混凝土课程设计

钢筋混凝土结构-2

题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计

课程设计

姓 名： 班 级： 学 号： 学 部： 土木工程

华北理工大学轻工学院

2015年6月10日

钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 目 录

1. 构件选型......................................................... 1

1.1预制钢筋混凝土吊车梁和轨道连接 .............................. 1 1.2预制钢筋混凝土柱 ............................................ 1 1.3柱下基础 ............................... 错误！未定义书签。 2. 计算单元及计算简图............................................... 1

2.1定位轴线 .................................................... 1 2.2计算单元 .................................................... 1 2.3计算简图 .................................................... 2 3. 荷载计算......................................................... 2

3.1屋盖荷载 .................................................... 2

3.1.1 屋盖恒荷载............................................ 2 3.1.2 屋盖活荷载............................................ 2 3.2柱和吊车梁等恒荷载 .......................................... 2 3.3吊车荷载 .................................................... 2

3.3.1 吊车竖向荷载设计值................... 错误！未定义书签。 3.3.2 吊车横向水平荷载设计值............... 错误！未定义书签。 3.4风荷载 ..................................... 错误！未定义书签。

3.4.1 作用在柱顶处的集中风荷载设计值....... 错误！未定义书签。 3.4.2 沿排架柱高度作用的均布风荷载设计值... 错误！未定义书签。

4. 内力分析........................................ 错误！未定义书签。

4.1 屋盖荷载作用下的内力分析................... 错误！未定义书签。

4.1.1 屋盖集中恒荷载作用下的内力分析....... 错误！未定义书签。 4.1.2 屋盖集中活荷载作用下的内力分析....... 错误！未定义书签。 4.2 柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析错误！未定义书签。 4.3 吊车荷载作用下的内力分析................... 错误！未定义书签。

4.3.1 最大竖向荷载作用在A柱时的内力分析... 错误！未定义书签。 4.3.2 最小竖向荷载作用在A柱时的内力分析... 错误！未定义书签。 4.3.3 在最大水平荷载作用下的内力分析....... 错误！未定义书签。 4.4 风荷载作用下A柱的内力分析................. 错误！未定义书签。 5. 内力组合表及其说明.............................. 错误！未定义书签。

5.1 内力组合表................................. 错误！未定义书签。 5.2 内力组合的说明............................. 错误！未定义书签。 6. 排架柱截面设计.................................. 错误！未定义书签。

6.1 上部柱配筋计算............................. 错误！未定义书签。

6.1.1 考虑P-Δ二阶效应 .................... 错误！未定义书签。 6.1.2截面设计 ............................. 错误！未定义书签。 6.1.3垂直于排架方向的截面承载力验算 ....... 错误！未定义书签。 6.2下部柱配筋计算 ............................. 错误！未定义书签。

6.2.1按（a）组内力进行截面设计 ............ 错误！未定义书签。 6.2.2按（b）组内力进行截面设计 ............ 错误！未定义书签。 6.2.3垂直于排架方向的承载力验算 ........... 错误！未定义书签。

钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 6.3排架柱的裂缝宽度验算 ....................... 错误！未定义书签。

6.3.1上部柱裂缝宽度验算 ................... 错误！未定义书签。 6.3.2下部柱裂缝宽度验算 ................... 错误！未定义书签。 6.4箍筋配置 ................................... 错误！未定义书签。 6.5牛腿设计 ................................... 错误！未定义书签。

6.5.1按裂缝控制要求验算牛腿截面高度 ....... 错误！未定义书签。 6.5.2牛腿配筋 ............................. 错误！未定义书签。 6.6排架柱的吊装验算 ........................... 错误！未定义书签。

6.6.1计算简图 ............................. 错误！未定义书签。 6.6.2荷载计算 ............................. 错误！未定义书签。 6.6.3弯矩计算 ............................. 错误！未定义书签。 6.6.4截面受弯承载力及裂缝宽度验算 ......... 错误！未定义书签。 6.7绘制排架柱的施工图 ......................... 错误！未定义书签。 7. 锥形杯口基础设计................................ 错误！未定义书签。

7.1作用在基础地面的内力 ....................... 错误！未定义书签。

7.1.1基础梁和围护墙的重力荷载 ............. 错误！未定义书签。 7.1.2柱传来的第①组内力 ................... 错误！未定义书签。 7.1.3柱传来的第②组内力 ................... 错误！未定义书签。 7.2初步确定基础尺寸 ........................... 错误！未定义书签。

7.2.1基础高度和杯口尺寸 ................... 错误！未定义书签。 7.2.2确定基础底面尺寸 ..................... 错误！未定义书签。 7.3地基承载力验算 ............................. 错误！未定义书签。

7.3.1按第①组内力标准值的φ计算 ........... 错误！未定义书签。 7.3.2按第②组内力标准值的φ计算 ........... 错误！未定义书签。 7.4基础受冲切承载力验算 ....................... 错误！未定义书签。 7.5基础底板配筋计算 ........................... 错误！未定义书签。

7.5.1沿基础长边方向的底板配筋计算 ......... 错误！未定义书签。 7.5.2沿基础短边方向的底板配筋计算 ......... 错误！未定义书签。

钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 1. 构件选型

1.1预制钢筋混凝土吊车梁和轨道连接

采用标准图G323（二），中间跨DL-9B，梁高hb=1.9m。轨道连接采用标准图集G325（二）。 1.2预制钢筋混凝柱

取轨道顶面至吊车梁顶面的距离ha0.2m，故牛腿顶面标高=轨顶标高—hb—ha=8.7—1.9—0.2=+6.6m

查表可得，吊车轨顶到吊车顶部的距离为2.15m，考虑屋架下弦顶部所需的空间220mm，所以

柱子顶部标高=8.7+2.15+0.22=11.07m 基础顶面距离室外地坪高武0.35m

基础顶面到室外地坪的高度为0.35+0.15=0.5m 从基础顶面算起的柱子高度：H=11.07+0.5=11.57m 上部高度：Hu=11.07—6.6=4.47m 下部高度：Hl=11.57—3.92=7.65m 上柱为矩形 bxh=400x400mm

下柱为I形 bf=400mm，h=800mm，b=100mm，hf= 1.3柱下基础 采用锥形杯口基础

2. 计算单元及计算简图

2.1定位轴线

B1：轨道中心线至吊车端部的距离B1260mm； B2：吊车桥至上柱内边缘距离，一般取B2≥80mm B3：封闭的纵向轴线至柱内边缘的距离，B3=400mm B1+B2+B3=260+80+400=740mm＜750mm可以 故去封闭的轴线A,B分别与左，右外纵墙内皮重合。 2.2计算单元

取一榀横向排架为计算单元，计算单元宽度为纵向相邻柱间距中心线间的距离，即B6.0m，如图1所示。

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 2.3计算简图

排架的计算简图如图2所示。

3. 荷载计算

3.1屋盖荷载 3.1.1 屋盖恒荷载

预应力混凝土大型屋面板，标准恒荷载值为1.4KN/m2， 由屋面传给柱的集中荷载F1= 作用于上部柱子中心线外侧e0=50mm. 3.1.2 屋盖活荷载

屋面均布活荷载标准值为0.7kN/m,比屋面雪荷载标准值0.35kN/m，故按屋面板均布活荷载计算。由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值

F6=

作用于上部柱子的中心线外侧e0=50mm. 3.2柱和吊车梁等恒荷载

上部柱自重标准值为5kN/m，故作用在牛腿截面处上部柱恒荷载设计值 F2=1.2×4.46×5=26.76KN

下部柱子的自重标准为4.69KN/m,故作用在基础顶截面处的下部柱子恒荷载设计值为

F3=1.2×4.69×7.=43.01KN

吊车梁的自重标准为44.2KN/m，轨道链接自重标准值为1KN/m，因此作用在牛腿顶截面处的吊车梁和轨道链接的恒荷载设计值为

F4=（44.2+6）×1.2=60.24KN 3.3吊车荷载

吊车的跨度：L=21—2×0.75=19.5m 查表得到:

Pmax,k= Pmin,k= G2,K= G3,K= 查的B=5.55m K=4.40m 3.3.1 吊车竖向荷载设计值

Dmax,k=0.9×185×(1+0.808+0.267+0.075)=416.03KN Dmax=1.4×Dmax,k=582.44KN

Dmin, =Dmax ×Pmax,k/ Pmin,k=150.45KN

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计

3.3.2 吊车横向水平荷载设计值

TK=0.25×α×（G2,K+ G3,K）= KN Tmax= KN 3.4风荷载

3.4.1 作用在柱顶处的集中风荷载设计值

此时风荷载的高度变化系数μ根据檐口离室外地坪的高度0.15+11.07+1.9=13.12m来计算。查表可得距离地面10m时，μ=1.0；离地面15m时μ=1.14,用插入法。

μ=1+[（1.14-1.0）×(13.12-10)/(15-10)]=1.08 根据任务书可知h1=1.9 h2=1.69m W1=[(0.8+0.5)h1+(0.5-0.6)]×1.08×0.4×6=5.96KN W2=1.4×5.96=8.34kN

3.4.2沿排柱高度作用的均布风荷载设计值

这时风压高度变化系数μ3按照柱顶离室外地坪的告诉0.15+11.07=11.22m来计算。

μ3=1.03 q1=1.4×0.8×1.03×0.4×6=2.77KN/m q2=1.4×0.5×1.03×0.4×6=1.73KN/m

4. 内力分析

4.1屋盖荷载作用下的内力分析 4.1.1屋盖集中恒荷载F1下的内力分析

柱顶不动支点反力R=M1×C1/H M1= F1×e0=105.8×0.05=5.29KB·m

按n=Iu/ Il=0.109 λ=Hu/H=0.309 查的柱顶端弯矩作用下的系数C=2.16，按公式计算：

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 C1=1.5×[1-λ2(1-1/n)]/ [1+λ3(1/n-1)]=2.15

课件计算值与所查的接近，取C1=2.15，所以R=0.96KN

4.1.2屋盖集中活荷载作用下的内力分析 M6= F6×e0= R=

在F1，F6作用下的内力图如图所示 恒荷载 M图 活荷载 M图

4.2柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析 不做排架分析，其对排架产生的弯矩和轴向力图

4.3吊车荷载作用下的内力分析

4.3.1 最大竖向荷载作用在A柱时的内力分析

Mmax= Dmax×e=582.44×0.3=174.73KN·m Mmin= Dmin×e=121.91×0.3=36.57KN·m

这里的偏心距e指的是吊车轨道中心到下部柱子截面形心的水平距离。 柱顶的不动支点反力系数C3=1.1

经过公式计算（与上面的公式相同）C3=1.09 取C3=1.09 RA= Mmax×C3/H=16.46kN（左） RB= Mmin×C3/H=—3.44kN (右)

VA= RA+0.5×(—RB—RA)=16.46+0.5×(—13.02)=9.95kN VB= RB+0.5×(—RB—RA)=—3.44+0.5×(—13.02)=—9.95kN 内力图：

4.3.2 最小竖向荷载作用在A柱时的内力分析

此时，A柱的剪力与Dmin作用在A柱时相同，即VA=9.95kN（左） 因此可得到内力图

4.3.3 在最大水平荷载作用下的内力分析

Tmax到牛腿顶面的距离8.7—6.6=2.1m Tmax到柱底的距离8.7+0.15+0.35=9.2m

因为A柱和B柱相同，所以受力也相同，因此柱顶的水平位移也相同，没有柱顶的水平剪力

A柱的内力图 4.4 风荷载作用下A柱的内力分析

左风时，q1,q2作用下的柱顶不动角支座反力，查的C11=0.326 计算：C11=3 [1+λ2(1/n-1)]/ 8[1-λ3(1/n-1)]=3.25与3.26相差不大，取C11=3.25 不动矫支座反力RA=q1×H×C11=2.77×11.57×3.25=—104.16kN

RB=q1×H×C11=1.73×11.57×3.25=—65.05kN(左方向)

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 A柱顶的水平剪力：

VA= RA+0.5×(W2—RB—RA)=—15.35kN(左) VB= RB+0.5×(W2—RB—RA)= 23.73kN 左风的内力图：

右风内力图：

5. 内力组合表及其说明

5.1 内力组合表

以上图为柱子编号，控制截面以及内力的方向（正方向）

内力组合 荷载组合 恒荷载+0.9（任意两种以上活荷载） 恒荷载+任意活荷载 组合M N 组合项M N 项目 目 ① +②+ Mmax= +⑦ N= I-I + Mmax及相应N —Mmax及相应N Nmax及相应M Nmin及相应M

+ Mmax及相应N ①+②—Mmax= N= +0.9 ×[③+④+⑥+⑧ ①+②M= Nmax= +0.9×[③+④+⑥+⑧ ①+②M=-1.76+0Nmin=105.35++0.9—0.9×60.3+0.9××[④[44.518.220=165.65 +⑥++32.3]= ⑧] —87.278 ①+②+Mmax=1N=105.45+60.+0.9.1 3+0.9××[④[582.44+0+0+5

① +②+③ M=- Nmax= ① +②+⑧ M= —34.06 Mmin=127.65 ① +②+ Mmax= +④ 139.7 N=105.45+21.4++582.44==709.29 钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 II-II —Mmax及相应N Nmax及相应M Nmin及相应M + Mmax及相应N III-III —Mmax及相应N Nmax及相应M Nmin及相应M +⑥+0]=6.85 ⑦ ①+②—Mmax = N=356.58 ① +②—Mmax +0.9 +⑧ = ×[③ +⑤+⑥+⑧ ①+②M=163.43 Nmax=744.12 ① +②M=139.7 +0.9+④ ×[③+④+⑥+⑦ ① +②M=32.83 +⑦ ①+②+Mmax= N=806.4 ①+②++ Mmax= +0.9V=0.96+0+0.⑦ 148.95 ×[③9×+④+[-9.95+0.57+1⑥+⑦ 8.22+18.87]=25.99 ①+②—Mmax = N=361.99 ① +②—Mmax +0.9—243.33 V=—61.49 +⑧ =—26.95 ×[③ +⑤+⑥+⑧ ①+②M= Nmax=806.4 ① +②M=6.03++0.9V=30.46 +④ 11.24+55×[③.75=73.0+④+2 ⑥+⑦ ① +②M= +⑦ 148.95 N= Nmax=709.29 Nmin=165.65 N=226.58 V=37.12 N=226.58 V=—45.96 Nmax=809.02 V=—8.99 Nmin=226.58 V=19.78 5.2 内力组合的说明

（1）控制截面I-I在+ Mmax以及相应的N为目标记性恒荷载+0.9×（任意来两种或者两种以上的活荷载）的内力组合时，由于“有T必有D”，由T所产生的是正弯矩16.07kN·m，而Dmax，Dmin作用下所产生的弯矩-35.63 kN·m，组合之后，得到的是负弯矩，与所求的不符，所以不予组合。

（2）控制截面I-I在以N及相应的M为目标进行恒荷载+0.9×（任意来两种或者两种以上的活荷载）的内力组合时，应在得到N的同时，似的M尽可能的大，因此采用①+②+0.9×[③+④+⑥+⑧]

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 （3）Dmax，Dmin以及T和风荷载对截面I-I都不产生轴向力N。因此对于I-I截面进行N以及相应的M的恒荷载+任意一种活荷载的组合时，用+②+③

（4）恒荷载+活荷载的内力组合中，用恒荷载+风荷载，但是Nmax为内力组合目标时活对II-II截面+ Mmax为内力组合时，则常用恒荷载+Dmax

（5）评判II-II截面的内力组合时，对于+ Mmax=1.1KN及相应的N=6.85KN，e稍小于0.3×h0=0.258，但是考虑到二阶效应后弯矩增大，估计为大偏压，因此用最不利的组合方式。

（6）控制截面III-III是为基础设计用的。

6. 排架柱截面设计

6.1 上部柱配筋计算

由内力组合表格知道M= KN·m N= KN

6.1.1 考虑P-Δ二阶效应 e0=M/N= ea=20mm e= e0+ ea=

A=bh=400×400=160000mm2 ξ=0.5fA/N=5.21＞1.0，所以取ξ=1.0 l=2 Hu= η=

6.1.2截面设计 假设为大偏心，

X=N/αfcbf’=38.38mm＜2as=80mm 所以取x=80mm e’= mm As=As’= mm2, 所以取7根14.钢筋，As=As’= m m2,

故截面一侧钢筋面积＞ρbh=320mm，同时柱截面总钢筋21＞0.55%×400×400=880

6.1.3垂直于排架方向的截面承载力验算 垂直于排架方向上的计算长度L=1.25H=5.9m L/b=14.75 查表可得：ψ=0.

N=0.9ψ（fcA+ fy’As）=2042.71KN＞N=182.7，承载力满足要求。 6.2下部柱配筋计算

按照控制截面III-III进行计算。

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 （a） M= N= KN (b)M= N= KN

6.2.1按（a）组内力进行截面设计

e0= mm e=h/30=30mm e= e0+ ea= mm A=bh+2(bf—b)hf=1.73×105

ξ1=2.28＞1.0 所以ξ=1.0 η=1.51 假设为大偏心受压，且中和轴在翼缘内：

X=N/αfcb=169＞2as=80mm 且小于＜hf 说明中和轴确实在中和轴内。 e’=90mm As=As’=170mm2选择4根12钢筋As=As’=452mm2

6.2.2按（b）组内力进行截面设计

e0= mm e=h/30=30mm e= e0+ ea= mm A=bh+2(bf—b)hf=1.73×105

ξ1=4.55＞1.0 所以ξ=1.0 η=1.08

假设为大偏心受压，且中和轴在翼缘内： X=N/αfcb=47.5＜2as=80mm 且X=80mm e’=335mm As=As’=307mm2

选择4根12钢筋As=As’=452mm2 6.2.3垂直于排架方向的承载力验算 排架垂直的方向下的计算长度0.8H=6.048m L/b=15.12 ψ=0.8

N=18KN＞a组的轴向N=806.4KN，满足。 6.3排架柱的裂缝宽度验算 6.3.1上部柱裂缝宽度验算

经计算的到Mq=—34.82KN·m Ng=136.22KN 最大的裂缝宽度

W=αcrψδ[1.9cs+(0.08deq/ρte)]/E ρte=As/Ate=0.013＞0.01

e0=256mm y=160mm η=1.13 e=449.28mm γf=0

Z=[0.87—0.12(1—γf)(h/e)]h0=279mm σsq= Ng (e—z)/AsZ=77N/mm2 纵向受拉钢筋距离为28mm，近似去Cs=20mm ψ=负数 取ψ=0.2

W=0.027mm＜0.3mm 满足要求

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 6.3.2下部柱裂缝宽度验算

对III-III截面内力组合M进行裂缝宽度的验算。 Mq=196.42KN·m

Nq=105.35+121.23+（0.36×0.6×61.7+0.43×582.44）=490.36KN ρte=0.012 y=410mm

e0=400.56mm l/h=7.45/0.9=8.28＜14 ,因此取ηs=1.0

e=ηs e0+ y=810.56mm γf=（400—100）×162.5/100×900=0.2 Z=695mm σsq= Ng (e—z)/AsZ=75.6N/m ψ=0.175＜0.2 取ψ=0.2

W=αcrψδ[1.9cs+(0.08deq/ρte)]/E=0.00518＜0.3mm 满足 6.4箍筋配置

非抗震地区的单层工业厂房排架箍筋一般按在构造要求。对上、下均采用φ8@200，在牛腿柱处箍筋加密φ8@100. 6.5牛腿设计

根据吊车梁的支撑位置，吊车梁构造要求，确定尺寸，牛腿截面宽度b=400mm，截面高度h=600mm，截面有效高度h0=560mm

6.5.1按裂缝控制要求验算牛腿截面高度

作用在牛腿顶面的竖向力标准值 Fv= Dmax+F4=466.87kN

牛腿顶面没有水平荷载，Fh=0(Tmax作用在上柱轨道顶端标高处) 设裂缝控制系数β=0.65 ftk=1.78N/mm² a=0

β（1—0.5×Fh/Fv）×ftkbh/[0.5+(a/h0)]=518KN＞Fv 满足

6.5.2牛腿配筋

由于a=0，所以按照构造配筋。水平纵向受拉钢筋截面面积As≥0.002×400×600=480mm²采用5根14的，As=769mm²，其中两根是弯起钢筋。牛腿配筋同前。 6.6排架柱的吊装验算 6.6.1计算简图

由之前可知h1=0.9×800=720mm，取hf=850mm,总长4.47+7.65+0.85=12.88m 采用就地翻身吊起，吊点设在牛腿柱的下部，因此吊起时的支点有两个，柱底和牛腿柱底，上柱和牛腿是悬臂的。

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计

6.6.2荷载计算

吊装时，考虑到动力系数μ=1.5柱子的自重重力荷载分项系数取1.35. Q1=μγq1=8.10KN/m Q2=20.25KN/m Q3=9.5KN/m

6.6.3弯矩计算

M1=0.5×q1×Hu²=62.23KN/m M2=—0.5×q1×Hu[(Hu/2)+0.6]-0.5q2×0.6²=—81.29LN·m Ral3—0.5q3×l²—M2=0 所以Ra=33.72KN M3=Rax—0.5×q3x³令dM3/dx=0得到 x=Ra/q3=3.55 M3=59.84KN·m

6.6.4截面受弯承载力及裂缝宽度验算

上柱：Mu=fy’As(h0—as)=300×1077×320=103.4KN·m＞0.9×62.23=56.01KN·m 裂缝的验算：Mk=46.1KN·m满足

σsk=Mk/0.87h0As=193KN/mm² ρte=0.0096＜0.01 取ρte=0.01 ψ=0.42 W=αcrψδ[1.9cs+(0.08deq/ρte)]/E=0.15mm＜0.3 满足

下柱： Mu=fy’As(h0—as)=2.9KN·m＞0.9×81.29=73.16KN·m 裂缝宽度验算 Mk=60.21KN·m

σsk=Mk/0.87h0As=79.05N/m ρte=0.011

ψ=1.1—0.65×1.78/（0.011×79.05）=负值 取ψ=0.2 W= W=αcrψδ[1.9cs+(0.08deq/ρte)]/E=0.28mm＜0.3 满足

6.7绘制排架柱的施工图

7. 锥形杯口基础设计

7.1作用在基础地面的内力 7.1.1基础梁和围护墙的重力荷载

每个基础承受的围护墙宽度为计算单元的宽度B=6.0m墙高11.07+1.9+0.5+1.15—0.45=14.17m，墙上有上，下钢框玻璃窗，窗宽3.6m，上，下高度分别为1.8m，4.8m钢窗自重0.45KN·m，每根基础梁的自重16.7KN/m，内外20mm的水泥砂浆找平层2×0.36 KN/m，空心砖的16KN/m 墙体传来的重力标准荷载。

基础梁自重 16.7KN/m

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 围护墙自重 （2×0.36+16×0.24）×[6×13.42—(1.8+4.8)×3.6]=258.83KN 钢窗自重 0.45×3.6×（4.8+1.8）=10.69KN Nk=1.2×(258.83+10.69)=343.46KN Ew=120+450=570mm 对基础底面的偏心距

Mwk=163.15KN·m Mw=195.77= KN·m

7.1.2柱传来的第①组内力

由排架内力组合表得知，控制截面的内力组合—Mmax = —243.33 N=361.99

V=+61.49

对基础底面产生的内力设计值为

Mb=-243.33-61.49 ×1.1=—310.97KN Nb=361.99KN Vb=61.49KN

根据内力组合的标准值的计算：Mmax,k=0.83×（6.03+11.24）—0.71×（188.22+75.45）=14.33—186.5=—172.2KN·m

Nk=0.83×（105.35+121.23）+0.71×121.91=274.6KN Vk=46.6（左）

对基础底面产生的内力标准值

Mbk①=—172.2—44.2×1.1=—220.82KN·m Nbk①=274.6KN

Vbk①=46.6KN（右）

7.1.3柱传来的第②组内力

+ Mmax=247.6KN·m N=806.4KN V=25.99KN 柱子对基础底面产生的内力设计值 +Mb②=247.6+25.99×1.1=276.12KN·m Nb②=806.4KN

Vb②=25.99KN（右） 第②组内力的标准值为 Mmax,k=249.5KN·m Nk=514.15KN Vbk=36.81KN

柱子对基础底面产生的内力标准值 Mbk②=249.5KN·m Nbk②=514.15KN

Vbk②=36.81KN（右） 7.2初步确定基础尺寸 7.2.1基础高度和杯口尺寸

柱子插入杯口深度为850mm，故杯口深度为850+50=900mm。杯口顶部尺寸：宽慰400+2×75mm=550mm，长为900+150=1050mm；杯口底部尺寸：宽为500mm，长为1000mm。取杯口壁厚度t=300mm，杯底厚度a1=200mm。初步确定基础高度为1100mm

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 7.2.2确定基础底面尺寸

基础埋置深度d=0.15+0.35+1.1=1.6m，取基础以上图的平均重度为γm=20KN/m，则修正后的地基承载力特征值：fk=187KN`·m

有内力组合表的到，控制截面III-III的最大轴向力的标准值 Nk，max=632.44KN

按轴心受压估算基础底面尺寸 A=Nwk Nk，max/（fa—γmd）=6.5m2

考虑到偏心的影响，将基础再放大30%，取l=2.6m b=3.4m 基础底面面积a=l×b=8.84m2

基础底面弹性抵抗矩 W=lb2/6=5.01m2 7.3地基承载力验算

7.3.1按第①组内力标准值的φ计算

基础以及基础上方的中立标准值：Gk=2.6×3.4×20×1.15=203.32KN 轴向力 Nwk+Nbk①+ Gk=7.14kn 弯矩 Nwkew+Mbk① =460.42KN·m

偏心距 e=0.6＞b/6=0.567 基础底面有一部分出现拉应力。 a=1.1 pk,max=177.59KN/m＜1.2fk=240 满足

pk=88.84KN/m2＜fk=200

7.3.2按第②组内力标准值的φ计算

轴向力 Nwk+Nbk②+ Gk=1295.85kn

弯矩 +Mbk②—Nwkew =112.97KN·m

pk,max=1295/8.84+112.97/5.01=169KN/m2＜1.2fk=240 pk,min=1295/8.84—112.97/5.01=123KN/m2＜1.2fk=240 (pk,max+ pk,min)×0.5=146<200 7.4基础受冲切承载力验算

只考虑杯口顶面有排架柱传到基础底面的内力设计值，显然这是第2组内力最不利。

+Mb②=247.6+25.99×1.1=276.12KN·m Nb②=806.4KN

Vb②=25.99KN（右） Ps,max=146.34KN/m2

因为柱子边做出的45°斜线与杯壁相交，这说明不可能从柱边放生中切破坏，故仅需要对台阶一下进行冲切承载力验算，这是冲切椎体的有限高度h0=710mm，冲切破坏锥体最不利一侧边长a和下边长a1分别为 a=400+550=950mm a1=2370mm am=1660mm

考虑冲切荷载时取用的基础底面是多边形面积，如图所示斜线的部分面积 Al=[(b/2-h/2-h0)l—(l/2—b/2—h0)2]=0.5mm2 Fl= Ps,maxAl=73.15KN

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钢筋混凝土单层厂房结构课程设计 βhp=0.985

0.7βhpftamh0=1032KN＞Fl=73.15KN 故此基础高度满足冲切承载里的要求 7.5基础底板配筋计算

按照地基净反力设计值进行配筋计算

7.5.1沿基础长边方向的底板配筋计算

有前面的计算可知，第一组内力最不利，在考虑有基础梁和围护墙传来的内力设计值，故作用在基础底面的弯矩设计值和轴向力的设计值为： Mb==Mw+Mb①=506.74KN·m Nb=704.76KN·m

偏心距e=0.72＞0.567 基础底面有一部分出现拉应力 a=0.98m Ps,max=184.35KN/m²

设应力为零的截面到Ps,max截面的距离为X X=2.94KN/m²

截面在柱中心线右侧0.505处，柱子边截面距离柱中心线左侧为0.45m，变阶截面离柱中心线为0.725m

柱边截面处的地基净反力p1=79.84KN/m² 变阶截面处的地基净反力p1=102.83 KN/m²

沿基础长边方向，对柱边截面I-I-处的弯矩按照MI=a²[(2l+a’)( Ps,max+ p1)+( Ps,max—p1)l]/12=206.25KN/m²

变阶截面I-I的弯矩Mi=176.55KN·m采用HRB335级钢筋，f=300KN/mm²,保护层厚度40mm，故h0=1060mm，故As1=M/0.9fh01=720.mm²

采用 钢筋 As= mm²

7.5.2沿基础短边方向的底板配筋计算

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