单层工业厂房计算书

1、混凝土单厂结构设计计算一、设计资料及要求本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为27米，柱距6米，长60米，跨内设有20/ 5吨中级工作制吊车（A4）一台，轨顶标高须不低于8.1米，不设天窗，采用纵墙开窗方案。经勘探报告提供资料，该地区工程地质条件良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，层厚6米，地基承载力特征值200KN/，常年地下水位-5米以下。抗震设防烈度为6度，不进行抗震计算，按构造设防。建筑平剖面示意图分别如下1. 构件选型：（1）屋面板经设计确定以下做法和相应荷载的标准值：屋面为二毡三油防水层上铺小豆石 0.35kN/m2 0.35kN/m2 20mm水泥砂浆找平层 2

2、0 kN/m30.02 m 0.40 kN/m280mm厚加气混凝土保温层 0.65 kN/m2 0.65 kN/m2 恒载合计： 1.40 kN/m2屋面活载：基本雪压 0.6 kN/m2不上人活载 0.5 kN/m2 积灰荷载 0.3 kN/m2组合一： 1.21.4+1.40.6+1.40.90.3=2.898 kN/m2组合二： 1.351.4+1.4（0.60.7+0.90.3）=2.856 kN/m2依据标准图集04G410-12选型，中跨选用Y-WB-3 III，其允许外加均布荷载基本组合设计值为3.24 kN/m2，中跨选用Y-WB-3 III s ，板的自重标准值为1.4 k

3、N/m2，灌缝重标准值为0.1kN/m2。（2）屋架： 上部传来荷载： 1.40 kN/m2 屋面板加灌缝自重： 1.50 kN/m2 屋盖支撑： 0.07kN/m2 恒载合计： 2.97 kN/m2可变荷载标准值：恒载合计：基本雪压 0.6 kN/m2不上人活载 0.5 kN/m2 积灰荷载 0.3 kN/m2 组合：1.35（1.4+1.5+0.07）+1.4（0.60.7+0.90.3）=4.9755 kN/m2依据标准图集04G415-1选型，中跨选用YWJ27-2Ba ，其允许外加均布荷载基本组合设计值为5.0 kN/m2，端部选用YWJ27-2Ba，27m跨折线形预应力混凝土屋架每

4、榀重力荷载为127.70kN。（3）采用外天沟，中间跨采用TGB86，边跨采用TGB86s（4） 吊车的主要参数如下表： 吊车吨位起重量吊车宽度轮距最大轮压最小轮压小车重力tkNmmmmkNkNkN20/5200640052502305378（双闸） 吊车竖向荷载标准值： =230(1+0.75/6)=258.75 kN=53/230=59.63 kN横向水平荷载（=0.1）= 1/4 0.1（200+78）=6.95kN=/=7.82 kN弯矩=1.5230=345 kN依据标准图集04G323-12选型，选用DL-9Z，边跨用 DL-9B，轨道连接采用DGL-13，吊车梁自重4.08t，吊

5、车轨道连接重力荷载为0.81 kN/m2（4）围护墙采用240mm厚砖砌墙，钢门窗0.45 kN/m2，围护墙直接支承于基础梁0.24 m19.0 kN/m3 = 4.56 kN/m2，基础梁截面高度为450mm。（5）取室内外高差150mm，基础选用钢筋混凝土锥形基础，基础顶面标高为 -0.700m（450+150+100=700mm）。主要承重构件选型表构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板G410-121.5m6.0m预应力混凝土屋面板Y-WB-3 IIIs（端跨）Y-WB-3 III（中间跨）Y-KWB-2IIs（檐口板端跨）Y-KWB-2II（檐口板中间跨）天沟板TGB861.

6、5 kN/m2屋架04G415-1预应力混凝土折线形屋架(21m)跨YWJ27-2Ba127.70kN/榀0.07 kN/m2（屋盖支撑）柱间支撑05G336柱间支撑上柱ZCs-39-2a(边跨ZCs-39-2b)下柱ZCx8-75-33吊车梁04G323-12钢筋混凝土吊车梁DL-9Z40.8 kN/根轨道连接04G325DGL-130.81 kN/m基础梁04G320钢筋混凝土基础梁JL-416.20 kN/根二、确定柱截面尺寸上柱：高3900mm (吊车梁顶标高8.10m), 截面 = 400mm400mm下柱：截面I 400mm800mm （=100mm162.5mm400mm800m

7、m）柱子的有关参数如下表：=12.8m，=3.9m，=8.9m参数柱子（、）（mm2）1.6105（mm4）2.13109（mm2）1.775105（mm4）13.351093.9/12.8=0.3070.160自重重力荷载（kN）（包括牛腿）上柱：=15.6下柱：=52.3三、荷载计算 （1）屋面恒载 = 2.976(13.5+0.88)+127.70/2=320.10 kN = =320.10 0.05=16.01kNm=320.10 0.20=64.02 kNm（2）柱自重重力荷载上柱 =15.6kN=15.60.20=3.12kNm下柱 =67.9-15.6=43.81 kN（3）吊车

8、梁及轨道连接重力荷载=40.8+0.816=45.66 kN =45.66 0.35=15.98 kNm（4）屋面活载=0.96(13.5+0.88)=77.65 kN = =77.650.05=3.88 kNm =77.650.20=15.53kNm（5）吊车荷载吊车竖向荷载标准值： =230(1+0.75/6)=258.75 kN=53/230=59.63 kN竖向荷载在A柱 =258.75KN=258.750.35=90.56kNm=59.63KN=20.87kNm在A柱 =59.63KN=20.87 kNm=258.75 kN=90.56 kNm横向水平荷载（=0.1）= 1/4 0.

9、1（200+78）=6.95kN=/=7.82 kN（6）风荷载 =0.6kN/m2，地面粗糙度B类，D=6m 确定：柱顶处=1+（1.14-1.00）（12.6-10）/（15-10）=1.07屋架顶部=1+（1.14-1.00）（13.78-10）/（15-10）=1.11 、确定：=60.60.81.07=3.08 kN/m=60.60.51.07=1.93 kN/m =1.43.08=4.31 kN/m=1.41.93=2.70 kN/m 确定：= （0.8+0.5）+（0.5-0.6） = 1.18（0.8+0.5）+2.22（0.5-0.6） 1.110.66=5.24kN=5.2

10、41.4=7.34 kN四、荷载汇总表如下（标准值）1荷载类型简图柱(kN)(kNm)恒载=320.10=15.6(+)=61.26=52.3=16.01(+)=80.00屋面活载=77.65=3.88=15.53吊车竖向荷载在A柱：=258.75在A柱：=59.63=90.56=20.87风荷载=5.24kN=3.08kN/m=1.93kN/m吊车横向水平荷载=7.82kN五、排架内力计算 A柱内力汇总表2荷载类型简图(kNm)(kN) (kNm)(kN)(kNm)(kN)(kN)恒载124.63341.1-55.37386.7624.34457.5610.42屋面活荷载24.5477.65

11、-10.9977.655.5377.652.16吊 车竖 向荷 载在A柱3a-20.79069.77258.7529.00258.75-5.33在A柱3b-20.7900.0859.63-40.6959.63-5.33吊 车横 向水 平荷 载49.3809.38059.8207.82风 荷载向右吹5a25.02025.020210.18035.98向左吹5b-33.550-33.550-184.640-27.13六、 排架内力组合（A柱内力组合表）3截面组合目的被组合内力项序号（见表2） (kNm) (kN) (kN)相应1.2(1)+0.91.4(2)+(5a)66.80507.16相应1.

12、2(1)+0.91.4(3b) +(4)+(5b)-50.73409.32相应1.2(1)+0.91.4(2)+(3b) +(4)+(5a)52.43507.16相应1.2(1)+0.91.4(3b) +(4)+(5a)46.70409.32相应1.2(1)+0.91.4(3a) +(4) +(5a) 64.81790.14相应1.2(1)+0.91.4(2) +(3b) +(4)+(5b)-134.28637.08相应1.2(1)+0.91.4(2)+(3a) +(4)+(5a)50.96887.98相应1.2(1)+ 1.4(5b)-113.41464.11相应,V1.2(1)+0.91.

13、4(2)+(3a) +(4)+(5a)412.92972.9463.70相应,V1.2(1)+0.91.4(3b) +(4)+ (5b)-330.08624.21-38.25相应, V1.2(1)+0.91.4(2)+(3a) +(4)+(5a)412.92972.9463.70相应,V1.2(1)+0.91.4(2)+(3a)+ (4) + (5b)-235.30972.94-35.53相应,V1.2(1)+ 1.4(5a)323.46549.0762.88相应,V1.2(1)+ 1.4(5b)-229.29549.07-25.48七、柱的配筋计算（柱对称配筋）材料：混凝土C30 =14.3

14、 N/mm2，=2.01 N/mm2，=1.43 N/mm2钢筋（HRB335）=300 N/mm2，=2.0105 N/mm2箍筋（HPB235）=210 N/mm2柱截面参数：上柱截面：=400 mm，=400 mm，=1.6105 mm2，=45 mm，=400-45=355 mm下柱、截面：=400 mm，=100 mm，=162.5 mm，=800 mm=+2(-)=1.775105 mm2，=45 mm，=800-45=755 mm截面界限受压区高度：=0.550截面：=14.30.550400355=1116.83103N=1116.83 kN、截面：=+(-)=14.30.55

15、0100755+(400-100)162.5=1290.93 kN由内力组合结果看，各组轴力均小于，故各控制截面都为大偏心受压情况，均可用小、大的内力组作为截面配筋计算的依据。故截面以 =66.80 kNm，=507.16 kN计算配筋； 截面以 =323.46kNm，=549.07kN计算配筋； 截面配筋同截面。柱截面配筋计算见下表： 柱截面配筋计算表截面内力（kNm）66.80323.46（kN）507.16549.07=（mm）131.71589.11（mm）=max（h/30,20）20800/30=26.67=+（mm）151.71645.78=2；=（mm）78007650=0.5

16、1.01.01.0=1.15-（0.01）（15，=1.0）0.9551.0=1+1.6071.080=或=（mm）88.662=90296.00=162.5当2时，=（mm2）484.24当2=304.41kN，满足要求。按构造要求布置水平箍筋，取8100，上部=755=503mm范围内水平箍筋总面积为 250.3=506.02mm2=615.6/2=307.8mm2，可以。因为=00.3，故可不设弯筋。九、 柱的吊装验算（柱）=25=4.44 kN/m=25=4.0 kN/m =0.425=9.67 kN/m按伸臂梁算得 =-30.42 kNm，=-41.52 kNm按（19-4）进行裂缝

17、宽度验算：截面：=1.530.42106/(0.87355804)=183.75 N/mm2=804/(0.5400400)=0.01005以=0.01005及=16mm 查表得 =195N/mm2，满足。截面：=1.542.52106/(0.87755804)=120.77 N/mm2=804/(0.5100800+300162.5)=0.00906以=0.00906及=16mm 查表得 =195 N/mm2，满足。十、基础设计计算（柱）1.地基承载力特征值和基础材料地基持力层为中密粗砂层，基础埋深标高为-2.000m，假设基础宽度小于3m，修正后的地基承载力特征值=200kN/m2混凝土采

18、用C20，=9.6N/mm2，=1.10N/mm2钢筋采用HPB235，=210 N/mm2（12及以下），钢筋的混凝土保护层厚40mm垫层采用C10素混凝土，厚100mm。2.基础顶面内力及基础底面积计算A柱基础顶面最不利内力组别荷载效应基本组合荷载效应标准组合M(kNm)N(kN)V(kN)Mk(kNm)Nk(kN)Vk(kN)甲组-330.08624.21-38.25-260.81517.19-29.86乙组-235.30972.94-35.53-185.59793.96-27.70基础杯口以上墙体荷载计算：基础梁 bh=240mm450mm，围护墙240mm砖砌墙，墙上开上下两层钢窗，

19、上窗：1.8m3.6m；下窗4.5m3.6m。梁自重 0.240.45625=16.20 kN钢窗重 (4.5+1.8)3.60.45=9.40kN 墙自重 (11.4+1.38+0.15+0.1)6-(4.5+1.8)3.65.24=290.82kN 总计： Nwk=316.42kN Nw=1.2 Nwk=1.2316.42=379.70 kN Nwk基础形心的偏心矩ew=h/2+240/2=800/2+240/2=0.52m3基础尺寸及埋置深度按构造要求拟定高度 H= 1300mm基础顶面标高为0.700m,故基础埋置深度d1.30m+0.7m=2.00m(a)基础顶面轴向力最大标准值N+

20、Nwk =793.96+316.42=1110.38kN；基础底面至地面高度为2.0m，则基础底面以上总轴力标准值为1110.38+2.020.0按轴心受压状态估计：1110.38+2.020.0 =970.34/（-2.020.0）=6.94m2(b)将基础底面积按(1.11.4)扩大估计偏心受压基础底面积A，并求出基底截面抵抗矩W及基底以上基础及土自重标准值Gk；(c) 1.46.94=9.72m2 取=3.802.60=9.88m24.计算基底压力及验算地基承载力=202.09.88=395.2kN =2.63.82=6.26m31.2=1.2200=240 kN/m2基底底面压力标准值

21、如下表：基础底面压力计算及地基承载力验算表类别甲组乙组 Mk (kNm)-260.81-185.59Nk (kN)517.19793.96Vk (kN)-29.86-27.70= NkNwk (kN)1228.811505.58MkNwkewVkh (kNm)-464.17-386.14= (kN/m2)198.5250.22214.0790.70=(+)/2 (kN/m2) 124.37200152.39200(kN) 1.2198.52240214.070，故基础底面积满足地基承载力要求。5.基础高度验算（受冲切承载力验算） 按构造要求，假设基础尺寸如下：H=1300，分三阶梯，,每阶高度分别为400mm、400mm、500mm；H0I1=1255, H0II1=1250；柱插入深度H1=700mm，杯底厚度a1=250，杯壁最小厚度t=400-25=375mm，H2=400mm，t /H2=375/400=0.940.75，故杯壁内可不配筋；