雙跨等高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

.雙跨等高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.設(shè)計(jì)題目某金工車間雙跨等高廠房。2.設(shè)計(jì)任務(wù)1）單層廠房的結(jié)構(gòu)布置；2）選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件；3）排架柱及住下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。3．設(shè)計(jì)內(nèi)容1）確定上下柱的高度和截面尺寸。2）選用屋面板，天溝板，基礎(chǔ)梁，吊車梁及軌道連接件。3）計(jì)算排架所承受的各項(xiàng)荷載。4）計(jì)算各項(xiàng)荷載作用下排架的內(nèi)力。5）柱及牛腿的設(shè)計(jì)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。6）繪制施工圖。1）結(jié)構(gòu)布置圖（屋架，天窗架，屋面板，屋蓋支撐，吊車梁，柱及柱間支撐，墻體布置）；2）柱施工圖（柱模板圖，柱施工圖）3）基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面圖及配筋圖）4.設(shè)計(jì)資料（1）該車間為雙跨等高無天窗廠房，采用卷材防水屋面，跨度為24/18米，柱距為6米，車間總廠為72米。廠房的剖面圖如圖1所示。16.00014.500012.3000309.6000818.40005100420042004-0.150+0.0002-02400024000001ABC圖1 廠房剖面圖（2）建筑地點(diǎn)為某市郊區(qū)（暫不考慮地震作用） ，設(shè)計(jì)使用年限為 50年。（3）吊車：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，車間設(shè)置有兩臺(tái) 15/3t橋式軟鉤吊車，吊車工作級(jí)別為A5級(jí)，吊車軌頂標(biāo)高+9.6m。（4）風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓(50年)標(biāo)注值為0.3k/㎡，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按 B類..地貌取。（5）雪荷載：基本雪壓（50年）標(biāo)準(zhǔn)值為0.25k/㎡。（6）工程地質(zhì)及水文條件：廠址位于渭河二級(jí)階地，地形平坦，廠區(qū)地層自上而下為耕土層，厚約0.6m，粘土層厚約3.5m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值=200KN/㎡，可作為持力層；中砂；卵石；基巖。廠區(qū)地層地下水位較低，且無腐蝕性，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地下水位的影響。（7）建筑構(gòu)造。1）屋面：卷材防水屋面；2）墻體：240mm厚實(shí)心粘土磚砌筑；3）地面：屋內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差 150mm。二、計(jì)算書1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型與布置裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置符合建筑模數(shù)且尺寸在饞鬼的范圍內(nèi)時(shí)，出柱與基礎(chǔ)單獨(dú)設(shè)計(jì)完成外，其他構(gòu)件可以從建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集中選用。通用圖集一般包括設(shè)計(jì)說明、構(gòu)件選用表、結(jié)構(gòu)布置圖、模板圖、配筋圖、預(yù)埋件詳圖、鋼筋及鋼筋用量表等內(nèi)容。它們屬于結(jié)構(gòu)施工圖，可以作為施工的依據(jù)。設(shè)計(jì)中應(yīng)該選用合適的構(gòu)件，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行正確的表示，而無需逐個(gè)構(gòu)件設(shè)計(jì)。（1）屋面結(jié)構(gòu)。1）屋面板。屋面板（包括檐口板、嵌板）選用方法：采用全國通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G410（一）1.5m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水），計(jì)算屋面板所承受的外加荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，在圖集中查找板的允許外加荷載大于或等于板所承受的外加荷載，作為屋面板，選用結(jié)果見表1，屋面板的布置如圖2所示。2） 天溝板。應(yīng)配合屋架選用天溝板。采用全國通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G410（一）1.5m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板） ，由屋面排板計(jì)算，天溝板的寬度為 680mm。具體計(jì)算如下：半跨屋架上弦坡面總長=10.52 1.42 10.593m當(dāng)排放6塊屋面板和一塊890mm嵌板時(shí)，則有：12.005-0.89-1.49×6=0.763m所以，根據(jù)圖集選用一塊寬為 760mm的天溝板，見表1，其布置如附圖中所示。該廠房一側(cè)設(shè)4根落水管，天溝板內(nèi)坡度為5‰。墊層最薄處20mm厚，最厚處為80mm，如圖2-22所示。按最厚處的一塊天溝板（80mm）計(jì)算其所受的外荷載標(biāo)準(zhǔn)值。注意天溝板的開洞位置。表1結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型表構(gòu)件選用型號(hào)允許荷構(gòu)件自標(biāo)準(zhǔn)圖集外加荷載重名稱載.G410（一）屋 1.5m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋面混凝土屋面板板（卷材防水）G410（一）0.9m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋嵌混凝土屋面板板（卷材防水嵌板、檐口板）天G410（一）0.8m溝 ×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼板 筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板）

YWB-2（中間跨）YWB-2s（端跨）KWB-1（中間跨）KWB-1s（端跨）TGB68-1（中間跨）TGB68-1a（中間跨右端開洞）TGB68-1b（中間跨左端開洞）TGB68-1sa（端跨右端開洞）TGB68-1sb（端跨右端開洞）

二氈三油防水層0.35㎜水泥砂漿找平層20×0.02=0.40㎜厚水泥蛭石保溫層5×0.1=0.50一氈二油隔汽層0.05㎜水泥砂漿找平層0.40恒載∑1.70kN∕㎡屋面活荷載 0.70雪載 0.25活載取屋面活載與雪載的最大值0.50∑ 2.40kN ∕㎡同上積水深為 230㎜（與高肋齊）10×0.23×0.46=1.06二氈三油防水層0.35×0.9=0.32㎜水泥砂漿找平層20×0.02×0.09=0.36㎜厚水泥蛭石保溫層5×0.08×0.5=0.20一氈二油隔氣層0.05×1.18=0.06㎜水泥砂漿找平層20×0.02×1.18=0.47∑ 2.47kN ∕㎡

.板自重2.46kN1.30kN∕㎡∕㎡灌縫重0.1kN∕㎡板自重1.93kN2.50kN ∕㎡∕㎡ 灌縫重0.1kN∕㎡3.05kN∕㎡ 2.02kN∕㎡..續(xù)表構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)外加荷載允許荷構(gòu)件自名稱載重G415（三）屋面板以上恒載1.7086/55.5kN∕㎡預(yù)應(yīng)力混凝kN∕榀屋YWJA-24-1a活載3.5kN∕土折線形屋支撐架YWJA-18-1a0.5kN∕㎡㎡架（跨度0.25kN屋架以上荷載24m）∕㎡2.2kN∕㎡G323（二）吊鋼DLZ-6A（中間26.6kN筋混凝土吊跨）車∕根車DAZ-6B（邊梁梁（中輕級(jí)工跨）作制）16.7kN基∕根（中G320鋼筋混JL-（3中間跨）間跨）礎(chǔ)凝土基礎(chǔ)梁JL-18（邊跨）15.1kN梁∕根（邊跨）軌道吊車×最大設(shè)∕G-325185=234.95kN計(jì)輪壓p0.8kNDGL-13P=1.27聯(lián)接軌道聯(lián)接×165=209.55kN（t）≤mP=1.27370kN3）屋架。屋架選用應(yīng)根據(jù)廠房使用要求、跨度大小、屋面荷載的大小、有無天窗及天窗類別、檐口類別等進(jìn)行選用。本實(shí)例采用全國通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G415（三）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線屋架（跨度 24/18m），見表1。4）屋蓋支撐。⑴不設(shè)置屋架上弦水平支撐。屋架上弦橫向水平支撐作用是在屋架上弦平面內(nèi)形成剛性框，增強(qiáng)屋架的整體剛度，保證屋架上弦或屋面梁上翼緣平面外的穩(wěn)定，同時(shí)將抗風(fēng)柱傳來的風(fēng)荷載傳遞到（縱向）排架柱頂。但由于采用大型屋面板，每塊屋面板與屋架的連結(jié)不少于三個(gè)焊接點(diǎn)，并沿板縫灌注C15細(xì)石混凝土保證了屋面剛度，因此屋面上弦不宜設(shè)置上弦橫向水平支撐。⑵不設(shè)置屋架下弦支撐。由于本設(shè)計(jì)中，廠房的吊車噸位（15/3t）不大，無震動(dòng)類設(shè)備對(duì)屋架下弦產(chǎn)生的水平作用力，故無需設(shè)置下弦橫向水平支撐和下弦縱向支撐。⑶垂直支撐和水平系桿。垂直支撐作用是保證屋架承受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳遞縱向水平力，在跨端布置垂直支撐 CC-1，跨中布置垂直支撐 CC-3，如圖所示。下弦水平系桿課防止吊車或其他水平震動(dòng)時(shí)（縱向）屋架下弦發(fā)生顫動(dòng)，一..般情況下應(yīng)在未設(shè)置支撐的屋架間相應(yīng)于垂直支撐平面的屋架下弦節(jié)點(diǎn)處設(shè)置通長水平系桿。如附圖屋架端部用HG-2，屋架中部（跨中）用HG-1。圖2 屋蓋支撐布置圖2）梁柱結(jié)構(gòu)布置。1）排架柱尺寸的選定。a）柱高。軌頂標(biāo)高為+9.600m，吊車為15/3t，工作級(jí)別為A5級(jí)。當(dāng)廠房跨度為24m時(shí)可以求得吊車的跨度為Lk=24-0.75×2=22.5m,當(dāng)廠房跨度為18m時(shí)可以求得吊車的跨度為Lk=18-0.75×2=16.5m,查附表2-1求得吊車軌頂以上高度（吊車軌頂至小車頂面的距離）為 2.15/2.05m，根據(jù)選定吊車梁的高度=1.200m，軌道頂面至吊車梁地面的距離（軌頂墊高） 。牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-吊車梁高度-軌頂標(biāo)高=9.600-1.200-0.200=8.200m牛腿頂面標(biāo)高應(yīng)滿足建筑模數(shù)（3M）要求，取為8.400m?？紤]到吊車行駛所需空隙尺寸hk 200mm，柱頂標(biāo)高按下式計(jì)算：柱頂標(biāo)高=牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高度+軌頂標(biāo)高+吊車高度+hk=8.40+1.20+0.20+2.15+0.20=12.15m所以，柱頂（或屋架下弦底面）標(biāo)高取為12.30m（滿足3M模數(shù)要求）。設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為0.7m，則計(jì)算簡圖中中柱的總高度H，下柱高度Hl和上柱高度Hu分別為H12.30.713.0Hl8.40.79.1mHuHl13.09.13.9m..實(shí)際軌頂標(biāo)高=8.40+1.20+0.20=9.80m,與9.60m相差0.200m，滿足的±0.200m的要求。b）柱截面尺寸。根據(jù)柱的高度、吊車起吊重量級(jí)工作級(jí)別等條件，可查附表確定柱截面尺寸為Hl9100b414mm2222hHl910012758mmA(C)軸12上柱：矩形bh400mm400mm下柱：I形bfhbhf400mm900mm100mm150mmB軸上柱：矩形bh400mm600mm下柱：I形bfhbhf400mm1000mm100mm150mmc)牛腿尺寸初選。由牛腿幾何尺寸的構(gòu)造規(guī)定，45o,h1h，且3h1200mm，故取45,h1500mm。c1100mm，如圖3所示。圖3 牛腿截面尺寸..bA(C)軸柱：c 750c1900750150100900100mm2h 500 100 600mmbB軸柱： c750c1500750150100500500mm22）柱間支撐。可在該廠房中部 7: 8軸線間設(shè)置上柱柱間支撐和下柱柱間支撐。（3）吊車梁。吊車梁除了要滿足承載力、抗裂度和剛度的要求外，還要滿足疲勞強(qiáng)度的要求。首先應(yīng)根據(jù)工藝要求和吊車的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)條件和材料供應(yīng)情況，選用合理吊車梁形式。采用G323（二）鋼筋混凝土吊車梁（中、輕級(jí)工作制）,再根據(jù)吊車的起重量、吊車的臺(tái)數(shù)、吊車的跨度、工作級(jí)別等因素選用吊車梁型號(hào)，見表1。（4）吊車軌道聯(lián)結(jié)件。根據(jù)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集 G-325吊車軌道聯(lián)結(jié)查得軟鉤吊車最大設(shè)計(jì)輪壓 p 1.27pmax以及吊車工作級(jí)別、起重量、吊車梁上螺栓孔間距，選用見表1。（5）基礎(chǔ)平面布置。1）基礎(chǔ)編號(hào)。首先區(qū)分排架類型，分標(biāo)準(zhǔn)排架、端部排架、伸縮縫處排架等，然后對(duì)各類排架和邊柱的基礎(chǔ)分別編號(hào)，還有抗風(fēng)柱的基礎(chǔ)也需編號(hào)（見 附圖基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁、吊車梁布置圖）。2）基礎(chǔ)梁。基礎(chǔ)梁通常采用預(yù)制構(gòu)件，按全國通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁選取。本設(shè)計(jì)中跨選用 JL-3，邊跨選用JL-18，見表1。2.排架結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）計(jì)算簡圖及柱的計(jì)算參數(shù)。1)計(jì)算單元及計(jì)算簡圖。通過相鄰橫向柱距的中心線取出有代表性的一榀排架作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的橫向平面排架計(jì)算單元，如圖4（a）所示。取中間跨（7）軸線排架為計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算簡圖如圖4（b）所示。..圖4計(jì)算單元和計(jì)算簡圖表22)柱的計(jì)算參數(shù)。由柱的截面尺寸，可以求得柱的計(jì)算參數(shù)，見表2。柱的計(jì)算參數(shù)計(jì)算參數(shù)24自重/截面尺寸/mm面積/kNm1mm慣性矩mm柱號(hào)A,C上柱矩形4004001.610521.31084.0下柱I形4009001001501.875105195.381084.69上矩形4006002.4105721086.0柱B下1051084.94I形40010001001501.975256.34柱（2）荷載計(jì)算。1）恒載。I）屋蓋恒載。二氈三油上鋪小石子防水層0.35kN/m220mm厚1：3水泥砂漿找平層200.020.40kN/m2..100mm厚水泥蛭石保溫層50.10.50kN/m2一氈二油隔氣層0.05kN/m220mm厚1：3水泥砂漿找平層200.020.40kN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（包括灌縫）1.40kN/m2屋蓋支撐0.5kN/m23.6kN/m2屋架重力荷載為86(55.5)kN/榀，則作用與柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值為：24m:G13.66124861302.2kN2218m:G13.6611855.51222.15kN22ii)柱自重標(biāo)準(zhǔn)值。A,C軸上柱：G2AG2CgkHu4.03.915.6kN下柱：G3AG3C4.699.142.68kNB軸上柱：G2B6.03.923.4kN下柱：G3B4.949.144.95kNiii)吊車梁及軌道自重標(biāo)準(zhǔn)值。A,B軸上柱：G4AG4B26.60.8631.4kN各項(xiàng)恒載作用位置如圖5所示。2）屋面活荷載。由《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB5009—2001）查得不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.7kN/m2。因屋面活荷載大于雪荷載，故不考慮雪荷載。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值為24m:Q10.762450.4kN218m：Q10.761837.8kN2Q1的作用位置與G1作用位置相同，如圖5所示。..圖5荷載作用位置圖（單位：kN）3）吊車荷載。由附表2-1查得吊車計(jì)算參數(shù)列于表2-13，并進(jìn)行單位換算。表3車計(jì)算參數(shù)最大輪最小輪跨度起重量跨度壓壓輪距吊車寬吊車重小車重/mQ/kNLK/mPmax/kPmin/kK/mB/mG/kNg/KNNN24150/3022.5185504.45.553216918150/3016.5165354.45.6525069根據(jù)B及K，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪距對(duì)應(yīng)點(diǎn)豎向坐標(biāo)值，如圖6所示，由此可求的吊車作用于柱上的吊車荷載。i）吊車豎向荷載。24m:Dmax,kPmax,kyi0.9185(10.8080.2670.075)357.98kNDmin,kPmin,kyi0.950(10.8080.2670.075)96.75kN18m:Dmax,kPmax,kyi0.9165(10.7920.2670.058)314.37kNDmin,kPmin,kyi0.935(10.7920.2670.058)66.69kNii）吊車橫向水平荷載。當(dāng)?shù)踯囶~定起重量15tQ50t時(shí)，0.10。則..一個(gè)大車輪子傳遞的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Tmax,kTk1(gQ)yiyi140.10.9(15069)(10.8080.2670.075)410.6kN圖6 吊車荷載作用下支座反力影響線4)風(fēng)荷載。由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，該地區(qū)基本風(fēng)壓為 W0 0.3kN/m2，地面粗糙度為B類，查附表可得風(fēng)壓高度變化系數(shù) z如下：柱頂（標(biāo)高=12.30m）： z=1.604；檐口（標(biāo)高=1.00 2.4 3 1.5 1.8 3.0 14.5m）： z=1.126；屋頂標(biāo)高=柱頂標(biāo)高+屋架高度+屋面厚度(包括屋面做法)12.30 3.4 [(0.02 0.1 0.02 0.12) 0.24] 16.200m...(24m)... z 1.15312.30 2.8 [(0.02 0.1 0.02 0.12) 0.24] 15.600m...(18m)....z 1.163屋頂（標(biāo)高=16.200（15.600）m）風(fēng)荷載體型系數(shù) s如圖2-28所示。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為..圖7風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架計(jì)算簡圖W1kzs1zWo1.00.81.0640.30.255kN/m2W2kzs2zW1.00.41.0640.30.128kN/m2o則作用于排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為q10.2556.01.53kN/m2q20.1286.00.77kN/m2h114.512.32.2m,h216.2(15.6)14.51.7(1.1)mFw[(s1s2)zh1(s3s4)zh2]zWoB[(0.80.4)1.1262.2(0.60.5)1.163(1.153)1.4]1.00.36.05.04kN內(nèi)力分析。1）剪力分配系數(shù) i。該廠房為兩跨等高排架，其柱頂位移系數(shù)C0和柱的剪力分配系數(shù)i的計(jì)算結(jié)果見表4。表4柱的剪力分配系數(shù)C0311IU13(n1)柱別I1niH3in1HUi1HC0ECI1iC02.458A、C柱n=0.109AC0.2863.9/130.300.2081010H3/Ec..C02.806B柱n0.281B0.4280.3000.1391010H3/Ec注： A B C 12）恒荷載作用下排架內(nèi)力分析。恒荷載作用下的計(jì)算簡圖如圖8（a）所示，圖中重力荷載G以及力矩M由圖5確定。具體計(jì)算如下：G1 G1A 302.2kN(G1C 222.15kN)G1B 2G1 524.35kNM1AGe302.20.0515.11kNgm(M1C11.11kNgm)11AM2AG1e2A302.20.2575.55kNgm(M2C55.55kNgm)圖8 恒荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（KN）;C)N圖（kN）..12(11)10.302(11)C11.51n1.50.1092.1333311(1)10.301n0.109C3121.510.3021.1181.53(10.303(111)1)n0.1091R1C1M12.13315.11(11.11)2.479(1.823)kNH13.0RC3M21.11875.55(55.55)6.497(4.777)kN2H13.0RAR1R22.4796.4978.98kN()RC6.6kN()RB2.38kN()A,C柱：n0.109,0.30，由附圖2-11-2和附圖2-11-3公式得:在RA與M1,M2共同作用下，畫出排架的彎矩圖，柱底剪力圖以及軸力圖如圖8（b），（c）所示。3）屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析。i）AB跨作用有屋面活荷載，排架計(jì)算簡圖如圖9a所示，屋架傳至柱頂?shù)募泻奢dQ136KN，它在A,B柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為：M1AQ1e1A50.40.052.52kNm(M1C1.89kNm)M2AQ1e2A50.40.2512.6kNm(M1C9.45kNm)M1BlQ1e1B50.40.157.56kNm(M1Br5.67kNm)計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力。A柱：由附圖2-11-2和附圖2-11-3公式的C12.143,C31.104，則RM1ACM2AC31.50kN[R1.12kN()]AH1HCB柱：n0.281,0.30，則由附圖2-11-2公式得12(11)C11.51n1.7263(11)nRBlM1BC11.00kN()[RBr0.75kN]H..則排架柱頂不動(dòng)鉸支座總反力R RA RB 2.5kN( )將R反方向作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力。AC0.286,B0.428VARAAR0.78kN()[0.59kN]VBRBBR0.730.431.810.08kN()[0.05kN]VCRCCR00.2851.810.72kN()[0.53kN]排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖 9（b），（c）所示。圖9 AB跨在屋面活荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（KN）;C)N圖（kN）II）BC跨作用有屋面活荷載，如圖 10所示。圖10 BC跨在屋面活荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（KN）;C)N圖（kN）4）柱及吊車梁自重作用下柱的內(nèi)力分析（未形成排架） 。由于在安裝柱子時(shí)尚未吊裝屋架，此時(shí)柱頂之間無聯(lián)系，則按懸臂柱分析柱內(nèi)力，計(jì)算簡圖如圖11（a）所示。..A柱：M2A G2Ae2A 15.6 0.25 3.90KN.mG3A42.68kNG4A31.4kNM4AG4Ae4A9.42kNm柱：G2B 23.40kNG3B 44.95kNG4B 31.42 62.8kN排架各柱的彎矩圖，軸力圖如 圖11（b），（c）所示。圖11 柱及吊車梁自重作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（KN）;C)N圖（kN）5）吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間作用）i）Dmax作用于A柱。計(jì)算簡圖如圖 2-33（a）所示，吊車豎向荷載Dmax 357.98KN,Dmin 96.75KN在柱中引起的彎矩分別為MM

ADmaxe4A357.980.3107.39KN.mBDmine4B96.750.7572.56KN.m計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力：A柱：由附圖2-11-3公式得C31.118，則RAMAC3107.391.1189.24kN()H13.0B柱：n0.281,0.30，則由附圖2-11-3公式得..C3121.510.30021.1941.53(10.3003(111)11)n0.281RBMBC372.561.1946.66kN()H13.0RRARB9.246.662.58kN()排架各柱頂剪力分別為VARAAR9.240.286(2.58)8.50kN()VBRBBR6.660.428(2.58)7.76kN()VCCR0.286(2.58)0.59kN()排架各柱的彎矩圖，軸力圖如 圖12b，c所示。圖12 Dmax作用在A柱時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（KN）;C)N圖（kN）ii）Dmax作用于B柱左。計(jì)算簡圖如圖 13a所示，吊車豎向荷載Dmax，Dmin在柱中引起的彎矩分別為MADmine4A96.750.329.08KN.mMBDmaxe4B357.980.75268.49KN.m計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力：..A柱：由附圖2-11-3公式得C31.118,則RMAC329.031.1182.5kN()AH13.0RBMBC3268.491.19424.66kN()H13.0RRARB2.524.6622.16kN()排架各柱頂剪力分別為VARAAR2.50.28622.168.34kN()VBRBBR24.660.42822.1615.18kN()VCCR0.28622.166.34kN()排架各柱的彎矩圖，軸力圖如 圖13b，c所示。圖13 Dmax作用在B柱左時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C)N圖（kN）iii)Dmax作用于B柱右。計(jì)算簡圖如圖 14a所示。計(jì)算過程如下：MC66.690.320.01kNmMB314.370.75235.78kNmRC20.011.1181.72kN()13RB235.781.11820.28kN()13RRBRC18.56kN()VC1.720.28618.567.03kN()VB20.280.42818.5612.34kN()VA0.28618.565.31kN()..圖14 Dmax作用在B柱右時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）iv)Dmax作用于C柱。如圖15所示。計(jì)算過程如下：MC314.570.394.31kNmMB66.690.7550.02kNmRC94.311.1188.11kN()13RB50.021.1184.59kN()13RRBRC3.52kN()VC8.110.286(3.520)7.10kN()VB4.590.428(3.520)6.10kN()VA0.286(3.520)1.01kN()圖15 Dmax作用在C柱時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C)N圖（kN）v）AB跨的兩吊車剎車（Tmax作用）。當(dāng)AB跨作用吊車橫向水平荷載 Tmax..時(shí)，排架計(jì)算簡圖如圖16（a）所示。A柱：n0.109,030,y3.91.20.692,由附圖2-11-4和附圖2-11-5公Hu3.9式得22.10.300.3003(0.2430.1)y0.7Hu,C50.1090.5872[10.300311]0.10921.80.300.303(0.4160.2)y0.6Hu,C50.1090.6380.30312[11]0.109線性內(nèi)插得y0.692Hu,C50.591,RATmaxC510.600.5915.95kN()B柱：n0.281,030,y3.91.20.692,由附圖2-11-4和2-11-5公式得Hu3.9y0.7Hu,C5=0653y0.6Hu,C5=0.700線性內(nèi)插得y=0.692Hu,C5=0.657,RATmaxC510.600.6576.61kN()所以排架柱頂總反力為RRARB12.56kN()各柱頂剪力為VARAAR5.950.286(12.56)2.36kN()VBRBBR1.23kN()VCCR0.285(12.56)3.59kN()排架各柱的彎矩圖如圖16（b）所示。..圖16 Tmax作用在AB跨時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C)N圖（kN）vi)BC跨的兩吊車剎車（Tmax作用）。當(dāng)BC跨作用吊車橫向水平荷載Tmax時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性及吊車起重量相等，內(nèi)力計(jì)算同“AB跨的兩吊車剎車”情況，僅需將A柱和C柱內(nèi)力對(duì)稱。排架各柱內(nèi)力如圖17所示。圖17 Tmax作用在BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）vii)AB跨與BC跨各一臺(tái)15/3t吊車同時(shí)剎車，計(jì)算簡圖如圖18所示。A柱：C5=0.591,RATmaxC510.600.5916.26kN()B柱：C5=0.657,RBTmaxC510.600.6576.96kN()C柱：RC5.95kN，則RRARBRC6.266.965.9519.2kN()各柱頂剪力為：VVV

BRCCR0.69kN()BRBBR1.38kN()BRCCR0.69kN()排架柱各柱的彎矩圖如圖18（b）所示...圖18Tmax作用在，BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖ABa）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C)N圖（kN）6)風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力圖分析。i)左風(fēng)作用時(shí)，計(jì)算簡圖如圖 19（a）所示。A柱：n=0.109 ,λ=0.300 ,由附圖2-11-8公式可得41431(n1)310.30C1131381(n1)810.30

1( 1)0.1090.3281( 1)0.109RAq1HC111.5313.00.3286.52kN()RCq1HC110.7713.00.3263.28kN()RRARCRW6.523.285.0414.84kN()將R反向作用于排架頂柱，求得各柱頂剪力VARAAR6.520.286(14.84)2.28kN()VBRBBR00.428(14.84)6.35kN()VCRCCR3.280.286(14.84)0.96kN()排架各柱的內(nèi)力圖如圖19（b）所示。圖19 左風(fēng)作用時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（kN.m），V（kN）;C)N圖（kN）ii)右作用時(shí)，排架內(nèi)力與“左風(fēng)作用時(shí)”的情況相同，將A，C柱內(nèi)力對(duì)換并改變其內(nèi)力符號(hào)即可，排架各柱內(nèi)力如圖20所示。..圖20右風(fēng)作用時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）（4）內(nèi)力組合。首先，取控制截面，對(duì)單階柱，控制截面分別取上柱底部截面I-I、牛腿頂面II-II和柱底截面III-III。表5（1）、表6（1）為各種荷載單獨(dú)作用下各柱控制截面的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值的匯總。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于一般排架結(jié)構(gòu)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式組合選取最不利的確定：i)由可變荷載效應(yīng)控制的組合S=1.2SGK+Q1SQikS=1.2SGK+0.9nrQiSQiki1ii)由永久荷載效應(yīng)控制的組合nS=1.35SGK+rQiSQiki1ci在每種荷載效應(yīng)組合中，對(duì)矩形和 I形截面柱均應(yīng)考慮以下四種不利內(nèi)力組合：i）+Mmax及相應(yīng)的N，V；ii）-Mmax及相應(yīng)的N，V；Nmax及相應(yīng)的M,V;iv）Nmin及相應(yīng)的M，V。由于該廠房不考慮抗震設(shè)防，所以除柱底截面III-III外，其他截面的不利內(nèi)力組合中未給出相應(yīng)的剪力值。對(duì)柱進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算和地基承載力計(jì)算時(shí)，采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，參照承載力極限狀態(tài)基本組合，取荷載分項(xiàng)系數(shù)為 1。排架柱的設(shè)計(jì)（1）A（C）柱。A（C）柱為偏心受壓構(gòu)件，在不同荷載組合中，同一截面分別承受正負(fù)彎矩，但考慮到施工方便，一般采用對(duì)稱配筋，取 As=As’；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，c=14.32,ftk2.01N/mm2，fN/mm;鋼筋為HRB335fy=fy’=300N/mm2；箍筋HPB235。1）選取控制截面最不利內(nèi)力。對(duì)于對(duì)稱配筋的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)ei0.3h0且..b時(shí)，為大偏心受壓構(gòu)件；當(dāng)ei0.3h0或雖ei0.3h0但b時(shí)，為小偏心受壓構(gòu)件。在選取控制截面最不利時(shí)，可取=1.0進(jìn)行初步判斷大小偏心受壓。對(duì)于上柱，截面有效高度h040035365mm。用上述方法對(duì)上柱I-I截面的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有9組內(nèi)力為大偏心受壓，3組內(nèi)力為小偏心受壓。其中3組小偏心受壓的N值據(jù)滿足N Nb 1fcbh0b 1.014.3 400365 0.55 1148.29kN說明為構(gòu)造配筋。對(duì) 9 組大偏心受壓內(nèi)力，按照“彎矩相差不多時(shí)，軸力越小越不利；軸力相差不多時(shí)，彎矩越大越不利”的原則確定上柱的最不利內(nèi)力為M 74.62kN m,N 381.36kN對(duì)于下柱，可參照上柱的方法選取最不利的內(nèi)力。經(jīng)計(jì)算判斷，下柱 III-III截面的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有 8組內(nèi)力為大偏心受壓， 4組內(nèi)力為小偏心受壓。其中 4組小偏心受壓的N值均滿足N Nb 1fcb'fh0b 1.014.3 4008650.55 2721.29kN說明為構(gòu)造配筋。選取下柱控制截面的兩組最不利內(nèi)力：第一組：M363.94kNm,N871.19kN第二組：M321.05kNm,N470.26kN2）上柱配筋計(jì)算。選取上柱最不利的內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：M 74.62kNm,N 381.36kN參照附表2-12，吊車廠房排架方向上柱的計(jì)算長度為l023.97.8me0M195.7mmNeaMAX400,2020mm30所以，初始偏心距為ei e0 ea 195.7 20 215.7mm..由于l0780019.55，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。h4000.5fcA0.514.34004003.001381.36103N取1 1.0。l015,21.150.01l01.150.0178000.955hh4001l021780021210.10.9551.4391eih215.740014001400h0365ehas400475.39mmei1.439215.73522截面受壓區(qū)高度為N381360bh00.55365200.75mmx66.67mm1fcb14.3400且x2as'23570mm，說明截面屬于大偏心受壓情況，并按x2as'時(shí)計(jì)算。e'eihas'1.439215.740035145.39mm22AsA'sNe'381360145.39560.06mm2f'yh0a's30036535選316AsA's603mm2，則柱截面全部縱筋的配筋率0.75%0.6%，截面一側(cè)鋼筋的配筋率0.38%0.2%，滿足要求。3）下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下柱取下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：第一組：M 389.98kNm,N 877.70kN;第二組：M342.67kNm,N476.76kN.3）下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下柱取下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：第一組：M363.94kNm,N877.19kN;第二組：M321.05kNm,N470.26kN.i）按第一組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。由附表2-12查知，有吊車廠房柱下的計(jì)算長度為：..l0=1.0H1=9.1me0=M=414.9mmNea=MAX{900,20}=30mm30ei=e0+ea=414.9+30=444.9mm由于l0=9100=10.1>5,應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。h9000.5fcA0.514.31.8751051.53>1.01N877.19103取11.0。由于l0，取1.0。h=152121l0121400eihh012191001.01.01.142444.99001400865ei1.142444.9508.07mm>0.3h00.3865259.5mm所以可先按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則xN877190153.4mm>hf150mm1fcbf1.014.3400所以說明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計(jì)算受壓區(qū)高度x：N1fcbfbhf8771901.014.3400100150X1fcb1.014.3100163.8mmbh00.55865475.75mm且x>2as23570mm，說明截面屬于大偏心受壓情況，則ehas508.07900ei35923.07mm22..Ne1fcbxh0x1fcbfbhfh0hf22AsAsfyh0as877190923.071.014.3100163.8 865

163.82300865351.014.34001001508651502473.6mm286535ii）按第二組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。l01.0H19.1me0M682.7mmNeaMAX900,2030mm30eie0ea682.730712.7mm由于l0910010.1>5，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。h90010.5fcA0.514.31.8751052.85>1.0N470.26103取11.0。由于l0，取1.0。h<1521l0212112191001.01.0891400ei712.71.0h1400900h0865ei1.089712.7775.9mm>0.3h0=0.3865259.5mm所以可按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則N47026082.2mm<hf150mmx1.014.34001fcbf所以假定成立，說明中和軸位于翼緣內(nèi)。x<bh00.55865475.75mm且x>2as23570mm..eeih775.9900351190.9mmas22Ne1fcbfxxh0AsAs2fyh0as4702601190.91.014.340082.282.28652693.4mm2300 865 35比較上述兩種計(jì)算結(jié)果，下柱截面選 4 16（As As 804mm2），則下柱截面全部縱筋的配筋率 0.8500>0.600，截面一側(cè)鋼筋的配筋率 0.4300>0.200，滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010——2002）第9.5.1條規(guī)定。4）柱的箍筋配置。非地震區(qū)的單層工業(yè)廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均采用Ф8@200箍筋。5）牛腿設(shè)計(jì)。I）截面尺寸驗(yàn)算。根據(jù)吊車梁支撐位置，截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸如圖所示。牛腿外形尺寸：h1=50mm，h=600mm，h0=565mm，c=100mm，c1=100mm，ftk=2.01N/mm2, =0.65。作用于牛腿頂面按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力為FvkDmaxG4A357.9831.4429.15kN0.9牛腿頂面無水平荷載。及 Fvk=0。a 750 900 20 130mm 0取a0。(10.5Fhk)ftkbh00.652.01400565Fvk590.538kNFvk0.5a/h00.50所以，牛腿截面尺寸滿足要求。ii）正截面承載力計(jì)算及配筋構(gòu)造。AsFva1.2Fh0.85fyh0fy因?yàn)閍=0，F(xiàn)h=0，所以，縱向受力鋼筋按構(gòu)造配置。Aminbh0.002400600480mm2s實(shí)際選用414（As=615mm2）。..iii）斜截面承載力的計(jì)算——水平箍筋和彎起筋確定。因a/h0<0.3，故牛腿可不設(shè)彎起鋼筋。水平箍筋選用Ф8@100，且應(yīng)滿足牛腿上部2h0/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不應(yīng)小于承受豎向力的水平縱向受拉鋼筋截面面積的1/2。即212As615256550.32378.92mm2307.5mm31002滿足要求。iv）局部承受強(qiáng)度驗(yàn)算。取墊板尺寸為400mm400mm，則LFvk443.351032.77N/mm20.75fc0.7514.310.725N/mm2A1400400滿足要求。（2）B柱。B柱的設(shè)計(jì)方法與A柱完全相同，也采用對(duì)稱配筋，取AsAs；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，fc2，2；鋼筋為，14.3N/mmftk2.01N/mmHRB335fyfy300N/mm2；箍筋采用HPB235。計(jì)算結(jié)果如下：1）選取控制截面最不利內(nèi)力。選取上柱的最不利內(nèi)力為M104.56kN，N657.3kN選取下柱控制截面的兩組最不利內(nèi)力：第一組：M381.74kN，N1343.53kN第二組：M370.90kN，N1407.03kN2）上柱配筋計(jì)算。選取上柱最不利的內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：M104.56kN，N657.3kN由附表2-12查知，有吊車廠房廠房排架方向上柱計(jì)算長度為l023.97.8me0M159.1mmNeaMAX{600,20}20mm30所以，初始偏心距為eie0ea159.120179.1mm由于l07800135，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。h6000.5fcA0.514.32.41052.611.01657.3103N取11.0。..由于l015，取21.0。h11(l0)21211(7800)21.01.01.38eih1400179.16001400h0eeih179.1600512.16mmas1.383522截面受壓區(qū)高度為xN657300114.91mmbh00.55565310.75mm1fcb1.014.3400且x2as'23570mm，說明截面屬于大偏心受壓情況，則Ne1fbx(hx)As,c02Asfy'(h0as')657300512.161.014.3400114.91(656114.91)2219.13mm300(565 35)柱截面全部縱筋配筋率19.1320.6%，截面一側(cè)鋼筋配筋率4000.02%6000.03%0.2%。所以上柱按構(gòu)造配，選用每側(cè)318(AsAs'763mm2)。3）下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下柱去下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行內(nèi)力配筋計(jì)算：第一組：M381.74kNm.N1343.53kN；第二組；M370.90kNmN1407.03kN。i)按第一組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。由附表2—12查知，有吊車廠房柱下柱的計(jì)算長度為l01.0H19.1me0M284.1mmNeaMAX{1000,20}33.3mm30eie0ea284.133.3317.4mm由于l091009.15，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。h100010.5fcA0.514.31.9751051.05N1343.53103..由于l015，取21.0。h11(l0)1211(9100)21.01.01.18eih317.4100014001400h0965ei1.180317.4374.5mm0.3h00.3965289.5mm所以可先按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則xN1.01343530234.88mmhf'150mm1fcbf'14.3400eeihas1.180317.41000235839.5mm2x：所以中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計(jì)算受壓區(qū)高度xN1fc(bf'b)hf'13435301.014.3(400100)1501fcb1.014.3100540.15mmbh00.55965530.75mm說明截面屬于小偏心受壓情況。又因?yàn)镹Nb1fcbf'h0b1.014.34009650.553035.89kNNe0.43fcbf'h020.4314.340096522290.44kNm所以只需按構(gòu)造配筋即可。ii)按第二組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。l01.0H19.1me0M263.6mmNeie0ea263.633.3296.9mm由于l091009.15，應(yīng)考慮偏心增大系數(shù)。h10000.5fcA0.514.31.9751051.001N1407.03103由于l015,取21.0。h1l0219100211400ei(h)1211400296.9(1000)1.01.01.192h0965..ei1.192296.9327.3mm0.3h00.3965289.5mmeeihas1.192296.91000818.9mm2352所以先按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸翼緣內(nèi)，則xN1.01469030246.0mmh'f150mm1fcbf'14.3400所以假定不成立，說明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計(jì)算受壓區(qū)高度 x：xN1fc(bf'b)hf'14690301.014.3(400100)150540.7mm1fcb1.014.3100bh00.55965530.75mm說明截面屬于小偏心受壓情況。又因?yàn)镹Nb1fcbf'h0b1.014.31009650.553035.89kNNe0.43fcbf'h020.4314.340096522290.44kNm所以只需按構(gòu)造要求配筋即可。比較上述兩種計(jì)算結(jié)果，下柱按構(gòu)造配筋。As=As'=minbh=每側(cè)選用418（As=As'=1070mm2）按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力滿足要求。4）B柱的箍筋配置。非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均采用 8@200箍筋。5）牛腿設(shè)計(jì)。i)截面尺寸驗(yàn)算。根據(jù)吊車梁支承位置，截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸如圖2-24所示。牛腿外形尺寸如下：h1=500mm,c1=100mmC=750+b+c1-500=2H=500+500=1000mm,h0=965mmftk=2.01N/mm2, =0.65作用于牛腿頂面按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力為Fvk=Dmax+D4B=357.98+31.4=429.35kN0.9牛腿頂面無水平荷載，即 Fhk=0。a=750-500+20=270mm..(10.5Fhk)Fhkbho0.652.01400965646.72FvkFvka2700.50.5h0965所以，牛腿截面尺寸滿足要求。ii)正截面承載力計(jì)算和配筋構(gòu)造。因?yàn)閍 270mm 0.3h0 0.3965 289.5mm所以取a0.3h00.3965289.5mmFv=1.4357.98+1.245.6=611.59KN0.9FvFh657860289.51.20773.95mm2As1.20.853009650.85fyh0fy因?yàn)锳s773.951030.193%min0.2%bh4001000所以縱向受力鋼筋按構(gòu)造配置。Asminbh0.0024001000800mm2，實(shí)際選用416（As=804mm2）。iii)斜截面承載力計(jì)算——水平箍筋和彎起鋼筋確定。因a2700.2800.3，故牛腿可不設(shè)彎起鋼筋。水平箍筋選用8@100，且應(yīng)h0965滿足牛腿上部2h0/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不應(yīng)小于承受豎向力的水平縱向受拉鋼筋截面面積的 1/2。即21大于As804mm2231002滿足要求。iV)局部承受強(qiáng)度驗(yàn)算。取墊板尺寸為 400mm400mm，則L=Fvk=474.761000=2.77N/mm2<0.75fC=0.7514.3=10.725N/mm2AL400400滿足要求。4．基礎(chǔ)設(shè)計(jì)按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50007-2002)第3.0.2條規(guī)定，對(duì)6m柱距單層排架結(jié)構(gòu)多跨廠房，當(dāng)?shù)鼗休d力特征值為160KN/2fak<200KN/M2廠房跨度M<=,30m,吊車額定起重量不超過30t,及設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)時(shí)，設(shè)計(jì)可不作地基變形驗(yàn)算，所以本例無需進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。..基礎(chǔ)材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí) C20,fc=9.6N/mm2,鋼筋采用HRB335,fy=300N/mm2,基礎(chǔ)墊層采用C10素混凝土。1）A(C)柱.1）荷載。作用于基礎(chǔ)頂面上的荷載包括柱底的不利內(nèi)力，應(yīng)選取軸力為最大的不利內(nèi)力組合即正負(fù)彎矩為最大的不利內(nèi)力組合。經(jīng)對(duì)表2—15中柱底截面不利內(nèi)力進(jìn)行分析可知，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的不利內(nèi)力見表7表7A（C）柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的不利內(nèi)力組別荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合荷載效應(yīng)基本組合Mk/Nk/KNVk/KNM(kN.m)N/kNV/KN（KN.m）第一組274.47678.2631.84383.94871.1942.79第二組-201.84514.64-16.59-288.89642.12-25.02第三組28.29749.860.4831.29971.28-1.122）維護(hù)結(jié)構(gòu)自重計(jì)算。如圖 2-44所示，每個(gè)基礎(chǔ)承受的維護(hù)墻總寬度為 6m，總高度為15.00m，基礎(chǔ)梁頂標(biāo)高為-0.700m，墻上設(shè)置鋼框玻璃窗，按0.45KN/m2計(jì)算，每根基礎(chǔ)梁自重為16.7KN。則每個(gè)基礎(chǔ)承受的由墻體傳來的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：基礎(chǔ)梁自重16.7kN墻體自重190.24[614.80(2.421.8)3.6]302.05kN鋼窗自重0.453.6(2.421.8)10.69kNNwk=329.44kN維護(hù)墻對(duì)基礎(chǔ)產(chǎn)生的偏心距為ew=120+450=570mm圖21A(C)柱下基礎(chǔ)尺寸及受力簡圖..3）基礎(chǔ)底面尺寸及地基承載力計(jì)算。i）基礎(chǔ)高度和埋置深度的確定。由構(gòu)造要求可知，基礎(chǔ)高度為 h=h1+a1+50mm。其中h1為柱插入杯口深度，查附表可得 h1=850mm，a1為杯口厚度，查附表得a1 200mm，取a1=25mm?；A(chǔ)高度為：h 850 250 50 1150mm基礎(chǔ)頂面高為-0.700m,室內(nèi)外高差為150mm，基礎(chǔ)埋深為：d 1150 700 150 1700mmii)面尺寸擬定?；A(chǔ)底面面積按地基承載力計(jì)算確定，取用荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。由<<建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范>>（GB50007—2002）地5.2.4 條表可查得， d=1.1，b=0，取土與基礎(chǔ)平均自重 m=20KN/m3，則深度修正后的地基承載力特征值為fa fak d m(d 0.5) 200 1.1 20 (1.7 0.5) 220.4kN/m2由Nmax的一組荷載，按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面尺寸，取NkNk,maxNw,k749.86329.441079.3kNAlNk1079.36.28m2famd220.4201.5考慮到偏心的影響，將基礎(chǔ)的底面尺寸再增加 30%，即A 1.3Al 1.3 6.28 8.16m2底面選為矩形l b 2.5 3.3 8.25m2基礎(chǔ)底面的彈性抵抗距為W1lb212.53.324.54m366Iii）地基承載力驗(yàn)算?；A(chǔ)自重和土重為（基礎(chǔ)及其上的填土的平均重度取=20KN/m3）GkmdA201.58.25247.5kN由表8可知，選取以下三組不利內(nèi)力組合進(jìn)行基礎(chǔ)底面面積計(jì)算：第一組：Mk274.47kNm,Nk678.26kNm,Vk31.84kNm第二組：Mk201.84,514.64,16.59kNmNkkNmVkkNm第三組：Mk28.29,749.86,0.48kNmNkkNmVkkNm..先按第一組不利內(nèi)力計(jì)算，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向力和力矩分別為Nbk=Nk+Gk+Nwk=1255.2KNMbk=Mk+VkhNwkew=123.31KN/m基礎(chǔ)底面邊緣的壓力為NbkMbk1255.2123.31179.312pk,max==mAW8.254.54=KN/pk,min=NbkMbk=1255.2123.31115.76KN/m2AW8.254.54地基承載力驗(yàn)算，即pk,maxpk,min179.31123.3122pk=n=2152.16kN/m<fa=202kN/mpk,max=179.31kN/m21.2fa=1.2×202=242.4kN/m2滿足要求。取第二組不利內(nèi)力計(jì)算，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向力值和力矩值分別為Nbk=Nk+Gk+Nwk=1091.58kNMbk=Mk+VkhNwkew=-408.54kN/m基礎(chǔ)底面邊緣的壓力為NbkMbk1091.58408.542pk,max==222.28mW8.254.54KN/Apk,min=NbkMbk=1091.58408.5442.35KN/m2AW8.254.54地基承載力驗(yàn)算，即pk,maxpk,min=222.2842.3522pk=2132.32KN/m<fa=202kN/mnpk,max=222.28kN/m21.2fa=1.2×202=242.4KN/m2滿足要求。取第三組不利內(nèi)力計(jì)算，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向力值和力矩值分別為Nbk=Nk+Gk+Nwk=1326.8kN..Mbk=Mk+VkhNwkew-158.94kN.m基礎(chǔ)底面邊緣的壓力為pNbkMbk1326.8158.94195.72==KN/mk,maxAW8.254.54pk,minNbkMbk1326.8158.942=W=4.54125.82KN/mA8.25地基承載力驗(yàn)算，即pk=pk,maxpk,min195.7125.822fa=202kN/2n=160.76KN/m<m2pk,max=195.7kN/m21.2fa242.4N/m2滿足要求。4）基礎(chǔ)受沖切承載力驗(yàn)算?；A(chǔ)受沖切承載力計(jì)算時(shí)采用荷載效應(yīng)的基本組合，并采用基底凈反力。由表選取下列三組不利內(nèi)力：第一組：M383.94kNm,N877.19kNm,V42.79kNm第二組：M288.89kNm,N642.12kNm,V25.02kNm第三組：M31.29kNm,N971.28kNm,V1.12kNm先按第一組不利內(nèi)力計(jì)算，扣除基礎(chǔ)自重及其上土重后相應(yīng)于恒載效應(yīng)基本組合時(shí)的地基土凈反力為NbNGNwk877.191.2329.441272.52kNMbMVhGNwkew207.81kNmpn,maxNbMb200.02kN/m2AWpn,minNbMb108.50kN/m2AW按第二組不利內(nèi)力計(jì)算，地基土凈反力為NbNGNwk642.121.2329.441037.45kNMbMVhGNwkew543.00kNmpn,maxNbMb245.36kN/m2AWpn,minNbMb6.15kN/m2AW按第三組不利內(nèi)力計(jì)算，地基土凈反力為..NbNGNwk971.281.2329.441366.61kNMbMVhGNwkew195.33kNmpn,maxNbMb208.67kN/m2AWpn,minNbMb122.63kN/m2AW基礎(chǔ)的壁厚度查附表得t300mm，取t=325mm，所以基礎(chǔ)頂面寬為t+75=400mm，杯壁高度h2=450mm，a2>200且a2a1，取a2=300mm。基礎(chǔ)各細(xì)部尺寸如圖23示。對(duì)變階處進(jìn)行受沖切承載力驗(yàn)算，沖切破壞錐面如圖22虛線所示。圖22 地基受沖切承載力截面位置及底板計(jì)算簡圖bt=400+400+400+1200mm取保護(hù)層厚度為 35mm，則基礎(chǔ)變階處界面的有效高度為..h070040660mmbbbt2h0120026602520mmbmbtbb120025201860mm22A3.331.70.662.50.35m222所以F1 psA 245.360.35 85.88kN0.7ftbmh0 0.71.101860160 945.25kN F1 85.88kN所以受沖切承載力滿足要求。5）基礎(chǔ)底面配筋計(jì)算。i)柱邊及變階處基地凈反力計(jì)算。三組不利內(nèi)力設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的基基底凈反力見表8如圖24所示。其中pj,1為基礎(chǔ)或變階處所對(duì)應(yīng)的基底凈反力。 經(jīng)分析可知，第一組基底凈反力不起控制作用，基地底板配筋可按第二組和第三組基底凈反力進(jìn)行計(jì)算。表8基底凈反力2單位：kN/m基底凈反力第一組第二組第三組pj,max200.02245.36208.67pj,1柱邊處166.73258.37177.37變階處177.82187.37187.75pj,min108.56.15122.63ii)柱邊及變階處彎矩計(jì)算，柱邊處彎矩截面的計(jì)算，先按第二組內(nèi)力計(jì)算：Mb543.00.5233.3e01037.450.55Nb6長邊方向：M11(pj,maxpj,1)(bhc)2(2lbc)261.62kN.m48短邊方向：M21(pj,maxpj,min)(lbc)2(2bhc)173.31kN.m48再按第三組內(nèi)力計(jì)算。長邊方向M11(pj,maxpj,1)(bhc)2(2lbc)250.15kN.m48短邊方向M21(pj,maxpj,min)(lbc)2(2bhc)228.29kN.m48..變階處截面的彎矩計(jì)算，先按第二組內(nèi)力計(jì)算。M11(pj,maxpj,1)(bh')2(2lb')143.09kN.m48M21(pj,maxpj,min)(lb')2(2bh')73.50kN.m48再按第三組內(nèi)力計(jì)算：M11(pj,maxpj,1)(bh')2(2lb')80.64kN.m48M21(pj,maxpj,min)(lb')2(2bh')96.82kN.m48iii)配筋計(jì)算?；A(chǔ)底板受力鋼筋采用2HRB335，fy=300N/mm,則基礎(chǔ)底板沿長邊方向的受力鋼筋截面面為柱邊處AM1=261.621062=872.94mm0.9300(11500.9fyh0140)變階處AM1=143.091062=802.97mm0.9300(70040)0.9fyh0所以選用1710@200,As1020.5mm2。基礎(chǔ)底板沿短邊方向的受力鋼筋截面面積為柱邊處As2=M2228.29106771.2mm2h01d0.9300(11100.9fy10)變階處As2=M296.821062d0.9300(660548.96m0.9fyh010)2所以選用17 8@200,As 855.1mm。（2）B柱。1）荷載。選取的柱底截面最不利以內(nèi)力如表9示表9B柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的最不利內(nèi)力荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 荷載效應(yīng)基本組合組別MkNkVkMkNkVkKN?mKNKNKN?mKNKN第一組268.251053.3010.50381.741343.5315.17第二組-307.731064.64-11.09-424.631359.4-15.88第三組257.411116.8010.4370.91407.0315.072）基礎(chǔ)底面尺寸基地及承載力驗(yàn)算。i)基礎(chǔ)高度和埋置深度確定。柱插入杯口深度h10.9h900mm800mm;查..附表2-13，杯底厚度a1200mm,取a1250mm;查附表2-14，杯壁厚度t300mm,取t=325mm,杯口墊層厚50mm;基礎(chǔ)高度h900250501200mm；基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為0.700m，則基礎(chǔ)埋置深度為d12007001501750mm?；A(chǔ)底面尺寸擬定?；A(chǔ)底面面積按地基承載力確定，并取荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。由《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第5.2.4條表5.2.4可查的d=1.1, b=0,取土與基礎(chǔ)平均自重 m=20KN/m3,經(jīng)深度修正后地基承載力特征值為fafakdm(d0.5)2001.120(1.750.5)227.5kN/m2由Nmax的一組荷載，按軸心受壓估算基礎(chǔ)底面尺寸，取NkNk.max1116.80kNA1Nk1116.805.80m2famd227.5201.75考慮到偏心作用的影響，將基礎(chǔ)的底面尺寸再增加 30%，即A 1.3Al 7.54m2底面選為矩形lb2.53.07.5m2,則基礎(chǔ)底面的彈性抵抗矩為W1lb212.53.023.75m366iii)地基承載力驗(yàn)算，基礎(chǔ)自重和土重為（基礎(chǔ)及其填土的平均密度取=20KN/m3）mGkdA201.757.5271.25kNm由表9知，選取以下三組不利內(nèi)力組合進(jìn)行基礎(chǔ)底面面積計(jì)算先按第一組不利內(nèi)力計(jì)算，基礎(chǔ)底面相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)的豎向力和力矩分別是：Nbk Nk Gk 1053.3 271.25 1324.55kNMbk Mk Vkh 280.85kN