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。

1B C1800180060060060060060060060060060060024365789121110EA=EA=1010036009001000B柱A柱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：.8kN3718/2m6mkN/m5.04.121=⨯⨯⨯=Q1Q的作用位置与1G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=⨯⨯=qBh 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kN33.22011==GG;76.08kN17.28kNkN8.58432=+=+=AGGGkN58.3653==AGG;.66kN440kN33.2202214=⨯==GGkN53.3856==BGG;143.52kN58.8kN2kN92.252345=⨯+===GGGBm11.02kNm05.0kN33.220111⋅=⨯==eGM33412)(eGeGGMA-+=m41.76kN0.3m58.8kN-0.25m17.28)kN33.220(⋅=⨯⨯+=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iR可根据相应公式计算。

对于A，C柱109.0=n，356.0=λ则：)(39.6C←-=R()→==+=kN 31.110.1m12A 11A A C H C H R 对于B 柱281.0=n ,356.0=λ，则781.111111123321=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛--⋅=n n C λλ()→≈⨯⋅==kN 00.110.11.781m kN 67.511B B C H M R)( 2.31kN 1.00kN kN 31.1B A →=+=+=R R R将R 反作用于柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与相应的柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用于A B 跨时的柱顶剪力，即)( 0.67kN kN 31.2277.0kN 31.1A A A →=⨯-=-=R R V η)( 0.03kN kN 31.2446.0kN 00.1B B B →-=⨯-=-=R R V η )( kN 64.0kN 31.2277.0C C ←-=⨯-==R V η排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图7b ，c 所示。

CBQ 4Q 1M 2AM 1A M 1B0.52C0.640.674.58B6.468.931.892.305.985.785.67BC++37.837.837.837.8+B37.837.8+C6.4637.8BCM 1BM 1C M 2CQ 1Q 137.85.980.034.580.64CB0.678.931.892.305.780.525.67CBT maxT maxCB10.569.72119.575.21142.0917.7523.6566.366.5719.1316.9图15m ax T 作用于AB 跨时排架内力图(6)m ax T 作用于BC 跨柱由于结构对称及吊车吨位相等，故排架内力计算与m ax T 作用AB 跨情况相同，仅需将A 柱与C 柱的内力对换，如图16所示。

CBT maxT max BC16.910.569.72119.5723.6517.755.21142.0919.136.5766.36注：单位()，单位，单位。

14 / 28kN )，N单位kN，V单位kN。

注：M单位(m15 / 2816 / 28注：M 单位(m kN ⋅)，N 单位kN ，V 单位kN 。

注：单位()，单位，单位17 / 2818 / 28注：M 单位(m kN ⋅)，N 单位kN ，V 单位kN 。

kN⋅)，N单位kN，V单位kN。

注：M单位(mkN⋅)，N单位kN，V单位kN。

注：M单位(m表11 1.35恒载+0.7⨯1.4⨯屋面活荷载+0.7⨯1.4⨯吊车竖向荷载19 / 28注：M单位()，单位，单位。

20 / 2821 / 28kN )，N单位kN，V单位kN注：M单位(m22 / 2823 / 28六、 柱截面设计 以A 柱为例。

混凝土强度等级为30C ,2c mm /N 3.14=f ，2tk mm /N 01.2=f ；采用HRB400级钢筋，2y y mm /N 360='=f f ，518.0=b ξ。

上、下柱均采用对称配筋。

1．上柱配筋计算。

上柱截面共有4组内力。

取360m m 40m m -m m 4000==h1066.67kN 0.518360m m m m 400N/m m 3.140.12b 0c 1b =⨯⨯⨯⨯==ξαbh f N而I -I 截面的内力均小于b N ，则都属于大偏心受压， 所以选取偏心距较大的一组内力作为最不利内力。

即取 M =78.783m kN ⋅,N = 237.61kN ； 吊车厂房排架方向上柱的计算长度7.2m m 6.320=⨯=l 。

附加偏心矩a e 取20mm （大于mm/30400）mm332N 10237.6mm N 10783.78360=⨯⋅⨯==N M e ， 352m m 20m m m m 3320i =+=+=a e e e518400mm mm 72000>==h l应考虑偏心距增大系数η。

.181.4237610N m m 40014.3N/m m 0.55.0222c 1>=⨯⨯==N A f ξ， 取0.11=ξ 97.0)400mm mm 7200(01.015.101.015.102=⨯-=-=h l ξ230.197.00.1400mm 7200360mm mm 352140011140011221200i =⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ξξηh l h e mm54.414003.140.1237610c 1=⨯⨯==b f N x αm m 48.1860b =<h x ξ 且 mm 802='<a xm m 96.2722400m m m m 352230.12i =-⨯='+-='a h e e η()()220y s mm 56340mm mm 360mm 360mm 96.272237610=-⨯⨯='-'='=N N a h f e N A A s S选318()2mm763=sA，则%2.0%48.0400m m 400m m m m 7632>=⨯==bh A s ρ 满足要求。

而垂直于排架方向柱的计算长度4.50m 6.325.10=⨯=l ，则24 / 2825.11mm4004500mm0==b l ，961.0=ϕ（内插）()()2mm 763mm N 360400mm mm 400mm N 3.14961.09.09.0222y c u ⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=''+=sA f A f N ϕkN 771.293kN 03.2454max =>=N满足弯矩作用平面外的承载力要求。

2.下柱配筋计算 取860m m40m m m m 9000=-=h与上柱分析方法类似。

()b 0c 1f f c 1b ξααbh f h b b f N +'-'=()1280.536kN 0.518860mm mm 100mm N 14.31.0 mm150100mm mm 400mm N 3.140.122=⨯⨯⨯⨯+⨯-⨯⨯=而I I -I I ，I I I -II I 截面的内力均小于b N ，则都属于大偏心受压。

所以选取偏心距0e 最大的一组内力作为最不利内力。

按m kN 473.278⋅=M，kN 99.332=N 计算 下柱计算长度取m 5.60.10==l H l ，附加偏心距m m 30m m 900==a e （大于20mm ）。

mm 100=b ，m m 400f ='b ，m m 150f ='hm m34.896332990N m m N 10473.29860=⋅⨯==N M e 926.34m m39m m m m 34.8960i ===+=a e e e15522.7900mm00mm650<>==h l 应考虑偏心距增大系数η且取0.12=ξ()[]Nmm N A f 332990150100m m 400m m 2900m m m m 100m m N 3.145.05.02c 1⨯-⨯+⨯⨯⨯==ξ0.1865.3>= , 取0.11=ξ035.10.10.1900mm 6500mm 860mm 34.926140011140011221200i =⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+=⎪⎭⎫⎝⎛+=ξξηh l h e 958.76m mm m 34.92605.1i =⨯=e η先假定中和轴位于翼缘内，则m m 15022.58m m 400m m 3.140.1332990f 2f c 1='<=⨯⨯='=h N N b f N x α即中和轴过翼缘 且mm 802='<sx α()()a h f a h e N A A ss '-'+-='=∴0y i 2η25 / 28()()mm619400mm mm 860mm N 36040mm 450mm mm 76.9583329902=-⨯+-⨯=N选用418)mm 1018(2=s A 垂直于弯矩作用面的承载力计算：m m 520065008.08.00=⨯==l H l 25mm10875.1⨯=A ，48y mm 1038.195⨯=Imm 804.322101.8751038.19558y=⨯⨯==A I i2810.16mm804.322mm 52000<==i l 0.1=ϕ 3．柱箍筋配置 由内力组合表kN 656.50max =V ，相应的kN 01.367=N ，m kN 351.294⋅=M验算截面尺寸是否满足要求。