混凝土与砌体结构设计—单层厂房10级2备课讲稿
钢筋混凝土单层工业厂房结构设计单层厂房计算课程设计
钢筋混凝土单层工业厂房结构设计单层厂房计算课程设计《混凝土结构设计》课程设计计算书设计题目钢筋混凝土单层工业厂房结构设计专业班级土木工程102目录一、设计项目 (3)二、设计资料 (3)三、计算简图 (5)四、荷载计算 (6)五、内力分析 (10)1、剪力分配系数计算 (10)2、恒荷载作用下的内力分析 (11)3、屋面活荷载作用下的内力分析 (13)4、吊车竖向荷载作用下的内力分析 (16)5、吊车水平荷载作用下的内力分析 (22)6、风荷载作用下的内力分析 (24)六、内力组合 (26)七、截面设计 (29)八、牛腿设计 (37)九、基础设计 (38)十、附柱、基础施工图 (46)一、设计项目某机械加工制作车间。
二、设计资料1、建设地点：临安市某厂区。
2、自然条件：1）、基本风压：0.45 KN/m2。
2）、基本雪压：0.45 KN/m2。
3）、屋面均布活荷载标准值：0.5KN/m2。
4）、地质条件：场地土组成情况从上至下依次为：0.8m厚杂填土，重度15KN/m3；1.5m厚粉土，ρc ≥10％、重度17KN/m3、承载力特征值fak=140KPa；3.0m厚粉质粘土，e及IL 均＜0.85，重度19KN/m3、承载力特征值fak=180KPa。
5）、抗震设防烈度：6度。
3、结构型式：钢筋混凝土排架结构。
4、建筑平面：车间长度为60m，柱距为6 m；车间宽度选用48m，其中AB跨及BC跨尺寸均为24m。
5、建筑剖面：两跨等高排架，室内外高差0.2m，柱牛腿顶标高9.3m，轨道顶标高10.7m，上柱顶标高13.5m。
6、排架柱计算参数：上柱均采用b×h=400mm×400mm矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面几何参数分别为：A、C列柱： b×h×hf ×bw=400mm×900mm×150mm×100mm，A=1.875×105 mm2,I=1.95×1010 mm4, 自重标准值为4.69KN/m；B列柱： b×h×hf ×bw=400mm×1000mm×150mm×100mm，A=1.975×105 mm2,I=2.56×1010 mm4, 自重标准值为4. 94KN/m。
全套电子课件：混凝土结构设计
第一章 概论
（二）混凝土建筑结构的结构形式
层数 用途
单层结构和多高层结构 工业厂房结构和民用建筑结构
一般为单 层结构
一般为多 高层结构
第一章 概论
我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ32010）规定10层及10层以上或房屋高度超过28m的 民用建筑为高层混凝土建筑结构。
第一章 概论
上海环球金融中心
第一章 概论
（三）极限分析方法 混凝土结构（板、连续梁、框架等）的承载能力极限 状态设计可采用塑性极限分析方法（又称为塑性分析 方法或极限平衡法）。
（四）非线性分析方法 适用于任意形式和受力复杂的结构分析。
（五）试验分析方法 对形体复杂或受力状况特殊的结构或其部分可适用
第一章 概论
第四节 本课程的主要内容及特点
101层，492m，2008年9月建成。
第一章 概论
上海金茂大厦
88层，总高421米
第一章 概论
第二节 建筑结构设计的程序和内容
结构设计基本任务： 在可靠和经济之间选择一种合理的平衡。
一、基本建设工作程序
第一章 概论
二、房屋建筑工程的设计阶段
1. 方案设计阶段
此阶段需完成的设计文件有设计说明书、设计图纸、投资估 算及效果透视图等内容，应在调查研究和设计基础资料的基础上 分专业编制。
3. 技术设计阶段
技术设计是专门对技术复杂或有特殊要求的大中型项目增加 的一个设计阶段。它是对初步设计方案进行调整和深化，其设计 依据为已批准的初步设计文件。
4. 施工图设计阶段
施工图设计是项目施工前最重要的一个设计阶段，要求以图 纸和文字的形式解决工程建设中预期的全部技术问题，并编制相 应的对施工过程起指导作用的施工预算。
单层厂房课程设计计算书
建筑工程学院土木系混凝土与砌体结构课程设计单层厂房计算书基本设计资料1. 厂房的平面和立面布置:(1)平面布置：装配车间跨度24m，总长102m，中间设伸缩缝一道，柱距6m，如图1所示。
(2)立面布置：基础顶面高程-0.5m，柱顶高程+12.4m，如图2。
2．吊车使用情况：车间内设有两台200／50kN中级工作制吊车，其轨顶的设计标高10m。
吊车的主要参数如下:起重量Q（kN）跨度L k（m）最大轮压P max（kN）小车重g（kN）总重G+g（kN）轮距K(mm）吊车宽B（mm）200/50 22.5 215 78 320 4400 5550 3．厂房中标准构件选用情况:(1)屋面板采用 G410（－）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在内）标准值为1.4kN／m2。
屋面各层构造见下图。
SBS改性沥青卷材或高分子复合防水卷材（二毡三油上铺小石子，去掉2%找坡，以20mm厚水泥砂浆找平层计算）等；做法示意如下：(2)天沟板采用G410（三）标准图集中的JGB77-l天沟板，板重标准值为2.02kN／m。
(3)天窗架采用G316中的门型钢筋混凝土天窗架CJ-03，自重标准值为2x36kN／每榀，天窗端壁选用G316中的DB9-3，自重标准值2x60kN／每榀（包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗电动启动机、消防栓等）。
(4)屋架采用G415（三）标准图集中的预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值106kN ／每榀。
(5)吊车梁采用G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车架YXDL6-8，吊车梁高1200mm，自重标准值44.2kN／根，轨道及零件重1kN／m，轨道及垫层构造高度200mm。
4．其他条件：(1)基本风压：B类，ω0＝(0.3+学号最后两位/100)kN/m2。
(2)地质条件：车间所在场地，地坪下1.0m内为填土，填土下层4.5m内为均匀亚粘土(液性指数I l>0.85)，无软弱下卧层；未经深宽修正地基承载力特征值f ak＝180kN/m2，地下水位为-5.0m，无腐蚀性。
混凝土结构设计原理_中册_单层厂房 砌体_知识点
1变形缝种类应用及位置变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。
如果厂房长度和宽度过大，当气温变化时，将使结构内部产生很大的温度应力，严重的可将墙面、屋面等拉裂，影响使用。
为减小厂房结构中的温度应力，可设置伸缩缝，将厂房结构分败几个温度区段。
伸缩缝应从基础顶面开始，将两个温度区段的上部结构构件完全合并。
并留出一定宽度的缝隙，使上部结构正在气温变化时，水平方向能够自由地收生变形。
温度区段的形状，应力求简单，并应使伸缩缝的数量最少。
温度区段的长度(伸缩缝之间的距离)，取决于结构类型和温度变化情况。
防震缝是为了减轻厂房地震灾害而采取的有效措施之一。
当厂房平、立面布置复杂或结构高度或刚度相差很大，以及正在厂房侧边贴建生活间、变电所炉子间等附属建筑时，应设置防震缝将相邻部分合并。
地震区的厂房，其伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求正在一般单层厂房中可不做沉降缝，只有正在特殊情况下才思索设置，如厂房相邻两部分高度相差很大(如l0 以上)、两跨间吊车起重量相差悬殊，地基承载力或下卧层土质有较大差别，或厂房各部分的施工时间先后相差很长，土壤压缩程度不同等情况。
沉降缝应将建筑物从屋顶到基础全部合并，以使正在缝两边收生不同沉降时不致损坏整个建筑物。
沉降缝可兼作伸缩缝。
2抗风柱与尾架连接（1）水平方向必须与屋架有可靠的连接从而保证有效地传递风荷载。
（2）.在竖向脱开，且之间能允许一定的竖向相对位移，以防厂房与抗风柱沉降不均匀时产生不利影响。
3圈梁的作用：作用：1减小墙体的计算高度，提高墙体稳定性。
2加强墙体及梁板间连接，增强房屋的整体性及刚度。
3当地基不均匀沉降使墙体产生拉应力时，设置圈梁可以抵抗拉应力，抑制墙体裂缝的开展。
4当有动力设备时，设置圈梁可以分散作用于墙体局部面积上的振动，缓解对房屋的不利影响5与构造柱一起形成一个框架，有助于抗震4构造柱的作用1与圈梁一起行成一个弱框架，提高整体性2提高砌体的承载力3 提高稳定性4 提高抗倾覆承载力5排架柱吊装6吊车的水平荷载（产生原因）吊车的水平荷载有纵向和横向两种。
混凝土-砌体结构
1.1结构的分类有哪些？答：按材料分：土（竹）结构，砌体结构，钢筋混凝土结构，钢结构，钢—混凝土组合结构。
按结构分：多高层结构，大跨空间结构，特种结构。
1.2砌体结构与混凝土结构的设计方法历程？答：容许应力法—极限状态设计法—半概率半经验的极限状态设计法—概率极限状态设计法。
1.3混凝土结构与砌体结构的应用情况？答：混凝土结构：低层混凝土框架结构，多层混凝土框架结构，高层混凝土框架—剪力墙结构，超高层混凝土筒中筒结构，大跨度结构，特种结构。
砌体结构：古时候用于城墙·拱桥·寺院和佛塔，底层砌体结构，多层砌体结构，高层无筋砌体结构。
1.4混凝土结构与砌体结构的发展趋势？答：混凝土结构：1.新型材料组成的结构：新型混凝土材料，轻质混凝土材料，活性粉末混凝土材料，自密实混凝土材料，frp混凝土材料。
2.新型结构：钢—混凝土组合结构，混凝土框架多层叠合结构，预应力混凝土结构。
砌体结构：高强轻质砌体材料，新型节能环保块体材料，大型轻质墙板，配筋砌体结构，预应力砌体结构。
一.楼盖的分类，以及各自的受力特点，优缺点及适应范围的比较分析答：楼盖分类（按结构类型）1.肋梁楼盖（1）受力特点：当板的长边l(下标2)与短边l(下标1)的比值较大时，板上荷载主要是沿l(下标1)方向传递到支承构件上，而沿l(下标2)方向传递的荷载很少，可以略去不计。
当l(下标2)与l(下标1)相差较小时，板上的荷载将通过两个方向传递到相应的支承构件上。
（2）适用范围：既可用于房屋建筑的楼面和屋面，也常用于房屋的片筏式基础和储水池。
2.井式楼盖（1）受力特点：两个方向的梁等高，且同位相交。
两个方向的梁不分主次，共同直接承受板传来的荷载，板为四边支承的双向板。
（2）适用范围：某些公共建筑门厅及要求设置多功能大空间的大厅。
3.密肋楼盖（1）受力特点：肋相当于次梁，两个方向的梁不分主次，共同直接承受板传来的荷载，板为双向板。
（2）适用范围：多用于跨度大而梁高受限制的情况，筒体结构的角区楼板往往也采用双向密肋楼盖。
混凝土结构与砌体结构设计作业及解答
混凝土结构与砌体结构设计作业及解答一、混凝土结构设计作业1.结构设计目标：确定混凝土结构的使用要求、抗震要求、使用寿命等设计目标。
2.荷载计算：根据建筑物的用途和功能，确定所受到的各种荷载，如永久荷载、活荷载、风荷载等，并进行计算。
3.结构抗力计算：根据荷载计算的结果，对结构的承载能力进行评估，包括对各部件的强度和稳定性进行计算。
4.结构分析：根据结构的力学特性，进行结构的静力分析或动力分析，求解结构的内力和变形。
5.结构细部设计：根据结构的力学性能和施工工艺要求，对结构的各个构件进行细部设计，包括截面尺寸、钢筋配筋等。
6.建筑工程施工图设计：根据细部设计的要求，编制混凝土结构的施工图纸，详细说明构件的尺寸、布置和施工工艺。
二、混凝土结构设计解答范例以多层住宅楼结构设计为例，解答以下设计问题：1.设计目标：多层住宅楼结构的设计目标是满足居民的使用要求，同时具备一定的抗震性能和使用寿命。
2.荷载计算：根据建筑物的用途和功能，确定永久荷载、活荷载和风荷载等，并进行计算。
3.结构抗力计算：根据荷载计算的结果，对结构的承载能力进行评估，包括对柱、梁、板等构件的强度和稳定性进行计算。
4.结构分析：进行结构的静力分析，求解结构的内力和变形。
5.结构细部设计：根据结构分析的结果，对结构的各个构件进行细部设计，如柱的截面尺寸、梁的配筋等。
6.建筑工程施工图设计：根据细部设计的要求，编制混凝土结构的施工图纸，并详细说明构件的尺寸、布置和施工工艺。
三、砌体结构设计作业砌体结构是指使用砖块或其他砌体作为主要结构材料的建筑结构。
其设计作业包括以下几个方面：1.结构设计目标：确定砌体结构的使用要求、抗震要求、使用寿命等设计目标。
2.荷载计算：根据建筑物的用途和功能，确定所受到的各种荷载，如永久荷载、活荷载、风荷载等，并进行计算。
3.结构抗力计算：根据荷载计算的结果，对结构的承载能力进行评估，包括对墙体、梁、柱等构件的强度和稳定性进行计算。
混凝土结构设计
建筑结构是指在建筑物（包括构筑物）中，由建筑材料做成用来承受各种荷载或者作用，以起骨架作用的空间受力体系。
建筑结构因所用的建筑材料不同，可分为混凝土结构、砌体结构、钢结构、轻型钢结构、木结构和组合结构等。
现浇混凝土楼盖：整体刚度大，抗震性能好，需大量模板，工期长。
装配式混凝土楼盖：由多孔板及槽型板等铺板组成，其施工速度快，但整体刚度差。
单向板：荷载主要是通过沿板的短边方向的弯曲（及剪切）作用传递的，沿长边方向传递的荷载可以忽略不计。
结构分析: 是对指定结构在承受预计荷载及发生外部变化所进行的预计分析。
分析方法：弹性、塑性内力重分布、弹塑性、塑性极限、实验。
结构方案设计：结构选型、结构布置、构件截面尺寸。
双向板：在两个方向弯曲，且不能忽略任一方向弯曲的板。
等高铰接排架：凡横梁均铰接于柱顶的单层排架，且当排架发生水平位移时，各柱顶位移均相同。
全框架结构：由梁、柱组成框架承重体系，内、外墙起填充、围护作用。
“D”值法：柱的侧移刚度不但与柱本身的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不应是个定值，而应是个变数，它随该柱与梁间的线刚度比，该柱所在的楼层位置，上下层梁间的线刚度比，以及上下层层高的不同而不同，甚至与房屋的总层数等因素也有关。
混凝土板应按下列原则进行计算：1两对边支撑的板应按单向板计算；2四边支撑的板应按下列规定计算：1)当长边与短边长度之比小于或等于2.0时，应按双向板计算；2)当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按双向板设计。
3)当长边与短边长度之比大于或等于3.0时，可按沿短边方向受力的单向板计算，并应沿长边方向布置构造钢筋。
弹性理论：较大的安全设备。
塑性理论：内力分析与截面计算与截面相协调，结果比较经济，但一般情况下结构的裂缝较宽，变形较大。
板和次梁：按塑性理论分析内力。
主梁：按弹性理论分析内力。
注：主梁为楼盖中的主要构件，要保证使用中有较好的性能。
按弹性理论设计多跨连续梁、板为什么要采用折算荷载？板和次梁折算荷载各位多少？实际上在现浇钢筋混凝土肋梁楼盖中，次梁对板的转动变形、主梁对次梁的转动变形都有一定的约束作用。
混凝土课程设计单厂房设计
某单层工业厂房设计一、设计资料某机械加工车间为单层单跨等高厂房，跨度为30m，柱距6m，车间总长60m，无天窗。
设有两台10t相同的软钩吊车，吊车工作级别为A5级，轨顶标高+11.4m。
采用钢屋盖、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土吊车梁和柱下独立基础。
屋面不上人。
室内外高差为0.15m，基础顶面离室外地平为1.0m。
纵向围护墙为支承在基础梁上的自承重空心砖砌体墙，厚240mm，双面采用20mm厚水泥砂浆粉刷，墙上有上、下钢框玻璃窗，窗宽为3.6m，上、下窗高为1.8m和4.8m，钢窗自重0.45kN/m2，排架柱外侧伸出拉结筋与其相连。
基本风压值W0=0.3kN/m2，地面粗糙类别为B类；基本雪压为0.2 kN/m2，雪荷载的准永久值系数ψq=0.5；地基承载力特征值为200kN/m2。
不考虑抗震设防。
二、构件选型（一）钢屋盖采用如图1所示的30m钢桁架，桁架端部高为1.5m，中央高度为3.0m，屋面坡度为1/10。
刚檩条长6m，屋面板采用彩色钢板，厚4mm。
图1 30m钢桁架（二）预制钢筋混凝土吊车梁和轨道连接采用标准图G323（二），中间跨DL—9Z，边跨DL—9B，梁高hb=1.2m。
轨道连接采用标准图集G325（二）。
查标准图集《04G323-2钢筋混凝土吊车梁（工作级别A4、A5）》，预制钢筋混凝土吊车梁截面及尺寸如图2所示。
图2 预制钢筋混凝土吊车梁截面查标准图集《04G325吊车轨道联结及车档》，轨道连接剖面图如图3所示。
图3 轨道连接剖面图（三）预制钢筋混凝土柱预制钢筋混凝土柱示意图如图4所示。
图4预制钢筋混凝土柱取轨道顶面至吊车梁顶面距离h a=0.2m，故牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度 -轨顶至吊车梁顶高度。
由附录12查得，吊车轨顶至吊车顶部的高度为2.19m，考虑到屋架下弦及支撑可能产生的下垂挠度，以及厂房地基可能产生不均匀沉降时对吊车正常运行的影响，屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度最小尺寸为220mm，故柱顶标高 轨顶标高 吊车轨至吊车顶部高 屋架下弦至吊车顶高 。
《混凝土结构设计原理》教学大纲
《混凝土结构设计原理》教学大纲课程编号：T1330021课程中文名称：混凝土结构设计原理课程英文名称：Design Theory for Concrete Structure总学时：56 讲课学时：52 实验学时：4授课对象：土木工程学院本科生先修课程：工程制图材料力学结构力学建筑材料房屋建筑学建筑荷载与作用一、课程教学目的本课程是高等学校土木工程专业的主干专业课之一，是理论密切联系实践的工程类课程，所学内容与其它各门结构课程的学习紧密联系，也是工作中应用最多、最广的专业知识，并对学生在专业方向的进一步学习和发展起到至关重要的决定性作用。
因此，从某种意义上讲，《混凝土结构设计原理》课程的教学质量将直接反映土木工程专业的毕业生质量。
本课程特点是以理论分析为依据，注重科学试验，但其理论的严密性较差。
因此，在培养学生掌握基本构件的力学性能及设计方法的同时，要密切联系工程实践，逐步培养学生应用理论性和逻辑性很强的数学、力学知识来分析、解决工程中的具体问题，能灵活掌握影响结构性能的主要因素。
此外，通过本门课程的学习，要培养学生严谨、一丝不苟的工作态度和不断进取、努力创新的钻研精神。
二、教学内容及基本要求绪论（共2学时）钢筋混凝土结构一般概念及其特点，钢筋混凝土结构的发展概况及其应用。
本课程的主要内容、任务及学习方法。
第一章材料的力学性能（共6学时）钢筋：钢筋的成分、种类和级别，钢筋的应力--应变曲线，钢筋的塑性性能。
混凝土：立方体抗压强度，影响混凝土强度的因素，轴心抗压强度，轴心抗拉强度，复杂应力状态下混凝土的强度。
混凝土的变形：混凝土一次短期加载时的应力--应变性能，不同混凝土强度等级及不同加载速度时混凝土的应力--应变关系，混凝土的横向变形系数。
混凝土的变形模量。
混凝土在重复荷载下的变形性能。
混凝土的徐变，混凝土的收缩。
钢筋与混凝土之间的粘结性能，粘结应力。
第二章钢筋混凝土结构的设计方法（共4学时）建筑结构的功能要求，结构的极限状态，结构设计方法概述。
混凝土结构中册 课件 第12章 2.厂房的抗震设计
计算单元
计算单元
计算单元
(1)自振周期计算时的质量集中 1)等高厂房
计算单元
Gi 1.0G屋盖 0.5G吊车梁 0.25G柱 0.25G纵墙 1.0G檐墙 其中： G屋盖 (G屋盖结构自重 0.5G雪 0.5G积灰）
吊车桥架的影响：吊车桥架的重量使结构的周期增大， 为了简化计算，在计算周期时，不考虑桥架的影响。
天窗架根部与侧板 连接处严重破坏
∏形天窗架与屋架联接节点的破坏
3、柱 上柱根部，吊车梁顶面，高低跨中柱牛腿 劈裂，下柱根部。
上柱柱身变截面 处酥裂或折断
腹板大开孔工字型柱
4、连接 厂房是装配式结构，连接很重要，屋面板与屋架， 天窗架与屋架、屋架与柱、吊车梁与柱、支撑连接 等。 5、支撑系统
F2 =1
11
1 EL2
(1 ) A
i 1 i
n
L3 i
i n
22 12 21
1 EL2
(1 ) A
i 2 i
L3 i
L
i
• 刚性柱间支撑
11
1 2 EL2
i 1
n
L3 i Ai 1 2 EL2
22 12 21
震害表明：
1、 通过合理设防的厂房，对7度地震作用可具有
足够的抗震能力；
2、对7度以上地震作用抵抗力不足。弱点：纵
向抗震能力差、构件连接单薄、支撑体系弱等。
1、屋盖体系
7度区，柱间支撑处屋面板支座酥裂。 8度区，屋面板错动、震落、倒塌。 9度区，屋面大面积倒塌。
易破坏区
2、天窗架
突出屋面的π 形天窗架在8度以上会造成 大面积的倾倒，是厂房的薄弱部分。 下沉式天窗震后基本完好。