单层工业厂房课程设计计算书完整版

1.1 柱截面尺寸确定由图2可知柱顶标高为

离为0.5m

HH=

， l

l

表1 柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数 截面尺寸 面积 惯性矩 自柱号

/mm

/mm

/mm

重

/(KN/m)A

,

B 上柱 矩400×400 1.6 × 21.3 × 4.010

10下柱 I400×900×100

1.875

× 195.38

× 4.6×150 10

10 9本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示。1.2 荷载计算1.2.1 恒载

KN/m，天沟防水层、找平层、找坡层

KN/m，屋架重力荷载为

KN/2＋2.02

KN/m×6m＋106

=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20

=1.2×4kN/m×3.8m

=1.2×4.69kN/m×9.1m

各项恒载作用位置如图2所示。

，雪荷载标准值为0.35

×6m×24m/2=50.40KN

作用位置相同，如图2所示。

=1.0，u

根据厂房各部分标高及B类地面粗糙度由附表5.1确定如下： u

檐口（标高14.30m）

天窗架壁底（标高16.99m） u

天窗架壁顶（标高19.86m） u

屋顶（标高20.31m） u

u

=1.0×0.8×1.067×0.35

u

=1.0×0.8×1.067×0.35

则作用于排架计算简图（图3.b

u

u

u

1.4×

0.8＋0.5)×1.120×1.9m＋(-0.2＋0.6)×1.184×2.69＋(0.6＋0.6)×

×1.0×0.35

×0.1×（200KN＋75KN）=6.875

向坐标值，如图4所示。

y

=1.4×215

KN×(1＋0.080＋0.267＋0.075)=647.15

p i

y

=

p i(2）吊车横向水平荷载

y

=1.4×6.875

m i1.3 排架内力分析

H

H

/H)

i

柱别

n=I

/

Iu

lu

表2

柱剪力分配系数C

=3/

1+

(1/n-1

=H/

C

E

I

=

ii

i

0.295

=

=0.206

10

ln=0.109

C

=2.480

E

=

=0.5

m

m

KN)×0.25m－50.20

KN×0.3m=85.18

m由于图5a所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力Ri

M M

m

m

m

i重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图5.b,c。图5.d为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。

m

=50.4KN×0.25m=12.60

m

=2.122，C

M M

m

m

=-1.57KN/m×12.9m×0.329=-6.66

(1)左吹风时计算简图如图7a所示。对于A,B柱，n=0.109,

=0.295,则

=-2.51KN/m×12.9m×0.329=-10.65KN(

Fw=-10.65KN－6.66KN－24.51KN=-41.82

R=-6.66KN+0.5×41.82KN=14.25

R=-10.65KN+0.5×41.82KN=10.26

排架内力图如图7b所示。(2)右吹风时 (1）D

，D

=647.15KN×0.3m=194.15

m

=135.45KN×0.3m=40.64

m m 对于A柱，C

m

M

m

m

R=-17.04KN+0.5×13.47KN=-10.31

R=3.57KN+0.5×13.47KN=10.31KN(排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图9b,c所示。(2）D

如图10所示。(3）T m排架计算简图如图11a所示。对于A，B柱，n=0.109,a=(3.8m-1.4m)/3.8m=0.632,则

C

=-20.69KN×0.629=-13.01

m

C

=-13.01KN×2=-26.02KN( m 各柱顶剪力为：V

-μ R=-13.01KN+0.85×0.5×26.02KN=-1.95

R=-13.01KN+0.85×0.5×26.02KN=-1.95

m

1.4 内力组合合表，这两表中的控制截面及正负号内力方向如表3中欧那个的例图所示。m

m

力值，而Ⅰ-Ⅰ

Ⅲ-Ⅲ采用标准值，同时只需对e

>0.55的柱进 行验算。为此，表4中亦给出了M

和N

的组合值，它们均满足e

>0.55的条件，对本 例来说，这些值均取自N柱

号

荷载类 恒及

正

别 载向

内

m表3

A柱内力设计值汇总表屋

面

吊车竖向荷载

吊车水

风荷载活载

平荷载

左

右风

风力

序号

①Ⅰ

-

M

21.2Ⅰ

2N

400.94

②

③

④

⑤

⑥

⑦3.29

-39.1

-39.1

21.5

57.1

-67.58

8

2

1

150.40

0

0

0

0

0Ⅱ

-

M -63.Ⅱ 96N 451.14Ⅲ

-

M 32.6Ⅲ 8

-9.31

154.9750.40

647.154.62

61.15

1.46

21.5

57.12

1135.4

0

05-92.3

192.

341.6

06

21

-67.510-314.42N 502.35V 10.62

50.40

647.1

135.4

0

05

51.53

-10.3

-10.3

18.7

42.61

1

4

4表4

A柱内力组合表

0-34.50截面 +M

及相

－M

及相

N

及相

N

及相应

M

、

备注应M，V

M，Vm m m 应M，V

M，V应N，V 应N，V NⅠM ① 93.0 ① -88. ① 26.1 ① 93.0 68.9

N

一项，

486.（

〔0

〔②

.9

②-

486.（

〔0

〔②

.9

②Ⅰ 9 9 .9 9N 446. 400. 446. 366.3 94 ② 34 3 52+0. （ +0.9

③+ 9

⑤+ ⑤） ⑤+⑥〕 + ⑥〕⑦〕

m取

1.4ⅡM ① 130. ① -150- +0. 40 +0. .3

①

75.5+0

1

①

-142+0.

.15〔0

〔.9

〔0

〔.9

②1033N 975. 496.33 50（ +0.③+ 9

.9③

.58

9〔0.9

⑤+⑦〕

451.141.34⑤） ⑤+1.34+ ⑦〕⑥〕ⅢM ① 549. ① -480- +0. 03 +0. .68ⅢN 9 1071 9 612.〔 .90 〔0 06V ② 57.2 .9

-43.+0. 0 （ 96

①

87.7+0

2.9

1084

.79③

①

549.+0.

039

1071〔

.9②

57.2+0.

0

9

396.

④+

-339（

05

⑤）

.45③+

825.

+⑦

496.⑤）

45

99

66.5

9

396.（4

05（834.

③+

825.65

⑤）

45V

+

42.1

-30.

0.96

+

42.1

⑥〕

2

14

⑥〕

21.5 柱截面设计仍以A柱为例。混凝土：

C

N

/mm

N

/mm

N

/mm

b

N由表4可见，上柱截面共有4组内力。取h

m

bh

=0.550×1.0×14.3N

/mm

×400mm×360mm=1132.56

b

m

l

取20mm（大于400mm/3）。

N

mm i l

/h=7600mm/400mm=19>5，故应考虑偏心距增大系数

N

/mm

mm

N

/mm

mmN

N

=2.563>1.0，取

(

)

(

)

e mm mmN

N

mm

e

e

/ mmmm/mm

mm

i mm

bh

N

/mm

mmmm mm i

mm

bh)

mm

/(400mm×400mm)=0.48%>0.2%,满足 N

N

(

)

N

/mm

mmmmN

/mml

=4750mm/400mm=11.88，

mm

N

=100mm，b

=100mm，b

N

N

/mm

mmmmmm

mm

mmN

N

(

)

e mm mmN

N

N

/mm

mm

b取h

。与上柱分析方法类似，在表4的8组内力中，选取下面的

m

l

=900mm/30=30mm(大于20mm)。 l

N

mm i l

0，取

l mm

i mm mm

mm

说明中和轴位于腹板内，应重新计算受压区高度x:e

/

mm

mm/mm

mmi

Ne

b

N

mm

N

/mm

mm

mm

mmmm

mm/

N

/mm

mmmmmmmm/

/

N

/mm

mmmm

mm选用4

mm

/

/

5，其中，下柱的

mm

E

N

/mm

=2.1；混凝土保护层厚度c取25mm

表5 柱的裂缝宽度验算表柱截面 下柱内

力标

准值

M

/(

m

396.05N

/KN

825.45

M

N

/mm

480>0.55

0.01401.0(l

8900.523702.2173.60.570.16<3(满足要求)

12所示。其中牛腿截面宽度b=400慢慢，牛腿截面高度h=600mm，h

F

F

mm

F

取a=0,

F

bh

mmmm

mm纵向钢筋取

（

mm

，

M

l

q

l

M

h

h

吊装时总长度为3.8m+9.1m+0.85m=13.75m,计算简图如图13所示。q

q

/m

/m M

q

/mm

m M

/mmm

/m

/mm

m

M

q

M

q

dM

q

，得x=3.73m,则下柱段最大弯矩为：柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算过程见表6。表6 柱吊装阶段承载力及裂缝宽度验算表柱截面 上柱 下柱M(M

)/(

KN

m) 58.48(43.32) 84.20(62.37)M

h

/(

KN

m) 73.25>0.9

58.48 312.91>0.9

84.20=52.63 =75.78

m

)

181.28

65.53

0.38

-0.31<0.2,取0.20.14<0.2（满足要0.02<0.2(满足要求）求)1.6 基础设计 -Ⅲ截面）传给基础的M,N,V以及外墙自重重力荷载。前者可由表4中Ⅲ-Ⅲ截面选取，见表7，其中内力标准组合值用于地基承载力验算，基本组合值用于受冲切承载力验算和底板配筋计算，内力的正号规定见图14b。表7 基础设计的不利内力m)

m)第1组第2组第3组

荷载效应基本组合

荷载效应标准组合/(

KN

N/KN

V/KN

/(

KN

/KN

/KN

K549.03

1017.9

57.20

396.05

825.45

42.120－

612.06

－

－339.45

496.99

－480.68

43.96

30.1487.72

1084.7

1.34

66.54

834.65

0.969墙（4.7KN/

16.7KN/根。每个基础240mm砖墙

〔6m×14.35m-(5.1m+1.8m)×4.2m〕=268.46KN

×(5.1m+1.8m)×4.2m=13.04KN N

wkN

wk w

=（240mm+900mm）/2=570mmwN

N w wk (1)按构造要求拟定高度h:h=

mm

mm

mm

mm

h

h=850mm+250mm+50mm=1150mm。基础顶面标高为-0.500m,故基础埋深d为：

取350mm，台阶高度取400mm,见图14b。N

N

A≥ ,

d

/m

/m

m m适当放大，取A=bl=3.6m×2.4m=8.64m

m

/KN

/KN825.45

－30.14

0.96

/m

/m

表8 基础底面压力计算及地基承载力验算表类别 第1组 第2组 第3组

/(

KN

m) 396. －339.45 66.54 05 496.99 834.65

/KNK42.121408.77274.51

1080.31

1417.97－544.09

－102.33216.01110.10

229.9920.08

183.86144.38163.06<24

125.04<24

164.12<240