單層廠(chǎng)房排架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

1、單層廠(chǎng)房排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)資料某金工車(chē)間為兩跨等高廠(chǎng)房，跨度均為21m，柱距均為6m，車(chē)間總長(zhǎng)度66m，每跨設(shè)有150/30kn吊車(chē)各2臺(tái)。吊車(chē)工作級(jí)別為a5級(jí)，軌頂標(biāo)高為7.8m，采用卷材防水屋面，240mm厚雙面粉刷圍護(hù)磚墻，鋼窗寬度3.6m，高4.2m，室內(nèi)外高差為150mm，素混凝土地面。廠(chǎng)房建設(shè)剖面如圖，廠(chǎng)房所在地衡陽(yáng)的基本風(fēng)壓為0.4kn/m，地面粗糙度為b類(lèi)，基本雪壓為0.35 kn/m,修正后的地基承載力特征值為300 kn/m,鋼筋等級(jí)或級(jí),柱、基礎(chǔ)采用c25c30混凝土。活荷載組合值系數(shù)c=0.7，風(fēng)荷載組合值系數(shù)取0.6，柱頂標(biāo)高為10.5m，基底標(biāo)高為-0.5m，高窗

2、為3.61.8m。要求進(jìn)行排架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定因該廠(chǎng)房跨度在1536m之間，且柱頂標(biāo)高大于8m，故采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了使屋蓋具有較大剛度，選用預(yù)應(yīng)力混凝土折線(xiàn)形屋架及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板，選用鋼筋混凝土吊車(chē)梁及基礎(chǔ)梁。表1 主要承重構(gòu)件選型表構(gòu)件名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板g410（一）1.5m6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板ywb-2（中間跨）ywb-2s（端跨）1.4 kn/m（包括灌縫重）天溝板g410（三）1.5m6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（卷材防水天溝板）tgb68-11.41 kn/m屋架g415（三）預(yù)應(yīng)力混凝土折線(xiàn)形屋架（跨度21m）ywj21-2

3、aa88.8kn/榀0.05 kn/m（屋蓋鋼支撐）吊車(chē)梁g323（二）鋼筋混凝土吊車(chē)梁（工作級(jí)別為a1a5）dl-9z（中間跨）dl-9b（端跨）39.5 kn/根40.8kn/根軌道連接g323（二）吊車(chē)軌道聯(lián)結(jié)詳圖0.80kn/m基礎(chǔ)梁g323（二）鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁jl-316.7kn/根圖1 廠(chǎng)房剖面圖由圖1可知柱頂標(biāo)高為10.5m，牛腿頂面標(biāo)高為6.6m，室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為0.5m，則柱的總高度h，下柱高度hl和上柱高度hu分別為：h=10.5+0.5=11.0m hl=6.6+0.5=7.1m hu=11.0-7.1=3.9m根據(jù)柱的高度，吊車(chē)起重量及工作級(jí)別等條件可確定柱

4、截面尺寸：表2 柱截面尺寸及相應(yīng)的計(jì)算參考 計(jì)算參數(shù)柱號(hào) 截面尺寸/mm面積/mm慣性矩/mm4自重/（kn/m）a、c上柱矩4004001.610521.31084.0下柱4008001001501.77510514.381094.44b上柱矩4006002.4105721086.0下柱4008001001501.77510514.381094.44圖2 計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖三、荷載計(jì)算1.恒載（1）屋蓋恒載sbs改性瀝青 0.3 kn/m20mm厚水泥砂漿找平層 20 kn/m30.02m=0.40 kn/m20mm厚擠塑板 0.1 kn/m30.02m=0.002 kn/m20mm厚水泥砂

5、漿找平層 20 kn/m30.02m=0.40 kn/m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板 1.4kn/m鋼屋蓋支撐 0.05 kn/m 2.552kn/m屋架重力荷載為88.8kn/榀，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：g1=2.552621/2+88.2/2=205.2kn（2）吊車(chē)梁及軌道重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值g3=39.5+0.86=44.3kn（3）柱自重重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值a、c柱上柱 g4a=g4c=43.9=15.60kn下柱 g5a=g5c=4.447.1=31.52knb柱上柱 g4b=63.9=23.4kn下柱g5b=44.47.1=31.52kn圖3 荷載作用位置圖（單位：kn）2.屋面活荷載

6、屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kn/m，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.35 kn/m，后者小于前者，故僅按前者計(jì)算，作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值為：q1=0.5621/2=31.5 kn ，q1的作用位置與g1相同3.風(fēng)荷載風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值按k=zsz0計(jì)算，其中0 =0.4 kn/m，z =1.0，z 根據(jù)廠(chǎng)房各部分標(biāo)高及b類(lèi)地面粗糙度確定，s 如圖4：柱頂（標(biāo)高10.5m） z =1.014檐口（標(biāo)高10.5m） z =1.070屋頂（標(biāo)高10.5m） z =1.106圖4 風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架計(jì)算簡(jiǎn)圖故排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：1k=zs1z0 =1.00.81.0140.4=0.324kn/

7、m2k=zs2z0 =1.00.41.0140.4=0.162kn/m則作用于排架計(jì)算簡(jiǎn)圖4上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：q1=0.3246=1.94kn/mq2=0.1626=0.97kn/mfw=(s1 +s2) z h1+(s3 +s4) z h2 z0 b =(0.8+0.4)1.0702.0+(-0.6+0.5)1.1061.31.00.46 =5.82kn4.吊車(chē)荷載查表得150/30kn吊車(chē)的參數(shù)為：b=5.55m，k=4.40m，g=69kn，q=150kn，fp,max=175kn，fp,min=43kn。根據(jù)b及k，可算得吊車(chē)梁支座反力影響線(xiàn)中各輪壓對(duì)應(yīng)的豎向坐標(biāo)值，如圖5：圖5 吊

8、車(chē)荷載作用下支座反力影響線(xiàn)（1）吊車(chē)豎向荷載吊車(chē)豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：dmax= fp,max yi=175（1+0.808+0.267+0.075）=376.25kndmin= fp,min yi =432.15=92.46kn（2）吊車(chē)橫向水平荷載作用于每一個(gè)輪子上的吊車(chē)橫向水平制動(dòng)力：t=1/4(q+g)=1/40.1(150+69)=5.475kn作用于排架柱上的吊車(chē)橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：tmax=tyi =5.4752.15=11.77kn四、排架內(nèi)力分析該廠(chǎng)房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架內(nèi)力分析，其中柱剪力分配系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表：表3 柱剪力分配系數(shù)柱別n=iu/il=hu/hc0

9、=3/1+3(1/n-1)=h3/c0eili=a、c柱n=0.148=0.355c0=2.386a=c=0.29110-10a=c=0.312b柱n=0.501=0.355c0=2.872b=0.24210-10b=0.3761.恒載作用下排架內(nèi)力分析恒載作用下排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖，圖中的重力荷載及力矩m是根據(jù)圖3確定的，即：=g1=205.20kn =g3+g4a=44.3+15.6=59.9kn=g5a=31.52kn =2g1=2205.2=410.40kn=g5b=31.52kn =g4b+2g3=23.4+244.3=112.00knm1=e1=205.20.05=10.26knmm

10、2=(+g4a)e0-g3e3 =(205.2+15.6)0.2-44.30.35=28.66knm由于圖6 所示排架為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)且作用對(duì)稱(chēng)荷載，排架結(jié)構(gòu)無(wú)側(cè)移，故各柱可按柱頂為不動(dòng)鉸支座計(jì)算內(nèi)力。柱頂不動(dòng)鉸支座反力ri可以由相應(yīng)公式計(jì)算。對(duì)于a、c柱，n=0.148，=0.355，則：c1=2.058 c3=1.042ra=c1+c3=4.63knrc=-4.63kn rb=0求得ri后，可用平衡條件求出各截面的彎矩和剪力。柱各截面的軸力為該截面以上重力荷載之和，恒載作用下排架結(jié)構(gòu)的彎矩圖和軸力圖分別見(jiàn)圖6（b）（c）。圖6（d）為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負(fù)號(hào)規(guī)定。圖6 恒載作用下排架內(nèi)力

11、圖2.屋面活荷載作用下排架的內(nèi)力分析（1）ab跨作用屋面活荷載排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖7（a）所示，其中q1=31.5kn，它在柱頂及變階處引起的力矩為m1a=31.50.05=1.58knm，m2a=31.50.2=6.3knm，m1b=31.50.15=4.73knm。對(duì)于a柱，c1=2.058，c3=1.042。則：ra=c1+c3=0.89kn()對(duì)于b柱，n=0.501，=0.355，則：c1=1.616rb=c1 =0.69kn()則排架柱頂不動(dòng)鉸支座總反力為：r=ra+rb=0.89+0.69=1.58kn()將r反向作用于排架柱頂，計(jì)算相應(yīng)的柱頂剪力，并與柱頂不動(dòng)鉸支座反力疊加，可得屋

12、面活荷載作用于ab跨時(shí)的柱頂剪力，即：va=ra-a r=0.89-0.3121.58=0.40kn()vb=rb-b r=0.69-0.3761.58=0.10kn()vc=-c r=-0.3121.58=-0.49kn()排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力圖如圖7：圖7 ab跨作用屋面活荷載時(shí)排架內(nèi)力圖（2）bc跨作用屋面活荷載由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，且bc跨與ab跨作用荷載相同，故只需將圖7中各內(nèi)力圖的位置及方向調(diào)整一下即可，如圖8所示：圖8 bc跨作用屋面活荷載時(shí)排架內(nèi)力圖3.風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）左風(fēng)吹時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖9（a）所示，對(duì)于a、c柱，n=0.148，=0.355，則：c1=0

13、.325ra=-q1hc11=-1.9411.00.325=-6.94kn()rc=-q2hc11=-0.9711.00.325=-3.47kn()r=ra+rc+fw=-6.94-3.47-5.82=-16.23kn()各柱頂剪力分別為：va=ra-a r=-6.94+0.31216.23=-1.88kn()vb= -b r=0.37616.23=6.10kn()vc=rc-c r=-3.47+0.31216.23=1.59kn()排架內(nèi)力圖如圖9（b）所示圖9 左風(fēng)吹時(shí)排架內(nèi)力圖（2）右風(fēng)吹時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖10（a）所示，將圖9（b）所示a、c柱內(nèi)力圖對(duì)換且改變內(nèi)力符號(hào)后可得，如圖10（6）

14、所示：圖10 右風(fēng)吹時(shí)排架內(nèi)力圖4.吊車(chē)荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）dmax作用于a柱計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11（a）所示，其中吊車(chē)豎向荷載dmax，dmin在牛腿頂面處引起的力矩為：ma=dmaxe3=376.250.35=131.69knmmb=dmine3=92.460.75=69.35knm對(duì)于a柱，c3=1.042，則：ra=-c3=-=-12.47kn()對(duì)于b柱，n=0.501，=0.355，則：c3=1.255rb=c3 =7.91kn()r=ra+rb=-12.47+7.91=-4.56kn()排架各柱頂剪力分別為：va=ra-a r=-12.47+0.3124.56=-11.05kn

15、()vb=rb-b r=7.91+0.3764.56=9.62kn()vc=-c r=0.3124.56=1.42kn()排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖11（b）（c）所示：圖11 dmax作用在a柱時(shí)排架內(nèi)力圖（2）dmax作用于b柱左：計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖12（a）所示，ma、mb計(jì)算如下：ma=dmaxe3=92.460.35=32.36knmmb=dmine3=376.250.75=282.19knm柱頂不動(dòng)鉸支座反力ra，rb及總反力r分別為：ra=-c3=-=-3.07kn()rb=c3=32.20kn()r=ra+rb=-3.07+32.20=29.13kn()排架各柱頂剪力分

16、別為：va=ra-a r=-3.07-0.31229.13=-12.16kn()vb=rb-b r=32.20-0.37629.13=21.25kn()vc=-c r=-0.31229.13=-9.69kn()排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖12（b）（c）所示：圖12 dmax作用在b柱左時(shí)排架內(nèi)力圖（3）dmax作用于b柱右：根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性及吊車(chē)噸位相等的條件，內(nèi)力計(jì)算與“dmax作用于b柱左”的情況相同，只需將a、c柱內(nèi)力對(duì)換并改變?nèi)繌澗丶凹袅Ψ?hào)，如圖13所示：圖13 dmax作用在b柱右時(shí)排架內(nèi)力圖（4）dmax作用于c柱：同理，將“dmax作用于a柱”的情況的a、c柱內(nèi)力

17、對(duì)換，并注意改變符號(hào)，可求得各柱的內(nèi)力，如圖14所示：圖14 dmax作用在c柱時(shí)排架內(nèi)力圖（5）tmax作用于ab跨柱：當(dāng)ab跨作用吊車(chē)橫向水平荷載時(shí)，排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖15（a）所示。對(duì)于a柱，n=0.148，=0.355，查表得：a=(3.9-1.2)/3.9=0.692，則：c5=0.534ra =-tmaxc5=-11.770.534=-6.29kn()同理，對(duì)于b柱，n=0.501，=0.355，a=0.692，c5=0.617，則：rb =-tmaxc5=-11.770.617=-7.26kn()排架柱頂總反力r為：r=ra+rb=-6.29-7.26=-13.55kn()各柱頂剪

18、力分別為：va=ra-ar=-6.29+0.3120.813.55=-2.91kn()vb=rb-br=-7.26+0.3760.813.55=-3.18kn()vc=-c r=0.3120.813.55=3.38kn()排架各柱的彎矩圖及柱底剪力值如圖15（b）所示，當(dāng)tmax方向相反時(shí)，彎矩圖和剪力只改變符號(hào)，方向不變。圖15 tmax作用于ab跨時(shí)排架內(nèi)力圖（6）tmax作用于bc跨柱：根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性及吊車(chē)噸位相等的條件，故排架內(nèi)力計(jì)算與“tmax作用于ab跨柱”的情況相同，只需將a、c柱內(nèi)力對(duì)換，如圖16所示：圖16 tmax作用于bc跨時(shí)排架內(nèi)力圖五、內(nèi)力組合a、b柱的內(nèi)力組合。32

19、表4 a柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值匯總表柱號(hào)及正向內(nèi)力荷載類(lèi)別恒載屋面活載吊車(chē)豎向荷載吊車(chē)水平荷載風(fēng)荷載作用在ab跨作用在bc跨dmax作用于a柱 dmax作用于b柱左dmax作用于b柱右dmax作用于c柱tmax作用于ab跨tmax作用于bc跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)-m7.80-0.021.91-43.10-47.4233.45-5.542.7813.187.42-13.58n220.8031.50000000000-m-20.86-6.321.9188.59-15.0633.45-5.542.7813.187.42-13.58n256.1031.500376.2592.46000000-m12.01-3.485.

20、3910.14-101.4099.99-15.6265.6837.1896.69-76.18n296.6231.500376.2592.46000000v4.630.400.49-11.05-12.169.09-1.428.863.3819.46-12.26注：m（單位為knm），n（單位為kn），v（單位為kn）。表5 a柱內(nèi)力組合表截面+mmax及相應(yīng)n,v-mmax及相應(yīng)n,vnmax及相應(yīng)的m,vnmin及相應(yīng)的m,v-m1.2+1.40.9+0.9(+)+73.991.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+-94.831.35+0.71.4+0.8(+)+0.9+-76.961.2

21、+1.40.90.8(+)+0.9+-76.08n264.96304.65328.95264.96-m1.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+124.691.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+-85.811.2+1.40.986.601.2+1.40.90.9(+) +-63.37n697.38451.01792.20318.12-m1.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+328.521.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+-278.401.2+1.40.927.191.2+1.40.9+0.9(+)+ 298.58n735.20488.83830.02355.94v32.5

22、5-33.12-8.3744.83mk236.37-197.1421.14nk567.52391.54635.25vk23.91-23.00-5.32注：m（單位為knm），n（單位為kn），v（單位為kn）。表6 b柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值匯總表柱號(hào)及正向內(nèi)力荷載類(lèi)別恒載屋面活載吊車(chē)豎向荷載吊車(chē)水平荷載風(fēng)荷載作用在ab跨作用在bc跨dmax作用于a柱 dmax作用于b柱左dmax作用于b柱右dmax作用于c柱tmax作用于ab跨tmax作用于bc跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)-m0-4.344.3437.5282.88-82.88-37.521.721.7223.79-23.79n433.8031.5031.50000

23、00000-m0-4.344.34-31.83-199.32199.3231.831.721.7223.79-23.79n522.2031.5031.5092.46376.25376.2592.460000-m0-3.633.6336.47-48.4448.44-36.4762.7162.7167.10-67.10n553.7231.5031.5092.46376.25376.2592.460000v00.10-0.109.6221.25-21.25-9.628.598.596.10-6.10注：m（單位為knm），n（單位為kn），v（單位為kn）。表7 b柱內(nèi)力組合表截面+mmax及相應(yīng)n

24、,v-mmax及相應(yīng)n,vnmax及相應(yīng)的m,vnmin及相應(yīng)的m,v-m1.2+1.40.9+0.9(+)+131.381.2+1.40.9+0.9(+)+-131.381.2+1.40.9+0.9(+)+125.911.2+1.40.90.9(+)+125.91n560.25560.25599.94520.56-m1.2+1.40.9+0.9(+)+263.421.2+1.40.9+0.9(+)+-263.421.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+-31.931.2+1.433.31n1093.001093.001464.54626.64-m1.2+1.40.9+0.8(+)+0.9

25、+245.821.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+-245.821.2+1.40.9+0.8(+)+0.9+-155.661.2+1.493.94n1176.611176.611502.36646.46v26.28-26.28-17.438.54mk175.59-175.59-111.1967.10nk919.54919.541152.22553.72vk18.77-18.77-12.456.10注：m（單位為knm），n（單位為kn），v（單位為kn）。六、柱截面設(shè)計(jì)（一）a柱：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c30，fc=14.3，ftk=2.01，采用hrb400級(jí)鋼筋，fy=fy=360，b=

26、0.518，上、下柱采用對(duì)稱(chēng)配筋。1.上柱的配筋計(jì)算由表4可見(jiàn)，上柱截面共有4組內(nèi)力，取h0=400-40=360mm，經(jīng)判別其中均為大偏心受壓，比較后取得最不利荷載組為：m=94.83knm ，n=304.65kn由附表11.1查得有吊車(chē)廠(chǎng)房排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0=23.9=7.8m，附加偏向距e0取20mm（大于400/30mm）。e0=311mmei=e0+ea=311+20=331mm由l0/h=7800/400=19.55，故應(yīng)該考慮偏心增大系數(shù)。1=3.7551.0，取1=1.02=1.15-0.01=1.15-0.01=0.955=1+()212=1+() 21.00.955

27、=1.282=0.1480.2%，滿(mǎn)足要求。2.下柱的配筋計(jì)算取h0=800-40=760mm，在表5八組內(nèi)力中，選取下列兩組最不利內(nèi)力：m=328.52knm m=298.58knmn=735.20kn n=355.94kn(1)按m=328.52knm，n=735.20kn計(jì)算：下柱計(jì)算長(zhǎng)度l0=1.0hl=7.1m，附加偏心距ea=800/30=26.7m20mm，b=100mm,bf=400mm，hf=150mme0=446.8mmei=e0+ea=446.8+26.7=473.5mm由l0/h=7100/800=8.8755，故應(yīng)該考慮偏心增大系數(shù)，且取2=1.01=1.651.0，

28、取1=1.0=1+()212=1+() 21.01.0=1.090ei =1.090473.5=516.1mm0.3h0=0.3760=228mm故為大偏心受壓，假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則：x=128.5mm0.3h0=0.3760=228mmx=62.2mmhf=150mme=ei+h/2-as=907.9+800/2-40=1267.9mmas=as=741mm2選用318（as=763mm2），按此配筋，經(jīng)驗(yàn)算柱彎矩作用平面外的承載力滿(mǎn)足要求。3.柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠(chǎng)房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制，根據(jù)構(gòu)造要求，上、下柱均選用8200箍筋。4.牛腿設(shè)計(jì)根據(jù)吊車(chē)梁支承位置，截面尺寸

29、及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸，如圖17，其中牛腿截面寬度b=400mm，牛腿截面高度h=700mm，h0=665mm。圖17 a柱牛腿尺寸簡(jiǎn)圖（1）牛腿截面高度驗(yàn)算=0.65，ftk=2.01，fhk=0（牛腿頂面無(wú)水平荷載），a=-50+20=-30fvk故牛腿截面高度滿(mǎn)足要求。（2）牛腿配筋計(jì)算fv=44.301.2+376.251.4=579.91kn由于a=-50+20=-30mm0.3h0，取a=0.3h0=0.3665=199.5mm則 as+1.2=568.5mm2 minbh=0.002400700=560mm2選用414（as=616mm2），水平箍筋選用8100.5.柱的吊

30、裝驗(yàn)算采用翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿下部，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)值強(qiáng)度后起吊，查表得柱插入杯口深度為h1=0.9800=720mm,取h1=800mm，則柱吊裝總長(zhǎng)度為3.9+7.1+0.8=11.80m，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖18所示：圖18 a柱吊裝計(jì)算簡(jiǎn)圖柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載（應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)），即：q1=0gq1k=0.91.51.24=6.48kn/mq2=0gq2k=0.91.51.2（0.41.125）=17.82kn/mq3=0gq3k=0.91.51.24.44=7.19kn/mm1=q1hu2 =6.483.92 =49.28knmm1=q1 (hu+h)2+(q2-q1)h2=6.4

31、8(3.9+0.7)2 +(17.82-6.48)0.72=71.34knm由mb=ral3-q3l32+m2=0，得：ra=q3l3-=7.197.2-=15.98knm3=rax-q3x2令= ra - q3x=0，得x= ra /q3=15.98/7.19=2.22m 則下柱最大彎矩m3為：m3=15.982.22-7.192.222=17.76knm 表8 柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗(yàn)算表柱截面上柱下柱（二）b柱截面設(shè)計(jì)1.上柱的配筋計(jì)算由表6可見(jiàn)，上柱截面共有4組內(nèi)力，取h0=600-40=560mm，經(jīng)判別其中均為大偏心受壓，比較后取得最不利荷載組為：m=125.91knm ，n=

32、520.56kn由附表11.1查得有吊車(chē)廠(chǎng)房排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0=23.9=7.8m，附加偏向距e0取20mm（大于400/30mm）。e0=242mmei=e0+ea=242+20=262mm由l0/h=7800/600=131.0，取1=1.0=1+()212=1+() 21.01.0=1.258=0.162=0.143取x=h0=0.162760=91mm計(jì)算：e=ei+h/2-as=1.258262+600/2-40=589.5mmas=as=208.7mm220mm，b=100mm,bf=400mm，hf=150mme0=241mmei=e0+ea=241+26.7=267.7

33、mm由l0/h=7100/800=8.8755，故應(yīng)該考慮偏心增大系數(shù)，且取2=1.01=1.111.0，取1=1.0=1+()212=1+() 21.01.0=1.160ei =1.160267.7=310.5mm0.3h0=0.3760=228mm故為大偏心受壓，假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則：x=191.1mmhf=150mm說(shuō)明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新計(jì)算受壓區(qū)高度x：x=314.3mme=ei+h/2-as=310.5+800/2-40=670.5mmas=as= =81.4mm2fvk故牛腿截面高度滿(mǎn)足要求。（2）牛腿配筋計(jì)算fv=44.301.2+376.251.4=579.91kn由

34、于a=-50+20=-30mm0.3h0，取a=0.3h0=0.3665=199.5mm則 as+1.2=726.6mm2 minbh=0.0024001000=800mm2選用416（as=804mm2）計(jì)算箍筋：配8100，在2h0/3=643.3mm高度范圍內(nèi)，有asv=250.37=702.1mm2，滿(mǎn)足要求。彎起鋼筋的配置：應(yīng)滿(mǎn)足asvas/2=804/2=402mm2，配216即可。5.柱的吊裝驗(yàn)算采用翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿下部，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)值強(qiáng)度后起吊，查表得柱插入杯口深度為h1=0.9800=720mm,且h1800mm，取h1=800mm，則柱吊裝總長(zhǎng)度為3.9+7.1+0

35、.8=11.80m，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖20所示：圖20 b柱吊裝計(jì)算簡(jiǎn)圖柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載（應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)），即：q1=0gq1k=0.91.51.26=9.72kn/mq2=0gq2k=0.91.51.2（0.4225）=32.40kn/mq3=0gq3k=0.91.51.24.44=7.19kn/mm1=q1hu2 =9.723.92 =73.92knmm1=q1 (hu+h)2+(q2-q1)h2=9.72(3.9+1.0)2 +(32.40-9.72)1.02=128.03knm由mb=ral3-q3l32+m2=0，得：ra=q3l3-=7.196.90-=6.25knm3=

36、rax-q3x2令= ra - q3x=0，得x= ra /q3=6.75/7.19=0.87m 則下柱最大彎矩m3為：m3=6.250.87-7.190.872=2.31knm 表9 柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗(yàn)算表柱截面上柱下柱73.92(61.6)128.03(106.69)127.8473.92176.08128.03155.87199.380.00670.01取0.010.00950.01取0.010.2660.4480.1070.2（滿(mǎn)足要求）0.1370.2（滿(mǎn)足要求）七、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)gb5007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)于6m柱距的單層多跨廠(chǎng)房，其地基承載力特征值160

37、kn/m2fk200kn/m2。吊車(chē)起重量200300kn，廠(chǎng)房跨度l30m，設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)時(shí)，可以不做地基變形驗(yàn)算。本設(shè)計(jì)不需做地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用c25，下設(shè)100mm厚c10的素混凝土墊層。（一） a柱基礎(chǔ)1.作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（-截面）傳給基礎(chǔ)的m，n，v以及外墻自重重力荷載，由表 中的-截面選取。其中內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值用于地基承載力驗(yàn)算，基本組合值用于沖切承載力驗(yàn)算和底板配筋計(jì)算，內(nèi)力正號(hào)規(guī)定見(jiàn)圖。表10 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不利內(nèi)力組別荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合mnvmknkvk1328.52735.2032.55236.37567.5223.912-278.404

38、88.83-33.12-197.14391.54-23.00327.19830.02-8.3721.14635.25-5.32圖21 a柱基礎(chǔ)荷載示意圖由圖21可見(jiàn)，每個(gè)基礎(chǔ)承受的外墻總寬為6.0m，總高度為12.55m，墻體為240mm實(shí)心磚墻。鋼框玻璃墻，基礎(chǔ)梁重量為16.7kn/根，每個(gè)基礎(chǔ)承受的由墻體傳來(lái)的重力荷載為：外墻：612.55-4.23.6-3.61.85.24+(4.23.6+3.61.8)0.4=290.03kn基礎(chǔ)梁： 16.70kn nwk=306.73knnwk距基礎(chǔ)形心的偏心距ew為：ew=(240+800)/2=520mmnw=1.2nwk=1.2306.73=

39、368.08kn2.基礎(chǔ)尺寸及埋置深度（1）按構(gòu)造要求擬定高度hh=h1+a1+50查表得插入深度h1=0.9hc=0.9800=720mm800mm，取h1=800mm，杯底厚度應(yīng)大于200mm，取a1=250mm，則h=800+250+50=1100mm?；A(chǔ)頂面標(biāo)高為-0.500m，故基礎(chǔ)埋置深度d為：d=h+0.5=1.1+0.5=1.60m由表10得，杯壁厚度t300mm，取325mm，基礎(chǔ)邊緣高度a2取300mm，臺(tái)階高度取400mm，見(jiàn)圖21。（2）擬定基礎(chǔ)底面尺寸a =6.36m2適當(dāng)放大，取a=bl=3.62.2=7.92m2（3）計(jì)算基底壓力及驗(yàn)算地基承載力gk=mda=2

40、01.67.92=253.44kn=lb2=2.23.62=4.752m3e，1.2fa=1.2180=216kn/m2。驗(yàn)算結(jié)果見(jiàn)表，基礎(chǔ)底面尺寸滿(mǎn)足要求。表11 基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算及地基承載力驗(yàn)算表類(lèi)別第一組第二組第三組mk/(knm)236.37-197.1421.14nk/kn567.52391.54635.25vk/kn23.91-23.00-5.32nbk(=nk+gk+nwk)/kn1127.69951.711195.42mbk(=mk+vkh-nwkew)/(knm)103.17-381.94-144.21(=)/(kn/m2)164.10200.54181.28120.6739

41、.79120.59p=(pk,max+pk,min)/2/knfa/kn142.39180120.17180150.94180pk,max/kn1.2fa/kn164.10216200.54216181.28l=2200mm，所以有：al=(-h0)l=(3.6/2-1.6/2-0.655)2.2=0.759則：fl=pjal=214.730.759=162.98knat=1.2m，因at+2h0=2.51l=2.2m 故取ab=l=2.2mam=(at+ab)/2=(1.2+2.2)/2=1.7mh=700mmfl=162.98kn故基礎(chǔ)高度滿(mǎn)足要求。圖22 a柱變階處的沖切破壞截面4.基礎(chǔ)

42、底板配筋計(jì)算（1）柱邊及變階處基底反力計(jì)算基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算時(shí)長(zhǎng)邊和短邊方向的計(jì)算截面如圖 ，三組不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值在柱邊及變階處的基底凈反力見(jiàn)表 ，其中第一、三組內(nèi)力產(chǎn)生的基底反力示意圖見(jiàn) ，第二組內(nèi)力產(chǎn)生的基底反力示意圖見(jiàn)圖23 。圖23 a柱基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算截面表13 柱邊及變階處基底凈反力計(jì)算公式第一組第二組第三組pj=pj,min+(pj,max-pj,min)/(kn/mm2)147.39131.87159.39pj=pj,min+(pj,max-pj,min)/(kn/mm2)155.47155.55167.50/(kn/m2)161.54173.30173.58/(kn/m2)165

43、.58185.10177.64/(kn/m2)139.30108.20151.28（2）柱邊及變階處彎矩計(jì)算m=(b-bc)2(2l+lc) =173.58(3.6-0.8)2(22.2+0.4)=272.17knmm=(b-bc)2(2l+lc) =185.10(3.6-1.6)2(22.2+1.2)=172.76knmm=(l-lc)2(2b+bc) =151.28(2.2-0.4) 2(23.6+0.8)=163.38knmm=(l-lc)2(2b+bc) =151.28(2.2-1.2)2(23.6+1.6)=55.47knm（3）配筋計(jì)算基礎(chǔ)底板受力鋼筋采用hrb400級(jí)（fy=36

44、0n/mm2），長(zhǎng)邊方向鋼筋面積為：as= =796mm2as= =814mm2選用14180（as=855mm2）基礎(chǔ)底板短邊方向鋼筋面積為：as= =483mm2as= =265mm2選用12220（as=514mm2）基礎(chǔ)底板配筋圖見(jiàn)圖24，由于t/h0=325/400=0.810.75，所以杯壁不配筋。圖24 a柱基礎(chǔ)底板配筋圖（二）b柱基礎(chǔ)由b -截面的基礎(chǔ)組合值計(jì)算，選擇出二組最不利內(nèi)力對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。表14 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不利內(nèi)力組別荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合mnvmknkvk1245.821176.6126.28175.59919.5418.772-155.661502.36-17.43-111.191152.22-12.452.基礎(chǔ)尺寸及埋置深度（1）按構(gòu)造要求擬定高度hh=h1+a1+50查表得插入深度h1=0.9hc=0.9800