黑龙江八一农垦大学单层厂房课程设计计算书

混凝土及砌体结构 课程设计 学生姓名 张 琦 学 号 20074023250 指导教师 解国梁 所在学院 工程学院 专 业 土木工程 2 班 中国 大庆 2010 年 9 月 单层厂房结构设计任务书单层厂房结构设计任务书 一 设计题目一 设计题目 金属结构车间双跨等高厂房 每人一题 按学号分配 二 设计内容二 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 对于吊车荷载不考虑厂房的空间作用 3 柱及牛腿设计 柱下单独基础设计 4 绘施工图 柱模板图和配筋图 基础模板和配筋图 三 设计资料三 设计资料 1 金属结构车间为两跨厂房 安全等级为一级 厂房总长 54m 柱距为 6m 厂房剖面如图 1 2 3 所示 2 厂房每跨内设两台吊车 吊车均为软钩吊车 3 建设地点为东北某城市 基本雪压 0 40KN m 基本风压 0 50KN m2 冻结深度 2 0m 4 地基为均匀粘性土 地基承载力特征值 190Kpa 5 厂房标准构件选用及载荷标准值 1 屋架采用梯形钢屋架 屋架自重标准值 18m 跨 81 50KN 每榀 21m 跨 95KN 每榀 24m 跨 109KN 每榀 27m 跨 122KN 每榀 30m 跨 136KN 每榀 均包括支撑自重 2 吊车梁选用预应力混凝土吊车梁 参数见表 3 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 每榀天窗架重 18m 跨 25 5KN 每榀 21m 跨 30KN 每榀 24m 跨 34KN 每榀 27m 跨 38 3KN 每榀 30m 跨 42 5KN 每榀 包括自重 侧板 窗扇支撑等自重 4 天沟板自重标准值为 2 02KN m 5 围护墙采用 240mm 双面粉刷墙 自重 5 24KN m2 塑钢窗 自重 0 45KN m2 窗宽 4 2m 窗高见图 1 6 基础梁截面为 250 mmX600mm 基础梁自重 4 2KN m 6 材料 混凝土强度等级为 C30 柱的受力钢筋采用 HRB335 级或 I HRB400 级 箍筋采用 HPB235 级 7 屋面卷材防水做法及荷载标准值如下 防水层 0 4KN m2 25mm 厚水泥沙浆找平层 0 5KN m2 100mm 厚珍珠岩制品保温层 0 4KN m2 隔汽层 0 05KN m2 25mm 厚水泥砂浆找平层 0 5KN m2 预应力大型屋面板 1 4KN m2 8 屋面均布活荷载为 0 5KN m2 图图 1 1 0 150 柱顶 轨顶 0 000 II 图图 2 图图 3 表表 1 各学号所对应的桥式吊车和牛腿标高各学号所对应的桥式吊车和牛腿标高 左跨吊车序号 跨 度 C1C2C3C4C1C2C3C4C1C2C3C4 右跨 吊车 序号 18123456789101112C1 18131415161718192021222324C2 18252627282930313233343536C3 21373839404142434445464748C1 21495051525354555657585960C2 21616263646566676869707172C3 24737475767778798081828384C4 24858687888990919293949596C1 24979899100101102103104105106107108C2 27109110111112113114115116117118119120C3 27121122123124125126127128129130131132C4 27133134135136137138139140141142143144C1 30145146147148149150151152153154155156C2 30157158159160161162163164165166167168C3 30169170171172173174175176177178179180C4 轨顶标高 m 7 88 18 48 79 09 39 69 910 210 510 811 1 III 表 2 吊车数据 工作级别 A5 吊车序 号 起重量 kn 桥跨 LQ m 小车 重 g kn 最大轮 压 Pmax kn 大车 轮距 BQ m 轨道中 心之端 部距离 b mm 轨顶以 上高度 H mm 大车宽 B m 吊车总 重 G kn 16 563 261634 0023020975 955230 19 563 261854 1026020976 055270 22 563 261934 1026021876 055300 25 563 262055 0026021856 390340 C1160 32 28 563 262145 0026021856 390380 16 569 771854 0023020995 955240 19 569 772074 1026020996 055290 22 569 772164 1026021896 055320 25 569 772305 0026021896 390370 C2200 50 28 569 772395 0026021896 390400 16 51092784 6526023416 640330 19 51093014 7030024716 690380 22 51093134 7030024716 690410 25 51093315 0030024716 990460 C3320 50 28 51093445 0030024716 990500 16 51554204 8030027346 775440 19 51554304 8030027346 775490 22 51554564 8030027346 775530 25 51554745 0030027346 975580 C4500 100 28 51554875 0030027346 975620 表表 3 吊车梁数据 工作级别吊车梁数据 工作级别 A5 梁型号起重量 kn 跨 度 m 梁 高 mm 梁 重 kn YDL116016 5 28 5120041 3 YDL2200 16 5 28 5 120041 5 YDL3320 16 5 28 5 120046 0 YDL450016 5 28 5150060 3 注 1 土木 07 专升本选 1 55 号方案 2 土木 07 2 选 60 114 号方案 3 土木 07 1 选 120 165 号方案 目 录 1 结构构件选型及柱截面尺寸确定 1 2 1 计算简图的确定 1 2 1 1 上柱及全柱标高 1 2 1 2 确定柱截面尺寸 2 2 1 3 验算柱的截面尺寸 2 2 1 4 柱网布置 2 2 1 5 计算上 下柱截面惯性矩及比值 3 2 2 荷载计算 4 2 2 1 恒荷载 5 2 2 2 屋面活荷载 6 2 2 3 风荷载 6 2 3 排架内力分析 8 2 3 1 恒载作用下排架内力分析 9 2 3 2 屋面活荷载作用下排架内力分析 10 2 3 3 风荷载作用下排架内力分析 12 2 3 4 吊车荷载作用下排架内力分析 14 2 4 内力组合 20 3 柱的截面设计 26 3 1 上柱配筋计算 26 3 2 下柱配筋计算 27 5 3 柱的裂缝宽度验算 29 5 4 箍筋配置 30 5 5 牛腿设计 30 5 5 1 牛腿截面高度验算 30 5 5 2 牛腿配筋计算 31 6 柱的吊装验算 31 7 基础设计 33 7 1 作用于基础顶面上的荷载计算 33 7 2 基础尺寸及埋置深度 35 7 2 1 按构造要求拟定高度 35 7 2 2 拟定基础底面尺寸 35 7 3 基础高度验算 36 7 4 基础底板配筋计算 38 7 4 1 柱边及变阶处基底反力计算 38 图 23 基础底板配筋计算截面 39 7 4 2 柱边及变阶处弯矩计算 39 7 4 3 配筋计算 40 混凝土及砌体结构课程设计 0 1 结构构件选型及柱截面尺寸确定 某金属结构车间双跨等高厂房 安全等级为一级 厂房总厂 54m 柱距为 6m 厂房每跨内设两台吊车 吊车均为软钩吊车 吊车工作级别为 A5 轨顶标 高为 10 5 跨度为 24m 吊车起重量为 200 50 选择吊车桥跨均为 22 5m 吊 车梁均选用 YDLZ 型号 梁高为 1200 梁重为 41 5KN 厂房剖面图见图 1 图 1 2 结构计算 2 1 计算简图的确定 2 1 1 上柱及全柱标高 估计基础埋深 2 2m 基础高 室外地坪标高为 所以初选基1 55m0 15m 顶标高为 0 65m 边柱 A C 柱顶标高m789 121 0189 2 5 10 上柱高 u H689 3 2 02 15 10789 12 下柱高 mHHH uL 75 9 689 3 439 13 总高度 H 12 789 0 65 13 439m 中柱 B 顶面标高及上下柱高与边柱 A C 相同 因此边柱 A C 及中柱 B 顶 0 150 柱顶 轨顶 0 000 混凝土及砌体结构课程设计 1 面标高为 12 789m 上柱高 3 689m 下柱高 9 75m 全柱高 13 439m 2 1 2 确定柱截面尺寸 根据柱的高度 吊车起重及工作级别 可由书上表 2 4 4 确定柱截面尺寸 柱截面尺寸见图 2 边柱 A 上柱采用矩形截面 mmmmhb400500 下柱采用工形截面 mmmmmmhhb f 2001000500 中柱 B 上柱采用矩形截面 mmmmhb600500 下柱采用工形截面 mmmmmmhhb f 2001200500 边柱 C 上柱采用矩形截面 mmmmhb400500 下柱采用工形截面 mmmmmmhhb f 2001000500 A C 柱 B 柱 图 2 柱截面尺寸 2 1 3 验算柱的截面尺寸 初步确定的截面和高度的限值 验算初步确定的截面尺寸 对于边柱 A 下柱截面高度 满足 mmhmm Hl 1000 5 812 12 9750 12 有吊车时 满足 mmh H 10001 3916 22 9 13435 1 22 5 1 所以中柱 B 及边柱 C 亦满足要求 2 1 4 柱网布置 因为 LQ 22 5m L 24m 所以 1 5 0 75 22 LLQ em 对于纵向定位轴线 由得 kehB 混凝土及砌体结构课程设计 2 左跨 边柱 A 满足 mmmmbhe8090 260400 750 k 11 中柱 B 满足 mmmmbhe80190 260 2 600 750 k 22 右跨 边柱 C 满足 mmmmbhe8090 260400 750 k 11 中柱 B 满足 mmmmbhe80190 260 2 600 750 k 22 柱的计算简图见图 3 9 753 69 EA Iu 2 667 10 9 Iu 9 10 9 图 3 柱的计算简图 2 1 5 计算上 下柱截面惯性矩及比值 边柱 上柱 4933 10667 2 400500 12 1 12 1 mmblIu 410 2 3 3 1014 3 3 25 2 650 25 200 2 1 46502002 12 1 12 1000500 mm Il 下柱 比值 085 0 1014 3 10667 2 10 9 l u I I n 中柱 上柱 4933 109600500 12 1 12 1 mmblIu 410 2 3 3 1065 5 3 25 2 750 25 200 2 1 47502002 12 1 12 1200500 mm Il 下柱 混凝土及砌体结构课程设计 3 比值 159 0 1065 5 109 10 9 l u I I n 根据柱的高度 吊车起重量及工作级别等条件 确定柱的截面尺寸见表 1 计算单元简图见图 4 表 1 柱截面尺寸及相应的计算参数 计算参数 柱 号 截面尺寸 mm面积 mm惯性矩 4 mm 自重 kN m 上柱 矩 500 400 5 100 2 9 10667 2 5 0 A C 下柱 I 500 1000 200 5 103 2 10 1014 3 5 75 上柱矩 500 600 5 100 3 9 109 7 5 B 下柱 I 500 1200 200 5 109 2 10 1065 5 7 25 图 4 计算单元简图 2 2 荷载计算 混凝土及砌体结构课程设计 4 2 2 1 恒荷载 屋盖荷载 防水层 2 0 4kN m 厚水泥沙浆找平层 25mm 2 0 5kN m 厚珍珠岩制品保温层 100mm 2 0 4kN m 隔汽层 2 0 05kN m 厚水泥砂浆找平层 25mm 2 0 5kN m 预应力大型屋面板 2 1 4kN m 2 3 25gkN m 天沟板自重 2 02612 12kN mkN 屋架自重 109KN 榀 天窗自重 34KN 榀 所以作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为 KNG144 38112 12 2 34 2 109 2 24 625 3 2 1 1 吊车梁及轨道重力荷载设计值 55 56KN60 841 51 2G3 柱自重重力荷载设计值 A C 柱 上柱 2 13KN3 68951 2GG 4C4A 下柱 KN75 27659 75 751 2GG 5C5A B 柱 上柱 33 201KN3 6897 51 2G4B 下柱 84 825KN59 77 251 2G5B 混凝土及砌体结构课程设计 5 各项恒载作用位置如图 5 所示 图 5 荷载作用位置图 单位 KN 2 2 2 屋面活荷载 由 荷载规范 可知 对于不上人的钢筋混凝土屋面 其均布活荷载标 准值为 0 5KN M2 大于该厂房所在地区基本雪压 故作用于mKNS 45 0 0 柱顶面活荷载设计值为 KN6 570 2 24 6 50 41QQQQQ BBCA1 右左 的作用位置与作用位置相同 如图 5 所示 1 Q 1 G 2 2 3 风荷载 该地区的基本风压 由于厂房高度小于 30m 所以 2 0 50KN m0 风压高度变化系数可根据厂房各部分标高及 B 类底面粗糙度 由1 0 Z Z 荷载规范 确定如下 柱顶 标高 12 789m 1 078 Z 屋架 标高 14 49m 1 126 Z 檐口 标高 15 49m 1 151 Z 天窗檐口 标高 18 09m 1 208 Z 混凝土及砌体结构课程设计 6 屋顶 标高 18 54m 1 218 Z 如图 6 所示 由公式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别 S 为 11584 1700 1000 2600 450 0 2 0 6 0 6 0 5 0 6 0 5 0 4 0 7 0 8 0 4 a h s 0 6 图 6 风荷载体型系数及排架计算简图 2 0ZS1ZK1 m 0 430 51 0780 81 0KN 2 0ZS2ZK2 m 0 2160 51 0780 41 0KN 作用于排架计算简图上的风荷载设计值为 KN m14 816162 0 41q KN m20 63631 40 41q 2 1 26 70KN65 01 45 0 218 1 6 07 0 6 2208 1 6 06 01151 1 5 02 07 1126 14 08 0 4 1 hhhhF 04ZS8S73ZS6S52ZS4S31ZS2S1QW B z 2 2 4 吊车荷载 由设计资料表 2 得 200 50 吊车的参数为 大车宽 B 6 055m 大车轮距 K 4 16m 小车重 g 69 77KN 吊车总重 G 320KN 最大轮压 216KNF MAXP 最小轮压 吊车起重量 Q 200KN 吊车每一侧轮子数 44KNF MINP 2n 根据与 可算得吊车梁支梁反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值BK 如图 7 混凝土及砌体结构课程设计 7 图 7 吊车荷载作用下支座反力影响线 吊车竖向荷载 吊车竖向荷载设计值为 最小轮压为 max max 1 4 2161 0 674506 22 Qpi DFykN min min 1 4 44 1 674103 12 QPi DFykN 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标准值 11 0 120069 776 744 44 TQgkN 作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为 max 1 4 6 744 1 67415 805 Qi TTykN 2 3 排架内力分析 该厂房为两跨等高排架 可用剪力分配法进行排架内力分析 其中剪力分 配系数按 荷载规范 计算 结果如表 2 i 表 2 柱剪力分配系数 混凝土及砌体结构课程设计 8 柱 别 ul u nII HH 3 0 3 0 1 311 l C n H C EI 1 1 i i i 柱A C 0 085 0 274 n 0 3 10 2 457 0 130 10 AC C H E 0 250 AC 柱B 0 159 0 274 n 0 3 10 2 706 0 065 10 B C H E 0 500 B 2 3 1 恒载作用下排架内力分析 恒载作用下排架的计算简图如图所示 图中重力荷载及力矩是7a GM 根据图 4 确定的 即 11 381 44GGkN 234 55 7622 1377 69 A GGGkN 35 67 275 A GGkN 41 2381 44 2762 88GGkN 543 233 2012 55 56144 321 B GGGkN 65 84 825 B GGkN 11 1 381 440 0519 072MGekNmkN m 21403 3 381 4422 130 2555 56 0 384 22 A MGGeG ekN m 由于图所示排架为对称结构且作用对称荷载 排架结构无侧移 故各8a 柱可按柱顶为不动铰支座计算内力 柱顶不动铰支座反力计算如下 i R 对于柱 则 A C0 085n 0 274 22 1 33 11 111 0 2741 330 085 1 576 1122 111 0 2741 0 085 n C n 22 3 33 3131 0 274 1 136 1122 111 0 2741 0 085 C n 混凝土及砌体结构课程设计 9 12 13 19 072 1 57684 22 1 136 9 36 13 439 A MM RCCkN HH 9 36 C RkN 该排架中 求得后 可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力 柱0 B R i R 各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和 恒载作用下排架结构的弯矩图和轴 力图分别见图和图 图为排架柱的弯矩 剪力和轴力的正负号规8b 8c 8d 定 图 图8a 8b 图 图8c 8d 图 8 恒荷载作用下排架内力图 2 3 2 屋面活荷载作用下排架内力分析 跨作用屋面活荷载 排架内力计算简图如图所示 AB9a 其中 它在柱顶及变阶处引起的力矩为 1 70 56QkN 1 70 560 053 53 A MkNmkN m 2 70 560 2517 64 A MkNmkN m 混凝土及砌体结构课程设计 10 1 70 560 1510 58 B MkNmkN m 对于柱 A 1 1 576C 3 1 136C 12 13 3 53 1 576 17 64 1 136 1 91 13 439 AA A MM RCCkN HH 对于柱 B0 1590 274n 2 1 3 1 11 3 1 328 12 11 n C n 则 1 1 10 58 1 328 1 045 13 439 B B M RCkN H 则排架柱顶不动铰支座总反力为 1 91 1 0452 96 AB RRRkN 将反向作用于排架柱顶 计算相应的柱顶剪力 并与柱顶不动铰支座反R 力叠加 可得屋面活荷载作用于跨时的柱顶剪力 即 AB 1 91 0 25 2 961 17 AAA VRRkN 1 0450 5 2 960 44 BBB VRRkN 0 25 2 960 74 CC VRkN 排架各柱的弯矩图 轴力图及柱底剪力图如图 所示 9b 9c 图9a 混凝土及砌体结构课程设计 11 图 图9b 9c 图 9 跨作用屋面活荷载时排架内力图AB 跨作用屋面活荷载BC 由于结构对称 且跨与跨作用荷载相同 故只需将图 8 中各内力图BCAB 的位置及方向调整一下即可 如图 10 所示 图 10 跨作用屋面活荷载时排架内力图BC 2 3 3 风荷载作用下排架内力分析 左吹风时 计算简图如图所示 对于柱 11a AC 0 085n 0 274 混凝土及砌体结构课程设计 12 44 11 33 11 111 0 2741 330 085 0 326 1188 111 0 2741 0 085 n C n 111 3 62 13 439 0 32615 86 A Rq HCkN 211 1 814 13 439 0 3267 95 C Rq HCkN 15 867 9526 750 51 ACw RRRFkN 各柱顶剪力为 15 860 25 50 513 23 AAA VRRkN 0 550 5125 26 BB VRKN 7 950 2550 514 68 CCC VRRkN 排架内力图如图所示 11 b 图 图11a 11 b 图 11 左吹风时排架内力图 右吹风时 计算简图如图所示 将图所示柱内力图对换且改变内12a 11 b AC 力符号后可得 如图所示 12b 图 图12b 12c 图 11 右吹风时排架内力图 混凝土及砌体结构课程设计 13 2 3 4 吊车荷载作用下排架内力分析 作用于柱 max DA 计算简图如图所示 其中吊车竖向荷载 在牛腿顶面处13a max D min D 引起的力矩为 max3 506 22 0 3151 866 A MDekN m min3 103 12 0 7577 34 B MDekN m 对于柱 则A 3 1 136C 3 151 866 1 136 12 84 13 439 A A M RCkN H 对于柱 B0 1590 274n 22 3 33 3131 0 274 1 251 1122 111 0 2741 0 159 C n 3 77 34 1 2517 20 13 439 B B M RCkN H 12 847 25 64 AB RRRkN 排架各柱顶剪力分别为 12 840 25 5 6411 43 AAA VRRkN 7 20 5 5 6410 02 BBB VRRkN 0 25 5 641 41 CC VRkN 排架各柱的弯矩图 轴力图及柱底剪力图如图 所示 13b 13c 图13a 混凝土及砌体结构课程设计 14 图 图13b 13b 图 13 作用于柱时排架内力图 max DA 作用于柱左 max DB 计算简图如图所示 计算如下 14a A M B M min3 103 12 0 330 936 A MDekN m max3 506 22 0 75379 67 B MDekN m 柱顶不动铰支座反力 及总反力分别为 A R B RR 3 30 936 1 1362 62 13 439 A A M RCkN H 3 379 67 1 25135 34 13 439 B B M RCkN H 4 3653 1148 76 AB RRRkN 各柱顶剪力分别为 2 620 25 32 7210 8 AAA VRRkN 35 340 5 32 7218 98 BBB VRRkN 0 25 32 728 18 CC VRkN 排架各柱的弯矩图 轴力图及柱底剪力值如图 所示 14b 14c 混凝土及砌体结构课程设计 15 图14a 图 图14b 14c 图 14 作用于柱左时排架内力图 max DB 作用于柱右 max DB 根据结构对称性及吊车吨位相等的条件 内力计算与 作用于柱 max DB 左 的情况相同 只需将 柱内力对换并改变全部弯矩及剪力符号 如图AC 所示 15 图15a 混凝土及砌体结构课程设计 16 图 图15b 15c 图 15 作用于柱右时排架内力图 max DB 作用于柱 max DC 同理 将 作用于柱 的情况的 柱内力对换 并改变符号 max DAAC 可求得各柱的内力 如图所示 16 图16a 图 图16b 16c 图 16 作用于柱时排架内力图 max DC 作用于跨柱 max T AB 混凝土及砌体结构课程设计 17 当跨作用吊车横向水平荷载时 排架计算简图如图所示 AB 17a 对于柱 得 则 A0 085n 0 274 3 689 1 43 6890 62a 2 3 5 3 2 3 3 21 2323 1 2 11 20 621 0 62 23 0 62 0 2740 27423 0 62 0 085 1 21 0 2741 0 085 0 574 aa aa n C n max5 15 805 0 5749 07 A RTCkN 同理 对于柱 则 B0 101n 0 331 0 717a 2 3 5 3 21 2323 0 650 1 2 11 aa aa n C n max5 15 805 0 6510 27 B RTCkN 排架柱顶总反力为 R 9 07 10 2719 34 AB RRRkN 各柱顶剪力为 9 070 25 19 344 24 AAA VRRkN 10 270 5 19 340 6 BBB VRRkN 0 25 19 344 84 CC VRkN 排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图所示 当方向相反时 弯矩17b max T 图和剪力值只改变符号 方向不变 混凝土及砌体结构课程设计 18 图 17 作用于跨时排架内力图 max TAB 作用于跨柱 max TBC 由于结构对称及吊车吨位相等 故排架内力计算与 作用于跨柱 max TAB 的情况相同 仅需将柱与柱的内力对换 如图所示 AC18 图 18 作用于跨时排架内力图 max TBC 混凝土及砌体结构课程设计 19 2 4 内力组合 以柱内力组合为例 表 为各种荷载作用下柱内力设计值汇总表 表A3A 为柱内力组合表 这两表中的控制截面及正号内力方向如表 中例图所示 4A3 对柱进行裂缝宽度验算时 内力采用标准值 同时只需对的柱进行 00 0 55eh 验算 为此 表中亦给出了和的组合值 它们均满足的条4 k M k N 00 0 55eh 件 这些值取自及相应的和一项 min NMV 表 3 A 柱内力标准值汇总表 M kN m N kN V kN 屋面活荷载 1 4 QkQ SS 吊车竖向荷载1 4 QkQ SS 吊车水平荷载 1 4 QkQ SS 风荷载 1 4 QkQ SS 荷载类别 恒 载 1 2 Gk G S S 作用在 AB 跨 作用在 BC 跨 作 max D 用在 A 柱 作 max D 用在 B 柱 左 作 max D 用在 B 柱 右 作 max D 用在 C 柱 作用 max T 在 AB 跨 作用 max T 在 BC 跨 左风右风 柱号及 正向内 力 序号 k M 12 880 561 95 30 12 28 4621 56 3 71 4 64 12 759 24 21 15 k N 336 3150 4 0 000 000 000 000 000 000 000 000 00 k M 57 3 12 041 9578 36 6 3621 56 3 71 4 64 12 759 24 21 15 k N 382 6150 4 0 00 361 5973 66 0 000 000 000 000 000 00 k M 18 75 3 897 11 22 81 5878 52 13 54 85 18 46 46202 49 161 93 k N 438 6850 4 0 00 361 5973 66 0 000 000 000 000 000 00 V N M k V 7 80 840 53 8 16 7 715 84 1 01 3 03 3 4632 23 20 76 21 表 4 A 柱内力组合表 11 1 2 GKQQ K SSS M kN m N kN V kN 内力组 合 截面 及相应的 max M NV及相应的 max M NV及相应的 max NNV及相应的 min NNV M69 17 58 0769 1768 46 N 1 2 1 40 9 0 9 467 08 1 2 1 40 9 0 8 0 9 403 57 1 2 1 40 9 0 9 467 08 1 2 1 40 9 0 9 403 57 k M 51 25 39 6451 2550 74 k N 0 9 0 9 381 67 0 9 0 8 0 9 336 31 0 9 0 9 381 67 0 9 0 9 381 67 M60 52 135 19 36 18 83 95 N 1 2 1 40 9 0 8 0 9 823 61 1 2 1 40 9 0 8 0 9 522 64 1 2 1 40 9 0 9 932 68 1 2 1 40 9 0 9 459 13 k M 23 58 104 75 34 0389 67 k N 0 9 0 8 0 9 642 95 0 9 0 8 0 9 427 97 0 9 0 9 720 86 0 9 0 9 382 61 M463 56 321 15379 66 261 81 N 890 90664 17912 23673 45 V 1 2 1 40 9 0 8 0 9 51 74 1 2 1 40 9 0 8 0 9 28 45 1 2 1 40 9 0 9 39 01 1 2 1 40 9 0 9 27 92 k M 333 79 226 72273 86 265 56 k N 699 02537 08776 93543 70 k V 0 9 0 8 0 9 38 07 0 9 0 8 0 9 19 21 0 9 0 9 28 98 0 9 0 9 18 83 22 表 5 A 柱内力组合表 1 1 20 9 n GKQiQik i SSS M kN m N kN V kN 内力组合 截 面 及相应的 max M NV及相应的 max M NV及相应的 max NNV及相应的 min NNV M39 91 16 8216 1639 91 N 1 2 1 40 9 403 57 1 2 1 40 9 5 0 9 403 57 1 2 1 4 0 9 467 08 1 2 1 40 9 467 08 k M 30 34 10 1713 3830 34 k N 0 9 336 31 0 9 0 9 5 336 31 0 9 381 67 0 9 336 31 M20 10 95 41 44 31 95 41 N 1 2 1 40 9 0 9 403 57 1 2 1 40 9 413 22 1 2 1 40 9 413 22 1 2 1 40 9 413 22 k M 6 17 76 34 39 84 76 34 k N 0 9 0 9 336 31 0 9 382 61 0 9 382 61 0 9 382 61 M277 64 181 5323 88 356 42 N 526 42526 42936 46526 42 V 1 2 1 40 9 49 97 1 2 1 40 9 16 76 1 2 1 40 9 2 75 1 2 1 40 9 16 80 k M 200 99 126 9920 13 126 99 k N 438 68438 68731 57438 68 k V 0 9 36 81 0 9 18 32 0 9 1 19 0 9 10 88 23 表 6 A 柱内力组合表 1 1 35 n GKQiciQiK i SSS M kN m N kN V kN 内力组合 截 面 及相应的 max M NV及相应的 max M NV及相应的 max NNV及相应的 min NNV M59 16 41 1159 1658 62 N 1 35 1 40 7 0 9 503 41 1 35 1 40 7 0 8 0 9 454 02 1 35 1 40 7 0 9 503 41 1 35 1 40 7 0 9 0 9 454 02 k M 42 72 28 9042 7242 33 k N 0 7 0 90 9 371 59 0 7 0 8 0 9 336 31 0 7 0 9 9 371 59 0 7 0 9 0 9 336 31 M23 19 114 26 52 01 112 60 N 1 35 1 40 7 0 8 0 9 800 01 1 35 1 40 7 0 8 0 9 623 66 1 35 1 40 7 0 9 0 9 884 84 1 35 1 40 7 0 9 0 9 516 52 k M 14 50 94 20 39 20 82 47 k N 0 7 0 8 0 9 585 10 0 7 0 8 0 9 459 14 0 7 0 9 0 9 9 645 69 0 7 0 9 0 9 382 61 M368 36 252 74303 10 280 46 N 875 7699 36960 53657 19 V 1 35 1 40 7 0 8 0 9 43 49 1 35 1 40 7 0 8 0 9 18 88 1 35 1 40 7 0 9 0 9 38 93 1 35 1 40 7 0 9 0 9 19 29 k M 263 78 179 86217 17 199 66 k N 641 17515 21701 76485 09 k V 0 7 0 8 0 9 31 34 0 7 0 8 0 9 13 21 0 7 0 9 0 9 28 09 0 7 0 9 0 9 5 8 13 5 24 24 表 7 设计总表 截面 M69 17 58 0759 1668 4660 52 135 19 36 18112 6463 56 321 15379 66 261 81 N467 08336 31503 41403 57823 61522 64932 68516 57890 90664 17912 23673 45 V51 71 28 4539 01 27 92 25 混凝土及砌体结构课程设计 0 3 柱的截面设计 混凝土等级强度 C30 柱的受力钢筋采用 22 14 3 2 01 ctk fN mmfN mm HRB335 级钢筋 上下柱均采用对称配筋 2 300 0 550 yyb ffN mm 3 1 上柱配筋计算 由表 7 可知 上柱截面共有 4 组内力 取 h0 400 40 360mm 68 46MkN m 403 57NkN 由附表查得有吊车厂房排架方向上柱得计算长度 安全等级为 1ml4 7689 32 0 级 偏心距为 maxmax 400 20 20 20 3030 a h emm mmeee mm N M e ai 20720187 187 403570 1046 68 0 10 0 由 故应考虑偏心距增大系数 5 5 18 400 7400 0 h l 0 取 1 0 50 5 14 3 400 500 3 2211 0 403570 1 1 c f A N 0 1 1 965 0 400 7400 01 0 15 1 01 0 15 1 0 2 h l 4103 1965 0 1 400 7400 360 270 1400 1 1 1400 1 1 2 21 0 0 h l h ei 100 2403570 1 180 0 1720 222 1 14 3 500 360360 s c N f bhh 取 进行计算 s 2 500 1 4103 2074082 22 is h eeamm 2 0 403570 82 1 1 380 30036040 ss ys Ne AAmm fha 选 3B18 AS 763mm2 则 满足要求 由附 2 0 38 0 500400 763 bh A e S 表得垂直于排架方向柱的计算长 混凝土及砌体结构课程设计 1 99 0 22 9 500 4611 611 4689 3 25 1 0 0 b l l则 max 0 9 0 9 0 9914 3 400 500300 461 2 2824 86 ucys Nf Af A kNN 所以满足弯矩作用平面外的承载力要求 3 2 下柱配筋计算 取 h0 900 40 860mm 与上柱分析方法类似 在表 7 的 8 组内力中选取下列两 组不利内力 890 90KNN m463 56KNM 912 23KNN m379 66KNM 按 计算m463 56KNM 923 68KNN 下柱计算长度取 mmhmmbmmbml ffl 200 500 10075 9 0H1 0 附加偏心距 mmmmea2030 30 900 大于 mm N M e520 900890 106 5436 6 0 mmeee ai 55030520 0 由且取 系数 故应考虑偏心距增大同时也 15 583 10 900 9750 0 h l 01 2 且取 1 0 5 14 3100 9002500 100 0 5 1 8241 0 890900 1 1 c f A N 01 1 131 1 11 900 9750 860 550 1400 1 1 1400 1 1 2 21 0 0 h l h ei mmhmmei2678903 03 005 622550131 1 0 故为大偏心受压 先假定中和轴位于翼缘内 则 混凝土及砌体结构课程设计 2 1 890900 1 1 137 06200 1 0 14 3 500 f c N xmmhmm f b 900 622 05401032 05 22 is h eeamm 10 0 2 2 137 06 1 1 890900 1032 05 1 0 14 3 500 137 06860 2 30086040 958 cf ss ys x Nef b x h AA fha mm 按 计算m 66KN793M 912 23KNN 下柱计算长度取 mmhmmbmmbml ffl 200 500 10075 9 0H1 0 附加偏心距 mmmmea2030 30 900 大于 mm N M e416 912230 106 6379 6 0 mmeee ai 44630416 0 由且取 系数 故应考虑偏心距增大同时也 15 583 10 900 9750 0 h l 01 2 162 1 11 900 9750 860 446 1400 1 1 1400 1 1 2 21 0 0 h l h ei mmhmmei2678903 03 0518446162 1 0 故为大偏心受压 先假定中和轴位于翼缘内 则 1 912230 1 1 140 3200 1 0 14 3 500 f c N xmmhmm f b 900 51840928 22 is h eeamm 混凝土及砌体结构课程设计 3 10 0 2 2 140 3 1 1 912230 928 1 0 14 3 500 140 3860 2 30086040 565 cf ss ys x Nef b x h AA fha mm 综上述计算结果 下柱截面选用 4B18 按此配筋经验算柱弯矩 2 S 1017Amm 作用平面外的承载力亦满足要求 5 3 柱的裂缝宽度验算 规范 规定 对的柱应进行裂缝宽度验算 本设计中只有下柱出现55 0 0 0 h e 的内力 故应进行裂缝宽度验算 验算过程见表 8 其中下柱55 0 0 0 h e 构件受力特征系数 2 S 1017Amm 52 2 0 10 s EN mm 2 1 25 cr cmm 表 8 柱的裂缝宽度验算A 柱 截 面下 柱 k MkN m 333 79 内力标 准 值 k NkN 699 02 0KK eMNmm 478 0 55 0 h 0 5 s te ff A bhbb h 0 0081 2 0 00 1 1 4000 s l ehh 1 048 14 0 h l 0 2 ss h eeamm 911 0fff hbbbh 0 93 2 0 0 0 870 12 1 f h zhmm e 741 8 混凝土及砌体结构课程设计 4 续表 8 2k sk s Nez N mm A z 156 78 1 10 65 tk tesk f 0 07 mm d c E te eq s sk cr 08 09 1 max 0 026 0 3 满足要求 5 4 箍筋配置 非地震区的单层厂房柱 其箍筋数量一般由构造要求控制 根据构造要求 上 下柱均选用 A8 200 箍筋 5 5 牛腿设计 根据吊车梁支承位置截面尺寸构造要求 初步拟定牛腿尺寸 如图 19 所示 其 中牛腿截面宽度 b 500mm 牛腿截面高度 h 600mm h0 565mm 图 19 牛腿设计简图 混凝土及砌体结构课程设计 5 5 5 1 牛腿截面高度验算 按公式验算其中 0 01 2 5 60 2 牛腿顶面无水平荷载 hktk FmmNf KN GD F amma GQ VK 89 407 2 1 56 55 4 1 22 506 0022020250 3max 取 由公式得 VK 0 17 738 5 0 56550001 2 65 0 5 0 F 501F h a bhf F tk VK hk 故牛腿截面高度满足要求 5 5 2 牛腿配筋计算 由于因而该牛腿可按构造配筋 根据构造要求 022020250 mma 实际选用 4B14 水平箍筋 2 minS 600600500002 0Ammbh 2 S 616Amm 选用 A8 100 6 柱的吊装验算 采用翻身超吊 吊点设在牛腿下部 混凝土达到设计强度后起吊 由书上表可 得柱插入杯口深度为 则柱吊装时的总 950 9001009 09 0 11 mmhmmhh c 取 长度为 计算简图如图 20 m39 1495 075 9 689 3 混凝土及砌体结构课程设计 6 B B 图 20 柱吊装验算简图 柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载 应考虑动力系数 即 11 1 5 1 35 510 13 Gk qr qkN m 22 1 5 1 350 4 1 1 2522 78 Gk qr qkN m 33 1 5 1 35 5 7511 64 Gk qr qkN m 在上述荷载作用下 柱各控制截面弯矩为 2 11 11 10 23 3 68968 93 22 u Mq HkN m 2 2 2 11 10 133 6890 622 28 10 130 6 22 93 172 18795 36 M kN m 由得 2 33 32 1 0 2 BA MR lq lM 2 3 3 3 1195 36 11 64 10 10149 35 2210 101 A M Rq lkN l 2 33 1 2 A MR xq x 混凝土及砌体结构课程设计 7 令