单层工业厂房混凝土结构设计(21m+21m)

编号：

题目：单层工业厂房混凝土结构设计（

本科毕业设计

21m+21m）

The design for the single floor industrial building of reinforced concrete structure（21m+21m）

学 院 理工学院

专 业 土木工程 班 级 土木0602 学 号 064177440 姓 名 王立军

指导教师 王建民 职称 副教授 完成日期 2010年5月

宁波大学科学技术学院本科毕业设计

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诚 信 承 诺

我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《单层工业厂房混凝土结构设计（21m双跨）》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：

年 月 日

宁波大学科学技术学院本科毕业设计

单层工业厂房混凝土结构设计（21m+21m）

王立军

【摘要】厂房位于舟山市郊区，是一所生产用的混凝土厂房。建筑面积为3905.4m2。厂

房采用混凝土排架结构体系，主材采用钢筋混凝土，屋面板采用预应力混凝土屋面板，柱为混凝土预制柱，场内每跨设32/5t起重机一台，基础为柱下独立基础，基础顶标高-0.700m，墙体采用370清水墙。

建筑等级：耐久等级为Ⅱ级，耐火等级为Ⅱ级，设防烈度为7度。地面粗糙度为B类。地下水位在-4.0m处。

【关键词】混凝土排架结构；钢筋混凝土；吊车；混凝土预制柱；柱下独立基础

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单层工业厂房混凝土结构设计（21m+21m）

The design for the single floor industrial building of

reinforced concrete structure（21m+21m）

Wang lijun

【ABSTRACT】 The industrial building lies in the suburb of zhoushan, which is a building of reinforced concrete structure .The total area is 3905.4 m2.The industrial building adopts concrete bent construction, primary using the material of reinforced. However, the proof of the building adopts the precast slap. And the column use the precast column . There is one crane in each span. The foundation is a single foundation under the column, with a elevation level of -0.700 m. The wall is made up of the clay and the width is 370mm

Class of construction: Durable grade Ⅱ，fire protection rating Ⅱ,earthquake intensity 7 degrees. The ground asperity belongs to B and the underground water level at -4.0m

【KEYWORDS】Concrete bent construction; Reinforcedconcrete structure；Crane ；Precast column single foundation under column

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目 录

摘 要.............................................................................................................................................. II ABSTRACT .................................................................................................................................... III 目 录.............................................................................................................................................IV 第1章 设计资料 ............................................................................................................................. 1 1.1 设计资料 ................................................................................................................................ 1 1.2 基本要求 ................................................................................................................................ 1 1.3 地质抗震条件 ........................................................................................................................ 1 第2章 建筑方案设计 ................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1 厂房平面布置 ........................................................................................................................ 2 2.2 构件选型与布置 .................................................................................................................... 2 2.2.1 屋面板和嵌板 ................................................................................................................. 2 2.2.2 天沟板 ............................................................................................................................. 3 2.2.3 屋架，天窗及屋架支撑 ................................................................................................. 4 2.2.4 吊车梁 ............................................................................................................................. 4 2.2.5 基础梁 ............................................................................................................................. 5 2.2.6 柱间支撑 ......................................................................................................................... 5 2.2.7 抗风柱 ............................................................................................................................. 5 2.2.8 吊车轨道联接及车档 ..................................................................................................... 5 2.3 厂房剖面设计 ........................................................................................................................ 5 2.3.1 柱的设计 ......................................................................................................................... 5 2.3.2 圈梁过梁设置 ................................................................................................................. 5 第3章 厂房排架设计 ..................................................................................................................... 8 3.1 排架结构基本假设和设计简图 ............................................................................................ 8 3.1.1 各段柱子高度 ................................................................................................................. 8 3.1.2 确定各段柱子截面尺寸 ............................................................................................... 10 3.2 确定柱截面确定柱截面计算参数 ...................................................................................... 10 第4章 荷载计算 ........................................................................................................................... 12 4.1 恒荷载 .................................................................................................................................. 12 4.2 屋盖自重P1 .......................................................................................................................... 12

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单层工业厂房混凝土结构设计（21m+21m）

4.2.1 上柱自重p2 .................................................................................................................. 13 4.2.2 下柱自重p3 .................................................................................................................. 13 4.2.3 吊车梁、轨道、垫层自重P4 ...................................................................................... 13 4.3 屋面活荷载 .......................................................................................................................... 13 4.4 吊车荷载 .............................................................................................................................. 14 4.4.1 竖向吊车荷载 ............................................................................................................... 14 4.5 风荷载 .................................................................................................................................. 15 4.6 墙体自重 .............................................................................................................................. 16 4.7 横向地震力计算 .................................................................................................................. 16 4.8 荷载汇总表 .......................................................................................................................... 17 第5章 排架结构内力分析 ........................................................................................................... 19 5.1 荷载作用下的内力分析 ...................................................................................................... 19 5.1.1 屋面恒载内力计算 ....................................................................................................... 19 5.1.2 屋面活载内力计算 ....................................................................................................... 20 5.1.3 吊车竖向荷载作用下的内力分析 ............................................................................... 22 5.1.4 吊车水平荷载作用下的内力分析 ............................................................................... 24 5.1.5 风荷载作用下的内力分析 ........................................................................................... 25 5.1.6 横向地震力作用下的内力分析 ................................................................................... 27 5.2 内力汇总表 .......................................................................................................................... 28 第6章 内力组合 ........................................................................................................................... 30 6.1 不考虑地震作用 .................................................................................................................. 30 6.2 考虑地震作用 ...................................................................................................................... 31 第7章 排架柱截面设计 ............................................................................................................... 35 7.1 排架柱配筋计算 .................................................................................................................. 35 7.1.1 材料 ............................................................................................................................... 35 7.1.2 柱截面参数 ................................................................................................................... 35 7.1.3 计算配筋参数 ............................................................................................................... 35 7.1.4 配筋 ............................................................................................................................... 36 7.1.5 地震作用下截面配筋 ................................................................................................... 37 7.2 牛腿设计 .............................................................................................................................. 37 7.3 柱的吊装验算 ...................................................................................................................... 38 7.3.1 内力计算 ....................................................................................................................... 38 7.3.2 内力计算 ....................................................................................................................... 39 第8章 基础设计 ........................................................................................................................... 40 8.1 基础设计资料 ...................................................................................................................... 40 8.2 基础其他尺寸确定和基础高度验算 .................................................................................. 41 8.3 基础底面配筋计算 .............................................................................................................. 43 第9章 山墙柱设计 ....................................................................................................................... 45 9.1 山墙柱的尺寸确定 .............................................................................................................. 45 9.2 内力计算 .............................................................................................................................. 45

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9.3 截面配筋 .............................................................................................................................. 46 9.4 基础计算 .............................................................................................................................. 46 第10章 纵向地震力验算 ............................................................................................................. 47 10.1 纵向基本自振周期计算 .................................................................................................... 47 10.2 纵向各个构件的侧向位移 ................................................................................................ 47 10.2.1 纵向柱列 ..................................................................................................................... 47 10.2.2 柱间支撑 ..................................................................................................................... 47 10.2.3 贴砌围护墙 ................................................................................................................. 48 10.3 各柱列柱顶总侧移刚度及调整刚度 ................................................................................ 48 10.4 纵向水平地震作用 ............................................................................................................ 49 10.5 柱间支撑验算 .................................................................................................................... 50 参考文献 ......................................................................................................................................... 51 致谢................................................................................................................................................. 53 附录......................................................................................................................................... 见图纸

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第1章 设计资料

1.1 设计资料

本毕业设计为某工业厂房设计，厂房长度为90m，21m双跨，柱距为6m。柱高大于11m，两跨各设1台工作级别为A5吊车。厂房所在地区基本风压为0.4 kN/m2 ，基本雪压0.3kN/m2。 1.2 基本要求

⑴ 认真贯彻“适用，安全 ，经济 ，美观”的设计原则；

⑵ 掌握建筑与结构设计全过程，基本方法和步骤;了解和掌握与设计有关的设计规范和规定，并在设计中正确运用它们；

⑶调研收集有关资料、有关专业规范、自然条件、地质条件、施工条件、使用要求等原始资料和相关条件；

⑷构件选用、建筑施工图绘制；

根据建筑施工图和地质报告进行相关结构内力计算，包括地基基础设计、柱、吊车梁、屋架，完成结构施工图；

⑸完成计算书和全套设计施工图。 1.3 地质抗震条件

该地区工程地质良好，II类场地，地基承载力特征值为180kN/m2，常年地下水位为-4米以下。抗震设防烈度为7度，要求进行横向及纵向抗震验算。设计地震动参数为amax＝0.12，特征周期Tg=0.45s。

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第2章 建筑方案设计

2.1 厂房平面布置

本厂房为21m双跨单层混凝土排架结构，具体排架柱布置见下图1-1

图1-1 厂房柱布置

柱距为6m，横向定位轴线用○1、○2…○16表示，厂房长度为90m，小于100m，可不设伸缩缝，纵向定位轴线用○A、○B、○C表示，间距取跨度尺寸，即○A~○B轴线距离为21m，○B~○C轴线距离为21m。

山墙布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600mm，其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。吊车采用桥式吊车，起重量为32/5t,故采用非封闭式轴线，在纵向定位轴线设联系尺寸，查05G335得联系尺寸为150mm,即边柱轴线至柱边为150mm。对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘净空尺寸能满足要求。 2.2 构件选型与布置 2.2.1 屋面板和嵌板

屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面自重）的设计值，当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时，需要布置嵌板，查04G410-1。 荷载：

屋面为二毡三油防水层 0.35kN/m2

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图5-4 Dmax作用于A柱时的内力图

图5-5 Dmin作用于A柱时的内力图

图5-6 Dmax作用于C柱时的内力图

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图5-7 Dmix作用于C柱时的内力图

5.1.4 吊车水平荷载作用下的内力分析

吊车水平荷载作用下有两种情况：(a)AB跨作用Tmax；(b)BC跨作用Tmax，每种 情况下的荷载可以反向

表 5-4 吊车水平荷载作用内力计算 项目 M1 M2 M3 (kN?m) (kN?m) (kN?m) N1 (kN) N2 (kN) N3 (kN) Vi（柱底剪力）（kN） 结果说明 A柱： C5=0.535 Ra=0.535×13.05=6.98 (←) B柱：C5=0.581 Rb=0.581×13.05=7.58 (←) Va=6.98-0.322（6.98+7.58）=2.29(←) Vb=7.58-0.356（6.98+7.58）=2.40（←） TmaxA±6.04 柱 ±6.04 ?91.05 0 0 0 ±10.76 作用在AB跨 B±5.58 柱 ±5.58 ?89.72 0 0 0 ±10.65 Tmax作A±19.7 用 柱 在±19.7 ±56.75 0 0 0 ±4.69 算法同上 24

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B C

B

±5.58 跨

柱 ±5.58 ?89.72 0 0 0 ±10.65

图5-8 AB跨作用Tmax的排架内力

图5-9 BC跨作用Tmax的排架内力

5.1.5 风荷载作用下的内力分析

风荷载作用下有两种情况：右吹左风时的荷载值与左吹右风

表 5-5 风荷载内力计算

项目 M1 (kN?m) M2 (kN?m) M3 (kN?m) N1 (kN) N2 (kN) N3 (kN) V（柱底i剪力）(kN) 结果说明 向右吹 A柱 51.45 51.45 243.82 0 0 0 32.25 A柱： C6=0.293 Ra=0.293×2.00×12.1=7.09(←) B柱：C6=0.349 C柱同A柱 Rc=0.293×1.00×12.1 25

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B柱 70.31 70.31 202.55 0 0 0 16.74 =3.55(←) Va=7.09-0.322（36.39+7.09+3.55）=-8.05(→) Vb=-0.356×（36.39+7.09+3.55）=-16.74（→) Vc=3.55-0.322× （36.39+7.09+3.55） =-11.59(→) A柱 向左吹 B柱 -57.50 -57.50 -213.45 0 0 0 23.68 算法同上 70.31 70.31 202.55 0 0 0 16.74

图5-10 风荷载（左吹向右）下排架内力

图5-11 风荷载（右吹向左）下排架内力

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5.1.6 横向地震力作用下的内力分析

表 5-6 横向地震内力计算

M1 M2 M3 (kN?m) (kN?m) (kN?m) N1 (kN) N2 (kN) N3 (kN) Vi（柱底剪力）(kN) 项目 结果说明 A柱 Fc1 作用 B柱 F1作用 ±26.39 ±26.39 ±75.07 0 0 0 ±6.17 ±6.17 ?92.06 0 0 0 A柱： C5=0.535 Ra=0.535×26.75÷4=3.58(←) ±7.92 B柱：C5=0.581 R=0.581×26.75÷2=7.77(←) C柱同A柱 Rc=0.535×26.75÷4=3.58 (←) Va=Vc=3.58-0.322 ±10.93 （3.58+7.77+3.58）=1.23(→) Vb=7.77-0.356 （3.58+7.77+3.58）=2.45（←) A柱 ±71.69 ±71.69 ±206.55 0 0 0 ±17.07 Va=Vc=53.02×0.322＝17.07 Vb=0.356×53.02＝18.88 B柱 ±79.30 ±79.30 ±228.45 0 0 0 ±18.88

图5-12 Fc1作用下的内力

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图5-13 F1作用下的内力

5.2 内力汇总表

表 5-7 A（C）柱内力汇总

序号 1 2a 2b 3a 3b 4a 4b 5a 5b 6a 风荷载 6b

表 5-8 B柱内力汇总 荷载类型 恒载 活载在AB跨 活载在BC跨 序号 1 2a 2b Ⅰ-Ⅰ M(kN?m） 0 -4.73 4.73 N(kN) 533.4 31.5 31.5 Ⅱ-Ⅱ M(kN?m） N(kN) 0 -3.05 3.05 630.76 31.5 31.5 M(kN?m） 0 -0.11 0.11 Ⅲ-Ⅲ N(kN) 700.96 31.5 31.5 V(kN) 0 0.40 -0.40 -57.50 0 -57.50 0 -213.45 0 -23.68 Ⅰ-Ⅰ M(kN?m） 21.91 1.08 1.13 -41.66 -41.33 29.19 -7.81 ±6.04 ±19.70 51.45 N(kN) 275.1 31.5 0 0 0 0 0 0 0 0 Ⅱ-Ⅱ M(kN?m） N(kN) -27.4 -3.65 1.13 92.21 -8.52 29.19 -7.81 ±6.04 ±19.70 51.45 323.78 31.5 0 334.68 82.03 0 0 0 0 0 Ⅲ-Ⅲ M N(kN) (kN?m） -10.10 -4.60 3.28 13.84 -86.26 84.10 -22.51 ±91.05 ±56.75 243.82 356.08 31.5 0 334.68 82.03 0 0 0 0 0 V(kN) 2.19 -0.12 0.27 -9.92 -9.84 6.95 -1.86 ±10.76 ±4.69 32.25 荷载类型 恒载 活载在AB跨 活载在BC跨 屋面活载 吊 车 竖 载 A B 跨 B C 跨 DmaxA柱 DminA柱 DmaxB柱 DminB柱 吊车水平荷载 屋面活载 28

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DmaxAA 柱 B 跨 Dmin在A柱 3a 33.81 0 -27.70 82.03 36.13 82.03 8.05 吊 车 竖 载 3b 70.48 0 -180.52 334.68 -47.76 334.68 16.78 B 柱 C 跨 Dmin在B柱 DmaxA4a -70.48 0 -180.52 334. 68 47.76 334. 68 -16.78 4b 5a 5b 6a -33.81 ±5.58 ±5.58 70.31 -70.31 0 0 0 0 0 27.70 ±5.58 ±5.58 70.31 -70.31 82.03 0 0 0 0 -35.90 ±89.72 ±89.72 202.55 -202.55 82.03 0 0 0 0 -8.05 ±10.65 ±10.65 16.74 -16.74 吊车水平荷载 风荷载 6b

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第6章 内力组合

6.1 不考虑地震作用

基本荷载组合考虑两类情况：由活荷载控制的组合和由恒荷载控制的组合。 当单层工业厂房不考虑地震有六种基本组合，且考虑到厂房活荷载起控制作用，故本次组合只考虑以下两种组合即 1.2×恒载+1.4×0.9（活载+吊车荷载+风载） 1.2×恒载+1.4×0.9（吊车荷载+风荷载） 现在进行内力组合

表 6-1 A柱内力组合 控制截面 组合目标 +Mmax -Mmax I-I Nmax Nmin +Mmax -Mmax II-II Nmax Nmin +Mmax -Mmax III-III Nmax相应的 +Mmax Nmax相应的 -Mmax `Nmin相应的+Mmax 组合项目 1.2×1+1.4×0.9×[2a+2b+0.9（4a+5b）+6a] 1.2×1+1.4×0.9[0.9(3a+4b)+0.9×5b+6b] 1.2×1+1.4×0.9×[2a+0.9（+4a+5b）+6b] 同-Mmax 1.2×1+1.4×0.9×[2b+0.9（3a+4a）+0.9×5b+6a] 1.2×1+1.4×0.9×[2a+0.9（3b+4b）+0.9×5b+6b] 1.2×1+1.4×0.9×[2a+2b+0.9×3a+0.9×5b+6a] 1.2×1+0.9×1.4[0.9×4b+0.9×5b+6b] 1.2×1+0.9×1.4[2b +0.9×3a+0.9×5a+6a] 1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×（3b+5a)+6b] 1.2×1+0.9×1.4[2b+2a+0.9×(4a+5b)+6a] .2×1+0.9×1.4[2a+0.9×(3a+5a)+6b] 1.2×1+0.9×1.4[2b+0.9×(4a+5b)+6a] 3a M(kN?m) N（kN） V（kN） 149.34 -124.60 -81.30 -124.60 193.38 -150.79 236.83 -136.53 513.54 -487.93 412.38 -374.42 497.85 369.81 330.12 369.81 330.12 768.07 521.25 807.76 388.54 806.82 560.01 846.51 846.51 427.30 \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ 52.44 -50.72 44.40 -50.81 63.69 30

单层工业厂房混凝土结构设计（21m+21m）

Nmin相应的 -Mmax

.2×1+0.9×1.4[0.9×(4b+5b)+6b]

-409.84 427.30 -24.67

B柱（由上表可知，II-II不是控制截面故不考虑II-II截面）

表 6-2 B柱内力组合 控制截面 组合目标 +Mmax -Mmax Nmax相应的 +Mmax Nmax相应的 -Mmax `Nmin相应的+Mmax Nmin相应的 -Mmax +Mmax -Mmax Nmax相应的 +Mmax Nmax相应的 -Mmax `Nmin相应的+Mmax Nmin相应的 -Mmax

6.2 考虑地震作用

考虑地震荷载作用的组合时，一些内力需要做一些调整。组合时不组合风载,内力值采用调整后的内力值，调整值见表6-3。

31

组合项目 1.2×1+1.4×0.9×[2b+0.9×(3b+5a)+6a] 1.2×1+1.4×0.9[2a+0.9(4a+5a)+6b] 同+Mmax 同-Mmax 1.2×1+0.9×1.4[(3b+5a) ×0.9+6a] 1.2×1+0.9×1.4[（4a+5a）×0.9+6b] 1.2×1+0.9×1.4[2b+0.9×（3a+4a）+0.9×5a+6a] 1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×5b+6b] 1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3a+4a+5a)+6a] 1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3b+4b+5b)+6b] 1.2×1+0.9×1.4[0.9×(3a+5a)+6a] 1.2×1+0.9×1.4[0.9×(3b+5b)+6b] M（kN?m） N（kN） 180.80 -180.80 180.80 -180.80 174.84 -174.84 452.23 -451.97 452.09- 451.83 397.93 -397.67 679.77 679.77 679.77 679.77 640.08 640.08 1353.39 1353.39 1393.08 1393.08 934.17 934.17 V（kN） \\ \\ \\ \\ \\ \\ 22.77 -22.77 23.27 -23.27 42.30 -42.30 I-I III- III 宁波大学科学技术学院本科毕业设计

表 6-3 地震作用力计算

序截面 号 1 Ⅰ-Ⅰ Ⅲ-Ⅲ Ⅰ-Ⅰ Ⅲ-Ⅲ 内力值（A、C柱） M (kN?m） 21.91 -10.10 0.66 -0.40 N(kN) 275.1 356.08 9.45 9.45 内力值（B柱） M、(kN?m） 0 0 0 0 说明（A、C柱） 说明（B柱） N(kN) 533.4 700.96 18.9 18.9 同无抗震设防 A柱内力汇总表中2a，2b相加乘以0.5×0.3／0.5＝0.3 同无抗震设防 荷载类型 恒载 屋面雪载 2 同理 DmaxA A柱 B 跨 Dmin在A吊 柱 车 竖 Dmax载 B B柱 C 跨 Dmin在B柱 3Ⅰ-Ⅰ a Ⅲ-Ⅲ -41.66 13.84 0 334.68 33.81 36.13 0 82.03 同无抗震设防 同无抗震设防 3 Ⅰ-Ⅰ b Ⅲ-Ⅲ -41.33 -86.26 0 82.03 70.48 -47.76 0 334.68 同上 同上 4Ⅰ-Ⅰ a Ⅲ-Ⅲ 29.19 84.10 0 0 -70.48447.76 0 334.68 同上 同上 4 Ⅰ-Ⅰ b Ⅲ-Ⅲ -7.81 -22.5 0 0 -33.81 -35.90 0 82.03 同上 同上 [Va×4.2+Fc1／Fc1（Ⅰ-Ⅰ截面内力边柱乘以θ=2.0） 5 Ⅰ-Ⅰ Ⅲ-Ⅲ ±26.39 ±75.07 0 0 ±6.17 ±92.06 0 0 4（9.1-7.9）]×2=（1.23×4.2+6.68×1.2）×2＝26.39 同理 Va×12.1+6.69×9.1=75.07 ±71.69 ±206.55 ±79.30 ±228.45 53.02×0.322×4.20＝71.69 53.02×0.322×12.10＝206.55 F1 6 Ⅰ-Ⅰ Ⅲ-Ⅲ 0 0 0 0

当考虑地震作用时，组合时不组合风载

0.5G雪、0.5G积灰、G吊车梁、G吊车桥、G吊重)+1.3SEhk现在进行内力组合 S=1.2SGE(G屋盖、

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牛腿。配筋按选用的预制排架柱的牛腿构造配筋。 中柱需验算。

Fvk=48.68+334.68=383.36kN Fv=1.2×48.68+1.4×334.68＝527.00 kN Fhk＝Tmax Fh＝1.4×13.05＝18.27 kN

b?400mm h=1000mm h1=500mm>h/3 ??45?

h0?h1?as?ctan??560mm 取a=250+20=270mm ??0.65

β（1-0.5Fhk/Fvk）ftkbho/(0.5+a/ho)=0.65（1-0.5×13.05／383.36）×2.01×400×1005／(0.5+270/1005) =670.49kN> Fvk

截面尺寸满足要求。 配筋及构造

计算纵向受拉钢筋（a=270＜0.3h0=0.3?1005=301.5mm，取a=301.5mm） 纵向钢筋As=Fva/(0.85fyho)+1.2Fh/fy

=527.00 ×1000×301.5/(0.85×300×1005)+1.2 ×1000× 18.27/300=693mm

选用418(As=1017mm2)。箍筋选用8@100，满足构造要求。 另选212作为锚筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。

?0.217?ft1.43验算纵筋配筋率?==0.25%＞?，满足要求。 0.45 =0.45 =0.21@0?1005?fy300?按（19-2）验算牛腿顶面局部承压，近似取A=400?150=6?104mm2，

0.75FcA=0.75?14.3?6?104=643.5 kN>Fvk=527.00 kN，满足要求。

按构造要求布置水平箍筋，取8@100，上部总面积为 2?50.3?22h0(=?1005=670mm)范围内水平箍筋331670=674mm2＞As=1017/2=509mm2，可以。

2100因为ah0=0.27＜0.3，故可不设弯筋。 7.3 柱的吊装验算 7.3.1 内力计算

动力系数1.5，取施工阶段验算安全度等级降低系数为0.9，吊装时混凝土强度未达设计值，

按照设计强度的70%考虑。

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单层工业厂房混凝土结构设计（21m+21m）

图 7-1 柱荷载分布

吊装柱计算长度为基础插入距离到柱顶的标高共计13.10m。 q1=（1×0.4×25×2.85+0.2275×25×5.4）/8.25=7.18kN/m q2=[(0.65×1.15-0.15×0.15×0.5)×0.4×25/0.65]=11.33kN/m q3=0.4×0.5×25=5.0kN/m MC=5.0×4.22/2=44.1kN?m MB=0.5×1.02×9.09+5.0×4.2×(1.0+2.1) =69.65kN?m M=0.5×65.65-7.18×8.252/8=-28.27kN?m 7.3.2 内力计算

当不翻身起吊时，1-1截面的尺寸为500mm ×400mm。由于对称配筋As=M/[fy(ho-as＇)]=44.1 ×1000000/[300×(355-45)]=474.19mm2。现上柱配有216, 220(1030 mm2)，满足吊装时的承载力要求。

2-2截面的等效宽度b=2×212.5=425mm，h=400mm。 As= M/[fy(ho- as＇)]= 69.65×1000000/[300×(355-45)]=748.92 mm2 现下柱配有620（1884mm2），2-2截面也能满足吊装时的承载力要求。 3-3截面不起控制作用。

经验算，承载力满足要求。

同理知中柱的吊装也满足承载力的要求。

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第8章 基础设计

8.1 基础设计资料

本设计给定修正后的地基承载力特征值fa?180kN/m2，地下水位标高为-4.000m,基础梁按照GB04320选用，顶面标高为-0.700m。基础埋深度处标高设为-1.400m，基础用C20混凝土，fc?9.6N/mm2， ft?1.1 N/mm2钢筋用HRB235，fy?210 N/mm2，钢筋的保护层厚度为40 mm基层采用C10混凝土，厚100 mm。 8.2基础底面内力及基础底面积计算

按内力组合表取柱底Ⅲ-Ⅲ截面两组相应的荷载效应基本组合时的内力设计值-Mmax 相应N、V与Nmax 相应的-Mmax、V进行基础设计，见下述的甲、乙两组的内力值。但因基础底面积计算按Pmax?1.2fa的要求进行，故上述两组内力设计值均应改作相应的荷载效应标准组合时的内力值。见下述甲、乙两组括弧内的内力值。

甲组：N=560.01kN(450.87kN) 乙组：N=846.51kN(655.52kN)

M=-487.93kN?m(-349.97kN?m) M=-374.42kN?m(-268.89kN?m) V=-50.72kN(-35.92kN) V=-50.81kN(-35.98kN) 墙体荷载标准值:NWK?401.01kN

相应的设计值为NW?401.01?1.2?481.21kN， 偏心距为ew?h/2?370/2?1000/2?185?685mm

假设基础高度H=1.20m，基础底面尺寸(L1?L2)按以下步骤估计：

图 8-1基础尺寸

（1）基础顶面轴向力最大标准值N+NWK=655.52+401.01=1056.53kN；基础底面至地面高度为-2.0m，则基础底面以上的总轴力标准值为1056.53+2.0×20.0×A0；（这里20.0为基础自重及其上土自重的平均重力密度，A0 为基础底面积） (2)按轴心受压状态估计A0

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1056.53+2.0×20×A0≤faA0

A0=1056.53/(f-2.0×20.0)＝1056.53／(180-40)=7.52m2

（3）按（1.1~1.4） 估计偏心受压基础底面积A，并求出基底截面抵抗拒W及基底以上基础及土自重标准值 GK

（1.1~1.4）×7.52＝8.18~10.58m2 取L1?L2=4.40×2.20=9.68m2

W?121L1L2??4.42?2.2?7.10m266

Gk?24?4.4?2.2?1.3?17?4.4?2.2?(2.00-1.30)?417.21kN

（4）按以上甲、乙两组分别作用了基底面的相应的荷载效应标准组合的内力之为: 甲组：Ndk?450.87+401.01+417.21=1265.64kN

Mdk=-349.97-35.92×1.3-401.01×0.685＝-671.36kN?m

乙组：Ndk?655.52+401.01+417.21=1470.29kN

Mdk=-268.89-35.98×1.3-401.01×0.685＝-590.62kN

（5）基础底面压力验算 甲组：Pk max? minMdkNdk1265.64671.36206.90????kN/m2

26.78AW9.687.10乙组：Pk max?Ndk?Mdk?1470.29?590.62?214.44kN/m2

minAW9.687.1060.882因1.2fa=1.2×180=216kN/m>pkmax pkmin>0 (pkmax+ pkmin)/2

均满足条件，故上述假设基础底面尺寸合理 8.2 基础其他尺寸确定和基础高度验算

(1)先按构造要求假定基础尺寸：H＝1300 mm，分三个阶梯，底下高度500 mm，以上两节分别为400mm,H0Ⅰ柱插入深度1000mm，杯底厚250mm， 1?1255mm，H0?2?1250mm，杯壁最小厚度t=500-25=475mm，

H2=400mm，t/H2?475/400?1.1875?0.75，故杯壁可以不配筋，柱截面尺寸为400mm×1000mm

以上述甲、乙两组相应的荷载效应基本组合求得底面基底净反力验算基础高度

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图 8-2 基础布置图

甲组：Nd?560.01+481.21=1041.22 kN

Md=-487.93-50.72×1.3-481.21×0.685＝-883.50kN?m

e?Md?883.50/1041.22?=0.85m Nd基础底面Nd合力作用点至基础底面组大压力边缘的距离a=4.4/2-0.85=1.37m 又因为Nd=所以pnmax?1pnmax?3a?L2 22Nd2?1041.22??230.31kN/m2 3aL23?1.37?2.223.8?（4.4?3?1.37）按比例求得pn?196.69kN/m Ⅰ3?230.31?4.4?（4.4?3?1.37）2 pnⅠ2= 165.89kN/m

pnⅠ1 =137.85kN/m2

乙组：Nd? 846.51+481.21=1327.72kN

Md=-374.42-50.81×1.3-481.21×0.685＝-770.10kN

770.10/7.10=pkmax?Nd/A?Md/W=1327.72/9.68±

min2((Pmax?Pmin)/2?137.16kN/m

245.6228.70kN/m2

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