单层厂房排架结构设计实例

1、3.9单层厂房排架结构设计实例A Design of Example for Mill Bents of One-story IndustrialWorkshops3.9.1 设计资料及要求3.1 .工程概况某机修车间为单跨厂房，跨度为24m,柱距均为车各2台，吊车工作级别为 A5级，轨顶标高不小于 240mm厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度为 及剖面分别如图3-76和图3-77所示。6m,车间总长度为 66nl每跨设有起重量为 20/5t吊9.60m。厂房无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为6m,室内外高差为l50mm,素混凝土地面。建筑平面7 H « W 11126D0011r

2、 11:碉W:_;6000，i: 160004财1t:2：01:联 , -,IR1 11:双1t- -16D9D卜iq卜. iSOCdIT：i111I i 111 r if/ 1111;1 1r1iI lwoo&加一，葭r 16709 W 1112图 3-76图 3-772 .结构设计原始资料厂房所在地点的基本风压为 0.35kN/m2,地面粗糙度为 B类；基本雪压为。.0.30kN/m2。风荷载 的组合值系数为0.6 ,其余可变荷载的组合值系数均为 0 7。土壤冻结深度为 0.3m,建筑场地为I级非自 重湿陷性黄土，地基承载力特征值为 l65kN/m :,地下水位于地面以下 7m,不

3、考虑抗震设防。3 .材料基础混凝土强度等级为 C20；柱混凝土强度等级为 C3Q纵向受力钢筋采用 HRB335级、HRB400a;箍 筋和分布钢筋采用 HPB235级。4 .设计要求分析厂房排架内力，并进行排架柱和基础的设计；3.9.2 构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在l5-36m之间，且柱顶标高大于8m,故采用钢筋混凝土排架结构。为了保证屋盖的整体性和刚度，屋盖采用无楝体系。由于厂房屋面采用卷材防水做法，故选用屋面坡度较小而经济指标较好 的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。普通钢筋混凝土吊车粱制作方便，当吊车起重量不大 时，有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车粱。厂房各

4、主要构件造型见表3-16。由设计资料可知，吊车轨顶标高为 9. 80m。对起重量为20/5t、工作级别为 A5的吊车，当厂房跨度为24m时，可求得吊车的跨度 Lk=24- 0. 75 X2=22. 5m,由附表4可查得吊车轨顶以上高度为2.3m;选定吊车梁的高度ht=1.20m,暂取轨道顶面至吊车梁顶面的距离ha=0.2m,则牛腿顶面标高可按下式计算：牛腿顶面标高二轨顶标高-hb- h =9.60-1.20-0.20=8.20mb a主要承嚏构件选型表表*1七构件名称1忸准图集选用型号1重力荷留尿群值屋立板04G 41gL IuiXGih前应力限斑_L屋面友YW1>211 1中间普YWH

5、2U 一端跖上1包括酒犍重天洵板04G4I0-1稹应力混拣I屋面板（卷材防水无沟板TGRfiS1型型里应力温酸十折组形尾架（带圉的YWJA-24 1A.106k茂图口, QSkN/ni2星M钢支探、吊车瞰钢筋混龊士吊车现吊车工作级别为。A7DL-9Z C中间阳DL 9H边监）3s. 5k、/艇根E道连接吊车杭道连接洋黑IL KJkN/ni里地桀晔：制1捌隔混art基觥WJL316. 7kN/«L由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为8.40m。实际轨顶标高=8.40+1.20+0.20=9. 80m>9. 60m考虑吊车行驶所需空隙尺寸 h7=220mm柱顶标高可按下式计算:柱顶

6、标高 冲腿顶面标高+ hb +吊车高度+ ha,=8. 40+1.20+0. 20+2. 30+0. 22=12.32m故柱顶(或屋架下弦底面)标高取为12. 30m。取室内地面至基础顶面的距离为0.5m,则计算简图中柱的总高度 H、下柱高度Hl和上柱高度H u分别为H =12.3+0. 5=12. 8mH l =8.4+0. 5=8.9mHu =12.8 8.9=3.9m根据柱的高度吊车起重量及工作级别等条件，可由表3-5并参考表3-7确定柱截面尺寸为 A、B轴上柱 口 b h 400mm 400mm下柱 bf h b hf 400mm 900mm 100mm 150mm3.9.3 定位轴线

7、横向定位轴线除端柱外，均通过柱截面几何中心。对起重量为20/5t、工作级别为 A5的吊车，由附表4可查得轨道中心至吊车端部距离Bi 260mm;吊车桥架外边缘至上柱内边缘的净空宽度，一般取B2 80mm。对边柱，取封闭式定位轴线，即纵向定位轴线与纵墙内皮重合，则B3 400mm,故B2 e B1 B3 750 260 400 90mm 80mm 亦符合要求。3.9.4 计算简图确定由于该机修车间厂房，工艺无特殊要求，且结构布置及荷载分布(除吊车荷载外)均匀，故可取一根 横向排架作为基本的计算单元，单元的宽度为两相邻柱间中心线之间的距离，即B 6.0m ,如图3-78(b)所示；计算简图如图 3

8、-78(a)所示。(a)图 3-783.9.5 荷载计算1 .永久荷载(1 )屋盖恒载为了简化计算，天沟板及相应构造层的恒载，取与一般屋面恒载相同。两毡三油防水层20mmB水泥砂浆找平层100mmi水泥蛭石保温层一毡两油隔气层20mmB水泥砂浆找平层预应力混凝土屋面板(包括灌缝)-20.35kN /m2_220 0.02 0.40kN/m25 0.1 0.50kN/m20.05kN /m20 0.02 0.40kN/m221.40kN /m20.05kN /m屋盖钢支撑23.15kN /m图3-79 a、b枉永久荷载作用位置相同屋架自重重力荷载为106kN/根，则作用于柱顶的屋盖结构自重标准值

9、为-24 106G1 3.15 6279.80kN22(2)吊车梁及轨道自重标准值G3 39.5 0.8 6 44.30kN(3)柱自重标准值A、B轴上柱 G4A G4B 4 3.9 15.60kN下柱 G5A G5B 4.69 8.9 41.74kN各项永久荷载作用位置如图3-79所示。2 .屋面可变荷载由荷载规范查得，屋面活荷载标准值为0.5kN/ m2,屋面雪荷载标准值为 0.25kN/ m2,由于后者小于前者，故仅按屋面均布活荷载计算。作用于柱顶的屋面活荷载标准值为Q1 0.5 6 24 36.00kN 2Qi的作用位置与 Gi作用位置相同，如图 3-79所示。3 .吊车荷载对起重量为

10、20/5t的吊车，查附表 4并将吊车的起重量、最大轮压和最小轮压进行单位换算，可得:Q 200kN,Pmax 215kN,Pmin 45kN,B 5.55m, K 4.40m,Q1 75kN3-80所示，据此可求得根据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线各轮压对应点的竖向坐标值，如图 吊车作用于柱上的吊车荷载。图 3-80(1)吊车竖向荷裁吊车竖向荷载标准值为D maxPmaxyi215 (1 0.808 0.267 0.075)462.25kNDminPminyi45 (1 0.808 0.267 0.075)96.75kN(2)吊车横向水下荷藏作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为_1一一

11、1T-(QQ1)-0.1 (200 75) 6.875kN44同时作用于吊车两端每排架柱上的吊车横向水平荷载标准值为Tmax Tyi 6.875 (1 0.808 0.267 0.075) 14.78kN4.风荷载风荷载标准值按式(312)计算，其中基本风压 00.35kN/mm2按B类地面粗糙度，根据厂房各部分标高(图377),由附表3-1可查得风压高度变化系数z为柱顶(标高 12.30m)z 1.064檐口(标高 14.60m)z 1.129屋顶(标高 16.00)z 1.170风荷载体型系数s如图3-81(a)所示，则由式(3-12)可求得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为1k z

12、S1 z 0 1.0 0.8 1.064 0.35 0.298kN/m222k z s2 z 0 1.0 0.4 1.064 0.35 0.149kN/m2则作用于排架计算简图(图3-81b)上的风荷载标准值为q1 0.298 6.0 1.79kN/mq20.1496.00.89kN/mFw (s1s2) zh ( s3s4)hz0B(0.80.5)1.129 2.3 ( 0.60.5)1.17 1.4 1.00.35 6.06.75kN- I-k- i->- a-a- 1-nr叶叶A'13A13(n)(b)图 3-813.9.6排架内力分析有关系数厂房为等高排架可用剪力分配法进

13、行排架内力分析。由于该厂房的A柱和B柱的柱高、截面尺寸等均相同，故这两柱的有关参数相同。1 .柱顶剪力分配系数柱顶位移系数和柱的剪力分配系数分别计算，结果见下表柱号n Iu/ILHu/HC0 3/13(1/n 1)H3/C°EIi1/ ii1/ iA B柱n 0.1090.305C02.43510 H3A B 0.210 10 10 BEAB 0.5由上表可知， A B 1.0。2 .单阶变截面柱柱顶反力系数由表3-9中给出的公式可分别计算不同荷载作用下单阶变截面柱的柱顶反力系数, 计算结果见表3-19。表 3-19简图柱顶反力系数A柱和B柱c2 I312(1 -)C1213(工 1

14、)n2.1433.内力正负号规定本例题中，排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定如图3-82所示，后面的各弯矩图和柱底剪力均未标出正负号，弯矩图画在受拉一侧，柱底剪力按实际方向标出。斗Mr图 3-823.9.7排架内力分析1.永久荷载作用下排架内力分析永久荷载作用下排架的计算简图如图3-83 (a)所示。图中的重力荷载 及力矩 根据图3-79确定，即G1 G1 279.80kNG2 G3 G4 44.30 15.60 59.90kNG3G5A41.74kNMi279.80 0.05 13.99kN mM2(GG4a)Q G3Q (279.80 15.60) 0.25 44.30 0.3 60.5

15、6kN m由于图3-83(a)所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按顶为不动钱支座计算内力。按照表3-19计算的柱顶反力系数，柱顶不动较支座反力R可根据表3-9所列的相应公式计算求得，即RaM11C1HM22 c3H13.99 2.143 60.56 1.10412.87.57kN()Ra7.57kN()求得柱顶反力 R后，可根据平衡条件求得柱各截面的弯矩和剪力。柱各截面的轴力为该截面以上重力3-83(b)、(c)。荷载之和。恒载作用下排架结构的弯矩图、轴力图和柱底剪力分别见图I-二I图 3-832.屋面可变荷载作用下排架内力分析排架计算简图如图3-84(a)所示。屋架传

16、至柱顶的集中荷载Q136kN，它在柱顶及变阶处引起的力矩分别为Mia 36.00 0.05 1.80kN m MibM2A 36.00 0.25 9.00kN m M2B按照表3-19计算的柱顶反力系数和表3-9所列的相应公式可求得柱顶不动较支座反力R即RaMiaCiM 2AC31.80 2.143 9.00 1.104 1.08kN()12.8RB 1.08kN()则排架柱顶不动较支座总反力为:R RA RB 1.08 1.08 0kN()3-84 (b)、(c)所示。排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图图 3-843 .屋面可变荷载作用下排架内力分析(1)Dmax作用于A柱计算简图如图3

17、-86(a)所示。其中吊车竖向荷载Dmax、Dmin在牛腿顶面处引起的力矩分别为:Ma Dmaxe3 462.25 0.3 138.68kN mM B Dmine3 96.75 0.3 29.03kN m按照表3-19计算的柱顶反力系数和表3-9所列的相应公式可求得柱顶不动较支座反力R分别为RAMAC3138.68 1.10411.96kN()H12.8MB29.03RBBC3 一 1.268 2.27kN()H12.8RRA RB 11.96 2.279.69kN()排架各柱顶剪力分别为VaRaaR 11.96 0.5 9.696.98kN()VbRabR 2.27 0.5 9.69 7.1

18、2kN()图 3-86排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图3-86 (b)、(c)所示。(2)Dmax作用于B柱同理，将作用于A柱情况的A、B柱内力对换，并改变内力符号可求得各柱的内力。(3)Tmax作用于AB跨柱当AB跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图3-90(a)所示。由表3-9 得，(3.91.2)/3.90.692则柱顶不动较支座反力Ra、Rb分别为RaT Cmax、7 514.780.5598.26kN()RbT Cmaxk-z514.780.5598.26kN()排架柱顶总反力RRaRb8.26 8.2616.52kN()各柱顶剪力分别为Va Ra aR8.26 0.51

19、6.52 0Vb Rb bR8.26 0.516.52 0排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图3-90 (b)所示。当Tmax方向相反时，弯矩图和剪力图只改变符号, 数值不变。J ； IJ Z I -一AqM,5 I的,5''|E一二 I I,A'A|4* d jM)H；图 3-904.风荷载作用下排架内力分析(1)左吹风时计算简图如图3-92 (a)所示。柱顶不动较支座反力Ra、Rb及总反力R分别为RAQ1HC111.79 12.8 0.3167.47kN()RBq2HC110.89 12.8 0.3263.71kN()R RA RB FW7.47 3.71 6.7517

20、.93kN()各柱顶剪力分别为VaRaaR7.47 0.5 17.93 1.50kN()VBRbBR3.71 0.5 17.93 5.26kN()排架内力图如图3-92 (b)所示。(2)右吹风时将图3-92(b)所示A、B柱内力图对换，并改变内力符号后即可。I1<AnI -y. I3-923.9.8 内力组合-m,如图(3-24) 进以A柱内力组合为例。控制截面分别取上柱底部截面i-i、牛腿顶截面n n和下柱底截面出3-53所示。表3-20为各种荷戴作用下A柱各控制截面的内力标准值汇总表。表中控制截面及正号内力方向如表3-20 中的例图所示。荷载效应的奉基本组合设计值按式行计算。在每种

21、荷载效应组合中，对矩形和i 形截面柱均应考虑以下四种组合，即(1) M max 及相应的N、 V(2) M max 及相应的N、 V ;(3) Nmax及相应的M、V ；(4) Nmin及相应的M、V。表 3-20控制 截回 及正 向内 力何载 类别永久何载效 应Sgk吊车竖向何载效应Sgk吊车水 平何载 效应Sqk风何载效应Sqk屋面可变荷 载效应SgkDmax作用在A柱Dmax作用在B柱Tmax作用在AB跨左风右风弯矩 图及1iO二心 C叫加(J 1l. ?柱底 截回 剪力r jiII -i k ' ''4-HJ fc 1_I Imi-1, LJ= Ir1唳.j j

22、 - r 1' l.'jr,1! . 1MJ1 . 1序号cD(D(5)I-IMK15.532.41-27.22-27.77019.46-27.28295.4036.0000000II-IMK-45.03-6.59111.461.26019.46-27.28I339.7036.00462.2596.75000MK22.353.0249.34-62.1+62.1165.83-140.24IIIIII381.4436.00462.2596.75000*7.571.08-6.98-7.128.2624.41-16.65由于本例不考虑抗震设防，对柱截面一般不需进行受剪承载力计算。故除下

23、柱底截面出-出外，其他截面的不利内力组合未给出所对应的剪力值。对柱进行裂缝宽度验算和基础地基承载力计算时，需采用荷载效应的标准组合和准永久组合的效应设 计值。表3-21和表3-22为A柱荷载效应的基本组合和标准组合。表 3-21截面内力组合mnmn基本组合(可变荷载控制)SdGj SGjkQiLiSQiKQi LiCiSQik 标准组合：SdSGjkSQikCi SQkj 1i 2j 1i 2+ Mnax及相应的 N,V-Mmax及相应的 N,VMax及相应的 M,VNmin及相应的N,VI-IM1.2 X + 1.4 X +1.4 X0.7 X48.24+1.4 X0.9 X+1 .4 X0

24、.7 X0.9 X + 0.6 X -66.381.2 X +1.4 X 0.9 X+ 1.4 X0.7 X 45.24+1.4 X0.9 X+1.4 X0.7X42.14N389.76295.40389.76295.40II-IIM+1.4 X0.9 X+1.4 X0.6 x 114.481.2 X+1.4 X0.9X+ 1.4 X0.7 X-94.871.2 X+ 1.4 X0.9 X + 1.4 X 0.7 X +0.6X (+)75.84+1.4 X0.9 X+1.4 X0.6X-80.26N922.14442.921025.36339.70III-IIIM1.2 X + 1.4 X

25、+1.4 X(0.7 X +0.7 X 0.9 x+0.7 X0.9 x)361.04+1.4 X+0.7 X0 .9 X (+)-293.851.2 X+ 1.4 X0.9 X+ 1.4 X0.7 X (+0.9 X )196.42 + 1.4 X + 1.4 X 0.7 X (+0.8 X +0.9 X )335.84N946.01466.771075.44779.12V34.34-24.469.9333.34M+0.7 *(+) X+0.7 X0.9275.57+0.7 X0.8 X +0.7X0.9 x-203.41+0.9 X +0.7 X+0.7 X 0.9 X + 0.6 X 2

26、19.29+(0.7 X+0.7 X0.9 X)273.46Nk730.2 0435.62822.67705.02Vk34.34-24.4621.1433.26表 3-22截面内力组合mn基本组合（永久荷载控制）SdGjSGjkQL1cjSQikj 1i 1+ Mnax及相应的N,V-Mmax及相应的 N,VMax及相应的M,VNmin及相应的N,VI-IM1.35 X +1.4 X ( 0.7 X +0.6 x )39.66+ 1.4 X(0.7 X0.8 X+0.7 X 0.9 X +0.6 x )-53.181.35 X + 1.4X(0.6 X+0.7X)39.66+ 1.4 X (0

27、.6 X+0.7X)34.23N434.07295.40434.07330.68II-IIM+ 1.4 x(0.7 X+0.6X)80.551.35 X +1.4 X (0.6 X+0.7 X )-80.401.35 X + 1.4 X 0.7 X0.9 X +0.7 X +0.6X (+)24.46+1.4 X0. 6X (+)-51.62N792.71493.88901.58339.70III-IIIM1.35 X + 1.4 X 0.7 X +0.7 X 0.8 X (+) +0.6 x274.46+1.4 X 0.6 X +0.7X0. 8X (+)-207.281.35 X + 1.

28、4X 0.7 X +0.7X0.9 X(+)147.69 + 1.4 X(0.7 X +0.7 X 0.8 X +0.6 x )203.29N912.63457.29957.93779.12V32.79-18.4712.4123.663.9.9 柱截面设计仍以A柱为例。混凝土强度等级为C30, fc 14.3N/mm2, ftk 2.01N/mm2 ；纵向钢筋采用HRB400a, ftk 2.01N/mm2,b 0.518。上、下柱均采用对称配筋。1 选取控制截面最不利内力对上柱，截面的有效高度取h0 400 45 355mm,则大偏心受压和小偏心受压界限破坏时对应的轴向压力为Nb1fcbh0

29、 b 1.0 14.3 400 355 0.518 1051.85kN当 N Nb 1051.85kN 时 , 为大偏心受压; 由表 3-21 表 3-23 可见 , 上柱 I I 截面共有8组不利内力。经ei 判别, 其中 8 组内力均为大偏心受压，对8 组大偏心受压内力，按照“弯矩相差不多时，轴力越小越不利；轴力相差不多时，弯矩越大越不利”的原则，可确定上柱的最不利内力为M 66.38kN m N 295.40kN对下柱，截面的有效高度取h0 900 45 855mm ，则大偏心受压和小偏心受压界限破坏时对应的轴向压力为Nb1fcbh0 b (bf' b)hf' 1.0 1

30、4.3 100 855 0.518 (400 100) 1501276.38kN当N Nb 1276.83kN，且弯矩较大时，为大偏心受压。由表3-21-表3-23可见，下柱H -n和出一出截面共有 16组不利内力。经用 ei判别，其中12组内力为大偏心受压，有4组内力为小偏心受压且均满足N Nb 1276.83kN ，故小偏心受压均为构造配筋。对12 组大偏心受压内力，采用与上柱 I-I 截面相同的分析方法，可确定下柱的最不力内力为M 361.04kN mM 263.86kN mN 946.01kNN 466.77kN2 上柱配筋计算由上述分析结果可知，上柱取下列最不利内力进行配筋计算：M

31、066.38kN m N 295.40kN由表 3-12 查得有吊车厂房排架方向上柱的计算长度为l0/b 4875/400 12.190.95eoM066.38 106295400224.71mm1.0 取 c L029540078001500 e h01500244.71 ( 4003551.36866.38 90.81kN me090.81 106G z_3295.4 103eih/2 as327.41 400/22954001 fcbh00.1451.0 14.3 400 355)220451.0 1.368327.41mm482.41mm2as/h0 90/3550.254故取x 2a

32、s进行计算ei h/2 as 327.41 400/2 45172.41mmAsAsNe295400 172.41fy(h0 as)360 (355 45)2456.36mm由于h/30=400/30=13.33mm,取附加偏心距ea 20mm，则ei e0 ea 224.71 20 244.71mm一一一一一 20.5 fcA0.514.3400“re3.873选（三级钢）咏入 763mm2）,则22As 763mm 人即 min bh 0.2% 400 400 320mm ,满足要求。Nu 0.9 (fcA fyAs) 0.9 0.95 (14.3 400 400 360 763 2)24

33、25.94kN Nmax 434.07kN满足弯矩作用平面外的承载力要求。3 .下柱配筋计算由分析结果可知，下柱取下列两组为最不利内力进行配筋计算:M0 361.04kN mM0 263.86kN mN 946.01kNN 466.77kN按 M0 361.04kN m, N 946.01kN计算由表 3-12 可查得下柱计算长度取l0 1.0Hl8.9m面尺寸100m bf 400mm, hf 150mm ,o361.04 106 381.65mm946010取附加偏心距ea 900/30mm 20mm，则eie0ea381.65 30 411.65mm0.5 fcAN0.5 14.3 10

34、0 900 2 (400 100) 1501.36 1 .09460101.01500 且 h。1 150018900 2()2 1.0 1.135411.65、900355SM 01.135361.04409.78kN409.78 106ea 3946.01 10330463.17mmei h/2 as463.17 900/2 45868.17mm946.01x 先假定中和轴位于翼缘内，a1 fcbf1.0 14.3 400165.39mmhf150mm受压区进入腹板内，则N1fc(bf b)hfx 1fcb946010 1.0 14.3 (400 100) 150211.55mm1.0 1

35、4.3 100xbh0 0.518 855442.89mm,为大偏心受压构件，则Ne 1 fcbx(h° X)hf1fc(bf b)hf(h02)fy(ho as)一一一 一 一 一一 一 211 55_ 一 一 _150946010 868.17 1.0 14.3 100 211.55 (255 2"-55) 1.0 14.3 (400 100) 150 (855)22360 (855 45)21867.12mm按 M0 263.85kN m, N 466.77kN 计算计算方法与上述相同，计算过程从略，计算结果为2AS AS 867.94mm综合上述计算结果，下柱截面选

36、用6 (三荻钢筋)20 ( As 1884mm),且满足最下配筋的要求,4即 A As,minmin A minbh (bf b)hf 2 0.2% 18 10360mm4 .柱的裂缝宽度验算按荷载准永久组合计算时，该单层厂房A柱的效应设计值较小，不起控制作用，因此可不对其进行 裂缝宽度验算。5 .柱箍筋配置非地震区单层厂房柱，其箍筋数量一般由构造要求控制，根据构造柱要求，上、下柱箍筋均选用8200。6 .牛腿设计3-94所示。其中牛腿截面宽根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸如图 度b 400mm,牛腿截面高度h 600mm, h0 555mm(l)牛腿截面高度验算作用于

37、牛腿顶面按荷载效应标准组合计算的竖向力为FvkDmax G3 462.2544.30 506.55kN牛腿顶面无水平荷载，即Fhk0;As图3-94牛腿尺寸简图对支承吊车梁的牛腿，裂缝控制系数150 20130mm（1 0.5员） Fvk 0.5 h。故牛腿截面高度满足要求。(2)牛腿配筋计算由于a 150 200.652.010.65. ftk2.01N/mm2由式(3-27)得400 555 580.09kN F0.5vk130mm 0,因而该牛腿可按构造要求配筋。根据构造要求,2minbh 0.002 400 600 480mm2AC2,实际选用41三级钢)加4 ( A 616mm )。

38、水平箍筋选8100。7 .柱的吊装验算采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊。由表 3-13可得柱插入杯口深度为h1 0.9 900 810mm，取h1 850mm，则柱吊装时总长度为3.9+8.9+0.85=13.65m,计算简图如图3-95所示。图3-95 柱吊装计算简图(1)荷载计算柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载，且应考虑动力系数1.5,即qiGqik 1.5 1.35 4.0 8.10kN/mq2Gq2k 1.5 1.35 (0.4 1.0 25) 20.25kN /mq3Gq3k1.5 1.35 4.69 9.50kN/m(2)内力计算在上述荷载作用下,柱各控制截

39、面的弯矩为M1128.10 3.9261.60kN m2M218.102(3.90.6)2一 一 一一2 一一(20.25 8.10) 0.684.20kN mMb由122q3l3m2Ra1q3l32M2l39.50 9.1584.2034.26kN9.15M3RAx12二 q3x2dM3 令dxRa q3x0,得x Ra/Q3 34.26/9.50 3.61m则下柱段最大弯矩M3为1M3 34.26 3.61 9.502_ _ 2-3.612 61.78kN m承载力和裂缝宽度验算2上柱配筋为As As 763mm (3三级钢18),其受弯承载力按下式进行验算:Mu fyAs(h0 as)

40、360 763 (355 45) 85.15 106N mm85.15kN m0M 11.0 61.6061.60kN m裂缝宽度验算如下:Mk61.60/1.35 45.63kN mteskAsAte满足要求。Mk45.63 1060.87h0 As7630.87 355 7632193.63N/mm20.5 400 4001.1 0.65ft-te skmax cr1.9 0.430.164 mm2下柱配筋As As 1884mm (60.009540.01,取te0.011.125skEs0.652.010.01 193.638 33mmdeq(1.9cs 0.08q) te193.63

41、2 105 max 钢20),0.43(1.9 330.2mm0.0818 0.01)其受弯承载力按下式进行计算：MufyAs(h0as)360 1884 (855 45) 549.37 106 N mm549.37kN m0Ml 1.0 84.20kN m 84.20kN m裂缝宽度验算如下:Mk84.20/1.35 62.37kN mskteAsAteMk62.37 10644.51N / mm20.87h0 As18840.5 181.1 0.65ftkteskmax1.90.87 855 18841041.1cr0.20.0209 0.01,取0.652.010.0209 44.51s

42、kdeq(1.9cs 0.08q) te44.512 105(1.9 330.011mmmax0.2mmte 0.010.300.2,取0.20.08180.0209满足要求。3.9.10基础设计建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)规定，对6m柱距单层排架结构单跨厂房，当地基承载力特征值为160kN/mm2 fak 200kN / mm2,厂房跨度l 30m,吊车额定起重量不超过 30t,以及设计等级为丙级时，设计时可不做地基变形验算。本例符合上述条件， 故不需进行地基变形验算。下面以A柱为例进行该柱的基础设计。基础材料：混凝土强度等级取C25, fc 11.9N/mm2, ft

43、 1.27N/mm2 ；钢筋采用2HR335, fy 300N / mm2 ；基础垫层采用 C10素混凝土。1.基础设计时不利内力的选取作用于基础顶面上的荷载包括柱底(出一出截面)传给基础的M、N、V以及围护墙自重重力荷载两部分。按照建筑地基基础设计规范> (GB50007-2011)的规定，基础的地基承载力验算取用荷载效应标准组合，基础的受冲切承载力验算和底板配筋计算取用荷载效应基本组台。由于围护墙自重重力荷 载大小、方向和作用位置均不变，故基础最不利内力主要取决于柱底(出一出截面)的不利内力，应选 取轴力为最大的不利内力组合以及正负弯矩为最大的不利内力组合。经对表3-20-表3-22

44、中的柱底截组别荷载标准组合的效应设计值荷载基本组合的效应设计值Mk(kN m)Nk(kN)Vk(kN)M (kN m)N(kN)Vk(kN)A组275.75730.2234.34361.04946.0134.34第二组-203.44435.62-24.46-263.85466.77-24.46第三组219.29822.6721.14196.421075.449.93面不利内力进行分析可知，基础设计时的不利内力如表3-23。表 3-232.围护墙自重重力荷载计算如图3-97所示,每个基础承受的围护墙总宽度为6m,总高度为14.65m,墙体为32240mnS烧结普通黏土砖砌筑，重度为19kN /m

45、 ；钢框玻璃窗自重，按0.45kN / m计算，每根基础梁自重为16kN ,则每个基础承受的由墙体传来的重力荷载标准值为基础梁自重16.70kN墙体自重19 0.24 6 14.65 (4.8 1.8) 3.6 292.48kN钢窗自重0.45 3.6 (4.8 1.8) 10.69kNNwk 319.87kNm季一图3-9围护墙对基础产生的偏心距为ew 120 450 570 mm3.基础地面尺寸及地基承载力验算(l)基础高度和埋置深度确定3-13 可由构造要求可知，基础高度为h h1 a1 50mm,其中h1为柱插入杯口深度，由表知，h1 0.9h 0.9 900 810 800mm，取几

46、850mm； a1为杯底厚度，由表3-14可知 a1 200mm ,取a1 250mm ；故基础高度为h 850 250 50 1150mm因基础顶面标高为0.50m,室内外高差为150mm,则基础埋置深度为d 1150 500 150 1500mm(2) 基础底面尺寸拟定基础底面面积按地基承载力计算确定，并取用荷载效应标准组合。由建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)可查得 d 1.0 , b 0 (黏性土)，取基础底面以上土及3基础的平均重度为 m 20kN /m ,则深度修正后的地基承载力特征值fa按下式计算:fafakd m(d 0.5) 165 1.0 20 (1.5 0

47、.5) 185kN/m2由式(3-31)按轴心受压估算基础底面尺寸，取Nk Nk Nwk 822.67 319.87 1142.54kNkk ,maxwkNkfamd1142.54185 20 1.527.37m2考虑到偏心的影响，将基础的底面尺寸再增加30%取A l b 2.7 3.6 9.72m2基础底面的弹性抵抗矩为1 2123W -lb 2.7 3.65.83m66（3）地基承载力验算基础自重和土重为（基础及其上填土的平均自重取m 20kN/m3）319.87 1341.68kN mMbk Mk Vkh Nwkew 275.57 34.341.15 319.870.57 132.74k

48、N mGkmdA 20 1.5 9.72 291.60kN由表3-23可知，选取以下三组不利内力进行基础底面积计算：Mk275.57kN mMk203.44kN mMk219.29kN mkkkNk730.22kNNk435.62kNNk822.67kNkkkVk 34.34kNVk 24.46kNVk 21.14kN先按第一组不利内力计算，基础底面相应于荷载效应标准组合时的竖向压力值和力矩 值分别为（图3-98a）Nbk Nk Gk Nwk 730.22 291.60由式（3-32）可得基础底面边缘的压力为Pk,max n MN bk M bkpk,min A W134.169 132.749.725.83138.03 22.772155.51kN/m2115.26kN / m2由式（3-35a）和式（3-35b）进行地基承载力验算pk,maxpk,min155.5