單層廠房排架結構設計實例

1、3.9單層廠房排架結構設計實例A Design of Example for Mill Bents of One-story IndustrialWorkshops3.9.1 設計資料及要求3.1 .工程概況某機修車間為單跨廠房，跨度為24m,柱距均為車各2臺，吊車工作級別為 A5級，軌頂標高不小于 240mm厚雙面清水磚墻，采用鋼門窗，鋼窗寬度為 及剖面分別如圖3-76和圖3-77所示。6m,車間總長度為 66nl每跨設有起重量為 20/5t吊9.60m。廠房無天窗，采用卷材防水屋面，圍護墻為6m,室內(nèi)外高差為l50mm,素混凝土地面。建筑平面7 H « W 11126D0011r

2、 11:碉W:_;6000，i: 160004財1t:2：01:聯(lián) , -,IR1 11:雙1t- -16D9D卜iq卜. iSOCdIT：i111I i 111 r if/ 1111;1 1r1iI lwoo&加一，葭r 16709 W 1112圖 3-76圖 3-772 .結構設計原始資料廠房所在地點的基本風壓為 0.35kN/m2,地面粗糙度為 B類；基本雪壓為。.0.30kN/m2。風荷載 的組合值系數(shù)為0.6 ,其余可變荷載的組合值系數(shù)均為 0 7。土壤凍結深度為 0.3m,建筑場地為I級非自 重濕陷性黃土，地基承載力特征值為 l65kN/m :,地下水位于地面以下 7m,不

3、考慮抗震設防。3 .材料基礎混凝土強度等級為 C20；柱混凝土強度等級為 C3Q縱向受力鋼筋采用 HRB335級、HRB400a;箍 筋和分布鋼筋采用 HPB235級。4 .設計要求分析廠房排架內(nèi)力，并進行排架柱和基礎的設計；3.9.2 構件選型及柱截面尺寸確定因該廠房跨度在l5-36m之間，且柱頂標高大于8m,故采用鋼筋混凝土排架結構。為了保證屋蓋的整體性和剛度，屋蓋采用無楝體系。由于廠房屋面采用卷材防水做法，故選用屋面坡度較小而經(jīng)濟指標較好 的預應力混凝土折線形屋架及預應力混凝土屋面板。普通鋼筋混凝土吊車粱制作方便，當?shù)踯嚻鹬亓坎淮?時，有較好的經(jīng)濟指標，故選用普通鋼筋混凝土吊車粱。廠房各

4、主要構件造型見表3-16。由設計資料可知，吊車軌頂標高為 9. 80m。對起重量為20/5t、工作級別為 A5的吊車，當廠房跨度為24m時，可求得吊車的跨度 Lk=24- 0. 75 X2=22. 5m,由附表4可查得吊車軌頂以上高度為2.3m;選定吊車梁的高度ht=1.20m,暫取軌道頂面至吊車梁頂面的距離ha=0.2m,則牛腿頂面標高可按下式計算：牛腿頂面標高二軌頂標高-hb- h =9.60-1.20-0.20=8.20mb a主要承嚏構件選型表表*1七構件名稱1忸準圖集選用型號1重力荷留尿群值屋立板04G 41gL IuiXGih前應力限斑_L屋面友YW1>211 1中間普YWH

5、2U 一端跖上1包括酒犍重天洵板04G4I0-1稹應力混揀I屋面板（卷材防水無溝板TGRfiS1型型里應力溫酸十折組形尾架（帶圉的YWJA-24 1A.106k茂圖口, QSkN/ni2星M鋼支探、吊車瞰鋼筋混齪士吊車現(xiàn)吊車工作級別為。A7DL-9Z C中間陽DL 9H邊監(jiān)）3s. 5k、/艇根E道連接吊車杭道連接洋黑IL KJkN/ni里地桀曄：制1捌隔混art基觥WJL316. 7kN/«L由建筑模數(shù)的要求，故牛腿頂面標高取為8.40m。實際軌頂標高=8.40+1.20+0.20=9. 80m>9. 60m考慮吊車行駛所需空隙尺寸 h7=220mm柱頂標高可按下式計算:柱頂

6、標高 沖腿頂面標高+ hb +吊車高度+ ha,=8. 40+1.20+0. 20+2. 30+0. 22=12.32m故柱頂(或屋架下弦底面)標高取為12. 30m。取室內(nèi)地面至基礎頂面的距離為0.5m,則計算簡圖中柱的總高度 H、下柱高度Hl和上柱高度H u分別為H =12.3+0. 5=12. 8mH l =8.4+0. 5=8.9mHu =12.8 8.9=3.9m根據(jù)柱的高度吊車起重量及工作級別等條件，可由表3-5并參考表3-7確定柱截面尺寸為 A、B軸上柱 口 b h 400mm 400mm下柱 bf h b hf 400mm 900mm 100mm 150mm3.9.3 定位軸線

7、橫向定位軸線除端柱外，均通過柱截面幾何中心。對起重量為20/5t、工作級別為 A5的吊車，由附表4可查得軌道中心至吊車端部距離Bi 260mm;吊車橋架外邊緣至上柱內(nèi)邊緣的凈空寬度，一般取B2 80mm。對邊柱，取封閉式定位軸線，即縱向定位軸線與縱墻內(nèi)皮重合，則B3 400mm,故B2 e B1 B3 750 260 400 90mm 80mm 亦符合要求。3.9.4 計算簡圖確定由于該機修車間廠房，工藝無特殊要求，且結構布置及荷載分布(除吊車荷載外)均勻，故可取一根 橫向排架作為基本的計算單元，單元的寬度為兩相鄰柱間中心線之間的距離，即B 6.0m ,如圖3-78(b)所示；計算簡圖如圖 3

8、-78(a)所示。(a)圖 3-783.9.5 荷載計算1 .永久荷載(1 )屋蓋恒載為了簡化計算，天溝板及相應構造層的恒載，取與一般屋面恒載相同。兩氈三油防水層20mmB水泥砂漿找平層100mmi水泥蛭石保溫層一氈兩油隔氣層20mmB水泥砂漿找平層預應力混凝土屋面板(包括灌縫)-20.35kN /m2_220 0.02 0.40kN/m25 0.1 0.50kN/m20.05kN /m20 0.02 0.40kN/m221.40kN /m20.05kN /m屋蓋鋼支撐23.15kN /m圖3-79 a、b枉永久荷載作用位置相同屋架自重重力荷載為106kN/根，則作用于柱頂?shù)奈萆w結構自重標準值

9、為-24 106G1 3.15 6279.80kN22(2)吊車梁及軌道自重標準值G3 39.5 0.8 6 44.30kN(3)柱自重標準值A、B軸上柱 G4A G4B 4 3.9 15.60kN下柱 G5A G5B 4.69 8.9 41.74kN各項永久荷載作用位置如圖3-79所示。2 .屋面可變荷載由荷載規(guī)范查得，屋面活荷載標準值為0.5kN/ m2,屋面雪荷載標準值為 0.25kN/ m2,由于后者小于前者，故僅按屋面均布活荷載計算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d標準值為Q1 0.5 6 24 36.00kN 2Qi的作用位置與 Gi作用位置相同，如圖 3-79所示。3 .吊車荷載對起重量為

10、20/5t的吊車，查附表 4并將吊車的起重量、最大輪壓和最小輪壓進行單位換算，可得:Q 200kN,Pmax 215kN,Pmin 45kN,B 5.55m, K 4.40m,Q1 75kN3-80所示，據(jù)此可求得根據(jù)B及K,可算得吊車梁支座反力影響線各輪壓對應點的豎向坐標值，如圖 吊車作用于柱上的吊車荷載。圖 3-80(1)吊車豎向荷裁吊車豎向荷載標準值為D maxPmaxyi215 (1 0.808 0.267 0.075)462.25kNDminPminyi45 (1 0.808 0.267 0.075)96.75kN(2)吊車橫向水下荷藏作用于每一個輪子上的吊車橫向水平制動力為_1一一

11、1T-(QQ1)-0.1 (200 75) 6.875kN44同時作用于吊車兩端每排架柱上的吊車橫向水平荷載標準值為Tmax Tyi 6.875 (1 0.808 0.267 0.075) 14.78kN4.風荷載風荷載標準值按式(312)計算，其中基本風壓 00.35kN/mm2按B類地面粗糙度，根據(jù)廠房各部分標高(圖377),由附表3-1可查得風壓高度變化系數(shù)z為柱頂(標高 12.30m)z 1.064檐口(標高 14.60m)z 1.129屋頂(標高 16.00)z 1.170風荷載體型系數(shù)s如圖3-81(a)所示，則由式(3-12)可求得排架迎風面及背風面的風荷載標準值分別為1k z

12、S1 z 0 1.0 0.8 1.064 0.35 0.298kN/m222k z s2 z 0 1.0 0.4 1.064 0.35 0.149kN/m2則作用于排架計算簡圖(圖3-81b)上的風荷載標準值為q1 0.298 6.0 1.79kN/mq20.1496.00.89kN/mFw (s1s2) zh ( s3s4)hz0B(0.80.5)1.129 2.3 ( 0.60.5)1.17 1.4 1.00.35 6.06.75kN- I-k- i->- a-a- 1-nr葉葉A'13A13(n)(b)圖 3-813.9.6排架內(nèi)力分析有關系數(shù)廠房為等高排架可用剪力分配法進

13、行排架內(nèi)力分析。由于該廠房的A柱和B柱的柱高、截面尺寸等均相同，故這兩柱的有關參數(shù)相同。1 .柱頂剪力分配系數(shù)柱頂位移系數(shù)和柱的剪力分配系數(shù)分別計算，結果見下表柱號n Iu/ILHu/HC0 3/13(1/n 1)H3/C°EIi1/ ii1/ iA B柱n 0.1090.305C02.43510 H3A B 0.210 10 10 BEAB 0.5由上表可知， A B 1.0。2 .單階變截面柱柱頂反力系數(shù)由表3-9中給出的公式可分別計算不同荷載作用下單階變截面柱的柱頂反力系數(shù), 計算結果見表3-19。表 3-19簡圖柱頂反力系數(shù)A柱和B柱c2 I312(1 -)C1213(工 1

14、)n2.1433.內(nèi)力正負號規(guī)定本例題中，排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負號規(guī)定如圖3-82所示，后面的各彎矩圖和柱底剪力均未標出正負號，彎矩圖畫在受拉一側，柱底剪力按實際方向標出。斗Mr圖 3-823.9.7排架內(nèi)力分析1.永久荷載作用下排架內(nèi)力分析永久荷載作用下排架的計算簡圖如圖3-83 (a)所示。圖中的重力荷載 及力矩 根據(jù)圖3-79確定，即G1 G1 279.80kNG2 G3 G4 44.30 15.60 59.90kNG3G5A41.74kNMi279.80 0.05 13.99kN mM2(GG4a)Q G3Q (279.80 15.60) 0.25 44.30 0.3 60.5

15、6kN m由于圖3-83(a)所示排架為對稱結構且作用對稱荷載，排架結構無側移，故各柱可按頂為不動錢支座計算內(nèi)力。按照表3-19計算的柱頂反力系數(shù)，柱頂不動較支座反力R可根據(jù)表3-9所列的相應公式計算求得，即RaM11C1HM22 c3H13.99 2.143 60.56 1.10412.87.57kN()Ra7.57kN()求得柱頂反力 R后，可根據(jù)平衡條件求得柱各截面的彎矩和剪力。柱各截面的軸力為該截面以上重力3-83(b)、(c)。荷載之和。恒載作用下排架結構的彎矩圖、軸力圖和柱底剪力分別見圖I-二I圖 3-832.屋面可變荷載作用下排架內(nèi)力分析排架計算簡圖如圖3-84(a)所示。屋架傳

16、至柱頂?shù)募泻奢dQ136kN，它在柱頂及變階處引起的力矩分別為Mia 36.00 0.05 1.80kN m MibM2A 36.00 0.25 9.00kN m M2B按照表3-19計算的柱頂反力系數(shù)和表3-9所列的相應公式可求得柱頂不動較支座反力R即RaMiaCiM 2AC31.80 2.143 9.00 1.104 1.08kN()12.8RB 1.08kN()則排架柱頂不動較支座總反力為:R RA RB 1.08 1.08 0kN()3-84 (b)、(c)所示。排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖圖 3-843 .屋面可變荷載作用下排架內(nèi)力分析(1)Dmax作用于A柱計算簡圖如圖3

17、-86(a)所示。其中吊車豎向荷載Dmax、Dmin在牛腿頂面處引起的力矩分別為:Ma Dmaxe3 462.25 0.3 138.68kN mM B Dmine3 96.75 0.3 29.03kN m按照表3-19計算的柱頂反力系數(shù)和表3-9所列的相應公式可求得柱頂不動較支座反力R分別為RAMAC3138.68 1.10411.96kN()H12.8MB29.03RBBC3 一 1.268 2.27kN()H12.8RRA RB 11.96 2.279.69kN()排架各柱頂剪力分別為VaRaaR 11.96 0.5 9.696.98kN()VbRabR 2.27 0.5 9.69 7.1

18、2kN()圖 3-86排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖3-86 (b)、(c)所示。(2)Dmax作用于B柱同理，將作用于A柱情況的A、B柱內(nèi)力對換，并改變內(nèi)力符號可求得各柱的內(nèi)力。(3)Tmax作用于AB跨柱當AB跨作用吊車橫向水平荷載時，排架計算簡圖如圖3-90(a)所示。由表3-9 得，(3.91.2)/3.90.692則柱頂不動較支座反力Ra、Rb分別為RaT Cmax、7 514.780.5598.26kN()RbT Cmaxk-z514.780.5598.26kN()排架柱頂總反力RRaRb8.26 8.2616.52kN()各柱頂剪力分別為Va Ra aR8.26 0.51

19、6.52 0Vb Rb bR8.26 0.516.52 0排架各柱的彎矩圖及柱底剪力值如圖3-90 (b)所示。當Tmax方向相反時，彎矩圖和剪力圖只改變符號, 數(shù)值不變。J ； IJ Z I -一AqM,5 I的,5''|E一二 I I,A'A|4* d jM)H；圖 3-904.風荷載作用下排架內(nèi)力分析(1)左吹風時計算簡圖如圖3-92 (a)所示。柱頂不動較支座反力Ra、Rb及總反力R分別為RAQ1HC111.79 12.8 0.3167.47kN()RBq2HC110.89 12.8 0.3263.71kN()R RA RB FW7.47 3.71 6.7517

20、.93kN()各柱頂剪力分別為VaRaaR7.47 0.5 17.93 1.50kN()VBRbBR3.71 0.5 17.93 5.26kN()排架內(nèi)力圖如圖3-92 (b)所示。(2)右吹風時將圖3-92(b)所示A、B柱內(nèi)力圖對換，并改變內(nèi)力符號后即可。I1<AnI -y. I3-923.9.8 內(nèi)力組合-m,如圖(3-24) 進以A柱內(nèi)力組合為例。控制截面分別取上柱底部截面i-i、牛腿頂截面n n和下柱底截面出3-53所示。表3-20為各種荷戴作用下A柱各控制截面的內(nèi)力標準值匯總表。表中控制截面及正號內(nèi)力方向如表3-20 中的例圖所示。荷載效應的奉基本組合設計值按式行計算。在每種

21、荷載效應組合中，對矩形和i 形截面柱均應考慮以下四種組合，即(1) M max 及相應的N、 V(2) M max 及相應的N、 V ;(3) Nmax及相應的M、V ；(4) Nmin及相應的M、V。表 3-20控制 截回 及正 向內(nèi) 力何載 類別永久何載效 應Sgk吊車豎向何載效應Sgk吊車水 平何載 效應Sqk風何載效應Sqk屋面可變荷 載效應SgkDmax作用在A柱Dmax作用在B柱Tmax作用在AB跨左風右風彎矩 圖及1iO二心 C叫加(J 1l. ?柱底 截回 剪力r jiII -i k ' ''4-HJ fc 1_I Imi-1, LJ= Ir1唳.j j

22、 - r 1' l.'jr,1! . 1MJ1 . 1序號cD(D(5)I-IMK15.532.41-27.22-27.77019.46-27.28295.4036.0000000II-IMK-45.03-6.59111.461.26019.46-27.28I339.7036.00462.2596.75000MK22.353.0249.34-62.1+62.1165.83-140.24IIIIII381.4436.00462.2596.75000*7.571.08-6.98-7.128.2624.41-16.65由于本例不考慮抗震設防，對柱截面一般不需進行受剪承載力計算。故除下

23、柱底截面出-出外，其他截面的不利內(nèi)力組合未給出所對應的剪力值。對柱進行裂縫寬度驗算和基礎地基承載力計算時，需采用荷載效應的標準組合和準永久組合的效應設 計值。表3-21和表3-22為A柱荷載效應的基本組合和標準組合。表 3-21截面內(nèi)力組合mnmn基本組合(可變荷載控制)SdGj SGjkQiLiSQiKQi LiCiSQik 標準組合：SdSGjkSQikCi SQkj 1i 2j 1i 2+ Mnax及相應的 N,V-Mmax及相應的 N,VMax及相應的 M,VNmin及相應的N,VI-IM1.2 X + 1.4 X +1.4 X0.7 X48.24+1.4 X0.9 X+1 .4 X0

24、.7 X0.9 X + 0.6 X -66.381.2 X +1.4 X 0.9 X+ 1.4 X0.7 X 45.24+1.4 X0.9 X+1.4 X0.7X42.14N389.76295.40389.76295.40II-IIM+1.4 X0.9 X+1.4 X0.6 x 114.481.2 X+1.4 X0.9X+ 1.4 X0.7 X-94.871.2 X+ 1.4 X0.9 X + 1.4 X 0.7 X +0.6X (+)75.84+1.4 X0.9 X+1.4 X0.6X-80.26N922.14442.921025.36339.70III-IIIM1.2 X + 1.4 X

25、+1.4 X(0.7 X +0.7 X 0.9 x+0.7 X0.9 x)361.04+1.4 X+0.7 X0 .9 X (+)-293.851.2 X+ 1.4 X0.9 X+ 1.4 X0.7 X (+0.9 X )196.42 + 1.4 X + 1.4 X 0.7 X (+0.8 X +0.9 X )335.84N946.01466.771075.44779.12V34.34-24.469.9333.34M+0.7 *(+) X+0.7 X0.9275.57+0.7 X0.8 X +0.7X0.9 x-203.41+0.9 X +0.7 X+0.7 X 0.9 X + 0.6 X 2

26、19.29+(0.7 X+0.7 X0.9 X)273.46Nk730.2 0435.62822.67705.02Vk34.34-24.4621.1433.26表 3-22截面內(nèi)力組合mn基本組合（永久荷載控制）SdGjSGjkQL1cjSQikj 1i 1+ Mnax及相應的N,V-Mmax及相應的 N,VMax及相應的M,VNmin及相應的N,VI-IM1.35 X +1.4 X ( 0.7 X +0.6 x )39.66+ 1.4 X(0.7 X0.8 X+0.7 X 0.9 X +0.6 x )-53.181.35 X + 1.4X(0.6 X+0.7X)39.66+ 1.4 X (0

27、.6 X+0.7X)34.23N434.07295.40434.07330.68II-IIM+ 1.4 x(0.7 X+0.6X)80.551.35 X +1.4 X (0.6 X+0.7 X )-80.401.35 X + 1.4 X 0.7 X0.9 X +0.7 X +0.6X (+)24.46+1.4 X0. 6X (+)-51.62N792.71493.88901.58339.70III-IIIM1.35 X + 1.4 X 0.7 X +0.7 X 0.8 X (+) +0.6 x274.46+1.4 X 0.6 X +0.7X0. 8X (+)-207.281.35 X + 1.

28、4X 0.7 X +0.7X0.9 X(+)147.69 + 1.4 X(0.7 X +0.7 X 0.8 X +0.6 x )203.29N912.63457.29957.93779.12V32.79-18.4712.4123.663.9.9 柱截面設計仍以A柱為例?；炷翉姸鹊燃墳镃30, fc 14.3N/mm2, ftk 2.01N/mm2 ；縱向鋼筋采用HRB400a, ftk 2.01N/mm2,b 0.518。上、下柱均采用對稱配筋。1 選取控制截面最不利內(nèi)力對上柱，截面的有效高度取h0 400 45 355mm,則大偏心受壓和小偏心受壓界限破壞時對應的軸向壓力為Nb1fcbh0

29、 b 1.0 14.3 400 355 0.518 1051.85kN當 N Nb 1051.85kN 時 , 為大偏心受壓; 由表 3-21 表 3-23 可見 , 上柱 I I 截面共有8組不利內(nèi)力。經(jīng)ei 判別, 其中 8 組內(nèi)力均為大偏心受壓，對8 組大偏心受壓內(nèi)力，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，可確定上柱的最不利內(nèi)力為M 66.38kN m N 295.40kN對下柱，截面的有效高度取h0 900 45 855mm ，則大偏心受壓和小偏心受壓界限破壞時對應的軸向壓力為Nb1fcbh0 b (bf' b)hf' 1.0 1

30、4.3 100 855 0.518 (400 100) 1501276.38kN當N Nb 1276.83kN，且彎矩較大時，為大偏心受壓。由表3-21-表3-23可見，下柱H -n和出一出截面共有 16組不利內(nèi)力。經(jīng)用 ei判別，其中12組內(nèi)力為大偏心受壓，有4組內(nèi)力為小偏心受壓且均滿足N Nb 1276.83kN ，故小偏心受壓均為構造配筋。對12 組大偏心受壓內(nèi)力，采用與上柱 I-I 截面相同的分析方法，可確定下柱的最不力內(nèi)力為M 361.04kN mM 263.86kN mN 946.01kNN 466.77kN2 上柱配筋計算由上述分析結果可知，上柱取下列最不利內(nèi)力進行配筋計算：M

31、066.38kN m N 295.40kN由表 3-12 查得有吊車廠房排架方向上柱的計算長度為l0/b 4875/400 12.190.95eoM066.38 106295400224.71mm1.0 取 c L029540078001500 e h01500244.71 ( 4003551.36866.38 90.81kN me090.81 106G z_3295.4 103eih/2 as327.41 400/22954001 fcbh00.1451.0 14.3 400 355)220451.0 1.368327.41mm482.41mm2as/h0 90/3550.254故取x 2a

32、s進行計算ei h/2 as 327.41 400/2 45172.41mmAsAsNe295400 172.41fy(h0 as)360 (355 45)2456.36mm由于h/30=400/30=13.33mm,取附加偏心距ea 20mm，則ei e0 ea 224.71 20 244.71mm一一一一一 20.5 fcA0.514.3400“re3.873選（三級鋼）詠入 763mm2）,則22As 763mm 人即 min bh 0.2% 400 400 320mm ,滿足要求。Nu 0.9 (fcA fyAs) 0.9 0.95 (14.3 400 400 360 763 2)24

33、25.94kN Nmax 434.07kN滿足彎矩作用平面外的承載力要求。3 .下柱配筋計算由分析結果可知，下柱取下列兩組為最不利內(nèi)力進行配筋計算:M0 361.04kN mM0 263.86kN mN 946.01kNN 466.77kN按 M0 361.04kN m, N 946.01kN計算由表 3-12 可查得下柱計算長度取l0 1.0Hl8.9m面尺寸100m bf 400mm, hf 150mm ,o361.04 106 381.65mm946010取附加偏心距ea 900/30mm 20mm，則eie0ea381.65 30 411.65mm0.5 fcAN0.5 14.3 10

34、0 900 2 (400 100) 1501.36 1 .09460101.01500 且 h。1 150018900 2()2 1.0 1.135411.65、900355SM 01.135361.04409.78kN409.78 106ea 3946.01 10330463.17mmei h/2 as463.17 900/2 45868.17mm946.01x 先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，a1 fcbf1.0 14.3 400165.39mmhf150mm受壓區(qū)進入腹板內(nèi)，則N1fc(bf b)hfx 1fcb946010 1.0 14.3 (400 100) 150211.55mm1.0 1

35、4.3 100xbh0 0.518 855442.89mm,為大偏心受壓構件，則Ne 1 fcbx(h° X)hf1fc(bf b)hf(h02)fy(ho as)一一一 一 一 一一 一 211 55_ 一 一 _150946010 868.17 1.0 14.3 100 211.55 (255 2"-55) 1.0 14.3 (400 100) 150 (855)22360 (855 45)21867.12mm按 M0 263.85kN m, N 466.77kN 計算計算方法與上述相同，計算過程從略，計算結果為2AS AS 867.94mm綜合上述計算結果，下柱截面選

36、用6 (三荻鋼筋)20 ( As 1884mm),且滿足最下配筋的要求,4即 A As,minmin A minbh (bf b)hf 2 0.2% 18 10360mm4 .柱的裂縫寬度驗算按荷載準永久組合計算時，該單層廠房A柱的效應設計值較小，不起控制作用，因此可不對其進行 裂縫寬度驗算。5 .柱箍筋配置非地震區(qū)單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構造要求控制，根據(jù)構造柱要求，上、下柱箍筋均選用8200。6 .牛腿設計3-94所示。其中牛腿截面寬根據(jù)吊車梁支承位置、截面尺寸及構造要求，初步擬定牛腿尺寸如圖 度b 400mm,牛腿截面高度h 600mm, h0 555mm(l)牛腿截面高度驗算作用于

37、牛腿頂面按荷載效應標準組合計算的豎向力為FvkDmax G3 462.2544.30 506.55kN牛腿頂面無水平荷載，即Fhk0;As圖3-94牛腿尺寸簡圖對支承吊車梁的牛腿，裂縫控制系數(shù)150 20130mm（1 0.5員） Fvk 0.5 h。故牛腿截面高度滿足要求。(2)牛腿配筋計算由于a 150 200.652.010.65. ftk2.01N/mm2由式(3-27)得400 555 580.09kN F0.5vk130mm 0,因而該牛腿可按構造要求配筋。根據(jù)構造要求,2minbh 0.002 400 600 480mm2AC2,實際選用41三級鋼)加4 ( A 616mm )。

38、水平箍筋選8100。7 .柱的吊裝驗算采用翻身起吊，吊點設在牛腿下部，混凝土達到設計強度后起吊。由表 3-13可得柱插入杯口深度為h1 0.9 900 810mm，取h1 850mm，則柱吊裝時總長度為3.9+8.9+0.85=13.65m,計算簡圖如圖3-95所示。圖3-95 柱吊裝計算簡圖(1)荷載計算柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載，且應考慮動力系數(shù)1.5,即qiGqik 1.5 1.35 4.0 8.10kN/mq2Gq2k 1.5 1.35 (0.4 1.0 25) 20.25kN /mq3Gq3k1.5 1.35 4.69 9.50kN/m(2)內(nèi)力計算在上述荷載作用下,柱各控制截

39、面的彎矩為M1128.10 3.9261.60kN m2M218.102(3.90.6)2一 一 一一2 一一(20.25 8.10) 0.684.20kN mMb由122q3l3m2Ra1q3l32M2l39.50 9.1584.2034.26kN9.15M3RAx12二 q3x2dM3 令dxRa q3x0,得x Ra/Q3 34.26/9.50 3.61m則下柱段最大彎矩M3為1M3 34.26 3.61 9.502_ _ 2-3.612 61.78kN m承載力和裂縫寬度驗算2上柱配筋為As As 763mm (3三級鋼18),其受彎承載力按下式進行驗算:Mu fyAs(h0 as)

40、360 763 (355 45) 85.15 106N mm85.15kN m0M 11.0 61.6061.60kN m裂縫寬度驗算如下:Mk61.60/1.35 45.63kN mteskAsAte滿足要求。Mk45.63 1060.87h0 As7630.87 355 7632193.63N/mm20.5 400 4001.1 0.65ft-te skmax cr1.9 0.430.164 mm2下柱配筋As As 1884mm (60.009540.01,取te0.011.125skEs0.652.010.01 193.638 33mmdeq(1.9cs 0.08q) te193.63

41、2 105 max 鋼20),0.43(1.9 330.2mm0.0818 0.01)其受彎承載力按下式進行計算：MufyAs(h0as)360 1884 (855 45) 549.37 106 N mm549.37kN m0Ml 1.0 84.20kN m 84.20kN m裂縫寬度驗算如下:Mk84.20/1.35 62.37kN mskteAsAteMk62.37 10644.51N / mm20.87h0 As18840.5 181.1 0.65ftkteskmax1.90.87 855 18841041.1cr0.20.0209 0.01,取0.652.010.0209 44.51s

42、kdeq(1.9cs 0.08q) te44.512 105(1.9 330.011mmmax0.2mmte 0.010.300.2,取0.20.08180.0209滿足要求。3.9.10基礎設計建筑地基基礎設計規(guī)范(GB 50007-2002)規(guī)定，對6m柱距單層排架結構單跨廠房，當?shù)鼗休d力特征值為160kN/mm2 fak 200kN / mm2,廠房跨度l 30m,吊車額定起重量不超過 30t,以及設計等級為丙級時，設計時可不做地基變形驗算。本例符合上述條件， 故不需進行地基變形驗算。下面以A柱為例進行該柱的基礎設計?；A材料：混凝土強度等級取C25, fc 11.9N/mm2, ft

43、 1.27N/mm2 ；鋼筋采用2HR335, fy 300N / mm2 ；基礎墊層采用 C10素混凝土。1.基礎設計時不利內(nèi)力的選取作用于基礎頂面上的荷載包括柱底(出一出截面)傳給基礎的M、N、V以及圍護墻自重重力荷載兩部分。按照建筑地基基礎設計規(guī)范> (GB50007-2011)的規(guī)定，基礎的地基承載力驗算取用荷載效應標準組合，基礎的受沖切承載力驗算和底板配筋計算取用荷載效應基本組臺。由于圍護墻自重重力荷 載大小、方向和作用位置均不變，故基礎最不利內(nèi)力主要取決于柱底(出一出截面)的不利內(nèi)力，應選 取軸力為最大的不利內(nèi)力組合以及正負彎矩為最大的不利內(nèi)力組合。經(jīng)對表3-20-表3-22

44、中的柱底截組別荷載標準組合的效應設計值荷載基本組合的效應設計值Mk(kN m)Nk(kN)Vk(kN)M (kN m)N(kN)Vk(kN)A組275.75730.2234.34361.04946.0134.34第二組-203.44435.62-24.46-263.85466.77-24.46第三組219.29822.6721.14196.421075.449.93面不利內(nèi)力進行分析可知，基礎設計時的不利內(nèi)力如表3-23。表 3-232.圍護墻自重重力荷載計算如圖3-97所示,每個基礎承受的圍護墻總寬度為6m,總高度為14.65m,墻體為32240mnS燒結普通黏土磚砌筑，重度為19kN /m

45、 ；鋼框玻璃窗自重，按0.45kN / m計算，每根基礎梁自重為16kN ,則每個基礎承受的由墻體傳來的重力荷載標準值為基礎梁自重16.70kN墻體自重19 0.24 6 14.65 (4.8 1.8) 3.6 292.48kN鋼窗自重0.45 3.6 (4.8 1.8) 10.69kNNwk 319.87kNm季一圖3-9圍護墻對基礎產(chǎn)生的偏心距為ew 120 450 570 mm3.基礎地面尺寸及地基承載力驗算(l)基礎高度和埋置深度確定3-13 可由構造要求可知，基礎高度為h h1 a1 50mm,其中h1為柱插入杯口深度，由表知，h1 0.9h 0.9 900 810 800mm，取幾

46、850mm； a1為杯底厚度，由表3-14可知 a1 200mm ,取a1 250mm ；故基礎高度為h 850 250 50 1150mm因基礎頂面標高為0.50m,室內(nèi)外高差為150mm,則基礎埋置深度為d 1150 500 150 1500mm(2) 基礎底面尺寸擬定基礎底面面積按地基承載力計算確定，并取用荷載效應標準組合。由建筑地基基礎設計規(guī)范(GB 50007-2011)可查得 d 1.0 , b 0 (黏性土)，取基礎底面以上土及3基礎的平均重度為 m 20kN /m ,則深度修正后的地基承載力特征值fa按下式計算:fafakd m(d 0.5) 165 1.0 20 (1.5 0

47、.5) 185kN/m2由式(3-31)按軸心受壓估算基礎底面尺寸，取Nk Nk Nwk 822.67 319.87 1142.54kNkk ,maxwkNkfamd1142.54185 20 1.527.37m2考慮到偏心的影響，將基礎的底面尺寸再增加30%取A l b 2.7 3.6 9.72m2基礎底面的彈性抵抗矩為1 2123W -lb 2.7 3.65.83m66（3）地基承載力驗算基礎自重和土重為（基礎及其上填土的平均自重取m 20kN/m3）319.87 1341.68kN mMbk Mk Vkh Nwkew 275.57 34.341.15 319.870.57 132.74k

48、N mGkmdA 20 1.5 9.72 291.60kN由表3-23可知，選取以下三組不利內(nèi)力進行基礎底面積計算：Mk275.57kN mMk203.44kN mMk219.29kN mkkkNk730.22kNNk435.62kNNk822.67kNkkkVk 34.34kNVk 24.46kNVk 21.14kN先按第一組不利內(nèi)力計算，基礎底面相應于荷載效應標準組合時的豎向壓力值和力矩 值分別為（圖3-98a）Nbk Nk Gk Nwk 730.22 291.60由式（3-32）可得基礎底面邊緣的壓力為Pk,max n MN bk M bkpk,min A W134.169 132.749.725.83138.03 22.772155.51kN/m2115.26kN / m2由式（3-35a）和式（3-35b）進行地基承載力驗算pk,maxpk,min155.5