單層工業(yè)廠房計(jì)算書2014年?yáng)|北農(nóng)業(yè)大學(xué)

單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書學(xué)號(hào):學(xué)院：水利與建筑專業(yè)：土木工程班級(jí)：姓名設(shè)計(jì)資料某金工車間，單跨無(wú)天窗廠房，廠房跨度L=30m，柱距為6m，車間總長(zhǎng)度為120m，中間設(shè)一道溫度縫，廠房剖面圖如圖所示：車間內(nèi)設(shè)有兩臺(tái)雙鉤橋式起重機(jī)，吊車起重量為150/30kN。吊車軌頂標(biāo)高為9.6m。建筑地點(diǎn)：哈爾濱。地基：地基持力層為亞粘性層，地基承載力特征值為fak=180kN/m2。最高地下水位在地表15m。材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，縱向鋼筋采用HRB400級(jí)，(360N/mm2)箍筋采用HPB235級(jí)。(300N/mm2)二.選用結(jié)構(gòu)形式鋼屋蓋，采用30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4mm。預(yù)制鋼筋混凝土吊車梁和軌道鏈接采用標(biāo)準(zhǔn)圖G325，中間跨DL-9Z，邊跨DL-9B，梁高。軌道連接采用標(biāo)準(zhǔn)圖集G325預(yù)制鋼筋混凝土取軌道頂面至吊車梁頂面的距離，故牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高--=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高度為220mm,故柱頂標(biāo)高=9.6+2.7+0.22=13.52m，柱的各部分尺寸及幾何參數(shù)上柱b×h=400mm×400mm(g1=4.0kN/m)Ai=b×h=1.6×105m2I1=bh3/12=2.13×109mm4圖1廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面尺寸下柱bf×h×b×hf=400mm×800mm×100mm×100mm（g2=3.69kN/m）A2=100×400×2+（800-2×100）×100+2×25×150=1.475×105mm2I2=5003×100/12+2×(400×1003/12+400×100×3002)+4×（253×150/36+343.752×1/2×100×25）=8.78×1010mm4n=I1/I2=2.13×109/(8.78×109)=0.248H1=3.6m；H2=3.6+8.6=12.2m。λ=H1/H2=3.6/12.2=0.295四．荷載計(jì)算1.恒荷載（1）屋蓋自重SBS防水層1.2×0.1=0.12kN/m220mm厚水泥砂漿找平層1.2×0.02×20=0.48kN/m2大型預(yù)應(yīng)力屋面板（包括灌縫重）1.2×1.4=1.68kN/m2總1g1=3.3kN/m2屋架1.2×60.5=72.6kN則作用屋架一段作用于柱頂?shù)淖灾貫椋篏1=6×9×3.3+0.5×72.6=214.5kN（2）柱自重上柱：G2=1.2×3.6×4.0=17.28kN下柱：G3=1.2×8.6×3.69=38.08kN（3）吊車梁及軌道自重：G4=1.2×（30.4+0.8×6）=42.2kN2.屋面活荷載由《荷載規(guī)范》查得屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)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=1.4×0.5×6×12=50.4kN3.風(fēng)荷載由《荷載規(guī)范》查得齊齊哈爾地區(qū)基本風(fēng)壓為ω0=0.45kN風(fēng)壓高度變化系數(shù)（按B類地面粗糙度?。橹敚海ò碒2=11.5m）μz=1.04檐口處：（按H2=13.8m）μz=1.11屋頂：（按H2=15.4m）μz=1.15風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：ω1k=βzμs1μzω0=1.0×0.8×1.04×0.45=0.37kN/m2ω2k=βzμs2μzω0=1.0×0.5×1.04×0.45=0.23kN/m2則作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：q1=1.4×0.37×6=3.15kN/mq2=1.4×0.23×6=1.97kN/mFw=γQ[(μs1+μs2)μzω0h1+(μs3+μs4)μzω0h2]×B=1.4×[（0.8+0.5）×1.11×0.45×2.3+（-0.6+0.5）×1.15×0.45×1.6]×6=11.85kN（屋面坡度為1/8）風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖：圖2風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖4.吊車荷載由附表16-2查得Pk，max=180kN；Pk，min=1/2(G+g+Q)-Pk，max=1/2(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：Dmax=φc*γQ*Pk，max*Σyi=0.9×1.4×180×（1+0.267+0.8+0.067）=483.99kNDmin=φc*γQ*Pk，min*Σyi=0.9×1.4×46.5×（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Fh1=γQ*ɑ/4(Q+g)=1.4×0.1/4×（200+77.2）=9.702kN則兩臺(tái)吊車作用于排架柱頂上的吊車橫向水平荷載為Fh=φc*Fh1*Σyi=0.9×9.702×（1+0.267+0.8+0.067）=18.63kN五．內(nèi)力計(jì)算1．恒荷載（1）屋蓋自重作用因?yàn)槲萆w自重是對(duì)稱荷載，排架無(wú)側(cè)移，故按柱頂為不動(dòng)鉸支座計(jì)算。由廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面尺寸圖取用計(jì)算截面圖圖3取用計(jì)算截面e1=0.05m,e0=0.15m,G1=214.5kN,根據(jù)n=0.248，λ=0.295查表得C1=1.760，C3=1.268，則可得R=-G1/H2(e1*C1+e0*C3)=-214.5/12.2×(0.05×1.760+0.15×1.268)=-4.97kN(→)計(jì)算時(shí)對(duì)彎矩和剪力的符號(hào)規(guī)定為：彎矩圖繪在受拉一邊；剪力對(duì)桿端而言，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎ǎ袅D可繪在桿件的任意一側(cè)，但必須注明正負(fù)號(hào)，亦即取結(jié)構(gòu)力學(xué)的符號(hào)。這樣，由屋蓋自重對(duì)柱產(chǎn)生的內(nèi)力如下圖：圖4恒荷載內(nèi)力圖MⅠ=-214.5×0.05+4.97×3.6=7.17kN·mMⅡ=-214.5×0.15+4.97×3.6=-14.28kN·mMⅢ=-214.5×0.15+4.97×12.2=28.46kN·mNⅠ=NⅡ=NⅢ=214.5kN，VⅢ=4.97kN（2）柱及吊車梁自重作用由于在安裝柱子時(shí)尚未吊裝屋架，此時(shí)柱頂之間無(wú)連系，沒(méi)有形成排架，故不產(chǎn)生柱頂反力；因吊車梁自重作用點(diǎn)距離柱外邊緣不少于750mm，則內(nèi)力如下圖4所示：MⅠ=0，MⅡ=MⅢ=+42.2×0.50-17.28×0.15=18.51kN·mNⅠ=17.28kNNⅡ=17.28+42.2=59.48kNNⅢ=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(duì)柱的作用點(diǎn)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：Q1/G1=50.4/214.5=0.235NⅠ=NⅡ=NⅡ=50.4kN，VⅡ=0.235×4.97=1.168kN3.風(fēng)荷載作用為計(jì)算方便，可將風(fēng)荷載分解為對(duì)稱及反對(duì)稱兩組荷載。在對(duì)稱荷載作用下，排架無(wú)側(cè)移，則可按上端為不動(dòng)鉸支座進(jìn)行計(jì)算；在反對(duì)稱荷載作用下，橫梁內(nèi)力等于零，則可按單根懸臂柱進(jìn)行計(jì)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(shí)，當(dāng)墻面作用均布風(fēng)荷載時(shí)，查表得C11=0.355，則得R3=C11·H2·1/2(q1-q2)=0.355×12.2×1/2×(3.15-1.97)=2.56kN當(dāng)正風(fēng)壓力作用在A柱時(shí)橫梁內(nèi)反力R：R=R1+R3=8.49kNA柱內(nèi)力圖如圖6所示，其內(nèi)力為M=(Fw-R)x+1/2q1x2MⅠ=MⅡ=(11.85-8.49)×3.6+1/2×3.15×3.62=36.07kN·mMⅢ=(11.85-8.49)×12.2+1/2×3.15×12.22=275.42kN·mNⅠ=NⅡ=NⅢ=0VⅢ=(Fw-R)+q1x=(11.85-8.49)+3.15×12.2=42.14kN圖６Ａ柱作用正風(fēng)壓圖７Ａ柱作用負(fù)風(fēng)壓當(dāng)負(fù)風(fēng)壓力作用在Ａ柱時(shí)（如圖７所示），其內(nèi)力為M=-Rx－1/2q２x2MⅠ=MⅡ=-8.49×3.6－1/2×1.97×3.62=-43.33kN·mMⅢ=-8.49×12.2－1/2×1.97×12.22=-250.19kN·mNⅠ=NⅡ=NⅢ=0VⅢ=-R-q2x=-8.49-3.15×12.2=-32.52kN4．吊車荷載(1)當(dāng)Dmax值作用于A柱（如圖8-a所示）根據(jù)n=0.248，λ=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，則得排架柱上端為不動(dòng)鉸支座時(shí)的反力值為：R1=-Dmax·e4·C3/H2=-483.99×0.35×1.268/12.2=-25.15kN(←)R2=-Dmin·e4·C3/H2=-125.03×0.35×1.268/12.2=6.50kN(→)故R=R1+R2=-25.15+6.50=-18.65kN(←)再將R值反向作用于排架柱頂，按剪力分配進(jìn)行計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，故各柱剪力分配系數(shù)相等，即μA=μB=0.5。（如圖8-b所示）各柱的分配剪力為：V‘A=-V‘B=μAR=0.5×18.65=9.33kN(→)最后各柱頂總剪力為：VA=V‘A-R1=9.33-25.15=-15.82kN(←)VB=V‘B-R2=9.33+6.50=-15.83kN(→)圖8吊車豎向荷載作用時(shí)柱頂剪力(a)上端為不動(dòng)鉸支座時(shí)(b)柱頂作用R時(shí)則A柱的內(nèi)力為：（如圖9-a所示）MⅠ=-VA·x=-15.82×3.6=-56.95kN·mMⅡ=-VA·x+Dmax·e4=-56.95+483.99×0.35=185.05kN·mMⅢ=-15.82×12.2+483.99×0.5=48.99kN·mNⅠ=0kNNⅡ=NⅢ=483.99kNVⅢ=VA=-15.82kN(←)圖9吊車豎向荷載對(duì)A柱內(nèi)力圖(a)當(dāng)Dmax作用于A柱時(shí)(b)當(dāng)Dmin作用于A柱時(shí)(2)當(dāng)Dmin值作用于A柱時(shí)（如圖9-b所示）MⅠ=-VA·x=-15.82×3.6=-56.95kN·mMⅡ=-VA·x+Dmin·e4=-56.95+125.03×0.35=5.57kN·mMⅢ=-15.82×12.2+125.03×0.35=-130.49kN·mNⅠ=0kNNⅡ=NⅢ=125.03kNVⅢ=VA=-15.82kN(←)(3)當(dāng)Fh值自左向右作用時(shí)(→)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）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(shí)MⅠ=MⅡ=Fhx=18.63×1.0=18.63kNMⅢ=18.63×(9+0.6)=178.8kN·mNⅠ=NⅡ=NⅢ=0VⅢ=Fh=18.63kN(←)(4)當(dāng)Fh值自右向左作用時(shí)(←)其內(nèi)力值與當(dāng)Fh值自左向右作用時(shí)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(duì)A柱在各種荷載作用下的內(nèi)力進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)組合及準(zhǔn)永久組合。表1為A柱在各種荷載作用下內(nèi)力匯總表荷載種類恒荷載屋面活荷載風(fēng)荷載吊車荷載左風(fēng)右風(fēng)荷載編號(hào)12345678Ⅰ-Ⅰ7.171.6836.07-43.33-56.95-56.9518.63-18.63231.7850.45.981.425.76-30.95-40.68-40.6813.31-13.31193.1536.0Ⅱ-Ⅱ4.23-3.5436.07-43.33185.055.5718.63-18.63274.950.4483.99125.033.53-2.5325.76-30.95132.183.9913.31-13.31229.0836.0345.7189.31Ⅲ-Ⅲ46.976.69275.42-250.1948.99-130.49178.85-178.85273.9850.4483.99125.034.971.16842.14-32.52-15.82-15.8218.63-18.6339.144.78194.19-175.9634.99-93.21127.75-127.75228.3236．0345.7189.314.140.8329.66-23.06-11.3-11.313.31-13.31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(hào)對(duì)桿端以順時(shí)針為正，軸向力以壓為正；（3）表中第1項(xiàng)恒荷載包括屋蓋自重、柱自重、吊車梁及軌道自重；（4）組合時(shí)第3項(xiàng)與第4項(xiàng)、第5項(xiàng)與第6項(xiàng)、第7項(xiàng)與第八項(xiàng)二者不能同時(shí)組合；（5）有Fh作用時(shí)候必須有Dmax或Dmin同時(shí)作用。表2為A柱承載力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的基本組合組合荷載組合內(nèi)力名稱Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-Ⅲ由可變荷載效應(yīng)控制的組合（簡(jiǎn)化規(guī)則）1+0.9(2+3)1+0.9(3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)32.62277.14220.00710.49505.93754.9346.481+0.9(4+6+8)1+0.9(2+4+6+8)1+0.9(4+6+8)-99.85231.78-49.71432.79-456.61386.51-55.301+0.9(2+4+6+8)1+0.9(2+3+5+7)1+0.9(2+3+5+7)-98.34277.14216.82755.85505.93754.9346.481+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(jì)算從略。表3A柱正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合組合荷載組合內(nèi)力名稱Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-Ⅲ由可變荷載效應(yīng)控制的組合（簡(jiǎn)化規(guī)則）值：活：0.7；風(fēng)：0.6；吊車：0.71+3+0.7×21+5+0.6×3+0.7×71+3+0.7(2+5+7)32.72218.35160.48574.79350.59495.5235.791+4+0.7(6+8)1+4+0.7(2+6+8)1+4+0.7(6+8)-76.89193.15-35.72316.80-291.49290.84-36.151+3+0.7×21+5+0.6×3+0.7（2+7）1+5+0.6×3+0.7(2+7)32.72218.35158.71599.99283.42599.2320.351+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(duì)準(zhǔn)永久組合計(jì)算，其值要小于標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的相應(yīng)對(duì)應(yīng)計(jì)算值，故在表中從略。七．柱子設(shè)計(jì)1.上柱配筋計(jì)算從表2中選取兩組最不利的內(nèi)力M1=-99.85kN·m；N1=231.78kN。M2=-98.34kN·m；N2=277.14kN。先按M1，N1計(jì)算l0/h=2×3600/400=18>5,故需要考慮縱向彎曲影響，其截面按對(duì)稱配筋計(jì)算，偏心距為：e0=M1/N1=99.85/231.78=0.431mea=h/30=400/30=13.33mm≤20mm，取20mmei=e0+ea=431+20=451mmζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.6×105/(231.78×103)=4.9>1.0取ζ1=1.0又l0/h=18>15，故取ζ2=1.15-0.01·l0/h=1.15-0.01×18=0.97η=1+QUOTEζ1ζ2=1+QUOTE×1.0×0.97=1.199ηei=1.199×451=532.75mm>0.3h0=109.5mm故按大偏心受壓計(jì)算則e=ηei+h/2-as=532.75+400/2-35=697.75mmζb=0.482N≤ɑ1fcbh0ζζ=N/(ɑ1fcbh0)=231.78×103/(1.0×14.3×400×365)=0.111<ζbζh0=0.111×365=40.5mm<2as’=70mm不滿足取x=2as’=70mm，則ζ=2as’/h0=70/365=0.192As=As’=[Ne-ɑ1fcbh02ζ(1-0.5ζ)]/[fy(h0-as)e=ηei+h/2-as’=532.75+400/2-35=697.75mmAs=[231.78×103×697.75-1.0×14.3×400×3652×0.192×(1-0.5×0.192)]/[360×(365-35)]=247.96mm2因As=247.96mm2<ρminbh=0.002×400×400=320mm2取As=320mm2配置2φ20（As=628mm2）(2)再按M2，N2計(jì)算（M2=-98.34kN·m；N2=277.14kN）e0=M2/N2=99.34/277.14=0.358mea=h/30=400/30=13.33mm≤20mm，取20mmei=e0+ea=358+20=378mmζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.6×105/(277.14×103)=4.1>1.0取ζ1=1.0又l0/h=18>15，故取ζ2=1.15-0.01·l0/h=1.15-0.01×18=0.97η=1+QUOTEζ1ζ2=1+QUOTE×1.0×0.97=1.233ηei=1.233×378=466.07mm>0.3h0=109.5mm故按大偏心受壓計(jì)算則e=ηei+h/2-as=466.07+400/2-35=631.07mmζb=0.482N≤ɑ1fcbh0ζζ=N/(ɑ1fcbh0)=277.14×103/(1.0×14.3×400×365)=0.133<ζbζh0=0.133×365=48.5mm<2as’=70mm不滿足取x=2as’=70mm，則ζ=2as’/h0=70/365=0.192As=As’=[Ne-ɑ1fcbh02ζ(1-0.5ζ)]/[fy(h0-as)e=ηei+h/2-as’=466.07+400/2-35=631.07mmAs=[277.14×103×631.07-1.0×14.3×400×3652×0.192×(1-0.5×0.192)]/[360×(365-35)]=358.82mm2因As=358.82mm2>ρminbh=0.002×400×400=320mm2取As=358.82mm2配置2φ20（As=628mm2）綜合兩組計(jì)算結(jié)果，最后上柱鋼筋截面面積每側(cè)選用(2φ20（As=628mm2）)2.下柱配筋計(jì)算從表2中選取兩組最不利的內(nèi)力M1=-456.61kN·m；N1=386.51kN。M2=505.93kN·m；N2=754.93kN。先按M1，N1計(jì)算l0/h=8600/800=10.75>5,故需要考慮縱向彎曲影響，其截面按對(duì)稱配筋計(jì)算，其偏心距為：e0=M1/N1=456.61/386.51=1.181mea=h/30=800/30=26.67mm>20mmei=e0+ea=1181+26.67=1207.67mmζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.475×105/(386.51×103)=2.73>1.0取ζ1=1.0又l0/h=10.75<15，故取ζ2=1.0η=1+QUOTEζ1ζ2=1+QUOTE×1.0×1.0=1.059則e=ηei+h/2-as=1278.92+800/2-35=1643.92mm先按大偏心受壓計(jì)算相對(duì)受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過(guò)翼緣，則有，x<hf’=112.5mm,ζb=0.550,x=N/(ɑ1fcbf’)=386.51×103/(1.0×14.3×400)=67.57mm<ζbh0=0.55×765=420.75mmAs=As’=[Ne-ɑ1fcbf’x(h0-0.5x)]/[fy(h0-as)]=[386.51×103×1643.92-1.0×14.3×400×67.57×(765-0.5×67.57)]/[360×(765-35)]=1342mm2>ρminA=0.002×1.475×105mm2=295mm2(2)再按M2，N2計(jì)算（M2=505.93kN·m；N2=754.93kN）e0=M2/N2=505.93/754.93=0.670mea=h/30=800/30=26.67mm>20mmei=e0+ea=670+26.67=696.67mmζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×1.475×105/(754.93×103)=1.397>1.0取ζ1=1.0ζ2=1.0η=1+QUOTEζ1ζ2=1+QUOTE×1.0×1.0=1.102則e=ηei+h/2-as=1.102×696.67+800/2-35=1133mm先按大偏心受壓計(jì)算相對(duì)受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過(guò)翼緣，則有，x<hf’=112.5mm,ζb=0.550,x=N/(ɑ1fcbf’)=754.93×103/(1.0×14.3×400)=131.98mm>hf’=112.5mmx>2as=70mm，按中和軸在腹板內(nèi)的大偏心受壓對(duì)稱配筋計(jì)算。x=[N-ɑ1fc(bf’-b)hf’]/(ɑ1fcb)=[754.93×103-1.0×14.3×(400-100)×100]/(1.0×14.3×100)=227.92mmAs=As’=[Ne-ɑ1fcbf’x(h0-0.5x)-ɑ1fc(bf’-b)hf’(h0-hf’)]/[fy(h0-as)]=[754.93×103×1133-1.0×14.3×400×67.57×(765-0.5×67.57)-14.3×(400-100)×100×(765-100)]/[360×(765-35)]=1093mm2>ρminA=0.002×1.475×105mm2=295mm2綜合兩組計(jì)算結(jié)果，最后上柱鋼筋截面面積每側(cè)選用(4φ22（As=1520mm2）)3.柱裂縫寬度驗(yàn)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(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算：Mk=76.89kN·m,Nk=193.15kNe0=Mk/Nk=0.398mρte=As/Ate=As/(0.5bh)=628/(0.5×400×400)=0.00785<0.01,取0.01因?yàn)閘0/h=18>14；ζ1=1.0；ζ2=0.97ηs=1+QUOTE×1.0×0.97=1.157則e=ηse0+h/2-as=1.157×398+400/2-35=625mmγf’=0，z=[0.87-0.12(1-γf’)(h0/e)2]h0=[0.87-0.12(1-0)×(365/625)2]×365=303mm按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力σsk=Nk(e-z)/(zAs)=193.15×103(625-303)/(303×628)=326.8N/mm2裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為:ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×2.01/(0.01×326.8)=0.7ωmax=2.1ψ(σsk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte)=2.1×0.7×(326.8/200000)×(1.9×25+0.08×20/0.001)=0.498mm>0.3mm不滿足要求，故重新配置鋼筋：4φ20（As=1256mm2）則ρte=0.0157；σsk=163.42N/mm2ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×2.01/(0.01×163.42)=0.591故ωmax=2.1ψ(σsk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte)=2.1×0.591×(163.8/200000)×(1.9×25+0.08×20/0.001)=0.21mm<0.3mm滿足要求。(2)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(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算：Mk=350.59kN·m,Nk=495.52kNe0=Mk/Nk=0.708mρte=As/Ate=As/(0.5bh)=628/(0.5×400×400)=0.0238因?yàn)閘0/h=10.75<14；ζ1=1.0；ηs=1.0則e=ηse0+h/2-as=1.0×708+400/2-35=1073mmγf’=(bf’-b)hf’/(bh0)=(400-100)×112.5/(100×765)=0.441z=[0.87-0.12(1-γf’)(h0/e)2]h0=[0.87-0.12(1-0.441)×(765/1073)2]×765=639.5mm按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受拉鋼筋應(yīng)力σsk=Nk(e-z)/(zAs)=495520×(1073-639.5)/(639.5×1520)=354.78N/mm2裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為:ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×2.01/(0.0206×354.78)=0.917ωmax=2.1ψ(σsk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte)=2.1×0.917×(354.78/200000)×(1.9×25+0.08×22/0.0206)=0.287mm<0.3mm滿足要求。4.運(yùn)輸、吊裝階段驗(yàn)算(1)荷載計(jì)算上柱矩形截面面積0.16m2下柱矩形截面面積0.32m2下柱工字形截面面積0.1475m2上柱線荷載q3=0.16×25=4kN/m下柱平均線荷載q1=[0.32×(0.6+1.5)+0.1475×6]×25/8.1=4.8kN/m牛腿部分線荷載q2=[0.24+0.4×(0.25×0.3+0.5×0.25×0.3)/0.5]/25=10.25kN/m(2)彎矩計(jì)算l1=0.6+6+1.5=8.1ml2=0.5m；l3=3.6m則：MC=-0.5×4×3.62=25.92kN·mMB=-4×3.6×(0.5+0.5×3.6)-0.5×10.25×0.52=-33.28kN·m求AB跨最大彎矩，先求反力RA：ΣMB=0RA=(0.5×4.8×8.12-33.28)/8.1=15.33kN令V=RA-q1X=0；X=RA/q1=15.33/4.8=3.19m則AB跨最大彎矩為：MAB=15.33×3.19-0.5×4.8×3.192=24.48kN故最不利截面為B及C截面(3)配筋驗(yàn)算對(duì)B截面荷載分享系數(shù)為1.2，動(dòng)力系數(shù)為1.5，對(duì)一般建筑物，構(gòu)件的重要性系數(shù)取γ0=0.9，則其彎矩設(shè)計(jì)值為MB=-1.2×1.5×0.9×33.28=-53.91kN·m受拉鋼筋截面面積：（為偏于安全，下柱取工形截面計(jì)算）ɑs=M/(ɑ1fcbh02)=53910000/(1.0×14.3×200×3652)=0.1415查表得γs=0.928As=M/(fyγsh0)=53910000/(360×0.928×365)=422mm2下柱原配受拉鋼筋4φ22（As=1520mm2），故安全對(duì)C截面其彎矩設(shè)計(jì)值為：MB=-1.2×1.5×0.9×25.92=-41.99kN·m受拉鋼筋截面面積ɑs=M/(ɑ1fcbh02)=41990000/(1.0×14.3×400×3652)=0.055查表得γs=0.972As=M/(fyγsh0)=41990000/(360×0.972×365)=329mm2下柱原配受拉鋼筋4φ20（As=1256mm2），故安全(4)裂縫寬度驗(yàn)算對(duì)B截面ρte=As/(0.5bh)=1520/(0.5×400×200)=0.038MBk=-1.5×33.28=-49.92kN·mσsk=Mk/(0.87Ash0)=49920000/(0.87×1520×365)=103.4N/mm2ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×2.01/(0.038×103.4)=0.758ωmax=2.1ψ(σsk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte)=2.1×0.758×(103.4/200000)×(1.9×25+0.08×22/0.038)=0.077mm<0.3mm故滿足要求對(duì)C截面ρte=As/(0.5bh)=1256/(0.5×400×200)=0.0314MBk=-1.5×25.92=-38.88kN·mσsk=Mk/(0.87Ash0)=38880000/(0.87×1256×365)=97.48N/mm2ψ=1.1-0.65ftk/(ρte·σsk)=1.1-0.65×2.01/(0.0314×97.48)=0.673ωmax=2.1ψ(σsk/Es)×(1.9c+0.08deq/pte)=2.1×0.673×(103.4/200000)×(1.9×25+0.08×20/0.0314)=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(jì)(1)荷載計(jì)算Dkmax=0.9×180×(1+0.207+0.8+0.06)=336.0kNG4=30.4+0.8×6=35.2kN共計(jì)371.2kN(2)截面尺寸驗(yàn)算h1=250mm,h=500mm,C=350mm,則h0=500-35=465mm，a=750-800=-50mm，ftk=2.01N/mm2，F(xiàn)hk=0,β=0.80。β(1-0.5Fhk/Fvk)ftkbh0/(0.5+a/h0)=0.8×2.01×400×465/(0.5-50/465)=762kN>Fvk=371.2kNɑ<450,故滿足要求。(3)配筋計(jì)算縱筋截面面積Fv=1.2×35.2+1.4×336.0=513kNAs=50×513×103/(0.85×300×465)=216mm2<ρminbh=0.002×350×500=280mm2選用4φ16（As=402mm2）箍筋選用φ8@100mm（2φ8，Ash=101mm2），則在上部2/3h0處實(shí)配箍筋截面面積為Ash=101/100×2/3×402=271mm2>1/2As=1/2×402=201mm2滿足要求a/h0=50/465=0.11<0.3，故不需設(shè)置彎起鋼筋。八．基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1.荷載按《地基規(guī)范》規(guī)定，對(duì)地基承載力特征值為160-200kN/m2，單跨廠房的跨度l≤30m，吊車起重量不超過(guò)30-50t的丙級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)時(shí)可不做地基變形驗(yàn)算。當(dāng)?shù)鼗闯休d力確定基礎(chǔ)底面面積時(shí)，應(yīng)按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行計(jì)算。這樣，可從表3中選取以下兩組控制內(nèi)力進(jìn)行基礎(chǔ)底面計(jì)算：M1k=350.59kN·m；N1k=495.52kN；V1k=35.79kNM2k=291.49kN·m；N2k=290.84kN；V1k=-36.15kN初步估算基礎(chǔ)底面尺寸為:A=l·b=2.4×3.6=8.64m2,W=1/6×2.4×3.62=5.184m3，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/m3)Gk=γm·lb·H=20×2.4×3.6×1.7=294kN由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂面的外墻重：Gwk=[12.2×6.0-4.8×(4.8+2.0)+2.2×6]×0.37×19=378kN2.地基承載力驗(yàn)算ηd=1.6，取基礎(chǔ)底面以上土的平均自重γm=20kN/m3，則fa=180+1.6×20×(1.7-0.5)=218.4kN/m2(1)按第一組荷載驗(yàn)算，其基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為Mbot,1k=M1k+V1k·h+Gwk·ew=350.59+35.79×1.1-378×(0.37/2+0.8/2)=168.83kNNbot,1k=N1k+Gk+Gwk=495.52+299+378=1167.52kNp1k,max=Nbot,1k/(l·b)±Mbot,1k/Wp1k,min=1167.52/(2.4×3.6)±168.83/5.184=135.13±32.57167.7kN/m2<1.2fa=1.2×218.4=262.08kN/m2=102.56kN/m2pk=1/2×(167.7+102.56)=135.13kN/m2<fa=218.4kN/m2(2)按第二組荷載驗(yàn)算，其基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為Mbot,2k=M2k+V2k·h+Gwk·ew=-291.49-36.15×1.1-378×(0.37/2+0.8/2)=-552.39kNNbot,2k=N2k+Gk+Gwk=290.84+294+378=962.84kNp2k,max=Nbot,2k/(l·b)±Mbot,2k/Wp2k,min=552.39/(2.4×3.6)±962.84/5.184=111.44±106.56218.2kN/m2<1.2fa=1.2×218.4=262.08kN/m2=4.88kN/m2pk=1/2×(218+4.88)=109.1kN/m2<fa=218.4kN/m2故滿足要求。3.基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算從表2中取用第一組荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值，（其產(chǎn)生的pmax較大者）進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算，M1=-456.61kN·m，N1=386.51kN，V1=-55.3kN其基礎(chǔ)底面的相應(yīng)荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)值為：基礎(chǔ)自重（不考慮）外墻傳至基礎(chǔ)頂面重Mbot,1=M1+V·h+Gwk·ew=-456.61-55.3×1.1-453.6×(0.37/2+0.8/2)=-782.80kN基礎(chǔ)底面凈反力為：pn,max=Nbot,n/(l·b)±Mbot,n/Wpn,min=840.11/(2.4×3.6)±782.80/5.184=109.39±151.00260.39kN/m2<1.2fa=1.2×218.4=262.08kN/m2=-41.64kN/m2因最小凈反力為負(fù)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)=2×840.11/(3×0.868×2.4)=268.85kN/m2(1)柱根處沖切面抗沖切驗(yàn)算ab=at+2h0=0.4+2×1.055=2.51m>2.4m，取2.4mA=(b/2-bt/2-h0)·l=(3.6/2-0.8/2-1.055)×2.4=0.345m2其沖切荷載計(jì)算值Fl=pn,max·A=268.85×0.345=92.75kN則沖切承載力按下式計(jì)算Fl≤0.7βh·ft·amh0βh=0.948,am=1/2(at+ab)=1/2×(0.4+2.4)=1.4m則沖切承載力為0.7βh·ft·amh0=0.7×0.948×1.43×1.4×103×1055=1441.5kN>Fl=92.75kN滿足要求。(2)變階處沖切面抗沖切驗(yàn)算ab=0.4+2×0.4+2×0.755=2.71m>2.4m，取2.4mA=(b/2-bt/2-h0)·l-(l/2-at/2-h0)=(3.6/2-0.8/2-1.055)×2.4-(2.4/2-1.2/2-0.755)=0.708-0.024=0.684m2其沖切荷載計(jì)算值Fl=pn,max·A=268.85×0.684=183.89kNβh=1.0,am=1/2(at+ab)=1/2×(1.2+1.4)=1.8m則沖切承載力為0.7βh·ft·amh0=0.7×1.0×1.43×1.8×103×1055=1360kN>Fl=183.89kN滿足要求。3.基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算(1)基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向配筋按第一組荷載計(jì)算（最不利）：基礎(chǔ)底邊土凈反力pn,max=268.85kN/m2在柱根處及變階出凈反力pn1=(3a-b/2+bt/2)/(3a)×pn,max=(3×0.868-1.8+0.4)/(3×0.868)×268.85=124.3kN/m2pn2=(2.064-1.8+0.4)/2.064×268.85=165.6kN/m2則其截面相應(yīng)彎矩為MⅠ=1/12(b/2-bt/2)2[(2l+at)(pn,max+pn1)+(pn,max-pn1)]=1/12×(3.6/2-0.8/2)2×[(2×2.4+0.4)×(268.85+124.3)+(268.85-124.3)]=126.7kN·mMⅢ=1/12×(3.6/2-1.6/2)2×[(2×2.4+1.2)×(268.85+124.3)+(268.85-124.3)]=153.4kN·m相應(yīng)于Ⅰ-Ⅰ和Ⅲ-Ⅲ截面的配筋為As=MⅠ/(0.9h01fy)=126.7×106/(0.9×1055×360)=371mm2As=MⅢ/(0.9h02fy)=153.4×106/(0.9×755×360)=627mm2選用16φ8@180（As=804.8mm2）(2)基礎(chǔ)短邊方向配筋按第二組荷載計(jì)算（最不利）：M2=505.93kN·m；N2=754.93kN；V2=46.49kN；Gw=453.6kN則Mbot,2=505.93+46.49×1.1-453.6×(0.37/2+0.8/2)=291.71kN·mNbot,2=754.93+453.6=1208.5kNpn,max=Nbot,n/(l·b)±Mbot,n/Wpn,min=1208.5/(2.4×3.6)±291.71/5.184=139.9±56.27196.17kN/m2 =83.63kN/m2則其截面相應(yīng)彎矩為MⅡ=1/48(l-at)2(2b+bt)(pn,max+pn,min)=1/48×(2.4-0.4)2×(2×3.6+0.8)×(196.17+83.6)=186.5kN·mMⅣ=1/48×(2.4-1.0)2×(2×3.6+1.4)×(196.17+83.6)=73.9kN·m相應(yīng)于Ⅱ-Ⅱ和Ⅳ-Ⅳ截面的配筋為As=MⅡ/(0.9h01fy)=186.5×106/(0.9×1055×360)=673mm2As=MⅣ/(0.9h02fy)=73.9×106/(0.9×755×360)=306mm2選用16φ8.2@200（As=844.8mm2）基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用HYPERLINK