单层工业厂房结构课程设计计算书.doc

1、单层工业厂房结构课程设计计算书一 设计资料1. 某金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度 L=i8m柱距为6m车间总 长度为150m中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示：2. 车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为200/50kN。3. 吊车轨顶标高为 9.0m。4. 建筑地点：齐齐哈尔。5. 地基：地基持力层为e及II均小于0.85的粘性层(弱冻胀土)，地基 承载力特征值为fak=180kN/m。标准冻深为：2.2m。6. 材料：混凝土强度等级为 C30,纵向钢筋采用HRB40C级，(360N/mni) 箍筋采用 HPB335级。(300N/mn2)二 . 选用结构形式1. 屋面板采用92G

2、410()，屋面板自重标准值(包括灌缝在内)为21.4kN/m2。2. 屋架采用G415()折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为 18m端 部高度为2.2m，跨中高度为3.3m,自重标准值为60.5kN。3. 吊车梁高度为900m自重30.4kN;轨道与垫层垫板总高度为184mm 自重0.8kN/m。(96G425预应力混凝土吊车梁)。三 柱的各部分尺寸及几何参数上柱 bx h=400mrH 400mm ©=4.0kN/m)Ai=bx h=1.6 x 105mI1=bh3/12=2.13x109mm4图1 厂房计算简图及柱截面尺寸下柱 bfx hx bx hf=400mmx 800mm

3、x 100mmx 100mm(g2=3.69kN/m)A2=100x 400x 2+( 800-2 x 100) x 100+2x 25x 15052=1.475x105mm2I2=5003x 100/12+2x (400x 1003/12+400x 100x 3002)+4x32104(253 x 150/36+343.75 2x1/2x100x 25) =8.78 x 1 010mm4n=I1/I 2=2.13x109/(8.78 x109)=0.248H1=3.6m; H2=3.6+8.6=12.2m。入=H/H2=3.6/12.2=0.295四荷载计算1. 恒荷载( 1 ) 屋盖自重S

4、BS防 水层1.22x 0.1=0.12kN/m220mm厚水泥砂浆找平层1.2x 0.02x 20=0.48kN/m2100mm厚水泥珍珠岩保温层1.22x 0.1 x 4=0.48kN/m2隔气层1.2x0.05=0.06kN/m220mm厚水泥砂浆找平层1.22x 0.02x 20=0.48kN/m2大型预应力屋面板(包括灌缝重)1.2 x 1.4=1.68kN/m总 1gi=3.3kN/m屋架1.2x 60.5=72.6kN则作用屋架一段作用于柱顶的自重为：G=6 x 9 x 3.3+0.5 x72.6=214.5kN(2) 柱自重上柱： G 2=1.2 x 3.6 x 4.0=17.

5、28kN 下柱： G 3=1.2 x 8.6 x 3.69=38.08kN(3) 吊车梁及轨道自重： G=1.2 x( 30.4+0.8 x 6) =42.2kN2. 屋面活荷载由荷载规范查得屋面活荷载标准值为0.5kN/m2,因屋面活荷载大于雪荷载 0.4kN (50年一遇),故不考虑雪荷载。Q1=1.4 x 0.5 x 6x 12=50.4kN3. 风荷载由荷载规范查得齐齐哈尔地区基本风压为3 0=0.45kN风压高度变化系数(按B类地面粗糙度取)为柱顶：(按 f=11.5m)卩 z=1.04檐口处：(按 H=13.8m)卩 z=1.11屋顶：(按 H2=15.4m)卩 z=1.15风荷载

6、标准值：3 你=3 z s1 卩 z 3 0=1.0 x 0.8 x 1.04 x 0.45=0.37kN/m223 2k= B z i s2 卩 z 3 0=1.0 x 0.5 x 1.04 x 0.45=0.23kN/m则作用于排架上的风荷载设计值为：5=1.4 x 0.37 x 6=3.15kN/mq2=1.4 x 0.23 x 6=1.97kN/mF 沪丫 q( 1 s1+ 1 s2) 1 z 3 oh1+( 1 s3+ 1 s4) 1 z 3 oh2】X B=1.4 x (0.8+0.5 ) x 1.11 x 0.45 x 2.3+ (-0.6+0.5 )x1.15 x 0.45 x

7、 1.6 x 6=11.85kN(屋面坡度为1/8 )风荷载作用下的计算简图如下图：图2风荷载作用下计算简图4. 吊车荷载由附表 16-2 查得 P k, ma180kN;Pk, min=1/2(G+g+Q)- P k, maF1/2(228+200)-180=46.5kNB=5600mm K=4400mm则根据支座反力影响线求出作用于柱上的吊车竖向荷载为：Dc* 丫 Q P k, maF 艺 yi =0.9 X 1.4 X 180x( 1+0.267+0.8+0.067 )=483.99kND min= © c* 丫 q* P k, min* 艺 yi =0.9 X 1.4 X 4

8、6.5 x( 1+0.267+0.8+0.067 )=125.03kN作用于每一轮子上的吊车横向水平刹车力F hi= 丫 Q d4(Q+g)=1.4 X 0.1/4 x( 200+77.2) =9.702kN则两台吊车作用于排架柱顶上的吊车横向水平荷载为Fh=© c* F hi* 艺 yi=0.9 X 9.702 X( 1+0.267+0.8+0.067 )=18.63kN五内力计算1 恒荷载( 1 ) 屋盖自重作用 因为屋盖自重是对称荷载，排架无侧移，故按柱顶为不动铰支座计算。 由厂房计算简图及柱截面尺寸图取用计算截面图图 3 取用计算截面e1=0.05m,eo=0.15m,G=2

9、14.5kN,根据 n=0.248，入=0.295 查表得 G=1.760 , G=1.268，则可得R=-G1/H2(e1*C1+e0*C3)=-214.5/12.2 X (0.05 X 1.760+0.15X 1.268)=-4.97kN()计算时对弯矩和剪力的符号规定为： 弯矩图绘在受拉一边； 剪力对杆端而言， 顺时针方向为正(V )，剪力图可绘在杆件的任意一侧，但必须注明正负号，亦即取结构力学的符号。 这样，由屋盖自重对柱产生的内力如下图： 图 4 恒荷载内力图Mi =-214.5X 0.05+4.97X 3.6=7.17kN mMn =-214.5X 0.15+4.97X 3.6=-

10、14.28kNmMm =-214.5X 0.15+4.97X 12.2=28.46kNmNi = Nn =Nh=214.5kN, Vm=4.97kN( 2) 柱及吊车梁自重作用 由于在安装柱子时尚未吊装屋架，此时柱顶之间无连系，没有形成排架， 故不产生柱顶反力；因吊车梁自重作用点距离柱外边缘不少于750mm则内力如下图 4所示：M =0, Mi =M =+42.2 X 0.50-17.28 X 0.15=18.51kN mNi =17.28kNNn =17.28+42.2=59.48kNNm=59.48+35.50=94.98kN2. 屋面活荷载作用因屋面活荷载与屋盖自重对柱的作用点相同，故可

11、将屋盖自重的内力乘以 下列系数，即得屋面活荷载内力分布图如图 4所示，其轴向压力及剪力为：Q 1/G1=50.4/214.5=0.235N i= Nn= Nn=50.4kN， Vn=0.235X4.97=1.168kN3. 风荷载作用为计算方便，可将风荷载分解为对称及反对称两组荷载。在对称荷载作用 下，排架无侧移，则可按上端为不动铰支座进行计算；在反对称荷载作用 下，横梁内力等于零，则可按单根悬臂柱进行计算。图 5 柱作用正风压图当柱顶作用集中风荷载Fw时，R丄巳1 11.85 5.93kN 2 2当墙面作用均布风荷载时，查表得 Ci=0.355，则得R 3= Cii “ 1/2(q i-q

12、2)=0.355 X 12.2 X 1/2 X (3.15-1.97)=2.56kN 当正风压力作用在A柱时横梁内反力R:R=R1+R=8.49kNA 柱内力图如图6所示，其内力为M=(FM2w-R)x+1/2q 1Xi=Mi =(11.85-8.49) X 3.6+1/2 X 3.15 X 3.62=36.07kN m Mn=(11.85-8.49) X 12.2+1/2 X 3.15 X 12.22=275.42kN m Ni=Nn=Nm=0Vm=(Fw-R)+q 1x=(11.85-8.49)+3.15X 12.2=42.14kN图6 A柱作用正风压图7 A柱作用负风压当负风压力作用在A

13、柱时(如图7所示)，其内力为M=-Rx- 1/2q 2 x2Mi=M=-8.49 X 3.6 1/2 X 1.97 X 3.6 2=-43.33kN m2Mn=-8.49 X 12.2 1/2 X 1.97 X 12.2 =-250.19kN m Ni=Nn=Nm=0Vm=-R-q2X=-8.49-3.15 X 12.2=-32.52kN4. 吊车荷载(1) 当Dnax值作用于A柱(如图8-a所示) 根据n=0.248，入=0.295查表得G=1.268。吊车轮压与下柱中心线距离按 构造要求取e4=0.35m,贝U得排架柱上端为不动铰支座时的反力值为：R1=-Dmaxe4G/H2=-483.9

14、9 X 0.35 X 1.268/12.2=-25.15kN( J)R2=-Dmine4G/H2=-125.03 X 0.35 X 1.268/12.2=6.50kN()故 R=R+R=-25.15+6.50=-18.65kN( J)再将R值反向作用于排架柱顶，按剪力分配进行计算。由于结构对称， 故各柱剪力分配系数相等，即卩a=u b=0.5。(如图8-b所示)各柱的分 配剪力为：V A=- V B=卩 aR=0.5X 18.65=9.33kN()最后各柱顶总剪力为：V A= V A-R1=9.33-25.15=-15.82kN( J)V b = V yR2=9.33+6.50=-15.83k

15、N()图8吊车竖向荷载作用时柱顶剪力(a)上端为不动铰支座时(b)柱顶作用R时则A柱的内力为：(如图9-a所示)M i=-Va x=-15.82 X 3.6=-56.95kN mMi =-Va - x+Dnax - e4=-56.95+483.99 X 0.35=185.05kN mM =-15.82 X 12.2+483.99 X 0.5=48.99kN mNi =0kNNn =Nh =483.99kNV =VA=-15.82kN( J)图9吊车竖向荷载对 A柱内力图(a)当*作用于A柱时(b)当D作用于A柱时 当Dnin值作用于A柱时(如图9-b所示)M i=-Va x=-15.82 X

16、3.6=-56.95kN mM =-Va - x+Dnin e4=-56.95+125.03 X 0.35=5.57kN mM =-15.82 X 12.2+125.03 X 0.35=-130.49kN mNi =0kNNn =Nh=125.03kNV =V=-15.82kN（ J）（3）当Fh值自左向右作用时（-）由于Fh值同向作用在A、B柱上，因此排架的横梁内力为零，则得A柱的内力：（如图10所示）图10吊车横向水平作用（a）吊车横向水平作用于排架（b）横向水平作用时M i =M =Fx=18.63 X 1.0=18.63kNM=18.63 X （9+0.6）=178.8kN mNi =

17、Nn =Nh =0Vh =H=18.63kN（ J）当Fh值自右向左作用时（J） 其内力值与当Fh值自左向右作用时相同，但方向相反。六.内力组合单跨排架的A柱与B柱承受荷载的情况相同，故仅对 A柱在各种荷载作 用下的内力进行组合。表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表，表2为A柱承载力极限状态荷 载效应的基本组合，表3为A柱正常使用极限状态荷载效应的标准组合及 准永久组合。表1为A柱在各种荷载作用下内力汇总表何载种类恒荷 载屋面 活荷 载风荷载吊车何载左风右风荷载编号12345678I -I7.171.6836.07-43.33-56.95-56.9518.63-18.63231.7850.45

18、.981.425.76-30.95-40.68-40.6813.31-13.31193.1536.0n - n4.23-3.5436.07-43.33185.055.5718.63-18.63274.950.4483.99125.033.53-2.5325.76-30.95132.183.9913.31-13.31229.0836.0345.7189.31h - h46.976.69275.42-250.1948.99-130.49178.85-178.85273.9850.4483.99125.034.971.16842.14-32.52-15.82-15.8218.63-18.6339.1

19、44.78194.19-175.9634.99-93.21127.75-127.75228.3236. 0345.7189.314.140.8329.66-23.06-11.3-11.313.31-13.31注：（1）内力的单位是kN - m轴力的单位是kN,剪力的单位是kN;（2）表中弯矩和剪力符号对杆端以顺时针为正，轴向力以压为正；（3）表中第1项恒荷载包括屋盖自重、柱自重、吊车梁及轨道自重；（4）组合时第3项与第4项、第5项与第6项、第7项与第八项二者不 能同时组合；（5）有Fh作用时候必须有Dmax或CU同时作用。表2为A柱承载力极限状态荷载效应的基本组合组合 何载组合 内力名 称I

20、-1n - n川-川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)田可变何载效应控制 的组合（简化规则）-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

21、+6+8)-99.85231.78-46.52387.43-456.61386.51-55.30注：由永久荷载效应控制的组合：其组合值不是最不利，计算从略表3A柱正常使用极限状态荷载效应的标准组合组合何载组 合 内力 名 称I -In -n川-川由可变何载效应控 制的组合（简化规则）值：活: 0.7;风：0.6;吊车：0.71+3+0.7 X 21+5+0.6X 3+0.7 X 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.

22、72316.80-291.49290.84-36.151+3+0.7 X 21+5+0.6 X 3+0.7(2+7)1+5+0.6X 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：对准永久组合计算，其值要小于标准组合时的相应对应计算值，故在表中从略。七.柱子设计1. 上柱配筋计算 从表2中选取两组最不利的内力M i=-99.85kN m N=231.78kN。M 2=-98.34k

23、N m N=277.14kN。(1)先按M, Ni计算l o/h=2 X 3600/400=18>5,故需要考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋 计算，偏心距为：e0=M/N1=99.85/231.78=O.431mea=h/30=400/30=13.33mm< 20mm 取 20mmei=e°+ea=431+20=451mmZ 1=0.5f cA/N=0.5 X 14.3 X 1.6 X 105/(231.78 X 103)=4.9>1.0 取Z 1=1.0又 l 0/h=18>15,故取 Z 2=1.15-0.01 -l 0/h=1.15-0.01 X 18

24、=0.97 n =1+ ?(?)2 Z 1Z 2=1+ 1 X182 X 1.0 X 0.97=1.199n 1300 X?0 ?1300 x-n e =1.199 X 451=532.75mm>0.3h=109.5mm 故按大偏心受压计算贝U e=n ei+h/2-a s=532.75+400/2-35=697.75mmZ b=0.482NWafcbh°ZZ =N/( afcbh°)=231.78 X 103/(1.0 X 14.3 X 400X 365)=0.111< Z bZ h°=0.111 X 365=40.5mm<2a =70mm 不

25、满足取 x=2as =70mm 则Z =2as /h 0=70/365=0.192' 2A s=A =Ne- dfcbh。Z (1-0.5 Z )/f y(h 0-a s) e=n ei+h/2-a s =532.75+400/2-35=697.75mm32A=231.78 X 10 X 697.75-1.0 X 14.3 X 400X 365 X 0.192 X (1-0.5X 0.192)/360 X (365-35)=247.96mm 2 因 A=247.96mrf< p minbh=0.002 X 400X 400=320mm 取 A=320mm 配置 2© 2

26、0 (A=628mm(2)再按 M, N2计算(M=-98.34kN m M=277.14kN)e0=M/N2=99.34/277.14=0.358mea=h/30=400/30=13.33mm< 20mm 取 20mmei= e°+ea=358+20=378mmZ 1=0.5f cA/N=0.5 X 14.3 X 1.6 X 10/(277.14 X 10)=4.1>1.0 取Z 1=1.0又 l 0/h=18>15,故取 Z 2=1.15-0.01 -l 0/h=1.15-0.01 X 18=0.97 n =1+(越)2 Z 1Z 2=1+ 1一 X182 X

27、1.0 X 0.97=1.2331300 X?'?丿1300 X-?0n e =1.233 X 378=466.07mm>0.3h=109.5mm故按大偏心受压计算则 e=n ei+h/2-a s=466.07+400/2-35=631.07mmZ b=0.482NWafcbhoZZ =N/( afcbho)=277.14 X 103心.0 X 14.3 X 400X 365)=0.133< Z bZ ho=0.133 X 365=48.5mm<2a =70mm 不满足取 x=2as =70mm 则Z =2as /h 0=70/365=0.192A s=As'

28、 =Ne- dfcbho2 Z (1-0.5 Z )/f y(h 0-a s)e=n ei+h/2-a s' =466.07+400/2-35=631.07mmA=277.14 X 103X 631.07-1.0 X 14.3 X 400X 3652 X 0.192 X (1-0.52X 0.192)/360 X (365-35)=358.82mm2 2因 A=358.82mm> p minbh=0.002 X 400X 400=320mm取 A=358.82mm配置 2© 20 (A=628mm综合两组计算结果，最后上柱钢筋截面面积每侧选用(2 © 20 (

29、A=628mm )2. 下柱配筋计算从表2中选取两组最不利的内力M 1=-456.61kN m N=386.51kN。M 2=505.93kN m N=754.93kN。(1) 先按M, Ni计算lo/h=8600/800=10.75>5,故需要考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋 计算，其偏心距为：eo=M/N1=456.61/386.51=1.181mea=h/30=800/30=26.67mm>20mmei= eo+ea=1181+26.67=1207.67mmZ 1=0.5f cA/N=0.5 X 14.3 X 1.475 X 105/(386.51 X 103)=2.73&

30、gt;1.0 取Z 1=1.0又 lo/h=10.75<15，故取 Z 2=1.0X 10.752 X 1.0 X 1.0=1.059n =1+0冷律2 Z 1 Z 2=1+赢汽薯?0则 e=n ei+h/2-a s=1278.92+800/2-35=1643.92mm先按大偏心受压计算相对受压区高度 x,并假定中和轴通过翼缘，则有，x<hf' =112.5mm,Z b=0.550,x=N/( afcbf' )=386.51 X 103/(1.0 X14.3 X 400)=67.57mm<C b h 0=0.55 X 765=420.75mmA s=A'

31、;=Ne- afcbf' x(h o-0.5x)/fy(h 0-as)=386.51 X 103 X 1643.92-1.0 X214.3 X 400 X 67.57 X (765-0.5 X 67.57)/360 X (765-35)=1342mm >522p minA=0.002 X 1.475 X 10 mnr295mm再按M，eN计算(M=505.93kN m N=754.93kN)o=M/N2=505.93/754.93=0.670mea=h/30=800/30=26.67mm>20mmei= eo+ea=670+26.67=696.67mmZ 1=0.5f cA

32、/N=0.5 X 14.3 X 1.475 X 105/(754.93 X 103)=1.397>1.0Z 2=1 +1-696.671300 X-800-X10.752 X 1.0 X 1.0=1.102则 e=n ei+h/2-a s=1.102 X 696.67+800/2-35=1133mm先按大偏心受压计算相对受压区高度 x,并假定中和轴通过翼缘，则有，xvhf' =112.5mm,Z b=0.550,x=N/( afcbf' )= 754.93 X 103/(1.0 X14.3 X 400)=131.98mm> h =112.5mmx>2as=70

33、mm按中和轴在腹板内的大偏心受压对称配筋计算。x=N- afc(bf '-b)h f' /( afcb) =754.93 X 103-1.0 X 14.3 X (400-100) X 100/(1.0 X 14.3 X 100)=227.92mmA=A =Ne- afcbf x(h 0-0.5x) -afc(bf -b)h f (ho- h f )/f y(h0-as)=754.93 X103X 1133-1.0 X 14.3 X400X 67.57 X (765-0.5 X 67.57)- 14.3 X (400-100) X 100X (765-100)/360X (765

34、-35)=1093mm2> p minA=0.002 X 1.475 X 105mrT=295miri综合两组计算结果，最后上柱钢筋截面面积每侧选用(4 © 22 (At=1520mn)3. 柱裂缝宽度验算(1)上柱从表-3中取一组正常使用极限状态荷载效应的组合值进行裂缝宽度验算：Mk=76.89kN m,Nk=193.15kNe0=M/Nk=0.398mp te=AAte=A/(0.5bh)=628/(0.5X 400X 400)=0.00785<0.01,取 0.01因为 I 0/h=18>14; Z 1=1.0 ; Z 2=0.97n s=1+X182 X 1

35、.0 X 0.97=1.1574000 X则 e=n se0+h/2-a s=1.157 X 398+400/2-35=625mm' ' 2丫 f =0, z=0.87-0.12(1- Y f )(h 0/e) h 0=0.87-0.12(1-0)X (365/625) X 365=303mm按荷载标准组合计算的纵向受拉钢筋应力(T sk=N(e-z)/(zA s)=193.15 X 103(625-303)/(303 X 628)=326.8N/mnf 裂缝间钢筋应变不均匀系数为：书=1.1-0.65f tk/( p tesk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.01 X

36、 326.8)=0.73 ma=2.1 书(T sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/p te)=2.1 X 0.7 X (326.8/) X (1.9 X 25+0.08 X 20/0.001)=0.498mm>0.3mm不满足要求，故重新配置钢筋：4© 20 (A=1256mm则 p te=0.0157; T sk=163.42N/mm书=1.1-0.65f tk/( p te T sk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.01 X 163.42)=0.591故 3 ma=2.1 书(T sk/Es) X (1.9C+0.08d eq/p te)=2.1 X

37、 0.591 X (163.8/) X (1.9 X 25+0.08 X 20/0.001)=0.21mm<0.3mm满足要求。(2) 下柱从表 -3 中取一组正常使用极限状态荷载效应的组合值进行裂缝宽度验算：Mk=350.59kN m,Nk=495.52kNe0= Mk /N k=0.708mp te=AAte=A/(0.5bh)=628/(0.5X 400X 400)=0.0238因为 I0/h=10.75<14 ; Z 1=1.0; n s=1.0则 e=n seo+h/2-a s=1.0 X 708+400/2-35=1073mm丫 f' =(bf '-b)

38、h f' /(bh 0)=(400-100) X 112.5/(100 X 765)=0.441 z=0.87-0.12(1- 丫 f ')(h 0/e) ho=0.87-0.12(1-0.441)X(765/1073) 2X765=639.5mm按荷载标准组合计算的纵向受拉钢筋应力(T sk=N(e-z)/(zA s)=X(1073-639.5)/(639.5X 1520)2=354.78N/mm2裂缝间钢筋应变不均匀系数为 :书=1.1-0.65f tk/( p te sk)=1.1-0.65 X2.01/(0.0206 X 354.78)=0.9173 maX=2.1 书

39、(T sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/p te)=2.1 X0.917X(354.78/) X(1.9X25+0.08X22/0.0206) =0.287mm<0.3mm满足要求4. 运输、吊装阶段验算(1)荷载计算上柱矩形截面面积 0.16m2下柱矩形截面面积 0.32m 2 下柱工字形截面面积 0.1475m上柱线荷载 q 3=0.16X25=4kN/m下柱平均线荷载 q1=0.32 X(0.6+1.5)+0.1475 X6X25/8.1=4.8kN/m牛腿部分线荷载 q2=0.24+0.4 X (0.25 X 0.3+0.5 X 0.25X 0.3)/0.5/25

40、=10.25kN/m(2) 弯矩计算I 1=0.6+6+1.5=8.1mI 2=0.5m； I 3=3.6m则：Mf-0.5 X 4X 3.62=25.92kN m2M b=-4 X 3.6 X (0.5+0.5 X 3.6)-0.5 X 10.25 X 0.5 =-33.28kN m 求AB跨最大弯矩，先求反力FA:2艺 M=0 R a=(0.5 X 4.8 X 8.1 -33.28)/8.1=15.33kN令 V=FA-q1X=0； X=FA/q1=15.33/4.8=3.19m则AB跨最大弯矩为：2M AB=15.33X3.19-0.5 X4.8X3.192=24.48kN故最不利截面为

41、 B 及 C 截面对 B 截面 荷载分享系数为 1.2 ，动力系数为 1.5 ，对一般建筑物，构件的重要性 系数取丫 0=0.9，则其弯矩设计值为M b=-1.2 X 1.5 X 0.9 X 33.28=-53.91kN m 受拉钢筋截面面积：(为偏于安全，下柱取工形截面计算)a=M/( afcbho2)=/(1.O X 14.3 X 200X 365)=0.1415 查表得丫 s=0.928As= M/(f y 丫 sh0)=/(360 X 0.928 X 365)=422mrm下柱原配受拉钢筋4© 22 (A=1520mm,故安全对 C 截面其弯矩设计值为： M=-1.2 X 1

42、.5 X 0.9 X 25.92=-41.99kN m 受拉钢筋截面面积a=M/( af cbh02)=/(1.0 X 14.3 X 400X 3652)=0.055 查表得丫 s=0.972As= M/(f y 丫 sh0)=/(360 X 0.972 X 365)=329mrm下柱原配受拉钢筋4© 20 (A=1256mm，故安全(4) 裂缝宽度验算 对 B 截面p te=A/(0.5bh)=1520/(0.5X 400X 200)=0.038MBk=-1.5 X 33.28=-49.92kN m2(T sk=M/(0.87A sh)=/(0.87 X 1520X 365)=10

43、3.4N/mni书=1.1-0.65f tk/( p te sk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.038 X 103.4)=0.7583 maX=2.1 书(T sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/pte)=2.1 X0.758X(103.4/) X(1.9X25+0.08X22/0.038) =0.077mm<0.3mm故满足要求 对 C 截面p te=As/(0.5bh)=1256/(0.5X400X200)=0.0314MBk=-1.5 X 25.92=-38.88kN mTsk=Mk/(0.87A sh0)=/(0.87 X1256X 365)=97.48N

44、/mm2 书=1.1-0.65f tk/( p te t sk)=1.1-0.65 X 2.01/(0.0314 X 97.48) =0.6733 max=2.1 书(T sk/E s) X (1.9C+0.08d eq/pte)=2.1 X 0.673 X (103.4/) X (1.9 X 25+0.08X20/0.0314) =0.054mm<0.3mm故满足要求 综上所述，既可以采用平吊，也可以采用翻身吊，建议采用翻身吊。5. 柱的牛腿设计(1) 荷载计算D kmax=0.9 X 180X (1+0.207+0.8+0.06)=336.0kNG 4=30.4+0.8 X 6=35

45、.2kN 共计371.2kN(2) 截面尺寸验算h i=250mm, h=500mm, C=350mm则 ho=5OO-35=465mm2 a=750-800=-50mm , f tk=2.01N/mm, Fhk=0, B =0.80。B (1-0.5F hk/Fvk)f tkbh0/(0.5+a/h。)=0.8 X 2.01 X 400X 465/(0.5-50/465)=762kN>Fvk=371.2kNa<450,故满足要求。(3) 配筋计算纵筋截面面积 Fv=1.2 X35.2+1.4 X 336.0=513kN32As=50X513X 103/(0.85 X 300X46

46、5)=216mm22< p minbh=0.002 X 350X 500=280mm 选用 4© 16 (A=402mm箍筋选用© 8100mm2© 8, Ash=101mm,则在上部2/3h。处实配箍筋截22 面面积为 A sh=101/100X2/3X402=271mm2>1/2As=1/2X402=201mm2 满足要求a/h0=50/465=0.11<0.3 ，故不需设置弯起钢筋。八基础设计1. 荷载按地基规范规定，对地基承载力特征值为160-200kN/m2，单跨厂房的跨度I < 30m吊车起重量不超过 30-50t的丙级建筑物，

47、设计时可不做 地基变形验算。当地基按承载力确定基础底面面积时，应按荷载效应标 准值进行计算。这样，可从表 3 中选取以下两组控制内力进行基础底面 计算：M1k=350.59kN m Nk=495.52kN; Mk=35.79kNM2k=291.49kN m 2k=290.84kN; Mk=-36.15kN初步估算基础底面尺寸为 :A=l b=2.4 X 3.6=8.64m2,W=1/6X 2.4 X 3.62=5.184nf，取基础高度为1.1m，基础埋深为1.7m，则基础自重和土重为：（取基础与土的 平均自重为 20kN/m3）G k= Y m- lb H=20X 2.4 X 3.6 X 1

48、.7=294kN 由基础梁传至基础顶面的外墙重：Gwk=12.2 X 6.0-4.8 X(4.8+2.0)+2.2 X6X0.37X19=378kN2. 地基承载力验算n d=1.6，取基础底面以上土的平均自重丫 m=20kN/m，则2a=180+1.6X20X (1.7-0.5)=218.4kN/m 2(1) 按第一组荷载验算，其基础底面荷载效应标准值为Mbot,1k =Mk+Vk h+G/k ew=350.59+35.79X1.1-378X(0.37/2+0.8/2)=168.83kNp1k,max=Nbot,1k /(l p1k,min=1167.52/(2.4167.7kN/mNbot

49、,1k=N1k+Gk+Gwk=495.52+299+378=1167.52kNb) ±Mbot,1k /WX3.6) ±168.83/5.184=135.13 ±32.57222<1.2f a=1.2 X 218.4=262.08kN/m22102.56kN/m 2pk=1/2 X (167.7+102.56)=135.13kN/m 2vf a=218.4kN/m2(2) 按第二组荷载验算，其基础底面荷载效应标准值为Mbot,2k =Mk+V2k h+GWk ew=-291.49-36.15X 1.1-378 X (0.37/2+0.8/2)=-552.39

50、kN2k,max=Nbot,2k /(l2k,min=552.39/(2.4218.2kN/mNbot,2k =N2k+Gk+Gwk=290.84+294+378=962.84kNb)±Mbot,2k/WX 3.6) ±962.84/5.184=111.44 ±106.56 2<1.2f a=1.2X 218.4=262.08kN/m24.88kN/mpk=1/2X （218+4.88）=109.1kN/m 2<fa=218.4kN/m2故满足要求。3. 基础抗冲切验算从表2中取用第一组荷载效应设计值，（其产生的Pmax较大者）进行抗 冲切验算，M=-

51、456.61kN m N=386.51kN, M=-55.3kN 其基础底面的相应荷载效应设计值为：基础自重（不考虑）外墙传至基础顶面重GwG Gwk 1.2 378 453.6 KNM bot,1 =M+V h+GWk ew=-456.61-55.3X 1.1-453.6 X (0.37/2+0.8/2)=-782.80kN基础底面净反力为：pn,max= Mot,n/(l b) ± Mot,n/Wpn,min=840.11/(2.4X 3.6) ±782.80/5.184=109.39 ± 151.00260.39kN/m2<1.2f a=1.2X 218.4=262.08kN/m2-41.64kN/m2因最小净反力为负值，故其底面净反力应为e 0=782.80/840.11=0.932ma=b/2-e0=3.6/2-0.932=0.868m故 pn,max=2N/(3al)=2 X 840.11/(3 X 0.868 X 2.4)=268.85kN/m(1) 柱根处冲切面抗冲切验算ab=at+2h0=0.4+2 X 1.055=2.51m>2.4m,取 2.4m2A=(b/2-b t/2