原创单层厂房课程设计计算书

1、合计:2.71KN /m2计算书、结构选型和布置1、厂房的平面、剖面布置图，吊车类型及有关参数均已给定（如上），装配车间跨度24m总长102m中间设伸缩缝一道，柱距 6m基础顶面高程-0.5m，柱顶高程+12.4m,吊车梁顶标高为10m吊车梁高1200mm轨道及垫层构造高度200mm 牛腿标高=吊车梁顶标高-吊车梁高-轨道高度=10 - 1.2 - 0.2二8.6m全柱高二柱顶标高-基顶标高+插入杯口的长度=12.4一（一0.5） 0.8=13.7m上柱高=柱顶标高-牛腿标高=12.4 -8.6二3.8m下柱咼=全柱咼-上柱咼=13.7389.9m计算时，不计下柱插入杯口的长度，从而上柱高取

2、3.8m，下柱高取9.1m2、初步确定柱的截面尺寸：如下图（所示）上柱：采用矩形截面b h 500mm 500mm， 取750mm贝U下柱：采用I形截面，b h = 500mm 800mm3、部 分柱 截面 参数 的计 算上A厂 500 500 二 2.5柱：下柱：1 54A2 = 2 500 150400 1002 (500 -100) 50 = 2.1 105mm42、排架的荷载计算20.35KN /m20mm厚水泥砂浆找平层0.02 20 =0.4KN/m280mm厚珍珠岩保温层钢筋混凝土板（含灌缝）0.08 7 =0.56KN/m221.4KN /m1、屋面和荷载标准值二毡三油上铺小石

3、子取天沟板宽度为0.77m，而根据条件可知，天沟板板重标准值为2.02KN /m，屋架自重标准值为106KN侮榀，天窗架自重标准值为2 36KN /每榀，天窗端壁自重标 准值为2 60KN /每榀，即天窗自重标准值为2 96KN/每榀。取计算单元，计算柱端承受的恒荷载产生的集中压力标准值N，其作用点与纵向定位轴线的距离取150mm对上柱的偏心距耳=500 _150二100mm22、屋面活荷载标准值该屋面为不上人屋面，取荷载标准值为0.5KN/m2，柱端承受的屋面活荷载产生的集中压力标准值 N2 =0.5 6 240.77 2 -38.31KN2对上柱的偏心距e2 =耳二500 一150 = 1

4、00mm23、柱自重标准值上柱自重：G1 =0.5 0.5 3.8 25 =23.75KN下柱自重：G2 =0.27 7.9 25 0.8 0.5 1.2 250.5 0.44、吊车轨道谅解及吊车自重标准值吊车自重标准值44.2KN/根，轨道及零件重1KN/m。从而重 G3 =44.2 1 6-50.2KN 偏心距es =1000 -空=600mm25、吊车荷载标准值根据条件，可知 Pmax,k =176KN，从而得Pmin, kG1,k G2,k G3,k2-P.max,k3121502-176 二 55 KN查 多台 吊车 荷载折减系数表，得折减系数1 =0.9，吊车竖向反力影响线如下图所

5、示。6风荷载标准值15基本风压 Wo =0.30.45KN/m2100（1）、风荷载高度系数 込地面粗糙程度类别取B类，离地10m时，z=1.0，离地15m时，z=1.14，离地 20m时，冷=1.25，离地 30m时,J =1.42。对柱子，按柱顶离室外地坪的高度：12.4 0.15 = 12.55m ，1 14 一1 0Jz =1（12.55 -1.0） =1.07115-10对屋盖及天窗部分，按天窗檐口到地坪的高度取值：19.88, 0.15 = 20.03m（2）、风荷载体型系数巴由于屋盖及天窗坡度一致，可结合屋盖及天窗计算坡度得：=10.02 : 15取Js如右图所示。（3）、柱上均

6、布荷载及柱顶集中风荷载标准值柱上均布荷载标准值：q1sJW0B =0.8 1.071 0.45 6 =2.313KN/m柱顶集中风荷载标准值： W二W1k W2k7、荷载标准值汇总（见下图）三、排架内力计算（由于 A、B两柱对称，以下主要是求 A柱的内力）1、参数及剪力分配系数的计算由于左右两柱完全相同，故剪力分配系数A二B二122、内力计算（1）、在恒荷载作用下（包括柱、吊车梁自重等）、上柱顶面等效弯矩： M1 =353.45 0.1 =35.345KN m下柱顶面等效弯矩：M2 =(353.45 23.75) 0.15-50.2 0.6 =26.46KN m在上柱顶端附加不动铰，查课本附图

7、 9-2、9-3，得C1.72 , C3=1.28不动铰支座反力：同样的，可得Rb与Ra大小相等，方向相反。即：Ra Rb =0，不必进行分配。 (内力图如下所示)(2) 、在屋面活荷载作用下上柱顶面等效弯矩：M 38.31 0.1 =3.831KN下柱顶面等效弯矩：M2 =38.31 0.15=5.747KN m在上柱顶端附加不动铰，查课本附图 9-2、9-3，得0=1.72，C3=1.28不动铰支座反力：同样的，可得Rb与Ra大小相等，方向相反。即：Ra Rb = 0，不必进行分配。(内力图如下所示)(3) 、在吊车竖向荷载作用下a、当Dmaxk在A柱，Dmin,k在B柱时下柱顶弯矩：MA

8、 =334.75 0.6 =200.85KN m在上柱顶端附加不动铰，查课本附图 9-3，得C3 =1.28不动铰支座反力：ra = _Mac3 200"85 1.28 19.93KN ()H12.9从而：R =RA RB = T9.93 6.228 = -13.7KN()1将反向的-R作用于排架，进行剪力分配，分配到 A、B柱剪力都为-R,21 13 7分配后，两柱顶的剪力为：Va - -R Ra -19.93 - -13.08KN (-)2 2以下为内力图：b、 当Dmin,k在A柱，Dmax,k在B柱时计算过程跟a中一样，此时A柱受力情况同a中的B柱一样，B柱受力情况同a中的A

9、柱一样，过程不再详细描述，内力图如下所示(4) 、在吊车横向水平荷载作用下十日土甲-Hu3.8o 2951 u5.208汉 1°ccq口y2.4根据0.295 , n帀二 0.285, n0.63H12.9Il1.826灯0Hu3.8查附图 9-4，得 C5 =0.705 ；查附图 9-5，得 C5 =0.662。从而 C5 =0.7050.662 一0.705 (0.63 _0.6) =0.6920.7 -0.6不动铰支座反力：Ra=T C5 =10.61 0.692 =7.343KN ()对于柱B,同样可以得到：RB二R 7.343KN （）从而 R =Ra Rb =7.343

10、7.3414.686KN ( > )剪力分配后:Va-1R Ra214.8682_ 7.343=0内力图如下（虚线为水平力向右的情况）：（5）、在风荷载作用下a、当左风作用时在上柱顶端附加不动铰，根据 =0.295，n =0.285，查附图9-8，得C1 0.395， 从而得到不动铰支座反力：将反向的-Ra， -Rb与W 一并用于排架作，进行剪力分配，则分配到A、B1 柱剪力都为（-Ra-RbW），分配后，两柱顶的剪力分别为：2以下为内力图。b、当右风作用时计算过程同a中一样，此时A柱受力情况同a中的B柱一样，B柱受力情况同 a中的A柱一样，过程不再详细描述。内力图如下所示。四、排架内力

11、组合内力组合表格如下：五、排架柱的配筋计算1、上柱配筋计算根据1-1截面受力情况，即 M = 128.64KN m , N = 452.64KN ,用C20混凝2f c 二 9.6N / mm ,钢筋采用H R3B3 5冈筋,2f y 二 300 N / mm ,lo =1 .5H =1.53.8 =5.7m ,as 二 as 二 40 mm ,M128.016 1063=283 mm ,N452.6410h500= 16.7mm ： 20mm ,取 ea 二 20 mm3030则e=e0ea 二 28320二 303 mm。h0 =500 -40 =460 mm，采用对称配筋。10.5fcA

12、0.5 9.6 500 500N 452.64 103=2.65 1 ,取1=1© 二57 =11.4 : 15 ,取 2 =1h 0.5从而"孟游2h。=114003034605 7()2 1 1=1.140.5可先根据大偏心受压情况计算，e = e 匕as二345 500 -40二555mm ,2 2同时，： 2a2 40 = 0.仃4，满足大偏压要求h0460选取 3：16 , As=A=615mm2 , 企 6150.246% 0.2%，而全截bh 500500面配筋率 t 二=615 615 =0.492% :：: 0.6%，不满足要求，bh 500500因此改选

13、用4门16 , As二As = 804mm2，截面处受力钢筋总面积为1608mm2，箍筋采用叮£200。2、下柱配筋计算根据3-3截面受力情况，有两种如下组合无法直接判断（1）、M =495.531KN m , N =1065.526KN(2) 、M =339.159KN m, N =595.47KN采用 C20 混凝土fc =9.6N / mm2，钢筋采用 HRB335钢用对称配筋，fy =300N /mm2 ,lo = 1.0H = 7.9m , as = 40mm ,h0 =800 -40 = 760 mm。(1)、先按大偏压计算筋，采31065.526 101.0 9.6 5

14、00=222mm： xb = 0.55 760 = 418mm,且x .h；=175mm, x 2as =80mm ,此时中和轴在腹板内，重新计算 x。N -：仁-b)hfx =1062.526 103 -1 9.6 (500-100) 1751.9.6100=410mm,6M 495.531 00e03 = 465 mm ,N 1065.52610h _ 80030 一 30二 27 mm 20mm，取 ea二 27 mm则 q = e0 ea = 465 27 = 492 mm0.5 fcAN0.5 9.60.2710631065 .526103= 1.22 1 ,取1=1g = 79 =

15、9.875 ：15 ,取；=1h 0.8从而 =1 1(-0)2 1 21(空)2 1 1 =1.11e, h4920 81400h14000.8h0760e=rie as =1.11 汇492 +800 40 = 906mm ,2 2xh f.根据 Ne 二：fcbx(h°) ： fc(bf -b)hf(h°-) fyAs(h。- a$)2 2按As = 0，计算As因此取A -808mm2(2)先按大偏压计算Nfbf3595.47 101.0 9.6 500=124mm ： xb = 0.55 760 = 418mm ,且x ： hf = 175mm,此时中和轴在翼缘板

16、内，不必重新计算 xM=33L30L 570mm，N 595.4710 595.47103 = 79 =9.875 ：15，取 2=1=27 mm . 20mm，取 ea = 27 mm，则 qea =570 2597 mm0.5 fcAN= 2.18 . 1，0.5 9.60.2710h 0.81+5971400 -760=1从而 =1 一1400 色h°7 9 2()2 1 1 =1.090.8e 二 u h-as=1.09 597800 - 40= 1011mm，2 2x根据 Ne xfcbf x(h°) fyAs(h0-as)，得2综合上述两种情况，选取 As =

17、864mm2，作为条件选取 2：16218，As=911mm2，此时匸二 A As = 911 916 =0.868% ： 0.6%，满足要求。bh0.21汉10同时，为了固定箍筋的需要，在翼缘处加 2门12构造筋，中间加2门16，箍 筋在I形截面处采用8200，在底部矩形截面处采用8150。3、牛腿设计(1)、抗裂验算即局部受压承载力验算Fvk 二 Dmax,k G3 =334.75 50.2 =384.95KN，Fhk 二Tmax,k =10.61KN根据已选尺寸：b = 500mm， h0 = 900 -40 = 860mm，考虑安装偏20mm，则 a = 200 20 = 220mm(

18、0.5电)人山“ =5664KN . Fvk =384.95KN ,满足要求 Fvk 0.5+旦h°满足要求。(2)、配筋计算受力钢筋采用HRB335钢筋，fy = 300 N / mm2,选用 4G14 , As =615mm2,f11?min =0.45-0.450.165%：: 0.2%，取0.2%fy300因此选用4G14不符合，改选用4G18 , As=1017mm2根据构造要求，箍筋选用8100 ,弯起钢筋采用2G18，2 112Asb = 509mmAs590 = 295mm。224、吊装验算(1)、荷载计算柱插入杯口部分为矩形截面，取动力系数为1.5，考虑采用单点起吊

19、，吊点 选在牛腿根部，为简化计算，近似得去如下的计算简图。柱全长：I -3.8 8.6 0.5 0.8 =13.7m上柱：g1 = 0.5 0.5 25 1.5 = 9.375KN / m下柱：0.21 江7.9汇 25+0.5X0.8汇 0.8汇 25匚 Q,g21.5 = 8.53KN / m7.9 0.8为简化计算，偏安全地近似取g=9.5KN/m进行计算(2)、弯矩计算Ra =1379.5 13.7 (3.8 -0.9)9= 31.1KNRa31.1x =q 9.5=3.3m(3) 、截面验算分析弯矩及截面情况，应对截面 B和C进行验算，此时混凝土强度按设计值的 70% 考虑，仁=0.

20、7仁=0.7 9.6 = 6.72N/mm2。 、C截面验算a、正截面受弯承载力验算b=h=500mm, ho = 500 - 40 = 460mm，截面配筋为 4：16A = 804mm2 （一侧）。满足要求。b、裂缝宽度验算裂缝宽度验算时，不考虑荷载长期作用的影响，裂缝宽度允许值 可取为0.2mm。a804?tes0.0064 ： 0.01，取 仏=0.01。0.5bh0.5 500 5002.=1.0， ftk=1.54N/mm ， c = 40-16 = 24mm。=0.188mm ： 0.2mm，满足要求。 、B截面验算a、正截面受弯承载力验算b = 500mm， h= 800mm，

21、 h。= 760mm，截面配筋为22门162门18， As =911mm、。满足要求。b、裂缝宽度验算裂缝宽度验算时，不考虑荷载长期作用的影响，裂缝宽度允许值 可取为0.2mm。c 人911讣c鼻 s0.00456 : 0.01，取 飞=0.01。0.5bh0.5 500 8002、='i=1.0，ftk=1.54N/mm ， c = 40-16 = 24mm。=0.138mm ： 0.2mm，满足要求。六、基础设计1、材料选择及杯口以上荷载计算（1）、米用 C15混凝土， fc=7.2N/mm?， ft=0.91N/mm?钢筋采用HRB235钢筋，fy =210N/mm2地基承载力设

22、计值f =180 KN / m2 ,基础埋深取1.45m。(2)、杯口以上荷载计算基础顶面标高0.7m，设计基础梁截面为300mm 400mm，梁顶标高为 -0.3m，梁上砌筑双面清水砖维护墙，厚为 240mm，自重19KN /m3，墙上设 置钢窗，按0.45KN /m2计，每两排架柱之间安放两个，截面分别为3.6m 1.8m 和3.6m 4.8m，则每个基础承受的有墙体传来的重力荷载标准值按如下计算：基础梁自重：0.4 0.3 6 25 =18KN墙体自重： 0.24 (12.40.3)6-(4.8 1.8) 3.6 19 = 239.126KN钢窗自重：0.45 (4.8 1.8) 3.6

23、 = 10.692 KN合计：N wk =267.818 KN2、初步确定基础高度和杯口尺寸根据构造要求，下柱的尺寸为500mm 800mm，所以杯底厚度取250mm(200mm)， 杯 壁厚度 t = 300mm ， 杯 壁高度 h 450mm ，t _ 300 h2450= 0.670.65f从而杯壁可不配筋，柱插入深度 h 800mm，则杯口深度为 80050 二 850 mm。at = 5002375 = 1250 mm , ab = 12502610 = 2470 mm ,杯口底部尺寸：长为 8002 50 = 900mm，宽为 500 - 2 50 =600mm。杯口深度：800

24、50 = 850mm，垫层厚度取100mm从而初步确定基础总高度为：800 50 250 = 1100 mm3、确定基础底面尺寸根据排架内力组合，得到两组内力标准值组合：第一组： Mk = 358.65 KN m， Nk = 831 .98 KN，Vk = 34.48KN第二组： Mk= 246.954KN m， N 496.225 KN ，V 38.854 KN（1）、估算基底底面尺寸先按第一组内力（轴力最大），估算基础基底尺寸，m =20KN /m3，Nbk =Nk Nwk =831.98267.818 =1099.8KN ，A1099艺7.28m2， 将 其增大 40%，fa - Ymd 180 -20 0.451.4A=1.4 7.28 =10.2m2，初步选用底面尺寸：a b = 3m 4m=12m2（2）、验算基底承载力300 +800ew550mm， Nbk -1099.8KN，211GkmdA =201.453 4348 KN， W bl23 4 8m366满足要求。4、验算基础高度作用于柱顶荷载设计值的计算按比例可以求得柱边缘（1-1截面）、变阶处（截面2-2）的地基净反力设计值。因杯壁厚度t二300mm，杯壁高度h 450mm，t ： h?，所以由柱边作出的4