混凝土計(jì)算書

目錄第1章緒論………………………21.1、設(shè)計(jì)目的………………………21.2、設(shè)計(jì)概述………………………2第2章混凝土結(jié)構(gòu)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)…………………32.1、設(shè)計(jì)資料………………………32.2、雙向板的計(jì)算…………………32.3、支承梁的計(jì)算…………………8第3章現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計(jì)……183.1、設(shè)計(jì)資料……………………183.2、踏步板TB1的計(jì)算和配筋…………………183.3、樓梯斜梁TL2的計(jì)算和配筋………………193.4、平臺(tái)板TB2的計(jì)算和配筋…………………203.5、平臺(tái)梁TL3的計(jì)算和配筋…………………21第4章單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)…………………234.1、設(shè)計(jì)資料及梁柱截面估算…………………234.2、荷載計(jì)算…………………264.3、排架內(nèi)力分析與計(jì)算………294.4、排架內(nèi)力組合………………424.5、柱截面設(shè)計(jì)…………………444.6、柱的吊裝驗(yàn)算……………514.7、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)……………………52結(jié)論…………………59致謝…………………60參考文獻(xiàn)…………61第1章緒論1.1、設(shè)計(jì)目的通過此次課程設(shè)計(jì)，了解工業(yè)與民用建筑房屋的設(shè)計(jì)內(nèi)容、程序和基本原則，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)計(jì)算方法和步驟，提高設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖能力，鞏固所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際知識(shí)，并學(xué)習(xí)運(yùn)用這些知識(shí)結(jié)合先行的規(guī)范解決工業(yè)與民用房屋設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題。通過現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，按照一般原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置和基本結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算，掌握有關(guān)構(gòu)造知識(shí)，初步掌握最基本的結(jié)構(gòu)物—梁板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過程（包括荷載計(jì)算，內(nèi)力計(jì)算和分析，荷載和內(nèi)力組合，配筋設(shè)計(jì)等）為實(shí)際工作打下實(shí)踐基礎(chǔ)。通過單層廠房設(shè)計(jì)要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，按照一般原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面布置和基本結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計(jì)算和吊裝驗(yàn)算，掌握有關(guān)構(gòu)造知識(shí)，初步掌握排架柱和柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全過程（包括荷載計(jì)算，內(nèi)力計(jì)算和分析，內(nèi)力組合，配筋設(shè)計(jì)等）為實(shí)際工作打下實(shí)踐基礎(chǔ)。1.2、設(shè)計(jì)概述本設(shè)計(jì)由三個(gè)分設(shè)計(jì)組成，分別為：現(xiàn)澆鋼筋混凝土肋形樓蓋設(shè)計(jì)、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯設(shè)計(jì)和單層廠房設(shè)計(jì)。其中，混凝土結(jié)構(gòu)單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)是根據(jù)所給處的平面示意圖及柱網(wǎng)尺寸，進(jìn)行梁板結(jié)構(gòu)平面布置，計(jì)算現(xiàn)澆單、雙向板肋形樓蓋的板、次梁和主梁并繪制配筋圖?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯設(shè)計(jì)是掌握現(xiàn)澆整體式樓梯的內(nèi)力和配筋計(jì)算，手繪樓梯各部分的配筋圖。單層廠房設(shè)計(jì)是根據(jù)所給出的平面和剖面布置示意圖及幾何參數(shù)進(jìn)行單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置，進(jìn)行鋼筋混凝土排架的荷載計(jì)算，對(duì)排架柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算、內(nèi)力組合和配筋計(jì)算，滿足構(gòu)造要求，進(jìn)行吊裝驗(yàn)算，對(duì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行全過程設(shè)計(jì)，繪制結(jié)構(gòu)施工圖。第2章混凝土結(jié)構(gòu)雙向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)2.1、設(shè)計(jì)資料本設(shè)計(jì)為多層工業(yè)建筑車庫樓蓋，采用鋼筋混凝土整體式現(xiàn)澆樓蓋。2.1.1水泥砂漿面層（厚，重度）鋼筋混凝土現(xiàn)澆板（重度）板底混合砂漿抹灰（厚，重度）梁底、側(cè)抹灰（厚，重度）2.1.2標(biāo)準(zhǔn)值恒荷載分項(xiàng)系數(shù)1.2，活荷載分項(xiàng)系數(shù)1.3（因工業(yè)廠房樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于）。2.1.3、材料選用混凝土采用C25（）鋼筋：梁內(nèi)受力主筋采用Ⅱ級(jí)HRB335（），其他采用Ⅰ級(jí)HPB235（）。2.1.4、結(jié)構(gòu)平面布置由圖1可知，支承梁縱向布置，跨度為，間距為，支承梁橫向布置，跨度為，間距為。因?yàn)?，所以該樓蓋屬于雙向板肋梁樓蓋。板按考慮塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算，梁按彈性方法計(jì)算。2.2、雙向板的計(jì)算2.2.1、確定板厚與支承梁截面尺寸板的厚度：取支承梁截面尺寸：故取支承梁的截面尺寸為：圖1、結(jié)構(gòu)平面布置2.2.2、荷載計(jì)算（1）、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(jì)：（2）、樓面活荷載：恒荷載設(shè)計(jì)值：活荷載設(shè)計(jì)值：合計(jì)：2.2.3、按塑性理論計(jì)算（1）、彎矩計(jì)算（各區(qū)格以短跨為，長(zhǎng)跨為）①中間區(qū)格板A：計(jì)算跨度取采用彎起式鋼筋，跨中鋼筋在距支座/4處彎起一半，故得跨內(nèi)及支座塑性鉸線上的總彎矩為：由于區(qū)格板A四周與梁連接，內(nèi)力折減系數(shù)為0.8，由有故得=7.89則②邊區(qū)格板B：取取由于B區(qū)格板為三邊連續(xù)一邊簡(jiǎn)支板，無邊梁，內(nèi)力不作折減，又由于短邊支座彎矩為已知，，則由有故得=13.14則③邊區(qū)格板C：取由于C區(qū)格板為三邊連續(xù)一邊簡(jiǎn)支板，無邊梁，內(nèi)力不作折減，又由于短邊支座彎矩為已知，，則由有故得=13.62則④角區(qū)格板D：取由于D區(qū)格板為兩邊連續(xù)兩邊簡(jiǎn)支板，無邊梁，內(nèi)力不作折減，又由于支座彎矩為已知，，由有故得=19.16則（2）、配筋計(jì)算：各區(qū)格板跨內(nèi)及支座彎矩已求得，取截面有效高度，即可近似按計(jì)算相應(yīng)的鋼筋截面面積，列于下表1其中：截面M/()選配鋼筋實(shí)配面積/跨中A區(qū)格方向7.8912033012＠180628方向7.8911036012＠200565B區(qū)格方向13.1412055012＠200565方向13.5411061712＠120942C區(qū)格方向13.6212056912＠120942方向13.2111060212＠180628D區(qū)格方向19.1612080012＠120942方向19.1611087312＠120942支座A-A15.7912065912＠2008＠250766A-B15.7912065912＠2008＠250766A-C15.7912065912＠2008＠250766B-B27.08120113112＠20012＠2501394B-D27.08120113112＠20012＠2501394C-D27.24120113812＠20012＠2501394表1、按塑性理論計(jì)算的雙向板配筋表2.3、支承梁的計(jì)算梁的尺寸取為，由于板為正方形，板上的荷載以三角形的形式向梁傳遞。按彈性理論計(jì)算。板上荷載傳遞給縱橫向梁示意圖如下圖2：圖2、板上荷載傳給縱橫梁示意圖2.3.1、縱向梁計(jì)算1、荷載計(jì)算（三角形傳遞）板傳來的恒荷載轉(zhuǎn)換成均布荷載粱自重梁粉刷恒荷載板傳來的活荷載轉(zhuǎn)換成均布活荷載總計(jì)2、計(jì)算簡(jiǎn)圖由于梁線剛度較鋼筋混凝土柱線剛度大得多，故梁中間支座按鉸支座考慮。梁端部擱置在磚墻上，其伸入長(zhǎng)度為，柱截面尺寸為計(jì)算跨度：中間各跨取邊跨所以取計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示（實(shí)際荷載）圖3計(jì)算簡(jiǎn)圖3、彎矩及剪力計(jì)算彎矩：剪力：計(jì)算見表2～表44、截面配筋計(jì)算跨中截面按T型截面計(jì)算，其翼緣寬度取下面較小值取判別各跨中T型截類型大于各截面彎矩，屬第一類T形截面支座截面按矩形截面計(jì)算，支座與跨中截面均按一排鋼筋考慮，故均取，縱向梁配筋計(jì)算見表5表2、支座、計(jì)算位置中間支座984.41511.3B、E支座1001.31537.3項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖184．839．151．7-0.105-105.1-0.079-77.82167.5____192.8-0.053-81.5-0.040-60.53____133.0____-0.053-81.5-0.040-60.54____________-0.119-182.9-0.022-33.25____________-0.035-53.8-0.111-167.8組合項(xiàng)①+②①+③①+②①+④①+⑤組合值252.3172.1194.4-288.0-245.6表3、縱向梁彎矩計(jì)算注：1、彎矩單位為2、跨中彎矩按換算荷載求的支座彎矩后，按實(shí)際荷載計(jì)算。項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖151.1-85.371.1-63.067.0286.1-112.3____________3____________________469.5-129.0121.4-73.8____5________78.8-116.3119.8組合項(xiàng)①+②①+④①+②①+⑤①+⑤組合值137.2-214.3193.1-179.3186.8表4、縱向梁剪力計(jì)算注：1、剪力單位為kN2、剪力在已求得彎矩基礎(chǔ)上按實(shí)際荷載求的表5、縱向梁配筋計(jì)算截面123BCM/()252.3172.1194.4-288.0-245.60.0230.0160.0180.1820.1560.0230.0160.0180.2030.171/mm2128087298316061350/mm2420420420420420選配鋼筋實(shí)際配筋面積/mm21363961116217431363(注：算1、2跨時(shí),算支座B時(shí))梁斜截面配筋計(jì)算因<4所以有>截面尺寸滿足要求。具體配筋見表6：表6、縱向支承梁斜截面配筋表截面137.2-214.3193.1-179.3186.8177.4177.4177.4177.4177.4選用鋼筋雙肢8雙肢8雙肢8雙肢8雙肢8101101101101101按構(gòu)造配筋489115095001920實(shí)際箍筋間距S/2002002002002002.3.2、橫向梁計(jì)算1、荷載計(jì)算（三角形傳遞）板傳來的恒荷載轉(zhuǎn)換成均布荷載粱自重梁粉刷恒荷載板傳來的活荷載轉(zhuǎn)換成均布活荷載總計(jì)2、計(jì)算簡(jiǎn)圖由于梁線剛度較鋼筋混凝土柱線剛度大得多，故梁中間支座按鉸支座考慮。梁端部擱置在磚墻上，其伸入長(zhǎng)度為，柱截面尺寸為計(jì)算跨度：中間各跨取邊跨所以取計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4所示（實(shí)際荷載）圖4、橫向梁計(jì)算簡(jiǎn)圖3、彎矩及剪力計(jì)算彎矩：剪力：項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖186.531.2-100.8-100.82170.0-76.3-76.3-76.33-25.4125.7-76.3-76.34125.091.9-179.6-51.75-17.291.9-51.7-179.6最不利荷載組合①+②256.5-45.1-177.1-177.1①+③61.1156.9-177.1-177.1①+④211.5123.1-280.4-152.5①+⑤69.3123.1-152.5-280.4表7、橫向梁彎矩計(jì)算注：對(duì)邊跨取，對(duì)中間跨取，對(duì)支座B、C取項(xiàng)次荷載簡(jiǎn)圖152.1-83.867.6-52.284.4286.9-110.600110.6470.3-127.2118.9-78.68.35-8.3-8.378.6-118.9127.2最不利荷載組合①+②139-194.467.6-52.2195①+④122.4-211186.5-130.892.7①+⑤43.8-92.1146.2-171.1211.6表8、橫向梁剪力計(jì)算4、截面配筋計(jì)算跨中截面按T型截面計(jì)算，其翼緣寬度取下面較小值取判別各跨中T型截類型大于各截面彎矩，屬第一類T形截面支座截面按矩形截面計(jì)算，支座與跨中截面均按一排鋼筋考慮，故均取，橫向梁配筋計(jì)算見表9。表9、橫向梁配筋計(jì)算截面12BCM/()256.5156.9-280.4-280.40.0240.0140.1780.1780.0240.0140.1970.197/mm2130781715591559/mm2420420420420選配鋼筋實(shí)際配筋面積/mm21448114018281828(注：算1、2跨時(shí),算支座B、C時(shí))梁斜截面配筋計(jì)算：因?yàn)樗杂?gt;故截面尺寸滿足要求。表10、橫向支承梁斜截面配筋表截面122.4-194.4186.5-171.1211.6177.4177.4177.4177.4177.4選用鋼筋雙肢8雙肢8雙肢8雙肢8雙肢8101101101101101按構(gòu)造配筋103719372799516實(shí)際箍筋間距S/200200200200200第3章現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯設(shè)計(jì)3.1、設(shè)計(jì)資料本樓梯設(shè)計(jì)為某多層工業(yè)建筑現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯設(shè)計(jì)?；詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值取為，踏步面層為厚水磨石，重度為，底面為厚混合砂漿，重度為，混凝土采用C25，，，重度為，梁中受力鋼筋HRB335，，其余采用HPB235，。平面布置如圖5所示。圖5、樓梯平面布置圖3.2、踏步板TB1的計(jì)算和配筋（1）荷載計(jì)算踏步尺寸,斜板厚度取,則截面平均高度：恒荷載：踏步板自重：踏步面自重：踏步抹灰：活荷載：總計(jì)：（2）內(nèi)力計(jì)算斜梁截面尺寸取則踏步板計(jì)算跨度為：踏步板跨中彎矩：（3）截面承載力計(jì)算踏步板計(jì)算截面尺寸<（＝）故踏步板應(yīng)按構(gòu)造配筋，采用取踏步內(nèi)斜板分布鋼筋。3.3、樓梯斜梁TL2的計(jì)算和配筋（1）荷載計(jì)算踏步板傳來荷載：斜梁自重：斜梁抹灰：總計(jì)：（2）內(nèi)力計(jì)算平臺(tái)梁截面尺寸取：則斜梁水平方向計(jì)算跨度為：斜梁跨中彎矩：支座截面剪力：（3）承載力計(jì)算斜梁按T型截面進(jìn)行配筋計(jì)算：取翼緣有效寬度按倒L型截面計(jì)算：按梁的跨度考慮：按翼緣的寬度考慮：按翼緣的高度考慮：取首先按第一類T型截面進(jìn)行試算：結(jié)構(gòu)確定為第一類T型截面，故>（＝）故選用2()故可按構(gòu)造配置箍筋，選用雙肢箍mm3.4、平臺(tái)板TB2計(jì)算和配筋平臺(tái)板兩邊支承于平臺(tái)梁上，按單向板計(jì)算（1）荷載計(jì)算取板厚,取1m單元帶計(jì)算水泥砂漿面層：鋼筋混凝土板：混合砂漿抹灰：活荷載：合計(jì)：（2）內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度：跨中彎矩：（3）承載力計(jì)算選用3.5、平臺(tái)梁TL3的計(jì)算和配筋初選平臺(tái)梁截面尺寸為：。（1）荷載計(jì)算梁自重：梁上抹灰：平臺(tái)板傳來的恒荷載：由板傳活荷載：合計(jì)：梯段斜梁傳來的集中荷載：（2）內(nèi)力計(jì)算計(jì)算跨度：取平臺(tái)梁按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，計(jì)算簡(jiǎn)圖如下:圖6、平臺(tái)梁計(jì)算簡(jiǎn)圖平臺(tái)梁跨中截面彎矩及支座截面剪力分別為：（3）承載力計(jì)算按倒T形計(jì)算，寬度按倒T形截面計(jì)算。按梁的跨度考慮：按翼緣寬度考慮：按翼緣高度考慮：取首先按第一類T形截面進(jìn)行計(jì)算：選用（）。按構(gòu)造配筋，選雙肢箍。第4章單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)4.1、設(shè)計(jì)資料及柱截面估算（1）基本情況××金工車間建筑地點(diǎn)為株洲市郊區(qū)，其跨度、總長(zhǎng)和柱距如圖7示。車間內(nèi)設(shè)有2臺(tái)200/500kN中級(jí)工作制吊車，其柱頂和軌頂標(biāo)高如圖7示。（2）地質(zhì)條件地坪以下1m為填土，4m以下均為亞粘土,地下水位-5m，無腐蝕。地基承載力設(shè)計(jì)值f=200（3）雨雪條件基本風(fēng)壓，基本雪壓（4）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)力大型混凝土屋面板，自重標(biāo)準(zhǔn)值為1.4kN/m2；屋面板上做二氈三油，標(biāo)準(zhǔn)值為0.35KN/㎡。②天溝板采用G410（二）標(biāo)準(zhǔn)圖集中的TGB77-1溝板，自重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kN/m（包括積水重），選用鋼筋混凝土端壁DB9-4,自重43.2KN,選用G316中的鋼筋筋混凝土側(cè)板CB-1，自重5.94kN.③天窗架采用G316，其傳給屋架的自重標(biāo)準(zhǔn)值為26.2kN；④屋蓋支撐自重0.06kN/m2；（沿水平方向）⑤吊車梁采用G425標(biāo)準(zhǔn)圖集中先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁YXDL6-8，梁高1200mm，翼緣寬500mm，梁腹板寬200mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值44.2kN/根，軌道重1kN/m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm；⑥屋架采用G415標(biāo)準(zhǔn)圖集中預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線型屋架YWJA-24，自重106kN/榀（5）材料柱：采用C30混凝土（）?？v向受力鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋（，），箍筋采用HPB235級(jí)鋼筋（）?；A(chǔ)：采用C20混凝土（）。鋼筋采用HRB335級(jí)鋼筋（，）。圖7、××金工車間平面布置圖圖8、××金工車間1-1剖面圖由圖8可知柱頂標(biāo)高是12.40米，牛腿的頂面標(biāo)高是(10-0.2=9.8m)米，室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離0.7H=12.4+0.75=13.15m=9.8+0.75-1.2=9.35m=13.15-9.35=3.8m（6）柱截面估算根據(jù)柱的高度，吊車起重量及工作級(jí)別等條件，確定柱截面尺寸，見表.11。表11、柱截面尺寸及相應(yīng)的參數(shù)柱列上柱下柱b×h截面積慣性矩截面積慣性矩A400×400400×800×100×150B400×600400×1000×100×150C400×400400×800×100×150（7）框架計(jì)算簡(jiǎn)圖確定本設(shè)計(jì)取一榀排架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元如下圖9。根據(jù)建筑剖面圖和構(gòu)造要求，確定廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖10示。圖9、廠房計(jì)算單元圖圖10、廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖4.2、荷載計(jì)算4.2.1、恒荷載（1）屋蓋結(jié)構(gòu)自重厚水泥砂漿找平層：1.2×冷底子油兩道隔氣層：1.2×=0.06厚水泥蛭石保溫層：1.2×厚水泥砂漿找平層：二氈三油防水層：1.2×=0.42預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（包括灌縫）：1.2×=1.68屋蓋鋼支撐：1.2×=0.072合計(jì)：屋架重力荷載為，天溝板自重2.02kN/m，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力設(shè)計(jì)值為：AB跨BC跨天溝板所以作用于AB跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為：作用于BC跨兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重為：（2）吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計(jì)值吊車荷載對(duì)下柱產(chǎn)生的偏心為AB跨：BC跨：（3）柱自重屋架重力荷載對(duì)上柱產(chǎn)生的偏心邊柱A、C：上柱下柱中柱B：上柱下柱各項(xiàng)荷載作用位置入下圖11：圖11、荷載作用位置4.2.2、活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算（1）屋面活荷載由《荷載規(guī)范》可知，對(duì)不上人的鋼筋混凝土屋面，其均布荷載的標(biāo)準(zhǔn)值（可作的增減），本處取，大于該廠房所在地區(qū)的基本雪壓，排架計(jì)算時(shí)僅按前者計(jì)算，考慮屋面板上積水荷載，則作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計(jì)值為：AB跨：BC跨：屋面活荷載在每側(cè)柱上的作用點(diǎn)位置與屋蓋結(jié)構(gòu)自重相同。（2）吊車荷載由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》表2.5.1可得吊車的參數(shù)為：根據(jù)B及K，可算得吊車梁支座反力影響線如圖12所示。圖12、吊車梁支座反力影響①吊車豎向荷載吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值為（考慮多臺(tái)車的荷載折減系數(shù)）：AB跨：BC跨：同AB跨一樣，即,。②吊車橫向水平荷載AB跨：作用與每一個(gè)輪子上的吊車橫向水平制動(dòng)力即作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)值即：BC跨：同AB跨一樣，即（3）風(fēng)荷載該地區(qū)的基本風(fēng)壓值，對(duì)于大城市郊區(qū)，風(fēng)壓高度系數(shù)按B類地區(qū)考慮，對(duì)于高度小于的單層廠房，風(fēng)振系數(shù)。根據(jù)廠房各部分標(biāo)高及廠房所在地，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按B類地面求得：柱頂:（標(biāo)高）檐口:（標(biāo)高）屋頂：AB跨：（標(biāo)高）BC跨：（標(biāo)高）風(fēng)荷載體型系數(shù)如圖13示。圖13、風(fēng)荷載體型系數(shù)故風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：作用于排架計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖14所示）風(fēng)荷載計(jì)算設(shè)計(jì)值為右來風(fēng)時(shí)：圖14、風(fēng)荷載作用示意圖4.3、排架內(nèi)力分析與計(jì)算該廠房為單跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架內(nèi)力分析，其中柱的剪力分配系數(shù)如表12所示。表12、柱剪力分配系數(shù)柱別A柱B柱C柱4.3.1、恒載作用下排架內(nèi)力分析A柱列：B柱列：C柱列：各柱列所受彎矩如圖15所示：圖15、柱列所受彎矩示意圖各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A柱列：，則B柱列：，則C柱列：，則故假設(shè)在排架柱頂不動(dòng)鉸支座的總反力為：各柱柱頂最后剪力分別為：故荷載作用下排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖16所示：（a）彎矩圖（單位：）（b）軸力圖（單位：）圖16、彎矩圖和軸力圖4.3.2、屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）AB跨作用有活荷載時(shí)對(duì)于單跨排架，與一樣為對(duì)稱荷載，且作用位置相同，僅數(shù)值大小不一，活荷載設(shè)計(jì)值為，其中A、B列柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為：各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A柱列：，，B柱列，,假想排架柱頂下不動(dòng)鉸支座的總反力為：各柱柱頂最后剪力分別為：AB跨作用有活荷載時(shí)排架柱的彎矩和軸力圖如圖17所示：(2)BC跨作用有活荷載時(shí)BC跨作用有活荷載時(shí)排架柱的彎矩和軸力圖如圖18所示：（a）彎矩圖（單位：）（b）軸力圖（單位：）圖17、AB跨作用有活荷載時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖（a）彎矩圖（單位：）（b）軸力圖（單位：）圖18、BC跨作用有活荷載時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖4.3.3、右吹風(fēng)時(shí)，計(jì)算見圖如圖19所示：圖19、右來風(fēng)時(shí)排架柱計(jì)算簡(jiǎn)圖各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A柱列：，C柱列：，假想排架柱頂下不動(dòng)鉸支座的總反力為：各柱柱頂最后剪力分別為：右來風(fēng)時(shí)排架柱的彎矩圖如圖20所示，左來風(fēng)時(shí)排架柱的內(nèi)力近似按右來風(fēng)時(shí)的反對(duì)稱荷載取值。圖20、右來風(fēng)時(shí)排架柱彎矩圖4.3.4、吊車豎向荷載作用下排架內(nèi)力分析（考慮廠房的空間工作，取）（1）AB跨作用A列柱時(shí)由AB跨和的偏心作用而在值中引起的彎矩為：作用在AB跨的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖21所示圖21、作用A列柱時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A柱列：，，B柱列:，,假想排架柱頂下不動(dòng)鉸支座的總反力為：各柱柱頂最后剪力分別為：AB跨作用在A柱時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖22所示：（a）彎矩圖（單位：）（b）軸力圖（單位：）圖22、AB跨作用在A柱時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖（2）AB跨作用B柱左側(cè)時(shí)由AB跨和的偏心作用而在值中引起的彎矩為：其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖23所示圖23、作用B柱左側(cè)時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A柱列：，B柱列:,假想排架柱頂下不動(dòng)鉸支座的總反力為：各柱柱頂最后剪力分別為：AB跨作用在B柱時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖24所示：（a）彎矩圖（單位：）（b）軸力圖（單位：）圖24、AB跨作用在B柱時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖（3）BC跨作用B列柱右側(cè)時(shí)由于排架結(jié)構(gòu)和吊車荷載均勻?qū)ΨQ于第（2）種情況，所以計(jì)算結(jié)果為對(duì)稱，故BC跨作用B列柱右側(cè)時(shí)，排架柱的彎矩圖和軸力圖如圖25所示：（a）彎矩圖（單位：）（b）軸力圖（單位：）圖25、BC跨作用在B柱右側(cè)時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖（4）BC跨作用C列柱時(shí)由于排架結(jié)構(gòu)和吊車荷載均勻?qū)ΨQ于第（1）種情況，所以計(jì)算結(jié)果為對(duì)稱，故BC跨作用C列柱時(shí)，排架柱的彎矩圖和剪力圖如圖26所示：（a）彎矩圖（單位：）（b）軸力圖（單位：）圖26、BC跨作用在C柱時(shí)排架柱的彎矩圖和軸力圖4.3.5、吊車水平荷載作用下排架內(nèi)力分析（考慮廠房的空間工作，?。?）當(dāng)AB跨作用有吊車荷載橫向水平荷載時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖27所示，圖27、AB跨有吊車水平荷載的計(jì)算簡(jiǎn)圖各柱不動(dòng)鉸支座反力分別為：A柱列：，B柱列:,假想排架柱頂下不動(dòng)鉸支座的總反力為：各柱柱頂最后剪力分別為：排架柱的彎矩圖如圖28所示：圖28、AB跨作用有吊車水平荷載的彎矩圖（2）當(dāng)BC跨作用有吊車荷載橫向水平荷載時(shí)，由于排架結(jié)構(gòu)對(duì)稱，荷載反對(duì)稱，所以計(jì)算簡(jiǎn)圖和彎矩圖分別如圖29和30所示：圖29、BC跨有吊車水平荷載的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖30、BC跨有吊車水平荷載的彎矩圖4.4、排架內(nèi)力組合考慮廠房整體空間工作，對(duì)A柱進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，組合結(jié)果如表13～14所示，B柱和C柱的內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)，可按同理進(jìn)行。表13、A柱內(nèi)力匯總表截面荷載內(nèi)力恒載屋面活載吊車在AB跨吊車在BC跨風(fēng)載AB跨BC跨在A柱在A柱向左或向右在B柱在B柱向左或向右左來風(fēng)右來風(fēng)12345678910111-118.061.053.76-50.00-37.470.5128.61-7.5220.4119.41-26.57384.0475.6000000000Mk15.050752.69-35.71-26.760.3620.44-5.3714.5813.86-18.98Nk320.03540000000002-2-59.88-17.853.76123.36-10.80.5128.61-7.5220.4119.41-26.57444.2875.60577.966.680000003-329.56-5.9813.020.31-101.31130.0297.33-26.0370.62222.09-188.47496.8775.60577.966.680000009.571.270.99-13.16-9.8613.96-5.53-1.985.3733.46-24.6624.63-4.279.30.22-72.3692.8769.52-18.5950.44158.64-134.62414.06540412.7947.630000007.910.910.71-9.4-7.049.97-3.95-1.413.8423.9-17.61表14、A柱內(nèi)力組合表截面荷載內(nèi)力相應(yīng)的相應(yīng)的相應(yīng)的組合項(xiàng)目組合值組合項(xiàng)目組合值組合項(xiàng)目組合值1-187.2222.8778.62452.08459.64384.0458.9918.4958.31368.63374.03320.032-2-129.9945.42-106.42560.33980.42444.283-3473.98341.34377.2912.961033.01496.8742.742.2940.37342.07247.34272.94711.27797.02414.0631.6331.3429.97注：以上兩表M（單位為，逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)），N（單位為，受壓為正，受拉為負(fù)），V（單位為，向左為正向右為負(fù)）4.5、柱截面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以A柱為例，采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為II級(jí)，上下柱均采用對(duì)稱配筋。4.5.1、上柱配筋計(jì)算由于截面Ⅲ－Ⅲ的彎距和軸力設(shè)計(jì)值比截面Ⅱ-Ⅱ的大，故下柱配筋由截面Ⅲ－Ⅲ的最不內(nèi)力組合確定，而上柱配筋由截面Ⅰ－Ⅰ的最不利內(nèi)力組合確定。（1）上柱配筋計(jì)算上柱截面共有4組內(nèi)力，取。最不利內(nèi)力為：①②③上柱的計(jì)算長(zhǎng)度為：附加偏心矩：取按第一組內(nèi)力計(jì)算：，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)＞1.0，取1.0屬于大偏心受壓配筋率，滿足要求②按第二組內(nèi)力計(jì)算：，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)，取1.0屬于大偏心受壓?、郯吹谌M內(nèi)力計(jì)算：，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)＞1.0，取1.0取，屬于大偏心受壓配筋率，滿足要求按計(jì)算和構(gòu)造要求，上柱縱向鋼筋（2）垂直于彎矩作用平面承載力計(jì)算上柱計(jì)算長(zhǎng)度(垂直于排架方向)：則查得:滿足彎矩作用平面處的承載力驗(yàn)算.4.5.2、下柱配筋計(jì)算由A柱內(nèi)力組合表可得，最不利組合為：①②③按第一組內(nèi)力計(jì)算：下柱截面積為：下柱的計(jì)算長(zhǎng)度為：，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)取取中和軸在腹板內(nèi)，應(yīng)重新計(jì)算受壓高度為：②按第二組內(nèi)力計(jì)算：取取中和軸在翼緣內(nèi)，屬于大偏心受壓。③按第一組內(nèi)力計(jì)算：下柱截面積為：下柱的計(jì)算長(zhǎng)度為：，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)取取中和軸在腹板內(nèi)，應(yīng)重新計(jì)算受壓高度為：④垂直于彎矩作用平面承載力驗(yàn)算由滿足驗(yàn)算要求。4.5.3、A柱縱向鋼筋的配置由前計(jì)算結(jié)果：上柱上柱綜合考慮配筋：上柱上柱4.5.4、非地震區(qū)的單層廠房柱,其箍筋數(shù)量一般按構(gòu)造控制,所以上下柱均按構(gòu)造選用4.5.5、牛腿設(shè)計(jì)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31所示。(1)牛腿截面高度驗(yàn)算，，（牛腿頂面無水平荷載），取裂縫控制條件確定牛腿截面高度的計(jì)算公式：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(jì)算的豎向力和水平拉力值；圖31—裂縫控制系數(shù)，對(duì)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(shí)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，??；—牛腿與下柱交接處的豎向截面有效高度，取，時(shí)，取。按下式確定：故牛腿截面高度滿足要求。(2)牛腿配筋計(jì)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，。由于所以不必設(shè)置 彎起鋼筋,叢鋼筋不應(yīng)少于4根直徑不應(yīng)小于12mm所以選用（）。水平箍筋選用。(3)局部受壓驗(yàn)算局部受壓面積:滿足要求4.5.6規(guī)范規(guī)定，對(duì)的柱應(yīng)進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。由于A柱下柱出現(xiàn)內(nèi)力，故應(yīng)進(jìn)行裂縫寬驗(yàn)算。驗(yàn)算過程見表15，其中上柱，下柱，;構(gòu)件受力特征系數(shù)；混凝土保護(hù)層厚度c取25mm。4.6、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。設(shè)柱插入杯口深度為取，則柱吊裝時(shí)總長(zhǎng)度為，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖32所示。表15、柱的裂縫寬度驗(yàn)算表柱截面上柱下柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值58.31272.94320.03411.72可以不做驗(yàn)算0.01131.01069.20.525716.4200.30.4220.18mm<0.3mm(滿足要求)(1)荷載計(jì)算柱吊裝階段的荷載為柱自重重力荷載（應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)），即(2)內(nèi)力計(jì)算柱各控制截面的彎距為：由得令當(dāng)時(shí)，圖32、柱的吊裝驗(yàn)算簡(jiǎn)圖(3)截面承載力與裂縫驗(yàn)算柱截面受彎距承載力及裂縫寬度驗(yàn)算過程見表16。4.7、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)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(jì)等級(jí)為丙級(jí)時(shí)，可不做地基變形驗(yàn)算故該廠房不需做地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)采用，下設(shè)厚的素混凝土墊層。4.7.1作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底（Ⅲ-Ⅲ截面）傳給基礎(chǔ)的M，N，V以及外墻自重重力荷載。前者由Ⅲ-Ⅲ截面選取，其中表17的內(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(jì)算。內(nèi)力的正負(fù)號(hào)規(guī)定見圖33表16、柱的吊裝承載力及裂縫寬度驗(yàn)算表柱截面上柱下柱58.5（43.3）80.8（59.9）77.8>0.9×58.5=52.65256.5>0.9×80.8=72.7178.778.20.5650.019<0.2取0.20.19<0.2(滿足要求)0.03<0.2(滿足要求)表17、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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473.98912.9642.7342.07711.2731.63第2組-381.59612.92-34.58-269.04496.95－23.15第3組341.341033.0142.29247.34797.0231.34表中第二組按表14組合：①+0.9[②+0.8(⑤+⑥+⑧+⑨)+eq\o\ac(○,11)]可見，每個(gè)基礎(chǔ)承受的外墻總寬度為6.0?？偢叨葹?4.7，墻體為240實(shí)心墻（），鋼框玻璃窗（），基礎(chǔ)梁重量為根。計(jì)算范圍如圖33每個(gè)基礎(chǔ)承受的由墻體傳來的重力荷載為：厚磚墻鋼框玻璃窗基礎(chǔ)梁合計(jì)：距基礎(chǔ)形心的偏心距為：圖33、基礎(chǔ)荷載示意圖4.7.2、（1）按構(gòu)造要求擬定高度柱的插入深度，取。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18、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得杯壁厚度，取；基礎(chǔ)邊緣高度取，臺(tái)階高度取，見圖33。（2）擬定基礎(chǔ)底面尺寸—修正后的地基承載力特征值為200；—基礎(chǔ)與其上填土的平均重度，可??；適當(dāng)放大，取。（3）計(jì)算基底壓力及驗(yàn)算地基承載力表19、基礎(chǔ)底面壓力計(jì)算地基承載力驗(yàn)算表類別第1組第2組第3組342.07711.2731.63-269.04496.85