雙跨等高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

資料資料.雙跨等高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書.設(shè)計(jì)題目某金工車間雙跨等高廠房。.設(shè)計(jì)任務(wù)（1）單層廠房的結(jié)構(gòu)布置；（2）選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件；（3）排架柱及住下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。3．設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定上下柱的高度和截面尺寸。（2）選用屋面板，天溝板，基礎(chǔ)梁，吊車梁及軌道連接件。（3）計(jì)算排架所承受的各項(xiàng)荷載。（4）計(jì)算各項(xiàng)荷載作用下排架的內(nèi)力。（5）柱及牛腿的設(shè)計(jì)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。（6）繪制施工圖。1）結(jié)構(gòu)布置圖（屋架，天窗架，屋面板，屋蓋支撐，吊車梁，柱及柱間支撐，墻體布置）；2）柱施工圖（柱模板圖，柱施工圖）3）基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面圖及配筋圖）4.設(shè)計(jì)資料（1）該車間為雙跨等高無(wú)天窗廠房，采用卷材防水屋面，跨度為24/18米，柱距為6米，車間總廠為72米。廠房的剖面圖如圖1所示。圖1廠房剖面圖(2)建筑地點(diǎn)為某市郊區(qū)(暫不考慮地震作用)，設(shè)計(jì)使用年限為50年。(3)吊車：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，車間設(shè)置有兩臺(tái)15/3t橋式軟鉤吊車，吊車工作級(jí)別為A5級(jí)，吊車軌頂標(biāo)高+9.6m。(4)風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓(50年)標(biāo)注值為0.3k/懺，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按B類地貌取。(5)雪荷載：基本雪壓(50年)標(biāo)準(zhǔn)值為0.25k/懺。(6)工程地質(zhì)及水文條件：廠址位于渭河二級(jí)階地，地形平坦，廠區(qū)地層自上而下為耕土層，厚約0.6m,粘土層厚約3.5m,地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值二200KN/懺，可作為持力層；中砂；卵石；基巖。廠區(qū)地層地下水位較低，且無(wú)腐蝕性，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地下水位的影響。（7）建筑構(gòu)造。1）屋面：卷材防水屋面；2）墻體：240mm厚實(shí)心粘土磚砌筑；3）地面：屋內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。二、計(jì)算書1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型與布置裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置符合建筑模數(shù)且尺寸在饞鬼的范圍內(nèi)時(shí)，出柱與基礎(chǔ)單獨(dú)設(shè)計(jì)完成外，其他構(gòu)件可以從建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集中選用。通用圖集一般包括設(shè)計(jì)說(shuō)明、構(gòu)件選用表、結(jié)構(gòu)布置圖、模板圖、配筋圖、預(yù)埋件詳圖、鋼筋及鋼筋用量表等內(nèi)容。它們屬于結(jié)構(gòu)施工圖，可以作為施工的依據(jù)。設(shè)計(jì)中應(yīng)該選用合適的構(gòu)件，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行正確的表示，而無(wú)需逐個(gè)構(gòu)件設(shè)計(jì)。屋面結(jié)構(gòu)。屋面板。屋面板（包括檐口板、嵌板）選用方法：采用全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G410（一）1.5mx6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水），計(jì)算屋面板所承受的外加荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，在圖集中查找板的允許外加荷載大于或等于板所承受的外加荷載，作為屋面板，選用結(jié)果見(jiàn)表1，屋面板的布置如圖2所示。天溝板。應(yīng)配合屋架選用天溝板。采用全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G410（一）1.5mx6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板），由屋面排板計(jì)算，天溝板的寬度為680mm。具體計(jì)算如下:半跨屋架上弦坡面總長(zhǎng)二一0.52+1.42=10.593m當(dāng)排放6塊屋面板和一塊890mm嵌板時(shí)，則有：12.005-0.89-1.49義6=0.763m所以，根據(jù)圖集選用一塊寬為760mm的天溝板，見(jiàn)表1,其布置如附圖中所示。該廠房一側(cè)設(shè)4根落水管，天溝板內(nèi)坡度為5%。。墊層最薄處20mm厚，最厚處為80mm,如圖2-22所示。按最厚處的一塊天溝板（80mm）計(jì)算其所受的外荷載標(biāo)準(zhǔn)值。注意天溝板的開(kāi)洞位置。表1結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)夕卜加荷載允許荷載構(gòu)件自重

屋面板G410（一）1.5mx6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水）YWB-2（中間跨）YWB-2s（端跨）二氈三油防水層0.3520mm水泥砂漿找平層20X0.02=0.40100m厚水泥蛭石保溫層5X0.1=0.50一氈二油隔汽層0.0520m水泥砂漿找平層0.404亙載 E1.70kN/懺屋面活荷載 0.70雪載 0.25活截取屋面活載與雪載的最大值 0.50匯2.40kN/懺2.46kN/懺板自重1.30kN/懺灌縫重0.1kN/懺I-LJ嵌板G410（一）0.9mx6.0m預(yù)應(yīng)力KWB-1（中間跨）KWB-1s（端同上2.50kN/懺板自重1.93kN/懺

鋼筋混凝土屋面板（卷材防水嵌板、檐口板跨）灌縫重0.1kN/懺天G410（一）0.8mTGB68-1（中間積水深為230mm（與高肋齊）3.05kN/2.02kN/溝板X6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板）跨）TGB68-1a（中間跨右端開(kāi)洞）TGB68-1b（中間跨左端開(kāi)洞）TGB68-1sa（端跨右端開(kāi)洞）TGB68-1sb（端跨右端開(kāi)洞）10x0.23x0.46=1.06二氈三油防水層0.35x0.9=0.3220mm水泥砂漿找平層20x0.02x0.09=0.3680mm厚水泥蛭石保溫層5x0.08x0.5=0.20一氈二油隔氣層0.05x1.18=0.0620mm水泥砂漿找平層20x0.02x1.18=0.47E 2.47kN/肝肝肝續(xù)表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)夕卜加荷載允許荷載構(gòu)件自重屋架G415（三）預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架（跨度24m）YWJA-24-1aYWJA-18-1a屋面板以上恒載1.70kN/懺活載0.5kN/懺屋架以上荷載2.2kN/懺3.5kN/懺86/55.5kN/根支撐0.25kN/懺

吊車梁G323（二）鋼筋混凝土吊車梁（中輕級(jí)工作制）DLZ-6A（中間跨）DAZ-6B（邊跨）26.6kN/根16.7kN/根（中基G320鋼筋兒-3（中間間跨）礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)跨）15.1kN梁梁JL-18（邊跨）/根（邊跨）P=1.27x185=234.95最大設(shè)軌道G-325吊車DGL-13kN計(jì)輪壓p0.8kN聯(lián)接軌道聯(lián)接P=1.27x⑴W/m165=209.55kN370kN屋架。屋架選用應(yīng)根據(jù)廠房使用要求、跨度大小、屋面荷載的大小、有無(wú)天窗及天窗類別、檐口類別等進(jìn)行選用。本實(shí)例采用全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G415（三）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線屋架（跨度24/18m）,見(jiàn)表1。4）屋蓋支撐。⑴不設(shè)置屋架上弦水平支撐。屋架上弦橫向水平支撐作用是在屋架上弦平面內(nèi)形成剛性框，增強(qiáng)屋架的整體剛度，保證屋架上弦或屋面梁上翼緣平面外的穩(wěn)定，同時(shí)將抗風(fēng)柱傳來(lái)的風(fēng)荷載傳遞到（縱向）排架柱頂。但由于采用大型屋面板，每塊屋面板與屋架的連結(jié)不少于三個(gè)焊接點(diǎn)，并沿板縫灌注C15細(xì)石混凝土保證了屋面剛度，因此屋面上弦不宜設(shè)置上弦橫向水平支撐。⑵不設(shè)置屋架下弦支撐。由于本設(shè)計(jì)中，廠房的吊車噸位（15/3t）不大，無(wú)震動(dòng)類設(shè)備對(duì)屋架下弦產(chǎn)生的水平作用力，故無(wú)需設(shè)置下弦橫向水平支撐和下弦縱向支撐。⑶垂直支撐和水平系桿。垂直支撐作用是保證屋架承受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳遞縱向水平力，在跨端布置垂直支撐CC-1,跨中布置垂直支撐CC-3,如圖2所示。下弦水平系桿課防止吊車或其他水平震動(dòng)時(shí)（縱向）屋架下弦發(fā)生顫動(dòng)，一般情況下應(yīng)在未設(shè)置支撐的屋架間相應(yīng)于垂直支撐平面的屋架下弦節(jié)點(diǎn)處設(shè)置通長(zhǎng)水平系桿。如附圖屋架端部用HG-2,屋架中部（跨中）用HG-1。i/x/yii/wi圖2屋蓋支撐布置圖梁柱結(jié)構(gòu)布置。1）排架柱尺寸的選定。a） 柱高。軌頂標(biāo)高為+9.600m,吊車為15/3匕工作級(jí)別為A5級(jí)。當(dāng)廠房跨度為24m時(shí)可以求得吊車的跨度為L(zhǎng)=24-0.75x2=22.5m,當(dāng)廠房跨度k為18m時(shí)可以求得吊車的跨度為l=18-0.75x2=16.5m,查附表2-1求得吊車軌k頂以上高度（吊車軌頂至小車頂面的距離）為2.15/2.05m,根據(jù)選定吊車梁的高度=1.200m,軌道頂面至吊車梁地面的距離（軌頂墊高）。牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-吊車梁高度-軌頂標(biāo)高=9.600-1.200-0.200=8.200m牛腿頂面標(biāo)高應(yīng)滿足建筑模數(shù)（3M）要求，取為8.400m。考慮到吊車行駛所需空隙尺寸h=200mm，柱頂標(biāo)高按下式計(jì)算：k柱頂標(biāo)高二牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高度+軌頂標(biāo)高+吊車高度+hk

=8.40+1.20+0.20+2.15+0.20=12.15m所以，柱頂（或屋架下弦底面）標(biāo)高取為12.30m（滿足3M模數(shù)要求）。設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為0.7m,則計(jì)算簡(jiǎn)圖中中柱的總高度H,下柱高度H和上柱高度H分別為luH=12.3+0.7=13.0H=8.4+0.7=9.1mlH=H=13.0—9.1=3.9mul實(shí)際軌頂標(biāo)高=8.40+1.20+0.20=9.80"1,與9.60m相差0.200m，滿足的士0.200m的要求。b）柱截面尺寸。根據(jù)柱的高度、吊車起吊重量級(jí)工作級(jí)別等條件，可查附表確定柱截面尺寸為=414mmH=414mmb>—i= 22 22h>H—h>H—i12910012=758mmA(C)軸上柱：矩形bxh=400mmx400mm下柱：I形bxhxbxh=400mmx900mmx100mmx150mmffB軸上柱：矩形bxh=400mmx600mm下柱：I形bxhxbxh=400mmx1000mmx100mmx150mmffc)牛腿尺寸初選。由牛腿幾何尺寸的構(gòu)造規(guī)定，a?45,h>h，且一「30h>200mm，故取a=45。，h=500mm。c=100mm，如圖3所示。1 11

圖3牛腿截面尺寸A（C）軸柱：C=750+b+c一900=750+150+100-900=100mm2ih=500+100=600mmB軸柱：c=750+b+c-500=750+150+100-500=500mm2 12）柱間支撐?？稍谠搹S房中部（7）（8）軸線間設(shè)置上柱柱間支撐和下柱柱間支撐。（3）吊車梁。吊車梁除了要滿足承載力、抗裂度和剛度的要求外，還要滿足疲勞強(qiáng)度的要求。首先應(yīng)根據(jù)工藝要求和吊車的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)條件和材料供應(yīng)情況，選用合理吊車梁形式。采用6323（二）鋼筋混凝土吊車梁（中、輕級(jí)工作制）,再根據(jù)吊車的起重量、吊車的臺(tái)數(shù)、吊車的跨度、工作級(jí)別等因素選用吊車梁型號(hào)，見(jiàn)表1。(4)吊車軌道聯(lián)結(jié)件。根據(jù)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G-325吊車軌道聯(lián)結(jié)查得軟鉤吊車最大設(shè)計(jì)輪壓p=1.27p以及吊車工作級(jí)別、起重量、吊車梁上max螺栓孔間距，選用見(jiàn)表1。(5)基礎(chǔ)平面布置。1)基礎(chǔ)編號(hào)。首先區(qū)分排架類型，分標(biāo)準(zhǔn)排架、端部排架、伸縮縫處排架等，然后對(duì)各類排架和邊柱的基礎(chǔ)分別編號(hào)，還有抗風(fēng)柱的基礎(chǔ)也需編號(hào)(見(jiàn)附圖基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁、吊車梁布置圖)。2)基礎(chǔ)梁?；A(chǔ)梁通常采用預(yù)制構(gòu)件，按全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁選取。本設(shè)計(jì)中跨選用JL-3,邊跨選用JL-18,見(jiàn)表1。2.排架結(jié)構(gòu)計(jì)算(1)計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱的計(jì)算參數(shù)。1)計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖。通過(guò)相鄰橫向柱距的中心線取出有代表性的一根排架作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的橫向平面排架計(jì)算單元，如圖4(a)所示。取中間跨(7)軸線排架為計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4(b)所示。

計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖圖42）柱的計(jì)算參數(shù)。由柱的截面尺寸，可以求得柱的計(jì)算參數(shù)，見(jiàn)表2。表2柱的計(jì)算參數(shù)

飛算參數(shù)柱號(hào)截面尺寸/mm面積/mm2慣性矩mm4自重/kN?m-1A,C上柱矩形400x4001.6x10521.3x1084.0下柱I形400x900x100x1501.875x105195.38x1084.69B上柱矢巨形400x6002.4x10572x1086.0下柱I形400x1000x100x1501.975x105256.34x1084.94（2）荷載計(jì)算。1）恒載。I）屋蓋恒載。二氈三油上鋪小石子防水層0.35kN/m2二氈三油上鋪小石子防水層0.35kN/m220mm厚1:3水泥砂漿找平層20x0.02=0.40kN/m2100mm厚水泥蛭石保溫層5x0.1=0.50kN/m2一氈二油隔氣層0.05一氈二油隔氣層0.05kN/m220mm厚20mm厚1：3水泥砂漿找平層20x0.02=0.40kN/m2屋蓋支撐預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（包括灌縫） 1.40kN/m2屋蓋支撐0.5kN/m23.6kN/m2屋架重力荷載為86（55.5）kN/根，則作用與柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值為:

24m:18m:G=3.6x6x1x24+86x1=302.2kN24m:18m:122G=3.6x6x1x18+55.5x1=222.15kN12 2川柱自重標(biāo)準(zhǔn)值。A,C軸上柱：g=g=gh=4.0x3.9=15.6kN2A 2C ku下柱：G=G=4.69x9.1=42.68kN3A 3CB軸上柱：G=6.0x3.9=23.4kN2B下柱：G=4.94x9.1=44.95kN3Biii）吊車梁及軌道自重標(biāo)準(zhǔn)值。A,B軸上柱：g=G=26.6+0.8x6=31.4kN4A 4B各項(xiàng)恒載作用位置如圖5所示。面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7kN/m2面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7kN/m2。因屋面活荷載大于雪荷載，故不考慮雪荷載。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值為24m:Q=0.7x6x24=50.4kN1218m： 18Q=0.7x6x—=37.8kN12Q的作用位置與GQ的作用位置與G作用位置相同，如圖5所示。圖5荷載作用位置圖（單位：kN）3）吊車荷載。由附表2-1查得吊車計(jì)算參數(shù)列于表2-13，并進(jìn)行單位換算。表3車計(jì)算參數(shù)跨度/m起重量Q/kN跨度L/mK最大輪壓P/kmaxN最小輪壓P/kminN輪距K/m吊車寬B/m吊車重G/kN小車重g/KN24150/3022.5185504.45.553216918150/3016.5165354.45.6525069根據(jù)B及K,可算得吊車梁支座反力影響線中各輪距對(duì)應(yīng)點(diǎn)豎向坐標(biāo)值，如圖6所示，由此可求的吊車作用于柱上的吊車荷載。吊車豎向荷載。24m:D=PP Zy=0.9X185X(1+0.808+0.267+0.075)=357.98kNmax,k max,kiTOC\o"1-5"\h\zD=PPZy=0.9X50X(1+0.808+0.267+0.075)=96.75kNmin,k min,k i18m:d=。pZy=0.9x165x(1+0.792+0.267+0.058)=314.37kNmax,k max,k iD=。PZy=0.9x35x(1+0.792+0.267+0.058)=66.69kNmin,k min,k i吊車橫向水平荷載。當(dāng)?shù)踯囶~定起重量151<Q<50t時(shí)，a=0.10。則一個(gè)大車輪子傳遞的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值T=PTZy=1鄧(g+Q)Zymax,k ki4 i=-X0.1X0.9X(150+69)X(1+0.808+0.267+0.075)4 ' ，' /圖6吊車荷載作用下支座反力影響線4)風(fēng)荷載。由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，該地區(qū)基本風(fēng)壓為卬=0.3kN/m2,地面粗糙0度為B類，查附表可得風(fēng)壓高度變化系數(shù)目如下：z柱頂(標(biāo)高=12.30m)：目=1.604；z檐口(標(biāo)高=1.00+2.4x3+1.5+1.8+3.0=14.5m)：日=1.126；z屋頂標(biāo)高=柱頂標(biāo)高+屋架高度+屋面厚度(包括屋面做法)12.30+3.4+[(0.02+0.1+0.02+0.12)+0.24]:16.200m…(24m)...以:1.153z12.30+2.8+[(0.02+0.1+0.02+0.12)+0.24]=15.600m...(18m).…四:1.163z屋頂(標(biāo)高=16.200(15.600)m)風(fēng)荷載體型系數(shù)目如圖2-28所示。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為s圖7風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架計(jì)算簡(jiǎn)圖W=Pn從W=1.0x0.8x1.064x0.3=0.255kN/m21k zs1zW=0N從W=1.0x0.4x1.064x0.3=0.128kN/m22k zs2z則作用于排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q=0.255x6.0=1.53kN/m21q=0.128x6.0=0.77kN/m22h=14.5—12.3=2.2m,h=16.2(15.6)—14.5=1.7(1.1)m12F=[(日+日)日h+(日+日)日h]PWBw s1 s2z1 s3 s4z2z二[(0.8+0.4)x1.126x2.2+(-0.6+0.5)x1.163(1.153)x1.4]x1.0x0.3x6.0=5.04kN °(3)內(nèi)力分析。1)剪力分配系數(shù)n。該廠房為兩跨等高排架，其柱頂位移系數(shù)c和柱的剪力i0分配系數(shù)n的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。i表4柱的剪力分配系數(shù)柱另口In=-uI1九=HuHc= 3101+九3(1-1)nA H3Ap二 CEI0C11An=—pi—iZXAi=1piA、C柱n=0.109九二3.9/13=0.30C=2.4580A=0.208x10-10H3/Ep cn=n=0.286A CB柱n=0.281九=0.300C=2.8060A=0.139x10-10H3/Ep cn=0.428B注：丑+丑+丑=1ABc2)恒荷載作用下排架內(nèi)力分析。恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖8(a)所示，圖中重力荷載G以及力矩M由圖5確定。具體計(jì)算如下：TOC\o"1-5"\h\zG=G=302.2kN(G=222.15kN)1 1A 1cG=2G=524.35kN1B 1M=Ge=302.2x0.05=15.11kNm(M=11.11kNm)1A11A 1cM=Ge=302.2x0.25=75.55kNm(M=55.55kNm)2A 12A 2C圖8恒荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m）,V（KN）;C）N圖（kN）C=1.5

11-X2(1—1) 產(chǎn)=1.51+X3(--1)n1-X2C=1.5 1 =1.5x3 1+X3(1-1)n1-0.302(1-1+0.3031-0.302y一1J1+0.303(0.109-1R=CM1=2.133x15.11(11.11)1 1H13.0=2.133_=1.118)=2.479(1.823)kNR=CM2=1.118x75.55(55.55)=6.497(4.777)kN2 3H 13.0R=R+R=2.479+6.497=8.98kN(一)A12R=6.6kN(fCR=2.38kN(—)BA,C柱：n=0.109,X=0.30，由附圖2-11-2和附圖2-11-3公式得:在R與M1,M2共同作用下，畫出排架的彎矩圖，柱底剪力圖以及軸力圖如圖8（b），（c）所示。3）屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析。i）AB跨作用有屋面活荷載，排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖9a所示，屋架傳至柱頂?shù)募泻奢dQ=36KN，它在A,B柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為：1AAe1e2eQ1Q1Q===1A2AMMM=AAe1e2eQ1Q1Q===1A2AMMM1C=50.4x0.25=12.6kN?m(M=9.45kN?m)1C=50.4x0.15=7.56kN?m(M=5.67kN?m)1Br計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力。A柱：由附圖2-11-2和附圖2-11-3公式的c=2.143,C=1.104，則13R=M-ACC+M2AC=1.50kN(f)[R=1.12kN(f)]AH1H3 CB柱:n=0.281,X=0.30，則由附圖2-11-2公式得1—九2(1—L)C=1.5 1^-=1.7261 1+九3(--1)nMR=-^bC=1.00kN(f)[R=0.75kN]BlH1 Br則排架柱頂不動(dòng)鉸支座總反力R=R+R=2.5kN(fAB將R反方向作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力。n=n=0.286,n=0.428AC BV=R-nR=0.78kN(f[0.59kN]AAAV=R-nR=0.73-0.43x1.81=-0.08kN(一)[-0.05kN]BBBV=R-nR=0-0.285x1.81=-0.72kN(一)[-0.53kN]CCC排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖9(b)，(c)所示。圖9AB跨在屋面活荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m），V（KN）;C）N圖（kN）II）BC跨作用有屋面活荷載，如圖10所示。BC跨在屋面活荷載作用下排架內(nèi)力圖BC跨在屋面活荷載作用下排架內(nèi)力圖圖10a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m）,V（KN）;C）N圖（kN）4）柱及吊車梁自重作用下柱的內(nèi)力分析（未形成排架）。由于在安裝柱子時(shí)尚未吊裝屋架，此時(shí)柱頂之間無(wú)聯(lián)系，則按懸臂柱分析柱內(nèi)力，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11（a）所示。A柱：M=Ge=15.6x0.25=3.90KN.m2A2A2AG=42.68kN3AG=31.4kN4AM=Ge=9.42kN?m4A 4A4AB柱:G=23.40kN2BG=44.95kN3BG=31.4x2=62.8kN4B排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖11（b），（c）所示。

圖11柱及吊車梁自重作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖圖11柱及吊車梁自重作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m）,V（KN）;C）N圖（kN）5）吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間作用）i）D作用于A柱。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-33（a）所示，吊車豎向荷載maxD=357.98KN,D=96.75KN在柱中引起的彎矩分別為max minM=De=357.98x0.3=107.39KN.mAmax4AM=De=96.75x0.75=72.56KN.mBmin4B計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力：A柱：由附圖2-11-3公式得c3=1,118，貝ijM107.39R=-aC=—— ——x1.118=—9.24kN（一）aH3 13.0B柱:n=0.281,X=0.30，則由附圖2-11-3公式得1—X2=1.5 1——=1.5x1+X3(1-1)n1—0.30021+0.3003(10.281——=1.194—1)M72.56R=bC= x1.194=6.66kN(f)BH3 13.0R=R+R=-9.24+6.66=-2.58kN(一)AB排架各柱頂剪力分別為

V=R-nR=—9.24—0.286x(—2.58)=-8.50kN(一)AAAV=R-nR=6.66-0.428x(-2.58)=7.76kN(f)BBBV=-nR=-0.286x(-2.58)=0.59kN(f)CC排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖12b,c所示。圖12D作用在A柱時(shí)排架內(nèi)力圖

maxa)計(jì)算簡(jiǎn)圖;b)M圖(kN.m),V(KN);C)N圖(kN)ii)D作用于B柱左。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖13a所示，吊車豎向荷載D，D在max maxmin柱中引起的彎矩分別為M=De=96.75x0.3=29.08KN.mA min4AM=De=357.98x0.75=268.49KN.mB max4B計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力：

A柱:由附圖2-11-3公式得c;=1.118，則M29.03R=-aC=---x1.118=—2.5kN（一）a H3 13.0M268.49R= bC= x1.194=24.66kN（f）BH3 13.0R=R+R=-2.5+24.66=22.16kN（f）AB排架各柱頂剪力分別為V=R-nR=-2.5-0.286x22.16=-8.34kN（一）AAAV=R-nR=24.66-0.428x22.16=15.18kN（fBBBV=-nR=-0.286x22.16=-6.34kN（一）CC排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖13b,c所示。圖13D作用在B柱左時(shí)排架內(nèi)力圖

max（kN）a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C）N圖（kN）iii）Dmax作用于B柱右。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖14a所示。計(jì)算過(guò)程如下:M=66.69x0.3=20.01kN?mCM=314.37x0.75=235.78kN?mBR=-2001x1.118=-1.72kN(一)c1323578R= x1.118=20.28kN(f)b13R=R+R=18.56kN(fBcV=-1.72-0.286x18.56=-7.03kN(一)cV=20.28-0.428x18.56=12.34kN(fBV=-0.286x18.56=-5.31kN(f)A圖14D作用在B柱右時(shí)排架內(nèi)力圖

maxa)計(jì)算簡(jiǎn)圖;b)M圖(KN.m),V(KN);C)N圖(KN)iv)Dmax作用于C柱。如圖15所示。計(jì)算過(guò)程如下:M=314.57x0.3=94.31kN?mcM=66.69x0.75=50.02kN?mB94.31R=--x1.118=-8.11kN(一)c13R=5002x1.118=4.59kN(f)b13R=R+R=-3.52kN(一)BcV=-8.11-0.286x(-3.520)=-7.10kN(一)cV=4.59-0.428x(-3.520)=6.10kN(f)BV=-0.286x(-3.520)=1.01kN(f)A

圖15D作用在C柱時(shí)排架內(nèi)力圖max圖15a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖(kN.m),V(kN);C)Na）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）v）AB跨的兩吊車剎車（Tmax作用）。當(dāng)AB跨作用吊車橫向水平荷載Tmax時(shí)，排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖16（。）所示。A柱：n=0.109,X=030,皆=39H2=0.692，由附圖2-11-4和附圖2-11-5u公式得02432—2.1x0.30+0.3003x(―+0.1)y=0.7H,C= 0.109 =0.587u5 2[1+0.3003x —1]0.1092-1.8x0.30+0.303x(0416-0.2)y:0.6H,C= 10^9 二0.638u5 2x[1+0.303x 1]0.109線性內(nèi)插得y=0.692H,C=0.591,R=-TC=-10.60x0.591=-5.95kN(一)u5 Amax5B柱：n=0.281,X=030,2=3.9—1.2=0.692，由附圖2-11-4和2-11-5公式得H3.9uy=0.7H ,C=0653u5y=0.6H ,C=0.700u5線性內(nèi)插得y=0.692H ,c=0.657 ,u5uR=一TC=—10.60*0.657二一6.61kN(―)A max5所以排架柱頂總反力為R=R+R=—12.56kN(一)AB各柱頂剪力為V=R+HR=-5.95—0.286X(—12.56)=—2.36kN(一)AAAV=R+HR=-1.23kN(一)BBBV=-HR=—0.285x(—12.56)=3.59kN(f)CC排架各柱的彎矩圖如圖16(b)所示。圖16T作用在AB跨時(shí)排架內(nèi)力圖max。）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C）N圖（kN）vi）BC跨的兩吊車剎車（Tmax作用）。當(dāng)BC跨作用吊車橫向水平荷載Tmax時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性及吊車起重量相等，內(nèi)力計(jì)算同“AB跨的兩吊車剎車”情況，僅需將A柱和C柱內(nèi)力對(duì)稱。排架各柱內(nèi)力如圖17所示。圖17T作用在BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖maxa）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m）,V（KN）;C）N圖（KN）vii）AB跨與BC跨各一臺(tái)15/3t吊車同時(shí)剎車，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖18所示。A柱：C5=0.591,R=—TC=-10.60x0.591=-6.26kN（一）A max5B柱：C5=0.657,R=-TC=-10.60x0.657=-6.96kN（一）B max5C柱：R=-5.95kN（一），則CR=R+R+R=-6.26-6.96-5.95=-19.2kN（一）ABC各柱頂剪力為：=R-HR=-0.69kN（一）B CC=R-^R=1.38kN（fBBB=R-HR=-0.69kN（一）B CC排架柱各柱的彎矩圖如圖18（b）所示.圖18T作用在AB，BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖maxa）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C）N圖（kN）6）風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力圖分析。i）左風(fēng)作用時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖19（Q）所示。A柱：n=0.109,入=0.300,由附圖A柱：n=0.109,入=0.300,由附圖2-11-8公式可得3C=-11 81+九4(1-1)

n1+九3(1-1)

n1+0.304(，-1)0.1091+0.303」-1)0.109=0.328R=-qHC=-1.53x13.0x0.328=-6.52kN(一)A 1 11R=-qHC=-0.77x13.0x0.326=-3.28kN(一)C 1 11R=R+R+R=-6.52-3.28-5.04=-14.84kN(一)ACW將R反向作用于排架頂柱，求得各柱頂剪力V=R-nR=-6.52-0.286x(-14.84)=-2.28kN(一)AAAV=R-nR=0-0.428x(-14.84)=6.35kN(f)BBBV=R-nR=-3.28-0.286x(-14.84)=0.96kN(f)CCC排架各柱的內(nèi)力圖如圖19(b)所示。圖19左風(fēng)作用時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C）N圖（kN）ii）右作用時(shí)，排架內(nèi)力與“左風(fēng)作用時(shí)”的情況相同，將A，C柱內(nèi)力對(duì)換并改變其內(nèi)力符號(hào)即可，排架各柱內(nèi)力如圖20所示。圖20右風(fēng)作用時(shí)排架內(nèi)力圖a)計(jì)算簡(jiǎn)圖;b)M圖(KN.m),V(KN);C)N圖(KN)(4)內(nèi)力組合。首先，取控制截面，對(duì)單階柱，控制截面分別取上柱底部截面I-I、牛腿頂面II-II和柱底截面III-III。表5(1)、表6(1)為各種荷載單獨(dú)作用下各柱控制截面的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值的匯總。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于一般排架結(jié)構(gòu)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式組合選取最不利的確定：i)由可變荷載效應(yīng)控制的組合S=1.2S+YSGK Q1QikS=1.2S+0.92sGK QiQiki=1ii)由永久荷載效應(yīng)控制的組合S=1.35s+￡r中SGK QiciQiki=1 c在每種荷載效應(yīng)組合中，對(duì)矩形和I形截面柱均應(yīng)考慮以下四種不利內(nèi)力組合：+M及相應(yīng)的N，V；max-M及相應(yīng)的N，V；maxN 及相應(yīng)的M,V;maxN及相應(yīng)的M，V。min由于該廠房不考慮抗震設(shè)防，所以除柱底截面III-III外，其他截面的不利內(nèi)力組合中未給出相應(yīng)的剪力值。對(duì)柱進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算和地基承載力計(jì)算時(shí)，采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，參照承載力極限狀態(tài)基本組合，取荷載分項(xiàng)系數(shù)為1。3.排架柱的設(shè)計(jì)A(C)柱。A(C)柱為偏心受壓構(gòu)件，在不同荷載組合中，同一截面分別承受正負(fù)彎矩，但考慮到施工方便，一般采用對(duì)稱配筋，取A=A'；ss混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，f=14.3n/mm2,f=2.01N/mm2翎筋為HRB335,c tkf=f'=300N/mm2；箍筋HPB235。yy1)選取控制截面最不利內(nèi)力。對(duì)于對(duì)稱配筋的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)^h且"e>0.3〃口i0己竟時(shí)，為大偏心受壓構(gòu)件；當(dāng)“ev03h或雖“e>03h但己工時(shí)，為小偏心受b i.0 i.0 b壓構(gòu)件。在選取控制截面最不利時(shí)，可取“=1.0進(jìn)行初步判斷大小偏心受壓。對(duì)于上柱，截面有效高度h=400-35=365mm。用上述方法對(duì)上柱I-I截面0的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有9組內(nèi)力為大偏心受壓，3組內(nèi)力為小偏心受壓。其中3組小偏心受壓的N值據(jù)滿足N<N=afbhm=1.0x14.3x400x365x0.55=1148.29kNb1c0b說(shuō)明為構(gòu)造配筋。對(duì)9組大偏心受壓內(nèi)力，按照“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”的原則確定上柱的最不利內(nèi)力為M=74.62kN?m,N=381.36kN對(duì)于下柱，可參照上柱的方法選取最不利的內(nèi)力。經(jīng)計(jì)算判斷，下柱III-III截面的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有8組內(nèi)力為大偏心受壓，4組內(nèi)力為小偏心受壓。其中4組小偏心受壓的N值均滿足N<N=afb?h匕=1.0x14.3x400x865x0.55=2721.29kNb1cf0b說(shuō)明為構(gòu)造配筋。選取下柱控制截面的兩組最不利內(nèi)力：第一組：M=363.94kN?m,N=871.19kN

第二組：M=321.05kN?m,N=470.26kN2）上柱配筋計(jì)算。選取上柱最不利的內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：M=74.62kN?m,N=381.36kN參照附表2-12，吊車廠房排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度為l=2x3.9=7.8m0e=——=195.7mm0ne=MAXJ%，2。1=20mmaI30I所以，初始偏心距為e=e+e=195.7+20=215.7mmi0a由于<=幽=19.5>5，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)n。h4000.5fA0.5x14.3x400x400

工=-c^—= =3.001N 381.36x103取m=1.0。1TOC\o"1-5"\h\zl l 78004>15,匕=1.15—0.014=1.15—0.01x =0.955h2 h 400n=1+—1—fLT55=1+ f7800Tx0.1x0.955=1.4391400e1h廣12 140021571400Jh 3650h 400e=ne+--a=1.439x215.7+ —35=475.39mmi2 s 2截面受壓區(qū)高度為=0.55x=0.55x365=200.75mmx= = =66.67mm<Chafb14.3x400 b01c且x<2a、=2x35=70mm，說(shuō)明截面屬于大偏心受壓情況，并按x=2a,時(shí)計(jì)算。ssh 400e'刃e-+a'=1.439x215.7- +35=145.39mmi2 s 2A=A'ss=A=A'ss=560.06mm2fy(h0-a'J二300(365-35)* （ ）選3①16%=4=603mmC，則柱截面全部縱筋的配筋率ssp=0.75%>0.6%，截面一側(cè)鋼筋的配筋率 p=0.38%>0.2%，滿足要求。3）下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下柱取下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：第一組：M=389.98kN?m,N=877.70kN;第二組：M=342.67kN?m,N=476.76kN.3）下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下柱取下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：第一組：M=363.94kN?m,N=877.19kN;第二組：M=321.05kN?m,N=470.26kN.i）按第一組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。由附表2-12查知，有吊車廠房柱下的計(jì)算長(zhǎng)度為：l=1.0H=9.1m01e=M=414.9mm0Ne=max{900,20}=30mma 30e=e+e=414.9+30=444.9mmi0a由于h=9000=10.1>5,應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)n。-1.53>1.00.5fA_0.5x14.3x1.875x105 -1.53>1.0N 877.19x103取q-1.0。1取q-1.0取q-1.0。2一一e1400e

h01(9100)1400x也I900J8652x1.0x1.0=1.142“e=L142x444.9=508.07mm>0.3h=0.3x865=259.5mmi 0所以可先按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則NY— afb'

1cf8771901.0X14.3x400=153.4mm>h'=150mm

f所以說(shuō)明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計(jì)算受壓區(qū)高度x：N-af(b'-b)h' 877190-1.0x14.3x(400-100)x150X= _f f= 1.0x14.3x100=163.8mm〈5h=0.55x865=475.75mmb0=2x35=70mm，說(shuō)明截面屬于大偏心受壓情況，則h 900e=ne+--a=508.07+ -35=923.07mmi2 s 2N-afbxfh-f(h-J)f1638、877190x923.07-1.0x14.3x100x163.8x[865-.、300x(865-35)1.0x14.3x(400-100)x150xf865- I300x(865-35)2J =473.6mm2ii）按第二組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。l=1.0H=9.1mM=682.7mmN920,201=30mm30Ie=e+e=682.7+30=712.7mm由于%i09100900=10.1>5,應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)”。0.5由于%i09100900=10.1>5,應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)”。0.5fA 0.5義14.3義1.875x105取q—1.0。1由于h<15,470.26x103=2.85>1.0取q=1.0。21一e1400-

h0865(9100￥x1.0x1.0=1.089ne=1.089x712.7=775.9mm>0.3h=0.3x865=259.5mmNVNV— afb1cf470260 =82.2mm<hh—150mm1.0x14.3x400 f所以假定成立，說(shuō)明中和軸位于翼緣內(nèi)。X<匕h=0.55x865=475.75mmb0且X>2a—2x35—70mmshehe=ne+—a—775.9+2900-35=1190.9mm2A—Ass(XNeA—Ass(XNe-afb'x[h0-21cff(h-J)y0空7空727 ―693.4mm2470260x1190.9-1.0x14.3x400x82.2x865- I300x(865-35)比較上述兩種計(jì)算結(jié)果，下柱截面選4①16(a—4=804mm2)，則下柱截面ss全部縱筋的配筋率p—0,85/>0.6吟，截面一側(cè)鋼筋的配筋率P—0.430°>0.2°；，滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010——2002)第9.5.1條規(guī)定。4）柱的箍筋配置。非地震區(qū)的單層工業(yè)廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均采用中8@200箍筋。5）牛腿設(shè)計(jì)。I）截面尺寸驗(yàn)算。根據(jù)吊車梁支撐位置，截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸如圖所示。牛腿外形尺寸：h=50mm，h=600mm，h=565mm，c=100mm，10c=100mm，f=2.01N/mm2,P=0.65。1 tk作用于牛腿頂面按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力為35798F=D+G= +31.4=429.15kNvkmax 4A 0.9牛腿頂面無(wú)水平荷載。及F=0。vka=750—900+20=-130mm<0取a=0。F、fbh 2.01義400*565P（1一05―））—4——0—=0.65義 =590.538kN>FTOC\o"1-5"\h\zF05+a/h 0.5+0 vkvk 0所以，牛腿截面尺寸滿足要求。ii）正截面承載力計(jì)算及配筋構(gòu)造。Fa FA- v +1.2—hs0.85fh fy0 y因?yàn)閍=0，f=0，所以，縱向受力鋼筋按構(gòu)造配置。hA2Pbh-0.002x400x600-480mm2smin實(shí)際選用4①14（a=615mm2）。siii）斜截面承載力的計(jì)算一一水平箍筋和彎起筋確定。因a/h<0.3,故牛腿0可不設(shè)彎起鋼筋。水平箍筋選用中8@100,且應(yīng)滿足牛腿上部2h/3范圍內(nèi)的水0平箍筋總截面面積不應(yīng)小于承受豎向力的水平縱向受拉鋼筋截面面積的1/2。即

=307.5mm22義565*50.3義2義一二378.92mm2=307.5mm23 100 2 2滿足要求。F 443.35x103——vk-= F 443.35x103——vk-= A 400x4001=2.77N/mm2<0.75f=0.75x14.3=10.725N/mm2

c滿足要求。（2）B柱。B柱的設(shè)計(jì)方法與A柱完全相同，也采用對(duì)稱配筋，取A=A;ss混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，f=14,3N/mm2，f=2.01N/mm2；鋼筋為HRB335,c tkf=f'=300N/mm2；箍筋采用HPB235。計(jì)算結(jié)果如下：yy1）選取控制截面最不利內(nèi)力。選取上柱的最不利內(nèi)力為M=104.56kN，N=657.3kN選取下柱控制截面的兩組最不利內(nèi)力：第一組：M=381.74kN，N=1343.53kN第二組：M=370.90kN，N=1407.03kN2）上柱配筋計(jì)算。選取上柱最不利的內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：M=104.56kN，N=657.3kN由附表2-12查知，有吊車廠房廠房排架方向上柱計(jì)算長(zhǎng)度為l=2x3.9=7.8m0e-——=159.1mm0Ne-MAX{600,20}-20mma 30所以，初始偏心距為e-e+e-159.1+20-179.1mmi0a由于lt=7800=13>5，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)n。h6000.5fA c N0.5義14.3義2.4x105657.3x103=2,61>1.0取C=1.0。1由于l0<15,取C=1.0。

h 2=1+-^―(Acc

1400eh12

h01 7800=1+ ( )2x1.0x1.0=1.381400x179.1600e=ne+h—a=1.38x179.1+600—35=512.16mmi2s 2截面受壓區(qū)高度為657300N

x= =afb1.0x14.3x4001c=114.91mm<Ch=0.55x565=310.75mmb0且x>2a'=2x35=70mm，說(shuō)明截面屬于大偏心受壓情況，則sxNe-afbx(h-—)A=A= ——0-^-ssf1(h-a1)y011491657300x512.16-1.0x14.3x400x114.91x(656- 乙) 2 =19.13mm2300x(565-35)柱截面全部縱筋配筋率p=19,13x2=0.02%<0.6%，截面一側(cè)鋼筋配筋率400x600p=0.03%<0.2%。所以上柱按構(gòu)造配，選用每側(cè)3①18(A=A=763mm2)。ss3)下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下柱去下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行內(nèi)力配筋計(jì)算：第一組：M=381.74kN-m.N=1343.53kN；第二組；M=370.90kN?mN=1407.03kN。i)按第一組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。由附表2—12查知，有吊車廠房柱下柱的計(jì)算長(zhǎng)度為l=1.0H=9.1m1M-284.1mmNe-MAX{1000,20}-33.3mma 30e=e+e=284.1+33.3=317.4mm由于0al91004-黑-9.1>5，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)n。h10000.5fAc- c-1N0.5x14.3x1.975x105 1.051343.53x103取C=1.0。21n-1+ e1400eh01400x^^^9120)2x1.0x1.0=1.18317.4V1000965ne=1.180x317.4=374.5mm>0.3h=0.3x965=289.5mm所以可先按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則Nx afb1cf1343530 234.88mm>h'-150mm1.0x14.3x400 fe-ne+h—a-1.180x317.4+^00—35-839.5mmi2s 2所以中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計(jì)算受壓區(qū)高度x：N-af(b'-b)h' 1343530—1.0x14.3x(400—100)x150x- L-c_f f- -540.15mmafb 1.0x14.3x1001c>Ch=0.55x965=530.75mmb0說(shuō)明截面屬于小偏心受壓情況。又因?yàn)镹<N=afb?hC-1.0x14.3x400x965x0.55-3035.89kNb1cf0bNe<0.43f"0.43x14.3x400x9652-2290.44k.m所以只需按構(gòu)造配筋即可。ii）按第二組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。l=1.0H=9.1m01M。e-——=263.6mm0Ne-e+e-263.6+33.3=296.9mmi0a由于lt-黑-9,1>5，應(yīng)考慮偏心增大系數(shù)n。h1000/ 0.5fA0.5義14.3義1.975義105-1.00J- c—-1.001N 1407.03義103由于4<15,取C=1.0。h2n=1n=1+—1—卒2=-1+1400eh12h01400xx1.0x1.0=1.192296.9v1000965ne-1.192x296.9-327.3mm>0.3h-0.3x965-289.5mmi0e=ne+h-a=1.192x296.9+^00-35-818.9mmi2s 2所以先按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸翼緣內(nèi)，則Nx- afb1cf1469030Nx- afb1cf1.0x14.3x400 f所以假定不成立，說(shuō)明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計(jì)算受壓區(qū)高度x：N-af(b'-b)h' 1469030-1.0x14.3x(400—100)x150x= 1"c.f f= =540.7mmafb 1.0x14.3x1001c>Qh-0.55x965-530.75mmb0說(shuō)明截面屬于小偏心受壓情況。又因?yàn)镹<N=afb?hQ-1.0x14.3x100x965x0.55-3035.89kNb1cf0bNe<0,43fb"0.43x14.3x400x9652-2290.44k.m所以只需按構(gòu)造要求配筋即可。比較上述兩種計(jì)算結(jié)果，下柱按構(gòu)造配筋。A=比較上述兩種計(jì)算結(jié)果，下柱按構(gòu)造配筋。A=A'=pbh=

ssmin每側(cè)選用4①18(A=A'=1070mm2)ss按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力滿足要求。4)B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。根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均采用中8@200箍筋。5)牛腿設(shè)計(jì)。i)截面尺寸驗(yàn)算。根據(jù)吊車梁支承位置，截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸如圖2-24所示。牛腿外形尺寸如下：h=500mm,c=100mm11C=750+b+0-500=21H=500+500=1000mm,h=965mm0f=2.01N/mm2,p=0.65tk作用于牛腿頂面按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力為F=D+D=357.98+31.4=429.35kNvkmax 4B 0.9牛腿頂面無(wú)水平荷載，即F=0。hka=750-500+20=270mmFFbhop(1-FFbhop(1-0.5")———=0.65xFvk0.5+—

vh

02.01x400x9650.5+270965=646.72>Fvk所以，牛腿截面尺寸滿足要求。ii)正截面承載力計(jì)算和配筋構(gòu)造。因?yàn)閍=270mm<0.3h=0.3x965=289.5mm0所以取a=0.3h=0.3x965=289.5mm0Fv=14x357.98+1.2x45.6=611.59KN0.9,F…F 657860x289.5A= v +1.2—h= +1.2x0=773.95mm2s0.85fyhf 0.85x300x9650y因?yàn)?p=±=773.95x103=0.193%<p=0.2%bh400x1000 min所以縱向受力鋼筋按構(gòu)造配置。A=pbh=0.002x400x1000=800mm2,實(shí)際選smin用4。16（a=804mm2）。siii）斜截面承載力計(jì)算一一水平箍筋和彎起鋼筋確定。因；=*=0.280<0.3，故牛腿可不設(shè)彎起鋼筋。水平箍筋選用08@100，且h9650應(yīng)滿足牛腿上部2h/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不應(yīng)小于承受豎向力的水平0縱向受拉鋼筋截面面積的1/2。即x965x50.3x2x—=647.2大于a=804=402mm2100 2 2滿足要求。iV）局部承受強(qiáng)度驗(yàn)算。取墊板尺寸為400mmx400mm，則o=J=474.76x1000=2.77N/mm2<0.75f=0.75x14.3=10.725N/mm2LA400x400 cL滿足要求。4．基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002）第3.0.2條規(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160KN/m2<=f<200KN/m2，廠房ak跨度1-30m，吊車額定起重量不超過(guò)30t,及設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)時(shí)，設(shè)計(jì)可不作地基變形驗(yàn)算，所以本例無(wú)需進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?；A(chǔ)材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20,f=9.6N/mm2,鋼筋采用HRB335,cf=300N/mm2，基礎(chǔ)墊層采用C10素混凝土。y(1)A(C)柱.1)荷載。作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底的不利內(nèi)力，應(yīng)選取軸力為最大的不利內(nèi)力組合即正負(fù)彎矩為最大的不利內(nèi)力組合。經(jīng)對(duì)表2—15中柱底截面不利內(nèi)力進(jìn)行分析可知，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不利內(nèi)力見(jiàn)表7表7A(C)柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的不利內(nèi)力組另荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)基本組合M /k /(KN.m)N/KkNV/KNkM(kN.m)N/kNV/KN第一組274.47678.2631.84383.94871.1942.79第二組-201.84514.64-16.59-288.89642.12-25.02第三組28.29749.860.4831.29971.28-1.122)維護(hù)結(jié)構(gòu)自重計(jì)算。如圖2-44所示，每個(gè)基礎(chǔ)承受的維護(hù)墻總寬度為6m,總高度為15.00m,基礎(chǔ)梁頂標(biāo)高為-0.700m,墻上設(shè)置鋼框玻璃窗，按0.45KN/m2計(jì)算，每根基礎(chǔ)梁自重為16.7KN。則每個(gè)基礎(chǔ)承受的由墻體傳來(lái)的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：基礎(chǔ)梁自重 16.7kN墻體自重 19x0.24x[6x14.80—(2.4X2+1.8)X3.6]=302.05kN鋼窗自重 0.45x3.6x(2.4x2+1.8)=10.69kNN=329.44kNwk維護(hù)墻對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的偏心距為e=120+450=570mm

w圖21A(C)柱下基礎(chǔ)尺寸及受力簡(jiǎn)圖3)基礎(chǔ)底面尺寸及地基承載力計(jì)算。i)基礎(chǔ)高度和埋置深度的確定。由構(gòu)造要求可知，基礎(chǔ)高度為h=h+a+50mm。11其中h為柱插入杯口深度，查附表可得h=850mm，a為杯口厚度，查附表得1 11a＞200mm，取〃=25mm。 基礎(chǔ)高度為：11h=850+250+50=1150mm基礎(chǔ)頂面高為-0.700m,室內(nèi)外高差為150mm，基礎(chǔ)埋深為：d=1150+700—150=1700mmii)面尺寸擬定。基礎(chǔ)底面面積按地基承載力計(jì)算確定，取用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。由＜＜建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范＞＞9350007—2002)地5.2.4條表可查得，”=].]，dn=0，取土與基礎(chǔ)平均自重Y=20KN/m3,則深度修正后的地基承載力特征值為bmf=f+nY(d—0.5)=200+1.1X20X(1.7—0.5)=220.4kN/m2aakdm由N的一組荷載，按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面尺寸，取maxN=N+N=749.86+329.44=1079.3kNkk,max w,kNA= NA= k /f-Ydam1079.3220.4—20x1.5=6.28m2考慮到偏心的影響，將基礎(chǔ)的底面尺寸再增加30%，即A=1.3A=1.3x6.28=8.16m2l底面選為矩形lxb=2.5x3.3=8.25m2基礎(chǔ)底面的彈性抵抗距為11W=—lb2=x2.5x3.32=4.54m36 6lii）地基承載力驗(yàn)算?；A(chǔ)自重和土重為（基礎(chǔ)及其上的填土的平均重度取Y=20KN/m3)mG=YdA=20x1.5x8.25=247.5kNkm由表8可知，選取以下三組不利內(nèi)力組合進(jìn)行基礎(chǔ)底面面積計(jì)算：第一組：M=274.47kN.m,N=678.26kN.m,V=31.84kN.mk kk第二組：M=-201.84kNm,N=514.64kNm,V=-16-59kNmk kk第三組：M=28.29kN.m，N=749.86kNm，V=0.48kNm

kk k先按第一組不利內(nèi)力計(jì)算，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向力和力矩分別為N=N+G+N=1255.2KNbkkkwkM=M+Vh±Ne=123.31KN/mbkkk wkw基礎(chǔ)底面邊緣的壓力為N M 1255.2123.31p=——bk-+bk-= + - 179.31=KN/m2k，max'AW8.25 4.54

NMP= bk- bkk,min NMP= bk- bkk,min Aw8.25 4.54 /p+pPp+pP二k,max k,minkn179.31+123.31二152.16kN/m<f=202kN/m2ap =179.31kN/m241.2f=1.2x202=242.4kN/摩k,max a滿足要求。取第二組不利內(nèi)力計(jì)算，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向力值和力矩值分別為N=N+G+N=1091.58kNbkkkwkbkkkwkbkkkwke=-408.54kN/mw基礎(chǔ)底面邊緣的壓力為p =鼠+Mk=109158+吧二222.28kn/mk,max-AW8.25 4.54NM1091.58408.54pk,minNM1091.58408.54pk,min—bkw8.25 4.54=42.35KN/mp+pp+pp-k,max k,minkn222.28+42.35二132.32KN/m<f=202kN/m2ap =222.28kN/m241.2f=1.2x202=242.4KN/m2k,max a滿足要求。取第三組不利內(nèi)力計(jì)算，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向力值和力矩值分別為N=N+G+N=1326.8kNbkkkwkMM+Vh±Ne-158.94kN.mbkkkbkkkwkw基礎(chǔ)底面邊緣的壓力為TOC\o"1-5"\h\zp=黑+Mbk=取+15894二195.7KN/mk,max-aw-82T-434- . /p=Nk-乂=映-三絲二125.82kn/mk,min-AW8.25 4.54 /地基承載力驗(yàn)算，即p+p_195.7+125.82P=k，max k^mn= =160.76KN/m<f=202kN/mkn 2 ap =195.7kN/m<1.2f242.4N/mk,max a滿足要求。4）基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算?；A(chǔ)受沖切承載力計(jì)算時(shí)采用荷載效應(yīng)的基本組合，并采用基底凈反力。由表選取下列三組不利內(nèi)力：第一組：M=383.94kN?m,N=877.19kN?m,V=42.79kN?m第二組：M=-288.89kN?m,N=642.12kN?m,V=-25.02kN?m第三組：M=31.29kN?m,N=971.28kN?m,V=-1.12kN?m先按第一組不利內(nèi)力計(jì)算，扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于恒載效應(yīng)基本組合時(shí)的地基土凈反力為N=N+yN=877.19+1.2x329.44=1272.52kNb GwkM=M+Vh±yNe=207.81kN?mb GwkwNMp=f+b=200.02kN/m2n,max AwNMp=—-b=108.50kN/m2n,min Aw按第二組不利內(nèi)力計(jì)算，地基土凈反力為

N=N+yN=642.12+1.2x329.44=1037.45kNGwkM=M+Vh±yNeM=M+Vh±yNe=—543.00kN?mGNMwkwpn,maxpn,min=—b+——bAWNM

= b- bAW=245.36kN/m2=6.15kN/m2按第三組不利內(nèi)力計(jì)算，地基土凈反力為N=N+yN=971.28+1.2x329.44=1366.61kNb GwkM=M+Vh±yNe=—195.33kN?mb GwkwNMp=—+b=208.67kN/m2n,max AWNMp=b-b=122.63kN/m2n,min AW基礎(chǔ)的壁厚度查附表得t>300mm，取t=325mm,所以基礎(chǔ)頂面寬為t+75=400mm,杯壁高度h=450mm,a>200且a>a，取a=300mm。基2 2 21 2礎(chǔ)各細(xì)部尺寸如圖23示。對(duì)變階處進(jìn)行受沖切承載力驗(yàn)算，沖切破壞錐面如圖22虛線所示。圖22地基受沖切承載力截面位置及底板計(jì)算簡(jiǎn)圖b=400+400+400+1200mmt取保護(hù)層厚度為35mm,則基礎(chǔ)變階處界面的有效高度為h=700—40=660mm0b=b+2h=1200+2x660=2520mmbt0bb+b1200+2520?八b=7 b= =1860mmTOC\o"1-5"\h\zm2 2(3.3317 \A=—----0.66x2.5=0.35m2I2 2 )所以F=pA=245.36x0.35=85.88kN1s0.7fbh=0.7x1.10x1860x160=945.25kN>F=85.88kNtm0 1

所以受沖切承載力滿足要求。5）基礎(chǔ)底面配筋計(jì)算。i）柱邊及變階處基地凈反力計(jì)算。三組不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的基基底凈反力見(jiàn)表8如圖24所示。其中p為基礎(chǔ)或變階處所對(duì)應(yīng)的基底凈反力。經(jīng)分析可j,1知，第一組基底凈反力不起控制作用，基地底板配筋可按第二組和第三組基底凈反力進(jìn)行計(jì)算。Me=—bMe=—b=0Nb543.01037.453.3=0.523<——0.55

6表8基底凈反力 單位：kN/m基底凈反力第一組第二組第三組pj,max200.02245.36208.67pj,1柱邊處166.73258