单层工业厂房结构课程设计

工程概况

某厂装配车间为一双跨钢筋混凝土厂房，跨度为24米，长度为米，柱顶标高为米，轨顶标高为米，厂房设有天窗，采用两台20t和一台30/5t的A4工作制吊车。屋面防水层采用二毡三油，维护墙采用240mm厚的转砌体，钢门窗，混凝土地面，室内外高差为150mm，建筑剖面图详见图1.

结构设计资料

自然条件：基本风压值为m2，基本雪压值为 KN/m2

地质条件：厂区自然地坪以下为厚填土，填土一下为厚中层中密粗砂土（地基承

载力特征值为250 KN/m2），再下层为粗砂土（地基承载力特征值为350 KN/m2），地下水位在地面下米，无腐蚀性。

吊车使用情况

车间设有两台20t和一台30/5t的A4工作制吊车，轨顶标高为米，吊车的主要参数如下表： 起重 吊车宽轮距吊车总小车重 最大轮压 最小轮压 度 重 K(m) （KN） gk300/50 365 117 280 65 厂房标准构件选用情况 屋面板

采用预应力钢筋混凝土屋面板，板自重标准值为m2。

天沟板

天沟板自重标准值为块，积水荷载以m计 天窗架

门窗钢筋混凝土天窗架，每根天窗架支柱传到屋架的自重荷载标准 值为

屋架

采用预应力钢筋混凝土折线型屋架，自重标准值为106KN/榀。

屋架支撑

屋架支撑的自重标准值为m2

吊车梁

吊车梁为先张法预应力钢筋混凝土吊车梁，吊车梁的高度为 1200mm，自重标准值为根。轨道及零件重标准值为1kN/m， 轨道及垫层高度为200mm。

基础梁

基础梁尺寸；基础梁为梯形截面，上顶面宽300mm，下底面宽 200mm，高度450.每根重。

材料选用

混凝土：采用40

钢筋：纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HRB335. 基础

混凝土：采用C40

钢筋：采用HRB335级钢。 屋面做法

20厚1：3水泥砂浆找平层（重力密度为20 KN/m3） 冷底子油两道隔气层 KN/m2

100厚泡沫混凝土隔热层（抗压强度4MPa，重力密度5 KN/m3） 15厚1:3水泥砂浆找平层（重力密度20 KN/m3）

屋面或则在标准值的取值 相关建筑材料的基本数据

钢筋混凝土容重 25kN/m3 水泥砂浆容重 20kN/m3 石灰水泥混合砂浆容重 19kN/m3 240厚双面粉刷机制砖墙重 19kN/m3 钢门窗自重 0.40kN/m2 防水层自重 KN/m2 找平层自重 0.40kN/m2

计算参数 截面尺寸/mm 柱号 矩400500 上柱 A，C 下柱 I4001000*100*150 B 矩500600 上柱 面积/mm 2惯性矩/mm 4自重/kN/m 图 建筑剖面

    90108  图

二、计算简图的确定

计算上柱高及柱全高

根据任务书的建筑剖面图：

上柱高Hu=柱顶标高-轨顶标高+轨道构造高度+吊车梁高

= 标高=吊车梁顶标高-吊车梁高= 全柱高H=柱顶标高—基顶标高=（）=

下柱高Hl=H-Hu= λ= Hu/H=14=

初步确定柱截面尺寸

根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表。

表 柱截面尺寸及相应的计算参数

排架计算单元和计算简图如下图所示。

下柱 I5001200*100*150  算简图

 图 计算单元和计

三、荷载计算

恒载

屋盖结构自重

二毡三油防水层 KN/m2 100厚泡沫混凝土隔热层 KN/m2 20m厚1：3水泥砂浆找平层 0.4kN/m2 冷底子油两道隔气层 KN/m2 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m2 15厚1:3水泥砂浆找平层 KN/m2 屋盖支撑 0.05kN/m2

KN/m2 G1=*（*6*24/2+106/2）= 柱自重 A、C柱

上柱 G4A= G4C =×5×= 下柱 G5A= G5C =××= B柱

上柱 G4B=×*= 下柱 G5B=××= 吊车梁及轨道自重 G3=*+1*6)=

各项恒荷载作用位置如图所示。

图

荷载作用位置图(单位:kN）

屋面活荷载标准值

屋面活荷载标准值为 KN/m2，雪荷载标准值为 KN/m2，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为

Q1=**6*24/2=

Q1的作用位置与G1作用位置相同，如图所示。

风荷载

某地区的基本风压wo=0.35kN/m2，对q1,q2按柱顶标高考虑，查规范得z1.098，对Fw按天窗檐口标高考虑，查规范得z1.134。屋顶标高考虑，查规范得z1.158。天窗标高考虑，查规范得z1.252。风载体型系数s的分布如图下

图 风荷载体型系数及排架计算简图

则作用于排架计算简图(图）上的风荷载设计值为：

吊车荷载

根据B与K及支座反力影响线，可求得

图 吊车荷载作用下支座反力影响线

吊车竖向荷载

由公式求得吊车竖向荷载设计值为： =×280×（1+++）= 吊车横向水平荷载

作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为： 作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为： 其作用点到柱顶的距离

y=Huhe5.11.23.9m,y/Hu3.9/5.10.765

四、内力计算

恒载作用下排架内力分析

该厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数i计算，见表。

表 柱剪力分配系数 柱别 A、C 柱 B 柱 在G1作用下： 对A、C柱，已知n0.109,0.295由规范公式：

1)33n0.109C1

112213(1)10.33(1)n0.10912(1)10.32(11因此，在M1和M2共同作用（即在G1作用下）柱顶不动铰支承的反力

图 恒载作用下排架内力图

在屋面活荷载作用下排架内力分析

AB跨作用屋面活荷载

排架计算简图如图a所示，其中Q1=，它在柱顶及变阶处引引起的力矩为： 对A柱，C1=，C3= 对B柱，C1=

则排架柱顶不动铰支座总反力为：

将R反向作用于排架柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB跨时的柱顶剪力，即

图 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图

BC跨作用屋面活荷载 由于结构对称，且BC跨与AB跨作用的荷载相同，故只需将图中个内力图的位置及方向调整一下即可，如图所示。

图 BC跨作用屋面活荷载时排架内力图

吊车荷载作用下排架内力分析 Dmax作用在A柱

A柱：Mmax,kDmax,ke3603.50.3181.05kNm

B柱：Mmin,kDmin,ke3179.30.75134.48kNm

M181.05KN.m 对A柱C31.132 RAAHC312.9m1.13215.KN 对B柱C312321.285 13(1n1) RM134.45KN.mBBHC312.9m1.28513.40KN( ) RRARB15.KN13.40KN2.49KN( )

排架各柱顶剪力分别为：

VARAAR15.KN0.2862.49KN15.18KN( ) VBRBBR13.40KN0.4292.49KN14.47KN( )

VCCR0.2862.49KN0.71KN( )

排架各柱的弯矩图，轴力图和柱底剪力值如图所示。

Dmax作用A柱时排架内力图

Dmax作用在B柱左

柱顶不动铰支座反力RA，RB及总反力R分别为：

RMAAHC53.78KN.m312.9m1.1324.72KN( ) RM452.63KN.mBBHC312.9m1.28545.09KN( )

图

RRARB4.72KN45.09KN40.37KN( )

各柱顶剪力分别为：

VARAAR4.72KN0.28640.37KN16.27KN( ) VBRBBR45.09KN0.42940.37KN27.77KN( )

VCCR0.28640.37KN11.55KN( )

排架各柱的弯矩图，轴力图及柱底剪力值如图所示

图

Dmax作用在B柱右

Dmax

作用B柱左时排架内力图

根据结构对称性及吊车吨位相等的条件，内力计算与Dmax作用于B柱左的情况相同，只需将A，C柱内力对换并改变全部弯矩及剪力符号，如图所示。

图

Dmax作用B柱右时排架内力图

Dmax作用于C柱

同理，将作用于A柱情况的A，C柱内力对换，并注意改变符号，可求得各柱的内力，如图所示。

图

Tmax作用在AB跨柱

Dmax作用C柱时排架内力图

对A柱 n0.109,0.287 a=（）/= 对A柱C50.629，则 对B柱C50.69，则

排架柱顶总反力R为： 各柱顶剪力为：

Tmax作用在AB跨的M图、N图如图所示。

图 Tmax作用于AB跨时排架内力图 由于结构对称及吊车吨位相等，故排架内力计算与Tmax作用AB跨情况相同，仅需将A柱与C柱的内力对换，如图所示。

Tmax作用在BC跨

图 Tmax作用于BC跨时排架内力图

风荷载作用下排架内力分析

左吹风时

对A、C柱 n0.109,0.287

各柱顶剪力分别为:

风从左向右吹风荷载作用下的M、N图如图

图 左吹风时排架内力图

右吹风时

计算简图如所示。将图所示A,C柱内力图对换且改变内力符号后可得，如图所示。

图 右吹风时排架内力图

五、最不利荷载组合

NmaxNmax及相应的M和N一项，IIII和IIIIII截面均按（1.2SGk1.4SQk）求得最不利

内力值，而II1.35SGkSQk）求得最不利内力。 对柱进行裂缝宽度验算时，内力采用标准值。

柱号及正向内力 荷载类别 序号 恒载 ① 表 A柱内力设计值汇总表 屋面活载 吊车竖向荷载 吊车水平荷载 Dmax Dmax在Dmax在DmaxTmax在ABTmax在在B柱C柱 跨 AB跨 BC跨 A柱 B柱左 在BC跨 右 ② ③ 0 0 0 ④ 0 ⑤ ⑥ ⑦ 0 0 0 ⑧ ±风荷载 左风 ⑩ 0 0 0 右风 ⑨ ± M 0 0 0 － N M 0 0 0 0 0 ± 0 ± N M 0 ± 0 ± N 0 ± 0 ± 注：M单位(kNm)，N单位kN，V单位kN。表 A柱内力组合表 截面 M +Mmax及相应的N,V -Mmax及相应的N,V ①+[②+③+(⑥+⑨)+⑩] ①+[③+×（⑥+④）+⑧+⑩] ①+[②+(⑤+⑦)+⑧11] +○Nmax及相应的M,V ①+[②+③+⑥] ①+×④ ①+× ④ Nmin及相应的M,V ①+[③+(⑥+⑨)+⑩] MK, NK 备注 ①+[(⑤+11] ⑦)+⑨+○ N M N M N V ①+[③+(④+⑥)+⑨+⑩] ①+[②+(⑤+⑦)+⑨11] +○①+[(⑦+11] ⑨)+○ MK NK VK ①+[③+(⑥+⑨)+⑩] 柱荷载类别 恒载 表 B柱内力设计值汇总表 屋面活载 吊车竖向荷载 吊车水平荷载 风荷载 号及正向内力 作作用在 用在 AB跨 BC跨 序号 ① ② 0 DmaxDmaxDmax作用 在A柱 ④ ③ 作 用在 B柱左 ⑤ 0 作 用在 B柱右 ⑥ 0 DmaxTmaxTmax作 用在 C柱 ⑦ 0 作 用在 AB跨 ⑧ ± 作 用在 BC跨 ⑨ ±左风 ⑩ 0 0 右风 M 0 N 0 ± 0 0 ±M 0 N 0 0 0 M 0 -51 .83 0 N 0 0 0 0 注：M单位(kNm)，N单位kN，V单位kN。表 B柱内力组合表 截面 M N +Mmax及相应的N,V ①+[③+(⑤ +⑧)+⑩] M N ①+[③+(⑧+⑥) +⑩] -Mmax及相应的N,V Nmax及相应的M,V Nmin及相应的M,V ①+[② ① ①+[(⑤++(⑧++[②⑩)+ ⑧] +③11] ⑥)+○ +(⑤ +⑨) +⑩] ①+[② ①+0 ①+[⑧++(⑤+× ⑩] (⑤+11] ⑨)+○⑥) ①+[②+(⑤+ ⑦)+⑧ 11] +○MK, NK 备注 IIIIII4 M N V MK NK VK ①+[③+×（⑥+④）+⑧+⑩] ①+× (⑤+ ⑥) 0 ①+⑨+⑩) 0 0 0 注：M单位(kNm)，N单位kN，V单位kN六、柱截面设计

A柱的截面设计

柱在排架平面内的配筋计算

表 柱在排架平面内的计算参数 截内力组 面 1--1 3--3 M N M N M N 360 860 860 1 1 1 400 900 900 注 1. e0M/N,eie0ea,ea20、h/30的较大者，考虑吊车荷载

，l01.0Hl,不考虑吊车荷载时，l01.5H。 2. l02.0Hu(上柱）

M(hN·m) M N M M N 33 365 53 一0．59 7800 400 0．951．85 96 14．63 216 365 236 1 7800 400 0．951．3一5 41 76．77 355．58 318．679 765 706 1 19助800 0．901．3 0 3 9300 800 1．001．1441．468 765 461 1 2 0 27 942．6 3. .[1l1(0)212],对于单厂为有侧移结构

1400ei/h0h 截面 1-1 3-3 内力组 M N M N M N 表 柱在排架平面内的配筋计算 x 偏心情况 58 198 大偏压 473 大偏压 108 473 大偏压 计算 实配 3Ф22 （1140） 4Ф22 （1520） 5Ф22 （1900） 1320 综上所述:下柱截面选用5Ф22（1900mm2） 柱在排架平面外的承载力验算

上柱，Nmax =,考虑吊车荷载时，按规范有 由规范知0.78

下柱Nmax=,当考虑吊车荷载时，按规范有

Nu(fcAc2fyAs)1.0(14.31.87510523001900)3821.25kNNmax877.65kN 故承载力满足要求。 裂缝宽度验算

上柱As=1140mm2,下柱As=1900mm2,Es=2.0105N/mm2；构件受力特征系数

cr2.1；混凝土保护层厚度c取25mm。验算过程见表。

相应于控制上、下柱配筋的最不利内力组合的荷载效应标准组合为：

表 柱的裂缝宽度验算表 柱截面 上柱 下柱 内力 标准值 0 503 1 913 ψ=1.1 0.65ftktesk  满足要求 满足要求 柱箍筋配置 非地震区的单层厂房柱,其箍筋数量一般由构造要求控制.根据构造要求,上、下柱均选用Ф8@200箍筋。

B柱截面设计

由内力组合表可见，上柱截面有四组内力，取h0＝600－40＝560mm，附加弯矩ea=20mm（等于600／300），四组内力都为大偏心，取偏心矩较大的的一组．即：

M=kN.m N=kN 吊车厂房排架方向上柱的计算长度 l0==。

eo=M/N==325mm,ei=e0+ea=325+20=345mm

由l0/h=7600mm/600mm=>5，故应考虑偏心距增大系数

0.5fcA0.514.3N/mm2400mm600mm==> 1=N699600N 取1=.

2=1.150.010=1.150.01lh7600mm21.01.02=

600mm,取

176002l01()1.01.0 ==112ei345h60014001400h056012 =

=

699600N=0.218

1fcbh01.014.3400560 ei1.413.7mm500.13mm0.3h0168mm，NbN627.KN 取x=2as'进行计算

选3 20 As=942mm2 则As4006000.39000.200，满足要求 (bh)垂直于排架方向柱的计算长度l0=， 则l0/b4750/6007.9168 1.00

=

3500.8kNNmax724.8kN

满足弯矩作用平面外的承载力要求。 下柱的配筋计算

取ho100040960mm，与上柱分析方法类似，选择下列两组不利内力：

M=*m M=*m N= N=

（1） 按M=*m，N=计算

下柱计算长度lo= Hc=,附加偏心距ea=1000/30=33mm(>20mm) B=100mm, bf'=400mm, hf'=150mm

Eo=M/N= 故应考虑偏心距增大系数，取ξ2=

=111400eiho(ho2191002)121()1.00.9451.108

4971000h1400960故为大偏心受压。 x=

N1fc(bf'b)hf'1fcb

14376001.014.3(400100)150555.3mm =1.014.3100h1000eeias550.7101010.7mm221'x''Ne1fc(bfb)hf(hohf)1fcbx(ho)'22AsAs'=fy(hoas)14376001010.71.014.3(400100)150(960150555.3)1.014.31000555.3(960)22300(96040) =1238mm2

（2）按M=*m,N=

计算方法与上述相同，计算过程从路，As=As'=930mm2 综合上述计算结果，下柱截面选用4 20(As=1256mm2) 柱裂缝宽度验算

方法同A柱，经验算表明裂缝宽度合格。

柱箍筋配置

非地震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般由构造要求控制。根据构造要求，上下柱均选用 ８@200箍筋。

七、牛腿设计

A柱牛腿设计

根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如图所示。其中牛腿截面宽度b=400mm，牛腿截面高度h=600mm, h0=565mm。 图 牛腿尺寸简图

牛腿截面高度验算

2f2.01N/mmtk =, ，Fhk0(牛腿顶面无水平荷载), a150mm20mm130mm0，取a0，Fvk按下式确定： 则：

故牛腿截面高度满足要求。 牛腿配筋计算

由于a150mm20mm130mm0, 因而该牛腿可按构造要求配筋。

2Abh0.002400mm600mm480mmsmin根据构造要求，，实际纵向钢筋

2(A804mm) 取4Ф16s由于a/h00.3，则可以不设置弯起钢筋，箍筋按构造配置，牛腿上部2h0/3

范围内水平箍筋的总截面面积不应小于承受Fv的受拉纵筋总面积的1/2。箍筋为

8@100。

牛腿局部承压验算

设垫板尺寸为400×400mm,局部压力标准值： 故局部压应力sk满足要求。 B柱牛腿设计

对于B柱牛腿根据吊车梁支承位置，截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如图所示。其中牛腿截面宽度b=400mm，牛腿截面高度h=1050mm，h01015mm

图 牛腿尺寸简图

牛腿截面高度验算

其中0.65,ftk2.01N/mm2,Fhk0, a=250mm+20mm=270，Ftk按下式确定：

FVK6537004.09N/mm20.75fc10.73N/mm2 A400400故牛腿截面高度满足要求 牛腿配筋计算

As=ρminbh=×400×1050=840mm2 按840mm2配筋，选用4 18（As=1017mm2），水平箍筋选用Φ8@100.

八、柱的吊装验算

A柱的吊装验算

柱的吊装参数

采用翻身起吊。吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊。柱插入杯口深度为h10.9900mm810mm,取h1850mm,则柱吊装时总长度为++=，计算简图如图所示。

3 22q2q3q19004002215 22l3=97503610M3600M23800M11400图 柱吊装计算简图

内力计算

柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载（应考虑动力系数），即 在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为：

11M28.1kN/m(3.8m0.6m)2(20.25kN/m8.1kN/m)0.62m273.63kNm221 由MBRAl3q3l32M20得:

2M1173.63kNm38.76kN RA=q3l329.50kN/m9.75m2l329.75m1M3= RAx-q3x2

2令

dM3RAq3x0得xRA/q338.76kN/9.5kN/m4.08m则下柱,dx

段最大弯矩M3为：

柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算过程见表

表 柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表 柱截面 上柱 下柱 （） （） < (满足要求) <，取 < （满足要求） B柱的吊装验算

采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊，可得柱插入杯口深度为hf0.91000mm900mm，取hf950mm，则柱吊

装时总长度为++=，计算简图如图所示。

图柱吊装计算简图

柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载（应考虑动力系数），即

在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为：

1由MBRAl3q3l32M20得：

227.25/10.0KN/m6.42mdM32.73m，则下柱段最大弯令RAq3x0，得xRA/q3.21KN10dx矩M3为：

柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算过程见表

表 柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表 柱截面 上柱 下柱 （） （） 147>×= >×= <，取 <取 <(满足要求) <（满足要求） 九、基础设计

GB 50007—2002《建筑地基基础设计规范》规定，对于6m柱距的单层多跨厂房，其地基承载力特征值100kN/m2fak130kN/m2，吊车起重量

150~200KN，厂房跨度l24m，设计等级为丙级时，可不做地基变形验算。本设计满则上述要求，故不需做地基变形计算。 基础混凝土强度等级采用C40。

A柱基础设计

作用与基础顶面上的荷载计算

作用于基础顶面上的荷载包括柱底（IIIIII截面）传给基础的M，N，V，以及外墙自重重力荷载。前者可由表中的IIIIII截面选取，见表，其中内力标准组合值用于地基承载力验算，基本组合值用于受冲切承载力验算和底板配筋计算，内力的正号规定见图。

表 基础设计的不利内力 组别 荷载效应基本组合 荷载效应标准组合 第一组 第二组 第三组 240900400Nw180015000ewNM350400100+0.000V36005100-1.6506000b图 基础荷载示意图

由图可见，每个基础承受的外墙总宽度为，总高度为，墙体为240mm实心砖墙（5.3KN/m3），钢门窗（0.4KN/m2），基础梁重量为（300mm+200mm）X500mm/2=根。每个基础承受的由墙体传来的重力荷载为: 240mm厚砖墙

钢门窗 0.4KN/m2(5.1m1.8m)3.8m9.94KN 基础梁 18.75KN

Nwk距基础形心的偏心距ew为：

400hd柱的插入深度h10.9hc0.9900mm810mm800mm，取h1850mm， 由杯底厚度a1应大于200mm，取a1250mm，则 h=850mm+250mm+50mm=1150mm。

基础顶面标高为，故基础埋置深度d为： d=h+=+=

杯壁厚度t300mm，取325mm，基础边缘高度a2取350mm，台阶高度取400mm。

取Abl4m3.6m14.4m2

承载力，其中=×180kN/m=216kN/m,验算结果见表。可见,基础底面尺寸满足要求。

表 基础底面压力计算及地基承载力验算表 类别 第一组 第二组 第三组 2

2

<180 <216 <180 <216 <180 <216 基础高度验算 这时应采用基底净反力设计值pj,pj,max和pj,min可按式（）计算，结果见表。对于第二组内力，按式（）计算时，pj,min0，故对该组内力应按式（）计算基底净反力，即：

表 基础底面净反力设计值计算表 类别 第一组 第二组 0 821.360.814m e=

1008.b4a=e0.8141.186m 22 第三组 由式（）得：

因台阶高度与台阶宽度相等（均为400mm），所以只需验算变阶处的受冲切承载力。变阶处受冲切承载力计算简图如图所示，变阶处截面有效高度

h0750mm(40mm5mm)705mm。

因为at2h01200mm2705mm2610mml3600mm，故A按下式 计算，即： 由式（）得：

a11.2m，因为a12h02610mml3600mm，故取abl2.61m，由式（）得：

h=750mm<800mm,取bp1.0;ft1.1N/mm2，则由式（）得：

0.7hpftamh00.71.01.119007051031.415103N1031.415kNFl210.37kN故基础高度满足要求。 基础底板配筋计算

基础底板配筋计算时长边和短边方向的计算截面如图所示。三组不利内力设计值在柱边及变阶处的地基净反力计算见表其中第1，3组内力产生的基底反力示意图见图，第2组内力产生的基底反力示意图见图；用表列公式计算第2组内力产生的pj,I和pj,III 时，相应的4和4分别用和代替，且pj,max0。

NwNVIIIIMbNbIVIIIVIIIIIIPj,minPj,PjIPjII图 变阶处的冲切破坏截面及基础底板配筋计算截面

表 柱边及变阶处基底净反力计算 公式 第一组 第二组 第三组 基础底面受力钢筋采用HPB235级(fy210N/mm2)。长边方向钢筋面积为：

AsⅠ=MⅠ/=×10/×(1150-45)×210=1828mm AsⅢ=MⅢ/=×106/×(750-45)×210=3326mm2

选用 20@90（As=3770mm2）

基础底板短边方向钢筋面积为：

AsⅡ=MⅡ/(h0-d)fy=×106/×(1150-45-10)×210=1755mm2 AsⅣ=MⅣ/(h0-d)fy=×106/×(750-45-10)×210=1695mm2 选用 14@90（As=1847mm2）

6

2

基础底板配筋图见图，由于t/h2325mm/400mm0.810.75，所以杯壁不需要配筋。

201@90 14@90221A图 基础底板配筋图

B柱基础设计

作用与基础顶面上的荷载计算

作用于基础顶面上的荷载为柱底（IIIIII截面）传给基础的M，N，V，可由表中的IIIIII截面选取，见表。其中内力标准组合值用于地基承载力验算，基本组合值用于受冲切承载力验算和底板配筋计算，

表 基础设计的不利内力 组别 荷载效应基本组合 荷载效应标准组合 第一组 第二组 第三组 0 0 0 0 1000400ew1800150003600NM400+0.000V5100-1.6506000b图 基础荷载示意图

基础尺寸及埋置深度

柱的插入深度h10.9hc0.91000mm900mm800mm，取h1950mm，由杯底厚度a1应大于250mm，取a1300mm，则h=950mm+300mm+50mm=1300mm。

基础顶面标高为，故基础埋置深度d为： d=h+=+=

杯壁厚度t350mm，取400mm，基础边缘高度a2取450mm，台阶高度取450mm。

4m2420m2 考虑偏心受压，将基础的面积适当放大，取Ablm6=144kN/m2,验算结果见表。可见基础底面尺寸满足要求。

表 基础底面压力计算及地基承载力验算表 类别 第一组 第二组 第三组 0 0 0 a=×120kN/m

2

<120 <144 <120 <144 100350400hd <120 <144 基础高度验算 表 基础底面净反力设计值计算表

类别 第一组 第二组 第三组 0 0 0 柱边截面 mm1255mmmm h131300mmmm,h013001300mm45mm1255

变阶处受冲切承载力计算简图如图所示，变阶处截面有效高度

1350mm2805mm2960mml4000mm 因为at2h0即： 140029053210mm4000mm故Al按下式计算，

22.7kN/m44.23.18m.4kN则 FlpjAl114 97.49KN/mm479412.3KN h=1300mm>800mm,取bp0.965;ft1.1N/mm2，

ftN/mm2,得： h=950mm>800mm,取bp0.996;,1.10.988 f t N1/.1mm 故基础高度满足要求。

基础底板配筋计算

基础底板配筋计算时长边和短边方向的计算截面如图所示。三组不利内力设计值在柱边及变阶处的地基净反力计算见表

NwNVIIIIMbNbIVIIIVIIIIIIPj,minPj,PjIPjII图 变阶处的冲切破坏截面及基础底板配筋计算截面

表 柱边及变阶处基底净反力计算 公式 第一组 第二组 2 PjⅠ=pj,min+3/5(pj,max-pj,min)/kN/m 2 PjⅢ=pj,min+5(pj,max-pj,min)/kN/m 第三组 基础底面受力钢筋采用HPB235级(fy210N/mm2)。长边方向钢筋面积为：

AsⅠ=MⅠ/=×106/×(1300-45)×210=2359mm2 AsⅢ=MⅢ/=×106/×(950-45)×210=2369mm2

选用 18@100（As=25mm2）

基础底板短边方向钢筋面积为：

AsⅡ=MⅡ/(h0-d)fy=×106/×(1300-45-10)×210=2020mm2 AsⅣ=MⅣ/(h0-d)fy=×106/×(950-45-10)×210=1762mm2 选用 18@100（As=25mm2）

325/mm/4000.75 基础底板配筋图见图，由于t/h2400，所以杯壁不需要4500.mm80.810.75配筋。

181@100 18@100221A图 基础底板配筋图