单层厂房课程设计计算书

浙江理工大学建筑工程学院土木系

混凝土与砌体结构课程设计

班 级 10土木（1）班

学 号 J10220107 姓 名 董帅 指 导 教 师 杨予 日 期 13.6.28

单层厂房计算书

基本设计资料

1. 厂房的平面和立面布置:

(1)平面布置：装配车间跨度24m，总长102m，中间设伸缩缝一道，柱距6m，如图1所示。

(2)立面布置：基础顶面高程-0.5m，柱顶高程+12.4m，如图2。 2．吊车使用情况：

车间内设有两台200／50kN中级工作制吊车，其轨顶的设计标高10m。吊车的主要参数如下:

起重量Q（kN） 200/50 跨 度Lk （m） 22.5 最大轮压小车重 Pmax（kN） g（kN） 215 78 总重G+g （kN） 320 轮 距 K(mm） 4400 吊车宽 B（mm） 5550 3．厂房中标准构件选用情况:

(1)屋面板采用 G410（－）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在

2

内）标准值为1.4kN／m。屋面各层构造见下图。SBS改性沥青卷材或高分子复合防水卷材（二毡三油上铺小石子，去掉2%找坡，以20mm厚水泥砂浆找平层计算）等；做法示意如下：

(2)天沟板采用G410（三）标准图集中的JGB77-l天沟板，板重标准值为2.02kN／m。 (3)天窗架采用G316中的门型钢筋混凝土天窗架CJ-03，自重标准值为2x36kN／每榀，天窗端壁选用G316中的DB9-3，自重标准值2x60kN／每榀（包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗电动启动机、消防栓等）。

(4)屋架采用G415（三）标准图集中的预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值106kN／每榀。

(5)吊车梁采用G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车架YXDL6-8，吊车梁高1200mm，自重标准值44.2kN／根，轨道及零件重1kN／m，轨道及垫层构造高度200mm。 4．其他条件：

2

(1)基本风压：B类，ω0＝(0.3+学号最后两位/100)kN/m。 (2)地质条件：车间所在场地，地坪下1.0m内为填土，填土下层4.5m内为均匀亚粘土(液性指数Il>0.85)，无软弱下卧层；未经深宽修正地基承载力特征值fak＝180kN/m2，地下水位为-5.0m，无腐蚀性。

(3)屋面活荷载的取值： 一班按规范取不上人屋面活载，

2

二班取不上人屋面活载＋0.1kN/m

2

三班取不上人屋面活载＋0.2kN/m。

2

四班取不上人屋面活载＋0.3kN/m (4)排架柱及基础材料选用情况

A:柱混凝土：一、二班同学取C25；三、四班同学取C30。

B:钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HRB235级钢筋。 C:基础混凝土：采用C15；钢 筋：采用Ⅰ级钢筋。

厂房结构选型与布置

1、屋面板

采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在内）标准

2

值为1.4kN／m (具体构造见任务书)。

2、天沟板

采用G410（三）标准图集中的JGB77-1天沟板，板重标准值为2.02kN／m。。 3、天窗架

采用G316中的门型钢筋混凝土天窗架CJ-03，自重标准值为2x36kN／每榀，天窗端壁选用G316中的DB9-3，自重标准值为2x60kN／每榀。

4、屋架

屋架采用G415（三）标准图集中的预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值为106kN／每榀。。

2

5、屋盖支撑自重0.05kN／m（沿水平面方向） 6、吊车梁

采用G425标准图集中的先张法预应力混凝土吊车架YXDL6-8，吊车梁高1200mm，自重标准值44.2kN／根，轨道及零件重1kN／m，轨道及垫层构造高度200mm。

7、联系梁、过梁 均为矩形截面。 8、排架柱 下柱长：

Hl1?轨顶高-轨道构造高度-吊车梁高-基础顶标高=10-0.2-1.2-(-0.5)=9.1m

上柱长：

Hl2?柱顶标高-基础顶标高-下柱=12.4-(-0.5)-9.1m=3.8m

由于15t?Q?20t?20t，10m?Hk?10.0?0.5?0.2?10.3?12m

h?H9100Hk10300?455 ??858.3。 b?l?20201212由I型柱细部尺寸表查得：b=500mm时，取h=1000~1500mm，所以选取b=500mm，h=1200mm。

所以排架柱上柱选用500mm????mm的正方形截面（如附图1）， 截面面积： A?500?500?2.5?10mm， 截面的惯性矩：Ix?Iy?52131bh???????5.21?109mm4； 1212'下柱为工字型截面（如附图1），取：

b=120mm, h=1200mm, b'f?bf?500mm,hf?hf?190mm, 截面面积：

1A?120?1200?(500?120)?190?2?(500?120)?25??2?2.98?105mm2,

2截面绕强轴的惯性矩：

1117701?252?500?12003??(500?120)?7703?2??(500?120)?25?(?)1212223?5.61?1010mm4Ix? 截面绕弱轴的惯性矩：

Iy?

1111?190?5003?2??(1200?380)?1203?25?190??(?190?60)2?4.11?109mm4121223

附图1：柱子截面尺寸图

9、定位轴线

横向定位轴线均通过柱子截面的几何中心，但在两端与山墙的内皮重合，并将山墙内侧第一排柱子中心线内移500mm，纵向定位轴线见厂房平面布置图。

e?B1?B2?B3?260?90?500?850mm?750mm,取e?850mm。

注：B1由吊车类型查得：20/5型，跨度22.5m，B1=260mm

B2为吊车外边缘至柱内缘宽度，由于Q<50t，所以B2?80mm，取B2?90mm

B3为上柱截面高度：B3?b?500mm

排架的荷载计算

（一）荷载的基本数据

钢筋混凝土容重 25kN/m 水泥砂浆容重 20kN/m 砖墙容重 18kN/m 钢门窗自重 0.4kN/m 钢轨及垫层容重 0.6kN/m

二毡三油防水层自重 0.35kN/m（沿斜面方向） 找平层自重 0.4kN/m（沿水平方向）

2233333屋面活荷载 0.5kN/m 屋面积灰荷载 0.5kN/m （二）恒荷载

1、屋盖部分传来的恒载P1P

22天窗架 36?2?72kN 天窗端壁 60?2?120kN

屋面板重（包括灌缝） 1.4?6?24?201.6kN Sbs防水卷材 ????????6?24?57.6kN CC2建筑防水沥青油膏 0.02?20?6?24?57.6kN 1:3水泥砂浆找平层20厚 ????????6?24?57.6kN 80厚珍珠岩保湿层 4?0.08?6?24?46.0kN

1：3水泥砂浆找坡2% 0.4?6?24kN?57.6kN 屋架重 106kN 合计 776kN

每块天沟板及积水重： 2.02?6?12.12kN 综上：P1P?1.2?(776?12.12)?480.14kN 22、柱自重P2P和P3P

上柱重： P2P?1.2?25?0.5?0.5?3.8?28.5kN 下柱重：

柱身：25???0.298?(9.1?0.4?0.2?0.2?1)???72.38kN ??0.5?1.2?(0.2?1)??1.2?1.4??0.2?1.4?0.4??0.5?10.25kN

?2?附图2：排架柱标高

牛腿：25??综上：P3P?1.2?(72.38?10.25)?99.16kN

3、混凝土吊车梁及轨道重P4P

P4P?1.2?(44.2?0.6?1?6)?57.36kN

（三）活荷载

1、屋面活荷载P1Q

屋面活荷载0.5kN/m2，屋面积灰荷载0.5kN/m。雪荷载0.2kN/m。排架柱计算

22

时，屋面积灰荷载和雪荷载或屋面活荷载中的较大值同时考虑。

P1Q?1.4?(0.5?0.5)?6?24?100.8kN 2P注：P1Q作用位置同1P

2、吊车荷载

采用两台200/50KN中级工作制吊车（吊车具体参数见任务书） （1） 竖向吊车荷载

由规范查得：两台中级吊车的折减系数??0.9 Pmin?G?Q320?200?Pmax??215?45kN 22

附图3：吊车梁支座竖向反力影响线求Dmax时的吊车位置

Dmax???QPmax?yi?0.9?1.4?215?(1?Dmin?Dmax1.6?4.7?0.3)?568.89kN

6Pmin45?568.89.??119.07kN Pmax215（2） 水平吊车荷载 每个轮子的水平刹车力：Tk?1??Q?g? 4由规范：15t?Q?20t?50t时，??0.10 所以Tk?1?0.10?(20?10?78)?6.95kN 4产生Tmax时吊车作用位置和竖向荷载作用时相同， 所以Tmax?DmaxTk6.95?568.89??18.40kN Pmax2153、风荷载

（1）求均布荷载q

由《建筑结构荷载规范》，单层厂房的风载体型系数如图所示。

附图4：风载体型系数图

柱顶离室外地坪高度为：12.4?0.15?12.55m，

风向 附图5：框架风荷载计算简图

12.55?10?（1.14-1.00）=1.0714

15?107 w0?0.3??0.37kN/m2

100?z?1?则：

q1??Q?s?z?0B?1.4?0.8?1.0714?0.37?6?2.66kN/m(?) q2??Q?s?z?0B?1.4?0.5?1.0714?0.37?6?1.66kN/m(?)

标高 10 15 20 30 ?z 1.00 1.14 1.25 1.42 附图6：风压高度变化系数?z（B类粗糙度）

注：以下使用的?z均从上表数据按直线内插法求得

（3） 求集中荷载W

屋架檐口离室外地坪高度为14.3?0.15?14.45m，故?z?1.125

天窗、屋架交界处离室外地坪高度为15.88?0.15?16.03m，故?z?1.163 天窗檐口离室外地坪高度为19.88?0.15?20.03m，故?z?1.251 天窗顶离室外地坪高度为20.31?0.15?20.46m，故?z?1.258 按风载计算简图计算集中风荷载W

q3?1.4?0.8?1.125?0.37?6?2.80kN/m(?)

q4??1.4?0.2?1.163?0.37?6??0.72kN/m(?)q5?1.4?0.6?1.251?0.37?6?2.33kN/m(?)

附图7：屋架集中荷载计算简图

q6与q7在水平方向相抵消

q8?1.4?0.6?1.251?0.37?6?2.33N/m(?) q9?1.4?0.6?1.163?0.37?6?2.17kN/m(?) q10?1.4?0.5?1.125?0.37?6?1.74kN/m(?)

W?(q3?q10)?(14.30?12.40)?(q4?q9)?(15.88?14.30)?(q5?q8)(19.88?15.88)?29.18kN(?)集中风荷载W作用点标高为12.40m。

排架的计算简图及荷载作用位置图如下图所示。

附图8：排架计算简图及荷载作用位置图

内力分析

（一）恒载作用下的排架内力

单层厂房多属于装配式结构，柱、吊车梁和轨道的自重，多是在预制柱吊装就位完毕而屋架尚未安装时施加在柱子上的，此时尚未构成排架结构。但在设计中，为了与其他荷载的计算方法相一致，在柱、吊车梁和轨道的自重作用下仍按排架结构进行内力计算。

1、由P1P产生的弯矩和轴力

P1P?480.14kN

M11?P1P?e1?480.14?0.1?48.01kN?m M12?P1P?e2?480.14?0.25?120.04kN?m

Iu5.21?109n???0.09310Il5.61?10Hu3.8??0.295 H12.911

??C31??2(1?1?n)1?0.2952(1?)2??3?0.0931??3(1n?1)21?0.2953(1?2.22 0.093?1)RCM1148.0111?1H?2.22?12.9?8.26kN(?)

C33??1??2?32?1?0.2952?1.0951??3(1n?1)21?0.2953(1 0.093?1)RM1212?C3H?1.095?120.0412.9?10.19kN(?) N1?480.14kN R1?R11?R12?8.26?10.19?18.45kN(?)2、由柱自重产生的弯矩和轴力

（1）上柱重

P2P?28.5kN

M22?P2P?e2?28.5?0.25?7.13kN?m

RM112?C3H?1.095?7.1312.9?0.605kN(?) N2?28.5kN

（2）下柱重

P3P?99.16kN , N3?99.16kN，只产生轴力而不产生弯矩。3、由P4P产生的弯矩和轴力

P4P?57.36kN M44?P4P?e4?57.36?0.45?25.81kN?m

R4?CM11H?1.095?25.81312.9?2.20kN(?) N4?57.36kN

综上 ：R?R1?R2?R4?18.45?0.605?2.2?21.255

附图9

恒载作用下的计算简图和内力分图如下图所示。

附图10：恒载计算简图及内力图

（二）屋面活荷载作用下的排架内力

P1Q与P1P作用位置相同，即成比例。 P100.81Q?100.8kN R?12.1?314.96?5.04kN(?)

M11?31.50?100.8314.96?10.08kN?m

M.74?100.812?78314.96?25.2kN?m N?100.8kN

屋面活荷载作用下的计算简图和内力图如下图所示。

附图11：活载计算简图及内力图 （三）吊车竖向荷载作用下的排架内力 1、最大轮压作用于A柱时

A柱： MA?Dmaxe4?568.89?0.45?256.00kN?m

B柱： MB?Dmine4?119.07?0.45?53.58kN?m 计算简图如图所示。

附图12：吊车竖向荷载作用下计算简图

与恒载计算相同，C3?1.095

A柱 RMAA?C3H?1.095?256.0012.9??21.73kN(?) B柱 RMB53.58B?C3H?1.095?12.9?4.55kN(?)

A柱与B柱相同，剪力分配系数?A??B?0.5，则A柱与B柱柱顶的剪力为 A柱 VA?RA??A(RA?RB)??21.73?0.5?(?21.73?4.55)??13.14kN(?)B柱 VB?RB??B(RA?RB)?4.55?0.5?(?21.73?4.55)?13.14kN(?)

所以内力图如下图所示。

附图13

（四）吊车水平制动力作用下的排架内力

1、Tmax向左作用

柱中轴力为零。由前述所得n?0.093，??0.295

A柱 TA?Tmax?18.40kN B柱 TB?Tmax?18.40kN

y12.4?（8.6+1.2+0.1）??0.658，查附表3-2可得： Hu3.8?0.416??0.416?2?1.8???3??0.2?2?1.8?0.295?0.2953??0.2??n???0.121??0.730

C5????1???1??2?1??3??1??2?1?0.2953??1???n???0.121????RA?RB?CTmax?18.40?0.730?13.43kN

考虑空间作用分配系数m，查表得m=0.80，且A柱与B柱相同，剪力分配系数

?A??B?0.5， A柱与B柱的剪力为

A柱：VA?RA??Am(RA?RB)?13.43?0.5?0.8?(13.43?13.43)?2.69kN(?) B柱：VB?RA??Bm(RA?RB)?13.43?0.5?0.8?(13.43?13.43)?2.69kN(?) 计算简图如下图所示。

附图14 ：吊车水平力作用下排架计算简图

根据柱顶剪力和求的Tmax向左作用下，排架弯矩如下图所示。

附图15：排架弯矩图

2、Tmax向右作用

由于机构对称，M图与上图刚好相反，如图中的虚线所示。

（五）风荷载所用下排架内力 1、左来风情况

q1?2.66kN/m(?)， q2?1.66kN/m(?) 111??4(?1)1?0.2954(?1)33n0.093C11?????0.278

11881??3(?1)1?0.2953(?1)n0.093R1??C11q1H??0.278?2.66?12.9??9.54kN(?) R2??C11q2H??0.278?1.66?12.9??5.95kN(?)

?1??2?0.5

VA,2?VB,2??1(W?R1?R2)?0.5?(29.18?9.54?5.95)?22.34kN(?)

叠加上诉两个状态，恢复结构原有受力状态，即得该柱的柱顶剪力

VA?VA,2?R1?22.34?9.54?12.8kN(?) VB?VB,2?R2?23.83?6.27?17.56kN(?)

排架单元为对称结构，柱中的轴力为零，计算简图如下图所示。

附图16

根据计算，左来风的情况下框架的M图如上图中实线所示。

2、右来风的情况。

由于结构的对称性，M图如上图中所示。

内力组合

排架单元为对称结构，可仅考虑A柱的截面。组合情况见下表。

柱号、控制 截面及轴 向内力 恒载 活载 竖向吊车荷载 最大轮压作用于 A 1 2 3 B 4 5 6 7 8 水平吊车荷载 水平力向左 水平力向右 左来风 风荷载 右来风 -49.95 0 206.05 568.89 86.62 568.89 -13.15 -49.95 0 3.63 119.07 -116 119.07 -13.15 -13.71 0 -13.71 0 -156.65 0 -15.71 13.71 0 13.71 0 156.65 0 15.71 68.85 0 68.85 0 394.79 0 49.99 -75.42 0 -75.42 0 -341.37 0 -40.14 Ⅱ Ⅰ-Ⅰ M N M N M N V 32.7 508.64 -68.6 607.8 120.04 665.16 21.25 5.05 100.8 -20.15 100.8 15.12 100.8 5.04 ⅠⅡⅠ Ⅱ-Ⅱ Ⅲ-Ⅲ Ⅲ Ⅲ

控制截面 Ⅰ-Ⅰ 荷载组合 内力组合 +Mmax -Mmax Nmax Nmin +Mmax 1.2?恒载+0.9?1.4?(任意两种以上活载) 项目组合 M N V 标准组合 1.2?恒载+1.4?任意一种活载 恒载+任意两种荷载 M N V 项目组合 M N V 标准组合 恒载+?任一活载 M N V ①+0.9*(②+⑦) ①+0.9*(③+⑤+⑧) 98.51 -92.47 -87.92 -92.47 599.36 508.64 609.44 508.64 67.41 -56.86 -50.53 -56.86 115.80 485.51 379.91 485.51 423.9 912.89 ①+⑦ ①+⑧ ①+② ①+⑦ ①+③ 80.25 -40.61 38.80 -46.61 137.43 420.69 420.69 539.73 508.69 79.09 -29.39 31.62 -71.23 89.99 423.91 423.91 517.51 423.91 912.89 ①+0.9*(②+③+⑤+⑧) ①+0.9*（③+⑤+⑧) 1.2*①+0.9*1.4*(③+⑥+⑦) Ⅱ-Ⅱ 194．71 1098.54 1176.74 -Mmax Nmax Nmin ①+0.9*(②+④+⑤+⑧) ①+0.9*(②+③+⑥+⑦) ①+0.9*(②+⑧) ①+0.9*(②+③+⑥+⑦) ①+0.9*(④+⑤+⑧) ①+0.9*(②+③+⑥+⑦) ①+0.9*(②+⑦) -173.16 800.23 170.38 1203.7 -103.16 685.19 110.49 ①+⑧ ①+③ ①+⑧ ①+⑦ ①+⑧ ①+③ ①+⑦ -147.98 607.85 137.43 -113.88 506.54 89.99 912.89 53.41 -10.97 8.31 53.41 1006.49 1176.74 71.24 -18.89 8.1 71.24 -164.08 699.79 707.90 -110.95 600.14 530.44 -147.98 607.85 535.85 665.21 -113.91 506.54 397.61 554.34 Ⅲ-Ⅲ +Mmax -Mmax Nmax Nmin 1227.88 73.08 -40.85 1012.45 58.83 -31.59 -407.58 740.32 689.96 512.02 -350.23 607.67 585.08 411.32 -247.33 665.21 211.42 535.85 1234.1 665.21 -161.81 554.34 165.91 397.61 960.69 554.34 1265.15 73.08 754.15 70.78 1054.29 58.83 647.94 57.01 排架柱设计 （一）A轴柱 1、设计资料

截面尺寸：上柱 正方形截面：500mm?500mm

下柱 I形截面: t?120mm，h?1200mm，bf?bf?500mm hf?hf?190mm 材料等级：混凝土 C25 fc?11.9N/mm

钢筋 纵向受力钢筋为HRB335，fy?fy?300N/mm 箍筋为HRB235，fy?fy?210N/mm 计算长度：排架平面内: 上柱：2Hu?2?3.8?7.6m 下柱：Hl?1?9.1?9.1m 排架平面外： 上柱：1.5Hu?1.5?3.8?5.7m 下柱：Hl?1?9.1?9.1m 2、内力

（1）上柱：C25混凝土 fc?11.9N/mm 则?b?0.550 假定梁内为一层钢筋： h0?h?as?500?35?465mm 所以Nb?fcbh0?b?11.9?500?465?0.550?1521.7kN

由于内力组合表中Ⅰ-Ⅰ截面的控制内力N均小于Nb，则都属于大偏心受压，所以选取弯矩较大而轴力较小的情况，经比较取出下面的组合：

M?-92.47kN?m，N?508.64?m （2）下柱

由于下柱在长度范围内配筋相同，比较Ⅱ-Ⅱ截面和Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力，可以看出Ⅲ-Ⅲ起控制作用

22'''2'2h0?h?as?1200?35?1165mm

Nb?fc(b'f?t)h'f?fcbh0?b?11.9(500?120)190?11.9?120?1165?0.560?1774.2kN

从内力组合表中Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力均小于Nb，则都属于大偏心受压，所以选取弯矩较大而轴力较小的情况，经比较取出下面的内力组合：

M?707.90kN?m;N?1267.88kN;V??40.85kN M??431.58kN?m;N?772.32kN;V??40.85kN

3、配筋计算（采用对称配筋）

（1）上柱 M??92.47kN?m,N?508.64kN

N508.64?103x???85.49mm?2as'?70mm,大偏压。

fcb11.9?500M92.47?106e0???181.8mm 3N508.64?10ea?h?16.7mm?20mm，所以取ea?20mm 30ei?e0?ea?181.8?20mm?201.8mm

l07600??7.58?5 h5000.5fcA0.5?11.9?250000?1???2.92?1取?1?1

N508640l0?15.2?15，?2?1.0 h 排架结构属于有测移结构：Cm?1.0，K?0.85.

2???l0?K????0.85h???????1.0??1?2??Cm?1??7.58?1?1?1.3212???1400ei/h0??1400?201.8/465?????

e??ei?h500?as?1.32?201.8??35?481.4mm22e'?e?h0?as'?481.4?465?35?51.4mm

x85.49M??1fcbx(h0?)508.64?103?481.4?1.0?11.9?500?85.49(465?)'2?2As?As??233mm2fy(h0?as')300?(465?35)

的II级钢筋（As?628mm2）所以选用2?20，箍筋选用

?6@200，配筋图如下图所示。

垂直弯矩平面的承载力验算：

l05700， ??11.4（l0为平面外计算长度）

b500查表得：??0.959

Nc??(fcA?fy'As)?0.959?(11.9?5002?300?628)?3034kN?Nmax?609.44kN

''（满足要求）

附图17：排架上柱截面配筋图

（2）下柱： Nf??1fcbfhf?1.0?11.9?500?190?1131kN

内力组合a：M?707.90kN?m;N?1267.88kN?Nf?1131kN，中和轴处于受压区翼缘部分。

'N1267.88?103x???213mm?2as'?70mm

fcb11.9?500M707.90?106e0???558.3mm

N1267.88?103ea?h1200??40mm 3030ei?e0?ea?558.3?40mm?598.3mm

l09100??7.58?5 h12000.5fcA0.5?11.9?2.98?105?1???1.40?1，取?1?1

N1267880l09100??7.58?15，取?2?1.0 h1200排架结构属于有侧移结构， Cm?1.0，K?0.85.

2???l0?K????0.85h??????Cm?1??1?2??1.0??1??7.582?1?1??1.07

?1400ei/h0??1400?598.3/1165?????e??ei?h1200?as?1.07?598.3??35?1205.2mm22e'?e?h0?as'?1205.2?1165?35?75.2mm

内力组合b：M??431.58kN?m;N?772.32kN?N'f?1131kN 所以中和轴处于受压区翼缘部分。

N772.32?103 x???129.8mm?2as'?70mm

fcb11.9?500M431.58?106e0???558.8mm 3N772.32?10ea?h1200??40mm 3030ei?e0?ea?558.8?40mm?598.8mm

0.5fcA0.5?11.9?2.98?105?1???2.29?1，取?1?1

N772320l09100??7.58?15，取?2?1.0 h1200排架结构属于有侧移结构， Cm?1.0，K?0.85.

2???l0?K????0.85h???????1.0??1?2??Cm?1??7.58?1?1?1400?598.8/1165??1.07 ?1400ei/h012???????e??ei?h1200?as?1.07?598.8??35?1205.7mm22e'?e?h0?as'?1205.7?1165?35?75.7mm

Ne'772320?75.7As?A???172.4mm2

fy(h0?as')300?(1165?35)'s对两组内力进行比较，按照内力组合a进行配筋，选用2?18的II级钢筋2（As?509mm），箍筋选用?6@200，配筋图如附图18所示：

平面外承载力验算：

A?2.98?105mm2

Iy?4.11?109 iy?Iy4.11?109??117.4mm A2.98?105l09100??77.5,查表得??0.689 i117.4

l0i?9100117.4?77.5

Nc??(fcA?f'yAs)?0.689?(11.9?2.98?105?300?509)?2548542N?2549kN?Nmax?1267.88kN（满足要求）

附图18：下柱配筋图

4、牛腿计算

吊车梁与牛腿的关系如右图所示。

牛腿高度的验算：

f2N/mm2tk?,a?0,b?500mm

h0?400?35?200cot45。=565mm

0.8ftkbh00.5?a?0.8?2?500?5650.5?0?904kNh 0?Fvk?337.8kN满足要求。

附图19

纵向受拉钢筋的配置，因为吊车垂直荷载作用于下柱截面边缘内，则可以按构造配筋，

As??minbh?0.002?500?600?600mm2

且As?(0.45f2t/fy).bh?0.45?1.5/300?500?600?675mm。纵筋不应小于4根，直

径不应小于12mm，故纵向钢筋选用4?16（A2s?804.4mm）；由于a/h0?0?0.3，所以

可以不设弯起钢筋，箍筋选用?8@100。配筋图详见柱配筋图。

设垫板的长和宽为360mm?500mm：

A?500?360?1.8?105mm2

局部压力标准组合值:

Fvk?P4P/1.2?Dmax/1.4?57.36/1.2?568.89/1.4?454.15

Fvk454.15?10522??2.52N/mm?0.75f?10.73N/mm故局部压应力为: c5A1.8?10满足要求。

基础设计

㈠A轴柱

1、设计资料

2材料等级：混凝土： C15 fc?7.2N/mm。

钢筋： 采用Ⅰ级钢筋

地质条件：地坪下1.0m为填土，填土下层4.5m内为均匀亚粘土，无软

弱下卧层；未经深度修正地基承载力特征值值

fak?180kN/m2，地下水位为-5.0m，无腐蚀性。

2、确定基础高度

由构造要求得：预制柱插入基础的深度为h1?0.8h?0.8?1200?960mm,，柱 留50mm的间隙，用C30混凝土填充。杯底厚度a1?250mm，杯壁厚度t1?350mm（满足基础梁支承宽度要求），

则基础的高度为h?h?a1?50?960?250?50?1260mm，杯壁高度h2由台阶下面的基础抗冲切条件确定，应尽量使h2大一点，初定h2?400mm，以减少基础混凝土用量。

3、柱底（Ⅲ-Ⅲ）截面最不利内力选择 （1）、进行地基设计时选用以下二组按标准组合确定的最不利内力。

M?530.44kN?m;N?1012.45kN;V?58.83kNM??350.23kN?m;N?607.67kN;V??31.59kN

（2）、进行地基验算时选用以下二组按基本标准组合确定的最不利内力。

M?707.90kN?m;N?1267.88kN;V?73.08kN M??431.58kN?m;N?772.32kN;V??40.85kN

4、基础底面尺寸确定

初拟基础埋置深度d?1.5m，按第一组内力标准值计算基础底面尺寸，先按轴心受压估算。 地基承载力修正：

fa?fak??d?m(d?0.5)?180?1?20?(1.5?0.5)?200kN/m2A?Nk1012.45??5.96m2，将其增大20%~40%，

fa??md200?20?1.5初选截面尺寸：b?4m，l?2.4m。 所以

W?lb2/6?2.4?42/6?6.4m3 G??mbld?20?4?2.4?1.5?288kN Pk,max?Nk?Gbl?附图20：基础地面配筋立面图

Mk?Vkh1012.45?288530.44?58.83?1.26???239.9N/mm2?1.2fa?240n/mm2W4?2.46.4（满足要求）

Pk,min?

Nk?Gbl?Mk?Vkh1012.45?288530.44?58.83?1.26???41N/mm2?fa?120N/mm2W4?2.46.4(pk,max?pk,min)2Pk,max?Nk?G??(239.9?41)?140.5N/mm2?fa?200N/mm2 （满足要求）

2对第二组内力进行验

Mk?Vkh607.67?288?350.23?31.59?1.26???32.36N/mm2blW4?2.46.4Nk?GMk?Vkh607.67?288?350.23?31.59?1.26Pk,max?????154.24N/mm2?1.2fa?240n/mm2blW4?2.46.4(pk,max?pk,min)(154.24?32.36)??93.3N/mm2?fa?200N/mm2 (满足要求)

22 所以该基础的尺寸是合理的。 5、验算基础高度

先按第一组计算地基净反力设计值：

Pmax?PmaxNM?Vh1267.88707.90?73.08?1.26????257.5N/mm2 blW4?2.46.4NM?Vh1267.88707.96?73.08?1.26???-?6.68N/mm2 blW4?2.46.4NM?Vh772.32-431.58?40.85?1.26????4.97N/mm2 blW4?2.46.4NM?Vh772.37-455.50?40.85?1.26?????155.93N/mm2 blW4?2.46.4按第二组计算地基净反力设计值：

Pmin? Pmax

因壁厚t?250mm小于杯壁厚度350mm，故由柱边作出的45斜线将与杯壁相交，所以不可能从柱边产生冲切破坏，故仅需对台阶以下进行冲切验算。

冲切承载力按第一组荷载作用下进行验算，Pmax?257.5N/mm2，

。h0?1260?400?40?820mm

冲切破坏锥体最不利一侧上边长：at?500?425?2?1350mm

冲切破坏锥体最不利一侧下边长：ab?1350?820?2?2990mm?2400m， 取ab?2400mm。

所以am?at?ab1350?2990??2170mm 22122.05?0.82)?0.372m2 2所以考虑冲切荷载时的基础底面积近似为： Al?2.4?(?4?冲切力 Fl?PmaxAl?257.5?0.372?95.79kN

抗冲切力计算如下：h?1260?400?860mm 近似取 ?hp?1.0

2 ft?0.91N/mm

F抗?0.7?hpftamh0?0.7?1.0?0.91?2170?820?1133.4kN?Fl?95.79kN

抗冲切力满足要求。

6、 基础底板配筋计算

（1） 沿基础长边方向钢筋计算，分别按柱边（1-1截面）、变截面（2-2截面）两个

截面计算，所选择地基净反力按第一组荷载作用下，地基最大净反力计算，，

Pmax?257.5N/mm2 Pmin?6.68N/mm2

附图21：基础地面配筋平面图

相应位置的地基净反力计算如下：

p1?6.68?257.5-6.684（?0.55）?166.58Nm2 42257.5-6.684p2?6.68?（?1.025）?196.4Nm2

421pmax?p12??（a-ac）（2b?bc）2421257.5?166.582???（4-1.2）（2?2.4?0.5）?367.1kN?m242M1?M1367.1?106As1???1482.7mm2

0.9fyh010.9?210?（1350-40）

1pmax?p22??（a-a1）（2b?b1）242 1257.5?196.42???（4-2.05）（2?2.4?1.35）?221.1kN?m242M2?M1221.1?106As2???1426.6mm2

0.9fyh020.9?210?（860-40）所以按As1选择钢筋，该方向钢筋直径为?10，单根面积为

78.5mm2,n?1516.62400?50?19.3,取n=20根，间距s??123mm，所以该方向配78.520?1筋为?10@123,共20根。

（2）沿短边方向钢筋计算，分别按柱边（3-3截面）、变阶处（4-4截面）两个截面计

算，所选择的地基净反力按第一组净反力计算。

N1267.88??132kNmm2 A4?2.4p13222 M3??（b-bc）（2a-a0）??（2.4-0.5）（2?4?1.2）?182.7kN?m

2424 p?M3182.7?106??743.6mm2 As3?0.9fyh030.9?210?（1350-40-10）M4?p13222?（b-b1）（2a?a1）??（2.4-1.35）（2?4?2.05）?60.9kN?m 2424M460.9?106As4???397.8mm2

0.9fyh040.9?210?（820-10）所以按As3选择钢筋，由于钢筋面积较小，所以选择?8的钢筋，单根面积为

759.64000?50?15.1,取n=16根，间距s??263mm?200mm，所以50.316?14000?50按构造要求选用?8@200 ，根数为 ?1?20.75，取n=21根，配筋图详见附图。

20050.3mm2,n?

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