大腿无名指
单层厂房课程设计
1 设计任务书
一
二 设计资料
某层业厂房××车间，根据工艺要采布置(附属用房另建，本设计不虑)。车间总长132m、柱距6m，跨度24m；不设天。车设置见设计号。外围墙体为240mm砖墙，采用MU10烧结孔砖、M5混合砂砌筑；纵向墙上每柱间设置上、下两层窗户：上层窗尺寸(宽×高)=4000mm×1800mm，窗洞标高为柱顶下250mm处；下层窗口尺寸(宽×高)=4000mm×4800mm，窗标高为1.000m处。两墙处设置6m柱距的钢筋混凝土抗风柱，山墙处有两钢大门，洞口
该所在场地由地察报告提供的资料：厂区地势平坦，地面(标高为-0.3m)以下0.8~1.2m为填土层，往下为约0.4m厚的耕植，再往下为质粘土层，厚过6m，其地基承载力特征值fak=200kN/m2，可持力层；再往下为碎石层。地下水位约为-7.0m，无侵蚀性；该地区为非地震
场气资料有关参数(如基本风压、地面粗糙度等) 按表1设计号中数据取用；基
三 设计内容
1、 按指导教师给定的设计号(表1)进行设计；吊
2、 进1榀横向平面排架结构的设计计算及抗风柱计算，编设计计算书； 3、 选择屋结构
4、2号图纸2张或1号图纸1张，绘制屋盖结构、柱及
础基梁的结构平面布置图；绘制排架柱及基础的配筋图和模
注：1、设计号由上项组合而成，例如：当设计号为W2Z 1D3H4，所取数据为W0=0.35、 地面粗糙度A类、吊车为1台5t吊车
3、厂无积灰荷载，屋面检修活荷载标准值0.5kN/m2，雪载
四 设计要求
1、计
并
2、
2 设计指导书
一 目的要求
本设计是钢筋土结构课的重要践环节之一。通过本课程设计，使学生对单层工业厂房排架结构的成、受力特点、荷载计、排架内分析、荷载合及内力组合、排架柱、抗风柱的配筋设、柱下独立
二 厂房中标准构件及自重(参考)
1、
1.4kN/m2；
2、 应力混凝土折线型屋架，选用95G415(三)，屋架高度1.8m(
自
3、
自1kN/m；(不同规格的吊车梁有不同自重，如无实际
三 24m跨中级工作制桥式吊车主要参数(附表)
四 屋面作法 (参考)
自下: 二毡防水层 0.35kN/m2 ; 20厚水泥砂浆找平层 20 kN/m3 ; 100厚水泥珍珠制品保温
五 排架柱及基础材料选用(参考) 1、排架柱
混
纵力钢筋：HRB400或HRB335，箍
2、基
六 主要设计计算步骤
1、确定结构计算简图
(1) 确定基础顶面高度、上柱高度、下柱高度及柱全高；
(2) 选择柱截面型式及柱截面尺寸，计算惯性矩，画出计
(1) 荷载：按屋面、柱、吊车梁顺序进行；求出屋面荷载在柱顶集中压力值及作位
(2) 屋活荷载：出屋面活荷载在柱顶集中压力值及作用位置； (3) 吊车荷载: 作影响线,求D max
(4) 风荷载计算：柱顶以下为均布荷载、柱顶以上简化为柱
注架结构的对称性及荷载作用特点，求出各控
(1) 恒荷用下：柱自及吊车梁自重产生内力在排架形成前，可直接求出；屋面恒荷载在柱顶集压力值分别向上及下柱截面形心简化，轴力可直
(3) 吊车载作用下：①、Dmax作用在A柱；②、Dmax作用在B柱，注意利用①的结；③、Tmax作下，注意有两个方向； (4) 风荷
利简公式，针对各控制截面，列出框架柱的内力
采称配筋，注意N和M的相关性，注意施工阶段验
6 、础设计 (1）荷载计算：分别求出排架柱传至基础顶面处的内组
墙
(2) 确定基础底面尺寸；
(3）定基础高度：先按构造要求初选基础高度,再按抗冲切承载验
七 绘制施工图
1、 利对称性，绘制基础平面、柱平面及支撑、屋盖平面支撑布置； 2、 绘制排架及抗
八 时间安排 共2 周
1、设计计算： 1周
2、绘制施工图：1周
编
2014. 4.
单层厂房课程设计
混
学生姓名:
学 号:20084023117 指导教师:
所
专 业:土木工程
中国?大庆
2011年10
混
——单层工业厂房设计任务书
一、
二、设计内容:
1(计算排架所受的各项荷载;
2(算各种荷载作用下的排架内力(对于吊车荷载不考虑
3(柱及牛腿设计，柱下独立基础设计;
4(
三、设计资料
1(金结构车间为两跨厂房，安全等级为一级，厂总长54m，柱距为6m，厂
2(厂房每跨内设两台吊车;
23(建地点为东北某城市(基本雪压0.4kN,m，本风压0.4kN,m，地面糙
4(
5(厂房标准构件选用及载荷标准值:
(1)屋架采
(2)吊梁选用预应力混凝土吊车梁，参数见表3。轨及零件自重0.8kN,m，轨
(3)天窗采用形纵向天窗，榀天窗架重:18m跨25.5kN,每榀，21m跨30kN,每榀，24m跨34kN,每
(4)天沟板自重标准值为2.02kN,m;
22(5)围护墙采用240mm双面粉刷墙，自重5.24kN/m。塑钢窗:自重0.45kN,m，窗宽4.2m，窗高见图1。
(6)基础梁截面为250 mm?600mm;基础梁自
6(材:混凝土强度等级为C30，柱的受力钢筋采
7(
2
220mm厚水泥砂浆找平层:0.4kN,m;
230mm细石混凝土面层:0.75kN,m;
2100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4kN,m;
2
2
28(屋面均布活荷载为0.7kN,m。
柱顶
轨顶
+0.000-0.150
图1
图2
图3
土
表1 各号
左
C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 C4
牛腿顶标高(m)
6.9 7.2 7.5 7.8 8.1 8.4 8.7 9.0 9.3 9.6 9.9 10.2
表2 吊车梁数据(工作级别A5)
起量 度梁 高梁 重起量 度梁 高梁 重梁型号
25.5
表3 吊车数据(工作级别A5)
轨中最大轮轮轨顶以吊
16.5 63.26 163 4.00 230 2097 5.955 230
19.5 63.26 185 4.10 260 2097 6.055 270 C1 160/32 22.5 63.26 193 4.10 260 2187 6.055 300
25.5 63.26 205 5.00 260 2185 6.390 340
28.5 63.26 214 5.00 260 2185 6.390 380
16.5 69.77 185 4.00 230 2099 5.955 240
19.5 69.77 207 4.10 260 2099 6.055 290 C2 200/50 22.5 69.77 216 4.10 260 2189 6.055 320
25.5 69.77 230 5.00 260 2189 6.390 370
28.5 69.77 239 5.00 260 2189 6.390 400
16.5 109 278 4.65 260 2341 6.640 330
19.5 109 301 4.70 300 2471 6.690 380
22.5 109 313 4.70 300 2471 6.690 410 C3 320/50
25.5 109 331 5.00 300 2471 6.990 460
28.5 109 344 5.00 300 2471 6.990 500
16.5 155 420 4.80 300 2734 6.775 440
19.5 155 430 4.80 300 2734 6.775 490
500/10C4 22.5 155 456 4.80 300 2734 6.775 530 0
25.5 155 474 5.00 300 2734 6.975 580
28.5 155 487 5.00 300 2734 6.975 620 最后须提交的内容:
1、
2、一图纸一张。包括柱模板图、柱配筋图、基础模板图、基础配筋图3、土
混
目 录
1 计资............................................................................................................... 3 2 结构计算............................................................................................................... 3 2.1 计算高 .......................................................................................................... 3 2.2柱截面尺寸及相应
3 载计............................................................................................................... 5 3.1 恒荷载 .............................................................................................................. 5 3.1.1 屋盖恒荷载 ................................................................................................. 5 3.1.2 吊车梁及轨道重力荷设计
3.1.3 柱自重重荷载设值 .............................................................................. 6 3.2 屋面活荷载 ...................................................................................................... 6 3.3 荷载 .............................................................................................................. 6 3.4 吊车荷载 .......................................................................................................... 8 3.4.1 吊车梁竖向荷载 ......................................................................................... 8 3.4.2 吊车梁横向水平荷载 .................................................................................. 9 4 架内力分析 ....................................................................................................... 9 4.1 恒作用下架内力分析 ............................................................................... 9 4.2 面活荷载作用下排架
4.2.1 AB跨作用屋荷 ...............................................................................11 4.2.2 BC作
4.2.3 荷载作用下
4.2.4 车荷载作用
5 内组合............................................................................................................. 17 6 柱的设计............................................................................................................. 22 6.1 柱的纵向筋计算 ........................................................................................ 22 6.1.1 上柱配筋计 ........................................................................................... 22 6.1.2 下柱配筋计算 ........................................................................................... 23 6.2 柱的裂缝宽验算 ........................................................................................ 24 6.3
1
混
7 牛设计............................................................................................................. 25 7.1 腿几何尺寸的确定..................................................................................... 25 7.2 牛腿筋 ........................................................................................................ 26 7.3 牛高度验算 ................................................................................................ 26 7.4 柱的吊装验算 ................................................................................................ 26 8 基础设
8.2 基础寸及埋深度..................................................................................... 29 8.3 基础度验算 ................................................................................................ 30 8.4 基础底板配筋计算 ........................................................................................ 32 8.4.1 柱边及变阶处基底反力 ............................................................................ 32 8.4.2 柱边及变阶处弯矩计算 ............................................................................ 33 8.4.3 配筋计
2
混
1 设计资料
本计应任务书第17号方案，左跨吊车为C1，右跨吊车为C2，牛腿标
2结构计算
2.1 计算柱高
因厂房跨在15,36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝排架结构。屋盖采用梯形钢屋架，选预应
知顶高为8.1m+1.2m+0.2m=9.5m，设内
HHul0.75m，则计算图中柱的总高度H，上柱高度和下柱度分别为:由于为双跨等高厂房，所以
柱
上
2.2m,0.5m1.6m估计基础埋深,基础高，因室外地坪标高为，以
全
下
3.7m12.6m12m8.9m因此边柱A，C及中柱B顶面
A、C柱:上柱截面尺寸(mm):b×h=400×400
B
下截
本仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算
3
混
9
8
7
6600
5
4
3
2
6006006006006006006006001
2400024000
ACB(a)
EA=EA=
3700
12600
(b)
4
混
15025
400
100400900
A C柱
400
15025
400
1006001000
400B柱
图4 计算单元和计算简图和截面尺寸 3 荷载计算
3.1 恒荷载
3.1.1屋盖恒荷载
2青
2 20mm厚水
230mm细石混凝土面层 0.75kN/m
2 100mm厚珍珠岩制品保温层 0.4 kN/m
2
2预
2 3.4 kN/m
架
窗
天
则
G,1.2，(3.4，6，21/2，95/2，30/2，2.02，6),346.58kN 1
3.1.2吊车梁及轨道重力荷载设计值
G=1.2×(41.3+0.8×6)=55.32kN 3
5
混
3.1.3柱自重重力荷载设计值
上自
G,1.2，6，3.7,26.64kN4B
下
G,1.2，4.94，8.9,52.72kN5B
各
300300400400
150150
(Q =61.74)1(Q =61.74)1(Q =61.74)1(Q =61.74)1G =346.581G =346.58150G =346.5811G =346.5850750750750750
G =55.323G =55.323G =55.3233G =55.32G =17.764CG =26.64B4AG =17.763G =55.32250
G =50.095AG =52.765B5AG =50.09
500500900900
BAC
图5 荷载作用位置图 (单位:KN) 3.2 屋面活荷载
22屋面荷载标准值为0.7kN/m，雪荷载标准值为0.4kN/m，后者小于前者，故仅按前
Q =1.4×0.7×6×21/2=61.74kN 1
3. 3 风荷载
2,,0.4kN/M荷载的标准值按计算，其中, , ,,,,,,,,1.00kzsz0z,根据厂房部分
,
6
混土
屋
天(
=17.75 m =1.2005 ,H2z如图6所，则由
为:
2,,,,,,,1.0，0.8，1.0560，0.4,0.388kN/m 110kzsz
2,,,,,,,1.0，0.4，1.0560，0.4,0.169kN/m 220kzsz
+0.8
-0.7-0.6
+0.6-0.2-0.4-0.5风向
-0.6
200045089001700?0.000-0.1501000
μs
ABC
(a)
-0.5Fw
-0.4q1q2
ABC
(b)
图6 风荷载体型系数及排架计算简图
则
q,1.4，0.338，6.0,2.84kN/m 1
q,1.4，0.169，6.0,1.42kN/m 2
F[()h()h()h]B,,,，,,，,，,，,，,,，,，,，,，,,,,wQs1s2z1s3s4s5s6z2s7s8s9s10z3z0
7
混
3. 4 吊车荷载
3.4.1 吊车梁竖向荷载
F,68.63kN左跨:由表可得吊车参数为:B=6.055m，K=4.10m，，pmin
F,193kNQ,160kNg=63.26kN，G=300kN, , pmax
P,134kN。根据B，K可算得吊车梁支座反力影响线中
竖
吊
D,,F,y,1.4，193，(1，0.674，0.317,0.009),535.54kN max1Qpmaxi
D,,F,y,1.4，68.63，1.982,190.43kN min1Qpmini
F,78.885kN右跨:由表可得吊车参数为:B=6.055，K=4.1m，，Q=200kN，pmin
F,216kNg=69.77kN，G=320kN，。 pmax
kN。据B，K可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应
竖
吊
D,,F,y,1.4，216，1.982,599.36kN max2Qpmaxi
D,,F,y,1.4，78.85，1.982,218.89kN min2Qpmaxi
4100997.5997.54100997.5
FpmaxFpmaxFpmaxFpmax
600060006000
0.0090.317
0.674
1.0
图7 吊车荷载作用下支座反力影响线
8
混
作每一个轮子上的吊车横向水平制动力T于作用于
平
1T,,(Q，g),1/4，0.1，(160，63.26),5.6kN左跨: 4
T,rTy,1.4，5.6，1.982,15.54kNmaxQi,
1T,,(Q，g),1/4，0.1，(200，69.77),6.7kN右跨: 4
T,rTy,1.4，6.7，1.982,18.59kNmaxQi,
4 排架内力分析
该
其
表1 柱剪力分配系数
1 1/,nI/I,C3/[1(1)],，,,iul0 ,,柱别 ni1/, ,,H/H3,iu ,,H/CEI0l
C,2.48 0n=0.109 A柱 0.287 1E10,=0.293 ,,4.85，10 3,H
C=2.81 0n=0.281 B 柱 0.426 1E10,=0.293 ,,7.2，10 3,H
C,2.48 0n=0.109 C 柱 0.287 1E10,=0.293 ,,4.85，10 3,H4. 1 恒载作用下排架内力分析
恒
确定的。
,,
G,G，G,55.32，17.76,73.08kNG,G,346.58kN 2134A1
,,
G,G,50.09kNG,2，G,693.17kN 345A1
, G,G,52.76kN65B
9
混
, kN G,G，G，G,137.28kN54B33
,
M,G，e,346.584，0.05,17.3292kN,m111
,
M,(G，G)e,Ge,74.49kN,m kN?m 124A033
如所示排架对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各
2211,,1,(1,)1,(1,)33nnC,,,2.12C,,,1.14 312211,,221，(,1)1，(,1)nn
MM17.33，2.12，74.49，1.1412R,G，G,,9.66kN A13HH12.6
R,,R,,9.66BA
因架结构对称恒荷载对称则可用平衡条件求出柱各截
力。柱截面轴力为截面以上的重力荷载之和，恒载作用下排架结构的矩图和轴力图见图8(b)(c)图8(c)
M1C1AMG1G4G117.3317.33
M2A2CM56.0856.0818.4118.41G2G5G2A
G3CG3AG69.669.6629.9029.90
BACABC
(a)(b)
346.58693.16346.58+N+V+M364.34364.34719.80
419.66419.66830.44
+++
+M469.75+V469.75883.2+NABC
(c)(d)
图8 恒
10
混
4. 2 屋面活荷载作用下排架内力分析
4.2.1 AB跨作用屋面活荷载
,91.74kN，它在柱顶及变阶处引引排架计算简图如图9(a)所示，其中Q1
起的力矩为:
M,Q，e,3.09kN?m 1A11
M,Q，e,61.74，0.25,15.44 kN?m 2A10
M,Q，e,61.74，0.15,9.26 kN?m 1B12
MM12AAC,1.14R,C，C,1.92kN(,)C,2.12对
21,1,(1,)M3n1BR,C,0.84kN(,)C,，,1.146 1B131H,21，(,1)n
则
R,R，R,2.76kN(,) AB
将R反向用于排架柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与柱顶动铰支座反力叠加，可得屋面荷载
V,R,,R,1.13kN(,)AAA
V,R,,R,,0.34kN(,) BBB
V,,,R,,0.79kN(,) CC
排
1AM1BMQ1Q13.099.2661.7461.74
2.8414.351.09M2A10.52++
1.134.91.150.69.95
13.54AAABCBCCB
(a)(c)(b)
图9 AB跨用
11
混
4.2.2 BC跨作用屋面活荷载
由结构称，且BC跨与AB跨作用的荷载相同，故只需将图9中个内力图的位置及方向调整一
M1B1CMQ1Q13.099.2661.7461.74
2.8414.351.09M2C10.52++
1.134.91.150.69.95
13.54CCCBABAAB
(a)(c)(b)
图10 BC跨作用屋面活荷载时的排架内力图
4.2.3风荷载作用下排架内力分析
(1) 左吹风时
计
Fw41,3[1，(,1)]n C,,0.331131,8[1，(,1)]n
R,,qHC,,11.81kNR,,qHC,,5.09kNA111B211
R,R，R，F,,45.80kNACW
各
1.2439.16120.4 V,R,,R,1.33kN(,)V,R,,R,7.24kN(,)AAACCC
V,R,,R,19.51kN(,)BBBq1q2
31.670.0125.3图11 左吹风时排架内力图
12 209.76172.89391.3
AACBBC
(a)(b)
混
由于结构对称，故只需将图11中个内力图的位
如图12所示。
Fw
36.5124.3672.18
qq21
37.1119.5125.13
203.94242.20245.83
AABBCC
(a)(b)
图12 右吹风时排架内力图 4.2.4吊车荷载作用下的内力分析
(1)左跨
D作用于A柱时 max
计算简图如图13(a)所示。其中吊车竖向荷载D，D在牛腿顶处
M,De,160.66kN,mM,De,142.82kN,m Amax3Bmin3
C,1.14对于A柱:，则 3
MA,,C,,14.54kN(,)3A R H
2,31,C,,,1.29对于B柱:n=0.281=0.293，
MBR,C,14.6kN(,)R，R,0.08kN(,) R= 3BABH
各
V,R,,R,,14.56kN(,)V,R,,R,314.59kN(,) AAABBB
V,,,R,,0.023kN(,) CC
13
混
排
MAMB88.84106.79190.43535.5453.870.085DmaxDmin53.98
++
0.2914.5614.5922.800.02341.01AABCABCBC(a)(b)(c)
图13 作用在A柱时排
作用于B柱左时 Dmax
计算简图如图14(a)所示。其中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处
M,De,57.13M,De,401.66 kN?m kN?m Amin3Bmax3
MAR,,C,,5.17kN(,)对于A柱: 3AH
MBR,C,41.12kN(,)对于B柱: 3BH
R,R，R,35.95kN(,)AB
各
V,R,,R,,15.49kN(,)V,R,,R,25.81kN(,) AAABBB
V,,,R,,10.32kN(,) CC
排
MAMB306.16535.54190.4357.3138.18DmaxDmin95.50.18
++
15.4910.3225.81130.03
76.45138.04
AAACCBCBB
(a)(b)(c)
D 图14 作
14
混
作用于B柱右时 Dmax
计
其
M,De,419.52M,De,65.67 kN?m kN?m Bmax3Cmin3
MBR,,C,,42.95kN(,)对于B柱: 3BH
MCR,C,15.94kN(,)对于C柱: 3CH
R,R，R,,36.65kN(,)BC
各
V,R,,R,,24.65kN(,)V,R,,R,16.98kN(,) BBBCCC
V,,,R,12.33kN(,) AA
排
MC91.21MB328.32218.89559.3642.6262.83DmaxDmin2.84
++
24.6512.33
148.2816.98155.36108.93AAACBCCBB
(a)(b)(c)
图15 D作用B
D 作用于C柱时 max
计
DD中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩
M,De,164.17kN,mM,De,167.81kN,m Bmin3Cmax3
MBR,,C,,16.81kN(,)对于B柱: 3BH
MCR,C,15.18kN(,)R,R，R,,1.63kN(,)对于C柱: 3CBCH
15
混
各
V,R,,R,15.65kN(,) V,R,,R,,16.11kN(,)CCCBBB
V,,,R,,0.47kN(,) AA
排
MCMB109.90559.61104.561.74218.89559.36DmaxDmin144.33
++
5.9238.8216.11
0.4729.3815.65AACABBCCB
(a)(b)(c)
图16 作
T(3)作用于AB跨柱时 max
当横向水平荷载作用于AB跨时，排架计算简图如
a,(3.7,1.2)/3.7,0.68对于A柱:n=0.109，=0.293，则 ,
2(3)(1)3，a,a,,2,3，[,(2,3)]aan,,0.62C53 1,2[1，(,1)]n
R,,TC,,9.63kN(,) Amax5
,0.67对于B柱:n,0.281，,,0.293
R,,TC,,10.41kN(,)R,R，R,,20.04kN(,) Bmax5AB各柱顶的剪力分别为:
V,R,,R,,38.88kN(,)V,R,,R,,1.87kN(,) AAABBB
V,,,R,5.75kN(,) CC
排
9.74.6821.2711.734.29TTmaxmax
11.6613.67108.0672.455.75137.17ACACBB
(a)(b)
16
混
图17 作用在AB跨时排架内力图 Tmax
(4)作用于BC跨柱时 Tmax
车横向水平荷载作用于BC跨时，排架计算简图如
C,0.67 对于B柱:n=0.281，=0.293，
R,,TC,,12.46kN(,) Bmax5
对于C柱:， 则 C,0.62 n,0.109,,0.293a,0.6925
R,,TC,,11.53kN(,)R,R，R,,23.99kN(,) Cmax5BC
各
V,R,,R,,2.24kN(,)V,R,,R,,4.64kN(,) BBBCCC
V,,,R,6.89kN(,) AA
排
11.65.6
25.4914.025.14
maxmaxTT
13.9516.356.89
86.81129.30159.54
AACBBC
(b)(a)
T 图18 作
5 内力组合
见
17
混
表2 A柱内力设计值汇总表
屋
柱及正向荷类别 恒载 内力 在 在 在 T在 T在 DDDDmaxmaxmaxmaxmaxmax左风 右风 AB跨 BC
,,M18.41 1.09 2.84 -53.87 -57.31 45.62 1.74 4.29 25.49 24.30 -36.51
I,I
N364.34 61.74 0 0 0 0 0 0 0 0 0
,,M -56.08 -14.35 2.84 106.79 -0.81 45.62 1.74 4.29 25.49 24.36 -36.51 II,II
N 419.66 61.74 0 535.54 190.43 0 0 0 0 0 0
,,M 29.9 -4.9 9.95 -14.56 -138.04 155.36 5.92 108.06 86.81 242.2 -203.94 III,III N 469.75 61.74 0 535.54 190.43 0 0 0 0 0 0
,,V9.66 1.13 0.79 -14.56 -15.49 12.33 -0.47 11.66 6.89 37.11 ,25.13
注:M单位()，N单位KN，V单位KN。 KNm,
18
混
表3 A柱荷载效应组合(可变)
n
S1.2S0.9S,，, 内力组,,
及应N，V 及相应N，V 及相应M，V 及相
101.42 81.52 101.42 100.44 M ，，?+0.9 ?+0.9，，?+0.9 ?+0.9 [?+?+0.9(?+ [?+?+09(?+ ?-? [0.9(?+?)+?] [?+0.9(?+?)+?] ?)+?] ?)+?] 414.91 364.34 419.91 364.34 N
101.48 -122.65 86.01 -109.59 M ，，?+0.9 ?+0.9，，?+0.9 ?+0.9 [?+0.8(?+?)+0.9[?+0.8(?+?)+0.9 ?-? [?+0.9(?+?)+?] [0.9?+?] ?+?] ?+?] 901.65 629.47 909.01 419.66 N
470.21 -357.40 441.33 470.21 M
， ?+0.9，，，?+0.9 ?+0.9 ?+0.9 469.75 679.56 910.9 469.75 [?+?+0.8(?+?) N ?-? [?+0.9(?+?)+?] [?+0.9(?+?)+?] [?+0.9(?+?)+?] +0.9?+?]
63.20 -33.93 52.63 63.20 V
19
混
表4 A柱荷载效应组合(永久)
n
S1.35SS,，,, 内力组合 ,, GKQiciQik截面
及
52.19 -15.41 52.19 51.43 M ，，1.35?/1.2+ ?/1.2+ 1.35，，?/1.2+ ?/1.2+ 0.7?1.351.35，，0.7(?+0.7(?+?-? ，，0.70.9? +0.70.9? ，，?)+0.90.7? ?)+0.70.9? 453.1 409.88 453.1 409.88 N
12.21 34.92 -73.25 -63.09 M ，?/1.2+ 1.35，，，，1.35?/1.2+ 0.7?/1.2+ 0.71.35，，0.7(?+?/1.2 1.35?-? ，，?+0.70.9(?+?) ?+0.70.9? ，?)+0.70.8(?+?) 820.85 639.09 819.02 472.12 N
138.49 -56.76 116.12 138.49 M
，?/1.2+ 1.35，，，，，1.35?/1.2+ 0.7?/1.2+ 0.7?/1.2+ 0.7?1.351.35528.47 691.66 871.59 528.47 ，0.7(?+N ?-? ，，，?+0.70.9? ?+0.70.9? +0.70.9? ，?)+0.70.8(?+?)
19.19 1.9 10.96 19.19 V
20
混
表5 A柱荷载效应组合
MN及相应N，V 及相应N，V 及相应M，V 及应M，V ，M,MNN 截
101.42 81.52 52.19 100.44 73.93 ，，，，?+0.9 ?+0.9 1.35?/1.2+ ?+0.9M
，[?+?+0.9(?+ [0.9(?+0.7(?+[?+0.9(?+?-?
，?)+?] ?)+?] ?)+0.70.9? ?)+?] 414.91 364.34 453.1 364.34 303.62 N
101.48 -122.65 86.01 -109.59 ，，，?+0.9 ?+0.9 ?+0.9 M ，?+0.9 [?+0.8(?+[?+0.9(?+[?+0.8(?+ ?-? [0.9?+?] ?)+0.9?+?] ?)+?] ?)+0.9?+?] 901.65 629.47 909.01 419.66 N
470.21 -357.40 441.33 470.21 M
469.75 679.56 910.9 469.75 N
， ?+0.963.20 -33.93 52.63 63.20 ，，，?+0.9 ?+0.9 ?+0.9 V [?+?+0.8(?+[?+0.9(?+[?+0.9(?+[?+0.9(?+?-? ?) ?)+?] ?)+?] ?)+?] M339.42 -251.72 318.80 339.42 K+0.9?+?]
N391.46 541.33 706.57 391.46 K
V46.24 -23.09 38.74 46.29 K
21
混
6.1 柱的纵向钢筋计算
22 A柱，混凝土强度等级为， ，f14.3N/mm,f,2.01N/mmC30tkc
42'2;采用HRB335级钢筋，。上E3.010N/mm,，f,f,360N/mm,,0.518yybc
下
6.1.1上柱配筋计算
由
以
两中
由表11.1查得吊车厂房排架方向上柱的计算长度附加l,2，3.7m,7.4m0偏心距 e
lM100.44kN,m74000 ， 故应考,,18.5,5e,,,277mme,e，e,297mmia00h400N364.34kN
虑
20.5fA0.5，14.3，400c ,,,,3.14,1.0
l74000 ,,1.15,0.01,1.15,0.01，,0.9652h400
l117400220 ,,1，(),,,1，()，1.0，0.965,1.28512e297ih14004001400360h0
'2aNh'''s, ,,0.177,,0.222，
'Ne'2 A,A,,702mmss'f(h,a)ys0
A2s选用3C18()，部纵向钢筋的配筋率满足要A,763mm,,,0.48%,0.2%sbh求。由附11.1得垂直于排架方向的算长度
22
混
l4625''0 查表3-1 N,0.9,(fA，fA),2451.48kN,453.1kN,,11.56,,0.96ucysb400
满
6.1.2 下柱配筋计算
取
162576162
400
900
图19
'''则
'形截
大心
计
900'' b,400mmh,150mme,,30mm,20mmb,100mmffa30
M470.21kN,me,e，e,1030mm e,,,1000mmi0a0N469.75kN
l89000由应考虑偏心距增大系数且取 ,15,,,9.89,5,,1.02h900
0.5fA0.5，14.3[100，900，2，(400,100)，162]c 取 ,,,,2.73,1.0,,1.0113N469.75，10
l118900220 ,,1，(),,,1，()，1.0，1.0,1.0612e1030ih14009001400860h0
h'' e,,e,，a,671.8mmis2
N469750N' x,,,82mm,h,162mmf'2,fb1.0，14.3N/mm，400mmcf1
23
混
''Ne,fb(h,0.5x),cf10'2 A,A,,1053mmss'f(h,a)ys0
A1018'2s选4C18()，满足要求。由附A,A,1018mm,,,,0.28%,0.2%ss'900，400bhf
则 表11.1的垂于排架方向柱的计算长度l,0.8H,0.8，8900,7120mm0Ll71200
''N,0.9,(fA，fA),0.9，0.82，[14.3，(100，900，2，(400,100)，150)，360，1018],2170kNucys
N,N,913.6kNumax
6.2 柱的裂缝宽度验算
《范》规定，对e/h0.55,的柱进行裂缝宽度验算，
e/h0.55,的内力，下柱出现e/h0.55,的内力，故应行
5222算程见表6，中上柱下柱; ;E,2.0，10N/mmA,763mmA,1018mmsss构件受力特征数;
24
混
表6 柱的裂缝宽度验算表
柱
M/(kNm),79.3 339.42 k
内力标准值
N/kN303.62 391.46 k
hh 243,0.55 867,0.55 eM/N/mm,000kk
,,A/,,0.5bh，(b,b)h0.0095<0.01取0.01 0.0113="">
l120 η,，1()ls0e1.125 1.0(,14) h04000，hh0
e,,e，h/2,a433.38 1277 is
''' γ,,h(bb)/bh0 0.523 fhf0
h'20Z[0.870.12(1,,,γ)()]h/mmf0283.39 725.87 e
σ,,N(ez)/Az210.6 292 skks
ftk ψ,,1.10.650.48 0.7 ρσ，tesk
dσeqskw,，αψ(1.9C0.08)/mm0.17,0.3 0.28,0.3 maxctEρste(满足要求) (满足要求)
6.3 柱箍筋配置
由柱顶，柱底截面混凝土的抗震承载力显然大于剪力，故可以构造配筋要求配筋。根据构造求，
7 牛腿设计
7.1 牛腿几何尺寸的确定
根据吊梁支承位、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如图20
25
混
400
250100500
600
250
900100
图20 7.2 牛腿配筋
由a=-150+20=-130mm<>
22实际
用φ8@100
7.3 牛腿高度验算
2 (牛腿顶面无水平荷载) ,,0.65，f,2.01N/mm,F,0a,,150，20,tkhk
F，
DG535.5455.32max3 f,，,，,428.63kNvk,,1.41.2QG
fbhF2.01，400，565tk0hk ,(1,0.5),0.65，,590.54kN,FvkF0.5，a/h0.5vk0
7.4 柱的吊装验算
翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计
杯深
。
26
混
3 18
400
3 18
4 18
60027009150900
4 18400M2M1
M3
柱
下
1122 M,qH,，8.1，3.7,55.44kN,mu1122
1122 M,，8.1，(3.7，0.6)，，(20.25,8.1)，0.6,77.07kN,m222
12
M1177.0622 R,ql,,，9.5，9.15,,35.04kN33A2l29.153
12 ,,MRxqx33A2
dM3M令，得,则下柱最大弯矩为: ,R,qx,0x,R/q,35.04/9.5,3.69m3A3A3dx
12 M,35.04，3.91,，9.5，3.69,64.62kN,m32
柱
27
混
表7柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表
柱
M(M)/(kNm),55.44(41.07) 77.07(57.09) k
' MfA(ha)/(kNm),,,87.90>0.9?55.44=49.7 300.51>0.9?77.07=69.36 uys0s
2 σ,M/0.87hA/N/mm171.86 71.95 skk0s
ftk ψ,,，1.10.650.34 -0.51<>
dσeqskw,，αψ(1.9C0.08)/mmmaxcr0.12<0.2(满足要求)><0.2(满足要求)>
8 基础设计
GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》规定，对
22房，其地基承载力特征值、吊车起重量200-300kN、厂160kN/m,f,200kN/mk
L,30m跨度、设计级为丙级时，可不做地基变形验算。本案满足上述要求，可不做地基变形算。基础混凝土强度等级
8.1 作用于基础顶面上面的荷载计算
作基础顶面荷载包括柱底(?-?截面)传给基础的M，N，V以及外墙自重重力荷载，者可由表3中的?-?截面选取见表8，其中力标准组合值用于地基承载力验算，本组合值
表8
荷
M/
KNm,
470.21 469.75 63.20 339.42 391.46 46.24 第一组
-357.40 679.56 -33.93 -251.72 541.33 -23.09 第二组
28
1150
混
4800
441.63 913.60 52.63 318.80 706.57 38.74 第三组
240400800
?0.001800ew4200
wNMN3257514300V
2150
60004200400400350100
-2.150图22 基础荷载示意图
由22可见，每个基础承受的外墙总宽度为，总高度为，墙
22为
，个
，，，240mm厚砖墙 5.4[613.7-(4.8+1.8) 4.2]=285.48 kN
，，
N,323.15kNwk
N
e,(240，900)/2,570mmN,1.2N,387.78kNwwkw
8. 2 基础尺寸及埋置深度
按构造要求拟定高度 h,h，a，50mm11
h,850mm柱的插入深度，取。杯底h,0.9h,，0.9，900mm,810mm,800mm11c
a度
d
d,h，0.85m,1.15，0.75,1.90m
设冻
29
混
基小埋深 所以dZ,2.0md,Z,hh,0.86md,1.14m,ddmindmaxmaxmin满足要求。由表2.4.7得杯壁厚度取325mm基边缘高
拟定基础底面尺寸
N，N706.57，323.15kwk,max2 A,,,6.77m,f,d190,20，1.9am
2
计
G,,dA,20，1.9，9.36,355.68kN km
11223 W,lb,，2.6，3.6,5.616m66
基地压力按式(2.7.3)计算，结果见表9:按式(2.7.8)验算地基承载力
2
表9 基础底面压力计算及地基承载力验算
类 别 第一组 第二组 第三组
MkNm,，，339.42 -251.72 318.80 k
NkN，，391.46 541.33 706.57 k
VkN，，46.24 -23.09 38.78 k
NNGNkN,，，，，1070.29 1220.16 138.54 bkkkwk
MMVhNekNm,，，,，，208.4 -462.47 178.40 bkkkwk,
,p ,151.46 212.71 46.57 k.maxNM2bkbk,,kN/m，，,AW77.24 48.01 -17 p,k.min,
pp，k.maxk.min pfkpa,,，，114.35<190><190><190><228><228><228>
故
8. 3 基础高度验算
p,NMmaxkbkbkppp这时应采用基地净反力设
30
混
表10
表10基础底面净反力设计值计算表
类 别 第一组 第二组 第三组
MkNm,，，470.21 -357.40 441.33
NkN，，469.75 679.59 913.60
VkN，，63.20 -33.93 52.63
NNNkN,，，，857.53 1067.34 1301.38 bw
MMVhNekNm,，,,，，321.65 -617.45 280.52 bw,
NMNw,p ,148.89 171.31 189.03 maxNM2bb,,kN/mV，，,AW34.34 4.08 89.03 p,min,
400400350
N台高度与台阶宽度相等(均为400mm)，所以只需算
45?载力。变阶处受冲切承载力计算截面如图23所示。变
p h,750,(40，5),705mm0jmin
pjmax40018001300300
AL
200200
400400
800800
2800图23变阶处冲切破换截面
因
13004004001300400400bb3.61.72t A,(,,h)L,(,,0.705)，26,0.637ml022224200
F,PA,189.03，0.637,120.41kN ljl
31
混
，: a,1.2m;因为a，2h,2.61m,L,2.6m，故
a,(1.2，2.6)/2,1.9m m
2，有: h,750mm,800mm,则,,1.0;f,1.43N/mmhpt
3,1340.84kN,F,120.41kN 0.7,fah,0.7，1.0，1.43，1900，705,1340.84，10Nlhptm0
基础高度满足要求
8. 4基础底板配筋计算
8.4.1 柱边及变阶处基底反力计算
基底板筋计算时长边和短边方向的计算截面如图24所。三组不利内力设计值在柱边变阶
??
??
??
200200
800400400800
280013004004002100
??
j.minp
pp?pj.max?
2500
2900
图24 基础底板配筋计算截面
32
混
表12 柱边及变阶处基地净反力计算
公 式 第一组 第二组 第三组
2.52 ppppkN/m,，,105.93 108.6 151.53 ，，，，?jj,minj,maxj,min3.7
2.92 ppppkN/m,，,118.66 127.18 162.64 ，，，，?jj,minj,maxj,min3.7
pp，j,maxj?2 127.41 139.96 170.28 kN/m，，2
pp，j,maxj?2 133.78 149.25 175.84 kN/m，，2
pp，j,maxj,min2 91.62 87.70 139.03 kN/m，，2
8.4.2柱边及变阶处弯矩计算
P，P11jj,,max22M,(b,b)(2l，l),，170.28，(3.6,0.9)，(2，2.6，0.4),289.64kN,mcc,24224P，P11jj,,,,max22M,(b,b)(2l，l),，175.84，(3.6,1.7)，(2，2.6，1.2),169.28kN,mcc,,,24224P，P11jj，,maxmin22M,(l,l)(2b，b),，139.03，(2.6,0.4)，(2，3.6，0.9),227.11kN,m,,cc24224P，P11jj,max，min22M,(l,l)(2b，b),，139.03，(2.6,0.4)，(2，3.6，1.7),101.05kN,mIVcc24224
8.4.3 配筋计算
2础板受力钢筋采用HRB335级()。长边方向钢筋面
6M289.46，102, A,,,809mms,()0.9hf0.9，1150,45，360y0
6M169.28，102,,, A,,,710mms,,,()0.9hf0.9，750,45，360y0
2
基础底板短边方向钢筋面积为:
6M227.11，102,, A,,,640.14mms,,(()0.9h,d)f0.9，1150,45,10，360y0
6M101.05，102IV A,,,448.75mmsIV0.(9h,d)f0.9，(750,45,10)，360y0
33
混
2
基底
34
单层厂房课程设计
钢凝土结构-2 题目：钢筋混凝土单层厂
姓 名：
班 级：
学 号：
学 部：
年 月 日
钢
一、 题目：钢筋混凝土单层厂房结构设计
二、 的与要求：了解单层厂房结构设计的全过程，培养单
能。要求：（1）、掌握单层厂房结构布置和结构选型的一般原则和方；（2）、综合运用以往所学的力学钢筋混
及截面设计方法；（3）、掌握单层厂房结构
三、 计内容：1、完成计算书一份，内容包括：（1）设计
选；（3）排架内力分析及柱、基础的配筋计算。2、绘
模
四、 设计资料：
1、
2、
3、 厂房跨27米，总长108米，中间设伸缩缝一道，柱距6米。 车间内设有两台软钩20／5kN中级工作制吊车，轨顶设计标高8.70米。 建筑地地质
为匀土，其承载力标准值fk＝200kPa,地下水位
腐蚀性。
4、
5、
6、 基本压W0=0.4kN/m2; 基本雪压S0=0.35kN/m2。 屋面是不上的钢筋混凝土屋面，屋面布可
（1）、柱：混凝土C25，纵向受力钢筋II级，箍筋I级。
（2）、基础：混凝土C30，II级钢筋。
7、 选用的标准图集：
（1）、面板：G410（一）标准图集，预应力混土大型屋面板，板重标准值（包
（2）、天沟板：G410（三）标准图集，JGB77-1天沟板，板
（3）、屋架：G415（三）标准图集中预应力混凝土折线形屋架，屋
（4）、吊车：G323-1~2标准图集DLZ-4，梁高1200毫米，翼缘宽600毫，腹板宽300米，梁自重标准值44.2kN/根，
单层厂房课程设计
计算书
目 录
1、计
（1）计
（2）初
（3）上、下柱截面惯性与其比值 1
2、荷载
（1）恒
(a）房
(b)
(c)
（2）屋
（3）吊
（4）风
3、内力
（1）恒
(a)
(b)在G2的作用下 8
(c)在G4的作用下 8
（2）屋
（3）吊
（a）吊
（b）吊
（4）风
(a)
（b）风
4、最不
5、排架
（1）柱
（a）最
(b) 确定在排架方向初始偏心距ei、计算厂l0及偏心距增大系数?（C）柱在排平面内的配筋计
（d）柱
（2）裂
（3）柱
（a）牛
(b)牛
(c)牛
（4）柱
(a)吊
(b)荷
(c)内
(d)截
(e)裂
6、基础
（1）荷
(a)由
(b)由
(C)
（2）确
(a) 在个组荷载设计值作用下的地基最大净反力 24
(b)
(c)
（3）基
(a)
(b)
钢
1、计算简图的确定
（1）计算上柱高及柱全高
根
上
全
故
上柱与全柱高的比值
??3.8?0.32811.6
（2）初步确定柱截面尺寸
根2.9（A）参考数据，上采用矩形截面，b×h=400mm×400mm，下柱选用I形,b×h×hf=400mm×800mm×150mm（其余尺寸见图2.108），根据2.8关
Hl7800 ??312mm?b?400mm(可以）2525
对
无车
1.5H?????1.6???3
??696mm?h?800mm(可以)2525
（3）上、下柱截面惯性与其比值
排架平面内：
上柱
Iu?
下柱
1
?400?4003?2.33?109mm4
12
11?400?8003?2??150?483.43?1.42?1010mm4
1212
Il?
比值
Iu2.133?109n???0.15010
Il1.42?10
排架平面外：
上柱
Iu?2.133?109mm4
下柱
Il?
2?158.3?400483.4?100
??1.729?109mm4
1212
33
排
图2.108 形截面尺寸
图2.109 排架计算简图
2、荷载计算
（1）恒荷载 （а）房屋结构自重 预应力混凝土大型屋面板
1.2?1.4?1.68KNm2
20mm水泥沙浆找平层 1.2?20?0.02?0.48KNm2
一
100mm水泥珍珠岩制品保温层 1.2?4?0.1?0.48KNm2 2
1.2?0.35?0.42KNm20mm水泥沙浆找平层
g?3.12KNm2
天
1.2?60?72KN
天窗端壁
1.2?106?127.2KN
屋架自重
天
则
27127.2
G1?3.12?6??14.4?72??48?450.72KN
?
22
hu400
e1??150??150?50mm 22
(b)柱自重 上柱
G2?1.2?25?0.4?0.4?3.8?18.24KN
hlhu800400e2?????200mm
2222
下柱
(0.1?0.4)??
G3?1.2?25?7.8??0.15?0.4?2?0.45?0.1?2??0.025??1.1
2??
?41.69?1.1?45.86KN
e3?0
（c）吊车梁与轨道自重
G4?1.2?(44.2?1?6)?60.24KN
（2）屋面活荷载
由《载规范》可,屋面均匀活荷载准值为0.7 KN/m,于该厂房所在地区的基本雪压S0=0.30 KN/m,故屋活荷载在侧柱顶产生
由
Pmax..K=230KN. Pmin.k=60KN, B=6400mm. k=5250mm Q2.K=200KN
根B与K及反力影响线，可算得与各轮对应的反力影线竖标（图2.110），是
2，
2
Dmax?0.9?QPmax.k?yi?0.9?1.4?230?(1.0?
Dmin?
Pmin
Dmax
Pmax
?
60
?578?151KN230
0.75?4.8?0.425
)?578KN
6
e4?750?
hl800?750??350mm22
作
T?
11
??(m2?Q)g??0.12?0.9?(7.5?20)?10?7.425KN44
则
T7.425
Tmax?Dmax??578?18.7KN
Pmax.k230
其用
??0.684
Hu3.8
（4）风荷载
**地的基本风压 w0?0.4KNm2,对于大城市市，
按B类
对Fw天窗檐口标高13m考虑，?z?1.查《荷载规范》
载体型系数
?z
图2.111 风荷载体型系数
Fw??Q(1.3h1?0.4h2?1.2h3)?z?0B
?1.4?(1.3?1.9?0.4?1.69?1.2?3.87)?1.08?0.4?6?28.27KN
q1??Q?s1?z?0B?1.4?0.8?1.03?0.4?6?2.77KNm
q2??Q?s2?z?0??1.4?0.5?1.03?0.4?6?1.73KNm
排
图2.112 作用于排架上的荷载
3、内力计算
（1）恒荷载作用下
如所，根据恒荷载的对称性和考虑施工过程中的实际受力情，
的
M11?G1e1?450.72?0.05?22.54(KN?m)
M12?G1e2?450.72?0.2?90.14(KN?m)
已
图2.113 恒荷载作用下的内力
（）
·）（）图（
）
故
1??1??
1??2?1??1?0.3282?1??33n0.15???2.01C??2?1?2?1?1??3??1?1?0.3283??1?
?n??0.15?
1
由
M1122.54
??2.01???3.91KN H211.6
2
C?
2
3
?2
1??31?0.328
???0.83
112????
1??2??1?1?0.3282??1?
?n??0.15?
2
故
RR11??C2
M1290.14??0.83???6.45KN H211.6
因，在M11和M12共同作用下（即在G1作用下）
R?R?R??3.19?6.45??9.6kN???
1
11
12
相
(b)在G2的作用下
M??Ge??18.24?0.2??3.65kN?M
22
2
2
相
(c)在G4的作用下
M??Ge??60.24?0.35??21.08kN
44
4
4
R??
Q1
Q79.38?R??9.65???1.7kN???G450.72
1
1
2
相的弯矩
（2）屋面活荷载作用下
对单跨架，Q与G一样为对称荷载，且作用位置相同，仅数值小不同。故由G的内力图按比例
相
图2.114 屋面活荷载作用下的内力图
（）的作用；（）图（
）
（3）吊车荷载（考虑厂房整体空间工作）
厂总108m，中间设一道伸缩缝，跨度为27m，吊车起重量
檩
（a）吊车垂直荷载作用下
Dmax作用在A柱的情况
图2.122中吊车垂直荷载作用下的内力，可按如图2.115所的
柱
VAmax??0.5???2???MDmax??MDmin?
C2
H2
??0.5???2?0.9??578?0.35?0.9?151?0.35?? =-9.67KN（绕杆端反时针转）
0.83
11.6
VBmax?0.5???MDmax??2???MDmin?
C2
H2
=0.5??0.9?578?0.35??2?0.9??151?0.35? =8.6KN
(
0.83
11.6
图2.115 吊车垂直荷载作用下的内力图
Dmin在A柱的情况：
由构对称，故只需将A柱与B柱的内力对换，并
（b）吊车水平荷载作用下
Dmin从左向右作用在A、B柱的情况（图2.112中吊车水平载
2.116a所示简图推导的下列公式计算：
TTA= VTB= ?(1??)C5Tmax
由
?0.416??0.416?
2?1.8???3??0.2?2?1.8?0.295?0.3283???0.2?
?n???n??C5?0.63 ???1???1??2?1??3??1??2?1?0.3283???1??
?n???0.15????
当y=0.7Hl时，由附图1.5中的公式
?0.243??0.243?
2?2.1???3??0.1?2?2.1?0.328?0.3283???0.1?
?n???n??0.57C5? ????11????2?1??3??1??2??1?0.3283???1??
?n???0.15????
当y=0.684Hl时，用内插法求得
G?0.63?
5
?0.63?0.57??0.084?0.58
0.1
max5
V?T???1???CT
TA
TB???1?0.9??0.58?18.7??1.08kN???
相
图2.116 吊车水平荷载作用下的弯矩图
Tmax从右向左作用在A，B柱的情况：
在种况下，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用述计算结果，但弯矩图的向
（4）风荷载
（a） 风从左向右吹（图2.117a）
先顶反力系数C11，当风荷载沿柱高均匀分布时，
?1??1?1??4??1?1?0.3284??1? 3n30.15C?????0.338?1?8?1?1??3??1?1?0.3283??1?
?n??0.15?
11
对
V?0.5?F?CH?q?q
B
w
11
2
1
A
w
11
2
1
2
???0.5?28.27?0.33?11.6??2.77?1.73???16.1kN??????0.5?28.27?0.33?11.6??2.77?1.73???12.1kN???
V?0.5?F?CH?q?q
2
（b）风从右向左吹（2.117b）
在种况下，荷载方向相反，弯矩图的方向与风从左向右吹的
4、最不利内力组合
由构对称，只需对A（或B）柱进行最不利内力
① 定需要单虑的荷载项目。本设计为不考虑地震作用的单跨排架，共有八种需单独考虑的荷项目，由于小轮无论右或向左运行中刹车，A，B柱在Tmax的作用下，其内大小相等
②各种荷作用下设
③据最不利最可能的原，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的组合值。计算中，当荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，恒荷载
图2.117 风荷载作用下的内力简图
排
表1。 排架柱内力组合表
- 12 -
5、排架柱设计
（1）柱截面配筋计算
（a）最不利内力组合的选用
由截面3-3弯矩和轴向设计值均比截面2-2的大，故下柱配筋由截面3-3的最不利内力组合确，而上柱配筋由面1-1的最不利内力组合确定。比较，
(b)定柱在排架方向的初始偏心距ei、计算厂l0及偏心
表2.31 柱在排架方向ei、l0、?
表
- 13 -
③ea取20mm和h/30的较大值；
④??0.2?2.7ei,??1.0时，取??1.0；
111
h0
⑤?2?1.15?0.01l0,l0?15时，?2?1.0，考虑吊车荷载l0=2.0Hu（上
hh不考虑吊车荷载l0=1.5H；
??
2??KM2?l0?
?⑥??cm?1? ??,c?0.7?0.3??12m
eM1??1400i?h?
??h0??
（C）柱在排架平面内的配筋计算（表2.32）
表2.32 柱在排架平面内的截面配筋计算
?
②e??ei?
h2
?as；
③x,上柱x?
'
'
NNN?1fc??1?11.9?,下柱 b4004760
Nb'f?1fc
'
f
当N?bfhf?1fc时，x?
?
N
； 4760
当N?bh?1fc'f'f
?N??b
时，x?
?bh'f?1fc
?
b?1fc
???N??400?100?158?1?1.19??
100?1?1.19
- 14 -
N
?474； 1430
x?x???
Ne?bx?h0???fcNe?4760x?h0???fc
2?2???''
?④As、As,上柱 x??bh0, As?As?; '
99000fyh0??s
下柱 当
2?s'?x?h'f
时（取
?s??s'?
35mm）,
x?x???
Ne?h'fx?h0???1fcNe?4760x?h0??
2?2???'
As?AS??'
219000fyh0??s
当?bh0?x?hf时
'
???x?x?x?????
Ne??b'f?bh'f?h0???bx?h0???1fc?Ne??31050000?1430x?765???
2?2?2?????????'
； As?AS?'
219000fyh0??s
??
Ne'Ne'h'
?
300h0?35fyh0??s2
'
s
'S
（d）柱在排架平面外承载力计算
上Nmax=547.8kN，当不考虑吊车荷载
l0=1.2H=1.2×11600=139200mm,l0/b=13920/400=34.8, 查《混凝土范》
fA?2fA)?0.43?(11.9?400?400N?2?300?763)?1015574N?1015.6KN?N?547.8KN(可以）
u
??(
'
c
c
y
s
max
下柱
N
max
?1153KN
，
l0?1.0H?7800mm,I?
?
1.729?1.775?10
95
I
l
?1.729?10
9
mm,
4
A?400?800?2?(450?500)?i?
l
1502
?177500mm2
A
??9740?99mm
i
7800
?79.099
查
's
?1988mm,故
2
N
u
?0.63?(11.9?177500?2?300?1988)?2082KN?
N
max
?1153KN(可以）
- 15 -
（2）裂缝宽度验算
截
e
?598mm,h
00
?
598
?0.78?0.55，故应作裂缝宽度验算。1-1截面因0?0.55, 7650
因而不作此项验算。
由
M
k
?
16.6326.7
??247KN·m 1.21.4
k
N
k
?
574.5
?478.75KN1.2
e0?
te
N??A
??
ks
247
?0.516m
478.75
1988
?0.023
0.5?100?800?(400?100)?1502
et
?
s
?1?
?l0????h?40001
00
?1?
?17400?
??4000??800?765
1
2
?1.15
e?
?e
s
?
h800
?as?1.15?623??35?1081.45mm22
则纵向受拉钢筋
A
s
合
?
z???0.87?0.12(1?
??
?)?h0?
'f
??
?e?
2
???h0??
2
?
765??400?100??150??????0.87?0.12??1????100?765??1081.45????
纵向受拉钢筋
?
??765?647mm???
A
k
s
s
的应力
2
?
sk
?
?e?z??547800??1081.45?647??185N
mm1988?647Az
0.65
te
裂
f
?
tksk
?1.1?
0.65?1.78
?0.83
0.023?185
故
- 16 -
?25????2.1?0.83?185?1.9?25?0.08???5 max??0.023??te2.0?Es?10?
?0.217mm?0.3mm(满足要求）
?
?
??crsk?1.9c?0.08
?
d
eq
(3) 柱牛腿设计
（a）牛腿几何尺寸的确定
牛截面宽度柱宽相等，400mm，若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离c1?80mm吊车梁端部为340mm，吊车梁轴线到柱外的距
c
1
?80mm相应牛腿水平截面高为600+400=1000mm，牛腿外边缘高度h1?500mm，倾角α=450，
于
(b)牛腿配筋
由吊车垂荷载于下截面内，即a=750—800= —50〈0，
图2.118 牛腿的几何尺寸及配筋示意图
(c)牛腿局部挤压验算
设
Fvk?Dmax,k?G4K?
故局部压应力为
57860.24
??463KN 1.41.2
?
Fvk463002
??2.9Nmm?0.75sk
A400?400
?0.75?11.9?8.925Nmm2
?
- 17 -
f
c
（4）柱的吊装演算
(a)
上自
牛腿自重
1
0.4?(1.0?0.7??0.22)
g2?1.2?1.5?25?17.5KNmm0.7
下自重 g3?1.2?1.5?25?0.1775?8.0KNmm 计算简图
1
M1??7.2?3.82?52KN?m
2
11
M2??7.2?4.52??(17.5?7.2)?0.72?75.4KN?m
22
175.4M3??8.0?7.82??23.14KN?m
82
弯
(d)截面承载力计算
截
s0
故截面承载力
A
'
s
?763mm2,
f
y
?300Nmm2
Mu?
Af(h?a
s
y
's
)?763?300?(365?35)
?76.KN?m?M?52KN?m(可以)
截面2-2：
b?h?400mm?800mm,h0?765mm,As?
故截面承载力
A
'
s
?1988mm2,
f
y
?300Nmm2
- 18 -
Mu?
Af(h?a
s
y
's
)?1988?300?(765?35)
?435KN?m?M?75.4KN?m(可以)
(e)裂缝宽度演算
故力计算可知，裂缝宽度演算截面1-1即
φ
图2.119 柱吊装演算简图
?sk
39150000
Mk???135Nmm2 0.87Ash00.87?763?365
按
?te?
AS763
??0.0095?0.01,取??0.010.5bh0.85?400?400
??1.1?
故?
0.56
f
tk
?te?sk?sk
Es
?1.1?
0.65?1.78
?0.243
0.01?135
max
??cr?
(1.9c?0.08
d
eq
?te
)?2.1?0.243?
13525
(1.9?25?0.08?)5
0.012.0?10
?0.085mm?0.3mm(可以)
- 19 -
实上吊装段荷载短期作用，最大裂缝宽度应为0.252/1.5=1.168mm，满足要求，对柱若用平卧
6、基础设计
（1）载计算 (a)由柱传至基顶的荷载 由表2.30
第
第
第
墙（含两面刷灰）1.2???14.3?0.45?0.35??6?4??5.1?1.8???5.24?367.9KN 窗重（钢框玻璃窗） 1.2??4?5.1?4?1.8??0.5?16.56KN 基
25
?20.3KN 2
G5?404.76KN 由基础梁传至基
G5对基础地面中心的偏心距e5?
0.30.8
??0.55m 22
G5e5??404.76?0.55??222.6KN
(C)作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值分别为
假基高度为800+50+250=1100mm，则作用于基底的矩
Mbot?386.47?1.1?51.83?222.6?220.88KN?m
第一组
N?968.94?404.76?1373.7KN
第二组 第三组
- 20 -
Mbot?343.3?1.1?42.8?222.6?167.78KN?mN?574.5?404.76?979.26KN
Mbot?306.32?1.1?20.7?222.6?106.49KN?mN?1231.9?404.76?1636.66KN
基
图2.120 基础底面尺寸的确定
① 基底尺寸的确定
由
A??1.1~1.4?
979.26
??5.18~6.59?mm2
240?20?1.6
ll
?1.5,由?1.5A?lb?6.84mm2,
bb
取b?2.5m;l?1.5?2.3?3.5m取l?4.0m取
演算e0?
l
的条件 6
e0?
Mbot220.88
?
Nbot1373.7?22?2.5- 21 - ?4?1.6
l4
?0.128m???0.667m?可以?
66
验
第一组
MNbotbot
pmax?????Gd?bot? AWAW 979.26167.78
?20?1.6??97.9?32?21.2
12.5?4
?2.5?42
6
?151KNm2?1.2f?1.2?200?240KNm2?可以?
2
?97.9?32?25.2?104.7KN?0min
第三组
PP
m
?97.9?32?129.9KNm
m
2
?f?200KN
m
2
（可以）
P
max
?
1636.66106.5
?20?1.6??163.7?32?16?
122.5?4
?2.5?46
211.7KN
m
2
?1.2f?1.2?200?240KN
m
2
(可以）
PP
minm
?163.7?32?16?179.7KN
m
2
＞0(可以)
?163.7?32?195.7KN
m
2
?200KN
m
2
因该间属于可不作地基变形计算的二级建筑物，
（2）确定基底的高度
前已初步确基础的高度1.1m，如采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础面尺寸如图2.121所示。由于上阶底面落在柱 边破
（a） 在个组荷载设计值作用下的地基最大净
?
1374221
??170.5KN106.67
s,max
m
2
第二组 P
s,max
?
979.26167.78
??123.1KN106.67
m
2
第三组 P
s,max
?
1636.66106.5
??276.8KN106.67
m
2
抗
图2.121 基础抗冲切演算简图
（b） 在第一组荷载作用下的冲切力
冲力
P
s,max
?170.5KN
m
2
由
P
1
?2h01?1.25?0.71?2?2.67m故
?l?2?41.7?A???1?h01?b????0.71??2.5?1.1m?22?2?2???
Fl?Ps,maxA?170.5?1.1?187.6KN
(c)变阶处的抗冲切力
由
bm?
?t
b
?F?
l
2?0.7
?
h
?
1.25?2.5
?1.875m2
fbmh0?0.7?1.0?0.91?1875?710?848KN?
t
F
L
?187.6KN
（足求）因此，基础的高度及分阶可按图2.121所示的尺采
包长边和短个方向的配筋算，由前述三组荷载设计植作用下最大地基净反力的分析知，应按第一组荷载计值作用下的地基净力进行计算。而沿短边方向，由于为心受压，
（a） 沿长边方向的配筋计算
在二
m
2
，
Ps1?p
s2
1373.7220.880.4
???144.5KN106.671.851373.7220.880.85????152.6KN
106.671.85
m
2
2
m
则 21????M148Ps.maxPS?l?hc?2b?bc??G5e5
2 1
?170.5?144.5?4?0.8?2?2.5?0.4??404.76?0.55?140.3KN?m?48
6
140.3?2 ?
??493mmAS??0.9
yh00.9?300?1055
21
???170.5?152.64?1.7?2?2.5?1.25??223KN?mM?
48
6
223?2
AS??0.9?300?710?1163mm
??
??
??
选6φ16（φ16@220）AS?1206mm2?1163mm2（
在
图2.122 基底配筋计算简图
P
sm
?
MA
?
N1636.662
??164KNmmA10
21
??97.9?2.5?0.4?2?4?0.8??158KN?m24
??
2
S?
?
158?6
MA
4
0.9?300?4931??97.9?2.5?1.724
?1187mm
2
???2?4?1.25??24KN?m
2
s4
?
24?6
0.9?300?645
?139mm
选
基底面
单厂排架柱（Z-1）和基础（J-1）的模板及配筋施
单层厂房课程设计
单层厂房设计任务书
一、设计任务
某工车间的等高。该金工车间平、立面布置如图所示。柱距除端部5.4m，其余均为6.0m，跨度(24m+24m)；每跨设有台吊车，吊工作制级别A5级，轨顶标高为9.6m，吊车起重量左跨相同，具表2。外墙无连系梁，墙厚240mm，每开间侧窗面积24m2，钢窗，无
。
二、设计参考资料
1、 屋面做法：
三四
100mm厚水泥珍珠岩制品保温层 预应力混凝土大型屋
20mm水泥砂浆找平层
2、荷载
3
表3 地质资料
5、
6、屋架选用图集，见表5。
8、基梁：选用标准图号G320 JL-3,16.7 kN/根。 9、钢
单
1.结构构件选型及柱截面尺寸确定
因厂房跨度15~36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了屋盖具有较大度，选用预应力混凝土折线型架及
由1可知顶标高为12m，牛腿顶面标高为8.4m；设室内地面至基础面的距离为0.5m，则计算简图中柱
H?12m?0.5m?12.5mHl?8.4m?0.5m?8.9mHu?12.5m?8.9m?3.6m
根的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱
图1 厂房剖面图
本
各
2.屋面活荷载
屋活载标准值为0.7，雪荷载标准值为0.25，后者小于前，
4.吊车荷载
由2
Pmax=215KN,Pmin=45KN,根据B=5.55m及K可得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应的竖
吊竖
(2)吊车横向水平荷载
作
作
Tmax=15.88KN
3.排架内力分析
该房两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。中
算，见表2。
?76.08kNG1=272.82KN; G2?G3?G4A?58.8kN?17.28kN
G3=G5A=50.09KN; G4=2G1=545.64KN
G6=G5B=52.76; M1=13.641KN*m G5?G4B?2G3?25.92kN?2?58.8kN?143.52kN
M2?(G1?G4A)e0?G3e3
=54.885KN*m
由图6a所架为对称结且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算力。柱顶不动铰支反力Ri可根据相应公式计算。
C1=2.106 ,C3=1.151 RA=7.352KN
本中RB=0。求得Ri后，可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力。柱各截的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒作用下
图6 d为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定，下同。
2．
排计简图如图7a所示，其中Q1=70.56kN，它在顶
M1A=3.528KN*m M2A=17.64KN*m M1B=10.584KN*m
对
RA=2.219KN 对于B柱n?0.281,λ=0.288，则 C1=1.714
RB=1.451KN R=3.67KN
将R反作于柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与相应的柱顶动铰支座反力叠加，可得屋活
VA=1.12KN VB=-0.03KN VC=-1.103KN
排
（2）BC跨作用屋面活荷载
由结对称，且BC跨与AB跨作用荷载相同，故需将图7中内力图的位置方
3．
计
C11=0.110 RA=-3.47KN RC=-2.31KN R=-12.29KN
各柱顶的剪力分别为
VA=0.2KN VB=4.94KN VC=1.36.KN
排
(2)右吹风时
计简如图10a所示。将图9b所示A，C柱内力图对换且改变内符
4.
计简如图11a所示。其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin。在
MA=194.15KN*m MB=101.59KN*m
对
RA=-17.88
对
C3=1.296 RB=10.53 R=-7.35
排各
排
(2) Dmax作用于B柱左
计
MA=40.64KN*m MB=485.36KN*m
柱
RA=-3.74KN RB=50.32KN R=46.58KN
各柱顶剪力分别为：
VA=-17.67KN VB=31.59KN VC=-13.93KN
排
（3）Dmax作用于B柱右
根结构称性及吊吨位相等的条件，内力计算与Dmax作用于B左的情况相同，只需将A，C柱内力换并
（4）Dmax作用于C柱 同理，将作用于A柱情的A，C柱内力对换，并注意改
（5）Tmax作用于AB跨柱
当AB跨作吊车横向
C5=0.623 ,RA=-9.89KN
同，
RB=-14.59KN
排
R=-24.48KN 各柱顶剪力为：
VA=-2.57
VB=-4.75KN VC=-4.75KN
排各的弯矩图及柱底剪力值如图15b所示。当Tmax方向相反时，弯
不变。
(6) Tmax作用于BC跨柱
由结构称及吊车吨位相等，故排架内力计算与Tmax用AB跨情况相同，仅需将A柱
5.内力组合
以A柱内力合为例。3为各种荷载作用下A柱内力标准值汇总表，表4～11、表12为A柱内力组合表，这两中的控
对行裂缝宽算时，内力用标准值，同时只需对e0/h0>0.55的柱进行验。为此，表2-33亦给出了Mk和Nk的组合值，它们均满足e0/h0>0.55
13
6. 柱截面设计
以A柱
fy?fy??360N/mm2，?b?0.518。上、
1．上柱配筋计算。
上截
而???截面的内力均小于Nb，则都属于大偏心受压，所以选取偏心距较的
M=97.32kN·m，N= 290.1 kN；
吊厂房架方向上柱的计算长度l0?2?3.6m?7.2m。附加偏心矩ea
eo=335mm，ei=eo+ea=355mm
7200mm
?18?5
400mm
S1=3.28>1， 取?1?1.0
l0h?
1?l0?
?s?1????c=1.21
1500eih0?h?
X=60.95mm
x??bh0?186.48mm 且 x?2a??80mm e??sei? As=679mm
'
2
h
?as'=269.55 2
As763mm2
????0.48%?0.2%2
A?763mmsbh400mm?400mm选3 18，则
??
满足要求。
而垂直于排架方向的计算长
l0b?
4500mm
?11.25
400mm，??0.961（
Nu=2121.91KN>Nmax=353.60KN 满足弯矩作用平面外的
2.下柱配筋计算
取h0?900mm?40mm?860mm与上柱分析方
Nb??1fc?bf??b?hf???1fcbh0?b
??150mm?1.0?14.3Nmm2??400mm?100mm
2
?1.0?14.3Nmm?100mm?860mm?0.518?1280.536kN
而?????，???????截面的力均小于Nb，则都属于大偏心受压。所以选
最大的一组内力作为最不利
按M=312.27KN*m，N=398.99KN计算
下柱计算长度取Lo=1.0Hl=8.9m，附加偏心距ea?900?30mm（大于20mm）。
b?100mm，bf??400mm，hf??150mm
eo=782.65mm
Ei=eo+ea=812.65mm
2
1?l0?
?ns?1????c=1.07
1500eih0?h?
X=69.75
??80mm 且x?2?s
???As?As
=614mm
N??ei?2?a??fyh0?a?
2
A?(1018mm) 选用4 18s
经验算，满足最小配筋率
4．柱的裂缝宽度
相应于控制上、下配筋的最不内力组合的荷载效应标准
5
2
22
上柱As=763mm，下柱As=1018mmEs?2.0?10mm；构件
?cr?2.1；混
13。
5．牛腿设计
根据吊车梁支承位置、牛腿
(1)牛腿截面高度
2
f?2.01N/mm?tk =0.65, ，Fhk?0(无水
??130mm?0 a??150mm?20mm
取 a?0。
Fvk按下式确定。 Fvk =511.25kN
17 牛腿尺寸简图
B(1-0.5*Fhk/Fvk)*ftkbho/(0.5+a/ho)=590.538kN>Fvk故截面
2)牛腿配筋计算。
由于a??150mm?20mm??130mm?0, 因而该牛腿可
2
A?0.45f/fbh?400?600?0.45?1.43/360?429mmsty且纵筋
2
图
直径不宜少于12mm，所以
16(As?804mm)。
2
由于a/h0?0.3，则可不设置弯起钢筋，箍筋按造配置，牛腿上部2h0/3范围内水平箍总截面面积不应小于承受Fv的受拉宗纵面积的1/2，箍筋选用?8@100。 局部承压面积近按柱宽乘
Fvs/A=0.256<0.75fc=10.725n m2="">
6．柱的吊装验算。
采用翻身起吊，吊设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊。柱插入
A?400mm?500mm?2.0?105mm2
h1?0.9?900mm?810mm,取h1?850mm,则柱吊装
3.6m+8.9m+0.85m=13.35m,计算简图如图2-71所示。
q1q2 q3G3k 在上述荷载作用下，柱各控制截面
M1?
112
q1Hu??7.2kN/m?3.62m2?46.656kN?m22
11
?7.2kN/m?(3.6m?0.6m)2??(18kN/m?7.2kN/m)?0.62m2?65.448kN?m22
1
M?Rl?q3l32?M2?0?BA3
2 由得： M2?
M1165.448kN?m
q3l3?2??8.442kN/m?6.75m??18.796kN2l26.75m3
1
M3?RAx?q3x2
2
dM318.796kN
?RA?q3x?0x?RA/q3??2.227m
8.44kN/m令dx，得，则下柱段最大
1
M3?18.796kN?2.227m??8.442kN/m?2.2272m2?20.925kN?m
2为：
RA?
柱截面受弯承载力及缝宽度验算过程见
单层厂房课程设计
钢筋混凝土结构 -2 课
题目:钢筋混凝土单层厂房结
姓 名:李慧玲
班 级: 08土木 1班
学 号:200815110115
学 部:工程教育部
河北联合大学轻工
2011年 7 月 8 日
钢筋混凝土结构 -2课程设计
一、 题目:钢筋混凝土单层厂房结
二、 目的与要求 :了单层厂房结构计的全过程, 培养单层厂房构设的工作 能力。 要求:(1) 、 掌握单层厂房结构布和构选型的一般原则和方法; (2) 、 综合运用以往的力学及钢筋混凝土结构的知识, 掌握排架内力分析方法以 及件截面设计方法; (3) 、
三、 设计内容:1、完成计书一份,内容包括:(1)设计资料; (2)结构布置与 选; (3)排架内力分析及柱、基础的配计算。 2、绘制施工图:(1)柱子 模板图及配筋图; (2)
四、 设计资料:
1、 厂房跨度 27米,总长 108米,中间设伸缩缝一道,柱
2、 车间内设有两
3、 建筑场地质情况:地面下 0.8米围内为杂填土,杂填土下面 3.5米内 为均匀粉土,其承载力标准值 f k =200kPa, 地下水位为地
4、 基本风压 W 0=0.4kN/m2; 基本雪压 S 0=0.35kN/m2。
5、 屋面是不上人钢筋混凝土
6、 建议采用材
(1) 、柱:混
(2) 、基础:混土 C30, II
7、 选用的标准图
(1) 、屋面板:G410(一)标准图集,预应
(2) 、天沟板:G410(三)标准图集, JGB77-1天沟板,板重标准值 2.02kN /m 。
(3) 、屋架:G415(三)标准图集
(4) 、吊车:G323-1~2标准图集 DLZ-4,梁高 1200毫米,翼缘宽 600毫 米,腹板宽 300毫米,梁自标准值 44.2kN/根,轨道及零件重 1kN/
单层厂房课程设计
目 录
1、计算简图的确定 1
(1)计算上柱高
(2)初步确定柱
(3)上、下柱截面惯性与其
2、荷载计算 3
(1)恒荷载 3
(a)房屋结构自重 3
(b) 柱自重 4
(c) 吊车梁与轨道自重 4
(2)屋面活荷载 4
(3)吊车荷载 4
(4)风荷载 5
3、内力计算 7
(1)恒荷载作用
(a) 在 G1
(b)在 G2的
(c)在 G4的
(2)屋面活荷载
(3)吊车荷载 9
(a )吊车垂直荷载作用下 9
(b )吊车水
(4)风荷载 11
(a) 风从左向
(b )风从右向
4、最不利内力组合 12
5、排架柱设计 13
(1)柱截面配筋
(a )最不利内力组合的选
(b) 确定柱排架方向
(d )柱在排架平面外承载
(2)裂缝宽度验
(3)柱牛腿设计 17
(a )牛腿几
(b)牛腿配筋 17
(c)牛腿局部挤
(4)柱的吊装演
(a)吊装方案: 18
(b)荷载计算 18
(c)内力计算 18
(d)截面承载力
(e)裂缝宽度演算 19 6、基础设计 20 (1)荷载计算 20
(a)由柱传至基
(b)由基础梁传至基的荷 21 (C)作用于基底的弯和相基顶
(a) 在个组荷载设计值用下的地基最大净
(b) 在第一组荷载作用下
(c) 变阶处的抗切力 24 (3)基底配
(a) 沿短边方
(b) 沿长边
钢筋混凝土结构 -2课程设计——单层
1、计算简图的确定
(1)计算上柱高及
根据图 2.107及有关设计
上柱高 Hu=柱顶标高 -轨顶标高 +吊车梁
全柱高 H=柱顶高 -基顶
故下柱高 Hl=H-Hu=11.6-3.8=7.8m
上柱与全柱高的比值
(2)初步确定柱截
根据表 2.9(A ) 的参考数据, 上柱采用矩形截面, b ×h=400mm×400mm , 下柱选用 I 形 ,b ×h ×hf=400mm×800mm ×150mm (其余尺寸见图 2.108) ,根据表 2.8关于下柱截面度和高度的限,验算初步
对于下柱截面高度,
无吊车时 (3)上、下柱截面惯性
排架平面内:
可以) (40031225
780025mm b mm H l =<==)>
780012可以 mm h mm H l =<==)>
.61255. 13
可以 m m h m m H =<=10?1?1.5=328.>
8. 3==λ
上柱
下柱
比值
排架平面外:
上柱
下柱
排架计算简图(几何尺寸
图2.108 形截
4
931033. 240040012
1
mm I u ?=??=
4
10331042. 14. 48315012
12800400121mm I l ?=???-??=
150. 010
42. 110133. 2n 10
9=??==l u I I 4
910133. 2mm I u ?=4
93
310729. 112
100
4. 483124003. 1582m m I l ?=?=??=
图2.109 排架计
2、荷载计算
(1)恒荷载 (а)房结构自重 预应力混凝土大
20mm 水泥沙浆
一毡二油隔气层
100mm 水珍珠岩制品温层 20mm 水泥
天沟板 KN .41412.21=?
天窗端壁
屋架自重
天窗架 1.2×40=48KN
则作用于横向水平面架一端柱顶的屋盖
2
68. 14. 12. 1m KN =?248. 002. 0202. 1m KN =??206. 005. 02. 1m KN =?248. 01. 042. 1m KN =??2
42. 035. 02. 1m KN =?∑
=2
12. 3m KN g KN
72602. 1=?KN
.21271062. 1=?KN G 2.7450482
.2
127724. 14227612. 31=++++??=
(b)柱自重
下柱
(c )吊车梁与轨
(2)屋面活荷载
由《荷载规范》可 , 屋
, 大于该厂房在地区的基
, 故屋面活荷载在侧柱顶产生的压力
由电动双钩桥式吊车数
Pmax..K =230KN. Pmin.k =60KN, B=6400mm. k=5250mm Q2.K =200KN
根据 B 与 K 及反力影响,可算得与各轮对应反力影响线竖标(图 2.110) ,于是可求的作用与上
mm h h e u l 2002
4002800222=-=-=mm
h e u 501502400
15021=-=-=KN
G 24. 188. 34. 04. 0252. 12=????=KN
G 6.8451. 19.6411
. 1025. 02) 4. 01. 0(21. 045. 024. 015. 0.87252. 13=?=???
?
????+?+?+?????=03=e KN
G 24. 60) 61.244(2. 14=?+?=∑=+++
???==KN
y P D i k Q 578) 6
25
.40.845.700. 1(2304. 19. 09. 0. max max γKN D P P D 151578230
60
max max min min =?=
=mm h e l 3502
80075027504=-=-
=
作用于每个轮子上的吊车水平制动
则作用于排架上吊车水平荷
其作用点到柱顶的垂
(4)风荷载
**地区的基本风压 于大城市市郊,风压高度
按 B 类地区考虑,度的取值,对 按柱顶标高 11.1m 考虑,查《
按天窗檐口标高 13m 考虑, 查 《荷载规范》 得风荷
载体型系数 的
KN Q T 25.4710) 20.57(.902.104
1
g ) m (412=?+???=+=
αβKN D P T T k .71857823025.47max . max max =?==m h H y e u 6. 22. 18. 3=-=-=684. 08
. 36
. 2==u H y , 4. 020m KN w =z μ21, q q . 1=z μw F 对 08. 1=z μz μ
图2.111 风荷载体
图2.112 作用于排架上
3、内力计算
(1)恒荷载作用下
如前所述,根据恒荷载对称性和考虑施过程中的实际受力情况,可将图 2.112
h
h
h
F z
w Q 0
3
2
1)
2. 1
4. 0
3. 1(ω
μ
γ+
+
=
m KN q
m KN
q
z
s
B
z
s
Q
Q
73
. 1
6
4. 0
03
. 1
5. 0
4. 1
77
. 2
6
4. 0
03
. 1
8. 0
4. 1
2
2
1
1
=
?
?
?
?
=
B
=
=
?
?
?
?
=
=
ω
μ
μ
γ
ω
μ
μ
γ
KN
27
.
28
6 4. 0 08
. 1
)
87
. 3
2. 1
69
. 1
4. 0
9. 1
3. 1(
4. 1
=
??
?
?
+
?
+
?
?
=
的作用简化为图 2.113a 、 b 、 c 所示的计算简图。 (a ) 在 G1作用下
已知 n=0.151, λ=0.295,由附图 2.2中的公式
图2.113 恒荷载作用下
() 的作用;()
·)() 图(
)
故在 M11作用下不动铰支承的柱
由附图 2.3中的公式 KN H M C R 1.93.6
114
.5221.022111
11-=?-=-= 3
.80115. 01328. 01328. 012311112
322
22
2
=?
?
?
??-+-?=??? ??-+-?=
n C λλ
故在 M12作用下动铰支承的柱
114
90.13.802122
11-=?-=-=
因此,在 M11和 M12共同用下(即在 G1作用下)不动铰支承
相应的弯矩图如图 2.113a 所示
)
(4.1902. 02.7450) (4.52205. 072. 45021121111m KN e G M m KN e G M ?=?==?=?==1.02115. 01328. 0115. 011328. 01231111112332321
=?
?
? ??-+?? ?
--?=??? ??-+?? ?--?=n n C λλ()
→-=--=+=kN R R R .6945. 69.1312
11
1
(b)在 G2的作
相应的弯矩图如图 2.113b
(c)在 G4的作
相应的弯矩图如图 2.113c 所示。将图 2.113a 、 b 、 c 的弯矩图叠加,得在 G1、 G2、 G3和 G 共同 下的恒荷载弯矩图(2.113d ) , 相应的轴 N 图
(2)屋面活荷载作
对于单跨排架, Q 与 G 一样为称荷载,且作用位置相同,仅数值大小不同。故由 G 的内力图 按比例可求得 Q 的内力图。如:
相应的 M 图如图 2.114a,b 所示。
图2.114 面活荷载作用下的
() 的作用;() 图(
)
(3)吊车荷载(考虑厂房整体空间
厂房总长 108m ,中设一道伸缩缝,跨
檩屋盖的单跨厂房空
(a )吊车垂直荷载
max D 作用在 A 柱
图 2.122中吊车垂
M
kN e G M ?-=?-=-=65. 32. 024. 182
2
22
kN
e G M 08. 2135. 024. 604
4
44
-=?-=-=()→-=?-=-
=?kN R G Q R Q .7172
. 45038. 795.691
2
1
1
柱顶剪力按图 2.115a 所示简图推导的下列公式进
()[]
2
2
min max max 25. 0H C M M V D D A μμ+-?-= ()[]6
. 113
.8035. 01519. 035. 05789. 025. 0???+??-?-= =-9.67KN(
()[]
2
2
min max max 25. 0H C M M V D D B μμ-+?= =()[]
6
. 1183
. 035. 01519. 0235. 05789. 05. 0??-+??? =8.6KN
(绕杆端顺时针
图2.115 车垂直荷载作用下的
min D 在 A 柱的
由于结构对称,故需将 A 与 B 柱的内力对换,并注意内力
(b )吊车水平荷载
min D 从左向右作用 A 、 B 的情况(图 2.112中吊车水平荷载作用下)的
2.116a 所简图推导的下列公式
TA T = TB V = max 5) 1(T C μ--
由式中 5C 可按附录Ⅰ
=?
????
???? ??-?+?
??
??-?+?-=????????? ??-+??? ??-+-=115. 01328. 0122. 0416. 0328. 0295. 08. 1211122. 0416. 08. 1233335n n n C λλλ0.63 当 y=0.7l H 时,由附图 1.5中的公式
57. 0115. 01328. 0121. 0243. 0328. 0328. 01. 2211121. 0243. 01. 2233335=?
????
???? ??-?+??
??
??-?+?-=????????? ??-+??? ??-+-=n n n C λλλ
当 y=0.684Hl时,用内插
相应的弯矩图如图 2.116a
图2.116 车水平荷载作用下的
Tmax 从右向左用在 A , B 柱
在这种情况下,仅荷载方向相,故弯矩值仍可利
()58
. 01
. 0084. 057. 063. 063. 05
=?--
=G ()()()
←-=??--=--==kN T
C T V TB TA
08. 1.71858. 09. 011max 5
μ
(4)风荷载
(a ) 风从左
先求柱顶反力系数 C11,当风
3.30115. 01328. 01115. 01328. 018311111183343411
=?
?
? ??-+?? ?-+?=??? ??-+?? ?-+?=n n C λλ 对于单跨排架, A , B 柱顶剪力
()[]()[]()
→=-??+=-+=kN q q H C F V w
B
1. 1673. 177. 2.61133. 027. 285. 05. 02
1
2
11
()[]()[]()→=-??-=--=kN q q H C F V w
A
1. 1273. 177. 2.61133. 027. 285. 05. 02
1
2
11
(b )风从右向左吹(2.117b )
在这种情况下,荷载方相反,弯矩图
4、最不利内力组合
由于结构对称,只对 A ( B )柱进行最不利内力组合,其
① 确定需要单独虑的荷载项目。 本设计为不考虑地震用的跨排架, 共有八种需单独考虑 的荷载项目,于轮无论向右或向左运行中刹车时, A , B 在 Tmax 的作用下,其内力大小相等 而符号相反,在组合时可为一项。因
②将各种荷载用下设控制截面(1-1, 2-2, 3-3)的内力 M , N (3-3截面还有剪力 V )填入 组合表(表 2.30) 。填表要注意
③根据最不利又可能的则,确定每一内力组组合项目,并算出相应的组合值。计中, 当风荷载与活荷载(包括吊车载)同时考虑时,除恒荷载外,其余荷载作用下的内
- 12 -
图2.117 风荷载作用下的内
排架柱全部内力组合
表 1。 排架柱内力
- 13 -
5、排架柱设计
(1)柱截面配筋
(a )最不利内力组合
由于截面 3-3弯矩和轴力设计值均比截面 2-2的大,故下柱配筋由截面 3-3的最不内 组合确定,而上柱配筋由截面 1-1最不利内力组合确定。经比较,用于上,下柱截面配筋计 的最不利
(b)确定柱在排架方向
表 2.31 柱在
表中 :① 0e =M/N ② a i e e e +=0;
- 14 -
③ a e 取 20mm 和 h/30的
④ 0. 10. 1, 7. 22. 01
10
1=>+=ζζζ时,取 h e i ;
⑤ 0. 115, 01. 015. 12002=<+=ζζ时, h="" l="" h="" l="" ,考虑吊车荷载="" 0l="2.0u" h="" (上柱)="" ,="" 0l="1.0u" h="" (下柱)="">
不考虑吊车荷载 0l =1.5H ;
⑥ 12212003. 07. 0, 1M M c h l h e K c m
i m +=?????
?
????????
?
??+=ζζη (C )柱
表 2.32 柱排架平面内的截面
表中 :① η、 i e 见 2.31; ② s h i a e e -+=2η; ③ x , 上
9. 1114001N
N f b N x c =??==
α下柱 当 c f f f h b N 1'
'
α≤时, 4760
1' N
f b N x c
f =
=
α; 当 c
f f f h
b N 1
' ' α>时, ()
[]()[]4741430
19
. 1110019. 1115810040011' '
-=
????--=--=
N
N f b f h b b
N x c
c
f f
αα;
- 15 -
④ , ' s s A A 、 上
00' c
e s
y c e s s f x h x N h f f x h bx N A A ααα??? ??
--=-??? ??--==; 下 柱 当
' ' 2f
s h x ≤≤α时 (取
=
=' s s αα35mm ) ,
2190002476020'
010' '
?
?? ??
--=-??? ??--==x h x Ne h f f x h x h Ne A A s
y c f S s αα
当 ' 0f b h x h ≤≤ξ时
()
219000276514303105000022'
0100' ' '
?
???????? ??
-+-=-????????? ??-+??? ??---==x x Ne h f f x h bx x h h b b Ne A A s
y c f f S s αα; 上柱或下柱 当 '
2s
x α<时, 353000'="">
0' ' -=-==h Ne h f Ne A A s
y S
s α, ' ' 2s i h e e αη=-= (d )柱在排架平面
上柱 Nmax=547.8kN,当不考虑吊车荷载时,按表 2.22。
l0=1.2H=1.2×11600=139200mm,l0/b=13920/400=34.8, 查《混凝土规范》知 φ=0.43, As=As′ =763mm2
可以) (8. 5476. 10151015574) 7633002400
4009. 11(43. 0) 2(
max
'
KN KN N N A f A f N s
y
c
c
u =>==??+???=+=?
KN
N
1153max
=, 当 考
0. 7999
7800
99775. 1729. 11775002
150) 500450(2800400,
729. 1, 78000. 10
5
9
2
4
9
010
10
==
==??=
=
=?+?-?=?==
==i
m m
A
i A I m m H mm mm I
l l
l
查表《混凝土规范》表7. 3. 1, , 1988, 63. 02
' mm A
A s
s ===?故
可以)
(11532082) 198830021775009. 11(63. 0max
KN KN N
N
u
=>
=??+??=
- 16 -
(2)裂缝宽度验算
截面3-3,当M=343.3KN·m,N=574.5KN,相应的
, 5980
mm e
=55. 078. 0765598
0>==
h
,故应作裂缝宽度验算。 1-1截面因 , 55. 00
0
由内力组合表可知,算裂缝宽度的荷载标
2474
. 17. 3262. 16. 16=+=M
k
KN ·m KN N
k
75. 4782
. 15
. 574==
023
. 0150) 100400(8001005. 01988
516. 075
. 478247
0=?-+??=
====
A
N e et
s
te
k
k
m
ρ
m m h e a e
h l h
s s
s
45. 1081352
800
62315. 1215
. 1765
40001
101
10
2
2
080017400=-+?=-+
=
=?+
=+
=???
????? ??ηη
则纵向受拉钢筋
A s
合力点至受压区合力作用点间的
()m m z h e h f 647765765100150100400112. 087. 00) 1(12. 087. 045. 10817652
02
' =?????
?
???????? ??
??--?-=???
?
?
?????--=??? ????? ??γ
纵向受拉钢筋
A s
的应力
()()mm A N z
z e s
k
sk
2
185647198864745. 1081547800=?-?=-=
σ
裂缝间纵向受拉钢应变不均
023. 078
. 165. 01. 165
. 01. 1=??-
=-
=σ
ψsk
te
tk f
故最大裂缝开展宽
- 17 -
满足要求)
(3. 0217. 0023. 02508. 0259. 10. 218583. 01. 208
. 09. 1105max
m m m m c te d
E eq
s sk cr <=??? ???+?????="">
? ??
+=ψαω
(3) 柱牛腿设计
(a )牛腿几何尺寸
牛腿截面宽度与宽相等, 400mm ,若取车梁外侧至牛腿外边缘的距离 mm c 801=吊车梁端部 为 340mm ,吊车梁轴线到柱外侧的距离为 750mm ,则腿顶面的
mm c 801
=相应牛腿水平截面
5001
=,倾角 α=450,
于是牛腿的几何尺如图 2.118
(b)牛腿配筋
由于吊车垂直载于下
图2.118 腿的几何尺寸及配筋
(c)牛腿局部挤压
设垫板的长和宽 400mm ×400mm ,局部压力
KN G D F K k vk 4632
. 124
. 604. 15784max, =+=
+= 故局部压应
2
2
925. 89. 1175. 075. 09. 2400
40046300m m N m m N A F f
c
vk sk
=?=<>
σ
- 18 -
(4)柱的吊装演算
(a)吊装方案:一点身起吊,吊点设
上柱自重 mm KN g 2. 74. 04. 0255. 12. 11=????=
牛腿自重
下柱自重 mm KN g 0. 81775. 0255. 12. 13=???=
计算简图如图 2.119b 所示。 (c)
弯矩图如 2.119
(d)截面承载力
截面 1-1:22'
0300,
763, 365, 400400mm N mm mm mm mm h b f
A
A h y
s
s ====?=?
故截面承载力
)
(52. 76)
35365(300763) (' 0
可以 m KN M m KN M a
h f A s
y
s
u ?=>?=-??=-=
截面 2-2:
22'
0300,
1988, 765, 800400mm N mm mm mm mm h b f
A
A h y
s
s ===
=?=?
故截面承载力
mm KN g 5. 177
. 0)
2. 01
7. 00. 1(4. 0255. 12. 122=?-????=m
KN M ?=??=528. 32. 72
1
21m
KN M ?=?-?+??=4. 757. 0) 2. 75. 17(2
1
5. 42. 721222m
KN M ?=-??=14. 232
4. 758. 70. 88123
- 19 -
)
(4. 75435)
35765(3001988) (' 0
可以 m KN M m KN M a
h f A s
y
s
u ?=>?=-??=-=
(e)裂缝宽度演算
故承载力计算可,裂缝宽演算截面 1-1即可。钢筋
图2.119 柱吊装演
φ
20135365
76387. 039150000
87. 0m m N h A M s k sk
=??==σ
按有效受拉混凝土积计算的纵向钢筋
01. 0, 01. 00095. 040040085. 0763
5. 0=<>
ρρ取 bh A S te
故 )
(3. 0085. 0)
01. 02508. 0259. 1(100. 2135243. 01. 2) 08
. 09. 1(243
. 0135
01. 078
. 165. 01. 156
. 01. 15
max
可以 m m m m c E te
eq
s
sk
cr sk te tk
d
f
<>
?=+==??-
=-
=ψρσψ
αω
σρ
- 20 -
实际上吊装阶段荷载短期作用,最大缝宽度应为 0.252/1.5=1.168mm,满足要求,对柱若 采用平卧起吊,承载力和缝宽
6、基础设计
(1)荷载计算 (a)由柱传至顶的荷载 由表 2.30可得荷载设
第一组 KN V KN N m KN M 83. 51, 94. 968, 47. 386m ax ==?=
第二组 KN V KN N m KN M 8. 42, 5. 574, 3. 343m ax ==?=
第三组 KN V KN N m KN M 7. 20, 32. 306, 9. 1231m ax ==?= (b)由基
墙重(含两面刷灰) ()()[]KN 9. 36724. 58. 11. 54635. 045. 03. 142. 1=?+?-?-+? 窗(钢
25
645. 03. 02. 02. 1=?
?+? KN G 76. 4045= 由基梁传至
5G 对基础地面中心
8
. 023. 05=+=
KN e G 6. 22255. 076. 40455-=?-=
(C)作用于基底的弯和相应基顶的轴向力设计
假定基础高度为 800+50+250=1100mm,则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴
第一组 KN
N m
KN M bot 7. 137376. 40494. 96888. 2206. 22283. 511. 147. 386=+=?=-?+=
第二组 KN
N m
KN M bot 26. 97976. 4045. 57478. 1676. 2228. 421. 13. 343=+=?=-?-=
第三组 KN
N m
KN M bot 66. 163676. 4049. 123149. 1066. 2227. 201. 132. 306=+=?=-?+=
- 21 -
基础的受力情况如图 2.120
图2.120 基础底面尺寸
① 基底尺寸的
由第二组荷载确定 l
()
()259. 6~18. 56
. 12024026
. 9794. 1~1. 1mm A =?-=
m l m l m b m
b m m lb A b
l
b l 0. 45. 33. 25. 1; 5. 214. 2, 84. 65. 1, 5. 12==?=======取
演算 6
0l
e ≤的条件
()
可以 m l m N M e bot bot 667. 06
4
6128. 06
. 145. 2227. 137388
. 2200==<>
验算其他两组荷载设计值作用下的基
第一组
(可以)
第三组
m
m
P
m
P m
m
P KN
KN
KN KN
f KN
m
2
2
2
min 2
2
2max 2007. 195327. 163)
(07. 17916327. 163(2402002. 12. 17. 21116327. 1635. 26
15
. 1066. 1204
5. 266. 16364<><>
++=??+?+?=
可以 >可以)
因为该车间属于可不作地基变计算的二级建筑物,
(2)确定基底的
前面已初步确定础的高度 1.1m ,如采用形杯口基础,根据构造要求,初步确定基础剖面 尺寸如图 2.121所示。 由于上阶底面落在柱 边破坏锥面之内, 故该基础须进行变
(a ) 在个荷载设计作用下的地基最大净反力 第一
P KN
s 2
max , 5. 17067. 6221101374=+=
第二组 m
P KN s 2
max , 1. 12367
. 678
. 1671026. 979=+=
()可以 222
max 2402002. 12. 11512. 21329. 9745. 26
178
. 1676. 1204
5. 226. 979m KN f m KN W M d A N W A p bot G bot
bot =?=<>
m
P
m
P KN
f KN KN m
2
2
2
min
2009. 129329. 9707. 1042. 25329. 97=<=+=>=-+=
第三组 m
P KN s 2
max , 8. 27667
. 65
. 1061066. 1636=+=
抗冲切计算按第二组荷载计值作用下的地基净反力进
图2.121 基础抗冲切演
(b ) 在第组荷载作用下冲切力 冲切力近似按最大地基净
s max
, 计算 ,既取
m
P
P KN
s s 2
max
, 15. 170=≈
由于基础宽度 b=2.5m,小于冲切锥
m h
P 67. 2271. 025. 1201
1
=?+=+故
KN
A b l A P F m h s l 6. 1871. 15. 1701. 15. 271. 027. 12422max , 2011=?===???? ??--=???
? ??--=
(c)变阶处的抗冲
由于基础宽度小于冲切锥体底边
[]
KN
KN m F
h b f F b
L
m t
h
l
b
t
m
6. 187848710187591. 00. 17. 07
. 0875. 12
5
. 225. 120=>
=????===+≈
+=
β
(满足要求)因此,基的高度及分阶可图 2.121所示的尺寸采用。 (3)
包括沿长边和短边个方向的配计算, 由前述三组荷载植作用下最大地基净反力的分析 可知,应一组荷载设计值作用下的地基净反力进行计。而沿短边方向,由于为轴心受压,其 钢筋用量按第三组荷栽计值作用下
(a ) 沿长边方向的配
在第二组荷载设计作用下,前面已算
P KN s 2
max , 5. 170=,相应于柱边及变阶
(图 2.122a ) :
m
p
m
P KN
KN s s 2
2
2
16. 15285
. 185. 067. 688. 220107. 13735. 14485. 14
. 067. 688. 220107. 1373=?+==?+=则
选用 6φ16(φ16@220) mm mm A S 2211631206>=(可以) (b ) 沿
在第三组荷载设计作用下,均
()()
()()()
()()()
()mm A M mm h f A e G b h l P P M S y S c S s m KN m KN b c 26
226
2552max . 111637103009. 022322325. 15. 226. 1525. 170481
49310553009. 03. 1409. 03. 14055. 076. 4044. 05. 225. 1445. 170481
24817. 148. 04=???=?=+?+==???==?=?-+?+=-++=∏∏
I
II---
图2.122 基底配筋计
()
()()
()mm A M mm A M
mm P
s S sm
m KN m KN KN A N 26
4242
6
22
139645
3009. 0242425. 1429. 9724
1
1187493
3009. 01581588. 0429. 9724
1
16410
66. 16367. 15. 24. 05. 2=???=?=+???==???=?=+???====
--∏∏
选用 19φ10(φ10@220) , mm mm A s 2211875. 1491>=(可以)
基础底面沿两个方的配筋如图 2.122c 所示,由于边 l 大于 3m ,其钢筋长度可切断 10%,如交错 布置,钢
单层厂房排架柱(Z-1)和基础(J-1)的模板及配筋施工详图见图 2.123。
