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1、混凝土结构构课程设计任务书单层厂房设设计1、设计资资料（1）、平平面图和剖面面图：某金工车间间为两跨等等高厂房，跨跨度均为18m,柱距均为6m，车间总总长度为72m。每跨设有200/550kN吊吊车各两台台，吊车工作作级别为AA5级，轨顶标高高为7.88m，柱顶标高为10.5m。车间平平面图和剖剖面图分别别见如下图图示。厂房剖面图图（2）、建建筑构造：屋面：SBBS 卷材材防水保温温屋面维护护结构：2240mm厚双面粉刷围护护砖墙门窗窗：纵墙窗窗3.6m*4.2m(低窗)，3.6m*1.8m(高窗)基础：室内内外高差0.15m，基顶顶标高1.0m，素混凝土地地面(3)、自自然条件：建筑地点：衡
2、阳，无无抗震设防防要求基本本风压：00.4kN/地面粗糙度度为B类基本雪雪压：0.35kNN/地质质条件：修修正后的地地基承载力力特征值为为100kkN/300kNN/(4)、材材料：混凝土：柱柱混凝土C225C330，基础C25钢筋：钢筋筋等级为级或级（5）、组组合系数：活荷载组合合值系数c=0.7；风荷载载组合值系数数取0.66。厂房平面图图2、设计要要求：（1）、排排架内力，设设计柱子及及基础，整整理并打印印计算书一一份。（2）、施施工图一份份（结构设设计说明，屋屋盖柱网及及基础布置置图，柱及及基础等配配筋图。）3、设计期期限：两周周4、参考资资料：（1）、混混凝土结构构设计规范范（GB
3、5500100-20002）（2）、荷荷载规范（GGB500009-20001）（3）、基基础设计规规范（GBB50007-20022）（4）、混混凝土结构构设计原理理（5）、屋屋面板（G4410）、屋架架（G4115）、吊吊车梁（G426）、基础梁梁（G3220）、柱间支撑（GG326)等。摘要：单层层工业厂房是形式简单的建筑结构物之一。单层工业厂房设计的主要任务是是排架柱和基础设计及配筋计算。首先要充分了解设计任务，并根据相关关资料选择合适的构件和确定柱网、基础的平面布置，然后对构件进行内力力分析、内力组合进而设计截面、选择配筋并写出计算书，最后根据规范绘绘制施工图和注写图纸说明。主要计算
4、内容是排架内力的分析计算与组合合。关键词：排排架柱基础础计算书内容容一、结构方方案及主要承重构件选型根据厂房跨跨度，柱顶高度度及吊车起起吊量大小小，本车间采采用钢筋混混凝土排架架结构，结构平面面图如图一一所示：图一、厂房房结构布置置图为了保保证屋盖的的整体性和和空间刚度度，屋盖采用用无檩体系系，根据厂房具体体条件柱间间支撑设置置如图二所示：图二、厂房房平面和柱柱间支撑布布置图厂房各主要要构件选型型见下表构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值容许荷载预应力混凝凝土屋面板板G410（一）1.5*66mYWB-33（中间跨）YWB-33s(端跨)1.5KNN/(包含灌缝缝重)3.65KKN/预应力混
5、凝凝土折线型屋架G415（一）YWJ188-2-Aa69KN/榀0.05KKN/(屋盖钢支支撑)4.5KNN/m预应力卷材材防水天沟板G410（三）TGB688-11.91KKN/钢筋混凝土土吊车梁04G3223(二)DL-9ZZ（中间跨跨）DL-9BB（边跨）39.5KKN/根40.8KKN/根吊车轨道及及轨道连接构件04G3225DGL-1100.8KNN/m钢筋混凝土土基础梁04G3220JL-1（5.514.5m整体）JL-3(5.518.0m有窗)16.1KKN/根预埋件04G3662详见施工图图5.24KKN/柱间支撑05G3336详见施工图图由图一知柱柱顶标高110.5m，牛腿顶
6、顶面标高66.6m，室内地面面至基础顶顶面的距离离为1.0m.，则计算算简图中柱的的总总高度H、下柱高高度Hl 和上柱柱高度Hu 分别为为：H=10.5+1.0=11.5mmHl=6.66+1.00=7.66mHu=11.5-7.6=3.99m根据柱的高高度、吊车起重量及工作作级别等条条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定定柱截面尺尺寸见下表表：计算参数柱号截面尺寸/mm面积/mmm2惯性矩/mm4自重/(KKN/m)A，C上柱矩400*4001.6*110521.3*1084.0下柱400*800*100*1501.7755*1055143.88*1084.44B上柱矩400*6002
7、.4*110572*10086.0下柱400*800*100*1501.7755*1055143.88*1084.44本例仅取一一榀排架进进行计算，计计算单元和和计算简图图如下图三三所示：图三、排架架计算简图图二、荷载计计算1.恒载（1）、屋屋盖恒载SBS 防防水卷材0.25KN/20mm 厚水泥砂浆找平平层20KN/*0.02m=0.40 KN/20300mm厚挤塑板保保温层0.10KN/20mm 厚水泥砂浆找平平层20KN/*0.02m=0.40 KN/预应力力混凝土屋屋面板屋面面板（包含含灌缝重）1.50 KN/屋盖钢支撑0.05KN/共计：22.70KN/屋架重力荷荷载为69KN/榀，
8、则则作用于柱柱顶的屋盖盖结构重力力荷载设计计值为：G1=1.2*（2.700 KN/*6m*18/269/2）=216.36 KKN (22)、吊车车梁及轨道道重力荷载载设计值G3=1.2*（39.55 KN0.8 KN/m*6m）=53.16KN (33)、柱自自重重力荷荷载设计值值A，C柱：上柱：GG4A=G4C=1.2*4KKN/m*3.9m=18.72KNN下柱：G55A=G5C=1.2*4.44KN/m*7.6m=40.49KNN B柱：上柱：G4B=1.22*6KN/m*3.9m=28.08KN下柱：G55B=1.22*4.44KN/m*7.6m=40.49KN各项恒载作作用位置如
9、如图四所示示图四、荷载载作用位置置图（单位位：KN）2.屋面活活荷载屋面活荷载载标准值为为0.5KN/，雪荷载标准值值为0.335KN/，后者小于前前者，故按屋面面活荷载计计算。作用用于柱顶的的屋面活荷荷载设计值值为：Q1=1.4*0.5KN/*6m*18/2=37.8KN Q1 的作用用位置与G1 作用位位置相同，如如图四所示示3.风荷载载风荷载标准准值按式（2.5.2）计算，其中w0=0.44KN/m2，z1.0, z根据厂房房各部分标标高（图一）及B类地面粗糙糙度由附表表5.1确定定如下：柱顶（标高高10.5500m）z=1.014 檐口（标标高12.150m）z=1.062 屋顶（标标
10、高13.445m）z=1.096 风荷载体体型系数如如下图五（a）所示(a)(b)图五、风荷荷载体型系系数及排架架计算简图图s如图所所示，由式式（2.5.2）可得作作用于排架简简图（b）上迎风面和背风风面的风荷荷载设计值值为：q11.4*w1k*6.01.4zs1z w0*6.01.4*1.0*0.8*1.014*0.4*6.02.726 KN/q21.4*w2k*6.01.4zs2z w0*6.01.4*1.0*0.4*1.014*0.4*6.01.363KKN/FWQQ(s1s2zh1(s3s4zh2zw0B1.4*(0.80.4) *1.062*1.65m(0.60.5) *1.096*
11、1.2995m *1.0*0.40*666.599KN4.吊车荷荷载由表2.55.1 可可得200/50KN吊车的的参数为：B5.655m，K4.40m，g75KN，Q200KN，Fp,max195KKN，Fp,min30KN。根据B及K，可算得吊吊车梁支座座反力影响响线中各轮轮压对应点点的竖向坐坐标值，如如图六所示示。（1）吊车车竖向荷载载参照书上公公式（2.5.4）和（2.5.5）可得吊车车竖向荷载载设计值为为：Dmax=QFp,maxyi=1.4*1995KN*(10.79920.2670.058)=577.94KNN Dmin=QFp,minyi=1.4*30KN*(10.79920.
12、2670.058)=88.91KN（2）吊车车横向水平平荷载图六、吊车车荷载作用用下支座反反力影响线线作用于每一一个轮子的的吊车横向向水平制动动力参照式式（2.5.6）计算，即即T=1 (Q +g)=1/4*0.1*(200KN75KN)=6.875KN4作用于排架架柱上的吊吊车横向水水平荷载设设计值参照照式（2.5.7）计算，即即Tmax=QTyi=1.4*6.875*2.117=20.338KN三、排架内内力分析该厂房为两两跨等高排排架，可用用剪力分配配法进行排排架内力分分析。柱的的分配系数数参照书上上公式（22.6.16）计算，计计算结果见见下表。柱别n=Iu/Il=Hu/HC0=3/1
13、+3(1/nn1)=H3/C0EIli=(11/i)/(1/i)A,C柱n=0.1148=0.3340C0=2.446 =0.284*11010H3/EACA=CC=0.315B柱n=0.5501=0.3340C0=2.887=0.2241*11010H3/EBB=0.3701.恒载作作用下排架内力力分析恒载作用下下排架的计计算简图如如图七所示示。图中的的重力荷载载G及力矩M是根据图四四确定的，即即：G1=G11=216.36KN；G2=G3G4A=53.16KN18.72KN=71.88KNNG3=G55A=40.449KN；G4=2G1=2*2116.366KN=4322.72KKNG6=
14、G55B=40.49KN；G5=G4B2G3=28.08KNN2*53.16KN=134.40KNM1=G11e1=216.36KN*0.05m=10.82KNmM2=(GG1G4A)e0G3e3=(2166.36KKN18.72KN) *00.2m53.16KN*0.35m=28.41KNm由于图七所所示排架为为对称结构构且作用对对称荷载，排架结构构无侧移，故各柱按按柱顶不动动铰支座计计算内力。柱顶不不动铰支座座范例Ri 可根据教材表2.5.2所所列公式计计算。对于于A、C柱，n=0.148，=0.340，则31;2(1;1)n31;2C1 =221:3(1;1)=2.037C3 =21:3
15、(1;1)=1.082nn13M1M22RA =C +C =(10.882 KNNm*2.037+228.41KNm*1.082)/11.5m=4.59KNHHRC=44.59KN本题中RBB=0。求得得Ri 后，可用平平衡条件求求出柱各截截面的弯矩矩和剪力。柱柱各截面的的轴力为该该截面以上上重力荷载载之和，恒恒载作用下下排架结构构的弯矩图图和轴力图图分别见下下图。图七、恒载载作用下排排架内力图图2.屋面活活荷载作用下排排架内力分分析（1）ABB跨作用屋屋面活荷载载排架计算简简图如图八八所示。其其中Q1=50.4KKN，它在在柱顶及变变阶处引起起的力矩为为：MIA=377.8*00.05=1.
16、89KNmM2A=37.88*0.225=9.45KNNmM1B=37.8*0.15=5.67KNm。对于A 柱，C1=2.037，C3=1.0082，则RA =M1ACC +1HM2ACC =(11.89KKNm*2.037+9.455KNm*1.082)/11.5m=1.22KN()3H对于B柱，n=00.5011，=0.3440，则31;2(1;1)n1C1 =221:3(1;1)=1.610nRB =M1BCC=5.67KNm*1.6100/11.5m=0.79KN()H则排架柱顶顶不动铰支支座总反力力为：R=RA+RB=1.22KN+0.79KN=2.01KN()将R反向作作用于排架
17、架顶，由书书上公式(2.5.15)计算相应的的柱顶剪力力，并与柱柱顶不动铰铰支座反力力叠加，可可得屋面活活荷载作用用于AB跨时的的柱顶剪力，即即VA=RAA-A*R=1.22KN-0.314*2.01KN=0.59KN() VB=RB-B*R=0.79KN-0.371*2.01KN=-0.055KN() VC=-C*R=-0.3114*2.01KNN=-0.63KN()排架各柱的的弯矩图、轴轴力图及柱柱底剪力如如图八所示示图八、ABB跨作用屋屋面活荷载载时排架内内力图（3）BBC跨作用用屋面活荷载载由于结构对对称，且BC跨与AB跨作用用荷载相同同，故只需将将图八中内内力图的位位置及方向向调整一
18、下下就可，如下图九九所示图九、BCC跨作用屋面活荷荷载时排架架内力图3.风荷载载作用下排架内内力分析（1）左吹吹风时计算简图如如图十所示示。对于AA、C柱，n=0.148，=0.340，由表2.55.2 得得：31:4(1;1)nC1 =881:3(1;1)=0.329nRA=-qq1*H*C11=-2.726KKN/m*11.5m*0.329=-10.31KN()RC=-qq2*H*C11=-1.363KKN/m*11.5m*0.329=-5.22KN()R=RA+RB+FW=-10.31KN-5.116KN-66.59KN=-22.06KKN()各柱顶剪力力分别为：VA=RAA-A*R=-
19、10.31KN-0.3314*222.06KN=-3.38KN()VB=-B*R=-0.3771*222.06KKN=8.18KNN()VC=RCC-C*R=-5.16-0.314*22.06KN=1.777KN()排架内力如如图十所示示图十、左吹吹风时排架架内力图（2）右吹吹风时计算简图如如图十一所所示。将图图十所示AA，C柱内力图图对换且改改变内力符符号后可得得，如图十十一所示。图十一、右右吹风时排排架内力图图4.吊车荷荷载作用下排架架内力分析析（1）Dmmax 作用用于A 柱计算简图如如图十二所所示。其中中吊车竖向向荷载Dmax，Dmin在牛腿腿顶面处引引起的力矩矩为：MA=Dmax*e
20、3=577.94KN*0.335m=202.28KNNm MB=Dmin*e3=88.991KN*0.755m=66.68 KKNm对于A 柱柱，C3=1.0882，则A3R =MA CC =-2202.28 KKNm*1.082/11.5m=-19.03KN()H对于B柱，n=00.5011，=0.3440，由表表2.5.2得：31;2C3 =221:3(1;1)=1.277nRB =MB C =66.68KNm*1.277/11.5m=7.40KN()3HR=RA+RB=-199.03KKN+7.40KNN=-11.63KN()排架各柱顶顶剪力分别别为：VA=RAA-A*R=-19.03K
21、N+0.3314*111.63KN=-15.38KNN() VB=RB-B*R=77.40KN+0.371*11.63KN=11.71KN() VC=-C*R=0.314*11.63KN=3.655KN()排架各柱的的弯矩图、轴轴力图及柱柱底剪力值值如图十二二所示图十二、DDmax 作用在在A 柱时排架内内力图（2）Dmmax 作用用在B柱左计算算简图如图图十三所示示。MA、MB计算如下下：MA=Dmmin*e3=88.91KN*0.335m=31.12KNmMB=Dmmax*e3=577.94KN*0.75m=433.46 KKNm柱顶不动铰铰支座反力力RA，RB 及总反反力R分别为：A3R
22、 =MA CC =-331.12 KNm*1.082/11.5m=-2.93KN()HRB =MB C =433.46KNNm*1.277/11.5m=48.13 KNN()3HR=RA+RB=-2.993KN+48.13KN=45.20KKN()各柱顶剪力力分别为：VA=RAA-A*R=-2.93KN-0.314*45.220KN=-17.12KNN() VB=RB-B*R=448.13KN-0.371*45.220KN=31.36KN() VC= -C*R=-0.314*45.220KN=-14.19KKN()排架各柱的的弯矩图、轴轴力图及柱柱底剪力值值如图十三三所示。图十三、DDmax作
23、用在B柱左时排架架内力图（3）Dmmax 作用用在B柱右根据结构对对称性及吊吊车吨位相相等的条件件，内力计计算与Dmax 作用用在B柱左的情况相相同，只需需将A，C柱内力对换并改变变全部弯矩矩及剪力图图，如图十十四所示。图十四、DDmax 作用在在B柱右时排架架内力图（4）Dmmax 作用用在C柱同理，将Dmax 作用在C柱的情况的的A，C柱内力对对换，并注注意改变符符号，可求求得各柱内内力，如下下图十五所所示。图十五、DDmax 作用在在C柱时排架内内力图（5）Tmmax 作用用于AB跨柱当AB跨作作用吊车横横向水平荷荷载时，排排架计算简简图如图十十六所示。对于A 柱柱，n=00.1488，
24、=0.3440，由表表2.5.3得a=(3.9m-1.2m)/3.9m=0.692，则52;3a:3(2+a)(1a)2;(2;3a)C =nn=0.55721:3(1;1)nRA=-TTmax*C5=-200.38KKN*0.557=-11.35KN()同理，对于于B柱，n=00.5011，=0.3340，a=0.692, C5=0.6634，则则RB=-TTmax*C5=-20.38KKN*0.634=-12.93KN()排架柱顶总总反力R为：R=RA+RB=-111.35KKN-12.93KN=-24.28KKN()各柱顶剪力力为：VA=RAA-A*R=-11.335KN+0.3114*
25、244.28KN=-3.73KN() VB=RB-B*R=-12.93KN+0.3371*224.28KN=-3.92KN() VC= -C*R=0.314*24.28KN=7.62KN()排架各柱的的弯矩图及及柱底剪力力值如图十十六所示。当当Tmax 方向相反时时，弯矩图图和剪力只只改变符号号，方向不不变。图十六、TTmax作用在ABB跨时排架架内力图（6）Tmmax作用在在BC跨柱由于结构对对称及吊车车吨位相等等，故排架架内力计算算与Tmax作用在在BC跨柱的情况相相同，仅需需将A柱与C柱的的内力对换换，如图十十七所示。图十七、TTmax作用在BC跨时排架架内力图四、内力组组合下表给出各各
26、柱的内力力组合。其中表1.1为A 柱内力力设计值汇汇总表，表表1.2为为A 柱内力力组合值表表。表2.1为B柱内力设设计值汇总总表，表22.2为B柱内力组组合值表。内内力组合按按公式（22.5.19）（2.5.21）计算。表1.1A柱内力设设计值汇总总表柱号及正向向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷荷载吊车水平荷荷载风荷载作用在AB跨作用在BC跨Dmax 作用在A 柱Dmax 作用在B柱左Dmax 作用在B柱右Dmax 作用在C柱Tmax 作用在AB跨Tmax 作用在BC跨左风右风序号1234567891011-M7.080.412.46-59.998-66.77755.344-142449.
27、91129.7727.55-17.227N235.00837.8000000000-M-21.333-9.0442.46142.330-35.66555.344-14.2249.91129.7727.55-17.227N288.22437.80577.99488.911000000-M13.555-4.5667.2525.411-165.76163.119-41.998136.4587.663141.339-110.48N328.77337.80577.99488.911000000V4.590.590.63-15.338-17.11214.199-3.65516.6657.62227.977
28、-17.444注:M（单单位为KNm），N（单位为为KN），V（单位为为KN）表1.2A 柱内力力组合表截面+Mmaxx 及相应应N，V-Mmaxx 及相应应N，VNmax 及相应M，VNmin及及相应M，V-M1 +0.9*2 +3 +0.9*(6+9 )+1085.3661 +0.9*0.8*(5+7 )0.9*9 +11-90.8861 +0.9*2 +3 +0.9*6 54.4991 +0.9*3 +0.9*(6+9 )+1084.999N269.110235.008269.110235.008-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*9 +10154.0051 +0.9*2
29、 +0.8*(5+7 )0.9*9 +11-105.001 +0.9*4106.7741 +0.9*0.9*(6 +9 )+11-72.448N704.336386.228808.339288.224-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10393.6641 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11-350.081 +0.9*436.4221 +0.9*3 +0.9*(6+9 )+10350.449N744.885426.777848.888328.773V42.966-39.002-9.25548.000MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0
30、.9*8 +10/1.4282.7791 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/1.4-248.451 /1.2+0.9*4 /11.427.6331 /1.2+0.9*3 +0.9*(6+9 )+10/1.4251.996NK571.117343.997645.447273.994VK31.233-27.332-6.06634.833注:M（单单位为KNm），N（单位为为KN），V（单位为为KN）柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在AB跨作用在BC跨D作用在A 柱D作用在B柱左D作用在B柱右D作用在C柱T作用在AB跨T作用在BC跨左
31、风右风序号1234567891011-M0-5.875.8745.67122.30-122.30-45.679.179.1731.90-31.90N460.8037.837.800000000-M0-5.875.87-20.91-311.16311.1620.919.179.1731.90-31.90N567.1237.837.888.91577.94577.9488.910000-M0-6.256.2568.09-72.8272.82-68.09134.27134.2794.07-94.07N607.6137.837.888.91577.94577.9488.910000V0-0.050.0
32、511.7131.36-31.36-11.7116.4616.468.18-8.18表2.1B 柱内力力设计值汇汇总表maxmaxmaxmaxmaxmax注:M（单单位为KNm），N（单位为为KN），V（单位为为KN）表2.2B 柱内力力组合表截面+Mmaxx 及相应应N，V-Mmaxx 及相应应N，VNmax 及相应M，VNmin及及相应M，V-M1 +0.9*3 +0.9*(5+8 )+10137.6611 +0.9*2 +0.9*(5+8 )+11-140.481 +0.9*2 +30.9*(5+8 )+10135.2201 +0.9*0.9*(5 +8 )+10135.220N494.
33、882494.882528.884460.880-M1 +0.9*3 +0.9*(6+9 )+10293.4461 +0.9*2 +0.9*(5+8 )+11-293.461 +0.9*2 +30.8*(5 +6 )+0.9*9 +11-36.1141 +1031.900N1069.271069.271467.39567.112-M1 +0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10300.5501 +0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11-300.501 +0.9*2 +30.8*(5+6 )+0.9*9 +11-193.421 +1094.077N1121.761121
34、.761507.88607.661V6.59-6.599-20.669-8.188MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10/1.4214.6641 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/1.4-214.641 /1.2+0.9*2 +3+0.8*(5 +6 )+0.9*9 +11/1.4-138.161/1.2+10/1.467.199NK873.559873.5591149.39506.334VK4.71-4.711-14.778-5.844注:M（单单位为KNm），N（单位为为KN），V（单位为为KN）五、柱截面面设计材料：混凝凝土强
35、度等等级为C330，fc=14.3N/mmm2，ftk=2.01N/mm2；采用HRRB400 级钢筋，fy=f/y=360N/mm2，b=0.518。上下柱均采用用对称配筋筋。1、配筋计计算A柱配筋计计算（1）、上上柱配筋计计算由表1.22可见，上柱截面面有四组内内力。取h0=400mm-40mm=360mm。经判别，四组内力力均为大偏偏心受压。本本设计采用用绝对对称称，考虑由弯弯矩的正负负号而取其其绝对值。经分析比比较，在弯矩较大且比较较接近的两两组内力中中，取轴力力较小的一一组，即M=-900.86 KNmN=235.08KN由附表111.1查得得有吊车厂厂房排架方方向上柱的的计算长度度
36、l0=2*3.9m=7.8m。附加偏偏心距ea 取20mm(大于400mmm/30)。e0=M/N=900.86*1006Nmm/235080=386.5mm，ei=e0+ea=386.5mm+20mm=406.5mm由l0/hh=78000mm/400mm=19.55，故应考虑偏心心距增大系系数。1=0.5*fc*A/NN=0.5*144.3 NN/mm2*4002mm2/2350880N=44.86661.00取1=1.0。2=1.15-0.01*ll0/h=1.15-00.01*（7800mm/400mm）=0.955 =1+（l0/h）2*1*2/(14000*ei/ h0）=1+（77800mm/400mm）2*1.0*0.955/(1400* 4066.5mm/ 3360mm）=1.229=N/1*fc*b*hh0=2350080N/(1.00*14.3 N/mm2*400mm*360mm)=00.1140.002%，满足足要求。