混凝土柱+钢梁厂房计算书.doc

《xxxx厂房》
工程设计计算书

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《xxxx厂房》工程设计计算书

================ 刚 架 部 分 ================

一、概况
工程名称： xx厂房
工程所在地：xx
建筑物安全等级：二级
建筑屋类型：封闭式
基本风压： 0.45 kN/m2
基本雪压： 0.40 kN/m2
地震烈度： 7 度
场地土类别：3 类
地面粗糙度：2
建筑物室内地坪标高： 0.00 m
建筑物柱底标高： 0.00 m
跨数： 2，
各跨跨度： 22.00m 22.00m
纵向开间数：11，计算开间： 6.00m
柱顶标高： 3.90m 6.00m 3.90m
屋面隅撑间距： 3.0m
屋面坡度：
第1跨为单坡屋面，坡度：1: 10.5，向上坡
第2跨为单坡屋面，坡度：1: 10.5，向下坡
二、设计依据
1.《建筑结构荷载规范》(GB500009-2001)
2.《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)
3.《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ18-87)
4.《钢结构设计规范》(GBJ50017-2003)
5.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)
6.《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-91)
7.《混凝土结构设计规范》(GB50003-2001)
8.《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
10.《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91)

三、荷载(标准值)
1.恒载(SG),主要包括结构及围护结构、永久性设备重等。这里，
1) 屋面均布恒载，包括屋面板、保温层、檩条、支撑、悬吊物（如吊顶、喷淋）等：
第 1 跨屋面均布恒载为: 0.35 kN/m2
第 2 跨屋面均布恒载为: 0.35 kN/m2
2) 刚架自重，由程序根据截面大小自动计算。
3) 柱顶集中荷载，
2.活载(SQ),主要包括屋面雪载或施工荷载等。
第 1 跨屋面均布活载为: 0.70 kN/m2
第 2 跨屋面均布活载为: 0.70 kN/m2
3.风载(SW)，含左风、右风。
注：风载按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)
4.地震作用(SE)

1) 抗震设防烈度： 7
2) 场地土类别：3 类

四、荷载效应组合
1. 强度及稳定验算
1). 1.2SG+0.6SQ+0.0SW+1.3SE
2). 1.2SG+1.4SQ
3). 1.2SG+1.2SQ+1.2SW
4). 1.0SG+0.0SQ+1.4SW
2. 变形计算
1). 1.0SG+0.50SQ+0.00SW+1.00SE
2). 1.0SG+1.00SQ
3). 1.0SG+0.85SQ+0.85SW
4). 1.0SG+0.00SQ+1.00SW

五、刚架截面
注：1). 截面符号前的“Q”表示轻型钢结构
2). H类型截面表示法：截面高X截面宽X腹板厚X翼缘厚，单位mm，“～”表示变截面
3). 截面符号“H”表示焊接H型截面
4). 截面符号“RC”表示混凝土截面，表示法：截面高X截面宽，单位mm
1.柱截面：
第1列：(混凝土：C30) 下柱RC700x400
第2列：(混凝土：C30) 下柱RC700x400
第3列：(混凝土：C30) 下柱RC700x400
2.梁截面（注：此处列出的与柱相连的梁段长度是从柱中心算起的）
第1跨 (钢材： Q345)
QH900x200x8x10
第2跨 (钢材： Q345)
QH900x200x8x10

六、边界条件
第 1 列柱与基础刚接，与屋面梁铰接
第 2 列柱与基础刚接，与屋面梁铰接
第 3 列柱与基础刚接，与屋面梁铰接
七、基础计算条件
基础1 ：混凝土等级C20
基础埋深1.00 m
作用于基础上的附加集中荷载：200 kN、面荷载(地面堆载)：5.0 kN/m2
经深度和宽度修正后的地基承载力设计值f：150 kN/m2
基础底面上土体和基础平均比重：20.0kN/m3
允许基底与地基有部分脱开，接触比不小于0.75。
基础2 ：混凝土等级C20
基础埋深1.00 m
作用于基础上的附加集中荷载：0.0 kN、面荷载(地面堆载)：5.0 kN/m2
经深度和宽度修正后的地基承载力设计值f：150 kN/m2
基础底面上土体和基础平均比重：20.0kN/m3
允许基底与地基有部分脱开，接触比不小于0.75。

八、刚架部分用钢量估算(不含节点重)

每榀刚架总用钢量(t)： 1.91 t
刚架平米用钢量重(kg/m2)： 15.92 kg/m2

九、计算结果

* * * * 刚 架 计 算 结 果 * * * *

立柱最大侧移控制指标: H/ 500.
屋面梁最大挠度控制指标: L/ 200.
立柱最小安全度控制指标: 1.10
屋面梁最小安全度控制指标: 1.10

1.各构件最大位移(单位：mm)
立柱 1最大侧移: H/6494.= 0.6，满足要求。
立柱 2最大侧移: H/8999.= -0.7，满足要求。
立柱 3最大侧移: H/6294.= -0.6，满足要求。
所有立柱最大侧移: H/6294.= -0.6，满足要求。
第 1跨屋面梁最大挠度: L/ 661.= -32.7，满足要求。
第 2跨屋面梁最大挠度: L/ 663.= -32.7，满足要求。
所有屋面梁最大挠度: L/ 661.= -32.7，满足要求。

2.腹板抗剪强度(单位：kN)
第 1跨屋面梁腹板抗剪强度满足要求: V= 131.< Vd= 762.
第 2跨屋面梁腹板抗剪强度满足要求: V= 131.< Vd= 762.

3.在轴力、弯矩和剪力共同作用下的强度(单位：kNm)
第 1跨屋面梁强度满足要求: M= 568.< Md= 844.
第 2跨屋面梁强度满足要求: M= 568.< Md= 844.

========== 基 础 设 计 结 果 ==========
1.基础1
1) 基础反力设计值
Mmax= 64.kNm N= -116.kN Q= -21.kN
Nmax= -145.kN M= 15.kNm Q= -15.kN
Qmax= -27.kN M= 57.kNm N= -119.kN
Nmin= -34.kN M= -41.kNm Q= 7.kN

2) 基础埋深：1000.，基底=3200.x2600.，.
ｐmax= 116
ｐ0 = 43
ｐmin/ｐmax= 0.00
与地基接触比= 0.76
3) 基础配筋：长边=Φ12.@120.，短边=φ 12.@180.
2.基础2
1) 基础反力设计值
Mmax= 28.kNm N= -231.kN Q= -4.kN
Nmax= -320.kN M= 5.kNm Q= -1.kN
Qmax= -4.kN M= 28.kNm N= -231.kN
Nmin= -23.kN M= -22.kNm Q= 4.kN
2) 基础埋深：1000.，基底=3200.x2600，.
ｐmax= 130
ｐ0 = 124
ｐmin/ｐmax= 0.14
3) 基础配筋：长边=Φ12.@120.，短边=φ 12.@180.
3.基础3
1) 基础反力设计值
Mmax= -67.kNm N= -116.kN Q= 21.kN
Nmax= -145.kN M= -19.kNm Q= 16.kN
Qmax= 29.kN M= -66.kNm N= -119.kN
Nmin= -34.kN M= 49.kNm Q= -9.kN
2) 基础埋深：1000.，基底=3200.x2600，锥高= 500.
ｐmax= 153
ｐ0 = 68
ｐmin/ｐmax= 0.00
与地基接触比= 0.75
3) 基础配筋：长边=Φ12.@120.，短边=φ 12.@180
========== 柱 顶 连 接 设 计 结 果 ==========
第 1列柱
1) 柱顶反力设计值
Nmax= 78.kN Q= -23.kN
Qmax= -23.kN N= 78.kN
Nmin= 4.kN Q= 0.kN
2) 梁端支承加劲肋
(a) 加劲肋宽度 = 200. mm
(b) 加劲肋厚度 = 10. mm
(c) 端部承压强度= 19.6< 320.0 Mpa，满足要求
(d) 稳定性 = 14.8< 215.0 Mpa，满足要求
2) 底板：HxBxt= 260.x 200.x 16.；材质：Q235
加劲肋：bxhxt= 200.X 874.X10.
3) 锚栓　　： 2M20.；锚栓长 650.
4) 柱顶埋件：hxbxt= 310.X 250.X 12

第 2列柱
1) 柱顶反力设计值
Nmax= -259.kN Q= -1.kN
Qmax= -4.kN N= -171.kN
Nmin= 27.kN Q= -4.kN
2) 梁端支承加劲肋
(a) 加劲肋宽度 = 200. mm
(b) 加劲肋厚度 = 10. mm
(c) 端部承压强度= 64.8< 320.0 Mpa，满足要求
(d) 稳定性 = 46.4< 215.0 Mpa，满足要求
2) 底板：HxBxt= 300.x 200.x 18.；材质：Q235
加劲肋：bxhxt= 200.X 872.X10.
3) 锚栓　　： 2M20.；锚栓长 650.
4) 柱顶埋件：hxbxt= 350.X 250.X 12.
第 3列柱
1) 柱顶反力设计值
Nmax= -78.kN Q= -24.kN
Qmax= -24.kN N= -78.kN
Nmin= -4.kN Q= -2.kN
2) 梁端支承加劲肋
(a) 加劲肋宽度 = 200. mm
(b) 加劲肋厚度 = 10. mm
(c) 端部承压强度= 19.6< 320.0 Mpa，满足要求
(d) 稳定性 = 14.8< 215.0 Mpa，满足要求
2) 底板：HxBxt= 260.x 200.x 16.；材质：Q235
加劲肋：bxhxt= 200.X 874.X10.
3) 锚栓　　： 2M20.；锚栓长 650.
4) 柱顶埋件：hxbxt= 310.X 250.X 12

========== 隅 撑 设 计 结 果 ==========
1.刚架梁必须加隅撑的范围
第 1跨需加隅撑的范围(自左端算起)
全跨。
2.刚架梁隅撑
所选隅撑截面 L70X5
λx= 137
λy= 88
支撑长细比满足要求。长细比小于 150
截面面积(mm) 688
支撑强度(Mpa) 65
强度满足要求。
单位长度重(Kg/m) 5.40
连接螺栓：两个；直径： 12
3.若墙梁作为柱侧向支撑时所需增加的隅撑
所选隅撑截面 L56X5
λx= 147
λy= 94
支撑长细比满足要求。长细比小于 150
截面面积(mm) 542
支撑强度(Mpa) 0
强度满足要求。
单位长度重(Kg/m) 4.25
连接螺栓：一个；直径： 12

================== 檩 条 部 分 ==================
1.
檩条挠度控制指标L/ 150
檩条安全度控制指标 1.05
檩条跨度(m) 6.00
檩距(m) 1.50
屋面静载(kN/m2) 0.35
屋面活载(kN/m2) 0.70
檩条截面：QCZ180X70X20X2.5
材质 Q235
截面高度H=180mm；
截面宽度B=70mm；
卷边宽度C=20mm；
厚度t=2.5mm；
Y轴距离z0=21.1mm；
偏心距e=50mm；
截面面积A=848mm2；
惯性矩Ix=4202000mm4；
惯性矩Iy=544200mm4；
截面模量Wx=46689mm3；
截面模量Wy=11129mm3；
回转半径ix=70.4mm；
回转半径iy=25.3mm；
抗扭惯性矩It=1710mm4；
扇形惯性矩Iw=3193430000mm4；
单位重量:6.657Kg/m；
X轴弯矩设计值(kN-m) Mx = 9.78
Y轴弯矩设计值(kN-m) My = 0.2
拉条根数 1
拉条直径(mm) 10

荷载标准值： qk=g+q= 1.05 KN/M2
荷载设计值： qd=γG*g+γQ*q= 1.4 KN/M2
单元长度荷载标准值： qkl=qk*B= 1.57 KN/M
单元长度荷载设计值： qdl=qd*B= 2.09 KN/M
跨中弯矩： Mmax=1/8*(qdl+0.01*G)*L^2= 9.78 KN.M
支座剪力： Vmax=1/2*(qdl+0.01*G)*L= 6.52 KN
弯曲正应力: σ=Mmax/(1.05*Wx) 支座最大剪应力:τ=Vmax*Sx/(I*tw)
弯曲正应力 σ= 199.5N/mm2 < 抗弯设计值 σk : 215N/mm2
最大挠度(mm)： 30；相当于跨度的1/ 200.，满足要求。

================ 抗 风 柱 部 分 ================
抗风柱挠度控制指标H/ 400
抗风柱安全度控制指标 1.10
抗风柱与基础刚接
抗风柱下段高度(m) 4.38
抗风柱间距(m) 7.50
墙体(含墙梁)重(kN/m2) 0.00
基本风压(kN/m2) 0.45
用户输入的混凝土截面高度： 400
用户输入的混凝土截面宽度： 300
最大挠度(mm)： 0.4；相当于跨度的H/*****，满足要求。
柱配筋率： 0.70，满足要求。

================ 抗 风 柱 基 础 ================
1.抗风柱基
1) 基础反力设计值
Mmax= -10.kNm N= 0.kN Q= 12.kN
Nmax= -32.kN M= 0.kNm Q= 0.kN
Qmax= 12.kN M= -10.kNm N= 0.kN
Nmin= 0.kN M= -7.kNm Q= 8.kN
2) 基础埋深：1000.，基底=1700.x1250.，锥高= 500.
ｐmax= 64
ｐ0 = 39
ｐmin/ｐmax= 0.00
与地基接触比= 0.77
3) 基础配筋：长边=φ 8.@200.，短边=φ 8.@200.

=============== 柱 间 支 撑 部 分 ===============
1,
交叉支撑截面 L80X5
λx= 223
λy= 288
支撑长细比满足要求。长细比小于 300
截面面积(mm) 791
支撑强度(Mpa) 22
强度满足要求。
单位长度重(Kg/m) 6.21
节点板厚(mm) 8
2,
交叉支撑截面 L100X6
λx= 211
λy= 273
支撑长细比满足要求。长细比小于 300
截面面积(mm) 1193
支撑强度(Mpa) 54
强度满足要求。
单位长度重(Kg/m) 9.37
节点板厚(mm) 8