钢筋混凝土结构课程设计计算书及设计说明课程名称：混凝土结构设计设计题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计题号：23号XX：完成时间： 2013年11月目录一、钢筋混凝土单层厂房结构课程设计任务书41. 设计题目42. 设计内容53. 设计资料5二、钢筋混凝土单层厂房结构课程设计计算书61. 选做题号资料：62. 选定标准构件72.1 预应力混凝土屋面板72.2 预应力混凝土折线形屋架82.3 天沟板92.4吊车梁12.5 吊车轨道联结112.6 主要构件选型详表123. 排架计算123.1 计算单元及计算简图123.2 确定柱子高度和截面尺寸133.3 荷载计算143.4 柱顶不动铰支反力计算193.5 内力符号规定223.6 排架内力分析223.7 荷载组合及内力组合334. 柱截面设计344.1 材料344.2 内力值的取舍354.3 截面计算355. 牛腿设计405.1. 牛腿截面尺寸确定405.2. 按裂缝控制要求验算牛腿截面高度415.3. 牛腿配筋426. 柱下独立基础设计426.1. 材料426.2. 确定基础荷载计算值426.3. 确定基础底面积436.4. 受冲切承载力计算456.5. 基底配筋计算477. 柱的吊装验算497.1 计算简图497.2 荷载计算507.3 危险截面弯矩507.4 承载力验算517.5 裂缝宽度验算518. 图纸、设计说明及构件代号表528.1. 图纸528.2. 构造措施及设计说明53 8.3. 其他构件代号表53钢筋混凝土单层厂房结构设计一、钢筋混凝土单层厂房结构课程设计任务书1.设计题目2.设计内容3.设计资料二、钢筋混凝土单层厂房结构课程设计计算书1.选做题号资料：表1题号跨度轨顶标高两台双钩16/3.2t，起重运输机械研究所22 24m 7.8m选用吊车规格基本数据表表22.选定标准构件2.1 预应力混凝土屋面板2.1.1 荷载计算屋面板的恒载标准值：二布六油卷材防水0.40kN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m2小计0.80kN/m2混凝土屋面板均布活载标准值0.50kN/m2由恒载控制的荷载组合设计值：q1=1.35×0.8+1.4×0.7×0.5=1.57kN/m2由活载控制的荷载组合设计值：q2=1.2×0.8+1.4×0.5=1.66kN/m2由于q1<q2，因此取屋面板的荷载设计值q为：q=q2=1.66kN/m2；2.1.2 由图集04G410-1选取一般开间屋面板的型号为：Y-WB-2Ⅲ，两端开间预应力混凝土屋面板的型号为：Y-WB-2Ⅲs。

表32.2 预应力混凝土折线形屋架2.2.1 荷载计算屋面的恒载标准值：二布六油卷材防水0.40kN/m220mm厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m2预应力屋面板及灌缝1.4+0.1=1.5kN/m2屋面支撑及吊车自重0.15kN/m2小计2.45kN/m2混凝土屋面板均布活载标准值0.50kN/m2由恒载控制的荷载组合设计值：q1=1.35×2.45+1.4×0.7×0.5=3.80kN/m2由活载控制的荷载组合设计值：q2=1.2×2.45+1.4×0.5=3.64kN/m2由于q1>q2，因此取屋面板的荷载设计值q为：q=q1=3.80kN/m2；2.2.2 由图集04G415-1，按照屋面荷载设计值q=4.0kN/m2，选取屋架型号为：YWJ24- 1Ba。

表4屋架型号混凝土体积（m3）自重（t）钢材重量（kg）总含钢量（kg/m3）普通预应力钢筋普通钢筋YWJ24-1Ba4.510 11.275 165.15 733.88 199.342.3天沟板天沟板外荷载标准值：图1 焦渣混凝土找坡层，自重标准值14kN/m3水坡，.5‰坡度，最低处厚度为20mm，考虑60天沟最大找坡层重按（50+80）/2=65mm厚度计算：焦渣混凝土找坡层自重0.065×14=0.91kN/m220mm厚水泥砂浆找平层自重0.02×20=0.40kN/m22.5mm三毡四油卷材防水层2.5×0.15=0.375kN/m2230mm积水荷载2.3kN/m2小计3.985kN/m2天沟板外荷载设计值q：q=1.35b×3.985=5.38b，防水层考虑高低肋覆盖部分，按天沟板平均内宽b的2.5倍计算，其中b=天沟宽度-190，取天沟宽度为770mm，q=5.38×（770-190）=3.12kN/m2。

根据图集04G410-2，选定天沟板型号为TGB77。

板自重标准值：2.24kN/m2。

允许外加均布荷载基本组合设计值[q]=4.26kN/m2>q=3.12kN/m2。

满足要求。

2.4 吊车梁表52.5 吊车轨道联结吊车起重量16t/3.2t，桥跨22.5m，查图集04G325，最大轮压183.3kN，A5级，选用DGL-13（注：吊车梁螺栓孔间距280mm，车档CD-3），表62.6 主要构件选型详表表7 主要承重构件选型表3.排架计算3.1 计算单元及计算简图1)由于该厂房在工艺上没有特殊要求，结构布置均匀，除吊车荷载外，荷载在纵向的分布是均匀的，故可取一榀横向排架为计算单元，计算单元的宽度为纵向相邻柱间距中心线之间的距离，即B=6.0m，如图3所示：2) 排架的计算简图如图4所示。

3.2 确定柱子高度和截面尺寸轨顶标高7800mm ，轨面至吊车顶距离H *=2336mm ，吊车顶至屋架下弦底面的净空为364mm ，从±0.00标高到基础顶面的距离取500mm ，柱子高度H 定为：H=500+轨顶标高+H *+364=500+7800+2336+364=11000mm 所选吊车梁高位1200mm ，梁面至轨顶接近200mm ，因此： 下柱高度：H l =500+轨顶标高-1400=500+7800-1400=6900mm上柱高度： H u =H-H l =11000-6900=4100mm 下柱截面宽度：mm H b l27625690025==≥，取b=400mm 下柱截面高度：mm H h l57512690012==≥，取h=650mm 设上柱采用矩形截面b ×h=400mm ×400mm ： A u =400×400=1.6×105mm 2；图4图34531013.2400400121cm Iu⨯=⨯⨯=；设下柱采用I形截面mm mm mm mm h b h b f f 150100650400⨯⨯⨯=⨯⨯⨯：)()(2510625.12100400252100400350400650mm A l ⨯=-⨯⨯+-⨯-⨯=452331029.8325215025150214350300121650400121cm I l ⨯= ⎝⎛⎪⎪⎭⎫⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=257.01029.81013.255=⨯⨯==l u I I n 373.0110004100===H H u λ 3.3 荷载计算 3.3.1 屋盖荷载 1) 屋盖恒载F 1,k屋面恒载（折算为线荷载） g 1,k =2.45×6=14.7kN/m 屋架自重Q 1,k =11.275×10=112.75kN屋架轴线跨度L=24000mm ，两端挑出外天沟各图6图5a=770mm ，上弦水平投影全长为：L 1=L+2a=24000+2×770=25.54m ，kN Q L g F k k k 094.24475.11221254.257.14212,11,1,1=⨯+⨯=+⨯=F 1,k 对上柱轴线的偏心距e=200-150=50mm ，屋架高度X 围内的砖墙重量通过柱顶圈梁（兼做连系梁）由砖墙传至基础梁，不传给柱子。

2) 屋面活载F 6,k屋面活荷载（折算为线荷载） q 1,k =0.5×6=3.0kN/m 2kN L F k 31.38254.250.320.31,6=⨯=⨯=3.3.2 柱自重F 2,k 、F 3,k 1) 上柱自重：kNF k40.161.44.04.025,2=⨯⨯⨯=，作用在上柱中心线上；2) 下柱自重：kN F k 03.28259.610625.11,3=⨯⨯⨯=-，作用在下柱中心线上 3.3.3 吊车梁及轨道联结重F 4,k 吊车梁自重：中间跨：39.5kN ，边跨： 40.8kN ，取其平均值kN 15.4028.405.39=+； 轨道联结DGL-13：钢轨 38.73×10-2=0.3873kN/m联结件 8.55×10-2=0.0855kN/m弹性垫板 0.437×10-2=0.00437kN/m找平层 0.82×10-2+0.023×25=0.5832kN/m小计≈1.06kN/mkN F k 51.46606.115.40,4=⨯+=，作用在吊车梁中心线上。

3.3.4 吊车荷载1) 吊车竖向荷载D max,k 、D min,k由设计资料，查表2，得K=4400mm ，B=6322mm ，则： S=B-K=6322-4400=1922mm0,680.0,267.0,14321====y y y y 。

查表知，P max,k =183.3kN ，求出最小轮压：图7kNP gQ G G P k i k k k i 7.433.183210162942max,,2,1min,=-⨯+=-•++=作用在排架上的吊车竖向荷载D max,k 、D min,k 为：)(kNy T D j k i k 20.321680.0267.013.1839.0,max,=++⨯⨯=∑=β)(kNy T D j k i k 58.76680.0267.017.439.0,min,=++⨯⨯=∑=β均作用在吊车梁中心线上。

2) 吊车横向水平荷载T max,k由起重量Q=16t ，小车重G 2,k =67.65kN ，求得： 对于软钩吊车：)()(kN G g Q T k k i 69.565.67101610.04141,2,=+⨯⨯⨯=+•=α作用在排架上的吊车横向水平荷载T max,k 为：)(kNy T T j k i k 97.9680.0267.0169.59.0,max,=++⨯⨯=∑=β作用在吊车梁顶面处。

3.3.5 风荷载由设计资料有，0ωμμβωz s z k =，20/4.0m kN =ω，1=z β，s μ值见图8：1)作用在柱顶处的集中风荷载k W此时风荷载的高度变化系数zμ按檐口离室外地坪的高度H2计算（室内外地坪高差取0.15m，跨度24m屋架，查图集04G415-1，端部高度=，为计算方便，取为1.2m）：H2=H1-0.5+0.15+1.2=11.0-0.5+0.15+1.2=11.85m离地面10m时，0.1=zμ；离地面15m时，14.1=zμ；则：)(052.11085.111015.114.11=-⨯--+=zμ()()[]kN W k64.364.0052.12.16.05.02.15.08.0=⨯⨯⨯⨯-+⨯+=图82) 沿排架柱高度作用的均布风荷载q A,k 、q B,k此时的风压高度变化系数z μ按柱顶离室外地坪的高度H 3计算：H 3=H 1-0.5+0.15=11.0-0.5+0.15=10.65m)(018.11065.1010150.114.11=-⨯--+=z μkN B W q z s k A 955.164.0018.18.00,=⨯⨯⨯==μμkN B W q z s k B 222.164.0018.15.00,=⨯⨯⨯==μμ3.4 柱顶不动铰支反力计算3.4.1 柱顶作用一单位水平力时的位移Δu （见图9）609.21257.01373.0131113330=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=n C λ经校核无误。