單層工業(yè)廠房課程設(shè)計計算書

1、單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書學(xué)號：學(xué)院：水利與建筑專業(yè)：土木工程班級：1103姓名：設(shè)計資料1. 某金工車間，單跨無天窗廠房，廠房跨度 L=24m柱距為6m車間總 長度為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)有兩臺雙鉤橋式起重機，吊車起重量為200/50kN。3. 吊車軌頂標高為9.6m。4. 建筑地點：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/m。最 高地下水位在地表15m6. 材料：混凝土強度等級為 C30,縱向鋼筋采用HRB40C級，(360N/mni) 箍筋采用 HPB235級。(300N/mn2)選用結(jié)構(gòu)形式1. 鋼屋蓋，

2、采用24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4mm2. 預(yù)制鋼筋混凝土吊車梁和軌道鏈接采用標準圖G325中間跨DL-9Z，邊跨DL-9B,梁高hb 1.2m。軌道連接采用標準圖集G3253. 預(yù)制鋼筋混凝土取軌道頂面至吊車梁頂面的距離ha 0.2m，故牛腿頂面標高=軌頂標高-ha -hb =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 車頂部所需空間咼度為220mm故柱頂標高=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 x h=400mm x 400mm

3、(g i=4.0kN/m)A=bx h=1.6 x 105mI i=bh3/12=2.13 x 109mmi j OfUnaj,目 > 7nf1 >圖1廠房計算簡圖及柱截面尺寸下柱 bf x hx bx hf=400mrX 800mrX 100mrX 100m( g2=3.69kN/m)A2=100 x 400 x 2+ ( 800-2 x 100 ) x 100+2 x 25 x 150=1.475 x 105mmI2=5003 x 100/12+2 x (400 x 1003/12+400 x 100 x 30(f)+4 x32104(25 x 150/36+343.75 x

4、1/2 x 100x 25) =8.78 x 10 mmn=l1/I 2=2.13 x 109/(8.78 x 109)=0.248H 1=3.6m； H?=3.6+8.6=12.2m。入=H/H2=3.6/12.2=0.295四. 荷載計算1. 恒荷載2x 0.1=0.12kN/m2x 0.02 x 20=0.48kN/m 1.2 x 1.4=1.68kN/m221=3.3kN/mx 60.5=72.6kN(1) 屋蓋自重SBS防 水層1.220mm厚水泥砂漿找平層1.2大型預(yù)應(yīng)力屋面板(包括灌縫重)總1g屋架1.2則作用屋架一段作用于柱頂?shù)淖灾貫椋篏=6 x 9 x 3.3+0.5 x72

5、.6=214.5kN(2) 柱自重上柱： G 2=1.2 x 3.6 x 4.0=17.28kN下柱： G 3=1.2 x 8.6 x 3.69=38.08kN(3) 吊車梁及軌道自重：G=1.2 x( 30.4+0.8 x 6) =42.2kN2. 屋面活荷載由荷載規(guī)范查得屋面活荷載標準值為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。Q1=1.4 X 0.5 X 6X 12=50.4kN3. 風(fēng)荷載3 0=0.45kN由荷載規(guī)范查得齊齊哈爾地區(qū)基本風(fēng)壓為 風(fēng)壓高度變化系數(shù)（按B類地面粗糙度取）為 柱頂：（按 H=11.5m）卩 z=1.04檐口處：（按

6、 f=13.8m）卩 z=1.11屋頂：（按 H2=15.4m）卩 z=1.15風(fēng)荷載標準值：3 你=3 z si 卩 z 3 0=1.0 X 0.8 X 1.04 X 0.45=0.37kN/m223 2k= B z(1 s2 卩 z 3 0=1.0 X 0.5 X 1.04 X 0.45=0.23kN/m則作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計值為：5=1.4 X 0.37 X 6=3.15kN/mq2=1.4 X 0.23 X 6=1.97kN/mFw=Yq(1 s1+ 1 s2)1 z 3 oh1+(1s3+1s4)1 z 3oh2】X B=1.4 X (0.8+0.5 ) X 1.11 X 0.4

7、5 X 2.3+ (-0.6+0.5 )X1.15 X 0.45 X 1.6 X 6=11.85kN(屋面坡度為1/8 )風(fēng)荷載作用下的計算簡圖如下圖:七二三三廠圖2風(fēng)荷載作用下計算簡圖4. 吊車荷載由附表 16-2 查得 P k, ma180kN;Pk, min=1/2(G+g+Q)- P k, maF1/2(228+200)-180=46.5kNB=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：Dc* 丫 Q P k, maF 藝 yi =0.9 X 1.4 X 180X( 1+0.267+0.8+0.067 )=483.99kND min= ©

8、; c* 丫 Q P k, min* 藝 y =0.9 X 1.4 X 46.5 X( 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F h1=Y Q a4（Q+g）=1.4 X 0.1/4 X（ 200+77.2） =9.702kN則兩臺吊車作用于排架柱頂上的吊車橫向水平荷載為Fh=© c* F h1* 藝 yi=0.9 X 9.702 X（ 1+0.267+0.8+0.067 ）=18.63kN五. 內(nèi)力計算1 .恒荷載(1)屋蓋自重作用因為屋蓋自重是對稱荷載，排架無側(cè)移，故按柱頂為不動鉸支座計算 由廠房計算簡圖及柱截面尺寸圖取用計

9、算截面圖圖3取用計算截面ei=0.05m,e°=0.15m,G=214.5kN,根據(jù) n=0.248，入=0.295 查表得 G=1.760 ,G=1.268，則可得R=-Gi/H2(ei*Ci+e*C3)=-214.5/12.2 X (0.05 X 1.760+0.15X 1.268)=-4.97kN()計算時對彎矩和剪力的符號規(guī)定為：彎矩圖繪在受拉一邊；剪力對桿端而言，順時針方向為正(V )，剪力圖可繪在桿件的任意一側(cè)，但必須注明正負號，亦即取結(jié)構(gòu)力學(xué)的符號。這樣，由屋蓋自重對柱產(chǎn)生的內(nèi)力如下圖：V-6.EBkr<丘妙|q2 ik'I -iV=lA17kNC>

10、l.t?- bln二日列<1 V«-l,117kN圖4恒荷載內(nèi)力圖Mi =-214.5X 0.05+4.97X3.6=7.17kN mMn =-214.5X 0.15+4.97X3.6=-14.28kN mM皿=-214.5X 0.15+4.97X12.2=28.46kN mN i = Nn =Nh =214.5kN, Vm=4.97kN(2)柱及吊車梁自重作用由于在安裝柱子時尚未吊裝屋架，此時柱頂之間無連系，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 X 0.50-17.28 X 0.

11、15=18.51kN mNi =17.28kNNn =17.28+42.2=59.48kNNh =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柱的作用點相同，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:Q 1/G1=50.4/214.5=0.235Ni = Nn = Nn=50.4kN，Vn =0.235 X 4.97=1.168kN3. 風(fēng)荷載作用為計算方便，可將風(fēng)荷載分解為對稱及反對稱兩組荷載。在對稱荷載作用 下，排架無側(cè)移，則可按上端為不動鉸支座進行計算；在反對稱荷載作用 下，橫梁內(nèi)力等于零，則可按單

12、根懸臂柱進行計算。圖5柱作用正風(fēng)壓圖當(dāng)柱頂作用集中風(fēng)荷載Fw時，1 Fw 1 11.85 5.93kN 2 2當(dāng)墻面作用均布風(fēng)荷載時，查表得 Gi=0.355，則得R 3= Cii “ 1/2(q i-q 2)=0.355 X 12.2 X 1/2 X (3.15-1.97)=2.56kN當(dāng)正風(fēng)壓力作用在A柱時橫梁內(nèi)反力R:R=R1+R=8.49kNA 柱內(nèi)力圖如圖6所示，其內(nèi)力為M=(FwR)x+1/2q 1X2Mi =M =(11.85-8.49) X 3.6+1/2 X 3.15 X 3.62=36.07kN mML=(11.85-8.49) X 12.2+1/2 X 3.15 X 12

13、.22=275.42kN mNi=Nn=Nm=0Vm=(Fw-R)+q 1X=(11.85-8.49)+3.15X 12.2=42.14kN圖6 A柱作用正風(fēng)壓圖7A柱作用負風(fēng)壓當(dāng)負風(fēng)壓力作用在A柱時(如圖7所示)，其內(nèi)力為2M=-Rx- 1/2q 2 xMi=M=-8.49 X 3.6 1/2 X 1.97 X 3.6 2=-43.33kN mMn=-8.49 X 12.2 1/2 X 1.97 X 12.22=-250.19kN m Ni=Nn=Nm=0Vm=-R-q 2X=-8.49-3.15 X 12.2=-32.52kN4. 吊車荷載 當(dāng)Dnax值作用于A柱(如圖8-a所示)根據(jù)n=

14、0.248 ,入=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,貝U得排架柱上端為不動鉸支座時的反力值為：R1=-Dmaxe4G/H2=-483.99 X 0.35 X 1.268/12.2=-25.15kN( J)R2=-Dmine4G/H2=-125.03 X 0.35 X 1.268/12.2=6.50kN()故 R=R+R=-25.15+6.50=-18.65kN( J)再將R值反向作用于排架柱頂，按剪力分配進行計算。由于結(jié)構(gòu)對稱， 故各柱剪力分配系數(shù)相等，即卩a=u b=0.5。(如圖8-b所示)各柱的分 配剪力為：V A=- V B=卩

15、aR=0.5X 18.65=9.33kN()最后各柱頂總剪力為：V A= V A-R1=9.33-25.15=-15.82kN( J)V b = V yR2=9.33+6.50=-15.83kN()圖8吊車豎向荷載作用時柱頂剪力（a）上端為不動鉸支座時（b）柱頂作用R時則A柱的內(nèi)力為：(如圖9-a所示)M i=-Va x=-15.82 X 3.6=-56.95kN mMi =-Va - x+Dnax - e4=-56.95+483.99 X 0.35=185.05kN mM =-15.82 X 12.2+483.99 X 0.5=48.99kN mNi =0kNNn =Nh =483.99kN

16、V =V=-15.82kN( J)AA圖9吊車豎向荷載對 A柱內(nèi)力圖（a）當(dāng) 九作用于A柱時（b）當(dāng)D作用于A柱時 當(dāng)Dnin值作用于A柱時（如圖9-b所示）M i=-Va x=-15.82 X 3.6=-56.95kN mIMi =-Va x+Dlnin e4=-56.95+125.03 X 0.35=5.57kN mM =-15.82 X 12.2+125.03 X 0.35=-130.49kN mNi =0kNNn =Nh=125.03kNV =V=-15.82kN（ J）當(dāng)Fh值自左向右作用時（-）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）

17、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Mi =M =Fx=18.63 X 1.0=18.63kNM=18.63 X （9+0.6）=178.8kN mNi =Nn =Nh =0W =F=18.63kN( J)當(dāng)Fh值自右向左作用時(J) 其內(nèi)力值與當(dāng)Fh值自左向右作用時相同，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 A柱在各種荷載作 用下的內(nèi)力進行組合。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)的標準組合及 準永久組合。表1為A柱在各種荷載作用下內(nèi)力匯總表

18、何載種類恒荷 載屋面 活荷 載風(fēng)荷載吊車何載左風(fēng)右風(fēng)DmaxDminFh()Fh()荷載編號12345678I -1M7.171.6836.07-43.33-56.95-56.9518.63-18.63N231.7850.4Mk5.981.425.76-30.95-40.68-40.6813.31-13.31Nk193.1536.0n - nM4.23-3.5436.07-43.33185.055.5718.63-18.63N274.950.4483.99125.03Mk3.53-2.5325.76-30.95132.183.9913.31-13.31Nk229.0836.0345.7189.

19、31川-川M46.976.69275.42-250.1948.99-130.49178.85-178.85N273.9850.4483.99125.03V4.971.16842.14-32.52-15.82-15.8218.63-18.63Mk39.144.78194.19-175.9634.99-93.21127.75-127.75Nk228.3236. 0345.7189.31Vk4.140.8329.66-23.06-11.3-11.313.31-13.31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對桿端以順時針為正，軸向力以壓為正；（

20、3）表中第1項恒荷載包括屋蓋自重、柱自重、吊車梁及軌道自重；（4）組合時第3項與第4項、第5項與第6項、第7項與第八項二者不 能同時組合；（5）有Fh作用時候必須有Dmax或CU同時作用。表2為A柱承載力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的基本組合組合何載組合內(nèi) 力名稱I -1n - n川-川MNMNMNVMmax1+0.9(2+3)1+0.9(3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)由可變何載效應(yīng)控 制的組合（簡化規(guī)則）32.62277.14220.00710.49505.93754.9346.48M max1+0.9(4+6+8)1+0.9(2+4+6+8)1+0.9(4+6+8)-99.85231.78-

21、49.71432.79-456.61386.51-55.30GSGK°.9N max1+0.9(2+4+6+8)1+0.9(2+3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)nQi SQiKi 1-98.34277.14216.82755.85505.93754.9346.48N"min1+0.9(4+6+8)1+0.9(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，計算從略表3A柱正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的標準組合組合組合內(nèi)I-1n-n川-川何載力名稱M

22、kNkMkNkMkNkVk由可變何載效應(yīng) 控制的組合M max, k1+3+0.7X 21+5+0.6 X 3+0.7X 71+3+0.7(2+5+7)32.72218.35160.48574.79350.59495.5235.79（簡化規(guī)則）M max, k1+4+0.7(6+8)1+4+0.7(2+6+8)1+4+0.7(6+8)-76.89193.15-35.72316.80-291.49290.84-36.15SgK Sq1knci Sqikcii 2Nmax,k1+3+0.7X 21+5+0.6 X 3+0.7(2+7)1+5+0.6X 3+0.7(2+7)32.72218.3515

23、8.71599.99283.42599.2320.35值：活：0.7; 風(fēng)：0.6;吊車：0.7N min, k1+4+0.7(6+8)1+4+0.7(6+8)1+4+0.7(6+8)-76.89193.15-33.94291.60-291.49290.84-36.15注：對準永久組合計算，其值要小于標準組合時的相應(yīng)對應(yīng)計算值，故在表中從略。七. 柱子設(shè)計1. 上柱配筋計算 從表2中選取兩組最不利的內(nèi)力M i=-99.85kN m N=231.78kN。M 2=-98.34kN m N=277.14kN。(1) 先按M, Ni計算l o/h=2 X 3600/400=18>5,故需要考慮

24、縱向彎曲影響，其截面按對稱配筋 計算，偏心距為：e0=M/Ni=99.85/231.78=O.431mea=h/30=400/30=13.33mm< 20mm 取 20mmei=e°+ea=431+20=451mm53z 1=0.5f cA/N=0.5 X 14.3 X 1.6 X 10/(231.78 X 10)=4.9>1.0 取Z 1=1.0又 l 0/h=18>15,故取 Z 2=1.15-0.01 -l 0/h=1.15-0.01 X 18=0.97n=1+Z 1 Z1 2X2=1+X 1.0 X 0.97=1.199n e =1.199 X 451=53

25、2.75mm>0.3h=109.5mm故按大偏心受壓計算貝U e=n ei+h/2-a s=532.75+400/2-35=697.75mmZ b=0.482NWafcbh°ZZ =N/( afcbh°)=231.78 X 103/(1.0 X 14.3 X 400X 365)=0.111< Z bZ h0=0.111 X 365=40.5mm<2a =70mm不滿足取 x=2as =70mm 則Z =2as /h 0=70/365=0.192' 2A s=A =Ne- dfcbh。Z (1-0.5 Z )/f y(h 0-a s)e=n ei+h

26、/2-a s' =532.75+400/2-35=697.75mmA=231.78 X 103X 697.75-1.0 X 14.3 X 400X 3652 X 0.192 X (1-0.52X 0.192)/360 X (365-35)=247.96mm2 2因 A=247.96mm< p minbh=0.002 X 400X 400=320mm2取 A=320mm配置 2© 20 (A=628mm再按 M, N計算(M=-98.34kN m N=277.14kN)e0=M/N2=99.34/277.14=0.358mea=h/30=400/30=13.33mm<

27、; 20mm 取 20mmei= e 0+ea=358+20=378mm53z i=0.5f cA/N=0.5 X 14.3 X 1.6 X 10/(277.14 X 10)=4.1>1.0 取Z 1=1.0又 lo/h=18>15,故取 Z 2=1.15-0.01 o/h=1.15-0.01 X 18=0.97n=1+Z 1 ZijX2=1+X 1.0 X 0.97=1.233n e=1.233 X 378=466.07mm>0.3h=109.5mm故按大偏心受壓計算則 e=n ei+h/2-a s=466.07+400/2-35=631.07mmZ b=0.482NWaf

28、cbhoZZ =N/( afcbho)=277.14 X 103/(1.0 X 14.3 X 400X 365)=0.133< Z bZ ho=0.133 X 365=48.5mm<2a =70mm不滿足取 x=2as =70mm 則Z =2as /h 0=70/365=0.192A s=As' =Ne- dfcbho2 Z (1-0.5 Z )/f y(h 0-a s)e=n ei+h/2-a s' =466.07+400/2-35=631.07mmA=277.14 X 103X 631.07-1.0 X 14.3 X 400X 3652 X 0.192 X (1

29、-0.52X 0.192)/360 X (365-35)=358.82mm2 2因 A=358.82mm> p minbh=0.002 X 400X 400=320mm2取 A=358.82mm配置 2© 20 (A=628mm綜合兩組計算結(jié)果，最后上柱鋼筋截面面積每側(cè)選用(2 © 20 (As=628mm)2. 下柱配筋計算從表2中選取兩組最不利的內(nèi)力M 1=-456.61kN - m N=386.51kN。M 2=505.93kN - m N=754.93kN。(1)先按M, Ni計算l°/h=8600/800=10.75>5,故需要考慮縱向彎曲影

30、響，其截面按對稱配筋 計算，其偏心距為：eo=M/N1=456.61/386.51=1.181mea=h/30=800/30=26.67mm>20mmei= eo+ea=1181+26.67=1207.67mmZ 1=0.5f cA/N=0.5 X 14.3 X 1.475 X 105/(386.51 X 103)=2.73>1.0 取Z 1=1.0又 lo/h=1O.75<15，故取 Z 2=1.0n =1 +Z iZI.yX 10.7S2=1+X 1.0 X 1.0=1.059則 e=n ei+h/2-a s=1278.92+800/2-35=1643.92mm先按大偏心

31、受壓計算相對受壓區(qū)高度 x,并假定中和軸通過翼緣, 則有，xvhf' =112.5mm,Z b=0.550,x=N/( afb' )=386.51 X 103/(1.0 X14.3 X 400)=67.57mmb h 0=0.55 X 765=420.75mmx 2as 70 mm ;屬于大偏心受壓情況，則A s=As' =Ne- afcbf' x(h °-0.5x)/fy(h °-as)=386.51 X 103 X 1643.92-1.0 X14.3 X 400 X 67.57 X (765-0.5 X 67.57)/360 X (765

32、-35)=1342mm2>522p minA=0.002 X 1.475 X 10 mnr295mm再按 M2, N計算(M=505.93kN m N=754.93kN)e°=IWN2=505.93/754.93=0.670mea=h/30=800/30=26.67mm>20mmei= e 0+ea=670+26.67=696.67mmZ 1=0.5f cA/N=0.5 X 14.3 X 1.475 X 10/(754.93 X 10 )=1.397>1.0 取Z 1=1.0Z 2=1.0n=1 +InX 10.75Z 2=1 +X 1.0 X 1.0=1.102則

33、 e=n ei+h/2-a s=1.102 X 696.67+800/2-35=1133mm先按大偏心受壓計算相對受壓區(qū)高度x,并假定中和軸通過翼緣，則有，xvhf' =112.5mm,z b=0.550,x=N/( afb' )= 754.93 X 103/(1.0 X14.3 X 400)=131.98mm> h =112.5mm x>2as=70mm按中和軸在腹板內(nèi)的大偏心受壓對稱配筋計算。x=N- afc(bf '-b)h f' /( afcb) =754.93 X 103-1.0 X 14.3 X (400-100) X 100/(1.0

34、X 14.3 X 100)=227.92mmA=A =Ne- afcbf x(h 0-0.5x) -afc(bf -b)h f (ho- h f )/f y(h0-as)=754.93 X103X 1133-1.0 X 14.3 X400X 67.57 X (765-0.5 X 67.57)- 14.3 X(400-100) X 100X (765-100)/360 X (765-35)=1093mm2522> p minA=0.002 X 1.475 X 10 mn=295mm綜合兩組計算結(jié)果，最后上柱鋼筋截面面積每側(cè)選用(4 © 22 (At=1520mn)3. 柱裂縫寬度

35、驗算(1) 上柱從表-3中取一組正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的組合值進行裂縫寬度驗算：Mk=76.89kN m,Nk=193.15kNe0=M/Nk=0.398mp te=AAte=A/(0.5bh)=628/(0.5X 400X 400)=0.00785<0.01,取 0.01因為 I0/h=18>14; Z 1=1.0 ;Z 2=0.97n s=1+X 1.0 X 0.97=1.157則 e=n se0+h/2-a s=1.157 X 398+400/2-35=625mm丫 f ' =0, z=0.87-0.12(1- 丫 f' )(h 0/e) 2h 0=0.87

36、-0.12(1-0)X (365/625) X 365=303mm按荷載標準組合計算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力(T sk=N(e-z)/(zA s)=193.15 X 103(625-303)/(303 X 628)=326.8N/mnf裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為：書=1.1-0.65f tk/( p tesk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.01 X 326.8)=0.73 ma=2.1 書(T sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/p te)=2.1 X 0.7 X (326.8/200000) X (1.9 X 25+0.08 X 20/0.001) =0.498mm>

37、0.3mm不滿足要求，故重新配置鋼筋：4© 20 (A=1256mm則 p te=0.0157; T sk=163.42N/mm書=1.1-0.65f tk/( p te T sk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.01 X 163.42)=0.591故 3 max=2.1 書(T sk/Es) X (1.9C+0.08d eq/p te)=2.1 X 0.591 X (163.8/200000) X (1.9 X 25+0.08 X 20/0.001) =0.21mm<0.3mm滿足要求。下柱從表-3中取一組正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的組合值進行裂縫寬度驗算:Mk=350

38、.59kN m,Nk=495.52kNeo=M/Nk=O.7O8mp te=AAte=A/(0.5bh)=628/(0.5X 400X 400)=0.0238因為 I0/h=10.75<14 ; Z 1=1.0; n s=1.0則 e=n se0+h/2-a s=1.0 X 708+400/2-35=1073mm丫 f' =(bf '-b)h f' /(bh 0)=(400-100) X 112.5/(100 X 765)=0.441 z=0.87-0.12(1- 丫 f ')(h 0/e)=0.87-0.12(1-0.441)X (765/1073) X

39、 765=639.5mm按荷載標準組合計算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力(T sk=N(e-z)/(zA s)=495520X (1073-639.5)/(639.5X 1520)=354.78N/mnn裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為：書=1.1-0.65f tk/( p te °C sk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.0206 X 354.78)=0.9173 maX=2.1 書(C sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/pte)=2.1 X 0.917 X (354.78/200000) X (1.9 X 25+0.08 X 22/0.0206)=0.287mm<0.

40、3mm滿足要求4. 運輸、吊裝階段驗算(1)荷載計算上柱矩形截面面積0.16m2下柱矩形截面面積0.32m 上柱線荷載 q 3=0.16 X 25=4kN/m下柱工字形截面面積0.1475m下柱平均線荷載 q1=0.32 X (0.6+1.5)+0.1475 X 6 X 25/8.1=4.8kN/m牛腿部分線荷載 q2=0.24+0.4 X (0.25 X 0.3+0.5 X 0.25 X 0.3)/0.5/25=10.25kN/m(2) 彎矩計算l i=0.6+6+1.5=8.1m12=0.5m； I 3=3.6m則：Mc=-0.5 X 4X 3.62=25.92kN m2M b=-4 X

41、3.6 X (0.5+0.5 X 3.6)-0.5 X 10.25 X 0.5 =-33.28kN m 求AB跨最大彎矩，先求反力RA:藝 M=0 R a=(0.5 X 4.8 X 8.1 2-33.28)/8.1=15.33kN令 V=R-qtX=0; X=R/q 1=15.33/4.8=3.19m則AB跨最大彎矩為：M ab=15.33 X 3.19-0.5 X 4.8 X 3.19 2=24.48kN故最不利截面為B及C截面(3) 配筋驗算對B截面荷載分享系數(shù)為1.2，動力系數(shù)為1.5，對一般建筑物，構(gòu)件的重要性 系數(shù)取丫 0=0.9，則其彎矩設(shè)計值為M b=-1.2 X 1.5 X 0

42、.9 X 33.28=-53.91kN m受拉鋼筋截面面積：(為偏于安全，下柱取工形截面計算)a=M/( afcbho2)=53910000心.0 X 14.3 X 200X 3652)=0.1415 查表得 丫 s=0.928As= M/(f y 丫 sho)=53910000/(360 X 0.928 X 365)=422mrfi下柱原配受拉鋼筋4© 22 (A=1520mm，故安全 對C截面其彎矩設(shè)計值為： M=-1.2 X 1.5 X 0.9 X 25.92=-41.99kN m 受拉鋼筋截面面積a=M/( afcbhc2)=41990000/(1.0 X 14.3 X 40

43、0X 3652)=0.055 查表得 丫 s=0.972As= M/(f y 丫 sho)=41990000/(360 X 0.972 X 365)=329mrfi下柱原配受拉鋼筋4© 20 (A=1256mm，故安全(4) 裂縫寬度驗算 對B截面p te=A/(0.5bh)=1520/(0.5X 400X 200)=0.038MBk=-1.5 X 33.28=-49.92kN m2(T sk=M/(0.87A sho)=49920000/(0.87 X 1520X 365)=103.4N/mm 書=1.1-0.65f tk/( p tesk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.

44、038 X 103.4)=0.7583 maX=2.1 書(T sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/pte)=2.1 X 0.758 X (103.4/200000) X (1.9 X 25+0.08 X 22/0.038) =0.077mm<0.3mm對C截面p te=A/(0.5bh)=1256/(0.5X 400X 200)=0.0314MBk=-1.5 X 25.92=-38.88kN m(T sk=M/(0.87A sho)=38880000/(0.87 X 1256X 365)=97.48N/mni 書=1.1-0.65f tk/( p tesk)=1.1-0.

45、65 X 2.01/(0.0314 X 97.48)=0.6733 maX=2.1 書(T sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/pte)=2.1 X 0.673 X (103.4/200000) X (1.9 X 25+0.08 X 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(1) 荷載計算D kmax=0.9 X 180X (1+0.207+0.8+0.06)=336.0kNG 4=30.4+0.8 X 6=35.2kN共計371.2kN(2) 截面尺寸驗算h 1=250mm,

46、 h=500mm, C=350mm則 ho=500-35=465mm2a=750-800=-50mm , f tk=2.01N/mm, Fhk=0, B =0.80。B (1-0.5F hk/Fvk)f tkbh0/(0.5+a/h o)=0.8 X 2.01 X 400X 465/(0.5-50/465)=762kN>Fvk=371.2kNa<450,故滿足要求。(3) 配筋計算縱筋截面面積 Fv=1.2 X 35.2+1.4 X 336.0=513kN32As=50X 513X 10/(0.85 X 300X 465)=216mm2<p minbh=0.002 X 350

47、X 500=280mm選用 4© 16 (A=402mm箍筋選用© 8100mm2© 8, Ah=101mm,則在上部2/3h°處實配箍筋截2 2面面積為 A sh=101/100 X 2/3 X 402=271mr>1/2As=1/2 X 402=201mm 滿足要求a/hq=50/465=0.11<0.3，故不需設(shè)置彎起鋼筋。八. 基礎(chǔ)設(shè)計1. 荷載按地基規(guī)范規(guī)定，對地基承載力特征值為160-200kN/m2，單跨廠房的跨度I < 30m吊車起重量不超過 30-50t的丙級建筑物，設(shè)計時可不做 地基變形驗算。當(dāng)?shù)鼗闯休d力確定基礎(chǔ)底

48、面面積時，應(yīng)按荷載效應(yīng)標 準值進行計算。這樣，可從表 3中選取以下兩組控制內(nèi)力進行基礎(chǔ)底面 計算：Mik=350.59kN m Nk=495.52kN; Vik=35.79kNM2k=291.49kN m 2k=290.84kN; Vik=-36.15kN初步估算基礎(chǔ)底面尺寸為：223_A=l b=2.4 X 3.6=8.64m ,W=1/6X 2.4 X 3.6 =5.184m，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/mi)Gk= Y m- lb H=20X 2.4 X 3.6 X 1.7=294kN由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂面的外墻重：Gw

49、k=12.2 X 6.0-4.8 X (4.8+2.0)+2.2 X 6 X 0.37 X 19=378kN2. 地基承載力驗算n d=1.6，取基礎(chǔ)底面以上土的平均自重丫m=20kN/m，則a=180+1.6 X 20X (1.7-0.5)=218.4kN/m 2(1)按第一組荷載驗算，其基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)標準值為Mbot,1k =Mk+Vk h+Gk ew=350.59+35.79X 1.1-378 X (0.37/2+0.8/2)=168.83kNNPPPbot,1k =Nk+G+Gk=495.52+299+378=1167.52kNb) ± M°t,1k/WX 3.6

50、) ± 168.83/5.184=135.13 ± 32.572<1.2f a=1.2 X 218.4=262.08kN/m21k,max= Nbot,1k /(l1k,mi n102.56kN/m=1167.52/(2.4167.7kN/mk=1/2 X (167.7+102.56)=135.13kN/m 2<f a=218.4kN/m2(2)按第二組荷載驗算，其基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)標準值為Mbot,2k =Mk+V；k h+GWk ew=-291.49-36.15=-552.39kNX 1.1-378 X (0.37/2+0.8/2)Nbot,2k =Nk+G+

51、Gk=290.84+294+378=962.84kNP2k,max= Zot,2k/(l b) ± Mot,2k/WP2k,min=552.39/(2.4X 3.6) ± 962.84/5.184=111.44 ± 106.56218.2kN/m2<1.2f a=1.2 X 218.4=262.08kN/m24.88kN/m2 2Pk=1/2 x (218+4.88)=109.1kN/m vfa=218.4kN/m 故滿足要求。3. 基礎(chǔ)抗沖切驗算從表2中取用第一組荷載效應(yīng)設(shè)計值，(其產(chǎn)生的Pmax較大者)進行抗 沖切驗算，M=-456.61kN m N=3

52、86.51kN, Vi=-55.3kN其基礎(chǔ)底面的相應(yīng)荷載效應(yīng)設(shè)計值為：基礎(chǔ)自重(不考慮)外墻傳至基礎(chǔ)頂面重GwG Gwk 1.2 378 453.6KNM bot,1 =M+V h+GWk e=-456.61-55.3x 1.1-453.6 x (0.37/2+0.8/2)=-782.80kN基礎(chǔ)底面凈反力為：Pn,maxPn,mi n=840.11/(2.4260.39kN/m= Mot,n/(| b) ± Mot,n/Wx 3.6) ± 782.80/5.184=109.39 ± 151.002<1.2f a=1.2 x 218.4=262.08kN/m2-41.64kN/m因最小凈反力為負值，故其底面凈反力應(yīng)為e0=782.80/840.11=0.932ma=b/2-e0=3.6/2-0.932=0.868m故 pn,max=2N/(3al)=2 X 840.11/(3 x 0.868 x 2.4)=268.85kN/m(1)柱根處沖切面抗沖切驗算ab=at+2h)=0.4+2 x 1.055=2.51m>2.4m,取 2.4mA=(b/2-b t/2-h o) 1=(3.6/2