单层厂房排架结构课程设计

1、单层厂房排架结构设计、设计资料某金工车间为两跨等高厂房，跨度均为21m,柱距均为6m,车间总长度66m,每跨设有150/30kN吊车各2台。吊车工作级别为 A5级，轨顶标高为7.8m,采用卷材防水屋面，240mm厚双面粉刷围护砖墙， 钢窗宽度3.6m,高4.2m,室内外高差为150mm,素混凝土地面。厂房建设剖面如图，厂房所在地衡阳的 基本风压为0.4kN/m2,地面粗糙度为B类，基本雪压为0.35 kN/m2,修正后的地基承载力特征值为300 kN/m2,钢筋等级口或HI级，柱、基础采用C25C30混凝土。活荷载组合值系数（K=0.7,风荷载组合值系数取 0.6,柱顶标高为10.5m,基底标

2、高为-0.5m,高窗为3.6 x 1.8m。要求进行排架结构设计。二、结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在1536m之间，且柱顶标高大于 8m,故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较 大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板，选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。I-Ii表1主要承重构件选型表构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板G410 （一）1.5m x 6m预应力混凝土屋面板YWB-2 口 （中间跨）YWB-2 口 s （端跨）1.4 kN/m2（包括灌缝重）天沟板G410 （三）1.5m x 6m预应力混凝土屋面板（卷材 防水天沟板）TGB68-11.41 kN/

3、m2屋架G415 （三）预应力混凝土折线形屋架（跨度21m）YWJ21-2Aa88.8kN/ 福0.05 kN/m2（屋盖钢支撑）吊车梁G323 （二）钢筋混凝土吊车梁（工作级别为A1A5 ）DL-9Z （中间跨）DL-9B （端跨）39.5 kN/根40.8kN/ 根轨道连接G323 （二）吊车轨道联结详图0.80kN/m基础梁G323 （二）钢筋混凝土基础梁JL-316.7kN/ 根图1厂房剖面图由图1可知柱顶标高为10.5m,牛腿顶面标高为 6.6m,室内地面至基础顶面的距离为0.5m,则柱的总高度H,下柱高度Hi和上柱高度Hu分别为：H=10.5+0.5=11.0mHl=6.6+0.5

4、=7.1mHu=11.0-7.1=3.9m根据柱的高度，吊车起重量及工作级别等条件可确定柱截面尺寸：表2柱截面尺寸及相应的计算参考十算参数柱号-截面尺寸/mm面积/mm2惯性矩/mm4自重/ (kN/m )A、C上柱矩 400X 4001.6 X 10521.3X 1084.0下柱I 400X800X 100X 1501.775 X 105914.38X1094.44B上柱矩 400X 600一一 52.4 X 10572X 1086.0下柱I 400X800X 100X 1501.775 X 105914.38 X 1094.44?10?图2计算单元和计算简图三、荷载计算1 .恒载(1)屋盖

5、恒载0.3 kN/m220 kN/m3 x 0.02m=0.40 kN/m20.1 kN/m 3X 0.02m=0.002 kN/m220 kN/m3 x 0.02m=0.40 kN/m21.4kN/m2SBS改性沥青20mm厚水泥砂浆找平层20mm厚挤塑板20mm厚水泥砂浆找平层 预应力混凝土屋面板钢屋盖支撑0.05 kN/m22.552kN/m2屋架重力荷载为88.8kN/福，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载标准值为:G1=2.552 X 6 X21/2+88.2/2=205.2kN(2)吊车梁及轨道重力荷载标准值G3=39.5+0.8 X 6=44.3kN(3)柱自重重力荷载标准值A、C柱

6、上柱 G4A=G4c=4X3.9=15.60kN下柱 G5A=G5c=4.44 X7.1=31.52kNB柱上柱 G4b=6X 3.9=23.4kN下柱 G5B=44.4X7.1=31.52kN图3荷载作用位置图（单位：kN）2 .屋面活荷载屋面活荷载标准值为 0.5kN/m2,雪荷载标准值为0.35 kN/m2,后者小于前者，故仅按前者计算，作用 于柱顶的屋面活荷载标准值为：Qi=0.5X 6X21/2=31.5 kN , Qi 的作用位置与 Gi 相同3 .风荷载3 0=0.4 kN/m2, 0z =1.0,zz根据厂房各部分标高及B风荷载的标准值按3k=BzRsR z30计算，其中类地面

7、粗糙度确定,iis如图4:柱顶（标高10.5m）1z=1.014檐口（标高10.5m）1z=1.070屋顶（标高10.5m）1z=1.106RC图4风荷载体型系数及排架计算简图故排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：3 1k= 0 z v s1 v Z 3 0=1.0 X 0.8 X 1.014 X 0.4=0.324kN/m 23 2k= 0 z v s2 V z3 0=1.0X 0.4X 1.014X0.4=0.162kN/m2则作用于排架计算简图4上的风荷载标准值为：q1=0.324X 6=1.94kN/mq2=0.162X 6=0.97kN/mFw=( g s1 + g s2) g

8、z h1+( g s3 + g s4)11 z h2 0 z 3 0 B=(0.8+0.4) X 1.070X2.0+(-0.6+0.5) X 1.106X 1.3X 1.0X0.4X 6=5.82kN4 .吊车荷载查表得 150/30kN 吊车的参数为：B=5.55m, K=4.40m , g=69kN , Q=150kN , Fp,max=175kN , Fp,min=43kN。根据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应的竖向坐标值，如图 5:1150II"F| ,n 口 Ff irll马 c -占-X- -图5吊车荷载作用下支座反力影响线(1)吊车竖向荷载吊车竖向荷载标

9、准值为：Dmax= Fp,max Ey=175X ( 1+0.808+0.267+0.075 ) =376.25kND= Fp,min Eyi =43X2.15=92.46kN(2)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：T=1/4 a (Q+g)=1/4 X0.1 X(150+69)=5.475kN作用于排架柱上的吊车横向水平荷载标准值：Tmax=TEyi =5.475 X 2.15=11.77kN四、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，其中柱剪力分配系数T,结果见表:表3柱剪力分配系数柱别n=Iu/Il入=Hu/HCo=3/1+ 入 3(1/n

10、-1)S=H3/CoEIi_ 1/S i"i= E1/5 iA、C柱n=0.148入=0.355Co=2.386Sa = S c=0.291 X 10-10HEri a = y c=0.312B柱n=0.501入=0.355Co=2.872-ioH3Sb=0.242 X 10 -E口 b=0.3761.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，图中的重力荷载G及力矩M是根据图3确定的，即:G1 =G1=205.20kNG2 =G3+G4A=44.3+15.6=59.9kNG3 =G5A=31.52kNG4 =2G1=2X205.2=410.40kNG6 =G5B=31.52

11、kNG5 =G4b+2G3=23.4+2 X 44.3=112.00kNMi= G1 e1=205.2X0.05=10.26kN?mM 2=( G1 +G4A)eo-G3e3=(205.2+15.6) X 0.2-44.3 X 0.35=28.66kN?m由于图6所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动较支座计算 内力。柱顶不动较支座反力Ri可以由相应公式计算。对于A、C柱，n=0.148,入=0.355,则：3(1-入 2)C3="一21+入(-1)=1.042讥1-入2(*Ci =1=2.05821+入 3(n-1)Mc M 2cRA=C1+C3=H

12、 H=4.63kN10.26X 2.058+28.66X 1.042H0RC=-4.63kNRb=0求得Ri后，可用平衡条件求出各截面的弯矩和剪力。柱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6 (b) (c)。图6 (d)为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。图6恒载作用下排架内力图2.屋面活荷载作用下排架的内力分析(1) AB跨作用屋面活荷载排架计算简图如图7 (a)所示，其中 Q1=31.5kN ,它在柱顶及变阶处引起的力矩为Mia=31.5X0.05=1.58kN?m, M2A=31.5 X0.2=6.3 kN?m, Mib=31.5 X 0.1

13、5=4.73kN?m。对于 A 柱,C1=2.058, C3=1.042o 则:M 1AM 2A1.58 X 2.058+6.30 X 1.042RA=-H-C1+-H-C3=110=0.89kN(-)对于 B 柱，n=0.501 ,入=0.355,则： 2131-入 2(1；) C1=1- =1.61621+入 3(；-1)Rb=M 1BH C14.73 X 1.616110=0.69kN(则排架柱顶不动较支座总反力为:R=RA+RB=0.89+0.69=1.58kN(f)将R反向作用于排架柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与柱顶不动较支座反力叠加，可得屋面活荷载作 用于AB跨时的柱顶剪力，即：V

14、a=Ra- y a R=0.89-0.312 X 1.58=0.40kN(f)Vb=Rbf b R=0.69-0.376 X 1.58=0.10kN(f)Vc=" c R=-0.312 X 1.58=-0.49kN()排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力图如图7:图7 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图(2) BC跨作用屋面活荷载由于结构对称，且 BC跨与AB跨作用荷载相同，故只需将图7中各内力图的位置及方向调整一下即可，如图8所示：t-图8 BC跨作用屋面活荷载时排架内力图(3) 荷载作用下排架内力分析(1)左风吹时计算简图如图9 (a)所示，对于 A、C柱，n=0.148,入=0.3

15、55,则:讥1+入 4(n-i)Ci =1 =0.32581+入 丁1)RA=-q1Hci1=-1.94X 11.0X 0.325=-6.94kN()Rc=-q2H ci 1=-0.97 X 11.0 X 0.325=-3.47kN()R=RA+Rc+Fw=-6.94-3.47-5.82=-16.23kN()各柱顶剪力分别为：Va=Raf a R=-6.94+0.312 X 16.23=-1.88kN()Vb= - 7 b R=0.376 X 16.23=6.10kN(f)Vc=Rcf c R=-3.47+0.312 X 16.23=1.59kN()排架内力图如图9 (b)所示q?图9左风吹时

16、排架内力图(2)右风吹时计算简图如图10 (a)所示，将图9 (b)所示A、C柱内力图对换且改变内力符号后可得，如图 10 (6) 所示：图10右风吹时排架内力图4.吊车荷载作用下排架内力分析(1)Dmax作用于A柱计算简图如图11 (a)所示，其中吊车竖向荷载 Dmax，Dmin在牛腿顶面处引起的力矩为:MA=Dmaxe3=376.25 X0.35=131.69kN?mM b=D mine3=92.46 X 0.75=69.35kN?m对于A柱，C3=1.042,则：ra=-MAc-HC3=-131.69X 1.042110=-12.47kN(-)对于 B 柱，n=0.501,入=0.355

17、,贝U:-2_3(1-V)21+入3(3=1.255Mb 69.35 X 1.255RB=MBC3 =-110=7.91kN(一)R=RA+RB=-12.47+7.91=-4.56kN()排架各柱顶剪力分别为：VA=RA- y A R=-12.47+0.312 X 4.56=-11.05kN()Vb=Rb-yi b R=7.91+0.376 X 4.56=9.62kN(f)Vc=" c R=0.312X 4.56=1.42kN( f)排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图11 (b) (c)所示:图11 Dmax作用在A柱时排架内力图(2) Dmax作用于B柱左：计算简图如图12

18、(a)所示，MA、MB计算如下：MA=Dmaxe3=92.46 X 0.35=32.36kN?mM b=D mine3=376.25 X 0.75=282.19kN?m柱顶不动较支座反力 RA, RB及总反力R分别为：Ra=-一)Ma 32.36 X 1.042彳C3=-11.0=307kN(Mb282.19X 1.255Rb =TBC3=777=32.20kN(一)H11.0R=RA+RB=-3.07+32.20=29.13kN(f)排架各柱顶剪力分别为：Va=Ra- n A R=-3.07-0.312 X 29.13=-12.16kN()Vb=Rb-yi b R=32.20-0.376 X

19、 29.13=21.25kN(f)Vc=" c R=-0.312 X 29.13=-9.69kN()排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图 12 (b) (c)所示:图12 Dmax作用在B柱左时排架内力图(3) Dmax作用于B柱右：根据结构对称性及吊车吨位相等的条件，内力计算与“Dmax作用于B柱左”的情况相同，只需将 A、柱内力对换并改变全部弯矩及剪力符号，如图13所示：图13 Dmax作用在B柱右时排架内力图(4) Dmax作用于C柱：同理，将“ Dmax作用于A柱”的情况的14所示:n>iriA、C柱内力对换，并注意改变符号，可求得各柱的内力，如图1图14 Dmax

20、作用在C柱时排架内力图(5) Tmax作用于AB跨柱：当AB跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图查表得：a=(3.9-1.2)/3.9=0.692 ,贝U:22-3a 入+入 3(2+an-a) -(2-3a)C5= =0.53415 (a)所示。对于 A 柱，n=0.148,入=0.355,21+ 入)Ra =-T maxC5=-11.77 X 0.534=-6.29kN()同理，对于 B柱，n=0.501,入=0.355, a=0.692, C5=0.617,贝U:Rb =-T maxC5=-11.77 X 0.617=-7.26kN()排架柱顶总反力R为：R=RA+RB=-6.29

21、-7.26=-13.55kN()各柱顶剪力分别为：Va=Ra- y Ag R=-6.29+0.312 X 0.8 X 13.55=-2.91kN()Vb=Rbf Bg R=-7.26+0.376 X0.8X 13.55=-3.18kN()Vc=" c R=0.312 X 0.8X 13.55=3.38kN(f)排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图 15 (b)所示，当Tmax方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变。图15 Tmax作用于AB跨时排架内力图I npT(6) Tmax作用于BC跨柱：Tmax作用于AB跨柱”的情况相同，只根据结构对称性及吊车吨位相等的条件，故排架内力计算

22、与“ 需将A、C柱内力对换，如图16所示：图16 Tmax作用于BC跨时排架内力图五、内力组合A、B柱的内力组合。表4 A柱内力标准值汇总表柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在AB跨作用在BC跨Dmax作用于A柱Dmax作用于B柱左Dmax作用于B柱右Dmax作用于C柱Tmax作用 于AB跨Tmax作用 于BC跨左风右风序号I -1M7.80-0.021.91-43.10-47.4233.45-5.54+ 2.78+ 13.187.42-13.58N220.8031.50000000000口 - 口M-20.86-6.321.9188.59-15.0633.4

23、5-5.54+ 2.78+ 13.187.42-13.58N256.1031.500376.2592.46000000m -mM12.01-3.485.3910.14-101.4099.99-15.62+ 65.68+ 37.1896.69-76.18N296.6231.500376.2592.46000000V4.630.400.49-11.05-12.169.09-1.42+ 8.86+ 3.3819.46-12.26注：M （单位为kN?m）, N （单位为kN）, V （单位为 kN）表5 A柱内力组合表截面+M max及相应N,V-M max及相应N,VNmax及相应的M,VNmin

24、及相应的M,VI -1M1.2 XD +1.4 >0.9+0.9(+)+ 73.991.2 X +1.4 治.9 +0.8( + )+0.9 您 +0-94.831.35 X +0.7 ¥.4 +0.8(+)+0.9 您 +划-76.961.2 X+1.4 0.9 和.8( +)+0.9 您+0-76.08N264.96304.65328.95264.96口 - 口M1.2 XD +1.4 >0.9 +0.8(+)+0.9 + 124.691.2 X +1.4 治.9 +0.8( + )+0.9 您 +-85.811.2 标+1.4 治.9 逗)86.601.2 X+1.

25、4 0.9 和.9(+ ) +-63.37N697.38451.01792.20318.12m- mM1.2 X +1.4>0.9 +0.8(+)+0.9 + 328.521.2 X +1.4 治.9 +0.8( + )+0.9 忿 +U-278.401.2 标+1.4 治.9 逗)27.191.2 X +1.4 0.9 +0.9(+)+298.58N735.20488.83830.02355.94V32.55-33.12-8.3744.83Mk236.37-197.1421.14Nk567.52391.54635.25Vk23.91-23.00-5.32注：M （单位为kN?m）, N

26、 （单位为kN）, V （单位为 kN）表6 B柱内力标准值汇总表柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在AB跨作用在BC跨Dmax 作用于A柱Dmax 作用于B柱 左Dmax 作用于B柱 右Dmax 作用于C柱Tmax 作 用于AB 跨Tmax 作 用于BC 跨左风右风序号I -1M0-4.344.3437.5282.88-82.88-37.52+ 1.72+ 1.7223.79-23.79N433.8031.5031.5000000000口 - 口M0-4.344.34-31.83-199.32199.3231.83+ 1.72+ 1.7223.79-23.7

27、9N522.2031.5031.5092.46376.25376.2592.460000m -mM0-3.633.6336.47-48.4448.44-36.47+ 62.71+ 62.7167.10-67.10N553.7231.5031.5092.46376.25376.2592.460000V00.10-0.109.6221.25-21.25-9.62+ 8.59+ 8.596.10-6.10注：M （单位为kN?m）, N （单位为kN）, V （单位为 kN）表7 B柱内力组合表截面+M max及相应N,V-M max及相应N,VNmax及相应的M,VNmin及相应的M,VI -1M

28、1.2 XD +1.4 >0.9 +0.9(+)+ 131.381.2 XD+1.4 W9 +0.9(+)+0-131.381.2 4+1.4 W9+ +0.9(+)+ 125.911.2 X+1.4 )0.9 和.9( + )+ 125.91N560.25560.25599.94520.56口 - 口M1.2 XD +1.4 >0.9 +0.9(+)+ 263.421.2 XD+1.4 W9 +0.9(+)+-263.421.2 标+1.4 W9+ +0.8(+)+0.9 +-31.931.2 标+1.4 领33.31N1093.001093.001464.54626.64m-

29、mM1.2 XD +1.4 >0.9 +0.8(+)+ 0.9修+245.821.2 XD+1.4 W9 +0.8(+)+ 0.9 遨 +O-245.821.2 XD +1.4 W9+ +0.8( + )+0.9 X8) +U-155.661.2 标+1.4 领93.94N1176.611176.611502.36646.46V26.28-26.28-17.438.54Mk175.59-175.59-111.1967.10Nk919.54919.541152.22553.72Vk18.77-18.77-12.456.10注：M （单位为kN?m）, N （单位为kN）, V （单位为 k

30、N）?14?六、柱截面设计（一）A 柱：混凝土强度等级为C30, %=14.3, ftk=2.01,采用 HRB400 级钢筋，fy=fy'=360, 羯=0.518,上、下柱采用对称配筋。1 .上柱的配筋计算由表4可见，上柱截面共有 4组内力，取ho=400-40=360mm ,经判别其中均为大偏心受压，比较后取得 最不利荷载组为：M=94.83kN?m , N=304.65kN由附表11.1查得有吊车厂房排架方向上柱的计算长度lo=2X3.9=7.8m,附加偏向距eo取20mm （大于400/30mm）。M 94.83 X 106e0=N= 304650 =311mme=e0+ea

31、=311+20=331mm由k/h=7800/400=19.5>5 ,故应该考虑偏心增大系数周。20.5fcA 0.5 义 14.3 X 4002什E 1=N-=304650=3.755>1.0,取 £ 1=1.0l07800W 2=1.15-0.01片=1.15-0.01 ><700=0.955= =1 +ei 14005 h。W 1 W 2=1 +178001400360331( 400)2x 1.0 X0.955=1.282?37?_ = 304650=048<维=烈=0222 a 1fcbh0 1.0 X 14.3X400X360h0 360 0

32、.222取x=2as计算:e'=r ei-h/2+as'=1.282 x 331-400/2+40=264.3mmAs=AS=2=699mmN e' 304650X 264.3 fy(h0-as')= 360X(360-40)选用 18 (As=763mm2),贝UAs 763p =:bh 400X400=0.48%>0.2% ,满足要求。2 .下柱的配筋计算取h0=800-40=760mm ,在表5八组内力中，选取下列两组最不利内力：M=328.52 kN?mM=298.58 kN?mN=735.20kNN=355.94kN(1)按 M=328.52 k

33、N?m, N=735.20kN 计算：下柱计算长度 l°=1.0Hl=7.1m ,附加偏心距 ea=800/30=26.7m>20mm , b=100mm,bf'=400mm , hf'=150mmM 328.52 X 106e0=N= 735200 =446.8mme=e0+ea=446.8+26.7=473.5mm由b/h=7100/800=8.875>5,故应该考虑偏心增大系数周，且取七2=1.0=1.65>1.0,取 £ 1=1.0_0.5fcA_0.5X 14.3 X 100X800+2 X (400-100) X 1501= N

34、 =735200= =1 +1400；斌)2 9 2=1 +1 7100473.5( 800) 1400r7602X 1.0X 1.0=1.090ri e =1.090 X473.5=516.1mm>0.3h0=0.3 X 760=228mm故为大偏心受压，假定中和轴位于翼缘内，则:x=735200=128.5mm<hf=150mma 1fcbf' 1.0X 14.3X 400说明中和轴位于翼缘内，假定成立。e=Yi e+h/2-as=516.1+800/2-40=876.1 mm128.5)=512mm2x360 X (760-40)N e-a 1fcbf'x(h

35、0-x) 735200 X 876.1-1.0 X 14.3 X 400X 128.5X(760- As=As'=-fy '(h0-as')按 M=298.58 kN?m, N=355.94kN 计算:M 298.58 X 10e0=N'= 3559406-=838.8mmG=eo+ea=838.8+26.7=865.5mmri =1.049, ri ei =1.049 X 865.5=907.9mm>0.3h=0.3 X 760=228mmx= f'=1.0；55940400=62.2mm<hf=150mme= ri e+h/2-as=90

36、7.9+800/2-40=1267.9 mmxN e- a 1fcbf'x(h0-2) 355940 X 1267.9-1.0 X 14.3 X 400 X 62.2 X (760- As=AS=fy '(h0-as')360 X (760-40)62.2) =741mm2选用3 18 (As=763mm2),按此配筋，经验算柱弯矩作用平面外的承载力满足要求。3 .柱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 箍筋。小 82004 .牛腿设计根据吊车梁支承位置， 牛腿截面高度h=700mm,截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺

37、寸，如图17,其中牛腿截面宽度 b=400mm,h0=665mm。图17 A柱牛腿尺寸简图(1)牛腿截面高度验算0=0.65, ftk=2.01, Fhk=0 (牛腿顶面无水平荷载)，a=-50+20=-30<0 ,取 a=0, Fvk按下式确定:Fvk=Dmax+G 3=376.25+44.30=420.55kNFhk ftkbh。贝U: B (1-0.5十)=0.65 XF vk a0.5+h02.01 X 400X6650.5=695.06kN>Fvk故牛腿截面高度满足要求。(2)牛腿配筋计算Fv=44.30X 1.2+376.25 X 1.4=579.91kN由于 a=-5

38、0+20=-30mm<0.3h,取 a=0.3h o=0.3 X665=199.5mm贝 u As > Fva 0.85FyhoFh 579910 X 199.5+1.2-= :Fy 0.85X360X665=568.5mm2>(3 minbh=0.002 X400 义 700=560mm选用414 (As=616mm2),水平箍筋选用 小8100.5.柱的吊装验算采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计值强度后起吊，查表得柱插入杯口深度为h1=o.9x800=720mm,取h1=800mm,则柱吊装总长度为 3.9+7.1+0.8=11.80m ,计算简图如图18所示

39、:|IU” 山山 rTTrfHi " U 川I-1111n: 一 cII II图18 A柱吊装计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：q = T or TGq1k=0.9X 1.5X 1.2X4=6.48kN/mq2=T ov TGq2k=0.9X 1.5X 1.2X ( 0.4X 1.1X 25) =17.82kN/mq3=T 0tl TGq3k=0.9X 1.5X 1.2X4.44=7.19kN/m12 12M 1=2q1Hu =2X6.48X 3.9 =49.28kN?m1o 1o 11M 1=2q1 (Hu+h)2+2(q2-q1)h2=2 x 6.4

40、8X (3.9+0.7)2+2x (17.82-6.48) X 0.72=71.34kN?m12由汇M B = RAl3-2q3l3 +M2=0,得：RA=1q3l3-72=x 7.19X 7.2-7134=15.98kN2 l3 27.212M3=RAX-2q3X令喈=Ra- q3X=0,得 x= RA/q3=15.98/7.19=2.22m 则下柱最大弯矩 M3为： dX12M3=15.98X 2.22-2x 7.19x 2.222=17.76kN?m表8柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表柱截面上柱下柱（二）B柱截面设计1.上柱的配筋计算由表6可见，上柱截面共有 4组内力，取ho=600-4

41、0=560mm ,经判别其中均为大偏心受压，比较后取得 最不利荷载组为：M=125.91 kN?m , N=520.56kN由附表11.1查得有吊车厂房排架方向上柱的计算长度l0=2X3.9=7.8m,附加偏向距 印取20mm (大于400/30mm)。M 125.91 X10 < p minbh=0.002 x 400X 600=480mm取 As=AS=480mm2选用 316 (As=603mm2)2.下柱的配筋计算取h0=800-40=760mm ,在表7八组内力中，选取下列两组最不利内力： M=263.42 kN?mN=1093.00 kN?m 下柱计算长度 l°=1

42、.0Hl=7.1m ,附加偏心距 ea=800/30=26.7m>20mm , b=100mm,bf'=400mm , hf'=150mm M 263.42 X 10 e0=N= 1093000 =241mme=e0+ea=241+26.7=267.7mm由l0/h=7100/800=8.875>5,故应该考虑偏心增大系数周，且取七2=1.00.5fcA 0.5 X 14.3 X 100 X 800+2 X (400-100) X 150e0=N= 520560 =242mmG=e0 +ea=242+20=262mm由l0/h=7800/600=13<15 ,

43、故应该考虑偏心增大系数 ri ,且匕=1.0W 1=1.00.5fcA 0.5X 14.3X400X6001=-N-=520560=3.296>1.0 ,取= =1 +140幅W 1 W 2=1 +翳 2x1.0x 14005601.0=1.258N5205602as' 80=0.143=0.162<=1fcbh0 1.0 X 14.3X400X560h0 560取 x= £ h0=0.162X760=91mm 计算：e'= ri e+h/2-as=1.258 X 262+600/2-40=589.5 mmAs=AS=-.x、N e- a 1fcbxS0-

44、2 520560X 589.5-1.0 X 14.3 X 400X 91 X (560-91/2)fy'(hoas')360 X (560-40)2=208.7mm109300=1.11>1.0,取 £ 1 = 1.0= =1 +1400；l0 217100 2即8 1 8 2=1+短宵血)X 1.0X 1.0=1.160ri e =1.160 X267.7=310.5mm>0.3h>=0.3 X 760=228mm故为大偏心受压，假定中和轴位于翼缘内，则：N 1093000x= -nr, 1-cc=191.1mm>h=150mma ifcbf

45、' 1.0X14.3X400说明中和轴位于腹板内，应重新计算受压区高度X：N - x=a 1fc (bf'-b)hf' 1093000-1.0X 14.3X(400-100)X 150 c=314.3mma 1fcb1.0 X 14.3X 100e= ri e+h/2-as=310.5+800/2-40=670.5 mmN e- a 1fc(bf'-b)hf(h0-2hf')- a 1fcbx(h0-2x)As=Asfy (h0-as)150314.3=81.4mm2< p1093000 X 670.5-1.0X 14.3X (400-100) X

46、 150 X (7602-)-1.0 X 14.3X 100X 314.3X(7602)360 X (760-40) 2minbh=0.002 X 400 X800=640mm3 .柱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、下柱均选用小8200箍筋。4 .牛腿设计根据吊车梁支承位置，截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如图19,其中牛腿截面宽度 b=400mm, 牛腿截面高度h=1000mm, h0=965mm。图19 B柱牛腿尺寸简图(1)牛腿截面高度验算3=0.65, ftk=2.01, Fhk=0 (牛腿顶面无水平荷载),a=350+20=370

47、, Fvk按下式确定:Fvk=Dmax+G3=376.25+44.30=420.55kN贝U： 0 (1-0.5当3=0.65 X 2.01 y 965=570.86kN>FvkFvka3700.5+0.5+h0965故牛腿截面高度满足要求。(2)牛腿配筋计算Fv=44.30 X 1.2+376.25 X 1.4=579.91kN由于 a=-50+20=-30mm<0.3hO,取 a=0.3h。=0.3 X665=199.5mmFvaFh 579910X 199.52人As 十.85Fyho+1.2F70.85 X 360 X 965=726.6mm2郊 minbh=0.002 X

48、400 X 1000=800mm选用 416 (As=804mm2)计算箍筋：配小8100,在 2h0/3=643.3mm 高度范围内，有 Asv=2 X 50.3 X 7=702.1mm2,满足要求。弯起钢筋的配置：应充菌足 Asv Ms/2=804/2=402mm 2,配 2小 16 即可。5 .柱的吊装验算采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计值强度后起吊，查表得柱插入杯口深度为h1=o.9x800=720mm,且用00mm ,取h=800mm ,则柱吊装总长度为 3.9+7.1+0.8=11.80m ,计算简图如图20所示:n-r图20 B柱吊装计算简图柱吊装阶段的荷载为柱自重

49、重力荷载(应考虑动力系数)，即：q = T 0" TGq1k=0.9X 1.5X 1.2X 6=9.72kN/mq2=T 0“ TGq2k=0.9X 1.5X 1.2X ( 0.4X2X 25) =32.40kN/mq3=T 0g TGq3k=0.9X 1.5X 1.2X4.44=7.19kN/m1)1.M1=2q1Hu2 =2 X 9.72 X 3.92 =73.92kN?mM1=2q1 (Hu+h)2+2(q2-q1)h2=2X9.72X (3.9+1.0)2 +2X (32.40-9.72) X 1.02=128.03kN?m12由 EM B = RAl3-2q3l3 +M2=

50、0,得：RAJq3l3-W 7.19X 6.90-12803=6 25kN2ql3 26.905一 一12M3=RAx-2q3X令dM3= RA - q3x=0,得 x= RA /q3=6.75/7.19=0.87m 则下柱最大弯矩 M3为：Ma=6.25X 0.87-2X 7.19X0.872=2.31 kN?m图21 A柱基础荷载示意图表9柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表柱截面上柱下柱M (Mk kN m )73.92(61.6)128.03(106.69)M u =fyAs(h0 -a ) (kN m )127.84 >73.92176.08 > 128.03GSk =Mk/

51、p87h°As 胆/mm2 )155.87199.38伉=As /(0.5bh)0.0067 <0.01 取 0.010.0095<0.01 取 0.01邛=1.1 -0.65 ftk /(ReCTsk)0.2660.448新ax /毋 sk/ES(1.9c+0.8dep/Re)(mml)0.107<0.2 （满足要求）0.137<0.2 （满足要求）七、基础设计GB5007-2002建筑地基基础设计规范规定，对于 6m柱距的单层多跨厂房，其地基承载力特征值 160kN/m24k<200kN/m2。吊车起重量200300kN,厂房跨度l 30m,设计等级为丙级时，可以不做地基变 形验算。本设计不需做地基变形验算。基础混凝土强度等级采用 C25,下设100mm厚C10的素混凝土垫层。（一） A柱基础1.作用于基础顶面上的荷载包括柱底（W-HI截面）传给基础的 M, N, V以及外墙自重重力荷载，由表 中的W - HI截面选取。其中内力标准值用于地基承载力验算，基本组合值用于冲切承载力验算和底板配筋计算，内力正号规定见图。表10基础设计的不利内力组别荷载效应基本组合荷载效应标准组合MNVMkNkVk1328.527