單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)(原創(chuàng))

1、混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書單層廠房設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)資料（1）、平面圖和剖面圖：某金工車間為兩跨等高廠房，跨度均為18m,柱距均為6m，車間總長(zhǎng)度為72m。每跨設(shè)有200/50kN吊車各兩臺(tái)，吊車工作級(jí)別為A5級(jí)，軌頂標(biāo)高為7.8m，柱頂標(biāo)高為10.5m。車間平面圖和剖面圖分別見如下圖示。廠房剖面圖（2）、建筑構(gòu)造：屋面：SBS 卷材防水保溫屋面維護(hù)結(jié)構(gòu)：240mm厚雙面粉刷圍護(hù)磚墻門窗：縱墻窗3.6m*4.2m(低窗)，3.6m*1.8m(高窗)基礎(chǔ)：室內(nèi)外高差0.15m，基頂標(biāo)高1.0m，素混凝土地面(3)、自然條件：建筑地點(diǎn)：衡陽(yáng)，無抗震設(shè)防要求基本風(fēng)壓：0.4kN/地面粗糙度為B類基本雪壓：0

2、.35kN/地質(zhì)條件：修正后的地基承載力特征值為100kN/300kN/(4)、材料：混凝土：柱混凝土C25C30，基礎(chǔ)C25鋼筋：鋼筋等級(jí)為級(jí)或級(jí)（5）、組合系數(shù)：活荷載組合值系數(shù)c=0.7；風(fēng)荷載組合值系數(shù)取0.6。廠房平面圖2、設(shè)計(jì)要求：（1）、排架內(nèi)力，設(shè)計(jì)柱子及基礎(chǔ)，整理并打印計(jì)算書一份。（2）、施工圖一份（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明，屋蓋柱網(wǎng)及基礎(chǔ)布置圖，柱及基礎(chǔ)等配筋圖。）3、設(shè)計(jì)期限：兩周4、參考資料：（1）、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2021 ）（2）、荷載規(guī)范（GB50009-2021 ）（3）、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2021 ）（4）、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（5）、屋面板

3、（G410）、屋架（G415）、吊車梁（G426）、基礎(chǔ)梁（G320）、柱間支撐（G326)等。摘要：?jiǎn)螌庸I(yè)廠房是形式簡(jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)物之一。單層工業(yè)廠房設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是排架柱和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算。首先要充分了解設(shè)計(jì)任務(wù)，并根據(jù)相關(guān)資料選擇合適的構(gòu)件和確定柱網(wǎng)、基礎(chǔ)的平面布置，然后對(duì)構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力分析、內(nèi)力組合進(jìn)而設(shè)計(jì)截面、選擇配筋并寫出計(jì)算書，最后根據(jù)規(guī)范繪制施工圖和注寫圖紙說明。主要計(jì)算內(nèi)容是排架內(nèi)力的分析計(jì)算與組合。關(guān)鍵詞：排架柱基礎(chǔ)計(jì)算書內(nèi)容一、結(jié)構(gòu)方案及主要承重構(gòu)件選型根據(jù)廠房跨度，柱頂高度及吊車起吊量大小，本車間采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面圖如圖一所示：圖一、廠房結(jié)構(gòu)布置圖為了保

4、證屋蓋的整體性和空間剛度，屋蓋采用無檁體系，根據(jù)廠房具體條件柱間支撐設(shè)置如圖二所示：圖二、廠房平面和柱間支撐布置圖廠房各主要構(gòu)件選型見下表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值容許荷載預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板G410（一）1.5*6mYWB-3（中間跨）YWB-3s(端跨)1.5KN/(包含灌縫重)3.65KN/預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架G415（一）YWJ18-2-Aa69KN/榀0.05KN/(屋蓋鋼支撐)4.5KN/m預(yù)應(yīng)力卷材防水天溝板G410（三）TGB68-11.91KN/鋼筋混凝土吊車梁04G323(二)DL-9Z（中間跨）DL-9B（邊跨）39.5KN/根40.8KN/根吊車軌道及軌道連

5、接構(gòu)件04G325DGL-100.8KN/m鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁04G320JL-1（5.514.5m整體）JL-3(5.518.0m有窗)16.1KN/根預(yù)埋件04G362詳見施工圖5.24KN/柱間支撐05G336詳見施工圖由圖一知柱頂標(biāo)高10.5m，牛腿頂面標(biāo)高6.6m，室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為1.0m.，則計(jì)算簡(jiǎn)圖中柱的的總高度H、下柱高度Hl 和上柱高度Hu 分別為：H=10.5+1.0=11.5mHl=6.6+1.0=7.6mHu=11.5-7.6=3.9m根據(jù)柱的高度、吊車起重量及工作級(jí)別等條件，可由表2.4.2并參考表2.4.4確定柱截面尺寸見下表：計(jì)算參數(shù)柱號(hào)截面尺寸/mm面積

6、/mm2慣性矩/mm4自重/(KN/m)A，C上柱矩400*4001.6*10521.3*1084.0下柱400*800*100*1501.775*105143.8*1084.44B上柱矩400*6002.4*10572*1086.0下柱400*800*100*1501.775*105143.8*1084.44本例僅取一榀排架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖三所示：圖三、排架計(jì)算簡(jiǎn)圖二、荷載計(jì)算1.恒載（1）、屋蓋恒載SBS 防水卷材0.25KN/20mm 厚水泥砂漿找平層20KN/*0.02m=0.40 KN/2030mm厚擠塑板保溫層0.10KN/20mm 厚水泥砂漿找平層20KN/*0

7、.02m=0.40 KN/預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板屋面板（包含灌縫重）1.50 KN/屋蓋鋼支撐0.05KN/共計(jì)：2.70KN/屋架重力荷載為69KN/榀，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設(shè)計(jì)值為：G1=1.2*（2.70 KN/*6m*18/269/2）=216.36 KN (2)、吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計(jì)值G3=1.2*（39.5 KN0.8 KN/m*6m）=53.16KN (3)、柱自重重力荷載設(shè)計(jì)值A(chǔ)，C柱：上柱：G4A=G4C=1.2*4KN/m*3.9m=18.72KN下柱：G5A=G5C=1.2*4.44KN/m*7.6m=40.49KN B柱：上柱：G4B=1.2*6KN/m*3.

8、9m=28.08KN下柱：G5B=1.2*4.44KN/m*7.6m=40.49KN各項(xiàng)恒載作用位置如圖四所示圖四、荷載作用位置圖（單位：KN）2.屋面活荷載屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5KN/，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.35KN/，后者小于前者，故按屋面活荷載計(jì)算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計(jì)值為：Q1=1.4*0.5KN/*6m*18/2=37.8KN Q1 的作用位置與G1 作用位置相同，如圖四所示3.風(fēng)荷載風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式（2.5.2）計(jì)算，其中w0=0.4KN/m2，z1.0, z根據(jù)廠房各部分標(biāo)高（圖一）及B類地面粗糙度由附表5.1確定如下：柱頂（標(biāo)高10.500m）z=1.014 檐口（標(biāo)高12

9、.150m）z=1.062 屋頂（標(biāo)高13.445m）z=1.096 風(fēng)荷載體型系數(shù)如下圖五（a）所示(a)(b)圖五、風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架計(jì)算簡(jiǎn)圖s如圖所示，由式（2.5.2）可得作用于排架簡(jiǎn)圖（b）上迎風(fēng)面和背風(fēng)面的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為：q11.4*w1k*6.01.4zs1z w0*6.01.4*1.0*0.8*1.014*0.4*6.02.726 KN/q21.4*w2k*6.01.4zs2z w0*6.01.4*1.0*0.4*1.014*0.4*6.01.363KN/FWQ(s1s2zh1(s3s4zh2zw0B1.4*(0.80.4) *1.062*1.65m(0.60.5) *1.0

10、96*1.295m *1.0*0.40*66.59KN4.吊車荷載由表2.5.1 可得200/50KN吊車的參數(shù)為：B5.65m，K4.40m，g75KN，Q200KN，F(xiàn)p,max195KN，F(xiàn)p,min30KN。根據(jù)B及K，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對(duì)應(yīng)點(diǎn)的豎向坐標(biāo)值，如圖六所示。（1）吊車豎向荷載參照書上公式（2.5.4）和（2.5.5）可得吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值為：Dmax=QFp,maxyi=1.4*195KN*(10.7920.2670.058)=577.94KN Dmin=QFp,minyi=1.4*30KN*(10.7920.2670.058)=88.91KN（2）吊車橫向

11、水平荷載圖六、吊車荷載作用下支座反力影響線作用于每一個(gè)輪子的吊車橫向水平制動(dòng)力參照式（2.5.6）計(jì)算，即T=1× ×(Q +g)=1/4*0.1*(200KN75KN)=6.875KN4作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)值參照式（2.5.7）計(jì)算，即Tmax=QTyi=1.4*6.875*2.117=20.38KN三、排架內(nèi)力分析該廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架內(nèi)力分析。柱的分配系數(shù)參照書上公式（2.6.16）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見下表。柱別n=Iu/Il=Hu/HC0=3/1+3(1/n1)=H3/C0EIli=(1/i)/(1/i)A,C柱n=0.148=0.

12、340C0=2.446 =0.284*1010H3/EACA=C=0.315B柱n=0.501=0.340C0=2.887=0.241*1010H3/EBB=0.3701.恒載作用下排架內(nèi)力分析恒載作用下排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖七所示。圖中的重力荷載G及力矩M是根據(jù)圖四確定的，即：G1=G1=216.36KN；G2=G3G4A=53.16KN18.72KN=71.88KNG3=G5A=40.49KN；G4=2G1=2*216.36KN=432.72KNG6=G5B=40.49KN；G5=G4B2G3=28.08KN2*53.16KN=134.40KNM1=G1e1=216.36KN*0.05m=10

13、.82KN·mM2=(G1G4A)e0G3e3=(216.36KN18.72KN) *0.2m53.16KN*0.35m=28.41KN·m由于圖七所示排架為對(duì)稱結(jié)構(gòu)且作用對(duì)稱荷載，排架結(jié)構(gòu)無側(cè)移，故各柱按柱頂不動(dòng)鉸支座計(jì)算內(nèi)力。柱頂不動(dòng)鉸支座范例Ri 可根據(jù)教材表2.5.2所列公式計(jì)算。對(duì)于A、C柱，n=0.148，=0.340，則31;2×(1;1)n31;2C1 =2×1:3×(1;1)=2.037C3 =2×1:3×(1;1)=1.082nn13M1M2RA =×C +×C =(10.82 KN&

14、#183;m*2.037+28.41KN·m*1.082)/11.5m=4.59KNHHRC=4.59KN本題中RB=0。求得Ri 后，可用平衡條件求出柱各截面的彎矩和剪力。柱各截面的軸力為該截面以上重力荷載之和，恒載作用下排架結(jié)構(gòu)的彎矩圖和軸力圖分別見下圖。圖七、恒載作用下排架內(nèi)力圖2.屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）AB跨作用屋面活荷載排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖八所示。其中Q1=50.4KN，它在柱頂及變階處引起的力矩為：MIA=37.8*0.05=1.89KN·mM2A=37.8*0.25=9.45KN·mM1B=37.8*0.15=5.67KN·m。對(duì)于

15、A 柱，C1=2.037，C3=1.082，則RA =M1A×C +1HM2A×C =(1.89KN·m*2.037+9.45KN·m*1.082)/11.5m=1.22KN()3H對(duì)于B柱，n=0.501，=0.340，則31;2×(1;1)n1C1 =2×1:3×(1;1)=1.610nRB =M1B×C=5.67KN·m*1.610/11.5m=0.79KN()H則排架柱頂不動(dòng)鉸支座總反力為：R=RA+RB=1.22KN+0.79KN=2.01KN()將R反向作用于排架頂，由書上公式(2.5.15)

16、計(jì)算相應(yīng)的柱頂剪力，并與柱頂不動(dòng)鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載作用于AB跨時(shí)的柱頂剪力，即VA=RA-A*R=1.22KN-0.314*2.01KN=0.59KN() VB=RB-B*R=0.79KN-0.371*2.01KN=-0.05KN() VC=-C*R=-0.314*2.01KN=-0.63KN()排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖八所示圖八、AB跨作用屋面活荷載時(shí)排架內(nèi)力圖（3）BC跨作用屋面活荷載由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，且BC跨與AB跨作用荷載相同，故只需將圖八中內(nèi)力圖的位置及方向調(diào)整一下就可，如下圖九所示圖九、BC跨作用屋面活荷載時(shí)排架內(nèi)力圖3.風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）左吹風(fēng)時(shí)

17、計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖十所示。對(duì)于A、C柱，n=0.148，=0.340，由表2.5.2 得：31:4×(1;1)nC1 =8×1:3×(1;1)=0.329nRA=-q1*H*C11=-2.726KN/m*11.5m*0.329=-10.31KN()RC=-q2*H*C11=-1.363KN/m*11.5m*0.329=-5.22KN()R=RA+RB+FW=-10.31KN-5.16KN-6.59KN=-22.06KN()各柱頂剪力分別為：VA=RA-A*R=-10.31KN-0.314*22.06KN=-3.38KN()VB=-B*R=-0.371*22.06KN=8

18、.18KN()VC=RC-C*R=-5.16-0.314*22.06KN=1.77KN()排架內(nèi)力如圖十所示圖十、左吹風(fēng)時(shí)排架內(nèi)力圖（2）右吹風(fēng)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖十一所示。將圖十所示A，C柱內(nèi)力圖對(duì)換且改變內(nèi)力符號(hào)后可得，如圖十一所示。圖十一、右吹風(fēng)時(shí)排架內(nèi)力圖4.吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（1）Dmax 作用于A 柱計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖十二所示。其中吊車豎向荷載Dmax，Dmin在牛腿頂面處引起的力矩為：MA=Dmax*e3=577.94KN*0.35m=202.28KN·m MB=Dmin*e3=88.91KN*0.75m=66.68 KN·m對(duì)于A 柱，C3=1.082，則A3R

19、 =MA ×C =-202.28 KN·m*1.082/11.5m=-19.03KN()H對(duì)于B柱，n=0.501，=0.340，由表2.5.2得：31;2C3 =2×1:3×(1;1)=1.277nRB =MB ×C =66.68KN·m*1.277/11.5m=7.40KN()3HR=RA+RB=-19.03KN+7.40KN=-11.63KN()排架各柱頂剪力分別為：VA=RA-A*R=-19.03KN+0.314*11.63KN=-15.38KN() VB=RB-B*R=7.40KN+0.371*11.63KN=11.71KN

20、() VC=-C*R=0.314*11.63KN=3.65KN()排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖十二所示圖十二、Dmax 作用在A 柱時(shí)排架內(nèi)力圖（2）Dmax 作用在B柱左計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖十三所示。MA、MB計(jì)算如下：MA=Dmin*e3=88.91KN*0.35m=31.12KN·mMB=Dmax*e3=577.94KN*0.75m=433.46 KN·m柱頂不動(dòng)鉸支座反力RA，RB 及總反力R分別為：A3R =MA ×C =-31.12 KN·m*1.082/11.5m=-2.93KN()HRB =MB ×C =433.46KN&#

21、183;m*1.277/11.5m=48.13 KN()3HR=RA+RB=-2.93KN+48.13KN=45.20KN()各柱頂剪力分別為：VA=RA-A*R=-2.93KN-0.314*45.20KN=-17.12KN() VB=RB-B*R=48.13KN-0.371*45.20KN=31.36KN() VC= -C*R=-0.314*45.20KN=-14.19KN()排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖十三所示。圖十三、Dmax作用在B柱左時(shí)排架內(nèi)力圖（3）Dmax 作用在B柱右根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性及吊車噸位相等的條件，內(nèi)力計(jì)算與Dmax 作用在B柱左的情況相同，只需將A，C柱內(nèi)力對(duì)

22、換并改變?nèi)繌澗丶凹袅D，如圖十四所示。圖十四、Dmax 作用在B柱右時(shí)排架內(nèi)力圖（4）Dmax 作用在C柱同理，將Dmax 作用在C柱的情況的A，C柱內(nèi)力對(duì)換，并注意改變符號(hào)，可求得各柱內(nèi)力，如下圖十五所示。圖十五、Dmax 作用在C柱時(shí)排架內(nèi)力圖（5）Tmax 作用于AB跨柱當(dāng)AB跨作用吊車橫向水平荷載時(shí)，排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖十六所示。對(duì)于A 柱，n=0.148，=0.340，由表2.5.3得a=(3.9m-1.2m)/3.9m=0.692，則52;3a:3(2+a)(1a)2;(2;3a)C =n=0.55721:3(1;1)nRA=-Tmax*C5=-20.38KN*0.557=-11.3

23、5KN()同理，對(duì)于B柱，n=0.501，=0.340，a=0.692, C5=0.634，則RB=-Tmax*C5=-20.38KN*0.634=-12.93KN()排架柱頂總反力R為：R=RA+RB=-11.35KN-12.93KN=-24.28KN()各柱頂剪力為：VA=RA-A*R=-11.35KN+0.314*24.28KN=-3.73KN() VB=RB-B*R=-12.93KN+0.371*24.28KN=-3.92KN() VC= -C*R=0.314*24.28KN=7.62KN()排架各柱的彎矩圖及柱底剪力值如圖十六所示。當(dāng)Tmax 方向相反時(shí)，彎矩圖和剪力只改變符號(hào)，方向

24、不變。圖十六、Tmax作用在AB跨時(shí)排架內(nèi)力圖（6）Tmax作用在BC跨柱由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱及吊車噸位相等，故排架內(nèi)力計(jì)算與Tmax作用在BC跨柱的情況相同，僅需將A柱與C柱的內(nèi)力對(duì)換，如圖十七所示。圖十七、Tmax作用在BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖四、內(nèi)力組合下表給出各柱的內(nèi)力組合。其中表1.1為A 柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表，表1.2為為A 柱內(nèi)力組合值表。表2.1為B柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表，表2.2為B柱內(nèi)力組合值表。內(nèi)力組合按公式（2.5.19）（2.5.21）計(jì)算。表1.1A柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表柱號(hào)及正向內(nèi)力荷載類別恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在AB跨作用在BC跨Dmax 作用在A 柱Dmax

25、作用在B柱左Dmax 作用在B柱右Dmax 作用在C柱Tmax 作用在AB跨Tmax 作用在BC跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)1234567891011-M7.080.412.46-59.98-66.7755.34-1424±9.91±29.727.55-17.27N235.0837.8000000000-M-21.33-9.042.46142.30-35.6555.34-14.24±9.91±29.727.55-17.27N288.2437.80577.9488.91000000-M13.55-4.567.2525.41-165.76163.19-41.98±

26、;136.45±87.63141.39-110.48N328.7337.80577.9488.91000000V4.590.590.63-15.38-17.1214.19-3.65±16.65±7.6227.97-17.44注:M（單位為KN·m），N（單位為KN），V（單位為KN）表1.2A 柱內(nèi)力組合表截面+Mmax 及相應(yīng)N，V-Mmax 及相應(yīng)N，VNmax 及相應(yīng)M，VNmin及相應(yīng)M，V-M1 +0.9*2 +3 +0.9*(6+9 )+1085.361 +0.9*0.8*(5+7 )0.9*9 +11-90.861 +0.9*2 +3 +0

27、.9*6 54.491 +0.9*3 +0.9*(6+9 )+1084.99N269.10235.08269.10235.08-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*9 +10154.051 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*9 +11-105.001 +0.9*4106.741 +0.9*0.9*(6 +9 )+11-72.48N704.36386.28808.39288.24-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10393.641 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11-350.081 +0.9*436.421 +0.9*3 +0.

28、9*(6+9 )+10350.49N744.85426.77848.88328.73V42.96-39.02-9.2548.00MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10/1.4282.791 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/1.4-248.451 /1.2+0.9*4 /1.427.631 /1.2+0.9*3 +0.9*(6+9 )+10/1.4251.96NK571.17343.97645.47273.94VK31.23-27.32-6.0634.83注:M（單位為KN·m），N（單位為KN），V（單位為KN）柱號(hào)及正

29、向內(nèi)力荷載類別恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在AB跨作用在BC跨D作用在A 柱D作用在B柱左D作用在B柱右D作用在C柱T作用在AB跨T作用在BC跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)1234567891011-M0-5.875.8745.67122.30-122.30-45.67±9.17±9.1731.90-31.90N460.8037.837.800000000-M0-5.875.87-20.91-311.16311.1620.91±9.17±9.1731.90-31.90N567.1237.837.888.91577.94577.9488.910000-M

30、0-6.256.2568.09-72.8272.82-68.09±134.27±134.2794.07-94.07N607.6137.837.888.91577.94577.9488.910000V0-0.050.0511.7131.36-31.36-11.71±16.46±16.468.18-8.18表2.1B 柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表maxmaxmaxmaxmaxmax注:M（單位為KN·m），N（單位為KN），V（單位為KN）表2.2B 柱內(nèi)力組合表截面+Mmax 及相應(yīng)N，V-Mmax 及相應(yīng)N，VNmax 及相應(yīng)M，VNmin及相應(yīng)M，V-

31、M1 +0.9*3 +0.9*(5+8 )+10137.611 +0.9*2 +0.9*(5+8 )+11-140.481 +0.9*2 +30.9*(5+8 )+10135.201 +0.9*0.9*(5 +8 )+10135.20N494.82494.82528.84460.80-M1 +0.9*3 +0.9*(6+9 )+10293.461 +0.9*2 +0.9*(5+8 )+11-293.461 +0.9*2 +30.8*(5 +6 )+0.9*9 +11-36.141 +1031.90N1069.271069.271467.39567.12-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6

32、)0.9*8 +10300.501 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11-300.501 +0.9*2 +30.8*(5+6 )+0.9*9 +11-193.421 +1094.07N1121.761121.761507.88607.61V6.59-6.59-20.69-8.18MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10/1.4214.641 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/1.4-214.641 /1.2+0.9*2 +3+0.8*(5 +6 )+0.9*9 +11/1.4-138.161/1.2+10/1.467

33、.19NK873.59873.591149.39506.34VK4.71-4.71-14.78-5.84注:M（單位為KN·m），N（單位為KN），V（單位為KN）五、柱截面設(shè)計(jì)材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，fc=14.3N/mm2，ftk=2.01N/mm2；采用HRB400 級(jí)鋼筋，fy=f/y=360N/mm2，b=0.518。上下柱均采用對(duì)稱配筋。1、配筋計(jì)算A柱配筋計(jì)算（1）、上柱配筋計(jì)算由表1.2可見，上柱截面有四組內(nèi)力。取h0=400mm-40mm=360mm。經(jīng)判別，四組內(nèi)力均為大偏心受壓。本設(shè)計(jì)采用絕對(duì)對(duì)稱，考慮由彎矩的正負(fù)號(hào)而取其絕對(duì)值。經(jīng)分析比較，在彎矩較大且比

34、較接近的兩組內(nèi)力中，取軸力較小的一組，即M=-90.86 KN·mN=235.08KN由附表11.1查得有吊車廠房排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0=2*3.9m=7.8m。附加偏心距ea 取20mm(大于400mm/30)。e0=M/N=90.86*106N·mm/235080=386.5mm，ei=e0+ea=386.5mm+20mm=406.5mm由l0/h=7800mm/400mm=19.5>5，故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。1=0.5*fc*A/N=0.5*14.3 N/mm2*4002mm2/235080N=4.866>1.0取1=1.0。2=1.15-0.01*

35、l0/h=1.15-0.01*（7800mm/400mm）=0.955 =1+（l0/h）2*1*2/(1400*ei/ h0）=1+（7800mm/400mm）2*1.0*0.955/(1400* 406.5mm/ 360mm）=1.229=N/1*fc*b*h0=235080N/(1.0*14.3 N/mm2*400mm*360mm)=0.114<2a/ h=80mm/360mm=0.222s0取x=2 a/s 進(jìn)行計(jì)算。se/=*ei-h/2+ a/=1.229*406.5mm-400mm/2+40mm=339.6mmAs=A/=N* e/f*( h-a/)=235080N*339

36、.6mm/360 N/mm2*(360mm-40mm)=693mm2sy0s選（As=763 mm2)，則=As/(b*h)=763mm2/(400mm*400mm)=0.48%>0.02%，滿足要求。由附表11.1，得垂直于排架方向柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0=1.25*3.9=4.875m，則l0/b=4875mm/400mm=12.19，=0.95。NU=0.9*（fc*A+f/y*A/s）=0.9*0.95*(14.3 N/mm2*400mm*400mm+360N/mm2*763mm2*2)=2425.94KN>Nmax=269.10KN 滿足彎矩作用平面外的承載力要求。（2）、下柱配

37、筋計(jì)算取h0=800mm-40mm=760mm，與上柱分析方法類似，由表1.2A 柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表中選取下列兩組最不利內(nèi)力：M=393.64KN·m，N=744.85KN；M=-105.00KN·m，N=386.28KN、按M=393.64KN·m，N=744.85KN計(jì)算：下柱計(jì)算長(zhǎng)度l0=1.0 Hl=7.6m，附加偏心距ea=800mm/30=26.7mm(大于20mm)b=100mm，b/f=400mm，h/f=150mme0=M/N=393.64*106N·mm/744850N=528.5m，ei=e0+ea=528.5mm+26.7mm=5

38、55.2mm由5< l0/h=7600mm/800mm=9.5<15，故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)，且取2=1.0。1=0.5*fc*A/N=0.5*14.3 N/mm2*100mm*800mm+2*(400mm-100mm)*150mm/744850N=1.63>1.0取1=1.0=1+（l0/h）2*1*2/(1400*ei/h0）=1+（7600mm/800mm）2*1.0*1.0/(1400* 555.2mm/760mm）=1.088ei=1.088*555.2mm=604.1mm>0.3*h0=228mm，為大偏心受壓先假定中和軸在翼緣內(nèi)，則x=N/(1*fc*b/

39、f)=744850N/(1.0*14.3 N/mm2 *400mm)=130.2mm<150mm說明中和軸在翼緣內(nèi)，且x= 130.2mm，e=*ei+h/2- as=604.1mm+800mm/2-40mm=964.1mmAs=A/s=N*e-1*fc*( b/fb)*h/f*(h0-h/ /2)- *f*b*x*(h-x/2)/f*( h- a/)f1c0y0s=744850N*964.1mm-1.0*14.3N/mm2*(400mm-100mm)*150mm*(760mm-150mm/2)-1.0*14.3N/mm2 *100mm*130.2mm*(760mm-130.2mm/2)

40、/360 N/mm2 *(760mm-40mm)=571mm2、按M=-105.00KN·m，N=386.28KN計(jì)算計(jì)算方法與上述相同，計(jì)算過程略，計(jì)算結(jié)果為As=A/s=917mm2，選（As=1017mm2)按此配筋，驗(yàn)算柱彎矩作用平面的承載力亦滿足要求。（3）、柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均選用8200的箍筋。B柱配筋計(jì)算（1）、上柱配筋計(jì)算由表2.2可見，上柱截面有四組內(nèi)力。取h0=600mm-40mm=560mm。經(jīng)判別，四組內(nèi)力均為大偏心受壓。本設(shè)計(jì)采用絕對(duì)對(duì)稱，考慮由彎矩的正負(fù)號(hào)而取其絕對(duì)值。經(jīng)分析比較，在彎矩較大且比較接近的兩組內(nèi)力中，取軸力

41、較小的一組，即M=135.20 KN·mN=460.80KN由附表11.1查得有吊車廠房排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0=2*3.9m=7.8m。附加偏心距ea 取20mm(等于600mm/30)。e0=M/N=153.48*106N·mm/460800=293mm，ei=e0+ea=293mm+20mm=313mm 2=1.15-0.01*l0/h=1.15-0.01*（7800mm/600mm）=1.02>1.0，取2=1.0。1=0.5*fc*A/N=0.5*14.3 N/mm2*400*600mm2/460800N=3.72>1.0取1=1.0。=1+（l0/

42、h）2*1*2/(1400*ei/ h0）=1+（7600mm/600mm）2*1.0*1.0/(1400*313mm/ 560mm）=1.216ei=1.216*313mm=380.6mm>0.3*h0=168mm，為大偏心受壓取x=2 a/s 進(jìn)行計(jì)算。se/=*ei-h/2+ a/=1.216*313mm-600mm/2+40mm=120.6mmAs=A/=N* e/f*( h-a/)=460800N*120.6mm/360 N/mm2*(560mm-40mm)=291mm2sy0s<0.2%*b*h=480mm2取As=A/=480mm2，故按構(gòu)造配筋，選（A =509 m

43、m2)。ss由附表11.1，得垂直于排架方向柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0=1.25*3.9=4.875m，則l0/b=4875mm/400mm=12.19，=0.95。NU=0.9*1*fc*b*h+ fy*(As+A/s）=0.9*0.95*(1.0*14.3N/mm2*400mm*600mm+360 N/mm2*1018mm2)=3247KN>Nmax=460.8KN滿足彎矩作用平面外的承載力要求。（2）、下柱配筋計(jì)算取h0=800mm-40mm=760mm，與上柱分析方法類似，由表2.2B 柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表中選取下列最不利內(nèi)力：M=293.46KN·m，N=1069.27KN下柱計(jì)

44、算長(zhǎng)度l0=1.0 Hl=7.6m，A=1.775*105mm2，附加偏心距ea=800mm/30=26.7mm(大于20mm)b=100mm，b/f=400mm，h/f=150mme0=M/N=293.46*106N·mm/1069.27N=274.4m，ei=e0+ea=274.4mm+26.7mm=301.1mm1=0.5*fc*A/N=0.5*14.3 N/mm2*1.775*105mm2/1069270N=1.187>1.0，取1=1.0。由5< l0/h=7600mm/800mm=9.5<15，故應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)，且取2=1.0。=1+（l0/h）2

45、*1*2/(1400*ei/ h0）=1+（7600mm/800mm）2*1.0*1.0/(1400* 301.1mm/760mm）=1.163ei=1.163*301.1mm=350.2mm>0.3*h0=228mm，為大偏心受壓e=*ei+h/2- a/s=1.163*301.1mm+800mm/2-40mm=710.2mm由x=N-1*fc*( b/fb)* h/f/(1*fc*b)=1069270N-1.0*14.3N/mm2*(400mm-100mm)*150mm/(1.0*14.3 N/mm2*100mm)=297.7mm則As=A/=N* e-*f*( b/ b)* h/*

46、(h-h/ /2)- *f*b*x*(h-x/2)/f*( h- a/)s1 cff0f1c0y0s=1069270N*710.2mm-1.0*14.3N/mm2*(400mm-100mm)*150mm*(760mm-150mm/2)-1.0*14.3N/mm2 *100mm*297.7mm*(760mm-297.7mm/2)/360 N/mm2 *(760mm-40mm)=225mm2<0.2%*b*h=0.002*400*800=640 mm2故選配鋼筋（As=763mm2)。按此配筋，驗(yàn)算柱彎矩作用平面的承載力亦滿足要求。（3）、柱箍筋配置非地震區(qū)的單層廠房柱，根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱

47、均選用8200的箍筋。2、柱牛腿設(shè)計(jì)A柱牛腿設(shè)計(jì)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，如圖十八所示。其中牛腿截面寬度b=400mm，牛腿截面高度h=600mm，h0=600mm-40mm=560mm。（1）、牛腿截面高度驗(yàn)算按式（2.6.1）驗(yàn)算，其中=0.65，ftk=2.01N/mm2，F(xiàn)hk=0(牛腿頂面無水平荷載)，a=-50mm+20mm=-30mm<0，取a=0，F(xiàn)vk 按下式確定：Fvk=Dmax/Q+G3/G=577.94KN/1.4+53.16KN/1.2=457.11KN由式（2.6.1）得：*（1-0.5*Fhk/Fvk）*（ftk*b* h0）

48、/(0.5*a/h0）=0.65*2.01N/mm2*400mm*560mm/0.5=585.31KN>Fvk故牛腿截面高度滿足要求。（2）、牛腿配筋計(jì)算由于a=-50mm+20mm=-30mm<0，所以該牛腿可按構(gòu)造配筋。根據(jù)構(gòu)造要求，As>min*b*h=0.002*400mm*600mm=480mm2。實(shí)際選用（As=616 mm2)。水平箍筋選用8100。圖十八、A 柱牛腿截面B柱牛腿設(shè)計(jì)設(shè)牛腿高度為h=1000mm，b=400mm。根據(jù)吊車梁支撐位置，截面尺寸及構(gòu)造要求如圖十九所示。牛腿高度驗(yàn)算：作用于牛腿頂部荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合豎向力值為：Fvk=Dmax/Q+G3/G

49、=577.94KN/1.4+53.16KN/1.2=457.11KN 牛腿頂部水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值即Fhk=0 牛腿的有效高度h0=h-as=1000mm-40mm=960mm裂縫控制系數(shù)=0.65，豎向力Fvk 作用點(diǎn)位于下柱截面以內(nèi)a=350mm+20mm=370mm.*（1-0.5*Fhk/Fvk）*（ftk*b*h0）/(0.5*a/ h0）=0.65*2.01N/mm2*400mm*960mm/(0.5+370mm/960mm)=566.6KN>Fvk=457.11KN故牛腿截面高度符合要求。取吊車梁墊板尺寸為500mm*400mmFvk/A=457.11*103N/(500mm*400mm)=