混凝土單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)

作用于上部柱中心線外側(cè)處。屋面活荷載《荷載規(guī)范》規(guī)定，屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，與屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值一樣大，但不得同時(shí)組合，故取其中任一項(xiàng)，此處按屋面均布活荷載計(jì)算。于是由屋蓋傳給排架柱的集中活荷載設(shè)計(jì)值作用于上部柱中心線外側(cè)處。柱和吊車梁等恒荷載上部柱自重標(biāo)準(zhǔn)值為，故作用在牛腿頂截面的上部柱恒荷載設(shè)計(jì)值下部柱自重標(biāo)準(zhǔn)值為，故作用在基礎(chǔ)頂截面的下部柱恒荷載設(shè)計(jì)值吊車梁自重標(biāo)準(zhǔn)值為，軌道連接自重標(biāo)準(zhǔn)值為，故作用在牛腿頂截面處的吊車梁和軌道連接的恒荷載設(shè)計(jì)值圖2-3示出了的作用位置。圖2-3設(shè)計(jì)單層工業(yè)廠房中各種恒荷載的作用位置吊車荷載吊車跨度查附錄12，并結(jié)合線性內(nèi)插法，得時(shí)的吊車最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，小車自重標(biāo)準(zhǔn)值以及吊車額定起重量相對(duì)應(yīng)的重力標(biāo)準(zhǔn)值：并查得吊車寬度B和輪距K：吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值、由圖2-4所示的吊車梁支座反力影響線知圖2-4設(shè)計(jì)單層工業(yè)廠房的吊車梁支座反力影響線吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)值由式（12-6）知假設(shè)吊鉤為軟鉤，則風(fēng)荷載作用在柱頂處的集中風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值這時(shí)風(fēng)荷載的高度變化系數(shù)按檐口離室外地坪的高度0.35+11.3+1.2=12.85m來(lái)計(jì)算。查表10-4，得離地面10m時(shí)，，離地面15m時(shí)，，用插入法，知由圖2-1知，沿排架柱高度作用的均布荷載設(shè)計(jì)值、這時(shí)風(fēng)壓高度變化系數(shù)按柱頂離室外地坪的高度0.35+11.3=11.65m來(lái)計(jì)算。五、內(nèi)力分析內(nèi)力分析時(shí)所取的荷載值都是設(shè)計(jì)值，故得到的內(nèi)力值都是內(nèi)力的設(shè)計(jì)值。屋蓋荷載作用下的內(nèi)力分析屋蓋集中恒荷載作用下的內(nèi)力分析柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力按，查附圖9-2，得柱頂彎矩作用下的系數(shù)，按公式計(jì)算：可見(jiàn)計(jì)算值與查附圖9-2所得的接近，取屋蓋集中活荷載作用下的內(nèi)力分析：在、分別作用下的排架柱彎矩圖、軸向力圖和柱底剪力圖，分別見(jiàn)圖2-5（a）和（b），圖中標(biāo)注出的內(nèi)力值是指控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的內(nèi)力設(shè)計(jì)值。彎矩以使排架柱外側(cè)受拉的為正，反正為負(fù)；柱底剪力以向左為正、向右為負(fù)。（a）（b）圖2-5屋蓋荷載作用下的內(nèi)力圖屋蓋恒荷載作用下的內(nèi)力圖；（b）屋蓋活荷載作用下的內(nèi)力圖柱自重、吊車梁及軌道連接等自重作用下的內(nèi)力分析不作排架分析，其對(duì)排架柱產(chǎn)生的彎矩和軸向力如圖2-6所示。圖2-6柱自重及吊車梁等作用下的內(nèi)力圖吊車荷載作用下的內(nèi)力分析作用在A柱，作用在B柱時(shí)，A柱的內(nèi)力分析這里的偏心距是指吊車軌道中心線至下部柱截面形心的水平距離。A柱頂?shù)牟粍?dòng)支點(diǎn)反力，查附圖9-3，得，按計(jì)算：，取。A柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力B柱頂不動(dòng)支點(diǎn)反力A柱頂水平剪力B柱頂水平剪力內(nèi)力圖示于圖2-7（a）作用在A柱，作用在B柱時(shí)的內(nèi)力分析此時(shí)，A柱頂剪力與作用在A柱時(shí)的相同，也是，故可得內(nèi)力值，示于圖2-7（b）（a）（b）圖2-7吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力圖（a）作用在A柱時(shí)；（b）作用在A柱時(shí)在作用下的內(nèi)力分析至牛腿頂面的距離為；至柱底的距離為。因A柱與B柱相同，受力也相同，故柱頂水平位移相同，沒(méi)有柱頂水平剪力，故A柱的內(nèi)力如圖2-8所示。圖2-8作用下的內(nèi)力圖風(fēng)荷載作用下，A柱的內(nèi)力分析左風(fēng)時(shí)，在、作用下的柱頂不動(dòng)鉸支座反力，由附圖9-8查得；按計(jì)算：取，不動(dòng)鉸支座反力：A柱頂水平剪力：故左風(fēng)和右風(fēng)時(shí)，A柱的內(nèi)力圖分別示于圖2-9（a）和（b）。（a）（b）圖2-9風(fēng)荷載作用下A柱內(nèi)力圖左風(fēng)時(shí)；(b)右風(fēng)時(shí)六、內(nèi)力組合表及其說(shuō)明內(nèi)力組合表A柱控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ的內(nèi)力組合列于表1內(nèi)力組合的說(shuō)明控制截面Ⅰ-Ⅰ在以及相應(yīng)的N為目標(biāo)進(jìn)行恒荷載+0.9(任意兩種或兩種以上活荷載)的內(nèi)力組合時(shí)，由于“有T必有D”，由產(chǎn)生的是正彎矩，而在作用下產(chǎn)生的負(fù)彎矩，如果把它們組合起來(lái)得到的是負(fù)彎矩，與要得到的目標(biāo)不符，故不予組合?？刂平孛姊?Ⅰ在以及相應(yīng)為目標(biāo)進(jìn)行恒荷載+0.9(任意兩種或兩種以上活荷載)的合力組合時(shí)，應(yīng)得到的同時(shí)，使得盡可能的大，因此采用①+②+0.9[③+④+⑥+⑧]。、、和風(fēng)荷載對(duì)截面Ⅰ-Ⅰ都不產(chǎn)生軸向力N，因此對(duì)Ⅰ-Ⅰ截面進(jìn)行及相應(yīng)的的恒荷載+任一種活荷載內(nèi)力組合時(shí)，取①+②+③在恒荷載+任一種活荷載的內(nèi)力組合中，通常采用恒荷載+風(fēng)荷載，但在以為內(nèi)力組合目標(biāo)時(shí)或在對(duì)Ⅱ-Ⅱ截面以為內(nèi)力組合目標(biāo)時(shí)，則常改用恒荷載+。評(píng)判Ⅱ-Ⅱ截面的內(nèi)力組合時(shí)，對(duì)=及相應(yīng)的，，為大偏壓。對(duì)，。根據(jù)“相差不多時(shí)，，小的不利”原則，可知應(yīng)取及相應(yīng)的為最不利內(nèi)力組合。對(duì)Ⅲ-Ⅲ截面，及相應(yīng)，偏心距很大，故也取為最不利內(nèi)力組合?？刂平孛姊?Ⅲ的及相應(yīng)的組合，是為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)用的。排架柱截面設(shè)計(jì)采用就地預(yù)制柱，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為，縱向受力鋼筋為級(jí)鋼筋，采用對(duì)稱配筋。上部柱配筋計(jì)算由內(nèi)力組合表知，控制截面Ⅰ-Ⅰ的內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：考慮二階效應(yīng)查表12-3知截面設(shè)計(jì)假設(shè)為大偏心受壓，則取計(jì)算選用3根直徑為22的級(jí)鋼筋，，故截面一側(cè)鋼筋截面面積；同時(shí)柱截面總配筋，且小于。垂直于排架方向的截面承載力驗(yàn)算由表12-3知，垂直于排架方向的上柱計(jì)算長(zhǎng)度承載力滿足。下部柱配筋計(jì)算按控制截面Ⅲ-Ⅲ進(jìn)行計(jì)算。由內(nèi)力組合表可知，有二組不利內(nèi)力：按（a）組內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)查表12-3知，假設(shè)為大偏心受壓，且中和軸在翼緣內(nèi)：說(shuō)明中和軸確實(shí)在翼緣內(nèi)：采用4根直徑為22的級(jí)鋼筋。。按（b）組內(nèi)力進(jìn)行截面設(shè)計(jì)按計(jì)算垂直于排架方向的承載力驗(yàn)算由表12-3知，有柱間支撐時(shí)，垂直于排架方向的下柱計(jì)算長(zhǎng)度為承載力滿足。排架柱的裂縫寬度驗(yàn)算裂縫寬度應(yīng)按內(nèi)力的準(zhǔn)永久組合值進(jìn)行驗(yàn)算。內(nèi)力組合表中給出的是內(nèi)力的設(shè)計(jì)值，因此要將其改為內(nèi)力的準(zhǔn)永久組合值，即把內(nèi)力設(shè)計(jì)值乘以準(zhǔn)永久組合值系數(shù)，再除以活荷載分項(xiàng)系數(shù)。風(fēng)荷載的，故不考慮風(fēng)荷載；不上人屋面的屋面活荷載，其，故把它改為雪荷載，即乘以系數(shù)30/50。上部柱裂縫寬度驗(yàn)算按式（10-35）的荷載準(zhǔn)永久組合，可得控制截面準(zhǔn)永久組合內(nèi)力值：由上冊(cè)式（8-38）知最大裂縫寬度，故則：縱向受拉鋼筋外邊緣至受拉邊的距離為為負(fù)值，故取下部柱裂縫寬度驗(yàn)算對(duì)Ⅲ-Ⅲ截面內(nèi)力組合及相應(yīng)的情況進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。，故取為負(fù)值，故取滿足。箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房排架柱箍筋一般按構(gòu)造要求設(shè)置，本設(shè)計(jì)對(duì)上下柱均采用，在牛腿處箍筋加密為。牛腿設(shè)計(jì)根據(jù)吊車梁支撐位置，吊車梁尺寸及構(gòu)造要求，確定牛腿尺寸如圖2-10所示。牛腿截面寬度，截面高度，截面有效高度按裂縫控制要求驗(yàn)算牛腿截面高度圖2-10牛腿尺寸及配筋作用在牛腿頂面的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值，牛腿頂面沒(méi)有水平荷載即，設(shè)裂縫控制系數(shù)，故取，由式（12-18）得：滿足。牛腿配筋由于，故可按構(gòu)造要求配筋。水平縱向受拉鋼筋截面面積，采用5根直徑為14的級(jí)鋼筋，，其中2根直徑為14的級(jí)鋼筋是彎起鋼筋。已如前述，牛腿處水平箍筋。排架柱的吊裝驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖由表12-4知，排架柱插入基礎(chǔ)杯口內(nèi)的高度，取,故柱總長(zhǎng)為。采用就地翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿下部處，因此起吊時(shí)的支點(diǎn)有兩個(gè)：柱底和牛腿底，上柱和牛腿是懸臂的，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-11所示：圖2-11預(yù)制樁的翻身起吊驗(yàn)算荷載計(jì)算吊裝時(shí)，應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)，柱自重的重力荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35彎矩計(jì)算由知：令，得；故截面受彎承載力及裂縫寬度驗(yàn)算上柱：裂縫寬度驗(yàn)算：滿足。下柱：裂縫寬度驗(yàn)算：，取滿足。繪制排架柱的施工圖包括模板圖與配筋圖，見(jiàn)施工圖圖（1）錐形杯口基礎(chǔ)設(shè)計(jì)作用在基礎(chǔ)底面的壓力基礎(chǔ)梁和圍護(hù)墻的重力荷載每個(gè)基礎(chǔ)承受的圍護(hù)墻寬度為計(jì)算單元的寬度，墻高(柱頂至檐口)+0.9-0.45(基礎(chǔ)梁高)=12.95m。墻上有上、下鋼框玻璃窗，窗寬4.8m，上下窗高分別為1.2m和3.6m，鋼窗自重，每根基礎(chǔ)梁自重標(biāo)準(zhǔn)值為，240墻加雙面粉刷。故由墻體和基礎(chǔ)梁傳來(lái)的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值：基礎(chǔ)梁自重如圖2-12所示，或?qū)A(chǔ)的偏心距對(duì)基礎(chǔ)底面的偏心彎矩（↙）（↙）圖2-12基礎(chǔ)梁和圍護(hù)墻對(duì)基礎(chǔ)的重力荷載住傳來(lái)的第①組內(nèi)力由排架柱內(nèi)力組合表可知，控制截面的內(nèi)力組合及相應(yīng)、為：（↙）注：內(nèi)力組合表中給出的柱底水平剪力設(shè)計(jì)值是基礎(chǔ)對(duì)柱的，其方向是，現(xiàn)在要的是柱對(duì)基礎(chǔ)的水平剪力設(shè)計(jì)值，故其方向應(yīng)相反。對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值為：(↙)(↓)按式（10-33）這組內(nèi)力的標(biāo)準(zhǔn)值為：（↙）對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值為：（↙）柱傳來(lái)的第②組內(nèi)力(↙)柱對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力設(shè)計(jì)值（↙）第②組內(nèi)力的標(biāo)準(zhǔn)值為柱對(duì)基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值（↘）2、初步確定基礎(chǔ)尺寸基礎(chǔ)高度和杯口尺寸已知柱插入杯口深度為，故杯口深度為。杯口頂部尺寸：寬為，長(zhǎng)為；杯口底部尺寸：寬為，長(zhǎng)為。按表12-6取杯壁厚度，杯壁厚度。據(jù)此，初步確定基礎(chǔ)高度為。確定基礎(chǔ)底面尺寸基礎(chǔ)埋深為，基礎(chǔ)底面以上的土的加權(quán)平均重度，根據(jù)基礎(chǔ)持力層為粉土，且粘粒含量，可知，則深度修正后的地基承載力特征值為由內(nèi)力組合表知，按式（10-33）控制截面Ⅲ-Ⅲ的最大軸向力標(biāo)注值：按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面尺寸考慮到偏心等影響，將基礎(chǔ)再放大30%左右，取?；A(chǔ)底面面積基礎(chǔ)底面彈性抵抗矩3、地基承載力驗(yàn)算基礎(chǔ)及基礎(chǔ)上方土的重力標(biāo)準(zhǔn)值按第①組內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值驗(yàn)算軸向力彎矩偏心距，基底底面有一部分出現(xiàn)拉應(yīng)力。，均滿足。按第②組內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值驗(yàn)算軸向力彎矩偏心距，均滿足。因?yàn)橛芍呑鞒龅男本€與杯壁相交，這說(shuō)明不可能從柱邊發(fā)生沖切破壞，故僅需對(duì)臺(tái)階以下進(jìn)行受沖切承載力驗(yàn)算。這時(shí)沖切椎體的有效高度為=700-40=660，沖切破壞錐最不利一側(cè)上邊長(zhǎng)和下邊長(zhǎng)分別為考慮沖切荷載時(shí)取用的基礎(chǔ)底面多邊形面積，即圖2-13中打斜線的部分的面積故此基礎(chǔ)高度滿足受沖切承載力的要求。圖2-13基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算5.基礎(chǔ)底板配筋計(jì)算按地基凈反力設(shè)計(jì)值進(jìn)行配筋計(jì)算（1）沿排架方向，即沿基礎(chǔ)長(zhǎng)邊b方向的底板配筋計(jì)算由前面的計(jì)算知，第①組內(nèi)力最不利，再考慮由基礎(chǔ)梁和圍護(hù)墻傳來(lái)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，故作用在基礎(chǔ)底面的彎矩設(shè)計(jì)值和軸向力設(shè)計(jì)值為：(↙)偏心距，基礎(chǔ)底面一部分出現(xiàn)拉應(yīng)力。