钢筋混凝土课程设计.docx

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1、钢筋混凝土课程设计 钢筋混凝土课程设计计算书 辽宁工程技术高校力学与工程学院 工程力学091 班 第四小组 书目 一、设计资料 .3 二、结构构件选型 .4 三、结构计算 .4 四、荷载组合与内力组合 .17 五、柱、基础的配筋计算 .17 六、基础设计 .24 七、参考资料 .29 混凝土 结构课程设计计算书 一、设计资料 （一）、设计题目：金工车间单跨厂房结构设计。 （二）、设计条件： 1、工艺要求：本工程为某城市郊区某铸造车间，工艺要求为一单跨单层厂房，跨度为27m，长度为102m，柱距6m，车间内有15/3t 和30/5t 两台A5级工作制吊车，轨顶标高10.2m。吊车的有关参数见下表

2、 1-1。 2、工程地质状况：自然地面下1.2m 处为褐黄色亚粘土老土层，作为基础持力层，地基承载力设计值=140kPa，初见地下水位在地面以下0.7m，（标高0.85m）。 3、地震设防烈度：无要求 4、建筑资料和荷载资料： （1） 屋面板采纳预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在内）标准值 为 2kN/m2。 （2） 天沟板板重标准值 2kN/m2。 （3） 屋架采纳预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值 109kN/榀。 （4） 吊车梁采纳先张法预应力混凝土吊车梁，吊车梁高 1200mm，自重标准值 50kN/根，轨道及零件重1kN/m，轨道及垫层构造高度 200mm。 （5） 假设工

3、业厂房用期50 年。阜新地区雪荷载标准值 0.4 KN/m 2、基本风压0.6 KN/m 2。 （6） 设计任务排架柱及基础材料选用状况 柱 混凝土：采纳C35，钢筋：纵向受力钢筋采纳 HRB400级钢筋，箍筋采纳 HRB335级钢筋。 基础 混凝土：采纳C25，钢筋：采纳HRB400级钢筋。 （三）设计内容： 1.确定纵横定位轴线，上柱的高度及截面尺寸；下柱的截面尺寸；布置屋盖支撑，柱及柱间支撑； 2.排架计算简图及进行荷载计算； 3.排架内力计算与内力组合； 4.排架柱牛腿设计； 5.排架柱截面的配筋计算； 6.预制柱下基础设计； 7.根据学校有关规定标准格式，用 8.绘制施工图纸（ 1

4、#图 纸一张） (1) 结构布置图（屋面板、屋盖支撑布置、吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置） (2) 基础施工图（基础平面平面布置图及基础配筋图） (3) 柱施工图 二、结构构件选型 ： 结构的名称 屋面板 天沟板 天窗架 屋架 预应力混凝土折线形屋 架 先张法预应力混凝土吊 车梁 表 1.1 主要构件选型 选取材料 预应力混凝土大型屋面 板 重力荷载标准值 2 kN/m 2 2 kN/m 2 57 kN/ 榀 109 kN/ 榀 m 吊车梁高 1200m，自重标 准值 50 kN/ 根，轨道及零 件重 1 kN/m，轨道及垫层 构造高度 200 mm。 A4 纸打印计算书一份。 吊车梁 吊车

5、吨位 15 /3t 30 /5t 1 吊车有关参数表 1 起 重 吊 车 轮 距 最 大 轮 最 小 轮 起 重 机 小 车 总 车高 量宽 压 压 总重 K H 重 Q1 B ( mm ) P Pmin max （ K （ mm ） （ KN ） （ KN ） ( m ) （ KN ） N ） ( KN ) 147 / 5160 4100 148 33 215 66.1 29.4 294 / 6150 4800 290 70 118 107.8 2.734 49 三、结构计算 （一）结构计算简图（由于 A、B 柱的对称性，所以以下计算过程以 1、排架柱的高度 、基础的埋置深度及基础高度： （

6、 1） Q A 柱为例） 6 0.23 = 5.75 KN / m G = 25依据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件， 确定柱的截面尺寸， 经计算得截 面几何特征， 汇总见表。 柱截面尺寸及相应的计算参数 2 表 2 面积 mm 截面尺寸/ 2 惯性矩/ mm / mm 500 矩 500 1000 150 10 I500 0 10 2.5 10 2.3 5 计算参数 柱号 上柱 A， B 下柱 ) 自重/ (kN/m 10 5.21 6.25 5.75 10 3.141 3、荷载计算 (1)恒 载计算 a、屋盖恒载标准值： 预应力大型屋面板 天沟板 天窗架 屋架自重 则作用于横向平面排架

7、边柱柱顶屋盖结构自重为: G1=(4*6*27/2+57+109/2)=435.5KN uh 1- 200 e = 50 mm 作用在轴线的右侧。 计算偏心距 500/2 2002 1M 1 A = M 1 B = G 1Ae A = 435.5*0.05=21.775 KN.m 2 KN m 2 KN m 57 kN/ 榀 109 kN/ 榀 M 2 A = M 2 B = G 2 A e 2A = 435.5*0.25=108.875 KN.m b.柱自重标准值： 上柱 下柱 G2a=6.25*3.25=20.315KN G3a=5.75*7.75=44.563KN 2M 2 A = G

8、2 Ae = 5.078 KN.m 、屋面活载（不上人屋面，取 0.70 KN m 大于屋面雪载 0.4 KN m ）故 （ 2） Q 1A = Q1 B = 0.7*6*27/2=56.7 KN M 1 A = Q e1 A = 2.835 KN.m = 14.175 KN.m 2M 2 A = Q Ae A (3)、吊车梁及轨道连接重力荷载 G 4 A = G 4 B (50+0.4*6) =52.4 KN M 4 A = M 4 4 A = 52.4*0.4=20.96 G 4 AeKN.m 4 吊车荷载 QA1 1 = B = 吊车的参数： 1 吊车有关参数表 1吊车 起 重 吊 车

9、轮 距 K B ( mm) 最 大 轮 最 小 轮 起 重 机 小 车 总 车高 压 P max（ KN ） 压 Pmin ( KN ) 70 （ KN ） 总重 重 Q 1（ KN ） ( m ) H 量宽 Q 吨位 （ K （ mm ） N ） 30 /5t 294 / 49 15 /3t 147 / 29.4 5160 4100 6150 4800 290 118 107.8 2.734 148 33 215 66.1 可算出出吊车梁支座反力影响线中个轮压对应点的竖向坐标值，如图所示： 图 吊车荷载作用下支座反力的影响线 (1)、吊车的竖向荷载 : 状况（ a） =0.9 pmax y

10、i =0.9 (0.738+0.055) Dmax QF 1.4 290 (1+0.2)+148 =585.36 KN i= 0 .9 1.4 (1+0.2)+33 (0.738+0.055) Dm in =0.9 Q F min y 70 =110.17 KN : 状况（ b） pDm ax =0.9 QF max y i =0.9 1.4 290 (0.738-0.062)+148 (1+0.317) =492.60 KN 1.4 (0.738-0.062)+33 (1+0.317) Dmin =0.9 Q F min yi= 0 .9 70 =114.38 KN （）吊车的横向荷载 水平

11、刹车力： T1=1/4 （ 水平刹车力： T2=1/4 （ 0.12 0.9 (150+215)=9.855 KN Q2+g2） = 1 4 0.12 0.9 (300+118)=11.286 KN Q1+g1） = 1 4 吊车横向荷载设计值： Tmax Q T yi =1.4 11.286 + （ 0.738+0.055） （ 1+0.2） 9.855 =29.83 KN 风荷载 （ 6） 6KN / m 2 ，对于城市地区， 风压高度改变系数 z 阜新地区的基本风压 0 = 0.按 B 类地区考虑高度取值。对 q 1,q 2 按柱顶标高 10.2 m 考虑查得 z = 1 。 风荷载体型

12、系数图 风压高度改变系数参照荷载规范，并用插值法求出不同标高时的系数。 则风压高度改变系数如表 标高 （ m ） z 10.0 11.834 1.00 1.074 2 所示。 15.0 1.14 表 2 15.384 1.148 15.99 1.162 17.65 1.198 18.92 1.226 20 1.25 均布风荷载如下表：（ 序号 z 0 l qi = z s） Z Z s 0 q(KN/m) 方向 1 2 3 1 1 1 1.074 1.148 1.162 0.8 0.8 0.2 0.6 0.6 0.6 3.093 3.307 0.836 4 1 1.198 0.6 0.6 2.

13、588 5 1 1.226 0.7 0.7 0.6 0.6 0.5 0.5 0.6 3.090 6 7 8 1 1 1 1.226 1.198 1.162 0.6 0.6 0.6 3.090 2.588 2.509 9 10 1 1 1.148 1.074 0.6 0.6 2.067 1.933 排架荷载总图如图 3.内 力计算 恒载作用下的内力 （ 1）由于单层厂房多属于装配式结构，柱，吊车，梁及轨道的自重，是在预制柱吊装 就位完毕而屋架尚未安装时施加在柱子上的， 此时尚未构成排架结构。 但在设计 中，为了与其他荷载项计算方法一样， 并考虑到运用过程的实际受力状况， 在柱， 吊车梁及轨道的自

14、重作用下，仍按排架结构进行内力计算。 1 ）在 G1 （屋架）作用下 A M 1 A = M 1 B = G1 Ae435.5*0.05=21.775 KN.m = A M 2 A = M 2 B = G 2 A 0.244； 0.166 已知 n， 1 e 2 = 435.5*0.25=108.875 KN.m 则有： 1 1? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 =1.8164 ） 2） 活载作用下 1 ）屋面活荷载作用下的内力 Q1 与 G1 作用位置相同，即成比例。则有： Q1 =56.7KN R = R1 Q1 G1= 2.678 KN ( ) M 1 = M 11 Q1 G= 3.

15、969 KN.m 1 M=Q1 2M 12 G= 119.845K N.m N1 = Q1 = 56.7k N 屋面活载作用下的计算简图和内力图分别示于图 9 和图13 （ 10 2 ）吊车竖向活载作用下的内力 最大轮压作用于 A 柱时 A 柱 B柱 M A = D maxe / m 4 = 585.36 0.4= 234.144kN 0.4 = 44.068M B = D min e 4 = 110.17 kN / m 计算简图如图 11 所示： 图 11 吊车竖向荷载作用下的计算简图 与恒载计算方法相同，可得 A 柱 B柱 C3 C2 1.31467 M 4 A RA = C 3 = 24

16、.756 ( ) H M 4 B RB = C 3 = 4.659 ( ) H A 柱与 B 柱相同，剪力安排系数 ?A = ?B = 0.5， 则 A 柱与 B 柱柱顶的剪力分别为 A 柱 VA = RA14.708kN ( ) B 柱 VB = RB2 .1 + 3 0. n 5 C = =0.703 2 + . ? ? ? 0? ? ? 1 2 1 + 3 Am(RA + RB ) = 3.087k N ( ) VB = RB1) 3 n C = = 0.3557 1 8 1 + 3C11q1H = 0.3557*3.09*12.434 =C11q2 H =0.3557?1.93?12.

17、434=- 2 7.361 ( ) 图 14 排架单元结构对称，柱中的轴力为零，计算简图如图 15 所示 = 0.5 ，则有： VA = R1 + ?(- R1R2 + W ) = 10.839 依据计算左来风状况下的 M 图如图 16 的实线所示 四、荷载组合与内力组合 排架单元结构对称，可仅考虑 组合。 A 柱的截面。详细状况见表 3 的汇总和表 4 的 表 3 荷载汇总表 荷载汇总表 竖向吊车荷载 水平吊车荷载 最大轮压作用于 水平力作用方向 A B 向左 向右 3 4 5 6 -44.62 -44.64 6.90 6.90 风 左来风 64.36 截面 内力 恒载 1 活载 2 2.9

18、65 右来风 -41.78 M N -75.28 -11.2 189.52 0.56 14.50 14.50 64.36 -41.78 508.21 56.7 585.36 110.17 0 0 0 0 M 47.05 6.78 5.26 -138.8 -265.9 265.88 320.679 -284.2 0.5h + a s = ( mm ) As = A ) f y ( h0 - a 、x f 时， 当 x 2 a s = As = A e N ( - 0.5h + 0.5 x ) 2 ( mm ) y ( h0 ) f - a i 1920.4 842.4 min Ac ( mm )

19、( 一侧纵向钢筋 ) 500 3 3 2 2 (2081 ) 460 2 16 2 18 (911 ) 一侧被选受拉钢筋及其面积（ mm ） A 柱的上柱和下柱截面的配筋图见下图 4 详细钢筋的型号见施工图 23 a / h0 可以不设弯起筋 按构造要求布置水平箍 筋，取 12，上部 2 / 3h 100 0 2 3 ? ? ? 585 = 390mm 范围内水平箍筋 ? ? ? 总面积为： 100 2 a / h0 = 160 / 575 = 0 .278 可不设弯筋 满意要求。 A = 113.1 390 = 441.1 mm As 763 = 381., 满意要求 = 0 . 5 5 m

20、m 牛腿配筋图见下图。 4、柱的吊装验算 24 柱子吊装阶段验算 荷载：包括上柱，牛腿和下柱的载荷。 （ 1）上柱： 牛腿： 2 5 10 10 25 = 6. 25( KN / m) (22 ) 062 + 0 .22 )-(1 .0 + 0 . . 0.0 .22 22 ? ? ? ? 5 62 = 20 .17 KN / m 0.25 0. 5 6 .2 下柱： 2 3 10 10 25 = 5 .75 KN / m 5 6 自重：包括上柱，牛腿和下柱的自重。 （ 2） 1 .5 6. 25 = 11 .25 KN ? m 上柱自重： g 1 = 1 .2 1.20 .17 = 36 5

21、 .30 KN ? m 牛腿自重： g 2 = 1 .2 KN ? m 1. 5 5 .75 = 10.35 下柱自重： g 3 = 1 .2 弯矩： （ 3）M 1 = q1 Hu 2 2 = 11 .25 3 .034 = 51 .78 KN / m 28 = (5.5/ 2)- (1/ 2)- 1.2054- (4/ 2)- (0.5/ 2)- 1.2052 = 3.88m2 A2 = (bc + h0 )h0 = (0.5+1.205)1.205 = 2.05m2 Fl = pn,max A1 =105.343.88 = 408.12KN 0.6 f1 A2 = 0.61.27 2.0

22、5103 =1562.1 Fl （满意要求） （2）验算变阶处冲切 bc =1.25m,ac =1.75m,h0 =0.905m A1 = (5.5/ 2)- (1.75/ 2)- 0.9054ac )2 (2b+ bc )=1/ 48(105.34 +84.32)(5.5- 1)2 (24 +0.5)= 680.11KN / m AS = (M / 0.9h0 f y )= (680.1110)/(0.91205360)=1741.99 mm2 （2） 截面 pn =88.21KN M=1/ 48(105.34 +88.21)(5.50.5)(25.5 +1)= 491.29 mm2 29

23、10 / ( (0 (h 0 120512 = M / . = 1271 .02 mm 0 ) 360 = 1113 .77 . 故配置 12160 ( mm ) A = 1357 .2 S 30 参考文献 建筑结构制图标准 (G B/T 50105-2001) .北京 : 中国建筑工业出版社 ,2001 钢筋混凝土结构设计规范（ GB50010-2002 .北京 : 中国建筑工业出版社 ,2002 ） 建筑荷载设计规范（ GB50009-2001 .北京 : 中国建筑工业出版社 ,2002 ） 建筑地基基础设计规范（ GB50007-2002 .北京 : 中国建筑工业出版社 ,2002 ）

24、徐占发主编 .建筑结构与构件设计 .北京 : 中国建材工业出版社 ,1996 苏小卒主编 .砌体结构设计 .上海同济高校出版社 ,2002 沈蒲生主编 .混凝土结构设计原理 .北京 : 高等教化出版社 ,2002 钢筋混凝土课程设计 水工钢筋混凝土结构课程设计(甲) 钢筋混凝土结构与砌体结构课程设计 钢筋混凝土简支梁结构课程设计心得 钢筋混凝土简支梁结构课程设计心得 钢筋混凝土结构课程设计任务书 钢筋混凝土结构 钢筋混凝土结构 钢筋混凝土底板 钢筋混凝土结构 本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第33页 共33页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页第 33 页 共 33 页