混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(單層廠房)-雙跨21+21

單層工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（21m雙跨）PAGEPAGE2目錄目錄 1第1章設(shè)計(jì)資料 31.1設(shè)計(jì)資料 31.2地質(zhì)抗震條件 32、建筑構(gòu)造 3第2章建筑方案設(shè)計(jì) 32.1廠房平面設(shè)計(jì) 32.2構(gòu)件選型與布置 52.2.1屋面板和嵌板 52.2.2天溝板 52.2.3屋架及屋架支撐 62.2.4吊車梁 72.2.5基礎(chǔ)梁 72.2.6柱間支撐 72.2.7抗風(fēng)柱 72.3廠房剖面設(shè)計(jì) 7第3章廠房排架柱設(shè)計(jì) 93.1計(jì)算簡(jiǎn)圖 93.2確定柱子各段高度 93.3確定柱截面尺寸 93.4確定柱截面確定柱截面計(jì)算參數(shù) 93.5排架結(jié)構(gòu)的基本假定： 11第4章荷載計(jì)算 114.1恒荷載 114.1.1屋蓋自重P1 114.1.2上柱自重P2 134.1.3下柱自重P3 134.1.4吊車梁、軌道、墊層自重P4 144.2屋面活荷載 144.3吊車荷載 144.3.1吊車豎向荷載Dmax.k,Dmin,k 144.3.2吊車橫向水平荷載Tmax.k 154.4風(fēng)荷載 154.5墻體自重 164.6荷載匯總表 17第5章排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 185.1荷載作用下的內(nèi)力分析 185.1.1屋面恒載內(nèi)力計(jì)算 185.1.2屋面活載內(nèi)力計(jì)算 195.1.3吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析 205.1.4吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析 225.1.5風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析 245.2內(nèi)力匯總表 25第6章內(nèi)力組合 266.1不考慮地震作用 266.2考慮地震作用 28第7章排架柱截面設(shè)計(jì) 307.1排架柱配筋計(jì)算 307.2排架柱裂縫寬度驗(yàn)算 327.3牛腿設(shè)計(jì) 327.4柱的吊裝驗(yàn)算 32第8章基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 338.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料 338.2基礎(chǔ)底面內(nèi)力及基礎(chǔ)底面積計(jì)算 348.3基礎(chǔ)其他尺寸確定和基礎(chǔ)高度驗(yàn)算 358.4基礎(chǔ)底面配筋計(jì)算 37第9章山墻柱設(shè)計(jì) 389.1山墻柱的尺寸確定 389.2內(nèi)力計(jì)算 389.3截面配筋 399.4基礎(chǔ)計(jì)算 39單層工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（21m雙跨）PAGE40設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)資料本畢業(yè)設(shè)計(jì)為某工業(yè)廠房設(shè)計(jì)，廠房長(zhǎng)度為60m，21m雙跨，柱距為6m。軌頂標(biāo)高8.4m，兩跨內(nèi)每跨均設(shè)置30/5t和15/3t吊車各一臺(tái)，工作級(jí)別為A5吊車。廠房所在地區(qū)基本風(fēng)壓為0.4kN/m2，基本雪壓0.35地質(zhì)抗震條件由地勘報(bào)告顯示，天然地面以下，上層1.0-1.5m為雜填土，第二層為粉質(zhì)粘土fak=160kN/m2，厚度為4.5-6.0m，密實(shí)，可作為持力層，場(chǎng)地類別為II類，地基土不液化；第三層為粉砂，fak=200kN/m2，厚度較大，未鉆透。地下水位在自然地面下1.2m左右處，無侵蝕性，土壤天然重度rs=18KN/m3，內(nèi)摩擦角為30度。建筑物抗震設(shè)防類別為丙類，建筑結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限50年?？拐鹪O(shè)防烈度為7度。2、建筑構(gòu)造(1)屋面（不上人）：卷材防水，其做法如下：二氈三油防水層上鋪綠豆砂一層；20厚1：3水泥砂漿找平層100厚泡沫混凝土保溫層；30厚細(xì)石混凝土整澆層，灌縫；大型預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板(2)墻體：240厚空心磚墻，塑鋼門窗，門窗洞口寬4m，女兒墻高度500mm。(3)地面：混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。建筑方案設(shè)計(jì)廠房平面設(shè)計(jì)本廠房為混凝土排架結(jié)構(gòu)，具體排架柱布置見下圖1.11（兩側(cè)為山墻）平面布置圖（圖1.1）本廠房為21m雙跨單層工業(yè)廠房，柱距為6m，橫向定位軸線用①、②…表示，間距取為6m，縱向定位軸線用?、?、?表示，間距取跨度尺寸，即?~?軸線距離為21m，?~?軸線距離為21m。為了布置抗風(fēng)柱，端柱離開（向內(nèi)）橫向定位軸線600mm，其余排架柱的形心與橫向定位軸線重合。?~?、?~?跨的吊車起重分別為,每跨設(shè)置吊車30/5t，15/3各一臺(tái)，?、?,?、?列柱初步采用非封閉結(jié)合，縱向定位軸線與邊柱外緣不重合有一定的距離即聯(lián)系尺寸。是否采用非封閉結(jié)合以及聯(lián)系尺寸取多大，需根據(jù)吊車架外緣與上柱內(nèi)緣的凈空尺寸B?確定。B?=λ-(B?+B?)應(yīng)滿足：B?≥80mmQ≤50t按照吊車大噸位計(jì)算。對(duì)于30t/5t吊車，B?=230mm假設(shè)上柱截面高度500mm，則B?=500mm對(duì)于?、?列柱，B?=750-(300+500)=-50mm<80mm,不滿足要求。由此取聯(lián)系尺寸150mm。即定位軸線與邊柱的外緣150mm.對(duì)于等高排架，中柱上柱截面形心與縱向定位軸線重合，吊車架外緣與上柱內(nèi)緣凈空尺寸能滿足要求。廠房長(zhǎng)度60m，小于100m，可不設(shè)伸縮縫。廠房平面設(shè)計(jì)構(gòu)件選型與布置屋面板和嵌板屋面板的型號(hào)根據(jù)外加屋面均布面荷載（不含屋面自重）的設(shè)計(jì)值，查92G410(一)。當(dāng)屋架斜長(zhǎng)不是屋面板寬1.5m的整數(shù)倍時(shí)，需要布置嵌板。嵌板查92G410(二)荷載：兩氈三油防水層1.2×0.35=0.4220mm厚水泥砂漿找平層1.2×0.02×20=0.4830mm厚細(xì)石混凝土整澆層1.2×0.48=0.58屋面均布活載（不上人）1.4×0.5=0.70雪載1.4×1.0×0.35=0.70合計(jì)2.88采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。根據(jù)允許外加均布荷載設(shè)計(jì)值2.88，查圖集，中部選用Y-WB-2IV，端部選用Y-WBT-1IV，其允許外加荷載3.64>2.88KN，板自重1.30，灌封0.1。嵌板采用鋼筋混凝土板，查表，中部選用KWB-1。其允許外加荷載3.35>2.88。板自重1.70。天溝板當(dāng)屋面采用有組織派水時(shí)，需要布置天溝。對(duì)于單跨，既可以采用外天溝，也可以采用內(nèi)天溝。對(duì)于多跨，內(nèi)側(cè)只能采用內(nèi)天溝。本廠房采用有組織排水廠房四周均有女兒墻，外側(cè)采用自由落水，內(nèi)側(cè)采用內(nèi)天溝。天溝的型號(hào)根據(jù)外加均布線荷載值查92G410(二)。計(jì)算天溝的積水荷載時(shí)。按天溝的最大深度確定。同一型號(hào)的天溝板有三種情況：不開洞、開洞和加端壁。在落水管位置的天溝板需要開洞，分左端開洞和右端開洞，分別用“a”、“b”表示，廠房端部有端壁的天溝板用“sa”，“sb”表示。本廠房在2,6,7,10軸線外設(shè)置落水管。內(nèi)天溝采用TGB68-1，TGB77-1，寬度620mm。內(nèi)天溝荷載：兩氈三油防水層1.2x0.35x0.62=0.26KN/m20mm水泥砂漿找平層1.2x0.02x20x0.62=0.30KN/m積水荷載1.4x10x0.13x0.62=1.13KN/m屋面均布活載1.4x0.5x0.62=0.43KN/m合計(jì)2.12KN/m內(nèi)天溝外加荷載設(shè)計(jì)值3.24KN/m,查表，一般天溝板選用TGB68-1，開洞天溝板選用TGB68-1a或TGB68-1b，端部為TGB77-1sa或TGB77-1sb，允許外加荷載3.16KN/m>2.12KN/m，自重2.06KN/m。屋架及屋架支撐（1）屋架：屋架型號(hào)根據(jù)屋面荷載設(shè)計(jì)值，天窗類別，懸掛吊車情況及檐口形狀選定?？缍容^小時(shí)可采用鋼筋混凝土折線型屋架，查95G314?？缍容^大可采用預(yù)應(yīng)力折線型屋架，查95G414。本例設(shè)6m鋼天窗，輕質(zhì)端壁，代號(hào)為c，無端壁代號(hào)為b。屋架檐口形狀為一端自由落水，一端內(nèi)天溝，代號(hào)為D?？拐鹪O(shè)防7度，無懸掛荷載。屋面荷載：

屋面板傳來的荷載2.88屋面板自重1.2x1.4=1.68

灌縫重1.2x0.1=0.12合計(jì)4.6821m跨采用用預(yù)應(yīng)力折線型屋架屋架，中間選用YWJ21-1Db，兩端選用YWJ21-1Dc，自重92.9KN。每榀天窗架傳給屋架的豎向荷載38KN。（2）屋架支撐對(duì)于非抗震及抗震方針設(shè)防烈度為6、7度，屋架支撐可按附圖一布置。當(dāng)廠房單元不大于66m時(shí)，在屋架端部的垂直支撐用CC-1表示，屋架中部的垂直支撐用CC-2表示，當(dāng)廠房單元大于66m時(shí)，在柱間支撐外的屋架端部加豎向支撐CC-3。屋架中部的水平系桿用GX-2表示。屋架上弦橫向水平支撐用SC表示，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓枯^大，有其他振動(dòng)設(shè)備或水平荷載對(duì)屋架下弦產(chǎn)生水平力時(shí)，需設(shè)置下弦橫向水平支撐。下弦橫向水平支撐用XC表示。當(dāng)廠房設(shè)置托架時(shí)，還需布置下弦縱向水平支撐，本例不需設(shè)縱向水平支撐。吊車梁吊車梁型號(hào)根據(jù)吊車的額定起重量，吊車的跨距（=L-2λ）以及吊車的載荷狀態(tài)選定。其中，鋼筋混凝土吊車梁可查95G323，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁可查95G425，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁可查95G426。吊車起重重量為一臺(tái)30/5t，一臺(tái)15/3t,A5中級(jí)載荷狀態(tài)，采用鋼筋混凝土吊車梁，中間跨采用YMDL6-8，梁高1200mm，自重45.50KN。基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁型號(hào)根據(jù)跨度，墻體高度，有無門窗洞等查04G墻厚240mm，突出于柱外。查表，縱墻中間選用JL-3，縱墻邊跨選用JL-15，山墻6m柱距選用JL-4。4.5m柱距的采用JL-23.柱間支撐下柱間支撐設(shè)置在⑥、⑦軸線之間，支撐號(hào)可查表97G336。首先根據(jù)吊車起重重量，柱頂標(biāo)高，牛腿頂標(biāo)高，吊車梁頂標(biāo)高，上柱高，屋架跨度等查處排架號(hào)，然后根據(jù)排架基本風(fēng)壓確定支撐型號(hào)。查表，上柱柱間支撐設(shè)置在1，2軸線、6,7軸線與10，11軸線之間?？癸L(fēng)柱抗風(fēng)柱下柱采用矩形截面，上柱采用矩形截面?？癸L(fēng)柱的布置需考慮基礎(chǔ)梁的最大跨度。21m跨的抗風(fēng)柱沿山墻等距離布置，間距為4.5m，6m，6m，4.5m。抗風(fēng)柱的具體設(shè)計(jì)見后文中抗風(fēng)柱設(shè)計(jì)。廠房剖面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)的內(nèi)容是確定廠房的控制標(biāo)高，包括牛腿頂標(biāo)高，柱頂標(biāo)高和圈梁標(biāo)高。牛腿頂標(biāo)高等于軌頂標(biāo)高減去吊車梁在支撐處的高度和軌道及墊層的高度，必須滿足300mm的倍數(shù)。吊車軌道及墊層高度可以取0.0m。為了使牛腿頂標(biāo)高滿足模數(shù)要求，軌頂?shù)膶?shí)際標(biāo)高將不同于標(biāo)志高度，規(guī)范允許軌頂實(shí)際標(biāo)高與標(biāo)志標(biāo)高之間有±200mm的差值。柱頂標(biāo)高H=吊車軌頂標(biāo)高HA+吊車軌頂至橋架頂面的高度HB+空隙HC，空隙HC不應(yīng)小于220mm，吊車軌頂至橋架頂面的高度可查95G323，柱頂標(biāo)高同樣滿足300mm的倍數(shù)。由于工藝要求，軌頂標(biāo)高為8.4m。對(duì)于21m跨：取柱牛腿頂面高度為7.2m，吊車梁高度1200mm。吊車軌道及墊層高度取0.2m，則軌道構(gòu)造高度，HA=7.2+1.2+0.0=8.4，構(gòu)造高度-標(biāo)志高度=8.4-8.4=0.0m，滿足±200mm的差。

對(duì)于有吊車廠房，除在檐口或窗頂設(shè)置圈梁外，宜在吊車梁標(biāo)高處增設(shè)一道。圈梁與柱的連接一般采用錨拉鋼筋2?10或2?12?，F(xiàn)在5.4m、8.4m標(biāo)高處設(shè)兩道圈梁，分別用QL-1、QL-2表示。其中柱頂圈梁可代替連系梁。圈梁截面采用240mmX300mm，配筋采用4?12、?6@200。圈梁在過梁處的配筋應(yīng)另行計(jì)算。（圖2.1）廠房排架柱設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)于沒有抽柱的單層廠房，計(jì)算單元可以取一個(gè)柱距，即6m。排架跨度取廠房的跨度。上柱高度等于柱頂標(biāo)高減去牛腿頂標(biāo)高。下柱高度取牛腿頂標(biāo)高減去基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，一般低于地面不少于50mm，對(duì)于邊柱，由于基礎(chǔ)頂面還需放置預(yù)制基礎(chǔ)梁，所以排架柱基礎(chǔ)頂面一般不低于地面500mm。見圖3.1為了得到排架柱的截面幾何特征，需要假設(shè)柱子的截面尺寸。確定柱子各段高度基底標(biāo)高為-1.90定基礎(chǔ)高度為1.2m，基礎(chǔ)頂面-0.700。柱頂標(biāo)高+12m，跨度21m，大吊車30t/5t,由此查標(biāo)準(zhǔn)圖集《053G》得知：上柱高度Hu=4.2m下柱高度HL=12.7-4.2=8.5m。下柱柱頂標(biāo)高+7.800（圖3.1）確定柱截面尺寸由上面的柱高度尺寸及吊車噸位，Q=32t/5t，得知截面的尺寸如下：?列柱下柱截面采用工字形，b=400mm,h=1000mm，上柱截面采用正方形，b=400，h=5?列柱下柱采用工字形截面，b=400mm,h=1000mm，上柱采用矩形截面，b=400mm,h=600mm，模板號(hào)39?列柱下柱截面采用工字形，b=400mm,h=1000mm，上柱截面采用正方形，b=400，h=5確定柱截面確定柱截面計(jì)算參數(shù)ABC（圖3.2）邊，中柱截面幾何特征參數(shù)（H=12.7M=4.20M=8.50）見下表參數(shù)邊柱(A,C)中柱B排架平面內(nèi)///0.3310.331/0.1490.258(i=a,b,c)(N/mm)0.03380.0370(i=a,b,c)0.3230.354排架平面外n1.221.470.3310.3313.023.04自重重力荷載(KN)(包括牛腿)上柱：P1A=P1C=21.00下柱：P2A=P2C=59.99上柱：P1B=25.20下柱：P2B=77.88（表3.3）排架結(jié)構(gòu)的基本假定：（1）屋架與柱頂為鉸接，只能傳遞豎向軸力和水平剪力，不能傳遞彎矩。（2）柱底嵌固于基礎(chǔ)，固定端位于基礎(chǔ)頂面，不考慮各種荷載引起的基礎(chǔ)角變形。（3）屋架的軸向剛度很大，排架受力后橫梁的軸向變形忽略不計(jì)，橫梁兩側(cè)柱頂水平位移相等。（4）柱軸線為柱的幾何中心線，當(dāng)柱為變截面時(shí)，柱軸線為一折線。荷載計(jì)算排架的荷載包括恒荷載、屋面活荷載、吊車荷載和風(fēng)荷載。荷載均計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)值恒荷載恒荷載包括屋蓋荷載、上柱自重、下柱自重、吊車梁及軌道自重。屋蓋自重P1屋面荷載：6層油氈0.3520厚水泥砂漿找平0.4030厚細(xì)石混凝土整澆0.48屋面板自重及灌縫1.40屋蓋支撐及屋面吊管0.15合計(jì)2.78集中荷載：21m跨屋架自重92.9KN屋架作用在柱頂?shù)暮愫奢d標(biāo)準(zhǔn)值：作用位置見（圖4.1）A柱：P1作用點(diǎn)位置與縱向定位軸線的距離150mm。=0.05=0.20===240.59×0.05=12.03KN.m(逆時(shí)針)M2A=M2C==-240.59×0.20=--48.12B柱：=×2=481.18KN（圖4.1）上柱自重P2A柱：=2C==21.0KNM2A==21.00.2=4.2KN.m(逆時(shí)針)

B柱：同理得=25.20KN下柱自重P3A柱：===59.99KN

B柱：=77.88KN吊車梁、軌道、墊層自重P4P4的作用點(diǎn)離縱向定位軸線的距離為750mmA柱：=P4C=45.50KN+0.81×6=50.36KNB柱：=50.36×2=100.72KN屋面活荷載屋面活荷載取屋面均布活荷載和雪荷載兩者的較大值0.5KN/m2活荷載的作用點(diǎn)距離同恒載A柱：=0.5×6×10.5=31.5KN===31.5×0.05=1.58KN.m(順時(shí)針)B柱：=0.5×6×10.5×2=63KN==63×0.15=4.74KN.m(逆時(shí)針)吊車荷載吊車豎向荷載Dmax.k,Dmin,k吊車基本尺寸和輪壓起重量Q/t吊車跨度m吊車橋距B/mm輪距K/mm吊車總重/t小車重g/t最大輪壓/KN最小輪壓/KN30/5t19.57060460033.512.012255.85015/3t19.55550440032.07.521530注：最小輪壓(表4.1)吊車豎向荷載根據(jù)兩臺(tái)吊車作用的最不利位置用影響線求出。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖4.2。

y1=1，y2=(6-4.7)/6=0.217=(y1+y2)=255.8*(1+0.217)＝334.58KN=(y1+y2)=50*(1+0.217)＝82.00KN（圖4.2）吊車橫向水平荷載Tmax.k吊車額定起重量16t<Q<50t，吊車橫向水平荷載系數(shù)a=0.1，每個(gè)大輪產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力。T的最不利位置同，故=10.72*(1+0.217)=13.04KN的作用點(diǎn)位置在吊車梁頂面風(fēng)荷載該地區(qū)的基本風(fēng)壓，地面粗糙度為B類。（圖4.3）（1）作用在柱上的均布荷載柱頂標(biāo)高12.00m，使內(nèi)外高差0.15m，則柱頂離室外地面高度12.00+0.15=12.15m，查表，風(fēng)壓高度系數(shù),根據(jù)《建筑荷載規(guī)范》知封閉式女兒墻雙坡屋面可按無女兒墻的屋面計(jì)算。從《建筑荷載規(guī)范》查風(fēng)壓體型系，標(biāo)于圖4.3。單層工業(yè)廠房可不考慮風(fēng)振系數(shù)，取。=0.8×1.06×1×0.4×6=3.05KN/m（壓力)=-0.5×1.06×1×0.4×6=-1.91KN/m（吸力）取=+0.6（2）作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載由兩部分組成：柱頂至檐口豎直面上的風(fēng)荷載和坡屋面上的風(fēng)荷載，其中后者的作用方向垂直于屋面，因而是傾斜的，需要計(jì)算其水平方向的分力（豎直分力在排架分析中一般不考慮）.q1.061.061.21.21.21.21.21.21.21.20.80.40.80.20.60.60.60.50.40.4(KN/m)3.051.913.460.842.592.592.592.591.731.73作用長(zhǎng)度（m）1.6512.672.672.672.6711.65方向(表4.2)迎風(fēng)面和背風(fēng)面的、大小相等，方向相反。==KN()墻體自重磚砌體單位重19，鋼筋混凝土25，20厚水泥砂漿粉刷墻，0.36KN/故在6m柱距橫向排架計(jì)算單元之內(nèi)，各部分墻重為窗上墻：窗間墻：窗下墻：鋼窗重：3.6×3.6×0.45＝5.83KN3.6×2.40.45＝3.89KN墻體自重：＝85.03+117.72+76.18+5.832+3.89＝288.65KN山墻自重(兩側(cè)都布置山墻)：P5A山荷載匯總表在計(jì)算簡(jiǎn)圖中，上柱的計(jì)算軸線取為上柱的截面形心線，下柱的計(jì)算軸線取為下柱的截面形心線。下面計(jì)算時(shí)彎矩和剪力的符號(hào)按照下述規(guī)則：彎矩以順時(shí)針方向?yàn)檎?，剪力以使?gòu)件產(chǎn)生順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)為正；軸力以壓為正。見表4.4荷載匯總表荷載類型A(C)柱B柱N(KN)M(KN.m)N(KN)M(KN.m)∑恒載P1A=240.59P2A=21.0P2A+P4A=71.36P3A=59.99屋面活載P1A=31.5吊車豎向荷載吊車橫向水平荷載風(fēng)荷載(表4.4)

排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析荷載作用下的內(nèi)力分析屋面恒載內(nèi)力計(jì)算恒荷載下的計(jì)算簡(jiǎn)圖可以分解為兩部分：作用在柱截面形心的豎向力和偏心力矩.偏心力矩作用下，各柱的彎矩和剪力用剪力分配法計(jì)算。先在柱頂加上不動(dòng)鉸支座，利用附錄求出各柱頂不動(dòng)鉸支座的內(nèi)力；然后將總的支座反力作用下排架柱頂，根據(jù)剪力分配系數(shù)分配給各柱；最后求出各柱頂?shù)募袅?，得到每根柱的柱頂剪力后，單根柱利用平衡條件求出各截面的彎矩及柱底截面剪力。屋面恒載作用下的內(nèi)力計(jì)算項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明A柱14.26-13.72-9.22261.59311.36371.350.53(←)C1=2.015C2=1.107Ra=（-12.03×2.015+27.98×1.107）/12.7=0.53(→)同理：Rc=-0.53(←)Va=0.53-0.323（-0.53+0.53）=0.53(→)Vc=-0.53-（0.53+-0.53）=-0.53(←)Vb=0.354（0.53+-0.53）=0以上為柱頂剪力，接下來結(jié)果說明中均為柱頂剪力B柱000506.28607.1684.980注：A柱C柱對(duì)稱，故只需計(jì)算A，B柱內(nèi)力，C柱內(nèi)力與A柱內(nèi)力相同。（表5.1）（圖5.1）恒載內(nèi)力圖屋面活載內(nèi)力計(jì)算屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析方法同屋蓋自重作用下的內(nèi)力分析。項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明活載在AB跨A柱1.16-5.14-5.9931.531.531.5-0.01(→)A柱：C1=2.015C2=1.107Ra=（-1.58×2.015+6.3×1.107）/12.7=0.30(→)B柱：C1=1.787Rb=4.74×1.787/12.7=0.67(→)Va=0.30-0.323（0.30+0.67）=-0.01(←)Vb=0.67-0.354（0.30+0.67）=0.33（→)B柱-4.74-3.35-0.5531.531.531.50.33(←)活載在BC跨A柱1.3021.3023.940000.31(←)算法同上B柱4.743.350.5531.531.531.5-0.33(→)（表5.2）（圖5.21）活載在AB跨時(shí)內(nèi)力圖（圖5.22）活載在BC跨時(shí)內(nèi)力圖吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析吊車豎向荷載四種基本情況：(a)作用于A柱；(b)作用于A柱處；(c)作用于C柱；(d)作用于C柱。吊車豎向荷載的計(jì)算簡(jiǎn)圖可分解成兩部分：作用在下柱截面形心的豎向力和作用在牛腿頂面的偏心力矩。吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明AB跨在A柱A-41.1692.679.370334.58334.58-9.8(→)A柱：C2=1.107B柱C2=1.210Ra=133.83×1.107/12.7=11.67(←)Rb=61.5×1.210/12.7=5.86(→)Va=11.67-0.323（11.67-5.86）=-9.80(←)Vb=5.86+0.354（11.67-5.86）=7.92(←)Vc=0.323×（11.67-5.86）=1.88B33.26-28.2439.08082827.92(←)在A柱A-40.57-7.77-89.8808282-9.66B69.13-181.81-41.900334.58334.5816.46BC跨在C柱A28.5628.5686.360006.80同理B-69.13181.8114.900334.58334.58-16.46在C柱A-7.9-7.9-23.88000-1.88B-33.2628.24-39.080334.58334.58-7.92（表5.3）（圖5.31）Dmax作用于A柱時(shí)的內(nèi)力圖（圖5.32）Dmin作用于A柱時(shí)的內(nèi)力圖（圖5.33）Dmax作用于C柱時(shí)的內(nèi)力圖（圖5.34）Dmin作用于C柱時(shí)的內(nèi)力圖吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析吊車水平荷載作用下有兩種情況：(a)AB跨作用Dmax；(b)BC跨作用Dmax，每種情況下的荷載可以反向項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明作用在AB跨A柱±4.63±4.63±93.31000±10.42A柱：C5=0.559Ra=0.559×13.04=7.29(←)B柱：C5=0.550Rb=0.550×13.04=7.17(←)Va=7.29-0.323（7.29+7.17）=2.62(←)Vb=7.17-0.354（7.29+7.17）=2.05（→)B柱±7.04±7.04±100.45000±10.99作用在BC跨A柱±19.61±19.61±59.31000±4.67算法同上B柱±7.04±7.04±100.45000±10.99（表5.4）（圖5.41）AB跨作用Tmax的排架內(nèi)力（圖5.42）BC跨作用Tmax的排架內(nèi)力風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析風(fēng)荷載作用下有兩種情況：右吹左風(fēng)時(shí)的荷載值與左吹右風(fēng)項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明向右吹A(chǔ)柱51.5651.56320.5200086.22A柱：C6=0.332Ra=0.332×3.05×12.7=12.86(←)B柱：C6=0.321C柱同A柱Rc=0.332×1.91×12.7=8.05(←)Va=12.86-0.323（37.09+12.86+8.05）=-5.87(→)Vb=-0.354（37.09+12.86+8.05）=-20.53（→)Vc=8.05-0.323（37.09+12.86+8.05）=-10.68(→)B柱86.2286.22260.7300020.53向左吹A(chǔ)柱-61.70-61.70-289.67000±4.67算法同上B柱-86.22-86.22-260.73000-86.22（表5.5）（圖5.51）風(fēng)荷載（左吹向右）下排架內(nèi)力（圖5.52）風(fēng)荷載（右吹向左）下排架內(nèi)力內(nèi)力匯總表A（C）柱內(nèi)力匯總表荷載類型序號(hào)Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)V(KN)恒載114.26261.59-13.72311.36-9.22371.350.53屋面雪載活載在AB跨2a1.1631.5-5.1431.5-5.9931.5-0.01活載在BC跨2b1.30201.30203.9400.31吊車豎載AB跨A柱3a-41.16092.67334.589.37334.58-9.8在A柱3b-40.570-7.7782-89.8882-9.66BC跨A柱4a28.56028.56086.3606.80在B柱4b-7.90-7.90-23.880-1.88吊車水平荷載5a±4.630±4.630±93.210±10.425a±19.610±19.610±59.310±4.676a51.16051.560320.52044.616b-61.700-61.700-289.670-34.94（表5.7）B柱內(nèi)力匯總表荷載類型序號(hào)Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)V(KN)恒載10506.380607.10684.980屋面雪載活載在AB跨2a-4.7431.5-3.3531.5-0.5531.50.33活載在BC跨2b4.7431.53.3531.50.5531.50.33吊車豎載AB跨A柱3a33.260-28.248239.08827.92在A柱3b69.130-181.81334.58-41.90334.5816.46BC跨A柱4a-69.130181.81334.5841.900-16.46在B柱4b-33.26028.2482-39.0882-7.92吊車水平荷載5a±7.040±7.040±100.450±10.995a±7.040±7.040±100.450±10.996a86.22086.220260.73020.536b-86.220-86.220-260.730-20.53（表5.8）內(nèi)力組合基本荷載組合考慮兩類情況：由活荷載控制的組合和由恒荷載控制的組合。不考慮地震作用當(dāng)單層工業(yè)廠房不考慮地震有五種基本組合，本次只考慮以下兩種即1.2×恒載+1.4×0.9（活載+吊車荷載+風(fēng)載）1.2×恒載+1.4×0.9（吊車荷載+風(fēng)荷載）現(xiàn)在進(jìn)行內(nèi)力組合，A柱內(nèi)力組合

控制截面組合目標(biāo)組合項(xiàng)目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+2b+4a+5b+6a]139.80353.60\-Mmax1.2x1+1.4x0.9[0.9(3a+4b)+0.9×5b+6b]-140.97313.91Nmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+2b+4a+5b+6b]-139..51353.60\Nmin同-Mmax-140.97313.91\II-II+Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2b+0.9×（3a+4a）+0.9×5b+6a]212.33753.05\-Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×5b+6b]-143.16506.31Nmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×5b+6b]204.21792.74\Nmin1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×5b+6b]-143.56373.63\III-III+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2b+0.9×（3a+4a）+0.9×(5a+5b)+6a]679.27825.0370.95-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×(5a+5b)+6b]-685.67-578.30-73.60Nmax相應(yīng)的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3a+5a+5b)+6a]506.53864.7257.93Nmax相應(yīng)的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3b+5a+5b)+6b]-478.67864.72-66.55`Nmin相應(yīng)的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×(4a+5a+5b)+6b]562.95445.6270.24Nmin相應(yīng)的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[0.9×(4b+5a+5b)+6b]-470.39445.62-50.82（表6.1）B柱（由上表可知，II-II不是控制截面故不考慮II-II截面）控制截面組合目標(biāo)組合項(xiàng)目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2b+3b+5a+6a]217.68687.04-Mmax1.2x1+1.4x0.9[3a+5a+6b]-211.71-607.66-Nmax相應(yīng)的+Mmax同+Mmax217.68687.04Nmax相應(yīng)的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+4a+5b+6b]-217.6871687.04`Nmin相應(yīng)的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[3b+5a+6a]211.71607.66Nmin相應(yīng)的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[4a+5a+6a]-211.71607.66III-III+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2b+0.9×（3a+4a）+0.9×(5a+5b)+6a]648.861373.7640.69-Mmax1.2×1+0.9×1.4[0.9×（3b+4b）+0.9×(5a+5b)+6b]-648.171294.38-40.69Nmax相應(yīng)的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3b+4a+5a+5b)+6a]557.03-1487.3550.38Nmax相應(yīng)的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3a+4b+5a+5b)+6b]506.53864.7257.93`Nmin相應(yīng)的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[3a+5a+6a]504.33831.8447.31Nmin相應(yīng)的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[4b+5a+6b]-504.33831.84-47.31（表6.2）考慮地震作用考慮地震荷載作用的組合時(shí)，一些內(nèi)力需要做一些調(diào)整。組合時(shí)不組合風(fēng)載,內(nèi)力值采用調(diào)整后的內(nèi)力值，調(diào)整值見表6.3。荷載類型序號(hào)截面內(nèi)力值（A,C）B柱說明（A,C柱）說明（B）M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)恒載1Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ14.26-13.72261.59311.3600506.38684.98同無抗震設(shè)防同無抗震設(shè)防屋面雪載2Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ0.74-0.629.459.450018.918.9A柱內(nèi)力匯總表中2a，2b相加乘以0.5×0.3／0.3＝0.3同理吊車豎載AB跨A柱3aⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ-41.169.370334.5833.2639.08082同無抗震設(shè)防同無抗震設(shè)防在A柱3bⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ-40.57-89.88082-69.1341.90082同上同上BC跨B柱4aⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ28.5886.3600-69.1341.900334.58同上同上在B柱4bⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ-7.9-23.8800-33.26-39.08082同上同上（Ⅰ-Ⅰ截面內(nèi)力乘以θ=2.0）5Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ±19.32±60.9100±5.64±80.0200×4.2+Fc1／4（9.7-8.5）×2=（0.82×4.2+5.18×9.7）×2＝19.32×12.7+5.18×9.7=60.91同理6Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ±50.91±153.9500±55.81±168.770037.53×0.323×4.20＝153.5937.53×0.323×12.70＝153.59（表6.3）

排架柱截面設(shè)計(jì)排架柱配筋計(jì)算材料混凝土：C30混凝土，縱筋：二級(jí)鋼（HRB335）箍筋（HPB235）=2.0×柱截面參數(shù)邊柱（A,C柱）：上柱，I-I截面b×h=400mm×500mmA=2.4×==45下柱，II-IIIII-III截面b×h=100mm×1000mm×400mm×212.5mmA=2.275×==45中柱：上柱I-I截面b×h=400mm×500mmA=2.4×下柱截面尺寸同A,C柱計(jì)算配筋參數(shù)截面界限受壓高度：=邊柱I-I截面Ⅰ-Ⅰ截面：Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面：+=由內(nèi)力組合結(jié)構(gòu)得知，無論是否考慮抗震設(shè)防，各組軸力均小于，故各控制截面都為大偏心受壓情況，均可按軸力小，彎矩大的內(nèi)立組作為截面配筋計(jì)算的依據(jù)。計(jì)算配筋參數(shù)邊柱：I-I截面以M=142.68KN.mN=313.91KNⅡ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面M=-685.67KN.mN=578.30KN中柱：I-I截面以M=-211.71KN.mN=607.66KNⅡ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面M=-648.17KN.mN=1294.38KN配筋配筋計(jì)算表截面A柱B柱Ⅰ-ⅠⅢ-ⅢI-IⅢ-Ⅲ內(nèi)力M（KN.m）142.68-685.67-211.71-648.17N（KN）313.91578.30607.661294.38454.531185.66348.4500.762033.332033.33474.531218.99368.4533.33=2Hu；84008500840085001.01.01.01.00.9821.00.9821.01.0521.0421.0521.04254.88<<101.10<54.88<<101.10<706.04380.641738.18397.74004504804502φ16,2φ20(1030)6φ20（1884）4φ16(804)4φ20,（1256）（表7.1）箍筋按構(gòu)造確定。箍筋間距不應(yīng)大于400mm及截面的短邊尺寸，且不大于15d；箍筋直徑應(yīng)不大于d/4，且不應(yīng)小于6mm。具體箍筋配筋見附錄中柱配筋圖。排架柱裂縫寬度驗(yàn)算按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）》，對(duì)的偏心受壓構(gòu)件，可不驗(yàn)算裂縫寬度。結(jié)合一般的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，排架柱的截面尺寸按照一定的規(guī)范的選用，且縱向受力筋選用3根或3根以上的，為簡(jiǎn)化計(jì)，可不必進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。不過這結(jié)論尚待工程實(shí)踐進(jìn)一步驗(yàn)證。牛腿設(shè)計(jì)牛腿寬度取于排架柱同寬，即400mm；牛腿長(zhǎng)度應(yīng)滿足吊車梁的擱置要求邊柱：本廠房邊柱的牛腿滿足了吊車梁的擱置要求后，吊車梁截面的軸心位置仍在下柱截面平面內(nèi)。故不需驗(yàn)算邊柱牛腿。配筋按選用的預(yù)制排架柱的牛腿構(gòu)造配筋。中柱需驗(yàn)算。Fvk=50.36+334.58=384.94KNFv=1.2×50.36+1.4×334.58＝528.84Fhk＝Fh＝1.4×13.04＝18.26h=1000h1=500>h/3a=250+20=270β（1-0.5Fhk/Fvk）ftkbho/(0.5+a/ho)=0.65（1-0.5×13.04／384.94）×2.01×400×955／(0.5+270÷955)=626.82KN>Fvk截面尺寸滿足要求。配筋及構(gòu)造縱向鋼筋A(yù)s=Fva/(0.85fyho)+1.2Fh/fy

=(1.2x44.8+1.4x456.9)x1000x320/(0.85x300x960)=906mm2選用4Φ18(As=1018mm2)。箍筋選用Φ8@100，滿足構(gòu)造要求。a/h=270/955=0.283<0.3，不需設(shè)彎起鋼筋。柱的吊裝驗(yàn)算內(nèi)力計(jì)算（圖7.1）動(dòng)力系數(shù)1.5，取施工階段驗(yàn)算安全度等級(jí)降低系數(shù)為0.9，吊裝時(shí)混凝土強(qiáng)度未達(dá)設(shè)計(jì)值，按照設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%考慮。吊裝柱計(jì)算長(zhǎng)度為基礎(chǔ)插入距離到柱頂?shù)臉?biāo)高共計(jì)12.70m。q1=[1x0.4x25x2.3+0.2275×25×5.25/8.55=6.18KN/mq2=[(0.65x1.15-0.5×0.15×0.15)×0.4×25×0.65+0.4×1×25×0.35/1.0]=20.93KN/mq3=0.4×0.5×25=5.0KN/mM1=5.0x/2=44.1KN.mM2=0.5x1.02x20.93+5.0x4.2x(1.0+4.2)/2=65.06KN.mM3=0.5x65.06-6.18x8.552/8=-23.94KN.m(b)承載力驗(yàn)算當(dāng)不翻身起吊時(shí)，1-1截面的尺寸為500mmx400mm。由于對(duì)稱配筋A(yù)s=M/[fy(ho-as’)]=44.1x1000000/[300x(355-45)]=474.19mm2。現(xiàn)上柱配有2φ16,2φ20(1030)，滿足吊裝時(shí)的承載力要求。2-2截面的等效寬度b=2x212.5=425mm，h=400mm。As=M/[fy(ho-as’)]=65.05x1000000/[300x(355-45)]=699.46現(xiàn)下柱配有6φ20（1884），2-2截面也能滿足吊裝時(shí)的承載力要求。3-3截面不起控制作用。2經(jīng)驗(yàn)算，承載力滿足要求。同理知中柱的吊裝也滿足承載力的要求。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料本設(shè)計(jì)給定修正后的地基承載力特征值，地下水位標(biāo)高為-1.200m,基礎(chǔ)梁按照GB04320選用，頂面標(biāo)高為-0.700m。基礎(chǔ)埋深度處標(biāo)高設(shè)為-1.900基礎(chǔ)用C20混凝土，，鋼筋用，，鋼筋的保護(hù)層厚度為40mm基層采用C10混凝土，厚100mm基礎(chǔ)底面內(nèi)力及基礎(chǔ)底面積計(jì)算按內(nèi)力組合表取柱底Ⅲ-Ⅲ截面兩組相應(yīng)的荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值-Mmax相應(yīng)N、V與Nmax相應(yīng)的-Mmax、V進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，見下述的甲、乙兩組的內(nèi)力值。但因基礎(chǔ)底面積計(jì)算按的要求進(jìn)行，故上述兩組內(nèi)力設(shè)計(jì)值均應(yīng)改作相應(yīng)的荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的內(nèi)力值。見下述甲、乙兩組括弧內(nèi)的內(nèi)力值。甲組：N=578.30kN(475.4kN)乙組：N=864.72kN(694.52kN)M=-685.67KN.m(-470.84KN.m)M=-478.67KN.m(289.91KN.m)V=-73.60KN(-51.19KN)V=-66.55KN(-66.55KN)墻體荷載標(biāo)準(zhǔn)值:相應(yīng)的設(shè)計(jì)值為，偏心距為假設(shè)基礎(chǔ)高度H=1.20m，基礎(chǔ)底面尺寸()按以下步驟估計(jì)：（圖8.1）（1）基礎(chǔ)頂面軸向力最大標(biāo)準(zhǔn)值N+=694.52+346.38=1041KN；基礎(chǔ)底面至地面高度為1.90m，則基礎(chǔ)底面以上的總軸力標(biāo)準(zhǔn)值為1041+1.90×20.0×；（這里20.0為基礎(chǔ)自重及其上土自重的平均重力密度，為基礎(chǔ)底面積）(2)按軸心受壓狀態(tài)估計(jì)1041+1.9×2.0×≤f\=1041/(-1.9×20.0)＝1041／(180-38)=7.33（3）按（1.1~1.4）估計(jì)偏心受壓基礎(chǔ)底面積A，并求出基底截面抵抗拒W及基底以上基礎(chǔ)及土自重標(biāo)準(zhǔn)值（1.1~1.4）×7.33＝8.06~10.26取=4.40×2.20=9.68W=7.10=21×（4.2×2.2×1.2）+17×[4.2×2.2×(1.90-1.2)＝21×9.68×1.2+