單層廠房課程設(shè)計(jì)

單層鋼筋混凝土柱廠房課程設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、設(shè)計(jì)資料⑵\o"CurrentDocument"二、結(jié)構(gòu)方案選擇(2)\o"CurrentDocument"三、結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件選型(3)\o"CurrentDocument"四、計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖(6)標(biāo)高(6)初定柱的截面尺寸(6)定位軸線(6)計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖⑹\o"CurrentDocument"五、荷載計(jì)算(7)屋蓋荷載⑺柱和吊車梁等自重(7)吊車荷載(8)(4)風(fēng)荷載(9)內(nèi)力分析(9)內(nèi)力組合(17)\o"CurrentDocument"六、排架柱截面設(shè)計(jì)(17)選取控制截面最不利內(nèi)力(17)A柱配筋計(jì)算(18)B柱配筋計(jì)算(20)\o"CurrentDocument"七、排架柱的裂縫寬度驗(yàn)算(23)A柱裂縫寬度驗(yàn)算(23)B柱裂縫寬度驗(yàn)算(24)\o"CurrentDocument"八、牛腿設(shè)計(jì)(24)\o"CurrentDocument"九、排架柱的吊裝驗(yàn)算(26)\o"CurrentDocument"十、錐形杯口基礎(chǔ)設(shè)計(jì)(30)荷載計(jì)算(31)基礎(chǔ)地面尺寸確定(32)地基承載力驗(yàn)算(33)基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算(34)基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算(35)\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)(38)一、設(shè)計(jì)資料1、該車間雙跨等高廠房，無(wú)天窗，長(zhǎng)66m，柱距6m，跨度均為L(zhǎng)=18m，無(wú)伸縮縫，廠房?jī)啥嗽O(shè)有山墻。車間剖面如圖1所示：圖1車間剖面圖1、根據(jù)工藝要求車間每跨設(shè)有軟鉤橋式起重機(jī)一臺(tái)，A5工作級(jí)別。吊車起重量100KN,軌頂標(biāo)高。2、建設(shè)地點(diǎn)：某市郊區(qū)(基本風(fēng)壓m，基本雪壓m，無(wú)抗震設(shè)防要求)。4、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件：根據(jù)勘察報(bào)告，場(chǎng)地地形平整，自地表向下為：雜填土，厚度；粘土，紅黃褐色，厚度，容許承載力140kpa；粉質(zhì)粘土，厚度，容許承載力210kPa；卵石層，較厚。未發(fā)現(xiàn)不良地質(zhì)現(xiàn)象。地下水位較低，無(wú)腐蝕性。5、建筑構(gòu)造屋面(不上人)：卷材防水，其作法如下：三氈四油防水層上鋪小石子，20厚1：3水泥砂漿找平層，100厚泡沫混凝土保溫層；一氈二油隔氣層，20厚1：3水泥砂漿找平層，預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板。墻體：240厚清水磚墻，鋼門窗，門窗洞口寬4m，女兒墻高度300?500mm。地面：室內(nèi)地坪為混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。6、選用材料：柱混凝土可選C30，縱筋HRB400，箍筋HPB300。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)混凝土選C25，縱筋HRB335；基礎(chǔ)墊層混凝土等級(jí)采用C15。二、結(jié)構(gòu)方案選擇選用傳統(tǒng)鋼筋混凝土單廠結(jié)構(gòu)“板一架一柱”體系，由以下四種結(jié)構(gòu)組成：由屋面板、屋架組成的屋蓋結(jié)構(gòu)；由屋架、柱和基礎(chǔ)組成的排架結(jié)構(gòu)，為主要承重結(jié)構(gòu)；由屋蓋支承、柱間支承組成的支撐結(jié)構(gòu)；由縱墻、山墻組成的維護(hù)結(jié)構(gòu)；采用單獨(dú)柱下現(xiàn)澆鋼筋混凝土杯口基礎(chǔ)，基礎(chǔ)梁承托圍護(hù)墻，山墻為非承重墻，設(shè)抗風(fēng)柱。三、結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)件選型廠房柱網(wǎng)平面布置如圖2：圖2廠房柱網(wǎng)布置圖另外，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2010)規(guī)定，裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)伸縮縫最大間距為100m(室內(nèi)或土中)或70m(露天)。而本題廠房總長(zhǎng)66m，所以無(wú)需驗(yàn)算廠房的伸縮縫。主要構(gòu)件選型：1、屋面恒載：三氈四油防水層上鋪小石子m220mm厚1：3水泥砂漿找平層X(jué)20=kN/m2100mm厚泡沫混凝土保溫層X(jué)5=kN/m2一氈二油隔氣層kN/m220mm厚1：3水泥砂漿找平層X(jué)20=kN/m2合計(jì)kN/m2活載：屋面不上人kN/m2雪壓kN/m2可變荷載效應(yīng)控制組合：*=1.2x1.75+1.4x0.50=2.8kN/m2由永久荷載效應(yīng)控制組合：S2=1.35x1.75+1.4x0.7x0.50=2.85kN/m2選用由永久荷載效應(yīng)控制組合值作為選用依據(jù)值。選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G410-1~2中的x一般預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板Y-WB-3II1（中間跨），Y-WB-3IIIs（端跨），其允許外加均布荷載基本組合設(shè)計(jì)值為3.24N/m>2.8玉N/m，滿足要求。板自重標(biāo)準(zhǔn)值m2,灌縫重標(biāo)準(zhǔn)值為m2?？傊亓繕?biāo)準(zhǔn)值kN/m2。2、嵌板及檐口板選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G410-1中的x一般預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板Y-KWB-2II（中間跨），Y-KWB-2Hs（端跨），其允許外加均布荷載基本組合設(shè)計(jì)值為3.37N/m>2.85kN/m，滿足要求。板自重標(biāo)準(zhǔn)值kN/m2,灌縫重標(biāo)準(zhǔn)值為kN/m2?？傊亓繕?biāo)準(zhǔn)值kN/m2。板寬900mm。3、天溝板屋面采用有組織排水，選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G410-1~2中的天溝板（TGB58），中間跨：TGB58（無(wú)落水洞），TGB58a、TGB58b（有落水洞口），邊跨：TGB58sa、TGB58sb。允許外加均布荷載基本組合值[q]=3kN/m>q=kN/m。板自重標(biāo)準(zhǔn)值kN/m。天溝板寬580mm。天溝板外荷載為：屋面做法荷載：m2積水荷載（按210mm高計(jì)）：kN/m2活荷載：kN/m2外加均布荷載基本組合值:4、鋼筋混凝土屋架及支撐屋架跨度為18m。該廠房不設(shè)天窗（類別號(hào)為a），檐口形狀為兩端內(nèi)天溝（代號(hào)為C）。有懸掛吊車時(shí)屋面增設(shè)支承。荷載計(jì)算：TOC\o"1-5"\h\z外加荷載：m2屋面板加灌縫重：+=m2屋面支撐及吊管自重：m2恒載標(biāo)準(zhǔn)值合計(jì)：m2活載標(biāo)準(zhǔn)值：m2可變荷載效應(yīng)控制組合：S1=1.2x3.4+1.4x0.50=4.8kN/m2由永久荷載效應(yīng)控制組合：S2=1.35x3.4+1.4x0.7x0.50=5.2kN/m25、吊車梁Lk=18-2x0,75=16.5m，采用鋼筋混凝土吊車梁。選用標(biāo)準(zhǔn)圖集G323-1~2,根據(jù)吊車起重量k100KN、大連重工起重集團(tuán)有限公司DQQD型、中級(jí)工作制A5、車間每跨設(shè)有軟鉤橋式起重機(jī)一臺(tái)，查A4、A5（中級(jí)工作制吊車梁選用表），邊跨選用編號(hào)DL-7B，允許內(nèi)力Mmax=，梁重根；中跨選用DL-7Z，允許內(nèi)力Mmax=，Va=，Vz=，梁重根。電動(dòng)單鉤橋式吊車數(shù)據(jù)表吊車起重量Q跨度lk起升高度中級(jí)工作制A5吊車總重PmaxPmin小車重g吊車總重吊車最大寬度B打車輪距K大車底面至軌道頂面的距離FB1軌道頂面至吊車頂面的距離軌道中心至吊車外緣的距離KNmmKNKNKNKNmmmmmmmmmm100121172618651504050226吊車梁截面及尺寸如圖2所示:圖2吊車梁截面及尺寸6、吊車梁走道板選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G337，取邊跨上柱截面：400x400；中間跨上柱截面：矩形400x600。對(duì)中跨：板寬<1500-400=1100mm，取600mm，選用DB60-3。對(duì)邊跨：板寬<750-200=500mm，取400mm，選用DB40-3S。7、吊車軌道聯(lián)結(jié)及車擋軌道連接：最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值為Pd『117KN。最大輪壓設(shè)計(jì)值p=ay^mP^=1.05x1.4x1.15x117=197.8KNW330KN。則選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G325中，吊車梁上螺栓孔距為200mm，軌道聯(lián)結(jié)型號(hào)DGL-6，軌道面至梁頂面距離164mm~184mm；車擋型號(hào)CD-2,自重+=，為便于計(jì)算取其計(jì)算值為，且吊車梁端應(yīng)根據(jù)CD-2安裝要求預(yù)留螺栓。8、基礎(chǔ)梁墻高約11.80+0.80+1.65-0.45=13.80m?；A(chǔ)梁承托圍護(hù)墻，突出于柱外的墻厚240mm，墻有窗洞。選用標(biāo)準(zhǔn)圖集04G320中，JL-3（中跨），重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值根；JL-17（邊跨），重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值根。；山墻有門，選用JL-4，重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值kN/根。四、計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖（1）標(biāo)高1）軌頂標(biāo)高2）查DGL-6，軌道頂面至吊車梁頂面的距離％=，故牛腿頂面標(biāo)高二軌頂標(biāo)高-h「hb=，牛腿頂面標(biāo)高取為。3）柱頂標(biāo)高吊車軌頂至吊車頂部高度為；屋架下弦至吊車頂部所需空隙高度為220mm；屋架下弦至柱頂高度為75mm。柱頂標(biāo)高=+++=，柱頂標(biāo)高取為。4）取基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)外地坪高差為，則從基礎(chǔ)頂面算起的：全柱高H=+=上柱高Hj下柱高Hj=（2）初定柱的截面尺寸當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓繛?00KN和軌頂標(biāo)高為時(shí)，則實(shí)腹柱截面高度hNH/14=657mm；截面寬度bNkmax{H/14,400}=400mm。對(duì)邊柱A(C)柱：上柱：矩形截面400mmx400mm，截面積Aj,自重4KN/m,I=。吊車橋架外邊緣與上柱內(nèi)邊緣之間的空隙=750-400-230=120mm>80mm，滿足要求。下柱：I形截面400mmx900mmx120mmx150mm，Aj，自重皿，Ij。對(duì)中柱B柱：上柱：矩形截面400x600,&=，自重6KN/m，七=。吊車橋架外邊緣與上柱內(nèi)邊緣之間的空隙=750-300-230=220mm>80mm，滿足要求。下柱：I形截面400mmx1100mmx120mmx150mm,入廣自重皿，Ij圖3柱截面尺寸1定位軸線B1:由廠房設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)上所給附表查得，軌道中心線至吊車端部的距離B1=230mm。B2：吊車橋架至上柱內(nèi)邊緣的距離，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓坎淮笥?00KN時(shí)，一般B2N80mm，取B2=80mm。B3：邊柱的上柱截面高度或中柱邊緣至其縱向定位軸線的距離，取B3=400mm。e=B1+B2+B3=710mm<750mm，滿足要求。計(jì)算中取e=750mm。故取封閉的定位軸線A、B都分別與左右外縱墻內(nèi)皮重合。計(jì)算單元及排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖由于該車間沒(méi)有特殊要求，結(jié)構(gòu)布置均勻，除吊車荷載外，荷載在縱向的分布是均勻的，故可取一棉橫向排架為計(jì)算單元，計(jì)算單元的寬度為縱向相鄰柱間距中心線之間的距離，即B=，如圖2(a)所示。排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2(b)所示。圖4(a)圖4(b)五、荷載計(jì)算屋蓋荷載取屋蓋恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為m2，屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值棉，故屋蓋傳給排架柱的集中恒荷載設(shè)計(jì)值Gi作用于上部柱中心線外側(cè)e0=50mm。屋面活荷載由《荷載規(guī)范》規(guī)定，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為m2,與雪荷載相等，故僅取其一項(xiàng)計(jì)算。則由屋蓋傳給排架柱的集中活荷載設(shè)計(jì)值為：Qi作用于上部柱中心線外側(cè)e0=50mm處。柱和吊車梁等自重吊車梁及軌道：邊跨：G3=+=中跨：g3=+=邊柱A(C)柱：上柱：G4A=G4C==下柱:G5A中柱B柱：上柱：G4B=G4C==下柱:g5B5B各永久荷載作用位置如圖5所示：A柱B柱C柱圖5各永久荷載作用位置（3）吊車荷載由表一可查得，Pmax,=117KN,Pmink=26KN,G2k=39KN,B=5150mm,K=4050mm。圖6吊車梁支座反力影響線由于每跨只有一臺(tái)吊車，則：（4）風(fēng)荷載基本風(fēng)壓?=0.45kN/m2；p=1.0；按B類地面粗糙度，根據(jù)各部分標(biāo)高，可由教材表10-4查得風(fēng)壓高度變化系數(shù)uz為：柱頂（標(biāo)高:uz=檐口（標(biāo)高：uz=屋頂（標(biāo)高：uz=風(fēng)荷載體型系數(shù)us及排架計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖4：圖7風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架計(jì)算簡(jiǎn)圖則作用于排架上的迎風(fēng)面和背風(fēng)面的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值分別為：屋蓋受到的風(fēng)荷載對(duì)排架的作用，考慮成集中荷載作用在柱端，其設(shè)計(jì)值為：（5）內(nèi)力分析等高排架可用剪力分配法進(jìn)行排架內(nèi)力分析。、柱剪力分配系數(shù)柱剪力分配系數(shù)表2柱號(hào)邊柱A、Cn=;入=C0=;6=中柱Bn=;入=C0=;6=2.單階變截面柱柱頂反力系數(shù)單階變截面柱柱頂反力系數(shù)表3簡(jiǎn)圖柱頂反力系數(shù)邊柱A、C中柱B其中a=4=。、永久荷載作用下排架內(nèi)力分析內(nèi)力正負(fù)號(hào)規(guī)定：排架柱的彎矩圖畫在受拉側(cè)，剪力以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，軸力以受壓為正。結(jié)合圖3可得如下：彎矩方向見(jiàn)圖5。由于排架為正對(duì)稱結(jié)構(gòu)并作用對(duì)稱荷載，排架結(jié)構(gòu)無(wú)側(cè)移，故各柱可按柱頂為不動(dòng)鉸支座計(jì)算內(nèi)力。結(jié)合表三可得：八M八M八12.6856.31.R=h1C+-^2C=ngx2.216+ngx1.005=7.18kN（—）rc=（—）此時(shí)排架各柱內(nèi)力圖見(jiàn)圖8：圖8恒載作用下排架內(nèi)力圖、屋面可變荷載作用下排架內(nèi)力分析當(dāng)AB跨作用屋面活荷載時(shí)的內(nèi)力圖與BC跨作用屋面活荷載的內(nèi)力圖呈鏡像對(duì)稱，所以只需討論AB跨作用屋面活荷載時(shí)的內(nèi)力圖即可。在柱頂附加不動(dòng)鉸支座：撤銷附加的不動(dòng)鉸支座，在排架柱頂施加集中力-(Ra+Rb)，并與柱頂附加不動(dòng)鉸支座時(shí)反力疊加，可得屋面活荷載作用于AB跨時(shí)的各柱頂剪力，即：此時(shí)排架各柱內(nèi)力圖見(jiàn)圖9：圖9AB跨作用屋面活荷載時(shí)排架內(nèi)力圖根據(jù)鏡像對(duì)稱規(guī)律可得當(dāng)BC跨作用屋面活荷載的排架各柱內(nèi)力圖，如圖10：圖10BC跨作用屋面活荷載時(shí)排架內(nèi)力圖、吊車荷載用用下排架內(nèi)力分析(不考慮廠房整體空間作用)Dmax作用于A柱計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖8。則吊車豎向荷載Dmax、Dm.n在牛腿頂面出引起的力矩分別為：在柱頂附加不動(dòng)鉸支座：撤銷附加的不動(dòng)鉸支座，在排架柱頂施加集中力-(Ra+Rb),并與柱頂附加不動(dòng)鉸支座時(shí)反力疊加，可得D作用于A柱時(shí)的各柱頂剪力，即：max此時(shí)排架各柱內(nèi)力圖見(jiàn)圖11：圖11Dmax作用于A柱時(shí)排架內(nèi)力圖Dmax作用在B柱左計(jì)算簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖12。則吊車豎向荷載Dmax、Dmin在牛腿頂面出引起的力矩分別為：在柱頂附加不動(dòng)鉸支座：撤銷附加的不動(dòng)鉸支座，在排架柱頂施加集中力-(Ra+Rb),并與柱頂附加不動(dòng)鉸支座時(shí)反力疊加，可得D作用于B柱左時(shí)的各柱頂剪力，即：max此時(shí)排架各柱內(nèi)力圖見(jiàn)圖12：圖12Dmax作用于B柱左時(shí)排架內(nèi)力圖Dmax作用在B柱右根據(jù)鏡像對(duì)稱規(guī)律可得當(dāng)Dmax作用在B柱右時(shí)排架內(nèi)力圖，見(jiàn)圖13：圖13Dmax作用于B柱右時(shí)排架內(nèi)力圖Dmax作用在C柱同理，根據(jù)鏡像對(duì)稱規(guī)律，將“Dmax作用于A柱”情況的A、C柱內(nèi)力互換，可求得各柱的內(nèi)力，如圖14：圖14Dmax作用于C柱時(shí)排架內(nèi)力圖

^ax作用在AB跨當(dāng)Fnax方向相反時(shí)，彎矩和剪力只改變符號(hào)，數(shù)值不變。結(jié)合表2可得：此時(shí)排架各柱內(nèi)力圖見(jiàn)圖15：圖15Tmax作用在AB跨時(shí)排架內(nèi)力圖「T，一，_，max作用在BC跨圖16Tmax作用在BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖、風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析⑴左風(fēng)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖17所示。結(jié)合表2可得：此時(shí)排架各柱內(nèi)力圖如圖17所示：圖17左吹風(fēng)時(shí)排架內(nèi)力圖⑵右風(fēng)風(fēng)荷載為右吹風(fēng)時(shí)，排架各柱內(nèi)力圖如圖18所示：圖18右吹風(fēng)時(shí)排架內(nèi)力圖（6）內(nèi)力組合A、B柱的內(nèi)力組合如附表3、表4所示。六、排架柱截面設(shè)計(jì)采用就地預(yù)制柱，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30,匕=14.3N/mm2,f=14.3N/mm2，縱向受力鋼筋為HRB400級(jí)鋼筋，fy寸：=360N/mm2，箍筋選用HPB300級(jí)鋼筋，f=270N/mm2。&/0.518。上下柱均采用對(duì)稱配筋。（1）選取控制截面最不利內(nèi)力大偏心受壓和小偏心受壓界限破壞時(shí)對(duì)應(yīng)的軸力為：A柱：上柱：N=afbh&=14.3x400x360x0.518x10-3=780.0KN>Nb1c0buN=aN=aB柱：上柱：f(bh0q+(bf-b)hf)=14.3x(120x860x0.518+280x150)x10-3=1365.0KN>N〔N=afbh&=14.3x400x560x0.518x10-3=1659.3KN>N

b1c0bu上柱：下柱：Nb=aj(bh*b+(bf-b)hf)=14.3x(120x1060x0.518+280x150)x10-3=1542.8KN>N〔當(dāng)N<N，按大偏心受壓計(jì)算。對(duì)大偏心受壓對(duì)稱配筋的柱，根據(jù)彎矩相差不多時(shí)，軸力越小越不利；軸力相差不多時(shí)，彎矩越大越不利”的原則，可確定各柱的最不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值:IM=61.14kN.m\M=269.56kN.mA柱：1-1|N=272.77kN°"°|N=357.53kNIM=111.63kN.mB柱：I-日IN=569.96kNm-m(a)M=289.96kN.mN=1034.97kNIM=149.15kN.m(b)|N=664.24kN（2）A柱配筋計(jì)算1）上柱配筋計(jì)算考慮P-A二階效應(yīng):附加偏心距：e=max{h/30,20}=20mm則上e=e0+e=224.1+20=244.1mm查教材表12-3知，I。=2H=8.0m考慮二階效應(yīng)后的彎矩設(shè)計(jì)值和偏心距為:e=M/N+e0=84570/272.77+20=330mm>0.3h=108mm，按大偏心受壓計(jì)算。選用3C16(A=603mm2)。,603截面一側(cè)配筋率P==0.377%>p'=0.2%160000min2x603截面總配筋率p=160000=0.754%>pmin=0.55%，對(duì)垂直于排架方向的截面承載力驗(yàn)算：滿足要求由教材表12-3知，對(duì)垂直于排架方向的上柱計(jì)算長(zhǎng)度‘°=1.25H=5.0ml0/b=5000/400=12.5，查教材表5-1知：9=0.9425=2309.1kN>272.77kN，承載力滿足要求。2)下柱配筋計(jì)算附加偏心距：e=max{h/30,20}=30mm則：e=e+e=754+30=784mm查教材表12-3知，l0=H=7.8m考慮二階效應(yīng)后的彎矩設(shè)計(jì)值和偏心距為：N由于x——a1fbf14.3x400357530=62.5mm<2a'=80N由于x——a1fbf14.3x400選用4C16(A=804mm2)。截面一側(cè)配筋率P‘=————=0.416%>p'=0.2%193000min滿足要求。=0.8H廣0.8x7.8=6.24m截面總配筋率P=~滿足要求。=0.8H廣0.8x7.8=6.24m對(duì)垂直于排架方向的截面承載力驗(yàn)算：由教材表12-3知，對(duì)垂直于排架方向的上柱計(jì)算長(zhǎng)度‘°10/b=6240/400=15.6，查教材表5-1知：中=0.88=2644.3kN>357.53kN，承載力滿足要求。（3）B柱配筋計(jì)算1）上柱配筋計(jì)算附加偏心距：e=max{h/30,20}=20mm則：e=e+e=196+20=216mm查教材表12-3知，"=2H=8.0me=M/N+e0=145900/569.96+20=276mm>0.3h0=168mm，按大偏心受壓計(jì)算。N569960一._由2a'=80mm<x==一—一=99.6mm<&h=0.518x560=290.1，PfI"x4°°采用對(duì)稱配筋，則：選用3C18（A=763mm2）。,763截面一側(cè)配筋率P'==0.318%>p'=0.2%240000min2x763截面總配筋率p=240000=0-636%>pmin=0.55%，滿足要求對(duì)垂直于排架方向的截面承載力驗(yàn)算：由教材表12-3知，對(duì)垂直于排架方向的上柱計(jì)算長(zhǎng)度%=1.25H廣5.0m10/b=5000/400=12.5，查教材表5-1知：9=0.9425=3377.2kN>569.96kN，承載力滿足要求。2）下柱配筋計(jì)算1、按（a）組內(nèi)力進(jìn)行截面計(jì)算。附加偏心距：e=max{h/30,20}=36.7mma

則：e.e0e28036.7316.7mm查教材表12-3知，1H]7.8nNfb'Nfb'1cf103497014.3400180.9nmhf162.5nm，即中和軸在腹板內(nèi)。則：則：h'h'162.5nmx224.(mmh2、按(b)組內(nèi)力進(jìn)行截面計(jì)算。549.mm，即為大偏心受壓構(gòu)件。附加偏心距：emax{h/30,20}36.7mm則：e附加偏心距：emax{h/30,20}36.7mm則：e.e0e22536.7261.7mm查教材表12-3知，1H]7.8n由于xN664240,116.1mmfbf14.34002a'sh'f80mm150mm，則中和軸在翼緣內(nèi)，為大枷受壓構(gòu)件。。選用4C18(A1018mm2)。0.2%minmin0.550.2%minmin0.55%，滿足要求截面一側(cè)配筋率0.47%乙LI—21018截面總配筋率—0.94%乙LI對(duì)垂直于排架方向的截面承載力驗(yàn)算：由教材表12-3知，對(duì)垂直于排架方向的上柱計(jì)算長(zhǎng)度*0.田]0.87.86.24n1/b6240/40015.6,查教材表5-1知：0.883051.出N664.2太N，承載力滿足要求。七、排架柱的裂縫寬度驗(yàn)算(1)A柱裂縫寬度驗(yàn)算上部柱控制截面I-I的準(zhǔn)永久組合內(nèi)力值：e當(dāng)偏心受壓構(gòu)件0.55時(shí)，可不作驗(yàn)算裂縫寬度驗(yàn)算。0下部柱控制截面IIITII的準(zhǔn)永久組合內(nèi)力值：當(dāng)偏心受壓構(gòu)件[<0.55時(shí)，可不作驗(yàn)算裂縫寬度驗(yàn)算。h0B柱裂縫寬度驗(yàn)算上部柱控制截面I-I的準(zhǔn)永久組合內(nèi)力值：當(dāng)偏心受壓構(gòu)件事<0.55時(shí)，可不作驗(yàn)算裂縫寬度驗(yàn)算。h0下部柱控制m-m的準(zhǔn)永久組合內(nèi)力值：當(dāng)偏心受壓構(gòu)件身<0.55時(shí)，可不作驗(yàn)算裂縫寬度驗(yàn)算。h0八、牛腿設(shè)計(jì)根據(jù)吊車梁支承位置，吊車梁尺寸及構(gòu)造要求，確定牛腿尺寸如圖所示。圖19A柱牛腿尺寸圖20B柱牛腿尺寸A柱牛腿設(shè)計(jì)牛腿截面寬度為b=400mm，截面高度h=600mm，截面有效高度為h0=560mm。作用于牛腿頂面按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的豎向力為：牛腿頂面沒(méi)有水平荷載，即Fhk=0(]ax作用在上柱軌頂標(biāo)高處)。設(shè)裂縫控制系數(shù)6=0.65,f^=2.01N/mm2,a=—150+20=-130mmv0，取a=0。則：故牛腿截面高度滿足要求。由于a=-130mm<0,故牛腿可按構(gòu)造要求配筋。根據(jù)構(gòu)造要求，A>p.bh=0.002x400x600=480mm2，實(shí)際選用5C14(A=769mm2)。其中2C14是彎起鋼筋。水平箍筋選用B14@100。B柱牛腿設(shè)計(jì)牛腿截面寬度為b=400mm，截面高度h=800mm，截面有效高度為，，………3…h(huán)0=h1-a+c.tana=500-40+300x5=640mm。作用于牛腿頂面按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的豎向力為:故牛腿截面高度滿足要求。由于0va=180mm<0.3h0=192mm,故牛腿按計(jì)算配筋。取a=192mm。A=404.8mm2vp.bh=0.002x400x800=640mm2，實(shí)際選用5C16(A=1005mm2)。其中2C16是彎起鋼筋。水平箍筋選用B8@100。牛腿箍筋配置水平箍筋選用B8@100。在牛腿上部2/3氣范圍內(nèi)箍筋的總截面面積為A5x4x50.3=1006mm2>—=502.5mm2。故箍筋的設(shè)置滿足要求。2（4）牛腿頂面局部受壓驗(yàn)算取吊車梁的墊板為400mmx250mm，則故牛腿頂面的局部受壓滿足要求。九、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(jì)強(qiáng)度后起吊。排架柱插入基礎(chǔ)杯口內(nèi)的高度h1=0.8x1200=960mm，取h1=1.0mm。故柱的總長(zhǎng)為4.0+7.8+1.0=12.8m。起吊時(shí)的支點(diǎn)有兩個(gè)：柱底和牛腿底，上柱和牛腿是懸臂的，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示。圖21A柱吊裝計(jì)算簡(jiǎn)圖圖22B柱吊裝計(jì)算簡(jiǎn)圖?A柱（1）荷載計(jì)算柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載，且應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)P=1.5，柱自重的重力荷載分項(xiàng)系數(shù)取，則：（2）彎矩計(jì)算在上述荷載作用下，柱各控制截面的彎矩為：由ZM=Rl-M-ql2/2=0得：BA3233°dM_~dx3-Ra-LX-0，得x=R/q=29.36/9.77=3.01m（3）截面受彎承載力及裂縫寬度驗(yàn)算上柱配筋為3C16（A,二603mm2），施工階段構(gòu)件的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取y0=1.0，其受彎承載力為：>yM=1.0x64.8=64.8kN?m，滿足要求。裂縫寬度驗(yàn)算：由于只考慮柱自重恒荷載，則其準(zhǔn)永久值Mq=M=48kN?m603A…p=—,—==0.0075<0.01朋nni603但0.5bh0.5x400x400，取p=0.01te滿足要求。下柱配筋為4C16（A=804mm2），y0=1.0，其受彎承載力為:>y0M2=1.0x87.74=87.74kN?m，滿足要求。裂縫寬度驗(yàn)算：取w=0.2滿足要求。?B柱（1）荷載計(jì)算柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載，且應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)P=1.5，柱自重的重力荷載分項(xiàng)系數(shù)取，

則:則:（2）彎矩計(jì)算在上述荷載作用下，柱各控制截面的彎矩為：由ZM=Rl-M-ql2/2=0得：BA3233°dM_~dx-Ra-q3X0-0，得x=R/q=61.40/10.99=5.59m（3）承載力及裂縫寬度驗(yàn)算上柱配筋為3C18（A=763mm2），y0=1.0，其受彎承載力為:>y0M]=1.0x64.8=97.2kN?m，滿足要求。裂縫寬度驗(yàn)算：由于只考慮柱自重恒荷載，則其準(zhǔn)永久值Mq=Mk=12kN-m763A…p=—s—==0.0064<0.01朋nni杷0.5bh0.5x400x600，取pte=0.01763故滿足要求。下柱配筋為4”時(shí)=1018mm2），y0=L。，其受彎承載力為:>y0M3=1.0X171.52=171.52kN-m，滿足要求。裂縫寬度驗(yàn)算：滿足要求。七、錐形杯口基礎(chǔ)設(shè)計(jì)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）規(guī)定，對(duì)6m柱距單層排架結(jié)構(gòu)多跨廠房，當(dāng)?shù)鼗休d力特征值為160N/mm2<f<200N/mm2，廠房跨度l<30m，吊車額定起重量不超過(guò)30t，以及設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)可不做地基變形驗(yàn)算。此次設(shè)計(jì)符合上述條件，故不需進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。下面以A柱為例進(jìn)行柱的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)?；A(chǔ)材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)取C25，f=11.9N/mm2,f廣1.27N/mm2；縱筋選用HRB335；基礎(chǔ)墊層混凝土等級(jí)采用C15。（1）荷載計(jì)算1）作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（3-3）傳給基礎(chǔ)的M.N、V以及圍護(hù)墻自重重力荷載兩部分。按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）的規(guī)定，基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算取用標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值。由于圍護(hù)墻自重重力荷載的大小方向和作用位置均不變，故基礎(chǔ)的最不利內(nèi)力主要取決于柱底（3-3截面）的不利內(nèi)力，應(yīng)取軸力最大的不利內(nèi)力組合以及正負(fù)彎矩為最大的不利組合。經(jīng)對(duì)表4中的柱底截面不利內(nèi)力進(jìn)行分析可知，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的不利內(nèi)力如表6和表7所示。3-3截面的不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值表6組別MN(kN)V(kN)第1組

第2組第3組+基礎(chǔ)底面設(shè)計(jì)時(shí)不利內(nèi)力表7組別荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值MN(kN)V(kN)Nk(kN)Vk(kN)第1組第2組第3組第1組荷載:設(shè)計(jì)值:M=197.60+35.42x1.2=240.10kN.mbl10.7標(biāo)準(zhǔn)值:N1=ax357.53+14x(37.8+374.12)=503.90kNM=—x9.07+—x150.78+07x(—3.79+9.70+組別荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值MN(kN)V(kN)Nk(kN)Vk(kN)第1組第2組第3組第1組荷載:設(shè)計(jì)值:標(biāo)準(zhǔn)值:組荷載:設(shè)計(jì)值:M22=269.56+43.66x1.2=321.95kN.m標(biāo)準(zhǔn)值：第3組荷載:N2=￡x357.53+0=297.94設(shè)計(jì)值:標(biāo)準(zhǔn)值：第3組荷載:設(shè)計(jì)值：M=—210.4—24.51x1.2=—239.81kN.mb3TOC\o"1-5"\h\z10.7N=x357.53+一x(37.8+83.14)=358.41kN標(biāo)準(zhǔn)值：k31.21.4M=—x9.07——x114.51+07x(—3.79—72.72—52.79)—15.67x1.2=—157.69kN.mk31.21.41.42)基礎(chǔ)梁和圍護(hù)墻的自重重力荷載計(jì)算每個(gè)基礎(chǔ)承受的圍墻寬度為計(jì)算單元的寬度B=，墻高=柱頂標(biāo)高+柱頂至檐口高度+基礎(chǔ)頂面至室內(nèi)地坪的高度基礎(chǔ)梁高=。240厚清水磚墻上有上下鋼門窗，窗寬，上下窗高分別為和，鋼窗自重m2,每根基礎(chǔ)梁自重標(biāo)準(zhǔn)值，磚墻自重標(biāo)準(zhǔn)值19kN/m2。故由墻體和基礎(chǔ)梁傳來(lái)的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為基礎(chǔ)梁自重圍護(hù)墻自重鋼窗自重18XX18XX[6X-+X]=xx+=N^對(duì)基礎(chǔ)的偏心距e=120+450=570mm。對(duì)基礎(chǔ)底面的偏心彎矩M=—272.13x0.570=—155.11kN-m，wkM=—326.56x0.57=—186.14kN-m。(2)基礎(chǔ)底面尺寸確定1)基礎(chǔ)高度和埋置深度確定

由構(gòu)造要求知，基礎(chǔ)高度為h=h1+a1+50mm,其中h1為柱插入杯口深度，又h1=0.9h=0.9x900=810>800mm，取h1=850mm；a1為杯底厚度，由于需滿足a1>200mm，取ai=300mm；故基礎(chǔ)高度為：因基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為，室內(nèi)外高差為150mm，則基礎(chǔ)埋置深度為2)基礎(chǔ)地面尺寸擬定基礎(chǔ)地面面積按地基承載力驗(yàn)算確定，并取用荷載標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值。由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2011)可查得叩=1.0,n=0(黏性土)，取基礎(chǔ)底面以上的土及基礎(chǔ)的平均重度db為Y廣20kN/m3,則深度修正后的地基承載力特征值匕為：先按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面尺寸，取：考慮到偏心等影響，將基礎(chǔ)底面估算尺寸擴(kuò)大30%左右，取A=lxb=2.7x3.6=9.72m2。則基礎(chǔ)底面彈性抵抗矩W=lb2/6=2.7x3.62/6=5.83m3。地基承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)自重和土重為(基礎(chǔ)及其上填土的平均自重取ym=20kN/m3)：如表6所示，按以上三組不利內(nèi)力進(jìn)行基礎(chǔ)底面積計(jì)算。第1組：偏心距e=23.53/1135.67=0.021m<b/6=0.6m，則基礎(chǔ)底面全截面受壓，則:PkmaxIPkmaxI=1135.67+23.53=1120.87kN/m2P「9.72一5.83—[112.80kN/m2k,minV1.2fa=200.4kN/m2，滿足(p.+Pkn)/2=(120.87+112.80)/2=116.84kN/m2vf=161kN/m2，滿足第2組：偏心距e=32.8/929.74=0.035mVb/6=0.6m，則基礎(chǔ)底面全截面受壓，則:=200.4kN/m2，滿足PkmaxI=929.74+32.8=l101.28kN/=200.4kN/m2，滿足PkminJ9.72一5.83一〔90.03kN/m2<'a(Pk+Pk_)/2=(101.28+90.03)/2=95.66kN/m2vf=167kN/m2，滿足第3組：990.18312.8|115.52kN/m2+=<V1.2f=200.4kN990.18312.8|115.52kN/m2+=<V1.2f=200.4kN/m29.725.83l48.22kN/m2。，滿足。Pk,maxPk,min(Pk+Pkn)/2=(115.52+48.22)/2=81.87kN/m2vf=167kN/m2，滿足。基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算采用荷載基本組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值，并采用基底凈反力，即只考慮杯口頂面

由排架柱傳到基礎(chǔ)頂面的內(nèi)力設(shè)計(jì)值。當(dāng)偏心荷載作用只在矩形基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向產(chǎn)生偏心且偏心距e<b/6時(shí)，基底凈反力最大和最小設(shè)計(jì)值按如下計(jì)算:則各種基底凈反力最大設(shè)計(jì)值為:Pj,max1*+世0T16.11WPj,max1*+世0T16.11W/m2，9.725.83Pj,min1728.26+9.72240.105.83=33.74kN/m2由于e02=321.95/357.53=0.9m〉b/6=0.6m即基礎(chǔ)底面在第2組不利內(nèi)力作用下有一部分出現(xiàn)拉應(yīng)力。則：pj,min2466.38239.38=9.89kN/m29.725.83p=2Npj,min2466.38239.38=9.89kN/m29.725.83j,max23kL3X0.9X2.7466.38239.38p=+=89.04kN/m2，pj,mln3j，max39.72j,mln3受沖切承載力驗(yàn)算取p,=p,=116.11kN/m2。取杯壁厚度t=325mm，則基礎(chǔ)頂面突出寬度為t=325+75=400mm。杯壁高度取為。根據(jù)所確定的尺寸可知，變階處的沖切破壞錐面比較危險(xiǎn)，故只需對(duì)變階處進(jìn)行沖切承載力驗(yàn)算?；A(chǔ)各細(xì)部尺寸及沖切破壞錐面如圖所示：圖23基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算a=b+800=1200mm，h°=650-40=610mm由于變階處截面高度h=650mm<800mm，Php=1.0，則沖切力：抗沖切力：受沖切承載力滿足要求?；A(chǔ)底板配筋計(jì)算1)柱邊及變階處基底凈反力計(jì)算基底凈反力如表8所示。其中Pj[為基礎(chǔ)柱邊或變階處的基底凈反力?；變舴戳皬?/p>