单层厂房课程设计.doc

单层钢筋混凝土柱厂房课程设计

目录
一、设计资料…………………………………………………………………………………………………………………………..(2)
二、结构方案选择…………………………………………………………………………………………………………………..(2)
三、结构布置及构件选型………………………………………………………………………………………………………..(3)
四、计算单元及计算简图………………………………………………………………………………………………………..(6)
（1）标高………………………………….……………………………………………………………………………………..(6)
（2）初定柱的截面尺寸…………………………………………………………………………………………………..(6)
（3）定位轴线…………………………………………………………………………………………………..……………..(6)
（4）计算单元及计算简图……………………………………………………………………………….……………..(6)
五、荷载计算…………………………………………………………………………………………………………………………..(7)
（1）屋盖荷载…………………………………………………………………………………………………………………..(7)
（2）柱和吊车梁等自重…………………………………………………………………………………………………..(7)
（3）吊车荷载………………………………………………………………………………………………………..……..(8)（4）风荷载………………………………………..…………………………………………………………………………..(9)
（5）内力分析………………………………………………………………………………………….……………………..(9)
（6）内力组合…………………………………………………………………………………….…………….…………..(17)
六、排架柱截面设计……………………………………………………………………………………………………………..(17)
（1）选取控制截面最不利内力..…………………………………………………………………………………..(17)
（2）A柱配筋计算………………….…………………………………….………………………………….…………..(18)
（3）B柱配筋计算………………….……………………………………………………………………………………..(20)
七、排架柱的裂缝宽度验算…………………………………………………………………………………………………..(23)
（1）A柱裂缝宽度验算………………………………………………………………………………………………...(23)
（2）B柱裂缝宽度验算…………………………………………………………………………………………………..(24)
八、牛腿设计………………………………………………………………………………………………………………….……..(24)
九、排架柱的吊装验算………………………………………………………………………………………………….……..(26)
十、锥形杯口基础设计……………………………………………………………………..…..……………………………..(30)
（1）荷载计算…………………………………………………………..……………….…..……………………………..(31)
（2）基础地面尺寸确定…………………………………………….….………….…..……………………………..(32)
（3）地基承载力验算……………………………………………..…..…………….…..……………………………..(33)
（4）基础受冲切承载力验算……………………………………………..…..…………….…..…………………..(34)
（5）基础底板配筋计算…………………………………………..…..…………….…..……………………………..(35)
参考文献………………………………………………………………………………………………………………….……………..(38)

一、设计资料
1、该车间双跨等高厂房，无天窗，长66m，柱距6m，跨度均为L=18m，无
伸缩缝，厂房两端设有山墙。车间剖面如图1所示：

图1 车间剖面图
1、 根据工艺要求车间每跨设有软钩桥式起重机一台，A5工作级别。吊车起重量100KN，
轨顶标高8.400m。
2、 建设地点：某市郊区（基本风压0.45kN/m2，基本雪压0.50kN/m2，无抗震设防要求）。
4、工程地质及水文地质条件 ：根据勘察报告，场地地形平整，自地表向下为：
①杂填土，厚度0.70m ；
②粘土，红黄褐色，厚度2.50m，容许承载力140kpa；
③粉质粘土，厚度2.50m，容许承载力210kPa；
④卵石层，较厚。未发现不良地质现象。 地下水位较低，无腐蚀性。
5、建筑构造
（1）屋面（不上人）：卷材防水，其作法如下： 三毡四油防水层上铺小石子 ，20厚1：3水泥砂浆找平层 ，100厚泡沫混凝土保温层； 一毡二油隔气层 ，20厚1：3水泥砂浆找平层 ，预应力混凝土大型屋面板 。
（2）墙体：240厚清水砖墙，钢门窗，门窗洞口宽4 m，女儿墙高度300～500mm。
（3）地面：室内地坪为混凝土地面，室内外高差150mm。
6、 选用材料：柱混凝土可选C30，纵筋HRB400，箍筋HPB300。柱下独立基础混凝土选
C25，纵筋HRB335；基础垫层混凝土等级采用C15。
二、结构方案选择
选用传统钢筋混凝土单厂结构“板—架—柱”体系，由以下四种结构组成：
(1)由屋面板、屋架组成的屋盖结构；
(2)由屋架、柱和基础组成的排架结构，为主要承重结构；
(3)由屋盖支承、柱间支承组成的支撑结构；
(4)由纵墙、山墙组成的维护结构；
采用单独柱下现浇钢筋混凝土杯口基础，基础梁承托围护墙，山墙为非承重墙，设抗风柱。
三、结构布置及构件选型
1)厂房柱网平面布置如图2：

图2 厂房柱网布置图
另外，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）9.1规定，装配式钢筋混凝土排架结构伸缩缝最大间距为100m(室内或土中)或70m(露天)。而本题厂房总长66m，所以无需验算厂房的伸缩缝。
2)主要构件选型：
1、屋面
恒载：
三毡四油防水层上铺小石子 0.4kN/m2
20mm厚1：3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 kN/m2
100mm厚泡沫混凝土保温层 0.1×5=0.5 kN/m2
一毡二油隔气层 0.05 kN/m2
20mm厚1：3水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 kN/m2
合计 1.75 kN/m2
活载：
屋面不上人 0.5 kN/m2
雪压 0.5 kN/m2
可变荷载效应控制组合：
由永久荷载效应控制组合：
选用由永久荷载效应控制组合值作为选用依据值。选用标准图集04G410-1~2中的1.5m×6.0m一般预应力混凝土屋面板Y-WB-3Ⅲ（中间跨），Y-WB-3Ⅲs（端跨）,其允许外加均布荷载基本组合设计值为，满足要求。
板自重标准值1.4kN/m2，灌缝重标准值为0.10kN/m2。总重量标准值1.50 kN/m2。
2、嵌板及檐口板
选用标准图集04G410-1中的1.5m×6.0m一般预应力混凝土屋面板Y-KWB-2Ⅱ（中间跨），Y-KWB-2Ⅱs（端跨），其允许外加均布荷载基本组合设计值为，满足要求。
板自重标准值1.70 kN/m2，灌缝重标准值为0.10 kN/m2。总重量标准值1.80 kN/m2。板宽900mm。
3、天沟板
屋面采用有组织排水，选用标准图集04G410-1~2中的天沟板（TGB58），中间跨：TGB58（无落水洞），TGB58a、TGB58b（有落水洞口），边跨：TGB58sa、TGB58sb。允许外加均布荷载基本组合值[q]=3 kN/m>q=2.85 kN/m。板自重标准值2.01 kN/m。天沟板宽580mm。
天沟板外荷载为：
屋面做法荷载： 1.85kN/m2
积水荷载（按210mm高计）： 2.1 kN/m2
活荷载： 0.5 kN/m2
外加均布荷载基本组合值：
q=1.4x(1.85+2.1)x(580-190)+1.3x0.7x0.5x(580-190)=2.33kN/m<[q]=3 kN/m，满足条件。
4、钢筋混凝土屋架及支撑
屋架跨度为18m。该厂房不设天窗（类别号为a），檐口形状为两端内天沟（代号为C）。有悬挂吊车时屋面增设支承。
荷载计算：
外加荷载： 1.75kN/m2
屋面板加灌缝重： 1.40+0.1=1.5kN/m2
屋面支撑及吊管自重： 0.15kN/m2
恒载标准值合计： 3.4kN/m2
活载标准值： 0.5kN/m2
可变荷载效应控制组合：
由永久荷载效应控制组合：
选用标准图集04G415-1中：YWJ18-2Aa，允许外加荷载5.5kN/m2>5.2kN/m2，满足要求；自重标准值65.5kN/榀，端部高度为1650mm，中央高度为2650mm。屋面梁选用标准图集G353-4~6中：SL12-2C，屋面梁自重51.33.4kN/根。
5、吊车梁
，采用钢筋混凝土吊车梁。选用标准图集G323-1~2，根据吊车起重量100KN、大连重工起重集团有限公司DQQD型、中级工作制A5、车间每跨设有软钩桥式起重机一台，查A4、A5（中级工作制吊车梁选用表），边跨选用编号DL-7B，允许内力Mmax=301.1KN.m，梁重28.2KN/根；中跨选用DL-7Z，允许内力Mmax=421.6KN.m，Va=285.2KN，Vz=142.8KN，梁重27.5KN/根。
电动单钩桥式吊车数据表 表1
吊车起重量Q
跨度LK
起升高度
中级工作制A5
吊车总重
Pmax
Pmin
小车重g
吊车总重
吊车最大宽度B
打车轮距K
大车底面至轨道顶面的距离F
B1轨道顶面至吊车顶面的距离
轨道中心至吊车外缘的距离
KN
m
m
KN
KN
KN
KN
mm
mm
mm
mm
mm
100
16.5
12
117
26
39.0
186
5150
4050
226
1677.0
230.3
吊车梁截面及尺寸如图2所示：

图2 吊车梁截面及尺寸
6、吊车梁走道板
选用标准图集04G337，取边跨上柱截面：400x400；中间跨上柱截面：矩形400x600。
对中跨：

，取600mm，选用DB60-3。
对边跨：

，取400mm，选用DB40-3S。
7、吊车轨道联结及车挡
轨道连接：最大轮压标准值为Pdk=117KN。
最大轮压设计值≤330KN。
则选用标准图集04G325中，吊车梁上螺栓孔距为200mm，轨道联结型号DGL-6，轨道面至梁顶面距离164mm~184mm；车挡型号CD-2，自重89.08+1.95=910.3N，为便于计算取其计算值为0.9KN，且吊车梁端应根据CD-2安装要求预留螺栓。
8、基础梁
墙高约。
基础梁承托围护墙，突出于柱外的墙厚240mm，墙有窗洞。选用标准图集04G320中， JL-3(中跨)，重力荷载标准值16.1kN/根；JL-17（边跨），重力荷载标准值13.1kN/根。；山墙有门，选用JL-4，重力荷载标准值16.7 kN/根。
四、计算单元及计算简图
（1）标高
1）轨顶标高8.400m
2）查DGL-6，轨道顶面至吊车梁顶面的距离ha=0.19，故
牛腿顶面标高=轨顶标高-ha-hb=8.4-0.19-1.2=7.01m，牛腿顶面标高取为7.0m。
3）柱顶标高
吊车轨顶至吊车顶部高度为2.475m；屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为220mm；屋架下弦至柱顶高度为75mm。
柱顶标高=8.4+2.475+0.22+0.075=11.02m，柱顶标高取为11.0m。
4)取基础顶面至室内外地坪高差为0.8m，则从基础顶面算起的：
全柱高H=11.0+0.8=11.8m
上柱高Hu=11.0-7.0=4.0m
下柱高Hl=11.8-4=7.8m
（2）初定柱的截面尺寸
当吊车起重量为100KN和轨顶标高为8.400m时，则实腹柱截面高度h≥Hk/14=657mm；截面宽度b ≥max{Hl/14，400}=400mm。
对边柱A(C)柱：
上柱：矩形截面400mmx400mm，截面积Al=0.16m2，自重4KN/m，Iu=2.13x10-3m4。
吊车桥架外边缘与上柱内边缘之间的空隙=750-400-230=120mm>80mm，满足要求。
下柱：I形截面400mmx900mmx120mmx150mm，Al=0.193m2，自重4.825KN/m，Il=19.95x10-3m4。
对中柱B柱：
上柱：矩形截面400x600, Al=0.24m2，自重6KN/m，Iu=7.2x10-3m4。
吊车桥架外边缘与上柱内边缘之间的空隙=750-300-230=220mm>80mm，满足要求。
下柱：I形截面400mmx1100mmx120mmx150mm, Al=0.217m2，自重5.425KN/m，Il=32.6x10-3m4

图3 柱截面尺寸
（3）定位轴线
B1: 由厂房设计任务书上所给附表查得，轨道中心线至吊车端部的距离B1=230mm。
B2：吊车桥架至上柱内边缘的距离，当吊车起重量不大于500KN时，一般B2≥80mm，取B2=80mm。
B3：边柱的上柱截面高度或中柱边缘至其纵向定位轴线的距离，取B3=400mm。
e= B1+ B2+ B3=710mm<750mm，满足要求。计算中取e=750mm。
故取封闭的定位轴线A、B都分别与左右外纵墙内皮重合。
（4）计算单元及排架的计算简图
由于该车间没有特殊要求，结构布置均匀，除吊车荷载外，荷载在纵向的分布是均匀的，
故可取一榀横向排架为计算单元，计算单元的宽度为纵向相邻柱间距中心线之间的距离，即B=6.0m，如图2(a)所示。排架的计算简图如图2(b)所示。

图4(a) 图4(b)
五、荷载计算
（1）屋盖荷载
1）取屋盖恒荷载标准值为3.4KN/m2，屋架自重标准值65.5kN/榀，故屋盖传给排架柱的集中恒荷载设计值
G1=1.2x3.4x6x9+66.5/2=253.57KN
作用于上部柱中心线外侧e0=50mm。
2）屋面活荷载
由《荷载规范》规定，屋面均布活荷载标准值为0.5KN/m2，与雪荷载相等，故仅取其一项计算。则由屋盖传给排架柱的集中活荷载设计值为：
Q1=1.4x0.5x6x9=37.8KN
作用于上部柱中心线外侧e0=50mm处。
（2）柱和吊车梁等自重
吊车梁及轨道：
边跨：G3=1.2x(28.2+6x0.8)=39.6KN
中跨：G3=1.2x(27.5+6x0.8)=38.76KN
边柱A(C)柱：
上柱：G4A= G4C=1.2x4x4=19.2KN
下柱: G5A=1.2x4.825x7.8=45.16KN
中柱B柱：
上柱：G4B= G4C=1.2x4x6=28.8KN
下柱: G5B=1.2x5.425x7.8=50.78KN
各永久荷载作用位置如图5所示：

A柱 B柱 C柱
图5 各永久荷载作用位置
（3）吊车荷载
由表一可查得，Pmax,k =117KN，Pmin,k=26KN，G2k=39KN，B=5150mm，K=4050mm。

图6 吊车梁支座反力影响线
由于每跨只有一台吊车，则：

（4）风荷载
基本风压；；
按B类地面粗糙度，根据各部分标高，可由教材表10-4查得风压高度变化系数μz为：柱顶(标高11.1m): μz=1.033
檐口(标高12.75m): μz=1.077
屋顶(标高13.75m): μz=1.105
风荷载体型系数μs及排架计算简图见图4：

图7 风荷载体型系数及排架计算简图
则作用于排架上的迎风面和背风面的风荷载设计值分别为：

屋盖受到的风荷载对排架的作用，考虑成集中荷载作用在柱端，其设计值为：

（5）内力分析
等高排架可用剪力分配法进行排架内力分析。
5.1、柱剪力分配系数
柱剪力分配系数 表2
柱号

边柱A、C
n=0.107;λ=0.338
C0=2.269;δ=1.225x10-3
0.256
中柱B
n=0.221;λ=0.338
C0=2.641;δ=0.644x10-3
0.488
2.单阶变截面柱柱顶反力系数
单阶变截面柱柱顶反力系数 表3
简图
柱顶反力系数
边柱A、C
中柱B

2.216
1.852

1.005
1.170

0.677
0.957

0.333
——
其中a=(4-1.2)/4=0.7。
5.2、永久荷载作用下排架内力分析
内力正负号规定：排架柱的弯矩图画在受拉侧，剪力以顺时针方向为正，轴力以受压为正。结合图3可得如下：

弯矩方向见图5。由于排架为正对称结构并作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。结合表三可得：
RC=-7.18KN(←)
此时排架各柱内力图见图8：

图8 恒载作用下排架内力图
5.3、屋面可变荷载作用下排架内力分析
当AB跨作用屋面活荷载时的内力图与BC跨作用屋面活荷载的内力图呈镜像对称，所以只需讨论AB跨作用屋面活荷载时的内力图即可。

在柱顶附加不动铰支座:

撤销附加的不动铰支座，在排架柱顶施加集中力-(RA+RB)，并与柱顶附加不动铰支座时反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB跨时的各柱顶剪力，即：

此时排架各柱内力图见图9：

图9 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图
根据镜像对称规律可得当BC跨作用屋面活荷载的排架各柱内力图，如图10：

图10 BC跨作用屋面活荷载时排架内力图
5.4、吊车荷载用用下排架内力分析（不考虑厂房整体空间作用）
①作用于A柱
计算简图见图8。则吊车竖向荷载、在牛腿顶面出引起的力矩分别为：

在柱顶附加不动铰支座:

撤销附加的不动铰支座，在排架柱顶施加集中力-(RA+RB)，并与柱顶附加不动铰支座时反力叠加，可得作用于A柱时的各柱顶剪力，即：

此时排架各柱内力图见图11：

图11 作用于A柱时排架内力图
②作用在B柱左
计算简图见图12。则吊车竖向荷载、在牛腿顶面出引起的力矩分别为：

在柱顶附加不动铰支座:

撤销附加的不动铰支座，在排架柱顶施加集中力-(RA+RB)，并与柱顶附加不动铰支座时反力叠加，可得作用于B柱左时的各柱顶剪力，即：

此时排架各柱内力图见图12：

图12 作用于B柱左时排架内力图
③作用在B柱右
根据镜像对称规律可得当作用在B柱右时排架内力图，见图13：

图13 作用于B柱右时排架内力图
④作用在C柱
同理，根据镜像对称规律，将“作用于A柱”情况的A、C柱内力互换，可求得各柱的内力，如图14：

图14 作用于C柱时排架内力图
⑤作用在AB跨
当方向相反时，弯矩和剪力只改变符号，数值不变。
结合表2可得：

此时排架各柱内力图见图15：

图15 作用在AB跨时排架内力图
⑥作用在BC跨

图16 作用在BC跨时排架内力图
5.5、风荷载作用下排架内力分析
(1)左风
计算简图如图17所示。结合表2可得：

此时排架各柱内力图如图17所示：

图17 左吹风时排架内力图
(2)右风
风荷载为右吹风时，排架各柱内力图如图18所示：

图18 右吹风时排架内力图
（6）内力组合
A、B柱的内力组合如附表3、表4所示。
六、排架柱截面设计
采用就地预制柱，混凝土强度等级C30,，纵向受力钢筋为HRB400级钢筋，，箍筋选用HPB300级钢筋，。。上下柱均采用对称配筋。
（1）选取控制截面最不利内力
大偏心受压和小偏心受压界限破坏时对应的轴力为：
A柱：
上柱：
下柱：
B柱：
上柱：
下柱：
当，按大偏心受压计算。对大偏心受压对称配筋的柱，根据“弯矩相差不多时，轴力越小越不利；轴力相差不多时，弯矩越大越不利”的原则，可确定各柱的最不利内力设计值：
A柱：Ⅰ-Ⅰ Ⅲ-Ⅲ
B柱：Ⅰ-Ⅰ
Ⅲ-Ⅲ(a) (b)
（2）A柱配筋计算
1）上柱配筋计算
考虑二阶效应：

附加偏心距：
则：

查教材表12-3知，

考虑二阶效应后的弯矩设计值和偏心距为：

，按大偏心受压计算。

选用3C16()。
截面一侧配筋率
截面总配筋率，满足要求
对垂直于排架方向的截面承载力验算：
由教材表12-3知，对垂直于排架方向的上柱计算长度
，查教材表5-1知：

，承载力满足要求。
2）下柱配筋计算

附加偏心距：
则：

查教材表12-3知，

考虑二阶效应后的弯矩设计值和偏心距为：

由于，近似取。

选用4C16()。
截面一侧配筋率
截面总配筋率，满足要求。
对垂直于排架方向的截面承载力验算：
由教材表12-3知，对垂直于排架方向的上柱计算长度
，查教材表5-1知：

，承载力满足要求。
（3）B柱配筋计算
1）上柱配筋计算

附加偏心距：
则：

查教材表12-3知，

，按大偏心受压计算。

由

采用对称配筋，则：

选用3C18()。
截面一侧配筋率
截面总配筋率，满足要求
对垂直于排架方向的截面承载力验算：
由教材表12-3知，对垂直于排架方向的上柱计算长度
，查教材表5-1知：

，承载力满足要求。
2）下柱配筋计算
1、按（a）组内力进行截面计算。

附加偏心距：
则：

查教材表12-3知，

，即中和轴在腹板内。
则：

，即为大偏心受压构件。

2、按（b）组内力进行截面计算。

附加偏心距：
则：

查教材表12-3知，

由于，则中和轴在翼缘内, 为大偏心受压构件。。

选用4C18()。
截面一侧配筋率
截面总配筋率，满足要求
对垂直于排架方向的截面承载力验算：
由教材表12-3知，对垂直于排架方向的上柱计算长度
，查教材表5-1知：

，承载力满足要求。
七、排架柱的裂缝宽度验算
（1）A柱裂缝宽度验算
上部柱控制截面Ⅰ-Ⅰ的准永久组合内力值：

当偏心受压构件时，可不作验算裂缝宽度验算。
下部柱控制截面Ⅲ-Ⅲ的准永久组合内力值：

当偏心受压构件时，可不作验算裂缝宽度验算。
（2）B柱裂缝宽度验算
上部柱控制截面Ⅰ-Ⅰ的准永久组合内力值：

当偏心受压构件时，可不作验算裂缝宽度验算。
下部柱控制Ⅲ-Ⅲ的准永久组合内力值：

当偏心受压构件时，可不作验算裂缝宽度验算。
八、牛腿设计
根据吊车梁支承位置，吊车梁尺寸及构造要求，确定牛腿尺寸如图所示。

图 19 A柱牛腿尺寸 图 20 B柱牛腿尺寸
（1）A柱牛腿设计
牛腿截面宽度为b=400mm，截面高度h=600mm，截面有效高度为h0=560mm。作用于牛腿顶面按荷载标准组合的竖向力为：

牛腿顶面没有水平荷载，即（作用在上柱轨顶标高处）。
设裂缝控制系数，取。则：

故牛腿截面高度满足要求。
由于,故牛腿可按构造要求配筋。根据构造要求，
，实际选用5C14()。其中2C14是弯起钢筋。水平箍筋选用B14@100。
（2）B柱牛腿设计
牛腿截面宽度为b=400mm，截面高度h=800mm，截面有效高度为。作用于牛腿顶面按荷载标准组合的竖向力为：

故牛腿截面高度满足要求。
由于,故牛腿按计算配筋。取。

，实际选用5C16()。其中2C16是弯起钢筋。水平箍筋选用B8@100。
（3）牛腿箍筋配置
水平箍筋选用B8@100。在牛腿上部范围内箍筋的总截面面积为
。故箍筋的设置满足要求。
（4）牛腿顶面局部受压验算
取吊车梁的垫板为，则

故牛腿顶面的局部受压满足要求。
九、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。排架柱插入基础杯口内的高度，m。故柱的总长为。起吊时的支点有两个：柱底和牛腿底，上柱和牛腿是悬臂的，计算简图如图所示。

图 21 A柱吊装计算简图 图 22 B柱吊装计算简图

u A柱
（1）荷载计算
柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载，且应考虑动力系数，柱自重的重力荷载分项系数取1.35，则：

（2）弯矩计算
在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为：

由得：

，得

（3）截面受弯承载力及裂缝宽度验算
上柱配筋为3C16()，施工阶段构件的结构重要性系数取，其受弯承载力为：

，满足要求。
裂缝宽度验算：

由于只考虑柱自重恒荷载，则其准永久值

，取

满足要求。
下柱配筋为4C16()，，其受弯承载力为：

，满足要求。
裂缝宽度验算：

取

满足要求。
u B柱
（1）荷载计算
柱吊装阶段的荷载为柱自重重力荷载，且应考虑动力系数，柱自重的重力荷载分项系数取1.35，则：

（2）弯矩计算
在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为：

由得：

，得

（3）承载力及裂缝宽度验算
上柱配筋为3C18()， ，其受弯承载力为：

，满足要求。
裂缝宽度验算：

由于只考虑柱自重恒荷载，则其准永久值

，取

故满足要求。
下柱配筋为4C18()，，其受弯承载力为：

，满足要求。
裂缝宽度验算：

满足要求。
七、锥形杯口基础设计
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）规定，对6m柱距单层排架结构多跨厂房，当地基承载力特征值为，厂房跨度，吊车额定起重量不超过，以及设计等级为丙级时，设计时可不做地基变形验算。此次设计符合上述条件，故不需进行地基变形验算。下面以A柱为例进行柱的基础设计。
基础材料：混凝土强度等级取C25，；纵筋选
用HRB335；基础垫层混凝土等级采用C15。
（1）荷载计算
1）作用于基础顶面上的荷载包括柱底（3-3）传给基础的M、N、V以及围护墙自重重力荷载两部分。按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）的规定，基础的地基承载力验算取用标准组合的效应设计值。由于围护墙自重重力荷载的大小方向和作用位置均不变，故基础的最不利内力主要取决于柱底（3-3截面）的不利内力，应取轴力最大的不利内力组合以及正负弯矩为最大的不利组合。经对表4中的柱底截面不利内力进行分析可知，基础设计时的不利内力如表6和表7所示。
3-3截面的不利内力设计值 表6
组别
M(kN.m)
N(kN)
V(kN)
第1组
197.6
728.26
-35.42
第2组
269.56
357.53
-43.66
第3组
-210.4
466.38
+24.51
基础底面设计时不利内力 表7
组别
荷载基本组合的效应设计值
荷载标准组合的效应设计值
M(kN.m)
N(kN)
V(kN)
Mk(kN.m)
Nk(kN)
Vk(kN)
第1组
240.10
728.26
35.42
178.64
503.90
28.36
第2组
321.95
357.53
43.66
187.91
297.94
35.93
第3组
-239.81
466.38
-24.51
-157.69
358.41
-15.67
第1组荷载：
设计值：

标准值：

第2组荷载：
设计值：

标准值：

第3组荷载：
设计值：

标准值：

2）基础梁和围护墙的自重重力荷载计算
每个基础承受的围墙宽度为计算单元的宽度B=6.0m，墙高=柱顶标高11.80+柱顶至檐口高度1.65+基础顶面至室内地坪的高度0.80-基础梁高0.45=13.80m。240厚清水砖墙上有上下钢门窗，窗宽4.0m，上下窗高分别为1.8m和4.8m，钢窗自重0.45kN/m2，每根基础梁自重标准值16.7kN，砖墙自重标准值19kN/m2。
故由墙体和基础梁传来的重力荷载标准值为
基础梁自重 16.6kN
围护墙自重 18×0.24×[6×13.80－(1.8+4.8)×4.0]=243.65kN
钢窗自重 0.454(1.8+4.8)=11.88kN
总计

对基础的偏心距 。
对基础底面的偏心弯矩 ，
。
（2）基础底面尺寸确定
1）基础高度和埋置深度确定
由构造要求知，基础高度为，其中为柱插入杯口深度，又，取；为杯底厚度，由于需满足，取；故基础高度为：

因基础顶面标高为0.800m，室内外高差为150mm，则基础埋置深度为

2）基础地面尺寸拟定
基础地面面积按地基承载力验算确定，并取用荷载标准组合的效应设计值。由《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）可查得，取基础底面以上的土及基础的平均重度为，则深度修正后的地基承载力特征值为：

先按轴心受压估算基础底面尺寸，取：

考虑到偏心等影响，将基础底面估算尺寸扩大30%左右，取。
则基础底面弹性抵抗矩。
（3）地基承载力验算
基础自重和土重为（基础及其上填土的平均自重取）：

如表6所示，按以上三组不利内力进行基础底面积计算。
第1组：

偏心距 ，则基础底面全截面受压，则：
，满足
，满足
第2组：

偏心距 ，则基础底面全截面受压，则：
，满足
，满足
第3组：

偏心距 ，则基础底面全截面受压，则：
，满足。
，满足。
（4）基础受冲切承载力验算
基础受冲切承载力验算采用荷载基本组合的效应设计值，并采用基底净反力，即只考虑杯口顶面由排架柱传到基础顶面的内力设计值。当偏心荷载作用只在矩形基础长边方向产生偏心且偏心距时，基底净反力最大和最小设计值按如下计算：

则各种基底净反力最大设计值为：
，
由于，即基础底面在第2组不利内力作用下有一部分出现拉应力。则：

，
，
受冲切承载力验算取。
取杯壁厚度，则基础顶面突出宽度为。杯壁高度取为。根据所确定的尺寸可知，变阶处的冲切破坏锥面比较危险，故只需对变阶处进行冲切承载力验算。基础各细部尺寸及冲切破坏锥面如图所示：

图23 基础受冲切承载力验算
，

由于变阶处截面高度，，则冲切力：

抗冲切力：

受冲切承载力满足要求。
（5）基础底板配筋计算
1）柱边及变阶处基底净反力计算
基底净反力如表8所示。其中pjⅠ为基础柱边或变阶处的基底净反力。 基底净反力及弯矩 表8

第1组
第2组
第3组

116.11
98.09
89.04

柱边处
85.22
49.05
59.36
变阶处
95.51
63.58
69.25

33.74
0
9.89
长跨方向