混凝土柱实腹钢梁单层厂房如何设计

混凝土柱实腹钢梁单层厂房设计与分析摘要：介绍了混凝土柱实腹钢梁结构的特点，并与门式刚架的计算结果进行了比较。

重点分析了此类结构的建模与计算需注意的问题、对混凝土柱与钢梁的连接节点做法给出了建议，供工程设计参考。

关键词：混凝土柱钢梁单层厂房门式刚架铰接节点近年来，门式刚架单层轻型钢结构房屋在我国得到广泛的应用,但有些业主提出希望采用钢筋混凝土柱代替钢柱，而屋面仍采用原门式刚架的体系，以减小用钢量，省去防腐及防火涂料费用，达到节省成本的目的。

但这种混凝土柱+实腹钢梁的结构形式与门式刚架结构的受力性质和模式是完全不同的，它的受力性能远远不如门式刚架好，盲目的采用混凝土柱代替钢柱，而不考虑这种结构的特点，会造成很大的安全隐患。

下文结合工程实例对这种结构的特点及设计计算进行分析。

一.混凝土柱实腹钢梁结构形式分析对于混凝土柱实腹钢梁结构，混凝土柱为弹塑性材料，钢梁为弹性材料，这是两种完全不同的材料，两者较难达到刚接连接。

如果将混凝土柱与钢梁的连接作为刚性节点，可参照钢柱外包式柱脚的做法：在混凝土柱顶增加钢柱并埋入混凝土柱项，使钢柱与屋面钢梁刚接，节点构造和计算按外包式柱脚的有关规定进行。

此做法构造及受力较为复杂，设计和施工均有一定难度，也增加了造价，实际上这类节点也很难达到完全刚接的效果，在工程中较少采用。

由于混凝土柱与钢梁的连接处理难以达到刚接连接，因此梁柱的连接一般采用铰接连接形式(见下图)，而一般门式刚架结构钢柱与钢梁的连接均采用刚接连接形式。

由于梁柱连接节点的性质不同，导致这种混凝土柱+实腹钢梁结构的受力特性不同于一般的门式刚架，设计时不能简单的把门式刚架的钢柱替换为混凝土柱，而应根据这类结构体系的特点进行有针对性的设计。

二.门式刚架与混凝土柱实腹钢梁结构的计算结果比较分析某仓库原设计采用单层门式刚架钢结构，长160m，柱距8m，跨度为两跨24mx2=48m,檐口高度9m,采用刚接柱脚，现拟将钢柱换为混凝土柱。

混凝土单层厂房设计内容和步骤(单层厂房结构设计实例)范本1: 混凝土单层厂房设计内容和步骤正文：1. 引言1.1 项目背景1.2 设计目标2. 建筑规划和布局设计2.1 厂房功能划分2.2 厂房布局设计2.3 厂房外观设计3. 结构设计3.1 荷载计算3.2 承载力计算3.3 结构系统选择3.4 结构材料选择3.5 结构草图设计3.6 结构详图设计4. 地基处理设计4.1 地质勘察结果分析 4.2 地基类型选择4.3 地基处理方法选择5. 基础设计5.1 基础类型选择5.2 基础尺寸计算5.3 基础材料选择6. 建筑节能设计6.1 建筑外墙保温设计 6.2 建筑冷却系统设计6.3 建筑采光设计7. 安全设计7.1 防火设计7.2 地震设计7.3 应急疏散设计8. 细部设计8.1 地面处理设计8.2 立面细部设计8.3 屋顶细部设计8.4 内部空间设计9. 施工技术措施9.1 施工方法选择9.2 施工步骤安排9.3 施工质量控制10. 监理要求10.1 监理人员要求10.2 施工进度监控10.3 施工质量监控附件：相关设计图纸、报告和计算表格法律名词及注释：1. 建筑法：指规范建筑设计与施工的法律法规。

2. 结构设计规范：指规定建筑物结构设计的标准和要求。

3. 土建施工合同：指由建设单位与施工单位签订的包括设计、施工、监理、材料供应等内容的合同。

范本2: 单层厂房结构设计实例正文：1. 引言1.1 项目背景1.2 设计目标2. 结构设计流程2.1 荷载计算2.2 结构选择2.3 结构草图设计2.4 结构详图设计3. 结构材料选择3.1 混凝土品种选择3.2 钢材选择4. 结构草图设计4.1 整体布局设计4.3 梁设计4.4 承重墙设计5. 结构详图设计5.1 柱详图设计5.2 梁详图设计5.3 安全设施设计6. 地基处理6.1 地质勘察结果分析 6.2 地基类型选择6.3 地基处理方法选择7. 基础设计7.1 基础类型选择7.2 基础尺寸计算7.3 基础材料选择8. 建筑外观设计8.1 墙体设计8.3 屋顶设计9. 施工技术措施9.1 施工方法选择9.2 施工步骤安排9.3 施工质量控制10. 监理要求10.1 监理人员要求10.2 施工进度监控10.3 施工质量监控附件：结构草图、结构详图、相关计算表格法律名词及注释：1. 结构设计规范：指规定建筑物结构设计的标准和要求。

B类单层钢筋混凝土柱厂房平面布置
1、厂房角部不宜有贴建房屋，厂房体型简单或有贴建房屋时，宜有防震缝。

防震缝宽度，一般状况宜为50mm~90mm，纵横跨交接处宜为100mm~150mm。

2、6~8时突出屋面的天窗宜采纳钢天窗架或矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架。

9度时，宜为下沉式天窗或突出屋面钢天窗架。

天窗屋盖与端壁板宜为轻型板材。

天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开头设置。

3、厂房跨度大于24m，或8度III、IV类场地和9度时，屋架宜为钢屋架。

柱距为12m时，可为预应力混凝土托架。

端部宜有屋架，不宜用山墙承重。

4、砖围护墙宜为外贴式，不宜为一侧有墙另一侧放开或一侧外贴而另一侧嵌砌等，但单跨厂房可两侧均为嵌砌式。

1、厂房角部不宜有贴建房屋，厂房体型简单或有贴建房屋时，宜有防震缝。

防震缝宽度，一般状况宜为50mm~90mm，纵横跨交接处宜为100mm~150mm。

2、6~8时突出屋面的天窗宜采纳钢天窗架或矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架。

9度时，宜为下沉式天窗或突出屋面钢天窗架。

天窗屋盖与端壁板宜为轻型板材。

天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开头设置。

3、厂房跨度大于24m，或8度III、IV类场地和9度时，屋架宜为钢屋架。

柱距为12m时，可为预应力混凝土托架。

端部宜有屋架，
不宜用山墙承重。

4、砖围护墙宜为外贴式，不宜为一侧有墙另一侧放开或一侧外贴而另一侧嵌砌等，但单跨厂房可两侧均为嵌砌式。

9.1 单层钢筋混凝土柱厂房(I)一般规定9.1.1厂房的结构布置，应符合下列要求：1 多跨厂房宜等高和等长。

2 厂房的贴建房屋和构筑物不宜布置在厂房角部和紧邻防震缝处。

3 厂房体型复杂或有贴建的房屋和构筑物时宜设防震缝；在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用100～150mm，其他情况可采用50～90mm。

4 两个主厂房之间的过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开。

5 厂房内上吊车的铁梯不应靠近防震缝设置；多跨厂房各跨上吊车的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。

6 工作平台宜与厂房主体结构脱开。

7 厂房的同一结构单元内不应采用不同的结构型式；厂房端部应设屋架，不应采用山墙承重；厂房单元内不应采用横墙和排架混合承重。

8 厂房各柱列的侧移刚度宜均匀。

9.1.2厂房天窗架的设置应符合，下列要求：1 天窗宜采用突出屋面较小的避风型天窗，有条件或9度时宜采用下沉式天窗。

2 突出屋面的天窗宜采用钢天窗；架6～8度时可采用矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架。

3 8度和9度时，天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开始设置。

4 天窗屋盖、端壁板和侧板，宜采用轻型板材。

9.1.3厂房屋架的设置，应符合下列要求：1 厂房宜采用钢屋架或重心较低的预应力混凝土、钢筋混凝土屋架。

2 跨度不大于15m时，可采用钢筋混凝土屋面梁。

3 跨度大于24m，或8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，应优先采用钢屋架。

4 柱距为12m时，可采用预应力混凝土托架(梁)：当采用钢屋架时，亦可采用钢托架(梁)。

5 有突出屋面天窗架的屋盖不宜采用预应力混凝土或钢筋混凝土空腹屋架。

9.1.4厂房柱的设置，应符合下列要求：1 8度和9度时宜采用矩形、工字形截面柱或斜腹杆双肢柱，不宜采用薄壁工字形柱、腹板开孔工字形柱、预制腹板的工字形柱和管柱。

2 柱底至室内地坪以上500mm范围内和阶形柱的上柱宜采用矩形截面。

9.1.5 厂房围护墙、女儿墙的布置和抗震构造措施，应符合本规范第13.3节对非结构构件的有关规定。

钢筋混凝土单层厂房结构设计在现代工业建筑中，钢筋混凝土单层厂房因其结构简单、施工方便、空间利用率高等优点，被广泛应用于各类工厂、仓库等场所。

钢筋混凝土单层厂房的结构设计是一项复杂而重要的工作，需要综合考虑多方面的因素，以确保厂房的安全性、适用性和经济性。

一、设计前的准备工作在进行钢筋混凝土单层厂房结构设计之前，需要进行充分的准备工作。

首先，要收集相关的设计资料，包括厂房的工艺要求、使用功能、地质条件、气象资料等。

工艺要求决定了厂房的跨度、柱距、高度等基本参数；使用功能影响着厂房的荷载取值；地质条件和气象资料则对基础设计和屋面设计有着重要的影响。

其次，要根据收集到的资料，确定厂房的结构形式。

常见的钢筋混凝土单层厂房结构形式有排架结构和刚架结构。

排架结构由屋架、柱和基础组成，具有受力明确、计算简单的优点；刚架结构则由横梁和柱组成刚架，具有结构刚度大、节省材料的特点。

选择结构形式时，需要综合考虑厂房的跨度、高度、吊车起重量等因素。

二、结构布置结构布置是钢筋混凝土单层厂房结构设计的关键环节。

合理的结构布置不仅能够保证厂房的结构安全，还能够提高厂房的使用空间和经济性。

1、柱网布置柱网布置应根据厂房的工艺要求和使用功能确定，同时要考虑结构的合理性和经济性。

常见的柱距有 6m、9m、12m 等，跨度则根据工艺要求和吊车跨度确定，一般在 12m 至 36m 之间。

柱网布置应尽量规则、整齐，以方便施工和使用。

2、屋盖结构布置屋盖结构一般采用有檩体系或无檩体系。

有檩体系由屋架、檩条和屋面板组成，适用于小型厂房；无檩体系由屋面板直接搁置在屋架上，适用于大中型厂房。

屋盖结构的布置应考虑屋面排水、保温隔热等要求。

3、吊车梁布置吊车梁的布置应根据吊车的起重量、工作级别和跨度确定。

吊车梁一般沿厂房纵向布置，其两端支撑在柱的牛腿上。

4、支撑系统布置支撑系统包括屋盖支撑和柱间支撑。

屋盖支撑包括上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆等，其作用是保证屋盖结构的空间稳定性。

单层钢筋混凝土柱厂房设计方案(DOC 41页)单层钢筋混凝土柱厂房课程设计目录一、设计资料 (2)二、结构方案选择 (2)三、结构布置及构件选型………………………………………………………………………………………………………. .(3)四、计算单元及计算简……………………………………………………. .(6)（1）标高 (6)（2）初定柱的截面尺寸 (6)（3）定位轴线 (6)（4）计算单元及计算简图 (6)五、荷载计算 (7)（1）屋盖荷 (7)（2）柱和吊车梁等自重 (7)（3）吊车荷载………………………………………………………………………………………………………..……..(8)（4）风荷载………………………………………..………………………………………………… (9)（5）内力分析 (9)（6）内力组合 (17)六、排架柱截面设 (17)（1）选取控制截面最不利内力 (17)（2）A柱配筋计算………………….…………………………………….………………………………….…………. .(18)（3）B柱配筋计算………………….……………………………………………………………………………………. .(20)七、排架柱的裂缝宽度验算…………………………………………………………………………………………………..(23 )（1）A柱裂缝宽度验算 (23)（2）B柱裂缝宽度验………………………………………………..(24 )八、牛腿设计 (24)九、排架柱的吊装验算 (26)十、锥形杯口基础设计 (30)（1）荷载计算 (31)（2）基础地面尺寸确定 (32)（3）地基承载力验算……………………………………………..…. .…………….…..……………………………..( 33)（4）基础受冲切承载力验算......................................................... (34)（5）基础底板配筋计算…………………………………………..…..…………….…..……………………………..(3 5)参考文献 (38)一、设计资料1、该车间双跨等高厂房，无天窗，长66m，柱距6m，跨度均为L=18m，无伸缩缝，厂房两端设有山墙。

建筑设计与装饰Construction & Decoration18 建筑与装饰2019年8月下 浅谈实腹钢梁混凝土柱排架结构的设计赵鹏 长沙雨花经开开发建设有限公司 湖南 长沙 410000摘 要 实腹钢梁混凝土柱排架结构形式上类似门式刚架，但结构形式为排架结构，但又和常见的排架结构有区别，本文以某实际工程为例，浅谈实腹钢梁混凝土柱排架结构的设计要点及注意事项，供类似工程参考。

关键词 实腹钢梁；混凝土柱；排架；节点设计1 概述单层工业厂房常见的结构形式为轻型门式刚架、混凝土排架结构、混凝土框架结构、钢框架结构等，其中近些年以来，随着我国钢产量的日益发展以及门式刚架自身具备的施工方便、自重轻、综合经济效益高等优点，在中小吨位吊车范围内，门式刚架结构逐渐成为单层工业厂房中的主流，传统的混凝土排架结构一般只应用于某些高温或腐蚀性车间的厂房中，如酸洗、电镀车间一般仍采用混凝土排架结构。

近年来，随着新版《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）的颁布实施[1]，给传统轻型门式刚架结构的防火设计带来了挑战，传统的钢柱钢梁均采取的薄层防火涂料方法不再满足防火规范的要求，按照新的防火规范要求，钢柱需要采用外包混凝土或防火板等防火措施，工艺和建筑专业期望结构专业能结合轻型门式刚架和混凝土排架结构的优点，采用混凝土柱加实腹钢梁这一组合结构形式。

本文将以某航空厂房为例，简要介绍该结构的设计要点及注意事项。

2 工程概况某航空发动机修理厂房位于湖南省株洲市，建筑物占地面积6538.89m 2，总建筑面积8513.04m 2，建筑高度为12.71m ，本工程耐火等级为二级，建筑物火灾危险性为丁类。

本工程主厂房为单层厂房，跨度24m+12m+18m ×2，柱距为7.5m ，柱顶标高9.0m 。

厂房内 ~ 轴线区间每跨设一台3吨(跨度16.5m)电动单梁起重机， ~ 轴(24m 跨和12m 跨)厂房柱预留牛腿(考虑每跨设一台3吨电动单梁起重机，跨度分别为22m 和11m)。

混凝土柱-实腹钢梁结构形式的计算和设计1.引言自"门式刚架轻型房屋钢结构技术规程"CECS 102：98公布实施以来，门式刚架结构在我国迅速发展，得到越来越广泛的应用，逐渐成为建筑结构中发展最快的结构类型之一。

它以结构简洁、刚度良好、用钢量省、建设周期短及制作安装方便等一系列优点，深受欢迎。

但出于节约钢结构防火、防腐费用或满足建筑功能方面的考虑，慢慢产生了采用混凝土柱-实腹钢梁这种结构形式的工业厂房。

对于此种结构形式，外形类似门式刚架，但其受力又完全不同于门式刚架。

由于目前尚无相应的规范规定，所以设计者对它的争议很多，实际工程中造成的问题和隐患也不少。

本文通过对混凝土柱-钢梁结构形式的分析，谈谈此种结构设计中容易被忽视的问题及实用的设计方法，供设计人员参考。

2.混凝土柱-实腹钢梁结构的分析2.1结构形式和体系混凝土柱-钢梁结构的形式应用最多是双坡单跨或双坡多跨的形式，如图1所示。

横梁为实腹式焊接工字形钢，一般采用变截面。

计算模型混凝土柱脚刚接，混凝土柱与钢梁可采用铰接，也可采用刚接。

混凝土柱-钢梁这种结构形式规范并没有明文规定，严格的来说，它并不是真正意义的门式刚架。

它更像排架，类似于单层工业厂房混凝土柱加梯形钢屋架或轻型钢屋架的做法。

但它又不同于排架结构，排架结构的计算模型假定屋盖是刚性的，受力后横梁的轴向变形忽略不计。

而混凝土柱-钢梁体系中，横梁轴向变形不能忽略，且梁始终对柱有水平力作用。

2.2 设计时规范的选用由于材料及连接形式的不同，致使这种结构形式的单榀刚架受力截然不同与一般的门式刚架，这类结构已经超出了门规的适用范围，故不能直接采用"门式刚架轻型房屋钢结构技术规程"进行设计。

在进行工程设计时，混凝土部分的计算及构造应采用"混凝土结构设计规范"，钢梁部分根据文献[5]的研究，对于具有轻型屋盖或吊车起重量不大的结构，该部分结构的设计、制作和安装可参照轻钢规程执行，但应进行整体分析，包括抗震分析，以考虑混凝土、钢两部分结构之间内力和位移的影响。

钢筋混凝土单层厂房结构设计钢筋混凝土单层厂房结构设计一、引言随着工业的快速发展，单层厂房成为工业建筑中的重要形式之一。

由于单层厂房具有结构简单、施工方便、空间利用率高等优点，被广泛应用于机械、电子、轻工等行业。

本文将探讨钢筋混凝土单层厂房的结构设计，为相关领域的设计和施工人员提供参考。

二、关键词1、钢筋混凝土2、单层厂房3、结构设计4、承载能力5、跨度6、高度7、厂房柱网8、屋盖体系9、抗震设计三、结构设计原则钢筋混凝土单层厂房的结构设计应遵循以下原则：1、满足生产工艺要求：根据生产工艺流程和设备布置，合理确定厂房的跨度、高度和柱网尺寸，以满足生产需要。

2、确保安全可靠：结构体系应具有足够的承载能力和稳定性，能够承受各种可能的荷载组合，保证厂房在预期使用年限内的安全可靠性。

3、合理经济：在满足安全性和工艺要求的前提下，应尽量优化结构设计，降低工程造价，提高经济效益。

4、符合抗震要求：在地震设防区，结构设计应符合抗震设计规范，确保厂房具有足够的抗震性能。

四、设计方案根据上述结构设计原则，以下是钢筋混凝土单层厂房的结构设计方案：1、厂房跨度和高度：根据生产工艺要求和设备布置，确定厂房跨度为18米，高度为8米。

2、厂房柱网：采用7.2米和18米的柱网布置，以满足生产设备安装和运输要求。

3、屋盖体系：采用钢屋架结构，具有自重轻、施工方便的优点，适合大跨度厂房。

4、墙体结构：采用轻质墙体材料，如空心砖、加气混凝土等，以减轻结构自重，同时满足保温、隔音等性能要求。

5、基础设计：采用钢筋混凝土筏形基础，具有承载力高、稳定性好、施工方便等优点。

6、荷载组合：考虑恒载、活载、风载、雪载等多种荷载组合，进行结构分析和设计。

7、抗震设计：根据地震设防等级和地区地震历史记录，采取相应的抗震措施，如增强结构连接、采用抗震性能好的材料等。

五、总结本文通过对钢筋混凝土单层厂房的结构设计进行分析，提出了相应的设计原则和方案。

通过合理的结构设计和选材，可以保证厂房的安全可靠性、经济性和抗震性能，满足生产工艺要求。