1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一 結(jié)構(gòu)選型該廠房是廣州市的一個(gè)高雙跨（18m+18m）的機(jī)械加工車間。車間長(zhǎng)90m,柱矩6米，在車間中部，有溫度伸縮逢一道，廠房?jī)深^設(shè)有山墻。拄高大于8米，故采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了使屋架有較大的剛度，選用預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎(chǔ)梁。廠房的各構(gòu)選型見表1.1表1.1主要構(gòu)件選型由圖1可知柱頂標(biāo)高是10.20米，牛腿的頂面標(biāo)高是6.60米 ，室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離0.5米，則計(jì)算簡(jiǎn)圖中柱的總高度H,下柱高度Hl和上柱的高度Hu分別為：H=10.2m+0.6m=10.8m Hl=6.60m+0.6m=7.2m Hu=1

2、0.8m-7.2m=3.6m根據(jù)柱的高度，吊車起重量及工作級(jí)別等條件，確定柱截面尺寸，見表1.2。見表1.2 柱截面尺寸及相應(yīng)的參數(shù)計(jì)算參柱號(hào)截面尺寸/mm面積/mm2慣性矩/mm4自重/(KN/m)A,C上柱矩400×4004.0下柱I400×800×100×1504.43B上柱矩400×4004下柱I400×800×100×1504.43二 荷載計(jì)算 1恒載圖1求反力： F1=116.92 F2=111.90 屋架重力荷載為59.84，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)的重力荷載設(shè)計(jì)值： GA1=1.2×(116

3、.92+59.84/2)=176.81KN GB1=1.2×(111.90×6+59.84/2)=170.18 KN (2)吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計(jì)值 GA3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN GB3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN (3)柱重力荷載的設(shè)計(jì)值 A,C柱 B柱 2屋面活荷載 屋面活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值是0.5KN/m2，作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計(jì)值： Q1=1.4×0.5×6×18/2=37.8 KN3，風(fēng)荷載 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按k=zsz0計(jì)算其中0=0.5KN/m2

4、, z=1, z根據(jù)廠房各部分 及B類地面粗糙度表2.5.1確定。 柱頂（標(biāo)高10.20m） z=1.01 櫞口（標(biāo)高12.20m） z=1.06 屋頂（標(biāo)高13.20m） z=1.09 s如圖3所示，由式k=zsz0可得排架的風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值： k1=zs1z0=1.0×0.8×1.01×0.5=0.404 KN/m2 k2=zs2z0=1.0×0.4×1.01×0.5=0.202 KN/m2圖2 荷載作用位置圖圖3 風(fēng)荷載體型系數(shù)和排架計(jì)算簡(jiǎn) q1=1.4×0.404×6=3.39KN/m q1=1.4×

5、;0.202×6=1.70KN/m Fw=Q(s1+s2)×zh1+(s3+s4)×zh2 z0B =1.4(0.8+0.4)×1.01×(12.2-10.2)+(-0.6+0.5)×1.01×(13.2-12.2) × 1×0.5×6 =10.23KN4吊車荷載 吊車的參數(shù)：B=5.55米，輪矩K=4.4，pmax=215KN, pmin=25KN,g=38KN。根據(jù)B和K，可算出出吊車梁支座反力影響線中個(gè)輪壓對(duì)應(yīng)點(diǎn)的豎向坐標(biāo)值，如圖所示：圖吊車荷載作用下支座反力的影響線（） 吊車的豎向荷載D

6、max=QFpmaxyi=1.4×115×(1+0.075+0.808+0.267)=346.15KNDmin=QFpminyi=1.4×25×(1+0.075+0.808+0.267)=75.25KN（） 吊車的橫向荷載T=1/4（Q+g）=1/4×0.12×(100+38)=4.14KN吊車橫向荷載設(shè)計(jì)值： TmaxQTyi=1.4×4.14×2.15=12.46KN三 排架內(nèi)力分析 恒荷載作用下排架內(nèi)力分析圖5恒荷載作用的計(jì)算簡(jiǎn)圖G1=GA1=176.81KN; G2=G3+G4A=38.76+17

7、.28=56.04KN; G3=G5A=38.28KN;G4=2GB1=340.361KN; G5=G3+2G4B=2×38.76+17.28=94.8KN;G6=G5B=38.28KN;M1= G1×e1=171.81×0.05=8.60KN.m;M2=( G1+ G4A)e0- G3e3=(176.81+17.28) ×0.2-38.28×0.35=25.42C1=×=2.03; C1=×=1.099;RA=C1+C3=(8.60×2.03+25.42×1.099)/10.8=4.20KN()RC=-

8、4.20KN(); RB=0KN;內(nèi)力圖：圖6 恒荷載內(nèi)力圖 恒荷載作用下排架內(nèi)力分析(1)AB跨作用屋面活荷載 圖7 AB跨作用活荷載作用簡(jiǎn)圖Q=37.8KN，則在柱頂和變階處的力矩為：M1A=37.8×0.05=1.89KN.m，M2A=37.8×0.25=7.56KN.m，M1B=37.8×0.15=5.67KN.mRA=C1+C3=(1.89×2.03+7.56×1.099)/10.8=1.124KN()RB=C1 =5.67×2.03/10.8=1.07KN()則排架柱頂不動(dòng)鉸支座總的反力為：R= RA+ RB=1.124+

9、1.07=2.19KN()VA= RARA=1.32-0.33×2.19=0.40KN()VB= RBRB=1.07-0.33×2.19=0.35KN()VC= RC=-0.33×2.19=0.72KN()排架各柱的彎矩圖,軸力圖,柱底剪力如圖8所示:圖8 AB跨作用屋面活荷載內(nèi)力圖(2)BC跨作用屋面活荷載由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱,且BC跨的作用荷載與AB跨的荷載相同,故只需叫圖8的各內(nèi)力圖位置及方向調(diào)一 即可,如圖10所示:圖9 AB跨作用活荷載作用簡(jiǎn)圖圖10 BC跨作用屋面活荷載內(nèi)力圖 風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析(1) 左吹風(fēng)時(shí)C=0.33RA=-q1HC11=-3.39

10、×10.8×0.33=-12.08KN()RC=-q1HC11=-1.70×10.8×0.33=-6.06KN()R= RA+ RC+Fw=12.08+6.06+10.23=28.37KN()各柱的剪力分別為:VA= RA-RA=-12.08+0.33×28.37=-2.72KN()VB= RB-RB=-6.06+0.33×28.37=3.30KN()VC= -RC=-0.33×-28.37=9.36N()圖11 左風(fēng)內(nèi)力圖(2) 右風(fēng)吹時(shí)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)對(duì)稱，只是內(nèi)力方向相反,，所以右風(fēng)吹時(shí)，內(nèi)力圖改變一下符號(hào)就行，如圖12所示；

11、圖11 左風(fēng)內(nèi)力圖 吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（） Dmax作用于A柱計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，其中吊車豎向荷載Dmax，Dmin在牛腿頂面引起的力矩為：MA= Dmax×e3=346.15×0.35=121.15KN.mMB= Dmin×e3=75.25×0.75=56.44KN.mRA=-C3=-121.15×1.099/10.8=-12.33KN()RB=C3=-56.44×1.099/10.8=5.74KN()R= RA+ RB=-12.33+5.74=-6.59N()各柱的剪力分別為:VA= RA-RA=-12.33+0.33

12、15;6.59=-10.16()VB= RB-RB=5.74+0.33×6.59=7.91KN()VC= -RC=0.33×6.59=2.17N()圖Dmax作用在A柱時(shí)排架的內(nèi)力（） Dmax作用于B柱左計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖所示，其中吊車豎向荷載Dmax，Dmin在牛腿頂面引起的力矩為：MA= Dmax×e3=.×0.35=.KN.mMB= Dmin×e3=346.15×0.75=.KN.mRA=C3=-.×1.099/10.8=-.KN()RB=C3=.×1.099/10.8=.KN()R= RA+ RB=.+.=.N

13、()各柱的剪力分別為:VA= RA-RA=.0.33×.=.KN()VB= RB-RB=.0.33×.=.KN()VC= -RC=0.33×.=.N()圖Dmax作用在B柱左時(shí)排架的內(nèi)力（） Dmax作用于B柱左根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱和吊車噸位相等的條件，內(nèi)力計(jì)算與Dma作用于B柱左情況相同，只需將A，C柱內(nèi)力對(duì)換和改變?nèi)繌澗丶凹袅Ψ?hào)：如圖（） Dmax作用于C柱同理，將Dmax作用于A柱的情況的A，C柱的內(nèi)力對(duì)換，且注意改變符號(hào)，可求得各柱的內(nèi)力，如圖5（） Tmax作用于AB跨柱當(dāng)AB跨作用吊車橫向水平荷載時(shí)，排架計(jì)算簡(jiǎn)圖16-a所示。對(duì)于A柱，n=0.15，=0.

14、33，得a=(3.6-0.9)/3.6=0.75.，Tmax=12.46KNC5=0.54RA=TmaxC5=.×.=6.73KN()RB=TmaxC5=.×.=6.73KN()圖Dmax作用在B柱右時(shí)排架的內(nèi)力圖5Dmax作用在C柱時(shí)排架的內(nèi)力排架柱頂總反力R：R= RA+ RB= .KN各柱的簡(jiǎn)力：VA= RA-RA=.0.33×.=.KN()VB= RB-RB=.0.33×.=.KN ()VC=RC=0.33×13.46=4.44N()圖16Tmax作用在AB跨時(shí)排架的內(nèi)力（） Tmax作用于BC跨柱由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱及吊車的噸位相等

15、，故排架內(nèi)力計(jì)算與“Tmax作用于AB跨柱”的情況相同，只需將A柱與C柱的對(duì)換，如圖17圖17Tmax作用BC跨時(shí)排架的內(nèi)五柱截面設(shè)計(jì)（中柱） 混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20，fc=9.6N/mm2，ftk=1.54N/mm2采用HRB335級(jí)鋼筋，fy= fy 300 N/mm2,b=0.55，上下柱采用對(duì)稱配筋 上柱的配筋計(jì)算由內(nèi)力組合表可見，上柱截面有四組內(nèi)力，取h0mm，附加彎矩ea=20mm（大于），判斷大小偏心：從中看出組內(nèi)力為大偏心，只有一組為小偏心，而且：N=429.KN<bfcb h0=.××.××760.32KN所以按這個(gè)內(nèi)力來(lái)計(jì)算時(shí)為構(gòu)

16、造配筋對(duì)三組大偏心的，取偏心矩較大的的一組即：M=87.119KN.mN=357.64KN上柱的計(jì)算長(zhǎng)度：L0=2HU=2×3.6=7.2m e0=M/N=243.40mm ei= e0+ ea=263.40mml0/h=7200/400=18>5應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)1=0.5×9.6×/=2.15>1，取2=1.15-0.01l0/h=1.15-0.01×7200/400=0.97, l0/h>15，取2=0.97圖=1+12=1+×1×0.97=1.31=/1×9.6×400×360

17、=0.26>2s/h0=2×40/360=0.22所以x=×h0=0.26×360=93.6e=ei-h/2+s=1.31×263.40-185.05mmN.e=fyAs(h0-as)-1fcbx(x/2-as)As=As=715mm選用（As=763mm2）驗(yàn)算最小配筋率：As/bh=763/400×400=0.47%>0.2%平面外承載力驗(yàn)算：l0=1.5Hu=1.5×3.6=5.4ml0/b=5400/400=13.5，查表得，Ac=A-Aa=4002-763×2=mmNu=0.9(fyAs+ fcAs)=

18、0.9×0.93×(300×763×2+9.6×)= 1656.55KN 下柱配筋計(jì)算取h0=800-40=760mm，與上柱分析辦法相識(shí)，選擇兩組最不利內(nèi)力：M=217.96 KN.m M=152.69 KN.mN=810.94 KN N=473.44 KN(1) 按M=217.96 KN.m，N=810.94 KN計(jì)算L0=HU=×7.2=7.2m，附加偏心矩ea=800/30=2.7mm(大于mm),b=100mm,bf=400mm, hf=150mm e0=M/N=/810.94=268.77mm ei= e0+ ea=295

19、.77mm l0/h=7200/800=9>5而且應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)，取2=11=0.5×9.6×/=1.05>1，取圖=1+12=1+×1×1=1.15ei=1.15×295.77=340.14>0.3×760=228，所以為大偏心受壓，應(yīng)重新假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則x= =/1×9.6×400=211.18>hf=150mm說(shuō)明中和軸位于板內(nèi)，應(yīng)重新計(jì)算受壓區(qū)的高度：x= =394.72mme=ei+h/2+s=1.15×295.77 -8002-407005mmAs=As=

20、272.87mm2(2) 按M=152.69 KN.m，N=473.44 KN計(jì)算L0=HU=×7.2=7.2m，附加偏心矩ea=800/30=2.7mm(大于mm),b=100mm,bf=400mm, hf=150mm e0=M/N=/473.44=322.51mm ei= e0+ ea=349.51mm l0/h=7200/800=9>5而且應(yīng)考慮偏心矩增大系數(shù)，取2=11=0.5×9.6×/=1.05>1，取圖=1+12=1+×1×1=1.15ei=1.15×295.77=340.14>0.3×760

21、=228，所以為大偏心受壓，應(yīng)重新假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則x= =/1×9.6×400=123.29>hf=150mm說(shuō)明中和軸位于翼緣內(nèi)：e=ei+h/2-s=1.15×349.51 -8002-40761.93mmAs=As=139.38mm2最小配筋minA=0.2%×=355mm2所以選（As=461mm2）滿足要求查附表.的無(wú)柱間支撐垂直排架方向柱的計(jì)算長(zhǎng)度，l0=1Hl=7.2ml0/b=7200/400=18，查表得0.81，Ac=A-Aa=-461×2=mmNu=0.9(fyAs+ fcAs)=0.9×0.81&

22、#215;(300×461×2+9.6×)= 1437.40KN>Nmax所以滿足彎矩作用平面外的承載力要求 柱裂縫寬度驗(yàn)算規(guī)范中規(guī)定，對(duì)e0/h0>0.55的柱要進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算，本例的上柱出現(xiàn)e0/h0=>0.55,所以應(yīng)該進(jìn)行裂縫驗(yàn)算。驗(yàn)算過(guò)程見下表。其中上柱的As=763mm2；Es=N/mm2；構(gòu)件的受力特征系數(shù)acr=2.1，混凝土的保護(hù)層厚度c=25mm,ftk=1.54N/mm2。 柱裂縫寬度驗(yàn)算非地震區(qū)的單層廠房柱，其箍筋數(shù)量一般由構(gòu)造要求控制。根據(jù)構(gòu)造要求，上下柱均選用200箍筋。 牛腿設(shè)計(jì)根據(jù)吊車支承的位置，截面的尺寸及構(gòu)造

23、要求，確定牛腿的尺寸如圖所示，其中牛腿的截面寬度b=400mm，牛腿截面高度h=1050mm，h0=1015mm.(1) 牛腿腿截面高度驗(yàn)算表柱的寬度驗(yàn)算表圖<0.2，所以滿足要求Fv（.Fhk/Fvk）驗(yàn)算.，ftk=1.54N/mm2，F(xiàn)hk=0，a=650-175-250/2=350mmFvk=Dmax/Q+G3/G=346.15/1.4+38.76/1.2 =279.55KN（.Fhk/Fvk）=0.65×=470.08KN> Fvk所以所選的尺寸滿足要求（） 牛腿配筋計(jì)算縱向受拉鋼筋總截面面積As：As=550.mm2 根據(jù)規(guī)定，縱向受拉鋼筋A(yù)s的最小配筋率為0

24、.002bh=0.002×400×1050=840mm2 >550.2 mm2。所以要按mm2配筋?，F(xiàn)在選用（As=1005mm2） 水平箍筋選用100的雙肢筋。牛腿的剪跨比a/h0=370/1050=0.35>0.3，所以應(yīng)該設(shè)置彎起鋼筋A(yù).As=0.5C1005=502.5mm2，且A0.0015bh=0.0015×400×1015=609 mm2 故選用（As=mm2） 牛腿設(shè)計(jì)采用翻身起吊，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿下部，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后起吊。插入杯口深度為800mm,則柱吊裝時(shí)的總長(zhǎng)度為3.6+7.2+0.8=11.6m.。柱吊裝階段的荷載為

25、柱自重重力荷載（應(yīng)考慮動(dòng)力系數(shù)）即q1=Gq1k=1.5×1.2×4.0=7.2KN/mq2=Gq1k=1.5×1.2×(0.4×2.1×25)=37.8KN/mq3=Gq1k=1.5×1.2×4.44=7.99KN/m圖在上述荷載的作用下， 柱的控制截面的彎矩為：M1=0.5 q1Hu2=0.5×7.2×3.62=46.66KN.mM2=0.5 q1Hu2=0.5×7.2×（3.6+1.05）2+0.5×(37.8-7.2)×1.052=94.71KN.

26、m由MB=RAl3-0.5q3l32+M2=0解得：RA=14.17KN M3=RAx- q3x2 令=RA-q3x=0 得x=1.77m 則下柱段最大彎矩M3為：M3=14.17×1.77-0.5×7.99×1.772=12.55KN.m 表吊裝時(shí)柱的寬度驗(yàn)算表六基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（B柱下基礎(chǔ)） 初步確定杯口尺寸及基礎(chǔ)埋深（）杯口尺寸 圖5 基礎(chǔ)截面尺寸杯口的深度：柱子的插入深度H1=800mm，所以杯口深度為800+50=850mm 杯口頂部尺寸：寬為400+2×75=550mm，長(zhǎng)為800+2×75=950mm 杯口底部尺寸：寬為400+2

27、5;50=500mm，長(zhǎng)為800+2×50=900mm杯口厚度：因?yàn)?00<hc<1000，所以杯壁的厚度取t=350mm 杯壁高度：h1t/0.75=350/0.75=466mm，取h1=350mm 杯底厚度；a1=250mm，根據(jù)a2a1原則，取a2為250mm 根據(jù)以上尺寸，確定基礎(chǔ)總高度H1+a1+50=800+250+50=1100mm 基礎(chǔ)的埋置深度：1100+600=1700mm 地基承載里設(shè)計(jì)值：fa=200KN/m2 (2)基礎(chǔ)面積計(jì)算表B柱在基礎(chǔ)地面的荷栽估算基礎(chǔ)底面積：A=1006.06/(200-20×1.7)=6.06m2 考慮偏心受壓

28、，將基礎(chǔ)的面積增大1.2A=1.2×6.06=7.27m2 G=GyDA=1.2×20×1.7×8=326.4KN 表 基礎(chǔ)底面壓應(yīng)力計(jì)算 取基礎(chǔ)地面長(zhǎng)邊與短邊的比為，則l=3.8m，b=1.9m，取l=m，b=m校核基礎(chǔ)底面積是否滿足要求： （）校核0.5(Pmax+Pmin)f 0.5(Pmax+Pmin)=0.5×(198.90+134.22)=166.56KN<f=200 (）校核Pmax1.2f Pmax=198.90KN<1.2f=1.2×200=240KN （）校核PminPmin=67.91KN>0

29、由以上得知，基礎(chǔ)的地面尺寸×m2，滿足要求圖基礎(chǔ)截面尺寸地基凈反力計(jì)算：表地基凈反力由表可以看出Nmax最不利。（Pjmax=158.10,Pjmin=93.42） 沖剪強(qiáng)度驗(yàn)算從杯口頂面柱邊開始的0斜拉裂面與基礎(chǔ)底面交界處（截面）的凈反力Pj1?；A(chǔ)的有效高度h0=1100-40=1060mm Pj1=93.42+(4-0.64)/4×(158.10-93.42)= 147.75KN 同理按比例算得：Pj=93.42+(2+0.4)/4×(158.10-93.42)= 132.23KN Pj=93.42+(2+0.4+0.425)/4×(158.10-93.42)= 139.10KN 因?yàn)閎=2.0m<bc+2h0=400+×1060=25200mm，所以A1=(l/2