最終公開(kāi)課教案課件

目錄TOC\o"1-3"\h\u4329一、定位軸線 21076二、選用結(jié)構(gòu)型式 228259三、柱子高度及截面尺寸 219156四、圈梁 528402五、荷載計(jì)算 530455六、內(nèi)力計(jì)算 824506七、內(nèi)力組合 1418726表一：A柱在各種荷載作用下的內(nèi)力匯總表 1528468表二：A柱承載力極限狀態(tài)，荷載效應(yīng)的基本組合 1511717表三：A柱正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)基本組合 166358八、柱子設(shè)計(jì) 17308561.上柱配筋計(jì)算 17305122.下柱配筋計(jì)算 19247453.柱裂縫寬度驗(yàn)算 22306864.柱的吊裝驗(yàn)算 24275385.柱的牛腿設(shè)計(jì) 2720316.柱子構(gòu)造要求 288732九、基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 29175951.荷載 2932242.地基承載力驗(yàn)算 30236193.基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算 3151714.基礎(chǔ)配筋計(jì)算 3324957十、柱網(wǎng)及支撐 3672931.柱網(wǎng)構(gòu)造要求 36154392.屋蓋支撐的構(gòu)造要求 36322783.其他要求 37單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、定位軸線⑴橫向定位軸線：本廠房長(zhǎng)度為51m，小于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010--2002）規(guī)定的70m?？刹辉O(shè)置溫度縫，同時(shí)本結(jié)構(gòu)也不需要設(shè)置沉降縫，因此，除柱端需要內(nèi)移600mm外，橫向定位軸線均通過(guò)幾何中心。⑵縱向定位軸線：查表《起重運(yùn)輸機(jī)械專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZQ--62》可得B=0.26mL=22.5mB≥0.08m邊柱B3=0.4mB1+B2+B3=0.26+0.08+0.4=0.74≤0.75m因此采用封閉式縱向定位軸線二、選用結(jié)構(gòu)型式⑴預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板采用92G410（一）標(biāo)準(zhǔn)圖集，其板重（包括灌縫）標(biāo)準(zhǔn)值為；⑵屋架采用CG423標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架，自重標(biāo)準(zhǔn)值為74kN;⑶吊車(chē)梁采用92G425標(biāo)準(zhǔn)圖集中的預(yù)應(yīng)力混凝土吊車(chē)梁，梁高1000mm，梁腹板寬300mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值為34.8kN，軌道零件自重標(biāo)準(zhǔn)值0.82kN/m，軌道構(gòu)造高度為200mm。三、柱子高度及截面尺寸（圖1）軌頂標(biāo)高+8.4mm，吊車(chē)最大為20/5t，，重級(jí)工作制，軌頂至吊車(chē)頂距H=2.136m,故：柱頂標(biāo)高=軌頂標(biāo)高+H+吊車(chē)頂端與柱頂?shù)膬艨粘叽?（取10.8m）。吊車(chē)梁高1.0m,軌頂墊高0.2m，故牛腿頂面高=。上柱高，全柱高=柱頂標(biāo)高+基頂至+0.000高度，下柱高。上柱（）下柱（）圖1廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面尺寸圖1廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面尺寸7.2010.80單層廠房剖面圖7.2010.80單層廠房剖面圖四、圈梁該廠房有橋式吊車(chē)，除在檐口附近設(shè)置一道圈梁外，在標(biāo)高7.16m處應(yīng)增設(shè)一道圈梁。五、荷載計(jì)算恒荷載⑴屋蓋自重兩氈三油防水層上鋪綠豆砂15mm厚水泥砂漿找平層80mm厚泡沫混凝土保溫層冷底子油一道，熱瀝青二道15mm厚水泥砂漿找平層預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板屋架則屋架一端作用于柱頂?shù)淖灾丌浦灾厣现合轮孩堑踯?chē)梁及軌道自重屋面活荷載由《荷載規(guī)范》查得屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為（因屋面活荷載大于雪荷載，故不考慮雪荷載）風(fēng)荷載由《荷載規(guī)范》查得威海地區(qū)基本風(fēng)壓（按50年重現(xiàn)期考慮）為風(fēng)壓高度變化系數(shù)（按A類(lèi)地面粗糙度?。樵谥敚ò矗┰陂芸谔帲ò矗┰趯?duì)屋頂（按）屋面坡度為1/10，，得。風(fēng)載體形系數(shù)如圖2+0.8-0.5-0.5+0.04+0.8-0.5-0.5+0.04圖2風(fēng)載體形系數(shù)圖2風(fēng)載體形系數(shù)故風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：則作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為=風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖3所示圖3風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖圖3風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖吊車(chē)荷載查表得吊車(chē)重量吊車(chē)梁反力影響線如圖4所示圖4吊車(chē)梁反力影響線圖4吊車(chē)梁反力影響線作用于每一輪子上的吊車(chē)橫向水平剎車(chē)力（）則兩臺(tái)吊車(chē)作用于排架柱頂上的吊車(chē)橫向水平荷載為：六、內(nèi)力計(jì)算恒荷載⑴屋蓋自重作用因?yàn)槲萆w自重是對(duì)稱(chēng)荷載，排架無(wú)側(cè)移，故按柱頂為不動(dòng)鉸支座計(jì)算。有圖1及圖5，，根據(jù)，，，，則得(→)計(jì)算時(shí)對(duì)彎矩和剪力的符號(hào)規(guī)定為：彎矩圖繪在受拉的一邊；剪力對(duì)桿端而言，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎āぁ?V），剪力圖可繪在桿件的任一側(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)柱所產(chǎn)生的內(nèi)力（圖6-a）⑵柱及吊車(chē)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)聯(lián)系，沒(méi)有形成排架，故不產(chǎn)生柱頂反力;因吊車(chē)梁自重作用點(diǎn)距柱外邊緣要求不少于750mm，則得(圖6-b)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)，即得圖6-c的屋面活荷載內(nèi)力分布圖以及其軸向壓力及剪力為(c)(b)（a）(c)(b)（a）圖6恒荷載內(nèi)力圖圖5取用計(jì)算截面圖6恒荷載內(nèi)力圖圖5取用計(jì)算截面風(fēng)荷載作用為了計(jì)算簡(jiǎn)便，可將風(fēng)荷載分解為對(duì)稱(chēng)及反對(duì)稱(chēng)兩組荷載。在對(duì)稱(chēng)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(chēng)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7）（a）(b)圖7柱作用正風(fēng)壓圖（a）當(dāng)柱頂作用集中荷載時(shí)；（b）當(dāng)墻面作用均布荷載時(shí)圖7柱作用正風(fēng)壓圖（a）當(dāng)柱頂作用集中荷載時(shí)；（b）當(dāng)墻面作用均布荷載時(shí)當(dāng)柱頂作用集中荷載時(shí)（圖6-a）當(dāng)墻面作用均布荷載時(shí)，查表得，則得當(dāng)正風(fēng)壓力作用在A柱時(shí)橫梁內(nèi)反力R（圖7）則A柱的內(nèi)力為當(dāng)負(fù)風(fēng)壓力作用在A柱時(shí)（圖8），則A柱的內(nèi)力為圖8A柱作用負(fù)風(fēng)壓圖7A柱作用正風(fēng)壓圖8A柱作用負(fù)風(fēng)壓圖7A柱作用正風(fēng)壓吊車(chē)荷載⑴當(dāng)值作用于A柱（圖9-a）根據(jù)，查表得。吊車(chē)輪壓與下柱中心線距離按構(gòu)造要求取，則得排架柱上端為不動(dòng)絞支座時(shí)的反力值為：（←）（→）（←）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(chēng)，故各柱剪力分配系數(shù)相等，即（圖9-b）。各柱的分配剪力為（→）最后各柱頂總剪力為（←）（→）（a）（b）圖9吊車(chē)豎向荷載作用時(shí)柱頂剪力（a）當(dāng)柱上端為不動(dòng)絞支座時(shí)柱頂反力；（b）柱頂作用R時(shí)，柱頂?shù)姆峙浼袅D9吊車(chē)豎向荷載作用時(shí)柱頂剪力（a）當(dāng)柱上端為不動(dòng)絞支座時(shí)柱頂反力；（b）柱頂作用R時(shí)，柱頂?shù)姆峙浼袅tA柱的內(nèi)力為（圖10-a）；（←）⑵當(dāng)值作用于A柱時(shí)（圖10-b）；（←）（b）（a）圖10吊車(chē)豎向荷載對(duì)A柱內(nèi)力圖（a）當(dāng)作用于A柱時(shí)；（b）當(dāng)作用于A柱時(shí)（b）（a）圖10吊車(chē)豎向荷載對(duì)A柱內(nèi)力圖（a）當(dāng)作用于A柱時(shí)；（b）當(dāng)作用于A柱時(shí)⑶當(dāng)值自左向右作用時(shí)（→）由于值同向作用在A、B柱上，因此排架的橫梁內(nèi)力為零，則得A柱的內(nèi)力為（圖11）。（←）⑷當(dāng)值自右向左作用時(shí)（←）其內(nèi)力值與當(dāng)自左向右作用時(shí)相同，但方向相反（b）（a）（b）（a）圖11吊車(chē)橫向水平荷載作用（a）吊車(chē)橫向水平力作用于排架；（b）橫向水平力作用時(shí)內(nèi)力圖圖11吊車(chē)橫向水平荷載作用（a）吊車(chē)橫向水平力作用于排架；（b）橫向水平力作用時(shí)內(nèi)力圖七、內(nèi)力組合單跨排架的A柱與B柱承受荷載情況相同，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為承載力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的基本組合；表3為正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合。表一：A柱在各種荷載作用下的內(nèi)力匯總表荷載種類(lèi)恒荷載屋面活荷載風(fēng)荷載吊車(chē)荷載左風(fēng)右風(fēng)DmaxDmin（向左）（向右）荷載序號(hào)12345678截面M15.532.7361.36-77.75-45.18-45.1822.44-22.44N303.650.40M12.941.9543.83-55.54-32.27-32.2716.03-16.03N25336截面M-28.49-7.3461.36-77.75145.4711.4522.44-22.44N351.350.40544.7161.8M-23.74-5.2443.83-55.54103.918.1816.03-16.03N292.7536389.07115.57截面M36.174.04459.28-411.9948.83-85.19166.43-166.43N35650.40544.7161.8V8.291.4675.28-58.27-12.55-12.5518.7-18.7M30.142.89328.06-294.2834.88-60.85118.88-118.88N296.6736389.07115.57V6.911.0453.77-41.62-8.96-8.9613.36-13.36注：（1）內(nèi)力的單位，彎矩為，軸力為，剪力為；（2）表中彎矩和剪力符號(hào)對(duì)桿端以順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)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(chē)梁及軌道自重；（4）組合時(shí)第3項(xiàng)、第5項(xiàng)與第6項(xiàng)、第7項(xiàng)與第8項(xiàng)二者不能同時(shí)組合；（5）有值作用必須有或同時(shí)作用。表二：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(chēng)由可變荷載效應(yīng)控制的組合Mmaxk1+0.9（2+3）1+0.9（3+5+7）1+0.9（2+3+5+7）73.21348.96177.85841.53646.89891.5982.89-Mmaxk1+0.9（4+6+8）1+0.9（2+4+6+8）1+0.9（4+6+8）-115.30303.6-114.96542.28-561.08501.62-72.29Nmaxk1+0.9（2+3）1+0.9（2+3+5+7）1+0.9（2+3+5+7）73.21348.96171.25886.89646.89891.5982.89-Nmink1+0.9（4+6+8）1+0.9（4+6+8）1+0.9（4+6+8）-115.30303.6-108.36496.92-561.08501.62-72.29注：（1）簡(jiǎn)化規(guī)則：（2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合：其組合值不是最不利。表三：A柱正常使用極限狀態(tài)荷載效應(yīng)基本組合組合荷載組合內(nèi)力名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)組合值Mmaxk1+3+0.7*21+5+0.7*7+0.6*31+3+0.7（2+5+7）58.14278.2117.69681.82467.86594.2264.49-Mmaxk1+4+0.7（6+8）1+4+0.7（2+6+8）1+4+0.7（6+8）-76.41253-88.44429.16-389.95377.57-50.33Nmaxk1+3+0.7*21+5+0.7（2+7）+0.6*31+5+0.7（2+7）+0.6*358.14278.2114.02707.02347.10780.2840.29-Nmink1+4+0.7（6+8）1+4+0.7（6+8）1+4+0.7（6+8）-76.41253-84.77403.96-389.95377.57-50.33八、柱子設(shè)計(jì)上柱配筋計(jì)算從表二選取兩組最不利內(nèi)力⑴按計(jì)算，需考慮縱向彎曲影響，其截面按對(duì)稱(chēng)配筋計(jì)算，其偏心距為由，故取。又因?yàn)?，故則因，故屬于大偏心受壓構(gòu)件⑵按計(jì)算，需考慮縱向彎曲影響，其截面按對(duì)稱(chēng)配筋計(jì)算，其偏心距為由，故取。又因?yàn)?，故則因，故屬于大偏心受壓構(gòu)件綜合以上計(jì)算結(jié)果，最后上柱鋼筋截面面積選用每側(cè)為228（）下柱配筋計(jì)算從表二中選取兩組最不利的內(nèi)力⑴按計(jì)算，需考慮縱向彎曲影響，其截面按對(duì)稱(chēng)配筋計(jì)算，其偏心距為由，故取。又因?yàn)?，故取則先按大偏心受壓情況計(jì)算受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過(guò)翼緣，則應(yīng)說(shuō)明中和軸位于受壓翼緣又因故屬于大偏心受壓情況，則⑵按計(jì)算，又因?yàn)?，故取則先按大偏心受壓情況計(jì)算受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過(guò)翼緣，則應(yīng)說(shuō)明中和軸位于受壓翼緣內(nèi)又因故屬于大偏心受壓情況，則綜合以上兩種計(jì)算結(jié)果，最后下柱鋼筋截面面積選用每側(cè)為425（）。柱裂縫寬度驗(yàn)算⑴上柱從表三種取一組荷載效應(yīng)組合內(nèi)力值：，截面偏心距鋼筋的等效直徑為，⑵下柱從表三中取一組荷載效應(yīng)組合內(nèi)力值：截面偏心距則因，故取按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的縱向受力鋼筋應(yīng)力裂縫間鋼筋應(yīng)變不均勻系數(shù)為則偏心受壓構(gòu)件在縱向受拉鋼筋截面重心處，混凝土側(cè)表面的最大裂縫寬度為滿(mǎn)足要求。4.柱的吊裝驗(yàn)算⑴荷載計(jì)算（柱子尺寸如圖12）上柱截面面積：0.16圖12柱子尺寸下柱工字形截面面積：下柱矩形截面面積：上柱平均線荷載：圖12柱子尺寸下柱工字形截面面積：下柱矩形截面面積：上柱平均線荷載：下柱平均線荷載：牛腿部分線荷載⑵彎矩計(jì)算：如圖12及圖13所示圖13柱吊裝驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖則得：圖13柱吊裝驗(yàn)算的計(jì)算簡(jiǎn)圖求AB跨最大彎矩，先求反力故AB跨最大彎矩為令故最不利截面為B及C截面⑶配筋驗(yàn)算對(duì)B截面荷載分項(xiàng)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)取降低一級(jí)后的值為0.9，則其彎矩設(shè)計(jì)值為受拉鋼筋截面面積（為偏于安全，下柱取工字形截面計(jì)算）查得下柱原配受拉鋼筋425（）因，故安全對(duì)C截面查得上柱原配受拉鋼筋228（）因，故安全⑷裂縫寬度驗(yàn)算對(duì)B截面（滿(mǎn)足要求）對(duì)C截面（滿(mǎn)足要求）柱的牛腿設(shè)計(jì)⑴荷載計(jì)算豎向荷載吊車(chē)梁加軌道重共計(jì)水平荷載⑵截面尺寸驗(yàn)算，則取，，。（滿(mǎn)足要求）⑶配筋計(jì)算縱筋截面面積又按最小配筋率配筋，選用414（）箍筋選用8間距（28，），則在上部處實(shí)配箍筋截面面積為符合要求因，故無(wú)需設(shè)置彎起鋼筋。柱子構(gòu)造要求⑴當(dāng)偏心受壓柱截面高度時(shí)，側(cè)邊需設(shè)置直徑為的側(cè)向構(gòu)造鋼筋，故在下柱和牛腿處每邊設(shè)置一根10的縱向構(gòu)造鋼筋，與外縱墻預(yù)留拉筋采用；⑵牛腿縱向受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度，故受拉鋼筋應(yīng)在伸入上柱向下彎折，彎折長(zhǎng)取，插入下柱的長(zhǎng)度為150mm。⑶上柱鋼筋錨固長(zhǎng)度，與下柱搭接長(zhǎng)度為并且在牛腿內(nèi)有彎折，彎鉤半徑，平直段長(zhǎng)度⑷上柱和下柱的箍筋由標(biāo)準(zhǔn)圖集取6@200；⑸上柱縱向受力鋼筋和下柱側(cè)向構(gòu)造鋼筋搭接長(zhǎng)度由標(biāo)準(zhǔn)圖集得。九、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QUOTE、單跨廠房的跨度QUOTE、吊車(chē)起重量不超過(guò)QUOTE的丙級(jí)建筑物，設(shè)計(jì)時(shí)可不作地基變形驗(yàn)算。確定基礎(chǔ)面積應(yīng)選用荷載標(biāo)準(zhǔn)組合值，由表三選取以下兩組控制內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算。先不考慮偏心荷載，由公式把面積QUOTE提高30%得到QUOTE,取為取基礎(chǔ)高度，基礎(chǔ)埋深為，則基礎(chǔ)自重和土重，由基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)頂面的外墻重2.地基承載力驗(yàn)算修正后的地基承載力特征值：。以為b>3m,持力層土質(zhì)為礫砂層，?；滓陨贤疗骄灾丌虐吹谝唤M荷載驗(yàn)算，其基礎(chǔ)底面荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為：⑵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：此時(shí)基礎(chǔ)最大應(yīng)力值應(yīng)按下式計(jì)算：（滿(mǎn)足要求）3.基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算從表二中取如下荷載作抗沖切驗(yàn)算：，，基礎(chǔ)底面相應(yīng)荷載設(shè)計(jì)值為：基礎(chǔ)自重：不考慮外墻傳至基礎(chǔ)頂面重基礎(chǔ)底面土凈反力：最小凈反力為負(fù)值，故底面凈反力按下式計(jì)算：，故⑴柱根沖切面驗(yàn)算（圖14-a及14-b）：（b）（a）圖14基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算（a）柱根處沖切面（b）變階處沖切面3600244524453600（b）（a）圖14基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算（a）柱根處沖切面（b）變階處沖切面3600244524453600因其沖切荷載計(jì)算值為：則沖切承載力按下式計(jì)算：上式中，計(jì)算得0.983。則沖切承載力為：滿(mǎn)足要求。⑵變階處沖切面沖切驗(yàn)算（圖14-b）則沖切荷載設(shè)計(jì)值為：沖切承載力為：滿(mǎn)足要求4.基礎(chǔ)配筋計(jì)算⑴基礎(chǔ)長(zhǎng)邊方向配筋：按第一組最不利荷載計(jì)算得基礎(chǔ)底邊土凈反力（圖1