【正文】 ................... 66 ............................................. 70 第 9章 地基基礎(chǔ)計算 ............................................. 74 基礎(chǔ)的選擇 ................................................. 74 基礎(chǔ)埋深 .................................................. 74 基礎(chǔ)設(shè)計 ................................................... 75 結(jié)束語 ............................................................. 79 參考文獻(xiàn) ........................................................... 80 致謝 ............................................................... 81 第 6 頁 第 1 章 建筑設(shè)計 工程概況 本設(shè)計為鋼結(jié)構(gòu) 單跨雙坡 門式剛架輕型廠房 ,工程所在地設(shè)在 廣東河源 。 廠房長度為 (柱距 )6m 11（榀數(shù) 1） ， 跨度為 24m， 柱高 9m， 屋面坡度為 1/10，采用等截面柱和梁，有吊車，起重量為 10t，工作級別為 A5 的吊車一臺 。 基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)。 設(shè)計原始資料 本工程 結(jié)構(gòu)安全等級 為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為 ，設(shè)計基準(zhǔn)期為 50 年。 廣東河源 地區(qū) 基本風(fēng)壓為 ,基本雪壓 0kN/ 2m ， 場地 條件為 Ⅱ類 ，地面 粗糙度 為 B類，地震烈度 為 6度。 設(shè)計將該單層廠房基礎(chǔ)埋在 2 號土層，持力層為棕黃粘土，持力層厚度為 ,地基承載力特征值為 200kN/ 2m ，場地類別為Ⅱ類土。 對于屋面均布活荷載根據(jù)《輕型鋼結(jié)構(gòu)常用資料速查手冊》第 258 頁，表79 可知，壓型鋼板等輕質(zhì)屋面取 。 鋼材采用 Q345 鋼，檁條墻梁均采用冷彎薄壁卷邊 C型鋼，圍護(hù)構(gòu)件采用壓型鋼板，螺栓連接采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 。 設(shè)計 的任務(wù)與要求 建筑設(shè)計 建筑設(shè)計說明書內(nèi)容：設(shè)計任務(wù)簡介 ； 平、立、剖面設(shè)計說明 ； 承重及圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇和布置、主要節(jié)點構(gòu)造說明 等 。 第 7 頁 圖紙內(nèi)容：建筑平面圖 （ 2 個） 、立面 圖（ 2 個） 、剖立面 （ 1 個） 、節(jié)點詳圖 （ 2～ 3 個 ） ，門窗明細(xì)表、必要的文字說明， 采用一 號圖紙完成。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖紙內(nèi)容：基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu) 平面 布置和基礎(chǔ)施工圖；柱 及 柱間支撐布置圖； 剛架及屋面支撐平面布置圖、 屋面檁條布置圖、墻架布置圖；剛架圖；節(jié)點圖（柱腳、柱和梁交接處 、橫梁屋脊拼接處及橫梁拼接處 ）。 采用一號圖紙完。 說明部分：結(jié)構(gòu)方案 、 承重構(gòu)件（包括屋面板、檁條、柱、基礎(chǔ)、支撐系統(tǒng)選型說明） 和連接形式等。 計算部分 對廠房 一榀 橫向剛架進(jìn)行荷載計算 、 內(nèi)力分析 、 截面設(shè)計 及節(jié)點設(shè)計； 基礎(chǔ)的設(shè)計及配筋 ； 檁條、墻架及柱間支撐的設(shè)計 。 計算書要求： 計算步驟清晰， 計算 過程 準(zhǔn)確、 計算時有相應(yīng)的計算簡圖及 必要的 節(jié)點連接 示意圖 。 建筑平面設(shè)計 本廠房平面設(shè)計考慮到現(xiàn)在較常用的剛架承重方案，采用輕型門式剛架。考慮柱距的經(jīng)濟(jì)性和受理的均勻合理性，所以縱向柱距取 6m。 廠房柱距方向總長度 120m300m,橫向跨度 24m150m,無需設(shè)置溫度伸縮縫。 此外，考慮到抗震設(shè)計的一些要求，建筑物應(yīng)力求規(guī)則。因此，本次設(shè)計在平面上采用較為簡單平面布置。對于建筑物大門的設(shè)置，考慮到有中級吊車出入，在左右山墻上采用 的推拉門。建筑物縱向墻體考慮到人員及設(shè)備的出入方便上，采用 的推拉門。屋頂為不上人屋頂，屋頂排水采用有組織外檐溝排水，層頂排水坡度為 10%，檐溝內(nèi)排水坡度為 。 柱網(wǎng)布置圖如圖 11所示： 第 8 頁 圖 11 柱網(wǎng)布置圖 建筑立面設(shè)計 考慮到排架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，柱間盡量多用窗，使窗與柱及窗間墻之間形成了有節(jié)奏的虛實對比，顯得明快、活潑，同時也得到了良好的采光效果。大門 2 個，均勻布置。除了在 米高處設(shè)窗之外，在排架柱上部采用貫通的窗以減輕自重和增加廠房內(nèi)部通風(fēng)的功能。懸掛式雨蓬的運(yùn)用，和大門的設(shè)置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流導(dǎo)向的作用。 建筑剖面設(shè)計 廠房高度的確定 廠房柱 標(biāo) 高設(shè)為 ,軌頂標(biāo)高 。滿足《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的柱頂標(biāo)高 H 應(yīng)為 300mm 的倍數(shù)。軌頂?shù)臉?biāo)高 H1取為 600mm 的倍數(shù)。 由于廠房內(nèi)有吊車作業(yè)，柱頂標(biāo)高按下式來確定： H = ??1 +??6 +??7 = + + = 式中： H—— 柱頂標(biāo)高（ m），必須符合 3M 的模數(shù)； ??1 —— 吊車軌頂標(biāo)高（ m），一般由設(shè)計人員提出； ??6—— 軌頂至小車頂面的距離，由吊車規(guī)格表查得為 ，取為 第 9 頁 ??7—— 小車頂面至屋架下弦底面之間的安全距離，應(yīng)考慮到屋架的撓度、廠房可能不均勻沉陷等因素，最小尺寸為 220mm， 濕陷性黃土地區(qū)一般不小于 300mm，為了檢修吊車梁方便這里取為 ； 牛腿 標(biāo)高： ??1? (軌道加吊車梁高 ) = ? = 室內(nèi)地坪標(biāo)高的確定 在一般情況下，單層廠房室內(nèi)地坪與室外地面需設(shè)置高差，以防止雨水倒灌侵入室內(nèi)。但為了便于運(yùn)輸工具出入廠房和不加長門口坡道的長度，這個高差又不宜太大，在該廠房設(shè)計中高差取值為 300mm。確定室內(nèi)地坪標(biāo)高為 177。，室外標(biāo)高為 。 廠房屋面 排水設(shè)計 為了使廠房立面美觀，本廠房采用有組織內(nèi)落內(nèi)排，即使落水管沿室內(nèi)柱子落下，將雨水排至地下水管道?？紤]到 河源 地區(qū) 的氣象條件 ,一級廠房最大高度的限制，廠房屋面排水坡度取 1/10，天溝縱向坡度取 2%。 具體內(nèi)天溝做法如下圖 12 所示： 第 10 頁 圖 12 邊跨內(nèi)天溝做法示意圖 其他建筑構(gòu)造 屋頂?shù)拇_定 本設(shè)計中廠房屋面采用有檁體系，即在剛架斜梁上設(shè)置 C 型冷彎薄壁型鋼檁條，再鋪設(shè) 厚的鍍鋅壓型彩涂板做成屋面 。 它施工速度快、重量輕、表面帶有色彩涂層、防銹、耐腐蝕、美觀。屋頂坡度考慮屋面排水需要，屋面坡度為 1:10 。 地面的確定 由于廠房內(nèi)有重型物品的堆放或車輛行駛，由此考慮建筑物的地面構(gòu)造采用混凝土實鋪地面。 地面在鋪設(shè)時，將開挖的土回填夯實后，在上面鋪設(shè)碎石或三合土，然后用1： 3 水泥砂漿找平，然后再鋪設(shè)混凝土面層。由于在該廠房中有焊接，會產(chǎn)生火花，為了避免出面意外，地面采用特殊的不發(fā)光地面。地面做法如下圖所示。 圖 13 廠房地面做法 第 11 頁 門口坡道做法 在廠房的大門外，應(yīng)做行車坡道。坡度取 1： 8，根據(jù)前面定出的室內(nèi)外高差 300mm,則可求出外坡道的水平長度為 3008=2400mm。坡道的構(gòu)造做法是：素土夯實， 20mm 厚 1： 3 水泥砂漿面層， 50mmC20 混凝土填層，坡道布置如下圖所示： 圖 14 門口坡道示意圖 圖 15 坡道做法示意 散水構(gòu)造 廠房周圍做寬 900mm 的混凝土散水，散水坡度取 5%，散水構(gòu)造由下至上為素土夯實， 80 厚碎磚打底， 60厚 C10 混凝土， 10厚 1： 水泥砂漿抹面。 具體做法如下圖所示： 第 12 頁 圖 16 散水構(gòu)造示意圖 雨棚的確定 該廠房設(shè)計中取 雨棚高出門洞 300mm，由前面確定出的 南北 與東西方向的 門高 分別 為 與 ，即得 南北 與東西方向的 雨棚標(biāo)高 分別 為 與 。雨棚尺寸確定如下：厚度為 300m，外挑 為 2400mm，寬度略比門洞尺寸寬，取南北 與東西方向 分別 為 與 。 ． 6 屋脊的確定 屋面板采用 厚的鍍鋅壓型彩涂板 ， 屋面的連接形式及構(gòu)造見下圖： 圖 17 屋脊連接構(gòu)造 第 13 頁 門窗表 表 11 門窗 表 第 2 章 吊車設(shè)計 資料：吊車總重量： ，小車 :4t,跨度 , 最大輪壓： ，最小 輪 壓： ， B=3500mm， W=3000mm， H1=975mm，軌道型號 38kg/m。 設(shè)計資料 第 14 頁 吊車小車軌道吊車梁牛腿輪壓 P 輪壓 P額定起重量10噸圖 21 吊車輪壓示意圖 吊車總重量： 噸，最大輪壓： ，最小輪壓： 。 吊車荷載計算 吊車荷載動力系數(shù) α = ，吊車荷載分項系數(shù) ???? = 則吊車荷載設(shè)計值為 豎向荷載設(shè)計值 P = α????? ????????? = = ???? 橫向水平荷載設(shè)計值 T = ???? (??+ ??)2?? = (100 +40)2 2 = ???? 水平荷載設(shè)計值 H = ???? ????????,?? = = ???? 內(nèi)力計算 ,1 吊車梁中最大彎矩及相應(yīng)的剪力 第 15 頁 如圖位置時彎矩最大] 圖 22 C 點最大彎矩 Mmax 對應(yīng)的截面位置 兩個輪子作用于吊車梁時，最大彎矩點位置為 a2=a1/4=3000/4=750mm 考慮吊車來那個自重對內(nèi)力的影響，將內(nèi)力乘以增大系數(shù) ????=,則最大彎矩好剪力設(shè)計值分別為： ?????????? = ????∑??(??2 ???2)2?? = 2 (3 ?)26 = ????.?? ???? = ????∑??(??2 ???2)?? = 2 (3 ?)6 = ???? 吊車梁的最大剪力 如圖位置的剪力最大 PBAa160006000PwCP 圖 23 A 點受到剪力最大時截面的位置 ???? = ( +1) = ???? ???????? = ???? 水平方向最大彎矩 第 16 頁 ???? = ???? ?????????? = = ????.?? 截面選擇 鋼材為 Q345，估計翼緣板厚度 不會 超過 16mm，故抗彎強(qiáng)度設(shè)計值為f=310N/mm2。腹板的厚度也不超過 16mm，故抗彎強(qiáng)度為 fV=180N/mm2 梁高初選 容許最小高度由剛度條件決定，按容許撓度值 ( 500lv? )要求的最小高度為： ???????? ≥ [??]??[????]= 6000 500 295 10?6 = 531???? 由經(jīng)驗公式估算梁所需要的截面抵抗矩 W = ?????????? = 106310 = 103????3 梁的經(jīng)濟(jì)高度為： ???? = 7√??3 ?300 = 342????。 取 hw=550mm。 確定腹板厚度 按抗剪強(qiáng)度要求計算腹板所需的厚度為： ???? = ????????????????= 103550 180 = ???? 按經(jīng)驗公式： ???? = √?? = √ = ???? 根據(jù)構(gòu)造要求，腹板厚度 一般取 2mm 的整數(shù)倍，則取 tw=10mm。 確定翼緣尺寸 第 17 頁 b ≈ (15~13)??0 = (15 ?13) 550 = 110~ 上翼緣尺寸取 340mm15mm，下翼緣尺寸取 240mm15mm. 螺栓選用M22 d=24mm 根據(jù)梁受壓翼緣自由外伸寬度 b1 與其厚度 t 之比應(yīng)滿足《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 GB50017?2021 第 條規(guī)定 : ???? 15√235???? ??1?? =340215 = 15√235345 = (滿足局部穩(wěn)定要求 ) 制動結(jié)構(gòu)與支撐構(gòu)件 制動結(jié)構(gòu)與支撐構(gòu)件，其中制動板選花紋鋼板 — 805?4，邊梁為槽鋼 [25a 吊車梁截面及吊車梁系統(tǒng)組成構(gòu)件見圖： 圖 2