單層工業(yè)廠房計(jì)算書2014年東北農(nóng)業(yè)大學(xué)

1、單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書 學(xué)號(hào): 學(xué)院：水利與建筑 專業(yè)：土木工程 班級(jí)：姓名一 設(shè)計(jì)資料1. 某金工車間，單跨無天窗廠房，廠房跨度L=30m，柱距為6m，車間總長(zhǎng)度為120m，中間設(shè)一道溫度縫，廠房剖面圖如圖所示：2. 車間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)雙鉤橋式起重機(jī)，吊車起重量為150/30kN。3. 吊車軌頂標(biāo)高為9.6m。4. 建筑地點(diǎn)：哈爾濱。5. 地基：地基持力層為亞粘性層，地基承載力特征值為fak=180kN/m2。最高地下水位在地表15m。6. 材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，縱向鋼筋采用HRB400級(jí)，(360N/mm2)箍筋采用HPB235級(jí)。(300N/mm2)二. 選用結(jié)構(gòu)形式1. 鋼

2、屋蓋，采用30米鋼桁架，桁架端部高度為1.2m,中央高度為2.4m，屋面坡度為，屋面板采用彩色鋼板，厚4mm。2. 預(yù)制鋼筋混凝土吊車梁和軌道鏈接采用標(biāo)準(zhǔn)圖G325，中間跨DL-9Z，邊跨DL-9B，梁高。軌道連接采用標(biāo)準(zhǔn)圖集G3253. 預(yù)制鋼筋混凝土取軌道頂面至吊車梁頂面的距離，故牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-=9.6-1.2-0.2=8.2查附錄12得，吊車軌頂至吊車頂部的高度為2.7m,考慮屋架下弦至吊車頂部所需空間高度為220mm,故柱頂標(biāo)高=9.6+2.7+0.22=13.52m，三 柱的各部分尺寸及幾何參數(shù)上柱 b×h=400mm×400mm (g1=4.0kN/m

3、) Ai=b×h=1.6×105m2 I1=bh3/12=2.13×109mm4 圖1廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面尺寸下柱 bf×h×b×hf=400mm×800mm×100mm×100mm（g2=3.69kN/m） A2=100×400×2+（800-2×100）×100+2×25×150 =1.475×105mm2 I2=5003×100/12+2×(400×1003/12+400×100×

4、3002)+4×（253×150/36+343.752×1/2×100×25）=8.78×1010mm4 n=I1/I2=2.13×109/(8.78×109)=0.248 H1=3.6m；H2=3.6+8.6=12.2m。 =H1/H2=3.6/12.2=0.295四荷載計(jì)算 1. 恒荷載（1）屋蓋自重 SBS防水層 1.2×0.1=0.12kN/m2 20mm厚水泥砂漿找平層 1.2×0.02×20=0.48kN/m2 大型預(yù)應(yīng)力屋面板（包括灌縫重）1.2×1.4=1.6

5、8kN/m2 總1 g1=3.3kN/m2 屋架 1.2×60.5=72.6kN 則作用屋架一段作用于柱頂?shù)淖灾貫椋篏1=6×9×3.3+0.5×72.6=214.5kN（2）柱自重 上柱： G2=1.2×3.6×4.0=17.28kN 下柱： G3=1.2×8.6×3.69=38.08kN（3）吊車梁及軌道自重：G4=1.2×（30.4+0.8×6）=42.2kN2.屋面活荷載 由荷載規(guī)范查得屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2，因屋面活荷載大于雪荷載0.4kN（50年一遇），故不考慮雪荷載。

6、Q1=1.4×0.5×6×12=50.4kN3.風(fēng)荷載 由荷載規(guī)范查得齊齊哈爾地區(qū)基本風(fēng)壓為 0=0.45kN 風(fēng)壓高度變化系數(shù) （按B類地面粗糙度?。?柱頂： （按H2=11.5m）z=1.04 檐口處： （按H2=13.8m）z=1.11 屋頂： （按H2=15.4m）z=1.15 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：1k=zs1z0=1.0×0.8×1.04×0.45=0.37kN/m2 2k=zs2z0=1.0×0.5×1.04×0.45=0.23kN/m2 則作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：q1=1.4×0

7、.37×6=3.15kN/m q2=1.4×0.23×6=1.97kN/m Fw=Q(s1+s2) z0h1+(s3+s4) z0h2×B =1.4×（0.8+0.5）×1.11×0.45×2.3+（-0.6+0.5）×1.15×0.45×1.6×6=11.85kN （屋面坡度為1/8） 風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖： 圖2風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖4.吊車荷載 由附表16-2查得 Pk，max=180kN； Pk，min=1/2(G+g+Q)- Pk，max=1/2(228+20

8、0)-180=46.5kN B=5600mm，K=4400mm 則根據(jù)支座反力影響線求出作用于柱上的吊車豎向荷載為： Dmax=c*Q* Pk，max*yi=0.9×1.4×180×（1+0.267+0.8+0.067） =483.99kN Dmin=c*Q* Pk，min*yi=0.9×1.4×46.5×（1+0.267+0.8+0.067） =125.03kN 作用于每一輪子上的吊車橫向水平剎車力 Fh1=Q*/4(Q+g)=1.4×0.1/4×（200+77.2）=9.702kN 則兩臺(tái)吊車作用于排架柱頂上的

9、吊車橫向水平荷載為 Fh=c* Fh1*yi=0.9×9.702×（1+0.267+0.8+0.067） =18.63kN五內(nèi)力計(jì)算1恒荷載 （1）屋蓋自重作用 因?yàn)槲萆w自重是對(duì)稱荷載，排架無側(cè)移，故按柱頂為不動(dòng)鉸支座計(jì)算。由廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面尺寸圖取用計(jì)算截面圖 圖3 取用計(jì)算截面e1=0.05m,e0=0.15m,G1=214.5kN,根據(jù)n=0.248，=0.295查表得C1=1.760，C3=1.268，則可得 R=-G1/H2(e1*C1+e0*C3)=-214.5/12.2×(0.05×1.760+0.15×1.268)=-4.9

10、7kN() 計(jì)算時(shí)對(duì)彎矩和剪力的符號(hào)規(guī)定為：彎矩圖繪在受拉一邊；剪力對(duì)桿端而言，順時(shí)針方向?yàn)檎?），剪力圖可繪在桿件的任意一側(cè)，但必須注明正負(fù)號(hào)，亦即取結(jié)構(gòu)力學(xué)的符號(hào)。這樣，由屋蓋自重對(duì)柱產(chǎn)生的內(nèi)力如下圖： 圖4 恒荷載內(nèi)力圖 M=-214.5×0.05+4.97×3.6=7.17kN·m M=-214.5×0.15+4.97×3.6=-14.28kN·m M=-214.5×0.15+4.97×12.2=28.46kN·m N= N=N=214.5kN，V=4.97kN（2）柱及吊車梁自重作用 由于在安

11、裝柱子時(shí)尚未吊裝屋架，此時(shí)柱頂之間無連系，沒有形成排架，故不產(chǎn)生柱頂反力；因吊車梁自重作用點(diǎn)距離柱外邊緣不少于750mm，則內(nèi)力如下圖4所示：M=0，M=M=+42.2×0.50-17.28×0.15=18.51kN·mN=17.28kNN=17.28+42.2=59.48kNN=59.48+35.50=94.98kN2.屋面活荷載作用 因屋面活荷載與屋蓋自重對(duì)柱的作用點(diǎn)相同，故可將屋蓋自重的內(nèi)力乘以下列系數(shù)，即得屋面活荷載內(nèi)力分布圖如圖4所示，其軸向壓力及剪力為： Q1/G1=50.4/214.5=0.235 N= N= N=50.4kN，V=0.235

12、5;4.97=1.168kN3.風(fēng)荷載作用 為計(jì)算方便，可將風(fēng)荷載分解為對(duì)稱及反對(duì)稱兩組荷載。在對(duì)稱荷載作用下，排架無側(cè)移，則可按上端為不動(dòng)鉸支座進(jìn)行計(jì)算；在反對(duì)稱荷載作用下，橫梁內(nèi)力等于零，則可按單根懸臂柱進(jìn)行計(jì)算。 圖5 柱作用正風(fēng)壓圖當(dāng)柱頂作用集中風(fēng)荷載Fw時(shí)，當(dāng)墻面作用均布風(fēng)荷載時(shí)，查表得C11=0.355，則得 R3= C11·H2·1/2(q1-q2)=0.355×12.2×1/2×(3.15-1.97)=2.56kN 當(dāng)正風(fēng)壓力作用在A柱時(shí)橫梁內(nèi)反力R： R=R1+R3=8.49kN A柱內(nèi)力圖如圖6所示，其內(nèi)力為 M=(Fw-R

13、)x+1/2q1x2 M=M=(11.85-8.49)×3.6+1/2×3.15×3.62=36.07kN·mM=(11.85-8.49)×12.2+1/2×3.15×12.22=275.42kN·mN=N=N=0V=(Fw-R)+q1x=(11.85-8.49)+3.15×12.2=42.14kN圖柱作用正風(fēng)壓圖柱作用負(fù)風(fēng)壓當(dāng)負(fù)風(fēng)壓力作用在柱時(shí)（如圖所示），其內(nèi)力為M=-Rx1/2qx2 M=M=-8.49×3.61/2×1.97×3.62=-43.33kN·mM

14、=-8.49×12.21/2×1.97×12.22=-250.19kN·mN=N=N=0V=-R-q2x=-8.49-3.15×12.2=-32.52kN4吊車荷載 (1)當(dāng)Dmax值作用于A柱 （如圖8-a所示） 根據(jù)n=0.248，=0.295查表得C3=1.268。吊車輪壓與下柱中心線距離按構(gòu)造要求取e4=0.35m，則得排架柱上端為不動(dòng)鉸支座時(shí)的反力值為： R1=-Dmax·e4·C3/H2=-483.99×0.35×1.268/12.2=-25.15kN() R2=-Dmin·e4&#

15、183;C3/H2=-125.03×0.35×1.268/12.2=6.50kN() 故R=R1+R2=-25.15+6.50=-18.65kN() 再將R值反向作用于排架柱頂，按剪力分配進(jìn)行計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故各柱剪力分配系數(shù)相等，即A=B=0.5。（如圖8-b所示）各柱的分配剪力為： VA=- VB=AR=0.5×18.65=9.33kN() 最后各柱頂總剪力為： VA= VA-R1=9.33-25.15=-15.82kN() VB = VB-R2=9.33+6.50=-15.83kN() 圖8 吊車豎向荷載作用時(shí)柱頂剪力 (a)上端為不動(dòng)鉸支座時(shí) (b)柱

16、頂作用R時(shí)則A柱的內(nèi)力為：（如圖9-a所示） M=-VA·x=-15.82×3.6=-56.95kN·mM=-VA·x+Dmax·e4=-56.95+483.99×0.35=185.05kN·mM=-15.82×12.2+483.99×0.5=48.99kN·mN=0kNN=N=483.99kNV=VA=-15.82kN() 圖9 吊車豎向荷載對(duì)A柱內(nèi)力圖 (a)當(dāng)Dmax作用于A柱時(shí) (b)當(dāng)Dmin作用于A柱時(shí) (2)當(dāng)Dmin值作用于A柱時(shí)（如圖9-b所示） M=-VA·x=-1

17、5.82×3.6=-56.95kN·mM=-VA·x+Dmin·e4=-56.95+125.03×0.35=5.57kN·mM=-15.82×12.2+125.03×0.35=-130.49kN·mN=0kNN=N=125.03kNV=VA=-15.82kN() (3)當(dāng)Fh值自左向右作用時(shí)() 由于Fh值同向作用在A、B柱上，因此排架的橫梁內(nèi)力為零，則得A柱的內(nèi)力：（如圖10所示） 圖10 吊車橫向水平作用 （a）吊車橫向水平作用于排架 （b）橫向水平作用時(shí) M=M=Fhx=18.63×1.0

18、=18.63kNM=18.63×(9+0.6)=178.8kN·mN=N=N=0V=Fh=18.63kN() (4)當(dāng)Fh值自右向左作用時(shí)() 其內(nèi)力值與當(dāng)Fh值自左向右作用時(shí)相同，但方向相反。六內(nèi)力組合 單跨排架的A柱與B柱承受荷載的情況相同，故僅對(duì)A柱在各種荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)行組合。表1為A柱在各種荷載作用下內(nèi)力匯總表，表2為A柱承載力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的基本組合，表3為A柱正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合及準(zhǔn)永久組合。 表1為A柱在各種荷載作用下內(nèi)力匯總表荷載種類恒荷載屋面活荷載風(fēng)荷載吊車荷載左風(fēng)右風(fēng)荷載編號(hào)12345678-7.171.6836.07-43.33-5

19、6.95-56.9518.63-18.63231.7850.45.981.425.76-30.95-40.68-40.6813.31-13.31193.1536.0-4.23-3.5436.07-43.33 185.055.5718.63-18.63274.950.4483.99125.033.53-2.5325.76-30.95132.183.9913.31-13.31229.0836.0345.7189.31-46.976.69275.42-250.1948.99-130.49178.85-178.85273.9850.4483.99125.034.971.16842.14-32.52-1

20、5.82-15.8218.63-18.6339.144.78194.19-175.9634.99-93.21127.75-127.75228.32360345.7189.314.140.8329.66-23.06-11.3-11.313.31-13.31 注：（1）內(nèi)力的單位是kN·m，軸力的單位是kN，剪力的單位是kN；（2）表中彎矩和剪力符號(hào)對(duì)桿端以順時(shí)針為正，軸向力以壓為正；（3）表中第1項(xiàng)恒荷載包括屋蓋自重、柱自重、吊車梁及軌道自重；（4）組合時(shí)第3項(xiàng)與第4項(xiàng)、第5項(xiàng)與第6項(xiàng)、第7項(xiàng)與第八項(xiàng)二者不能同時(shí)組合；（5）有Fh作用時(shí)候必須有Dmax或Dmin同時(shí)作用。表2為A柱承載

21、力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的基本組合組合荷載組合內(nèi)力名稱-由可變荷載效應(yīng)控制的組合（簡(jiǎn)化規(guī)則）1+0.9(2+3)1+0.9(3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)32.62277.14220.00710.49505.93754.9346.481+0.9(4+6+8)1+0.9(2+4+6+8)1+0.9(4+6+8)-99.85231.78-49.71432.79-456.61386.51-55.301+0.9(2+4+6+8)1+0.9(2+3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)-98.34277.14216.82755.85505.93754.9346.481+0.9(4+6+8)1+0.9

22、(4+6+8)1+0.9(4+6+8)-99.85231.78-46.52387.43-456.61386.51-55.30注：由永久荷載效應(yīng)控制的組合：其組合值不是最不利，計(jì)算從略。表3 A柱正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合組合荷載組合內(nèi)力名稱-由可變荷載效應(yīng)控制的組合（簡(jiǎn)化規(guī)則）值：活：0.7；風(fēng)：0.6；吊車：0.71+3+0.7×21+5+0.6×3+0.7×71+3+0.7(2+5+7)32.72 218.35160.48574.79350.59495.5235.791+4+0.7(6+8)1+4+0.7(2+6+8)1+4+0.7(6+8)-76.8

23、9 193.15-35.72316.80-291.49290.84-36.151+3+0.7×21+5+0.6×3+0.7（2+7）1+5+0.6×3+0.7(2+7)32.72 218.35158.71599.99283.42599.2320.351+4+0.7(6+8)1+4+0.7(6+8)1+4+0.7(6+8)-76.89 193.15-33.94291.60-291.49290.84-36.15注：對(duì)準(zhǔn)永久組合計(jì)算，其值要小于標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的相應(yīng)對(duì)應(yīng)計(jì)算值，故在表中從略。七柱子設(shè)計(jì) 1.上柱配筋計(jì)算 從表2中選取兩組最不利的內(nèi)力 M1=-99.85kN&#

24、183;m；N1=231.78kN。 M2=-98.34kN·m；N2=277.14kN。(1) 先按M1，N1計(jì)算l0/h=2×3600/400=18>5,故需要考慮縱向彎曲影響，其截面按對(duì)稱配筋計(jì)算，偏心距為： e0=M1/N1=99.85/231.78=0.431m ea=h/30=400/30=13.33mm20mm，取20mm ei=e0+ea=431+20=451mm 1=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.6×105/(231.78×103)=4.9>1.0 取1=1.0 又l0/h=18>15，故

25、取2=1.15-0.01·l0/h=1.15-0.01×18=0.97 =1+12=1+×1.0×0.97=1.199 ei=1.199×451=532.75mm>0.3h0=109.5mm 故按大偏心受壓計(jì)算 則e=ei+h/2-as=532.75+400/2-35=697.75mm b=0.482 N1fcbh0=N/(1fcbh0)=231.78×103/(1.0×14.3×400×365)=0.111<b h0=0.111×365=40.5mm<2as=70mm 不滿足

26、 取x=2as=70mm，則 =2as/h0=70/365=0.192 As=As=Ne-1fcbh02(1-0.5)/fy(h0-as)e=ei+h/2-as=532.75+400/2-35=697.75mmAs=231.78×103×697.75-1.0×14.3×400×3652×0.192×(1-0.5×0.192)/360×(365-35)=247.96mm2因As=247.96mm2<minbh=0.002×400×400=320mm2 取As=320mm2配置220

27、（As=628mm2） (2)再按M2，N2計(jì)算（M2=-98.34kN·m；N2=277.14kN） e0=M2/N2=99.34/277.14=0.358m ea=h/30=400/30=13.33mm20mm，取20mm ei= e0+ea=358+20=378mm 1=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.6×105/(277.14×103)=4.1>1.0 取1=1.0 又l0/h=18>15，故取2=1.15-0.01·l0/h=1.15-0.01×18=0.97 =1+12=1+×1.0

28、×0.97=1.233 ei=1.233×378=466.07mm>0.3h0=109.5mm 故按大偏心受壓計(jì)算 則e=ei+h/2-as=466.07+400/2-35=631.07mm b=0.482 N1fcbh0=N/(1fcbh0)=277.14×103/(1.0×14.3×400×365)=0.133<b h0=0.133×365=48.5mm<2as=70mm 不滿足 取x=2as=70mm，則 =2as/h0=70/365=0.192 As=As=Ne-1fcbh02(1-0.5)/fy(

29、h0-as)e=ei+h/2-as=466.07+400/2-35=631.07mmAs=277.14×103×631.07-1.0×14.3×400×3652×0.192×(1-0.5×0.192)/360×(365-35)=358.82mm2因As=358.82mm2>minbh=0.002×400×400=320mm2 取As=358.82mm2配置220（As=628mm2） 綜合兩組計(jì)算結(jié)果，最后上柱鋼筋截面面積每側(cè)選用(220（As=628mm2）) 2.下柱配筋計(jì)算

30、 從表2中選取兩組最不利的內(nèi)力 M1=-456.61kN·m；N1=386.51kN。 M2=505.93kN·m；N2=754.93kN。(1) 先按M1，N1計(jì)算l0/h=8600/800=10.75>5,故需要考慮縱向彎曲影響，其截面按對(duì)稱配筋計(jì)算，其偏心距為： e0=M1/N1=456.61/386.51=1.181m ea=h/30=800/30=26.67mm>20mm ei= e0+ea=1181+26.67=1207.67mm 1=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.475×105/(386.51×10

31、3)=2.73>1.0 取1=1.0又l0/h=10.75<15，故取2=1.0 =1+12=1+×1.0×1.0=1.059 則e=ei+h/2-as=1278.92+800/2-35=1643.92mm 先按大偏心受壓計(jì)算相對(duì)受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過翼緣，則有，x<hf=112.5mm,b=0.550,x=N/(1fcbf)=386.51×103/(1.0× 14.3×400)=67.57mm<b h0=0.55×765=420.75mm As=As=Ne-1fcbfx(h0-0.5x)/fy(h0-

32、as)=386.51×103×1643.92-1.0×14.3×400×67.57×(765-0.5×67.57)/360×(765-35)=1342mm2>minA=0.002×1.475×105mm2=295mm2 (2)再按M2，N2計(jì)算（M2=505.93kN·m；N2=754.93kN） e0=M2/N2=505.93/754.93=0.670m ea=h/30=800/30=26.67mm>20mm ei= e0+ea=670+26.67=696.67mm1=0

33、.5fcA/N=0.5×14.3×1.475×105/(754.93×103)=1.397>1.0 取1=1.0 2=1.0 =1+12=1+×1.0×1.0=1.102 則e=ei+h/2-as=1.102×696.67+800/2-35=1133mm 先按大偏心受壓計(jì)算相對(duì)受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過翼緣，則有，x<hf=112.5mm,b=0.550,x=N/(1fcbf)= 754.93×103/(1.0× 14.3×400)=131.98mm> hf=112.5mm

34、x>2as=70mm，按中和軸在腹板內(nèi)的大偏心受壓對(duì)稱配筋計(jì)算。x=N-1fc(bf-b)hf/(1fcb) =754.93×103-1.0×14.3×(400-100)×100/(1.0×14.3×100)=227.92mmAs=As=Ne-1fcbfx(h0-0.5x) - 1fc(bf-b)hf(h0- hf)/fy(h0-as)=754.93×103×1133-1.0×14.3×400×67.57×(765-0.5×67.57)- 14.3×

35、(400-100)×100×(765-100)/360×(765-35)=1093mm2>minA=0.002×1.475×105mm2=295mm2綜合兩組計(jì)算結(jié)果，最后上柱鋼筋截面面積每側(cè)選用(422（As=1520mm2）)3.柱裂縫寬度驗(yàn)算 (1)上柱 從表-3中取一組正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的組合值進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算： Mk=76.89kN·m,Nk=193.15kNe0=Mk/Nk=0.398m te=As/Ate=As/(0.5bh)=628/(0.5×400×400)=0.00785<0.

36、01,取0.01因?yàn)?l0/h=18>14；1=1.0；2=0.97s=1+×1.0×0.97=1.157則e=se0+h/2-as=1.157×398+400/2-35=625mmf=0，z=0.87-0.12(1-f)(h0/e)2h0 =0.87-0.12(1-0)×(365/625)2×365 =303mm按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力 sk=Nk(e-z)/(zAs)=193.15×103(625-303)/(303×628)=326.8N/mm2裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為: =1.1-0.65ftk/

37、(te·sk) =1.1-0.65×2.01/(0.01×326.8)=0.7max=2.1(sk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte) =2.1×0.7×(326.8/200000)×(1.9×25+0.08×20/0.001) =0.498mm>0.3mm不滿足要求，故重新配置鋼筋：420（As=1256mm2）則te=0.0157；sk=163.42N/mm2=1.1-0.65ftk/(te·sk) =1.1-0.65×2.01/(0.01×163.42)

38、=0.591故max=2.1(sk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte) =2.1×0.591×(163.8/200000)×(1.9×25+0.08×20/0.001) =0.21mm<0.3mm滿足要求。 (2)下柱 從表-3中取一組正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的組合值進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算： Mk=350.59kN·m,Nk=495.52kNe0=Mk/Nk=0.708m te=As/Ate=As/(0.5bh)=628/(0.5×400×400)=0.0238因?yàn)?l0/h=10.75<

39、14；1=1.0；s=1.0則e=se0+h/2-as=1.0×708+400/2-35=1073mmf=(bf-b)hf/(bh0)=(400-100)×112.5/(100×765)=0.441z=0.87-0.12(1-f)(h0/e)2h0 =0.87-0.12(1-0.441)×(765/1073)2×765 =639.5mm按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力 sk=Nk(e-z)/(zAs)=495520×(1073-639.5)/(639.5×1520)=354.78N/mm2裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為: =

40、1.1-0.65ftk/(te·sk) =1.1-0.65×2.01/(0.0206×354.78)=0.917max=2.1(sk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte) =2.1×0.917×(354.78/200000)×(1.9×25+0.08×22/0.0206) =0.287mm<0.3mm滿足要求。4.運(yùn)輸、吊裝階段驗(yàn)算 (1)荷載計(jì)算 上柱矩形截面面積 0.16m2 下柱矩形截面面積 0.32m2 下柱工字形截面面積 0.1475m2 上柱線荷載 q3=0.16×25

41、=4kN/m 下柱平均線荷載 q1=0.32×(0.6+1.5)+0.1475×6×25/8.1=4.8kN/m 牛腿部分線荷載q2=0.24+0.4×(0.25×0.3+0.5×0.25×0.3)/0.5/25 =10.25kN/m(2)彎矩計(jì)算 l1=0.6+6+1.5=8.1ml2=0.5m；l3=3.6m則： MC=-0.5×4×3.62=25.92kN·m MB=-4×3.6×(0.5+0.5×3.6)-0.5×10.25×0.52=-

42、33.28kN·m求AB跨最大彎矩，先求反力RA： MB=0 RA=(0.5×4.8×8.12-33.28)/8.1=15.33kN令V=RA-q1X=0；X=RA/q1=15.33/4.8=3.19m則AB跨最大彎矩為： MAB=15.33×3.19-0.5×4.8×3.192=24.48kN故最不利截面為B及C截面(3)配筋驗(yàn)算 對(duì)B截面 荷載分享系數(shù)為1.2，動(dòng)力系數(shù)為1.5，對(duì)一般建筑物，構(gòu)件的重要性系數(shù)取0=0.9，則其彎矩設(shè)計(jì)值為 MB=-1.2×1.5×0.9×33.28=-53.91kN&

43、#183;m 受拉鋼筋截面面積：（為偏于安全，下柱取工形截面計(jì)算） s=M/(1fcbh02)=53910000/(1.0×14.3×200×3652)=0.1415 查表得 s=0.928 As= M/(fysh0)=53910000/(360×0.928×365)=422mm2 下柱原配受拉鋼筋422（As=1520mm2），故安全 對(duì)C截面 其彎矩設(shè)計(jì)值為：MB=-1.2×1.5×0.9×25.92=-41.99kN·m 受拉鋼筋截面面積 s=M/(1fcbh02)=41990000/(1.0

44、15;14.3×400×3652)=0.055 查表得 s=0.972 As= M/(fysh0)=41990000/(360×0.972×365)=329mm2 下柱原配受拉鋼筋420（As=1256mm2），故安全(4)裂縫寬度驗(yàn)算 對(duì)B截面 te=As/(0.5bh)=1520/(0.5×400×200)=0.038 MBk=-1.5×33.28=-49.92kN·m sk=Mk/(0.87Ash0)=49920000/(0.87×1520×365)=103.4N/mm2 =1.1-0.6

45、5ftk/(te·sk)=1.1-0.65×2.01/(0.038×103.4)=0.758 max=2.1(sk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte) =2.1×0.758×(103.4/200000)×(1.9×25+0.08×22/0.038) =0.077mm<0.3mm 故滿足要求 對(duì)C截面 te=As/(0.5bh)=1256/(0.5×400×200)=0.0314 MBk=-1.5×25.92=-38.88kN·m sk=Mk/(0.8

46、7Ash0)=38880000/(0.87×1256×365)=97.48N/mm2 =1.1-0.65ftk/(te·sk)=1.1-0.65×2.01/(0.0314×97.48)=0.673 max=2.1(sk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte) =2.1×0.673×(103.4/200000)×(1.9×25+0.08×20/0.0314) =0.054mm<0.3mm 故滿足要求綜上所述，既可以采用平吊，也可以采用翻身吊，建議采用翻身吊。 5.柱的牛腿設(shè)計(jì)

47、(1)荷載計(jì)算 Dkmax=0.9×180×(1+0.207+0.8+0.06)=336.0kN G4=30.4+0.8×6=35.2kN共計(jì) 371.2kN(2)截面尺寸驗(yàn)算 h1=250mm, h=500mm, C=350mm, 則h0=500-35=465mm， a=750-800=-50mm，ftk=2.01N/mm2，F(xiàn)hk=0,=0.80。 (1-0.5Fhk/Fvk)ftkbh0/(0.5+a/h0)=0.8×2.01×400×465/(0.5-50/465) =762kN>Fvk=371.2kN <450,

48、故滿足要求。(3)配筋計(jì)算 縱筋截面面積Fv=1.2×35.2+1.4×336.0=513kN As=50×513×103/(0.85×300×465)=216mm2 <minbh=0.002×350×500=280mm2 選用416（As=402mm2） 箍筋選用8100mm（28，Ash=101mm2），則在上部2/3h0處實(shí)配箍筋截面面積為 Ash=101/100×2/3×402=271mm2>1/2As=1/2×402=201mm2 滿足要求 a/h0=50/465

49、=0.11<0.3，故不需設(shè)置彎起鋼筋。八基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 1.荷載 按地基規(guī)范規(guī)定，對(duì)地基承載力特征值為160-200kN/m2，單跨廠房的跨度l30m，吊車起重量不超過30-50t的丙級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)時(shí)可不做地基變形驗(yàn)算。當(dāng)?shù)鼗闯休d力確定基礎(chǔ)底面面積時(shí)，應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。這樣，可從表3中選取以下兩組控制內(nèi)力進(jìn)行基礎(chǔ)底面計(jì)算： M1k=350.59kN·m；N1k=495.52kN；V1k=35.79kN M2k=291.49kN·m；N2k=290.84kN；V1k=-36.15kN 初步估算基礎(chǔ)底面尺寸為: A=l·b=2.4×3.6=8.

50、64m2,W=1/6×2.4×3.62=5.184m3，取基礎(chǔ)高度為1.1m，基礎(chǔ)埋深為1.7m，則基礎(chǔ)自重和土重為：(取基礎(chǔ)與土的平均自重為20kN/m3) Gk=m·lb·H=20×2.4×3.6×1.7=294kN 由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂面的外墻重： Gwk=12.2×6.0-4.8×(4.8+2.0)+2.2×6×0.37×19=378kN 2.地基承載力驗(yàn)算 d=1.6，取基礎(chǔ)底面以上土的平均自重m=20kN/m3，則 fa=180+1.6×20×(

51、1.7-0.5)=218.4kN/m2 (1) 按第一組荷載驗(yàn)算，其基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為 Mbot,1k=M1k+V1k·h+Gwk·ew =350.59+35.79×1.1-378×(0.37/2+0.8/2) =168.83kN Nbot,1k=N1k+Gk+Gwk=495.52+299+378=1167.52kN p1k,max =Nbot,1k/(l·b)±Mbot,1k/W p1k,min =1167.52/(2.4×3.6)±168.83/5.184=135.13±32.57 167.7k

52、N/m2<1.2fa=1.2×218.4=262.08kN/m2 = 102.56kN/m2 pk=1/2×(167.7+102.56)=135.13kN/m2<fa=218.4kN/m2 (2)按第二組荷載驗(yàn)算，其基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為 Mbot,2k=M2k+V2k·h+Gwk·ew =-291.49-36.15×1.1-378×(0.37/2+0.8/2) =-552.39kN Nbot,2k=N2k+Gk+Gwk=290.84+294+378=962.84kN p2k,max =Nbot,2k/(l·b

53、)±Mbot,2k/W p2k,min =552.39/(2.4×3.6)±962.84/5.184=111.44±106.56 218.2kN/m2<1.2fa=1.2×218.4=262.08kN/m2 = 4.88kN/m2pk=1/2×(218+4.88)=109.1kN/m2<fa=218.4kN/m2 故滿足要求。 3.基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算 從表2中取用第一組荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值，（其產(chǎn)生的pmax較大者）進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算，M1=-456.61kN·m，N1=386.51kN，V1=-55.3kN 其基礎(chǔ)底面的相應(yīng)荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值為： 基礎(chǔ)自重（不考慮） 外