单层工业厂房设计最终

宁波理工学院钢筋混凝土结构设计

房设计

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单工房计一设资：工程况某地某厂金工车间（不设天窗）跨单层厂房，总长0M，总宽（跨度18M，设两台中级工作制桥式软钩吊车，吨位及轨标高20/5t室内外高差0.15m，基础顶面标高－0.6m。2.设资1、自然条件：基本风压：见数据表地震烈度：位于非地震区基本雪压：地基：γ=18.5kN/m，η=1.62、建筑资料：①屋面作法：三毡四油防水层0.4kN/m20mm厚水泥砂浆找平层100mm厚水泥珍珠岩制品保温层0.4kN/m隔气层0.1kN/m20mm厚水泥砂浆找平层×预应力砼槽型板②围护墙：

详见屋面板图集240mm厚空心砖砖，内墙面为石砂浆抹面，纸筋灰罩面，外墙为清水砖墙，总自3.6KN/M③门窗：纵墙面每开间设窗三层一层台标高尺寸（宽2100mm（高采用钢框玻璃窗，自重。两端山墙各开大门一樘，尺寸3900mm4500mm④地面：混凝土地面。3、吊车资料：见附件1.4、建议选用的标准构件：⑴×预应力砼屋面板，重（包括灌缝重1.4KN/M,G410（一）⑵预应力砼折线形屋架。各参数图集。⑶预应力砼吊车梁，梁高1200mm自重根G425轨道及连接件重2KN/M,轨道及层构造高度200mm。⑷天沟板TGB77-1,自重12.1KNG410三）⑸基础梁、联系梁，G320,G3215、建议选用的材料：word档可自由复制编辑

⑴混凝土：柱

基础C15⑵钢筋：柱纵筋HRB400级，筋HPB300级三、设计内容

基础HRB400级。1、确定单层厂房的柱网。2、选用屋面板、屋架、天沟板屋盖支撑、吊车梁、连系梁、基础梁，确定圈梁的位置及尺寸3、画出排架的计算简图，确定的截面尺寸及几何特征。4、计算排架荷载，绘出各种荷作用位置示意图。5、计算各种荷载作用下的内力6、内力组合，列出排架柱内力合表。7、柱截面设计和牛腿设计。8、柱下单独基础设计。9、绘制结构施工图两张二号二号加长内容包括：基础平面布置（包括、基础梁、吊车梁、柱间支撑布置）和基础详图，屋面结构布置（屋面板、屋架、天沟板、盖支撑等构件布置、系梁布置和排架柱、抗风柱模板和配筋图（包括埋件详图构统计表和钢筋明细表，说明等。三排的载算1．排架计算简图的确定(1)确定柱高。吊车梁顶标高轨顶标高—轨道造高=11—0.2=10.8m牛腿标高=吊车梁顶标高—吊车=10.8-1.2=9.6m柱顶标高=轨顶标高+吊车高度H+部运行尺寸，取12.2m上柱高H=柱顶标高-牛腿标高12.29.6=2.6m全柱高H=柱顶标高—基顶标高=12.2----0.6）=12.8m下柱高H=H--H=12.8-2.6=10.2m,=H/H=2.6/10.2=0.203（2）初步拟订柱尺寸根据表一的参考尺寸上柱b×h=400mm400mm,下柱b××h=400mm×600mm,截面尺寸如图所示。（）参数计算上柱：

I

21.38下柱：

IL

400600

比值：

In0.296Ilword档可自由复制编辑

2．荷载计算(1)恒载计算。1)屋盖结构自重标准值：三毡四油防水层0.4KN/M20mm厚水泥砂浆找平层100mm厚水泥珍珠岩制品保温层0.4KN/M一毡二油隔气层20mm厚水泥砂浆找平层预应力砼大型屋面板1.4KN/M屋盖支撑g=3.15

天沟板12.1KN/m屋架自重15.24KN/m

则作用在一榀横向平面排架一端顶的屋盖自重标准值为K

15.2412.1189.822400e15015022)柱自重标准值：

1

.821A1

9.46KN上柱G×0.4××2.6=10.4kNh600400lmm222

2

0.12下柱

G0.410.261.2kN注（1.1为考虑下柱仍有部分矩截面而乘的增大系数）e=03）吊车梁及轨道自重标准值：G=44.2+2×6=56.2kNe4（2）屋面活荷载标准值

=750—÷2=450mm26.29KN4由《荷载规范》可知，不上人屋均不活荷载为0.50，不大于基本雪压，屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为Q0.5/27kN1（3）吊车荷载标准值由DSQD型其参数如下吊车吨位（t）20/5

吊车宽度B（）5200

轮距K（mm）4000

P（）174

P（kN）41.4word档可自由复制编辑

3k3k根据B与K及支座反力影响线图求得：D,

4

Pmax1,

354.96ii354.96min,

84.46kNT1,k

1()0.170)kN4Tmax,

354.966.75/17413.77KN其作用点到柱顶的距离y=

H1.4，/H/2.6u（4）风荷载标准值。计算

qq12

时风压高度变化系数按柱顶离室天然地坪的高度12.2+0.15=12.35m取值，计算

时风压高度变化系数按檐口标高13.65m取值1.131.00(12.2B0.45)k00.51.43/()2k01.131.00(13.651.095kiiz00.50.910.91]1.095kN/()3．内力计算(1)恒载作用下。由于单层厂房多属于装配式结构柱、吊车梁及轨道的自重，是在预制柱吊装就位完毕而屋架尚未安装时施加在柱子上，此时尚未构成排架结构。但在设计中，为了与其他荷载项计算方法一致，并考虑到使过程的实际受力情况，在柱、吊车梁及轨道的自重作用下，仍按排架结构进行内力计算在屋盖自重G、上柱自重G、吊车轨道及连接G作用下，由于结构对称、荷载对称。word档可自由复制编辑

(0.21(11(0.21(11恒荷载作用下计算简图1）在G作用下MG=12k1k1M=Ge=-18.98(kN12k2k2)在作用下M=e=)22k2k23)在作用下M25.29(kN42k4k4叠加以上弯矩M=M=-9.49(kN)M=M+M+M=-63.03-3.51+18.83=5.23(已知n由范公式：

)

1(1)212(1)0.29620.296

1.62在M作用下

1

MH

1.69

9.4912.8

1.2(由规范公式C

13(1(n0.296

在作用下word档可自由复制编辑

1A1AR

5.27k1.4(在GGGG共同作用下的弯图和轴力图如图（2）活荷载作用。1）屋面活荷载作用下：由于作用位置与相同M0.05kNQkMQk21.35C(C

2

2.71.40.30(在Q作用下的M图和N如图（12）示2）吊车竖向荷载作用下：当D作用在柱时A柱

M

max,

D354.96159.73max,B柱

M

min,k

38.01kNmin,k4与恒载计算方法相同，可得C=1.21A柱RC

2

Dmax,H

159.73(),kN()12.8B柱R

2

Dmin,kH

38.0112.8

4.16kN(),V()BA柱与B柱相同，剪力分配系数word档可自由复制编辑

maxmax内力图如图

VB2A2VAA1A2

(R6.655()AAB4.16kN(),V13.31kN()B3）吊车水平荷载作用下：T

4

8.1

8.1(60002000

18.36KN当T向左作用时y0.46H0.296,由范公式可得当

时，C

2n1n

当

yH时，

22.10.1)n1n

y0.44线性插入C0.85u518.3615.615max,(R)A1V13.272.34kN()V13.272.34kN()4）风荷载作用下：风从左向右作用，在q1和q2作用下，由规范公式：word档可自由复制编辑

n0.2960.21(n0.2960.21(C

10.214(38810.296

R12.8kN(),VkN(16A1RqH12.8kN()261V(W)10.8512.5kN()2k2V12.51.65(AA1A2V12.56.775.73()B1B2风荷载作用下的M、图如图。当风从右向左吹时，其M、N图与述情况相反。四、最不利内力组合由于排架单元为对称结构，可仅A柱截面。A轴柱内力标准值）杆件及正向内荷载类力

恒载

屋面活载D

吊车竖向荷在A柱D在B柱

吊车水平荷向左向

风载左风右风编号

a

bcd

e

f

g

h1--12--2

M(KNm)-4.860.13-34.61N(KN)200.220M(KNm)-10.13-2.57125.12N(KN)256.42354.96

-34.6103.484.46

±15.95±15.9500±15.95±15.9500

12.03-19.730012.03-19.7300M(KNm)8.02

3.45-45.24

-166.97±169.74169.74

190.55-176.333--3N(KN)

317.6227

354.96

84.46

0

0

00V

1.740.47-13.31-13.3116.0216.0227.9417.45word档可自由复制编辑

1a+1.4(0.8(c/d+1.2a+(0.7b+0.7*0.1.2a+1.4(0.7b+0.90.7e/f+0.6g))9e/f+h)c/d+e+0.6g)560.14.8(c/d+e/f)+h)364.92655.98370.83定1a+1.4(0.8(c/d+1.2a+(0.7b+0.7*0.1.2a+1.4(0.7b+0.90.7e/f+0.6g))9e/f+h)c/d+e+0.6g)560.14.8(c/d+e/f)+h)364.92655.98370.83定KN0A轴柱内力合表+Mmax相应

-Mmax及相N,V

+Nmax相应

+Nmin相应截面1--1

内力M(KN·m)N(KN)

组合项1a+1.4(0.7b+0.7*0.9(e+g))

数值19.94226.68

组合项1.2a+1.4(0.7*0.8(c/d+e/f+h))

数值-60.94240.26

组合项1.2a+1.4(b+0.7*0.8(c/d+f+0.6h))

数值-61.86278.06

组合项1a+1.4*(0.7*0.8(c/d+e)+h)

数值-47.11200.222--2

M(KN·m)152.61-54.34178.34N(KN)653.98334.16781.41M(KN·m)429.49-502.82329.94

1a+1.4(o.7*0.9f+h)

-51.82256.42277.233--3

M(KNm)N(KN)N(KN)

307.92-356.87236.821.2a+1.4(0.7b+01.2a+1.4720.681a+1.4(0.7b+0.7*0383.84854.85.7*0.9(c/d+e/f)（0.7b+0.9(c/d+e/+g)f)+0.6g)

200.321a+1.4(0.7*0.392.119(c/d+e/f)+g)V(KN)

55.84

3.22

29.48

43.29V

k

(KN)

40.14

2.8

29.48

37.43五、排架柱的设计1．柱在排架平面内的配筋计算(1)截面尺寸。上柱，矩形，下柱，矩形，b=400mm,h=600mm.(2)材料等级。混凝土：

C30

,

fNmmc

2钢筋：受力筋为

HRB400,ffy

y

'

N/mm

2箍筋为:计算长度：查表。

270/mmy排架方向：上柱，l2.02.65.2。0下柱，lH1.010.210.2。0l[当不考虑吊车荷载时：lH12.8m0垂直排架方向：上柱，lH1.252.6m。u下柱，l0.8H10.28.16。l2.配筋计算（采用对称配筋）1）上柱（1-1截面）

]从内力组合表中可知，各组合内均为大偏压,N.67为该截面所需配筋最多的内力，为控制内力。N240.26KN

由N与的相关性可确取

x

，

x

N240.26afb1.0

'

(80)400403600N240.26

253.64(0h40020取emm3030word档可自由复制编辑

cc0cc0对于组合

KNN240.26

e20273.64mmi0，对应上柱柱顶弯矩MM10.160.9M60.942

；轴压比

NAf14.3

0.1050.9l0i

400400

4534截面需要考虑附加弯矩的影响。f4002取Ns

e/hi0

2

c

3/360

2

1.15考虑附加弯矩时：

M

s

M60.94KN2i0

70.86

3

Asmin

/311.68/i(0.55%/0.00275400

2选配412（A453440下柱（-Ⅱ截面和Ⅲ-Ⅲ截面）

）从内力组合表中可知，各组合内力均大于偏压值（

N.26b

由M和N的相关性可确定

NKN

为该截面所需配筋最多的内力，控制内力。取

x

383.842ab1c

(mmh560mm

M502.82383.84

1309.97mmh(168)60020,取20mmae20i0a对于（）组内力组合对应下柱-Ⅱ截面弯矩Ma1.4[0.7c0.9()]M0.9轴压比M502.82（h）组合时A柱无吊车，

NAf40014.3li

161/12

0.1400word档可自由复制编辑

0.50.5截面需要考虑附加弯矩的影响。c

0.5fA0.514.3400c383.84

1.0,cs

1/i0

c

11329.97560600

考虑附加弯矩时：

M354.54KNi0a

63

mm

'

/i

'

1592.4600401332.4mm'min

(0.55%/0.00275400600mm

2

2732

2选配822（'3.牛腿设计

3041

2

2732

2

）1）牛腿截面尺寸的确定牛腿截面宽度与柱等宽b=400mm牛腿截面高度以斜截面的抗裂度控制条件，h760mm600mm0.3mm0又有作用于牛腿顶部的荷载标准合值：G56.2354.96375.66KNvkF则按裂缝控制公式进行验算：

FfbhF此牛腿截面尺寸满足要求。

2.014000.5

548KNF.66KN)2）牛腿承载力计算及配筋正截面承载力：作用于牛腿顶部的荷载基本组合：v

1.256.20.9As

F514.69228v504.60.85fhy0t0.451.43/0.018

2As

6402504.6mm按最小配筋率选配416（

2mm2

）3）牛腿的构造配件根据构造要求，牛腿全高范围内置10@100水平箍筋。因为筋。word档可自由复制编辑

/0.3

，故不需要配置弯起钢

ABmaxABmax4.柱子吊装阶段验算1）荷载柱，牛腿和下柱的重上柱：0.425=4KN/m牛腿：[1.0]×0.4×25/0.8=9KN/m下柱：×0.6×25=6KN/m因其由永久荷载效应控制，考虑荷载分项系1.35，动力系数1，结构重要。0.9KN/mq/1k21q0.9KN/mqKNk220.9KNq1.35/3k23k）内力：对C点取矩，0.87.72

7.7

则

RKNA

33.78xmq10.943xx33.783.09

2

52.15M7.29/

/264.19M/39.69D）点面验算）CB承载力：设混凝土达到设计度时起，为400×600矩形截面，且注意h=400mm,b=600mm。/bhs1

64.191.0

2

0.05810.058Ab/6000.059360506.222s1cy已配有22（s（）缝宽度）4）点面算：

2

足求。（）载力。M/fs0

61.0400360

2

0.0540.055Abf314.6mmscy

mm已配有18（Amm（）缝宽度）4.础设计A轴）1.计资料

足求。地下水位标3.00m地基承载力修正后的特征值顶面标高为-0.6m截面如图所示。word档可自由复制编辑

f

基础梁按标准图集G320用其

材料：混凝C30钢HRB400。2.础剖面尺寸。选用阶梯形基础。下阶取50mm,阶取00mm柱插入深度mm杯口插入深800+50=850mm杯底厚度a垫层厚度100mm杯口底部长600+50×2=700mm杯口底部宽400+50×2=500mm杯口顶部长00+75×2=750mm杯口顶部宽400+75×2=550mm基础埋深（）=1.40m室内底面至基础底面的高度（0.50+1.05）=1.55m计算基础上部土重的埋深1.40+1.55）3.础底面尺寸确定1）载计算基础除承受由柱3-3面传来的荷载外，还承受由基础梁直接传来的荷载，其大小如下：()44.9wk7设计值)P44.9KN(N)对基底面中心线的偏心距：e0.42wMwkwkMN53.880.4222.63KNw按前述内力组合对弯矩的符号规定，此弯矩为负值，即KNM基础底面，柱传来的荷载与基础梁传来的荷载效应标准组合值见下表。w基础顶内力内力种类

+Mmax及应-Mmax及相应N,VNmax相应Nmax及相应N,V柱传来（N

k

）

370.83364.92

655.98

370.83轴向力

基础梁传来N）44.9

44.9

44.9

44.9合计N

428.74

409.82

700.88

428.74弯矩

柱传来（Mk）柱剪力产生（-1.05Vk）

307.9242.15

-356.87-2.94

236.8230.95

200.3245.45基础梁传Mwk-18.86合计Mbk368.93

-18.86-378.67

-18.86248.91

-18.86226.912）面尺寸取（）按

N

组合考虑，20KN/m3mAN/(d4.11mm

2底面积预估为（）（4.19-4.89）m，但由于弯矩较大，预估底面积经试算后均不能满足承载力要求，最终确定底面积尺寸b×l=3.6×3.0=10.8.(2)基承载力验算：G/k地基反力计算见下表

1.475/m

2

,W

2

m

3word档可自由复制编辑

a同a同地基反力标准值+M合-M组合组N组合N/lbGk±│M│/W

39.729.5±56.93

37.9529.5±58.44

64.929.5±38.41

39.729.5±35.02P

/KN·㎡

126.13

125.89

132.81

104.22P·㎡

12.27

-9.01

55.99

34.18(PPk,min)/2/KN·㎡69.267.4594.469.2由上表可见，基地底面不出现拉应力，且最大压应力/2f(KNm时有/2均于fKN/m2，所以满足要求。k,maxk4.础高度验算，

2

)由上表可见最大的为

组合产生，其值为

Ps,max

2基础边缘最大地基净反力设计值P+M

组合-M

组合N

组合

N

组合柱传来轴力N基础梁传来轴力Nw合计NN/lbG

720.68383.84854.8553.8853.8853.88774.56437.72908.7371.7240.5384.14382.32382.32382.32

392.1153.88446.9941.3382.32柱传来弯矩M柱剪力产生弯矩-1.05V基础梁产生弯矩Mw合计M│M│/W

429.4958.63-22.63465.4971.83

-502.82-3.38-22.63-528.8381.61

329.9430.95-22.63338.2652.2

277.2345.45-22.93300.0546.3e

0.4

0.7

0.3

0.4s,maxPs

N/lbM│/WM│/W

143.55-0.11

122.14-41.08

136.3431.94

87.6-51）算柱边切3.6mm1.050.045t0l3.0a,1.0052.41tbtword档可自由复制编辑

t02l02hp1s1't02l02hp1s1't2

at2

0

22

3.01.005

1.398

2p143.551.398200.68KNll基础高度按性插值得hpa/22.41)21.405tb

f