一、目的要求
本课程设计是钢筋混凝土结构课程的重要实践环节之一。通过本课程设计,使学生对单层工业厂房排架结构的组成、受力特点、荷载计算、排架内力分析、荷载组合及内力组合、排架柱、抗风柱的配筋设计、柱下独立基础设计计算等有较全面、清楚的了解和掌握,为从事实际工程设计打下基础。
二、厂房中标准构件及自重
1.预应力混凝土大型屋面板,选用92G410(一),板高240mm,板重标准值(含灌缝)为1.4;
2.预应力混凝土折线形屋架,选用95G415(二),屋架高度1.8m(檐口处),屋面坡度为1:15,字中标准中106kN/榀;
3.先张法预应力混凝土吊车梁,选用95G425,自重标准值为44.2 kN/根 ,轨道及零配件自重1(不同规格的吊车梁有不同的自重,如无实际资料,可均按上述取值)。
三、24m跨中级工作制桥式吊车主要参数(附表1)
附表1 24m跨中级工作制桥式吊车主要参数
四、屋面做法
自下而上:二毡三油防水层为0.35;20厚水泥砂浆找平层为20;100厚水泥珍珠岩制品保温层为4;一毡二油隔气层为0.05;20厚水泥砂浆找平层为20;屋面基层(大型屋面板)。
五、排架柱及基础材料选用(参考)
1.排架柱
混凝土:C30~C40;
纵向受力钢筋:HRB400级或HRB335级;箍筋:HPB300级;
2.基础
混凝土:C20~C25;钢筋:HRB335级或HPB300级。
六、主要设计计算步骤
1.确定结构计算简图
(1)确定基础顶面高度、上柱高度、下柱高度及柱全高;
(2)选择柱截面形式及柱截面尺寸,计算惯性矩,画出计算简图。
2.荷载计算
(1)恒荷载:按屋面、柱、吊车梁顺序进行;求出屋面恒荷载在柱顶集中压力值及作用位置(距上柱外边缘150mm);
(2)屋面活荷载:求出屋面活荷载在柱顶集中压力值及作用位置;
(3)吊车荷载:作影响线,求Dmax 及Dmin,求Tk及Tmax;
(4)风荷载计算:柱顶以下为均布荷载,柱顶以上简化为柱顶集中荷载。
3.内力计算
注意排架结构的对称性及荷载作用特点,求出各控制截面内力标准值。
(1)恒荷载作用下:柱自重及吊车梁自重产生内力在排架形式前,可直接求出;屋面恒荷载在柱顶集中压力值分别向上柱及下柱截面形心简化,轴力可直接求出;
(2)屋面活荷载作用下:可利用屋面恒荷载作用的结果;
(3)吊车荷载作用下:?Dmax作用在A柱;?Dmax作用在B柱,注意利用?的结果;?Tmax作用下,注意两个方向;
(4)风荷载作用下:注意两个方向。
4.荷载效应组合
利用简化公式,针对各控制截面,列出框架柱的内力组合表。
5.排架柱及抗风柱配筋设计
采用对称配筋,注意N和M的相关性,注意施工阶段验算,进行牛腿设计。
6.基础设计
(1)荷载计算:分别求出排架柱传至基础顶面处的内力组合(利用组合表结果)以及墙体通过基础梁传至基础顶面自重;
(2)确定基础底面尺寸;
(3)确定基础高度:先按构造要求初选基础高度,再按冲切承载力验算;
(4)确定基础底板配筋
七、绘制施工图
1.利用对称性,绘制基础平面、柱平面及支撑、屋盖平面及支撑图
2.绘制排架柱及抗风柱配筋图及模板图
八、时间安排
1.设计计算:
2.绘制施工图:
八、参考文献
1.《建筑结构荷载规范》(GB50009);
2.《混凝土结构设计规范》(GB50010);
3.《钢筋混凝土基础梁G320》;
4.《钢筋混凝土吊车梁CG426(二)》
5.《预应力钢筋混凝土屋面板G410(一)、(二)、(三)》
6.混凝土结构(上册、中册),东南大学、天津大学、同济大学主编;
7.混凝土结构设计,同济大学出版社,周克荣等编著