单层工业厂房独立基础 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】目录第1章、混凝土结构课程设计单层工业厂房设计计算书1.1、设计条件1.1.1、平面与剖面某双跨等高机修车间，厂房长度72m，柱距为6m，不设天窗。

厂房跨度为18m，车间面积为2644.07 ,其中AB跨设有两台10t桥式吊车；BC跨设有两台32/5t桥式吊车。

吊车采用大连起重机厂的桥式吊车,吊车工作级别A4-A5，轨顶标高AB跨为8.7m，BC跨为9m，柱顶标高为11.8m。

1.1.2、建筑构造屋盖防水层：APP防水卷材找平层：25mm水泥砂浆保温层：100mm水泥蛭石砂浆屋面板：大型预应力屋面板围护结构240mm 普通砖墙，采用 和M5混合砂浆门窗低窗：4.2m ×4.8m高窗：4.2m ×2.4m门洞：5.6m ×6.0m1.1.3、自然条件建设地点：衡阳市郊，无抗震设防要求基本风压：0.402/m kN基本雪压：0.352/m kN建筑场地：粉质粘土地下水位：低于自然地面3m修正后地基承载力特征值：2502kN m/1.1.4、材料混凝土：基础采用C25，柱采用C30钢筋：HPB235级、HRB335级、HRB400级各种直径钢筋1.2、设计要求1.2.1、分析厂房排架，设计柱、基础，整理计算书一份1.2.2、绘制结构施工图一套1.3、设计期限1.3.1、两周1.4、参考资料1.4.1、混凝土结构设计规范GB50010-20021.4.2、建筑结构荷载规范GB50009-20011.4.3、建筑地基基础设计规范GB50007-20021.4.4、混凝土结构构造手册1.4.5、国家建筑标准设计图集08G118第2章、混凝土结构课程设计单层工业厂房设计计算书2.1、设计条件2.1.1、平面与剖面某双跨等高机修车间，厂房长度72m，柱距为6m，不设天窗。

厂房跨度为18m，车间面积为2644.07 ,其中AB跨设有两台10t桥式吊车；BC跨设有两台32/5t桥式吊车。

吊车采用大连起重机厂的桥式吊车,吊车工作级别A4-A5，轨顶标高AB跨为8.7m，BC跨为9m，柱顶标高为11.8m。

厂房剖面图如下2.1.2、建筑构造屋盖防水层：APP防水卷材找平层：25mm水泥砂浆保温层：100mm水泥蛭石砂浆屋面板：大型预应力屋面板围护结构240mm普通砖墙，采用和M5混合砂浆门窗低窗：4.2m×4.8m高窗：4.2m×2.4m门洞：5.6m×6.0m2.1.3、自然条件建设地点：XX市郊，无抗震设防要求基本风压：0.402kN/m基本雪压：0.352kN/m建筑场地：粉质粘土地下水位：低于自然地面3m修正后地基承载力特征值：2502kN m/2.1.4、材料混凝土：基础采用C25，柱采用C30钢筋：HPB235级、HRB335级、HRB400级各种直径钢筋2.2、设计要求2.2.1、分析厂房排架，设计柱、基础，整理计算书一份2.2.2、绘制结构施工图一套2.3、结构构件选型及柱截面尺寸确定2.3.1、主要构件选型表2.3.2、柱截面尺寸已知柱顶标高为11.8m，室内地面至基础顶面距离为0.5m，则柱总高度H=11.8+0.5=12.3m，柱截面尺寸及相应的计算参数如下2.3.3计算单元本车间为机修车间，工艺无特殊要求，结构布置均匀，选取一榀排架进行计算，计算见图和计算单元如下图2.4、荷载计算2.4.1、恒载2.4.1.1、屋盖结构自重APP 防水卷材0.352/m kN25mm 水泥砂浆找平层0.42/m kN100mm 水泥蛭石保温层0.52/m kN1.5m ×6m 预应力混凝土屋面板1.52/m kN屋面支撑及吊管自重0.152/m kN2.852/m kN屋架自重：AB 、BC 跨YWJ18-2-Aa 68.2kN/榀则作用于柱顶的屋盖结构荷载设计值为kN G 6.225)85.21865.02.685.0(2.11=⨯⨯⨯+⨯⨯=2.4.1.2、吊车梁及轨道荷载设计值AB 跨：kN G 6.39)8.062.28(2.13=⨯+⨯=BC 跨：kN G 96.60)8.0646(2.1'3=⨯+⨯=2.4.1.3、柱自重荷载设计值A 柱上柱：kN G A 16.208.162.14=⨯=A 柱下柱：kN G A 2.43362.15=⨯=B 柱上柱：kN G B 8.375.312.14=⨯=B 柱下柱：kN G B 4.74622.15=⨯=C 柱上柱：kN G C 16.208.162.14=⨯=C 柱下柱：kN G C 6.45382.15=⨯=各项恒载作用位置如下图2.4.2、屋面活荷载屋面活荷载标准值为0.52/m kN ，雪荷载标准值为0.352/m kN ，故仅按屋面活荷载计算，则作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：kN Q 8.37211865.04.11=⨯⨯⨯⨯=，作用位置与1G 相同 2.4.3、风荷载风荷载标准值按0ωμμβωz s z k =计算，其中z z m kN μβω,0.1,/4.020==根据厂房各部分标高及B 类地面粗糙度表确定如下柱顶：H=11.8m ，050.1=z μ檐口：H=13.45m ，097.1=z μ屋顶：H=14.745m ，133.1=z μ风荷载体型系数s μ如图所示排架迎风面、背风面风荷载标准值为2011/336.04.005.18.00.1m kN z s z k =⨯⨯⨯==ωμμβω 2022/168.04.005.14.00.1m kN z s z k =⨯⨯⨯==ωμμβω 则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为1 1.40.3366 2.82/q kN m =⨯⨯=2 1.40.1686 1.41/q kN m =⨯⨯=()()()()12134201.40.80.4 1.097 1.650.60.5 1.133 1.295 1.00.466.81w Q s s z s s z z F h h BkNγμμμμμμβω=+++⎡⎤⎣⎦=⨯+⨯⨯+-+⨯⨯⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦=2.4.4、吊车荷载2.4.4.1、吊车主要参数AB跨10t吊车、中级工作制吊车，吊车梁高900mm，B=6040mm,K=5000mm,G=140kN,g=23.03kN,max 94P kN=,min 31P kN=BC跨30/5t吊车、中级工作制吊车，吊车梁高1200mm，B=6474mm，K=4650mm,G=321.2kN,g=108.77kN,max 262P kN=,min 58.5P kN=2.4.4.2、吊车竖向荷载AB跨max max,0.9 1.494(10.8270.167)236.17Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++= min min,0.9 1.431(10.8270.167)77.89Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++=BC 跨max max,0.9 1.4262(10.6960.225)643.16Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++= min min,0.9 1.458.5(10.6960.225)141.6Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++=2.4.4.3、吊车横向水平荷载AB 跨max 11()0.120.9 1.4(10023.03) 1.9949.2744Q i T Q g y kN αβγ=+∑=⨯⨯⨯⨯+⨯=BC 跨max 11()0.120.9 1.4(300108.77) 1.92124.7444Q i T Q g y kN αβγ=+∑=⨯⨯⨯⨯+⨯=2.5、排架内力分析该厂房为两跨等高厂房，可以用剪力分配法进行排架内力分析柱剪力分配系数2.5.1、恒载作用下排架内力分析A 柱1123435111214233225.639.620.1659.7643.2225.60.0511.28()(225.620.16)0.239.60.3535.29A A A A A G G kNG G G kNG G kN M G e kN mM G G e G e kN m===+=+=====⨯=⋅=+-=+⨯-⨯=⋅B 柱41'5433651'23322225.6451.2138.3674.40(39.660.96)0.7516.02B B B B G G kNG G G G kNG G kN M M G e G e kN m ==⨯==++=====-=-⨯=-⋅C 柱71'84395171234145225.620.1660.9681.1245.6225.60.0511.28()60.690.3(225.620.16)0.543.15C C C C C G G kNG G G kNG G kNM G e kN mM G e G G e kN m ===+=+=====-⨯=-⋅=-+=⨯-+⨯=-⋅由于排架为对称结构，故各柱按柱顶为不动铰支座计算内力，柱顶不动铰支座反力i R 分别为A 柱22133312130.15,0.34111(1)3312.032, 1.08211221(1)1(1)11.28 2.03235.29 1.082 3.32()12.3A A A n n C C n nM M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==→ B 柱221333230.157,0.34111(1)3312.000, 1.09311221(1)1(1)16.02 1.093 1.42()12.3B B n nC C n nM R C kN H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯===← C 柱22133312130.109,0.34111(1)3312.209, 1.00111221(1)1(1)11.28 2.20943.15 1.001 5.54()12.3C C C n n C C n nM M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==← 排架柱顶不动铰支座总反力为5.54 1.42 3.32 3.64()B C A R R R R kN =+-=+-=←各柱柱顶最后剪力分别为3.320.161 3.64 3.91()1.420.638 3.640.90()5.540.201 3.64 4.81()0A A A B B B C C C i A B C V R R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=--⨯=-→=-=-⨯=-→=-=-⨯=←∑=++=2.5.2、屋面活荷载作用下排架内力分析2.5.2.1、AB 跨作用屋面活荷载排架计算简图如图所示，其中137.8Q kN =其在A 、B 柱柱顶及变阶处引起的力矩为137.80.05 1.89A M kN m =⨯=⋅237.80.27.56A M kN m =⨯=⋅137.80.15 5.67B M kN m =⨯=⋅20B M =A 柱22133312130.15,0.34111(1)3312.032, 1.08211221(1)1(1)1.89 2.0327.56 1.0820.98()12.3A A A n n C C n nM M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==→ B 柱221333230.157,0.34111(1)3312.000, 1.09311221(1)1(1)5.6720.92()12.3B B n nC C n nM R C kN H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯===→ 则排架柱顶不动铰支座总反力为0.980.92 1.9()A B R R R kN =+=+=→将R 反向作用于排架柱顶，可得屋面活荷载作用于AB 跨时的柱顶剪力 0.980.169 1.90.674()0.920.638 1.90.292()0.201 1.90.382()0A A A B B B C C i A B C V R R kN V R R kN V R kN V V V V ηηη=-=-⨯=→=-=-⨯=-←=-=-⨯=-←∑=++=排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-92.5.2.2、BC 跨作用屋面活荷载排架计算简图如图所示，其中137.8Q kN =其在A 、B 柱柱顶及变阶处引起的力矩为137.80.15 5.67B M kN m =⨯=⋅20B M =137.80.05 1.89C M kN m =⨯=⋅237.80.259.45C M kN m =⨯=⋅B 柱221333110.157,0.34111(1)3312.000, 1.09311221(1)1(1)5.6720.92()12.3B B n nC C n nM R C kN H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯===← C 柱22133312130.109,0.34111(1)3312.209, 1.00111221(1)1(1)1.89 2.2099.45 1.001 1.108()12.3C C C n n C C n nM M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==← 则排架柱顶不动铰支座总反力为0.92 1.108 2.028()B C R R R kN =+=+=←将R 反向作用于排架柱顶，可得屋面活荷载作用于AB 跨时的柱顶剪力 0.161 2.0280.326()0.920.638 2.0280.374()1.1080.2012.0280.70()0A A B B B C C C i A B C V R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=-⨯=-→=-=-⨯=-→=-=-⨯=←∑=++=排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-102.5.3、风荷载作用下排架内力分析2.5.3.1、左吹风时排架计算简图如图所示各柱不动铰支座反力分别为 A 柱41131110.15,0.34111(1)30.330181(1)2.8212.30.3311.45()A n nC n R q HC kN λλλ==+-=⋅=+-==⨯⨯=← C 柱41132110.109,0.34111(1)30.315181(1)1.4112.30.315 5.46()11.45 5.46 6.8123.72()C A C W n nC n R q HC kN R R R F kN λλλ==+-=⋅=+-==⨯⨯=←=++=++=←各柱顶剪力分别为11.450.16123.727.63()0.63823.7215.13()5.460.20123.720.69()6.81A A A B B C C C i A B C W V R R kN V R kN V R R kN V V V V F kN ηηη=-=-⨯=←=-=-⨯=-→=-=-⨯=←∑=++== 排架内力图如图2-11所示2.5.3.2、右吹风时 计算简图如图所示各柱不动铰支座反力分别为 A 柱41131110.15,0.34111(1)30.330181(1)1.4112.30.33 5.72()A n n C nR q HC kN λλλ==+-=⋅=+-==⨯⨯=→C 柱41132110.109,0.34111(1)30.315181(1)2.8212.30.31510.93()23.72()C A C W n n C nR q HC kN R R R F kN λλλ==+-=⋅=+-==⨯⨯=→=++=→各柱顶剪力分别为5.720.16123.46 1.95()0.63823.4614.97()10.930.20123.46 6.21()6.81A A A B B C C C i A B C W V R R kN V R kN V R R kN V V V V F kN ηηη=-=-⨯=→=-=-⨯=-←=-=-⨯=→∑=++==排架内力图如图2-12所示2.5.4、吊车荷载作用下排架内力分析2.5.4.1、max D 作用于A 柱计算简图如图所示其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为 max 3236.170.3582.66A M D e kN m ==⨯=⋅min 77.890.7558.42B M D e kN m ==⨯=⋅A 柱3382.66 1.0821.082,7.27()12.3A A M C C R kN H ⨯====←B 柱3358.42 1.0931.093, 5.19()12.3B B MC C R kN H ⨯====→ 2.08()A B R R R kN =-=←排架各柱顶剪力分别为7.270.161 2.08 6.94()5.190.638 2.086.52()0.201 2.080.42()0A A A B B B C C i A B C V R R kN V R R kN V R kN V V V V ηηη=-=-⨯=←=-=--⨯=-→=-=-⨯=-→∑=++=排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-132.5.4.2、min D 作用于B 柱左计算简图如图所示其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为 min 377.890.3527.26A M D e kN m ==⨯=⋅max 236.170.75177.13B M D e kN m ==⨯=⋅柱顶不动铰支座反力,A B R R 及总反力R 分别为A 柱3327.26 1.0821.082, 2.4()12.3A A M C C R kN H ⨯====←B 柱33177.13 1.0931.093,15.74()12.3B B MC C R kN H ⨯====→13.34()B A R R R kN =-=→排架各柱顶剪力分别为2.40.16113.344.55()15.740.63813.347.23()0.20113.34 2.68()0A A A B B B C C i A B C V R R kN V R R kN V R kN V V V V ηηη=-=--⨯=-←=-=-⨯=→=-=-⨯=-←∑=++=排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-142.5.4.3、max D 作用于B 柱右计算简图如图所示其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为 max 634.160.75475.62B M D e kN m ==⨯=⋅min 4141.60.342.48C M D e kN m ==⨯=⋅B 柱33475.62 1.0931.093,42.26()12.3B B MC C R kN H ⨯====← C 柱3342.48 1.0011.001, 3.46()12.3C C M C C R kN H ⨯====→ 42.26 3.4638.8()B C R R R kN =-=-=←排架各柱顶剪力分别为0.16138.8 6.25()42.260.63838.817.5()3.460.20138.811.25()0A A B B B C C C i A B C V R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=-⨯=-→=-=-⨯=←=-=--⨯=-→∑=++=排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-152.5.4.4、max D 作用于C 柱计算简图如图所示其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为 min 141.60.75106.2B M D e kN m ==⨯=⋅max 4634.160.3190.25C M D e kN m ==⨯=⋅柱顶不动铰支座反力,A B R R 及总反力R 分别为B 柱33106.2 1.0931.093,9.44()12.3B B MC C R kN H ⨯====← C 柱33190.25 1.0011.001,15.48()12.3C C M C C R kN H ⨯====→ 15.489.44 6.04()C B R R R kN =-=-=→排架各柱顶剪力分别为0.161 6.040.97()9.440.638 6.0413.29()15.480.201 6.0414.26()0A A B B B C C C i A B C V R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=-⨯=-←=-=--⨯=-←=-=-⨯=→∑=++=排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-162.5.4.5、max T 作用于AB 跨柱当AB 跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图所示A 柱2353max 5 4.2 1.10.15,0.341,0.7384.2(2)(1)23(23)0.532121(1)0.5329.27 4.93()A n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-====⎡⎤+--+--⎢⎥⎣⎦==⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦==⨯=→ B 柱2353max 5 4.2 1.40.157,0.341,0.6674.2(2)(1)23(23)0.574121(1)0.5749.27 5.32()B n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-====⎡⎤+--+--⎢⎥⎣⎦==⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦==⨯=→ 排架柱顶总反力R 为4.935.3210.25()A B R R R kN =+=+=→各柱顶剪力为4.930.80.16110.25 3.61()0.920.80.63810.250.09()0.80.20110.25 1.65()A A AB B BC C V R m R kN V R m R kN V m R kN ηηη=-=-⨯⨯=→=-=-⨯⨯=→=-=-⨯⨯=-← 排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-17所示，当max T 方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变2.5.4.6、max T 作用于BC 跨柱当BC 跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图所示B 柱2353max 5 4.2 1.40.157,0.341,0.6674.2(2)(1)23(23)0.574121(1)0.57424.7414.20()B n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-====⎡⎤+--+--⎢⎥⎣⎦==⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦==⨯=→ C 柱2353max 5 4.2 1.40.109,0.341,0.6674.2(2)(1)23(23)0.538121(1)0.53824.7413.31()C n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-====⎡⎤+--+--⎢⎥⎣⎦==⎡⎤+-⎢⎥⎣⎦==⨯=→ 排架柱顶总反力R 为27.51()B C R R R kN =+=→各柱顶剪力为0.80.16127.51 3.54()14.200.80.63827.510.16()13.310.80.20127.518.88()A A B B B C C C V m R kN V R m R kN V R m R kN ηηη=-=-⨯⨯=-←=-=-⨯⨯=→=-=-⨯⨯=→ 排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-18所示，当max T 方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变2.6、内力组合2.7、柱截面设计混凝土强度等级为C30，214.3/c f N mm =，22.01/tk f N mm =；采用HRB335级钢筋，'2300/,0.55y y b f f N mm ξ=== 2.7.1、A 柱配筋计算2.7.1.1、上柱配筋计算上柱截面共有四组内力，取040040360h mm =-=，经判别，其中三组内力为大偏心受压，只有一组为小偏心受压，且100.55 1.014.34003601132.56b c N f bh kN ξα<=⨯⨯⨯⨯=，故按此组内力计算时为构造配筋，对三组大偏心受压内力，在M 值较大且轴力比较接近的两组内力中取轴力较小的一组，即取43.38,245.76M kN m N kN =⋅=上柱计算长度02 4.28.4l m =⨯=，附加偏心距为20a e mm =30043.3810176,176********.76i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=由0840*******l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η。