房屋建筑工程毕业设计

PAGE本科生毕业论文（设计）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料等均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业论文作者（签字）：签字日期：年月日

摘要房屋建筑工程毕业设计一般包括建筑设计、结构设计和施工组织设计三个部分。本工程为黄山市金泰机械制造厂金工装配车间，该车间为三跨不等高单层工业厂房。按功能要求，该厂房两边跨为机械加工工段，跨度18m，轨顶标高9m，柱距6m，各有15/3t中级工作制吊车两台；中跨为机械装配工段，跨度24m，轨顶标高12m，有30/5t中级工作制吊车两台，车间总长为96m。本工程总建筑面积为5918㎡，防火等级为二级，抗震设防烈度为5度。本工程结构设计采用单层装配式排架结构，结构计算按横向排架承重分析。排架柱内力计算考虑以下四种荷载作用：竖向恒载作用下的内力，竖向屋面活荷载作用下的内力，吊车荷载作用下的内力及风荷载作用下的内力。排架柱内力组合考虑以下四种情况：及相应的、，及相应的、，及相应的、及及相应的、。对于该单层工业厂房可不进行抗震设计，但须采用构造抗震措施。对于装配式厂房，多数构件需预制，对施工场地平面布置要求严格。本工程将三跨厂房分为三个施工段进行流水施工，对各工种之间的配合要求较高。构件吊装方法中：柱的吊装采用旋转法；屋架吊装采用正向扶直，并用悬吊法吊装。关键词：单层工业厂房荷载计算内力分析计算配筋施工组织

ABSTRACTGraduationProjecthousingprojectsgenerallyincludearchitecturaldesign,structuraldesignandconstructionorganizationdesigninthreeparts.Huangshan,theprojectgrouptoworkDajianmetalworkingassemblyshop,theshopisnothighforthethree-spansingle-storeyindustrialbuild-ings.Accordingtofunctionalrequirements,theplantformachiningonbothsidesofcross-section,spanof18m,thetoprailheight9m,columnspacing6m,each15/3ttwomid-levelworkcranesystem;mechanicalassemblyincross-section,spanof24m,thetoprailelevation12m,thereareintermediate30/5ttwoworkingcranes,workshoptotallengthof96m.Thetotalconstructionareaof5918㎡,fireratingof2,fightforthe6degreeofintensitymaximumsecurity.Thedesignofengineeringstructuresfabricatedusingsingle-framestructure,thestructureofthecalculationaccordingtoanalysisofthehorizontalload-bearingframe.Calculationofcolumninternalforcesbenttoconsiderthefollowingfourtypesofloads:theroleoftheverticaldeadloadoftheinternalforce,verticalroofliveloadoftheinternalforce,cranesloadandwindloadoftheinternalforcesoftheinternalforceunder.Combinationofcolumninternalforcesbenttoconsiderthefollowingfourcases:andthecorresponding,,andthecorresponding,,andthecorresponding,andthecorresponding,.Forthesingle-storeyindustrialbuildingsforseismicdesignfromtimetotime,subjecttotheuseofstructuralseismicmeasures.Theassemblyplant,themajorityofcomponentstobeprefabricatedontheconstructionsitedemandinglayout.Theprojectplantwillbethreecross-sectionisdividedintothreewaterworksconstruction,theco-ordinationamongthevarioustypesofjobsrequireahigher.Componentliftingmethods:theuseofrotatingliftingcolumnmethod;holdstraightbeingusedhoistingrooftrusses,andhoistingsuspension.Keywords：Single-storeyindustrialbuildingLoadcalculationInternalforceanalysisCalculationofreinforcedConstructionOrganization

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章 建筑设计 1第一节 工程概况 1第二节建筑设计说明 1第三节 建筑细部具体构造做法 4第二章 结构设计 6第一节 计算简图及柱的计算参数 6第二节 荷载计算 7第三节 内力分析 11第四节 内力组合 41第五节 柱的设计 46第六节 基础设计 63第三章 施工组织设计 70第一节 编制说明 70第二节 工程概况及特点 70第三节 施工准备 71第四节 主要施工方法 72第五节 施工总平面布置 79第六节 施工进度计划 80结束语 81致谢 82参考文献 83中国地质大学（武汉）建筑工程毕业设计PAGE88第一章 建筑设计第一节 工程概况1.黄山市金泰机械制造厂金工装配车间为三跨不等高单层工业厂房。边度为机械加工工段，跨度18m，轨顶标高9m，有15/3t中级工作制吊车2台；中跨为装配工段，跨度24m，轨顶标高12m，有30/5t中级工作制吊车2台；柱距6m，车间总长度96m。2.建筑地点为黄山市郊：场地地面下0.8m为回填土，填土下层3.6m为粉质粘土，地基承载力260kN/㎡，地下水位在地面下5.0m，抗震烈度5度，非抗震结构设计；基本风压＝0.3kN/㎡，基本雪压＝0.4kN/㎡。3.屋面采用卷材保温屋面作法，中跨设轻型钢天窗；围护墙为240mm厚双面清水墙，采用MU10机砖、M5混合砂浆砌筑；采用钢门窗，窗宽为3600mm；设有柱间支撑和屋架支撑；室内外高差为150mm，采用素混凝土地面；选用钢筋混凝土杯口基础，基础顶面标高-0.5m。第二节建筑设计说明1.2.1结构构件选型钢筋混凝土单层厂房多采用排架结构，为了保证屋盖体系的整体性和刚度，屋盖采用无檩体系。该车间厂房采用卷材防水屋面，因而采用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力折线形屋架。普通钢筋混凝土吊车梁制作方便，当吊车吨位不大时，有较好的经济指标，故选用普通混凝土吊车梁。该厂房各主要承重构件选型见表1-1。表1-1主要承重构件选型构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板04G410-11.5m×6m预应力混凝土屋面板YWB-2Ⅱ(中间跨)YWB-2Ⅱs(端跨)1.4kN/㎡(包括灌缝重)天沟板04G410-31.5m×6m预应力混凝土屋面板（卷材防水天沟板）TGB68-11.91kN/㎡屋架04G415-1预应力混凝土折线形屋架YWJ18-2Aa边跨YWJ24-2Ac中跨66kN/榀、106kN/榀0.05kN/㎡（屋架钢支撑）吊车梁95G425先张法预应力Y-XDL-11Z(中跨)Y-XDL-7B（边跨）45kN/根轨道连接G325吊车轨道连接详图——0.8kN/m基础梁G320钢筋混凝土基础梁JL-316.7kN/m天窗架05G516轻型钢天窗架GCJ9-11GCJ9B-11(端架)0.63kN/㎡1.2.2柱的尺寸1.对于边柱（A、F柱）由工艺要求，吊车轨顶标高为9.0m，吊车为15/3t，中级工作制，＝18－1.5＝16.5m。查标准图集课的轨顶至吊车顶的高度为2.05m；吊车梁高为1.2m，轨道高度为0.2m，则：牛腿顶面标高＝轨顶标高－吊车梁高－轨道高＝9.0－1.2－0.2＝7.6m由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为7.8m，则轨顶标高设计值为9.2m。柱顶标高＝牛腿顶面标高＋吊车梁高＋轨道高度＋吊车高度＋吊车顶至屋架下弦底面的尺寸＝7.8＋1.2＋0.2＋2.05＋0.3＝11.55m取11.60m故柱顶标高取为11.60m。由于室内地面至基础顶面的深度为0.5m，则：H＝11.6＋0.5＝12.1m，＝7.8＋0.5＝8.3m，＝12.1－8.3＝3.8m，则：取b＝400mm；取b＝800mm；故：上柱：矩400×400下柱：Ⅰ400×800×100×1502.对中柱（BC柱、DE柱）由工艺要求，吊车轨顶标高为12.0m，吊车为30/5t，中级工作制，＝24－1.5＝22.5，轨顶至吊车顶的高度为2.6m，则：牛腿顶面标高＝轨顶标高－吊车梁高－轨道高＝12.0－1.2－0.2＝10.6m考虑模数要求，故牛腿顶面标高取10.8m，则轨顶标高设计为12.2m。柱顶标高＝牛腿顶面标高＋吊车梁高＋轨道高＋吊车高＋吊车顶至屋架下弦底的尺寸＝10.8＋1.2＋0.2＋2.6＋0.4＝15.2m故柱顶标高为15.2m。假定室内地面至基础顶面的深度为0.5m，则：则：取b＝500mm；取h＝1200mm；故：上柱：矩500×600中柱：矩500×900下柱：Ⅰ500×1200×120×2003.抗风柱构造要求得，边跨抗风柱柱顶标高为13.95m，上柱高＝2.55m，下柱高＝11.9m，则：取b＝400mm取h＝600mm故边跨抗风柱：上柱：矩400×300下柱：矩400×600中跨抗风柱柱顶标高为17.95m，上柱高＝2.85m，下柱高＝15.5m，则：取b＝500mm取h＝700mm故中跨抗风柱：上柱：矩500×400下柱：矩500×7001.2.3定位轴线确定1.横向定位轴线横向定位轴线标定了纵向构件的标志端部，如：吊车梁、基础梁、屋面板、围护墙、纵向支撑等。确定横向定位轴线应主要考虑工艺的可行性、结构的合理性和构造的简单可行。（1）柱与横向定位轴线的关系柱的截面中心与横向定位轴线重合，而且屋架中心线也与横向定位轴线重合。但两顶的边柱分别向横向定位轴线内侧平移600mm。（2）山墙与横向定位轴线的关系本厂房设计的厂房均为非承重山墙，山墙内缘与横向定位轴线重合，端部柱截面中心线应自横向定位轴线向内移600mm。（3）横向变形缝、防震缝部位柱与横向定位轴线的关系横向变形缝处一般采用双柱处理，为保证缝宽的要求，此处设两条轴线，缝两侧柱截面中心均自定位轴线向两侧内移半个基础宽度。此处两条定位轴线之间的距离为插入距，由单层工业厂房变形缝要求设。2.纵向定位轴线纵向定位轴线标定横向构件屋架标志尺寸的端部位置，也是大型屋面板边缘的位置。纵向定位轴线的确定原则是结构合理、构件规格少、构造简单，还应保证吊车运行及检修的安全需要。（1）外墙、边柱与纵向定位轴线的关系本厂房采用封闭结合式定位轴线，即边柱外缘与纵向定位轴线相重合。边柱外缘与纵向定位轴线相重合。（2）中柱与纵向定位轴线的关系本厂房中柱为高低跨单柱，由于中跨吊车起重量较大（），其上柱外缘与纵向定位轴线不能重合，故中柱需设定两条定位轴线。高跨轴线与上柱外缘之间设联系尺寸，低跨定位轴线与高跨定位轴线之间设插入距，为简化屋面构造，其定位轴线应自上柱外缘、封墙内缘通过，故设插入距。1.2.4材料选用1.柱的材料混凝土：C25（=11.9，=1.27，=2.8×）纵筋：HRB335级钢筋（=300，=2×）箍筋：HPB235级钢筋（=210）2.基础混凝土：C25（=11.9，=1.27，=2.8×）钢筋：HRB335级钢筋（=300，=2×）1.2.51.勒脚勒脚是外墙与室外地面或散水接触部位墙体的加厚部分；勒脚的作用是防止地面水、屋檐滴下的雨水的侵蚀，从而保护墙面，保证室内干燥，提高建筑物的耐久性。勒脚的高度一般为室内地坪与室外地坪的高差，本厂房设计勒脚高度为150mm。2.散水散水是与外墙勒脚垂直交接倾斜的室外地面部分，用以排除雨水，保护墙基免受雨水侵蚀。散水的宽度应根据土壤性质、气候条件、建筑物的高度和屋面排水形式确定，一般为600mm～1000mm。当屋面采用无组织排水时，散水宽度应大于檐口挑出长度200mm～300mm。为保证排水顺畅，一般散水的坡度为3%～5%左右，散水外缘高出室外地坪30mm～50mm。散水常用材料为混凝土、水泥砂浆、卵石、块石等。本厂房散水宽度采用1000mm，坡度3%。3.屋面工程屋面工程应根据建筑物的性质、重要程度、使用功能要求，将建筑屋面防水等级分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级，防水层合理使用年限分别规定为25年、15年、10年、5年，并根据不同的防水等级规定防水层的材料选用及设防要求。

根据不同的屋面防水等级和防水层合理使用年限，分别选用高、中、低档防水材料，进行一道或多道设防，作为设计人员进行屋面工程设计时的依据。屋面防水层多道设防时，可采用同种卷材叠层或不同卷材复合，也可采用卷材、涂膜复合，刚性防水和卷材或涂膜复合等。所谓一道防水设防，是具有单独防水能力的一个防水层次。本厂房屋面防水等级为四级，采用两毡三油防水层。构造做法见第三节。4.门窗工程本厂房所有门窗均采用钢门窗。在生产加工门窗之前，应对门窗洞口进行实测；玻璃的物理性能、风压变形性能、雨水渗透性能、空气渗透性能和保温性能应符合现行的等级要求。玻璃幕墙在钢筋混凝土结构面上的铁件须预埋，不得后打，不可使用膨胀螺钉。第三节 建筑细部具体构造做法1.屋面做法选用刚性防水屋面第一层：20mm厚水泥砂浆找平层第二层：一毡两油隔气层第三层：100mm厚水泥蛭石保温层第四层：两毡三油防水层第五层：20mm厚水泥砂浆保护层2.内墙做法选用混合砂浆粉面15mm厚1：3水泥石灰砂浆打底；10mm厚1：2水泥石灰砂浆抹面；刷（喷）内墙涂料。3.外墙做法选用白水泥砂浆粉刷墙面10mm厚1：3水泥砂浆打底；8mm厚1：2.5水泥砂浆粉面。4.墙基防潮采用防水砂浆防潮层20mm厚1：2水泥砂浆掺5%避水浆，位置一般在-0.06标高处。5.地面做法选用水泥自流平地坪100mm厚碎石夯实；60mm厚C20混凝土；20mm厚自流平砂浆面层。第二章 结构设计第一节 计算简图及柱的计算参数该厂房为金工装配车间，工艺无特殊要求，结构布置及荷载分布（除吊车荷载外）均布，故可由厂房相邻柱距的中线截取图2-1所示为计算单元，计算单元宽度B＝6.0m，计算简图见图2-2。根据柱的截面尺寸，其计算参数见表2-1。表2-1柱的计算参数计算参数柱号截面尺寸面积惯性矩自重A柱F柱上柱矩400×4001.6×21.3×4下柱Ⅰ400×800×100×1501.775×143×4.44BC柱DE柱上柱矩500×6003×90×7.5中柱矩500×9004.5×304×11.25下柱Ⅰ500×1200×120×2003.055×572×7.64图2-1计算单元图2-2排架计算简图第二节 荷载计算2.2.1恒载1.屋盖自重两毡三油防水层0.35kN/m220mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4kN/m2100mm厚水泥蛭石保温层5×0.1=0.5kN/m2一毡两油隔气层0.05kN/m220mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4kN/m2预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）1.4kN/m2屋盖钢支撑0.05kN/m2屋面恒载3.15kN/m2为了简化计算，天沟板及相应的构造层的恒载，取与一般屋面恒载相同，屋架自重为66kN/榀（18m跨），106kN/榀（24m跨）.中跨有天窗，自重为0.63kN/m2，则作用于柱顶的屋盖结构自重设计值为：两边柱（A柱、F柱）：两中柱（BC柱、DE柱）：2.吊车梁及轨道自重设计值：3.柱自重设计：A柱、F柱上柱下柱BC柱、EF柱上柱中柱下柱2.2.2屋面活荷载由《荷载规范》查得，屋面均布活荷载标准值为0.7，雪荷载标准值为0.2，小于屋面活荷载，故仅按屋面活荷载计算。则作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：边柱：中柱：活荷载的作用位置与屋盖自重作用位置相同，见图2-3。则各项恒载和活荷载及其作用位置如下图2-3所示。图2-3柱上荷载作用位置2.2.3吊车荷载1.对15/3t的中级工作制吊车，查得吊车基本参数如下：,,，，根据B与K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的坐标值，如图2-4所示，依据该图可求得作用于柱上的吊车荷载。图2-4A柱吊车梁支座反力影响线吊车竖向荷载：吊车横向水平荷载：作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：则作用于排架柱上的吊车横向水平荷载为：2.对于30/5t的中级工作制吊车，查得吊车基本参数如下：=290，=70，B=6.15m，K=4.8m，g=117根据B与K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的坐标值，如图2-5所示，依据该图可求得作用于柱上的吊车荷载。图2-5BC柱吊车梁支座反力影响线吊车竖向荷载：吊车横向水平荷载：作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：则作用于排架柱上的吊车横向水平荷载为：2.2.4风荷载黄山地区基本风压为=0.30，按B类地面粗糙度，又《荷载规范》查得风压体型系数如下图2-6所示：图2-6风压体型系数1.边跨风压高度变化系数为：柱顶（H=11.6m）=1.045檐口（H=13.6m）=1.101屋顶（H=14.69m）=1.131则风荷载标准值为：则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为：2.中跨风压高度变化系数为：柱顶（H=15.2m）=1.144檐口（H=17.2m）=1.188屋顶（H=18.29m）=1.212天窗顶（H=21.39m）=1.274则风荷载标准值为：则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为：则风荷载作用下的计算简图如下图2-7所示：图2-7风荷载作用下的计算简图第三节 内力分析2.3.1计算排架柱刚度排架柱刚度计算简图如下图2-8所示：图2-8排架柱刚度计算简图上图中各柱柔度计算如下：1.如下图2-9所示，其中：，，，；则：图2-9A柱计算简图由于排架对称性，故：=2.如下图2-10所示，其中：,,,,,；则：图2-10BC柱计算简图由于排架对称性，故：3.如下图2-11所示，其中：，，；，,；图2-11BC柱计算简图则：由于排架对称，故：4.如下图2-12所示，其中：,,；则：由于排架对称性，故：图2-12BC柱计算简图则排架柱刚度计算如下：；2.3.2恒载作用下的排架内力分析1.各柱上恒载产生的集中力偶计算如下：A柱：BC柱：图2-13图2-14A柱、BC柱力偶计算2.排架水平杆件赘余力计算将上述集中力偶简化为下图2-15所示排架计算简图：图2-15恒载作用下排架计算简图上图中：,,,,,。水平杆件赘余力计算公式如下：；； 上列各式中排架柱位移求解如下：（1）如左图2-16所示，其中，，，；则：图2-16A柱计算简图由对称性得：；（2）如左图2-17所示，其中，，，；则：由对称性得：图2-17（3）如左图2-18所示，其中，，，，，；则：图2-18BC柱计算简图由对称性得：（4）如左图2-19所示，其中，，，，，；则：图2-19BC柱计算简图由对称性得：（5）如左图2-20所示，其中，，；则：图2-20BC柱计算简图由对称性得：（6）如左图2-21所示，其中，，，，，；则：图2-21BC柱计算简图由对称性得：（7）如左图2-22所示，其中，，；则：图2-22BC柱计算简图由对称性得：（8）如左图2-23所示，其中，，，；则：图2-23BC柱计算简图由对称性得：（9）如左图2-24所示，其中，，，则：图2-24BC柱计算简图由对称性得：（10）如左图2-25所示，其中，；则由对称性得：图2-25BC柱计算简图综合以上各柱位移，则水平杆件赘余力计算如下： 则排架水平杆件赘余力为：由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图见图2-26。(a)M图(b)N图(c)V图图2-26恒载作用下排架内力图2.3.3屋面活荷载作用下排架内力分析1.AB跨作用有屋面活荷载计算简图见图2-27。图2-27活荷载作用下排架计算简图;排架水平杆件赘余力计算公式如下：，，，，，；由2.3.2中已求得各值，则计算如下：，；由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图见图2-28。（a）M图(b)N图(c)V图图2-28AB跨活荷载作用下排架内力图2.CD跨作用有屋面活荷载计算简图如下图2-29所示。图2-29活荷载作用下排架计算简图排架水平杆件赘余力计算公式如下：，，，，，；由2.3.2中已求得各值，则计算如下：由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图如下图2-30所示。（a）M图（b）N图（c）V图图2-30CD跨活荷载作用下排架内力图3.EF跨作用有屋面活荷载由于三跨厂房对称性，EF跨作用有屋面活荷载的排架内力与AB跨作用有屋面活荷载的内力图关于计算简图中心对称。作内力图如图2-31所示。(a)M图（b）N图（c）V图图2-31EF跨活荷载作用下排架内力图2.3.4吊车竖向荷载作用下排架内力分析1.作用于A柱计算简图如下图2-32所示。图2-32吊车竖向荷载作用下排架计算简图排架水平杆件赘余力计算如下：由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图如下图2-33所示。（a）M图（b）N图（c）V图图2-33作用于A柱时排架内力图2.作用于BC柱左计算简图如下图2-34所示。图2-34吊车竖向荷载作用下排架计算简图排架水平杆件赘余力计算如下： 由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图如下图2-35所示。（a）M图（b）N图（c）V图图2-35作用于BC柱左时排架内力图3.作用于BC柱右计算简图如下图2-36所示。图2-36吊车竖向荷载作用下排架计算简图排架水平杆件赘余力计算如下：由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图如下图2-37所示。（a）M图]（b）N图（c）V图图2-37作用于BC柱右时排架内力图4.作用于DE柱左由于三跨排架对称，故作用于DE柱左与作用于BC柱右所产生的排架内力关于计算简图中心对称。作排架内力图如下图2-38所示。（a）M图（b）N图（c）V图图2-38作用于DE柱左时排架内力图5.作用于DE柱右由于三跨排架对称，故作用于DE柱右与作用于BC柱左所产生的排架内力关于计算简图中心对称。作排架内力图如下图2-39所示。（a）M图（b）N图（c）V图图2-39作用于DE柱左时排架内力图6.作用于F柱由于三跨排架对称，故作用于DE柱右与作用于BC柱左所产生的排架内力关于计算简图中心对称。作排架内力图如下图2-40所示。（a）M图（b）N图（c）V图图2-40作用于DE柱右时排架内力图2.3.5吊车横向水平荷载作用下排架内力分析1.作用于AB跨（=16.23）当AB跨作用有吊车横向水平荷载时，计算简图如图2-41所示。图2-41吊车横向水平荷载作用下排架计算简图水平杆件赘余力计算如下：水平力作用在柱上与吊车梁顶面平齐的截面处，其中，，，，。则：由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图如下图2-42所示。（a）M图（b）V图图2-42作用于AB跨时排架内力图 2.作用于CD跨（=28.83）当CD跨作用有吊车横向水平荷载时，计算简图如图2-43所示。图2-43吊车横向水平荷载作用下排架计算简图水平杆件赘余力计算公式如下：，，；其中柱位移计算如下：(1)、如下图2-44所示，其中，，，，，；图2-44BC柱计算简图则：（2）如下图2-45所示，其中，，，，，，；则：图2-45BC柱计算简图水平杆件赘余力计算如下：由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图如下图2-46所示。(a)M图（b）V图图2-46作用于CD跨时排架内力图3.作用于EF跨（=16.23）由于三跨排架对称性，故作用于EF跨与作用于AB跨所产生的排架内力图关于计算简图中心对称。则作内力图如下图2-47所示。（a）M图（b）V图图2-47作用于EF跨时排架内力图2.3.6风荷载作用下排架内力分析1.左风吹时排架受左风吹时计算简图如下图2-48所示。图2-48左风作用下排架计算简图将上图2-48计算简图分解为图2-49、2-50、2-51三个计算简图叠加，则：；；左图2-49中赘余力计算公式如下：图2-49风载作用下计算简图左图2-50中赘余力计算公式如下：图2-50风载作用下计算简图左图2-51中赘余力计算公式如下：图2-51风载作用下计算简图以上各式中位移求解如下：下图2-52中，，，，；则：图2-52A柱计算简图图2-53上图2-53中，，，，，，，，，，；则：由排架对称性得：则图2-50中： 则图2-51中：则图2-51中：则如计算简图2-48所示，受左风吹时排架水平杆件赘余力计算如下：由排架水平杆件赘余力可作出排架剪力、弯矩图，则排架内力图如下图2-54所示。（a）M图（b）V图图2-54左风作用下排架内力图2.右风吹时由于三跨排架对称性，故右风作用与左风作用时产生的排架内力关于计算简图中心对称，则作右风作用下排架内力图如图2-55所示。（a）M图（b）V图图2-55右风作用下排架内力图第四节 内力组合首先选取控制截面，对单阶柱，上柱控制截面为Ⅰ-Ⅰ截面，下柱为Ⅱ-Ⅱ及Ⅲ-Ⅲ截面； 对于二阶柱，其控制截面较多。见下图2-56为A柱、BC柱的控制截面示意图。图2-56A柱、BC柱的控制截面由偏心受压正截面的M-N相关曲线（承载力曲线）可知，对大偏心受压截面，当M不变，N越小或当N不变，M越大，则配筋量越多；对于小偏心受压截面，当M不变，N越大或当N不变，M越大，则配筋量越多。因此，对于矩形、Ⅰ形截面排架柱，为了求得其能承受最不利内力的最大配筋量，一般应考虑以下四种内力组合：①、及相应的、；②、及相应的、；③、及相应的、；④、及相应的、；对于有吊车厂房，以上四种内力组合分别由以下荷载组合确定：内力组合①和②由【恒载+0.85（风荷载+其他活荷载）】；内力组合③由【恒载+1.0（屋面荷载+吊车荷载）】；内力组合④由【恒载+风荷载】；取A柱、BC柱进行内力组合，由于三跨厂房对称性，故DE柱、F柱与之相同。则A柱内力组合见表2-2，BC柱内力组合见表2-3及表2-4。表2-2A柱内力组合表荷载类别恒载屋面活荷载吊车竖向荷载吊车横向水平荷载风荷载作用在AB跨作用在CD跨作用在EF跨在A柱在BC柱左在BC柱右在DE柱左在DE柱右在F柱作用在AB跨作用在CD跨作用在EF跨左风右风序号截面123456789101112131415Ⅰ-ⅠM3.911.270.43-1.05-71.21-30.7821.89-18.4710.26-3.27±25.02±9.42±3.72-18.77-0.74N258.952.900419.1788.91000000000Ⅱ-ⅡM-21.29-9.320.43-1.05138.3713.6821.89-18.4710.26-3.27±25.02±9.42±3.72-18.77-0.74N312.152.900419.1788.91000000000Ⅲ-ⅢM13.87-0.771.362.44-17.17-53.5869.7-58.8132.67-10.41±12.5±29.9±11.8645.6850.37N348.952.900419.1788.91000000000V-4.24-1.03-0.12-0.4218.748.1-5.764.86-2.72.37±4.52±2.48±0.98-16.4810.52内力组合+及相应的N、V-及相应的N、V及相应的M、V及相应的M、VⅠ-ⅠM1＋0.85×（2＋7＋9＋12＋15）39.71＋0.85×（4＋5＋8＋11＋14）-110.431.0×（2＋5＋8＋11）-109.521＋14-14.86N303.87615.19730.97258.9Ⅱ-ⅡM1＋0.85×（3＋5＋7＋11＋15）135.930.85×（2＋8＋10＋12＋14）-77.531.0×（2＋5＋7＋11）154.671＋14-40.06N668.39357.07784.17312.1Ⅲ-ⅢM1＋0.85×（4＋7＋9＋12＋15）171.280.85×（2＋6＋8＋12＋14）-68.791.0×（2＋5＋7＋12）93.641＋1564.24N348.9469.44820.97348.9V-4.958表2-3BC柱内力统计表荷载类型恒载屋面活荷载吊车竖向荷载吊车横向水平荷载风荷载作用在AB跨作用在CD跨作用在EF跨在A柱在BC柱左在BC柱右在DE柱左在DE柱右在F柱作用在AB跨作用在CD跨作用在EF跨左风右风序号截面123456789101112131415Ⅰ-ⅠM73.172.8413.072.84-5.8118.36-56.0-56.018.36-5.81±6.68±16.69±6.68-10.17-13.29N472.67070.56000000000000Ⅱ-ⅡM49.865.6915.555.69-11.6336.72-112.0-112.036.72-11.63±13.36±21.84±13.36-19.14-31.26N485.752.9270.56000000000000Ⅲ-ⅢM-59.82-18.1315.555.69-11.6336.72-112.0-112.036.72-11.63±13.36±21.84±13.36-19.14-31.26N729.4252.9270.56000000000000Ⅳ-ⅣM-54.48-17.6916.576.620.7851.36-141.49-141.4942.72-13.52±6.96±8.18±15.54-15.63-42.03N735.4252.9270.56000801.85193.160000000Ⅴ-ⅤM-14.61-17.6916.576.620.7851.36459.912.1742.72-13.52±6.96±8.18±15.54-15.63-42.03N788.5852.9270.56000801.85193.160000000Ⅵ-ⅥM5.42-16.0420.3710.147.31106.26349.29-66.5865.22-20.63±31.1±43.06±23.73-2.47-82.42N822.3352.9270.56088.91419.17801.85193.160000000Ⅶ-ⅦM-36.35-16.0420.3710.1-32.71-270.99349.29-66.5865.22-20.63±31.1±43.06±23.73-2.47-82.42N875.4952.9270.56088.91419.17801.85193.160000000Ⅷ-ⅧM19.05-11.4730.919.7296.02-119.143.27-283.89127.47-40.31±194.7±228.5±46.3933.96-194.2N938.952.9270.56088.91419.17801.85193.160000000V-6.75-0.55-1.27-1.16-15.51-18.336.8726.25-7.52.37±19.7±±2.73-4.3913.46表2-4BC柱内力组合表荷载类型恒载屋面活荷载吊车竖向荷载吊车横向水平荷载风荷载作用在AB跨作用在CD跨作用在EF跨在A柱在BC柱左在BC柱右在DE柱左在DE柱右在F柱作用在AB跨作用在CD跨作用在EF跨左风右风序号123456789101112131415组合+及相应的N、V-及相应的N、V及相应的M、V及相应的M、VⅠ-ⅠM1＋0.85×(3＋6＋9＋13＋12)112.441＋0.85×(5＋7＋12＋15)-47.911＋1.0×(3＋6＋9＋13)129.641＋1586.46N429.65472.2542.76369.67Ⅱ-ⅡM1＋0.85×(3＋6＋9＋13＋14)153.131＋0.85×(5＋7＋12＋15)-119.961＋1.0×(3＋6＋9＋13)152.211＋1430.72N545.68530.47556.26485.7Ⅲ-ⅢM1＋0.85×(3＋6＋9＋13＋14)10.911＋0.85×(2＋5＋7＋12＋15)-244.821＋1.0×(3＋5＋7＋12)-212.81＋15-91.08N789.4774.4799.98729.42Ⅳ-ⅣM1＋0.85×(3＋6＋9＋13＋14)38.631＋0.85×(2＋8＋10＋12＋15)-299.411＋1.0×(3＋7＋10＋12)-266.341＋15-96.51N795.4944.591607.83735.42Ⅴ-ⅤM1＋0.85×(3＋6＋7＋11＋14)426.671＋0.85×(2＋8＋10＋12＋15)-128.931＋1.0×(3＋6＋7＋11)504.551＋15-56.64N1530.13997.751660.99788.58Ⅵ-ⅥM1＋0.85×(3＋6＋7＋12＋14)444.451＋0.85×(2＋8＋10＋12＋15)-305.691＋1.0×(3＋6＋7＋12)524.41＋15-77.0N1920.171031.52113.91822.33Ⅶ-ⅦM1＋0.85×(3＋7＋9＋12＋14)367.81＋0.85×(2＋6＋8＋12＋15)-560.271＋1.0×(3＋6＋7＋12)105.381＋15-118.77N1617.041381.552167.07875.49Ⅷ-ⅧM1＋0.85×(3＋5＋9＋11＋14)429.631＋0.85×(2＋6＋8＋12＋15)-895.361＋1.0×(3＋6＋7＋12)-502.031＋15-175.12N1074.451504.362230.48938.9V-47.8841.2746.196.71第五节 柱的设计2.5.1选取控制截面最不利内力大偏心受压和小偏心受压界限破坏时的轴压力为：A柱：上柱：下柱：经比较，A柱的所有，所以A柱组合后的内力值均为大偏心受压。对于大偏心受压对称配筋的柱，在相差不多时，N越小越不利；N相差不多时，越大越不利。由此可以确定A柱最不利内力为：Ⅰ-Ⅰ：；Ⅱ-Ⅱ：BC柱：上柱：中柱：下柱：经比较，BC柱的所有N中只有2组内力组合，为小偏心受压，其他均为大偏心受压。对于大偏心受压对称配筋的柱，在相差不多时，N越小越不利；N相差不多时，越大越不利；对小偏心受压对称配筋的柱，在N相差不多时，越大越不利；在相差不多时，N越大越不利。由此可以确定BC柱的最不利内力为：Ⅳ-Ⅳ：；Ⅴ-Ⅴ：；Ⅷ-Ⅷ：；Ⅷ-Ⅷ：；2.5.2纵向受力钢筋的计算表2-5纵向受力钢筋计算表柱截面项目A柱B柱Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅣ-ⅣⅤ-ⅤⅧ-ⅧⅧ-Ⅷ/（）-110.43171.28-299.41504.55-895.36-502.03/615.19348.9944.591660.991504.362230.48180491317304595225202720304040200518337334635266.08.38.319＞5＞1510.4＞5＜1514.7＞5＜156.6＞5＜156.9＞5＜156.9＞5＜151.55＞1取1.03.03>1取1.01.89＞1取1.01.61＞1取1.01.21＞1取1.00.810.961.01.01.01.01.01.451.111.261.081.061.15450.0935.0684.6770.71233.1864.8129＞73＜取80159＞279＞382.1＞＞864.2994（4）762（3）1231（4）342（4）2510（5）60（6）实用钢筋/（）420125662018844251964425196462529456252945配筋率/%0.790.890.650.440.970.971.571.771.310.871.931.93注：（1）、，则：；（2）、Ⅰ形柱小偏心受压，求解如下：（3）、（4）、（5）、（6）、矩形截面：，（7）、T形截面：，2.5.3箍筋的计算A柱柱底剪力最大值仅10.22,取剪跨比，则：BC柱柱底剪力最大值为47.88，取剪跨比为，则：远远大于柱底剪力值（还未考虑轴向压力对斜截面受剪的有利影响），所以排架柱的箍筋按构造配置为，加密区取为，加密区范围（此处按抗震要求配置）。2.5.4平面外轴心受压承载力验算1.A柱上柱：，查表得大于A柱上所有轴力；下柱：，，查表得大于A柱下柱所有轴力；所以A柱在弯矩平面外受压承载力满足要求。2.BC柱上柱：，查表得大于BC柱上柱所有轴力；中柱：，查得大于BC柱中柱所有轴力；下柱：，查得大于BC柱下柱所有轴力；所以BC柱弯矩作用平面外轴心受压承载力满足要求。2.5.5牛腿的设计1.A柱根据牛腿的构造要求，初步确定牛腿的尺寸，如图2-57所示。其中：，，，，，牛腿截面尺寸的验算则：图2-57牛腿尺寸示意图 故牛腿截面高度满足要求。②牛腿顶面的局部受压验算取吊车梁的垫板尺寸为400340，则：故牛腿顶面的局部受压满足要求。③牛腿纵向受拉钢筋的计算因为，则：选取416（=804），取则：④牛腿的箍筋牛腿的水平箍筋选用，牛腿的范围内有箍筋的总截面面积为：故箍筋的设置满足构造要求；牛腿的，可不设弯起钢筋。2.BC柱根据牛腿的构造要求，初步确定BC柱上4个牛腿的尺寸。（1）承载中跨围护墙的牛腿设计该牛腿尺寸如左图2-58所示，其中：，，，，；牛腿顶面无水平力，即，图2-58牛腿尺寸示意图故牛腿截面高度满足要求。因为，取，则：选取414（）；则：牛腿的水平箍筋选用，牛腿的范围内有箍筋的总截面面积为：故箍筋的设置满足构造要求；牛腿的，可不设弯起钢筋。 （2）承载边跨屋架的牛腿设计该牛腿尺寸如左图2-59所示，其中：，，，，； 图2-59牛腿尺寸示意图则： 故牛腿截面高度满足要求。取屋架的点半尺寸为500120，则：故故牛腿顶面的局部受压满足要求。因为，取，则：选取414（）；则：牛腿的水平箍筋选用，牛腿的范围内有箍筋的总截面面积为：故箍筋的设置满足构造要求；牛腿的，可不设弯起钢筋。（3）承载边跨屋架的牛腿设计该牛腿尺寸如右图2-60所示，其中：，，，，；则：图2-60牛腿尺寸示意图故牛腿截面高度满足要求。取屋架的点半尺寸为500340，则：故故牛腿顶面的局部受压满足要求。因为，取，则：选取420（）；则：牛腿的水平箍筋选用，牛腿的范围内有箍筋的总截面面积为：故箍筋的设置满足构造要求；牛腿的，可不设弯起钢筋。（4）承载边跨屋架的牛腿设计该牛腿尺寸如右图2-61所示，其中：，，，，；图2-61牛腿尺寸示意图则：故牛腿截面高度满足要求。取屋架的点半尺寸为500340，则： 故故牛腿顶面的局部受压满足要求。因为，取，则：选取420（）；则：牛腿的水平箍筋选用，牛腿的范围内有箍筋的总截面面积为：故箍筋的设置满足构造要求；牛腿的，可不设弯起钢筋。2.5.6使用阶段柱的裂缝宽度的验算由《混凝土规范》知，排架柱的裂缝控制等级为三级，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度。各柱截面的时才须进行裂缝宽度验算，则可判断出A柱的Ⅲ-Ⅲ截面，BC柱的Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ截面须进行裂缝宽度验算。验算过程见表2-6，由表可知，使用阶段柱的裂缝宽度符合要求。表2-6柱裂缝宽度验算表截面项目A柱Ⅲ-Ⅲ截面BC柱Ⅲ-Ⅲ截面BC柱Ⅳ-Ⅳ截面/（）131.75-188.32-230.32/268.38595.69726.6149131631719＞1417.6＞1417.6＞141.141.1371.1379206196200.590063643243276.3131.3161.10.010.01310.0131-0.42＜0.2取0.20.430.550.037＜0.30.12＜0.30.20＜0.3注：（1）内力的标注值仅是取设计值除以1.3；（2）已知：，，，；2.5.7柱的吊装验算1.对A柱进行吊装验算采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，起吊时，混凝土达到设计强度的100%。计算简图如右图2-62所示。考虑动力系数，各段柱自重线荷载设计值为：上柱：牛腿：下柱：则：由，求得：图2-62A柱吊装示意图 又：，令则：下柱段最大弯矩发生在处，则：（1）上柱配筋验算上柱配筋：（420）受弯承载力验算裂缝宽度验算故上柱配筋满足要求。（2）下柱配筋验算下柱配筋：（620）受弯承载力验算裂缝宽度验算由表Ⅵ知，取故下柱配筋满足要求。2.对BC柱进行吊装验算采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，起吊时，混凝土达到设计强度的100%。计算简图如右图2-63所示。考虑动力系数，各段柱自重线荷载设计值为：弯矩计算如下：图2-62BC柱吊装示意图由：求得：又：；令：下柱最大弯矩发生在处则：（1）上柱配筋验算上柱配筋：（425）受弯承载力验算裂缝宽度验算由表Ⅵ知：故上柱配筋满足要求。（2）中柱配筋验算中柱配筋：（425）受弯承载力验算 裂缝宽度验算 故取故中柱配筋满足要求。（3）下柱配筋验算下柱配筋：（625）受弯承载力验算裂缝宽度验算取故下柱配筋满足要求。2.5.8抗风柱设计1.抗风柱配筋由于抗风柱只承受自重及外侧围护墙传递而来的风荷载，两者均较小，故抗风柱可按构造要求配筋，即：单侧配筋率，总配筋率。则抗风柱配筋如下：对边跨抗风柱：上柱：320（）上柱：520（）对中跨抗风柱：上柱：322（）上柱：522（）抗风柱箍筋采用，加密区采用。2.边跨抗风柱吊装验算采用翻身起吊，吊点设在变截面下部一米处，起吊时，混凝土达到设计强度的100%。计算简图如右图2-64所示。考虑动力系数，各段柱自重线荷载设计值为：上柱：下柱：图2-64抗风柱吊装示意图则：由，求得：又：，令则：下柱段最大弯矩发生在处，则：（1）上柱配筋验算上柱配筋：（320）受弯承载力验算裂缝宽度验算故取故上柱配筋满足要求。（2）下柱配筋验算下柱配筋：（520）受弯承载力验算裂缝宽度验算故下柱配筋满足要求。3.中跨抗风柱吊装验算同理对中跨抗风柱进行吊装验算，结果表明中跨抗风柱满足吊装过程中强度要求。第六节 基础设计基础混凝土采用:，；钢筋采用,；垫层采用素混凝土，厚100mm。2.6.1A柱基础设计由基础梁传至基础顶面的荷载计算：如右图2-65所示基础梁b×h=250mm×450mm；围护墙为240mm双面抹灰砖墙，墙上开有上下两层钢窗，上窗：，下窗：；钢窗自重取为0.45；双面抹灰砖墙自重为5.24；墙重：钢窗重：基础梁重：图2-65基础剖面图合计：则：基础梁传至基础顶面的荷载设计值为：基础顶面的最不利内力（设计值）有以下几组：Ⅰ：；Ⅱ：；Ⅲ：；基础受力情况见下图2-66。图2-66A柱基础受力图图2-67A柱基础