2/43PAGEPAGE42目錄1單層工業廠房結構設計任務書 11.1設計題目 11.2設計任務 11.3設計內容 21.4設計資料 22.單層廠房結構設計 32.1屋面結構 32.1.1屋面結構 42.1.2排架柱及基礎材料選用情況 42.1.3梁柱的結構布置 52.1.4基礎平面布置 52.2排架結構計算 62.2.1計算簡圖及柱的計算參數 62.2.2荷載計算 72.2.3內力分析 132.2.4最不利內力組合 172.3排架柱的設計 192.3.1A(C)柱 192.3.2B柱 272.4基礎設計 332.4.1A(C)柱 332.4.2B柱 36附3施工圖3.1結構布置圖3.2柱施工圖3.3基礎施工圖單層工業廠房結構設計1單層工業廠房結構設計任務書1.1設計題目裝配車間雙跨等高廠房.1.2設計任務1.21.21.2.1.3設計內容1.31.31.1.1.1.⑴結構布置圖（屋架，天窗架，屋面板，屋蓋支撐布置，吊車梁，柱及柱間支撐，墻體布置）.⑵基礎施工圖（基礎平面圖及配筋圖）.⑶柱施工圖（柱模板圖，柱配筋圖）.1.4設計資料1.4.1某車間該車間為雙跨等高有天窗廠房，柱距為6m，車間總長為60m，廠房跨為（見表1-1），剖面如圖1-1所示。表1-1組別跨度（m）軌頂標高（m）吊車起重量（t）324.09.015/31.4.2吊車每跨設二臺中級工作制軟鉤橋式吊車，吊車起重量及軌頂標高見表1-1.1.4.3建設地點揚州市(基本風壓為0.4KN/㎡。基本雪壓為0.35KN/㎡）.1.4.4工程地質及水文地質條件由勘察報告提供質料表明，地面以下1.6米為粉砂土，密實狀態，不液化，可作為持力層，地基承載力標準值，歷年地下水位在在地面以下-2.000m左右，土壤天然重度，內摩擦角。1.4.5建筑資料屋面：采用卷材防水保溫層屋面，其構造做法為：卷材防水屋面，其做法如下：二氈三油防水層，熱鋪綠豆砂一層20厚1：3水泥砂漿找平層30厚細石混凝土整澆層，灌縫預應力混凝土大型屋面板圍護墻：采用240厚空心墻，重度（包括內、外粉刷）3.6門墻：塑鋼門窗，參見立面圖地面：采用混凝土地面，室內外高差150建筑構造見圖1-2(a)結構平面布置圖(b)剖面圖圖1－242/432.單層廠房結構設計2.1屋面結構2.1.1屋面結構⑴屋面板采用（G410一、二）1.5m×6m，預應力鋼筋混凝土大型屋面板，卷材防水。自重1.3，灌縫0.1；屋面板的選用方法（包括檐口板，嵌板）是：計算該板所受外加荷載的標準值，在圖集中查出的允許外加荷載標準值應比它大但又最接近的板代號，其選用結果見表2-1.⑵天溝板采用（G410三）1.5m×6m預應力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板）.又屋面排板計算，天溝板的寬度為680mm，該廠房一側設有3根落水管，天溝板內坡度為5‰，墊層最薄處為20mm厚，則最厚處為75mm，如圖2-1所示，按最厚處的一塊天溝板計算其所受的外加荷載標準值，見圖2-2.選用方法同屋面板，其選用結果見表2-1，但需要注意天溝板的開洞位置. 圖2-1圖2-2⑷屋架采用G415（三）預應力鋼筋混凝土折線形屋架（跨度24m），選用時應根據屋面荷載大小，有無天窗及天窗類別，檐口類別等進行選用，其選用見表2-1⑸屋蓋支撐①可不設屋架上弦橫向水平支撐，但須保證屋面板與屋架的連接不少于三個焊接點并沿板縫灌注不低于C15的細石混凝土，否則，應在該廠房的兩端第一柱間設置上弦橫向水平支撐.②屋架間的垂直支撐與水平系桿，可在該廠房兩端的第一柱間的端中及兩端設置垂直支撐，并在各跨跨中下弦處設置通長的縱向剛系桿，在各跨兩端下弦處設置通長的鋼筋混凝土系桿.③屋架下弦的橫向及縱向水平支撐均不可設.⑹吊車梁采用CG426（二）標準圖集中的鋼筋混凝土吊車梁（中輕級工作制），吊車梁高1200mm，自重：45.5，軌道及零件重0.09t/m，軌道及墊層構造高度170mm，見表2-12.1.2排架柱及基礎材料選用情況⑴柱混凝土：采用C30,=14.3N/㎜2,=2.01N/㎜2鋼筋：縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋（=300N/㎜2，=2×105N/㎜2），箍筋采用HPB235級鋼筋.⑵基礎混凝土：采用C20,=9.6N/㎜2,=1.54N/㎜2鋼筋：采用HRB335級鋼筋（=300N/㎜2）構件名稱標準圖集選用型號外加荷載允許荷載構建自重屋面板G410(一)1.5m×6m預應力混凝土屋面板YWB—2Ⅳ（中間跨）YWB—2Ⅳs（端跨）二氈三油防水層，熱鋪綠豆砂一層0.3520厚1：3水泥砂漿找平20×0.02=0.4030厚細石混凝土整澆層，灌縫0.72恒載1.47KN/㎡Σ2.17KN/㎡2.46KN/㎡板自重1.30KN/㎡灌縫重0.1KN/㎡G410(一)1.5m×6m預應力混凝土屋面板（卷材防水嵌板，檐口板）KWB—1（中間跨）KWB—21s（端跨）同上2.50KN/㎡板自重1.65KN/㎡灌縫重0.1KN/㎡天溝板G410(三)1.5m×6m預應力混凝土屋面板（卷材防水天溝板）TGB68—1（中間跨）TGB68—1a（中間跨右端有開洞）TGB68—1b（中間跨左端有開洞）TGB68—1sa（端跨右端有開洞）TGB68—1sb（端跨左端有開洞）積水深為230mm（與高肋齊）10×0.23×0.46=1.06二氈三油防水層，熱鋪綠豆砂一層0.35×0.9=0.3220厚1：3水泥砂漿找平20×0.02=0.4030厚細石混凝土整澆層，灌縫24.01×0.03×0.5=0.36Σ2.1KN/㎡3.05KN/㎡2.00KN/㎡屋架G415(三)預應力鋼筋混凝土折線形屋架（跨度24m）YWJA—24—1CC屋面板以上恒載1.47KN/㎡活載0.70KN/㎡屋架以上荷載2.17KN/㎡3.50KN/㎡0.5支撐重0.07t/m吊車梁CG426（二）鋼筋混凝土吊車梁（中輕級工作制）YMDL6—8（中間跨）YMDL6—8（邊跨）4.55表2-12.1.3梁柱的結構布置排架柱尺寸的選定算上柱高及柱全高由工藝要求，軌頂標高為9.0m,吊車為15/3t,Lk=24-1.5=22.5m,中級工作制，查吊車有關資料，軌頂至吊車頂距H=2.300m.柱頂標高=軌頂標高+吊車頂端與柱頂的凈空尺寸=9.0+2.3+0.220=11.52m.由牛腿頂面標高及模板要求，吊車梁高為1.2m，軌道及墊層構造高度取0.17m，故牛腿頂面標高=軌頂標高-吊車梁高度-軌頂墊高=9.0-1.2-0.17=7.63m(取7.6m)依次，柱頂標高=牛腿頂面高+吊車梁高+軌頂墊高+H+0.22=7.6+1.2+0.17+2.3+0.22=11.49m(取11.50m)綜上，則柱頂標高為11.500m，上柱高Hu=柱頂標高-軌頂標高+吊車梁高+軌道構造高=11.5-7.6=3.9m,全柱高H=柱頂標高-基頂標高=11.5-（-0.6）=12.1m,下柱高Hl=H-Hu=7.6+0.6=8.2m,實際軌頂標高=7.6+1.2+0.17=8.96m與8.1m要求相差在±1.0m范圍內，故滿足要求，1—1剖面圖見圖1-2.上柱與全柱高的比值λ==0.35②柱截面尺寸.邊柱上柱為矩形截面，400mm×400mm，則（滿足要求）；下柱為I形截面，400×800mm。中柱上柱為矩形截面，400mm×600mm，同理可知滿足要求；下柱為I形截面，400×800mm。柱的截面幾何特征列于表2-2。表2-2柱的計算參數柱號 計算參數截面尺寸（mm）面積（mm2）慣性矩（mm4）自重（kN/m）A、C上柱□400×4001.6×1052.13×1094.0下柱I400×800×100×1501.775×10514.4×1094.44B上柱□400×6002.4×1057.2×1096.0下柱I400×800×100×1501.775×10514.4×1094.44I字形截面其余尺寸如圖2-3.圖2-3③牛腿尺寸初選由牛腿幾何尺寸的構造規定α≤45°,hl≥h/3,且hl≥200mm,故取α=45°，hl=400mm，則A（C）軸柱：；h=400+200=600mm.B軸柱：；h=400+600=1000mm.牛腿尺寸見圖2-4圖2-4⑵柱間支撐可在該廠房中部軸線間設置上柱支撐和下柱支撐.⑶吊車梁、柱及柱間支撐、墻體布置可參考以上選型及布置畫出.結構布置圖見圖紙2.1.4基礎平面布置⑴基礎編號首先應區分排架類型，分標準排架、端部排架、伸縮縫處排架等，然后對各類排架的中柱和邊柱的基礎分別編號，還有抗風柱的基礎也須編入.2.2排架結構計算2.2.1計算簡圖及柱的計算參數⑴計算簡圖見圖2-5.2.2.2荷載計算永久荷載①蓋自重預應力混凝土大型屋面板1.2×1.3=1.56灌縫1.2×0.1=0.12二氈三油防水層，熱鋪綠豆砂一層1.2×0.35=0.4220mm水泥1:3砂漿找平層1.2×20×0.02=0.4830厚細石混凝土整澆層，灌縫1.2×0.72=0.86Σg=3.30天溝板1.2×2.0×6=14.4kN屋架自重1.2×106=127.20kN則作用于柱頂的屋蓋結構自重：G1=e1=②柱自重C軸上柱：G2A=G2C=γGgkHu=1.2×4.0×3.9=18.72kN.e2=e2A=e2C==200mm下柱：G3A=G3C=γGgkHu=1.2×4.44×7.2=38.36kNe3A=e3C=0B軸上柱：G2B=1.2×6.0×3.9=18.72kN.e2B=0下柱：G3B=1.2×4.44×7.2=38.36kNe3B=0③吊車梁及軌道自重G4=1.2×（45.5+0.9×6.0）=61.08kN各項永久荷載及其作用位置見圖2-6。圖2-6⑵屋面活荷載由?荷載規范?查得屋面活荷載標準值為0.7KN/m2（因屋面活活荷載大于雪荷載，故不考慮雪荷載）.Q=1.4×(0.5+0.2)×6×12=70.56kN活荷載作用位置于屋蓋自重作用位置相同，如圖2-6括號所示.⑶吊車荷載吊車計算參數見表2-3，并將吊車噸位換算為kN.跨度（m）起重量Q(t)跨度Lk(m)最大輪壓Pmax(t)最小輪壓Pmin(t)大車輪距K(m)吊車最大寬度B(m)吊車總重G(t)小車重g(t)軌頂至吊頂距離H(m)杯口高度（m）2415/322.521.53.04.45.5532.07.52.3-0.6表2-3根據B與K，算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應點的坐標值如圖2-7所示，依據該圖求得作用于柱上的吊車豎向荷載.圖2-7①車豎向荷載Dmax=γQPk,maxΣyi=1.4×[215×(1+0.267+0.808+0.075)]=647.25kNDmin=γQPk,minΣyi=1.4×[30×(1+0.267+0.808+0.075)]=118.65kN②吊車橫向水平剎車力當吊車起重量在Q=15～50t時，α=0.10，則一個大車輪子傳遞的吊車橫向水平荷載設計值1Tmax=×（1+0.808+0.075+0.267）=18.4kN⑷風荷載由設計資料該地區基本風壓為ω0=0.40KN/m2，按B類地面粗糙度，從?荷載規范?查得風壓高度變化系數為：柱頂標高H=10.5m,查得=1.394，檐口標高11.96m，查得=1.435，風荷載標準值為：ω1==1.0×0.8×1.394×0.40=0.45kPa.ω2==1.0×0.4×1.435×0.40=0.22kPa.則作用在排架計算簡圖的風荷載設計值為：=3.78kN/m=1.85kN/mFw==1.4×[(0.8+0.4)×1.435×1.46+(-0.1)×0.22×0.84]×1.0×0.4×6=8.39kN風荷載作用下的計算簡圖如圖2-8所示.圖2-8a風荷載體形系數圖2-8b風荷載計算簡圖2.2.3內力分析⑴剪力分配系數μ的計算C軸柱：,則B軸柱：，則各柱的剪力分配系數：久荷載作用下排架內力分析。恒荷載作用下的計算簡圖如圖2-9（a）所示G1A=G1C=G1=315.6kNM1A=M1C=G1e1=315.6×0.05=15.78kN﹒mG2A=G2C=G2A+G4=18.72+61.08=79.8kNM2A=M2C=(G2Ak+G4A)e2-G4e3=(315.6+18.72)×0.2-61.08×0.35=45.49kN﹒mG3A=G3C=38.36kN由于圖2-9（a）所示排架的計算簡圖為對稱結構，在對稱荷載作用下排架無側移，各柱可按上端為不動鉸支座計算，故中柱無彎矩.由A、C柱：n=0.148，λ=0.351，，，則RA=R1+R2=3.81+74.30=8.11kN,RC=-RA=-8.11kNB柱：G1B=2G1=2×315.6=631.2kN,M1=0,G2B=G4×2+G’2B=61.08×2+28.08=150.24Kn,M2=0,G3=38.36kNn=0.5,λ=0.351,查得C1=1.61,C3=1.26R1=0,R2=0,Rb=R1+R2=0R=RA+RB+RA=0將R反作用于排架柱頂，按分配系數求得排架各柱柱頂最后剪力分別為VA=RA-ηAR=8.11kN(→)VB=0VC=RC=-8.11kN(←)在R與M、M共同作用下，可以作出排架的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力圖，如圖2-9（b）、（c）所示.圖2-9恒荷載作用下排架內力圖（a）計算簡圖；（b）M圖（kNm），V（kN）；（c）N圖（kN）⑶屋面活荷載作用①AB跨作用有屋面活荷載由屋架傳至柱頂的壓力為Q=70.56kN，由它在A、B柱柱頂及變階處引起的彎矩分別為：M1A=Q1e1=70.56×0.05=3.53kN﹒m,M2A=Q1e2=70.56×0.2=14.11kN﹒m,M1B=Q1e5=70.56×0.15=10.58kN﹒m,計算簡圖如圖2-10（a）所示.計算不動鉸支座反力A柱：由前知C1=2.68，C3=1.05，則RA=R1A+R2A=0.85+1.33=2.18kN(→)B柱：由前知C1=1.61,則排架柱頂不動鉸支座總反力為：R=RA+RB=2.18+1.53=3.71kN(→)將R反作用于排架柱頂，按分配系數求得排架各柱頂剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=2.18-0.317×3.71=1.01kN(→)VB=RB-ηBR=1.53-0.366×3.71=0.17kN(→)VC=RC-ηCR=0-0.317×3.71=-0.99kN(←)排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-10（b）、（c）所示.圖2-10AB跨在屋面活荷載作用下排架內力圖（a）計算簡圖；（b）M圖（kNm），V（kN）；（cN圖（kN）②BC跨作用有屋面活荷載由于結構對稱，故只需將AB跨作用有屋面活荷載情況的A柱與C柱的內力對換并將內力變號即可，其排架各柱內力見圖2-11.圖2-11BC跨在屋面活荷載作用下排架內力圖（a）計算簡圖；（b）M圖（kNm），V（kN）；（c）N圖（kN）⑷吊車荷載作用（不考慮廠房整體空間工作）①Dmax作用于A柱由前，Dmax=647.15kN(Dmin=118.65kN),由吊車豎向荷載、在柱中引起的彎矩為：MA=Dmax﹒e=647.15×0.35=226,50kN﹒m,MB=Dmin﹒e=118.65×0.75=88.99kN﹒m,計算簡圖如圖2-12（a）所示.計算不動鉸支座反力A柱：n=0.148,λ=0.351,查表得C3=1.05，B柱：n=0.5,λ=0.351,查表得C3=1.26，則不動鉸支座總反力為：R=RA+RB=-21.43+10.10=-11.33kN(→)將R反作用于排架柱頂，按分配系數求得排架各柱頂剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-21.43+0.317×11.33=-17.84kN(←)VB=RB-ηBR=10.10+0.366×11.33=14.25kN(→)VC=RC-ηCR=0+0.317×11.33=3.59kN(→)排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-12（b）、（c）所示.圖2-12柱及吊車梁自重作用下排架內力圖（a）計算簡圖；（b）M圖（kNm），V（kN）；（c）N圖（kN）②Dmax作用于B柱左由吊車豎向荷載，Dmax=647.15kN(Dmin=118.65kN),在柱中引起的彎矩為：MA=Dmax﹒e=647.15×0.75=485.36kN﹒m,MB=Dmin﹒e=118.65×0.35=41.53kN﹒m,計算簡圖如圖2-13（a）所示.計算不動鉸支座反力A柱：n=0.148,λ=0.351,查表得C3=1.05，B柱：n=0.5,λ=0.351,查表得C3=1.26，則不動鉸支座總反力為：R=RA+RB=-3.93+55.09=51.16kN(→)將R反作用于排架柱頂，按分配系數求得排架各柱頂剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-3.93-0.317×51.16=-20.15kN(←)VB=RB-ηBR=55.09-0.366×51.16=36.37kN(→)VC=RC-ηCR=0-0.317×51.16=-16.22kN(←)排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-13（b）、（c）所示.圖2-13柱及吊車梁自重作用下排架內力圖（a）計算簡圖；（b）M圖（kNm），V（kN）；（c）N圖（kN）③Dmax作用于B柱右根據結構的對稱性，其內力計算同“Dmax作用于B柱左”情況，只需將A、C柱內力對換一下，并全部改變彎矩及剪力符號即可，其結果如圖2-14所示.圖2-14④Dmax作用于C柱同理，將“Dmax作用于A柱”情況的A、C柱內力對換，并注意改變符號，得出各柱的內力，如圖2-15所示.圖2-15⑤：AB跨的二臺吊車剎車計算簡圖如圖2-16（a）所示.A柱：由及n=0.148,λ=0.351,y=0.7Hu，y=0.6Hu，內插后得C5=0.537RA=-Tmax﹒C5=-18.4×0.537=-9.88kN(←)B柱：由及n=0.5,λ=0.351,計算y=0.7Hu得C5=0.613；y=0.6Hu得C5=0.669,內插后得C5=0.617RB=-Tmax﹒C5=-18.4×0.617=-11.35kN(←)則R=RA+RB=-9.88-11.35=-21.23kN(←)將R反作用于排架柱頂，按分配系數求得排架各柱頂剪力為（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-9.88+0.317×21.23=-3.15kN(←)VB=RB-ηBR=-11.35+0.366×21.23=-3.58kN(←)VC=RC-ηCR=0+0.317×21.23=-6.73kN(→)排架各柱的內力如圖2-16（b）所示.圖2-16⑥：BC跨的二臺吊車剎車根據結構的對稱性，內力計算同“AB跨的二臺吊車剎車”情況，僅需將A柱和C柱的內力對換.排架各柱的內力如圖2-17（b）所示.圖2-17⑦：AB跨與BC跨各有一臺15/3t吊車同時剎車時，計算簡圖如圖2-18（a）所示.A柱：同前C5=0.537，RA=-Tmax﹒C5=-18.4×0.537=-9.88kN(←)B柱：同前C5=0.617，RB=-Tmax﹒C5=-18.4×0.617=-11.28kN(←)C柱：同A柱，RC=-9.88kN(←)則R=RA+RB+RC=-9.88×2-11.28=-31.04kN(←)將R反作用于排架柱頂，按分配系數求得排架各柱頂剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-9.88+0.317×31.04=-0.04kN(←)VB=RB-ηBR=-11.28+0.366×31.04=-0.08kN(→)VC=RC-ηCR=-9.88+0.317×31.04=-0.04kN(←)排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖2-18（b）所示.圖2-18⑸風荷載作用①自左向右吹時，計算簡圖如圖2-19（a）所示.A柱：n=0.148,λ=0.351,計算RA=-q1﹒H2﹒C11=-3.78×11.1×0.326=-13.68kN(←)C柱：同A柱，C11=0.326，RC=-q2﹒H2﹒C11=-1.85×11.1×0.326=-6.69kN(←)則R=RA+RC+FW=-13.68-6.69-8.34=-28.71kN(←)將R反作用于排架柱頂，按分配系數求得排架各柱頂剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-14.68+0.317×28.71=-4.58kN(←)VB=RB-ηBR=0+0.366×28.71=10.51kN(→)VC=RC-ηCR=-6.69+0.317×28.71=2.41kN(→)排架各柱的內力如圖2-19（b）所示.圖2-19②風自右向左吹時，此種荷載情況的排架內力與“風自左向右吹”的情況相同，僅需將A、C柱的內力對換，并改變其內力的符號即可.排架各柱的內力如圖2-20所示.圖2-202.2.4最不利內力組合首先，取控制截面，對單階柱，上柱為Ⅰ-Ⅰ截面，下柱為Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面.考慮各種荷載同時作用時出現最不利內力的可能性，進行荷載組合，在本設計中，取常用的荷載組合有:i)由可變荷載效應控制的組合永久荷載+0.9（可變荷載+風荷載）即S=+0.9永久荷載+其它可變荷載/風荷載即S=+ii)由永久荷載效應控制的組合永久荷載+0.7（屋面均布荷載（風荷載）+吊車荷載）即S=+在每種荷載組合中，對柱仍可以產生多種的彎矩M和軸力N的組合.由于M和N的同時存在，很難直接看出哪一種組合為最不利.但對I字形或矩形截面柱，從分析偏心受壓計算公式來看，通常M越大相應的N越小，其偏心距e0就越大，可能形成大偏心受壓，對受拉鋼筋不利；當M和N都大，可能對受壓鋼筋不利；但若M和N同時增加，而N增加得多些，由于e0值減少，可能反而使鋼筋面積減少；有時由于N偏大或混凝土強度等級過低，其配筋量也增加。本設計考慮以下四種內力組合：+Mmax及相應的N、V；-Mmax及相應的N、V；Nmin及相應的M、V；Nmax及相應的M、V。在這四種內力組合中，前三種組合主要是考慮柱可能出現大偏心受壓破壞的情況；第四種組合考慮柱可能出現小偏心受壓破壞的情況；從而使柱能夠避免任何一種形式的破壞.分A（C）柱和B柱，組合其最不利內力，在各種荷載作用下A（C）柱內力設計值匯總見表2-4；B柱內力設計值匯總見表2-5.A（C）柱內力設計值組合表見表2-6；B柱內力設計值組合表見表2-7。表2-4A（C）柱在各種荷載作用下內力設計值匯總表荷載類別序號截面內力值Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)屋蓋自重115.85315.6-63.95315.65.56315.68.11柱及吊車梁自重2018.7217.6379.817.63118.160屋面活荷載AB跨有30.3770.56-13.7470.56-6.5470.561.0BC跨有44.6004.60013.1001.18吊車豎向荷載Dmax作用于AB跨A柱5-69.580156.92647.1528.47647.15-17.841AB跨B柱左6-78.590-37.06118.65-182.14118.65-20.15BC跨B柱右763.26063.260180.04016.22BC跨C柱8-14.00-14.0039.850-3.59吊車橫向荷載TmaxAB跨二臺吊車剎車9±9.800±9.800±119.600±15.25BC跨二臺吊車剎車10±26.250±26.250±74.700±6.73兩跨各有一臺200/50kN吊車剎車11±21.920±21.920±182.030±18.36風荷載自左向右吹1210.88010.880182.03037.38自右向左吹13-23.470-23.470-140.720-22.95表2-5B柱在各種荷載作用下內力設計值匯總表荷載類別序號截面內力值Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)屋蓋自重10631.20631.20631.20柱及吊車梁自重2028.080150.240188.60屋面活荷載AB跨有3-9.9270.56-9.9270.56-8.6970.560.17BC跨有49.9270.569.9270.568.6970.56-0.17吊車豎向荷載Dmax作用于AB跨A柱555.580-33.41118.6569.19118.6514.25AB跨B柱左6141.840-343.52647.15-81.65647.1536.37BC跨B柱右7-141.840343.52647.1581.65647.15-36.37BC跨C柱8-55.58033.41118.65-69.19118.65-14.25吊車橫向荷載TmaxAB跨二臺吊車剎車9±8.120±8.120±114.820±14.82BC跨二臺吊車剎車10±8.120±8.120±114.820±14.82兩跨各有一臺15/3t吊車剎車11±22.390±22.390±155.450±18.48風荷載自左向右吹1240.99040.990116.66010.51自右向左吹13-40.990-40.990-116.660-10.51荷載組合類別內力組合名稱Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)永久荷載+0.9（可變荷載+風荷載）+Mmax1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.9(4+0.8/0.9(5+7)+10+12)1+2+0.9(4+0.8/0.9(5+7)+10+12)110.67397.82167.38976.62504.32951.4858.04-Mmax1+2+0.9(0.8/0.9(6+8)+10+13)1+2+0.9(3+0.8/0.9(6+8)+10+12)1+2+0.9(3+0.8/0.9(6+8)+11+13)-102.97334.32-143.92553.82-361.88592.18-47.16Nmin1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.9(3+4+5+9+13)1+2+0.9(3+4+5+9+12)110.67397.82105.291041.34326.181079.7030.49Nmax1+2+0.9(4+7+10+12)1+2+0.9(8+10+13)1+2+0.9(4+7+10+12)110.34334.32-103.67395.4428.07433.7633.72永久荷載+可變荷載/風荷載+Mmax1+2+71+2+51+2+1279.11224.32110.61042.55205.22433.7645.49-Mmax1+2+31+2+131+2+6-62.74334.32-69.79395.4-158.951080.91-9.73Nmin1+2+31+2+51+2+516.22404.88110.61042.5551.661080.91-9.73Nmax1+2+71+2+71+2+1279.11334.3216.94395.4205.22433.7645.49永久荷載+0.7（屋面荷載（雪荷載）+吊車荷載）+Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(4+0.8/0.9(5+7))1.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)65.59425.5088.11847.50161.29487.9821.30-Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(0.8/0.9(6+8))1.35/1.2(1+2)+0.7(3+0.8/0.9(6+8))1.35/1.2(1+2)+0.7(3+0.8/0.8(6+8))-39.78376.11-93.50568.04-67.03611.38-4.95Nmin1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+5)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+5)-62.54354.3795.88401.15-387.30445.3458.93Nmax1.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7×81.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)65.33376.11-61.91444.83256.23487.9821.30表2-6A（C）柱內力設計值組合表注：荷載標準值組合值=荷載設計值組合值/1.2荷載組合類別內力組合名稱Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)永久荷載+0.9（可變荷載+風荷載）+Mmax1+2+0.9(4+6+9+12)1+2+0.9(4+7+10+12)1+2+0.9(4+0.8/0.9(5+7)+11+12)180.78704.78362.301427.38373.391495.948.24-Mmax1+2+0.9(3+7+10+13)1+2+0.9(3+6+9+13)1+2+0.9(3+0.8/0.9(6+8)+11+13)-180.78704.78-362.301427.38-373.391495.94-8.24Nmin1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.9(3+4+0.8/0.9(5+7)+11+12)1+2+0.9(3+4+0.8/0.9(5+7)+11+12)171.86786.29305.041521.09365.571559.458.40Nmax1+2+0.9(6+9+12)1+2+0.9×121+2+0.9×12171.86659.2836.89781.44104.99819.89.46永久荷載+可變荷載/風荷載+Mmax1+2+61+2+71+2+12141.84659.28343.521428.59116.66819.810.51-Mmax1+2+71+2+61+2+13-141.84659.28-343.521428.59-116.66819.8-10.51Nmin1+2+41+2+71+2+79.92729.84343.521428.5981.651466.95-36.37Nmax1+2+61+2+121+2+12141.84659.2840.99781.44116.66819.8-18.88永久荷載+0.7（屋面荷載（雪荷載）+吊車荷載）+Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(4+6)1.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(4+0.8/0.9(5+7))106.23791.08247.411381.5299.941448.16-13.88-Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(3+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+6)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+0.8/0.8(6+8))-106.23791.08-247.411381.52-99.941448.1613.88Nmin1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+6)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+0.8/0.9(5+7))1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+0.8/0.9(5+7))99.29840.47234.531454.4093.861497.56-13.76Nmax1.35/1.2(1+2)+0.7×61.35/1.2(1+2)+0.7×41.35/1.2(1+2)+0.7×499.29742.256.94928.516.08971.67-0.12表2-7B柱內力設計值組合表注：荷載標準值組合值=荷載設計值組合值/1.22.3排架柱的設計2.3.1A(C)柱實際工程中，偏心受壓構件在不同的荷載組合中，在同一截面分別承受正負彎矩；再者也為施工方便，不易發生錯誤，一般可采用對稱配筋，此處即取.混凝土強度等級為C30，=14.3，=2.01；鋼筋為HRB335，==300；箍筋采用HPB235。⑴選用控制截面最不利內力。對于對稱配筋的偏心受壓構件，當且時，為大偏心受壓構件，當或雖但時，為小偏心受壓構件。在選取控制截面最不利時，可取=1.0進行初步判斷大小偏心受壓。對于上柱，截面有效高度mm。用上述方法對上柱I-I截面的12組內力進行判別，有9組內力為大偏心受壓，3組內力為小偏心受壓。其中3組小偏心受壓的N值均滿足說明為構造配筋。對9組大偏心受壓內力，按照“彎矩相差不大時，軸力越小越不利；軸力相差不多時，彎矩越大越不利”的原則確定上柱的最不利內力為M1=110.67kN﹒m，N1=397.82kN對于下柱，可參照上柱的方法選取最不利的內力。經計算判斷。下柱Ⅲ-Ⅲ截面的12組內力進行判別，有8組內力為大偏心受壓，4組內力為小偏心受壓。其中4組小偏心受壓的N值均滿足說明為構造配筋。選取下柱控制截面的兩組最不利內力：M1=504.32kNmN1=951.48kNV1=58.04kN；M2=428.07kNmN1=433.76kNV1=33.72kN。⑵上柱配筋計算。選取上柱的內力進行配筋計算由表查得吊車廠房廠房排架方向上柱的計算長度.所以，初始偏心距為278+20=298mm由于故需考慮縱向彎曲影響。故取，由于>15，，則，故，截面受壓區高度為：，且說明截面屬于大偏心受壓情況，并按時計算。選418（As=A’s=1017mm2），則柱截面全部縱筋的配筋率，截面一側鋼筋的配筋率=0.64%>0.2%，滿足要求。按軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受彎承載力，由查表知垂直于排架方向上柱的計算長度，，=0.95=0.9×0.95×（14.3×400×400+300×1017×2）=1956.84kN>Nmax=425.50kN滿足彎矩作用平面外的承載力要求。下柱配筋計算。有分析結果可知，下柱取下列兩組最不利內力進行配筋計算：M1=504.32kN﹒m，N1=951.48kN，V=58.04kN；M2=428.07kN﹒m，N2=433.76kN，V=33.72kN。①按M1、N1計算由表查得下柱的計算長度。由表2-2得Ⅰ字形柱截面面積A=1.775×105mm2530+26.7=556.7mm由于>5，故需考慮縱向彎曲影響。取由于<15,取所以可先按大偏心受壓情況計算。先假定中和軸位于翼緣內，則所以說明中和軸位于腹板內，應重新按下式計算受壓區高度:且mm，說明截面屬于大偏心受壓情況，則②按M2、N2計算由于>5，故需考慮縱向彎曲影響取由于<15,取所以可先按大偏心受壓情況計算。先假定中和軸位于翼緣內，則所以假定成立，說明中和軸位于腹板內。mm且mm比較上述兩種計算結果，下柱截面選418+220（=1645mm2），則下柱截面全部縱筋的配筋率，截面一側鋼筋的配筋率=0.927%>0.2%，滿足要求。按軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受彎承載力，由查表知垂直于排架方向上柱的計算長度，，=0.91=0.9×0.91×（14.3×177500+300×1645×2）=2887.18kN>Nmax=1080.91kN滿足彎矩作用平面外的承載力要求。⑷裂縫寬度驗算《混凝土結構設計規范》規定，對≤0.55的偏心受壓構件可不進行裂縫寬度驗算。匯總見表2-8。①上柱取一組按標準值效應組合的最不利內力值，M=110.34kN﹒m，N=334.32kN則截面原始偏心距，又，故需驗算裂縫寬度.且有又因故則，縱向受拉鋼筋的合力至受壓混凝土合力作用點間距離為：按荷載效標準值應組合計算的縱向受拉鋼筋應力，，裂縫間鋼筋應變不均勻系數為：則最大裂縫寬度為：滿足要求.②下柱取一組按標準值效應組合的最不利的內力值M=428.07kN﹒m，N=433.76kN則截面原始偏心距，又，故需驗算裂縫寬度.且有又因，故取，則，，縱向受拉鋼筋的合力至受壓混凝土合力作用點間距離為：按荷載標準值效應組合計算的縱向受拉鋼筋應力，，裂縫間鋼筋應變不均勻系數為：，則最大裂縫寬度為：滿足要求。柱截面上柱下柱內力標準值M(kN﹒m)110.34428.07N(kN)334.32433.76330.0mm>0.55986.88mm>0.550.130.0191.1051.0529.65mm1351.88mm00.637296.75mm654.88mm215.0MPa233.87Mpa0.6330.8200.229mm<0.3mm(滿足要求)0.265mm<0.3mm(滿足要求)表2-8柱的裂縫寬度驗算表：⑸柱的箍筋配置。非地震區的單層廠房柱，其箍筋數量一般有構造要求控制。根據構造要求，上下柱均采用8@200箍筋。⑹牛腿設計①截面尺寸驗算牛腿外形尺寸：取，作用于牛腿頂部的豎向荷載設計值；而按荷載標準值效應組合的豎向應力值；作用于牛腿頂部按荷載標準值效應組合計算的水平拉力值。那么故截面尺寸符合要求。②正截面承載力計算確定縱筋數量,因，故縱向受拉鋼筋按構造配置：，且不小于4Ф12()，故取為4Ф14()③斜截面承載力—箍筋和彎起鋼筋按構造確定因，故牛腿內可不設彎起鋼筋.箍筋選為ф8@120，且應滿足牛腿上部范圍內箍筋面積不小于縱向受力鋼筋面積的一半，即，滿足要求。④局部承壓強度驗算取墊板尺寸為400×400mm.則，故滿足要求.全柱的模板及配筋圖見圖。⑺運輸、吊裝階段驗算。柱采用翻身起吊，吊點設在牛腿下部，待混凝土達到設計強度后起吊。由表查知，住插入杯口深度為，取800mm，則柱吊裝時總長為7.2+3.9+0.8=11.9mm。計算簡圖如圖2-21所示。①內力計算根據上柱和下柱的截面尺寸查表2-2得到的自重為上柱：；下柱：；各段柱自重線荷載（考慮動力作用的動力系數n=1.5）的設計值為：，，。圖2-21上柱根部與吊點處（牛腿根部）的彎矩設計值分別為：，下段柱最大正彎矩計算如下：，由，得，則.②承載力和裂縫寬度驗算。上柱配筋為,其受彎矩承載力按下式進行驗算：故承載力滿足.裂縫寬度驗算如下：，又，，滿足要求。下柱配筋為，其受彎矩承載力按下式進行驗算：故下柱截面承載力滿足.鋼筋應力為：，又，，<0.2取0.2滿足要求.2.3.2B柱B柱的設計方法與A柱完全相同，也采用對稱配筋，取；混凝土強度等級為C30，=14.3，=2.01；鋼筋為HRB335，==300；箍筋采用HPB235。計算結果如下：選用控制截面最不利內力。選取上柱的最不利內力為M=171.86kN﹒m，N=786.29kN選取下柱控制截面的兩組最不利內力：M1=362.30kN﹒m，N1=1427.38kN；M2=305.04kN﹒m，N2=1521.09kN上柱配筋計算。選取上柱最不利的內力進行配筋計算：M=171.86kN﹒m，N=786.29kN由查表知，有吊車廠房廠房排架方向上柱的計算長度為.所以，初始偏心距為218.57+20=238.57mm由于故需考慮縱向彎曲影響。故取，由于<15，取則，故，截面受壓區高度為：，且說明截面屬于大偏心受壓情況，則選418（As=A’s=1017mm2），則柱截面全部縱筋的配筋率，截面一側鋼筋的配筋率=0.167%<0.2%，所以上柱按構造配筋。選用每測318（）按軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受彎承載力滿足要求。⑶下柱配筋計算。有分析結果可知，下柱取下列兩組最不利內力進行配筋計算：M1=362.30kN﹒m，N1=1427.38kNM2=305.04kN﹒m，N2=1521.09kN①按M1、N1計算由表查得下柱的計算長度.由表2-2得Ⅰ字形柱截面面積A=1.775×105mm2253.8+26.7=280.5mm由于>5，故需考慮縱向彎曲影響由于<15,所以可先按大偏心受壓情況計算。先假定中和軸位于翼緣內，則所以說明中和軸位于腹板內，應重新按下式計算受壓區高度:說明截面屬于小偏心受壓。又因為<所以只需按構造要求配筋即可。②按M2、N2計算由于>5，故需考慮縱向彎曲影響由于<15,所以可先按大偏心受壓情況計算。先假定中和軸位于翼緣內，則所以假定不成立，說明說明中和軸位于腹板內，應重新按下式計算受壓區高度:說明截面屬于小偏心受壓。又因為<所以只需按構造要求配筋即可。比較上述兩種計算結果，下柱構造配筋。，每側選用418（）。按軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受彎承載力滿足要求。⑷裂縫寬度驗算。從表中選取偏心距最大時所對應的最不利內力（荷載標準值效應組合）。上柱：Mk=141.84/1.2=118.2kNm，NK=659.28/1.2=549.4kN；下柱：Mk=373.39/1.2=311.16kNm，NK=1495.94/1.21246.62kN。因為上柱下柱所以B柱可以不驗算裂縫寬度。⑸B柱的箍筋配置。非地震區的單層廠房柱，其箍筋數量一般有構造要求控制。根據構造要求，上、下柱均采用8@200箍筋。⑹牛腿設計①截面尺寸驗算牛腿外形尺寸：（考慮安裝偏差20mm），取，作用于牛腿頂部的豎向荷載設計值；而按荷載標準值效應組合的豎向應力值；作用于牛腿頂部按荷載標準值效應組合計算的水平拉力值。故截面尺寸符合要求.②正截面承載力計算確定縱筋數量,因為<所以取=因為所以縱向受力鋼筋按構造配置。，實際選用4Ф20()。③斜截面承載力—箍筋和彎起鋼筋按構造確定因，故牛腿內應設彎起鋼筋,設于牛腿上部之間的范圍，如圖2-28所示；且彎起鋼筋的面積，取為5Ф16（），而，故滿足要求.箍筋選為Ф8@120，且應滿足牛腿上部范圍內箍筋面積不小于縱向受力鋼筋面積的一半，即，滿足要求.④局部承壓強度驗算取墊板尺寸為400×400mm.則，故滿足要求.全柱的模板及配筋圖見圖紙。⑺運輸、吊裝階段驗算。柱采用翻身起吊，吊點設在牛腿下部，待混凝土達到設計強度后起吊。由表查知，住插入杯口深度為，取800mm，則柱吊裝時總長為7.2+3.9+0.8=11.9mm。計算簡圖如圖2-22所示。①內力計算根據上柱和下柱的截面尺寸查表2-2得到的自重為上柱：；下柱：；各段柱自重線荷載（考慮動力作用的動力系數n=1.5）的設計值為：，，。圖2-22上柱根部與吊點處（牛腿根部）的彎矩設計值分別為：，下段柱最大正彎矩計算如下：，由，得，則.②承載力和裂縫寬度驗算。上柱配筋為,其受彎矩承載力按下式進行驗算：故承載力滿足.鋼筋應力為：，又，，取0.01滿足要求。下柱配筋為，其受彎矩承載力按下式進行驗算：故下柱截面承載力滿足.裂縫寬度驗算如下：，又，滿足要求.2.4基礎設計按《建筑地基基礎設計規范》（GBJ7-89）規定，對地基承載力標準值在，單層排架結構，6m柱距的多跨廠房，跨度，吊車額定起重量不超過30t的二級建筑物，設計時可不作地基變形計算，當按地基承載確定基礎底面積、埋深以及設計基礎時，應按荷載設計值進行計算。基礎材料：混凝土強度等級為C20，=9.6，=1.1；鋼筋為HRB335，=300，基礎墊層采用C10素混凝土。2.4.1A⑴荷載自表2-5中取得柱基礎頂面最不利的三組荷載設計值如下：M1=504.32kN﹒m，N1=951.48kN，V1=58.04kN；M2=-361.88