混凝土課程設(shè)計混凝土結(jié)構(gòu)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計

1、目 錄第一章 緒論1.1 設(shè)計目的 1.2 設(shè)計概述 第二章 現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋設(shè)計2.1 設(shè)計資料 2.2 結(jié)構(gòu)平面布置 2.3 板的計算 2.4 按彈性理論計算雙向板梁的計算第三章 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯設(shè)計3.1 設(shè)計資料 3.2 樓梯段斜板的設(shè)計 3.3 平臺板的計算和配筋3.5 平臺梁的計算和配筋第一章 緒 論1.1設(shè)計目的通過此次課程設(shè)計，了解工業(yè)與民用建筑房屋的設(shè)計內(nèi)容、程序和基本原則，學(xué)習(xí)設(shè)計計算方法和步驟，提高設(shè)計計算和制圖能力，鞏固所學(xué)的理論知識和實(shí)際知識，并學(xué)習(xí)運(yùn)用這些知識結(jié)合先行的規(guī)范解決工業(yè)與民用房屋設(shè)計中的實(shí)際問題。1.2設(shè)計概述本次設(shè)計共有三個設(shè)計組成，分別為

2、混凝土結(jié)構(gòu)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計、現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯設(shè)計和某金加工車間?；炷两Y(jié)構(gòu)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計主要是對板、次梁和主梁的設(shè)計。現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯設(shè)計主要是樓梯板、平臺板和平臺梁的設(shè)計。金加工車間主要是對柱子、牛腿和基礎(chǔ)的設(shè)計。第二章 現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋設(shè)計2.1設(shè)計資料（一）某多層工業(yè)建筑倉庫，樓蓋平面如圖所示。采用鋼筋混凝土整澆樓蓋。有關(guān)設(shè)計要求如下：1、樓面作法：20mm厚水泥砂漿面層，板底混合砂漿抹灰20mm厚，梁底、梁測抹灰15mm厚。2、樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值10KN/m2。3、材料：混凝土C25或C30，梁內(nèi)受力主筋采用HRB335級鋼筋，其余用HPB300級鋼筋。（二）結(jié)構(gòu)

3、布置及構(gòu)造1、結(jié)構(gòu)布置成雙向板；2、選用的板厚不得小于最小板厚要求，柱截面450×450mm，主次梁截面由高跨比和高厚比計算確定。3、板伸入墻內(nèi)120mm，次梁及主梁伸入墻內(nèi)240mm。 4、樓蓋平面柱網(wǎng)尺寸示意圖見圖2.1 柱網(wǎng)示意圖2.2結(jié)構(gòu)平面布置根據(jù)平面布置圖可知，梁橫向布置：跨度6300mm和6000mm，間距6600mm；梁縱向布置：跨度6600mm，間距6300mm和6000mm。梁的截面尺寸：初步設(shè)計：梁的截面尺寸2.3板的計算一般不做剛度驗(yàn)算時板的最小厚度：，且 故取2.3.1 荷載計算恒載標(biāo)準(zhǔn)值：厚水泥砂漿面層： 厚鋼筋混凝土板： 厚板底混合砂漿抹灰： 合計： 樓

4、面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 恒荷載設(shè)計值： 活荷載設(shè)計值： 合計： 2.3.2 按彈性理論計算在求各區(qū)格板跨內(nèi)正彎矩時，按恒荷載均布及活荷載棋盤式布置計算，取恒荷載：在作用下，各內(nèi)支座均可視作固定，某些區(qū)格板跨內(nèi)最大正彎矩不在板的中心點(diǎn)處，在作用下，各區(qū)格板四邊均可視作簡支，跨內(nèi)最大正彎矩則在中心點(diǎn)處，計算時，可近似取二者之和作為跨內(nèi)最大正彎矩值。在求各中間支座最大負(fù)彎矩（絕對值）時，按恒荷載及活荷載均滿布各區(qū)格板計算，取荷載：一、彎矩計算計算簡圖及計算結(jié)果見表2.1表2.1 雙向板彎矩計算區(qū)格AB跨內(nèi)計算簡圖跨內(nèi)支座計算簡圖區(qū)格CD跨內(nèi)計算簡圖支座計算簡圖各支座彎矩：（考慮A區(qū)格四周與梁整體連接，乘以

5、折減系數(shù)0.8）A-A支座 A-B支座 A-C支座 B-B支座 B-D支座 C-D支座 二、配筋計算板厚，取跨內(nèi)及支座截面：，各跨內(nèi)，支座彎矩已求得，近似按 （2-1）算出相應(yīng)的鋼筋截面面積。式中：荷載在該截面產(chǎn)生的彎矩；受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積；截面的有效高度；鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計值（1） 表 板的配筋配筋實(shí)配A區(qū)格跨內(nèi)10023.3791112/141508909019.8986212/14150B區(qū)格跨內(nèi)10025.641000141609629021.5293214160C區(qū)格跨內(nèi)10024.90971141609629019.9386314180855D區(qū)格跨內(nèi)10026.89104

6、81415010269024.78107314150（2） 表 支座配筋配筋實(shí)配A-A(方向)9028.651241161601257A-B(方向)10042.011637161251608A-C(方向)9036.581584161301608B-B(方向)9040.171740161201676B-D(方向)9045.211958161002011C-D(方向)10047.77186214/161201828連續(xù)板的配筋示意圖見設(shè)計圖紙。2.4按彈性理論計算雙向板的梁梁的尺寸取，由于板為矩形，故雙向板長邊支撐梁上荷載呈梯形分布，短邊支撐梁上荷載為三角形分布。板上荷載傳遞示意圖如下：圖2.2

7、板上荷載傳遞示意圖2.4.1 橫向梁的計算（三跨） 一、荷載：恒荷載設(shè)計值：板傳恒荷載： 轉(zhuǎn)換成均布荷載：梁自重： 梁粉刷： 合計：活荷載設(shè)計值：板傳活荷載： 轉(zhuǎn)換成均布荷載：二、彎矩計算：由恒荷載引起的彎矩計算簡圖如下：支座處彎矩： 由恒荷載引起的彎矩計算結(jié)果見表2.4表 橫向梁由恒荷載引起的彎矩計算截面按等效均布荷載算得的支座彎矩按實(shí)際荷載算得的簡支梁跨中彎矩總和按三角形分布的荷載等效分布的梁自重A0000010.247.2120.472.4330.569.6540.6-47.4588.6415.4356.6250.8-79.0952.7410.29-0.24B1.0-79.0900-79

8、.0961.2-79.0947.839.33-21.9371.4-79.0980.3913.9915.2981.5-79.0984.4714.5819.96由活荷載引起的彎矩活荷載布置在左右兩跨計算簡圖如下：支座處彎矩： 彎矩計算結(jié)果見表2.5表 橫向梁由活荷載引起的彎矩計算截面按等效均布荷載算得的支座彎矩（）按實(shí)際荷載算得的簡支梁跨中彎矩（）總和A000010.2144.4420.4-40.19236.3630.5-50.24240.3140.6-62.29276.55214.2650.8-80.38164.5354.15B1.0-100.480-100.4861.2-100.480-100

9、.4871.4-100.480-100.4881.5-100.480-100.48活荷載布置在中間跨計算簡圖如下：支座處彎矩： 彎矩計算結(jié)果見表2.6表 橫向梁由活荷載引起的彎矩計算截面按等效均布荷載算得的支座彎矩按實(shí)際荷載算得的簡支梁跨中彎矩總和A000010.2-20.190-20.1920.4-40.190-40.1930.5-50.240-50.2440.6-62.290-62.2950.8-80.380-80.38B1.0-100.480-100.4861.2-100.4841.6571.4-100.48135.3981.5-100.48150.11活荷載布置在左邊兩跨計算簡圖如下：

10、支座處彎矩： 彎矩計算結(jié)果見表2.7表 橫向梁由活荷載引起的彎矩計算截面按等效均布荷載算得的支座彎矩按實(shí)際荷載算得的簡支梁跨中彎矩總和A000010.2164.53117.5120.4-94.04276.55182.5130.5-117.56290.55172.9940.6-141.07276.55135.4850.8-188.09164.53-23.56B1.0-235.110-235.1161.2164.53-36.8271.4-167.59276.55108.9681.5-150.716290.55139.8491.6-133.83276.55142.72101.8-100.07164.

11、5364.46C2.0-66.370-66.37內(nèi)力組合表 內(nèi)力組合截面恒荷載活荷載活荷載活荷載A000000147.21144.44-20.09117.51191.65 27.12272.43236.36-40.19182.51308.7932.24369.75240.31-50.24172.99309.9619.41456.62214.26-62.29135.48270.88-5.675-0.2484.15-80.38-23.5683.91-80.62B-79.09-105.44-100.48-235.11-179.57-314.26-21.93-105.4441.65-36.8219.7

12、2-127.37715.29-105.44135.39108.96150.68-90.15819.96-105.44150.51139.84170.47-85.48三、剪力計算 （2-2）作用在梁上的荷載有兩種形式：按三角形分布荷載：由板傳來的恒載和活載：等效均布荷載：梁的自重：計算簡圖如下：第一跨：活荷載布置在第一和第三跨：活荷載布置在第一和第二跨：第二跨： 活荷載布置在第一和第二跨：剪力計算結(jié)果見表2.9表 剪力計算結(jié)果序號按三角形分布的荷載等效均布荷載總和（）A(B)193.651(6)160.212(7)68.083(8)0004(9)-66.04-2.04-68.085(10)-15

13、4.09-6.12-160.21B(C)-183.44-10.21-193.65內(nèi)力組合結(jié)果見表2.10表 剪力組合序號A193.65-28.50=165.151160.21-28.50=131.71268.08-28.50=39.5868.08-49.87=-18.2130-28.50=-28.500-49.87=-49.874-167.82-49.87=-117.955-259.95-49.87=-210.08-293.39-49.87=-243.52184.43+28.1=212.536152.58+28.1=180.487121.03+28.1=92.938 0+28.1=28.1四、

14、截面配筋計算混凝土選用：C30 鋼筋選用：HRB335 （鋼筋考慮按兩排布置）查得相關(guān)數(shù)據(jù)： ,跨中截面按T形截面計算，其翼緣寬度取下面較小值：故取 ，判別各跨中T形截面類型：故均屬第一類T形截面。支座截面按矩形截面計算，均取橫向梁截面配筋如表2.11所示表 橫向梁截面配筋截面第一跨跨中第二跨跨中B支座C支座172.99170.47-197.57-145.40.20740.20440.21530.17430.23680.23110.24540.1966（）1219119012631012選配鋼筋實(shí)配鋼筋面積（）1206120612691017注：1、截面抵抗矩系數(shù)計算公式： 式中 截面抵抗矩系

15、數(shù)；荷載在該截面產(chǎn)生的彎矩；截面的有效高度；矩形應(yīng)力圖系數(shù)；截面寬度；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。2、相對受壓區(qū)高度計算公式： 式中 相對受壓區(qū)高度；截面抵抗矩系數(shù)。3、受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積計算公式： 式中 受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積；相對受壓區(qū)高度；截面的有效高度；截面寬度；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計值。4、用架力筋抵抗支座處的正彎矩和跨中的負(fù)彎矩箍筋計算：鋼筋選用HPB30：復(fù)核截面尺寸： 屬一般梁 故截面尺寸滿足要求。按計算配箍，結(jié)果見表2.12表 橫向梁箍筋計算截面A支座B支座左側(cè)B支座右側(cè)165.15-243.52212.53182.88182.88182.8

16、8可否按構(gòu)造配箍可以否否所選箍筋雙肢箍雙肢箍雙肢箍0.450.293實(shí)配箍筋0.670.67是否滿足最小配箍率滿足滿足滿足注：1、混凝土和箍筋共同承擔(dān)的剪力計算公式：式中 混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；梁的截面寬度；梁的有效高度；箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值； 混凝土和箍筋共同承擔(dān)的剪力；配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積；沿構(gòu)件長度方向箍筋的間距。2、受彎構(gòu)件的最小尺寸應(yīng)滿足： 式中 構(gòu)件斜截面上的最大剪力；混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時，?。划?dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80時，??；其間按線性內(nèi)插法取用；矩形截面的寬度，T形截面或工字形截面的腹板寬度；截面的有效高度?；炷脸袚?dān)的剪力計算公

17、式： 式中 混凝土承擔(dān)的剪力；截面高度影響系數(shù)，當(dāng)小于時，取等于求得；當(dāng) 大于時，取等于求得；截面寬度；截面的有效高度；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。第三章 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯設(shè)計3.1設(shè)計資料已知某多層工業(yè)建筑現(xiàn)澆鋼筋砼樓梯，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為3KN/m2,踏步面層為30mm厚水磨石，底面為20mm厚混合砂漿，砼為C25，梁中受力鋼筋為HRB335級，其余鋼筋采用HPB300級，結(jié)構(gòu)布置如圖所示?；炷粒?鋼筋：HPB300鋼筋： 樓梯結(jié)構(gòu)布置圖3.2樓梯段斜板的設(shè)計 板的厚度應(yīng)滿足: 因?yàn)? 則故取 3.2.1荷載計算 踏步尺寸傾角：=arctan,恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：（選取1m寬板帶） 踏步自重：

18、 斜板自重（包括抹灰）： 30mm厚水磨石自重： 合 計： 恒荷載設(shè)計值： 活荷載設(shè)計值： 總 計： 3.2.2內(nèi)力計算計算跨度為： 斜板跨中正截面最大正彎矩計算公式： 式中 作用于斜板上沿水平方向均布豎向恒荷載和活荷載設(shè)計值;梯段斜板沿水平方向的計算跨度。由公式得： 踏步板跨中彎矩：3.2.3配筋計算截面抵抗矩系數(shù)計算公式： 式中 截面抵抗矩系數(shù)；荷載在該截面產(chǎn)生的彎矩；截面的有效高度；矩形應(yīng)力圖系數(shù)；截面寬度；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。相對受壓區(qū)高度計算公式： 式中 相對受壓區(qū)高度；截面抵抗矩系數(shù)。受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積計算公式：式中 受拉區(qū)縱向受力鋼筋的截面面積；相對受壓區(qū)高度；截

19、面的有效高度；截面寬度；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；鋼筋受拉強(qiáng)度設(shè)計值。由公式，得：故受力鋼筋選 分布鋼筋選擇 配筋圖建設(shè)計圖紙3.3平臺板的計算和配筋3.3.1荷載計算恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：30mm厚水磨石自重： 70mm厚平臺板自重： 20mm厚頂棚抹灰重： 合計： 恒荷載設(shè)計值： 活荷載設(shè)計值：總計： 3.3.2內(nèi)力計算計算跨度： 由公式得：3.3.3承載力計算由公式，得：故受力鋼筋選 分布鋼筋選擇 3.4平臺梁的計算和配筋設(shè)平臺梁截面尺寸為。3.4.1荷載計算梯段傳來的恒荷載：平臺板自重： 梁自重： 總計： 3.4.2內(nèi)力計算計算跨度： 取較小值，故取 則： 3.4.3配筋計算縱向鋼筋的計算由公

20、式,得：故受力鋼筋選 箍筋的計算按構(gòu)造配筋，選雙肢箍。第四章 廠房設(shè)計4.1 設(shè)計資料1、金工車間跨度、總長、柱距如圖所示。2、車間內(nèi)設(shè)有2臺200/50KN中級工作制吊車，其軌頂設(shè)計標(biāo)高如圖所示。3、建筑地點(diǎn)：株洲市郊區(qū)。4、車間所在場地：地坪下1m內(nèi)為填土，填土下4m內(nèi)為均勻亞粘土，地基承載力設(shè)計值f=200KN/m2，地下水位-5.0m，無腐蝕?；撅L(fēng)壓w。=0.35KN/m2，基本雪壓S。=0.45KN/m2.5、廠房中標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用情況：（1）屋面板采用G410（一）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，板重（包括灌漿在內(nèi)）標(biāo)準(zhǔn)值為1.4KN/m2，屋面板上做二氈三油，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35K

21、N/M2。（2）天溝板采用G410（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的TGB77-1，板重標(biāo)準(zhǔn)值2.02KN/m。（3）屋架采用G415（三）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架YWJA-24，屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值106KN/每榀。（4）吊車梁采用G425標(biāo)準(zhǔn)圖集中的先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁YXDL6-8，吊車梁高1200mm，翼緣寬500mm，梁腹板寬200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值44.2KN/根，軌道及零件重1KN/m，輜重道及墊層構(gòu)造高度200mm。（5）材料：A柱：混凝土C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）B基礎(chǔ)：混凝土C15（Fc=7.2n/mm2，ft=0.91N/mm2）4.2結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型

22、及柱截面尺寸確定因該廠房跨度在之間，且柱頂標(biāo)高大于，所以采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了是屋蓋具有較大剛度，選用預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎(chǔ)梁。廠房各主要構(gòu)件選型見下表： 表4.1主要承重構(gòu)件選型表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板G410（一）預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板YWB2（中間跨）YWB2（端跨）（包括灌漿在內(nèi)）天溝板G410（三）預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（卷材防水天溝板）TGB771屋架G415（三）預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架（跨度）YWJA24/每榀。吊車梁G425（二）先張法預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土吊車梁（吊車工作等級中級）YXDL68根軌道連接軌道及零件基

23、礎(chǔ)梁G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁JL3根由設(shè)計資料可知柱頂標(biāo)高，軌頂標(biāo)高為，設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為，則計算簡圖和吊車梁的高度求總高度H、下柱高度和上柱高度分別為：根據(jù)柱的高度、吊車起重量及工作級別等條件，可查表確定柱截面尺寸：表4.2柱截面尺寸及相應(yīng)的計算參數(shù) 參數(shù)柱號截面尺寸面積慣性矩自重A ,C上柱 下柱B上柱下柱4.3荷載計算4.3.1恒載（1）屋面恒載：兩氈三油防水層： 厚水泥砂漿找平層： 厚水泥礫石保溫層：一氈兩油隔氣層： 厚水泥砂漿找平層： 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板： 屋蓋鋼支撐： 合計： 屋架重力荷載為每/榀，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設(shè)計值為：（2）吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計值：

24、（3）柱自重重力荷載設(shè)計值：A、C柱：上柱： 下柱： B柱: 上柱： 下柱：4.3.2屋面活荷載屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，后者小于前者，所以僅按前者計算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計值為：的作用位置與作用位置相同。風(fēng)荷載垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算公式：式中 基本風(fēng)壓，是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地高統(tǒng)計所得的50年一遇平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)確定的風(fēng)壓值；高度處的風(fēng)振系數(shù)，對高度小于的單層廠房，?。伙L(fēng)荷載體型系數(shù)，是風(fēng)吹到廠房表面引起的壓力或吸力與理論風(fēng)壓比值，與廠房的外表體型和尺度有關(guān)，可根據(jù)建筑體型查得；風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)所在地區(qū)的地面粗糙程度類別和所求風(fēng)壓處離地面的高度查

25、得。根據(jù)廠房各部分標(biāo)高及B類地面粗糙查表得：柱頂（標(biāo)高） 檐口（標(biāo)高）屋頂（標(biāo)高）如圖4.1a所示，則可得排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：圖4.1 風(fēng)荷載體系系數(shù)及排架計算簡圖則用于排架計算簡圖上的風(fēng)荷載設(shè)計值為：4.3.4吊車荷載吊車的參數(shù)為：，。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(yīng)點(diǎn)的豎向坐標(biāo)值，如圖4.2所示。圖4.2（1）吊車豎向荷載（2）吊車橫向水平荷載作用于每一個輪子上的吊車荷載水平制動力計算公式： （4-2）式中 每一個輪子作用在軌道上的橫向水平制動力；橫向水平制動系數(shù)；吊車的額定起重量的重力荷載；小車的重力荷載。作用于拍架上的吊車橫向的水平荷載設(shè)計值計算公

26、式： （4-3）式中 第個大車輪子的橫向水平制動力；吊車梁傳給柱的最大橫向反力的標(biāo)準(zhǔn)值；影響線數(shù)值。4.4排架內(nèi)力計算該廠房為一跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行內(nèi)力分析。其柱的剪力分配系數(shù)見表4.3：表4.3柱剪力分配系數(shù)柱號A 、C柱n=0.1240.273B柱 n=0.1670.4554.4.1恒荷載作用下排架內(nèi)力分析恒荷載作用下排架的計算簡圖如圖所示，圖中的重力荷載及力矩M是根據(jù)圖4.3確定：由圖4.4a所示排架為對稱結(jié)構(gòu)且作用對稱荷載，排架結(jié)構(gòu)無側(cè)移，故各柱可按柱頂為不動鉸支座計算式內(nèi)力。柱頂不動支座反力可根據(jù)表所列的相應(yīng)公式計算。對于A柱，n=0.124則圖4.3 荷載作用位置圖（單位

27、：）柱各截面的軸力為該截面以上重力荷載之和，恒載作用下排架結(jié)構(gòu)的彎矩圖4.4b和軸力圖分別見圖4.4c。 圖4.4d為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負(fù)號規(guī)定，下同。圖4.4 恒載作用下排架內(nèi)力圖4.4.2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圖如圖4.5所示。其中，它在柱頂及變階引起的力矩為:對于A柱，則 圖4.5 AB跨作用屋面活荷載時排架內(nèi)力圖對于B柱，則則排架柱頂不動鉸支座總反力為：將R反向作用于排架柱頂，計算相應(yīng)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：排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖4.5所示。(2) BC跨內(nèi)作用

28、屋面活荷載由于結(jié)構(gòu)對稱，且BC跨與AB跨作用荷載相同，故只需將圖4.5中各內(nèi)力圖的位置及方向調(diào)整一下即可，如圖4.6所示。圖4.6 BC跨作用屋面活荷載時排架內(nèi)力圖4.4.3風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）左吹風(fēng)時計算簡圖如圖4.7a所示。對于A柱，由表得：各柱頂剪力分別為：排架內(nèi)力圖如圖4.7b所示。圖4.7 左吹風(fēng)時排架內(nèi)力圖（2）右吹風(fēng)時計算簡圖如圖4.8a所示。將圖4.7b所示A，C柱內(nèi)力圖對換且改變內(nèi)力符號后可得，如圖4.8b所示。圖4.8 右吹風(fēng)時排架內(nèi)力圖4.4.4吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）作用在A柱計算簡圖如圖4.9a所示。其中吊車豎向荷載，在牛腿頂面處引起的力矩為：圖4.

29、9 作用在A柱時排架內(nèi)力圖對于A柱，則對于B柱，則，排架各柱頂剪力分別為：排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖4.9b，c所示。（2）作用在B柱左計算簡圖如圖4.10a所示。其中吊車豎向荷載，在牛腿頂面處引起的力矩為：柱頂不動鉸支座反力，及總反力分別為： 各柱頂剪力分別為：排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖4.10b，c所示。圖4.10 作用在B柱左時排架內(nèi)力圖（3）作用在B柱右 根據(jù)結(jié)構(gòu)對稱性及吊車噸位相等的條件，內(nèi)力計算與“作用于B柱左”的情況相同，只需將A,C柱內(nèi)力對換并改變?nèi)繌澗丶凹袅Ψ枺鐖D4.11所示。圖4.11 作用在B柱右時排架內(nèi)力圖（4）作用在C柱 同理，將“作

30、用于A柱”情況的A,C柱內(nèi)對換，并注意改變符號，可求得各柱的內(nèi)力，如圖4.12所示。圖4.12 作用在C柱時排架內(nèi)力圖（5）當(dāng)AB跨作用于吊車橫向水平荷載時，排架計算簡圖如圖4.18所示。對于A柱由表得，則同理，對于B柱，則排架柱頂總反力為：各柱頂剪力為：排架各柱的彎矩圖柱底剪力值如圖4.13b所示。當(dāng)方向相反時，彎矩圖和剪力只改變符號，方向不變。圖4.13 作用于AB跨時排架內(nèi)力圖（6）由于結(jié)構(gòu)對稱及吊車噸位相等，故排架內(nèi)力計算與“作用AB跨”的情況相同，僅需將A柱與C柱的內(nèi)力對換，如圖4.14所示。圖4.14作用于BC跨時排架內(nèi)力圖4.5內(nèi)力組合以A柱為例。表4.4A柱內(nèi)力設(shè)計值匯總表荷載

31、類別恒載屋面活載吊車豎向荷載作用在AB跨作用在BC跨作用在A柱作用在B柱左作用在B柱右作用在C柱序號M15.960.252.56-73.54-62.5344.35-13.44N375.550.400000M-53.82-12.352.56185.32-8.3544.35-13.44N462.4050.240647.15135.4500M31.07-5.329.061.17-166.94166.94-47.52N522.450.40647.15135.4500V7.970.660.6117.51-14.8910.56-3.20荷載類別吊車水平荷載風(fēng)荷載風(fēng)荷載左吹風(fēng)右吹風(fēng)序號M0.62-15.33

32、N0000M0.62-15.33N0000M204.98-157.81N0000V33.26-15.90注：M（單位為），N（單位為），V（單位為）。表4.5A柱內(nèi)力組合表截面及相應(yīng)的N，V及相應(yīng)的N，V及相應(yīng)M、N及相應(yīng)M、NM+0.7(+)+0.9×+0.7×0.9×+0.6×/1.2+0.8×+0.7×0.8×+0.9×+0.6×-61.62（+）+0.7×0.9×71.94/1.2+0.9×+0.7×+0.9(+)+82.69N432.04368.54439

33、.10368.54M+0.9+0.8(+)+0.9×+102.43 +0.9+0.8(+)+0.9×+-121.63+0.9×67.25+0.90.9（+)+-92.02N894.73589.811011.22428.78M+0.9+0.8(+)+0.9×+432.64 +0.9+0.8(+)+0.9×+-345.39+0.9×30.17+0.9+0.9(+)+366.51N954.97650.051071.46489.02V47.67-32.09-4.18950.33303.88-244.7524.96265.2740.42561.

34、72823.54407.5235.18-20.70-1.8637.08注：M（單位為），N（單位為），V（單位為）。4.6柱的截面設(shè)計以A柱為例?；炷翉?qiáng)度等級為C30，；采用HRB400級鋼筋，。上、下柱 均采用對稱配筋。4.6.1上柱配筋計算上柱的計算長度附加偏心矩取。因?yàn)椋核?，上柱都屬于大偏壓受力，即取彎矩最大而軸力較小的一組：荷載偏心矩計算公式：式中 荷載偏心矩；軸向力設(shè)計值；彎矩設(shè)計值。由公式得：初始偏心矩計算公式：式中 荷載偏心矩；初始偏心矩；附加偏心矩。由公式得：，應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)，小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)計算公式：式中 小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)；混凝土軸心受壓

35、設(shè)計值；構(gòu)件截面面積，對T形、工字形截面，均取；軸向力設(shè)計值。由公式得：取偏心受壓構(gòu)件對長細(xì)比對截面曲率的修正系數(shù)計算公式：式中 偏心受壓構(gòu)件對長細(xì)比對截面曲率的修正系數(shù)，當(dāng)時，取等于1.0；構(gòu)件的計算長度；截面高度，對環(huán)形截面取外直徑；對圓形截面取直徑。由公式得：偏心矩增大系數(shù)計算公式：式中 偏心矩增大系數(shù)；偏心受壓構(gòu)件對長細(xì)比對截面曲率的修正系數(shù)，當(dāng)時，取等于1.0；小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)；初始偏心矩；構(gòu)件的計算長度；截面有效高度，對環(huán)形截面，??；對圓形截面，??；截面高度，對環(huán)形截面取外直徑；對圓形截面取直徑。由公式得：截面抵抗矩系數(shù)計算公式：式中 荷載在該截面產(chǎn)生的軸力設(shè)計值；截

36、面的有效高度；矩形應(yīng)力圖系數(shù)；截面寬度；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。相對受壓區(qū)高度。由公式得：取鋼筋截面計算公式：式中 截面受拉受壓鋼筋截面面積；荷載在該截面產(chǎn)生的軸力設(shè)計值；截面的有效高度；矩形應(yīng)力圖系數(shù)；截面寬度；初始偏心矩；偏心矩增大系數(shù)；受壓區(qū)邊緣到受拉區(qū)邊鋼筋合力作用點(diǎn)；截面高度，對環(huán)形截面取外直徑；對圓形截面取直徑。所以取進(jìn)行計算，由公式得：所以上柱配置鋼筋，選3(.垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算：垂直排架方向的計算長度軸心受壓構(gòu)件的承載力計算公式：式中 軸向力設(shè)計值；鋼筋混凝土構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；構(gòu)件截面面積；鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；全部縱向手受壓鋼筋截面面積。由公

37、式得：所以滿足彎矩平面外的承載力要求。4.6.2下柱的配筋計算下柱的計算長度附加偏心矩取取。，。與上柱分析方法類似，下柱屬于大偏壓受力，即選取下列兩組最不利進(jìn)行計算：（1），荷載偏心矩計算由公式得：初始偏心矩由公式得： 應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)，取小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)由公式得： 取偏心矩增大系數(shù)由公式得：先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則說明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新計算受壓高度偏心矩計算公式：式中 偏心矩；初始偏心矩；偏心矩增大系數(shù)；受拉區(qū)邊緣到受拉區(qū)邊鋼筋合力作用點(diǎn)；截面高度，對環(huán)形截面取外直徑；對圓形截面取直徑。由公式得：受壓區(qū)高度計算公式：式中 受壓區(qū)高度；軸向力設(shè)計值；矩形應(yīng)力圖系數(shù)；混

38、凝土軸心受壓設(shè)計值；截面寬度；翼緣寬度；翼緣高度。由公式得： 受壓區(qū)相對高度計算公式：式中 受壓區(qū)相對高度；受壓區(qū)高度；截面有效高度，對環(huán)形截面，取；對圓形截面，取。由公式得：鋼筋截面計算公式鋼筋截面計算公式：式中 截面受拉受壓鋼筋截面面積；荷載在該截面產(chǎn)生的軸力設(shè)計值；截面的有效高度；矩形應(yīng)力圖系數(shù)；截面寬度；偏心矩；翼緣寬度；翼緣高度。偏心矩增大系數(shù)；受壓區(qū)邊緣到受拉區(qū)邊鋼筋合力作用點(diǎn)；受壓區(qū)相對高度；截面高度，對環(huán)形截面取外直徑；對圓形截面取直徑。由公式得：（2），荷載偏心矩由公式得：初始偏心矩由公式得：，應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)，取小偏心受壓構(gòu)件截面曲率修正系數(shù)由公式得：偏心矩增大系數(shù)由公

39、式得：所以屬于大偏心受壓。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則說明中和軸位于翼緣內(nèi). 偏心矩由公式得：鋼筋截面計算公式鋼筋截面由公式得：綜合可知下柱配置鋼筋，選4(垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算：垂直排架方向的計算長度軸心受壓構(gòu)件的承載力計算由公式得： 所以滿足彎矩平面外的承載力要求。4.6.3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，上、下構(gòu)造柱選用200箍筋。4.6.4牛腿設(shè)計根據(jù)吊車梁支承位置、截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸，其中牛腿截面寬度，牛腿截面高度，如圖4.15所示。圖4.15（1）牛腿截面高度驗(yàn)算，（牛腿頂面無水平荷載），取裂縫控制條件來確定牛腿截面高度的計算

40、公式：式中 分別為作用于牛腿頂部按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算的豎向力和水平拉力值；裂縫控制系數(shù)，對支承吊車梁的牛腿。取，其他牛腿，；豎向力的作用點(diǎn)至下柱邊緣的水平距離，此時應(yīng)考慮安裝偏差，當(dāng)考慮安裝偏差后的豎向力作用線仍位于下柱截面以內(nèi)是，取；牛腿寬度；牛腿與下柱交接處的豎向截面有效高度，取，時，取。按下式確定：由公式得： 故牛腿截面高度滿足要求。（2）牛腿配筋計算由于，因而該牛腿可按構(gòu)造要求配筋。根據(jù)構(gòu)造要求，。實(shí)際選用。水平箍筋選用。4.6.5柱的吊裝驗(yàn)算采用翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿下部，混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后起吊。由表2.4.6可得柱插入杯口深度為0.9*900mm=810mm取，則柱吊裝時總長度

41、為，計算簡圖如圖4.16所示。圖4.16柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載（應(yīng)考慮動力系數(shù)），即在上述荷載作用下，柱各控制截面的彎距為： 由得：令得則下柱段最大彎矩柱截面受彎距承載力及裂縫寬度驗(yàn)算過程見表4.7。表4.7 柱吊裝階段承載力及裂縫寬度驗(yàn)算表柱 截 面上 柱下 柱250.37226.2498.670.198<0.2，取0.2-0.512<0.2，取0.2（滿足要求）0.042<0.2（滿足要求）4.7基礎(chǔ)設(shè)計 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，對于6m柱距的單層多跨廠房，其地基承載力特征值為、吊車起重、廠房跨度、設(shè)計等級為丙級時，可不做地基變形驗(yàn)算。本例滿足上述要求，故不需

42、做地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級采用，下設(shè)厚的素混凝土墊層。4.7.1作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載計算作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（-截面）傳給基礎(chǔ)的M，N，V以及外墻自重重力荷載。前者可由表4.5中的-截面選取，見表4.8，其中內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)組合值用于地基承載力驗(yàn)算，基本組合值用于受沖切承載力驗(yàn)算和板底配筋計算。表4.8 基礎(chǔ)設(shè)計的不利組合組別荷載效應(yīng)基本組合荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合第1組432.64954.9747.67303.88740.4235.18第2組-345.39650.05-32.09-244.25561.72-20.70第3組30.171071.46-4.1924.96823.54-1.86

43、由圖4.21可見，每個基礎(chǔ)承受的外墻總寬度為6.0?？偢叨葹?4.65，墻體為240實(shí)心墻（），鋼框玻璃窗（），基礎(chǔ)梁重量為根。計算范圍如圖4.17圖4.17每個基礎(chǔ)承受的由墻體傳來的重力荷載為：240mm厚磚墻：鋼框玻璃窗： 基礎(chǔ)梁： 合計： 距基礎(chǔ)形心的偏心距為：4.7.2基礎(chǔ)尺寸及埋置深度（1）按構(gòu)造要求擬定高度由表2.4.6得柱的插入深度，取。由表2.4.7得杯底厚度應(yīng)大于，取，則基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為，故基礎(chǔ)埋置深度為：表4.9基礎(chǔ)杯底厚度和杯壁厚度柱截面高度杯底厚度杯壁厚度由表4.9得杯壁厚度，??；基礎(chǔ)邊緣高度取，臺階高度取，見圖4.18。圖4.18（2）擬定基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)底面積計算公式

44、：式中 基礎(chǔ)底面積；相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂部的豎向力值；修正后的地基承載力特征值；基礎(chǔ)與其上填土的平均重度，可??；基礎(chǔ)在室內(nèi)地面標(biāo)高（±0.000）以下的埋置深度。由公式得：適當(dāng)放大，取。（3）計算基底壓力及驗(yàn)算地基承載力：基礎(chǔ)邊緣壓力的計算公式：基底壓力按式計算，結(jié)果見表4.10；驗(yàn)算地基承載力，其中，驗(yàn)算結(jié)果見表4.10?？梢姡A(chǔ)底面尺寸滿足要求。表4.10基礎(chǔ)底面壓力計逄及地基承載力驗(yàn)算表類別第1組第2組第3組303.88740.4235.18-244.25561.72-20.7024.96823.54-1.861399.221220.521482.34

45、171.58-440.835-149.96180.04118.94208.9051.9185.10131.7149.49200180.04240115.03200190.99240158.4200185.102404.7.3基礎(chǔ)高度驗(yàn)算這時應(yīng)采用基底凈反力設(shè)計值，和可按式計算，結(jié)果見表4.11。表4.11 基礎(chǔ)底面凈反力設(shè)計計算表類別第1組第2組第3組432.64954.9747.67-345.39650.05-32.0930.171071.46-4.191318.711013.791435.2280.13-589.62-181.98190.7791.01213.23.32185.73120.93因臺階高度與臺階寬度相等（均為），所以只需驗(yàn)算變階處的受沖切承載力。變階受沖切承載力計算截面如圖4.23所示。變階處截面有效高度。因?yàn)?，即：地基土凈反力設(shè)計值計算公式：式中 地基土凈反力設(shè)計值；扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的地基土單位