鋼筋混凝土單層廠房排架結(jié)構(gòu)設計

1、 15 屆課程設計鋼筋混凝土單層廠房排架結(jié)構(gòu)設計鋼筋混凝土單層廠房排架結(jié)構(gòu)設計 說明書說明書由于本學期開設了混凝土結(jié)構(gòu)設計課程，在教學大綱的要求下我們需要開展課程設計工作。進一步加強對本設計是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學課程學習的最后一個實踐環(huán)節(jié)，是對課程作業(yè)的綜合補充，對加深課程理論的理解和應用具有重要意義。此次課程設計目的是為了加強我對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計知識的進一步了解，學習鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設計的主要過程,提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的計算，設計及構(gòu)造處理，繪制結(jié)構(gòu)施工圖的能力。培養(yǎng)正確熟練運用結(jié)構(gòu)設計規(guī)范、手冊、各種標準圖集及參考書的能力。通過實際工程訓練，初步建立結(jié)構(gòu)設計，施工全面協(xié)調(diào)統(tǒng)一的思想。我的設計任務

2、是根據(jù)已有的資料對某廠房進行排架結(jié)構(gòu)設計。目目 錄錄1 設計任務設計任務 .11.1 設計題目.21.2 設計內(nèi)容.21.3 設計要求.21.4 設計資料.22 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型 .23 荷載計算荷載計算 .53.1 恒載.53.2 屋面活荷載.63.3 風荷載.63.4 吊車荷載.74 排架內(nèi)力分析排架內(nèi)力分析 .84.1 恒荷載作用下排架內(nèi)力分析.94.2 屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析.114.3 風荷載作用下排架內(nèi)力分析.154.4 吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析.165 內(nèi)力組合內(nèi)力組合 .236 柱截面設計（柱截面設計（A 柱）柱）.256.1 上柱配筋計算.256.2 下柱配筋計算.2

3、76.3 柱裂縫寬度驗算.296.4 牛腿設計.306.5 牛腿吊裝驗算.317 基礎設計基礎設計 .337.1 作用于基礎頂面上的荷載計算.347.2 基礎尺寸及埋置深度.357.3 基礎高度驗算.367.4 基礎底板配筋驗算.38致謝致謝.41參考文獻參考文獻.421 設計設計任務任務1.1 設計題目設計題目單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)設計1.2 設計內(nèi)容設計內(nèi)容1、確定剖面尺寸和結(jié)構(gòu)布置，包括支撐、圈梁、連系梁、基礎梁等。2、構(gòu)件選型。3、排架內(nèi)力計算：確定計算簡圖，荷載計算；各種荷載下的內(nèi)力計算；繪制內(nèi)力圖。4、內(nèi)力組合。5、設計某柱及柱下單獨基礎。6、繪制結(jié)構(gòu)施工圖一張 A1，內(nèi)容包括： 廠

4、房平面結(jié)構(gòu)布置圖：要求從牛腿頂面處剖開。 排架柱的配筋圖和模板圖。 柱下獨立基礎的配筋圖和模板圖。 結(jié)構(gòu)說明。1.3 設計要求設計要求1、計算書書寫工整，插圖應按一定比例繪制，圖文并茂，紙張規(guī)格為 A4；2、圖紙應符合房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（GB/T 500012001） 和建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（GB/T 501052001） 的要求。1.4 設計資料設計資料某金工車間為單跨廠房，跨度為 22m，柱距為 9m，車間總長度 81m。每跨設有 300/50KN 吊車 2 臺，吊車工作級別為 A6 級，軌頂標高 9.6m。采用 SBS 放水卷材 0.45KN/,240mm 厚雙面清水維護磚墻，鋼窗寬度 4

5、.8m，室內(nèi)外高差為 150mm，素混凝土地面，廠房剖面如圖 1 所示。廠房所在地點的基本風壓為 0.45KN/，地面粗糙度為 B 類；基本雪壓為 0.45KN/，修正后的地基承載力特征值為 180KN/?；詈奢d和吊車荷載組合值系數(shù)均取；風荷載組合值7 . 0c系數(shù)取 0.6。吊車荷載準永久值系數(shù)，活荷載和風荷載準用值系數(shù)均為。環(huán)境6 . 0q0q類別為一類。要求進行排架結(jié)構(gòu)設計（不考慮抗震設防） 。1、跨度見表 1.1，柱距為 6m，廠房縱向長度為 66.48m。2、每跨內(nèi)設有二臺雙鉤橋式起重機（） ，額定起重量、軌頂標高見表 1.1。4A表表 1.1 分組情況表分組情況表3、屋面構(gòu)造為：防

6、水層（六層作法，二氈三油鋪綠豆砂）找平層（20mm 厚水泥砂漿）預應力混凝土大型屋面板2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定采用 240mm 厚粘土墻（雙面粉刷） 。在牛腿頂面標高處設一道連系梁，支承在邊柱外側(cè)的牛腿上，用以承受上部墻重，吊車梁以上設高側(cè)窗，洞口尺寸為 3.62.1m（4.8） ，吊車梁以下設低側(cè)窗，洞口尺寸為寬 3.6m，高4.8m，圈梁設在柱頂處。2.1 材料材料排架柱：混凝土：C30鋼筋：縱向受力鋼筋 HRB400 級，箍筋 HPB235 級柱下單獨基礎：混凝土 C15 或 C20鋼筋：HPB235 級相關(guān)資料見表 1.2：表表 1.2 主要構(gòu)件選型

7、主要構(gòu)件選型起重量跨度尺寸吊車工作級別 A4梁 號跨度（m）吊車起重量（kN）軌頂標高（m）L130300/50L230200/509.6Q/kNLk/m寬度B/mm輪距K/mm軌頂以上高度H/mm軌道中心至端部距離Bl/mm最大輪壓Fp,max/kN最小輪壓Fp,min/kN起重機起重量G/kN小車總質(zhì)量g/kN300/502166505250260030032088515117200/502164005250230026024065410752.2 設計剖面尺寸設計剖面尺寸22 結(jié)構(gòu)選型該廠房跨度在 1536 之間，且柱頂標高大于 8m，故采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了使屋蓋具有較大的剛度，

8、選用預應力混凝土折線形屋架及預應力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎梁。廠房的各主要構(gòu)件選型見表 2.1表表 2.3 主要承重構(gòu)件選型表主要承重構(gòu)件選型表構(gòu)件名稱標 準 圖 集重力荷載標準值屋面板G410（一）1.5m6m 預應力混凝土屋面板1.40kN/m2（包括灌縫重）天溝板G410（三）1.5m6m 預應力混凝土屋面板（卷材防水天溝板）1.91kN/m2屋 架G415（三）預應力混凝土折線形屋架（跨度 30m）139.5 kN/榀0.05 kN/m2（屋蓋鋼支撐）吊車梁G323（二）鋼筋混凝土吊車梁（吊車工作級別為 A4）39.5kN/根軌道連接G325（二）吊車軌道聯(lián)結(jié)詳圖0.8

9、0kN/m基礎梁G320鋼筋混凝土基礎梁16.7kN/根由表 1.1 知軌頂標高為 11.4 米，由設計剖面尺寸可知軌頂至柱頂?shù)母叨葹?3.3米，牛腿頂面標高為 10.2m，設室內(nèi)地面至基礎頂面的距離為 0.5 米，則計算簡圖中柱的總高度 H、下柱高度 Hl和上柱的高度 Hu分別為：H=11.4m+3.0m+0.5m=15.2mHl=10.2m+0.5m=10.7mHu =15.2m-10.7m=4.5m表表 2.4 柱截面尺寸及相應的參數(shù)柱截面尺寸及相應的參數(shù)計算參數(shù)柱號截面尺寸/mm面積/mm2慣性矩/mm4自重/（kN/m）上柱矩 5005002.510552.081086.25A下柱I

10、 50010001002002.7105348.921086.75上柱矩 5006003105901087.5B下柱I 50012001002002.91055571087.25上柱矩 500400210526.671085C下柱I 50010001002002.7105348.921086.75本題僅取一榀排架進行計算，計算單元和計算簡圖如圖 2 所示。屋架重力荷載為，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設計值為：80KN 榀KNKNmmmKNG85.6732/106226/85. 32 . 121）（2）吊車梁及軌道重力荷載設計值： KNmmKNG16.53)68 . 05 .39(2 . 13

11、 (3) 柱自重重力荷載設計值： A，B 柱：)(48.1239 .10/44. 92 . 11 .359 . 3/5 . 72 . 15544下柱（上柱）KNmmKNGGKNmmKNGGBABA各項恒載作用位置如圖 3 所示：3.荷載計算荷載計算3.1 屋蓋恒載：屋蓋恒載：SBS 防水卷材 20.45KN m20mm 厚水泥砂漿找平層 32200.020.40KN mmKN m100mm 厚水泥蛭石保溫層 3250.10.5KN mmKN m一氈兩油隔氣層 20.05KN m20mm 厚水泥砂漿找平層 220 0.02=0.40k/ mN預應力混凝土屋面板（包括灌縫） 2/2mKN屋蓋鋼支撐

12、 20.05KN m2/85. 3mKN屋架重力荷載為 139.5kN/榀，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)的重力荷載設計值為：G1=1.2（3.15 kN/m26m30m/2+139.5kN/2）=354.66kN(1) 吊車梁及軌道重力荷載設計值G3=1.2（39.5kN+0.8 kN/m6m）=53.16kN(2) 柱自重重力荷載設計值A 柱上柱 G4A=1.26.25kN/m3.9m=29.25kN下柱 G5A=1.26.75kN/m9.9m=80.19NB 柱上柱 G4B=1.27.5kN/m4.5m=40.5kN下柱 G5B=1.27.25kN/m10.7m=93.09kNC 柱上柱 G4C

13、=1.25kN/m3.9m=35.1kN下柱 G5C=1.26.75kN/m9.9m=92.07kN3.2 屋面活荷載屋面活荷載屋面活荷載的標準值是 0.5KN/m2，作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設計值： Q1=1.40.5 kN/m26m21=44.1kNQ1的作用位置與 G1作用位置相同。3.3 風荷載風荷載風荷載標準值按 k=zsz0計算，其中 0=0.4kN/m2, z=1.0，z根據(jù)廠房各部分標高及 B 類地面粗糙度由附表 5.1 確定如下：柱頂（標高 14.70m） z=1.092檐口（標高 16.50m） z=1.153屋頂（標高 18.00m） z=1.84 s如圖 3.2 所示，由

14、式 k=zsz0可得排架的風荷載的標準值：k1=zs1z0=1.00.81.0920.4=0.393kN/m2k2=zs2z0=1.00.41.0920.4=0.197kN/m2圖 3.2 風荷載體型系數(shù)和排架計算簡圖則作用于排架計算簡圖上的風荷載設計值為： q1=1.40.3936=3.30kN/m q2=1.40.1976=1.565kN/m FW=Q(s1+s2)zh1+(s3+s4)zh2 z0B =1.4(0.8+0.4)1.1531.8m+(-0.6+0.5)1.2061.5m1.00.4 kN/m26.0m=11.05KN3.4 吊車荷載吊車荷載由表 1.2 可查得 300/50

15、 吊車的參數(shù)為：B=6.65m，K=5.25m，g=117kN，Q=300kN，F(xiàn)p,max=320kN，F(xiàn)p,min=88kN；200/50 吊車的參數(shù)為：B=6.4m，K=5.25m，g=75kN，Q=200kN，F(xiàn)p,max=240kN，F(xiàn)p,min=65kN。根據(jù) B 及K，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應點的豎向坐標值，如圖 3.3 所示。(1) 吊車的豎向荷載AB 跨Dmax=QFp,maxyi=1.4320kN(0.767+1+0.125)=842.45kNDmin=QFp,minyi=1.488kN1.892=203.35kNBC 跨Dmax=QFp,maxyi=1.42

16、40kN(0.808+1+0.125)=649.49kNDmin=QFp,minyi=1.465kN1.933=175.9kN(2) 吊車的橫向荷載AB 跨作用于每一個輪子上的吊車橫向水平制動力計算（由于軟鉤吊車起重量在160500kN 時，=0.10）：T=1/4（Q+g）=1/40.1(300kN+117kN)=10.425kN作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設計值為TmaxQTyi=1.410.425kN1.892=27.61kNBC 跨作用于每一個輪子上的吊車橫向水平制動力計算（由于軟鉤吊車起重量在160500kN 時，=0.10）：T=1/4（Q+g）=1/40.1(200kN+75

17、kN)=6.875kN作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設計值為TmaxQTyi=1.46.875kN1.933=18.61kN4 排架內(nèi)力分析排架內(nèi)力分析4.1 柱剪力分配系數(shù)柱剪力分配系數(shù)柱別/ulunIIHH30303/ 11/1/lCnHC EI1/1/iiiA 柱0.2820310A2.9860.856 10CHEA0.243B 柱0.1620.296n0310B2.6450.475 10CHEB0.438C 柱0.0760.296n0310C2.2810.654 10CHEC0.319恒載作用下排架的計算簡圖如圖 6a 所示,圖中的重力荷載及力矩 M 是根據(jù)圖 3 確定的，G即 12

18、1343151121403 3673.44;53.1635.188.26123.48673.440.15101.016.673.4435.10.453.160.3267.47.AAAGGKN GGGKNGGKNMG eKNmKN mMGGeG eKNKNmKNmKN m； 由于圖 6a 所示排架為對稱結(jié)構(gòu)且作用對稱荷載，排架結(jié)構(gòu)五側(cè)移，故各柱可按柱頂為不動鉸支座反力可根據(jù)表 2 所列的相應公式計算，對于 A,B 柱， ，則：iR0.108,0.264n 212233121311132.0521211311.2111211101.0162.052267.47.1.21114.835.8935.8

19、9ABnCnCnMMKNKN mRCCHHmKNRKN 求得后，可用平衡條件求出柱各截面的彎矩和剪力。柱各截面的軸力為該截面以上重iR力荷載之和，恒載作用下排架的彎矩圖和軸力圖分別見圖 6b，c。圖 6d 為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負號規(guī)定。 （b)圖圖 2 2 計算單元和計算簡圖計算單元和計算簡圖4.1 恒荷載作用下排架內(nèi)力分析恒荷載作用下排架內(nèi)力分析恒載作用下排架的計算簡圖如圖 4.1 所示，途中的重力荷載及力矩 M 是根G據(jù)圖 3.1 確定的，即13412AG423.9kN ; GG53.16kN33.75kN86.91kNGG345A1G86.67kN ; 2G2 423.9kN8

20、47.8kNGG 5B3465BG93.09kN ; 2GG2 53.16kN40.5kN146.82kNGG 374CGG53.16kN27kN80.16kNG ；150015015010022uhemm01h1000150100 15025022eemm；3h100075075025022emm 111Me423.9kN 0.1m42.39kN mG 24A0313M( G)e G e423.9kN+33.75kN0.25m-53.16kN 0.25m101.12kN mG（；14001501505022uhemm01h100015050 15030022eemm 130Me423.9kN

21、 0.05m21.2kN mG 144C033M( G)e G e423.9kN+27kN0.3m53.16kN 0.25m121.98kN mG （該廠房為雙跨等高排架，偏心力矩作用下，各柱的彎距和剪力可用剪力分配法計算。對于 A 柱，則0.1490.296n， 22133312131113311.9601.1921122111142.391.960 101.121.19213.40()15.2AnCCnnMMkN mkN mRCCHHm，對于 C 柱，則0.0760.296n，22133334C131113312.3551.0401122111121.202.355 121.981.040

22、11.63()15.2nCCnnMMkN mkN mRCCHHm ，圖 4.1 恒載作用下排架內(nèi)力圖4.2 屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析(1)AB 跨作用屋面活荷載排架計算簡體如圖 4.2 所示。其中 Q1=63kN，則在柱頂及變階處引起的力矩為：111630.16.3AMQekNmkN m10630.2515.752AMQekNmkN m112630.159.45BMQekNmkN m對于 A 柱，131.9601.192CC，12136.31.960 15.751.1922.05()15.2AAAMMkN mkN mRCCHHm對于 B 柱，0.1620.296

23、n，21311131.9221211nCn19.451.9221.19()15.21BBMkN mRCHm則排架柱頂不動鉸支座總反力為： 2.051.193.24ABR=RR =kNkN=kN將 R 反作用于排架柱頂，計算相應的柱頂剪力，并與柱頂不動鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載作用與 AB 跨時的柱頂剪力，即 17.760.5 ( 38.775)1.62758.880.5 38.77510.5075AAABBBVRRKNKNKNVRRKNKNKN Vc=排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖 4.2 所示。圖 4.2 AB 跨作用屋面活荷載時排架內(nèi)力圖(2)BC 跨作用屋面活荷載排架計算簡體

24、如圖 4.3 所示。其中 Q1=63kN，則在柱頂及變階處引起的力矩為：111630.053.2CMQekNmkN m01630.318.92CMQekNmkN m11630.159.45B2MQekNmkN m對于 C 柱， 13=2.3551.040CC ，1C2CC133.22.355 18.91.0401.79()15.2MMkN mkN mRCCHHm對于 B 柱，0.1620.296n，21311131.9221211nCn19.451.9221.19()15.21BBMkN mRCHm則排架柱頂不動鉸支座總反力為： 1.791.192.98CBR=RR =kNkN=kN將 R 反

25、作用于排架柱頂，計算相應的柱頂剪力，并與柱頂不動鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載作用與 AB 跨時的柱頂剪力，即 0.243 2.980.72()AAV =RkNkN m 1.190.438 2.980.12()CCCVRRkNkN=-kN m1.790.319 2.980.84()BBBVRRkNkN=kN m排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖 4.3 所示:圖 4.3 BC 跨作用屋面活荷載時排架內(nèi)力圖4.3 風荷載作用下排架內(nèi)力分析風荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）左吹風時對于 A 柱，得 0.1490.296n，4113131(1)0.341181(1)nCnll+-=+-1113.04

26、/15.20.34115.76()ARq HCkN mmN 對于 C 柱，得0.0760.296n， 4113131(1)0.325181(1)nCnll+-=+-取上柱柱底控制截面及下柱柱底截面為彎矩控制截面，有排架內(nèi)力圖如圖 4.4 所示。0.243 2.980.72()AAV =RkNkN m 圖 4.4 左吹風時排架內(nèi)力圖（2）右吹風時對于 A 柱， max3min31631.490.3489.447.326.2980.397.89.ABMDeKNmKN mMDeKNmKN m各柱頂剪力分別為：0.243 2.980.72()AAV =RkNkN m 1.190.438 2.980.1

27、2()CCCVRRkNkN=-kN m1.790.319 2.980.84()BBBVRRkNkN=kN m取上柱柱底控制截面及下柱柱底截面為彎矩控制截面，有排架內(nèi)力圖如圖 4.5 所示。圖 4.5 右吹風時排架內(nèi)力圖4.4 吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）Dmax作用于 A 柱計算簡圖如圖 4.6 所示。其中吊車豎向荷載 Dmax，Dmin在牛腿頂面處引起的力矩為：max3847.620.25211.9AMDekNmkN m=min233.10.75174.83BMDekNmkN m=對于 A 柱，則31.192C =3211.91.19216.62()15.2mA

28、AMkN mRCkNH= -= -= -對于 B 柱，由表 2.5.2 得：0.1620.296n，233311.2071211Cn3174.831.20713.88()15.2BBMkN mRCkNHm=16.6213.882.74()ABRRRkN=+= -+= -排架各柱頂剪力分別為：0.243 2.980.72()AAV =RkNkN m 1.190.438 2.980.12()CCCVRRkNkN=-kN m1.790.319 2.980.84()BBBVRRkNkN=kN m排架各柱的彎矩圖、軸力圖及底面剪力圖如圖 4.6 所示。 圖 4.6 Dmax作用在 A 柱時排架內(nèi)力圖（2

29、）Dmax作用于 B 柱左計算簡圖如圖 4.7 所示。MA，MB計算如下： Amin 3233.10.2558.28MDekNmkN m=Bmax847.620.75635.72MDekNmkN m=柱頂不動鉸支座反力 RA、RB及總反力 R 分別為 358.281.1924.57()15.2mAAMkN mRCkNH= -= -= -3635.721.20750.48()15.2BBMkN mRCkNHm=4.5750.4845.91()ABRRRkN=+= -+=排架各柱頂剪力分別為：0.243 2.980.72()AAV =RkNkN m 1.190.438 2.980.12()CCCV

30、RRkNkN=-kN m1.790.319 2.980.84()BBBVRRkNkN=kN m排架各柱的彎矩圖、軸力圖及底面剪力圖如圖 4.7 圖 4.7 Dmax作用在 B 柱左時排架內(nèi)力圖（3）Dmax作用于 B 柱右計算簡圖如圖 4.8 所示。MB，MC計算如下：Bmax649.490.75487.12MDekNmkN m=Cmin 3175.90.2543.98MDekNmkN m=柱頂不動鉸支座反力 RB、RC及總反力 R 分別為 BB3487.121.20738.68()15.2mMkN mRCkNH= -= -= -CC343.981.043.01()15.2MkN mRCkNH

31、m=BC38.683.0135.67()RRRkN=+= -+= -排架各柱頂剪力分別為：0.243 2.980.72()AAV =RkNkN m 1.190.438 2.980.12()CCCVRRkNkN=-kN m1.790.319 2.980.84()BBBVRRkNkN=kN m排架各柱的彎矩圖、軸力圖及底面剪力圖如圖 4.8 所示。 圖 4.8 Dmax作用在 B 柱右時排架的內(nèi)力（4）Dmax作用于 C 柱計算簡圖如圖 4.9 所示。MB，MC計算如下：Bmin175.90.75131.93MDekNmkN m=Cmax 3649.490.25162.37MDekNmkN m=柱

32、頂不動鉸支座反力 RB、RC及總反力 R 分別為 BB3131.931.20710.48()15.2mMkN mRCkNH= -= -= -CC3162.371.0411.11()15.2MkN mRCkNHm=BC10.4811.110.63()RRRkN=+= -+=排架各柱頂剪力分別為：0.243 2.980.72()AAV =RkNkN m 1.190.438 2.980.12()CCCVRRkNkN=-kN m1.790.319 2.980.84()BBBVRRkNkN=kN m排架各柱的彎矩圖、軸力圖及底面剪力圖如圖 4.9 所示。圖 4.9 Dmax作用在 C 柱時排架的內(nèi)力（5

33、）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 4.10 所示。對于 A 柱，由表 2.5.3 得 a=(4.5-1.2)/4.5=0.733，則0.1490.296n，C5=0.570)11(1 2)32()1)(2(32323nanaaaRA=TmaxC5=27.61kN0.57=15.74kN()同理，對于 B 柱，a=0.733，C5=0.611，則0.1620.296n，RB=TmaxC5=27.61kN0.611=16.87kN()排架柱頂總反力 R 為：R= RA+ RB= 15.74kN16.87kN32.61kN各柱頂剪力為：VA= RAAR=1

34、5.74kN0.24332.61kN=7.82kN()VB= RBBR=16.87kN0.43832.61kN =2.59kN()VC=C R =0.31932.61=10.40kN() 排架各柱的彎矩圖及柱底剪力圖如圖 4.10 所示。當 Tmax方向相反時，彎矩圖和剪力圖只改變符號，方向不變。 圖 4.10 Tmax作用在 AB 跨時排架內(nèi)力圖（6）Tmax作用于 BC 跨柱當 BC 跨作用吊車橫向水平荷載時，排架計算簡圖 4.11 所示。對于 B 柱，a=0.733，C5=0.611，則0.1620.296n，RB=TmaxC5=18.61kN0.611=11.37kN()同理，對于 C

35、 柱，a=0.733，C5=0.540，則0.0760.296n，RC=TmaxC5=18.61kN0.54=10.05kN()排架柱頂總反力 R 為：R= RB+ RC= 11.37kN10.05kN21.42kN()各柱頂剪力為：VA= AR=0.24321.42kN=5.20kN ()VB= RBBR=11.37kN0.43821.42kN =1.99kN()VC= RCCR =10.05kN0.31921.42kN=3.22kN()排架各柱的彎矩圖及柱底剪力圖如圖 4.11 所示。 圖 4.11 Tmax作用 BC 跨時排架內(nèi)力圖5 內(nèi)力組合內(nèi)力組合以 A 柱內(nèi)力組合為例，內(nèi)力組合按計

36、算。除及11111.21.20.91.35GKQQ KnGKQiQiKinGKQiciQiKiSSSSSSSSS maxN相應的 M 和 N 一項外，其他三項均按式計算求得最不利1111.21.20.9GKQQ KnGKQiQiKiSSSSSS內(nèi)力值；對于及相應的 M 和 N 一項外，-和-截面均按（maxN）求得最不利內(nèi)力值，二 I-I 截面按求得最不利內(nèi)力。1.21.4GKQKSS1.35GKQKSS對柱進行裂縫驗算時，內(nèi)力采用保準值，且只對的柱進行驗算，00/0.55eh 結(jié)果如表 5.1、表 5.2 所示。表表 5.1 A 柱內(nèi)力設計值匯總表柱內(nèi)力設計值匯總表屋面活載吊車豎向荷載吊車水

37、平荷載風荷載荷載類別恒載作用在AB 跨作用在BC 跨Dmax作用在 A 柱Dmax作用在 B 柱左Dmax作用在 B 柱右Dmax作用在 C 柱Tmax作用在 AB 跨Tmax作用在 BC 跨左風右風序號M12.130.521.2971.7877.0939.020.682.6623.46.03-13.64N383.3144.1000000000M-67.85-10.291.29140.1212.5137.180.682.6623.46.03-13.64N437.6444.10842.45203.350000000M8.09-1.6430.5530.55188.82118.92.782.2820

38、6.6975.8221.84-172.61N517.6644.10842.45203.350000000V7.691.840.3316.216.117.580.11318.815.1138.03-22.71注：M（單位為 kNm） ，N（單位為 kN） ，V（單位為 kN）表表 5.2 A 柱內(nèi)力組合表柱內(nèi)力組合表截面Mmax及相應 N，VMmax及相應 N，VNmax及相應 M，VNmin及相應 M，VMK，NK備注M69.67-65.4846.5276.1458.22N0.9+0.9（）514.350.90.8（）0.9432.110.9+0.9） 558.960.9+0.9()467.2

39、1381.42Nmax一項，取1.35SGK0.71.4SQKM72.40-138.4840.97-116.9N0.90.8()0.91121.100.90.8()0.9658.310.91273.670.90.9（）510.81M556.19-450.5481.14442.95N1207.77822.011360.34587.77V58.63-33.80-1.1950.01MK403.66-315.4364.34311.57NK933.82658.28987.80482.66VK0.90.8()0.943.420.9+0.8（）0.9-22.600.90.550.90.9（）41.68注：M

40、（單位為 kNm） ，N（單位為 kN） ，V（單位為 kN）塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計6 柱截面設計（柱截面設計（A 柱）柱）混凝土強度等級為 C30，fc=14.3N/mm2，ftk=2.01N/mm2。采用 HRB400 級鋼筋，fy= fy=360 N/mm2，b=0.518。上、下柱均采用對稱配筋。6.1 上柱配筋計算上柱配筋計算查表 5.2 可見，上截面柱共有 4 組內(nèi)力。取=500mm-40mm=460mm。經(jīng)判別0h3 組大偏心受壓，只有（）一組為小偏心受壓，48.98,558.98MkN m NkN 且，故按此組2100.518 1 14.3/5004601703.7bcN

41、a f hN mmmmmmkN 內(nèi)力計算時為構(gòu)造配筋。對三組大偏心受壓內(nèi)力，選取彎矩較大且軸力較小一組，即取76.14,457.65MkN m NkN 查表得有吊車廠房排架方向上柱的計算長度=24.5m=9.0m。附加偏心距取0lae20mm。 。600376.14 10167,16720187457.65 10iaMN mmemm eeemmmmmmNN由，故應考慮偏心距增大系數(shù)，0/9000/500185lhmmmm210.50.5 14.3/5005003.191.0457650cf AN mmmmmmNN取。11.0 0290001.150.011.150.010.970500lh22

42、01201190001()1()1.0 0.970187500140014004601.552ilmmemmhmmmmh 塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計21004576500.1391.0 14.3/5004602800.174460csNNf bhN mmmmmmammhmm取進行計算。,2sxa/ 21.552 187500/ 24080.2iseehammmmmm22045765080.2242.75()360/(46040)ssysNeNmmAAmmfhaN mmmmmm選 420（） ，2615sAmm則=615/（500mm500mm）=0.250.2%，滿足要求。/()SAbh2m

43、m查表得垂直于排架方向柱的計算長度=1.254.5m=5.625m,0l則=5625mm/500mm=11.25, =0.98。0/lbmax0.9 ()0.9 0.9814.3 500 500360 615 23348.42ucysNf Af AkNN滿足彎矩作用平面外的承載力要求。6.2 下柱配筋計算下柱配筋計算取 h0=1000-40=960mm，與上柱分析辦法相似，在表 5.2 的 8 組內(nèi)力中選擇兩組最不利內(nèi)力： 556.191207.77MkN mNkN442.95597.48MkN mNkN（1）按計算556.19,1207.77MkN m NkN下柱計算長度去=1.0=1.01

44、0.7=10.7m,0llH附加偏心距=1000mm/30=33.3mm(大于 20mm)。b=100mm, ae=400mm,=150mm。fbfh塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計6003556.19 10460.5,460.533.3493.81207.77 10iaMN mmemm eeemmmmmmNN由，故應考慮偏心距增大系數(shù)。且取1505/10700/100010.7lhmmmm。21.02510.50.5 14.3/2.7 101.5981.01207770cf AN mmNN取。11.022012011107001()1()1.0 1.01.159493.8100014001400

45、960ilmmemmhmmmmh 01.159 493.8572.30.30.3 960288iemmmmhmmmm故為大偏心受壓。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則211207.77168.92001.0 14.3/500fcfNkNxmmhmmf bN mmmm ，且00.158 960497.3bxhmm22 4080sxamm中和軸位于翼緣內(nèi)。/ 2572.31000/ 2401032.3iseehammmmmm100222()2()168.912077701023.31.0 14.3/500168.9(960)2360/(96040)539.1cssysxNef bx hAAfhaNmmN

46、mmmmmmmmN mmmmmmmm（2）按計算442.95,597.48MkN m NkN6003442.95 10741.4,741.433.3774.7.3597.48 10iaMN memm eeemmmmmmNN塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計由，故應考慮偏心距增大系數(shù)。且取1505/10700/100010.7lhmmmm。21.02510.50.5 14.3/2.7 102.011.0597480cf AN mmNN取。11.022012011107001()1()1.0 1.01.101774.7100014001400960ilmmemmhmmmmh 01.101 774.785

47、3.20.30.3 960288iemmmmhmmmm故為大偏心受壓。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則2159748083.62001.0 14.3/500fcfNkNxmmhmmf bN mmmm ，且00.158 960497.3bxhmm22 4080sxamm中和軸位于翼緣內(nèi)。/ 2853.21000/ 2401234.7iseehammmmmm100222()2()83.65974801234.71.0 14.3/50083.6(960)2360/(96040)570.24cssysxNef bx hAAfhaNmmN mmmmmmmmN mmmmmmmm綜合上述計算結(jié)果，下柱選用 420

48、,21256sAmm則=1256/500mm1000mm）=0.250.2%，滿足要求。/()SAbh2mm查表得垂直于排架方向柱的計算長度=0.810.7m=8.56m,0l則=8560/500mm=17, =0.84。0/lb塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計25222max0.9 ()0.9 0.84 (14.3/2.7 10360/12562)2458.75ucysNf Af AN mmmmN mmmmKNN滿足彎矩作用平面外的承載力要求。6.3 柱裂縫寬度驗算規(guī)范規(guī)定，對 e0/h00.55 的柱應進行裂縫寬度驗算。在 A 柱只有下柱出現(xiàn)e0/h00.55 的內(nèi)力，故應進行裂縫寬度驗算。驗

49、算過程見表 6.1，其中上柱As615mm2，下柱 As1256mm2；Es2.0105kN/mm2；構(gòu)件受力特征系數(shù)cr2.1；混凝土保護層厚度 c 取 25mm。表表 6.1 柱的裂縫寬度驗算表柱的裂縫寬度驗算表柱截面下柱/kkN mM322.78內(nèi)力標準值/kkNN497.9/mm0/kkNMe6480.55ho0.5()steffAbhbbh0.0096 Fvk2.01 500 5650.50所以所選的尺寸滿足要求。(3)牛腿配筋計算縱向受拉鋼筋總截面面積 As：由于 a =0；因而該牛腿可按構(gòu)造要求配筋，根據(jù)構(gòu)造要求，Asminbh=0.002500mm600mm=600 mm2;塔

50、里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計根據(jù)規(guī)定，縱向受拉鋼筋 As的最小配筋率為 0.002bh；實際選用414（As=616mm2）水平箍筋選用 100 的雙肢筋。根據(jù)構(gòu)造要求，牛腿水平箍筋 100：2h0 /3=2565/3=377mm2h0 范圍內(nèi)有 4 根箍筋，其水平截面面積為1 根 鋼筋的計算截面面積 50.3 mm24250.3=402.4 mm2 As/2=616/2=308 mm2 ，滿足構(gòu)造要求。6.5 牛腿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。規(guī)范可知當 hc(柱截面場邊尺寸，800mm2hc1000 mm2)插入杯口深度為 h1=0.9hc且800mm,h

51、1=0.91000mm=900mm,取 h1 =900mm則柱吊裝時的總長度為 4.5+10.7+0.9=16.1m.。柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載（應考慮動力系數(shù)）即柱吊裝階段的荷載為柱的自重重力荷載（考慮動力系數(shù)） ，即 q1Gq1k1.51.356.25kN/m12.67kN/mq2Gq2k1.51.35(0.5m1.1m25kN/m3)27.84kN/mq3Gq3k1.51.356.75kN/m13.67kN/m在上面荷載作用下，柱各控制截面的彎矩為：222111112.67/4.5128.2822uMq HkN mmkN m22221112.67/(4.50.6 )(27.84/

52、12.67/) 0.6167.5022MkN mmmkN mkN mmkN m由：233 32102BAMR lq lM得2A3 3311167.50R13.67/1159.962211MkN mq lkN mmkNlm令，得=59.96kN/13.67kN/m=4.39m，330AxdMRq xd3/AxRq則下柱段最大彎矩為：3M塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計223159.964.3913.67/4.39131.52MkNmkN mmkN m柱截面受彎承載力及裂縫寬度驗算過程見表 6.2。表表 6.26.2 柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗算表柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗算表柱 截 面上 柱下

53、柱()/()kM MkN m128.28（95.02）167.50（124.07）,0()/()uyssMf A hakN m229.820.9128.28=115.45505.740.9167.50=150。7520/(0.87)/(/)skksMh AN mm156.2101.511.1 0.65tkteskf 0.26-0.00990.2 取 0.2max(1.90.08)/epskcrstedwcmmE 0.060.2（滿足要求） 0.050.2（滿足要求）7 基礎設計建筑基地基礎設計規(guī)范規(guī)定，對于 6 m 柱距地單層多跨廠房，基地承載力特征值 160KN/m2fk(180 KN/m2

54、) 200 KN/m2,吊車起重量 200300KN，廠房跨度l30m,設計等級為丙級時，可不做地基變形驗算基礎混凝土強度等級采用 C20，下設 100 m m 厚 C10的素混凝土墊層。7.基礎頂面上的荷載計算基礎頂面上的荷載計算 塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計圖 7.1 基礎截面尺寸7.1 基礎截面尺寸基礎截面尺寸(1)作用于基礎頂面上的荷載計算作用于基礎頂面上的荷載包括柱底傳給基礎的 M，N，V 以及外墻自重重力荷載，前者可由內(nèi)力組合表的截面選取，見表 7.1，其中內(nèi)力標準值用于地基承載力驗算，基本組合值用于受沖切承載力驗算和底板配筋計算見圖(2)基礎面積計算作用于基礎頂面上的荷載包括柱底

55、（-截面）傳給基礎的 M，N，V 以及外墻自重重力荷載（其中 B 柱無墻自重重力荷載） ?；A設計的不利內(nèi)力見表8，其中內(nèi)力組合標準值用于地基承載力驗算，基本組合值用于受沖切承載力驗算和底板配筋計算。 表表 7.17.1 柱下基礎設計的不利內(nèi)力柱下基礎設計的不利內(nèi)力荷載效應基本組合荷載效應標準組合組別/()MkN m/N kN/VkN/()kMkN m/kNkN/kVkN塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計第 1組556.191207.7758.63403.66933.8243.42第 2組-450.54822.01-33.80-315.43658.28-22.60第 3組81.141360.34-1

56、.3964.341042.800.55由上圖可見，A 列柱每個基礎承受的外墻總寬度為 6.0m，總高度為h=16.5m+0.05m=16.55m，墻體為 240mm 實心磚墻（19KN/m） ，鋼框玻璃窗（0.45KN/m） ，基礎梁重量為 16.7kN/根。每個基礎承受的由墻體傳來的重力荷載為：240mm 厚磚墻 319/0.24616.55(4.82.1 ) 3.6 339.54kN mmmmmmmkN鋼框玻璃窗 20.45/(4.82.1 ) 3.611.18kN mmmmkN基礎梁 16.70kN 367.42wkNkN距基礎形心的偏心距為：wkNwe=（240mm+1000mm）/2

57、=620mmwe1.21.2 367.43440.90wwkNNkNkN7.2 基礎尺寸及埋置深度基礎尺寸及埋置深度（1） 按構(gòu)造要求擬定高度 h1150hhamm查表得柱的插入深度，。查表得10.90.9 1000900chhmmmm1950mm取h杯底厚度應不小于 250mm，取=300mm,則1a1a塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計h=950mm+300mm+50mm=1300mm?；A頂面標高為0.500m,故基礎埋置深度為：d=h+0.5m=1.300m+0.5m=1.800m杯壁厚度 t350mm,取 375mm；基礎邊緣高度取 400mm,臺階高度取2a450mm。（2） 擬定基礎底

58、面尺寸,max2231042.8367.429.79180/20/1.8kwkamNNkNkNAmfdkN mkN mm適當放大，取。23.63.010.8Ablmmm（3） 計算基底壓力及驗算地基承載力3220/1.8010.8388.8kmGdAkN mmmkN2223113.03.66.4866Wlbmmm基底壓力按計算，計算結(jié)果見表 7.2,max,minkbkbkkpNMpAW驗算地基承載力，其中,max,min,min21.2kkakapppfpf221.21.2 180/216/afkN mkN m 表表 7.2 柱基礎底面壓力計算及地基承載力驗算表柱基礎底面壓力計算及地基承載力

59、驗算表類 別第 1 組第 2 組第 3 組/()kMkN m403.6664.34322.78/kNkN933.821042.80497.90/kVkN43.42-24.2943.74wkbkkkNNGN/kN1690.041414.51799.02塔里木大學混凝土結(jié)構(gòu)課程設計bkkkwkwMMV hN e/()kN m232.31-572.61-162.75,max,min2()(/)kkpbkbkpNMkN mAW192.33120.64214.3442.61191.69141.46,max,min,min ()/ 2/1.2kkakapppkNfkNpkNf kN156.48180192.33216130.