【正文】 ................... 66 ............................................. 70 第 9章 地基基礎(chǔ)計(jì)算 ............................................. 74 基礎(chǔ)的選擇 ................................................. 74 基礎(chǔ)埋深 .................................................. 74 基礎(chǔ)設(shè)計(jì) ................................................... 75 結(jié)束語(yǔ) ............................................................. 79 參考文獻(xiàn) ........................................................... 80 致謝 ............................................................... 81 第 6 頁(yè) 第 1 章 建筑設(shè)計(jì) 工程概況 本設(shè)計(jì)為鋼結(jié)構(gòu) 單跨雙坡 門(mén)式剛架輕型廠房 ,工程所在地設(shè)在 廣東河源 。 廠房長(zhǎng)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(chē)，起重量為 10t，工作級(jí)別為 A5 的吊車(chē)一臺(tái) 。 基礎(chǔ)為鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì)原始資料 本工程 結(jié)構(gòu)安全等級(jí) 為二級(jí)，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為 ，設(shè)計(jì)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(chǎng)地 條件為 Ⅱ類(lèi) ，地面 粗糙度 為 B類(lèi)，地震烈度 為 6度。 設(shè)計(jì)將該單層廠房基礎(chǔ)埋在 2 號(hào)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(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)土。 對(duì)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(cè)》第 258 頁(yè)，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(jì) 的任務(wù)與要求 建筑設(shè)計(jì) 建筑設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介 ； 平、立、剖面設(shè)計(jì)說(shuō)明 ； 承重及圍護(hù)結(jié)構(gòu)選擇和布置、主要節(jié)點(diǎn)構(gòu)造說(shuō)明 等 。 第 7 頁(yè) 圖紙內(nèi)容：建筑平面圖 （ 2 個(gè)） 、立面 圖（ 2 個(gè)） 、剖立面 （ 1 個(gè)） 、節(jié)點(diǎn)詳圖 （ 2～ 3 個(gè) ） ，門(mén)窗明細(xì)表、必要的文字說(shuō)明， 采用一 號(hào)圖紙完成。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(diǎn)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(hào)圖紙完。 說(shuō)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(shuō)明） 和連接形式等。 計(jì)算部分 對(duì)廠房 一榀 橫向剛架進(jìn)行荷載計(jì)算 、 內(nèi)力分析 、 截面設(shè)計(jì) 及節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)； 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)及配筋 ； 檁條、墻架及柱間支撐的設(shè)計(jì) 。 計(jì)算書(shū)要求： 計(jì)算步驟清晰， 計(jì)算 過(guò)程 準(zhǔn)確、 計(jì)算時(shí)有相應(yīng)的計(jì)算簡(jiǎn)圖及 必要的 節(jié)點(diǎn)連接 示意圖 。 建筑平面設(shè)計(jì) 本廠房平面設(shè)計(jì)考慮到現(xiàn)在較常用的剛架承重方案，采用輕型門(mén)式剛架?？紤]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(zhǎng)度 120m300m,橫向跨度 24m150m,無(wú)需設(shè)置溫度伸縮縫。 此外，考慮到抗震設(shè)計(jì)的一些要求，建筑物應(yīng)力求規(guī)則。因此，本次設(shè)計(jì)在平面上采用較為簡(jiǎn)單平面布置。對(duì)于建筑物大門(mén)的設(shè)置，考慮到有中級(jí)吊車(chē)出入，在左右山墻上采用 的推拉門(mén)。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(mén)。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(yè) 圖 11 柱網(wǎng)布置圖 建筑立面設(shè)計(jì) 考慮到排架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，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(shí)對(duì)比，顯得明快、活潑，同時(shí)也得到了良好的采光效果。大門(mén) 2 個(gè)，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?jī)?nèi)部通風(fēng)的功能。懸掛式雨蓬的運(yùn)用，和大門(mén)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(jì) 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?jī)?nèi)有吊車(chē)作業(yè)，柱頂標(biāo)高按下式來(lái)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(chē)軌頂標(biāo)高（ m），一般由設(shè)計(jì)人員提出； ??6—— 軌頂至小車(chē)頂面的距離，由吊車(chē)規(guī)格表查得為 ，取為 第 9 頁(yè) ??7—— 小車(chē)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(chē)梁方便這里取為 ； 牛腿 標(biāo)高： ??1? (軌道加吊車(chē)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(zhǎng)門(mén)口坡道的長(zhǎng)度，這個(gè)高差又不宜太大，在該廠房設(shè)計(jì)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(jì) 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(jí)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(yè) 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(jì)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?jī)?nèi)有重型物品的堆放或車(chē)輛行駛，由此考慮建筑物的地面構(gòu)造采用混凝土實(shí)鋪地面。 地面在鋪設(shè)時(shí)，將開(kāi)挖的土回填夯實(shí)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(huì)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(yè) 門(mén)口坡道做法 在廠房的大門(mén)外，應(yīng)做行車(chē)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(zhǎng)度為 3008=2400mm。坡道的構(gòu)造做法是：素土夯實(shí)， 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(mén)口坡道示意圖 圖 15 坡道做法示意 散水構(gòu)造 廠房周?chē)鰧?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(shí)， 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(yè) 圖 16 散水構(gòu)造示意圖 雨棚的確定 該廠房設(shè)計(jì)中取 雨棚高出門(mén)洞 300mm，由前面確定出的 南北 與東西方向的 門(mén)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(mén)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(jiàn)下圖： 圖 17 屋脊連接構(gòu)造 第 13 頁(yè) 門(mén)窗表 表 11 門(mén)窗 表 第 2 章 吊車(chē)設(shè)計(jì) 資料：吊車(chē)總重量： ，小車(chē) :4t,跨度 , 最大輪壓： ，最小 輪 壓： ， B=3500mm， W=3000mm， H1=975mm，軌道型號(hào) 38kg/m。 設(shè)計(jì)資料 第 14 頁(yè) 吊車(chē)小車(chē)軌道吊車(chē)梁牛腿輪壓 P 輪壓 P額定起重量10噸圖 21 吊車(chē)輪壓示意圖 吊車(chē)總重量： 噸，最大輪壓： ，最小輪壓： 。 吊車(chē)荷載計(jì)算 吊車(chē)荷載動(dòng)力系數(shù) α = ，吊車(chē)荷載分項(xiàng)系數(shù) ???? = 則吊車(chē)荷載設(shè)計(jì)值為 豎向荷載設(shè)計(jì)值 P = α????? ????????? = = ???? 橫向水平荷載設(shè)計(jì)值 T = ???? (??+ ??)2?? = (100 +40)2 2 = ???? 水平荷載設(shè)計(jì)值 H = ???? ????????,?? = = ???? 內(nèi)力計(jì)算 ,1 吊車(chē)梁中最大彎矩及相應(yīng)的剪力 第 15 頁(yè) 如圖位置時(shí)彎矩最大] 圖 22 C 點(diǎn)最大彎矩 Mmax 對(duì)應(yīng)的截面位置 兩個(gè)輪子作用于吊車(chē)梁時(shí)，最大彎矩點(diǎn)位置為 a2=a1/4=3000/4=750mm 考慮吊車(chē)來(lái)那個(gè)自重對(duì)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(jì)值分別為： ?????????? = ????∑??(??2 ???2)2?? = 2 (3 ?)26 = ????.?? ???? = ????∑??(??2 ???2)?? = 2 (3 ?)6 = ???? 吊車(chē)梁的最大剪力 如圖位置的剪力最大 PBAa160006000PwCP 圖 23 A 點(diǎn)受到剪力最大時(shí)截面的位置 ???? = ( +1) = ???? ???????? = ???? 水平方向最大彎矩 第 16 頁(yè) ???? = ???? ?????????? = = ????.?? 截面選擇 鋼材為 Q345，估計(jì)翼緣板厚度 不會(huì) 超過(guò) 16mm，故抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為f=310N/mm2。腹板的厚度也不超過(guò) 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(yàn)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(jì)算腹板所需的厚度為： ???? = ????????????????= 103550 180 = ???? 按經(jīng)驗(yàn)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(yè) 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(jì)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(dòng)結(jié)構(gòu)與支撐構(gòu)件 制動(dòng)結(jié)構(gòu)與支撐構(gòu)件，其中制動(dòng)板選花紋鋼板 — 805?4，邊梁為槽鋼 [25a 吊車(chē)梁截面及吊車(chē)梁系統(tǒng)組成構(gòu)件見(jiàn)圖： 圖 2