毕业设计(论文) 单层双跨工业厂房结构设计

混凝土单层工业厂房

结构设计 学生姓名： XXXXXX 学 号： XXXXXXXXXXX 班 级： XXXXXX 专 业： 土木工程 指导教师： XXXXXX

概 述

单层厂房指层数仅为一层的工业厂房，适用于生产工艺流程以水平运输为主，有大型起重运输设备及较大动荷载的厂房，如机械制造工业、冶金工业和其他工业等。单层厂房的骨架结构，由支撑各种竖向的与水平的荷载作用的构件所组成。厂房依靠各种结构构件合理连接为一整体，组成一个完整的结构空间以保证厂房的坚固、耐久。我国广泛采用钢筋混凝土排架结构和钢架结构，通常由横向排架、纵向联系构件、支撑系统构件和围护结构等几部分组成。

单层砖柱厂房具有选价低廉、构造简单、施工方便等优点，在中小型工业厂肩中得到广泛应用，但单层厂房的端墙(山墙)受风面积较大，内部空间要求、厂房屋顶面积、荷载等均较大，构造复杂，如何进行有效的荷载效应组合、选取最不利内力组合，作为柱及基础的设计依据，将是本文要重点解决的问题。

关键词：内力组合；偏心受压；钢筋；混凝土

目录

前言 1

1.设计条件与资料 ???????????????????????1

2

1.1建筑物基本条件 2

1.2设计资料 2 1.3设计要求 3 2.确定柱的截面尺寸 3 3.荷载计算 4 4.排架的内力分析 7 5.排架的内力组合 16 6.柱的截面设计 16 7.柱的吊装验算 20 8.基础的设计 22 9.绘制施工图 28 参考文献 32 致谢 33

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前言

单层厂房的结构特点大致可分为砌体结构、混凝土结构和钢结构。一般情况下，无吊车或吊车吨位不超过5t，其跨度在15m以内，柱顶标高在8m以下，无特殊工艺要求的小型厂房，可采用由砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架组成的砌体结构；当吊车吨位在250t以上或跨度大于36m的大型厂房，或有特殊工艺要求的厂房（如设有10t以上锻锤的车间以及高温车间的特殊部位等），一般采用钢屋架、钢筋混凝土柱或者是全钢结构，其他大部分厂房均可采用混凝土结构。

单层厂房结构一般由屋盖结构、排架结构、支撑系统、吊车梁、围护结构和基础等组成。它比较容易组织生产工艺流程和车间内部运输，地面上能够放置较重的机器设备和产品，所以其在工业建筑设计中得到广泛的应用。

近年来，单层厂房的设计越来越重视设备节能,充分利用自然通风,利用自然采光,发展节能省地型工业厂房；运用生态学中的共生与再生原则，结合自然，保护环境，防止污染，发展具有良好生态循环系统的现代工业厂房；利用高科技材料，发展更具灵活性、通用性和多样化的工业厂房。

由于水平所限，时间仓促，文中一定存在缺点和不足，甚至错误，恳请老师批评指正。

1

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1.设计条件与资料

1.1建筑物基本条件

某金工车间为两跨等高厂房，跨度均为24m，柱距均为6m，车间总长度66m。每跨设有20/5t吊车各两台，吊车工作级别为中制，轨顶标高为9.6m，基础顶面标高为-0.8m，厂房无天窗，建筑剖面简图如图1所示。

图1 厂房剖面示意图

1.2设计资料

（1）荷载: 屋面均布活荷载标准值为0.7KN/m2。 （2）材料:

①柱: 混凝土C30;纵筋HRB335级; 箍筋采用HPB235级。 ②基础: 混凝土C30;钢筋HPB235级。

③型钢及预埋件铁板用HRB335、HPB235级钢筋。 （3）建筑构造

①屋面: 卷材防水屋面,其做法如下:

两毡三油防水层上铺小石子: 0.35 KN/m2。

20mm厚水泥砂浆找平层: 20×0.02=0.4 KN/m2。

100mm厚水泥珍珠岩制品保温层: 5×0.1=0.5 KN/m2。 一毡两油隔气层: 0.05 KN/m2。

20mm厚水泥砂浆找平层: 20×0.02=0.4 KN/m2。

预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝)荷载标准值1.4KN/m2。

②屋盖钢支撑荷载标准值为0.05 KN/m2,屋架自重标准值106KN/榀,坡度:1:6。

③墙体用240mm厚双面清水维护砖墙;钢窗宽度3.6m,纵墙上窗洞高2400mm。 ④地面:室内素混凝土地面,室内外高差150mm。 （4）吊车: Q?20/5t桥式吊车,软钩,中级工作制。

吊车梁:先张法预应力混凝土吊车梁,梁高1.2m, 自重44.2kN个。

吊车轨道联结:轨道及连接件自重1 KN/m2。

2

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RA?R1?R2?4.6?5.1?9.7KN(?)

图8 恒载作用下排架的计算简图

C列柱:柱顶不动铰支反力同A柱,方向相反 RC?9.7(?) B列柱:

RB?0 则排架柱柱顶不动铰支座的总反力为

R?RA?RB?RC?0

V?0 最终分配到各柱柱顶的剪力分别为：B

VA?RA?0?9.7KN(?) VC?RC?0?9.7KN(?)

(a)M图（KN m),柱底V/(KN)(b) N图(KN)图9 恒载作用下排架内力图 恒载作用下排架弯矩图、轴力图,如图9所示。 ③屋面活荷载作用下排架的内力

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屋面活荷载作用于AB跨时的计算简图(作用于BC跨时与其对称),见图10。

MA1?QA?0.1?70.56?0.1?7.06KN?m MA2?QA?0.2?70.56?0.2?14.1KN?m MB1?QB?0.1?70.56?0.15?10.6KN?m

图10 屋面活载作用于AB跨排架的计算简图

n=0.21,λ=0.3查单阶柱柱顶反力系数表得,各柱不动铰支承的支反力为 A列柱:

M7.06R1?C1A1?1.83??0.98KN(?)

H13.2

M14.1R2?C3A2?1.25??1.34KN(?)

H13.2 RA?R1?R2?2.32KN(?) B柱列:

M10.6R1?C1B1?1.83??1.47KN(?)

H13.2 RB?R1?1.47KN(?) 排架柱顶不动铰支座总反力为

R?RA?RB?2.32?1.47?3.79KN(?)?反方向作用于柱顶? 最终分配到各柱柱顶剪力分别为

11 VA?2.32??3.79?1.06KN(?) VB?1.47??3.79?0.2KN(?)

331 VC?0??3.79??1.26KN(?) ?Vi?0

3 屋面活荷载作用于AB跨时排架的弯矩、轴力图见图11。 ?其他荷载作用下排架的内力

同理可得其他荷载作用下排架的内力,计算结果列于表1。

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(a) M图(kN m),柱底V(kN)(b) N图(kN)图11 屋面活载作用于AB跨排架的内力图

其余荷载作用下的计算简图及排架的弯矩、轴力图见图12~21。

表1荷载作用下排架的内力分析结果

各柱柱顶不动铰支总反分配到各柱顶最后柱上力矩承力反力/KN 力/KN 剪力/KN 荷载 /(KN·m) VC RA RB RC R VA VB MA2=174.7(吊车竖向荷载作用于AB跨Dmax作↘) 16.5 8.7 MB2=91.4(↙(←) （→） 用于A列柱 (BC跨与其对称) ) MA2=36.6(↘吊车竖向荷载作用于AB跨Dmin作) 3.5 41.4 MB2=436.8((←) （→） 用于A列柱 (BC跨与其对称) ↙) 0 12.7 1.9 5.6 14.6 （→（→(←) (←) ） ） 28.7 37.9 16.1 12.6 （→（→） (←) (←) ） 8 23.8 4 4 （→(←) (←) (←) ） 0 吊车水平荷Tmax作用于AB跨向右(向左时与其对称) 风荷载作用下左来风(右来风时与其对称) Tmax=18.6KN(吊车梁取1.2m) Fw=10.9KN 11.9 11.9 (←) (←) 0 15 q1=2.3KN/m (←) q2=1.25KN/m 0 5.8 10.6 4.5 31.7 4.4 (←（→（→(←) (←) ) ） ） 注:R?RA?RB?RC

在各种荷载作用之下,A柱和B柱的内力图及控制截面内力汇总于表2和表3。

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MA1=174.7MB2图12 吊车竖向荷载作用于AB跨，D 作用于A列柱排架的计算简图max（单位：kN m)（BC跨与其对称）

117.856.949.580.67.4582.4121.932.714.637.512.7(a) M图(kN m),柱底V(kN)25.11.9(b) N图(kN)maxD 作用于A列柱排架内力图图13 吊车竖向荷载作用于AB跨，

MA2=36.6MB2=436.8图14 吊车竖向荷载作用于AB跨，D 作用于A列柱排架的计算简图min（单位：kN m)（BC跨与其对称）

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62.8111.9258.249.126.2121.9582.4175.98.7166.316.128.712.6(a) M图(kN m),柱底V(kN)(b) N图(kN)图15 吊车竖向荷载作用于AB跨，D 作用于A列柱排架的内力图min（单位：kN m)（BC跨与其对称）吊车梁顶面TmaxTmax=18.6kN图16 吊车水平荷载T 作用于ABmax跨向右时柱排架的计算简图（向左时与其对称）10.810.86.76.731.2142.5142.5105.64.04.08.0图17 吊车水平荷载T 作用于AB跨向右时柱排架的M图max（向左时与其对称）（单位：kN m)柱底V（kN）

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10.831.26.76.710.8105.68.0142.54.0142.54.0柱底V（kN）图19 吊车水平荷载T 作用于BC跨向右时柱排架的M图max

Fw=10.9KN

图20 左来风时排架的计算简图（右来风时与其对称）q2=1.25KN/mq1=3.23KN/m

7.441.314.4223.34.4139.910.6168.34.5图21 左来风时排架的M图（kN m）柱底V（kN）（右来风时与其对称）

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5.排架的内力组合

在各种荷载作用下,对边柱和中柱进行最不利内力组合.其中未考虑厂房的整体空间的作用.A柱加B 柱的内力组合结果见表4和表5。

表4 A柱的内力组合 +Mmax及相应-Mmax及相应的Nmax及相应的Nmin及相应截内的M、V 的N、V N、V M、V 面 力 数数组合组合项 组合项 组合项 数值 数值 值 值 项 -28①-28.M 88 ①①88 ①.5 +0.9[②5 +0.9[②+0.9[Ⅰ-+0.9[+0.8(⑤+0.8(⑤+③+⑦Ⅰ ③+⑦+306+⑥+424424.306.⑥+⑧)+ +⑨+N ⑨+⑩] .7 .2 ⑧)+ ⑨2 7 ⑨+] ⑩] +] ①-35M 110 90.3 29.6 +0.9[①.9 ①①③+0.9[②+0.9[②Ⅱ-+0.9[+0.8(+0.8(⑤++0.8(④Ⅱ 840572903.⑦+⑨420.⑧)+ ⑨+⑦)+ N ④++⑩] .2 .2 7 9 ⑦)+⑨+] ⑨+⑩] +⑩] 501-14501.M 8.86 ①.5 7 5 ①①①+0.9[Ⅲ-+0.9[487+0.9[②+661+0.9[②487.N 1076 ③+⑦Ⅲ ③+⑦+.9 ⑤+ ⑥.1 +④+⑥9 +⑨+⑨+⑩] 28.+] -11+] -10.⑩] 28.6 V 6 .5 1 表5 B柱的内力组合 +Mmax及相应-Mmax及相应的Nmax及相应的Nmin及相应内的M、V 的N、V N、V M、V 截面 力 数组合组合项 组合项 数值 组合项 数值 数值 值 项 152-152143.143.①①①①M .8 +0.9[②+.8 +0.9[②+9 +0.9[9 Ⅰ-+0.9[Ⅰ ③+⑤+726⑦+⑨⑤+⑥662.726.③+⑤+⑥N 790 ⑥+⑩] .4 +] +⑩] +⑩] 4 9 284-284275.①①①M 41.3 .4 +0.9[②+.4 +0.9[②+6 Ⅱ-+0.9[①+⑩ Ⅱ ③+⑦+134⑤+⑥③+⑦+⑨752.N 1340 1404 ⑨+⑩] 0 +] +⑩] 3 16

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①294-294287.①140 +0.9[.6 ①.6 4 +0.9[②+③139+0.9[②819.Ⅲ-N ③1390 1453 +0.8(①+⑩ 3 0 +0.8(⑤+Ⅲ +0.8(④+④+⑧)+ ⑥⑦)+⑥+-5.+] 5.8 V ⑦)+⑥-5.6 10.6 ⑩] 8 +⑩] 注: 1）组合Nmax及Nmin中,±M的绝对值相等.因柱为对称配筋,所以表中的M只取了正

M 值.

2）表中0.8为参与组合的吊车竖向荷载为4台时的荷载折减系数。

根据《荷载规范》,荷载效应的基本组合有两种.一种由可变荷载效应控制的组合;一种由永久荷载效应控制的组合.单层厂房中排架的内力通常由第一种组合控制。

6.柱的截面设计

?选取控制截面的最不利内力

大偏心受压和小偏心受压界限破坏时的轴压Nb力为: A、B柱:

上柱:Nb??1fcb?bh0?1?14.3?500?0.55?460?1809KN

?? 下柱:Nb??1fc[b?bh0?(bf?b)hf]

?1.0?14.3?[150?0.55?860?(500?150)] ?1765.3KN(取?s=40mm)

经比较,A、B柱的所有N

A柱:

I?I: B柱:

?M?88KN?mN?306.7KNIII?III:

?M?501.5KN?mN?487.9KN

I?I: ?纵向受力钢筋的计算(表6) ?箍筋的配置 因柱底的剪力很小

Vmax=28.6KN(A柱) 若取剪跨比?=3

?M?143.9KN?mN?662.9KNIII?III:?M?294.6KN?mN?1390KN

1.751.75ftbh0??1.43?150?860?80.7KN

??13?1 则远远大于柱底的剪力值(还未考虑轴向压力对斜截面受剪的有利影响),所以排架柱的箍筋按构造配置为?10@200,柱箍筋加密区取为?10@100,加密区范围(此处按抗震要求配置)，柱配筋施工图见图28和图29。

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?排架柱平面外轴心受压承载力验算 取配筋中的较小值验算。 AB柱:

l01.25Hu1.25?3.9???9.75hb0.5 ，查表得??0.983

Nu?0.9?(fcA?fc?As?)?0.9?0.983?(14.3?500?500?300?2?1520)?3969.69（kN）

（所有的轴力） ?N

l00.8Hu0.8?9.2?103I2.48?1010下柱：i???315.8，???23.3，查表得??1。5A2.487?10ii315.8 N?u?0.9?(fcA?fcA?s)?0.9?1?(14.3?2.487?105?300?2?1520)

?4021.6（KN）?N（所有的轴力）

所以A、B柱平面外受压承载力满足要求。 A、B柱截面配筋图，见图29和图30。 ?牛腿的设计

A柱:根据牛腿的构造要求,初步确定牛腿的尺寸,如图22所示。

表6 A、B柱纵向受力钢筋的计算表 A柱 B柱 柱截面 项目 Ⅰ-Ⅰ Ⅲ-Ⅲ Ⅰ-Ⅰ Ⅲ-Ⅲ M/(KN·m) 88 501.5 143.9 294.6 N/KN 306.7 487.9 662.9 1390 eM0?N/(mm) 287 1028 217 212 eha(取30及20中较大20 30 20 30 值)(mm) ei?e0?ea(mm) 307 1058 237 242 l0?2.0Hu( 上柱) l0H7.8 9.2 7.8 9.2 0?1.l(下柱) l015.6>5 10.2>5 15.6>5 10.2>5 h >15 <15 >15 <15 ?0.5fcA5.83>1.0 3.64>1.0 2.7>1.0 1.28>1.0 1?N?1.0 取1.0 取1.0 取1.0 取1.0 ?1.15?0.01l02?h?1.0 0.99 1.05 0.99 1.05 ??1?1?2?l0???1400e1?2i?h?h2.5 1.23 2.7 1.35 0 e??ehi?2?as(mm) 977.5 1711.3 850 736.7 18

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??N?1fcbf?(mm) 42.8<2as取80 ??68.2<2as ?2as ?>hf ?As?As(mm2) 1357 3) 4φ22 (1520) 0.61 1.22 1768 3) 5φ22 (1900) 0.76 1.53 0 2) 4φ22 (1520) 0.61 1.22 ?286.4(mm).

实配钢筋/(mm×mm) ?侧?0.2配筋率?/% ?全部?0.6 N 注:1) ???1fcbf???190.9(mm)?hf,则????N??1fc(bf?b)hf?1fcb? 2)As?AS?N(?ei?hN?)22fcb

??fy(h0?as) 3)As?AS??N(?ei?h??as)2 ??fy(h0?as)?AsAs?As?%,?全部?% bhbh 4)矩形截面: ?侧 5)Ⅰ形截面: ?侧

?AsAs?As?%,?全部?%

????bh?2(bf?b)hfbh?2(bf?b)hf吊车梁垫板22 A柱牛腿的配筋图19

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①牛腿截面尺寸的验算

FV?GA4?Dmax?60.24?582.4?642.64KN

DG60.2582.4FVK?A4?max???466.2KN1.21.41.21.4

Fh?Tmax?18.6KN

T18.6FhK?max??13.3KN1.41.4

?FhK?ftKbh013.3?2.01?500?860???1?0.5?0.65?1?0.5??978.78KN（a=0)????aF466.20.5??VK?0.5??h0

?FhKFVK???1?0.5?FVK? 牛腿的截面尺寸满足要求。

②牛腿顶面局部受压验算 取吊车梁的垫板尺寸为500mm×250mm,则

FVK466.2?103??3.73N/mm2?0.75fc?0.75?14.3?10.7(N/mm2)500?250 A

牛腿顶面的局压满足要求。 ③牛腿纵向受拉钢筋的计算

因为a?0.3h0,取a?0.3h0=0.3×760=228mm

FV?aFh642.64?228?10318.6?103AS??1.2??1.2??1070.4(mm2)0.85fyh0fy0.85?300?760300?ftKbh0???0.5?ah0

mm) 选取4?20(As?1256fA1256?min?0.45t?0.2%???S??0.314%?0.6%fybh500?800 ④牛腿的箍筋

2 牛腿的水平箍筋选用?10@100,牛腿h0的范围有,箍筋的总截面面积为

3A5?4?78.5?1570mm2?S?628(mm2)2

故箍筋的设置满足构造要求。

a 牛腿的=0<0.3,可不设弯起钢筋.牛腿的配筋如图23所示。

h0 同理,可设计出B柱牛腿的尺寸及配筋如图23所示。

2

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4204 203 1810@1004肢 10@1004肢 （a）A柱牛腿的配筋图（b）B柱牛腿的配筋图图23 A、B柱牛腿的配筋图

?使用阶段柱的裂缝宽度的验算

由《混凝土规范》知,排架柱的裂缝控制等级为三级,按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算的最大裂缝宽度Wmax?0.3mm。

e只有A柱的I-I,Ⅲ-Ⅲ截面处0?0.55,需进行裂缝宽度的验算,见表7。

h0

7.柱的吊装验算

A、B柱的截面尺寸相同,B柱的荷载在牛腿处稍大些,因此只需对B柱进行吊装时的验算。

?柱吊装时的承载力验算

混凝土达到设计强度的100%时方可吊装。

表7 A柱裂缝宽度的验算 项目 I-I（上柱） Ⅲ-Ⅲ（下柱） 截面 MK/(KN?m) 67.7 385.8 NK/KN 235.9 375.3 Me0?K/(mm)287 1028 NK l015.6>14 10.2<14 h l1?s?1?(0)2e1.1 1.0 40000hh0

e??Se0?yS(mm) ??(b?b)hf?f??fbh0 535 0 1438 0.41 21

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2???h0??Z??0.87?0.12(1??f)???h0(mm)?e??????SK?NK(e?z)(N/mm2)ASZ AS?te?0.56bh?(bf?b)hf f??1.1?0.65tK?te?SK ?SK? 360 75.5 0.01 -0.63<0.2取0.2 0.036mm<0.3mm 726 194 0.148 0.64 0.23mm<0.3mm Wmax??cr?deq???1.9C?0.08?(mm)ES??te?? 注： 1）内力的标准值近似值取设计值除1.3的系数。

2522）已知，f?2.01N/mm,E?2.0?10N/mm,C?30mm,?cr?2.1。tks

根据构造要求,取柱入基础的深度h1?0.9h?0.9?900?800mm,所以柱吊装验算时的计算简图如图24所示。

q1?1.5?1.2?0.5?0.5?25?11.25KN/m

(1.9?0.8?0.3?0.5)?0.5?25q2??21.4KN/m0.8

q3?1.5?1.2?0.2487?25?1.1?12.3KN/m

考虑到牛腿根部及柱底部为矩形截面,下柱自重乘1.1的系数,1.5为动力系数。

121M1?q1l1??11.25?3.92?85.（6KN）22

1?l?1?3.9?2M2?q2l2?q1l1?1?l2???21.4?0.82?11.25?3.9???0.8??127.5(KN?m)2?2?2?2?

q3q2q19200l3800l2M2M13900l13470M3图24 柱吊装时的计算简图及弯矩图M3不是跨中弯矩，是最大正弯矩

由?MB?0得

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112q3l3?M2?12.3?9.22?127.5RA?2?2?42.7(KN)l39.2

Mmax的最大位置：

R42.7??A??3.47(m)q12.33

11M3?RAx?q3x2?42.7?3.47??12.3?3.472?74.1(KN)22

?2上柱：A?A?2463mm（4?28）SS

?Mu?fyAS(h0?aS)?300?2463?（460?40）?310.3(KN?m)??0M1?0.9?85.6?77(KN?m) 式中:?0—结构重要性系数,取为0.9

?2下柱：A?A?1520mm（4?22）SS

?Mu?fyAS(h0?aS)?300?1520?(860?40)?374(KN?m)

??0M2?0.9?127.5?114.8(KN?m)??0M3?0.9?74.1?66.7(KN?m) 所以柱吊装的承载力满足要求。

8.基础的设计

混凝土采用C30;fC?14.3N/mm2, ft?1.43N/mm2,垫层采用C10素混凝土,厚100.A柱基础的标高见图25。 A柱:

由基础梁传至基础顶面的荷载计算:

基础梁b×h=250mm×500mm,围护墙为240mm厚清水砖墙

-0.150

图25 A柱基础的标高

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墙上开有上下两层钢窗,上窗:宽×高为3.6m×2.4m；下窗：宽×高为3.6m×4.8m； 钢窗重取为0.45KN/m2;清水砖墙为18×0.24=4.32KN/m2 墙重:[(15.2+0.15)×6-（4.8+2.4）×3.6]×4.32=285.9KN 钢窗重:（4.8+2.4）×4.2×0.45=13.6KN 基础梁自重:0.25×0.5×6×25=18.8KN 合计

NWK?316.4KN

NW?1.2?316.4?379.7KN A柱基础顶面最不利内力(设计值):

?M?501.52KN?m?M??147KN?m?M?8.86KN?m????N?487.9KN?N?661.1KN?N?1.76KN?V?28.56KN?V??11.5KN?V??10.1KN?? ?

B柱基础顶面最不利内力(设计值):

KN?m?M?287.42KN?m?M?139.9KN?m?M?294.62???N?1390KNN?1456.4KNKN???N?819.3?V?-5.76KN?V?-5.58KN?V?10.6KN?? ?

基础的受力图见图26。 ?地基承载力的验算 ①A柱基础底面积的确定

由杯口基础的构造要求可初步确定基础的尺寸及埋置深度d,见图27。

d=1.1+0.8=1.9m

1076?316.4NK?NWK1.3A??7.1(m2)fa??md200?20?1.9

(式中1.3为系数1.2与1.4的平均值)

NNWewM-0.800VGNdMdA图26 基础的内力图（图中的方向为正）图27 A柱基础尺寸h=1100b

将基础底面积扩大1.4倍,1.4A=1.4×7.1=9.9m2 初步确定基础的底面尺寸b?l?4.2?2.1?8.82m2

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11W?lb2??2.1?4.22?6.174(m3)66

②B柱基础底面积的确定

由杯口基础的构造要求可初步确定基础的尺寸及埋置深度d,见图27。

d=1.1+0.8=1.9m

1453.4?316.4NK?NWKA??1.3?8.85m2fa??md200?20?1.9

(式中1.3为系数1.2与1.4的平均值)

将基础底面积扩大1.4倍,1.4A=1.4×8.85=12.4m2

寸b?l?4.5?2.7?12.15m2 初步确定基础的底面尺11W?lb2??2.7?4.52?9.1m366

③地基承载力的验算

MdKNdKMdKNdKp??p?? Kmax;Kmin

AWAW 基础自重和基础上土重的标准值为

7kN） GK??mdA?20?1.9?4.5?2.7?461.（

??21.2f?1.2?200?240(KN/m) a

A柱和B柱基础底面压力标准值分别见表8和表9。

表8 A柱基础底面压力标准值 内力 Ⅰ Ⅱ 项目 MK/(KN?m) 385.8 -113.1 NK/KN 375.3 508.5 VK/KN 22 -8.8 NdK?NK?GK?NWK(KN) 1026.9 1160.1 MdK?MK?NWK?ew?VKh(KN?m) 228.1 -304.7 Ⅲ 6.8 827.7 -7.8 1479.3 -183.7 197.5 138 167.8 pKmax(KN/m2) 153.4 180.9 pKmin(KN/m2) 79.5 82.2 p?pKminpK?Kmax(KN/m2) 116.5 131.6 2 注:1)表中的内力标准值为设计值除1.3的系数。 2)表中h为基础高度1.1m。

表9 B柱基础底面压力标准值 内力 Ⅰ Ⅱ 项目 Ⅲ 25

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MK/(KN?m) 226 1069 -4.43 1847 39 156 148 221 1120 -4.3 1898 34.3 160 152 108 630 8.2 1408 -65 123 109 116 NK/KN VK/KN NdK?NK?GK?NWK(KN) MdK?MK?NWK?ew?VKh(KN?m) pKmax(KN/m2) pKmin(KN/m2) pK?pKmax?pKmin(KN/m2) 152 156 2 注:1)表中的内力标准值为设计值除1.3的系数。 2)表中h为基础高度1.1m。

?pKmin?1.2fa? 从表8和表9可看出?pK?fa

?p?Kmin?0 基础底面积满足地基承载力的要求。 ?基础的受冲切承载力验算

扣除基础自重及其上土重后,基础地面内力设计值在基础底面产生的净反力计算见表9。

因柱与基础交接处杯壁厚300mm小于杯壁高度400mm,说明上阶底落在冲切破坏锥体以内,故仅需对变阶处进行冲切验算。

.表9 基础底面净反力设计值 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 项目 A柱 B柱 A柱 B柱 A柱 B柱 内力 867.17710401455Nd?N?NW(KN) 1836 1199 6 0 .8 .7 306.116-538Md?M?NW?ew?Vh(KN?m) -378 1232 613 2 5 .2 Md179.252.N148 274 286 166 pjmax?d?(KN/m2) 2 2 AWMdN48.8 18 56.8 15.7 77.9 31 pjmin?d?(KN/m2) AW

此时h0=700-40=660mm 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长at和下边长ab分别为 A柱： at=500+2×375=1250mm

ab=1250+2×660=2570mm>2100mm,取ab=2100mm

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at?ab1250?2100??1675(mm)22

F?pjmaxAl?252.2?0.315?2.1?166.8(KN) l

0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1.43?1675?660?1106.6(KN) Fl?0.7?hpftamh0

am? B柱： at=500+2×375=1250mm

ab=1250+2×660=2570mm<2700mm,取ab=2570mm

a?ab1250?2570am?t??1910?mm?22

F?pjmaxAl?166?0.765?2.57?326?kN? l

?kN? 0.7?hpftamh0?0.7?1.0?1.43?1910?660?1262

Fl?0.7?hpftamh0 基础的高度满足受冲切承载力要求。 ?A柱基础底板的配筋计算

取Ⅲ组的最不利基底净反力计算配筋,见图28。 沿基础长边方向,柱边Ⅰ-Ⅰ截面处的弯矩为

M??1?pfmax?pj??1?252.2?186.8?22?????2?2.1?0.5??313.4(KM?m)(b?h)(2l?b)?3.6?0.9??cc?24?2242????

AS??

变阶处?????截面处的弯矩为

1?252.2?205?2M??????3.6?1.65??2?2.1?1.25??197.4?KN?m?24?2?

6M??197.4?10AS?????1582?mm2?0.9h0fy0.9?660?210

212@250As?1218mm。 基础长边按构造配筋为

沿基础短边方向,柱Ⅱ-Ⅱ截面处的弯矩为

M?313.4?10??1569(mm2)0.9h0fy0.9?1060?2106??M??1?pfmax?pjmin?1?252.2?77.9?22????(l?b)(2b?h)??2.1?0.5??2?3.6?0.9??142.6?KN?m???cc?24?2242????

AS??

1?252.2?77.9?2M?，?????2.1?1.25???2?3.6?1.65??44?KN?m?24?2?

6M??44?10AS?????352.7?mm2?0.9h0fy0.9?660?210

210@250As?659mm。 基础短边按构造配筋为

?B柱基础底板的配筋计算

取Ⅲ组的最不利基底净反力计算配筋,见图28。 沿基础长边方向,柱边Ⅰ-Ⅰ截面处的弯矩为

M?142.6?10??711.8mm20.9h0fy0.9?1060?2106????27

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1?pfmax?pj??1?166?112?22????2?2.57?0.5??423?kN?m?M???(b?h)(2l?b)?4.5?0.9??cc?24?2242????

AS??

变阶处?????截面处的弯矩为

1?166?123.3?2M?'????4.5-1.65??2?2.57?1.25??313?kN?m?24?2?

6M??313?10AS?????2509(mm2)0.9h0fy0.9?660?210

2?12@200As?2543mm。 基础长边配

沿基础短边方向,柱Ⅱ-Ⅱ截面处的弯矩为

1?pfmax?pjmin?2?M???(l?b)(2b?hc)c??24?2?

1?166?31?2?????2.57?0.5???2?4.5?0.9??174?kN?m?2? 24?

6M?174?10AS????869?mm2?0.9h0fy0.9?1060?210

1?166?31?2M?'?????2.57?1.25???2?4.5?1.65??76?kN?m?24?2?

6M?'76?10AS?'???609?mm2?0.9h0fy0.9?660?210

2基础短边按构造配筋为?10@200As?1413mm。

M?423?10??2111mm20.9h0fy0.9?1060?2106??????

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9.绘制施工图

A、B柱配筋图见图29和图30。厂房基础平面布置见图31。A、B柱的基础配筋图见图32。

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35012.30050060035010@100110@20010@1000300800170017003001说明：1.混凝土的强度等级为2.柱的保护层厚度303.钢筋的锚固长度为上下钢筋的搭接长度为=7004.钢筋的搭接长度为355.预埋件另详4 224 228.4005002010@2001-15 2210@2008@4005 2227100210@2004 12252-2160050025±0.00310@10039005 228@4004 1210@1005 22A柱配筋图3-3图29 A柱的配筋图

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说明：1.混凝土的强度等级为2.柱的保护层厚度303.钢筋的锚固长度为上下钢筋的搭接长度为=7004.钢筋的搭接长度为355.预埋件另详6.牛腿弯起钢筋与集中荷载与牛腿连线的交点的1/3B柱配筋图图30 柱的配筋图

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图31 基础的平面布置图

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1.括号内的数字用于柱基础2.混凝土±303.混凝土保护层厚404.地面以下2.4米为中密粗沙层地基承载力为200*5.地基梁为250500梁顶标高为-0.15c100厚素混（10@150）凝土垫层（10@150）-1(-2)配筋图图32 、柱的基础配筋图

参考文献

[1] 阎兴华、李玉顺.混凝土结构设计[M]北京：科学出版社，2008：35~183.

[2] 徐占发.建筑结构与构件[M]北京：人民交通出版社，2006：254~281；647~699. [3] GB 50009-2001,建筑结构荷载规范[S]. [4] GB/T50001-2001,房屋建筑制图统一标准[S]. [5] GB/T50103-2001,总制图标准[S]. [6] GB/T50105-2001,建筑结构制图标准[S]. [7] GB/T50104-2001,建筑制图标准[S]. [8] GB50007-2002,建筑地基基础设计规范[S]. [9] 混凝土结构计算手册 (第三版)[S]. [10] GB50010-2002，混凝土结构设计规范[S].

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致 谢

论文的完成，离不开老师们的谆谆教导和悉心帮助，在此，我要对我的班主任王志敏老师和指导老师董晓丽老师说声谢谢，是老师们给了我无私的帮助和教导，是老师们付出了辛勤的汗水，我的论文才得以顺利完成，真的很感谢老师们。我还要谢谢长沙先导建设工程有限公司，给了我这么好的实践学习的机会，让我对建筑工程有了全新的认识，感谢总经理在实习生活中教给我那么多的工作技巧、经验和知识。 最后，再次对帮助过我的良师益友表示深深的感谢。

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