1122(pmax,k?pmin,k)?(210.14?78.17)?144.15KN/m?fa?254KN/m 22第三组荷载
Mbk?Mk?Nwkew?Vkh?280.69?240.49?(0.372?0.5)?26.46?1.2?413.67KN·m
Nbk?Nk?Nwk?457.82?240.49?698.31KN
基础边缘的最大和最小压力值分别为:
pmax,k?Nbk?GkblNbk?Gkbl?MbkWMbkW?698.31?2526698.31?2526?413.673413.673?296.28KN/m
2pmin,k?????20.50KN/m
2校核
pmax,k?296.28KN/m?1.2fa?254?1.2?304.8KN/m
1122(pmax,k?pmin,k)?(296.28?20.50)?158.39KN/m?fa?254KN/m 2222故截面的尺寸满足要求 (3)验算基础高度 地基净反力设计值计算
自内力设计值组合表中选出基础顶面最不利的三种荷载设计值如下: (1)+Mmax=507.19KN·M N=-811.38KN V=-65KN (2)+Mmax=423.30KN·M (3)-Mmax=-398.60KN·M 基础及其上填土自重设计值:
N=-446.90KN N=-566.46KN
V=-63.91KN V=-38.82KN
G?1.2?mbld?1.2?20?3?2?2.1?302.4KN
由基础梁传至基础顶面的外墙及基础梁自重设计值为:
Nw=1.2×0.37×19×0.5×[(14.59+0.5)×6-(4.5×3.6+4.5×2.1)]+24.8/2×1.2 = 288.59KN 作用于基础底面的力矩和轴力设计值 第一组荷载
M?M?New?Vh?507.19?288.59?(0.372?0.5)?65?1.2?387.51KN·m
N?N?Nw?811.38?288.59?1099.96KN
第二组荷载
M?M?New?Vh?423.30?288.59?(0.372?0.5)?63.91?1.2?302.31KN·m
N?N?Nw?446.90?288.59?735.49KN
第三组荷载
M?M?New?Vh?398.60?288.59?(0.372?0.5)?38.82?1.2?549.70KN·m
N?N?Nw?566.46?288.59?855.05KN
根据下面两个公式,可以计算得到地基净反力设计值:
ps,max?Nbl?MW
ps,min?Nbl?MW
第二组 m M= 302.31KN·N=735.49KN 组反 力 ps,max 第一组 合 m M=387.51KN·N=1099.96KN 第三组 m M=549.70KN·N=855.05KN 312.50 54.16 223.35 21.81 325.74 -40.73 ps,min 第三组基础净反力出现负值,而基础和地基的接触面是不可能产生拉应力的,应采用下面的方法计算其边缘最大压力 令e?MN?2N3al549.70855.05??0.643?0.6
a?b2?e?1.5?0.643?0.857
ps,max?2?855.053?0.857?2?332.57KN
ps,min?0
由基础的尺寸可知,自柱与基础交接处以及基础变阶处作出的45°斜线分别与杯壁和边缘高度相交,这说明从柱边和变阶处产生冲切破坏,不必进行验算 (3)基础底板配筋计算
asI=40mm,基础底面配筋采用HPB235一级钢,fy?210N/mm,基础下做100mm厚混凝土垫层,
2沿基础长边方向,柱边截面Ⅰ1-Ⅰ1和Ⅰ2-Ⅰ2的弯矩可按下式计算
MI?112a1[(2l?a)(ps,max?ps,I)?(ps,max?ps,I)l]
2'垂直于弯矩作用方向上,Ⅱ1-Ⅱ1和Ⅱ2-Ⅱ2截面的弯矩设计值可按下式计算
MⅡ?1'2'(l?a)(2b?b)(ps,max?ps,min) 48各个截面的参量如下:
'Ⅰ1-Ⅰ1:a=0.4,a1=1.0,h0I1?h??sI?1200?40?1160mm
'Ⅰ2-Ⅰ2:a=1.3,a1=0.55,h0I2?h?h2??sI?1200??450?40?710mm
''Ⅱ1-Ⅱ1:a=0.4,b=1,h0I1?h??sI?1200?40?1160mm
''Ⅱ2-Ⅱ2:a=1.3,b=1.9,h0I2?h?h2??sI?1200??450?40?710mm
根据ps,max和ps,min可以计算得到各个截面处的ps,从而得到内力计算结果如下表所示
内力 ps,max 组 合 ps,min ps,I1 ps,I2 MI1 MI2 MⅡ 1MⅡ2 第一组 第二组 第三组 312.50 223.35 332.57 54.16 21.81 0 226.45 156.17 203.22 265.13 186.40 261.43 MI211.96 150.35 218.01
76.34 54.09 78.11 85.55 57.20 77.60 29.57 19.77 26.82 沿长边方向b的配置的受拉钢筋截面面积为As,I?0.9fyh0IMⅡ沿短边方向l的配置的受拉钢筋截面面积为As,Ⅱ?得到各组内力组合下底板的配筋如下表 组 合 内力 MI10.9fy(h0I?d)
MI2 MⅡ 1MⅡ2 AsI1 AsI2 AsII1 AsII2 第一组 第二组 第三组 211.96 150.35 218.01 76.34 54.09 78.11 85.55 57.20 77.60 29.57 19.77 26.82 966.78 685.80 994.41 568.93 403.10 582.05 393.62 263.19 357.03 223.50 149.44 202.72 2得到长边方向的配筋AsI?994.41mm,短边方向的配筋AsII?393.62mm2
2长边方向选择13?10,AsI?1021mm ,即?10@160
2短边方向选择按照构造配筋,选择14?10,AsII?1099mm,即?10@200,
当扩展基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,尚应验算柱下扩展基础顶面的局部受压承载力:
NA?811380400?1000?2.02N/mm2?fc?9.6N/mm 满足要求
2地震作用和结构抗震验算 厂房的横向抗震验算
横向抗震计算中有以下几点假定和考虑原则:
(1)屋盖为有限刚性体,屋盖沿地震作用方向产生水平剪切变形,并考虑屋盖变形对厂房排架地震作用的影响。
(2)按照平面排架计算地震作用,假设厂房每一榀排架为一个独立隔离的计算单元,其周期和地震作用均按照平面排架进行计算 (3)可将平面排架简化为质量集中在柱顶而底部为固定的单质点或多质点的平面竖杆体系,按照结构动力学的基本院里和方法进行结构的动力分析
(4)结构的地震作用效应均按弹性阶段考虑,可以采用线性叠加原理
(5)厂房排架在地震作用下的变形主要是剪切变形,地震作用沿厂房高度按倒三角形分布
(6)在求的相应的地震作用后,将地震作用视为等效的静力荷载,按静力荷载对厂房排架进行结构内力计算分析
(7)厂房排架的地震作用效应,应与其他重力荷载效应进行计算组合,求的组合地震作用效应 (8)按照平面排架计算所得到的基本周期,应考虑纵向以及屋架和柱顶连接节点的固结作用对排架
刚度的影响,进行周期的缩短修正
(9)对单跨厂房只考虑一台吊车,按对柱截面受力最不利进行组合,软钩吊车的吊重不予考虑,吊车的水平制动力不予考虑,吊车桥架产生的水平地震作用,由排架左右2柱共同承担,各取一半地震作用值,在计算排架基本周期时,吊车桥架重力荷载影响很小,一般不予考虑,但在计算排架地震作用时,吊车桥架的重力荷载应予考虑计入 1、建立结构计算简图
取一个柱距的单榀平面排架为计算单元,质量集中在柱顶标高处的单质点系,用原结构体系的最大动能和质量集中到柱顶质点的折算体系的最大动能相等的原则求的等效重力荷载代表值 质点等效集中系数表如下: 集中到柱顶的各部分结构重力 位于柱顶以上部位的结构及屋面重力荷载(屋盖、雪、檐墙等) 单跨厂房柱 与柱等高的纵墙 吊车梁 吊车桥架
计算周期时:
G?1.0(Gr?0.5Gsn)?0.25Gc?0.25Gwl?0.5Gb
等效集中系数 周期 1.0 0.25 0.25 0.5 0 内力 1.0 0.5 0.5 0.75 0.5 计算地震作用时:
G?1.0(Gr?0.5Gsn)?0.5Gc?0.5Gwl?0.75Gb?0.5Gcr
G表示等效集中重力荷载,下标符号分别代表 r——屋盖 sn——雪载 c——柱子 wl——外纵墙 b——吊车梁 cr——吊车桥架
计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数,应按下表采用
可变荷载种类 雪荷载 屋面积灰荷载 屋面活荷载 起重机悬吊重物 硬钩吊车 软钩吊车 组合值系数 0.5 0.5 不计入 0.3 不计入 由此得到各种荷载的等效重力荷载如下表所示: 荷载 Gr 等效重力荷载 [(0.2+0.48+0.4+1.5)×30×6+(0.7+0.4+0.2+2.13) ×6×0.68×2+0.25×30×6+45.50] =582.89kN Gsn Gc Gwl 0 (15.6+48.88)×2=128.96kN [6×(14.59+0.5)-4.5×(3.6+2.1)] ×0.37×19×2=912.35kN (2.82×10+38×6+0.85×10) ×2=77.96kN 31.6×10=316kN Gb Gcr G(周期) 1.0×582.89+0.25×128.56+0.25×912.35+0.5×77.96=882.10kN G(内力) 1.0×582.89+0. 5×128.56+0.5×912.35+0.75×77.96+0.5×316=1319.82kN 计算模型中的抗侧移刚度 C0?331??(1n?1)?331?0.28(10.08?1)?2.40
???H341380039EcIlC03.0?10?25.59?10?2.4?1.43?10?3
排架柱抗侧移刚度D0?1???11.43?10?3?701.08kN/m
平面排架的抗侧移刚度D?2D0?1402.15kN/m
GD882101402.15?103结构自振周期T?2??2?3.14??1.58s
由钢筋混凝土屋架或钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架,有纵墙时取周期计算值的80%,无纵墙时取90%,则
T?0.8?1.58?1.264s
抗震设防烈度为7度,多遇地震,设计基本加速度为0.15g,设计地震分组为第一组,场地类别为Ⅱ类,查得:
水平地震影响系数的最大值为?max?0.08 由于Tg?0.35s?T?1.264s?5Tg?1.75s
抗震规范5.1.5条规定:除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,??0.9,?2?1.0 (则??TgT)?2?max?(?特征周期Tg?0.35s
0.351.264)0.9?1?0.08?0.025
则水平地震作用FEK??G?0.025?1319.82?33.00kN 排架底部的总地震剪力为33.00kN