单层工业厂房独立基础 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998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、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 ,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 ×6.0m 1.1.3、自然条件建设地点：衡阳市郊，无抗震设防要求 基本风压：2/m kN 基本雪压：2/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：2502/kN 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、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、设计期限1.3.1、两周、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、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 ,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：2/m kN 基本雪压：2/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：2502/kN m2.1.4、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、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、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=+=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、荷载计算2.4.1、恒载2.4.1.1、屋盖结构自重APP 防水卷材2/m kN25mm 水泥砂浆找平层2/m kN100mm 水泥蛭石保温层2/m kN1.5m ×6m 预应力混凝土屋面板2/m kN屋面支撑及吊管自重2/m kN2/m kN 屋架自重：AB 、BC 跨YWJ18-2-Aa 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2/m kN ，雪荷载标准值为2/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 =⨯⨯⨯==ωμμβω2022/168.04.005.14.00.1m 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=,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=,g=,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=+∑=⨯⨯⨯⨯+⨯=、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 kN G G kNM 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 kN G G G G kN G 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 kN G 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 3.644.81()0A A AB B BC 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 AB B BC 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2-9 2.5.2.2、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)1.892.2099.45 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()1.1080.201 2.0280.70()0A AB B BC 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 n C nR 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 n C nR 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 kNηηη=-=-⨯=←=-=-⨯=-→=-=-⨯=←∑=++==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()10.930.20123.466.21()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 kNηηη=-=-⨯=→=-=-⨯=-←=-=-⨯=→∑=++==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()A A AB B BC Ci A B CV R R kNV R R kNV R kNV V V Vηηη=-=-⨯=←=-=--⨯=-→=-=-⨯=-→∑=++=排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-132.5.4.2、minD作用于B柱左计算简图如图所示其中吊车竖向荷载maxD，minD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 AB B BC 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2-14 2.5.4.3、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 AB B BC 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2-15 2.5.4.4、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 ⨯====→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 AB B BC 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2-16 2.5.4.5、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 AB B BC 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、内力组合、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 2130.50.514.3400= 4.6551245.7610c f A N ζ⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ= 02220120'31001.150.011.150.01210.94111121 1.00.94 1.544196140014003602245.7610800.1190.2221.014.3400360360i s c l hl e h h a N f bh h ζηξξξα=-=-⨯=⎛⎫=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭⨯⨯===<==⨯⨯⨯ 取'2s x a =计算'''3'2'04001.54419640142.6222245.7610142.62366()300(36040)i s s s y s h e e a mmNe A A mm f h a η=-+=⨯-+=⨯⨯====-⨯-选3B 18(2763s A mm =)，则7630.470.2400400s A bh ρ===%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度0 1.25 4.2 5.25l m =⨯=00525013.125, 1.1770.0210.90400l l b bϕ===-= ()()''max 0.90.90.914.340040030076322224.1302.94u c y s N f A f A kN N kNϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=>=满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.1.2、下柱配筋计算取080040760h mm =-=，与上柱分析方法类似，在下柱八组内力中选取最不利内力276.65,328.56M kN m N kN =⋅=下柱计算长度0 1.08.1l l H m ==，附加偏心距为800273030a h e mm === ''100,400,150f f b mm b mm h mm ===300276.6510824,82427851328.56i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=由0810010.1255800l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η 5130.50.514.3 1.77510= 3.861328.5610c f A N ζ⨯⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ=222012001.0111110.125 1.0 1.0 1.065851140014007601.065851906.30.30.3760228i i l e h h e mm h mm ζηξξη=⎛⎫=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭⨯=⨯=>=⨯= 为大偏心受压，先假定中和轴在翼缘内，则3''1328.561057.41501.014.3400f c f N x mm h mm f b α⨯===<=⨯⨯，说明中和轴在翼缘内'10'''032800906.3401266.322()2()57.4328.56101266.3 1.014.340057.4(760)2300(76040)815i s c f s s y s h e e a mm xNe f b x h A A f h a mm ηα=+-=+-=--==-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-=⨯-=选4B 18(21018s A mm =)，则510180.570.21.77510s A bh ρ===%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度00.8 6.48l l H m ==00648016.2, 1.1770.0210.837400l l b bϕ===-= ()()''5max 0.90.90.83714.3 1.7751030010182142.12575.13u c y s N f A f A kN N kNϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯=>=满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.1.3、柱的裂缝宽度验算 《规范》规定，对00.55e h >的柱应进行裂缝宽度验算 上柱：001760.480.55360e h ==<，可不进行裂缝宽度验算 下柱：00824 1.080.55760e h ==>，需要进行裂缝宽度验算 柱的裂缝宽度验算表2.7.1.4、柱箍筋配置非抗震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般由构造要求控制，根据构造要求，上、下柱均采用A 8@200箍筋2.7.1.5、牛腿设计根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如下图所示。