1、本科毕业设计土木工程单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨）THESEISMICDESIGNFORTHESINGLEFLOORINDUSTRIALBUILDINGOFREINFORCEDSTRUCTURE（27M27M）单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨I单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨）摘要厂房位于宁波市郊区，是一所生产用的混凝土厂房。建筑面积为363452M厂房采用混凝土排架结构体系，主材采用钢筋混凝土，屋面板采用预应力混凝土屋面板，柱为混凝土预制住，场内每跨设20/5T起重机一台，基础为柱下独立基础，基础标高0700M。墙体采用240清水墙。建筑等级耐久等级为级，耐
2、火等级为级，设防烈度为7度。地面粗糙度为B类。地下水位在40M处。关键词混凝土排架结构吊车混凝土预制柱柱下独立基础THESEISMICDESIGNFORTHESINGLEFLOORINDUSTRIALBUILDINGOFREINFORCEDSTRUCTURE（27M27M）ABSTRACTTHEINDUSTRIALBUILDINGLIESINSUBURBOFNINGBO,ISABUILDINGOFREINFORCEDSTRUCTURETHETOTALAREAIS36345MM2THEINDUSTRIALBUILDINGADOPTSCONCRETEBENTCONSTRUCTION,PRIMARY
3、USINGTHEMATERIALOFREINFORCEDHOWEVER,THEPROOFOFTHEBUILDINGADOPTSTHEPRECASTSLAPANDTHECOLUMNUSETHEPRECASTCOLUMNTHEREISONECRANEINEACHSPANTHEFOUNDATIONISASINGLEFOUNDATIONUNDERTHECOLUMN,WITHAELEVATIONLEVELOF0700MTHEWALLISMADEUPOFTHECLAYANDTHEWIDTHIS240MMCLASSOFCONSTRUCTIONDURABLEGRADE，FIREPROTECTIONRATING
4、,EARTHQUAKEINTENSITY7DEGREESTHEGROUNDASPERITYBELONGSTOBANDTHEUNDERGROUNDWATERLEVELAT40MKEYWORDSCONCRETEBENTCONSTRUCTION；CRANE；PRECASTCOLUMN；SINGLEFOUNDATIONUNDERTHECOLUMN单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨II目录目录II1设计资料111设计资料112基本要求113地质抗震条件12建筑方案设计错误未定义书签。21厂房平面设计222构件选型与布置3221屋面板和嵌板3222天沟板4223屋架，天窗及屋架支撑5224吊车梁6
5、225基础梁6226柱间支撑7227抗风柱723厂房剖面设计73厂房排架柱设计831计算简图932确定柱子各段高度933确定柱截面尺寸934确定柱截面确定柱截面计算参数935排架结构的基本假定114荷载计算1241恒荷载12411屋盖自重P112412上柱自重P213413下柱自重P313414吊车梁、轨道、垫层自重P41342屋面活荷载1343吊车荷载14431吊车竖向荷载DMAXK,DMIN,K14432吊车横向水平荷载TMAXK1544风荷载1545墙体自重1646横向地震力计算1747荷载汇总表185排架结构内力分析2051荷载作用下的内力分析20511屋面恒载内力计算20512屋面活
6、载内力计算21513吊车竖向荷载作用下的内力分析22514吊车水平荷载作用下的内力分析26单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨III515风荷载作用下的内力分析27516横向地震力作用下的内力计算2852内力汇总表306内力组合3261不考虑地震作用3262考虑地震作用337排架柱截面设计错误未定义书签。71排架柱配筋计算36711材料36712柱截面计算参数36713柱截面计算配筋36714配筋3672排架柱裂缝宽度验算3873牛腿设计3974柱的吊装验算39741内力计算368基础设计4181基础设计资料4182基础底面内力及基础底面积计算4183基础其他尺寸确定和基础高度验算438
7、4基础底面配筋计算449山墙柱设计4691山墙柱的尺寸确定4692内力计算4693截面配筋4794基础计算4710纵向地震力验算48101纵向基本自震周期计算48102纵向各种构件的侧移刚度48103各柱列柱顶总侧移刚度IK及调整刚度AIK49104纵向水平地震作用50105柱列支撑验算51参考文献错误未定义书签。单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨11设计资料11设计资料本毕业设计为某工业厂房设计，厂房长度为60M，27M双跨，柱距为6M，45M。柱高12M，两跨各设1台工作级别为A5吊车。厂房所在地区基本风压为04KN/M2，基本雪压03KN/M212基本要求认真贯彻“适用，安全，经
8、济，美观”的设计原则。掌握建筑与结构设计全过程，基本方法和步骤了解和掌握与设计有关的设计规范和规定，并在设计中正确运用它们。调研收集有关资料有关专业规范、自然条件、地质条件、施工条件、使用要求等原始资料和相关条件构件选用、建筑施工图绘制；根据建筑施工图和地质报告进行相关结构内力计算，包括地基基础设计、柱、吊车梁、屋架，完成结构施工图完成计算书和全套设计施工图。13地质抗震条件该地区工程地质良好，类场地，地基承载力特征值为180KN/M2，常年地下水位为40米以下。抗震设防烈度为7度，要求进行横向及纵向抗震演算。设计地震动参数为AMAX008，特征周期TG055S。单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计
9、（27M双跨22建筑方案设计21厂房平面设计本厂房为混凝土排架结构，具体排架柱布置见下图11（两侧为山墙）柱布置图（图11）本厂房为27M双跨单层工业厂房，柱距为6M，横向定位轴线用、表示，间距取为6M，纵向定位轴线用、表示，间距取跨度尺寸，即轴线距离为27M，轴线距离为27M。为了布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600MM，其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。、跨的吊车起重量为20/5T，、列柱初步采用非封闭结合，纵向定单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨3位轴线与边柱外缘不重合有一定的距离即联系尺寸。是否采用非封闭结合以及联系尺寸取多大，需根据吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸B
10、确定。BBB应满足B80MMQ50T对于20/5T吊车，B2660MM假设上柱截面高度500MM，则B500MM对于、列柱，B75026050010MM264KN2/MKN，板自重1402/MKN，罐缝重012/MKN，尺寸为156M嵌板采用钢筋混凝土板，查表，中部选用YKWB2。其允许外加荷载3372/MKN2672/MKN。板自重1702/MKN。222天沟板当屋面采用有组织派水时，需要布置天沟。对于单跨，既可以采用外天沟，也可以采用内天沟。对于多跨，内侧只能采用内天沟。本厂房采用有组织排水厂房四周均有女儿墙，外侧采用自由落水，内侧采用内天沟。天沟的型号根据外加均布线荷载值查92G410二
11、。计算天沟的积水荷载时。按天沟的最大深度确定。同一型号的天沟板有三种情况不开洞、开洞和加端壁。在落水管位置的天沟板需要开洞，分左端开洞和右端开洞，分别用“A”、“B”表示，厂房端部有端壁的天沟板用“SA”，“SB”表示。本厂房在2,5,7,10轴线外设置落水管,内天沟宽度采用620MM。内天沟荷载三毡四油防水层015KN/M20MM水泥砂浆找平层20X00204KN/M积水荷载10X02323KN/M积灰荷载05KN/M65MM厚焦渣14X065091KN/M内天沟外加荷载设计值1由永久荷载效应控制的组合2135043091040015251404305023266/SKNM2由可变荷载效应控
12、制的组合212043091040015251404305023255/SKNM单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨5查表，一般天沟板选用TGB6621，开洞天沟板选用TGB621A或TGB621B，端部为TGB621SA或TGB621SB，允许外加荷载326KN/M266KN/M，自重206KN/M。223屋架，天窗及屋架支撑（1）屋架屋架型号根据屋面荷载设计值，天窗类别，悬挂吊车情况及檐口形状选定。跨度较小时可采用钢筋混凝土折线型屋架，查95G314。跨度较大可采用预应力折线型屋架，查95G414。本例设6M钢天窗，轻质端壁，代号为C，无端壁代号为B。屋架檐口形状为一端自由落水，一端内
13、天沟，代号为D。抗震设防7度，无悬挂荷载。采用不设天窗。屋面荷载三毡四油防水层上铺小石子0352/MKN80MM厚加气混凝土保温层0452/MKN20MM厚水泥砂浆找平层042/MKN预应力混凝土大型屋面板及罐缝1502/MKN屋面支撑及吊管0152/MKN永久荷载标准值2882/MKN屋面均布活荷载0502/MKN积灰荷载0502/MKN由永久荷载效应控制的组合213528814070501409050501/SKNM由可变荷载效应控制的组合21228814090505472/SKNM27M跨采用用预应力折线型屋架屋架，中间选用YWJ272AC两端选用YWJ272AA，自重1277KN。单层
14、钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨6（2）屋架支撑对于非抗震及抗震方针设防烈度为6、7度，屋架支撑可按附图一布置。当厂房单元不大于60M时，在屋架端部的垂直支撑用CC1表示，屋架中部的垂直支撑用CC2表示，当厂房单元大于60M时，在柱间支撑外的屋架端部加竖向支撑CC3。屋架中部的水平系杆用GX2表示。屋架上弦横向水平支撑用SC表示，当吊车起重量较大，有其他振动设备或水平荷载对屋架下弦产生水平力时，需设置下弦横向水平支撑。下弦横向水平支撑用XC表示。当厂房设置托架时，还需布置下弦纵向水平支撑，本例不需设纵向水平支撑。224吊车梁吊车梁型号根据吊车的额定起重量，吊车的跨距（KLL2）以及吊车的
15、载荷状态选定。其中，钢筋混凝土吊车梁可查95G323，先张法预应力混凝土吊车梁可查95G425，后张法预应力混凝土吊车梁可查95G426。吊车主要参数（表21）吊车位置起重量（KN桥跨LKM小车重G（KN最大轮压（KN最小轮压（KN大车轮距（M大车宽B（M车高H（M吊车总重GGKN）轨道中心至端部距离B1左跨AB200/50255782305344642187305260MM右跨BC200/50255782305344642187305260MM按一台20/5T，A5中级工作制，跨度255M，吊车考虑，选用DL10Z（中间跨），DL10B边跨），吊车梁梁高1200MM，自重455KN225基础
16、梁基础梁型号根据跨度，墙体高度，有无门窗洞等查04G320。墙厚240MM，突出于柱外。查表，纵墙中间选用JL3，纵墙边跨选用JL15，山墙6M柱距选用JL4。45M柱距的采用JL23单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨7226柱间支撑下柱间支撑设置在、轴线之间，支撑号可查表97G336。首先根据吊车起重重量，柱顶标高，牛腿顶标高，吊车梁顶标高，上柱高，屋架跨度等查处排架号，然后根据排架基本风压确定支撑型号。查表，上柱柱间支撑设置在1，2轴线、6,7轴线与10，11轴线之间。227抗风柱抗风柱下柱采用矩形截面，上柱采用矩形截面。抗风柱的布置需考虑基础梁的最大跨度。27M跨的抗风柱沿山墙等
17、距离布置，间距为45M，6M，6M，45M。抗风柱的具体设计见后文中抗风柱设计。选型表（表22）构件名称（图集）型号重力荷载屋面板（G410一、二）YWB2,YWB2S板自重142/MKN，灌缝重012/MKN天沟板（G410二）TGB62自重2062/MKN天窗架（G512GCJ611、GCJ6A11、GCJ6B11传至屋架26KN/支柱屋架（G4151YWJ272AA、YWJ272AC自重12770KN/榀吊车梁（G3232DL10Z、DL10B自重455KN轨道连接G325DGL14自重081车档（G325）CD323厂房剖面设计剖面设计的内容是确定厂房的控制标高，包括牛腿顶标高，柱顶标
18、高和圈梁标高。牛腿顶标高等于轨顶标高减去吊车梁在支撑处的高度和轨道及垫层的高度，必须满足300MM的倍数。为了使牛腿顶标高满足模数要求，轨顶的实际标高将不同于标志高度，规范允许轨顶实际标高与标志标高之间有200MM的差值。柱顶标高H吊车轨顶标高HA吊车轨顶至桥架顶面的高度HB空隙HC，空隙HC不应小于220MM，吊车轨顶至桥架顶面的高度可查95G323，柱顶标高同样满足300MM的倍数。单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨8对于27M跨，取柱牛腿顶面高度为81M，吊车梁高度1200MM。吊车轨道及垫层高度取02M，则轨道构造高度，HA81120295，构造高度标志高度959302M，满足
19、200MM的差。对于有吊车厂房，除在檐口或窗顶设置圈梁外，宜在吊车梁标高处增设一道，外墙高度大于15M时，还应适当增设。圈梁与柱的连接一般采用锚拉钢筋412，6200MM。现在5700M、9600M、13650M标高处设圈梁，分别用QL1、QL2、QL3表示。其中柱顶圈梁可代替连系梁。圈梁截面采用240MMX300MM，配筋采用412，6200MM。圈梁在过梁处的配筋应另行计算。厂房剖面图（图21）3厂房排架柱设计单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨931计算简图对于没有抽柱的单层厂房，计算单元可以取一个柱距，即6M。排架跨度取厂房的跨度。上柱高度等于柱顶标高减去牛腿顶标高。下柱高度取牛
20、腿顶标高减去基础顶面标高，一般低于地面不少于50MM，对于边柱，由于基础顶面还需放置预制基础梁，所以排架柱基础顶面一般不低于地面500MM。见图31为了得到排架柱的截面几何特征，需要假设柱子的截面尺寸。32确定柱子各段高度基底标高为190M，定基础高度为12M，基础顶面0700M。计算书已给定柱顶标高1200M，跨度27M，吊车20/5T,由此查标准图集05G335得知上柱高度HU39M下柱高度HL1273988M，下柱柱顶标高8100。计算简图（图31）33确定柱截面尺寸由上面的柱高度尺寸及吊车吨位，Q20/5T，得知截面的尺寸如下、列柱下柱截面采用工字形，400162100800,上柱截面
21、采用正方形，B400MM,H500MM。列柱下柱采用工字形截面，400162100800，上柱采用矩形截面，B400MM,H600MM。34确定柱截面确定柱截面计算参数单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨10ABC柱截面图（图32）（H127MUH390MLH880MCE24/1030MMN）柱的计算参数表（表31）参数边柱A,C中柱B排架平面内UA/2MM51002510402LA/2MM51077515107751UI/4MM9101749102074/MMIL91038149103814HHU/03070307NUI/LI02900501I/1IA,B,CN/MM00181CE00
22、217CEIII/1/1IA,B,C03120376单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨1135排架结构的基本假定（1）屋架与柱顶为铰接，只能传递竖向轴力和水平剪力，不能传递弯矩。（2）柱底嵌固于基础，固定端位于基础顶面，不考虑各种荷载引起的基础角变形。（3）屋架的轴向刚度很大，排架受力后横梁的轴向变形忽略不计，横梁两侧柱顶水平位移相等。（4）柱轴线为柱的几何中心线，当柱为变截面时，柱轴线为一折线。单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨124荷载计算排架的荷载包括恒荷载、屋面活荷载、吊车荷载和风荷载。荷载均计算其标准值41恒荷载恒荷载包括屋盖荷载、上柱自重、下柱自重、吊车梁及轨道自重
23、。411屋盖自重P1屋面荷载6层油毡0352/MKN20厚水泥砂浆找平0402/MKN80厚加气混凝土保温层0482/MKN屋面板自重及灌缝1502/MKN屋盖支撑及屋面吊管0152/MKN合计2802/MKN集中荷载27M跨屋架自重1277KN屋架作用在柱顶的恒荷载标准值作用位置见（图41）A柱P1作用点位置与纵向定位轴线的距离150MM。AE1005MAE2015M29065KN1277/213562801APAM1CM11APAE1290650051453KNM顺时针）M2AM2CAE2290650154360（逆时钟）B柱BP11AP25813KN单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M
24、双跨13荷载在柱上的作用位置（图41）412上柱自重P2A柱AP2CP22C25935040195KNM2AAP2AE2195015291KNM逆时针B柱同理得BP2234KN413下柱自重P3A柱AP3CP34515KNB柱BP35479KN414吊车梁、轨道、垫层自重P4P4的作用点离纵向定位轴线的距离为750MMA柱AP4CP44550KN08165036KNAE4750150800/2500MMB柱BP45036210072KN44442518ACAAMMPEKNM447554BBBMPEKNM（顺时针）42屋面活荷载单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨14屋面活荷载取屋面均布活
25、荷载和雪荷载两者的较大值05KN/M，活荷载的作用点距离同恒载。A柱AP1（0505）613581KNAM1CM1AP1AE181005405KNMAM2CM2AP1AE2810151215B柱BP110613581KNBE1015MBM1BP1BE1810151215KNM43吊车荷载431吊车竖向荷载DMAXK,DMIN,K吊车基本尺寸和轮压表41起重量Q/T吊车跨度KLM大车宽B/M轮距K/M吊车总重GG/KN小车重G/KN最大轮压MAXP/KN最小轮压MINP/KN20/5T255644430578230531、吊车竖向荷载标准值吊车竖向荷载MAX,KMIN,KDD根据吊车作用的最不利
26、位置用影响线求出。MAX,KMIN,KDD计算简图如下图42。Y11，Y2644/60267MAX,KD1MAXPY1Y22301026729141KNMIN,KD1MINPY1Y253102676715KN2、竖向荷载MAXD在A柱4APMAXD29141KN施与A柱的4AMMAXD4AE291410514571KNM施与B柱的4BMMIND4BE67150756152KNMMIND在A柱4APMIND6715KN施与A柱的4AMMIND4AE6715053358KNM施与B柱的4BMMAXD4BE2914107521856KNM单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨15Y2600060
27、00PMAXPMAXY1吊车竖向荷载计算简图（图42）432吊车横向水平荷载TMAXK吊车额定起重量16T85102A5887H/34501TAN560SHHACMMA10020120MM065（105FHK/FVK）FTKBHO/05A/HO64980FVK。A120030H038052415MM，取A2415MM。截面尺寸满足要求。配筋及构造纵向钢筋ASFVA/085FYHO12FH/FY49920MM选用416AS804MM。箍筋选用8100，满足构造要求。另选212作为锚筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。验算纵筋配筋率80440085002402143045045021300TYFF
28、，满足要求。验算牛腿顶面局部承压，近似取A400420168000MM2，075AFC075143168000180180KNVKF38243KN，满足要求。按构造要求布置水平箍筋，取8100，上部032H3280553667MM范围内水平箍筋总面积为25035366710053989MM221SA804/2402MM2，可以。因为0HA02703，故可不设弯筋。74柱的吊装验算741内力计算单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨40柱吊装计算图（图71）动力系数15，取施工阶段验算安全度等级降低系数为09，吊装时混凝土强度未达设计值，按照设计强度的70考虑。吊装柱计算长度为基础插入距离到
29、柱顶的标高共计121401340M。Q115X1775X105X105X25666KN/MQ215X16X105X105X2560KN/MQ315X085X1205X04X035X04X25/0851701KN/MM1666X293/24563KNM,M27166KNM,M33618KNM承载力验算当不翻身起吊时，截面SSAHM0870154563106/08745591118980N/MM2TE/STEAA/05SABH911/05400500000911以TE000911及D18MM查表197得SS190N/MM2S，满足要求。B截面SSAHM0870157168106/087755131
30、312467N/MM2TE/STEAA/05SFFABHBBH1313/05100800300162500148以TE00110及D25MM查表197得SS180N/MM2S，满足要求，A截面不起控制作用。同理知中柱的吊装也满足承载力的要求。单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨418基础设计81基础设计资料本设计给定修正后的地基承载力特征值2/180MMKNFA，地下水位标高为4000M,基础梁按照GB04320选用，顶面标高为0700M。基础埋深度处标高设为1900基础用C20混凝土，296/CFNMM，211/TFNMM钢筋用235HRB，2210/YFNMM，钢筋的保护层厚度为40
31、MM。基层采用C10混凝土，厚100MM82基础底面内力及基础底面积计算按内力组合表取柱底截面两组相应的荷载效应基本组合时的内力设计值MMAX相应N、V与NMAX相应的MMAX、V进行基础设计，见下述的甲、乙两组的内力值。但因基础底面积计算按AFP21MAX的要求进行，故上述两组内力设计值均应改作相应的荷载效应标准组合时的内力值。见下述甲、乙两组括弧内的内力值。甲组N91929KN76608KN乙组N48678KN40565KNM33963KNM28303KNMM31959KNM26633KNMV5032KN4193KNV3810KN3175KN墙体荷载标准值58306WKNKN相应的设计值为
32、KNNW903672158306，偏心距为MMHEW5201202/8002/2402/假设基础高度H120M，基础底面尺寸21LL按以下步骤估计单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨42基础负荷图（图81）（1）基础顶面轴向力最大标准值NWKN7660830658107266KN；基础底面至地面高度为190M，则基础底面以上的总轴力标准值为1072661902000A；（这里200为基础自重及其上土自重的平均重力密度，0A为基础底面积）2按轴心受压状态估计0A107266192000AF0A0A107266/F1920010726618038755M2（3）按（1114）估计偏心受压基础
33、底面积A，并求出基底截面抵抗拒W及基底以上基础及土自重标准值KG（1114）7558311058M2取21LL40220880M2W5873MMKG241242217422191235816KN（4）按以上甲、乙两组分别作用了基底面的相应的荷载效应标准组合的内力之为甲组DKN766083065835816143082KNDKM283034193123065805249277KNM乙组DKN405653065835816107039KN单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（27M双跨43DKM266333175123065805246385KN（5）基础底面压力验算甲组958359162875/774
34、9288/821430/MINMAXWMANPDKDKK2/647854246MKN乙组027964121875/8546388/391070/MINMAXWMANPDKDKK2/66200MKN4262因12AF121802162/MKNMAXKPMINKP0MAXKPMINKP/2NTK,U满足要求。边柱下柱柱间支撑L97149MM，0431U，AN63956MM2,9714976216483196421105704315600TKUBABCACUCLNFFSKN14024215831881308HYEHREAFKNNTK,U满足要求，中柱经验算也满足要求。单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（
35、27M双跨52参考文献1GB500092001，建筑结构荷载规范S北京中国建筑工业出版社，20012GB500112001，建筑抗震设计规范S北京中国建筑工业出版，20013同济大学等房屋建筑学M第四版北京中国建筑工业出版社，20014国振喜等建筑结构构造规定及图例M北京中国建筑工业出版社，20055梁兴文等土木工程专业毕业设计指导M北京科学出版社，20076GB500102002，混凝土结构设计规范S北京中国标准出版社，20017GB/T501052001，建筑结构制图标准S北京中国标准出版社，20018GB/T500012001，房屋建筑制图统一标准S北京中国计划出版社，20019王小洪等
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