单层工业厂房混凝土结构设计

单层工业厂房混凝土结构设计（21m双跨）摘要：厂房位于宁波市郊区，是一所生产用的混凝土厂房。建筑面积为2634.5.厂房采用混凝土排架结构体系，主材采用钢筋混凝土，屋面板采用预应力混凝土屋面板，柱为混凝土预制住，场内每跨设32/5t起重机一台，基础为柱下独立基础，基础标高-0.700m。墙体采用240清水墙。建筑等级：耐久等级为Ⅱ级，耐火等级为Ⅱ级，设防烈度为7度。地面粗糙度为B类。地下水位在-5.0m处。关键词：混凝土排架结构;钢筋混凝土;吊车;混凝土预制柱;柱下独立基础Thedesignforthesinglefloorindustrialbuildingofreinforcedstructure（21m+21m）Abstract

:TheindustrialbuildingliesinsuburbofNingbo,isabuildingofReinforcedstructure.Thetotalareais2634.5mm2.Theindustrialbuildingadoptsconcretebentconstruction,primaryusingthematerialofreinforced.However,theproofofthebuildingadoptstheprecastslap.Andthecolumnusetheprecastcolumn.Thereisonecraneineachspan.Thefoundationisasinglefoundationunderthecolumn,withaelevationlevelof-0.700m.Thewallismadeupoftheclayandthewidthis240mmClassofconstruction:DurablegradeⅡ，fireprotectionratingⅡ,earthquakeintensity7degrees.ThegroundasperitybelongstoBandtheundergroundwaterlevelat-5.0mKeywords：concretebentconstruction;Reinforced；crane；precastcolumnsinglefoundationundercolu目录单层工业厂房混凝土结构设计（21m双跨） Ⅰ摘要 ⅠAbstract Ⅰ目录 1第1章设计资料 31.1设计资料 31.2基本要求 31.3地质抗震条件 3第2章建筑方案设计 32.1厂房平面设计 32.2构件选型与布置 52.2.1屋面板和嵌板 52.2.2天沟板 52.2.3屋架，天窗及屋架支撑 62.2.4吊车梁 72.2.5基础梁 72.2.6柱间支撑 72.2.7抗风柱 82.3厂房剖面设计 8第3章厂房排架柱设计 93.1计算简图 93.2确定柱子各段高度 93.3确定柱截面尺寸 93.4确定柱截面确定柱截面计算参数 93.5排架结构的基本假定： 11第4章荷载计算 114.1恒荷载 114.1.1屋盖自重P1 114.1.2上柱自重P2 12下柱自重P3 12吊车梁、轨道、垫层自重P4 134.2屋面活荷载 134.3吊车荷载 13吊车竖向荷载Dmax.k,Dmin,k 134.3.2吊车横向水平荷载Tmax.k 144.4风荷载 144.5墙体自重 164.6横向地震力计算 164.7荷载汇总表 17第5章排架结构内力分析 195.1荷载作用下的内力分析 19屋面恒载内力计算 19屋面活载内力计算 19吊车竖向荷载作用下的内力分析 215.1.4吊车水平荷载作用下的内力分析 235.1.5风荷载作用下的内力分析 245.1.6横向地震力作用下的内力计算 255.2内力汇总表 27第6章内力组合 286.1不考虑地震作用 286.2考虑地震作用 30第7章排架柱截面设计 347.1排架柱配筋计算 347.2排架柱裂缝宽度验算 367.3牛腿设计 367.4柱的吊装验算 36第8章基础设计 378.1基础设计资料 378.2基础底面内力及基础底面积计算 388.3基础其他尺寸确定和基础高度验算 398.4基础底面配筋计算 41第9章山墙柱设计 429.1山墙柱的尺寸确定 429.2内力计算 429.3截面配筋 439.4基础计算 44第10章纵向地震力验算 4410.1纵向基本自震周期计算 4410.2纵向各种构件的侧移刚度 4410.3各柱列柱顶总侧移刚度及调整刚度 4610.4纵向水平地震作用（见图10.2） 4610.5柱列支撑验算 47参考文献 49致谢 50设计资料设计资料本毕业设计为某工业厂房设计，厂房长度为60m，21m双跨，柱距为6m。柱高12m，两跨各设1台工作级别为A5吊车。厂房所在地区基本风压为0.6kN/m2，基本雪压0.3kN/m2基本要求⑴认真贯彻“适用，安全，经济，美观”的设计原则。⑵掌握建筑与结构设计全过程，基本方法和步骤：了解和掌握与设计有关的设计规范和规定，并在设计中正确运用它们。⑶调研收集有关资料：有关专业规范、自然条件、地质条件、施工条件、使用要求等原始资料和相关条件⑷构件选用、建筑施工图绘制；根据建筑施工图和地质报告进行相关结构内力计算，包括地基基础设计、柱、吊车梁、屋架，完成结构施工图⑸完成计算书和全套设计施工图。地质抗震条件该地区工程地质良好，II类场地，地基承载力特征值为180kN/m2，常年地下水位为-5米以下。抗震设防烈度为7度，要求进行横向及纵向抗震演算。设计地震动参数为amax＝0.12，特征周期Tg=0.35s建筑方案设计厂房平面设计本厂房为混凝土排架结构，具体排架柱布置见下图1.11（两侧为山墙）柱布置图（图1.1）本厂房为21m双跨单层工业厂房，柱距为6m，横向定位轴线用①、②…表示，间距取为6m，纵向定位轴线用ⓐ、ⓑ、ⓒ表示，间距取跨度尺寸，即ⓐ~ⓑ轴线距离为21m，ⓑ~ⓒ轴线距离为21m。为了布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600mm，其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。ⓐ~ⓑ、ⓑ~ⓒ跨的吊车起重量为32/5t，ⓐ、ⓑ,ⓑ、ⓒ列柱初步采用非封闭结合，纵向定位轴线与边柱外缘不重合有一定的距离即联系尺寸。是否采用非封闭结合以及联系尺寸取多大，需根据吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸B₂确定。B₂=λ-(B₁+B₃)应满足：B₂≥80mmQ≤50t对于32t/5t吊车，B₁=300mm假设上柱截面高度500mm，则B₃=对于ⓐ、ⓒ列柱，B₂=750-(300+500)=-50mm<80mm,不满足要求。由此取联系尺寸150mm。即定位轴线与边柱的外缘150mm.对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘净空尺寸能满足要求。厂房长度60m，小于100m，可不设伸缩缝。厂房平面设计构件选型与布置屋面板和嵌板屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面自重）的设计值，查92G410(一)。当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时，需要布置嵌板。嵌板查92G410(二)荷载：两毡三油防水层1.2×0.35=0.4220mm厚水泥砂浆找平层1.2×0.02×20=0.4880mm厚加气混凝土保温层1.2×0.48=0.58屋面均布活载（不上人）1.4×0.5=0.70雪载1.4×1.0×0.5=0.70合计2.88采用预应力混凝土屋面板。根据允许外加均布荷载设计值2.88，查图集，中部选用Y-WB-3Ⅱ，端部选用Y-WBT-2Ⅱs，其允许外加荷载3.64>2.88KN，板自重1.40。嵌板采用钢筋混凝土板，查表，中部选用KWB-1。其允许外加荷载3.35>2.88。板自重1.70。天沟板当屋面采用有组织派水时，需要布置天沟。对于单跨，既可以采用外天沟，也可以采用内天沟。对于多跨，内侧只能采用内天沟。本厂房采用有组织排水厂房四周均有女儿墙，外侧采用自由落水，内侧采用内天沟。天沟的型号根据外加均布线荷载值查92G410(二)。计算天沟的积水荷载时。按天沟的最大深度确定。同一型号的天沟板有三种情况：不开洞、开洞和加端壁。在落水管位置的天沟板需要开洞，分左端开洞和右端开洞，分别用“a”、“b”表示，厂房端部有端壁的天沟板用“sa”，“sb”表示。本厂房在2,6,7,10轴线外设置落水管。内天沟宽度采用620mm。内天沟荷载：两毡三油防水层1.2x0.35x0.62=0.26KN/m20mm水泥砂浆找平层1.2x0.02x20x0.62=0.30KN/m积水荷载1.4x10x0.13x0.62=1.13KN/m屋面均布活载1.4x0.5x0.62=0.43KN/m合计2.12KN/m内天沟外加荷载设计值3.24KN/m,查表，一般天沟板选用TGB662-1，开洞天沟板选用TGB62-1a或TGB62-1b，端部为TGB62-1sa或TGB62-1sb，允许外加荷载3.16KN/m>2.12KN/m，自重2.06KN/m。屋架，天窗及屋架支撑（1）屋架：屋架型号根据屋面荷载设计值，天窗类别，悬挂吊车情况及檐口形状选定。跨度较小时可采用钢筋混凝土折线型屋架，查95G314。跨度较大可采用预应力折线型屋架，查95G414。本例设6m钢天窗，轻质端壁，代号为c，无端壁代号为b。屋架檐口形状为一端自由落水，一端内天沟，代号为D。抗震设防7度，无悬挂荷载。屋面荷载：

屋面板传来的荷载2.88屋面板自重1.2x1.4=1.68

灌缝重1.2x0.1=0.12合计4.6821m跨采用用预应力折线型屋架屋架，中间选用YWJ21-1Db，两端选用YWJ21-1Dc，自重92.9KN。每榀天窗架传给屋架的竖向荷载38KN。（2）天窗架：6m跨天窗架，天窗檐口标高17.350，基本风压，窗层高风震系数=1.0，地面B类，风压高度变化系数=1.20。无挡风板，有挡风板。选用无挡风板天窗架=1.=0.43KN/由《05G512钢天窗架》可知允许外加荷载0.43KN/KN/选用GCJ6-32（3）屋架支撑对于非抗震及抗震方针设防烈度为6、7度，屋架支撑可按附图一布置。当厂房单元不大于66m时，在屋架端部的垂直支撑用CC-1表示，屋架中部的垂直支撑用CC-2表示，当厂房单元大于66m时，在柱间支撑外的屋架端部加竖向支撑CC-3。屋架中部的水平系杆用GX-2表示。屋架上弦横向水平支撑用SC表示，当吊车起重量较大，有其他振动设备或水平荷载对屋架下弦产生水平力时，需设置下弦横向水平支撑。下弦横向水平支撑用XC表示。当厂房设置托架时，还需布置下弦纵向水平支撑，本例不需设纵向水平支撑。吊车梁吊车梁型号根据吊车的额定起重量，吊车的跨距（=L-2λ）以及吊车的载荷状态选定。其中，钢筋混凝土吊车梁可查95G323，先张法预应力混凝土吊车梁可查95G425，后张法预应力混凝土吊车梁可查95G426。吊车起重重量为32/5t，A5中级载荷状态，采用钢筋混凝土吊车梁，中间跨采用YDL-3Z边跨采用YDL-3B，梁高1200mm，自重45.50KN。基础梁基础梁型号根据跨度，墙体高度，有无门窗洞等查04G320。墙厚240mm，突出于柱外。查表，纵墙中间选用JL-3，纵墙边跨选用JL-15，山墙6m柱距选用JL-4。4.5m柱距的采用JL-23.柱间支撑下柱间支撑设置在⑥、⑦轴线之间，支撑号可查表97G336。首先根据吊车起重重量，柱顶标高，牛腿顶标高，吊车梁顶标高，上柱高，屋架跨度等查处排架号，然后根据排架基本风压确定支撑型号。查表，上柱柱间支撑设置在1，2轴线、6,7轴线与10，11轴线之间。抗风柱抗风柱下柱采用矩形截面，上柱采用矩形截面。抗风柱的布置需考虑基础梁的最大跨度。21m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为4.5m，6m，6m，4.5m。抗风柱的具体设计见后文中抗风柱设计。厂房剖面设计剖面设计的内容是确定厂房的控制标高，包括牛腿顶标高，柱顶标高和圈梁标高。牛腿顶标高等于轨顶标高减去吊车梁在支撑处的高度和轨道及垫层的高度，必须满足300mm的倍数。吊车轨道及垫层高度可以取0.0m。为了使牛腿顶标高满足模数要求，轨顶的实际标高将不同于标志高度，规范允许轨顶实际标高与标志标高之间有±200mm的差值。柱顶标高H=吊车轨顶标高HA+吊车轨顶至桥架顶面的高度HB+空隙HC，空隙HC不应小于220mm，吊车轨顶至桥架顶面的高度可查95G323，柱顶标高同样满足300mm的倍数。由于工艺要求，轨顶标高为9m。对于21m跨：取柱牛腿顶面高度为7.8m，吊车梁高度2475mm。吊车轨道及垫层高度取0.2m，则轨道构造高度，HA=7.8+1.2+0.0=9.0，构造高度-标志高度=9.0-9.0=0.0m，满足±200mm的差。

对于有吊车厂房，除在檐口或窗顶设置圈梁外，宜在吊车梁标高处增设一道，外墙高度大于15m时，还应适当增设。圈梁与柱的连接一般采用锚拉钢筋2Ø10或2Ø12。现在5.4m、9.0m和13.65m标高处设三道圈梁，分别用QL-1、QL-2、QL-3表示。其中柱顶圈梁可代替连系梁。圈梁截面采用240mmX300mm，配筋采用4Ø12、Ø6@200。圈梁在过梁处的配筋应另行计算。（图2.1）厂房排架柱设计计算简图对于没有抽柱的单层厂房，计算单元可以取一个柱距，即6m。排架跨度取厂房的跨度。上柱高度等于柱顶标高减去牛腿顶标高。下柱高度取牛腿顶标高减去基础顶面标高，一般低于地面不少于50mm，对于边柱，由于基础顶面还需放置预制基础梁，所以排架柱基础顶面一般不低于地面500mm。见图3.1为了得到排架柱的截面几何特征，需要假设柱子的截面尺寸。确定柱子各段高度基底标高为-1.90定基础高度为1.2m，基础顶面-0.700。计算书已给定柱顶标高+12m，跨度21m，吊车32t/5t,由此查标准图集《053G》得知：上柱高度Hu==4.2m下柱高度HL=12.7-4.2=8.5m。下柱柱顶标高+7.800（图3.1）确定柱截面尺寸由上面的柱高度尺寸及吊车吨位，Q=32t/5t，得知截面的尺寸如下：ⓐ列柱下柱截面采用工字形，b=400mm,h=1000mm，上柱截面采用正方形，b=400，h=500mm，模板号35ⓑ列柱下柱采用工字形截面，b=400mm,h=1000mm，上柱采用矩形截面，b=400mm,h=600mm，模板号39ⓒ列柱下柱截面采用工字形，b=400mm,h=1000mm，上柱截面采用正方形，b=400，h=500mm.选用模板号35确定柱截面确定柱截面计算参数ABC（图3.2）边，中柱截面几何特征参数（H=12.7M=4.20M=8.50）见下表参数边柱(A,C)中柱B排架平面内///0.3310.331/0.1490.258(i=a,b,c)(N/mm)0.03380.0370(i=a,b,c)0.3230.354排架平面外n1.221.470.3310.3313.023.04自重重力荷载(KN)(包括牛腿)上柱：P1A=P1C=21.00下柱：P2A=P2C=59.99上柱：P1B=25.20下柱：P2B=77.88（表3.3）排架结构的基本假定：（1）屋架与柱顶为铰接，只能传递竖向轴力和水平剪力，不能传递弯矩。（2）柱底嵌固于基础，固定端位于基础顶面，不考虑各种荷载引起的基础角变形。（3）屋架的轴向刚度很大，排架受力后横梁的轴向变形忽略不计，横梁两侧柱顶水平位移相等。（4）柱轴线为柱的几何中心线，当柱为变截面时，柱轴线为一折线。荷载计算排架的荷载包括恒荷载、屋面活荷载、吊车荷载和风荷载。荷载均计算其标准值恒荷载恒荷载包括屋盖荷载、上柱自重、下柱自重、吊车梁及轨道自重。屋盖自重P1屋面荷载：6层油毡0.3520厚水泥砂浆找平0.4080厚加气混凝土保温层0.48屋面板自重及灌缝1.40屋盖支撑及屋面吊管0.15合计2.78集中荷载：21m跨屋架自重92.9KN6m跨钢天窗架自重38KN屋架作用在柱顶的恒荷载标准值：作用位置见（图4.1）A柱：P1作用点位置与纵向定位轴线的距离150mm。=0.05=0.20===240.59×0.05=12.03KN.m(逆时针)M2A=M2C==-240.59×0.20=--48.12B柱：=×2=481.18KN（图4.1）上柱自重P2A柱：=2C==21.0KNM2A==21.00.2=4.2KN.m(逆时针)

B柱：同理得=25.20KN下柱自重P3A柱：===59.99KN

B柱：=77.88KN吊车梁、轨道、垫层自重P4P4的作用点离纵向定位轴线的距离为750mmA柱：=P4C=45.50KN+0.81×6=50.36KNB柱：=50.36×2=100.72KN屋面活荷载屋面活荷载取屋面均布活荷载和雪荷载两者的较大值0.5KN/m²活荷载的作用点距离同恒载A柱：=0.5×6×10.5=31.5KN===31.5×0.05=1.58KN.m(顺时针)B柱：=0.5×6×10.5×2=63KN==63×0.15=4.74KN.m(逆时针)吊车荷载吊车竖向荷载Dmax.k,Dmin,k吊车基本尺寸和轮压起重量Q/t吊车跨度m吊车桥距B/mm轮距K/mm吊车总重/t小车重g/t最大轮压/KN最小轮压/KN32/5t19.56620470035.5210.87727567.40注：最小轮压(表4.1)吊车竖向荷载根据两台吊车作用的最不利位置用影响线求出。计算简图如下图4.2。

y1=1，y2=(6-4.7)/6=0.217=(y1+y2)=199(1+0.217)＝334.58KN=(y1+y2)=67.4(1+0.217)＝82.00KN（图4.2）吊车横向水平荷载Tmax.k吊车额定起重量16t<Q<50t，吊车横向水平荷载系数a=0.1，每个大轮产生的横向水平制动力。T的最不利位置同，故=10.72(1+0.217)=13.04KN的作用点位置在吊车梁顶面风荷载该地区的基本风压，地面粗糙度为B类。（图4.3）（1）作用在柱上的均布荷载柱顶标高12.00m，使内外高差0.15m，则柱顶离室外地面高度12.00+0.15=12.15m，查表，风压高度系数,根据《建筑荷载规范》知封闭式女儿墙双坡屋面可按无女儿墙的屋面计算。天窗檐口高度17.50m（标高17.35m）取檐口处的（插值法按17.5m计算）从《建筑荷载规范》查风压体型系，标于图4.3。单层工业厂房可不考虑风振系数，取。=0.8×1.06×1×0.6×6=3.05KN/m（压力)=-0.5×1.06×1×0.6×6=-1.91KN/m（吸力）取=+0.6（2）作用在柱顶的集中风荷载作用在柱顶的集中风荷载由两部分组成：柱顶至檐口竖直面上的风荷载和坡屋面上的风荷载，其中后者的作用方向垂直于屋面，因而是倾斜的，需要计算其水平方向的分力（竖直分力在排架分析中一般不考虑）.q1.061.061.21.21.21.21.21.21.21.20.80.40.80.20.60.60.60.50.40.4(KN/m)3.051.913.460.842.592.592.592.591.731.73作用长度（m）1.6512.672.672.672.6711.65方向(表4.2)迎风面和背风面的、大小相等，方向相反。==KN()墙体自重砖砌体单位重19，钢筋混凝土25，20厚水泥砂浆粉刷墙，0.36KN/故在6m柱距横向排架计算单元之内，各部分墙重为窗上墙：窗间墙：窗下墙：钢窗重：3.6×3.6×0.45＝5.83KN3.6×＝3.89KN墙体自重：＝85.03+117.72+76.18+5.832+3.89＝288.65KN山墙自重(两侧都布置山墙)：P5A山=1220.93KN横向地震力计算作用于一个排架计算单元（6m）上的荷载（kN）山墙山墙柱（仅山墙处有，厂房一侧有6根）屋盖恒载屋面雪载柱自重吊车梁及轨道连接一台32/5t吊车桥架围护纵墙962.3675.6265.06201.44701.4577.32441.86369.36注：中柱每个重80.99KN，边柱每个重102.88KN(表4.3)（1）横向基本自震周期计算=（2）横向地震作用计算（）集中于柱顶标高处的重力荷载代表值（=12.70m）集中于吊车梁顶标高处的重力荷载代表值（=9.70m）查《抗震设计规范》，按两端山墙、屋盖长60m考虑。,相应作用点位置示于图（图4.4）荷载汇总表在计算简图中，上柱的计算轴线取为上柱的截面形心线，下柱的计算轴线取为下柱的截面形心线。下面计算时弯矩和剪力的符号按照下述规则：弯矩以顺时针方向为正，剪力以使构件产生顺时针方向转动趋势为正；轴力以压为正。见表4.4荷载汇总表荷载类型A(C)柱B柱N(KN)M(KN.m)N(KN)M(KN.m)∑恒载P1A=240.59P2A=21.0P2A+P4A=71.36P3A=59.99屋面活载P1A=31.5吊车竖向荷载吊车横向水平荷载风荷载(表4.4)

排架结构内力分析荷载作用下的内力分析屋面恒载内力计算恒荷载下的计算简图可以分解为两部分：作用在柱截面形心的竖向力和偏心力矩.偏心力矩作用下，各柱的弯矩和剪力用剪力分配法计算。先在柱顶加上不动铰支座，利用附录求出各柱顶不动铰支座的内力；然后将总的支座反力作用下排架柱顶，根据剪力分配系数分配给各柱；最后求出各柱顶的剪力，得到每根柱的柱顶剪力后，单根柱利用平衡条件求出各截面的弯矩及柱底截面剪力。屋面恒载作用下的内力计算项目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）结果说明A柱14.26-13.72-9.22261.59311.36371.350.53(←)C1=2.015C2=1.107Ra=（-12.03×2.015+27.98×1.107）/12.7=0.53(→)同理：Rc=-0.53(←)（-0.53+0.53）=0.53(→)Vc=-0.53-（0.53+-0.53）=-0.53(←)Vb=0.354（0.53+-0.53）=0以上为柱顶剪力，接下来结果说明中均为柱顶剪力B柱000506.28607.1684.980注：A柱C柱对称，故只需计算A，B柱内力，C柱内力与A柱内力相同。（表5.1）（图5.1）恒载内力图屋面活载内力计算屋面活荷载作用下的内力分析方法同屋盖自重作用下的内力分析。项目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）结果说明活载在AB跨A柱1.16-5.14-5.9931.531.531.5-0.01(→)A柱：C1=2.015C2=1.107Ra=（-1.58×2.015+6.3×1.107）/12.7=0.30(→)B柱：C1=1.787Rb=4.74×1.787/12.7=0.67(→)（0.30+0.67）=-0.01(←)（0.30+0.67）=0.33（→)B柱-4.74-3.35-0.5531.531.531.50.33(←)活载在BC跨A柱1.3021.3023.940000.31(←)算法同上B柱4.743.350.5531.531.531.5-0.33(→)（表5.2）（图5.21）活载在AB跨时内力图（图5.22）活载在BC跨时内力图吊车竖向荷载作用下的内力分析吊车竖向荷载四种基本情况：(a)作用于A柱；(b)作用于A柱处；(c)作用于C柱；(d)作用于C柱。吊车竖向荷载的计算简图可分解成两部分：作用在下柱截面形心的竖向力和作用在牛腿顶面的偏心力矩。吊车竖向荷载作用下的内力计算项目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）结果说明AB跨在A柱A-41.1692.679.370334.58334.58-9.8(→)A柱：C2=1.107B柱C2=1.210Ra=133.83×1.107/12.7=11.67(←)Rb=61.5×1.210/12.7=5.86(→)（）=-9.80(←)Vb=5.86+0.354（）=7.92(←)Vc=0.323×（）=1.88B33.26-28.2439.08082827.92(←)在A柱A-40.57-7.77-89.8808282-9.66B69.13-181.81-41.900334.58334.5816.46BC跨在C柱A28.5628.5686.360006.80同理B-69.13181.8114.900334.58334.58-16.46在C柱A-7.9-7.9-23.88000-1.88B-33.2628.24-39.080334.58334.58-7.92（表5.3）（图5.31）Dmax作用于A柱时的内力图（图5.32）Dmin作用于A柱时的内力图（图5.33）Dmax作用于C柱时的内力图（图5.34）Dmin作用于C柱时的内力图吊车水平荷载作用下的内力分析吊车水平荷载作用下有两种情况：(a)AB跨作用Dmax；(b)BC跨作用Dmax，每种情况下的荷载可以反向项目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）结果说明作用在AB跨A柱±4.63±4.63±93.31000±10.42A柱：C5=0.559Ra=0.559×13.04=7.29(←)B柱：C5=0.550Rb=0.550×13.04=7.17(←)（7.29+7.17）=2.62(←)（7.29+7.17）=2.05（→)B柱±7.04±7.04±100.45000±10.99作用在BC跨A柱±19.61±19.61±59.31000±4.67算法同上B柱±7.04±7.04±100.45000±10.99（表5.4）（图5.41）AB跨作用Tmax的排架内力（图5.42）BC跨作用Tmax的排架内力风荷载作用下的内力分析风荷载作用下有两种情况：右吹左风时的荷载值与左吹右风项目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）结果说明向右吹A柱51.5651.56320.5200086.22A柱：C6=0.332Ra=0.332×3.05×12.7=12.86(←)B柱：C6=0.321C柱同A柱Rc=0.332×1.91×12.7=8.05(←)（37.09+12.86+8.05）=-5.87(→)Vb=-0.354（37.09+12.86+8.05）=-20.53（→)（37.09+12.86+8.05）=-10.68(→)B柱86.2286.22260.7300020.53向左吹A柱-61.70-61.70-289.67000±4.67算法同上B柱-86.22-86.22-260.73000-86.22（表5.5）（图5.51）风荷载（左吹向右）下排架内力（图5.52）风荷载（右吹向左）下排架内力横向地震力作用下的内力计算项目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）结果说明Fc1作用A柱±19.32±19.32±60.91000±6.0A柱：C5=0.559Ra=0.559×20.73÷4=2.90(←)B柱：C5=0.550R=0.550×20.73÷2=5.70(←)C柱同A柱Rc=0.559×20.73÷4=2.90(←)（2.90+5.70+2.905）=0.82(→)（2.90+5.70+2.905）=1.62（←)B柱±5.64±5.64±168.77000±8.75F1作用A柱±50.91±50.91±153.95000±12.12Va=Vc=37.54×0.323＝12.12Vb=0.354×37.54＝13.29B柱±55.81±55.81±168.77000±13.29（表5.6）（图5.61）Fc1作用下的内力（图5.62）F1作用下的内力内力汇总表A（C）柱内力汇总表荷载类型序号Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)V(KN)恒载114.26261.59-13.72311.36-9.22371.350.53屋面雪载活载在AB跨2a1.1631.5-5.1431.5-5.9931.5-0.01活载在BC跨2b1.30201.30203.9400.31吊车竖载AB跨A柱3a-41.16092.67334.589.37334.58-9.8在A柱3b-40.570-7.7782-89.8882-9.66BC跨A柱4a28.56028.56086.3606.80在B柱4b-7.90-7.90-23.880-1.88吊车水平荷载5a±4.630±4.630±93.210±10.425a±19.610±19.610±59.310±4.676a51.16051.560320.52044.616b-61.700-61.700-289.670-34.94（表5.7）B柱内力汇总表荷载类型序号Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)V(KN)恒载10506.380607.10684.980屋面雪载活载在AB跨2a-4.7431.5-3.3531.5-0.5531.50.33活载在BC跨2b4.7431.53.3531.50.5531.50.33吊车竖载AB跨A柱3a33.260-28.248239.08827.92在A柱3b69.130-181.81334.58-41.90334.5816.46BC跨A柱4a-69.130181.81334.5841.900-16.46在B柱4b-33.26028.2482-39.0882-7.92吊车水平荷载5a±7.040±7.040±100.450±10.995a±7.040±7.040±100.450±10.996a86.22086.220260.73020.536b-86.220-86.220-260.730-20.53（表5.8）内力组合基本荷载组合考虑两类情况：由活荷载控制的组合和由恒荷载控制的组合。不考虑地震作用当单层工业厂房不考虑地震有五种基本组合，本次只考虑以下两种即1.2×恒载+1.4×0.9（活载+吊车荷载+风载）1.2×恒载+1.4×0.9（吊车荷载+风荷载）现在进行内力组合，A柱内力组合

控制截面组合目标组合项目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+2b+4a+5b+6a]139.80353.60\-Mmax1.2x1+1.4x0.9[0.9(3a+4b)+0.9×5b+6b]-140.97313.91Nmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+2b+4a+5b+6b]-139..51353.60\Nmin同-Mmax-140.97313.91\II-II+Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2b+0.9×（3a+4a）+0.9×5b+6a]212.33753.05\-Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×5b+6b]-143.16506.31Nmax1.2x1+1.4x0.9x[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×5b+6b]204.21792.74\Nmin1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×5b+6b]-143.56373.63\III-III+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2b+0.9×（3a+4a）+0.9×(5a+5b)+6a]679.27825.0370.95-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×（3b+4b）+0.9×(5a+5b)+6b]-685.67-578.30-73.60Nmax相应的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3a+5a+5b)+6a]506.53864.7257.93Nmax相应的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3b+5a+5b)+6b]-478.67864.72-66.55`Nmin相应的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+0.9×(4a+5a+5b)+6b]562.95445.6270.24Nmin相应的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[0.9×(4b+5a+5b)+6b]-470.39445.62-50.82（表6.1）B柱（由上表可知，II-II不是控制截面故不考虑II-II截面）控制截面组合目标组合项目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2x1+1.4x0.9x[2b+3b+5a+6a]217.68687.04-Mmax1.2x1+1.4x0.9[3a+5a+6b]-211.71-607.66-Nmax相应的+Mmax同+Mmax217.68687.04Nmax相应的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+4a+5b+6b]-217.6871687.04`Nmin相应的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[3b+5a+6a]211.71607.66Nmin相应的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[4a+5a+6a]-211.71607.66III-III+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2b+0.9×（3a+4a）+0.9×(5a+5b)+6a]648.861373.7640.69-Mmax1.2×1+0.9×1.4[0.9×（3b+4b）+0.9×(5a+5b)+6b]-648.171294.38-40.69Nmax相应的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3b+4a+5a+5b)+6a]557.03-1487.3550.38Nmax相应的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[2a+2b+0.9×(3a+4b+5a+5b)+6b]506.53864.7257.93`Nmin相应的+Mmax1.2×1+0.9×1.4[3a+5a+6a]504.33831.8447.31Nmin相应的-Mmax1.2×1+0.9×1.4[4b+5a+6b]-504.33831.84-47.31（表6.2）考虑地震作用考虑地震荷载作用的组合时，一些内力需要做一些调整。组合时不组合风载,内力值采用调整后的内力值，调整值见表6.3。荷载类型序号截面内力值（A,C）B柱说明（A,C柱）说明（B）M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)恒载1Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ14.26-13.72261.59311.3600506.38684.98同无抗震设防同无抗震设防屋面雪载2Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ0.74-0.629.459.450018.918.9A柱内力汇总表中2a，2b相加乘以0.5×0.3／0.3＝0.3同理吊车竖载AB跨A柱3aⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ-41.169.370334.5833.2639.08082同无抗震设防同无抗震设防在A柱3bⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ-40.57-89.88082-69.1341.90082同上同上BC跨B柱4aⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ28.5886.3600-69.1341.900334.58同上同上在B柱4bⅠ-ⅠⅢ-Ⅲ-7.9-23.8800-33.26-39.08082同上同上（Ⅰ-Ⅰ截面内力乘以θ=2.0）5Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ±19.32±60.9100±5.64±80.0200×4.2+Fc1／4（）×2=（0.82×4.2+5.18×9.7）×2＝19.32×12.7+5.18×9.7=60.91同理6Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ±50.91±153.9500±55.81±168.770037.53×0.323×4.20＝×0.323×12.70＝153.59（表6.3）当考虑地震作用时，组合时不组合风载S=1.2()+1.3现在进行内力组合A柱：控制截面组合目标组合项目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2×(1+2+4a)+1.3×(5+6)143.57325.25-Mmax1.2×(1+3a+4b)+1.3×(5+6)-133.06313.91-Nmax相应的+Mmax同+Mmax140.60325.25Nmax相应的-Mmax1.2×(1+2+3a+4b)+1.3×(5+6)-132.17313.91`Nmin相应的+Mmax1.2×(1+4a)+1.3×(5+6)142.68313.91Nmin相应的-Mmax同-Mmax-133.06313.91III-III+Mmax1.2×(1+3a+4a)+1.3×(5+6)377.73847.12-Mmax1.2×(1+3b+4b)+1.3×(5+6)-433.04555.36Nmax相应的+Mmax1.2×(1+2+3a+4a)+1.3×(5+6)376.99858.46Nmax相应的-Mmax1.2×(1+2+3b+4b)+1.3×(5+6)-433.04858.46`Nmin相应的+Mmax1.2×(1+4a)+1.3×(5+6)366.49445.62Nmin相应的-Mmax1.2×(1+4b)+1.3×(5+6)324.44445.62（表6.4）B柱控制截面组合目标组合项目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2×(1+2+3b)+1.3×(5+6)162.84630.34-Mmax1.2×4a+1.3×(5+6)-168.94607.66-Nmax相应的+Mmax1.2×(1+2+3b)+1.3×(5+6)162.84630.34Nmax相应的-Mmax1.2×(1+2+4a)+1.3×(5+6)-162.84630.34`Nmin相应的+Mmax1.2×(1+3b)+1.3×(5+6)162.84607.66Nmin相应的-Mmax1.2×(1+4a)+1.3×(5+6)-162.84607.66III-III+Mmax1.2×(1+3a+4a)+1.3×(5+6)420.601344.5540.69-Mmax1.2×(1+3b+4b)+1.3×(5+6)-420.601321.87-40.69Nmax相应的+Mmax1.2×(1+2+3b+4a)+1.3×(5+6)323.481647.6550.38Nmax相应的-Mmax1.2×(1+2+3b+4b)+1.3×(5+6)-420.601647.6557.93`Nmin相应的+Mmax1.2×(1+3a)+1.3×(5+6)370.32920.3847.31Nmin相应的-Mmax1.2×(1+4b)+1.3×(5+6)-370.32920.38-47.31（表6.5）

排架柱截面设计排架柱配筋计算材料混凝土：C30混凝土，纵筋：二级钢（HRB335）箍筋（HPB235）=2.0×柱截面参数边柱（A,C柱）：上柱，I-I截面b×h=400mm×500mmA=2.4×==45下柱，II-IIIII-III截面b×h=100mm×1000mm×400mm×212.5mmA=2.275×==45中柱：上柱I-I截面b×h=400mm×500mmA=2.4×下柱截面尺寸同A,C柱计算配筋参数截面界限受压高度：=边柱I-I截面Ⅰ-Ⅰ截面：Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面：+=由内力组合结构得知，无论是否考虑抗震设防，各组轴力均小于，故各控制截面都为大偏心受压情况，均可按轴力小，弯矩大的内立组作为截面配筋计算的依据。计算配筋参数边柱：I-I截面以M=142.68KN.mN=313.91KNⅡ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面M=-685.67KN.mN=578.30KN中柱：I-I截面以M=-211.71KN.mN=607.66KNⅡ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面M=-648.17KN.mN=1294.38KN配筋配筋计算表截面A柱B柱Ⅰ-ⅠⅢ-ⅢI-IⅢ-Ⅲ内力M（KN.m）142.68-685.67-211.71-648.17N（KN）313.91578.30607.661294.38454.531185.66348.4500.762033.332033.33474.531218.99368.4533.33=2Hu；84008500840085001.01.01.01.00.9821.00.9821.01.0521.0421.0521.04254.88<<101.10<54.88<<101.10<706.04380.641738.18397.74004504804502φ16,2φ20(1030)6φ20（1884）4φ16(804)4φ20,（1256）（表7.1）箍筋按构造确定。箍筋间距不应大于400mm及截面的短边尺寸，且不大于15d；箍筋直径应不大于d/4，且不应小于6mm。具体箍筋配筋见附录中柱配筋图。排架柱裂缝宽度验算按《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》，对的偏心受压构件，可不验算裂缝宽度。结合一般的工程实践经验，排架柱的截面尺寸按照一定的规范的选用，且纵向受力筋选用3根或3根以上的，为简化计，可不必进行裂缝宽度验算。不过这结论尚待工程实践进一步验证。牛腿设计牛腿宽度取于排架柱同宽，即400mm；牛腿长度应满足吊车梁的搁置要求边柱：本厂房边柱的牛腿满足了吊车梁的搁置要求后，吊车梁截面的轴心位置仍在下柱截面平面内。故不需验算边柱牛腿。配筋按选用的预制排架柱的牛腿构造配筋。中柱需验算。Fvk=50.36+334.58=384.94KNFv=1.2×50.36+1.4×334.58＝528.84Fhk＝Fh＝1.4×13.04＝18.26h=1000h1=500>h/3a=250+20=270β（1-0.5Fhk/Fvk）ftkbho/(0.5+a/ho)=0.65（1-0.5×13.04／384.94）×2.01×400×955／(0.5+270÷955)=626.82KN>Fvk截面尺寸满足要求。配筋及构造纵向钢筋As=Fva/(0.85fyho)+1.2Fh/fy

=(1.2x44.8+1.4x456.9)x1000x320/(0.85x300x960)=906mm²选用4Φ18(As=1018mm²)。箍筋选用Φ8@100，满足构造要求。a/h=270/955=0.283<0.3，不需设弯起钢筋。柱的吊装验算内力计算（图7.1）动力系数1.5，取施工阶段验算安全度等级降低系数为0.9，吊装时混凝土强度未达设计值，按照设计强度的70%考虑。吊装柱计算长度为基础插入距离到柱顶的标高共计12.70m。q1=[1x0.4x25x2.3+0.2275×25×5.25/8.55=6.18KN/m×0.15×0.15)×0.4×25×0.65+0.4×1×25×0.35/1.0]=20.93KN/mq3=0.4×0.5×25=5.0KN/mM1=5.0x²²(b)承载力验算当不翻身起吊时，1-1截面的尺寸为500mmx400mm。由于对称配筋As=M/[fy(ho-as’)]=44.1x1000000/[300x(355-45)]=474.19mm²。现上柱配有2φ16,2φ20(1030)，满足吊装时的承载力要求。2-2截面的等效宽度b=2x212.5=425mm，h=400mm。As=M/[fy(ho-as’)]=65.05x1000000/[300x(355-45)]=699.46mm²现下柱配有6φ20（1884），2-2截面也能满足吊装时的承载力要求。3-3截面不起控制作用。²经验算，承载力满足要求。同理知中柱的吊装也满足承载力的要求。基础设计基础设计资料本设计给定修正后的地基承载力特征值，地下水位标高为-5.000m,基础梁按照GB04320选用，顶面标高为-0.700m。基础埋深度处标高设为-1.900基础用C20混凝土，