中南大学自考本科混凝土厂房结构设计计算书（DOC X页）

中南大学自考本科混凝土厂房结构设计计算书（DOC X页） 单层厂房课程设计 中南大学高等教育自学考试 混凝土厂房结构设计计算书 姓名: 专业: 注:中南大学自考招生网:WWW.CSUZS.NET 地址:湖南长沙市岳麓区麓山南路中南大学本部 自考交流群 : 108574258 256287419 1 单层厂房课程设计 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 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 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6m。 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。 2、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。 吊车位置 起重量桥跨LK小车重g最大轮压大车轮距大车宽B车高H吊车总重 (KN) (m) (KN) K(m) (m) (m) (KN) P(KN) max,k 左跨(AB) 200/50 19.5 70.1 187 4.4 5.6 2.184 264 吊车 右跨(BC) 200/50 19.5 70.1 187 4.4 5.6 2.814 264 吊车 表-1 吊车的有关参数参数表 223、建设地点为某城市，基本雪压0.30kN/m，基本风压0.50kN/m，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 3f土，地基承载力特征值=240kPa，土的天然重度为17.5kN/m，土质分ak 布均匀。 2 单层厂房课程设计 4、厂房 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 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+0.011L(含支撑，按屋面水平投影面积计 2算，单位kN/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200mm。 (3)、天窗采用矩形纵向天窗，每榀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。 223 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kN/m。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 240mm×450mm。基础梁自重2.7kN/m。 4 材料:混凝土强度等级C20~C30;柱的纵向钢筋采用HRB335或 HRB400，其余钢筋I级。 5 屋面卷材防水法及荷载标准值如下: 2三毡四油防水层上铺小石子:0.4 kN/m; 225mm厚水泥砂浆找平层:0.5 kN/m; 2100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4 kN/m; 2一毡二油隔汽层:0.05 kN/m; 225mm厚水泥砂浆找平层:0.5 kN/m; 26m预应力大型屋面板:1.4 kN/m。 二、材料的选用 混凝土强度等级，排架柱用C30，柱下扩展基础C20.柱的纵向钢筋采用HRB335级，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。结构计算简图如图-2所示。 3 单层厂房课程设计 下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。 负荷范围 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。 4 单层厂房课程设计 (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:H =12.4-8.9=3.5m U 下柱高:H=8.9+0.95=9.85m L 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H=8.9+0.95=9.85m，吊车梁及轨道L 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; k 下柱截面高度h?H/9=10.95/9=1.22m。 K 下柱截面宽度B?H/20=9.85/20=0.4925m。并且B?400m。 L 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I和回转半径X 5 单层厂房课程设计 R，垂直于排架方向惯性矩I和回转半径R。单位长度柱的自重用GXYY 表示。 (a)A，C轴柱截面几何特征: 32上柱:A=500*500=250*10mm G=25*0.25=6.25KN/m 364 I=I=(1/12)*500*500=5208*10 mm XY1/2 R=R=(I/A)=141.82mm XYX 下柱: 332I=(1/12)*100*1300+4[(1/12)*200*100+200*100*600]+X24[(1/36)*25*(550-(25/3)) ] 64 =50109.38*10mm 3I=2*(1/12)*100*500+(1/12)*(1300-200)Y33*100+4[(1/36)*25*200+(1/2)*200*25*(50+(200/3) 2) 64 =2333.33*10mm X1/2 R=(IX/A)=477.25mm Y1/2 R=(IY/A)=102.99mm (b)中柱B轴柱截面几何特征: 32 上柱:A=500*700=350*10mm G=25*0.35=8.75KN/m 364 I=(1/12)*500*700=14291.67*10mm X364I=(1/12)*700*500=7291.672*10mm Y1/2R=(I/A)=202.07mm XX1/2R=(I/A)=144.34mm YY3 下柱:A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*10mm G=25*0.24=6.00KN/m 332I=(1/12)*100*1500+4[(1/12)*200*100+200*100*700]+4X [(1/36)* 2200*25+1/2*200*25(650-(25/3)) ] 64 =71509.38*10mm 3I=2*(1/12)*100*500+(1/12)*(1500-200)Y33*100+4[(1/36)*25*200+(1/2)*200*25*(50+(200/3) 264)=2350*10mm 1/2=(IX/A)=545.85mm RX1/2 R=(IY/A)=98.95mm Y 为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2。 6 单层厂房课程设计 X A IX IY RRG Y 柱号 36464(mm)(*10) (*10mm) (*10mm) (KN/m) ()mm A，C上柱 250 5208 5208 144.3 149.3 6.25 A，C下柱 220 50109.38 2333.33 471.25 102.99 5.5 B上柱 350 14291.67 7291.67 202.07 144.34 8.75 B下柱 240 71509.38 2350 545.85 98.95 6 表-2 各柱的截面几何特征 四、荷载计算 1、恒载 (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: 2三毡四油防水层上铺小石子:0.4KN/m 225mm厚水泥沙浆找平层:0.5KN/m 2100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4KN/m 2一毡二油隔气层:0.05KN/m 225厚水泥沙浆找平层:0.5KN/m 2 6m预应力大型屋面板:1.4KN/m 2 合计:3.25 KN/m 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:2.02*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:G1=G1=298.37KN。对柱顶的偏心距AC e=e=250-150=100mm。如图-5所示。 1A1C 对于中柱:G1 =2*298.37=596.74KN。对柱顶的偏心距e=0。如图-6所B1B示。 7 单层厂房课程设计 图-5 图-6 (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e=e=650-250=400mm AC2A2C 对于中柱:G=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距e=0。 ，2BK2B 下柱G3: 对于边柱:G3=G3=8.55*5.5*1.1=51.78KN。其偏心距e=e=0 AC4A4C 对于中柱:G3=6.00*8.55*1.1=56.43 KN。其偏心距e=0 B4B (3)吊车梁及轨道自重G4: 边柱牛腿处:G4=G4=38+0.8*6=42.8KN。其偏心距AC e=e=750-650=100mm 3A3C 对于中柱牛腿处:G4左=G4左=42.8KN 。其偏心距:e左，BBK3B=e=750mm。 3B (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。 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。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:G=G，，6AK6C 8 单层厂房课程设计 =282.264+16.2=298.464KN 。 K 这项荷载直接作用在基础顶面。对下柱中心线的偏心距为:e=e=120+650=770mm。 6A6C 各永久荷载的大小和作用位置如图-7所示: QAK=31.5KNQBKL=31.5KNQBKR=31.5KNQCK=31.5KN 1AK298.37KNGG1AK=298.37KNe1A=100mm GBK=298.37KNGBK=298.37KNe1A=100mm e2A=400mm 3B，K左G3B，K右G=43.8KNG3A,K=43.8KN3，K=43.8KNG=43.8KNG2A， K=21.875KNe3A=100mm3B，K左=750mmee3B，K右=750mme3A=100mm 图-7 活荷载作用下双跨排架的计算简图 6=770mme G6C，K=298.464KN e6A=770mm 4A，K=51.78KNGG6A,K=298.464KN 4C，K=51.78KNGG4B，K=56.43 KN BAC 图-7 各永久荷载、活荷载的打大小(KN)和作用位置 9 单层厂房课程设计 2、屋面活荷载 2按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，屋面活荷载标准值:0.5KN/m 2 屋面雪荷载:0.3KN/m，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: Q1ck=31.5KNbk=31.5KNQ 1ak=31.5KNG1bk=31.5KNG M1ck=3.15KNMM1bk=4.73KNM1bk=4.73KNMMM1ak=3.15KNM M2akKN 2ck=12.6KNMM 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: 2,3,G，GK，GK264，3001,KPPAB跨:=-=-187=45KN MIN,KMAX,K22 DD吊车竖向荷载、的计算，按每跨两台吊车同时工作且达到MAX,KMIN,K 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D、DK的计算: MAX，KMIN， D=,P=0.9*187(1+1.6/6+4.8/6+0.4/6)=359.04 MAX，KMAXY,I PMINDK= D=359.04*45.0/187=86.4KN MIN，MAXPMAX 10 单层厂房课程设计 吊车竖向荷载D、DK的作用位置与G作用位置相同。 MAX，KMIN，3 吊车水平荷载T的计算，按每跨2台吊车同时工作且达到最大起重量MAX，K 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=1/4(G+G)=1/4*0.1*(70.1+200)=6.76KN ,K2，K3，K 则AB跨的吊车传给排架的水平荷载标准值: T=T*D/P=6.76*359.04/187=12.97KN MAX，KKMAX，KMAX，K 各跨吊车水平荷载T作用在吊车梁顶面，即作用在距吊车梁顶0.9m处。 MAX，K 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μs的确定:a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以μs=+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。 柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，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μz: 柱顶: ,,1.0，(10.35,10)，(1.14,1)(15,10),1.01z 天窗檐口处: ,,1.0，(15.65,10)，(1.14,1)(15,10),1.1582z 左风情况下风荷载的标准值: q=μsμzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/M 1k1 q=μsμzWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M 2k2 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μz=1.1582取值.其标准值为: F=ΣμsμzWohB wk =[(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)*1.1582*0.55*6*2.6]+[(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3]=30. 27KN 11 单层厂房课程设计 右风和左风情况对称,方向相反。 Fwk=30.27KNFwk=30.27KN =1.333KN/M=1.333KN/M1k1kq q 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，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铰支座计算，不考虑厂房的空间工作。这里规定柱顶不动铰支 q1k=2.667KN/M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 3单位力作用下悬臂柱的柱顶位移:Δu=H/(CEI) 0CL3C=3/[1+λ(1-n)/n] 0 计算有关参数: 66AC柱:λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290;n=Iu/I=5208*10/(51942.92*10)=0.104 L33C=3/[1+λ(1-n)/n]=3/[1+0.290 (1-0.104)/0.104]=2.479 066B柱:λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290;n=Iu/I=14291.67.5*10/(74060.88*10)=0.1998 L33C=3/[1+λ(1-n)/n]=3/[1+0.0.290 (1-0.1998)/0.0.1998]=2.733 0 单位力作用下悬臂柱的柱顶位移: 336A， C柱:Δu=Δu= H/ (CEI)=12050/(2.479*E*50109.375*10)=14.085/ E AC0CLCC 12 单层厂房课程设计 336B， B柱:Δu= H/ (CEI)=12050/(2.733*E*71509.375*10)=18.953/ E B0CLCC令Ki=1/Δui K=Ka+kb+kc=1/Δu +1Δu /+1/Δuc=0.2537 E ABC 所以，三根柱的剪力分配系数为: η=K/K=0.2798; η =K/K=0.440; ηc=Kc/K=0.2798 A AB B +ηc?1.0 验算:η+ηBA 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: V=ηF;V=ηF;Vc=ηcF AAB B 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、恒载下排架内力: GGG1ak=298.37KN1bk=596.74KN1ck=298.37KN 1ck=29.837KNMM M1ak=29.837KNM 2Bk=30.625KNGM2ak 2ck=125.908KNM=125.908KNMM 2ak=21.875KN G2ck=21.875KN G 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。 各柱顶不动铰支座的支座反力: 2323C1=1.5*[1-λ(n-1)/n]/[1-λ(1-n)/n]=1.5*[1-0.290(0.104-1)/0.104]/[1+0.290 (1-0.104)/0.104=2.1376 13 单层厂房课程设计 232C3=1.5*(1-λ)/[1-λ(1-n)/n]= 1.5*(1-0.290)/[1+0 3A柱:λ= 0.290;n =0.104.290(1-0.104)/0.104]=1.1353 R1=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() ,A B柱:R=0 B C柱:R=-R=-17.1154KN() ,CA 所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R+ R+ R=0 ABC 所以:各柱顶的实际剪力为: V= R=17.1154KN() ,AA V= R=0 BB V= -17.1154KN() ,C Q1Ak=31.5KN1Bk=31.5KN1BkQ=31.5KNQ1Ck=31.5KNQ M1Bk=4.725KNM1Ak=4.725KNMMM1Ck=3.15KNM1Ak=3.15KNMM M2Ak=12.6KNMM2Ck=12.6KNM 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=364.045+51.78=415.825KN B柱:柱顶:N=596.74KN 14 单层厂房课程设计 上柱底:N=596.74+30.625=627.365KN 下柱顶:N=627.365+43.8*2=714.965KN 下柱底:N=714.965+56.43=771.395KN 28.97328.973 298.37596.74298.37 94.98194.981320.245320.245627.365 30.927-30.927 364.045364.045714.965 V=17.1154V=17.1154 51.359-51.356 415.825771.395415.825 (a) 永久荷载作用下的弯矩(KNM)图和柱底剪力(KN) (b)永久荷载作用下的轴力(KN) 图-12 永久荷载作用下排架的内力图 3、屋面活荷载下的内力 A柱:λ=Hu/H=0.290;n=Iu/I=0.104;C1=2.1376;C3=1.1353 L R1=MC1/H=3.15*2.1376/12.05=0.559 KN() ,1AK R2=MC3/H=12.6*1.1353/12.05=1.187KN() ,2AK 所以R=R1+R2=1.746KN() ,A B柱:λ=Hu/H=0.290;n=Iu/I=0.199 L2323C1=1.5*[1-λ(n-1)/n]/[1-λ(1-n)/n]=1.5*[1-0.290(0.1998-1)/0.197]/[1+0.290 (1-0.1998)/0.1998]=1.827 R=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN() ,B C柱:Rc=0 所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R+R+R=2.462KN(,) ABC所以:各柱顶的实际剪力为: V= R-ηR=1.057KN(,) AAA VB=R,-η R=-0.367 KN() BB ,VC=Rc-ηcR=-0.689 KN() ΣVi?0 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。 -4.74 -12.3 -6.0095 0.5495 -2.4115 -9.1474 V=1.057 -3.0135 15 V=-0.689 -8.30245 V=-0.367 单层厂房课程设计 Dmax,k=359.04 4、吊车荷载作用下的排架内力(不考虑厂房整体min,k=86.4D空间工作) (1)、AB跨有吊车荷载，D作用在A柱，Kmax,k=Kmin,k=83.52KNmax,k 35.904KND作用在B min,k 柱时排架内力分析，其计算简图如图-14所示。 HIuu A柱:λ==0.290;n==0.104;HIl C=1.1353 3 Mmax,kR=R=C=35.904*1.1353/12.05=-3.3827( 图-14 A23H HIuu B柱:λ==0.290;n==0.1998; HIl 12323 C=1.5*(1-λ)/[1+λ(-1)]= 1.5*(1-0.290)/[1+0.2903n 1(-1)]=1.25175 0.1998 M64.8kmin,R,R,C,，1.25175,6.7314KN,，，B23 H12.05 C柱:R,0C 所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R+R+R=3.3487ABC ( ) 所以:各柱顶的实际剪力为: R,R,,R,,3.3827,0.2798，3.3487,,4.3197(,)AAA R,R,,R ,6.7314,0.440，3.3487,5.2580(,)BBB R,R,,R ,0,0.2798，3.3487,,0.93697(,) CCC V,0 ,i 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， 16 单层厂房课程设计 柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-15所示。 (a) D在A柱时的轴力(KN) (b) D作用在A柱时的弯距和柱底剪力 max,kmax,k 图-15 (2)、AB跨有吊车荷载，D作用在B柱，D作用在A柱时排架内力分析，其计max,kmin,k算简图如图-16所示。 Dmin,k=111.36HIuuDmax,k359.04A柱:λ==00290;n==0.104;C=1.1353 3HIl MMminMmax,k=,k=11.136KNmin,k R=R=C=-3.3827( ) ,269.28KNA23H HIuu B柱:λ==0.290;n==0.1998; HIl 123 C=1.5*(1-λ)/[1+λ(-1)]= 1.5*3n 123(1-0.290)/[1+0.290(-1)]=1.25175 0.290 Mmin,kR=R=C=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN(, ) 图-16 B23H C柱:R=0 C , 所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R+R+R=+3.3487( ) ABC 所以:各柱顶的实际剪力为: ,V=R-ηR=--3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197( ) AAA ,V=R-ηR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580( ) BBB ,V=R-ηR=-0.2798*3.3487=-0.93697( ) CCC V,0 ,i 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 17 单层厂房课程设计 左为正)和轴力图如图-17所示。 -29.3601 -20.7201 -76.204 V=16.0229 图-17 (3)、BC跨有吊车荷载，D作用在B柱，D作用在C柱时排架内力max,kmin,k分析，其计算简图如图-18所示。 HIuuB柱:λ==0.300;n==0.200;C=1.31 3HIl Mmax,k R=R=C=353.87*1.31/13.45= -34.47 ) B23H HIuu C柱:λ==0.260;n==0.104; HIl Mmin,kR=R=C=11.66*1.215/13.45=1.05KN( ) C23H A柱:R=0 A 所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R+R+R=-33.42ABC( ) 所以:各柱顶的实际剪力为: V=R-ηR=0.282*33.42= 9.42KN( ) AAA V=R-ηR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN( ) BBB V=R-ηR=1.01+0.282*33.42=10.47KN( ) CCC 18 单层厂房课程设计 0 V,,i 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-19所示。 Dmin,kDmax,k= 116.62 471.83 =353.87KN = 11.662KN 图-18 85.27 (a) D在B柱时的轴力(KN) (b) D作用在B柱时的弯距和柱底剪力 max,kmax,k 图-19 (4)、BC跨有吊车荷载，D作用在C柱，D作用在B max,kmin,k HIuuB柱:λ==0.260;n==0.200;C=1.31 3HIl Mmax,k R=R=C=-87.47*1.31/13.45= -8.52( ) A23H 19 单层厂房课程设计 HIuu C柱:λ==0.260;n==0.104;C=1.215 3HIlDmax,k=Dmin,k116.62471.83 =47.18KN=Mmin,k87.47KNR=R=C=47.18*1.215/13.45=4.26KN( ) C23H A柱:R=0 A 所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之 和R=R+R+R=-4.26( ) ABC 所以:各柱顶的实际剪力为: V=R-ηR=0.282*4.26= 1.20KN( ) AAA V=R-ηR=-8.52+0.434*4.26=-6.67KN( ) BBB V=R-ηR=4.26+0.282*4.26=6.11KN( ) 图-20 D作用在C柱，D作用CCCmax,kmin,k 在D柱时排架计算简图.. V,0 ,i 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。 -6.67 (a) D在B柱时的轴力(KN) (b) D作用在B柱时的弯距和柱底剪力 max,kmax,k 图-21 BC跨有吊车D作用在C柱时排架内力图 max,k T(5)、作用于AB跨，即 AB跨有吊车 xma 吊车水平荷载T的作用点距柱顶的距离y=3.5-0.9=2.6m;y/H=0.743。max,ku因此排架柱顶不动铰支座的支座反力系数C需用线形内插法确定。 4 A、 C柱:λ=0290;n= 0.104; 当y=0. 7 H时: u33C=[2-2.1λ+λ(0.243/n+0.1)]/{2[1+λ(1/n-1)]}=0.698 4 当y=0. 8 H时: u33C=[2-2.4λ+λ(0.112/n+0.1)]/{2[1+λ(1/n-1)]}=0.654 4 所以当y=0. 743H时:C=0.582+(0.743-0.7)(0.532-0.582)(0.8-0.7)u4 20 单层厂房课程设计 =0.607 B柱:λ= 0.290;n= 0.1998 33C=[2-2.1λ+λ(0.234/n+0.1)]/{2[1+λ(1/n-1)]}=0.679 4 当y=0. 8 H时: u33C=[2-2.4λ+λ(0.112/n+0.1)]/{2[1+λ(1/n-1)]}=0.689 4 所以当y=0. 743H时:C=0.689+(0.743-0.7)(0.646-0.689)(0.8-0.7)=0.670 u4 柱顶不动铰支座反力的计算: A柱:R=R= CT=0.679*12.97=8.81KN( ) ,A24max,k B柱:R=R= CT=0.670*12.97=8.69KN ( ) ,B24max,k C柱:R=0 C 所以:假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和: R= R+R+R=17.5KN( ) ,ABC 所以:各柱顶的实际剪力为: V=R-ηR=8.86 -0.2798*17.5= 3.194KN( ) ,AAA V=R-ηR=8.69-0.440*17.5=0.99KN( ) ,BBB V=R-ηR=-0.440*17.5=-4.897KN( ) ,CCC 10.1764-10.1764 -17.139517.1395-8.028-2.0268.0282.026 -75.402875.4028-110.637110.63759.01 -59.01 V=0.99V=-0.99V=3.914V=-3.914V=4.897V=4.897 V,0 ,i 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、风载下的排架内力 (1)、左风情况: 在均布风荷载作用下，各柱顶不动铰支座反力的计算: 图-16 A柱:λ=0.290;n= 0.104; 43C=3[1+λ(1/n-1)]/{8[1+λ(1/n-1)]}=0.3745 5 ,R= -CqH=--0.3745*2.667*12.05=-12.0369( ) 5A C柱:λ=H/H=0.290;n=I/I=0.104;C=0.3745 uul5 ,R = -CqH=-0.3745*1.333*12.05= -6.0155KN( ) 5C 21 单层厂房课程设计 所以:假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和: R= R+R+R=-18.0254KN( ) ,ABC 所以:各柱顶的实际剪力为: V=R-ηR+ηF=1.4837KN( ) ,AAAAw V=R-ηR+ηF =-21.26KN( ) ,BBBBw ) V=R-ηR+ηF =7.5051KN( ,CCCCw F V,w,i 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。 图-23 左右风情况排架的弯矩 图 六、最不利内力组合 1、荷载组合系数 关于荷载组和系数，风荷载:0.6，其他0.7。准永久 值系数风0，屋面活荷载:不上人0，上人:0.4，吊车:0.6。 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-III。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。 22 单层厂房课程设计 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) 恒载+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。 ，M及相应的N、VMAX ,M及相应的N、VMAX最不利内力: N及相应的M、VMAX N及相应的M、VMIN 3、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 22=11.9N/MM,f=1.27N/MM),=0.55 砼:强度等级C25(f,ctB上柱: =1521.71KN N,,hbf,,0.55，500，465，11.9bb0c1 下柱: h,1300,35,1265mm0 ,h,0.55*1265,695.75 在腹板范围内 00 ,,N,h(b,b)f,，,hbf,,(500,100)，112，100，659.75，11.9,1318.2KNbffc1b0c1 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: l,2.0H,2.0，3.5,7.0muU l,1.0H,8.55m下柱: lL 当不考虑吊车荷载时 上柱 l,2.0H,2.0，3.5,7.0muU l,1.25H,1.25，12.05,15.12m下柱: lL 垂直于排架方向:(按无柱间支撑) 23 单层厂房课程设计 当考虑吊车荷载时 上柱: l,1.5H,1.5，3.5,5.25muU 下柱 l,1.0H,8.55mlL 当不考虑吊车荷载时 上柱:下柱 l,1.5Hu,5.25ml 下柱: l,1.2H,1.2，12.05,14.46ml 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=’=35mm. ,,ss 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 M N 是否为吊车荷载 初步判别大小偏心 122.9 423.99 是 大偏压 × -615 384.30 是 大偏压 × I-I 122.39 424.99 是 大偏压 ? 66.49 384.31 否 大偏压 × -4.75 384.31 是 大偏压 × 17.51 476.44 是 大偏压 ? -9.08 838.97 是 小偏压 × -217.46 573.31 是 大偏压 ? II-II -27.35 878.66 是 大偏压 × -131.57 452.19 是 大偏压 × -84.87 939.57 是 大偏压 ? 517.66 901.11 否 大偏压 × -389.5 647.54 是 大偏压 × III-III 521.25 -975.99 是 大偏压 ? 527.98 498.99 是 大偏压 × 25.98 1001.64 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: 24 单层厂房课程设计 M,122.39KNM,N,424.99KN,l,7.0m,l,5.25moxoy 122.39Me,,,0.287m0N424.99 h0ea20mm20mm取和中的大值，故取30 e,e，e,287，20,307mm 0ia 考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响 0.5fcA,,,,0.5*11.9*250000/424.99*1000,3.5,1？,1.011N l/h,7/0.5,14,15？,,102 1l20 ,,1，(),,,1.21212hei1400h0 ,e,1.212*307,372mm,0.3h,0.3*465,139.5mm(按大偏压计算)i0 he,,e，,a,372，250,35,587mm is2 N424990 x,,,71.2mm。,,h,0.55*465,255.8mmb0fb11.9，500,1c Ne,fcbx(h,x/2)),02 A,A,,517.23mmss,,f(h,a)ys0 M,17.51KNM,N,476.44KN,l,7.0m,l,5.25moxoy 17.51Me,,,36.7m0N476.44 h0e20mm20mm取和中的大值，故取a30 e,e，e,36.7，20,56.7mm 0ia 考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响 0.5fcA,,,,0.5*11.9*250000/476.44*1000,3.12,1？,1.011N l/h,7/0.5,14,15？,,102 1l20,,1，(),,,2.148 12hei1400h0 ,e,2.148*56.7,121.79mm i 25 单层厂房课程设计 h e,,e，,a,121.79，250,35,336.79mmis2 假设为大偏压 N476440 x,,,80.1mm,,h,0.55*465,255.8mmb0fb11.9*500,1c Nefcbxhx,(,/2)),0 AA,,,0ss,,fha(,)y0s ,,2A,AA,A,941mm上柱截面选定分别为， 3,20ssss ,2A,A,0.002*250000,500mm按最小配筋率: ss ,1882另外 (A，A)/A,,0.008,0.005ss250000垂直于排架方向承载力验算(按轴心受压验算) l,5.25m0 ，查表得， ,,0.97l5.25o,,10.5b0.5 ,,Nu,0.9,(fA，fA),0.9*(11.9*(250000,941*2)，300*941*2),3070.5KN,Nccys 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: M,517.66KNM,N,901.11KN,l,1.0H,8.55m,l,8.55moxloy 517.66Me,,,0.57m0N901.11 hh00ea20mm,42.1mm取和中的大值，故取3030e,e，e,571，42.1,612.2mm ia0 考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响 0.5fcA,,,,0.5*11.9*220000/901.11*1000,1.45,1？,1.011N l/h,8.55/1.3,6.57,15？,,102 1l20,,1，(),,,1.063 12hei1400h0 先按大偏压计算: 26 单层厂房课程设计 ,N901.11x,,,151.45,h,x此时中和轴在翼缘内，重新求。f,11.9，500,fb1cf ,,,N,fh(b,b)1cffx,,309.2,,h,0.55*1265,695.75b0fb,1c 则可按大偏压计算 ,e,1.063*695.75,739.58mmi he,,e，,a,739.58，650,35,1354.58mm is2 ,,,Ne,fc(bx(h,x/2)，(b,b)h(h,h/2))fff,0022A,A,,843.2mm,0.002*220*1000,440mmss,,f(h,a)ys0 ,2选4,20，A,A,1265mm ss 垂直于排架方向承载力，按轴心受压构件计算 loyl,8.55mm,r,102.98mm,,83.2 oxyry 查表可得， ,,0.65 Nu,0.9*0.65(11.9*(220000,1265*2)，300*1265*2),1690KN,N,5765.27KN 满足要求 下柱再计算一个小偏心受压的情况 M,521.25KNM,N,975.99KN,l,1.0H,8.55m,l,8.55moxloy Me,,534.07m0N hh00ea20mm,42.1mm取和中的大值，故取3030e,e，e,534.7，42.1,576.23mm ia0 考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响 0.5fcA,,,,0.5*11.9*220000/975.99*1000,1.341,1？,1.011N l/h,8.55/1,8.55,15？,,102 27 单层厂房课程设计 1l20,,1，(),,,1.067 12hei1400h0 h e,,e，,a,1.067*576.2，650,35,1229.83mmis2 先按大偏压计算: ,,,N,fh(b,b)1cffx,,372.15mm,,h,0.55*1265,695.75mm b0fb,1c 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:，下柱两边的受力钢筋为。 3,204,20 下柱截面的配筋计算 选III-III截面: ，N=1010.55KN，=1.0=7.85m，=1.0=7.85m lLHHM,510.34KNMoyOXLL e=M/N=510.34/1010.55=0.505m 0 ehh取/30和20mm中的大值，故取/30=33.3mm a00 eee=+=505+33.3=583.3mm i0a 考虑挠度的二阶效应对偏心矩的影响 3f,=0.5A/N=0.5*11.9*167500/1015.55*10=0.986 1c L,/h=7.85/1=7.85<15，=1 02 28 单层厂房课程设计 12 =1+(/h)=1.08 ,l,,102ei1400h0 (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5 M N 偏心距M/N 1-1 91.74 348.604 263.18 90.2 320.25 284.93 2-2 3-3 384.47 415.82 924.6 现在以的情况来验算最大裂缝宽度。 M,384.47KN,M,N,,415.82KN. d,eqcr,,, ,(1.9，0.008)ccr,Este 5N,,2.1,E,2，10,d,20mm构件力特征系数 2crSeqmm 1256As ,,,,0.0114teATE100，650，112，(500,100)c,25mm ——最外层受拉钢筋外边缘至受拉底边的距离。 ,Neh，，,K0,, sk,hA0S I0,8.55/1.3,6.57,15,,,1.0 sh 29 单层厂房课程设计 , y,265,35,615mm,e,e，y,1539.6mmsss0 ,h20,0.87,0.12(1,v)()se ',(bb)h(500,400)，112ff',,,,,,其中v0.354受压翼缘fbh100*12650 1265,2,,,,0.870.12(10.348)()0.8171539.6 ，,，4158201539.60.8171265,N 可以计算出:,,193.182skmm0.817，1265，1256 f1.78tk,,,,,1.10.651.10.650.573,,，0.0114193.18tesk 193.1820,,,,,，，，，,,,2.10.573(1.9250.08)0.21mm0.3mmmaxmin5，2100.0114 ,,,,(一类环境中最大宽缝裂度的限制0.3mm)min 其他截面验算从略. 750(三)、牛腿设计 5001、几何尺寸，如图所示 Fvs,D，G,359.04，43.8,402.84KNkmax3, F,0hs Ffbh,,,hstkFvs,1,0.5,,aFvs,,3000.5，400h0100NFvs作用在位于牛腿内a,0,c,25砼f,1.782tkmm fbhtk,,故Fvs,，,0.650.5 13000.5Fvs0.5，402840h,,,348.17mm0,,fb0.65，1.78，500tk牛腿几何尺寸 h,h，a,348，35,383mm,取h,400mm0 2、牛腿配筋计算 F,0由于，故牛腿纵向配筋按构造计算，取vs ,12,箍筋,8@100.a,0,固不设弯筋。4 3、吊车梁下局部受压验算 30 单层厂房课程设计 F402840vsN,,3.57,0.75，11.9,8.925mm2A300，400s f300yl,d,0.14，d,33.07d ,af1.27t 垫板取400，400，,10, l,33.07d,33.07，12,396.8mm,取400mma 4、柱的外观尺寸 900mm插入杯口的深度，按表取，按钢筋锚固长度 l,33.07，12,727.54mma 12.05，0.9,12.95m.假定柱长 h,0.05，12.95,0.6475ml 900mm故柱插入杯口的长度取满足要求。 ,0.00以上200mm以致牛腿下200mm范围内作成工字型。 (四)、柱吊装的验算 柱的自重: KNg0.25256.25,，,上柱: 1m KNg0.51.42517.5,，，,牛腿部分: 1m g4g2 g3 g1 MM12 M3 柱吊装验算图 KNg0.22255.5,，,下部工字形部分: 1m 31 单层厂房课程设计 KN下部矩形部分: g0.51.32516.25,，，,1m 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 KNKNKNKNg,9.375,g,26.5,g,8.25,g,24.3751234mmmm 2M,0.5，9.375，3.5,57.42KN,M1k 22M,0.5，9.375，(3.5，0.4)，0.5，0.4，(26.25,9.375),52.32KN,M2k 也可以求得M,38.99KN,M(计算过程从略)3k 承载力的验算:变截面处受弯承载力的验算 ,,M,M,0.9，1.2，57.42,62.01KN,M10G1k ,,其中——结构重要系数，取0.9;——永久荷载分项系数。0G 按双筋截面计算: ，，，，MfAh,a,300，941，465,35,121.396,M,,ys0s1 上柱截面满足要求。 1300mm下柱截面配筋为，界面高度为，所以下柱吊装验算也满足要求。 4,20 裂缝宽度验算: 变截面处 6M57.52，10,1kN,,,150.832skmm0.87，Ah0.87，941，4650s 941A,s,,,0.014te0.5bh0.5，500，500 f1.78tk,,1.1,0.65,1.1,0.65，,0.141,,0.008，150.83tesk 150.8322,,,,2.1，0.141，1.9，2.5，0.08，,0.055mm,,,0.3mm,,max52，100.008,, 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) 32 单层厂房课程设计 0.000.15前面确定了预制柱插入基础的深度为N75300，柱底留50的间隙用C30细h,900mmmmM1 V石混凝土填充，。根据表基础杯底厚度400 Nt,3600mm，杯壁厚度(满足基a,200mm11501 50-1.950M础梁支撑宽 V度要求)。则基础的高度为: pminmaxp。与h,h，a，50,900，200，50,1150mm11 前面假定的基础高度1000略有误差，可mmb以满足设计的要求。杯壁高度按台阶下面h2 的基础抗冲切条件确定，应尽量使得大一ha2 基础构造图些以减少混凝土的用量。基础地面尺寸按地 基基础承载力条件确定。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 a、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。 KNM,371.7,N,703.057KN,V,70.14KN(1) m KNM,379.67,N,756.54KN,V,66.67KN(2) m KNM,384.47,N,415.8KN,V,70.14KN(3) m b、进行机车设计时候选用以下三组按荷载基本组合确定的最不利不内力。 KNM,517.66,N,901.1KN,V,89.75KN (1) m KNM,521.25,N,975KN,V,89.1KN(2) m KNM,,389.49,N,647.5KN,V,,23.32KN(3) m 3、基础底面尺寸确定 (,)、地基承载力特征值确定 KNf,200根据设计任务书地基持力层承载力特征值，按地基基础设2akm 计规范的要求，需要进行跨度和深度的修正。由于基础宽度较小(一般小于m3)。故仅仅考虑基础埋深的修正，经修正后的地基承载力特征值为: 33 单层厂房课程设计 KNf,f，(d,0.5),220，1.6，17.5，(1.8,0.5),265.4,,2aakdmm KN1.2f,318.482am (2)、 换算到基础底面的弯矩和轴向力标准值 ，对基础由维护墙和基础梁传得基础顶面的永久荷载值:G,298.464KN6A,K中心线的偏心弯矩为:(见图) e,620mm6 传到基础底面的弯矩和轴力标准值为: 第一组:M,371.7，66.55，1.15,298.464，0.77,218.415KN,M1K 　　　　N,7.03.07，298.464,1001.521KN1K 第二组:M,379.67，66.47，1.15,298.464，0.77,226.29KN,MK, 　　　　N,756.54，298.464,1055.7KN1K 第三组:M,,384.47,23.32，1.15,298.464，0.77,641KN,M,K 　　　　N,415.8，298.464,714.264KN1K (,)、按地基承载力确定基础底面尺寸 先按第二组内利标准值计算基础底面尺寸。 0.15d,1.8，,1.875m基础的平均埋深: 2 A按中心受压确定基础底面面积; N1055.0042K A,,,4.62m,f,d265.4,20，1.875aG 2增大20%,1.2A,1.2，4.8,5.544m a假定,1.8,a,1.8bb 22a，b,1.8b,5.544m 所以:b,1.75m,a,1.8b,3.15m,取a,32.m以上是最初步估计的基础底面尺寸，必须进行地基承载力验算。 2A,ab,3.2，1.75,5.76m基础底面面积: 2ba3W,,3.675m基础底面的抵抗弯矩: 6 基础和回填土的平均重力: 34 单层厂房课程设计 G,dA,20，1.875，5.76,216KN,Km G，N1055.004，216KKKNKN？p,,,220.66,f,265.422kammA5.76 G，NM226.29KKKKNKNp，,220.66，,296.093,1.2f,318.4822kamax,mmAW3K G，NM226.29KKKKNp,,220.66,,145.23,02min,kmAW3K 所以第二组内力满足要求。 对第一组内力进行验算: G，N1001.52，216KKKNKN？p,,,211.375,f,265.422kammA5.76 G，NM218.415KKKKNKNp，,211.375，,284.18,1.2f,318.4822kamax,mmAW3.267K G，NM218.415KKKKNp,,211.375,,138.57,02kmin,mAW3.627K 所以第一组内力满足要求。 队第三组内力进行验算: G，N714.264，216KKKNKN？p,,,161.504,f,265.422kammA5.76 G，NM641KKKKNKNp，,161.504，,375,1.2f,318.48 22kamax,mmAW3K G，NM641KKKKNp,,161.504,,,52,02kmin,mAW3K 所以第三组内力不满足要求。 a，b,1.8，3.5m现在将基础地底面尺寸改为:，重新进行验算。 2A,ab,1.8，3.5,6.3m基础底面面积: 2ba3W,,3.675m基础底面的抵抗弯矩: 6 基础和回填土的平均重力: 35 单层厂房课程设计 G,dA,20，1.875，6.3,236KN,Km G，N714.264，236KKKNKN？p,,,139.04,f,265.422kammA6.3 G，NM641 KKKKNKNp，,139.04，,303.06,1.2f,318.4822kamax,mmAW3.675K G，NM641KKKKNp,,139.04,,24.98,02min,kmAW3.675K 所以第三组内力满足要求。 对第一组内力进行验算: G，N1001.01，236KKKNKN？p,,,193.17,f,265.422kammA6.3 G，NM218.415KKKKNKNp，,193.17，,252.6,1.2f,318.4822kamax,mmAW3.675K G，NM218.415KKKKNp,,193.17,,133.74,02kmin,mAW3.675K 所以第一组内力满足要求。 对第三组内力进行验算: G，N1055.57，236KKKNKN？p,,,205.01,f,265.422kammA6.3 G，NM226.29KKKKNKNp，,205.01，,266.58,1.2f,318.48 22kamax,mmAW3.267K G，NM226.29KKKKNp,,205.01,,145.57,02kmin,mAW3.627K 所以第三组内力满足要求。 1.8，3.5m经验算的基础底面尺寸满足地基承载力要求。 4、基础设计 (1)、上部结构产生的基础底面内力设计值: 第一组:M,517.66，89.75，1.15,1.2*298.464，0.77,345.09KN,M1K 　　　　N,901.1，298.464,1199.56KN1K 第二组:M,521.25，59.1，1.15,1.2*298.464，0.77,347.93KN,M,K 　　　　N,975，298.464,1273.464KN1K 第三组:M,,389.49,23.32，1.15,1.2*298.464，0.77,,687KN,M,K 　　　　N,647.5，298.464,945.464KN1K 在这三组内力下，地基净反力的计算: 36 单层厂房课程设计 N1199.56KN第一组: p,,,180.3852nmA6.65 NM345.09KN p,，,180.385，,269.36272n,maxmAW3.88 NM370.43KN p,,,181.54,,91.442n,minmAW3.468 N1273.464KN第二组 p,,,191.52nmA6.65 NM347KN p,，,191.5，,280.93 2n,maxmAW3.88 NM347KN p,,,191.5,,102.067 2n,minmAW3.88 N945.464KN第三组p,,,142.175 2nmA6.65 NM687KNp,，,142.175，,319.81 2n,maxmAW3.88 NM687KNp,,,142.75,,,34 2n,minmAW3.88 由于应重新计算。 p,0,pminmax 687Me,,,0.727m偏心距。 0N945 '合力的最大压力的距离 a,0.5a,e,0.5，3.4,0.727,0.973m0 图-40 基础设计计算简图 0.150.00根据内力的平衡条件: N75'300N,0.5p，3an,maxMV2NKNp,,359.9 2n,max'400m3ab Np,0.0n,min1150 50基础底面受压区的长度:M-1.950V3a,3，0.973,2.92m，占基 础总长度的83.4%(或pminp1max2e,0.69m,a4,0.85说明n2050 1300b在荷载的基本组合下，不会a1800500产生过大的倾斜。 120033(2)、基础抗冲切承载力验44算 12a 37 基础设计计算简图 单层厂房课程设计 KN冲切承载力按第二组荷载作用下，地基最大净反力。初p,319.812n,maxm 步确定杯壁高度(见图) h,400mm2 t,300mm因壁厚，小于杯壁高度，说明上阶低落早冲切破坏锥体以内，故仅 需对台阶以下进行冲切承载力验算(见图) 基础下设有垫层时候，混凝土保护层的厚度取35。冲切破坏锥体的有效高度mm 为: h,750,40mm,710mm0 冲切破坏锥体的最不利一侧上边长: a,400，2，375,1150mmt 冲切破坏锥体的最不利一侧下边长: a,1150，2，710,2570mm,1800mmt 所以:a,1800mmb 1150，1800，aabt所以:a,,,1475mmm22 考虑冲切荷载时的基础底面积近似为: 3.41.752A,1.8(,,0.71),0.297m l22 冲切力:F,pA,372.46，0.297,86.58KNln,maxl 抗冲切力的计算: N,h,750mm,800mm,,1.0,f,1.12hptmm F,0.7,fah,0.7，1.1，1475，710,806.38KN,86.58KNhptm0抗 所以抗冲切力满足要求。 (3)基础底板配筋计算 1)、沿基础边长方向钢筋计算，分别按柱边(1-1截面)，变阶处(2-2截 面)两个面计算。所以选择的地基尽反力按第二组作用下，地基最大的净 KNKNp,319.81p,91.44反力验算。， 22nn,min,maxmm 相应位置的地基净反力计算: 319.81,91.443.5,,KN p,91.44，，0.5,238.25,,2n1m3.52,, 38 单层厂房课程设计 372.46,81.043.41.75,,KNp,81.04，，,262.71,,22nm3.422,, P，p,,11319.81，238.25,,22,1NMAXn,,？M,a,a2b，b,3.5,1.02，1.8，0.4,305.05KN,M，，，，，，，，,,1cc,,242242,,,, 6M305.05，1021？A,,,1453.83mm1s0.9fh0.9，210，(1150,40)01y P，p,,11319.81，238.25,,22,2NMAXn,,，，，，，，，，M,a,a2b，b,3.5,1.752，1.8，1.15,176KN,M,,211,,242242,,,, h,750,40,710mm02 6M176，1021？A,,,1311.57mm1s0.9fh0.9，210，71002y 2按选择钢筋，该方向的钢筋直径用，单根钢筋面积113.1mm。 A,12s2 1311.57(1800,50)n,,12钢筋总根数:根，钢筋间距:s,,145mm。 12113.1 该方向的配筋为:共12根。 ,12@150, 2)、沿短边方向的钢筋计算 沿短边方向钢筋计算，分别按柱边(3-3截面)，变阶处(4-4截面)两个截面计 算。所选择的地基 净反力按三组和荷载作用下，地基最大的平均净反力计算 KNp,262.712nm P262.7122nM,(b,b)(2a，a),(1.8,0.4)(2，3.5，1.0),171.64KN,Mcc32424 h,h,d,1150,40,12,1098mm0301 6 M171.64，1023？A,,,827mms30.9fh0.9，210，1098y03 P262.7122nM,(b,b)(2a，a),(1.8,1.15)(2，3.5，1.75),40.46KN,M4112424 h,h,d,710,12,698mm0402 6M40.46，1024？A,,,306.7mm s40.9fh0.9，210，698y04 39 单层厂房课程设计 按选择钢筋，由于钢筋面积较小，该方向上的钢筋直径用 ，单根A,8s3 8272钢筋面积50.3。钢筋总根数:根，钢筋间距:n,,16mm50.3 (3500,50)。 s,,215mm16 (3500,50)按照构造要求该方向的配筋为:，根数s,，1,18,8@220220 根，柱下基础配筋如图所示，由于基础长边方向大于3米，因此该方向上 的钢筋可以截断10% ，并交错布置，钢筋可用统一编号。 柱和基础的施工图见图。 注:中南大学自考招生网:WWW.CSUZS.NET 地址:湖南长沙市岳麓区麓山南路中南大学本部 自考交流群 : 108574258 256287419 40