15 届课程设计钢筋混凝土单层厂房排架结构设计 说明书由于本学期开设了混凝土结构设计课程，在教学大纲的要求下我们需要开展课程设计工作。进一步加强对本设计是钢筋混凝土结构学课程学习的最后一个实践环节，是对课程作业的综合补充，对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。此次课程设计目的是为了加强我对钢筋混凝土结构设计知识的进一步了解，学习钢筋混凝土结构设计的主要过程,提高钢筋混凝土结构的计算，设计及构造处理，绘制结构施工图的能力。培养正确熟练运用结构设计规范、手册、各种标准图集及参考书的能力。通过实际工程训练，初步建立结构设计，施工全面协调统一的思想。我的设计任务是根据已有的资料对某厂房进行排架结构设计。目 录1 设计任务.11.1 设计题目21.2 设计内容21.3 设计要求21.4 设计资料22 结构选型23 荷载计算53.1 恒载53.2 屋面活荷载63.3 风荷载63.4 吊车荷载74 排架内力分析84.1 恒荷载作用下排架内力分析94.2 屋面活荷载作用下排架内力分析114.3 风荷载作用下排架内力分析154.4 吊车荷载作用下排架内力分析165 内力组合236 柱截面设计（A柱）256.1 上柱配筋计算256.2 下柱配筋计算276.3 柱裂缝宽度验算296.4 牛腿设计306.5 牛腿吊装验算317 基础设计337.1 作用于基础顶面上的荷载计算347.2 基础尺寸及埋置深度357.3 基础高度验算367.4 基础底板配筋验算38致谢.41参考文献.421 设计任务1.1 设计题目单层工业厂房排架结构设计1.2 设计内容1、确定剖面尺寸和结构布置，包括支撑、圈梁、连系梁、基础梁等。2、构件选型。3、排架内力计算：确定计算简图，荷载计算；各种荷载下的内力计算；绘制内力图。4、内力组合。5、设计某柱及柱下单独基础。6、绘制结构施工图一张A1，内容包括： 厂房平面结构布置图：要求从牛腿顶面处剖开。 排架柱的配筋图和模板图。 柱下独立基础的配筋图和模板图。 结构说明。1.3 设计要求1、计算书书写工整，插图应按一定比例绘制，图文并茂，纸张规格为A4；2、图纸应符合房屋建筑制图统一标准（GB/T 500012001）和建筑结构制图标准（GB/T 501052001）的要求。1.4 设计资料某金工车间为单跨厂房，跨度为22m，柱距为9m，车间总长度81m。每跨设有300/50KN吊车2台，吊车工作级别为A6级，轨顶标高9.6m。采用SBS放水卷材0.45KN/,240mm厚双面清水维护砖墙，钢窗宽度4.8m，室内外高差为150mm，素混凝土地面，厂房剖面如图1所示。厂房所在地点的基本风压为0.45KN/，地面粗糙度为B类；基本雪压为0.45KN/，修正后的地基承载力特征值为180KN/。活荷载和吊车荷载组合值系数均取；风荷载组合值系数取0.6。吊车荷载准永久值系数，活荷载和风荷载准用值系数均为。环境类别为一类。要求进行排架结构设计（不考虑抗震设防）。1、 跨度见表1.1，柱距为6m，厂房纵向长度为66.48m。2、 每跨内设有二台双钩桥式起重机（），额定起重量、轨顶标高见表1.1。表1.1 分组情况表梁 号跨度（m）吊车起重量（kN）轨顶标高（m）L130300/509.6L230200/503、 屋面构造为：防水层（六层作法，二毡三油铺绿豆砂）找平层（20mm厚水泥砂浆）预应力混凝土大型屋面板2结构构件选型及柱截面尺寸确定采用240mm厚粘土墙（双面粉刷）。在牛腿顶面标高处设一道连系梁，支承在边柱外侧的牛腿上，用以承受上部墙重，吊车梁以上设高侧窗，洞口尺寸为3.62.1m（4.8），吊车梁以下设低侧窗，洞口尺寸为宽3.6m，高4.8m，圈梁设在柱顶处。2.1材料排架柱：混凝土：C30钢筋：纵向受力钢筋HRB400级，箍筋HPB235级柱下单独基础：混凝土C15或C20钢筋：HPB235级相关资料见表1.2：表1.2 主要构件选型起重量Q/kN跨度Lk/m尺寸吊车工作级别A4宽度B/mm轮距K/mm轨顶以上高度H/mm轨道中心至端部距离Bl/mm最大轮压Fp,max/kN最小轮压Fp,min/kN起重机起重量G/kN小车总质量g/kN300/502166505250260030032088515117200/502164005250230026024065410752.2设计剖面尺寸22 结构选型该厂房跨度在1536之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大的刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房的各主要构件选型见表2.1表2.3 主要承重构件选型表构件名称标 准 图 集重力荷载标准值屋面板G410（一）1.5m6m预应力混凝土屋面板1.40kN/m2（包括灌缝重）天沟板G410（三）1.5m6m预应力混凝土屋面板（卷材防水天沟板）1.91kN/m2屋 架G415（三）预应力混凝土折线形屋架（跨度30m）139.5 kN/榀0.05 kN/m2（屋盖钢支撑）吊车梁G323（二）钢筋混凝土吊车梁（吊车工作级别为A4）39.5kN/根轨道连接G325（二）吊车轨道联结详图0.80kN/m基础梁G320钢筋混凝土基础梁16.7kN/根由表1.1知轨顶标高为11.4米，由设计剖面尺寸可知轨顶至柱顶的高度为3.3米，牛腿顶面标高为10.2m，设室内地面至基础顶面的距离为0.5米，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度Hl和上柱的高度Hu分别为：H=11.4m+3.0m+0.5m=15.2mHl=10.2m+0.5m=10.7mHu =15.2m-10.7m=4.5m表2.4柱截面尺寸及相应的参数计算参数柱号截面尺寸/mm面积/mm2惯性矩/mm4自重/（kN/m）A上柱矩5005002.510552.081086.25下柱I 50010001002002.7105348.921086.75B上柱矩5006003105901087.5下柱I 50012001002002.91055571087.25C上柱矩500400210526.671085下柱I 50010001002002.7105348.921086.75本题仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2所示。屋架重力荷载为，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：（2）吊车梁及轨道重力荷载设计值： (3) 柱自重重力荷载设计值： A，B柱：各项恒载作用位置如图3所示：3.荷载计算3.1屋盖恒载：SBS防水卷材 20mm厚水泥砂浆找平层 100mm厚水泥蛭石保温层 一毡两油隔气层 20mm厚水泥砂浆找平层 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 屋盖钢支撑 屋架重力荷载为139.5kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值为：G1=1.2（3.15 kN/m26m30m/2+139.5kN/2）=354.66kN(1) 吊车梁及轨道重力荷载设计值G3=1.2（39.5kN+0.8 kN/m6m）=53.16kN(2) 柱自重重力荷载设计值A柱上柱G4A=1.26.25kN/m3.9m=29.25kN下柱G5A=1.26.75kN/m9.9m=80.19NB柱上柱G4B=1.27.5kN/m4.5m=40.5kN下柱G5B=1.27.25kN/m10.7m=93.09kNC柱上柱G4C=1.25kN/m3.9m=35.1kN下柱G5C=1.26.75kN/m9.9m=92.07kN3.2 屋面活荷载屋面活荷载的标准值是0.5KN/m2，作用于柱顶的屋面活荷载设计值： Q1=1.40.5 kN/m26m21=44.1kNQ1的作用位置与G1作用位置相同。3.3 风荷载风荷载标准值按k=zsz0计算，其中0=0.4kN/m2, z=1.0，z根据厂房各部分标高及B类地面粗糙度由附表5.1确定如下：柱顶（标高14.70m） z=1.092檐口（标高16.50m） z=1.153屋顶（标高18.00m） z=1.84 s如图3.2所示，由式k=zsz0可得排架的风荷载的标准值：k1=zs1z0=1.00.81.0920.4=0.393kN/m2k2=zs2z0=1.00.41.0920.4=0.197kN/m2图3.2 风荷载体型系数和排架计算简图则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为： q1=1.40.3936=3.30kN/m q2=1.40.1976=1.565kN/m FW=Q(s1+s2)zh1+(s3+s4)