單層裝配車間雙跨等高廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書最終版

1、目 錄1 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)書11.1 設(shè)計題目11.2 設(shè)計任務(wù)11.3 設(shè)計內(nèi)容11.4 設(shè)計資料12.單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計42.1 屋面結(jié)構(gòu)42.1.1 屋面結(jié)構(gòu)42.1.2 排架柱及基礎(chǔ)材料選用情況52.1.3 梁柱的結(jié)構(gòu)布置72.1.4 基礎(chǔ)平面布置92.2 排架結(jié)構(gòu)計算102.2.1 計算簡圖及柱的計算參數(shù)102.2.2 荷載計算102.2.3 內(nèi)力分析132.2.4 最不利內(nèi)力組合242.3 排架柱的設(shè)計312.3.1 a(c)柱312.3.2 b柱422.4 基礎(chǔ)設(shè)計442.4.1 a(c)柱442.4.2 b柱493 施工圖543.1 結(jié)構(gòu)布置圖543.2 柱施工圖543.

2、3 基礎(chǔ)施工圖544 參考文獻(xiàn)5550單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計1 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)書1.1 設(shè)計題目裝配車間雙跨等高廠房.1.2 設(shè)計任務(wù)1.2.1 單層廠房結(jié)構(gòu)布置.1.2.2 選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件.1.2.3 排架柱及柱下基礎(chǔ)設(shè)計.1.3 設(shè)計內(nèi)容1.3.1 確定上、下柱的高度及截面尺寸.1.3.2 選用屋面板，天窗架，屋架，基礎(chǔ)梁，吊車梁及軌道車接件.1.3.3 計算排架所承受的各項荷載.1.3.4 計算各種荷載作用下排架的內(nèi)力.1.3.5 柱及牛腿的設(shè)計，柱下單獨基礎(chǔ)設(shè)計.1.3.6 繪制施工圖結(jié)構(gòu)布置圖（屋架，天窗架，屋面板，屋蓋支撐布置，吊車梁，柱及柱間支撐，墻體布置）.基礎(chǔ)施工圖（基

3、礎(chǔ)平面圖及配筋圖）.柱施工圖（柱模板圖，柱配筋圖）.1.4 設(shè)計資料1.4.1 某車間該車間為雙跨等高有天窗廠房，柱距為6m，車間總長為120m，中間設(shè)有一道伸縮縫，廠房跨為（見表1-1），剖面如圖1-1所示。表1-1組別跨度（m）軌頂標(biāo)高（m）吊車起重量（kn）324.09.60150/30 200/501.4.2 吊車每跨設(shè)二臺中級工作制軟鉤橋式吊車，吊車起重量及軌頂標(biāo)高見表1-1.1.4.3 建設(shè)地點北部某城市（基本風(fēng)壓為0.30kn/?；狙?.25 kn/）.1.4.4 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件該廠址位于渭河二級階地，地形平坦，廠區(qū)地層自上而下為耕土層粘土，中砂，軟石，基巖，其中耕土

4、層厚約0.6m，粘土層厚約3.5m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值=200 kn/，可作持力層，廠區(qū)地層地下水位較低，且無腐蝕性.1.4.5 建筑構(gòu)造屋面卷材防水屋面墻體240mm厚實心黏土磚砌筑地面屋內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm. (a) 結(jié)構(gòu)平面布置圖(b)剖面圖圖112.單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1 屋面結(jié)構(gòu)2.1.1 屋面結(jié)構(gòu)屋面板采用全國通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集g410（一）1.5m×6m，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型屋面板，卷材防水。屋面板的選用方法（包括檐口板，嵌板）是：計算該板所受外加荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，在圖集中查出的允許外加荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)比它大但又最接近的板代號，其選用結(jié)果見表2-1.天溝板

5、采用 g410（三）1.5m×6m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板）.具體計算：半跨屋架上弦坡面總長=10.593m.當(dāng)排放6塊屋面板和1塊890mm的嵌板時，10.593-0.89-1.49*6=0.763m所以選用一塊770mm的天溝板。又屋面排板計算，天溝板的寬度為680mm，該廠房一側(cè)設(shè)有6根落水管，天溝板內(nèi)坡度為5，墊層最薄處為20mm厚，則最厚處為80mm，如圖2-1所示，按最厚處的一塊天溝板計算其所受的外加荷載標(biāo)準(zhǔn)值，見圖2-2.選用方法同屋面板，其選用結(jié)果見表2-1，但需要注意天溝板的開洞位置.屋架采用95g415（三）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線形屋架（跨度21m），

6、選用時應(yīng)根據(jù)屋面荷載大小，有無天窗及天窗類別，檐口類別等進(jìn)行選用，其選用見表2-1屋蓋支撐可不設(shè)屋架上弦橫向水平支撐，但須保證屋面板與屋架的連接不少于三個焊接點并沿板縫灌注不低于c15的細(xì)石混凝土，否則，應(yīng)在該廠房的兩端第一柱間設(shè)置上弦橫向水平支撐.屋架下弦的橫向及縱向水平支撐均不可設(shè)屋架間的垂直支撐與水平系桿，可在該廠房兩端的第一柱間的端中及兩端設(shè)置垂直支撐，并在各跨跨中下弦處設(shè)置通長的縱向剛系桿，在各跨兩端下弦處設(shè)置通長的鋼筋混凝土系桿.2.1.2 排架柱及基礎(chǔ)材料選用情況柱混凝土：采用c20,=9.6n/²,=1.54n/²鋼筋：縱向受力鋼筋采用hrb335級鋼筋（=

7、300n/²，=2×105n/²），箍筋采用hpb235級鋼筋.基礎(chǔ)混凝土：采用c20,=9.6n/²,=1.54n/²鋼筋：采用hrb335級鋼筋（=300n/²）表2-1構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號外加荷載允許荷載構(gòu)建自重屋面板g410(一)1.5m×6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板ywb2（中間跨）ywb2s（端跨）sbsiv改性油氈防水層 0.3520mm水泥砂漿找平層 20×0.02=0.40100mm水泥蛭石保溫層5*0.1=0.50一氈二油防水層0.0520mm水泥砂漿找平層0.40恒載 1.70kn/屋面活載0.

8、7雪載0.25 取最大值0.70kn/ 2.40 kn/2.46kn/板自重1.30kn/灌縫重0.1kn/g410(一)1.5m×6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（卷材防水嵌板，檐口板）kwb1（中間跨）kwb21s（端跨）同上2.50kn/板自重1.65kn/灌縫重0.1kn/天溝板g410(三)1.5m×6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（卷材防水天溝板）tgb771（中間跨）tgb681a（中間跨右端有開洞）tgb681b（中間跨左端有開洞）tgb681sa（端跨右端有開洞）tgb681sb（端跨左端有開洞）積水深為230mm（與高肋齊）10×0.23×0.46=1.

9、06二氈三油防水層 0.35×0.9=0.3220mm水泥砂漿找平層20×0.02×0.09=0.3680mm水泥蛭石保溫層50*0.08*0.5=0.20一氈二油隔氣層0.06×1.18=0.0620mm水泥砂漿找平層20×0.02×1.18=0.47 2.47kn/3.05kn/1.91kn/屋架g416(三)預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線形屋架（跨度21m）ywja241aa屋面板以上恒載 1.70 kn/活載 0.70 kn/ 屋架以上荷載 2.40 kn/3.50kn/86 kn/榀支撐重kn/吊車梁g323（二）鋼筋混凝土吊車梁（中

10、輕級工作制）dl6a（中間跨）dl6b（邊跨）39.5kn/根40.8kn/根2.1.3 梁柱的結(jié)構(gòu)布置 排架柱尺寸的選定計算上柱高及柱全高由工藝要求，軌頂標(biāo)高為+9.6m,吊車為15/3t,lk=21-1.5=19.5m,中級工作制，查吊車有關(guān)資料，軌頂至吊車頂距h=2.15m.由牛腿頂面標(biāo)高及模板要求，吊車梁高為1.2m，軌道及墊層構(gòu)造高度取0.2m，故牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-吊車梁高度-軌頂墊高=9.600-1.200-0.200=8.200m(取8.400m)依次，柱頂標(biāo)高=牛腿頂面高+吊車梁高+軌頂墊高+h+0.220=8.400+1.200+0.200+2.15+0.220=12.

11、17m(取12.300m)綜上，則柱頂標(biāo)高為12.300m，下柱高h(yuǎn)l=8.4+0.5=8.9m全柱高h(yuǎn)=柱頂標(biāo)高-基頂標(biāo)高=12.3+0.5=12.8m,上柱高h(yuǎn)u=h-hl=3.9m實際軌頂標(biāo)高=8.4+1.2+0.2=9.8m與9.6m要求相差在±0.2m范圍內(nèi)，滿足要求.初步確定柱截面尺寸.根據(jù)教材表2.7（6m柱距單層廠房矩形，工字形截面柱截面尺寸限值）.對于下柱截面寬度：b，可取b=400mm.=742mm根據(jù)表2.8廠房柱截面形式和尺寸參考（中級工作制）?。哼呏鵤.c軸：上柱：b×h=400mm×400mm下柱：i形b×h×b&#

12、215;h=400mm×900mm×100mm×150mm中柱b軸：上柱：b×h=400mm×600mm下柱：i形b×h×b×h=400mm×1000mm×100mm×150mm驗算初步確定的截面尺寸，滿足要求.牛腿尺寸初選由牛腿幾何尺寸的構(gòu)造規(guī)定45°,hlh/3,且hl200mm,故取=45°，hl=450mm，則a.c軸柱：c=750+b/2+c1-900=750+150+100-900=100mm；h=500+100=600mm.b軸柱：c=750+b/2+

13、c1-500=750+150+100-500=500mm；h=500+500=1000mm.牛腿尺寸見圖2-5柱間支撐可在該廠房中部軸線間設(shè)置上柱支撐和下柱支撐.吊車梁、柱及柱間支撐、墻體布置可參考以上選型及布置畫出.結(jié)構(gòu)布置圖見附圖-012.1.4 基礎(chǔ)平面布置基礎(chǔ)編號首先應(yīng)區(qū)分排架類型，分標(biāo)準(zhǔn)排架、端部排架、伸縮縫處排架等，然后對各類排架的中柱和邊柱的基礎(chǔ)分別編號，還有抗風(fēng)柱的基礎(chǔ)也須編入.基礎(chǔ)梁單層廠房鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁通常采用預(yù)制構(gòu)件，可按圖集g320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁選之，選時應(yīng)符合圖集的適用范圍，本設(shè)計中跨選為jl-3,邊跨為jl-18.基礎(chǔ)平面布置圖可參考以上選型及布置畫出.2.2

14、排架結(jié)構(gòu)計算2.2.1 計算簡圖及柱的計算參數(shù)計算簡圖見圖2-6.柱的計算參數(shù)根據(jù)柱子的截面尺寸，可列出計算參數(shù)如下表2-2.柱號計算參數(shù)截面尺寸（mm）面積（mm2）慣性矩（mm4）自重（kn/m）a、c上柱矩形400×4001.6×1052.13×1094.0下柱i形400×900×100×1501.875×10519.538×1094.69b上柱矩形400×6002.4×1057.2×1096.0下柱i形400×1000×100×1501.975&#

15、215;10525.634×1094.94表2-2 柱的計算參數(shù)2.2.2 荷載計算永久荷載屋蓋自重三氈二油上鋪小石子防水層 0.35kn/m220mm水泥砂漿找平層 20×0.02=0.40kn/m2100mm厚水泥蛭石保溫層 5*0.1=0.5kn/m2一氈二油隔氣層 0.05kn/m220mm水泥砂漿找平層 20×0.02=0.40kn/m2s預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板 1.40kn/m2屋蓋支撐 0.5kn/m2 =3.6kn/m2 則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重：g1=kn柱自重a、 c軸上柱：g2a=g2c=gkhu=4.0×3.9=15.6kn.下柱：

16、g3a=g3c=4.69*8.9=41.74knb軸上柱：g2b =6.0×3.9=23.4kn.下柱：g3b= 4.94×8.9=43.97kn吊車梁及軌道自重g4=26.6+0.8×6.0=31.4kn.各項永久荷載及其作用位置見圖2-7.屋面活荷載由«荷載規(guī)范»查得屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7kn/m2（因屋面活活荷載大于雪荷載，故不考慮雪荷載）.q=0.7×6×24/2=50.4kn活荷載作用位置于屋蓋自重作用位置相同，如圖2-7括號所示.吊車荷載吊車計算參數(shù)見表2-3，并將吊車噸位換算為kn.表2-3跨度（m）起重量q

17、(kn)跨度lk(m)最大輪壓pmax(kn)最小輪壓pmin(kn)大車輪距k(m)吊車最大寬度b(m)吊車總重g(kn)小車重g(kn)24150/3022.5185504.45.5532169根據(jù)b與k，算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應(yīng)點的坐標(biāo)值如圖2-8所示，依據(jù)該圖求得作用于柱上的吊車豎向荷載.吊車豎向荷載dmax=pk,maxyi=0.9×185*（1+0.808+0.267+0.075）=357.98kndmin=pk,minyi=0.9×50*（1+0.808+0.267+0.075）=96.75kn吊車橫向水平荷載1）當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓吭趒=150500kn

18、時，=0.10則一個大車輪子的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值=風(fēng)荷載由設(shè)計資料該地區(qū)基本風(fēng)壓為0=0.30kn/m2，按b類地面粗糙度，從«荷載規(guī)范»查得風(fēng)壓高度變化系數(shù)為：柱頂標(biāo)高h(yuǎn)=12.3m,查得=1.064，檐口標(biāo)高=1.00+2.43+1.5+1.8+3.0=14.5m，查得=1.126，屋頂標(biāo)高=16.20m，.風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：pakn/m2.=0=1.00.4×1.064×0.30=0.128kn/m2.則作用在排架計算簡圖的風(fēng)荷載設(shè)計值為：kn/mkn/mfw=【（）+()】=5.04kn風(fēng)荷載作用下的計算簡圖如圖2-9所示.2.2.3 內(nèi)力分析

19、剪力分配系數(shù)的計算a、 c軸柱： n=,則,b軸柱：，則,注：恒荷載作用下內(nèi)力分析屋蓋自重作用將圖2-7屋蓋自重荷載簡化為圖2-10（a）.其中g(shù)1a=g1c=264.05kn, =528.1knknm,knm由于圖2-10（a）所示排架的計算簡圖為對稱結(jié)構(gòu)，在對稱荷載作用下排架無側(cè)移，各柱可按上端為不動鉸支座計算，故中柱無彎矩.由a、c柱：n=0.109，=0.305，查表或計算得，查表或計算得，則ra=r1+r2=2.463+6.344=8.59kn,kn(),對于b柱，在r與m、m共同作用下，可以作出排架的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力圖，如圖2-10（b）、（c）所示.柱及吊車梁自重作用由于

20、在安裝柱子時尚未吊裝屋架，此時柱頂之間無聯(lián)系，沒有形成排架，故不產(chǎn)生柱頂反力，則按懸臂柱分析其內(nèi)力.計算簡圖如圖2-11（a）所示.a柱：m2a=g2ae2=15.60.25=3.90knm,g3a=41.74kn,g4a=45.6kn,m4a=g4ae=45.6（0.75-0.45）=13.68knm.b柱：g2b=23.40kn,g3b=43.97kn, g4b=91.2kn,排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-11（b）、（c）所示.屋面活荷載作用ab跨作用有屋面活荷載由屋架傳至柱頂?shù)膲毫閝=44.1kn，由它在a、b柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為：m1a=q1e=50.4×0.

21、05=2.52knm,m2a=q1e=50.4×0.25=12.6knm,=q1e=50.4×0.15=7.56knm,計算簡圖如圖2-12（a）所示.計算不動鉸支座反力a柱：由前知c1=2.143，c3=1.104，則ra=r1a+r2a=0.422+1.087=1.51kn()b柱：n=0.281,則排架柱頂不動鉸支座總反力為：r=ra+rb=1.32+0.90=2.22kn()將r反作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力（0.285,=0.43）va=ra- r=1.509-0.285×2.53=0.79kn()vb=rb- r=1.02-0.43&#

22、215;2.53=-0.07kn()vc=rc- r=1.02-0.285×2.53=-0.72kn()排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-12（b）、（c）所示.bc跨作用有屋面活荷載由于結(jié)構(gòu)對稱，故只需將ab跨作用有屋面活荷載情況的a柱與c柱的內(nèi)力對換并將內(nèi)力變號即可，其排架各柱內(nèi)力見圖2-13.吊車荷載作用（不考慮廠房整體空間工作）dmax作用于a柱由前，dmax=357.98kn(dmin=96.75kn),由吊車豎向荷載、在柱中引起的彎矩為：ma= dmax e=357.98×0.3=107.39knm,mb= dmin e=96.75×0.75=72.56

23、knm,計算簡圖如圖2-14（a）所示.計算不動鉸支座反力a柱：c3=1.104，b柱：c3=1.268，則不動鉸支座總反力為：r=ra+rb=-9.26+7.19=-2.07kn()將r反作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力（=0.285,=0.43）va=ra- r=-9.26+0.285×2.07=-8.67kn()vb=rb- r=7.19+0.43×2.07=8.08kn()vc=rc- r=0+0.285×2.07=0.59kn()排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-14（b）、（c）所示.dmax作用于b柱左由吊車豎向荷載，dmax=357.98

24、kn(dmin=96.75kn),在柱中引起的彎矩為：ma= =96.75×0.3=29.08knm,mb= =357.980.75=268.49knm,計算簡圖如圖2-14（a）所示.計算不動鉸支座反力a柱：c3=1.104，b柱：c3=1.268，則不動鉸支座總反力為：r=ra+rb=-2.5+26.6=24.1kn()將r反作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力（0.285,=0.43）va=ra- r=-2.5-0.285×24.1=-9.37kn()vb=rb- r=26.6-0.43×24.1=16.24kn()vc=rc- r=0-0.285&

25、#215;24.1=-6.87kn()排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-15（b）、（c）所示.dmax作用于b柱右根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性，其內(nèi)力計算同“dmax作用于b柱左”情況，只需將a、c柱內(nèi)力對換一下，并全部改變彎矩及剪力符號即可，其結(jié)果如圖2-16所示.dmax作用于c柱同理，將“dmax作用于a柱”情況的a、c柱內(nèi)力對換，并注意改變符號，得出各柱的內(nèi)力，如圖2-17所示.：ab跨的二臺吊車剎車計算簡圖如圖2-18（a）所示.a柱：由及n=0.109,=0.305,查表y=0.7hu得c5=0.579, 查表y=0.6hu得c5=0.631,內(nèi)插后得y=0.692,c5=0.583ra=-t

26、maxc5=-10.6×0.583=-6.18kn()b柱：由及n=0.281,=0.305,查表y=0.7hu得c5=0.647, 查表y=0.6hu得c5=0.693,內(nèi)插后得y=0.692,rb=-tmaxc5=-10.60×0.651=-6.90kn()則r=ra+rb=-6.18-6.90=-13.08kn()各柱頂剪力為va=ra- r=-6.18+0.285×13.08=-2.45kn()vb=rb- r=-6.90+0.43×13.08=-1.28kn()vc=rc- r=0.285×13.08=3.73kn()排架各柱的內(nèi)力如

27、圖2-18（b）所示.：bc跨的二臺吊車剎車根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性，內(nèi)力計算同“ab跨的二臺吊車剎車”情況，僅需將a柱和c柱的內(nèi)力對換.排架各柱的內(nèi)力如圖2-19（b）所示.：ab跨與bc跨各有一臺150/30kn吊車同時剎車時，計算簡圖如圖2-20（a）所示.a柱：同前c5=0.583，ra=-tmaxc5=-10.60×0.583=-6.18kn()b柱：同前c5=0.651，rb=-tmaxc5=-10.60×0.655=-6.90kn()c柱：同a柱，rc=-6.18kn()則r=ra+rb+rc=-6.18×2-6.90=-19.26kn()將r反作用于排架柱

28、頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力（0.285,=0.43）va=ra- r=-6.18+0.285×19.26=-0.69kn()vb=rb- r=-6.90+0.43×19.26=1.38kn()vc=rc- r=-6.18+0.285×19.26=-0.69kn()排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-20（b）所示.風(fēng)荷載作用風(fēng)自左向右吹時，計算簡圖如圖2-21（a）所示.a柱：n=0.109,=0.305,查表得c11=0.305，ra=-q1h2c11=-1.53×12.8×0.326=-6.38kn()c柱：同a柱，c11=0.326，r

29、c=-q2h2c11=-0.77×12.8×0.326=-3.21kn()則r=ra+rc+fw=-6.38-3.21-5.04=-14.59kn()將r反作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力（0.285,=0.43)va=ra- r=-6.38+0.285×14.59=-2.22kn()vb=rb- r=0+0.43×14.59=6.27kn()vc=rc- r=-3.21+-0.285×(-14.59)=0.95kn()排架各柱的內(nèi)力如圖2-21（b）所示.風(fēng)自右向左吹時，此種荷載情況的排架內(nèi)力與“風(fēng)自左向右吹”的情況相同，僅需將a

30、、c柱的內(nèi)力對換，并改變其內(nèi)力的符號即可.排架各柱的內(nèi)力如圖2-22所示.2.2.4 最不利內(nèi)力組合首先，取控制截面，對單階柱，上柱為-截面，下柱為-、-截面.考慮各種荷載同時作用時出現(xiàn)最不利內(nèi)力的可能性，進(jìn)行荷載組合，在本設(shè)計中，取常用的荷載組合有三種，即永久荷載+0.9（可變荷載+風(fēng)荷載）；永久荷載+其它可變荷載；永久荷載+風(fēng)荷載.在每種荷載組合中，對柱仍可以產(chǎn)生多種的彎矩m和軸力n的組合.由于m和n的同時存在，很難直接看出哪一種組合為最不利.但對i字形或矩形截面柱，從分析偏心受壓計算公式來看，通常m越大相應(yīng)的n越小，其偏心距e0就越大，可能形成大偏心受壓，對受拉鋼筋不利；當(dāng)m和n都大，可

31、能對受壓鋼筋不利；但若m和n同時增加，而n增加得多些，由于e0值減少，可能反而使鋼筋面積減少；有時由于n偏大或混凝土強度等級過低，其配筋量也增加。本設(shè)計考慮以下四種內(nèi)力組合：+mmax及相應(yīng)的n、v；-mmax及相應(yīng)的n、v；nmin及相應(yīng)的m、v；nmax及相應(yīng)的m、v.在這四種內(nèi)力組合中，前三種組合主要是考慮柱可能出現(xiàn)大偏心受壓破壞的情況；第四種組合考慮柱可能出現(xiàn)小偏心受壓破壞的情況；從而使柱能夠避免任何一種形式的破壞.分a（c）柱和b柱，組合其最不利內(nèi)力，在各種荷載作用下a（c）柱內(nèi)力設(shè)計值及標(biāo)準(zhǔn)值匯總見表2-4及表2-5；b柱內(nèi)力設(shè)計值及標(biāo)準(zhǔn)值匯總見表2-6及表2-7.a（c）柱內(nèi)力設(shè)

32、計值組合表見表2-8，而內(nèi)力按短期效應(yīng)組合表見表2-9；b柱內(nèi)力設(shè)計值組合表見表2-10，而內(nèi)力按短期效應(yīng)組合表見表2-11.2.3 排架柱的設(shè)計2.3.1 a(c)柱實際工程中，偏心受壓構(gòu)件在不同的荷載組合中，在同一截面分別承受正負(fù)彎矩；再者也為施工方便，不易發(fā)生錯誤，一般可采用對稱配筋，此處即取.混凝土強度等級用c30，；鋼筋采用hrb335，箍筋用級鋼筋.（1） 選取控制截面最不利內(nèi)力，對于對稱配筋的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)按照彎矩相差不多時，軸力越小越不利；軸力相差不多時，彎矩越大越不利的原則確定上主最不利內(nèi)力為m=80.13kn*m，n=335.77kn下柱控制截面的兩組最不利內(nèi)力：第一組m

33、=388.36kn*m,n=870.07kn第二組m=342.67kn*m，n=476.76kn（2）上柱配筋計算自表中取最不利內(nèi)力.m=81.45kn*m，n=381.36kn由表查得上柱的計算長度.原始偏心距,所以起始偏心距因應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。又故取，則，故，截面受壓區(qū)高度為：，說明截面屬于大偏心受壓.并按x=2計算。選318（）則柱截面全部縱筋的配筋率截面一側(cè)鋼筋的配筋率滿足要求。按軸心受壓構(gòu)件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力，計算長度，則滿足彎矩作用平面外的承載力要求下柱配筋計算自表2-8中取二組最不利內(nèi)力.第一組m1=388.36kn*m,n1=870.07kn第二組m2=34

34、1.09kn*m，n2=469.13kn按m1、n1計算由表查得下柱的計算長度.,，又故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)故取，又因故取，則，先按大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度，并假定中和軸通過翼緣內(nèi)。則，說明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計算受壓區(qū)高度x.且x>2x35=70mm,說明截面屬于大偏心受壓.故，按m2、n2=計算同前，.,由于又取.0。又因故取則，先按大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度，并假定中和軸通過翼緣內(nèi).則，假設(shè)成立，中和軸位于翼緣內(nèi) 綜合以上兩種計算結(jié)果，根據(jù)構(gòu)件的構(gòu)造規(guī)定，下柱為截面選，則下柱截面全部縱筋的配筋率，截面一側(cè)鋼筋的配筋率，滿足規(guī)定。按軸心受壓構(gòu)件驗算垂直于彎矩作用平面的

35、受壓承載力，下柱的計算長度則滿足彎矩作用平面外的承載力要求。柱裂縫寬度驗算混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范建議，對<0.55的偏心受壓構(gòu)件，可不驗算裂縫寬度.。對上柱和下柱，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值組合，均取偏心距最大時所對應(yīng)的不利內(nèi)力進(jìn)行裂縫寬度驗算。驗算過程如下表，其中上柱下柱，構(gòu)件受力特征系數(shù)，混凝土保護(hù)層厚度c取35.mm.表2-12 柱的裂縫寬度驗算表：柱截面上柱下柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值m(knm)60.81247.97n(kn)317.8390.94190.03mm<0.55(可不驗算裂縫寬度)634.3mm>0.55=475.750.01131.0（）1049.3mm0.564668.39mm

36、219.07mpa0.5720.155mm<0.3mm(滿足要求)（4） 柱的箍筋配置。非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均采用箍筋。牛腿設(shè)計截面尺寸驗算牛腿外形尺寸：作用于牛腿頂部的豎向荷載如表2-12所示.則作用于牛腿頂部的豎向荷載設(shè)計值；而按荷載短期效應(yīng)組合的豎向應(yīng)力值牛腿頂面無水平荷載，即.取a=0，那么故截面尺寸符合要求.正截面承載力計算確定縱筋數(shù)量因為，故縱向受拉鋼筋按構(gòu)造配置：，實際選用416 ()，斜截面承載力箍筋和彎起鋼筋按構(gòu)造確定因，故牛腿內(nèi)可不設(shè)彎起鋼筋.箍筋選為8120，且應(yīng)滿足牛腿上部范圍內(nèi)箍筋面積不小于縱向受力鋼筋面積的一

37、半，即，滿足要求.局部承壓強度驗算取墊板尺寸為400×400mm.則，故滿足要求.（6） 柱的吊裝驗算內(nèi)力計算柱插入杯口深度為則吊裝時總長為；各段柱自重線荷載（考慮動力作用的動力系數(shù)=1.5）的設(shè)計值為：，.該柱采用平吊，計算簡圖如圖2-23所示.圖2-23上柱根部與吊點處（牛腿根部）的彎矩設(shè)計值分別為：，下段柱最大正彎矩計算如下：，由，得，則.上柱配筋驗算在吊裝階段的強度與裂縫寬度驗算中，即取上柱318(),故上柱截面的承載力，裂縫寬度驗算如下：滿足要求.下柱配筋驗算以吊點所在截面為驗算截面，同上柱，可考慮兩翼緣上、下最外邊的一排鋼筋作為和的計算值，即為418().故下柱截面承載力

38、滿足.裂縫寬度驗算如下：滿足要求.2.3.2 b柱b柱的設(shè)計方法與a柱完全相同，具體結(jié)構(gòu)如下：上柱配筋計算自表2-10中取一組最不利內(nèi)力.m= 120.46knm，n=661.8kn；由表查得上柱的計算長度.原始偏心距,所以起始偏心距因應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。又故取，則，截面受壓區(qū)高度為：說明截面屬于大偏心受壓情況。柱截面全部縱筋配筋率，所以上柱按構(gòu)造配筋，。下柱配筋計算自表2-10中取二組最不利內(nèi)力.m1=371.06，n1=14154.29；m2=360.73,n2=1517.79kn。按m1、n1計算由表查得下柱的計算長度.,，又故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)故取，又因故取，則，先按大偏心受壓情況

39、計算受壓區(qū)高度，并假定中和軸通過翼緣內(nèi)。則，說明中和軸位于腹板內(nèi).又因說明截面屬于小偏心受壓.又因為所以只需按構(gòu)造要求配筋即可。按m2、n2=計算同前，.,由于又又因故取則，先按大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度，并假定中和軸通過翼緣內(nèi).則，假設(shè)不成立，中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計算受壓區(qū)高度x：說明截面屬于小偏壓情況。又因為所以只需按構(gòu)造配筋即可 綜合以上兩種計算結(jié)果，下柱構(gòu)造配筋。每側(cè)選用按軸心受壓構(gòu)件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力滿足要求。柱裂縫寬度驗算上柱自表2-11中取一組按短期效應(yīng)組合的最不利內(nèi)力值，m=85.97knm，n=627.8kn，下柱自表2-11中取一組按短期效應(yīng)組合

40、的最不利內(nèi)力值，m=265.05knm，n=1143.71kn，因上、下柱的，故可不驗算裂縫寬度.運輸、吊裝階段驗算驗算結(jié)果，采用平吊，吊點位置與a柱相同，此時上柱及下柱吊裝時構(gòu)件的承載力和裂縫寬度均符合要求.牛腿設(shè)計截面尺寸驗算牛腿外形尺寸：取，作用于牛腿頂部的豎向荷載如表2-12所示.則作用于牛腿頂部的豎向荷載設(shè)計值；而按荷載短期效應(yīng)組合的豎向應(yīng)力值；作用于牛腿頂部按荷載短期效應(yīng)組合計算的水平拉力值.那么故截面尺寸符合要求.正截面承載力計算確定縱筋數(shù)量所以縱向受力鋼筋按構(gòu)造配置，斜截面承載力箍筋和彎起鋼筋按構(gòu)造確定因，故牛腿內(nèi)可不設(shè)彎起鋼筋,水平箍筋選用，且應(yīng)滿足牛腿上部范圍內(nèi)箍筋面積不小

41、于縱向受力鋼筋面積的一半，即，滿足要求.局部承壓強度驗算取墊板尺寸為400×400mm.則，故滿足要求.全柱的模板及配筋圖見附圖-03.運輸、吊裝階段驗算內(nèi)力計算柱插入杯口深度為則吊裝時總長為；各段柱自重線荷載（考慮動力作用的動力系數(shù)=1.5）的設(shè)計值為：，.該柱采用平吊，計算簡圖如圖2-23所示.圖2-23上柱根部與吊點處（牛腿根部）的彎矩設(shè)計值分別為：，下段柱最大正彎矩計算如下：，由，得，則.上柱配筋驗算在吊裝階段的強度與裂縫寬度驗算中，即取上柱318(),故上柱截面的承載力，裂縫寬度驗算如下：滿足要求.下柱配筋驗算以吊點所在截面為驗算截面，同上柱，可考慮兩翼緣上、下最外邊的一排

42、鋼筋作為和的計算值，即為418().故下柱截面承載力滿足.裂縫寬度驗算如下：滿足要求.2.4 基礎(chǔ)設(shè)計按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gbj7-89）規(guī)定，對地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值在，單層排架結(jié)構(gòu)，6m柱距的多跨廠房，跨度，吊車額定起重量不超過30t的二級建筑物，設(shè)計時可不作地基變形計算，當(dāng)按地基承載確定基礎(chǔ)底面積、埋深以及設(shè)計基礎(chǔ)時，應(yīng)按荷載設(shè)計值進(jìn)行計算.2.4.1 a(c)柱荷載自表2-8中取得柱基礎(chǔ)頂面最不利的四組荷載設(shè)計值如下：m1=288.09knm(逆時針)，n1=653.53kn，v1=31.49kn（）；m2=203.87knm(順時針)，n2=484.24kn，v2=-18.10kn（）

43、；m3=34.06knm(順時針)，n3=725.13kn，v3=-0.77kn（）；圍護(hù)墻自重計算。每個基礎(chǔ)承受的圍護(hù)墻總寬度為6.0m，總高度為14.55嗎，基礎(chǔ)頂面標(biāo)高-0.500m,基礎(chǔ)梁標(biāo)高-0.500m，墻體用240mm厚實心黏土磚砌筑，容重19kn/，墻上設(shè)置剛框玻璃窗，按0.45kn/計算，每根基礎(chǔ)梁的重為16.7kn，則每個基礎(chǔ)承受的由墻體傳來的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：基礎(chǔ)梁自重 16.7kn墻體自重： 鋼窗自重 kn 圍護(hù)墻對基礎(chǔ)產(chǎn)生的偏心距為確定基礎(chǔ)尺寸基礎(chǔ)高度取柱插入深度為850mm，則.由表的杯底厚度,杯口底墊層為50mm，則基礎(chǔ)高度為，基礎(chǔ)頂面到0.00為500mm，這樣

44、，基礎(chǔ)埋深為1150+500-150=1500mm?；A(chǔ)底面尺寸地基承載力設(shè)計值按下式計算：并由表查得，取土的平均自重，則得.由nmax的一組荷載，按軸壓基礎(chǔ)初估計其底面尺寸：，因該基礎(chǔ)為偏心受壓，故取,底面選為矩形：，則基礎(chǔ)底面的；.基礎(chǔ)及其上填土重.地基承載力驗算作用于基礎(chǔ)底面的力矩及軸力設(shè)計值第一組荷載：.第二組荷載：.第三組荷載：.驗算基底應(yīng)力計算公式：；且滿足；.由前，按上式計算公式的計算結(jié)構(gòu)列于表2-15中.表2-15荷載組別第一組180.981120.10150.54第二組220.9740.44130.71第三組167.70153.01160.36故所設(shè)計的基礎(chǔ)底面尺寸合適.基礎(chǔ)

45、受沖切承載力驗算按第一組荷載驗算（因該組荷載產(chǎn)生的基礎(chǔ)底邊土凈反力為最大），此時，；則基礎(chǔ)底邊土壤凈反力為：.第二組，第三組柱邊處沖切面承載力驗算：基礎(chǔ)的杯壁厚度，取t=325mm，所以基礎(chǔ)頂面款為t+75=400mm,杯壁高度=450mm，對變階處進(jìn)行受沖切承載力驗算，沖切破壞錐面取保護(hù)層厚度為35mm，則基礎(chǔ)變階處截面的有效高度為所以所以受沖切承載力滿足要求。（5） 基礎(chǔ)底板配筋計算柱邊及變階處基地靜反力計算如下表表216荷載組別第一組200.39102.79164.90176.73第二組244.003.65115.27184.85第三組260.7669.95212.13214.50柱邊及變階處彎矩計算。柱邊出截面彎矩的計算，先按第二組內(nèi)力計算長邊方向短邊方向再按第三組內(nèi)力計算。長邊方向短邊方向變階處截面的彎矩計算，先按第二組內(nèi)力計算按第三組內(nèi)力計算：3配筋計算?；A(chǔ)底板受力鋼筋采用hrb335，=300n/，則基礎(chǔ)底板沿長邊方向的受力鋼筋截面面積為則鋼筋選為1310200，.基礎(chǔ)短邊方向配筋則鋼筋選為178200，.基礎(chǔ)配筋圖見附圖-04.2.4.2 b柱b柱的設(shè)計方法與a柱完全相同（計算過程從略），具體結(jié)果如下：荷載柱基礎(chǔ)頂面最不利的三組荷載設(shè)計值如下：m1=265.05kn