钢筋混凝土结构-2课程设计题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计姓名：班级：07土木学号：2007****学院：青岛理工大学2007年月日钢筋混凝土结构-2课程设计任务书一、题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计二、目的与要求：了解单层厂房结构设计的全过程，培养单层厂房结构设计的工作能力。

要求：（1）、掌握单层厂房结构布置和结构选型的一般原则和方法；（2）、综合运用以往所学的力学及钢筋混凝土结构的知识，掌握排架内力分析方法以及构件截面设计方法；（3）、掌握单层厂房结构施工图的表达方法。

三、设计内容：1、完成计算书一份，内容包括：（1）设计资料；（2）结构布置与选型；（3）排架内力分析及柱、基础的配筋计算。

2、绘制施工图：（1）柱子模板图及配筋图；（2）基础平面布置图及配筋图。

四、设计资料：1、厂房跨度24米，总长102米，中间设伸缩缝一道，柱距6米。

2、车间内设有两台软钩200／50kN中级工作制吊车，轨顶设计标高10.000米。

3、建筑场地地质情况：地面下0.8米范围内为杂填土，杂填土下面3.5米内为均匀粉土，其承载力标准值fk＝200kPa,地下水位为地面下4.50米，无腐蚀性。

4、基本风压W0=m2; 基本雪压S=m2。

5、屋面是不上人的钢筋混凝土屋面，屋面均布可变荷载标准值为m2。

6、建议采用材料：（1）、柱：混凝土C30，纵向受力钢筋II级，箍筋I级。

（2）、基础：混凝土C30，II级钢筋。

7、选用的标准图集：（1）、屋面板：G410（一）标准图集，预应力混凝土大型屋面板，板重标准值（包括灌缝在内）m2。

（2）、天沟板：G410（三）标准图集，JGB77-1天沟板，板重标准值／m。

（3）、屋架：G415（三）标准图集中预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值106kN。

（4）、吊车梁：G323-1~2标准图集DLZ-4，梁高1200毫米，翼缘宽600毫米，腹板宽300毫米，梁自重标准值根，轨道及零件重1kN/米，轨道及垫板高度200毫米。

8、建议采用的柱截面尺寸：上柱为矩形bxh=400x400mm,下柱为I形b f =400mm，h=800mm，b=100mm，hf=150~170mm。

9、屋面做法：防水层（0.4KN/平米）20厚水泥砂浆找平层（0.4KN/平米）屋面板64011平面布置图240002528064010338060004406000600060006000440600060006000600060006000600060005006000600060006000剖面图结构计算书一、 结构的计算1、计算简图的确定（1）计算上柱高及柱全高根据图及有关设计资料：上柱高Hu=柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高=3.8m 全柱高H=柱顶标高-基顶标高=（）=12.9m故下柱高H l =H-Hu=9.1m上柱与全柱高的比值（2）初步确定柱截面尺寸根据表（A ）的参考数据，上柱采用矩形截面，b ×h=400mm ×400mm ，下柱选??用I 形,b ×h ×h f =400mm ×800mm ×150mm （其余尺寸见图），根据表关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度对于下柱截面高度，有吊车 无吊车时（3）上、下柱截面惯性与其比值可以）(40036425910025mm b mm H l =<==)(80075812910012可以mm h mm H l =<==)(80077425255.13可以mm h mm H =<=10⨯12.9⨯1.5=295.09.128.3==λ排架平面内：上柱下柱比值排架平面外：上柱下柱排架计算简图（几何尺寸及截面惯性矩）如图所示图2.108 形截面尺寸4931033.2400400121mm I u ⨯=⨯⨯=410331042.14.4831501212800400121mm I l ⨯=⨯⨯⨯-⨯⨯=150.01042.110133.2109=⨯⨯==l u I I η4910133.2mm I u ⨯=493310729.1121004.483124003.1582mm I l ⨯=⨯=⨯⨯=图2.109 排架计算简图2、荷载计算（1）恒荷载（а）房屋结构自重预应力混凝土大型屋面板20mm水泥沙浆找平层一毡二油隔气层100mm水泥珍珠岩制品保温层20mm水泥沙浆找平层天沟板天窗端壁屋架自重28.15.12.1mKN=⨯248.002.0202.1mKN=⨯⨯206.005.02.1mKN=⨯248.01.042.1mKN=⨯⨯242.035.02.1mKN=⨯∑=272.3mKNgKN72602.1=⨯KN1201002.1=⨯天窗架 ×40=48KN则作用于横向水平面排架一端柱顶的屋盖结构自重(b)柱自重 上柱下柱（c ）吊车梁与轨道自重（2）屋面活荷载由《荷载规范》可知,屋面均匀活荷载标准值为 KN/m 2,大于该厂房所在地区的基本雪压S 0= KN/m 2，,故屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为 ， Q 1=××6×12= e 1=50mm （3）吊车荷载由电动双钩桥式吊车数据查得P max..K =200KN. =50KN, B=5000mm. k=4000mm =75KNKN G 24.462482120724.14224672.31=++++⨯⨯=mm h h e u l 20024002800222=-=-=mm h e u 50150240015021=-=-=KNG 24.188.34.04.0252.12=⨯⨯⨯⨯=KNG 5.531.146.481.1025.02)4.01.0(21.045.024.015.01.9252.13=⨯=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=03=e KNG 2.61)6145(2.14=⨯+⨯=根据B 与K 及反力影响线，可算得与各轮对应的反力影响线竖标（图），于是可求的作用与上柱的吊车垂直荷载图2.110计算简图作用于每个轮子上的吊车水平制动设计值则作用于排架上的吊车水平荷载，按比例关系由 求得D max其作用点到柱顶的垂直距离∑=+++⨯⨯⨯==KNy P D i k Q 588)067.08.0267.00.1(2004.19.09.0.max max γKN D P P D 14758820050max max min min =⨯==mm h e l 350280075027504=-=-=KNQ Q T K k c G Q 875.6)75200(41.0)(4.2.=+=+=γγαKND P T Tk Q 2.20588200875.6m ax .m ax m ax=⨯==γmh H y e u 6.22.18.3=-=-=684.08.36.2==u H y（4）风荷载**地区的基本风压 对于大城市市郊，风压高度变化系数按B 类地区考虑，高度的取值，对 按柱顶标高12.4m 考虑，查《荷载规范》得按天窗檐口标高19.86m 考虑，查《荷载规范》得风荷载体型系数的分布图所示。

故集中风荷载 Fw 为图2.111 风荷载体型系数排架受荷总图如图所示。

,35.020m KN w =zμ21,q q ;08.1=z μw F 对Bh h h F z w Q 0321)2.14.03.1(ωμγ++=mKN q m KN q z s B z s Q Q 59.1635.0080.15.04.154.2635.0080.18.04.1022011=⨯⨯⨯⨯=B ==⨯⨯⨯⨯==ωμμγωμμγKN86.28635.026.1)87.32.169.14.09.13.1(4.1=⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯=.26.1=z μzμ图2.112 作用于排架上的荷载3、内力计算（1）恒荷载作用下如前所述，根据恒荷载的对称性和考虑施工过程中的实际受力情况，可将图中的恒载的作用简化为图2.113a、b、c所示的计算简图。

（a）在G1作用下已知n=，λ=，由附图中的公式421GGG及、)(56.11525.024.462)(11.2305.024.46221121111mKNeGMmKNeGM•=⨯==•=⨯==图2.113 恒荷载作用下的内力（）的作用；（）的作用；（）的作用；（）图（·）（）图（）故在M11作用下不动铰支承的柱顶反力 由附图中的公式2.1115.01295.01295.012311112322222=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⨯=n C λλ故在M12作用下不动铰支承的柱顶反力()→-=⨯-=-=kN H M CR 75.109.1256.1152.1212212因此，在M11和M12共同作用下（即在G1作用下）不动铰支承的柱顶反力 相应的弯矩图如图所示95.1115.01295.0115.011295.01231111112332321=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛--⨯=n n C λλ()→-=⨯-=-=kN H M CR 49.39.12112.2395.1211111()→-=--=+=kN R R R 25.1475.105.312111(b)在G2的作用下 相应的弯矩图如图所示。

(c)在G4的作用下相应的弯矩图如图所示。

将图、b 、c 的弯矩图叠加，得在G1、G2、G3和G 共同作用下的恒荷载弯矩图（）,相应的轴力N 图如图所示。

（2）屋面活荷载作用下对于单跨排架，Q 与G 一样为对称荷载，且作用位置相同，仅数值大小不同。

故由G 的内力图按比例可求得Q 的内力图。

如：柱顶不动铰支承反力相应的M 图如图2.114a,b 所示。

图2.114 屋面活荷载作用下的内力图（）的作用；（）图（）（3）吊车荷载（考虑厂房整体空间工作）厂房总长102m ，中间设一道伸缩缝，跨度为24m ，吊车起重量为20t ，由表可查得无檩屋盖的单跨厂房空间作用分配系数μ=MkN e G M •-=⨯-=-=65.32.024.182222MkN e G M •-=⨯=-=42.2135.02.614444()→-=⨯-=-=•kN R G Q R Q 18.224.46256.7025.141211（a ）吊车垂直荷载作用下max D 作用在A 柱的情况图中吊车垂直荷载作用下的内力，可按如图所示的简图进行计算。

因此，A 、B柱顶剪力按图所示简图推导的下列公式进行计算：()[]22min max max 25.0H C M M V D D A μμ+-⨯-= ()[]9.122.135.01479.035.05889.025.0⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯-= =（绕杆端反时针转）()[]22min max max 25.0H C M M V D D B μμ-+⨯= =()[]9.122.135.01479.0235.05889.05.0⨯⨯-+⨯⨯⨯ =(绕杆端顺时针转为正)相应的弯矩如图所示。