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1、混凝土结构课程设计任务书单层厂房设设计1、设计资资料（1）、平平面图和剖剖面图：某金工车间间为两跨跨等高厂房，跨跨度均为18m,柱距均为6m，车间间总长度为72m。每跨设设有200/550kNN吊车各两两台，吊车工工作级别别为A55级，轨顶标标高为77.8mm，柱顶标高为100.5m。车间间平面图图和剖面面图分别别见如下下图示。厂房剖面图图（2）、建建筑构造：屋面：SBBS 卷卷材防水水保温屋屋面维护护结构：2400mm厚双面粉刷围围护砖墙墙门窗：纵墙窗窗3.6m*4.2m(低窗)，3.6m*1.8m(高窗)基础：室内内外高差差0.15m，基基顶标高高1.0m，素混凝土土地面(3)、自自然条件
2、件：建筑地点：衡阳，无无抗震设设防要求求基本风风压：00.4kkN/地面粗糙糙度为BB类基本本雪压：0.335kNN/地地质条件件：修正正后的地地基承载载力特征征值为1100kkN/300kkN/(4)、材材料：混凝土：柱柱混凝土土C255C330，基础C25钢筋：钢筋筋等级为为级或级（5）、组组合系数：活荷载组合合值系数数c=00.7；风荷荷载组合值系系数取00.6。厂房平面图图2、设计要要求：（1）、排排架内力力，设计计柱子及及基础，整整理并打打印计算算书一份份。（2）、施施工图一一份（结结构设计计说明，屋屋盖柱网网及基础础布置图图，柱及及基础等等配筋图图。）3、设计期期限：两两周4、参考
3、资资料：（1）、混混凝土结结构设计计规范（GB50010-2002）（2）、荷荷载规范范（GBB500009-20001）（3）、基基础设计计规范（GB50007-2002）（4）、混混凝土结结构设计计原理（5）、屋屋面板（GG410）、屋屋架（GG4155）、吊吊车梁（G4426）、基础础梁（GG3200）、柱间支撑撑（G3326)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柱和基础设设计及配筋筋计算。首首先要充分分了解设计计任务，并根据相相关资料选择择合适的构构件和确定定柱网、基基础的平面面布置，然然后对构件进行内内力分析、内内力组合进进而设计截
4、截面、选择择配筋并写写出计算书书，最后根据规范范绘制施工图图和注写图图纸说明。主主要计算算内容是排排架内力的的分析计算与组组合。关键词：排排架柱基基础计算书内容容一、结构方方案及主要要承重构件件选型根据厂房跨跨度，柱顶高高度及吊吊车起吊吊量大小小，本车间间采用钢钢筋混凝凝土排架架结构，结构平平面图如如图一所所示：图一、厂房房结构布布置图为为了保证证屋盖的的整体性性和空间间刚度，屋盖采采用无檩檩体系，根据厂房具具体条件件柱间支支撑设置置如图二二所示：图二、厂房房平面和和柱间支支撑布置置图厂房各主要要构件选选型见下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面板G410（一
5、）1.5*66mYWB-33（中间跨跨）YWB-33s(端跨)1.5KNN/(包含灌缝缝重)3.65KKN/预应力混凝凝土折线线型屋架G415（一）YWJ188-2-Aaa69KN/榀0.05KKN/(屋盖钢支支撑)4.5KNN/m预应力卷材材防水天天沟板G410（三）TGB688-11.91KKN/钢筋混凝土土吊车梁梁04G3223(二)DL-9ZZ（中间间跨）DL-9BB（边跨跨）39.5KKN/根40.8KKN/根吊车轨道及及轨道连连接构件04G3225DGL-1100.8KNN/m钢筋混凝土土基础梁梁04G3220JL-1（5.5514.5m整体）JL-3(5.518.0m有窗)16.
6、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高10.5m，牛腿腿顶面标标高6.6m，室内地地面至基基础顶面面的距离离为1.0m.，则计计算简图图中柱的的总总高度HH、下柱柱高度HHl 和上上柱高度度Hu 分别别为：H=10.5+11.0=11.55mHl=6.6+11.0=7.66mHu=11.55-7.6=3.9m根据柱的高高度、吊车起起重量及工工作级别别等条件件，可由表2.4.22并参考表表2.4.44确定柱柱截面尺尺寸见下下表：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*
7、40001.6*110521.3*10884.0下柱400*8000*1000*11501.7755*1005143.88*10084.44B上柱矩400*60002.4*110572*10086.0下柱400*8000*1000*11501.7755*1005143.88*10084.44本例仅取一一榀排架架进行计计算，计计算单元元和计算算简图如如下图三三所示：图三、排架架计算简简图二、荷载计计算1.恒载（1）、屋屋盖恒载SBS 防防水卷材材0.225KN/20mm 厚水泥砂浆找找平层20KNN/*0.02m=0.40 KN/20300mm厚挤塑板板保温层层0.10KNN/20mm 厚水泥砂
8、浆找找平层20KNN/*0.02m=0.40 KN/预应应力混凝凝土屋面面板屋面面板（包包含灌缝缝重）1.550 KKN/屋盖钢钢支撑0.05KN/共计：22.70KNN/屋架重力荷荷载为669KN/榀，则则作用于于柱顶的的屋盖结结构重力力荷载设设计值为为：G1=1.2*（2.770 KKN/*6m*18/269/2）=2166.366 KNN (22)、吊吊车梁及及轨道重重力荷载载设计值值G3=1.2*（39.5 KKN0.8 KN/m*6m）=53.16KN (3)、柱柱自重重重力荷载载设计值值A，C柱：上柱：G4A=G4C=1.2*44KN/m*3.9m=18.72KKN下柱：G55A=
9、G5C=1.2*44.44KNN/m*7.6m=40.49KKN BB柱：上上柱：G4B=1.2*66KN/m*3.9m=28.08KN下柱：G55B=1.2*44.44KN/m*7.6m=40.49KN各项恒载作作用位置置如图四四所示图四、荷载载作用位位置图（单单位：KKN）2.屋面活活荷载屋面活荷载载标准值值为0.5KN/，雪荷载标准准值为00.355KN/，后者小于于前者，故按屋屋面活荷荷载计算算。作用用于柱顶顶的屋面面活荷载载设计值值为：Q1=1.4*00.5KN/*6m*18/22=377.8KNN Q11 的作作用位置与G1 作用用位置相相同，如如图四所所示3.风荷载载风荷载标准准
10、值按式式（2.5.2）计算，其中w0=0.4KNN/m2，z1.0, z根据厂厂房各部部分标高高（图一一）及B类地面粗糙糙度由附附表5.1确定定如下：柱顶（标高高10.5000m）z=1.0144 檐口口（标高高12.1500m）z=1.0622 屋顶顶（标高高13.4455m）z=1.0966 风荷荷载体型型系数如如下图五五（a）所示示(a)(b)图五、风荷荷载体型型系数及及排架计计算简图图s如图所所示，由由式（22.5.2）可得得作用于排架架简图（b）上迎风面和背风面的风荷载设计值为：q11.4*w1k*6.01.4zs1z w0*6.01.4*1.0*0.8*1.014*0.4*6.02
11、.726 KN/q21.4*w2k*6.01.4zs2z w0*6.01.4*1.0*0.4*1.014*0.4*6.01.363KN/FWQQ(s1s2zh1(s33s4zh2zw0B1.4*(0.80.44) *1.0062*1.65m(0.60.55) *1.0096*1.2295m *1.0*00.400*66.599KN4.吊车荷荷载由表2.55.1 可得2000/500KN吊车车的参数数为：BB5.665m，K4.40m，g75KN，Q200KNN，Fp,max1955KN，Fp,min30KKN。根据B及K，可算得得吊车梁梁支座反反力影响响线中各各轮压对对应点的的竖向坐坐标值，如
12、如图六所所示。（1）吊车车竖向荷荷载参照书上公公式（22.5.4）和（2.5.5）可得吊吊车竖向向荷载设设计值为为：Dmax=QFp,maxyi=1.4*1195KKN*(10.77920.2670.058)=5777.94KKN DDmin=QFp,minyi=1.4*330KN*(10.77920.2670.058)=88.91KN（2）吊车车横向水水平荷载载图六、吊车车荷载作作用下支支座反力力影响线线作用于每一一个轮子子的吊车车横向水水平制动动力参照照式（22.5.6）计算，即即T=1 (Q +g)=1/4*00.1*(200KN75KN)=66.8775KN4作用于排架架柱上的的吊车横
13、横向水平平荷载设设计值参参照式（2.5.7）计算，即Tmax=QTyi=1.4*66.875*2.117=20.38KKN三、排架内内力分析该厂房为两两跨等高高排架，可可用剪力力分配法法进行排排架内力力分析。柱柱的分配配系数参参照书上上公式（2.6.16）计算，计算结果见下表。柱别n=Iu/Il=Hu/HC0=3/1+3(1/n1)=H3/C0EIli=(11/i)/(1/i)A,C柱n=0.1148=0.3340C0=2.4466 =0.284*1010H3/EACA=CC=0.3155B柱n=0.5501=0.3340C0=2.8877=0.2241*1010H3/EBB=0.37001.
14、恒载作作用下排架内内力分析析恒载作用下下排架的的计算简简图如图图七所示示。图中中的重力力荷载GG及力矩矩M是根据图图四确定定的，即即：G1=G11=2166.36KN；G2=G3G4A=53.16KN18.72KNN=711.88KKNG3=G55A=40.49KN；G4=2G1=2*2216.36KN=4332.772KNNG6=G55B=400.499KN；G5=G4B2G3=288.088KN2*553.16KN=1334.40KNM1=G11e1=2166.36KNN*0.05m=10.82KNmM2=(GG1G4A)e0G3e3=(2166.366KN18.72KN) *0.22m5
15、3.16KN*0.35m=28.41KKNm由于图七所所示排架架为对称称结构且且作用对对称荷载载，排架结结构无侧侧移，故各柱柱按柱顶顶不动铰铰支座计计算内力。柱顶不不动铰支支座范例例Ri 可根根据教材表表2.55.2所所列公式式计算。对对于A、C柱，n=0.148，=0.340，则31;2(1;1)n31;2C1 =221:3(1;1)=2.0377C3 =21:3(1;1)=1.0822nn13M1M22RA =C +C =(110.882 KKNm*2.037+28.41KNm*1.082)/11.55m=4.59KNNHHRC=44.59KNN本题中RBB=0。求求得Ri 后，可用用平衡
16、条条件求出出柱各截截面的弯弯矩和剪剪力。柱柱各截面面的轴力力为该截截面以上上重力荷荷载之和和，恒载载作用下下排架结结构的弯弯矩图和和轴力图图分别见见下图。图七、恒载载作用下下排架内内力图2.屋面活活荷载作用下下排架内内力分析析（1）ABB跨作用用屋面活活荷载排架计算简简图如图图八所示示。其中中Q1=50.44KN，它它在柱顶顶及变阶阶处引起起的力矩矩为：MMIA=337.88*0.05=1.89KNmM2A=37.8*00.255=9.45KKNmM1B=377.8*0.115=5.67KNm。对于于A 柱，C1=2.037，C3=1.0822，则RA =M1ACC +1HM2ACC =(1.
17、889KNNm*2.0377+9.45KKNm*1.082)/11.55m=1.22KNN()3H对于B柱，n=0.5501，=0.3340，则则31;2(1;1)n1C1 =221:3(1;1)=1.6100nRB =M1BCC=5.67KNNm*1.6110/11.55m=0.79KKN()H则排架柱顶顶不动铰铰支座总总反力为为：R=RA+RB=1.22KN+0.79KN=22.01KNN()将R反向作作用于排排架顶，由由书上公公式(22.5.15)计算相应应的柱顶顶剪力，并并与柱顶顶不动铰铰支座反反力叠加加，可得得屋面活活荷载作作用于AAB跨时时的柱顶剪力力，即VA=RAA-A*R=1.
18、22KN-0.314*22.01KKN=0.59KNN() VB=RB-B*R=0.79KN-0.371*22.01KKN=-0.005KNN() VC=-C*R=-0.3144*2.01KKN=-0.63KNN()排架各柱的的弯矩图图、轴力力图及柱柱底剪力力如图八八所示图八、ABB跨作用用屋面活活荷载时时排架内内力图（3）BBC跨作作用屋面活荷荷载由于结构对对称，且BC跨与AB跨作作用荷载载相同，故只需需将图八八中内力力图的位位置及方方向调整整一下就就可，如下图图九所示示图九、BCC跨作用屋面活活荷载时时排架内内力图3.风荷载载作用下排架架内力分分析（1）左吹吹风时计算简图如如图十所所示。对
19、对于A、C柱，n=0.148，=0.340，由表2.5.22 得：31:4(1;1)nC1 =881:3(1;1)=00.3229nRA=-qq1*H*C11=-22.7226KNN/m*11.55m*0.329=-10.31KN()RC=-qq2*H*C11=-11.3663KNN/m*11.55m*0.329=-5.22KKN()R=RA+RB+FW=-110.31KN-5.16KN-6.59KKN=-22.066KN()各柱顶剪力力分别为为：VA=RAA-A*R=-110.31KN-0.3144*222.06KN=-3.38KNN()VB=-B*R=-0.3711*222.066KN=8
20、.188KN()VC=RCC-C*R=-5.16-0.3314*22.06KN=1.77KKN()排架内力如如图十所所示图十、左吹吹风时排排架内力力图（2）右吹吹风时计算简图如如图十一一所示。将将图十所所示A，C柱内力力图对换换且改变变内力符符号后可可得，如如图十一一所示。图十一、右右吹风时时排架内内力图4.吊车荷荷载作用下排排架内力力分析（1）Dmmax 作用于于A 柱计算简图如如图十二二所示。其其中吊车车竖向荷荷载Dmax，Dmin在牛牛腿顶面面处引起起的力矩矩为：MMA=Dmax*e3=5777.94KN*0.35m=202.28KKNm MB=Dmin*e3=88.91KKN*00.7
21、55m=66.68 KNm对于A 柱柱，C3=1.0082，则则A3R =MA C =-2202.28 KNm*1.082/11.5m=-19.03KN()H对于B柱，n=0.5501，=0.3340，由由表2.5.22得：31;2C3 =221:3(1;1)=1.2777nRB =MB C =66.68KNm*1.2777/11.5m=7.40KNN()3HR=RA+RB=-119.003KNN+7.40KKN=-11.663KN()排架各柱顶顶剪力分分别为：VA=RAA-A*R=-119.03KN+0.3144*11.663KN=-15.388KN() VB=RB-B*R=7.40KN+0
22、.3711*11.663KN=11.71KNN() VC=-C*R=0.3144*11.63KNN=3.65KKN()排架各柱的的弯矩图图、轴力力图及柱柱底剪力力值如图图十二所所示图十二、DDmax 作用用在A 柱时排架架内力图图（2）Dmmax 作用在在B柱左计计算简图图如图十十三所示示。MA、MB计算如如下：MA=Dmmin*e3=88.91KN*0.35m=31.12KKNmMB=Dmmax*e3=5777.944KN*0.75m=433.46 KNm柱顶不动铰铰支座反反力RA，RB 及总总反力RR分别为：A3R =MA C =-331.122 KNNm*1.082/11.5m=-2.9
23、3KNN()HRB =MB C =433.46KKNmm*1.277/11.5m=48.13 KN()3HR=RA+RB=-2.93KN+488.133KN=445.200KN()各柱顶剪力力分别为为：VA=RAA-A*R=-22.93KKN-0.3144*455.200KN=-17.122KN() VB=RB-B*R=48.13KNN-0.3711*455.200KN=31.36KNN() VC= -C*R=-0.3144*455.200KN=-14.199KN()排架各柱的的弯矩图图、轴力力图及柱柱底剪力力值如图图十三所所示。图十三、DDmax作用在在B柱左时排排架内力力图（3）Dmmax
24、 作用在在B柱右根据结构对对称性及及吊车吨吨位相等等的条件件，内力力计算与与Dmax 作用在在B柱左的情况况相同，只只需将AA，C柱内力力对换并改改变全部部弯矩及及剪力图图，如图图十四所所示。图十四、DDmax 作用用在B柱右时排排架内力力图（4）Dmmax 作用在在C柱同理，将Dmaxx 作用用在C柱的情况况的A，C柱内力力对换，并并注意改改变符号号，可求求得各柱柱内力，如如下图十十五所示示。图十五、DDmax 作用用在C柱时排架架内力图图（5）Tmmax 作用于于AB跨柱柱当AB跨作作用吊车车横向水水平荷载载时，排排架计算算简图如如图十六六所示。对于A 柱柱，n=0.1148，=0.334
25、0，由由表2.5.33得a=(3.9m-1.2m)/33.9m=0.692，则52;3a:3(2+a)(1a)2;(2;3a)C =nn=0.557721:3(1;1)nRA=-TTmax*C5=-220.338KNN*0.5577=-111.35KN()同理，对于于B柱，n=0.5501，=0.3400，a=00.6992, C5=0.6344，则RB=-TTmax*C5=-20.388KN*0.6634=-12.93KN()排架柱顶总总反力RR为：R=RA+RB=-111.335KNN-12.93KKN=-24.288KN()各柱顶剪力力为：VA=RAA-A*R=-111.355KN+0.
26、3314*24.28KN=-3.73KNN() VB=RB-B*R=-122.93KN+0.3711*244.28KNN=-3.92KN() VC= -C*R=0.3144*244.28KN=77.62KKN()排架各柱的的弯矩图图及柱底底剪力值值如图十十六所示示。当TTmax 方向相反反时，弯弯矩图和和剪力只只改变符符号，方方向不变变。图十六、TTmax作用在在AB跨时时排架内内力图（6）Tmmax作用用在BCC跨柱由于结构对对称及吊吊车吨位位相等，故故排架内内力计算算与Tmax作用用在BC跨柱的情况况相同，仅仅需将AA柱与C柱的的内力对对换，如如图十七七所示。图十七、TTmax作用在在BC
27、跨时排排架内力力图四、内力组组合下表给出各各柱的内内力组合合。其中表1.1为A 柱内内力设计计值汇总总表，表表1.22为为A 柱内内力组合合值表。表表2.11为B柱内力力设计值值汇总表表，表22.2为为B柱内力力组合值值表。内内力组合合按公式式（2.5.19）（2.55.211）计算算。表1.1A柱内力力设计值值汇总表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.
28、412.46-59.998-66.77755.344-142449.91129.7727.55-17.227N235.00837.8000000000-M-21.333-9.0442.46142.330-35.66555.344-14.2249.91129.7727.55-17.227N288.22437.80577.99488.911000000-M13.555-4.5667.2525.411-165.76163.119-41.998136.4587.663141.339-110.48N328.77337.80577.99488.911000000V4.590.590.63-15.338-1
29、7.11214.199-3.65516.6657.62227.977-17.444注:M（单单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为KNN）表1.2A 柱内内力组合合表截面+Mmaxx 及相相应N，V-Mmaxx 及相相应N，VNmax 及相应应M，VNmin及及相应MM，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.
30、9*3 +0.8*(4+6 )0.9*9 +10154.0051 +0.9*2 +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
31、-9.25548.000MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10/11.4282.7791 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/11.4-248.451 /1.2+0.9*4 /1.427.6331 /1.2+0.9*3 +0.9*(6+9 )+10/11.4251.996NK571.117343.997645.447273.994VK31.233-27.332-6.06634.833注:M（单单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为KNN）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
32、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-M0-6.256.2568.09-72.8272.82-68.09134.27134.2794.07-94.07N607.613
33、7.837.888.91577.94577.9488.910000V0-0.050.0511.7131.36-31.36-11.7116.4616.468.18-8.18表2.1B 柱内内力设计计值汇总总表maxmaxmaxmaxmaxmax注:M（单单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为KNN）表2.2B 柱内内力组合合表截面+Mmaxx 及相相应N，V-Mmaxx 及相相应N，VNmax 及相应应M，VNmin及及相应MM，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*
34、(5+8 )+10135.2201 +0.9*0.9*(5 +8 )+10135.220N494.882494.882528.884460.880-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
35、.8*(5+6 )+0.9*9 +11-193.421 +1094.077N1121.761121.761507.88607.661V6.59-6.599-20.669-8.188MK1 /1.2+0.9*3 +0.8*(4+6 )0.9*8 +10/11.4214.6641 /1.2+0.9*2 +0.8*(5+7 )0.9*8 +11/11.4-214.641 /1.2+0.9*2 +3+0.8*(5 +6 )+0.9*9 +11/11.4-138.161/1.2+10/1.467.199NK873.559873.5591149.39506.334VK4.71-4.711-14.778-5
36、.844注:M（单单位为KNm），N（单位位为KNN），V（单位位为KNN）五、柱截面面设计材料：混凝凝土强度度等级为为C300，fc=144.3NN/mm2，ftk=22.011N/mmm2；采用用HRBB400 级钢筋，fy=f/y=360N/mm2，b=0.5118。上下柱均采采用对称称配筋。1、配筋计计算A柱配筋计计算（1）、上上柱配筋筋计算由表1.22可见，上柱截截面有四四组内力力。取h0=4000mm-440mm=360mm。经判别别，四组内内力均为为大偏心心受压。本本设计采采用绝对对对称，考虑由由弯矩的的正负号号而取其其绝对值值。经分析析比较，在弯矩矩较大且比比较接近近的两组组内力中中，取轴轴力较小小的一组组，即M=-900.866 KNNmN=235.08KN由附表111.1查查得有吊吊车厂房房排架方方向上柱柱的计算算长度ll0=2*3.9m=7.8m。附加加偏心距距ea 取20mm(大于4000mm/30)。e0=M/N=990.886*1106Nmm/2350800=3886.55mm，ei=e0+ea=3866.5mm+20mm=406.5mm由l0/hh=78800mm/400mm=19.55，故应考虑偏偏心距增增大系数数。1=0.5*fc*A/N=00.5*114.33 N/mm2*40002mm2/2350080NN=4.86661.