混凝土课程设计单厂房设计(DOC32页).doc

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1、某单层工业厂房设计一、设计资料某机械加工车间为单层单跨等高厂房，跨度为30m，柱距6m，车间总长60m，无天窗。设有两台10t相同的软钩吊车，吊车工作级别为A5级，轨顶标高+11.4m。采用钢屋盖、预制钢筋混凝土柱、预制钢筋混凝土吊车梁和柱下独立基础。屋面不上人。室内外高差为0.15m，基础顶面离室外地平为1.0m。纵向围护墙为支承在基础梁上的自承重空心砖砌体墙，厚240mm，双面采用20mm厚水泥砂浆粉刷，墙上有上、下钢框玻璃窗，窗宽为3.6m，上、下窗高为1.8m和4.8m，钢窗自重0.45kN/m2，排架柱外侧伸出拉结筋与其相连。基本风压值W0=0.3kN/m2，地面粗糙类别为B类；基本

2、雪压为0.2 kN/m2，雪荷载的准永久值系数q=0.5；地基承载力特征值为200kN/m2。不考虑抗震设防。2、 构件选型（一）钢屋盖采用如图1所示的30m钢桁架，桁架端部高为1.5m，中央高度为3.0m，屋面坡度为1/10。刚檩条长6m，屋面板采用彩色钢板，厚4mm。图1 30m钢桁架（二）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DL9Z，边跨DL9B，梁高hb=1.2m。轨道连接采用标准图集G325（二）。查标准图集04G323-2钢筋混凝土吊车梁（工作级别A4、A5），预制钢筋混凝土吊车梁截面及尺寸如图2所示。图2 预制钢筋混凝土吊车梁截面查标准图集04G325吊

3、车轨道联结及车档，轨道连接剖面图如图3所示。图3 轨道连接剖面图（三）预制钢筋混凝土柱预制钢筋混凝土柱示意图如图4所示。图4预制钢筋混凝土柱取轨道顶面至吊车梁顶面距离ha=0.2m，故牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度hb-轨顶至吊车梁顶高度ha=11.4-1.2-0.2=+10m。由附录12查得，吊车轨顶至吊车顶部的高度为2.19m，考虑到屋架下弦及支撑可能产生的下垂挠度，以及厂房地基可能产生不均匀沉降时对吊车正常运行的影响，屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度最小尺寸为220mm，故柱顶标高=轨顶标高+吊车轨至吊车顶部高+屋架下弦至吊车顶高=11.4+2.19+0.22=13.81m。基础顶面至

4、室外地坪的距离为1.0m，则基础顶面至室内地坪的高度=基础顶面至室外地坪距离+室内外高差=1.0+0.15=1.15m，故从基础顶面算起的柱高H=基础顶面至室内地坪高度+柱顶标高=13.81+1.15=14.96m。上部柱高Hu=柱顶标高-轨顶标高+轨道构造高度+吊车梁支撑处的吊车梁高=13.81-10=3.81m。下部柱高Hl=从基础顶面算起的柱高H-上部柱高Hu=14.96-3.81=11.15m。参考混凝土结构与砌体结构设计（中册）表12-2，选择柱截面形式：上部柱采用矩形截面bh=400mm400mm；下部柱采用I形截面bfhbhf=400mm900mm100mm150mm。（四）柱下

5、独立基础采用锥形杯口基础三、计算单元及计算简图（一）定位轴线厂房跨度L与吊车跨度Lk的关系： L=Lk+2e，e=B1+B2+B3。B1 ：由混凝土结构与砌体结构设计（中册）附表12可查得轨道中心线至吊车端部的距离B1=230mm; B2 ：吊车桥架至上柱内边缘的距离，因吊车起重重量小于50t，取B280mm，故取B2=80mm；B3 ：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，B3=400mm。B1+B2+B3=230+80+400=710mm750mm，可以。取e=750mm。故取封闭的定位轴线A、B都分别与左、右外纵墙内皮重合。（二）计算单元由于该机械加工车间厂房在工艺上没有特殊要求，结构布

6、置均匀除吊车荷载外，荷载在纵向的分布是均匀的，故可取一榀横向排架为计算单元，计算单元的宽度为纵向相邻柱间距中心线之间的距离，即B=6.0m,如图5所示。图5 计算单元（三）计算简图排架的计算简图如图6所示。排架柱截面尺寸如图7所示。图6 计算简图 图7 排架柱的截面尺寸 排架柱截面特性：；，。四、荷载计算（一）屋盖荷载1.屋盖恒荷载近似取屋盖恒荷载标准值为，故由屋盖传给排架柱的集重荷荷载设计值F1=Gg恒荷载标准值柱距（厂房跨度/2）=1.21.2615=129.6 kN，作用于上部柱中心线外侧e0=h上/2-150=50mm处。2.屋面活荷载荷载规范规定，屋面均布活荷载标准值为0.5 kN/

7、 m2，比屋面雪荷载标准值0.2 kN/ m2大，故仅按屋面均布活荷载计算。故由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值F6=Gg活荷载标准值柱距（厂房跨度/2）=1.40.5615=63kN，作用于上部柱中心线外侧e0=h上/2-150=50mm处。（二）柱和吊车梁等恒荷载上部柱自重标准值为，故作用在牛腿顶截面处的上部柱恒荷载设计值F2=Gg上部柱自重标准值上部柱高Hu=1.243.81=18.29 kN。作用于牛腿顶截面上部柱中心线处。下部柱自重标准值为4.69 kN/ m2，故作用在基础顶截面处的下部柱恒荷载设计值F3=Gg下部柱自重标准值下部柱高Hl=1.24.6911.15=62.75 kN

8、。作用于基础顶截面下部柱中心线处。吊车梁自重标准值为39.5 kN/根，轨道连接自重标准值为0.80 kN/ m2，故作用在牛腿顶截面处的吊车梁和轨道连接的恒荷载设计值F4=G（g吊车梁自重标准值+6g轨道连接自重标准值）=1.2(39.5+60.8)=53.16 kN。作用于牛腿顶截面下部柱中心线外侧e4=e-h下/2=750-900/2=300mm处。上、下柱中心线距离为e=400-150=250mm。F1 、F2 、F3 、F4 和F6的作用位置如图8所示。图8 恒荷载的作用位置（三）吊车荷载吊车跨度Lk=厂房跨度L-2e=30-20.75=28.5m。查混凝土结构与砌体结构设计（中册）

9、附录12，得吊车轮压和基本尺寸：起重量Q=10t，Lk=28.5m时的吊车最大轮压标准值Pmax,k=140kN、最小轮压标准值Pmin,k=66kN、小车自重标准值G2,k=38kN、与吊车额定其中量相对应的重力标准值G3,k=100kN，吊车宽度B和轮距K：B=6.4m，K=5.25m。1.吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin相邻吊车轮距=B-K=6.4-5.25=1.15m。吊车梁支座反力影响线如图9所示。图9 吊车梁支座反力影响线查混凝土结构与砌体结构设计（中册）表12-1多台吊车的荷载折减系数=0.9，由吊车梁支座反力影响线可知：Dmax,k=Pmax,kyi=0.9140(0.90

10、4+0.904+0.03+0.03)=235.37kNDmax=QDmax,k=1.4235.37=329.52kNDmin= Dmax(Pmin,k/Pmax,k)=329.5266/140)=155.35kN2.吊车横向水平荷载设计值Tmax因吊车额定起重量Q10t，故取吊车横向水平荷载系数=0.12。Tk= (G2,k+G3,k)/4=0.12(38+100)/4=4.14kNTmax= Dmax(Tk /Pmax,k)=329.52(4.14/140)=9.74kN（四）风荷载1.作用在柱顶处的集中风荷载设计值这时风荷载的高度变化系数Z按檐口离室外地坪的高度0.15+柱顶标高13.81

11、+屋架端部高度1.5=15.46m来计算。查混凝土结构与砌体结构设计（中册）表10-4风压高度变化系数：离地面15m时，Z=1.14；离地面20m时，Z=1.25，用插入法，知Z=1.14+(1.25-1.14)/(20-15)(15.46-15)=1.15。由图1知，h1= h2=1.5m，查混凝土结构与砌体结构设计（中册）表10-5风荷载体形系数，该厂房的风荷载体形系数如图10所示。k=(0.8+0.5)h1+(0.5-0.6) h2ZW0B=(0.8+0.5)1.5+(0.5-0.6)1.51.150.36=3.73 kN=Qk=1.43.73=5.22 kN图10 风荷载体形系数2.沿

12、排架柱高度作用的均布风荷载设、计值q1 、q2这时风荷载的高度变化系数Z按柱顶离室外地坪的高度0.15+柱顶标高13.81=13.96m来计算。Z=1+(1.14-1.0)/(15-10)(13.96-10)=1.11。q1=QsZW0B=1.40.81.110.36=2.24kN/m（压力）q2=QsZW0B=1.40.51.110.36=1.40kN/m（吸力）五、内力分析内力分析时所取得荷载值都是设计值，故得到的内力值都是内力设计值。（一）屋盖荷载作用下的内力分析1.屋盖集中恒荷载F1作用下的内力分析M1= F1e0=129.60.05=6.48kNm。由图7排架柱的截面尺寸知n=Iu/

13、Il=21.3/195.38=0.109，=Hu/H=3.81/14.96=0.255，查混凝土结构与砌体结构设计（中册）附图9-2柱顶力矩作用下系数C1的数值，得C1=2.13。按公式计算：C1=1.5=1.5=2.02可见与查附图9-2所得接近，取C1=2.02。R=(M1/H)C1=(6.48/14.96)2.02=0.88 kN2.屋盖集中活荷载F6作用下的内力分析M6= F6e0=630.05=3.15kNmR=(M6/H)C1=(3.15/14.96)2.02=0.43 kN在F1、F6分别作用下的排架柱弯矩图、轴向力图和柱底剪力图，分别如图11（a）和（b）所示。图中标出的内力值

14、是指控制截面-、-和-截面的内力设计值。弯矩以排架柱外侧受拉的为正，反之为负；柱底剪力以向左为正、向右为负。（a）屋盖恒荷载作用下的内力图（b）屋盖活荷载作用下的内力图图11 屋盖荷载作用下的内力图（二）柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的内力分析按悬臂柱来分析。其对排架柱底部产生的弯矩和轴向力为：M=F4e4-F20.25=53.160.3-18.290.25=+11.38kNmN=F2+F3+ F4=18.29+53.16+62.75=134.2kN。其对排架柱产生的弯矩和轴力图如图12所示。图12 柱自重及吊车梁等作用下的的内力图（三）吊车荷载作用下的内力分析1.Dmax作用在A柱，D

15、min作用在B柱时A柱的内力分析Mmax=Dmaxe4=329.520.3=98.86kNmMmin=Dmine4=155.350.3=46.61kNm这里的偏心距e4是指吊车轨道中心线至下部柱截面形心的水平距离。A柱顶的不动支点反力，查混凝土结构与砌体结构设计（中册）附图9-3力矩作用在牛腿顶面时系数C3的数值，得C1=1.24。按公式计算：C3=1.5=1.5=1.24，取C3=1.24。A柱顶的不动支点反力RA=(Mmax/H)C3=(98.86/14.96)1.24=8.19kN（）B柱顶的不动支点反力RB=(Mmin/H)C3=(46.61/14.96)1.24=-3.86kN（）A

16、柱顶水平剪力VA=RA+(-RA-RB)/2=8.19+(-8.19+3.86)/2=6.03kN（）B柱顶水平剪力VB=RB+(-RA-RB)/2=-3.86+(-8.19+3.86)/2=-6.03kN（）内力图如图13（a）所示。2.Dmin作用在A柱，Dmax作用在B柱时B柱的内力分析此时，A柱顶的剪力与Dmax作用在A柱时的相同，也是VA=6.03kN（），故可得内力值，内力图如图13（b）所示。3.在Tmax作用下的内力分析Tmax至牛腿顶面的距离为11.4-10-0.2=1.2m；Tmax至柱底的距离为轨顶标高+基础顶面至室外地坪距离+室内外高差=11.4+1.0+0.15=12

17、.55m。因A柱与B柱相同，受力也相同，故柱顶水平位移相同，没有柱顶水平剪力，故A柱的内力图如图14所示。（a）Dmax作用在A柱时（b）Dmin作用在A柱时图13 吊车竖向荷载作用下的内力图 图14 Tmax作用下的内力图（四）风荷载作用下A柱的内力分析左风时，在q1、q2 作用下的柱顶不动铰支座反力，查混凝土结构与砌体结构设计（中册）附图9-8水平均匀荷载作用在整个上、下柱时系数C11的数值，得C11=0.330。按公式计算：C11=0.342，取C11=0.342。不动铰支座反力：RA=q1HC11=2.2414.960.342=-11.46kN（）RB=q2HC11=1.414.960

18、.342=-7.16kN（）A柱顶水平剪VA=RA+(-RA-RB)/2=-11.46+(5.22+11.46+7.16)/2=0.46kN（）B柱顶水平剪力VB=RB+(-RA-RB)/2=-7.16+(5.22+11.46+7.16)/2=4.76kN（）A柱底弯矩值MA=q1H2/2+VAH=2.2414.962/2+0.4614.96=+257.54kNmB柱底弯矩值MB=-(q2H2/2+VBH)=-(1.414.962/2+4.7614.96)=-227.87kNmA柱底剪力值VA底=q1H+VA=2.2414.96+0.46=+33.97kNB柱底剪力值VB底=q2H+VB=-(

19、1.414.96+4.76)=-25.71kN故左风和右风时，A柱的内力图分别如图15（a）、（b）所示。（a）左风时 （b）右风时图15 风荷载作用下A柱的内力图六、内力组合表及其说明（一）内力组合表A柱控制截面及内力正号方向如图16所示。A柱控制截面-、-和-的内力组合见附表1。图16 A柱控制截面及内力正号方向32七、排架柱截面设计采用就地预制柱，混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋为HRB400级钢筋，采用对称配筋。（一）上部柱配筋计算由内力组合表1，控制截面-的内力设计值M=75.65kNm，N=204.59kN。1.考虑P-二阶效应e0=359mm，ea=20mm，ei=e0+ea

20、=359+20=379mmA=bh=400400=160103mm2c=5.421.0, 取c=1.0查混凝土结构与砌体结构设计（中册）表12-3知，采用刚性屋盖的单层工业厂房排架柱的计算长度l0=2Hu=23.81=7.62ms=1.232.截面设计假设为大偏心受压，则x=36.87mm2as=80mm，取x=2as=80mm计算。e= e0+ea =+ea=(1.2375.65/204.59)103+20=461.22mmAs= As=844mm2选用3C20，As= As=942mm2，故截面一侧钢筋截面面积942mm2minbh=0.2400400=320mm2；同时柱截面总配筋294

21、2=1884mm20.55400400=880mm2。最小配筋率v,min=0.65%3%，满足。3.垂直于排架方向的截面承载力验算查混凝土结构与砌体结构设计（中册）表12-3知，垂直于排架方向的上柱计算长度l0=1.25Hu=1.253.81=4.8m。=12，查混凝土结构与砌体结构设计（上册）表5-1钢筋混凝土构件的稳定系数，得=0.95。Nu=0.9(fcA+fyAs)=0.90.95(14.3400400+3601884)=2536.14kNN= 204.59kN（N为上柱轴力的最大内力），承载力满足。（二）下部柱配筋计算按控制截面-进行计算。由内力组合表知，有二组不利内力：（a）（b

22、）1.按（a）组内力进行截面设计e0=600mm，ea=h/30=900/30=30mm，ei=e0+ea=600+30=630mmA=bh2(bf-b)hf=100900+2(400-100)150+25(400-100)=1.725105mm2c=1.991.0, 取c=1.0s=1.14假设为大偏心受压，且中和轴在翼缘内：x=108mm2as=80mmhf=150+12.5=162.5mm说明中和轴确实在翼缘内。e= e0+ea =+ea=(1.14370.42/617.07)103+20=308mmAs=As=615mm2采用4C20，As= As=1256mm2。2.按（b）组内力进

23、行截面设计e0=1045mm，ea=30mm，ei=e0+ea=1045+30=1075mmA=bh2(bf-b)hf=100900+2(400-100)(150-12.5)=1.725105mm2c=5.481.0, 取c=1.0s=1.08x=46.12mm2as=80mm，按x=2as=80mm计算。e= e0+ea =+ea=(1.08275.6/263.8)103+20=751mmAs=As=671mm2采用4C20，As=As=1256mm2。3.垂直于排架方向的承载力验算查混凝土结构与砌体结构设计（中册）表12-3知，垂直于排架方向的下柱计算长度l0=0.8Hl=0.811.15

24、=8.92m。=22.3, 查混凝土结构与砌体结构设计（上册）表5-1钢筋混凝土构件的稳定系数，得=0.7。Nu=0.9(fcA+fyAs)=0.90.7(14.31.725105+36021256)=2123.77kN（a）组轴向力N=617.07kN（N按最大内力），承载力满足。（三）排架柱的裂缝宽度验算裂缝宽度应按内力的准永久组合值进行验算。内力组合表中给出的是内力设计值，因此要将其改为内力的准永久组合值，即把内力设计值乘以准永久组合系数q，再除以活荷载分项系数Q=1.4,。风荷载的q=0，故不考虑风荷载；不上人屋面的屋面活荷载，其q=0，故把它改为雪荷载，即乘以系数3/5。1.上部柱裂

25、缝宽度验算按混凝土结构与砌体结构设计（中册）式10-35的荷载准永久组合，可得控制截面-的准永久组合内力值：Mq=+0+(-1.51)-22.97-29.22=28.84kNmNg=+(63)=128.64kN由混凝土结构与砌体结构设计（上册）式8-38知最大裂缝宽度：Wmax=cr(1.9cs+0.08)=0.01180.01，取=0.0118e0=224.19mm=0.620.55，故要进行裂缝宽度验算。ys=-as=200-40=160mms=1.15e=se0+ys=1.15224.19+160=417.82mm，f=0z=0.87-0.12(1-f)2h0=0.87-0.122360

26、=281mmsq=66.49N/mm2纵向受拉钢筋外边缘至受拉边的距离为28mm，Cs=28mm。=1.1-0.65=1.1-0.65=-0.57，负值，取=0.2Wmax=cr(1.9cs+0.08)=1.90.2(1.928+0.08)=0.052mm0.3mm，满足。2.下部柱裂缝宽度验算对-截面内力组合+Mmax及相应的N的情况进行裂缝宽度验算。Mq=+3.08+(8.65+122.24+257.54)=181.78kNmNg=+(63+329.52)=323.6kN=0.013e0=561.74mm =0.650.55，故要进行裂缝宽度验算。ys=-as=450-40=410mm=1

27、2.3914，故取s=1.0e=se0+ys=1.0561.74+410=971.74mmf=0.542z=0.87-0.12(1-f)2h0=0.87-0.12(1-0.542)2860=701.4mmsq=99.3N/mm2=1.1-0.65=1.1-0.65=0.0880.2，取=0.2Wmax=cr(1.9cs+0.08)=1.90.2(1.928+0.08)=0.038mm0.3mm，满足。（四）箍筋配置非地震区的单层厂房排架柱箍筋一般按构造要求设置。本厂房上、下柱均采用A8200，在牛腿处箍筋加密为B8100。（五）牛腿设计根据吊车梁支承位置，吊车梁尺寸及构造要求，确定牛腿尺寸如图

28、17所示。牛腿截面宽度b=400mm，截面高度h=600mm，截面有效高度h0=560mm。图17 牛腿尺寸及配筋1.按裂缝控制要求盐酸牛腿截面高度作用在牛腿顶面的竖向力标准值Fvk=Dmax+F4,k=232.37+=279.67kN牛腿顶面没有水平荷载，即Fhk=0（Tmax作用在吊车梁顶面）。设裂缝控制系数=0.65，ftk=2.01N/mm2，a=-150+20=-130mm0，故取a=0，由混凝土结构与砌体结构设计（中册）式12-18得(1-0.5)=0.65=585.31kNFvk=460.33kN，满足。2.牛腿配筋由于a=-130mm，故可按构造要求配筋。水平纵向受拉钢筋截面面

29、积，采用4C14，；满足最小配筋率的要求。牛腿柱水平箍筋为B8100。（六）排架柱的吊装验算1.计算简图由混凝土结构与砌体结构设计（中册）表12-4知，排架柱插入基础杯口内的高度h1=0.9h=0.9900=810mm，取h1=850mm，故柱的总长为3.81+11.15+0.85=15.81mm。采用就地翻身起吊，吊点设在牛腿下部处，因此起吊时的支点有两个：柱底和牛腿底，上柱和牛腿是悬臂的，计算简图如图18所示。图18 预制柱的翻身起吊验算2.荷载计算吊装时，应考虑动力系数=1.5，柱自重的重力荷载分项系数取1.35。q1=Gq1k=1.51.354.0=8.10kN/mq2=Gq2k=1.

30、51.35(0.41.025)=20.25kN/mq3=Gq3k=1.51.354.69=9.50kN/m3.弯矩计算M1=-q1Hu2=-8.103.812=-58.79kNmM2=-q1Hu(+0.6)-q20.62=-8.103.81(+0.6)-20.250.62=-80.95kNm由=0知，RAl3-q3l32- M2=0，RA=q3l3+=9.509-=33.76 kNM3=RAx-q3x2，令=0，得x=3.55，故M3=33.763.55-9.53.552=60kNm4.截面受弯承载力及裂缝宽度验算x=37mm2=80mm，大偏心受压。上柱：Mu=360942(360-40)=

31、108.5kNm0M1=0.958.79=52.9kNm，满足。裂缝宽度验算：（按受弯构件考虑）Mq=43.5kNmsq=147N/mm2=0.011=1.1-0.65=1.1-0.65=0.29Wmax=cr(1.9cs+0.08)=1.90.42(1.928+0.08)=0.11mm0.3mm，满足。下柱：Mu=3601256(860-40)=370.7kNm0M2=0.980.95=72.85kNm，满足。裂缝宽度验算：Mq=60kNmsq=63.85N/mm2=0.011=1.1-0.65=1.1-0.65=负值，取=0.2Wmax=cr(1.9cs+0.08)=1.90. 2(1.9

32、28+0.08)=0.065mm0.3mm，满足。（七）绘制排架柱的施工图配筋图详见A2图纸。八、锥形杯口基础设计（一）作用在基础地面的内力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=6.0，墙高13.81+1.2（柱顶至檐口）+1.15-0.45（基础梁高）=15.71m。墙上有上、下钢框玻璃窗，窗宽3.6m，上、下窗高分别为1.8m和4.8m，钢窗自重0.45kN/m2，每根基础梁自重标准值为16.7kN/m2，内、外20mm厚水泥石灰砂浆粉刷20.36kN/m2，空心砖重度16kN/m2。故由墙体和基础梁传来的重力荷载标准值Nwk和设计值Nw：基础梁自重 16

33、.7kN围护墙自重 (20.36+160.24) 615.71-(1.8+4.8) 3.6=321.48kN钢窗自重 0.453.6(4.8+1.8)=10.69kNNwk=348.87kNNw=1.2Nwk=1.2348.87=418.64kN基础梁和围护墙对基础的重力荷载如图19所示。图19 基础梁和围护墙对基础的重力荷载Nwk或Nw对基础的偏心距ew=120+450=570mm对基础底面的偏心弯矩Mwk=Nwkew=348.870.57=198.86kNm（逆时针）Mw= Nwew=418.640.57=238.63kNm（逆时针）2.柱传来的第组内力由排架A柱的内力组合表1知，控制截面

34、的内力组合-Mmax及相应的N、V为：-Mmax=-336.28kNm（逆时针），N=+403.62kN（），V=36.45（）。（内力组合表1中柱底水平剪力设计值-36.45kN是基础对柱的，其方向是，故柱对基础剪力设计值方向相反为。）柱对基础底面产生的内力设计值为Mb=-336.28-36.451.1（基础高度）=-376.38kNm（逆时针），Nb=403.62kN（）, Vb=36.45kN（）。由混凝土结构与砌体结构设计（中册）式10-33这组内力的标准值为：Mk,max=(6.68+11.38)-227.87-(43.6+122.24)=-230.63kNm（逆时针）Nk =(12

35、9.6+134.2)+155.35=330.8kN（）Vk =0.83-25.71-(6.03+9.74)=-25.52kN（）=25.52 kN（）柱对基底产生的内力标准值为：Mb=-230.63-25.521.1=-258.7kNm（逆时针）Nb=330.8kN（）Vb=25.52kN（）3.柱传来的第组内力+Mmax=+370.42kNm（顺时针），N=+617.07kN（），V=+35.18kN（）柱对基础底面产生的内力设计值：Mb=+370.42+35.181.1=409.12kNm（顺时针）Nb=+617.07kN（）Vb=+35.18kN（）第组内力的标准值为：Mk,max=(6

36、.68+11.38)+257.54+(3.089+8.65+122.24)=+266kNm（顺时针）Nk =(129.6+134.2)+329.52+63=486.7kN（）Vk =0.88+33.97+(0.43-6.03+9.74)=33.1kN（）柱对基底产生的内力标准值为：Mb=+266+33.11.1=302.41kNm（逆时针）Nb=486.7kN（）Vb=33.1kN（）（二）初步确定基础尺寸1.基础高度和杯口尺寸已知柱插入杯口深度为850mm，故杯口深度为850+50=900mm。杯口顶部尺寸：宽为400+275=550mm，长为900+275=1050mm；杯口底部尺寸：宽慰

37、400+250=500mm，长为900+250=1000mm。由混凝土结构与砌体结构设计（中册）表12-6，取杯壁厚度t=300mm，杯底厚度a1=200mm。初步确定基础高度为850+50+200=1100mm。2.确定基础底面尺寸基础埋深为d=0.15+1.0+1.10=2.25m，取基础底面以上土的平均重度为m=20kN/m2，则深度修正后的地基承载力特征值fk为fa=fak+dm(d-0.5)=165+1.020(2.25-0.5)=200kN/m2由排架A柱的内力组合表1，按混凝土结构与砌体结构设计（中册）式10-30，控制截面-的最大轴向力标准值：Nk,max=(129.6+134

38、.2)+329.52+63=486.7kN。按轴心受压估算基础底面尺寸：A=5.4m2考虑到偏心等影响，将基础再放大30%左右，取=2.4m，b=3.2m。基础底面积A=b=2.43.2=7.68m2基础底面弹性地抗矩=b2=2.43.22=4.1 m2（三）地基承载力验算基础及基础上方土的重力标准值Gk=2.43.21.1520=176.64kN1.按第组内力标准值验算轴向力Nwk+Nbk+Gk=348.87+330.8+176.64=856.31kN弯矩Nwkew+Mbk=198.86+258.7=457.56kNm偏心矩e=0.534，基础底面有一部分出现拉应力。a=-e=-0.534=

39、1.066pk,max=223kN/m21.2fa=1.2200=240kN/m2，满足。pk=111.5kN/m2fa=200kN/m2，满足。2.按第组内力标准值验算轴向力Nwk+Nbk+Gk=348.87+486.7+203.32=1038.89kN弯矩Mbk-Nwkew=266-198.86=67.14kNm=pk=135.3kN/m2fa=200kN/m2，满足。（四）基础受冲切承载力验算基础受冲切承载力验算图如图20所示。图20 基础受冲切承载力验算只考虑被扣顶面由排架柱传到基础底面的内力设计值，显然这时第组内力值最不利。Nb=617.07kN，Mb=409.12kNm，故Ps,m

40、ax=+=+=180.13kN/m2由柱边做出的45斜线与杯壁相交，进行受冲切承载力验算：h0=1100-40-10=1050mmat=900+21050=3000mm2400mmAl=2400100=24104 mm2=0.24 m2Fl=ps,maxAl=180.130.24=43.23kNhp=1-0.1=0.9850.7hpftamh0=0.70.9851.4327501050=2847kNFl=43.23kN对台阶一下进行受冲切承载力验算。这时冲切椎体的有效高h0=600-40-10=550mm，冲切破坏椎体最不利一侧上边长at和下边长ab分别为：at=400+2375=1150mm

41、ab=2(200+375)+2550=2250mmam=(at+ ab)=(1150+2250)=1700mm考虑冲切荷载时取用的基础底面多边形面积，即图20中打斜线部分的面积。Al= = =44.23104 mm20.45 m2Fl=ps,maxAl=180.130.45=81.1kNhp=1-0.1=0.9850.7hpftamh0=0.70.9851.431700550=921.9kNFl=99.41kN故此基础高度满足受冲切承载力验算。（五）基础底板配筋计算按地基静反力值进行配筋计算。（需扣除基础回填土自重）1.沿排架方向，即沿基础长边b方向的底板配筋计算由前面的计算可知，第组内力最不

42、利，再考虑由基础梁和围护墙传来的内力设计值，故作用在基础底面的的弯矩设计值和轴向力设计值为：Mb=Mw+Mb=238.63+376.38=615.01kNm（逆时针）Nb=Nw+Nb=418.64+403.62=822.26kN偏心距e=0.748m=0.533，基础底面有一部分出现拉应力。a=-e=-0.748=0.852mps,max=268.08kN/m2设应力为零的截面至ps,max截面的距离为xx=2.556m此截面在柱中心线右侧2.556-=2.556-1.6=0.956m处。柱边截面离柱中心线左侧为0.45m，变阶截面离柱中心线为0.725m，故：柱边截面处的地基净反力ps,=2

43、68.08=147.46kN/m2变阶截处的地基净反力ps,=268.08=176.31kN/m2地基静反力设计值图形如图21所示。图21 地基静反力设计值图沿基础长边方向，对柱边截面-处的弯矩按混凝土结构与砌体结构设计（中册）式12-38计算： M= =1.152 =270kNm变价处截面的弯矩：M=0.8752 =177kNmM，故按M配筋。采用HRB335级钢筋，fy=300N/mm2，保护层厚度取为40mm，故h0=h-=1100-40=1060mm，故As=943.4 mm2，采用B12150,每米配筋率As=393.08mm2。2.垂直排架方向，即沿基础短边方向的底板配筋计算按轴心受压考虑，带入混凝土结构与砌体结构设计（中册）式12-39计算：M= 216kNmM= 68.34kNmM,故按M计算配筋。h0=h0-=1060-12=1048mmAs=763.4 mm2选用20B10（B10150），则（满足要求）基础施工图详见A2图纸。参考文献1 GB/T 50104-2010，建筑制图标准S.2 GB 50068-2001，建筑结构可靠度设计统一标准S.3 GB 50009-2012，建筑结构荷载规范S.4 GB 50010-2010，混凝土结构设计规范S. 5 GB 50007-