筋量最大的内力)。 在寻求上述四种内力时,考虑这些荷载同时出现以及同时出现且达到最大值的可能性。 为此,我们在寻求最不利内力组合时还要考虑荷载组合。 按《荷载规范》中对于一般排架、框架结构由可变荷载效应控制的组合的表达式为: S=γG•SGK+γQ1•SQ1K及S=γG•SGK+0.9∑γQi•SQiK 据此,对一般排架结构的荷载组合有下列两类: (1)永久荷载+一个可变荷载; (2)永久荷载+0.9(两个或两个以上可变荷载)。 内力组合下要点: (1)内力组合目标是寻找各控制截面的+Mmax,-Mmax,Nmax和Nmin四组内力,内力组合中要注意几种荷载同时出现的可能性以及荷载的折减; (2)组合原则: 恒载恒在,有T必有D,有D可无T; (3)对Ⅲ-Ⅲ截面无D的荷载效应组合(通常为永久荷载+风荷载),往往起控制作用,因无D时柱计算长度Lo为1.5H2,有D时Lo为H1; (4)由于R.C受压构件在大偏心受压破坏时,当M接近时,随N↑而As↓。 组合中应注意次要因素起控制的组合; (5)荷载效应的标准组合用于裂缝控制和地基的承载力验算。 A柱内力汇总表 下面根据内力汇总表进行A柱的内力最不利组合计算。 计算以下三个截面: Ⅰ——Ⅰ截面: 上柱下端处;Ⅱ——Ⅱ截面: 下柱上端处;Ⅲ——Ⅲ截面: 下柱下端处。 (一)Ⅰ——Ⅰ截面: 1.+Mmax及相应的N,V组合 荷载组合项目: SM=1.2×(①+②)+1.4×⑦ SN=1.2×(①+②)+1.4×⑦ 荷载效应组合设计值: M=1.2×(17.28+0)+1.4×37.72=73.544kN.m N=1.2×(245.069+16.8)+1.4×0=314.24kN 荷载效应组合标准值: M=17.28+0+37.
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- 钢筋 溷凝土 单层 工业 厂房 课程设计 24 文档