单层厂房设计作业

基础的承载力计算包括受冲切承载力计算和底板受弯承载力计算。基础承载力计算时采用荷载的基本组合。对于两种基本组合，地基净反力分别为：

Pn,max=N/A+(M+Vh)/W=1673.14/12+(476.31+10.45x1.15)/8=198.84KN/m2 Pn,max=1875.10/12+(376.43+31.83x1.15)/8=203.13KN/m2 （1）受冲切承载力计算

近似取Ps=203KN/m2。由于杯壁厚度t=300mm，杯壁高度400mm，上阶底落在冲切破坏锥内，故仅需对台阶以下进行冲切验算。台阶处的宽度550+2x300=1150mm，长度1150+2x300=1650mm。

基础的受冲切承载力应满足：Ft≤0.7βhftbmho

现Ft=203x1.16=233.2KN<0.7x0.97x1.1x1825x710=968KN，满足要求。 （2）基础底板受弯承载力计算

柱边截面处(I-I)的地基净反力Pn,I=140+(203-140)x450/2000=154KN/m2

沿基础长边方向的弯矩MI=1/24(b-hc)2(2l+bc)(Pn,max+Pn,I)/2=(4-0.9)2(2x3+0.4)(180+149)/48=405.16KN.m

需要的配筋As,I=MI/(0.9fyho)=405.16x1000000/[0.9x210x(1150-40)]=2086mm2 台阶处(I’-I’)的地基净反力Pn,I=140+(172-140)x825/2000=156.5KN/m2 沿基础长边方向的弯矩MI’=(4-1.65) 2x(2x3+1.15)x(172+156.5)/48 =239.01KN.m

需要的配筋A’s,I=239.01x1000000/(0.9x210x710)=2219mm2

在基础长边配置20Φ12(Φ12@150,As=2262mm2).

基础短边方向按轴心受压考虑，地基净反力Pn=140KN/m2。柱边截面(II-II)的弯矩

为MII=(3-0.4)2(2x4+0.9)x140/24=350.96KN.m

需要配筋As,II=350.96x1000000/[0.9x210x(1110-12)]=1346mm2

台阶处(II’-II’)截面的弯矩M’II=(3-1.15)2(2x4+1.65)x140/24=179.86KN.m 需要的配筋A’sII=179.86x1000000/[0.9x210x(710-12)]=1475mm2

在短边配置19Φ10(Φ10@200,As=1492mm2) 六、柱吊装验算

柱的吊装验算包括正截面承载力计算和裂缝宽度计算。当采用单点吊装时，吊点一般设在牛腿与下段柱交界处。起吊时，自重下的内力最大。其计算简图如下：

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。

柱子底部俄标高为-2.0+0.35=-1.65m，故柱全长为11.1-(-1.65)=12.75m。 q1=1.5x0.9x1.2x6=9.72KN/m

q2=1.5x0.9x1.2x25x(2.0x1.0-0.552)x0.4/1.0=27.5KN/m

q3=1.5x0.9x1.2x(3.94x6.05+0.4x0.9x25x2.1)/7.85=8.94KN/m M1=9.72x3.92/2=73.92KN.m

M2=0.5x1.02x27.5+9.72x3.9x(1.0+3.9/2)=125.58KN.m M3=0.5x125.58-8.49x7.852/8=-7.23KN.m 2)承载力验算

当不翻身起吊时，1-1截面的尺寸为600mmx400mm。由于对称配筋As=M/[fy(ho-as’)]=73.92x1000000/[300x(365-35)]=747mm2。现上柱配有3Φ16（As=As’=603mm2），不能满足吊装时的承载力要求。

2-2截面的等效宽度b=2x112.5=225mm，h=400mm。

As= M/[fy(ho-as’)]=125.58x1000000/[300x(365-35)]=1268 mm2

现下柱配有4φ18(As=As’=1018mm2)，2-2截面也不能满足吊装时的承载力要求。 3-3截面不起控制作用。

上述结果表明，根据使用阶段的内力进行配筋，施工时不翻身起吊不能满足承载力要求。应该采用调整吊点，多点起吊或增加配筋等措施。现采用翻身起吊，进行验算。 1-1截面，As=73.92x100000/[300x(565-35)]=465mm2 2-2截面，As=125.58x1000000/[300x(865-35)]=504mm2

经验算，承载力满足要求。 3)裂缝宽度验算

混凝土的最大裂缝宽度公式为：Wmax=аcr*Ψ*σsk/Es*(1.9c+0.08*deq/ρte)。1-1、2-2截面的验算过程见下表： 截面 1-1 2-2 Mk/(KN.m) 61.6 104.65 As 603 1018 σsk 207.8 136.6 deq 16 18 ρte 0.006 0.0129 Ψ 0.365 0.58 Wmax 0.21<0.3 0.13<0.3 裂缝宽度满足要求。

排架柱内力组合表

柱 号 截 面 荷 载 项 目 内 力 M (kN·m) I-I N (kN) M (kN·m) AII－II N 柱 (kN) M (kN·m) III-III N (kN) V (kN) 394.36 57.8 恒荷载 G1.G2 G3.G4 ① 屋面活荷载 Q1 Dmax 在A柱 ③ Dmin 在A柱 ④ 71.18 吊车荷载 Dmax 在C柱 ⑤ -32.53 0 Dmin 在C柱 ⑥ -194.29 风荷载 Tmax ⑦ Tmin 左风 右风 Nmax 及 M、V 项目 组合值 项目 内力组合 Nmin 及 M、V 组合值 |M|max 及 N、V 项目 组合值 ⑧ ⑨ ⑩ ② 0 0 40.49 ±7.71 ±7.71 43.71 -43.71 ①+②+③+⑤ -172.63 0 -0 412.46 0 443.38 0 57.8 0 57.8 0 0 0 0 0 0 0 0 713.53 -34.71 -192.82 27.37 193.01 ±-178.58 7.71 ±7.71 43.71 -43.71 ①+②+③+ ⑤ 74.3 352.0 79.9 396.4 0 0 0 0 1734.90 132.840.48 -50.48 -37.68 15.56 ±-132.84 91.32 ±91.32 4 74.3 -8.17 352.0 -25.91 79.9 396.4 0 0 0 0 ①+0.85(③+⑤+⑦) -275.42 -176.32 ①+0.85（③+⑤+⑦） 326.91 426.29 1754.20 476.31 893.11 -98.42 ①+⑦ ①+0.8（③+⑤+⑥） 783.23 273.84 ①+⑥ 376.43 ①+②+③+1875.10 ⑤ 718.37 ①+0.85（②+ 1673.14③+⑤⑥) 10.45 10.53 ±10.53 76.25 -58.11 -8.42 -25.27 ±31.83