钢筋混凝土单层工业厂房结构设计单层厂房计算书-毕业论文.doc

浙江农林大学土木工程专业课程设计计算书 共 46 页 第53 页
《混凝土结构设计》
课程设计计算书

设计题目钢筋混凝土单层工业厂房结构设计
专业班级 土木工程102
学生姓名 刘成祥
学 号 201008370225
指导教师 张 文 金
完成时间 2013.6.22
成 绩
目录

一、 设计项目……………………………………………………….3
二、 设计资料……………………………………………………….3
三、 计算简图……………………………………………………….5
四、 荷载计算……………………………………………………….6
五、 内力分析 …………………………………………………….10
1、剪力分配系数计算 ………………………………………….10
2、恒荷载作用下的内力分析 ………………………………….11
3、屋面活荷载作用下的内力分析 …………………………….13
4、吊车竖向荷载作用下的内力分析 ………………………….16
5、吊车水平荷载作用下的内力分析 ………………………….22
6、风荷载作用下的内力分析 ………………………………….24
六、 内力组合 …………………………………………………….26
七、 截面设计 …………………………………………………….29
八、 牛腿设计 …………………………………………………….37
九、 基础设计 …………………………………………………….38
十、 附柱、基础施工图 ………………………………………….46

一、 设计项目
某机械加工制作车间。
二、设计资料
1、建设地点：临安市某厂区。
2、自然条件：
1）、基本风压：0.45 KN/m2。
2）、基本雪压：0.45 KN/m2。
3）、屋面均布活荷载标准值：0.5KN/m2。
4）、地质条件：场地土组成情况从上至下依次为：0.8m厚杂填土，重度15KN/m3；1.5m厚粉土，ρc≥10％、重度17KN/m3、承载力特征值fak=140KPa；3.0m厚粉质粘土，e及IL均＜0.85，重度19KN/m3、承载力特征值fak=180KPa。
5）、抗震设防烈度：6度。
3、结构型式：钢筋混凝土排架结构。
4、建筑平面：车间长度为60m，柱距为6 m；车间宽度选用48m，其中AB跨及BC跨尺寸均为24m。
5、建筑剖面：两跨等高排架，室内外高差0.2m，柱牛腿顶标高9.3m，轨道顶标高10.7m，上柱顶标高13.5m。
6、排架柱计算参数：上柱均采用b×h=400mm×400mm矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面几何参数分别为：
A、C列柱： b×h×hf×bw=400mm×900mm×150mm×100mm，A=1.875×105 mm2, I=1.95×1010 mm4, 自重标准值为4.69KN/m；
B列柱： b×h×hf×bw=400mm×1000mm×150mm×100mm，A=1.975×105 mm2, I=2.56×1010 mm4, 自重标准值为4. 94KN/m。
7、吊车系统计算参数：
1）、吊车：两跨均设有两台20/5t软钩电动桥式吊车，工作级别均为A4，其中21m跨度为：桥架跨度Lk=19.5m, 宽度B=5.55m, 轮距K=4.4m, 最大轮压标准值Pmax,k=205KN, 大车质量m1=28t, 小车质量m2=7.5t；24m 跨度为：桥架跨度Lk=22.5m, 宽度B=5.55m, 轮距K=4.4m, 最大轮压标准值Pmax,k=215KN, 大车质量m1=32t, 小车质量m2=7.5t。
2）、吊车梁： 采用预应力钢筋混凝土等截面薄腹吊车梁，梁高1.2m, 自重标准值为44.2KN/根。
3）、轨道：高为0.2m, 轨道及连接件自重标准值为0.8KN/m。
4）、屋盖钢支撑体系：取自重标准值为0.05KN/m2。
8、屋盖构件计算参数：
1）、屋面板：采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，1500mm×6000mm×240mm，板重标准值（含灌缝）为1.4 KN/m2。
2）、屋架： 采用梯形钢屋架，共8个节间，21m跨端部高度为1.99m、跨中央高度为3.04m；24m跨端部高度为1.99m、跨中央高度为3.19m。屋架自重标准值按下式计算：0.12＋0.011L（KN/m2），其中L为屋架跨度，以m计。
3）、钢筋混凝土天沟板：580mm×6000mm×400mm，板重标准值为12.8 KN/块。
9、屋面做法：三毡四油防水层；20mm厚1:3水泥砂浆找平层；250mm厚1:8水泥珍珠岩制品保温层；一毡二油隔气层；20mm厚1:2.5水泥砂浆找平层；预应力钢筋混凝土大型屋面板，板下喷大白浆两道。
10、围护结构：
1）、墙体：370mm厚烧结普通砖砌体，自重标准值取19KN/m3，外清水墙、内喷大白浆两道。
2）、钢窗：上窗1.8m×3.6m、下窗3.6m×3.6m，自重标准值取0.45KN/m2。
11、材料供应：
1）、混凝土强度等级：选用C30。
2）、钢筋：柱内受力纵筋采用HRB335级，柱内箍筋采用HPB300级。
12、环境类别为一类。
3、画出车间平面图及剖面图
见施工图图1-1和1-2
三、计算简图
1、可以从整个厂房中选择具有代表性的排架作为计算单元，计算柱距为6m，其计算简图如下1-3所示:

上柱高：
下柱高：
柱总高：
2、柱截面几何参数，列表如下：
柱
列
上柱
下柱
(mm×mm
A()
I()

A()
I()
A
400×400
1.6×
2.13

1．875
1.95
B
400×400
1.6×
2.13

1．975
2.56
C
400×400
1.6×
2.13

1．875
1.95
四、荷载计算（标准值）
1、恒荷载
1）、屋盖自重
三毡四油防水层
20mm厚1:3水泥砂浆找平层
250mm厚1:8水泥珍珠岩制品保温层
一毡二油隔气层
20mm厚1:2.5水泥砂浆找平层 预应力钢筋混凝土大型屋面板
屋盖钢支撑体系
屋面恒荷载
屋架自重（24m跨）
钢筋混凝土天沟板 12.8 KN/块
故作用于AB、BC跨两端柱顶的屋盖结构自重为：

2）柱自重
边柱A：上柱

下柱

中柱B：上柱

下柱

边柱C：上柱

下柱

3）吊车梁及轨道自重
AB跨：

BC跨：

各恒荷载作用位置如图1-4所示。
图1-4 恒荷载作用位置

2.屋面活荷载
由《荷载规范》查得，屋面均布活荷载标准值0.5，而雪荷载的标准值为0.45，所以仅按屋面活荷载计算。
AB跨：
BC跨：
3.吊车荷载
本车间选用的吊车参数如下： 24m跨：20/5t吊车，工作级别为，吊车梁高为1.2m，B=5.55m，k=4.4m，=215KN，=45KN，G=280KN，g=75KN，；吊车梁与支座影响线如1-5所示。

故作用于排架柱上的吊车竖向荷载分别为：
AB跨(同BC跨)：

作用在每个车轮上的吊车横向水平荷载标准值：
对于20/5t软钩吊车：=0.1，
AB跨（同BC跨）：
4.风荷载
由已知条件可知，基本风压为，风压高度系数按B类地面取。
柱顶：H=13.5+0.2m=13.7m，=1.104
檐口：H=13.5+1.99+0.2=15.69m，=1.155
屋顶：H=13.5+3.19+0.2=16.86m，=1.181

1-6 风荷载体形系数

作用在排架上的风荷载标准值为：

左吹风

=[(0.8+0.4)×1.155×（15.69-13.7）×0.45+（-0.6+0.5）×1.181×（16.86-15.69）×0.45] ×6=7.07KN
右吹风荷载相差很小，故取相同荷载值
风荷载作用示意图如1-7所示。

五、内力分析
本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配系数法进行内力分析。
1、剪力分配系数的计算
1）A列柱（同C列柱）柱顶位移值计算
上柱：
下柱：
n==

查附录9附图9-1得=2.46则

2）B列柱柱顶位移值的计算
上柱：
下柱：

查附录9附图9—1得=2.31,则

3）各柱剪力分配系数

（2）恒荷载作用下的内力分析
恒荷载下排架的计算简图，如下图1—8所示
A列柱：
==294.25×0.05= (逆时针)
=(+)=16.8+49=65.8 KN
=(+)-
=(294.25+16.8)×0.25-49×0.3
=63.06(逆时针)
==45.96KN
B列柱：=+=294.25+294.25=588.5N
=.-.=0（顺时针） =++=49+16.8+49=114.8 KN
=0
==48.4KN
C列柱：==294.25KN
=.=294.25×0.05=14.71（顺时针）
=(+)=16.8+49=68.5 KN
=(+)-.
= (294.25+16.8)×0.25-49×0.3
=63.06
==45.96KN
各柱不动铰支座反力为：
A列柱：n=0.109, =0.3,查附录9附图9-2，9-3 得
=2.14 , =1.13
==14.71/14.0×2.14=2.25KN
==63.06/14.0×1.13=5.09KN
KN(→)
B列柱：n=0.083，=0.3，查附录9附图9-2，9-3可得：=2.32
===0/14.0×2.32=0(→)
C列柱：n=0.109，=0.3，查附录9附图9-2，9-3可得：=2.14 , =1.13
==-14.71/14.0×2.14=-2.25KN(←)
==63.06/14.0×1.13=-5.09KN(←)
KN(←)
所以，排架柱不动铰支座总反力：
KN(←)
各柱柱顶最后剪力为：
KN(→)
KN(←)
KN(←)
恒荷载作用下排架柱弯矩图和轴力图如图1-9所示：
（3）屋面活荷载作用下的内力分析
1）AB跨作用有屋面活荷载时
由屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力：
在A.B柱顶及变截面处引起的弯矩分别为：

各柱不动铰支座反力分别为：
A列柱：n=0.109,=0.3,=2.14 ,=1.13
==1.8/14.0×2.14=0.28KN
==9/14.0×1.13=0.73KN
KN(→)
B列柱：则
===5.4/14.0×2.32=0.89(→)
排架柱不动铰支座总反力：
KN(→)
排架柱最后剪力分别为：
KN(→)
KN(→)
KN(←)
AB跨作用有屋面活荷载时，排架柱的弯矩图和轴力图如下图1-10所示：

2) BC跨作用有屋面活荷载时
由屋面活荷载在每侧柱上产生的压力为
其在B.C柱顶及变截面处弯起的弯矩：

(顺时针 )
(顺时针)
各柱不动铰支座压力分别为：
B列柱：则
==-=5.4/14.0×2.32=-0.89(←)
C列柱：n=0.109,=0.3,=2.14 ,=1.13
==-1.8/14.0×2.14=-0.28KN(←)
==-9/14.0×1.13=-0.73KN(←)

排架柱不动铰支座总反力为：

各柱柱顶最后剪力分别为：
KN(←)
KN(←)
KN(←)
BC跨作用于屋面活荷载时，排架柱的弯矩图和轴力图如下图1-11所示：
（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）
1）AB跨作用于A列柱时
由于吊车竖向荷载，的偏心作用而在柱中引起的弯矩为：
(顺时针 )
（逆时针)
其计算简图如图1-12所示：

各柱不动铰支座反力分别为：
A列柱：n=0.109,=0.3,=1.13
===-124.92/14.0×1.13=-10.08KN(←)
B列柱：n=0.109,=0.3,=1.13
===65.37/14.0×1.13=5.28KN(→)
故排架柱不动铰支座总反力为：
KN(←)
故排架柱柱顶最后剪力分别为：
KN(←)
KN(→)
KN(→)
当AB跨作用于A列柱时，排架柱各柱的内力如图1-13所示：
2）AB跨作用于B列柱左侧时
由于AB跨中吊车竖向荷载，的偏心作用而在柱中引起的弯矩为：
(顺时针)
(逆时针)
其计算简图如图1-14所示：
排架柱柱顶各柱不动铰支座反力分别为：
A列柱：n=0.109,=0.3,=1.13
===-26.15/14.0×1.13=-2.11KN(←)
B列柱：n=0.109,=0.3,=1.13
===312.31/14.0×1.13=25.18KN(→)
所以排架柱不动铰支座总反力为：
KN(→)
故排架柱柱顶最后剪力分别为：
KN(←)
KN(→)
KN(←)
当AB跨作用于B列柱左侧时，排架柱各柱的内力如图1-15所示：

3）BC跨作用于B列柱右侧时
由于BC跨，的偏心作用而在柱中引起的弯矩为：
(顺时针)
(顺时针)
(逆时针)
其计算简图如图1-16所示：

排架柱柱顶各柱不动铰支座反力分别为：
B列柱：n=0.109,=0.3,=1.13
===312.31/14.0×1.13=25.18KN(←)
C列柱：n=0.109,=0.3,=1.13
==26.15/14.0×1.13=2.11KN(→)
所以排架柱不动铰支座总反力为：
KN(←)
故排架柱柱顶最后剪力分别为：
KN(→)
KN(←)
KN(→)
当BC跨作用于B列柱右侧时，排架柱各柱的内力如图1-17所示：
4） BC跨 作用于C列柱时
由于BC跨 与的偏心作用而在柱中引起的弯矩为：
(顺时针 )
(顺时针 )
( 逆时针)
其计算简图如下图1—18所示。
各柱不动铰支座反力分别为：
B列柱：n=0.109,=0.3,=1.13
==-65.37/14.0×1.13=-5.28KN (←)
C列柱： n=0.109,=0.3,=1.13
==124.92/14.0×1.13=10.08KN (→)
所以排架柱不动铰支座总反力为：
KN(→)
故排架柱最后剪力分别为：

KN(←)
KN(←)
KN(→)
当BC跨作用于C列柱时，排架各柱的内力图如下图1-19所示
（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）
1）AB跨作用有横向水平荷载时，
计算简图如下图1-20所示；

各柱不动铰支座反力分别为：
A列柱：，=0.3，， =0.587
KN(←)
B列柱：，=0.3，， =0.559
KN(←)
排架柱顶部动铰支座的总反力：
KN(←)
排架柱顶最后剪力分别为：
KN(←)
KN(←)
KN(→)
排架柱各柱的弯矩图如图1—21所示
2）BC跨作用有横向水平荷载时，
计算简图如下图1-22所示；

各柱不动铰支座反力分别为：
B列柱：，=0.3，， =0.559
KN(←)
C列柱：，=0.3，， =0.587
KN(←)
所以排架柱顶不动铰支座总反力为：
KN(←)
故排架柱顶最后剪力分别为：
KN(→)
KN(←)
KN(←)
排架柱各柱的弯矩图如图1-23所示：

（6）风荷载作用下的内力分析
1）左吹内时，计算简图如图1—24所示
各住不动铰支座反力分为：
A列柱：，=0.3 查附表9附图9—8得 =0.328
KN(←)
C列柱：，=0.3 查附表9附图9—8得 =0.328
KN(←)
排架柱顶不动铰支座的总反力为：
KN(←)
排架柱柱顶剪力分别为：
KN(←)
KN(→)
KN(→)
排架柱的各住弯矩图如图下页图1—24所示。

图1-24 左吹风时计算简图与内力图
2)右吹风时，计算简图如图1—25所示
各柱不动绞支座反力分别为：
A列柱：，=0.3, =0.328
KN(←)
C列柱： ，=0.3, =0.328
KN(←)
排架柱不动铰支座的总反力为：
KN(→)
排架柱顶剪力分别为：
=-=5.46-0.31×23.46=-1.81KN(←)
=-=0-0.38×23.46=-8.91KN(←)
=-=10.93-0.31×23.46=3.66KN(→)

图1-25 右吹风时计算简图与内力图

六、内力组合
不考虑厂房整体空间工作，对A柱进行最不利组合，具体方法何数据间下述两表
内力、
截面
永久荷载
屋面活荷载
吊车荷载
风荷载
作用在AB跨
作用在BC跨
在A柱
在A柱
在AB柱
在C柱
在C柱
在BC柱
左风
右风
项次
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
⑾
Ⅰ-Ⅰ
M
16.12
-0.03
2.47
-36.08
-38.89
2.63
-2.18
27.68
20.45
5.62
-18.1
N
311.05
36
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Ⅱ-Ⅱ
M
-46.94
-9.03
2.47
88.48
-12.74
2.63
-2.18
27.68
20.45
5.62
-18.1
N
360.05
36
0
416.412
87.156
0
0
0
0
0
0
Ⅲ-Ⅲ
M
24.99
-4.87
8.25
-4.66
-103.49
105.04
-7.44
94.24
69.64
182
-141.96
N
406.01
36
0
416.412
87.156
0
0
0
0
0
0

V
7.34
0.421
0.589
-8.59
-9.26
10.14
6.59
-0.52
4.87
29.66
-18.47
7-1 A柱内力标准值汇总表

内力组合/
截面
+与相应N
-与相应N
与相应M
与相应M
组合项
内力
组合项
内力
组合项
内力
组合项
内力
Ⅰ-Ⅰ
M
1.2x①+0.9x1.4x[③+⑧+⑨+⑩]
90.18
(72.34)
1.2x①+0.9x1.4x[②+0.89x（⑤+⑦）+⑥+⑨+⑾]
-78.63
(-61.64)
1.2x①+0.9 x 1.4x②
或1.2x①+0.9x1.4x[②+③+⑧+⑨+⑩]

19.31(16.09)或90.14
(72.31)
1.2x①+0.9x1.4x[⑨+0.89x(⑤+⑦）+ ⑾]
-75.28(-58.98)
N
373.26(311.05)
418.62(347.05)
418.62(311.05)或418.62(347.05)
373.26(311.05)
Ⅱ-Ⅱ
M
1.2x①+0.9x1.4x[③+0.89x(④+⑧)+⑨+⑩]
109.89(84.98)
1.2x①+0.9x1.4x[②+⑦+⑨+⑾]
-119.03
(-96.7)
1.2x①+1.4x0.9x[②+③+⑨+0.89 x(⑧+④)+ ⑩]或1.2x①+0.9x1.4x[③+⑨+⑩+0.89x(④+⑧)]
98.52(75.95)或109.89(84.98)
1.2x①+0.9x1.4x[⑦+⑨+⑾]
-107.65
(-87.67)
N
899.02
(730.66)
477.42
(396.05)
944.38(766.66)或899.02(730.66)
432.06(360.05)
Ⅲ-Ⅲ
M
1.2x①+0.9x1.4x[③+0.89x(④+⑧)+ ⑥+⑩]
502.51(400.01)
1.2x①+0.9x1.4x[②+⑤+⑥+⑾]
-417.77
(-232.77)
1.2x①+1.4x0.9x④u或1.2x①+0.9x1.4x[③+0.89x(④+⑧)+ ⑥ +⑩]或1.2x①+1.4x0.9x（②+⑤+⑥+⑾）
24.12（20.33）或502.51(400.01)
1.2x①+0.9x1.4x[③+⑧+⑨+⑩]
476.19
（79.12）
N
954.18(776.62)
642.39(529.17)

1011.89（822.42）/954.18(776.62)
或642.39
(529.17)
487.212
（406.01）
Ⅲ-Ⅲ
V

49.48
(39.62)

-12.82
(-9.83)

-2.02
(-1.25)

7-2 A柱内力组合表
注：1.表中内力单位，
2.内力组合表括号内的数值为标准值。
七、截面设计
以A柱为例，砼采用C30，纵筋采用HRB335级，箍筋采用HPB235级，
（一） 柱的纵向钢筋计算（采用对称配筋）
（1）上柱
根据内力组合表，经过比较分析，其中最不利内力组合为：
① ②
查表得有吊车厂房排架方向：

1） 按第①组内力计算

,属于大偏心受压构件

则
As=942mm2
最小配筋率计算

2）按第②组内力计算

属于大偏心受压构件。

则
选用
最小配筋率计算
3）垂直于弯矩作用平面承载力验算
有电车厂房柱间支撑时，柱在垂直排架方向的计算长度：
，，

满足要求

（2）下柱：由Ⅱ-Ⅱ及Ⅲ-Ⅲ截面的内力组合选出不利组合：
①502.51 ②476.19 ③24.12
954.18 487.21 1011.89
查表15-8，得有吊车厂房排架方向
1）按第①组内力计算

取，则

,则取

中和轴翼缘内，且属于大偏心受压构件

2）按第②组内力计算

,则取

中和轴在翼像内，且属于大偏心受压构件，则
3） 按第③组内力计算

,则取

中和轴在翼缘内，且属于大偏心受压构件，则

按计算结果并满足构造要求，下柱纵向钢筋选用422，
4）垂直于弯矩作用平面承载力验算

由，查表b-1，

（二）柱内箍筋配置
由于没有考虑地震作用，柱内箍筋一般按构造要求控制，上下柱均采用Φ8@200箍筋，加密区为Φ8@100。
（三）柱的裂缝宽度验算（按《混凝土结构设计规范》规定，，可不进行裂缝宽度验算）
（1）上柱
A柱Ⅰ-Ⅰ截面：

A柱Ⅱ-Ⅱ截面：

上柱裂缝宽度验算:
，

。因该截面为矩形截面，故

则有：
，满足要求。
（2）下柱
A柱Ⅲ-Ⅲ截面：

下柱作裂缝宽度验算：
，

则有：
，满足要求。
（5）柱吊装验算
采用翻身吊，吊点设在牛腿与下柱交接点处，起吊时，硂达到设计强度的100℅，计算简图如图1-27所示

图1-27 柱吊装验算计算简图
（1） 荷载计算
自重线荷载（kN/m）,考虑动力系数1.5，各段荷载标准值分别为：
上柱：
牛腿：
下柱：
（2） 内力分析

由得

所以令得
下柱最大弯矩发生在处

（3）上柱吊装验算
上柱配筋 ，受弯承载力验算

，满足要求
裂缝宽度验算

，满足要求
（4）下柱吊装验算
，受弯承载力验算

裂缝宽度不需要验算。
八、牛腿设计
（1）牛腿几何尺寸的确定
牛腿截面宽度与柱宽度相等为，若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离为，吊车梁轴线到柱外侧的距离为，则牛腿顶面的长度为，牛腿外缘高度，牛腿的截面高度为，牛腿的几何尺寸如图1-26所示。

（2）牛腿高度验算：
作用于牛腿顶部按荷载组合标准值计算的竖向力值
牛腿顶部按荷载标准组合计算的水平拉力值
牛腿截面有效高度
竖向力作用点位于下柱截面内

满足要求。
（3）牛腿的配筋
由于吊车垂直荷载作用下，柱截面内，即，故该牛腿可按构造要求配筋，纵向钢筋取，箍筋取
（4） 牛腿局部受压验算
，满足要求
九、柱下基础设计
以A柱基础为例基础形式采用柱下独立基础形式，基础下采用垫层C20混凝土厚度为100mm。预制柱和基础之间采用C20细石混凝土填充。
（一） 按构造要求确定基础高度尺寸。（见图）
前面确定了预制柱插入基础的深度为，柱底留50的间隙用C30细石混凝土填充，。根据表基础杯底厚度，杯壁厚度（满足基础梁支撑宽度要求）。则基础的高度为：,可以满足设计的要求。杯壁高度按台阶下面的基础抗冲切条件确定，应尽量使得大一些以减少混凝土的用量。基础地面尺寸按地基基础承载力条件确定。不要选择过大，基础的构造如图所示。
（二） 柱底截面不利内力选择
1、进行基础设计时候选用以下三组按荷载标准组合确定的最不利。
（1）
（2）
（3）
2、进行基础设计时候选用以下三组按荷载设计组合确定的最不利。
（1）
（2）
（3）
（三）基础底面尺寸确定
１、地基承载力特征值确定
根据设计任务书地基持力层承载力特征值，按地基基础设计规范的要求，需要进行跨度和深度的修正。由于基础宽度较小(一般小于3)。故仅仅考虑基础埋深的修正，经修正后的地基承载力特征值为：

2、 换算到基础底面的弯矩和轴向力标准值
由维护墙和基础梁传得基础顶面的永久荷载值：对基础中心线的偏心弯矩为：（见图）
传到基础底面的弯矩和轴力标准值为：

３、按地基承载力确定基础底面尺寸
先按第三组内利标准值计算基础底面尺寸。
基础的平均埋深：
按中心受压确定基础底面面积；

以上是最初步估计的基础底面尺寸，必须进行地基承载力验算。
基础底面面积：
基础底面的抵抗弯矩：
基础和回填土的平均重力：

所以第三组内力满足要求。
对第二组内力进行验算：

所以第二组内力满足要求。
对第一组内力进行验算：

所以第一组内力满足要求。
（四） 基础设计
1、 上部结构产生的基础底面内力设计值：

在这三组内力下，地基净反力的计算：
第一组：　

第二组　

第三组　

由于应重新计算。
2、 基础抗冲切承载力验算
冲切承载力按第三组荷载作用下，地基最大净反力。初步确定杯壁高度（见图）
因壁厚，小于杯壁高度，说明上阶低落早冲切破坏锥体以内，故仅需对台阶以下进行冲切承载力验算（见图）

基础下设有垫层时候，混凝土保护层的厚度取35。冲切破坏锥体的有效高度为：

冲切破坏锥体的最不利一侧上边长：
冲切破坏锥体的最不利一侧下边长：

所以抗冲切力满足要求。
3、 基础底板配筋计算
（1） 沿基础边长方向钢筋计算，分别按柱边（1-1截面），变阶处（2-2截面）两个鸡面计算。所以选择的地基尽反力按第二组作用下，地基最大的净反力验算。，
相应位置的地基净反力计算：

按选择钢筋，该方向的钢筋直径用，单根钢筋面积200.96。
钢筋总根数：根，钢筋间距：。
该方向的配筋为：共14根。
（2） 沿短边方向的钢筋计算
沿短边方向钢筋计算，分别按柱边（3-3截面），变阶处（4-4截面）两个截面计算。所选择的地基 净反力按三组和荷载作用下，地基最大的平均净反力计算
配18根
柱下基础配筋如图所示，由于基础长边方向大于3米，因此该方向上的钢筋可以截断10% ，并交错布置，钢筋可用统一编号。
十、绘制施工图
1、绘制车间建筑平面及剖面示意图，详见施工图。
2、绘制柱配筋图和模板图，详见施工图。

《混 凝 土 结 构 设 计》

课 程 设 计 任 务 书

设计题目：钢筋混凝土单层工业厂房结构设计

浙江农林大学天目学院
结构工程教研室
指导教师：张文金
2012年6月

钢筋混凝土单层工业厂房结构设计
一、设计项目
某机械加工制作车间。
二、设计资料
1、建设地点：临安市某厂区。
2、自然条件：
1）、基本风压：0.45 KN/m2。
2）、基本雪压：0.45 KN/m2。
3）、屋面均布活荷载标准值：0.5KN/m2。
4）、地质条件：场地土组成情况从上至下依次为：0.8m厚杂填土，重度15KN/m3；1.5m厚粉土，ρc≥10％、重度17KN/m3、承载力特征值fak=140KPa；3.0m厚粉质粘土，e及IL均＜0.85，重度19KN/m3、承载力特征值fak=180KPa。
5）、抗震设防烈度：6度。
3、结构型式：钢筋混凝土排架结构。
4、建筑平面：车间长度为60m，柱距为6 m；车间宽度可选用42m、45m、48m三种，其中AB跨及BC跨尺寸详见附表。
5、建筑剖面：两跨等高排架，室内外高差0.2m，柱牛腿顶标高9.3m，轨道顶标高10.7m，上柱顶标高13.5m。
6、排架柱计算参数：上柱均采用b×h=400mm×400mm矩形截面，下柱均采用工字形截面，下柱的截面几何参数分别为：
A、C列柱： b×h×hf×bw=400mm×900mm×150mm×100mm，A=1.875×105 mm2, I=1.95×1010 mm4, 自重标准值为4.69KN/m；
B列柱： b×h×hf×bw=400mm×1000mm×150mm×100mm，A=1.975×105 mm2, I=2.56×1010 mm4, 自重标准值为4. 94KN/m。
7、吊车系统计算参数：
1）、吊车：两跨均设有两台20/5t软钩电动桥式吊车，工作级别均为A4，其中21m跨度为：桥架跨度Lk=19.5m, 宽度B=5.55m, 轮距K=4.4m, 最大轮压标准值Pmax,k=205KN, 大车质量m1=28t, 小车质量m2=7.5t；24m 跨度为：桥架跨度Lk=22.5m, 宽度B=5.55m, 轮距K=4.4m, 最大轮压标准值Pmax,k=215KN, 大车质量m1=32t, 小车质量m2=7.5t。
2）、吊车梁： 采用预应力钢筋混凝土等截面薄腹吊车梁，梁高1.2m, 自重标准值为44.2KN/根。
3）、轨道：高为0.2m, 轨道及连接件自重标准值为0.8KN/m。
4）、屋盖钢支撑体系：取自重标准值为0.05KN/m2。
8、屋盖构件计算参数：
1）、屋面板：采用预应力钢筋混凝土大型屋面板，1500mm×6000mm×240mm，板重标准值（含灌缝）为1.4 KN/m2。
2）、屋架： 采用梯形钢屋架，共8个节间，21m跨端部高度为1.99m、跨中央高度为3.04m；24m跨端部高度为1.99m、跨中央高度为3.19m。屋架自重标准值按下式计算：0.12＋0.011L（KN/m2），其中L为屋架跨度，以m计。
3）、钢筋混凝土天沟板：580mm×6000mm×400mm，板重标准值为12.8 KN/块。
9、屋面做法：三毡四油防水层；20mm厚1:3水泥砂浆找平层；250mm厚1:8水泥珍珠岩制品保温层；一毡二油隔气层；20mm厚1:2.5水泥砂浆找平层；预应力钢筋混凝土大型屋面板，板下喷大白浆两道。
10、围护结构：
1）、墙体：370mm厚烧结普通砖砌体，自重标准值取19KN/m3，外清水墙、内喷大白浆两道。
2）、钢窗：上窗1.8m×3.6m、下窗3.6m×3.6m，自重标准值取0.45KN/m2。
11、材料供应：
1）、混凝土强度等级：可选用C25、C30、C35三种，详见附表。
2）、钢筋：柱内受力纵筋采用HRB335级，柱内箍筋采用HPB235级。
12、环境类别为一类。
三、设计内容
1、计算部分：
1）、完成一榀排架的内力计算；
2）、对AB跨边柱进行配筋计算和施工验算；
3）、AB跨边柱牛腿设计计算；
4）、AB跨边柱基础配筋计算。
2、绘图部分：
1）、根据所给条件，绘出车间建筑平面（1:400）及剖面（1:200）示意图；
2）、绘制AB跨边柱模板图（1:100）；
3）、绘制AB跨边柱配筋图（含牛腿配筋，1:100，1:20）；
4）、绘制AB跨边