单层工业厂房结构课程设计计算书
一． 设计资料
1. 某金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度L=21m ，柱距为6m ，车间总
长度为150m ，中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示：
2. 车间设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为200/50kN 。
3. 吊车轨顶标高为。
4. 建筑地点：市郊。
5. -
6. 地基：地基持力层为e 及I L 均小于的粘性层（弱冻胀土），地基承载力
特征值为f ak =180kN/m 2。标准冻深为：。
7. 材料：混凝土强度等级为C30，纵向钢筋采用HRB400级，(360N/mm 2)
箍筋采用HPB300级。(270N/mm 2)
二. 选用结构形式
1. 屋面板采用大型预应力屋面板，其自重标准值（包括灌缝在）为m 2。
2. 屋架采用G415（二）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为21m ，端
部高度为，跨中高度为，自重标准值为。
3. 吊车梁高度为，自重；轨道与垫层垫板总高度为184mm ，自重m 。
4. 柱下独立基础:采用锥形杯口基础。
三、柱的各部分尺寸及几何参数
)
采用预制钢筋混凝土柱
轨道与垫层垫板总高m h a 184.0= ， 吊车梁高m h b 9.0= ， 故
牛腿顶面标高=轨顶标高m h h b a 916.79.0184.00.9=--=--
由附录12查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为m 3.2，考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为mm 220，故柱顶标高=m 520.1122.03.20.9+=++
基础顶面至室外地坪的距离取m 0.1，则
基础顶面至室地坪的高度为m 15.115.00.1=+，故 从基础顶面算起的柱高m H 67.1215.152.11=+=，
上部柱高m 60.3,604.3916.752.11取为m H u =-=
、
下部柱高m 07.9,066.9604.367.12取为m H l =-= 上部柱采用矩形截面mm mm h b 400400?=?；
下部柱采用Ⅰ型截面mm mm mm mm h b h b f f 150100900400???=???。 上柱： mm mm h b 400400?=? (m kN g /0.41=) 25106.1mm h b A u ?=?= 4931013.212mm bh I u ?== 下柱： ?
)/69.4(1501009004002m kN g mm mm mm mm h b h b f f =???=??? [])100400()1752900()1502900(4009001-??-+?--?=A 2510875.1mm ?=
33
3)3/25275(253005.0212
60030012400900+????+?-?=
l I 4101095.1mm ?=
109.0105.191013.29
9
=??==l u I I n m H m H u 67.12,6.3== 284.067.126.3===H H u λ
。
上柱：
下柱：
284.0;109.0==λn
{
图1厂房计算简图及柱截面尺寸
四．荷载计算
1. 恒荷载
（1）屋盖恒荷载
SBS 防水层 m kN /12.01.02.1=?
20mm 厚水泥砂浆找平层 m kN /48.02002.02.1=?? 100mm 厚水泥珍珠岩保温层 m kN /48.041.02.1=?? `
隔气层 m kN /06.005.02.1=?
20mm 厚水泥砂浆找平层 m kN /48.02002.02.1=?? 大型预应力屋面板（包括灌缝重） m kN /68.14.12.1=? 总1 m kN g /3.31= 屋架 m kN /6.990.832.1=? 则作用屋架一段作用于柱顶的自重为：
kN F 7.2556.995.03.35.1061=?+??= 作用于上部柱中心线外侧mm e 500=处。
^
（2）柱和吊车梁等恒荷载
上柱： kN F 28.170.460.32.12=??=作用在牛腿顶截面处;
下柱： kN F 05.5169.407.92.13=??=作用在基础顶截面处； 吊车梁及轨道自重：kN F 2.42)68.04.30(2.14=?+?=
2.屋面活荷载
由《荷载规》查得屋面活荷载标准值为m 2，雪荷载m 2（50年一遇），故考虑雪荷载。
kN F 6.7512675.04.16=???= 作用于上部柱中心线外侧e 0=50mm 处。
]
3.风荷载
由《荷载规》查得地区基本风压为 ω0=
柱顶处集中风荷载风压高度变化系数 （按B 类地面粗糙度取）按檐口离室外地坪的高度m 88.133.252.1115.0=++来计算。查表可得离地面m 10时，
0.1=z μ，离地面m 15时，14.1=z μ，用插入法，可得
11.1)1088.13(10
150
.114.11=-?--+
=z μ
柱顶处均布风荷载风压高度变化系数 （按B 类地面粗糙度取）按柱顶离室外地坪的高度m 67.1152.1115.0=+来计算。同理可得
05.1)1067.11(10150
.114.11=-?--+=z μ
>
风荷载标准值：m kN z s z k /42.005.005.18.00.1011=???==ωμμβω m kN z z k /2625.005.005.15.00.1022=???==ωμμβω 则作用于排架上的风荷载设计值为：
m
kN q m kN q /21.262625.04.1/53.3642.04.121=??==??=
[][]kN
h h W z s s s s k 5571.965.011.12.1)6.05.0(3.2)5.08.0()()(0243121=????-+?+=+++=β
ωμμμμμ （屋面坡度为1/10） 故kN W W k Q 38.135571.94.1=?==γ 风荷载作用下的计算简图如下图：
图2风荷载作用下计算简图
<
4.吊车荷载
吊车跨度m L K 5.1975.0221=?-=
查附录12，得Q=20/5t,L k =时的吊车最大轮压标准值P max ，k 、最小轮压标准值
P min ，k 、小车自重标准值G 2，k 以及吊车额定起重量相对应的重力标准值G 3，k ： P max ，k =205kN ， P min ，k =45kN ，G 2，k =75kN ，G 3，k =200kN 并查得吊车宽度B 和轮距K ：B=，K= （1）吊车竖向荷载设计值D max 、D min
由图所示的吊车梁支座影响线知 ：
∑=+++??==kN y P D i k 675.396)075.0267.0808.00.1(2059.0max,max β
kN D D k Q 345.555675.3964.1max,max =?==γ
905.121205
45
345.555.max min,max
min =?
==K
k P P D D
（2）吊车横向水平荷载设计值Tmax
62
.
18
205
875
.6
345
.
555
875
.6
)
200
75
(
1.0
4
1
)
(
4
1
max,
max
max
,3
,2
=
?
=
=
=
+
?
?
=
+
=
k
k
k
k
k
P
T
D
T
kN
G
G
Tα
五．力分析
1、屋盖荷载作用下的力分析
（1）屋盖集中恒荷载F
1
作用下的力分析
.
柱顶不动点反力
1
1C
H
M
R=m
kN
e
F
M?
=
?
=
?
=785
.
12
05
.0
7.
255
1
1
由于n=，λ=则代入公式
()
()
()
()10.2
1
109
.0/1
284
.0
1
109
.0/1
1
284
.0
1
5.1
1
/1
1
/1
1
1
5.1
3
2
1
3
2
=
-
+
-
-
?
=
-
+
-
-
?
=
n
n
C
λ
λ
则kN
C
H
M
R12
.2
10
.2
67
.
12
785
.
12
1
1=
?
=
=
（2）屋盖集中活荷载F
6
作用下的力分析
m
kN
e
F
M?
=
?
=
?
=78
.3
05
.0
6.
75
6
6
kN
C
H
M
R63
.0
10
.2
67
.
12
78
.3
1
6=
?
=
=
在F1、F6分别作用下的排架柱弯矩图、轴向力图和柱底剪力图如下，图中标注出的力值是指控制截面Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面的力设计值。弯矩以使排架柱外侧受拉为正，反之为负；柱底剪力以向左为正、向右为负。
%
<1>屋盖恒荷载作用下的力图 <2>屋盖活荷载作用下的力图
2、柱自重、吊车梁及轨道连接等自重作用下的力分析。
不作排架分析，其对排架产生的弯矩和轴向力如下图所示：
3、吊车荷载作用下的力分
(1)D max 作用在A 柱，D min 作用在B 柱时，A 柱的力分析 (
M max =D max ?e=×（）=? M min =D min ?e=×（）=?
这里的偏心距e 是指吊车轨道中心至下部柱截面形心的水平距离。 A 柱顶的不动支点反力，代入公式得：
16.1)1109.0/1(284.01284.015.1)
1/1(115.1332
32=-+-?=-+-?=n C λλ
A 柱顶不动支点反力)(27.1516.167.1266.1663max ←=?==
kN C H M R A A 柱顶不动支点反力)(35.316.167
.1257
.363min →-=?==kN C H M R B
A 柱顶水平剪力: —
)(31.9)35.327.15(2
1
27.15)(21←=+-+=--+=kN R R R V B A A A
A 柱顶水平剪力:
)(31.9)35.327.15(2
1
35.3)(21→-=+-+-=--+=kN R R R V B A B B
力图示如下图（a ）
（2）D min 作用在A 柱，D max 作用在B 柱时的力分析
此时，A 柱顶剪力与D max 作用在A 柱时相同，也是V A =（←）故可得力值，示于下图（b ）
（3）在T max 作用下的力分析 T max 至牛腿顶面的距离+=； ~
T max 至柱底的距离为9++=。
因A 柱和B 柱相同，受力也相同，故柱顶位移相同，没有柱顶剪力，故A 柱的力如下图（c ）
4、风荷载作用下A 柱的力分析
左风时，在q 1、q 2作用下的柱顶不动铰支座反力，代入计算公式：
[][][][]
333.0)
1109.0/1(284.018)1109.0/1(284.013)1/1(18)1/1(13343114=-+-+=-+-+=n n C λλ
不动铰支座反力： 、
kN HC q R A 89.14333.067.1253.3111-=??==（←） kN HC q R A 32.9333.067.1221.2111-=??==（←）
A 柱顶水平剪力：
()kN R R F R V B A W A A 905.3)32.989.1438.13(21
89.1421=+++-=--+=（→）
()kN R R F R V B A W B B 475.9)32.989.1438.13(2
1
32.921=+++-=--+=（→）
故左风和右风是，A 柱的力图分别示于下图（a ）和（b ）
六．力组合
—
单跨排架的A柱与B柱承受荷载的情况相同，故仅对A柱在各种荷载作
用下的力进行组合。
表1为A柱在各种荷载作用下力汇总表，表2为A柱承载力极限状态荷载效应的基本组合，表3为A柱正常使用极限状态荷载效应的标准组合及准永久组合。
表1为A柱在各种荷载作用下力汇总表
注：（1）力的单位是kN·m，轴力的单位是kN，剪力的单位是kN；
（2）表中弯矩和剪力符号对杆端以顺时针为正，轴向力以压为正；
（3）表中第1项恒荷载包括屋盖自重、柱自重、吊车梁及轨道自重；（4）组合时第3项与第4项、第5项与第6项、第7项与第八项二者不能同时组合；
$
（5）有T作用时候必须有D
max 或D
min
同时作用。
表2为A柱承载力极限状态荷载效应的基本组合
七．柱子设计
1.上柱配筋计算
从表2中选取两组最不利的力 M 1=·m ；N 1=。 M 2=·m ；N 2=。
(1) 先按M 1，N 1计算
}
l 0/h=2×3600/400=18>5,故需要考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，偏心距为： e 0=M 1/N 1==
e a =h/30=400/30=≤20mm ，取20mm e i =e 0+e a =356+20=376mm ζc =N=×××105/×103)=> 取ζc = 21.10.118360
/376150011)(/1500112200=???+=+
=c i s h l h e ζη
则e=ηs e i +h/2-a s =×376+400/2-40=
}
ζb =
N ≤ɑ1f c bh 0ζ
ζ=N/(ɑ1f c bh 0)=×103/××400×360)=<ζb ζh 0=×360=<2a s ’=80mm
不满足 则取x=2a s ’=80mm 来计算， e ’=ηs e i -h/2+a s ’=×376-400/2+40=
23
0'
698)
40360(36096.29410272.98)'('mm a h f Ne A A s y s s =-???=-==
选用320，2
6.942'mm A A s s ==,故截面一侧钢筋截面面积
.
2min 2320400400%2.06.942mm bh mm =??=>ρ；同时柱截面总配筋
22880400400%55.02.18856.9422mm mm =??>=?。
(2)再按M 2，N 2计算（M 2=·m ；N 2=）
e 0=M 2/N 2==
e a =h/30=400/30=≤20mm ，取20mm e i = e 0+e a =289+20=309mm ζc =N=×××105/×103)=> 取ζc = …
25.10.118360
/309150011)(/1500112200=???+=+
=c i s h l h e ζη
则e=ηs e i +h/2-a s =×309+400/2-40=
ζb =
N ≤ɑ1f c bh 0ζ
ζ=N/(ɑ1f c bh 0)=×103/××400×360)=<ζb ζh 0=×360=<2a s ’=80mm
不满足 则取x=2a s ’=80mm 来计算， e ’=ηs e i -h/2+a s ’=×309-400/2+40=
]
23
0'
536)
40360(36025.22610272.98)'('mm a h f Ne A A s y s s =-???=-=
=<320，
2
6.942'mm A A s s ==
（3）垂直于排架方向的截面承载力验算
查表知垂直于排架方向的上柱计算长度m H l a 5.460.325.125.10=?== 976.0,25.114
.05.40===?查表得b l
()承载力满足。
,314.0286.2605)
18853604004003.14(976.09.0''9.0max kN N kN A f A f N s y c u =>=?+????=+=?
2.下柱配筋计算
从表2中选取两组最不利的力 】
M 1=·m ；N 1=。 M 2=·m ；N 2=。
(1) 先按M 1，N 1计算
l 0/h=9070/900=>5,故需要考虑纵向弯曲影响，其截面按对称配筋计算，其偏心距为： e 0=M 1/N 1==
e a =h/30=900/30=30mm>20mm e i = e 0+e a =578+30=608mm ζc =N=×××105/×103)=> ~
取ζc =
10.10.108.10860
/608150011)(/1500112200=???+=+
=c i s h l h e ζη
先按大偏心受压计算相对受压区高度x ，并假定中和轴通过翼缘，
则有， x=N/(ɑ1f c b f ’)=×103
/××400)
=>2a s ’=80mm
>h f ’=,说明中和轴不在翼缘。
e=ηs e i +h/2-a s =×608+900/2-40=
()()()()()()2
300011019408603602/5.1628605.1623002/30.16386030.163100[3.140.18.107810934.09)
'(]
'5.0''5.0['mm a h f h h h b b x h bx f Ne A A s y f f f c s s =--??+-????-??=---+--=
=α
采用518，21272'mm A A s s ==
~
(2)再按M 2，N 2计算（M 2=·m ；N 2=）
e 0=M 2/N 2==
e a =h/30=900/30=30mm>20mm e i = e 0+e a =1044+30=1074mm ζc =N=×××105/×103)=> 取ζc =
05.10.108.10860
/1074150011)(/1500112200=???+=+
=c i s h l h e ζη
x=N/(ɑ1f c b f ’)=×103/××400)=>2a s ’=80mm 】
e=ηs e i +h/2-a s ’=×1074+900/2-40=
2
3'00'1'
19.2463)
40860(360)
20.805.0860(4003.140.17.15371092.475)
()5.0(mm a h f x h b f Ne A A s y f c s s =-??-???-??=---=
=α
>518，采用722，22661'mm A A s s ==
综合两组计算结果，最后下柱钢筋截面面积每侧选用(722，22661mm A s =) （3）垂直于排架方向的截面承载力验算
查表知，有柱间支撑时，垂直于排架方向的下柱计算长度 m H l l 256.707.98.08.00=?==
81.0,14.184
.0256.70===?查表得b l 。
()承载力满足。
,934.0986.28.2622)1272236010875.13.14(81.09.0''9.0max 5kN N kN A f A f N s y c u =>=??+????=+=?
3.柱裂缝宽度验算
裂缝宽度按力的准永久组合值进行验算。风荷载的,0=q ψ故不考虑风荷载。(1)上柱裂缝宽度验算
控制截面Ⅰ-Ⅰ的准永久力值：
kN N m kN M q q 09.290545.09.26384.2742.146.094.236.008.15.028.4=?+=?-=?-?-?--=
e 0=M q /N q =96mm
55.027.0360
9600<==h e ,因此可知裂缝宽度较小不必验算裂缝宽度。 (2)下柱裂缝宽度验算 |
对Ⅲ-Ⅲ截面力组合+M max 及相应的N 的情况进行裂缝宽度验算。
kN
N m kN M q q 62.57968.3966.0545.061.34163.264)99.13471.3472.237(6.00.35.068.18=?+?+=?=++?+?+=
e 0=M q /N q =
ρte =A s /A te =A s /[+（b f -b ）h f ]
=2661/[×100×900+(400-100)×]= 因为 l 0/h=<14；ηs =
则e=ηs e 0+h/2-a s =×457+900/2-40=867mm
γf ’=(b f ’-b)h f ’/(bh 0)=(400-100)×(100×900)= ;
z=[ =[ =
按荷载标准组合计算的纵向受拉钢筋应力
σsq =N q (e-z)/(zA s )
=579620×/×2661) =mm 2
裂缝间钢筋应变不均匀系数为:
4. ψ= =满足。
,3.0011.0)028
.020
08.0329.1(100.232.51191.09.1)
08
.09.1(5max mm mm p d c E W te
eq s s
sq
cr <=?+???
?=+=σψ
α箍筋配置
由于该厂房处于非地震区，故对上、下柱均采用φ8200，在牛腿处箍筋加密为φ8100. *
5.柱的牛腿设计
(1)荷载计算
kN F D F k k vk 85.4312
.12
.4268.396,4max,+
=+=
(2)截面尺寸验算
h 1=100mm, h=600mm,b=400mm, 则h 0=600-40=560mm ， a=-150+20=-130mm<0，故取a=0，f tk =mm 2，F hk =0,β=。 βF vk )f tk bh 0/+a/h 0) ;
=××400×560/ =>F vk =
ɑ<450,故满足要求。 (3)配筋计算
由于a=-130mm ，故可按构造要求配筋。水平纵向受拉钢筋截面面积 2min 480600400002.0mm bh A s =??=≥ρ，采用514，A s =769mm 2， 其中214是弯起钢筋。 6.柱的吊装验算 *
(1)计算简图
查表知排架柱插入基础杯口的高度h 1=×900=810mm ，取h 1=850mm ，故柱总长为++=。
采用就地翻身起吊，吊点设在牛腿下部处，因此起吊的支点有两个：柱底和牛腿底，上柱和牛腿是悬臂的，计算简图如左图所示。 （2）荷载计算 吊装时，应考虑动
力系数μ=，柱自重的重力荷载分项系数取。
m kN q q k G /10.80.435.15.111=??==μγ
@
()m kN q q k G /25.20250.14.035.15.122=????==μγ m kN q q k G /5.969.435.15.133=??==μγ
（3）弯矩计算
m kN H q M u ?-=??-==49.5260.310.85.02
1
2211
()m
kN q H H q M u u ?-=??-+??-=?-??? ??+?-=63.736.025.205.06.02/60.360.310.86.02
1
6.0222212 由∑M B =0知，0
2
1
22333=--M l q l R A kN l M l q R A 37.3632
.963
.7332.95.95.0213233=-??=+=
2332
1
x q x R M A -=
(
令故得,83.35.9/37.36/,033
====q R x dx
dM A
M 3=× （4）截面受弯承载力及裂缝宽度验算 上柱：
()()满足。
,24.4749.529.09.8740360763360'''100m kN M m kN a h A f M s s y u ?=?=>?=-??=-=γ
裂缝宽度验算：
m kN M k ?==88.3835.1/49.52 26
0/70.162763
36087.01088.3887.0mm N A h M s k sk
=???==σ 01.0,01.00096.04004005.0763
5.0=<=??==te s te bh A ρρ取 ψ
=
=
满足。,3.009.001.01808.0289.1100.270.162297.09.108.09.15max mm mm d c E W te eq s s sq cr <=???
???+????=????
??
+=ρσψ
α ,
下柱：
()()满足。
,27.6663.739.049.375408601272360'''100m kN M m kN a h A f M s s y u ?=?=>?=-??=-=γ
裂缝宽度验算：
m kN M k ?==54.5435.1/63.73 26
0/31.571272
86087.01054.5487.0mm N A h M s k sk
=???==σ 028.0=te ρ(前面已计算) ψ
=
=
满足。,3.0017.0)028
.020
08.0329.1(100.232.5129.09.1)
08
.09.1(5
max mm mm p d c E W te
eq s s
sq
cr <=?+???
?=+=σψ
α
八．基础设计
，
1.作用在基础底面的力
（1）基础梁、过梁和围护墙的重力荷载
每个基础承受的围护墙宽度为计算单元的宽度B=6m ，墙高 ++。墙上有上、下单框双玻璃塑钢窗，窗宽
，上、下窗高分别为和，窗自重m 2，故由墙体和基础梁传来的重力荷载标
准值N wk 和设计值N w ：
基础梁和过梁自重 （×+××2）×6×25= 围护墙自重
12××[6×（+）×]= ]
窗户自重 ××（+）=
N wk = N w =×= N wk 或N w 对基础的偏心距 e W =150+450=600mm 对基础底面的偏心弯矩
()逆时针m kN e N M W Wk Wk ?=?==38.1446.064.240 ()逆时针m kN e N M W W W ?=?==26.1736.077.288 （2）柱传来的第组力
·
控制截面的力组合-M max 及相应的N 、V 为 m kN M ?-=-07.489max N=（↓）
V=+（←） 对基础底面产生的力设计值为 M b =（基础高度）=（逆时针） N b =（↓） V b =（←） 这组力的标准值为
)(213.329)99.1345.58(7.045.21268.18max ,逆时针m kN M k ?-=+?--=
&
kN N k 27.39208.8719.305=+=（↓）
kN V k 965.38)3.1365.6(7.077.2677.1-=+?--=（←） 对基础底面产生的力标准值为： M bk =（基础高度）=（逆时针）
N bk =（↓） V bk =（←） （3）柱传来的第组力
m kN M ?=+56.539max N=（↓） V=（→） ?
对基础底面产生的力设计值为
M b =+×（基础高度）=（顺时针） N b =（↓） V b =（→） 这组力的标准值为
)(29.377)99.13471.340.3(7.072.23768.18max ,顺时针kN M k =++++= kN N k 67.739547.068.39619.305=?++=（↓）
kN V k 48.41)3.1365.645.0(7.074.3477.1=+-?++=（→） 对基础底面产生的力标准值为： …
M bk =+×（基础高度）=（顺时针） N bk =（↓） V bk =（→） 2.初步确定基础尺寸
（1）基础高度和杯口尺寸 已知柱插入深度为850mm ，故杯口深度为850+50=900mm 。杯口顶部尺寸：
宽为400+2×75=550，长为900+2×75=1050mm ；杯口底部尺寸：宽为
400+2×50=500mm ，长为900+2×50=1000mm 。 查表取杯壁厚度t=300mm ，杯底厚度a 1=200mm 。 据此，初步确定基础高度为900+200=1100mm 。 （2）确定基础底面尺寸
基础埋深为d=++=>d 冻深=2m ，取基础底面以上土的平均重度
3/20m kN m =γ，ηd =，则修正后的地基承载力特征值为
()()2/2365.025.2206.11805.0m kN d f f m d ak a =-??+=-+=γη 控制截面Ⅲ-Ⅲ的最大轴向力标准值 kN N k 67.739547.068.39619.305max ,=?++= 按轴心受压估算基础底面尺寸 2max
,13.525
.22023667
.73960.240m d
f N N A m a k Wk =?-+=
-+=
γ
考虑到偏心等影响，将基础再放大30%左右，取l=，b=。 基础底面积 A=l ×b=×=
基础底面弹性抵抗拒 W=1/6×l ×b 2=1/6××=。 3.地基承载力验算
基础及上方土的重力标准值
G k =γm ·A ·H=20×××= (1)按第组力标准值验算 轴向力 N Wk +N bk +G k =++= 弯矩 M Wk +M bk =+=
偏心距 567.06501.067.103045.516=<==b
e
则 m KN f m kN P a k ?=>?=?+?=2.2832.171.258)6.2501
.061(84.867.1030max ,
m kN f m kN P a k ?=
.867
.1030，均满足。
(1)按第组力标准值验算 轴向力 N Wk +N bk +G k =++=
弯矩 M bk -W Wk = 偏心距 567.06
202.011.137854.278=<==
b
e 则 m KN
f m kN P a k ?=
2.2832.157.228)6.2202
.061(84.811.1378max , m kN f m kN P a k ?=
23689.15584
.811
.1378 ，均满足。 4.基础受冲切承载力验算
只考虑杯口顶面由排架柱传到基础顶面的力设计值，显然这是第组力
最不利。N
b =，M
b
=
，故
m
kN
W
M
A
N
p b
b
s
?
=
+
=
+
=40
.
225
01
.5
87
.
599
84
.8
09
.
934
max
,
因为由柱边作出的45o斜线与杯壁相交，这说明不可能从柱边发生冲切
破坏，故仅需对台阶以下进行受冲切承载力验算。这时冲切锥体的有效
高度h
=700-40=660mm，冲切破坏锥体最不利一侧边长a
t
和a
b
分别为
a
t
=400+2×375=1150mm
a
b
=1150+660×2=2470mm
a
m
=×（a
t
+a
b
)=1810mm
考虑受冲切荷载时取用的基础底面多边形面积，即图中打斜线的部分的面积
()
2
2
2
55
.0
]
660
575
1300
2600
660
825
2
3400
[
]
2
2
2
2
[
m
h
b
l
l
h
h
b
A t
t
l
≈
-
-
-
??
?
?
?
?
-
-
=
?
?
?
?
?
-
-
-
?
?
?
?
?
-
-
=
kN
A
p
F
l
s
l
97
.
123
55
.0
4.
225
max
,
=
?
=
=
985
.0
1.0
2000
800
1100
1=
?
-
-
=
hp
β
冲切承载力的要求。
，故此基础高度满足受
kN
F
kN
h
a f
l
m
t
hp
13
.
128
86
.
1177
660
1810
43
.1
985
.0
7.0
7.0
=
>
=
?
?
?
?
=
β
5.基础底板配筋计算
按地基净反力设计值进行配筋计算
（1）沿排架方向，即沿基础长边b方向的底板配筋计算
由前面的计算可知，第组力最不利，再考虑由基础梁和围护墙传来的
力设计值，故作用在基础底面的弯矩设计值和轴向力设计值为：
M
b
=M
W
+M
b
=+=
《单层工业厂房》课程设计 姓名： 班级： 学号：
一．结构选型 该厂房是广州市的一个高双跨（18m+18m）的机械加工车间。车间长90m,柱矩6米，在车间中部，有温度伸缩逢一道，厂房两头设有山墙。柱高大于8米，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋架有较大的刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房的各构选型见表1.1 表1.1主要构件选型 由图1可知柱顶标高是10.20米，牛腿的顶面标高是6.60米，室内地面至基础顶面的距离0.5米，则计算简图中柱的总高度H,下柱高度H l和上柱的高度Hu分别为： H=10.2m+0.6m=10.8m H l=6.60m+0.6m=7.2m Hu=10.8m-7.2m=3.6m 根据柱的高度，吊车起重量及工作级别等条件，确定柱截面尺寸，见表1.2。 1．恒载
图1 求反力： F1=116.92 F2=111.90 屋架重力荷载为59.84，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值： G A1=1.2×(116.92+59.84/2)=176.81KN G B1=1.2×(111.90×6+59.84/2)=170.18 KN (2)吊车梁及轨道重力荷载设计值 G A3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN G B3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN (3)柱重力荷载的设计值 A,C柱 B柱 2．屋面活荷载 屋面活荷载的标准值是0.5KN/m2，作用于柱顶的屋面活荷载设计值： Q1=1.4×0.5×6×18/2=37.8 KN 3，风荷载 风荷载标准值按ωk=βzμsμzω0计算其中ω0=0.5KN/m2, βz=1, μz根据厂房各部分及B类地面粗糙度表2.5.1确定。 柱顶（标高10.20m）μz=1.01 橼口（标高12.20m）μz=1.06 屋顶（标高13..20m）μz=1.09 μs如图3所示，由式ωk=βzμsμzω0可得排架的风荷载的标准值： ωk1=βzμs1μzω0=1.0×0.8×1.01×0.5=0.404 KN/m2 ωk2=βzμs2μzω0=1.0×0.4×1.01×0.5=0.202 KN/m2
单层工业厂房结构课程设计计算书一．设计资料 1.某金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度L=21m，柱距为6m，车间总 长度为150m，中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示： 2.车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为200/50kN。 3.吊车轨顶标高为9.0m。 4.建筑地点：哈尔滨市郊。 5.地基：地基持力层为e及I L 均小于0.85的粘性层（弱冻胀土），地基 承载力特征值为f ak =180kN/m2。标准冻深为：-2.0m。 6.材料：混凝土强度等级为C30，纵向钢筋采用HRB400级，(360N/mm2) 箍筋采用HPB300级。(270N/mm2) 二. 选用结构形式 1.屋面板采用大型预应力屋面板，其自重标准值（包括灌缝在内）为 1.4kN/m2。 2.屋架采用G415（二）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为21m，端 部高度为2.3m，跨中高度为33.5m，自重标准值为83.0kN。 3.吊车梁高度为0.9m，自重30.4kN；轨道与垫层垫板总高度为184mm， 自重0.8kN/m。 4.柱下独立基础:采用锥形杯口基础。 三、柱的各部分尺寸及几何参数 采用预制钢筋混凝土柱
轨道与垫层垫板总高m h a 184.0= ， 吊车梁高m h b 9.0= ， 故 牛腿顶面标高=轨顶标高m h h b a 916.79.0184.00.9=--=-- 由附录12查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为m 3.2，考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为mm 220，故柱顶标高=m 520.1122.03.20.9+=++ 基础顶面至室外地坪的距离取m 0.1，则 基础顶面至室内地坪的高度为m 15.115.00.1=+，故 从基础顶面算起的柱高m H 67.1215.152.11=+=， 上部柱高m 60.3,604.3916.752.11取为m H u =-= 下部柱高m 07.9,066.9604.367.12取为m H l =-= 上部柱采用矩形截面mm mm h b 400400?=?； 下部柱采用Ⅰ型截面mm mm mm mm h b h b f f 150100900400???=???。 上柱： mm mm h b 400400?=? (m kN g /0.41=) 25106.1mm h b A u ?=?= 4931013.212mm bh I u ?== 下柱： )/69.4(1501009004002m kN g mm mm mm mm h b h b f f =???=??? [])100400()1752900()1502900(4009001-??-+?--?=A 2510875.1mm ?= 33 3)3/25275(253005.0212 60030012400900+????+?-?= l I 4101095.1mm ?= 109.0105.191013.29 9 =??==l u I I n m H m H u 67.12,6.3==
课 程 设 计 专业： 土木工程（本科） 学号： 姓名： 杨树国 日期： 2008年4月16日 一、设计资料 1、白银有色（集团）公司某单层车间建筑平面图。 2、钢筋混凝土结构设计手册。 二、计算简图的确定 计算上柱高及全柱高： 室外地坪为-0.15m ，基础梁高0.6m ，高出地面 m ，放置于基础顶面，故基础顶面标高-0.65m 。 根据设计资料得： 上柱高u H =吊车梁高+轨道构造高度+吊车高度+安全距离 =900+200+2734+166=4000=4m 全柱高H =轨顶标高-（吊车梁高+轨道构造高）+上柱高-基顶标高 =++4+= 故下柱高u l H H H -==6.35m 上柱与全柱高的比值 386.035 .100 .4===H H u λ 柱截面尺寸：
因电车工作级别为5A ，故根据书表（A ）的参考数据， 上柱采用矩形截面 A 、C 列柱：mm mm h b 500500?=? B 列柱：mm mm h b 700500?=? 下柱选用Ⅰ型 A 、C 列柱：mm mm mm h h b f 2001200500??=?? B 列柱：mm mm mm h h b f 2001600500??=?? （其余尺寸见图），根据书表关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度 A 、C 列柱： mm b mm H l 50025425 6350 25=<==（符合） B 列柱： mm b mm H l 50025425 635025=<==（符合） 对于下柱截面高度： A 、C 及 B 列柱皆有： mm h mm H l 120052912 6350 12=<==（符合） 上、下柱截面惯性及其比值 排架A 、C 列柱 上柱 49310208.5500500121 mm I u ?=??= 下柱 33800200121 21200500121???-??=l I +]502002 1 )27005032(50200361[423???+?+???41010067.7mm ?= 比值：074.010067.710208.510 9 =??==l u I I η 排架B 列柱 上柱 410310429.1700500121 mm I u ?=??= 下柱 33120020012 1 21600500121???-??=l I
第一章 设计资料 1设计资料 1．1 本工程为一般机械加工车间,在生产过程中不排放侵蚀性气体和液体，生产环境的温度低于60 摄氏度，屋面无积灰荷载，修建在寒冷地区。 1.2 当地的基本雪压为2/4.0m kN ,雪荷载准永久值系数分区为Ⅱ区。 １．３ 当地的基本风压为2/5.0m kN ，地面粗糙度类别为B 类。 1.4 当地的抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2ｇ,设计地震分组为第一组。 1.5 该车间为两跨21ｍ等高钢筋混凝土柱厂房,安装有4台（每跨两台)大连重工·起重集团有限公司生产的DQQ Ｄ 型,吊车跨度为1９.５ｍ 的电动桥式吊车,工作级别、起重量见各分组数据。吊车轨顶标志标高为9.５m ，吊车技术数据见所提供的技术资料。 1.６ 根据岩土工程勘察报告,该车间所处地段为对建筑有利地段，场地类别为Ⅰ类,在基础底面以下无软弱下卧层,室外地面以下15m 范围内无液化土层,地基的标准冻结深度位于室外地面下１ｍ，车间室内外高差０.1５m,基础埋深为室外地面以下 1.４m 。基础底面地基持力层为中砂,承载力特征值kPa f ak 200 。 １．７ 主体结构设计年限为５0 年,结构安全等级为二级,结构重要性系数为γo=1．０。该车间抗震设防分类为丙级建筑,地基基础设计等级为丙级。(不要求进行抗震设计) 1.8 屋面建筑做法永久荷载(包括屋面防水层、保温层、找平层等)标准值为 2/24.1m kN ,其做法总
厚度为0.1m。屋面排水为内天沟,天沟建筑做法永久荷载标准值:防水层2 kN,沟内积水2 / kN（平均积水 3.2m 3.1m / 15 / kN,找坡层（按平均厚度计算）2 .0m 深度为0．２3m)。 １.9 该车间的围护墙采用贴砌页岩实心烧结砖砌体墙，墙厚24０m。外贴5０mｍ厚挤塑板保温层，双面抹灰各厚20ｍm。砖强度等级MU10，砂浆强度等级M５。 1.1０根据当地预制混凝土构件供应及车间生产工艺情况等因素,经技术经济比较后确定,主要结构构件采用预制厂的预制构件（屋面板、屋架、钢天窗架、吊车梁、钢柱间支撑、排架柱、基础梁等）选用下列国家标准图集：04Ｇ４10-1、2 《m 5.1 预应力混凝土面板》 m6 05Ｇ512 《钢天窗架》 04Ｇ415-１《预应力混凝土折线形屋架》（预应力钢筋为钢绞线跨度１8m~30m) 04G323-2 《钢筋混凝土吊车梁(工作级别A5／Ａ6)》 04G３2５《吊车轨道联结及车档（适用于混凝土结构)》 05G335 《单层工业厂房钢筋混凝土柱》 05G336 《柱间支撑》 ０4G320 《钢筋混凝土基础梁》 1.１１山墙钢筋混凝土抗风柱及排架柱为工地预制混凝土构件，其混凝土强度等级为C３０，钢筋采用HRＢ４00 级（主筋)、HPB2３5 级（箍筋）。１.1２圈梁及柱下台阶形独立基础为工地现浇混凝土构件，其混凝土强度等级为Ｃ３0,钢筋采用HＲB400 级(主筋)、HＰB235 级。
单层厂房结构课程设计 一、结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在15~36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。 本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2所示。
1 B C 18001800 600 600 600600600600600 600 600 6002 4 3 6578912 1110EA= EA= 10100 3600 900 1000 B柱 A柱
2.屋面活荷载 屋面活荷载标准值为2 0.5kN/m，雪荷载标准值为2 0.4kN/m，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为： .8kN 37 18/2m 6m kN/m 5.0 4.12 1 = ? ? ? = Q 1 Q的作用位置与 1 G作用位置相同，如图3所示。 3.风荷载
kN/m 36.3m 0.6kN/m 4.04.121=??=q kN/m 68.1m 0.6kN/m 2.04.122=??=q B h h F s s 0z z z s4s31z 21Q w ])()[(ωβμμμμμμγ+++= ()()[]m 05.1078.10.50.6-m 15.2049.14.08.04.1??++??+?=
1、屋面恒载作用下的内力计算 kN 33 . 220 1 1= =G G ; 76.08kN 17.28kN kN 8. 58 4 3 2= + = + = A G G G kN 58 . 36 5 3= = A G G ; .66kN 440 kN 33 . 220 2 2 1 4= ? = =G G kN 53 . 38 5 6= = B G G ; 143.52kN 58.8kN 2 kN 92 . 25 2 3 4 5= ? + = = =G G G B m 11.02kN m 05 .0 kN 33 . 220 1 1 1 ? = ? = =e G M 3 3 4 1 2 ) (e G e G G M A - + = m 41.76kN 0.3m 58.8kN - 0.25m 17.28) kN 33 . 220 (? = ? ? + = 由于图6a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i R可根据相应公式计算 。 对于A，C柱 109 .0 = n，356 .0 = λ则：) ( 39 .6 C ← - = R
第一章设计资料 1设计资料 1.1 本工程为一般机械加工车间，在生产过程中不排放侵蚀性气体和液体，生产环境的温度低于60 摄氏度，屋面无积灰荷载，修建在寒冷地区。 1.2 当地的基本雪压为，雪荷载准永久值系数分区为Ⅱ区。 1.3 当地的基本风压为，地面粗糙度类别为B类。 1.4 当地的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，设计地震分组为第一组。 1.5 该车间为两跨21m等高钢筋混凝土柱厂房，安装有4台（每跨两台）大连重工·起重集团有限公司生产的DQQD 型，吊车跨度为19.5m 的电动桥式吊车，工作级别、起重量见各分组数据。吊车轨顶标志标高为9.5m，吊车技术数据见所提供的技术资料。 1.6 根据岩土工程勘察报告，该车间所处地段为对建筑有利地段，场地类别为Ⅰ类，在基础底面以下无软弱下卧层，室外地面以下15m 范围内无液化土层，地基的标准冻结深度位于室外地面下1m，车间室内外高差0.15m，基础埋深为室外地面以下1.4m。基础底面地基持力层为中砂，承载力特征值。1.7 主体结构设计年限为50 年，结构安全等级为二级，结构重要性系数为γo=1.0。该车间抗震设防分类为丙级建筑，地基基础设计等级为丙级。（不要求进行抗震设计） 1.8 屋面建筑做法永久荷载（包括屋面防水层、保温层、找平层等）标准值为，其做法总 厚度为0.1m。屋面排水为内天沟，天沟建筑做法永久荷载标准值：防水层
2/15.0m kN ，找坡层（按平均厚度计算）2/3.1m kN ，沟内积水2/3.2m kN （平均积水深度为0.23m ）。 1.9 该车间的围护墙采用贴砌页岩实心烧结砖砌体墙，墙厚240m 。外贴50mm 厚挤塑板保温层，双面抹灰各厚20mm 。砖强度等级MU10，砂浆强度等级M5。 1.10 根据当地预制混凝土构件供应及车间生产工艺情况等因素，经技术经济比较后确定，主要结构构件采用预制厂的预制构件（屋面板、屋架、钢天窗架、吊车梁、钢柱间支撑、排架柱、基础梁等）选用下列国家标准图集： 04G410-1、2 《m m 65.1?预应力混凝土面板》 05G512 《钢天窗架》 04G415-1 《预应力混凝土折线形屋架》（预应力钢筋为钢绞线跨度18m~30m ） 04G323-2 《钢筋混凝土吊车梁（工作级别A5/A6）》 04G325 《吊车轨道联结及车档（适用于混凝土结构）》 05G335 《单层工业厂房钢筋混凝土柱》 05G336 《柱间支撑》 04G320 《钢筋混凝土基础梁》 1.11 山墙钢筋混凝土抗风柱及排架柱为工地预制混凝土构件，其混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400 级（主筋）、HPB235 级（箍筋）。 1.12 圈梁及柱下台阶形独立基础为工地现浇混凝土构件，其混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400 级（主筋）、HPB235 级。 第二章 按选用的国家标准图集确定主要结构型 2.1 图集04G410-1《m m 65.1?预应力混凝土屋面板（预应力混凝土部分）》 2.1.1一般预应力混凝土屋面板（m m 65.1?屋面板）
单层工业厂房设计 1 设计资料 1.金加工车间跨度27m ，总长60 m ，柱距6 m 。 2.车间内设有2台200/50kN 中级工作制吊车，其轨顶设计标高10 m 。 3.建筑地点：株洲市郊区。 4.车间所在场地：低坪下1 m 内为填土，填土下4 m 内为均匀亚黏土，地基承载力设计值2200/a f kN m =，地下水位- 5.0 m ，无腐蚀。基本风压 20.35/W kN m =，基本雪压20.45/W kN m =。 5.厂房中标准构件选用情况： （1）.屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌浆在内）标准值21.4/kN m ，屋面板上做二毡三油，标准值为 20.35/kN m 。 （2）.天沟板采用G410（三）标准图集中的TGB77—1，板重标准值为2.02/kN m 。 （3）.屋架采用G410（三）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA —21，屋架辎重标准值124.7/kN 每榀。 （4）.吊车梁采用G425标准图集中的先张发预应力混凝土吊车梁YXDL6—8，吊车梁高1200 m m ，翼缘宽500 m m ，梁腹板宽200 m m ，自重标准值44.2/kN 根，轨道及零件重1/kN m ，轨道及垫层构造要求200 m m 。 （5）材料： A.柱：混凝土C30 B.基础.混凝土C15 C.钢筋.Ⅱ级。 2结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在1536m 之间，且柱顶标高大于8m ，所以采用钢筋混凝土排架结构。为了是屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房各主要构件选型见下表：
目录 一、设计资料 (1) 二、结构形式及支撑布置 (2) 三、荷载计算 (4) 四、内力计算 (5) 五、杆件设计 (6) 六、节点设计 (10) 七、参考资料 (17) 八、附表一 (18) 九、附表二 (19)
一、设计资料 1、某车间跨度为18m，厂房总长度90m，柱距6m，屋面坡度：1：10，屋面材 料：预应力大型屋面板，地震设防烈度为6度，屋架下弦标高为12.5m；采用1.5×6 m预应力钢筋混凝土大型屋面板，Ⅱ级防水，卷材屋面，屋架采用梯形钢桁架，两端铰支在钢筋混凝土柱上，混凝土柱上柱截面尺寸为400×400mm，混凝土强度等级为C25，屋架采用的钢材为Q235B钢，焊条为E43型。 屋架形式
荷载（标准值） 永久荷载： 改性沥青防水层 0.35kN/m 2 20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.4kN/m 2 100厚泡沫混凝土保温层 0.6kN/m 2 预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.4kN/m 2 屋架和支撑自重为 （0.120+0.011L ）kN/m 2 可变荷载 基本风压： 0.35kN/m 2 基本雪压：（不与活荷载同时考虑） 0.30kN/m 2 积灰荷载 0.75kN/m 2 不上人屋面活荷载 0.7kN/m 2 二、结构形式及支撑布置 桁架的形式及几何尺寸如下图2.1所示 图2.1 桁架形式及几何尺寸 桁架支撑布置如图2.2所示 1950 12000 1350 150 50 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1507 1508 19652494 2233 2569 28 13 280 32516 305 6 304 5 2798 330 5 329 53081 2850 30003000 3000
《单层工业厂房混凝土排架课程设计》1.1 柱截面尺寸确定 由图2可知柱顶标高为12.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度 l H、上柱高度Hu分别为： H=12.4m+0.5m=12.9m， l H=8.6m+0.5m=9.1m Hu=12.9m－9.1m=3.8m 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表1。 表1 柱截面尺寸及相应的计算参数 计算参数柱号截面尺寸 /mm 面积 /mm2 惯性矩 /mm4 自重 /(KN/ m) A , B 上柱矩400×400 1.6×10521.3×108 4.0 下柱I400×900×100×150 1.875×105195.38×108 4.69 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 (1).屋盖恒载： 两毡三油防水层0.35KN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2 100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层4×0.1=0.4 KN/m2 一毡二油隔气层0.05 KN/m2 15mm厚水泥砂浆找平层；20×0.015=0.3 KN/m2 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 KN/m2 2.900 KN/m2 天窗架重力荷载为2×36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、找坡层1.5 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为： G1=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2＋2×36 KN/2＋2.02 KN/m×6m ＋1.5 KN/m×6m＋106 KN/2) =382.70 KN (2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值： G3=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20 KN
单层工业厂房结构课程设计计算书 一．设计资料 1.某金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度 L=21m，柱距为 6m，车间总 长度为 150m，中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示： 2.车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为 200/50kN。 3.吊车轨顶标高为 9.0m。 4.建筑地点：哈尔滨市郊。 5.地基：地基持力层为e 及 I L均小于0.85 的粘性层（弱冻胀土），地 基承载力特征值为 f ak=180kN/m2。标准冻深为：-2.0m。 6.材料：混凝土强度等级为 C30，纵向钢筋采用 HRB400 级， （360N/mm2）箍筋采用 HPB300 级。（270N/mm2） 二. 选用结构形式 1.屋面板采用大型预应力屋面板，其自重标准值（包括灌缝在内）为 1.4kN/m2。 2.屋架采用 G415（二）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为 21m，端 部高度为 2.3m，跨中高度为33.5m，自重标准值为 83.0kN。 3.吊车梁高度为 0.9m，自重30.4kN；轨道与垫层垫板总高度为 184mm， 自重 0.8kN/m。 4.柱下独立基础:采用锥形杯口基础。 三、柱的各部分尺寸及几何参数 采用预制钢筋混凝土柱 轨道与垫层垫板总高h a = 0.184m，吊车梁高h b = 0.9 m，故 牛腿顶面标高=轨顶标高-h -h = 9.0 - 0.184 - 0.9 = 7.916m
由附录 12 查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为 2.3m ，考虑屋架下弦至吊车 顶部所需空隙高度为220mm ，故柱顶标高=9.0+2.3+0.22= +11.520m 基础顶面至室外地坪的距离取1.0m ，则 基础顶面至室内地坪的高度为1.0+0.15=1.15m ，故 从基础顶面算起的柱高H =11.52+1.15=12.67m ， 上部柱高H = 11.52 - 7.916 = 3.604m ,取为3.60m 下部柱高H =12.67-3.604=9.066m ,取为9.07m 上部柱采用矩形截面b h = 400mm 400mm ； 下部柱采用Ⅰ型截面b h b h = 400mm 900mm 100mm 150mm 。 上柱： b h = 400mm 400mm ( g = 4.0kN / m ) A =b h = 1.6105mm 2 I = bh 3 12 = 2.13109 mm 4 下柱： b h b h = 400mm 900mm 100mm 150mm (g = 4.69kN / m ) A = 900 400 - (900 - 2150) + (900 - 2175) (400 -100) = 1.875 105 mm 2 = 1.95 1010mm 4 H = 3.6m , H = 12.67m = H H =3.6 12.67 = 0.284 9003 400 12 300600 + 20.530025(275+25/3)3 I 2.13109 I = 19.5 109 0.109
单层厂房课程设计报告 导语：非抗震设计的单层砖柱厂房经过8度地震也有相当数量的厂房基本完好，以下是小编为大家整理分享的单层厂房课程设计报告，欢迎阅读参考。 单层厂房课程设计报告·地震震害表明：6、7度区单层砖柱厂房破坏较轻，少数砖柱出现弯曲水平裂缝：8度区出现倒塌或局部倒塌，主体结构产生破坏；9度区厂房出现较为严重的破坏，倒塌率较大。 从震害特点看，砖柱是厂房的薄弱环节，外纵墙的砖柱在窗台高度或厂房底部产主水平裂缝，内纵墙的砖柱在底部产生水平裂缝，砖柱的破坏是厂肩倒塌的主要原因。山墙在地震时产生以水平裂缝为代表的平面外弯曲破坏，山墙外倾、檩条拔出，严重时山墙倒塌，端开间屋盖塌落。屋盖形式对厂房抗震性能有一定的影响，重屋盖厂房的震害普遍重子轻屋盖厂房，楞摊瓦和稀铺望板的瓦木屋盖，其纵向水平刚度和空间作用较差，地震时屋盖易产生倾斜。 2．1单跨和等高多跨的单层砖柱厂房，当无吊车且跨度和柱顶标高均不大时，地震破坏较轻。不等高厂房由于高振型的影响，变截面柱的上柱震害严重又不易修复，容易造成屋架塌落。因此规定砖柱厂房的适用范围为单跨或等高多跨且无桥式吊车的中小型厂房，6－8度时厂房的跨度不大子15m且柱顶标高下大于6．6m，9度时跨度不大于12m且柱顶
标高不大于 4．5m。 2．2厂房的平立面应简单规则。平面宜为矩形，当平面为L、T形时，厂房阴角部位易产生震害，特别是平面刚度不对称，将产生应力集中。对于立面复杂的厂房，当屋面高低错落时，由于振动的不协调而发主碰撞，震害更为严重。 2．3当厂房体型复杂或有贴建的房屋时，应设置防震缝将厂房与附属建筑分割成各自独立、体型简单的抗震单元，以避免地震时产主破坏。针对中小型厂房的特点，钢筋混凝上无檀屋盖的砖柱厂房应设置防震缝，而轻型屋盖的砖柱厂房可不设防震缝。防震缝处宜设置双柱或双墙，以保证结构的整体稳定性和刚度，防震缝的宽度应根据地震时最大弹塑性变形计算确定。一般可采用50～70mm。 地震时厂房破坏程度与屋盖类型有关，一般来说重型屋盖厂房震害重，轻型屋盖厂房震害轻，在高烈度区影响更为明显。因此要求6－8度时宜采用轻型屋盖，9度时应采用轻型屋盖。人之地震震害调查表明：6、7度时的单跨和等高多跨砖柱厂房基本完好或轻微破坏，8、9度时排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震设计规范》规定：6、7度时可采用十字形截面的无筋砖柱，8度1、2类场地应采用组合砖柱，8度3、4类场地及9度时边柱宣采用组合砖柱，中柱直采用钢筋混凝土柱。经过地震震害分析发现：非抗震设计的单层砖柱厂房经过8度地震也有相当数量的厂房基本完好，
单层工业厂房设计要求 学习目标和要求： 1、了解单层厂房平面设计的基本内容掌握生产工艺、运输设备与平面设计的关系。 2、着重掌握厂房高度确定的原则和方法，了解各种采光天窗的主要特点。 3、了解厂房使用功能对厂房立面的影响以及单层厂房立面处理常采用的手法。 第一节单层厂房平面设计 一、总平面对平面设计的影响： 1、厂区人流、货流组织对平面设计的影响： 厂区人流、货流组织具体表现为原材料，成品和半成品的运输及人流进出厂路线的组织。合理的设计布局不仅方便使用，而且可以大大提高劳动生产率，减少工人的劳动强度，降低工伤事故的发生率。厂区人流、货流组织会直接影响厂房平面设计中门的位置、数量、尺寸等。 2、地形的影响： 厂区地形对厂房平面形式有着直接的影响，特别是在山区建厂，为了减少土石方工程量，节约投资，加快施工进度，只要工艺条件允许，厂房平面形式应根 据地形条件做适当调整。 3、气象条件的影响： 厂区所在地区的气象条件对厂房的平面形式和朝向有很大的影响。 在炎热地区，为使厂房有良好的自然通风，并且避免室内受阳光照射，厂房宽度不宜过大，最好采用长条形平面，朝向接近南北向，厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45°。П形、Щ形平面的开口应朝向迎风面。并在侧墙上开设窗子和大门，大门在组织穿堂风中有良好作用。若朝向与主导风向有矛盾时，应根据主要要求进行选择。 寒冷地区，为避免风对室内气温的影响，厂房的长边应平行冬季主导风向，并在迎风面的墙面上尽量少开门窗。 二、平面设计与生产工艺的关系： 1、生产工艺流程的影响： (1)、直线布置： 这种布置方式适用于规模不大，吊车负荷较轻的车间。采用这种布置的厂房平面可全部为平行跨，具有建筑结构简单，扩建方便的优点。但当跨数较少时，会形成窄条状平面，厂房外墙面大，土建投资不够经济。 (2)、平行布置： 这种布置方式常用于汽车、拖拉机等装配车间，平面也全为平行跨，同样具有建筑结构简单，便于扩建等优点。 (3)、垂直布置： 这种厂房平面虽因跨间互相垂直，建筑结构较为复杂，但在大、中型车间中由于工艺布置和生产运输有其优越性，故应用也颇广泛。 2、生产特征的影响： 不同性质的厂房，在生产操作时会出现不同的生产特征，而生产特征也会影响厂房的平面设计。有些车间（如机械工业的铸钢、铸铁、锻工等车间）在生产过程中会散发出大量的热量、烟、粉尘等，此时平面设计应使厂房具有良好的自然通风。有些车间（如机械加工装配车间），生产是在正常的温湿度条件下进行的，室内无大量余热及有害气体散发，但是该车间对采光有一定的要求（根据《工业企业采光标准》，要求Ⅲ级采光），在平面布置时，应综合考虑它所在地区的气象条件、地形特征等，满足采光和通风的要求。还有些车间（如纺织车间），
单层工业厂房课程设计 某金工厂房设计 一、设计资料 1、该车间为一单跨厂房，柱距15m，长度75m，跨度27m，剖面如图，设有工作级别A4桥式吊车，吊车起重量20/5，轨顶标高9.6m。吊车的有关参数见下表1-1。 吊车有关参数表1－1 吊车 起重量 Q/t 跨度 Lk/m 吊车宽 B （mm） 轮距 K (mm) 最大轮压 max P （KN） 最小轮压 min P (t) 起重机总 质量 M1（t） 小车总质 量 M2(t) 轨顶以 上高度 H (m) 20/5 25.5 6400 5250 230 5.3 30.5 7.5 2300 2、恒载：屋盖自重设计值750KN（6m=300KN,9m=450KN,12m=600KN,15m=750KN),吊车梁 自重（吊车梁自重标准值44.2KN,轨道及零件重标准值0.8KN/m），柱自重。 3、活载部分：仅计入吊车部分荷载。 4、最不利荷载组合：恒载+吊车荷载组合下对应内力值。 二、材料的选用 1、混凝土：采用C30) / 01 .2 , / 3. 14 (2 2mm N f mm N f tk c = =。 2、钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级 ) / 10 2 , 55 .0 ξ, / 300 (2 5 2mm N E mm N f s b y × = = =。 3、箍筋：采用HPB235级) / 210 (2 mm N f y =。
三、排架柱高计算 1、由吊车资料表可查得：H ＝2300mm,轨顶垫块高为200mm ，吊车梁高为1.2m 。 牛腿顶面标高 ＝轨顶标高－吊车梁－轨顶垫块高 ＝9.600－1.200－0.200 ＝8.200m 柱顶标高 ＝牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.220 ＝8.200+1.200+0.200+2.300+0.220 ＝12.120m (取12.300m) 上柱高 u H ＝柱顶标高－牛腿顶面标高 ＝12.300-8.200=4.100m 全柱高H ＝柱顶标高－基顶标高 ＝12.300－(－0.500)＝12.800m 下柱高l H ＝全柱高－上柱高 ＝12.800－4.100＝8.700m 实际轨顶标高＝牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高 ＝9.800m 则 (9.8m －9.6m)÷9.0m ＝0.022＜0.200 满足要求。 2、排架截面尺寸计算 截面尺寸需要满足的条件为：b ≧1.1×l H /25＝383mm.h ≥1.1×l H /12＝797mm 取柱截面尺寸为：上柱：b ×h ＝400×400 下柱：b f ×h ×b ×h f ＝400×900×100×150 根据柱子的截面尺寸可求得： 上柱截面积 A u =1.6×1055 m m 22 上柱惯性矩 I u =2.13×109m m 4 下柱截面积 l A =1.875×1055 m m 22 下柱惯性矩 l I =19.54×1099 m m 44 四、 荷载计算 1、屋盖自重计算 G 1=0.5×750=375K N 150-2/400150-2/1==u h e )(50与上柱中心线的偏心距mm = 2、柱自重
单层工业厂房设计任务书 一、题目 单层工业厂房排架结构设计（设计号：W Z D H ）。 二、设计资料 某单层工业厂房××车间，根据工艺要求采用单跨布置（附属用房另建，本设计不考虑）。车间总长66m、柱跨6m、跨度24m。吊车设置见设计号。外围墙体为240mm砖墙，采用MU10烧结多孔砖、M5混合砂浆砌筑。纵向墙上每柱间设置上、下两层窗户：上层窗口尺寸（宽×高）＝4000mm×4800mm，窗洞顶标高取为柱顶以下250mm处；下层窗口尺寸（宽×高）=4000mm×4800mm，窗台标高为1.000m处。两山墙处设置6m柱距的钢筋混凝土抗风柱，每山墙处有两处钢木大门，洞口尺寸（宽×高）=3600mm×4200mm（集中设在中间抗风柱两侧对称设置）。 该车间所在场地由地质勘察报告提供的资料为：厂区地势平坦，地面（标高为-0.300m）以下0.8～1.2m为填土层，再往下约为0.4m厚的耕植土层，再往下为粉质粘土层，厚度超过6m，其地基承载力特征值f ak=200kN/m2，可作为持力层；再往下为碎石层。地下水位约为-7.0m，无侵蚀性；该地区为非地震区。 场区气象资料有关参数（如基本风压、地面粗糙度等）按附表设计号中数据取用；基本雪压S O＝0.3 kN/m2。 屋面防水做法：二毡三油防水层上铺绿豆沙（0.35kN/m2），水泥砂浆找平层15厚（0.3 kN/m2），加气混凝土保温层100厚（0.60 kN/m2），冷底子油一道、热沥青二道（0.05 kN/m2），水泥砂浆找平层15厚（0.3 kN/m2）。 材料：柱，混凝土C30，纵向钢筋HRB335，箍筋HPB235；基础，混凝土C25，钢筋HPB235。 三、设计内容 1．按指导教师给定的设计号（附表）进行设计；吊车参数由附表取用（附表另附）； 2．进行1榀横向平面排架结构的设计计算及抗风柱计算，编制设计计算书； 3．按标准图集选择屋面结构构件、吊车梁、基础梁、柱间支撑等； 4．用2号图纸2张，第一张图纸绘制屋面结构布置图、基础平面布置图、屋架上下弦支撑布置图、柱间支撑及垂直支撑图（参考比例：1:300）；第二张图绘制排架及基础的配筋图和模板图（参考比例：1:40）。
单层厂房课程设计 计算书 院系：土木工程学院 班级：土木10-1班 设计者：王荣 学号： 1015020101 指导教师：林莉 设计时间： 2013-05-25
目录 一、设计项目 二、设计资料 三、计算简图 四、荷载计算（标准值） 1、恒荷载 2、屋面活荷载 3、吊车荷载 4、风荷载 五、内力分析 1、剪力分配系数的计算 2、恒荷载作用下的内力分析 3、屋面活荷载作用下的内力分析 4、吊车竖向荷载作用下的内力分析不考虑厂房整体空间工作 5、吊车水平荷载作用下的内力分析（不考虑厂房整体空间工作） 6、风荷载作用下的内力分析 六、内力组合 七、柱截面设计 1、柱的纵向钢筋计算 2、柱的吊装与运输验算 3、柱的裂缝宽度验算 4、牛腿设计 八、基础设计
一、 设计项目 某金工车间，单跨无天窗厂房，跨度为24m ，柱距为6m ，车间总长度150m ，中间设置一道温度缝；厂房的横剖面图如下图所示： 二、 设计资料 1、建设地点：哈尔滨市某厂区。 2、自然条件： （1）基本风压：2/6.0m kN 。 （2）屋面均布活荷载标准值：2 /5.0m kN 。 （4）地质条件：地基持力层为e 及L I 均小于0.85的粘性土（弱冻胀土），承载力特征值kPa f ak 180 。 （5）抗震设防烈度：6度。
3、建筑平面：车间长度为150m ，柱距为m 6；车间跨度为24m 。 4、建筑剖面：单跨等高排架，室内外高差0.15m ，柱牛腿顶标高7.9m ，轨道顶标高9.0m ，上柱顶标高 11.5m 。 5、吊车系统计算参数： （1）吊车：设有两台20/5t ，双钩电动桥式吊车，工作级别均为4A ，桥架跨度m L K 5.22=， 宽度B=5.55m ， 轮距m K 4.4=， 最大轮压标准值kN P k 215m ax,=， 大车质量t m 0.321=， 小车质量t m 8.72=。 （2）吊车梁： 采用预应力钢筋混凝土等截面薄腹吊车梁，梁高0.9m ， 自重标准值为30.4kN 。 （3）轨道：高为0.184m ， 轨道及连接件自重标准值为m kN /8.0。 6、屋盖构件计算参数： 屋架：屋架荷载标准值103.0kN 7、排架柱计算参数：上柱均采用mm mm h b 400400?=?矩形截面， 521 1.610A mm =?921 2.1310I mm =? ，自重标准值为4/kN m 下柱均采用工字形截面，下柱的截面几何参数分别为： 400700100100f w b h h b mm mm mm mm ???=???， 521.37510A mm =?， 948.6010I mm =?， 自重标准值为3.44/kN m 。 8、屋面做法： SBS 防水层 2 /1.0m kN 20mm 厚水泥砂浆找平层 3/20m kN 100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层； 3/4m kN
Hefei University 课程设计C URRICULUM D ESIGN 设计名称单层厂房课程设计 专业班级土木工程班 学号 姓名 指导老师
目录 评分标准与成绩3设计任务书4设计指导书6设计计算书
评分标准与成绩
单层厂房课程设计任务书 一、题目 单层工业厂房排架结构设计（设计号：W Z D H L N ）二、设计资料 某单层工业厂房××车间，根据工艺要求采用钢筋混凝土排架结构设计（附属用房另建，本设计不考虑）。车间总长108m、柱距6m、设天窗,天窗跨度为L/3，天窗长度为36 m。外围墙体为240mm砖墙，采用MU10烧结多孔砖、M5混合砂浆砌筑。纵向墙上每柱间设置上、下两层窗户：上层窗口尺寸（宽×高）=4000mm×1800mm，窗洞顶标高取为柱顶以下250mm处；下层窗口尺寸（宽×高）=4000mm×4800mm，窗台标高为1.000m处。两山墙处设置6m柱距的钢筋混凝土抗风柱，每山墙处有两处钢木大门，洞口尺寸（宽×高）=3600mm×4200mm（集中设在抗风柱两侧对称设置）。安全等级为一级，厂房每跨内设两台吊车。 该车间所在场地由地质勘察报告提供的资料为：厂区地势平坦，地面（标高为-0.300m）以下0.8～1.2m为填土层，再往下约为0.4m厚的耕植土，再往下为粉质土层，厚度超过6m， =200kN/m2，可作为持力层；再往下为碎石层。地下水位约为-7.0m，无其地基承载力特征值f ak 侵蚀性，该地区为非地震区。 单跨（或双跨等跨等高）布置，跨度，吊车设置，厂区气象资料有关参数（如基本风压、 =0.3kN/ m2。 地面粗糙度等）按表1设计号中数据取用；基本雪压s 三、设计内容 1. 按指导老师给定的设计号（表1）进行设计；吊车型号由表2取用。 2. 按标准图集选择屋面结构构件、吊车梁、基础梁、柱间支撑等； 3.进行1榀横向平面排架结构的设计计算，编制设计计算书；（对于吊车荷载要考虑厂房的空间作用）； 计算排架所受的各项荷载； 计算各种荷载作用下的排架内力（对于吊车荷载要考虑厂房的空间作用）； 柱及牛腿设计；基础设计。 4. 用2号图纸2张绘制施工图。 包括屋盖结构、柱及柱间支撑、吊车梁、基础及基础梁的结构平面布置图；绘制排架及基础的配筋图和模板图（用铅笔图完成）。 注：○1设计号由上述几项组合而成，例如：当设计号为W2Z1D3H4L2N1时，所取数据ω0=0.35
单层工业厂房结构课程设计计算书 一． 设计资料 1. 某金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度L=21m ，柱距为6m ，车间总 长度为150m ，中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示： 2. 车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为200/50kN 。 3. 吊车轨顶标高为9.0m 。 4. 建筑地点：哈尔滨市郊。 5. 地基：地基持力层为e 及I L 均小于0.85的粘性层（弱冻胀土），地基 承载力特征值为f ak =180kN/m 2。标准冻深为：-2.0m 。 6. 材料：混凝土强度等级为C30，纵向钢筋采用HRB400级，(360N/mm 2) 箍筋采用HPB300级。(270N/mm 2) 二. 选用结构形式 1. 屋面板采用大型预应力屋面板，其自重标准值（包括灌缝在内）为 1.4kN/m 2。 2. 屋架采用G415（二）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为21m ，端 部高度为2.3m ，跨中高度为33.5m ，自重标准值为83.0kN 。 3. 吊车梁高度为0.9m ，自重30.4kN ；轨道与垫层垫板总高度为184mm ， 自重0.8kN/m 。 4. 柱下独立基础:采用锥形杯口基础。 三、柱的各部分尺寸及几何参数 采用预制钢筋混凝土柱 轨道与垫层垫板总高m h a 184.0= ， 吊车梁高m h b 9.0= ， 故
牛腿顶面标高=轨顶标高m h h b a 916.79.0184.00.9=--=-- 由附录12查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为m 3.2，考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为mm 220，故柱顶标高=m 520.1122.03.20.9+=++ 基础顶面至室外地坪的距离取m 0.1，则 基础顶面至室内地坪的高度为m 15.115.00.1=+，故 从基础顶面算起的柱高m H 67.1215.152.11=+=， 上部柱高m 60.3,604.3916.752.11取为m H u =-= 下部柱高m 07.9,066.9604.367.12取为m H l =-= 上部柱采用矩形截面mm mm h b 400400?=?； 下部柱采用Ⅰ型截面mm mm mm mm h b h b f f 150100900400???=???。 上柱： mm mm h b 400400?=? (m kN g /0.41=) 25106.1mm h b A u ?=?= 4931013.212mm bh I u ?== 下柱： )/69.4(1501009004002m kN g mm mm mm mm h b h b f f =???=??? [])100400()1752900()1502900(4009001-??-+?--?=A 2510875.1mm ?= 33 3)3/25275(253005.0212 60030012400900+????+?-?= l I 4101095.1mm ?= 109.0105.191013.29 9 =??==l u I I n m H m H u 67.12,6.3== 284.067.126.3===H H u λ