1、設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計題目某金屬裝配車間雙跨等高廠房。、設(shè)計內(nèi)容1、計算排架所受的各項荷載。2、計算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空間整體作用）3、邊柱（A、C軸線）及中柱（B軸線）的柱及牛腿設(shè)計，柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計4、繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。三、設(shè)計資料1、金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為21ml廠房總長54m柱距6m廠房標高：室內(nèi)地面±0.000,室外地面-1.500 ,吊車軌頂標高一班8.000、二班10.00,屋架下弦標高一班 10.400、二班 12.400。2、廠房每跨內(nèi)設(shè)兩臺吊車，A4級工作制，起重量單學(xué)號15/3t、雙學(xué)號20/5t。

2、吊車其它參 數(shù)參見 “550/5t 一般用途電動橋式起重機基本參數(shù)和尺寸（ZQ1-62系列）3、建設(shè)地點為某城市，基本雪壓 0.30kN/m2,基本風(fēng)壓0.50kN/m2,凍結(jié)深度1.6m。廠房自然地坪下0.6m為回填土，回填土的下層8m為均勻粘土，地基承載力特征值fak=240kPa土的天然重度為17.5kN/m3, 土質(zhì)分布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值fak=350kPa,地下水位-5.5m。4、廠房標準構(gòu)件選用及荷載標準值如下：1）屋架采用21m梯形鋼屋架，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄A “常用構(gòu)件和材料的自重”，按0.12+0.011 L （含支撐，按屋面水平投影面積計算，單位 kN

3、/m； L為跨度，以m計） 計算屋架自重標準值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度1.4m,屋架在天窗架側(cè)板處的高度為 1.7m。2）吊車梁選用鋼筋混凝土等截面吊車梁，梁高 900mm自重標準值29kN/根，軌道及零件自 重0.8kN/m,軌道及墊層構(gòu)造高度200mm3）天窗采用矩形縱向天窗，每根j天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為34kN （包括自重、側(cè)板、窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度2.6m,天窗架坡屋頂高度0.3m。4）大溝板自重標準值為2.02kN/m。5、圍護墻采用240mnff粉刷墻,自重 5.2 kN/m 2。鋼窗：自重0.45 kN/m 2,窗寬4.0m,窗高4.8m。圍護墻直接支撐于

4、基礎(chǔ)梁上， 基礎(chǔ)梁截面為240mme 450mm基礎(chǔ)梁自重2.7kN/mc 6、材料：混凝土強度等級 C20C30柱的縱向鋼筋采用HRB33瞰HRB400其余鋼筋I(lǐng)級。 7、屋面卷材防水法及荷載標準值如下：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4 kN/m 2;25mms水泥砂漿找平層：0.5 kN/m 2;100mnmJ珍珠巖制品保溫層：0.4 kN/m 2 ；一氈二油隔汽層：0.05 kN/m 2;25m用水泥砂漿找平層：0.5 kN/m 2;6m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4 kN/m 2。四、設(shè)計要求1、計算內(nèi)容完整，計算正確，有必要的示意圖。2、計算書裝訂：封皮、任務(wù)書、計算書，格式采用統(tǒng)一模板，

5、可電子錄入后打印（單面或雙面打印均可），也可手寫但不得用鉛筆書寫。3、計算書部分表述符合專業(yè)要求。所有示意圖、表格都有編號，安排在正文引用的附近位置。 示意圖線條規(guī)整、字跡清楚、整潔。4、施工圖符合建筑制圖規(guī)范的要求。計算書一、設(shè)計資料（一）、設(shè)計題目某金屬裝配車間雙跨等高廠房。（二）、設(shè)計內(nèi)容1、計算排架所受的各項荷載。2、計算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空間整體作用）。3、邊柱（A、C軸線）及中柱（B軸線）的柱及牛腿設(shè)計，柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計。4、繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。（三）、設(shè)計資料1、金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為 21m廠房總長54m柱距6

6、nl廠房標高：室內(nèi)地 面±0.000,室外地面-1.500 ,吊車軌頂標高10.00,屋架下弦標高12.400 02、廠房每跨內(nèi)設(shè)兩臺吊車，A4級工作制，起重量20/5t 。吊車其它參數(shù)由表-1給出。吊車位起重量橋跨小車重最大輪壓大車輪大車寬車高H吊車總置(KNlk(m)g (KNPmax,k(KN)距K( mb (m(m)重（KN左 跨（AB）吊車200/5019.570.11874.45.62.184264右 跨（BQ吊車200/5019.570.11874.45.62.814264表 -1 吊車的有關(guān)參數(shù)參數(shù)表3、建設(shè)地點為某城市，基本雪壓 0.30kN/m2,基本風(fēng)壓0.50

7、kN/m2,凍結(jié)深度1.6m。廠房自 然地坪下0.6m為回填土，回填土的下層8m為均勻粘土，地基承載力特征值fak=240kPa, 土 的天然重度為17.5kN/m3, 土質(zhì)分布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值fak =350kPa,地下水位-5.5m。4、廠房標準構(gòu)件選用及荷載標準值如下：（1）、屋架采用21m梯形鋼屋架，按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范附錄A “常用構(gòu)件和材料的自重”， 按0.12+0.011 L （含支撐，按屋面水平投影面積計算，單位kN/m2; L為跨度，以m計）計算屋架自重標準值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度1.4m,屋架在天窗架側(cè)板處的高度為1.7m。 （2）、吊車梁選用鋼筋混凝

8、土等截面吊車梁，梁高 900mm自重標準值29kN/根，軌道及零件 自重0.8kN/m,軌道及墊層構(gòu)造高度200mm（3）、天窗采用矩形縱向天窗，每根j天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為 34kN（包括自重、側(cè)板、 窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度2.6m,天窗架坡屋頂高度0.3m。（ 4） 、天溝板自重標準值為2.02kN/m。5、圍護墻采用240mnff粉刷墻,自重 5.2 kN/m 2。鋼窗：自重0.45 kN/m：窗寬4.0m,窗高4.8m。圍護墻直接支撐于基礎(chǔ)梁上， 基礎(chǔ)梁截面為240mme 450mm基礎(chǔ)梁自重2.7kN/m。 6、材料：混凝土強度等級 C20C30柱的縱向鋼筋采用H

9、RB33瞰HRB400其余鋼筋I(lǐng)級。 7、屋面卷材防水法及荷載標準值如下：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4 kN/m 2；25mms水泥砂漿找平層：0.5 kN/m 2;100mms珍珠巖制品保溫層：0.4 kN/m 2;一氈二油隔汽層：0.05 kN/m 2；25mms水泥砂漿找平層：0.5 kN/m 2;2 6m頂應(yīng)力大型屋面板：1.4 kN/m。二、材料的選用混凝土強度等級為C25,柱的縱向鋼筋采用HRB33瞰，其余鋼筋采用I級。三、計算簡圖及柱截面幾何參數(shù)的確定1、計算簡圖本裝配車間工藝無特殊要求，荷載分布均勻。故選具有代表性的排架進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。排架的負荷范圍如圖-1 所示。結(jié)構(gòu)計算簡

10、圖如圖-2 所示。下面來確定結(jié)構(gòu)計算簡圖中的幾何尺寸。圖 -1 排架的負荷范圍 圖 -2 結(jié)構(gòu)計算簡圖 2、柱截面幾何參數(shù)的確定(1)、基礎(chǔ)的埋置深度及基礎(chǔ)高度：考慮凍結(jié)深度及回填土層，選取基礎(chǔ)至室外地面為1.8m。初步估計基礎(chǔ)的高度為1.0m,則基礎(chǔ)頂面標高為-0.95m。(2)、牛腿頂面標高確定：軌頂標高為10m吊車梁高0.9m,軌道及墊層高度為0.2m。可得牛腿頂標高為10-1.1=8.9m。(3)、上柱標高的確定：屋架下弦標高為12.4m,既上柱頂?shù)臉烁邽?2.4m。(4)、計算簡圖中上柱和下柱的高度尺寸確定：上柱高：凡=12.4-8.9=3.5m下柱高：HL=8.9+0.95=9.8

11、5m柱的總高度：.H=13.35m(5)、柱截面確定：上柱選矩形截面，下柱選工字形截面對于下柱截面高度h:由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m ,吊車梁及軌道構(gòu)造高度為1.1m,因此，基礎(chǔ)頂至吊車梁頂?shù)母叨?H=9.85+1.1=10.95m<11m；下柱截面高度 h>HK/9=10.95/9=1.22m 。下柱截面寬度 B1 H/20=9.85/20=0.4925m。并且 B> 400m對于上柱截面主要考慮構(gòu)造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm對于本設(shè)計邊柱，即A, C軸柱(圖-3所示)：上柱取500*500mm 下柱取 500*1300*100mm對于本設(shè)計

12、中柱，即B軸柱(圖-4所示)：上柱取500*700mm 下柱取 500*1500*100mm圖-3圖-4(6)、截面幾何特征和柱的自重計算截面幾何特征包括：截面面積A,排架方向慣性矩Ix和回轉(zhuǎn)半徑R,垂直于排架方向慣 性矩Iy和回轉(zhuǎn)半徑R。單位長度柱的自重用G表示。(a) A, C軸柱截面幾何特征：上柱：A=500*500=250*1C3mmG=25*0.25=6.25KN/mI x=I y= (1/12) *500*50 0 3=52 08*106 mn4r x=r=(ixa)1/2=141.82mm 下柱：I x=(1/12)*100*1300 3+4(1/12)*200*100 3+20

13、0*100*600 2+4(1/36)*25*( 550-(25/3) i =50109.38*106mmI y=2* (1/12) *100*500 3+ (1/12) * (1300-200) *1003+4 (1/36) *25*2003+ , , _ 2、(1/2) *200*25* (50+ (200/3)=2333.33*106mmR X= (IX/A) 1/2=477.25mmR Y= (IY/A) 1/2=102.99mm(b)中柱B軸柱截面幾何特征：上柱：A=500*700=350*103mmG=25*0.35=8.75KN/mIx= (1/12) *500*7003=142

14、91.67*106mrmIy= (1/12) *700*5003=7291.672*10'mm!RX= (I/A) 1/2=202.07mmRY= (Iy/A) 1/2=144.34mm下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*10 3mmG=25*0.24=6.00KN/mI x=(1/12)*100*1500 3+4(1/12)*200*100 3+200*100*7002+4(1/36)*200*25+1/2*200*25(650-(25/3)2=71509.38*106mmI y=2* (1/12) *100*5003+ (1/12) *

15、 (1500-200) *1003+4 (1/36) *25*2003+ (1/2) *200*25* (50+ (200/3) 2) =2350*106mrmRx= (IX/A) 1/2=545.85mmRy= (IY/A) 1/2=98.95mm為便于后面使用，各柱的截面幾何特征列于表-2aIXIYRXRYG柱號(*103)(*106mm)(*106mm(mrm(mm(KN/m144.149.A,C上柱25052085208336.25471.102.A,C下柱22050109.382333.3325995.5202.144.B上柱 35014291.677291.6707348.7554

16、5.98.9B下柱 24071509.3823508556表-2 各柱的截面幾何特征四、荷載計算1、包載(1)屋蓋自重G1:天窗自重、屋面構(gòu)造自重、屋架自重 屋面均布荷載匯集：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4KN/m225mmB水泥沙漿找平層：0.5KN/m2100mmJ珍珠巖制品保溫層：0.4KN/m2一氈二油隔氣層：0.05KN/m225厚水泥沙漿找平層：0.5KN/m26m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4KN/m2合計：3.25 KN/m2屋蓋結(jié)構(gòu)自重由屋架傳給排架柱的柱頂G1按負荷范圍計算：其值為：屋面結(jié)構(gòu)傳來：3.25*6*21*0.5=204.75KN天窗架傳來：34KN天溝板傳來：2.0

17、2*6=12.12KN屋架自重標準值：95/2=47.5KN合計：G1=298.37KN對于A, C軸柱：G4=G1=298.37KN。對柱頂白偏心距eiA=eic=250-150=100mm如圖-5所示。I圖-6對于中柱：G1b =2*298.37=596.74KN。對柱頂?shù)钠木?eiB=0o如圖-6所示。圖-5(2)柱自重：上柱G2下柱G3上柱G2對于邊柱：G2=G2=6.25*3.5=21.875KN。其偏心距 e2A=e2c=650-250=400mm對于中柱：Gb, k=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距 e2B=0。下柱G3:對于邊柱：G3=G3=8.55*5.5*1.

18、1=51.78KN 。其偏心距 e4A=e4c=0對于中柱：G3=6.00*8.55*1.1=56.43 KN 。其偏心距 e4B=0(3)吊車梁及軌道自重 G4:邊柱牛腿處：G4=G4=38+0.8*6=43.8KN。其偏心距 63A=e3c=750-650=100mm對于中柱牛腿處：64左=64, k左=43.8KN。其偏心距：e3B左=e3B=750mm(4)墻自重G5為了確定墻體的荷載，需要計算墻體的凈高：基礎(chǔ)頂標高為 -0.950m o軌頂標高+10m檐 口標高為：10+2.4+1.4=13.8m?；A(chǔ)梁高:0.45m,因此，墻體凈高為:13.8+0.95-0.45=14.3m 。

19、窗寬 4m,窗高 4.8+1.8=6.6m?；A(chǔ)連系梁與上部墻體自重：5.2* (14.3*6-4*6.6 ) +0.45*4*6.6=282.264KN ?；A(chǔ)連系梁自重：2.7*6=16.2KN基礎(chǔ)連系梁與上部墻體自總重：Ga, k=Gc, k=282.264+16.2=298.464KN 。這項荷載直接作用在基礎(chǔ)頂面。對下柱中心線的偏心距為：66A=e6c=120+650=770mm各永久荷載的大小和作用位置如圖-7所示：圖-7活荷載作用下雙跨排架的計算簡圖圖-7 各永久荷載、活荷載的打大小(KND和作用位置2、屋面活荷載按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001,屋面活荷載標準值：0.

20、5KN/m2屋面雪荷載：0.3KN/m2,不考慮積灰荷載，故僅按屋面活荷載計算。活荷載作用下雙跨排架的計算簡圖如下所示：圖-8 活荷載作用下雙跨排架的計算簡圖3、吊車荷載AB BC跨吊車為兩臺200/50, A4級工作制(中級工作制)。最小輪壓計算：6Gik G2, K G3,K264 300AB 跨：Pmin,k=- - Pmax,k=187=45KN22吊車豎向荷載Dmax,k、Dmin,k的計算，按每跨兩臺吊車同時工作且達到最大起重量考慮。按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為=0.9。吊車荷載的計算利用吊車支座反力影響線求得。AB跨吊車豎向荷載DMax

21、k、Dw K的計算：DMax k= PMax YI =0.9*187 (1+1.6/6+4.8/6+0.4/6 ) =359.04M, K=PMNL Dma=359.04*45.0/187=86.4KN吊車豎向荷載DmaxK、DMin K的作用位置與G作用位置相同。吊車水平荷載Tmax K的計算，按每跨2臺吊車同時工作且達到最大起重量考慮。 按建筑結(jié)構(gòu) 荷載規(guī)范GB50009-2001的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為 =0.9,吊車水平系數(shù) =1.0。吊車水 平荷載的計算也可利用吊車豎向荷載計算時吊車糧支座反力影響線求的。每各車輪傳遞的水平力的標準值：T k=1/4(G,k+G, k) =1/4*

22、0.1* (70.1+200) =6.76KN則AB跨的吊車傳給排架的水平荷載標準值：T max k=T*Dmax k/Pmax k=6.76*359.04/187=12.97KN各跨吊車水平荷載Tmaxk作用在吊車梁頂面，即作用在距吊車梁頂0.9m處。4、風(fēng)載封閉式帶天窗的雙跨雙坡屋面的風(fēng)載體型系數(shù)查荷載規(guī)范表7.3.1第14項。確定q1、q2、Fw,繪制示意圖。2本地區(qū)基本風(fēng)壓Wo=0.5KN/M在左風(fēng)情況下，天窗處的n s的確定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以ps=+0.6。 作用在柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載按均布考慮，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按注頂標高取值o 柱頂至屋脊間屋

23、蓋部分的風(fēng)荷載，仍取為均布的，其對排架的作用則按作用在柱頂?shù)乃郊酗L(fēng) 荷載標準值Fw考慮。這時的風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按天窗檐口取值；柱頂至室外地面的高度為：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度為：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.按線性內(nèi)插法確定pz:柱頂：z 1.0 (10.35 10) (1.14 1) (15 10) 1.01天窗檐口處： z 1.0 (15.65 10) (1.14 1) (15 10) 1.1582左風(fēng)情況下風(fēng)荷載的標準值:q1kS1 pzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/Mq2k= a S

24、2 p zWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M柱頂以上的風(fēng)荷載可轉(zhuǎn)化為一個水平集中力計算，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)統(tǒng)一按天窗檐口處pz=1.1582取值.其標準值為：Fwk=2 s szWohB=(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)*1.12*0.55*6*2.6+(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3=30.27KN右風(fēng)和左風(fēng)情況對稱，方向相反。圖-9風(fēng)荷載作用下雙跨排架的計算簡圖五、內(nèi)力分析本單層廠房是兩胯的對稱結(jié)構(gòu)，

25、C主和A柱受力完全一樣，因此只要計算 AB 就可以了。本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進行排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算。在各種 荷載作用柱頂按可動較支座計算，不考慮廠房的空間工作。這里規(guī)定柱頂不動錢支 座反力R,柱頂剪力V和水平荷載自左向右為正，截面彎矩以柱左側(cè)受拉為正， 柱的軸力以受壓為正。1、計算剪力分配系數(shù)單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：A u=H3/(C oEcI l) C o=3/1+入3(1-n)/n 計算有關(guān)參數(shù)：AC柱：入=Hu/H=3.5/12.05=0.290 ; n=Iu/I l=5208*106/(51942.92*10 6)=0.104Co=3/1+ 入 3(1-n)/n=3

26、/1+0.2903 (1-0.104)/0.104=2.479B柱：入=Hu/H=3.5/12.05=0.290 ; n=Iu/I l6/ (74060.88*10 6) =0.1998 _33Co=3/1+ 入單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：A, C柱：A Ua= A uc= H3/ (C oEcI l)=120503/ (2.479*E c*50109.375*10 6) =14.085/ EcB, B柱：A ub= H3/ (C oEcI l)=120503/ (2.733*E c*71509.375*10 6) =18.953/ E c令 Ki=1/ A uiK=Ka+kb+kc=1/A

27、 ua +1 A ub /+1/ A uc=0.2537 E c所以，三根柱的剪力分配系數(shù)為：71A=Ka/K=0.2798 ;4 b =K b /K=0.440 ;4 c=Kc/K=0. 2798驗算：4a+4B +4c= 1.0當柱頂有水平荷載F時，求出剪力分配系數(shù)后，即可求出柱頂剪力：VA=T aF; Vb=t bF; Vc=T cF求出柱頂剪力后，即可按懸臂柱繪出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。下面進行各種荷載走 作用下排架的內(nèi)力。2、包載下排架內(nèi)力：圖-10 永久荷載作用下雙跨排架的計算簡圖對M作用進行排架分析，對圖-10中的豎向荷載所產(chǎn)生的軸力直接累加。各柱頂不動較支座的支座反力：C1=1.5*1-

28、入 2(n-1)/n/1-入 3(1-n)/n=1.5*1-0.2902(0.104-1)/0.104/1+0.290(1-0.104)/0.104=2.1376C3=1.5*(1-入 2)/1-入 3(1-n)/n= 1.5*(1-0.2902)/1+0A柱:入 3(1-0.104)/0.104=1.1353R1=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()B柱：RB=0C柱：RC=-Ra=-17.1154KN ()所以：假設(shè)的排架柱頂不動

29、較支座的支座反力之和R=R+ Rb+ Rc=0所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA= Ra=17.1154KN ()Vb= Rb=0V= -17.1154KN ()QAk=31.5KNQBk=31.5KNQBk=31.5KNQck=31.5KN圖-11各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算?，F(xiàn)把各柱的軸力算過程敘述如下，彎矩和剪力的計算從略。排架的彎矩圖，柱底剪力(向左為正)和軸力圖如圖 -12所示。柱軸力標 準值計算：AC柱：柱頂：N=298.37KN上柱底：N=298.37+21.875=320.245KN下柱頂：N=320.245+43.8=364.045KN下柱底：N=364.04

30、5+51.78=415.825KNB柱：柱頂：上柱底:下柱頂:下柱底:N=596.74KNN=596.74+30.625=627.365KNN=627.365+43.8*2=714.965KN(a):乍用下的彎矩(2KN973和柱底剪力(KN)(b)29O載制674軸力(.3794.9813、30赧標戶的內(nèi)力|A柱：入=HuH=0.290;約4.981永久荷載作用下排架的內(nèi)力圖-30.927=Iu/I l=0 104; C1=2.1376; C3320.245 627.365364.045714.9651.1353320.245364.045N=714.965+56.43=771.395KNR

31、1=MQ1/H=；.15*2.1376/12.05=0.59 KNR2=MVC3/H= V=*7L11l35|/12105l=1154 87KN ()所 151.R59R1+|2=1746B柱：入=HU/H=0.29oTn=Iu/I l=04.99-51.3562C1=1.5*1-次 2(n-1)/n/1-入 3(1-n)/n=1.5*1-0.290415.825771.395415.825).1998-1)/0.197/1+0.2903(1-0.1998)/0.1998=1.827R3=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN()r=r+r+r=2.462K

32、N (C柱：Rc=0所以：假設(shè)的排架柱頂不動較支座的支座反力之和I所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA= Ra- T aR=1.057KN()VB=R- q b R=-0.367 KN ()VC=Rcf cR=-0.689 KN ()2Vi=0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算4、吊車荷載作用下的排架內(nèi)力(不考慮廠房整體空間工作)(1)、AB跨有吊車474 , dax,k作用在A柱，DUk作用在B 柱時排架內(nèi)力分析，其計算簡圖如圖-14所示。0.5495A4=鋁045G=1.1Il-3.0135R A=R= V=-0.獵齷極斷12.?53團27(3圖-14,、 H.I .B 柱：入=

33、0 =0.290; n=0.1998;HIlC 3=1.5* (1-入 2) /1+ 入 3 (-1 ) = 1.5* (1-0.290 2) /1+0.290 3 (1-1 ) =1.25175 n0.1998所以：假設(shè)的排架柱頂不動較支座的支座反力之和R=R+R+R=3.3487 ()所以j各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后, 和軸力圖如圖-15所示。(a) D max,k在A柱時的軸力(KN)Vi0即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱底剪力(向左為正)(b) D max,k作用在A柱時的彎距和柱底剪力圖-15dn,k作用(2)、AB跨有吊車荷載，dax,k作用在B柱, 在A

34、柱時排架內(nèi)力分析，其計算簡圖如圖 示。,、HIA 柱：入=HA=00290; n=X =0.104;HIiC3=1.1353R A=R=MmG=-3.3827 ()HHIB 柱：入=0.290； n=3=0.i998；HIiC 3=1.5* (1-入 2) /1+ 入 3 (1-1)= 1.5* (1-0.290 2) /1+0.290 3(-1 ) =1.25175n0.290圖-16r=r= MmniLc3=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN(C 柱：R=0所以：假設(shè)的排架柱頂不動較支座的支座反力之和R=R+RB+R=+3.3487 (所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為:V=R-

35、刀 aR=-3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197()Vb=R- y bR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580()Vc=R- y cR=-0.2798*3.3487=-0.93697()Vi 0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱底剪力(向 左為正)和軸力圖如圖-17所示。圖-17(3)、BC跨有吊車荷載，Dnax,k作用在B柱，din,k作用在C柱時排架內(nèi)力分析，其計算簡圖如圖-18 所示。,、 H,I.B柱：X =-=0.300; n1=0.200; G=1.31HIiMm.vk _R b=R2= /G=353.87*1.

36、31/13.45= -34.47,、 H.I .C 柱：入=0.260; n=，=0.104;HIir=r2= Mmin,LC3=ii.66*i.2i5/i3.45=i.05KN)HA 柱：R=0所以：假設(shè)的排架柱頂不動較支座的支座反力之和R=R+RB+RC=-33.42 ()所以二各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=R-q aR=0.282*33.42= 9.42KN ( f)Vb=R-q bR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN (V=RC-q cR=1.01+0.282*33.42=10.47KN ( 一Vi 0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱

37、底剪力(向左為正) 和軸力圖如圖-19所示。圖-18(a) D max,k在B柱時的軸力(KN) (b) D max,k作用在B柱時的彎距和柱底剪力圖-19(4)、BC跨有吊車荷載，DLx,k作用在C柱，Dnin,k作用在BHIB柱：入=HL=0.260; nj=0.200; C3=1.31HIlM max kR a=R=, C3=-87.47*1.31/13.45= -8.52H,、 H.I .圖-20 D max,k作用在 C柱,%n,kC 柱：入="=0.260; n='=0.104; G=1.215 HIlr=r= MmQ=47.18*1.215/13.45=4.26

38、KN L HA 柱：R=0所以：假設(shè)的排架柱頂不動較支座的支座反力之和R=R+R+R=-4.26 ()所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=RA- n aR=0.282*4.26= 1.20KN ( fVb=RB-q bR=-8.52+0.434*4.26=-6.67KN("VC=RC- t cR=4.26+0.282*4.26=6.11KN (一)Vi 0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算，排架的彎距圖，柱底剪力(向左為正) 和軸力圖如圖-21所示。(a) D max,k在B柱時的軸力(KN)(b) Dk作用在B柱時的彎距和柱底剪力圖-21 BC跨有吊車Dnax.k作用在C

39、柱時排架內(nèi)力圖(5)、Tmax作用于AB跨，即AB跨有吊車吊車水平荷載Tmax,k的作用點距柱頂?shù)木嚯xy=3.5-0.9=2.6m ; y/Hu=0.743。因此排架柱頂不動 較支座的支座反力系數(shù)C4需用線形內(nèi)插法確定。A C柱：入=0290; n= 0.104 ;當 y=0. 7 H u 時：C4=2-2.1 入 + 入 3 (0.243/n+0.1 ) /21+ 入3 (1/n-1 ) =0.698當 y=0. 8 H u時：C4=2-2.4 入 + 入 3 (0.112/n+0.1 ) /21+ 入 3 (1/n-1 ) =0.654所以當 y=0. 743Hu時:0=0.582+ (0

40、.743-0.7 ) (0.532-0.582 ) (0.8-0.7 ) =0.607B柱：入=0.290 ; n= 0.1998C4=2-2.1 入 + 入 3 (0.234/n+0.1 ) /21+ 入3 (1/n-1 ) =0.679當 y=0. 8 H u時：C4=2-2.4 入 + 入3 (0.112/n+0.1 ) /21+ 入3 (1/n-1 ) =0.689所以當 y=0. 743Hu時:0=0.689+ (0.743-0.7 ) (0.646-0.689 ) (0.8-0.7 ) =0.670柱頂不動較支座反力的計算：A柱：R=R= C4Tmax,k=0.679*12.97=

41、8.81KN ()B柱：R=R= C4Tmax,k=0.670*12.97=8.69KN()C柱：R=0所以：假設(shè)的柱頂不動較支座的支座反力之和：R= R+R+R=17.5KN ()所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：VA=R-q aR=8.86 -0.2798*17.5= 3.194KN()Vb=R-q bR=8.69-0.440*17.5=0.99KN ()VC=R-q cR=-0.440*17.5=-4.897KN ()10.1764-10.176417.1395V=4.897Vi0各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后,即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算。排架的彎矩圖，柱底剪力和軸如圖所示，柱的軸力為零5、風(fēng)載下的排架內(nèi)

42、力(1)、左風(fēng)情況：各柱頂不動較支座反力的計算在均布風(fēng)荷載作用下，圖-16A柱：入=0.290; n= 0.104 ;C5=31+入4 (1/n-1 ) /81+ 入 3 (1/n-1 ) =0.3745 R= -C 5qH=-0.3745*2.667*12.05=-12.0369(C 柱：入=H/H=0.290 ; n=Iu/I i =0.104; C5=0.3745R = -C 5qH=-0.3745*1.333*12.05= -6.0155KN(所以：假設(shè)的柱頂不動較支座的支座反力之和：R= R+RB+R=-18.0254KN ()所以：各柱頂?shù)膶嶋H剪力為：V A=R-4 aR+4 aF

43、w=1.4837KN ()V b=RB- t bR+t bFw =-21.26KN ()V =R-4 cR+4 cFw =7.5051KN ()Vi Fw各柱頂?shù)膶嶋H剪力求出后，即可按懸臂柱進行內(nèi)力計算。排架的彎矩圖，柱底剪力和軸力圖 如圖-23所示，柱的軸力為零。2.右風(fēng)情況：其計算簡圖如圖-所示。由于對稱性，右風(fēng)作用時的內(nèi)力圖如圖所示。系數(shù)，風(fēng)荷載:0.6 。6,其母-27。受海青陸R風(fēng)°,屋面活荷載：不上人0,上人:六、最不利內(nèi)力組合1、荷載組 合系數(shù)關(guān)于 荷載組和0.4 ,吊車:四臺吊車的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.8/0.9 2、控制截面上柱底I-I、下柱頂II-II 、下柱底III-I

44、II 。每一個控制截面均進行基本組合，用于柱配筋 計算和基礎(chǔ)設(shè)計；標準組合：用于柱裂縫寬度驗算和地基承載力設(shè)計。由于地質(zhì)條件較好，本題不進行地基變形驗算，否則還應(yīng)增加 III-III截面的準永久組合。基本組合采用的荷載組合方式用規(guī)范給出的簡化組合方式，即：(1)恒荷載+0.9 (任意兩個或者兩個以上活荷載之和)(2)包載+任意活載標準組合，也可采用上述的基本組合規(guī)則，但荷載的分項系數(shù)均為1.0。Mmax及相應(yīng)的N、V最不利內(nèi)力:Mmax及相應(yīng)的N、VNmax及相應(yīng)的M、VNmin及相應(yīng)的M、V3、內(nèi)力組合表分別對A、B柱，繪制內(nèi)力組合表。由附表給出。七、柱的設(shè)計（一）A、 C 柱截面設(shè)計砼：強

45、度等級C25（ f c =11.9N/MM2,f t=1.27N/MM2） , B =0.55上柱：Nbbh0bfc 1 0.55 500 465 11.9=1521.71KN下柱：0h00.55* 1265 695.75 在腹板范圍內(nèi)上柱高3.5m,下柱高8.55m,總高12.05m ,柱截面尺寸見表，確定柱的計算長度。排架方向：當考慮吊車荷載時上柱： lu 2.0HU 2.0 3.5 7.0m下柱： l l 1.0H L 8.55m當不考慮吊車荷載時上柱 lu 2.0HU 2.0 3.5 7.0m下柱： ll 1.25H L 1.25 12.05 15.12m垂直于排架方向：（按無柱間支撐

46、）當考慮吊車荷載時上柱： lu 1.5HU 1.5 3.5 5.25m下柱ll 1.0HL 8.55m當不考慮吊車荷載時上柱：下柱ll 1.5Hu5.25m下柱： ll 1.2H1.2 12.05 14.46m該廠房工作環(huán)境屬一類環(huán)境，預(yù)制構(gòu)件砼保護層。按規(guī)范要求，取 25 mm， 則s = s=35mm.本設(shè)計采用對稱配筋，選取內(nèi)力時，只考慮彎矩絕對值。經(jīng)分析，對基本組合所選擇的不利內(nèi)力見表。截面MN是否為吊車荷載初步判別大小偏心122.9423.99是大偏壓X-615384.30是大偏壓XI-I122.39424.99是大偏壓V66.49384.31否大偏壓X-4.75384.31是大偏壓

47、X17.51476.44是大偏壓V-9.08838.97是小偏壓XII-II-217.46573.31是大偏壓V-27.35878.66是大偏壓-131.57452.19是大偏壓-84.87939.57是大偏壓517.66901.11否大偏壓-389.5647.54是大偏壓III-III521.25-975.99是大偏壓527.98498.99是大偏壓25.981001.64是小偏壓取舍原則對大偏壓：M相等或接近時，取N小者；N相等或接近時，取M大者;對小偏壓：M相等或接近時，取N大者;N相等或接近時，取M大者;上柱配筋計算：假設(shè)為大偏壓 上柱截面選定 As, As分別為3 20, As As

48、 941mm2按最小配筋率：As As 0.002* 250000 500mm2另外(As As)/A 18820.008 0.005，250000垂直于排架方向承載力驗算(按軸心受壓驗算)I。 5.25mlo 5.25b 0.5,查表得, 10.50.97Nu 0.9 (fcAcfy As ) 0.9*(11.9*(250000 941* 2) 300* 941* 2) 3070.5KN N 所以垂直于排架方向承載力滿足要求。下柱截面的配筋計算選III-III 截面：先按大偏壓計算： 則可按大偏壓計算 垂直于排架方向承載力，按軸心受壓構(gòu)件計算查表可得，0.655765.27 KN下柱再計算N

49、u 0.9* 0.65(11.9* (220000 1265* 2) 300* 1265* 2) 1690KN滿足要求 個小偏心受壓的情況先按大偏壓計算：應(yīng)按大偏壓計算，屬于大偏心受壓情況，其他各不利內(nèi)力的配筋計算從略。最終確定上柱的受力鋼筋為：3 20 ,下柱兩邊的受力鋼筋為4 200下柱截面的配筋計算選III-III截面：M 510.34KN M ,N=1010.55KN LOX =1.0 H L =7.85m, loy=1.0 H L =7.85me0 =M/N=510.34/1010.55=0.505mea 取 ho/30 和 20mn 的大值，故取 h0/30=33.3mmei =e

50、0 + ea =505+33.3=583.3mm考慮撓度的二階效應(yīng)對偏心矩的影響 31=0.5 fcA/N=0.5*11.9*167500/1015.55*10 =0.986L0/h=7.85/1=7.85<15 ,2=11/2=1+1 （l0/h） 2 i 2=1.08 1400 亙h。（二）、柱裂縫寬度驗算在柱的標注組合中，-（上柱 下柱）需要進行跨度裂縫驗算的不利內(nèi)力，見表5裂縫寬度驗算的不利內(nèi)力表 表5MN偏心距M/N1191.74348.604263.1890.2320.25284.932233384.47415.82924.6現(xiàn)在以M 384.47KN M , N 415.8

51、2KN.的情況來驗算最大裂縫寬度構(gòu)件力特征系數(shù)cr21，ES 2 105Nmm2，deq 20mmc 25mm 最外層受拉鋼筋外邊緣至受拉底邊的距離牛腿幾何尺寸（三）、牛腿設(shè)計1、幾何尺寸，如圖所示2、牛腿配筋計算由于Fvs 0,故牛腿縱向配筋按構(gòu)造計算，取4 12,箍筋8100.a 0,固不設(shè)彎筋。3、吊車梁下局部受壓驗算4、柱的外觀尺寸插入杯口的深度，按表取900mm,按鋼筋錨固la 33.07 12 727.54mm假定柱長 12.05 0.9 12.95m.故柱插入杯口的長度取900mm滿足要求（四）、柱吊裝的驗算柱的自重: 上柱：g1 0.25 25 6.25KN m牛腿部分：g1

52、0.5 1.4 25 17.5KN/下部工字形部分：gi 0.22 25 5.5 KN m下部矩形部分：gi 0.5 1.3 25 16.25 KN/采用吊點起吊沒，綁扎點在牛腿根部，采用翻身起吊，計算見圖如圖所示何在計算所需乘以動力系數(shù)1.5,則下柱截面配筋為4 20,界面高度為1300mm,所以下柱吊裝驗算也滿足要求。裂縫寬度驗算：變截面處其他截面驗算從略（五）、柱下基礎(chǔ)設(shè)計以A柱基礎(chǔ)為例基礎(chǔ)形式采用柱下獨立基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)下采用墊層C10混凝土。預(yù)制柱和基礎(chǔ)之間采用C30細石混凝土填充。基礎(chǔ)設(shè)計的內(nèi)容包括：按地基承載力確定基礎(chǔ)地面尺寸，按基礎(chǔ)抗沖切和抗剪承載力要求確定基 礎(chǔ)高度，由于該單層

53、廠房地基條件和荷載條件，滿足地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范關(guān)于不盡心地基變形驗算的條件，因此，本設(shè)計部進行地基變形驗算。1、按構(gòu)造要求確定基礎(chǔ)高度尺寸。（見圖） 前面確定了預(yù)制柱插入基礎(chǔ)的深度為h1900mm,柱底留50mm的間隙用C30細凝土填充，。根據(jù)表基礎(chǔ)杯底厚度a1 200mm ,杯壁厚度t 3600mm （滿足基支撐寬度要求）。則基礎(chǔ)的高度為：h h1 a150900 200 50 1150mm o假定的基礎(chǔ)高度1000mm略有誤差，可以滿足的要求。杯壁高度h2按臺階下面的基礎(chǔ)抗沖件確定，應(yīng)盡量使得h2大一些以減少混凝土量?；A(chǔ)地面尺寸按地基基礎(chǔ)承載力條件確 不要選擇過大，基礎(chǔ)的構(gòu)造如圖所示。2、柱底截面不利內(nèi)力選擇石混礎(chǔ)梁前面 設(shè)計 切條的用 定。0.000.15M-1.950基礎(chǔ)構(gòu)造圖753001 1 1.1 I ll.t Mt 1 1a、進行基礎(chǔ)設(shè)計時候選用以下三組按荷載標準組合確定的最不利貝利。(1) M 371.7 KN/m，N 703