双跨单层厂房课程设计计算书

1、设计任务书、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）3、边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。三、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21ml厂房总长54m柱距6m厂房标高：室内地面±0.000,室外地面-1.500 ,吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00,屋架下弦标高一班 10.400、二班 12.400。2、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量单学号15/3t、双学号20/5t。

2、吊车其它参 数参见 “550/5t 一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62系列）3、建设地点为某城市，基本雪压 0.30kN/m2,基本风压0.50kN/m2,冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kPa土的天然重度为17.5kN/m3, 土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值fak=350kPa,地下水位-5.5m。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1）屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录A “常用构件和材料的自重”，按0.12+0.011 L （含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位 kN

3、/m； L为跨度，以m计） 计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m,屋架在天窗架侧板处的高度为 1.7m。2）吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高 900mm自重标准值29kN/根，轨道及零件自 重0.8kN/m,轨道及垫层构造高度200mm3）天窗采用矩形纵向天窗，每根j天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN （包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m,天窗架坡屋顶高度0.3m。4）大沟板自重标准值为2.02kN/m。5、围护墙采用240mnff粉刷墙,自重 5.2 kN/m 2。钢窗：自重0.45 kN/m 2,窗宽4.0m,窗高4.8m。围护墙直接支撑于

4、基础梁上， 基础梁截面为240mme 450mm基础梁自重2.7kN/mc 6、材料：混凝土强度等级 C20C30柱的纵向钢筋采用HRB33瞰HRB400其余钢筋I级。 7、屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m 2;25mms水泥砂浆找平层：0.5 kN/m 2;100mnmJ珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m 2 ；一毡二油隔汽层：0.05 kN/m 2;25m用水泥砂浆找平层：0.5 kN/m 2;6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m 2。四、设计要求1、计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。2、计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，

5、可电子录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。3、计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排在正文引用的附近位置。 示意图线条规整、字迹清楚、整洁。4、施工图符合建筑制图规范的要求。计算书一、设计资料（一）、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。（二）、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。3、边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。（三）、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为 21m厂房总长54m柱距6

6、nl厂房标高：室内地 面±0.000,室外地面-1.500 ,吊车轨顶标高10.00,屋架下弦标高12.400 02、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量20/5t 。吊车其它参数由表-1给出。吊车位起重量桥跨小车重最大轮压大车轮大车宽车高H吊车总置(KNlk(m)g (KNPmax,k(KN)距K( mb (m(m)重（KN左 跨（AB）吊车200/5019.570.11874.45.62.184264右 跨（BQ吊车200/5019.570.11874.45.62.814264表 -1 吊车的有关参数参数表3、建设地点为某城市，基本雪压 0.30kN/m2,基本风压0.50

7、kN/m2,冻结深度1.6m。厂房自 然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kPa, 土 的天然重度为17.5kN/m3, 土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值fak =350kPa,地下水位-5.5m。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：（1）、屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录A “常用构件和材料的自重”， 按0.12+0.011 L （含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kN/m2; L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m,屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。 （2）、吊车梁选用钢筋混凝

8、土等截面吊车梁，梁高 900mm自重标准值29kN/根，轨道及零件 自重0.8kN/m,轨道及垫层构造高度200mm（3）、天窗采用矩形纵向天窗，每根j天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为 34kN（包括自重、侧板、 窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m,天窗架坡屋顶高度0.3m。（ 4） 、天沟板自重标准值为2.02kN/m。5、围护墙采用240mnff粉刷墙,自重 5.2 kN/m 2。钢窗：自重0.45 kN/m：窗宽4.0m,窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上， 基础梁截面为240mme 450mm基础梁自重2.7kN/m。 6、材料：混凝土强度等级 C20C30柱的纵向钢筋采用H

9、RB33瞰HRB400其余钢筋I级。 7、屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m 2；25mms水泥砂浆找平层：0.5 kN/m 2;100mms珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m 2;一毡二油隔汽层：0.05 kN/m 2；25mms水泥砂浆找平层：0.5 kN/m 2;2 6m顶应力大型屋面板：1.4 kN/m。二、材料的选用混凝土强度等级为C25,柱的纵向钢筋采用HRB33瞰，其余钢筋采用I级。三、计算简图及柱截面几何参数的确定1、计算简图本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进行结构设计。排架的负荷范围如图-1 所示。结构计算简

10、图如图-2 所示。下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。图 -1 排架的负荷范围 图 -2 结构计算简图 2、柱截面几何参数的确定(1)、基础的埋置深度及基础高度：考虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为1.8m。初步估计基础的高度为1.0m,则基础顶面标高为-0.95m。(2)、牛腿顶面标高确定：轨顶标高为10m吊车梁高0.9m,轨道及垫层高度为0.2m。可得牛腿顶标高为10-1.1=8.9m。(3)、上柱标高的确定：屋架下弦标高为12.4m,既上柱顶的标高为12.4m。(4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：上柱高：凡=12.4-8.9=3.5m下柱高：HL=8.9+0.95=9.8

11、5m柱的总高度：.H=13.35m(5)、柱截面确定：上柱选矩形截面，下柱选工字形截面对于下柱截面高度h:由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m ,吊车梁及轨道构造高度为1.1m,因此，基础顶至吊车梁顶的高度 H=9.85+1.1=10.95m<11m；下柱截面高度 h>HK/9=10.95/9=1.22m 。下柱截面宽度 B1 H/20=9.85/20=0.4925m。并且 B> 400m对于上柱截面主要考虑构造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm对于本设计边柱，即A, C轴柱(图-3所示)：上柱取500*500mm 下柱取 500*1300*100mm对于本设计

12、中柱，即B轴柱(图-4所示)：上柱取500*700mm 下柱取 500*1500*100mm图-3图-4(6)、截面几何特征和柱的自重计算截面几何特征包括：截面面积A,排架方向惯性矩Ix和回转半径R,垂直于排架方向惯 性矩Iy和回转半径R。单位长度柱的自重用G表示。(a) A, C轴柱截面几何特征：上柱：A=500*500=250*1C3mmG=25*0.25=6.25KN/mI x=I y= (1/12) *500*50 0 3=52 08*106 mn4r x=r=(ixa)1/2=141.82mm 下柱：I x=(1/12)*100*1300 3+4(1/12)*200*100 3+20

13、0*100*600 2+4(1/36)*25*( 550-(25/3) i =50109.38*106mmI y=2* (1/12) *100*500 3+ (1/12) * (1300-200) *1003+4 (1/36) *25*2003+ , , _ 2、(1/2) *200*25* (50+ (200/3)=2333.33*106mmR X= (IX/A) 1/2=477.25mmR Y= (IY/A) 1/2=102.99mm(b)中柱B轴柱截面几何特征：上柱：A=500*700=350*103mmG=25*0.35=8.75KN/mIx= (1/12) *500*7003=142

14、91.67*106mrmIy= (1/12) *700*5003=7291.672*10'mm!RX= (I/A) 1/2=202.07mmRY= (Iy/A) 1/2=144.34mm下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*10 3mmG=25*0.24=6.00KN/mI x=(1/12)*100*1500 3+4(1/12)*200*100 3+200*100*7002+4(1/36)*200*25+1/2*200*25(650-(25/3)2=71509.38*106mmI y=2* (1/12) *100*5003+ (1/12) *

15、 (1500-200) *1003+4 (1/36) *25*2003+ (1/2) *200*25* (50+ (200/3) 2) =2350*106mrmRx= (IX/A) 1/2=545.85mmRy= (IY/A) 1/2=98.95mm为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2aIXIYRXRYG柱号(*103)(*106mm)(*106mm(mrm(mm(KN/m144.149.A,C上柱25052085208336.25471.102.A,C下柱22050109.382333.3325995.5202.144.B上柱 35014291.677291.6707348.7554

16、5.98.9B下柱 24071509.3823508556表-2 各柱的截面几何特征四、荷载计算1、包载(1)屋盖自重G1:天窗自重、屋面构造自重、屋架自重 屋面均布荷载汇集：三毡四油防水层上铺小石子：0.4KN/m225mmB水泥沙浆找平层：0.5KN/m2100mmJ珍珠岩制品保温层：0.4KN/m2一毡二油隔气层：0.05KN/m225厚水泥沙浆找平层：0.5KN/m26m预应力大型屋面板：1.4KN/m2合计：3.25 KN/m2屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶G1按负荷范围计算：其值为：屋面结构传来：3.25*6*21*0.5=204.75KN天窗架传来：34KN天沟板传来：2.0

17、2*6=12.12KN屋架自重标准值：95/2=47.5KN合计：G1=298.37KN对于A, C轴柱：G4=G1=298.37KN。对柱顶白偏心距eiA=eic=250-150=100mm如图-5所示。I图-6对于中柱：G1b =2*298.37=596.74KN。对柱顶的偏心距 eiB=0o如图-6所示。图-5(2)柱自重：上柱G2下柱G3上柱G2对于边柱：G2=G2=6.25*3.5=21.875KN。其偏心距 e2A=e2c=650-250=400mm对于中柱：Gb, k=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距 e2B=0。下柱G3:对于边柱：G3=G3=8.55*5.5*1.

18、1=51.78KN 。其偏心距 e4A=e4c=0对于中柱：G3=6.00*8.55*1.1=56.43 KN 。其偏心距 e4B=0(3)吊车梁及轨道自重 G4:边柱牛腿处：G4=G4=38+0.8*6=43.8KN。其偏心距 63A=e3c=750-650=100mm对于中柱牛腿处：64左=64, k左=43.8KN。其偏心距：e3B左=e3B=750mm(4)墙自重G5为了确定墙体的荷载，需要计算墙体的净高：基础顶标高为 -0.950m o轨顶标高+10m檐 口标高为：10+2.4+1.4=13.8m。基础梁高:0.45m,因此，墙体净高为:13.8+0.95-0.45=14.3m 。

19、窗宽 4m,窗高 4.8+1.8=6.6m。基础连系梁与上部墙体自重：5.2* (14.3*6-4*6.6 ) +0.45*4*6.6=282.264KN 。基础连系梁自重：2.7*6=16.2KN基础连系梁与上部墙体自总重：Ga, k=Gc, k=282.264+16.2=298.464KN 。这项荷载直接作用在基础顶面。对下柱中心线的偏心距为：66A=e6c=120+650=770mm各永久荷载的大小和作用位置如图-7所示：图-7活荷载作用下双跨排架的计算简图图-7 各永久荷载、活荷载的打大小(KND和作用位置2、屋面活荷载按建筑结构荷载规范GB50009-2001,屋面活荷载标准值：0.

20、5KN/m2屋面雪荷载：0.3KN/m2,不考虑积灰荷载，故仅按屋面活荷载计算。活荷载作用下双跨排架的计算简图如下所示：图-8 活荷载作用下双跨排架的计算简图3、吊车荷载AB BC跨吊车为两台200/50, A4级工作制(中级工作制)。最小轮压计算：6Gik G2, K G3,K264 300AB 跨：Pmin,k=- - Pmax,k=187=45KN22吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k的计算，按每跨两台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。按建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为=0.9。吊车荷载的计算利用吊车支座反力影响线求得。AB跨吊车竖向荷载DMax

21、k、Dw K的计算：DMax k= PMax YI =0.9*187 (1+1.6/6+4.8/6+0.4/6 ) =359.04M, K=PMNL Dma=359.04*45.0/187=86.4KN吊车竖向荷载DmaxK、DMin K的作用位置与G作用位置相同。吊车水平荷载Tmax K的计算，按每跨2台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。 按建筑结构 荷载规范GB50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为 =0.9,吊车水平系数 =1.0。吊车水 平荷载的计算也可利用吊车竖向荷载计算时吊车粮支座反力影响线求的。每各车轮传递的水平力的标准值：T k=1/4(G,k+G, k) =1/4*

22、0.1* (70.1+200) =6.76KN则AB跨的吊车传给排架的水平荷载标准值：T max k=T*Dmax k/Pmax k=6.76*359.04/187=12.97KN各跨吊车水平荷载Tmaxk作用在吊车梁顶面，即作用在距吊车梁顶0.9m处。4、风载封闭式带天窗的双跨双坡屋面的风载体型系数查荷载规范表7.3.1第14项。确定q1、q2、Fw,绘制示意图。2本地区基本风压Wo=0.5KN/M在左风情况下，天窗处的n s的确定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以ps=+0.6。 作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按注顶标高取值o 柱顶至屋脊间屋

23、盖部分的风荷载，仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风 荷载标准值Fw考虑。这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值；柱顶至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.按线性内插法确定pz:柱顶：z 1.0 (10.35 10) (1.14 1) (15 10) 1.01天窗檐口处： z 1.0 (15.65 10) (1.14 1) (15 10) 1.1582左风情况下风荷载的标准值:q1kS1 pzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/Mq2k= a S

24、2 p zWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算，其风压高度变化系数统一按天窗檐口处pz=1.1582取值.其标准值为：Fwk=2 s szWohB=(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4+(0.4-0.2+0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3+(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.12*0.55*6*2.6+(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3=30.27KN右风和左风情况对称，方向相反。图-9风荷载作用下双跨排架的计算简图五、内力分析本单层厂房是两胯的对称结构，

25、C主和A柱受力完全一样，因此只要计算 AB 就可以了。本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架结构的内力计算。在各种 荷载作用柱顶按可动较支座计算，不考虑厂房的空间工作。这里规定柱顶不动钱支 座反力R,柱顶剪力V和水平荷载自左向右为正，截面弯矩以柱左侧受拉为正， 柱的轴力以受压为正。1、计算剪力分配系数单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：A u=H3/(C oEcI l) C o=3/1+入3(1-n)/n 计算有关参数：AC柱：入=Hu/H=3.5/12.05=0.290 ; n=Iu/I l=5208*106/(51942.92*10 6)=0.104Co=3/1+ 入 3(1-n)/n=3

26、/1+0.2903 (1-0.104)/0.104=2.479B柱：入=Hu/H=3.5/12.05=0.290 ; n=Iu/I l6/ (74060.88*10 6) =0.1998 _33Co=3/1+ 入单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：A, C柱：A Ua= A uc= H3/ (C oEcI l)=120503/ (2.479*E c*50109.375*10 6) =14.085/ EcB, B柱：A ub= H3/ (C oEcI l)=120503/ (2.733*E c*71509.375*10 6) =18.953/ E c令 Ki=1/ A uiK=Ka+kb+kc=1/A

27、 ua +1 A ub /+1/ A uc=0.2537 E c所以，三根柱的剪力分配系数为：71A=Ka/K=0.2798 ;4 b =K b /K=0.440 ;4 c=Kc/K=0. 2798验算：4a+4B +4c= 1.0当柱顶有水平荷载F时，求出剪力分配系数后，即可求出柱顶剪力：VA=T aF; Vb=t bF; Vc=T cF求出柱顶剪力后，即可按悬臂柱绘出结构的内力图。下面进行各种荷载走 作用下排架的内力。2、包载下排架内力：图-10 永久荷载作用下双跨排架的计算简图对M作用进行排架分析，对图-10中的竖向荷载所产生的轴力直接累加。各柱顶不动较支座的支座反力：C1=1.5*1-

28、入 2(n-1)/n/1-入 3(1-n)/n=1.5*1-0.2902(0.104-1)/0.104/1+0.290(1-0.104)/0.104=2.1376C3=1.5*(1-入 2)/1-入 3(1-n)/n= 1.5*(1-0.2902)/1+0A柱:入 3(1-0.104)/0.104=1.1353R1=MC1/H=29.837*2.1376/12.05=5.2929KN()R2=MC3/H=125.908*1.1353/12.05=11.8625KN()所以 R=R1+R2=17.1154KN()B柱：RB=0C柱：RC=-Ra=-17.1154KN ()所以：假设的排架柱顶不动

29、较支座的支座反力之和R=R+ Rb+ Rc=0所以：各柱顶的实际剪力为：VA= Ra=17.1154KN ()Vb= Rb=0V= -17.1154KN ()QAk=31.5KNQBk=31.5KNQBk=31.5KNQck=31.5KN图-11各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。现把各柱的轴力算过程叙述如下，弯矩和剪力的计算从略。排架的弯矩图，柱底剪力(向左为正)和轴力图如图 -12所示。柱轴力标 准值计算：AC柱：柱顶：N=298.37KN上柱底：N=298.37+21.875=320.245KN下柱顶：N=320.245+43.8=364.045KN下柱底：N=364.04

30、5+51.78=415.825KNB柱：柱顶：上柱底:下柱顶:下柱底:N=596.74KNN=596.74+30.625=627.365KNN=627.365+43.8*2=714.965KN(a):乍用下的弯矩(2KN973和柱底剪力(KN)(b)29O载制674轴力(.3794.9813、30赧标户的内力|A柱：入=HuH=0.290;约4.981永久荷载作用下排架的内力图-30.927=Iu/I l=0 104; C1=2.1376; C3320.245 627.365364.045714.9651.1353320.245364.045N=714.965+56.43=771.395KNR

31、1=MQ1/H=；.15*2.1376/12.05=0.59 KNR2=MVC3/H= V=*7L11l35|/12105l=1154 87KN ()所 151.R59R1+|2=1746B柱：入=HU/H=0.29oTn=Iu/I l=04.99-51.3562C1=1.5*1-次 2(n-1)/n/1-入 3(1-n)/n=1.5*1-0.290415.825771.395415.825).1998-1)/0.197/1+0.2903(1-0.1998)/0.1998=1.827R3=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN()r=r+r+r=2.462K

32、N (C柱：Rc=0所以：假设的排架柱顶不动较支座的支座反力之和I所以：各柱顶的实际剪力为：VA= Ra- T aR=1.057KN()VB=R- q b R=-0.367 KN ()VC=Rcf cR=-0.689 KN ()2Vi=0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算4、吊车荷载作用下的排架内力(不考虑厂房整体空间工作)(1)、AB跨有吊车474 , dax,k作用在A柱，DUk作用在B 柱时排架内力分析，其计算简图如图-14所示。0.5495A4=铝045G=1.1Il-3.0135R A=R= V=-0.猎龌极断12.?53团27(3图-14,、 H.I .B 柱：入=

33、0 =0.290; n=0.1998;HIlC 3=1.5* (1-入 2) /1+ 入 3 (-1 ) = 1.5* (1-0.290 2) /1+0.290 3 (1-1 ) =1.25175 n0.1998所以：假设的排架柱顶不动较支座的支座反力之和R=R+R+R=3.3487 ()所以j各柱顶的实际剪力为：各柱顶的实际剪力求出后, 和轴力图如图-15所示。(a) D max,k在A柱时的轴力(KN)Vi0即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力(向左为正)(b) D max,k作用在A柱时的弯距和柱底剪力图-15dn,k作用(2)、AB跨有吊车荷载，dax,k作用在B柱, 在A

34、柱时排架内力分析，其计算简图如图 示。,、HIA 柱：入=HA=00290; n=X =0.104;HIiC3=1.1353R A=R=MmG=-3.3827 ()HHIB 柱：入=0.290； n=3=0.i998；HIiC 3=1.5* (1-入 2) /1+ 入 3 (1-1)= 1.5* (1-0.290 2) /1+0.290 3(-1 ) =1.25175n0.290图-16r=r= MmniLc3=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN(C 柱：R=0所以：假设的排架柱顶不动较支座的支座反力之和R=R+RB+R=+3.3487 (所以：各柱顶的实际剪力为:V=R-

35、刀 aR=-3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197()Vb=R- y bR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580()Vc=R- y cR=-0.2798*3.3487=-0.93697()Vi 0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力(向 左为正)和轴力图如图-17所示。图-17(3)、BC跨有吊车荷载，Dnax,k作用在B柱，din,k作用在C柱时排架内力分析，其计算简图如图-18 所示。,、 H,I.B柱：X =-=0.300; n1=0.200; G=1.31HIiMm.vk _R b=R2= /G=353.87*1.

36、31/13.45= -34.47,、 H.I .C 柱：入=0.260; n=，=0.104;HIir=r2= Mmin,LC3=ii.66*i.2i5/i3.45=i.05KN)HA 柱：R=0所以：假设的排架柱顶不动较支座的支座反力之和R=R+RB+RC=-33.42 ()所以二各柱顶的实际剪力为：VA=R-q aR=0.282*33.42= 9.42KN ( f)Vb=R-q bR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN (V=RC-q cR=1.01+0.282*33.42=10.47KN ( 一Vi 0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱

37、底剪力(向左为正) 和轴力图如图-19所示。图-18(a) D max,k在B柱时的轴力(KN) (b) D max,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力图-19(4)、BC跨有吊车荷载，DLx,k作用在C柱，Dnin,k作用在BHIB柱：入=HL=0.260; nj=0.200; C3=1.31HIlM max kR a=R=, C3=-87.47*1.31/13.45= -8.52H,、 H.I .图-20 D max,k作用在 C柱,%n,kC 柱：入="=0.260; n='=0.104; G=1.215 HIlr=r= MmQ=47.18*1.215/13.45=4.26

38、KN L HA 柱：R=0所以：假设的排架柱顶不动较支座的支座反力之和R=R+R+R=-4.26 ()所以：各柱顶的实际剪力为：VA=RA- n aR=0.282*4.26= 1.20KN ( fVb=RB-q bR=-8.52+0.434*4.26=-6.67KN("VC=RC- t cR=4.26+0.282*4.26=6.11KN (一)Vi 0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力(向左为正) 和轴力图如图-21所示。(a) D max,k在B柱时的轴力(KN)(b) Dk作用在B柱时的弯距和柱底剪力图-21 BC跨有吊车Dnax.k作用在C

39、柱时排架内力图(5)、Tmax作用于AB跨，即AB跨有吊车吊车水平荷载Tmax,k的作用点距柱顶的距离y=3.5-0.9=2.6m ; y/Hu=0.743。因此排架柱顶不动 较支座的支座反力系数C4需用线形内插法确定。A C柱：入=0290; n= 0.104 ;当 y=0. 7 H u 时：C4=2-2.1 入 + 入 3 (0.243/n+0.1 ) /21+ 入3 (1/n-1 ) =0.698当 y=0. 8 H u时：C4=2-2.4 入 + 入 3 (0.112/n+0.1 ) /21+ 入 3 (1/n-1 ) =0.654所以当 y=0. 743Hu时:0=0.582+ (0

40、.743-0.7 ) (0.532-0.582 ) (0.8-0.7 ) =0.607B柱：入=0.290 ; n= 0.1998C4=2-2.1 入 + 入 3 (0.234/n+0.1 ) /21+ 入3 (1/n-1 ) =0.679当 y=0. 8 H u时：C4=2-2.4 入 + 入3 (0.112/n+0.1 ) /21+ 入3 (1/n-1 ) =0.689所以当 y=0. 743Hu时:0=0.689+ (0.743-0.7 ) (0.646-0.689 ) (0.8-0.7 ) =0.670柱顶不动较支座反力的计算：A柱：R=R= C4Tmax,k=0.679*12.97=

41、8.81KN ()B柱：R=R= C4Tmax,k=0.670*12.97=8.69KN()C柱：R=0所以：假设的柱顶不动较支座的支座反力之和：R= R+R+R=17.5KN ()所以：各柱顶的实际剪力为：VA=R-q aR=8.86 -0.2798*17.5= 3.194KN()Vb=R-q bR=8.69-0.440*17.5=0.99KN ()VC=R-q cR=-0.440*17.5=-4.897KN ()10.1764-10.176417.1395V=4.897Vi0各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴如图所示，柱的轴力为零5、风载下的排架内

42、力(1)、左风情况：各柱顶不动较支座反力的计算在均布风荷载作用下，图-16A柱：入=0.290; n= 0.104 ;C5=31+入4 (1/n-1 ) /81+ 入 3 (1/n-1 ) =0.3745 R= -C 5qH=-0.3745*2.667*12.05=-12.0369(C 柱：入=H/H=0.290 ; n=Iu/I i =0.104; C5=0.3745R = -C 5qH=-0.3745*1.333*12.05= -6.0155KN(所以：假设的柱顶不动较支座的支座反力之和：R= R+RB+R=-18.0254KN ()所以：各柱顶的实际剪力为：V A=R-4 aR+4 aF

43、w=1.4837KN ()V b=RB- t bR+t bFw =-21.26KN ()V =R-4 cR+4 cFw =7.5051KN ()Vi Fw各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴力图 如图-23所示，柱的轴力为零。2.右风情况：其计算简图如图-所示。由于对称性，右风作用时的内力图如图所示。系数，风荷载:0.6 。6,其母-27。受海青陆R风°,屋面活荷载：不上人0,上人:六、最不利内力组合1、荷载组 合系数关于 荷载组和0.4 ,吊车:四台吊车的转换系数为0.8/0.9 2、控制截面上柱底I-I、下柱顶II-II 、下柱底III-I

44、II 。每一个控制截面均进行基本组合，用于柱配筋 计算和基础设计；标准组合：用于柱裂缝宽度验算和地基承载力设计。由于地质条件较好，本题不进行地基变形验算，否则还应增加 III-III截面的准永久组合。基本组合采用的荷载组合方式用规范给出的简化组合方式，即：(1)恒荷载+0.9 (任意两个或者两个以上活荷载之和)(2)包载+任意活载标准组合，也可采用上述的基本组合规则，但荷载的分项系数均为1.0。Mmax及相应的N、V最不利内力:Mmax及相应的N、VNmax及相应的M、VNmin及相应的M、V3、内力组合表分别对A、B柱，绘制内力组合表。由附表给出。七、柱的设计（一）A、 C 柱截面设计砼：强

45、度等级C25（ f c =11.9N/MM2,f t=1.27N/MM2） , B =0.55上柱：Nbbh0bfc 1 0.55 500 465 11.9=1521.71KN下柱：0h00.55* 1265 695.75 在腹板范围内上柱高3.5m,下柱高8.55m,总高12.05m ,柱截面尺寸见表，确定柱的计算长度。排架方向：当考虑吊车荷载时上柱： lu 2.0HU 2.0 3.5 7.0m下柱： l l 1.0H L 8.55m当不考虑吊车荷载时上柱 lu 2.0HU 2.0 3.5 7.0m下柱： ll 1.25H L 1.25 12.05 15.12m垂直于排架方向：（按无柱间支撑

46、）当考虑吊车荷载时上柱： lu 1.5HU 1.5 3.5 5.25m下柱ll 1.0HL 8.55m当不考虑吊车荷载时上柱：下柱ll 1.5Hu5.25m下柱： ll 1.2H1.2 12.05 14.46m该厂房工作环境属一类环境，预制构件砼保护层。按规范要求，取 25 mm， 则s = s=35mm.本设计采用对称配筋，选取内力时，只考虑弯矩绝对值。经分析，对基本组合所选择的不利内力见表。截面MN是否为吊车荷载初步判别大小偏心122.9423.99是大偏压X-615384.30是大偏压XI-I122.39424.99是大偏压V66.49384.31否大偏压X-4.75384.31是大偏压

47、X17.51476.44是大偏压V-9.08838.97是小偏压XII-II-217.46573.31是大偏压V-27.35878.66是大偏压-131.57452.19是大偏压-84.87939.57是大偏压517.66901.11否大偏压-389.5647.54是大偏压III-III521.25-975.99是大偏压527.98498.99是大偏压25.981001.64是小偏压取舍原则对大偏压：M相等或接近时，取N小者；N相等或接近时，取M大者;对小偏压：M相等或接近时，取N大者;N相等或接近时，取M大者;上柱配筋计算：假设为大偏压 上柱截面选定 As, As分别为3 20, As As

48、 941mm2按最小配筋率：As As 0.002* 250000 500mm2另外(As As)/A 18820.008 0.005，250000垂直于排架方向承载力验算(按轴心受压验算)I。 5.25mlo 5.25b 0.5,查表得, 10.50.97Nu 0.9 (fcAcfy As ) 0.9*(11.9*(250000 941* 2) 300* 941* 2) 3070.5KN N 所以垂直于排架方向承载力满足要求。下柱截面的配筋计算选III-III 截面：先按大偏压计算： 则可按大偏压计算 垂直于排架方向承载力，按轴心受压构件计算查表可得，0.655765.27 KN下柱再计算N

49、u 0.9* 0.65(11.9* (220000 1265* 2) 300* 1265* 2) 1690KN满足要求 个小偏心受压的情况先按大偏压计算：应按大偏压计算，属于大偏心受压情况，其他各不利内力的配筋计算从略。最终确定上柱的受力钢筋为：3 20 ,下柱两边的受力钢筋为4 200下柱截面的配筋计算选III-III截面：M 510.34KN M ,N=1010.55KN LOX =1.0 H L =7.85m, loy=1.0 H L =7.85me0 =M/N=510.34/1010.55=0.505mea 取 ho/30 和 20mn 的大值，故取 h0/30=33.3mmei =e

50、0 + ea =505+33.3=583.3mm考虑挠度的二阶效应对偏心矩的影响 31=0.5 fcA/N=0.5*11.9*167500/1015.55*10 =0.986L0/h=7.85/1=7.85<15 ,2=11/2=1+1 （l0/h） 2 i 2=1.08 1400 亘h。（二）、柱裂缝宽度验算在柱的标注组合中，-（上柱 下柱）需要进行跨度裂缝验算的不利内力，见表5裂缝宽度验算的不利内力表 表5MN偏心距M/N1191.74348.604263.1890.2320.25284.932233384.47415.82924.6现在以M 384.47KN M , N 415.8

51、2KN.的情况来验算最大裂缝宽度构件力特征系数cr21，ES 2 105Nmm2，deq 20mmc 25mm 最外层受拉钢筋外边缘至受拉底边的距离牛腿几何尺寸（三）、牛腿设计1、几何尺寸，如图所示2、牛腿配筋计算由于Fvs 0,故牛腿纵向配筋按构造计算，取4 12,箍筋8100.a 0,固不设弯筋。3、吊车梁下局部受压验算4、柱的外观尺寸插入杯口的深度，按表取900mm,按钢筋锚固la 33.07 12 727.54mm假定柱长 12.05 0.9 12.95m.故柱插入杯口的长度取900mm满足要求（四）、柱吊装的验算柱的自重: 上柱：g1 0.25 25 6.25KN m牛腿部分：g1

52、0.5 1.4 25 17.5KN/下部工字形部分：gi 0.22 25 5.5 KN m下部矩形部分：gi 0.5 1.3 25 16.25 KN/采用吊点起吊没，绑扎点在牛腿根部，采用翻身起吊，计算见图如图所示何在计算所需乘以动力系数1.5,则下柱截面配筋为4 20,界面高度为1300mm,所以下柱吊装验算也满足要求。裂缝宽度验算：变截面处其他截面验算从略（五）、柱下基础设计以A柱基础为例基础形式采用柱下独立基础形式，基础下采用垫层C10混凝土。预制柱和基础之间采用C30细石混凝土填充。基础设计的内容包括：按地基承载力确定基础地面尺寸，按基础抗冲切和抗剪承载力要求确定基 础高度，由于该单层

53、厂房地基条件和荷载条件，满足地基基础设计规范关于不尽心地基变形验算的条件，因此，本设计部进行地基变形验算。1、按构造要求确定基础高度尺寸。（见图） 前面确定了预制柱插入基础的深度为h1900mm,柱底留50mm的间隙用C30细凝土填充，。根据表基础杯底厚度a1 200mm ,杯壁厚度t 3600mm （满足基支撑宽度要求）。则基础的高度为：h h1 a150900 200 50 1150mm o假定的基础高度1000mm略有误差，可以满足的要求。杯壁高度h2按台阶下面的基础抗冲件确定，应尽量使得h2大一些以减少混凝土量。基础地面尺寸按地基基础承载力条件确 不要选择过大，基础的构造如图所示。2、柱底截面不利内力选择石混础梁前面 设计 切条的用 定。0.000.15M-1.950基础构造图753001 1 1.1 I ll.t Mt 1 1a、进行基础设计时候选用以下三组按荷载标准组合确定的最不利贝利。(1) M 371.7 KN/m，N 703