【正文】 結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱的尺寸確定 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型鋼筋混凝土單層廠房多采用排架結(jié)構(gòu)，為了保證屋蓋的整體性和剛度，屋蓋采用無檁體系。普通鋼筋混凝土吊車梁制作方便，當?shù)踯噰嵨徊淮髸r，有較好的經(jīng)濟指標，故選用普通混凝土吊車梁。由工藝要求，吊車為10t，A5中級工作制，m，查電動橋式起重機基本參數(shù)和尺寸系列（ZQ162）。根據(jù)柱的截面尺寸，其計算參數(shù)表23。屋架自重為106 KN/榀，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重設計值為=（+106）=（2）吊車梁及軌道自重設計值為=(+)=（3）柱自重設計值為A,C 軸 上柱 下柱 B軸 上柱 下柱 各項恒載及其作用位置如圖31所示。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設計值為 = 活荷載的作用位置與屋蓋自重作用位置相同，如圖31所示。1）吊車豎向荷載 KN KN 2）吊車橫向水平荷載作用于每一個輪子上的吊車橫向水平制動力為則作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載為 風荷載基本風壓=，按B類地面粗糙度，由《荷載規(guī)范》差得風壓高度變化系數(shù)為 柱頂（按H=） = 檐口（按H=） = 屋頂（按H=） =風荷載體型系數(shù)如圖33所示，則風荷載標準值為則作用于排架計算簡圖上的風荷載設計值為 （a）風荷載體型系數(shù) （b）風荷載時排架計算簡圖圖33風荷載體型系數(shù)及排架計算簡圖Figure 33 Wind load shape coefficient and bent calculation diagram該廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配發(fā)進行計算。圖 34恒載作用下排架內(nèi)力圖Figure 34 under constant load bent to inside diagram對A,C軸柱，由單階變截面柱的柱頂位移系數(shù)c。計算簡圖如圖35（a）所示。和反力系數(shù)（C1～C11）得則排架柱頂不動鉸支座總反力為 將R反向作用于排架柱頂，由剪力分配法可求得排架各柱柱頂剪力排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱低剪力如圖35（b）（c）所示。圖 36 BC跨作用屋面活荷載時排架內(nèi)力圖Figure 36 AB when live load across function roofing bent internal force analysis 吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間）1）作用于A柱由吊車豎向荷載，在柱中引起的彎矩為，計算簡圖如圖37（a）所示。和反力系數(shù)（C1～C11）得則 將R反向作用于排架柱頂，由剪力分配法可求得排架柱各柱頂剪力為排架各柱的彎矩圖、軸力圖和柱底剪力值如圖37（b），（c）所示。圖38 作用在B柱左時排架內(nèi)力圖Figure 38 when role in B column bent to left withinA柱 B柱 則 將R反向作用于排架柱頂，由剪力分配法可求得排架柱各柱頂剪力為排架各柱的彎矩圖、軸力圖和柱底剪力值如圖38（b），（c）所示。圖39作用在B柱右時排架內(nèi)力圖Figure 39 when role in B column bent to right within4）作用于C柱同理，將“作用于A柱”情況的A，C柱內(nèi)力對換，如圖310所示。圖311 作用于A、B柱時排架內(nèi)力圖 Figure 311 in the role of A and B column bent to when within邊柱A 由單階變截面柱的柱頂位移系數(shù)c。和反力系數(shù)（C1～C11）得則 將R反向作用于柱頂，求得各柱頂剪力為排架各柱的內(nèi)力圖如圖311（b）所示。則彎矩圖和剪力只改變符號，大小不變。當橫向水平荷載反向相反時，則各柱彎矩圖反向。邊柱A，C ,由單階變截面柱的柱頂位移系數(shù)c。圖313 左吹風時排架內(nèi)力圖Figure 313 left when internal blowback bent2）右吹風時 此種情況排架內(nèi)力與“左吹風”時相同，僅須將A，C柱內(nèi)力對換，并改變柱內(nèi)符號即可，如圖314所示?？紤]各種荷載同時作用時，會出現(xiàn)最不利內(nèi)力的可能性，進行荷載組合。在各種荷載作用下，僅以邊柱A為例，其內(nèi)力設計值及標準值組合見表41.表 41 A柱的內(nèi)力Table 41Internal force of column 在各種荷載作用下,，43，44。,所以表中的M只取了正值. 2）。 柱的設計 上柱配筋計算以A柱為例進行柱的設計,混凝土強度等級為C25，縱向鋼筋為II級，箍筋I級。由A柱內(nèi)力組合可知，下柱IIII和IIIIII截面共有24組不利內(nèi)力，經(jīng)分析和比較，其最不利設計內(nèi)力為① ②③1）按第①組內(nèi)力 取故中和軸位于翼緣內(nèi)，截面屬于大偏心受壓2)第②組內(nèi)力計算取，故中和軸位于翼緣內(nèi)，截面屬于大偏心受壓3)第③組內(nèi)力計算取，所以故中和軸位于翼緣內(nèi)，截面屬于大偏心受壓故下柱縱向配筋 3)垂直于彎矩作用平面的承載力驗算 下柱垂直于彎矩作用平面的慣性矩為回轉(zhuǎn)半徑 對于有吊車廠房，有柱間支撐在垂直排架方向柱的計算長度 查得穩(wěn)定系數(shù) 所以A、B柱平面外受壓承載力滿足要求。1）A上柱選取內(nèi)力標準值，進行驗算，取縱向受拉鋼筋合力點至受壓合力點的距離為裂縫處受拉鋼筋應力為裂縫間鋼筋應力不均勻系數(shù)取驗算滿足要求2）下柱選取內(nèi)力標準值，進行驗算故取驗算滿足要求采用翻身起吊，吊點設在牛腿下不，起吊時，混凝土達到設計強度的100%。4）下柱配筋 受彎承重力驗算裂縫寬度驗算驗算滿足要求 牛腿設計根據(jù)吊車梁支撐位置、截面尺寸及構(gòu)造要求，初步擬定牛腿尺寸如圖411）牛腿高度驗算作用于牛腿頂面按荷載短期效應組合計算的豎向力牛腿頂面無水平荷載，即牛腿截面的有效高度圖41 牛腿尺寸簡圖Figure 41 bracket size diagram中、輕級工作制吊車的牛腿裂縫控制系數(shù)豎向力作用點位于下柱截面以內(nèi)，所以 故牛腿截面高度滿足要求。由于對稱A柱列與C柱列相同，其負載范圍66m12m，中間B柱列負載范圍66m24m。圖 51 橫向抗震計算見圖Figure 52 lateral load calculation diagram3）單柱慣性矩 4）獨立柱頂側(cè)移[11]單位力作用下排架橫梁內(nèi)力、與排架頂點側(cè)移5）排架橫向自振周期的計算6）橫向水平地震作用的計算根據(jù)本設計給的條件，設防烈度7度，II類場地。水平地震引起的內(nèi)力為1）縱向抗震計算（修正剛度法）具有鋼筋混凝土屋蓋的單層等高多跨鋼筋混凝土柱廠房采用修正剛度法進行縱向抗震計算時，可將屋蓋在縱向視為一個質(zhì)點體系，集中各柱列的等效重力荷載為統(tǒng)一的重力荷載，集中各柱列的剛度為統(tǒng)一的總剛度，然后求出統(tǒng)一的周期和水平地震作用，并按修正后的柱列剛度將水平地震作用分配到各柱列，然后可進行內(nèi)力計算與各種抗震驗算。 地震影響系數(shù) A、C柱列縱向柱頂水平地震作用6圍護墻剛度計算 圍護磚墻側(cè)移剛度計算，砌體的彈性模。表 61 圍護磚墻剛度計算Table 61 Retaining wall stiffness calculation 序 號hb（KN/m）(m/KN）1662123366412566則 圍護墻的最終剛度磚圍護墻水平地震作用 磚圍護墻的抗震驗算磚圍護為自承重墻，以第二層窗間墻壁為薄弱部位（截面薄弱，墻體正應力較?。仳炈愦檀伴g墻的中部，并取縱墻整體計算[2]。圖 61 圍護墻結(jié)構(gòu)簡圖Figure 61 enclosure wall structure窗間總有效面積二層窗間墻壁中部以上墻體重量平均正壓力，抗剪強度，正壓力影響系數(shù),磚圍護墻總抗剪能力一側(cè)磚圍護墻承擔地震剪力設計值所以抗剪強度滿足。下面扔以A柱為例進行基礎設計[13]。 基礎計算選擇如下三組最不利內(nèi)力進行基礎設計?；A梁自重 =墻體自重 鋼窗重量 基礎埋深和底面尺寸確定1）按構(gòu)造要求，擬定基礎高度柱插入杯口深度差得取杯底厚度得，取故基礎埋置深度2）按軸心受壓估算基礎底面尺寸，取考慮彎矩作用，按以上值適當擴大，取基礎底面的彈性抵抗矩和慣性矩基礎自重設計值和基礎上的土重標準值為 地基承載計算1）按第①組荷載計算，如圖71（a）驗算滿足要求。3）按第③三組荷載計算，如圖71（c）驗算滿足要求。計算基底凈反力時，取 按構(gòu)造要求，基礎各細部尺寸如圖73所示。杯壁高度取為。破壞錐面如圖72中虛線所示。圖73 破壞錐面圖Figure 73 destruction cone 基礎底板配筋計算由三組最不利荷載在基礎底面處產(chǎn)生的基底凈反力分別計算如下1）按第一組荷載2）按第二組荷載3）按第三組荷載顯然，由第三組荷載在基礎長邊方向，由第二組荷載在基礎短邊方向所引起的彎矩分別為最大。圖 74基礎模板及配筋圖Figure 74 basic template and reinforcement figure8. 結(jié)論本次的單層廠房結(jié)構(gòu)形式為裝配置鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。用頂點位移法計算結(jié)構(gòu)自振周期，完成用底部剪力法計算水平地震作用，繪出水平地震作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖；根據(jù)最不利內(nèi)力組合，完成柱構(gòu)件和基礎的配筋計算；在排架柱承載力、裂縫寬度驗算及基礎抗沖切驗算之后，繪制施工圖[13]。在工程實例中，為了使配件標準化、系列化、通用化，所以設計時應做到技術先進、經(jīng)濟合理、安全適用、施工方便。致 謝在做設計的過程中，我多次覺得自己的思路模糊。他不厭其煩地為我講述每一個細節(jié)，使得我每次的可以明確自己的目標后繼續(xù)完成設計。同時對他良好的教學精神和和藹的教學態(tài)度無比的敬佩和尊敬。感謝你們營造了非常好的宿舍生活環(huán)境和學習氛圍，讓我擁有了一個非常完美的大學生活。是你們養(yǎng)育了我，提供了這么便利的條件，給我這樣美好的生活。最后，在即將畢業(yè)之際，我想感謝力學與工程學院和我的母?！|寧工程技術大學對我四年的栽培！參考文獻[1] 中華人民共和國國家標準《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GBJ17—88)，北京.[2] [M].：清華大學出版社，1990[3] [J].交通工程科技，2002，12(4)： 451~533[4] 喬悅青，[J]，山西建筑，2005,40(6):1315.[5] 童岳生，[M].北京：科技技術文獻出版社，1995[6] (GB500092001) 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[s][7] (GB500102002) 《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》[s][8] [M].：人民交通出版社，2000[9] 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Discusses the light portal type rigid structure design shallow