混凝土单层工业厂房课程设计混凝土课程设计设计名称单层工业厂房设计专业班级土131学号139044437姓名陈超指导老师于峰日期2016年6月29日建筑工程学院土木系制目录一、设计资料- 6 -二、梁柱的结构布置- 6 -三、排架结构计算- 11 -四、荷载计算- 12 -五、内力分析- 17 -六、最不利内力组合- 34 -七、排架柱的设计- 43 -八、基础设计- 53 -一、设计资料1.平面和剖面本车间为两跨等高厂房，车间面积为3024m2，车间长度72m。

AB跨有两台30/5tA4级软钩吊车，BC跨有两台10tA5级软钩吊车，轨顶、柱顶标高和跨度见图。

车间平面、剖面如下。

2.建筑构造屋盖：三毡四油上铺绿豆砂小石子（防水层）25mm厚水泥砂浆（找平层）100mm厚水泥蛭石砂浆（保温层）大型预制预应力混凝土屋面板围护结构：240mm厚普通砖墙门窗：钢门窗，窗宽4.2m3.自然条件⁄基本风压：0.35kN m2⁄基本雪压：0.20kN m24.材料混凝土：柱采用C25或C30。

钢筋：HPB300级、HRB335级、HRB400级各种直径的钢筋。

5.部分构件自重- 7 -- 8 -地基承载力特征值 f a=240kN m2⁄（已修正）单层工业厂房设计时，屋架对上部柱的偏心距取为20mm。

构件使用环境为一类。

室外地面标高为-0.450m。

二、梁柱的结构布置1.排架柱尺寸的选定由图可知：AB跨轨顶标高＋11.45m，BC跨轨顶标高11.15m，AB跨屋架顶标高17.95m，BC跨屋架顶标高18.1m柱全高 H=15.20m，上柱高度 H u=4.20m，下柱高度 H l=11.00m。

上柱与全柱高的比值 λ=H uH = 4.2015.20=0.276。

边柱A、C：上柱：□ b×ℎ=500×500mm下柱：I b×ℎ×b i×ℎi=500×1000×120×200mm 中柱B：上柱：□ b×ℎ=500×600mm下柱：I b×ℎ×b i×ℎi=500×1200×120×200mm I字形截面其余尺寸如下图所示。

- 9 -- 10 -2. 上下柱截面惯性矩及其比值. 1) 排架平面内 边柱上柱：I u =112×500×5003=5.208×109mm 4下柱：I l =112×500×10003−112×380×5503−2×12×380×25×(275+253)2=3.564×1010mm 4 中柱上柱： I u =112×500×6003=9.0×109mm 4下柱：I l =112×500×12003−112×380×7503−2×12×380×25×(375+253)2=5.724×1010mm 4 2) 排架平面外 边柱上柱：I u =112×500×5003=5.208×109mm 4下柱：I l =2×112×200×5003+112×550×1203+2×12×380×25×(60+1903)2=4.319×109mm 4中柱上柱：I u =112×600×5003=6.25×109mm 4- 11 -下柱：I l =2×112×200×5003+112×750×1203+2×12×380×25×(60+1903)2=4.348×109mm 4三、 排架结构计算1. 计算简图2. 柱的计算参数柱的计算参数表四、荷载计算1.恒载1)屋盖自重⁄预应力混凝土大型屋面板 1.2×1.4=1.68kN m2⁄25mm水泥砂浆找平层 1.2×20×0.025=0.6kN m2⁄100mm水泥蛭石砂浆保温层 1.2×6×0.1=0.72kN m2⁄三毡四油上铺绿豆砂小石子防水层 1.2×0.4=0.48kN m2小计⁄3.48kN m2天沟板 1.2×1.91×6×2=27.50kN 屋架自重 1.2×112.75=135.30kN 则作用于柱顶的屋盖结构自重：AB跨：G A=0.5×(3.48×6×21+27.5+135.3)=300.64kN BC跨：G1=0.5×(3.48×6×24+27.5+135.3)=331.96kN- 12 -- 13 -G 1A +G 1C =331.96+300.64=632.60kN2) 柱自重A 、C 轴上柱：G 2A =G 2C =γG g k H u =1.2×6.25×4.2=31.5kN 下柱：G 3A =G 3C =γG g k H u =1.2×7.04×11.0=92.928kNB 轴上柱：G 2B =1.2×7.5×4.2=37.8kN 下柱：G 3B = 1.2×7.64×11.0=100.848kN 3) 吊车梁及轨道自重G 4=1.2×(40.8+0.8×6.0)=54.72kN各项永久荷载及其作用位置见下图2. 屋面活荷载由《荷载规范》查得屋面活荷载标准值为0.5kN m 2⁄（因屋面活活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载）。

Q AB=1.4×0.5×6×21×0.5=44.10kNQ BC=1.4×0.5×6×24×0.5=50.40kN活荷载作用位置于屋盖自重作用位置相同，如上图所示。

3.吊车荷载本车间选用的吊车主要参数如下：AB跨：30t/5t吊车，中级工作制，吊车梁高1.2m。

B=6.15m K=4.8mP max,k=280kN P min,k=65kNG1,k=365kN G2,k=117kNBC跨：10t吊车，中级工作制，吊车梁高0.9m。

B=5.55m K=4.4mP max,k=125kN P min,k=47kNG1,k=224kN G2,k=38kN吊车梁的支座反力影响线如下所示。

故作用于排架柱上的吊车竖向荷载分别为：AB跨：D max=γQβP max,k∑y i=1.4×0.9×280×(1+0.775+0.2)=696.78kND min=γQβP min,k∑y i=1.4×0.9×65×(1+0.775+0.2)=161.75kN- 14 -BC跨：D max=γQβP max,k∑y i=1.4×0.9×125×(1+0.775+0.808)=296.57kN D min=γQβP min,k∑y i=1.4×0.9×47×(1+0.775+0.808)=111.51kN 由于作用在每一个轮子上的吊车横向水平荷载标准值为：T k=14α(G2,k+Q g)对于10t的软钩吊车：α=0.12，T k=14×0.12×(38+ 10×10)=4.14kN。

对于30/5t的软钩吊车：α=0.10，T k=14×0.10×(117+ 30×10)=10.43kN。

故作用在排架柱上的吊车水平荷载分别为：AB跨：T max=D max T kP max,k =696.78×10.43280=25.96kNBC跨：T max=D max T kP max,k =296.57×4.14125=8.93kN4.风荷载该地区基本风压为ω0=0.35kN m2⁄，风压高度变化系数按B类地面粗糙度取。

柱顶至室外地面的高度为14.70m，查得 μz=1.1316檐口至室外地面的高度为17.35m，查得 μz=1.182风荷载标准值为：- 15 -ω1=μs1μzω0=0.8×1.1316×0.35=0.3168kPaω2=μs2μzω0=0.4×1.1316×0.35=0.1584kPa则作用在排架计算简图的风荷载设计值为：⁄q1=γQω1B=1.4×0.3168×6=2.6611kN m⁄q2=γQω2B=1.4×0.1584×6=1.3306kN mAF w=γQμzβzω0B[(μs1+μs2)ℎ1+(μs3+μs4)ℎ2]=10.686kN 风荷载作用下的计算简图如下图所示。

- 16 -五、内力分析1.剪力分配系数μ的计算λ=H uH ，n=I uI l，C0=31+λ(1n⁄−1)，δi=H3C0E c I li，μ=1δi⁄∑1δi⁄剪力分配系数计算2.永久荷载1)屋盖自重作用将屋盖自重荷载简化为图6（a）其中G1C=331.96kN，G1A=300.64kN，G1B=G1A＋G1C=632.60kN。

M1A= G1A e1=300.64×0.02=6.01 kN·mM1C=G1C e1=-331.96×0.02=-6.64kN·m- 17 -- 18 -M 1B =M 1A +M 1C =6.01-6.64=-0.63 kN·m M 2A =G 1e 2=300.64×0.25=75.16 kN·m M 2C =G 1e 2=331.96×0.25=82.99kN·m M 2B =M 1B =-0.63kN·m由A 、C 柱：n=0.146，λ=0.276，查表或计算得，对C 柱：对A 柱：查表或计算得，，对C 柱：对A 柱：则R C =R 1C +R 2C =-0.655-6.737=-7.392kN(←), R A =R 1A +R 2A =0.593＋6.102=6.695kN(→) B 柱：n=0.157,λ=0.276,算得C1=2.352,C3=1.089 由M 2B =M 1B 得：R B =O在R 与M 1、M 2共同作用下，可以作出排架的弯矩图、轴力图（b ）、(c)，如下图6所示。