镇江市长江实业集团单层双跨排架厂房施工组织设计

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镇江市长江实业集团单层双跨排架厂房施工组织设计

对于上柱,当时为大偏心;对于下柱 当时为大偏心。经比较,无地震时和有地震时A柱的组合值均为大偏心受压情况,按照“弯矩相差不多时,轴力越小越不利,轴力相差不多时,弯矩越大越不利”的原则确定以下最不利内力:

b.考虑结构侧移和构件挠曲引起二阶弯矩对轴向压力偏心矩的影响

所以取 南菜园木门及框安装施工方案,并对受压钢筋合力点取矩得:

所以取 ,并对受压钢筋合力点取矩得:

图3.32 A柱上柱配筋图

d.柱平面外承载力验算

a.考虑结构侧移和构件挠曲引起二阶弯矩对轴向压力偏心矩的影响

并对受压钢筋合力点取矩得:

并对受压钢筋合力点取矩得:

同时,说明中和轴位于腹板上。

并对受压钢筋合力点取矩得:

所以按第一组内力配筋。

图3.33 A柱下柱配筋图

c.柱平面外承载力验算

由《混凝土结构设计规范》规定,对的柱应进行裂缝宽度验算。对于A柱而言,上柱,下柱,故应进行裂缝宽度验算,其中上柱,下柱。;构件受力特征系数;混凝土保护层C取40mm,。

表3.17 A柱的裂缝宽度验算

(1)A柱牛腿截面高度验算:

根据吊车梁支承位置及构造要求初步拟定牛腿尺寸,其中牛腿截面宽度与柱截面宽度相等b=500mm,若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离C=100mm,吊车梁端部宽度为300mm,则牛腿顶面长度为,牛腿截面高度h=700mm,其中

作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的竖向力

作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的水平力

竖向力作用点位于下柱截面以内,所以。

所以牛腿截面高度满足要求。

(2)牛腿局部受压验算

故牛腿截面尺寸满足局部受压承载力的要求。

(3)牛腿纵向受拉钢筋计算

由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内,即。故该牛腿可按构造要求配筋,纵向钢筋取4D16,箍筋取

(4)A柱牛腿吊装验算

a.荷载计算:采用翻身起吊,吊点设在牛腿根部,吊装时混凝土达到设计强度的100%。取柱插入基础的深度为900mm,则在吊装验算时下柱的计算长度为。考虑动力系数。

考虑到牛腿根部和柱根部为矩形截面,所以下柱乘以系数1.1

图3.34 A柱吊装验算时的计算简图和弯矩图

设下柱弯矩最大发生在距A短x处,所以

求导可知下柱的最大弯矩发生在

c.柱的吊装承载力及裂缝宽度验算

表3.18 A柱的吊装承载力及裂缝宽度验算

3.4.2 B柱设计

混凝土强度为C30,, ,采用HRB400级钢筋 。上、下柱均采用对称配筋。无地震作用和有地震作用时所得到的内力组合值是柱子纵向配筋的依据,为便于比较将有地震作用时得到的内力组合值乘以承载力抗震调整系数

表3.19 B柱内力组合汇总表

(1)大小偏心受压判断

等效矩形应力图系数分别为受压区混凝土边缘应变为。

对于上柱,当时为大偏心;对于下柱 当时为大偏心。经比较,无地震时和有地震时A柱的组合值均为大偏心受压情况,按照“弯矩相差不多时,轴力越小越不利,轴力相差不多时,弯矩越大越不利”的原则确定以下最不利内力:

b.考虑结构侧移和构件挠曲引起二阶弯矩对轴向压力偏心矩的影响

所以取 ,并对受压钢筋合力点取矩得:

图3.32 B柱上柱配筋图

d.柱平面外承载力验算

A.考虑结构侧移和构件挠曲引起二阶弯矩对轴向压力偏心矩的影响

同时,说明中和轴位于腹板上。

并对受压钢筋合力点取矩得:

所以中和轴位于翼缘内,

并对受压钢筋合力点取矩得:

所以选取第二组内力对应的配筋,选用4D22()

图3.33 B柱下柱配筋图

c.柱平面外承载力验算

由《混凝土结构设计规范》规定,对的柱应进行裂缝宽度验算。对于B柱而言,上柱,不用验算裂缝宽度。下柱,故应进行裂缝宽度验算,其中下柱。;构件受力特征系数;混凝土保护层C取40mm,。

表3.20 B柱的裂缝宽度验算

(1)B柱牛腿截面高度验算:

根据吊车梁支承位置及构造要求初步拟定牛腿尺寸,B柱牛腿左右对称,可选取其中一侧计算。其中牛腿截面宽度同上柱宽,牛腿顶面长度为,牛腿截面高度取,其中

作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的竖向力

作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的水平力

竖向力作用点位于下柱截面以外,。

所以牛腿截面高度满足要求。

(2)牛腿局部受压验算

故牛腿截面尺寸满足局部受压承载力的要求。

(3)牛腿纵向受拉钢筋计算

根据构造要求取4D16,箍筋取。

(4)A柱牛腿吊装验算

a. 荷载计算:采用翻身起吊,吊点设在牛腿根部,吊装时混凝土达到设计强度的100%。考虑动力系数。

考虑到牛腿根部和柱根部为矩形截面,所以下柱乘以系数1.1

图3.34 A柱吊装验算时的计算简图和弯矩图

设下柱弯矩最大发生在距A短x处,所以

求导可知下柱的最大弯矩发生在

c.柱的吊装承载力及裂缝宽度验算

表3.21 B柱的吊装承载力及裂缝宽度验算

《建筑地基基础设计规范》规定,对于6m柱距单层多跨排架结构,吊车起重量地基承载力特征值,厂房跨度的设计等级为丙级的建筑物可不做地基变形验算,本建筑满足上述要求,故不需要做地基变形验算。

《建筑抗震设计规范》规定,地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般单层厂房可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。该单层厂房地基满足上述要求,所以可仅从无地震作用时的内力组合表中确定四组内力作为基础设计的依据.

基础混凝土强度等级采用,下设m厚的素混凝土垫层。

3.5.1 A柱基础设计

表3.22 A柱基础设计的不利内力

(1)基础尺寸及埋置深度

墙体自重,基础梁自重,钢窗自重,则,围护墙对基础产生的偏心距为,由构造要求知,基础高度,其中,,故。因基础顶面标高为,室内外高差为,则基础埋置深度为。

图3.41 A柱基础尺寸

(2)按轴心受压基础初估底面面积。

深度修正后的地基承载力特征值按下式计算

表3.23 基础底面压力计算及地基承载力验算表

(4)基础受冲切承载力验算见下表。

表3.24 地基底面净反力设计值计算表

注:第二组内力在上述公式计算下,所以上述公式不适用,所用公式为

第二组的应力最大,所以选择第二组内力进行验算。

由于基础宽度小于冲切锥体底边宽,故

故受冲切承载力满足要求。

(5) 基础底板配筋Ⅲ

柱边及变阶面处基底反力计算

表3.25 柱边及变阶面处截面基础底面净反力计算

所以基础长边方向的配筋按第二组应力计算,短边方向的配筋按第三组应力计算。

基础受力筋采用,长边方向钢筋面积

图3.42 A柱基础配筋图

3.5.2 B柱基础设计

表3.26 B柱基础设计的不利内力

(1)基础尺寸及埋置深度

由构造要求知,基础高度,其中,,故。因基础顶面标高为,室内外高差为,则基础埋置深度为。

(2)按轴心受压基础初估底面面积。

深度修正后的地基承载力特征值按下式计算

表3.27 基础底面压力计算及地基承载力验算表

(4)基础受冲切承载力验算见下表。

表3.28 地基底面净反力设计值计算表

第三组的应力最大,所以选择第三组内力进行验算。

由于基础宽度小于冲切锥体底边宽,故

故受冲切承载力满足要求。

(5) 基础底板配筋Ⅲ

柱边及变阶面处基底反力计算

表3.29 柱边及变阶面处截面基础底面净反力计算

根据表格应按第三组荷载计算长边和短边方向的配筋。

基础受力筋采用,长边方向钢筋面积

图3.42 B柱基础配筋图

第四章:PKPM电算手算对比

4.1 电算信息汇总

4.1.1 PMCAD 建模

在进行Pk建模时,按计算书的设计定义了单层双跨排架结构的跨度、高度、柱的截面、长度、钢筋级别、地震信息等必要参数。

PK中对排架结构上的所有荷载均要进行定义,恒荷载、活荷载、风载、吊车荷载等。

荷载信息的输入主要是对排架结构上的恒荷载、活荷载、吊车荷载进行输入,因为排架结构完全对称,边柱上的荷载也完全对称,边柱和中柱上各类荷载情况见下表4.1、4.2和4.3。

表4.1 排架上的恒荷载和活荷载值

注:弯矩以顺时针为正,下同。

表4.2 排架上的风荷载值

注:集中力和均布力以水平以水平向右为正。

表4.3 排架上的吊车荷载值

4.1.2 PK 计算排架内力

利用在PK第一个菜单交互建好的模型,就可以计算各种荷载下的内力,形成内力图,包络图等。

在PK菜单下依次进行各个菜单命令的执行,并形成需要的数据文件和图纸文件。

4.2 电算、手算结果比较与分析

4.2.1 电算内力与手算内力的比较

以恒荷载和活荷载作用下的内力为例,根据PK计算出的内力图,将电算各荷载结果整理后同手算荷载结果列表比较如下进行比较:

图4.1 PKPM建模恒荷载作用下计算简

图4.2 恒荷载作用下排架轴力图

图4.3 恒荷载作用下排架剪力图

图4.4 恒荷载作用下排架弯矩图

图4.5 PKPM建模活荷载作用下计算简

图4.6 活荷载作用下排架轴力图

图4.7 活荷载作用下排架剪力图

图4.8 活荷载作用下排架弯矩图

表4.4 恒载作用下排架控制截面内力手算电算对比

表4.5 活载作用下排架控制截面内力手算电算对比

由表4.4和4.5可知:在恒载作用下分布荷载以及集中力偏差均不大,电算手算在计算模型的简化、计算理论上是完全一致的,但电算能精确计算虚加铰支座的抵抗力系数,而手算是采取查表的方式,所以两者存在一定的误差。但是观察上述数据,误差超出允许范围。手算结果肯定是无误的,可能在PKPM建模上存在一定问题。

4.2.2 电算配筋和手算配筋对比分析

以A柱和B柱的配筋为例,进行电算配筋和手算配筋的比较,结果列于下表:

表4.6 电算配筋和手算配筋比较

因为PKPM的电算采取的是用内力包络图的方式配筋,而手算是用内力组合的方式寻找最不利组合,所以两者存在一定差距。在PKPM的参数输入里面,建模选的是HRB400级钢筋,但是出图却是用的二级钢,所以数据上存在较大差距,但是手算肯定是准确的。

结论从两方面来说,一个从专业角度,一个从个人体会方面,先从专业角度说。

1.无地震作用下排架的内力计算用的都是一种方法,就是剪力分配法。这种方法分两种情况,就是顶端作用水平力和顶端作用任意荷载。

2.地震作用下的内力计算用的是底部剪力法。

3.柱的设计的主要内容是在《混凝土设计原理》这本书里面,考虑了结构侧移和构件挠曲引起二阶弯矩对轴向压力偏心矩的影响。理论很复杂,但是做起来很简单。

4.基础的设计主要是《基础工程》的柱下独立基础,需要弄清楚哪是纵向哪是横向的配筋。

1.选择一个负责人的指导老师是最重要的。

2.一定要注意搜集足够多的资料,图纸、图集、计算书的搜集要反复斟酌和比较,吸收他们的优点。

3.毕设最关键的在开头,开头一定要完全正确和合理,否则后面将是一场灾难。

4.不要弄虚作假,宁可错,不可胡编乱造。

毕业设计基本结束,感谢那些在做毕设过程中给予我帮助的人和物,感谢不分先后。

首先感谢百度,每当我遇到各种各样的问题,第一时间总是百度搜索,百度搜索不能盲目,资料一定要经过验证才能使用;

第三是感谢身边的同学和好朋友,在软件和资料方面给了我很大的帮助。在一起做毕设在态度上还能相互砥砺,在问题上相互探讨,有助于提高毕设的质量。

最后感谢土力学院和江苏大学在本科期间对自己的训练。

[1] 《房屋建筑学》[M] 北京:中国建筑工业出版社中国建筑钢筋施工方案(28P)-.doc,2003.

[2] (05G511)《预应力钢筋混凝土折线形屋架》[S] 北京:中国建筑标准设计研究所,2005.

[3] (04G410)《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》[S] 北京: 中国建筑标准设计研究所,2004.

[5] 《建筑结构荷载规范》[M] 北京:中华人民共和国建设部,2010.

[6] 沈蒲生主编,《混凝土结构设计》[M]北京:高等教育出版社,2003

[7] 《建筑结构抗震设计》[M] 北京:中国建筑工业出版社,2002.

[8] 《结构力学》[M] 北京:中国建筑工业出版社佛山某道路绿化工程施工组织设计,2003.

[9] 《混凝土结构设计原理》[M] 北京:高等教育出版社,2003.

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