经典教材中单层工业厂房设计实例(用于参考)

管坯车间厂房建筑结构设计摘要本设计为某单层厂房，本车间的主要任务是堆放钢材坯料及运输。

本厂房为两跨等跨等高厂房，跨度为24m，每跨吊车都为32T。

因为该厂房地区抗震设防烈度为7度，所以在设计中考虑地震作用。

在建筑设计中根据厂房的生产状况、建厂地点、水文、地质条件、工艺流程等条件对厂房的平面布置、剖面、采光、支撑、基础梁、吊车梁和排水系统等进行了设计。

在结构设计中根据本厂房的条件在相关图集中选择合适的构件。

在荷载计算中根据构件选择计算自重荷载，活载、风载、吊车荷载，根据底部剪力法计算各荷载，然后根据内力组合原则确定各截面最不利内力。

在考虑地震作用时，对柱子考虑空间作用，乘以调整系数。

在内力组合中选择最不利内力分别对无地震和有地震进行组合，然后对柱子进行抗震、牛腿、吊装验算和配筋计算，最后进行基础选形、验算及配筋。

关键词：单层厂房；建筑设计；结构设计；地震作用A building structure design of Yingkou pipeworkshopAbstractThis design is a single plant in yingkou region, the main task of this workshop is stacked steel billet and transport. Across such plant, this plant for the two across the span of 24 m, each cross crane to 32 t. Because the region of the factory seismic fortification intensity is 7 degrees, so it considers in the design seismic action. In architectural design on the production status of the factory, factory location, hydrological, geological conditions and process conditions on the plant layout, section, daylighting, support, foundation beam and crane girder and drainage system design. According to the condition of this plant in the structure design in the related images on choosing appropriate artifacts. In load calculation according to the weight of component selection calculation load, live load, wind load, crane load, according to the bottom shearing force method to calculate the charge, then the section the most adverse internal force was established according to the principle of internal force combination. When considering earthquake action, the columns considering spatial effect, multiplied by the coefficient of adjustment. In internal force combination, choosing the most adverse internal force of no earthquake and earthquake are combined, respectively, then the post cracking, bracket, hoisting and checking and reinforcement calculation, finally carries on the foundation type selection, calculation and reinforcement.Keywords:Single-layer workshop ；Architectural design ；Structural design；Earthquark effect1 绪论 (1)1.1单层工业厂房的特点 (1)1.2工业厂房的分类 (1)1.3单层厂房的结构类型 (2)1.4国内外现状及分析 (2)2建筑设计 (4)2.1单层厂房的组成 (4)2.2纵向定位轴线 (4)2.3厂房的剖面设计 (5)2.4采光设计 (5)2.5通风设计 (6)2.6墙 (6)2.7屋面系统 (6)2.8 厂房的保温隔热设计 (6)3结构设计 (7)3.1选型与计算 (7)3.1.1 结构选型与计算 (7)3.1.2 荷载计算 (9)3.2 横向排架内力分析及内力组合 (12)3.2.1 横载作用下排架内力分析 (13)3.2.2 风荷载作用下的排架内力分析 (17)3.2.3 吊车荷载作用下排架内力分析 (18)3.2.4 无地震作用下内力汇总表及内力组合表 (23)3.3 地震作用计算及内力组合 (33)3.3.1 横向水平地震作用计算 (33)3.3.2 横向地震作用竖向重力荷载作用计算 (38)3.3.3横向水平地震作用内力汇总及内力组合 (43)3.4 柱的设计 (52)3.4.1 A柱设计 (52)3.4.2 BC柱设计 (60)3.4.3 D柱设计 (69)3.5基础设计 (78)3.5.1 A柱基础设计 (78)3.5.2 BC柱基础设计 (84)3.5.3 D柱基础设计 (89)结论 (89)致谢 (90)参考文献 (91)1绪论1.1单层工业厂房的特点工业厂房，顾名思义，是用于工业生产过程中的房屋。

对于A，C轴柱：G1AK=G1CK=298.37KN。

对柱顶的偏心距e1A=e1C=250-150=100mm。

如例图-4（a）所示。

对于中柱：G BK=G'BK=2*298.37=596.74KN。

对柱顶的偏心距e1B=0。

如例图-4（b）所示。

例图-4 各柱G1BK作用位置2．上柱自重G2K（见例-5）对于边柱：G2A，K=G2C，K=6.25*3.5=21.875KN。

其偏心距e2A=e2C=650-250=400mm 对于中柱：G2B，K=8.75*3.5=30.625KN。

其偏心距e2B=03．吊车梁、轨道与零件的自重G3K（见例-5）边柱牛腿处：G3A，K=G3C，K=38+0.8*6=43.8KN。

其偏心距e3A=e3C=750-650=100mm 对于中柱牛腿处：G3B，K左=G3B，K左=43.8KN 。

其偏心距：e3B，K左=e3B，K=750mm。

4．下柱自重G4K（见例-5）对于边柱：G4A，K=G4C，K=8.55*5.5*1.1=51.78KN。

其偏心距e4A=e4C=0对于中柱：G4B，K=6.00*8.55*1.1=56.43 KN。

其偏心距e4B=05．基础连系梁与上部墙体自重（G5K，G6K），（见例-5）由于只在基础顶设置一道连系梁，因此，基础连系梁与上部墙体自重直接传给基础，故G5K=0。

为了确定墙体的荷载，需要计算墙体的净高：基础顶标高为-0.950m。

轨顶标高+8.7m。

根据单层厂房剖面图（见例图-1）：檐口标高为：8.7+2.4+1.4=12.5m。

基础梁高：0.45m，因此，墙体净高为：12.5+0.95-0.45=13.0m。

窗宽4m，窗高4.8+1.8=6.6m。

基础连系梁与上部墙体自重：5.24*（13.0*6-4*6.6）+0.45*4*6.6=182.264KN。

基础连系梁自重：2.7*6=16.2KN基础连系梁与上部墙体自总重：G6A，K=G6C，K=282.264+16.2=298.464KN 。

单层混凝土工业厂房设计示例 (以下内容中划横线处需要设计中注意)一、设计条件及要求1．设计条件某双跨等高金工车间，厂房长度60m ，柱距为6m ，不设天窗。

跨度分别为18m 和15m ，其中18m 跨设有两台32t 中级载荷状态桥式吊车；15m 跨设有两台10t 中级载荷状态桥式吊车。

吊车采用大连起重机厂“85系列95确认”的桥式吊车，轨顶标志高度均为7.8m 。

厂房围护墙厚240，下部窗台标高为1.2m ，窗洞4.8m ×3.6m ；中部窗台标高为6.3m ，窗洞4.8m ×1.5m ；上部窗台标高为9.6m ，窗洞4.8m ×1.2m 。

采用钢窗。

室内外高差为0.30m 。

屋面采用大型屋面板，卷材防水（两毡三油防水屋面），为非上人屋面。

厂房所在地的地面粗糙度为B 类，基本风压w 0=0.35kN/m 2，组合值系数ψc =0.6；基本雪压S 0=0.4kN/m 2，组合值系数ψc =0.6。

基础持力层为粉土，埋深为-2.0m ，粘粒含量ρc =0.8，地基承载力特征值f ak =140kN/m 2，基底以上土的加权平均重度γm =17kN/m 3、基底以下土的重度γ=18kN/m 3。

排架柱拟采用C30砼，基础采用C20砼；柱中受力钢筋采用HRB335钢，箍筋、构造筋、基础配筋采用HPB235钢。

2．设计要求除排架柱、抗风柱和基础外，其余构件均选用标准图集。

设计内容包括： （1）选择厂房结构方案, 进行平面、剖面设计和结构构件的选型； （2）设计中柱及柱下单独基础；（3）绘制施工图，包括结构平面布置图、排架（中）柱的模板图和配筋图等。

二、 结构方案设计1．厂房平面设计厂房的平面设计包括确定柱网尺寸、排架柱与定位轴线的关系和设置变形缝。

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（A ）、（B ）（C ）表示，间距取等于跨度，即（A ）~（B ）轴线的间距为18m ，（B ）~（C ）轴线的间距为15m 。

某单层工业厂房施工组织设计默认分类2008-01-18 09:36:31 阅读1807 评论5 字号：大中小`（一）工程概况新建总装配车间位于原厂区之东，小河之南，民房群之北，东面为农田，该地地势平坦，现场平面布置见图1，拟建车间的北面与西面有永久道路，可供施工使用，附近有水电可供使用。

（1）此新建装配车间为装配式钢筋砼，二跨单层工业厂房，横向54m，纵长为6.0Ⅹ17=102.0m，车间围护结构为预制钢筋砼基础梁，24cm清水砖墙，水泥砂浆勾缝，水泥砂浆粉勒脚和砼散水，内墙喷白灰水两道，两道连系梁为预制构件，层面采用二毡三油一砂油毡屋面，地面分格浇注的混凝土地坪。

（2）水文气候条件：基础土方挖土为二级土（或称混凝土），设计标高以下可见坚硬土层，该厂地址在武汉地区，4.5月份为雨季，12月5日到3月2日共计87天连续5天室外平均气温低于+50C，故在期间应考虑冬季施工，地下水位离地表3m以下。

(3)物资供应相关条件：钢材，木材和水泥和地方材料均为按工程需要组织供应，钢筋及模板门窗制作等均在预制厂制作，吊车梁、天窗架和天窗端壁在现场预制均制作完成，大型屋面板、天沟板梁由公司预制厂预制供应，柱屋架在现场就地预制，现场设临时工棚和钢筋棚，施工单位现场有W1---200型履带式起重机，起重机性能符合施工要求，起重机外型有关尺寸，起重机尾部到回转中心最大距离A=4.5m，起重臂下端剿支座中心离地面高度E=2.1m，起重机尾部压配重离地面高度D=1.9m，履带两外侧距离H=4.05m。

4.基础工程：开挖深度2m，基坑采用0.25立方米斗容量的反产挖土机开挖，坑底及边角采用人工进行修整，人工开挖量约占总量的10%左右。

二．施工方案及方法总装配车间计划于9月1日开工，历时八个月，次年五月份竣工，该事件分配基础施工工程约占20%，预制工程约占30%，吊装工程约占30%，其他工程约占20%，根据施工条件，将土建施工分为四个阶段：第一阶段：基础施工，因地下水位较低，要求速度快，流水施工。

Huazhong University of Science and Technology单层工业厂房课程设计班级：土木工程1202班姓名：学号：U2012154指导老师：周方圆2015年7月25日目录一、设计资料1、概况某工厂拟建一个焊接车间，根据工艺布置的要求，车间为单跨单层厂房，厂房总长66.00m，跨车间内分别设有一台Q=20/5t 和一台10t的中级工作制吊车，吊车轨顶标高为8.40m。

跨度18m，柱距6m（端部为5.5m）2、结构设计资料(1) 自然条件：基本雪压 0.7kN/m2基本风压 0.7kN/m2地震设防烈度该工程位于非地震区，故不需抗震设防。

(2) 地质条件：场地平坦，地面以下0～1.4m为回填土，1.4m以下为棕黄亚粘土层，该土层f ak =200kN/m2，γm=17kN/ m2，E s=8.9Mpa，4.9m以下为棕红粘土层，该土层f ak =250kN/m2，γm=17.8kN/ m2，E s=8.9Mpa，场地地下水位较低，可不考虑其对基础的影响。

3、建筑设计资料屋面：采用卷材防水屋面，不设保温层；维护墙：采用240厚蒸压粉煤灰砖墙，外墙面为水刷石，内墙面为水泥石灰砂浆抹面；门窗：钢门、钢窗，尺寸参见立面图；地面：采用150厚C15素混凝土地面，室内外高差为300mm。

4、吊车资料二、结构选型1.屋面板选型活荷载标准值为，基本雪压为，故屋面活荷载按计算。

屋面荷载标准值为：防水层20mm厚水泥砂浆找平层积灰荷载活荷载外加荷载基本组合设计值：。

查询图集04G410-1选用Y－WB－３Ⅲ，其允许外加均布荷载基本组合设计值为，可以满足要求。

板自重标准值为，灌缝重标准值为。

1、屋架选型屋面荷载标准值：防水层20mm厚水泥砂浆找平层预应力混凝土屋面板及灌缝屋面支撑及吊管自重永久荷载总计积灰荷载活荷载可变荷载总计屋面荷载设计值为：6m钢天窗架带挡风板代号为d；单跨两端外天沟代号为B；根据实际屋面荷载设计值在表中屋面荷载设计值为一栏，选取屋架承载能力序号为4。

《单层工业厂房》课程设计预制混凝土牛腿柱设计姓名：--------------学号：-------------班级：-------------指导教师：----------单层工业厂房预制混凝土牛腿柱课程设计一、设计任务本工程为某单层单跨工业产房，无抗震设防要求。

跨度为27m，长度为90m，柱距为15 m。

选用二台20/5t软钩吊车，起重机总质量30.5t的A5工作级别桥式吊车，吊车轨顶标高为9.000m，厂房柱采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级为C30，采用HRB335级钢筋。

恒载部分：仅计入屋盖自重设计值（6 m=300kN、9 m=450 kN、12 m=600kN、15m=750 kN）、吊车梁自重（轨道及零件重标准值为0.8 kN/m）、柱自重。

纵向维护墙为支撑在基础梁上的自承重空心砖砌体墙，厚240mm，双面粉刷，排架柱外侧伸出拉结筋与其相连。

二、柱截面尺寸与高度的确定基础采用单独杯形基础，已知轨顶标高为+9.000m，拟室内标高为相对标高零点，室外地坪标高为—0.100m，基础顶面标高-1.100m，柱子插入杯口深度为900mm。

吊车梁采用图12-64（b），高为1.2m，取轨道顶面至吊车梁顶面距离为0.2m，屋架下弦至吊车顶距离0.2m。

查附录12，吊车轨顶至吊车顶部高度为2.3m，柱子尺寸：（1）、柱子高度：从基础顶面算起柱高=11.5+1.1=12.6m；上柱高H U=11.5-7.6=3.9m下柱高H L=12.6-3.9=8.7m柱总高=12.6+0.9=13.5m；（2）、柱截面形式和尺寸：上柱采用矩形截面b x h=400mm x400mm下柱采用I形截面b f x h x b x h f=400x900x100x150.三、柱网及计算单元（1）定位轴线B1：由附表12可查得轨道中心线至吊车端部距离为260mm；B2：吊车桥架至上柱内边缘距离，一般取B2大于80mm；B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，为400mm;B1+B2+B3=740mm<750mm，满足要求；厂房全长90m，小于所要求的最小变形缝间距100m，无抗震设计要求，结合实际，可不设变形缝。

单层厂房结构课程设计实例1.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2.屋面活荷载屋面活荷载标准值为20.5kN/m ，雪荷载标准值为20.4kN/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 3718/2m 6m kN/m 5.04.121=⨯⨯⨯=Q 1Q 的作用位置与1G 作用位置相同，如图2-56所示。

3.风荷载风荷载的标准值按0s z z k w w μμβ=计算，其中20kN/m 5.0=w ,0.1=zβ,z μ根据厂房各部分标高(图2-54)及B 类地面粗糙度确定如下： 柱顶(标高9.6m ) 000.1z =μ 檐口(标高11.75m ) 049.1z =μ 屋顶(标高12.80m )078.1z =μs μ如图2-57所示，则由上式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：220s1z z k /4.00.5kN/m1.00.81.0m kN w w =⨯⨯⨯==μμβ220s2z z 2k /2.00.5kN/m1.00.41.0m kN w w =⨯⨯⨯==μμβ6m 1200F pmax 0.80.1334000F pmax 0.3331.06m4000F pmax =174KNF pmax1112⎪⎫ ⎛--λ310.011181113411=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎥⎦⎢⎣⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=n n C λλ)( kN 52.100.3110.1m -3.36kN/m 111A ←-=⨯⨯=-=HC q R)( kN 52.100.3110.1m kN/m 112C ←-=⨯⨯-=HC q R)( 26.67kN 10.89kN 5.26kN kN 52.10W C A ←-=---=++=F R R R各柱顶的剪力分别为)( 3.13kN 26.67kN 0.277kN 52.10A A A ←-=⨯+-=-=R R V η )( .89kN 1126.67kN 0.446B B →=⨯==R V η)( 2.13kN 26.67kN 0.277kN 26.5C C C →=⨯+-=-=R R V η排架内力如图2-62b 所示q 1BF wq 2CBC10.50139.7642.80120.0918.5519.10107.2011.8930.81(a) (b)图2-62 左吹风时排架内力图(2)右吹风时计算简图如图2-63a 所示。

2．风荷载体型系数如例图—12所示。

在左风情况下，天窗处的μs的确定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以μs=+0.6。

风压高度变化系数μz 的确定风压高度变化系数μz按B类地貌由表13—4（或按〈〈建筑结构荷载规范〉〉GB50009—2001的规定）确定：作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按注顶标高取值。

柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值Fw考虑。

这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值；柱顶至室外地面的高度为（见例图—1）：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度为（见例图—1）：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.由表13-4按线性内插法确定μz:柱顶:01.1)1015()114.1()1035.10(0.1=--⨯-+=zμ天窗檐口处: 1582.1)1015()114.1()1065.15(0.1=--⨯-+=zμ左风情况下风荷载的标准值(见例图-13(a)):q 1k =μs1μzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/Mq 2k =μs2μzWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算,其风压高度变化系数统一按天窗檐口处μz=1.1582取值.其标准值为:Fwk=ΣμsμzWohB=[(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4]+[(0.4-0.2+0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3]+[(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.1582* 0.55*6*2.6]+[(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3]=30.27KN右风和左风情况对称,方向相反(见例图-13(b))。

动铰支座计算，不考虑厂房的空间工作。

混凝土结构课程设计任务书单层厂房设计1、设计资料（1）、平面图和剖面图：某金工车间为两跨等高厂房，跨度均为18m,柱距均为6m，车间总长度为72m。

每跨设有200/50kN吊车各两台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高为7.8m，柱顶标高为10.5m。

车间平面图和剖面图分别见如下图示。

厂房剖面图（2）、建筑构造：屋面：SBS卷材防水保温屋面维护结构：240mm厚双面粉刷围护砖墙门窗：纵墙窗3.6m*4.2m(低窗)，3.6m*1.8m(高窗)基础：室内外高差－0.15m，基顶标高—1.0m，素混凝土地面(3)、自然条件：建筑地点：衡阳，无抗震设防要求基本风压：0.4kN/㎡地面粗糙度为B类基本雪压：0.35kN/㎡地质条件：修正后的地基承载力特征值为100kN/㎡~300kN/㎡(4)、材料：混凝土：柱混凝土C25~C30，基础C25钢筋：钢筋等级为Ⅱ级或Ⅲ级（5）、组合系数：活荷载组合值系数Ψc=0.7；风荷载组合值系数取0.6。

厂房平面图2、设计要求：（1）、排架内力，设计柱子及基础，整理并打印计算书一份。

（2）、施工图一份（结构设计说明，屋盖柱网及基础布置图，柱及基础等配筋图。

）3、设计期限：两周4、参考资料：（1）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）（2）、荷载规范（GB50009-2001）（3）、基础设计规范（GB50007-2002）（4）、混凝土结构设计原理（5）、屋面板（G410）、屋架（G415）、吊车梁（G426）、基础梁（G320）、柱间支撑（G326)等。

摘要：单层工业厂房是形式简单的建筑结构物之一。

单层工业厂房设计的主要任务是排架柱和基础设计及配筋计算。

首先要充分了解设计任务，并根据相关资料选择合适的构件和确定柱网、基础的平面布置，然后对构件进行内力分析、内力组合进而设计截面、选择配筋并写出计算书，最后根据规范绘制施工图和注写图纸说明。

主要计算内容是排架内力的分析计算与组合。

《单层工业厂房课程设计》指导老师：马广东学院：海洋与土木工程学院专业：港口航道与海岸工程班级：港工10-1姓名：冯子祥学号：1004110113一、设计资料该车间为横向单跨27m厂房，纵向柱距15m，总长90m，内设吊车，跨度25.5m，起吊质量5吨，其吊车总重24.4t，小车为单闸，重量为2.0t。

屋盖自重设计值750kN，吊车梁自重标准值41.16/根，轨道及零件重标准值0.8kN/m。

恒载仅计入屋盖自重设计值、吊车梁自重及柱自重，活载仅计入吊车荷载。

混凝土采用C30。

普通受力钢筋HRB335，构造筋HPB235。

二、排架柱高与截面计算1.排架柱高计算由吊车资料表可查得，Q=5t：H＝1870mm,轨顶垫块高为200mm。

牛腿顶面标高＝轨顶标高－吊车梁－轨顶垫块高＝9.00－1.20－0.20＝9.700m柱顶标高＝牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H＝9+0.22+1.87＝11.09m基础顶面至室外地坪的距离为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＝11.09+1.05=12.24m上柱高H＝柱顶标高－牛腿顶面标高u＝11.09-7.6=3.49m下柱高H＝12.24-3.49=8.75l2.排架截面尺寸计算截面尺寸需要满足的条件为：b≧H/20＝8750/20=440mm.h≥lH/12＝776mml取柱截面尺寸为：上柱：（b×h）＝450*450下柱：I(b f ×h ×b ×h f )＝450*900*100*150计算参数：B1：附表克查的轨道中心线至吊车端部的距离B1=230m ； B2：吊车桥架至上柱内边缘的距离，一般取B2≧80mm ；B3：封闭的纵向定位轴线至上柱内边缘的距离，B3=400mm 。

B1+B2+B3=230+80+400=710mm<750mm ，可以。

故去封闭的定位轴线A 、B 都分别与左右外墙内皮重合。