1、中文題目：廣州鎮泰機械制造廠金工裝配車間副標題：單層廠房建筑結構設計外文題目：mentalworking assembly workshop of zhentai machine factory in guangzhou摘要本工程是廣州一單層單跨工業廠房，總建筑面積約 3500，東側端部2m貼建二層框架輔助使用空間，廠房內設兩臺橋式吊車，軌頂標高為t10。中部由寬變形縫分為兩個廠房單元，主體采用大型屋面板+mm9600mm100鋼屋架+排架柱的鋼筋混凝土排架結構形式，結構整體雙軸對稱，跨度，m30柱距為，剛度和質量分布均勻。設計時主要考慮了結構自重、風荷載、吊m6車荷載以及水平地震作用對結構的

2、影響，經計算，廠房結構滿足承載力要求和正常使用要求。 本設計包括建筑設計和結構設計兩部分。建筑設計主要考慮建筑的采光、通風、防水、防火以及設備安裝使用要求，結構設計主要是進行結構和構件的選型，并利用剪力分配法，對多種荷載作用下的各榀排架進行內力計算和組合，選擇最不利組合設計排架柱和基礎的截面及配筋。最后繪制相關建筑圖、結構圖和各部位的節點詳圖。關鍵詞：單層廠房；排架結構；建筑設計；結構設計；剪力分配法abstractabstractthis project is a single-layer single span plant, with a total construction area o

3、f about 3500. at the very tip of the eastern 2mpart of the plant is a auxiliary use space made of a second frame. and there are two bridge crane in the plant, with the rail top elevation of 9.6. the plant is separated into two sections by a m100wide movement joint located at the central, its main bl

4、ock mmadopts the structural form of reinforced concrete bent. the overall structure is double symmetry. with the span of 30and the mcolumn space of 6, it has equally distributed rigidity and mass. mthe design mainly considered the effect caused by dead load, wind load, crane load and horizontal seis

5、mic reaction, and after the calculation, the workshop structure can meet the requirements of bearing capacity and regular service. this design was comprised of architectural design and structural design. the architectural design was proceed to fill the bill of daylighting, airing, waterproof, fire r

6、esistance and other equipment requirement, while the structural design had to carry on the mission of choosing structural forms, calculating the inner force of every bent which came from loads of various pattern, making internal force combination and identifying the most disadvantaged group to desig

7、n cross-section and reinforcement. in the end, related architectural drawing, working drawing and joint detail were required. keyword:keyword: single-layersingle-layer workshop;workshop; bentbent structure;structure; architecturalarchitectural design;design; structuralstructural design;design; shear

8、shear distributiondistribution methodmethod目錄目錄前言前言7 71 1 工程概況工程概況 8 81.11.1 工程概況工程概況 8 81.1.1 水文地質條件 81.1.2 氣象資料 81.21.2 設計概況設計概況 8 81.31.3 設計成果設計成果 9 91.3.1 概況 91.3.2 施工圖 92 2 建筑設計建筑設計 9 93 3 結構設計結構設計10103.13.1 結構構件選型和布置結構構件選型和布置10103.1.1 屋面板103.1.2 屋架113.1.3 吊車梁123.1.4 排架柱133.1.5 基礎梁143.23.2 荷載計算

9、荷載計算15153.2.1 屋蓋自重153.2.2 柱自重153.2.3 吊車梁及軌道自重163.2.4 屋面活荷載163.2.5 吊車荷載163.2.6 風荷載173.33.3 內力分析內力分析17173.3.1 屋蓋自重183.3.2 柱及吊車自重作用193.3.3 屋面活荷載193.3.4 吊車荷載作用203.3.5 風荷載作用223.43.4 排架柱設計排架柱設計23233.4.1 排架柱配筋計算243.4.2 柱斜截面承載力驗算293.4.3 運輸、吊裝階段驗算293.4.4 柱裂縫寬度驗算323.53.5 抗風柱設計抗風柱設計34343.5.1 確定抗風柱的尺寸343.5.2 求風

10、荷載 q 及柱剪力343.5.3 截面配筋353.5.4 運輸、吊裝階段驗算363.63.6 柱間支撐柱間支撐39393.6.1 上柱支撐393.6.2 下柱支撐403.73.7 牛腿設計牛腿設計40403.7.1 驗算截面尺寸403.7.2 正截面承載力計算及配筋413.7.3 斜截面受剪承載力413.7.4 局部承壓強度驗算413.83.8 排架柱基礎設計排架柱基礎設計42423.8.1 初步確定基礎尺寸423.8.2 確定基礎底面尺寸423.8.3 驗算基礎高度443.8.4 基礎底板配筋計算463.93.9 抗風柱基礎設計抗風柱基礎設計48483.9.1 初步確定基礎尺寸483.9.2

11、 確定基礎底面尺寸493.9.3 驗算基礎高度503.9.4 基礎底板配筋計算513.113.11 地震作用和結構抗震驗算地震作用和結構抗震驗算 53533.11.1 廠房的橫向抗震驗算 533.11.2 建立結構計算簡圖 543.11.3 柱頂橫向水平地震作用下的排架地震效應 573.11.4 吊車地震作用下的排架地震作用效應 583.11.5 排架地震作用效應和其他荷載效應的組合 593.11.6 廠房縱向抗震驗算 603.123.12 圈梁布置圈梁布置 6161結論結論 6363致謝致謝 6464參考文獻參考文獻 6565前言前言建筑工程專業是一個很注重實踐和理論相結合的專業，綜合性要求

12、很強，不僅要求學生熟練掌握一些必備的專業知識，也注重對學生具體實踐能力和操作能力的培養。大學四年中，我們學習了多門專業性課程，這些課程之間有著密不可分的關系，是相互制約和相互補充的，必須綜合起來運用才能真正地指導實際?？墒菍W習的過程中，我們只是分散地、零星地學習了各門課程的基本知識點，所掌握的知識和技術基本上是零散無章的，沒有綜合的建筑思想，也沒有成熟的建筑知識的框架，難以做到舉一反三，把握整體。畢業設計剛好給我們提供了這樣一個平臺來整合消化四年來的專業積累，把零散的知識融合成一種文化和素質，能讓我們在全面溫習四年所學的基礎上，將其融會貫通，提高我們的綜合素質和工作能力。畢業設計我的設計題目是

13、單層工業廠房，單層廠房只有一些特殊的行業才需要使用單層廠房，比如五金塑膠，機械設備，印刷紙品，模具等行業。其結構型式主要有排架結構和剛架結構兩種。近年來，我國每年完成的建筑工程中，工業建筑占了一半以上，發展迅猛，并正朝著技術密集型發展，其設計體現出節能省地趨勢，生態化趨勢，高科技化趨勢，工業與民用建筑設計的一體化趨勢，人性化趨勢，多元化趨勢，可持續性趨勢，文化性趨勢。并更加注重設計標準化，構件工業化，施工機械化。本次設計內容包括建筑設計和結構設計兩大部分。建筑設計在考慮建筑物使用功能和設備安裝使用要求的基礎上，涵蓋平面設計、正立面、側立面和剖面設計和總平面圖等內容。結構設計則主要包括排架結構設

14、計和基礎設計，包括各種荷載作用下排架結構的內力計算和組合和最不利組合的篩選，并進行排架柱和抗風柱截面的配筋計算、吊裝驗算和抗震驗算。1 1 工程概況工程概況1.11.1 工程概況工程概況1.1.11.1.1 水文地質條件水文地質條件表層為厚 1.0m3.50m 的雜填土1層、耕植土層。標高 33.42m32.19m 以下為新近沉積的褐黃色、飽和的粘質粉土、粉質粘土層；標高32.98m30.64m 以下為新近沉積的褐黃色、飽和的粘土、重粉質粘土層；標高 29.53m26.21m 以下為一般第四系沉積的褐黃色、飽和的粘質粉土、砂質粉土層，粘土1 層；標高 28.44m25.21m 以下為一般第四系

15、沉積的褐黃-褐灰色、飽和的粉質粘土、重粉質粘土層；標高 23.41m20.71m 以下為一般第四系沉積的褐灰色、飽和的粘質粉土層；標高 22.81m18.59m 以下為一般第四系沉積的褐灰色、密實、飽和的粉細砂層，粉質粘土1 層，各土層詳細性質參見地層巖性及土的物理力學性質綜合表1.1.21.1.2 氣象資料氣象資料冬季室外平均溫度：13.7夏季室外平均溫度：32.5冬季最低溫度：1.7降雨量：1764.5mm抗震設防類別為丙類，設防烈度為 7 度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為 0.15g建筑場地類型為類，場地粗糙程度為 b 類；廣州：基本風壓：0.50 kn/m2基本雪壓：0

16、.65 kn/m21.21.2 設計概況設計概況擬建一單層單跨工業廠房，建筑面積為 3500，采用采用大型屋面板+鋼屋2m架+鋼筋混凝土排架柱的排架結構，東側端部貼建二層框架輔助使用空間，柱網布置圖如下：圖 1-1 柱網布置圖fig.1-1 column net general arrangement1.31.3 設計成果設計成果1.3.11.3.1 概況概況建筑設計說明，結構設計說明，結構計算書1.3.21.3.2 施工圖施工圖1）建筑：900mm 標高處平面圖，5400mm 標高處平面圖，建筑立面圖，橫向剖面圖，建筑節點大樣圖2）結構：基礎布置圖，結構布置圖，柱配筋圖，屋架上下弦支撐布置圖

17、，節點詳圖2 2 建筑設計建筑設計建筑設計綜合考慮采光、通風、防水、防火以及設備安裝使用要求，內容包括總平面圖設計、建筑總說明、平面設計、立面設計、剖面設計、主要節點大樣設計和門窗表。本工程采用的窗地面積比大約為 1：3.5，建筑面積為，不必進行防火分區的設置，牛腿標高為 8700mm，軌頂標高23500m9600mm，滿足工程要求。設計成果反映在圖紙上。總平面圖設計：明確建筑物的高度，層數，寬度，長度以及與相鄰建筑物的距離，考慮其朝向，采光和交通，并得出建筑物的主要經濟指標。比例為 1：500。建筑總說明：包括建筑物各部分的設計原則和施工方法，建筑材料的選取，建筑設計時使用的標準、規范和圖集

18、。平面設計：用平面圖分標高表示不同平面內的尺寸，如單廠主體下窗臺標高處和貼建二層框架二層窗臺標高處，比例為 1：100。立面設計：包括正立面圖，側立面圖，縱向用 1-21 軸表示，橫軸用 a-f軸表示，并表示出外體材料，裝飾，門窗位置和尺寸。通過立面圖可以直接看出建筑的正面布局，建筑的總高度，比例為 1：100剖面設計：繪制特殊部位的剖面圖，以直接得到建筑物的某些細部構造，采用一字型橫向剖面即可，比例為 1：100建筑節點設計：散水、臺階、坡道、天溝、窗臺和構造縫的節點詳圖設計。3 3 結構設計結構設計采用大型屋面板+鋼屋架+鋼筋混凝土排架柱的排架結構，主要計算構件為排架柱、牛腿、抗風柱和基礎

19、。3.13.1 結構構件選型和布置結構構件選型和布置3.1.13.1.1 屋面板屋面板1）屋面板采用 1.5m6.0m 預應力鋼筋混凝土屋面板根據 04g410-2，選用屋面板時基本組合的荷載分項系數：，屋面板承受荷載如下：4 . 1,35. 1qg橡膠防水卷材防水層：0.2kn/m2保溫層：0.48kn/m220 厚水泥砂漿找平層：0.4kn/m2活荷載：0.5kn/m2q=1.35(0.2+0.48+0.4)+1.40.50.7=1.948kn/m2選擇 y-wb-2允許外加均布荷載基本組合設計值q為 2.05kn/m2，滿足承載力條件屋面板自重：1.4kn/m2灌縫重標準值 0.1kn/

20、m22）嵌板橡膠防水卷材防水層：0.2kn/m2保溫層：0.48kn/m220 厚水泥砂漿找平層：0.4kn/m2活荷載：0.5kn/m2q=1.35(0.2+0.48+0.4)+1.40.50.7=1.948kn/m2選擇 y-kwb-1允許外加均布荷載基本組合設計值q為 2.58kn/m2，滿足承載力條件板自重：1.7kn/m2灌縫重標準值 0.1kn/m23）天溝板根據屋面排板計算，考慮采用 680mm 寬度的天溝板落水管之間的水平間距 12m，天溝流水坡長為 6m，采用焦渣找坡層，坡度為 1%， ，最薄處 20mm，最厚處 80mm 水泥砂漿找平，上鋪橡膠防水卷材焦渣找坡層：按其平均厚

21、度計算，厚度為 50mm，焦渣自重為 14kn/m3焦渣均布荷載：0.0514=0.7kn/m220 厚水泥砂漿找平層：0.4kn/m2橡膠防水卷材防水層：0.2kn/m2積水荷載考慮 230mm 水深，為 2.3kn/m2活荷載：0.5kn/m2卷材防水層考慮高肋和低肋覆蓋部分，按天溝寬度的 2.5 倍計算b=天溝寬度-190=680-190=490mmq=1.35(0.22.5+0.7+0.4+2.3)+1.40.5 0.49=2.92kn/m2選擇 tgb68，允許外加均布荷載基本組合設計值 3.66kn/m2，滿足承載力條件天溝板板自重 2.13kn/m23.1.23.1.2 屋架屋架

22、屋面恒荷載：屋面板以上1.08kn/m2屋面板自重1.4kn/m2灌縫重0.1kn/m2 總計2.58kn/m2屋面活荷載0.5kn/m2屋面荷載設計值：組合一：1.352.58+1.40.50.7=3.973kn/m2組合二：1.22.58+1.40.5=3.596kn/m2選擇 gwj30-2a1 屋面荷載設計值q為 4.0kn/m23.973kn/m2，滿足承載力要求屋架自重為 4550kg/榀初定屋架支撐自重為 0.25kn/m23.1.33.1.3 吊車梁吊車梁廠房設置兩臺橋式吊車，吊車參數如下表：表 3-1-1 吊車梁參數table 3-1-1 parameter of crane

23、 beam起重量跨度小車質量總質量軌頂以上高度軌道中心至端部距離寬度輪距最大輪壓最小輪壓10t28.5m4.084t31.6t2239mm230mm6922mm5000mm147kn57.1kn根據吊車跨度和起重量，中間跨選擇鋼筋混凝土吊車梁 dl-7z，自重為2.75t/根，伸縮縫跨和邊跨分別選 dl-7s 和 dl-7b，自重為 2.82t/根根據吊車梁和吊車參數，選擇吊車軌道聯結型號為 dgl-12，螺栓間距為260mm，鋼軌型號為 38kg/m，最大輪壓設計值為 510kn，軌道面至梁頂面距離為 170-190mm，選擇車擋型號為 cd2，適用于 10t 吊車，走道板：中間跨選擇 db

24、80-1，邊跨和伸縮縫處跨選擇 db80-1s，各構件參數如下表所示：表 3-1-2 構件參數表table 3-1-2 parameter of construction members編號尺寸（mm）自重參數構件圖 3-1-1 排架柱示意圖fig 3-1-1 diagrammatic sketch of bent frame column吊車梁dl-7z（dl-7s，dl-7b）高度 900上翼緣 500下翼緣 250 t82. 275. 2軌道聯結dgl-12螺栓間距 260鋼軌自重 38kg/m車擋cd2走道板db80-1（db80-1s）板長5550（4950）板寬 800 t78.

25、085. 03.1.43.1.4 排架柱排架柱初定牛腿標高為 8700mm，吊車梁高度為 900mm軌頂標高=牛腿標高+吊車梁高度+鋼軌高度(200mm)=8700+900+200=9800mm，與工藝要求相差在200 以內，滿足要求柱頂標高=軌頂標高+軌頂至吊車小車頂面距離+安全距離（220mm）=9800+2239+220=12359mm，取為 12600mm全柱高 h=柱頂標高+基頂至0.00 標高處高度=12600+1200=13800mm下柱高 h1=8700+1200=9900mm上柱高 h2=12600-8700=3900mm柱截面設計e1e4e4hh1a根據混凝土結構計算手冊：

26、hk=9900+900=10800mm基頂至吊車梁頂距離hl=8700+1200=9900mm基頂至吊車梁底距離下柱：h=9900/14=707.14mm選擇 h=1000mm14lhb9900/25=396mm選擇 b=400mm25lh上柱初選截面為 bh=400400mm，下柱截面高度在 9001100mm，選擇工字形柱下柱截面取為 bfhbhf=4001000120150 工字型截面軌道中心線至縱向定位軸線間的間距一般取 750mm取軌道中心線距離上柱內邊緣為 350mm，吊車端部到柱內邊緣凈距為120mm80mm，滿足安全要求梯形屋架在上柱的作用點距離縱向定位軸線 150mme0=1

27、000/2-400/2=300mme1=400/2-150=50mm e2=350-(1000/2-400）=250mm牛腿尺寸初選 h1=400mm，h=500mm滿足 h1 h，滿足要求3145圖 3-1-2 排架柱截面圖100040040015025120fig 3-1-2 section graph of bent frame column排架截面參數根據排架柱的截面尺寸，得出柱的計算參數如下：表 3-1-3 柱截面參數fig 3-1-3 parameter of bent frame column cross-section截面尺寸(mm)面積(mm2)慣性矩（mm4）上柱40040

28、01.61052.13109下柱40010001001501.97510525.59109慣性矩：上柱：iu=2.13109mm4124004001233bh下柱：il=25.59109mm42333252325252150212-650280121-121000400）（3.1.53.1.5 基礎梁基礎梁外墻采用 370 墻，突出于柱外，查鋼筋混凝土基礎梁04g320 圖集，采用基礎梁類型如表 3-1-4 所示：表 3-1-4 基礎梁選用表table 3-1-4 table of foundation beam截面參數柱編號梁長（mm）自重(t)整體jl-2559502.48有窗jl-275

29、9502.48有門jl-2859502.483.23.2 荷載計算荷載計算3.2.13.2.1 屋蓋自重屋蓋自重橡膠防水卷材防水層：0.2kn/m2保溫層：0.48kn/m220 厚水泥砂漿找平層：0.4kn/m2屋面板：1.4+0.1=1.5kn/m2 g=2.58 kn/m2屋架自重45.5kn/榀則作用于柱頂的屋蓋結構自重為g1=1.22.58630/2+1.245.50.5=332.94kn3.2.23.2.2 柱自重柱自重柱采用 c30 混凝土，重度為 25kn/m3標準值：上柱：g2,k=0.40.4253.9=15.6kn基礎梁類型下柱：g3,k=251.975105/1069.

30、9=48.88kn設計值：上柱：g2=15.61.2=18.72kn下柱：g3=48.881.2=58.66kn3.2.33.2.3 吊車梁及軌道自重吊車梁及軌道自重g4=1.2（28.2+0.386）=36.58kn3.2.43.2.4 屋面活荷載屋面活荷載屋面均布活荷載為 0.5kn/m2q1=1.40.5630/2=63knkqq13.2.53.2.5 吊車荷載吊車荷載根據吊車寬度 b 和和輪距 k，算的吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應的坐標值圖所示，以此求的作用于牛腿上的吊車豎向荷載pmaxpmax9 92 22 2/ / 6 60 00 00 04 40 07 78 8/ / 6 6

31、0 00 00 01 11 10 00 00 0/ / 6 60 00 00 0pmaxpmax圖 3-2-2 風載體形系數fig 3-2-1 the wind carrier form factor圖 3-2-1 簡支吊車梁支座反力影響線fig 3-2-1 end reaction influence line of crane beam兩臺吊車組合，取折減系數為0.9，并忽略第三跨 pmax的有利作用=1.40.9147（+1）=341.98knkqddmax,max600040781000=132.84knkqddmin,minkmazkppd,min,maxmknedm50.8525.

32、 098.3412maxmaxmknedm21.3325. 084.1322minmin吊車橫向水平剎車力：吊車起重量為 10t，取橫向水平荷載系數=0.12knggtkkki90.1610)10084. 4(12. 0)(, 3, 2, n23. 490.164141,kttkikknyttikk03. 7) 1600040781000(23. 49 . 0max,knttq84. 903. 74 . 1maxmax3.2.63.2.6 風荷載風荷載地面粗糙程度為 b 類基本風壓 0.5kn/m2屋架坡度為 10，角度為 5.7，風載體形系數如圖：室外標高為-300，按室外標高取風壓高度變化

33、系數自室外地坪至柱頂高度為 12600+300=12900mm08. 1)0 . 114. 1 (100001500010000129000 . 1z-0.6-0.5+0.8-0.5-0.7+0.8-0.5-0.7=0.81.080.56=2.59kn/mbwqzsk01=-0.51.080.56=-1.62kn/mbwqzsk02mknqqkq/63. 359. 24 . 111mknqqkq/27. 262. 14 . 112檐口距離室外地面高度為 12600+1990+300=14890mm137. 1)00. 114. 1 (1000015000100001489000. 1zmknw

34、k/31. 865 . 0137. 15 . 1)6 . 05 . 0(99. 1)5 . 08 . 0(mknwwkq/64.1131. 84 . 13.33.3 內力分析內力分析a 柱和 f 柱相同，抗剪剛度 d 也相同，a=b=0.5柱頂剪力、水平集中力、柱頂不動鉸支座反力均規定自左向右為正，反之則為負3.3.13.3.1 屋蓋自重屋蓋自重g1a=g1f=332.94knm1a=m1f= g1ae1=332.940.05=16.65knmm2a=m2f= g1ae0=332.940.3=99.88knm受力簡圖如右所示查表得：m1am2am1fm2faf圖 3-3-1 結構計算簡圖fig

35、 3-3-1 computing model of structure圖 3-3-2 屋蓋自重作用下內力圖fig 3-3-2 internal force diagram under the dead load of roof08. 059.2513. 2nluii28. 0138003900hhu力矩作用在柱頂時28. 2) 11(1)11 (15 . 1321nncknhmcrrafa74. 228. 28 .1365.16-1111力矩作用在牛腿時10. 1) 11(115 . 1323ncknhmcrrafa90. 71 . 18 .1388.99-2322虛加的支座反力2.74+7.

36、9=aaarrr21kn64.10knraf64.10r0farrr柱頂剪力：knrvaa64.10knrvff64.10屋蓋自重作用下，排架的彎矩圖、剪力圖、軸力圖如下所示af16.6524.8575.0330.3116.6524.8575.0330.3110.6410.6410.6410.64332.94332.94332.94332.94m 圖v 圖n 圖afafm1am2am1fm2fq1q13.154.7714.135.963.154.7714.135.962.032.032.032.0363636363受力簡圖m圖v圖n圖afafafaf圖 3-3-3 柱及吊車自重作用下內力圖fi

37、g 3-3-3 internal force diagram under the dead load of column and crane3.3.23.3.2 柱及吊車自重作用柱及吊車自重作用由于在安裝柱子時尚未吊裝屋架，沒形成排架，按懸臂柱分析 a 柱內力g2=15.61.2=18.72kng3=48.881.2=58.66kng4=1.2（28.2+0.386）=36.58knmkngaa62. 53 . 072.18em022mkngaa15. 925. 058.36em244g2ag4ag3am2am4ag2ag4ag3am2am4a3.533.533.533.5318.7255.3

38、113.9618.7255.3113.96受力簡圖m圖n圖afafaf3.3.33.3.3 屋面活荷載屋面活荷載，它在 a、f 柱頂及變階處引起的彎矩分別為kn63q1fammkneq111115. 305. 063mfammkneq20129 .183 . 063mknchma52. 028. 28 .1315. 3r11a1kn51. 110. 18 .139 .18chmr3a2a2knrraa03. 251. 152. 0ra21knrraf03. 2虛加不動鉸支座反力為0farrr柱頂剪力：knrvaa03. 2knrvff03. 2排架受力簡圖和內力圖如圖所示圖 3-3-4 屋面活

39、荷載作用下內力圖fig 3-3-4 internal force diagram under roof live load3.3.43.3.4 吊車荷載作用吊車荷載作用dmax作用于 a 柱dmax=341.98kndmin=132.84knmmax=85.50knmmmin=33.21knmknchma82. 610. 18 .1350.85r3maxknchmf65. 210. 18 .1321.33r3minknrrfa17. 465. 282. 6rmmaxmmindmaxdmin18.4767.0124.2518.4714.7432.194.744.744.744.74341.983

40、41.98132.84132.84受力簡圖m圖v圖n圖afafafaf圖 3-3-5 dmax作用于 a 柱內力圖fig 3-3-5 internal force diagram while dmax act on column a將 r 反作用于排架柱頂，按分配系數求的各個排架柱的柱頂剪力knrrvaaa74. 417. 45 . 082. 6knrrvfff74. 417. 45 . 065. 2得到各柱的計算簡圖和內力圖如圖所示圖 3-3-6 dmax作用于 f 柱內力圖fig 3-3-6 internal force diagram while dmax act on column f

41、dmax作用于 f 柱時內力圖剛好和上述情況相反如圖所示：mmaxmmindmaxdmin18.4767.0124.2518.4714.7432.194.744.744.744.74341.98341.98132.84132.84受力簡圖m圖v圖n圖afafafaf兩臺吊車剎車a 柱 77. 09 . 33yuh由 n=0.08， =0.28 得到當時8 . 0uhy55. 01)-n1(214 . 0n112. 04 . 2-2c335）（當時7 . 0uhy59. 01)-n1(211 . 0n243. 01 . 2-2c335）（插入法得到562. 004. 01 . 007. 059.

42、 05ckn53. 5562. 084. 9c5max tra圖 3-3-6 兩臺吊車同時剎車內力圖fig 3-3-6 internal force diagram while two sets of crane brake圖 3-3-7 風自左向右吹是內力圖fig 3-3-7 internal force diagram while wind blew rightf 柱和 a 柱相同，kn53. 5rrafkn06.11rrrfa將 r 反方向作用于排架柱頂，得到各柱的柱頂剪力0r-rvaaa0r-rvfffaftmaxtmaxafaf106.27106.278.868.86106.2710

43、6.278.868.869.849.849.849.84受力簡圖m圖v圖3.3.53.3.5 風荷載作用風荷載作用（1）風自左向右吹時08. 0n28. 0均布荷載作用下：321. 0)11(1 8)11(1 3c3411nnkn08.16-321. 08 .1363. 3-qr111ahc同理，對于 f 柱：c11=0.321kn06.10-321. 08 .13.272-qr112fhc-37.78knw farrrknrrvaaa81. 2knrrvfff83. 8afafafwq1q2389.4638.57342.0351.702.8153.278.8340.38受力簡圖m圖v圖圖 3

44、-3-8 風自右向左吹是內力圖fig 3-3-8 internal force diagram while wind blew left圖 3-4-1 排架柱控制截面fig 3-4-1 control section of bent column（2）風自右向左吹時，內力圖與上述剛好相反afafafwq1q2389.4638.57342.0351.702.8153.278.8340.38受力簡圖m圖v圖3.43.4 排架柱設計排架柱設計取控制截面：對于單階排架柱，上柱選擇牛腿頂面（即上柱底截面）-為控制截面，下柱選擇-和-為控制截面，另外，-同時也是設計柱下基礎的依據，截面-和-雖然處于同一位

45、置，但截面和內力值都不相同，分別代表上下柱截面，在設計截面-時，不計牛腿對其截面承載力的影響。排架柱是偏心受壓構件，影響其縱向配筋率的主要因素是軸力 n 和彎矩 m，根據可能需要的最大的配筋，一般考慮下面四種內力的不利組合：（1）+mmax及相應的 n、v（2）-mmax及相應的 n、v（3）nmax及相應的 m、vavmn（4）nmin及相應的 m、v（1） 、 （2）和（4）主要是針對大偏心受壓破壞， （3）是針對小偏心受壓破壞實際工程中，偏心受壓構件在不同的荷載組合中，同一截面分別承擔正負彎矩，同時為了施工方便，不易發生錯誤，一般可采用對稱配筋，即采取as=as。混凝土強度采用 c30，

46、鋼筋采用 hrb335，箍筋采用 hrb2353.4.13.4.1 排架柱配筋計算排架柱配筋計算1 1）上柱）上柱對稱配筋時，求的大小偏心受壓破壞界限時的軸力 nb，用以判斷截面的大小偏心情況，選擇最不利組合：knhbfbc29.1148365550. 04003 .140 . 1n01b排架柱的內力組合中的各組軸力值均小于 nb，因此都可以視為大偏心受壓情況，在截面為大偏心受壓時，應以軸力小，彎矩大作為最不利內力組合的選擇依據僅自排架柱 a 內力組合表中取 1 組最不利組合+mmax=63.42knmn=-351.66kn由結構側移引起的二階彎矩的影響，在構件的計算長度 中考慮，由縱0l向彎

47、曲引起的二階彎矩，用偏心距增大系數 來考慮上柱的計算長度=23.9=7.8m，對稱配筋，且uhl20/b=7.8/0.4=19.55，需要考慮縱向彎曲的影響，軸向力對截面重心的偏心0l距：mm3 .180m1803. 066.35142.63e110nm附加偏心距取 20mm 和偏心方向截面尺寸的 1/30 的較大值，因此ae=20mmae初始偏心距mmeeeai3 .200203 .1800，故選擇125. 33516604004003 .145 . 05 . 01nafc0 . 11/b=19.5，在 1530 之間0l955. 05 .1901. 015. 1/01. 0-15. 102

48、h47. 1955. 015 .193653 .200140011)(140011221200hlheimmhmmei5 .109)35400(3 . 03 . 02953 .20047. 10可先按照大偏心受壓情況進行計算mmaheesi460352002952/0.550=200.75mm 且5，需要考慮縱mmai96.35910975. 11059.25r590l向彎曲的影響軸向力對截面重心的偏心距：mmmnm09.62562509. 038.81119.507e0附加偏心距取 20mm 和偏心方向截面尺寸的 1/30 的較大值，因此ae=33.33mmae初始偏心距mmeeeai42.

49、65833.3309.6250，故選擇174. 181138010975. 13 .145 . 05 . 051nafc0 . 11/r=27.5，在 1530 之間0l875. 05 .2701. 015. 1r /01. 0-15. 102l67. 1875. 015 .2794042.658140011)(140011221200rlheimmhmmei282)601000(3 . 03 . 0110042.65867. 10可按照大偏心受壓情況進行計算mmaheesi15406050011002/2=120mmmmbfnfc85.1414003 .140 . 1811380 x10hs

50、滿足大偏心受壓條件，且受壓鋼筋能夠屈服另 x=162.5mm 說明受壓區全部位于受壓翼緣內fh252s0015 .59210975. 12%602.2062)60940(300)2/85.141940(85.1414003 .140 . 11540811380)()2(emmmmhfxhxbfnaayfcss 202.2062mmaass考慮第二種情況：+mmax=423.30knmn=-446.90kn軸向力對截面重心的偏心距：mmmnm19.94794719. 090.44630.423e0附加偏心距取 20mm 和偏心方向截面尺寸的 1/30 的較大值，因此ae=33.33mmae初始偏

51、心距mmeeeai52.98033.3319.9470，故選擇116. 344690010975. 13 .145 . 05 . 051nafc0 . 11/r=27.5，在 1530 之間0l875. 05 .2701. 015. 1r /01. 0-15. 102l45. 1875. 015 .2794052.980140011)(140011221200rlheimmhmmei282)601000(3 . 03 . 0142552.98045. 10可按照大偏心受壓情況進行計算mmaheesi18656050014252/0.550=517mm 且2=120mmmmbfnfc13.784

52、003 .140 . 1446900 x10hs滿足大偏心受壓條件，但受壓鋼筋不能夠屈服另 x=162.5mm 說明受壓區全部位于受壓翼緣內fh取mmxs1202252s05 .59210975. 12%64 .1667)60940(300)605001425(446900)()2(mmmmhfhenaaysiss故24 .1667 mmaass考慮第三種情況：-mmax=-398.60knmn=-566.46kn軸向力對截面重心的偏心距：mmmnm67.70370367. 046.56660.398e0附加偏心距取 20mm 和偏心方向截面尺寸的 1/30 的較大值，因此ae=33.33mm

53、ae初始偏心距mmeeeai73733.3367.7030，故選擇149. 256646010975. 13 .145 . 05 . 051nafc0 . 11/r=27.5，在 1530 之間0l875. 05 .2701. 015. 1r /01. 0-15. 102l60. 1875. 015 .27940737140011)(140011221200rlheimmhmmei282)601000(3 . 03 . 03 .118173760. 10可按照大偏心受壓情況進行計算mmaheesi3 .1621605003 .11812/0.550=517mm 且2=140mmmmbfnfc9

54、94003 .140 . 1566460 x10hs滿足大偏心受壓條件，但受壓鋼筋不能夠屈服另 x=162.5mm 說明受壓區全部位于受壓翼緣內fh取mmxs1202252s05 .59210975. 12%66 .1590)60940(300)605003 .1181(566460)()2(mmmmhfhenaaysiss故26 .1590 mmaass綜合上述三種情況，可取202.2062mmaass選擇 622，22281mmaass按照軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力查的 /r=27.528 時，0l0 . 1計算得：knknaafbhfsyc38.81156.37732

55、2812281(30010975. 13 .140 . 19 . 0)(9 . 0n5s驗算結果安全，滿足條件5003900q1q2q4m1m2m32 182 186 226 2277002600q33.4.23.4.2 柱斜截面承載力驗算柱斜截面承載力驗算對于偏心受壓排架柱，取0 . 3knnbhfknvtii96.11566.35107. 01000/36540043. 1475. 107. 00 . 175. 161.270max,knnbhfknvtiiiiii09.9090.44607. 01000/94010043. 1475. 107. 00 . 175. 191.630max,

56、僅需按照構造配筋故根據混凝土結構設計規范 10.3.2 條和建筑抗震設計規范 9.1.20 條規定，全柱高箍筋配置采用，加密區采用50281008柱中縱向受力鋼筋的凈間距不應小于 50mm；對水平澆筑的預制柱，其縱向鋼筋的最小凈間距可按照混凝土結構設計規范第 10.2.1 條關于梁的有關規定取用在偏心受壓柱中，垂直于彎矩作用平面的側面上的縱向受力鋼筋以及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋，其中距不宜大于 300mm 保護層厚度選擇30mm3.4.33.4.3 運輸、吊裝階段驗算運輸、吊裝階段驗算變截面柱采用 1 點起吊，吊點的位置通常設置在柱牛腿根部，一般不需要計算，但需復核抗彎強度和抗裂度，計算

57、內力可按照一端帶有懸臂的簡支梁進行分析，驗算時，應考慮動力作用，柱自重應乘以動力系數 1.5上柱自重為：mknq/2 . 74 . 04 . 05 . 12 . 1251牛腿處柱自重為：下柱 自重為：mknq/8 .191 . 14 . 05 . 12 . 12523lmknq/89. 81975. 05 . 12 . 1253下柱 自重為：4lmknq/180 . 14 . 05 . 12 . 1254圖 3-4-2 吊裝運輸計算圖fig 3-4-2 calculating diagram of lifting and transporting首先考慮平臥起吊，采用一點綁扎，綁扎點在牛腿底面

58、處，柱起吊時吊離底面瞬間由自重產生的彎矩最大，計算簡圖如下所示上柱根部和吊點處的彎矩設計值分別為mknlqm76.549 . 32 . 7212122111mknlqlllqm27.715 . 08 .1921)5 . 029 . 3(9 . 32 . 721)2(222221112下柱段最大的正彎矩計算如下knlllllqlqlqlllqra56.593 .10)5 . 029 . 3(9 . 32 . 75 . 08 .19217 . 789. 821)7 . 726 . 2(6 . 218)2(2121)2(224321112222333444假設最大彎矩出現在 內4l23321xqxr

59、ma043xqrdxdmamqrxa6 . 23 . 31856.594端部最大彎矩為4lmknlqlrma02.946 . 2185 . 06 . 256.592122444若最大彎矩出現在 內3l2324444321)2()(xqxllqlxrma得到0)2(234443xqlxlqrdxdma61. 0 xmknm80.1861. 089. 821)61. 03 . 1 (6 . 218)61. 06 . 2(56.5922則，位于 右端mknm02.9434l1)1) 上柱上柱在吊裝階段的強度和裂縫寬度驗算中，平吊時僅考慮四角鋼筋參加工作，對稱配筋為 218，吊裝時的強度驗算按受彎構件

60、考慮，2509mmaass按雙筋梁計算截面強度，該截面能承擔的彎矩：mknmmknahafmssy76.54.39.50)35365(509300)(10平吊時承載能力不夠，采用翻身起吊時亦不滿足承載力要求，故采用翻身吊，并增加配筋為 414， 2615mmaassmknmmknahafmssy76.54.89.60)35365(615300)(10滿足承載力要求對柱的抗裂度驗算，要求其滿足抗裂度條件或裂縫寬度限制，可近似地用控制鋼筋應力的方法計算2260s/200/67.23361536587. 02 . 1/1076.5487. 0mmknmmnahmsk需要進行驗算構件受力特征系數1 .