目录
1设计题目 ...................................................................................................................... 3 2目的与要求 .......................................... 错误！未定义书签。
3设计内容 ...................................................................................................................... 3 4设计题号 ...................................................................................................................... 3 5设计资料 ...................................................................................................................... 3 6计算单元及计算简图 .................................................................................................. 7 6.1定位轴线 ........................................................................................................................................... 7 6.2计算单元 ........................................................................................................................................... 7 6.3柱高计算 ........................................................................................................................................... 7 6.4截面尺寸确定................................................................................................................................... 8 6.5截面模量计算................................................................................................................................... 8 7荷载计算 ...................................................................................................................... 8 7.1屋盖荷载 ........................................................................................................................................... 8 7.11 7.12
屋盖恒荷载 ........................................................................................................................... 9 屋盖活荷载 ........................................................................................................................... 9 上部柱自重 ........................................................................................................................... 9 下部柱自重 ........................................................................................................................... 9 吊车梁等自重 ....................................................................................................................... 9
7.2柱和吊车梁等恒荷载 ...................................................................................................................... 9 7.21 7.22 7.23
7.3吊车荷载 ......................................................................................................................................... 10 7.4风荷载 ............................................................................................................................................. 10 8内力分析 .................................................................................................................... 12 8.1屋盖荷载作用下的内力分析...................................... 错误！未定义书签。 8.2柱和吊车梁等恒荷载作用下内力分析 .............................. 错误！未定义书签。 8.3吊车荷载作用下内力分析 ..................................... 错误！未定义书签。 8.4风荷载作用下一个柱子内力分析 ................................ 错误！未定义书签。
1
钢筋混凝土单层厂房课程设计
9内力组合表及说明 .................................... 错误！未定义书签。 9.1内力组合表 ................................................... 错误！未定义书签。
9.2内力组合说明................................................................................................................................. 20 10排架柱设计 .............................................................................................................. 21 10.1上部柱配筋计算 ......................................................................................................................... 21 10.2下部柱配筋计算 ............................................ 错误！未定义书签。
10.3排架柱裂缝宽度检验 ................................................................................................................ 24 10.31 10.32
上部柱裂缝宽度检验 .................................................................................................... 25 下部柱裂缝宽度检验 .................................................................................................... 26
10.4箍筋配置 ...................................................................................................................................... 26 10.5牛腿设计 ...................................................................................................................................... 26 10.6排架柱的吊装验算 ..................................................................................................................... 27 10.7绘制排架柱的施工图包括模板图与配筋图 .......................................................................... 30
11锥形杯口基础设计 .............................................................................................. 30
11.1 作用在基础地面的内力 ....................................................................................................... 30 11.2 初步确定基础尺寸 ................................................................................................................ 31 11.3 地基承载力验算 .................................................................................................................... 32 11.4 基础受冲切承载力验算 ....................................................................................................... 33 11.5 基础底板配筋计算 ................................................................................................................ 34 11.51 11.52
沿长边方向计算 ........................................................................................................... 34 沿短边方向计算 ........................................................................................................... 36
12排架柱和锥形杯口基础施工图 .......................................................................... 36
2
钢筋混凝土单层厂房课程设计
1. 设计题目
钢筋混凝土单层厂房结构设计。
2. 目的与要求
了解单层厂房结构设计的全过程，培养单层厂房结构设计的工作能力。要求： （1）、掌握单层厂房结构布置和结构选型的一般原则和方法；
（2）、综合运用以往
所学的力学及钢筋混凝土结构的知识，掌握排架内力分析方法以及构件截面设计 方法；（3）、掌握单层厂房结构施工图的表达方法。
3. 设计内容
1、 完成计算书一份，内容包括：（1）设计资料；（2）结构布置与选型；（3）排架 内力分
析及柱、基础的配筋计算。
2、 绘制施工图：（1）柱子模板图及配筋图；（2）基础平面布置图及配筋图。
4. 设计题号
编号162,查表得柱距9m,混凝土级别C30,厂房跨度27m，轨顶标高10m, 吊车起重量
10t。
5. 设计资料
1、 2、
厂房跨度27米，总长108米，中间设伸缩缝一道，柱距9米。
建筑场地地质情况：地面下0.8米范围内为杂填土，杂填土下面3.5米 内为均匀粉土，其承载力标准值fk = 200kPa，地下水位为地面下4.50 米, 无腐蚀性。
, , 2 、 、 2
3、 4、 5、
基本风压 W=0.4kN/m ;基本雪压Sc=0.35kN/m。
屋面是不上人的钢筋混凝土屋面，屋面均布可变荷载标准值为 建议采用材料：
0.7/m2。
3
钢筋混凝土单层厂房课程设计
（1）、柱：纵向受力钢筋II级，箍筋I级。 (2) 、基础：混凝土 C30, II级钢筋。
6
选用的标准图集：
(1) 、屋面板：G410(—)标准图集，预应力混凝土大型屋面板，板重标 准值(包括
灌缝在内)1.4KN/m2。
(2) 、天沟板：G410(三)标准图集，JGB77-1天沟板，板重标准值2.02kN / m。 (3) 、屋架：G415(三)标准图集中预应力混凝土折线形屋架，屋架自重 标准值
106kN。
(4) 、吊车梁：G323-1~2标准图集DLZ-4，梁高1200毫米，翼缘宽600毫 米，腹板宽300毫米，梁自重标准值44.2kN/根，轨道及零件重1kN/米，轨道 及垫板高度
200毫米。 7、
建议采用的柱截面尺寸：上柱为矩形 bxh=400x400mm下柱为I形
bf=400mm h=800mm b=100mm hf=150~170mm
8、 屋面做法：
4
钢筋混凝土单层厂房课程设计
r卑
40 6000
6000
6000
6000
6000
6000
6000
4
6000
103380
500
6000
6000
r
6000
L.
6000
6000
6000
6000
24000 25280
5
钢筋混凝土单层厂房课程设计
15.990
±0.000
27240oo
剖面图
5500
6. 计算单元及计
6.1定位轴线
Bi :由附表12可查得轨道中心线至吊车端部的距离/ B^ 230mm ；
4400
B2 :吊车梁架至上部柱内边缘的距离，一般 B3 :
B23 80mm ；
B3 = 400 mm。
B B2 B3 =230 80 400 二 710mm ：： 750mm，可以。
故取封闭的定位轴线A、B都分别于左、右外纵墙内皮重合。
6.2设计单元
由于该金工车间厂房在工艺上没有特殊要求，结构布置均匀，除吊车荷载外， 荷载在纵向分布是均分布的，故可取一排横向排架为设计单元，计算单元的宽度 为纵向相邻柱间距中心线之间的距离，即 B= 6.0m。
6.3柱高计算
柱顶标高=12.0
2.14 0.3 = 14.4m
上柱高Hu =柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高=14.4-10 1.2 0.2 = 5.8m
6
钢筋混凝土单层厂房课程设计
全柱高H =柱顶标高-基顶标高=14.4 - 0.5 = 14.9m 故下柱高 已二 H —Hu =14.9-5.8 = 9.1m
6.4
截面尺寸确定
b h = 600mm 600mm，下柱选用I
根据参考数据，上柱采用矩形截面，
形,bf h b hf = 600mm 900mm 150mm 200mm （其余尺寸见图），根据表规范
11100
H i
0.95
20
0.95 = 567 mm ::: b = 600 mm （可以）
对于下柱截面高度，有吊车
14
0.95
12 -0.2 0.5 o.95 = 855mm ：： h =900mm（可以）
14
6.5截面模量计算及比值
上柱Iu
600 600
= 1.08 1010 mm
12
关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度
1 1 下柱Il 600 9003 450 5503
12
1 -
450 25（275
12 2 25
）2 2 = 2.92 1010mm4
1.08 109 2.92
2
1010
0.37
3
3.8 14.9
二 0.255
7
钢筋混凝土单层厂房课程设计
7. 荷载计算
7.1屋盖荷载
7.11屋面恒荷载设计值
1.2 1.4=1.68kN/m2
1.2 0.4 = 0.48kN m2
20mm
总和
1.2
0.4 = 0.48kN.. m2
g= 2.64kN / m2
1.2 2.02 = 2.42KN/m 1.2 106 = 127.2KN
故由屋盖传给排架柱一端柱顶的集中荷载设计值:
15
12.64 6
2 2
作用于上部柱中心线外侧 60=6-200 = 空-200=100口口
2 2
2.42 6
127 2
196.92KN
7.12屋盖活荷载设计值
8
钢筋混凝土单层厂房课程设计
《荷载规范》规定，屋面均布活荷载标准值为 0.7kN/m2，比屋面雪荷载标准
值0.35kN/m2大，故仅按屋面均布活荷载计算。于是由屋盖传给排架柱的集中活荷 载设计值
15
F6 =1.4汇0.7乂6 汉一 =441kN
2
作用于上部柱中心线外侧e0 = 100mm处。
7.2柱和吊车梁等恒荷载 7.21 上部柱自重设计值
F2 =1.2 25 0.6 0.6 3.8 = 41.04KN
作用位置 e = 900 一 600 = 150mm
2 2
7.22下部柱自重设计值
0.15 + 0.6
F3 =1.2 25 11.1 (0.2 0.6 2 0.55 0.15 2
2
7.23
0.025) = 113.64KN
吊车梁等自重
F4 =1.2 (44.2 1 6) -60.24KN 作用位置 q =750 -竺=300mm
2
7.3吊车荷载
吊车跨度 Lk = 27 -2 0.75 二 25.5m
查附表12,得Q=10t， Lk = 25.5m时的吊车最大轮压标准值Pmax,k、总质量
G1,k、小车自重标准值G2,k以及与吊车额定起重量相对应的重力标准值
Pmax,k =109KN,G,k =175KNG,k =40.9KNG,k =100KN
G3,k
并查得吊车宽度B和轮距K :
B =5.55m,K = 4.40m
9
钢筋混凝土单层厂房课程设计
（1）吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin 由图.4所示的吊车梁支座反力影响线知
10
钢筋混凝土单层厂房课程设计
ijin
r.ii
4^n
900 0 0
图.4 吊车梁支座反力影响线
Dmax,k =BPmax,kE W = 0.9 \"09 江(1 + 0.808十 0.267 + 0.075) = 210.92KN
Gk ■ G2k ■ G3k
175 40.9 100
-F^nax.k
2
— 109
Fmin. k
2
Dmax = QDmax,k \"4 210.92 = 295.28KN
e4 =750』=750 -空=300mm Dmin 二 Dmax-Pmin^ - 132.61kN
2
2
Pmax,k
0.12 汉(409 + 100=4.23KN
(2) 吊车横向水平荷载设计值Tmax
—九二沁28需
7.4风荷载
1.沿排架柱高度作用的均布风荷载设计值
q1、q2
这时风压高度变化系数z按柱顶离室外地坪的高度14.4 0.1^14.55m取值，查表
J
得离地面10m时，z「.0 ;离地面15m时，」^1.14，用插入法，知
J
11
钢筋混凝土单层厂房课程设计
1 14 一1 0
〜=1
(14.55—10) =1.13
q1 = ZzWoB=1.4 0.8 1.13 0.4 6 = 3.04KN /m( > )
Q
・LZW°B=1.4 0.5 1.13 0.4 6 = 1.90KN/m( > )
2.作用在柱顶处的集中风荷载设计值 W
这是风荷载的高度变化系数 按檐口离室外地坪的高度14.55 1.9 = 16.45m
来计算。查表得离地面15m时，• J =1.14 ；离地面20m时，^z =1.25，用插入法， 知
1.25 -1.14 20 -15
jz =1 ■
(16.45-15) =1.17
由图
g =1.69m,h2 =1.9m
12
钢筋混凝土单层厂房课程设计
Wk 珥(0.8 0.5)h2 (0.5- 0.6山］•笃W0B
13
钢筋混凝土单层厂房课程设计
= [(0.8 0.5) 1.9 (0.5 - 0.6) 1.69] 1.17 0.4 6 = 6.46kN
0 二 QWk =1.4 6.46 二 9.05kN
8内力分析
内力分析时所取的荷载值都是设计值，故得到的内力值都是内力的设计值。
8.1屋盖荷载作用下的内力分析
柱顶不动
C1
M1 ^Reo =196.92 0.1 -19.69kN m H
u
=0.255,查附图9-2 ,得柱顶弯矩作用下的系数
十 0.37
(1) 屋盖集中恒荷载F1作用下的内力分析
C1 =1.6 o
按公式计算:
(2) 屋盖集中活荷载F6作用下的内力分析
2
I 1 - 0.255 2(1 - -1 -入(1 1
= 1.5
)
3 1
n1
可见计算值与查附图9-2所得的接近，取C, =1.6
2 1
)
通
1.63
廿叫対1969 1.6=2.11kN
H 1
14.9
M6 二 F6e0 =44.1 0.1 二 4.41kN m
二也型 1.6=0.47kN
14.9
在F1、F6分别作用下的排架柱弯矩图、轴向力图和柱底弯矩图，分别见图(a)
和(b)，图中标注出的内力值是指控制截面
I-I、11-11 和III-III 截面的内力设
14
钢筋混凝土单层厂房课程设计
计值。弯矩以使排架柱外侧受拉的为正，反之为负；柱底剪力以向左为正、向右 为负。
15
钢筋混凝土单层厂房课程设计
FSM.IkN
-25
I1h?
(a)屋盖恒荷载作用下的内力图(b)屋盖活荷载作用下的内力图
8.2柱和吊车梁等恒荷载作用下内力分析
不做排架分析，其对排架柱产生的弯矩和轴向力如图所示
-1192 |_
M图
16
钢筋混凝土单层厂房课程设计
8.3吊车荷载作用下内力分析
(1) Dmax作用在A柱，Dmin作用在B柱时，A柱的内力分析
Mmax 二 Dmax e = 295.28 (0.75 一 °9) = 88.58kN m
2
M mm -Dmin e =132.61 (0.75 一 09) = 39.78 kN m
2
这里的偏心距e是指吊车轨道中心线至下部柱截面形心的水平距离
1 -0.2552
C3 -1.5
1 ?(- -1)
n
-1.5
1 0.2553( 1
= 1.36，取 C3 \"36
-1) 0.37
A柱顶的不动支点反力，查附图9-3,得C3 =1.35，计算
M
A柱顶不动支点反力R\"寸—746 1.3^8.09kNe )
88 58
B 柱顶不动支点反力 RB = M min C3 二 39.78 1.36 - _3.63kN (》)
-22.27
295.28
N0
H
14.9
1
(-8.09 3.63) =5.86kN()
A柱顶水平剪力
1
VA 二 RA VB = RB
(-RA-RB) =8.09 1
(-RA - RB) »3.63 2
2 1
B柱顶水平剪力
(-8.09 3.63) —5.86kN( T
内力图示于(a)
17
钢筋混凝土单层厂房课程设计
(2) Dmin作用在A柱，Dmax作用在B柱时 的内力分析
此时，A柱顶剪力在与Dmax作用在A柱时相同，也是VA二5.86kN (-)，故可得内力 值，示图
(b)
(3) 在Tmax作用下的内力分析
Tmax在牛腿顶面的距离为12 -1°.6 =1.4m ； Tmax至柱底的距离为12
0.^ 12.5m。
因A柱与B柱相同，受力也相同，故柱顶水平位移相同，没有柱顶水平剪力，故
A柱的内力如图所示。
-II
知“
--------- > < ------- fl.UkH
VR
18
钢筋混凝土单层厂房课程设计
8.4风荷载作用下A柱的内力分析
19
钢筋混凝土单层厂房课程设计
左风时，在qi、q2作用下的柱顶不动铰支座反力，由附图 9-8查得Gi =0.365 ;按 计算
1 1
3[1
Cii
3
4( 1)] n 1 n
3[1 0.2554(
037
3
1)]
0.366
1 0.37
8[1 ‘3(— -1)] 8[1 0.2553H— -1)]
取6 =0.366，不动铰支座反力：
RA 二q“HC11 =3.04 14.9 0.366 二-16.58kN()
T2HC11 =1.90 14.9 0.366 =-10.36kN(「)
A柱顶水平剪力
1 — 1 VA =RA -(W - RA -RB) = T6.58 —(9.05 16.58 10.36) 2 2
=1.42kN( >)
1 — 1 VA =RB -(W - RA -RB) - -10.36 —(9.05 16.58 10.36) 2 2
= 7.64kN(—；)
故左风和右风时，A柱的内力图分别示于图（a）和（b）
20
钢筋混凝土单层厂房课程设计
9内力组合表及说明
9.1.内力组合表
A柱控制截面1-1、11-11和III-III的内力组合列于表12-7。
荷载类型 荷载编号
恒荷载
②柱、吊车梁 自重
①屋面恒荷载
③屋面均布活荷载
排架A柱的内力组合表（单位： kN、kN）
内 力 设 计 值 M N V M N
控 制 截 面 M M N V
内力组合 恒荷载
+0.9（任意两种或两种以上活荷载）
N,V -M max =-11.67+0 + 0.9X[-2.62—22.27 — N =196.92+41.04 + 0.9汇 [44.1 + 0+0+0] =277.65 16.04—42.75] =-86.53 M =「1.67+0 + 0.9叫-2.62—22.27 — N =196.92 + 41.04 + 0.9 汇 [44.1 +0+0 + 0] =277.65 16.04-42.75] =-86.53 M =71.67+0 十 N =196.92 + 41.04 + 0.9[0+0+0] =237.96 .9 叫-2227—1604-4275] 沢 =-84.62 21
钢筋混凝土单层厂房课程设计
①+②+0 .9 + Mmax及相应N x+Mmax=—11.62+11.92 + 0.9x[66.31+16.04+27.34] =98.97 ［④+⑥+ ⑦］ ①+②+0 .9 xN =196.92+60.24+0.9X [295.28+0+0] = 52291 _Mmax」1.67 岀1.92 40.9 X [-2.62 +17.51 _1604 -4275] =-39.26 N =196 .92 +60 .24 +0.9 X [44 .1 +132 .61 +0 +0] = 594 .31 -M max及相应N ［③+⑤+ 11-11 ⑥+⑧］ ①+②+0 .9 M —1.67+11.92十 0.9 汇 [-2.62 北6.31+1604+27.34] *9661 Nmax=19692+6024+Q9x [441+29528+0 + 0] =56260 N max 及相应M 订③+④+ ⑥+⑦］ Nmin 及相应M N =196.92+214.92 +0.9X[44.1+295.28 ■+Mmax T1.75 出1.92+0.9X ①+②+0 .9 及相应N、V x［+0 十0] =717.28 V =+2.11 +0 十0.9汉 + max ③+④+ [2.59 +1.27 4143.25 4358.61] =478.82 ⑥+⑦］ 斗0.47 -5.86 +11.46 +46.72 . = +49.62 N =196.92+214.92 + 0.9X ①+②+0 .9 x 132.61 +0+0】= 531.19 」Mmax H1.75 也1.92+0.9汉 V=2.11 + 0+0.9x [-5.86—11.46 —35.95] = 75.83 III-III -M max及相应N、V ［⑤+⑥+ [/7.53—43.25J24.75] ⑧］ =/40.31 N =196.92 + 214.92 +0.9X M max =11.75 +11.92+0.9 汇 ①+②+0 .9 144.1+295.28】= 717.28 V =2.11+0 + 0.9江 [0.47—5.86+11.46 + 46.72] =+49.62 [2.59 +1.27 +43.25+358.61] N max 及相应M、V 竺③+④+ ⑥+⑦］ =478.82 22
钢筋混凝土单层厂房课程设计
Nmin 及相应M、V 23
钢筋混凝土单层厂房课程设计
④Dmax在 ⑤Dmin ⑥Tmax
⑦左风
⑧右风
/b -35.9
46.3
■22.
^5.2
•5.札
活荷载
恒荷载+任一种活荷载
组合 项M N、V 目 ①+② + M max = —1167+0 N =19692+41.04+0 + 27.34 = 15.67 +⑦ = 23796 ①+② M =-11.67+0-2.62 Nmax =196.92+41.04 + 44.1 = —14.29 =282.06 +③ M =-11.67 +0-42.75 Nmin =19692+41.04+0 ①+② =—54.42 =237.96 +⑧ +M ①咖乂 =71.67 N =196.92+60.24 +295.28 +② +11.92+66.31 = 552.44 +④ =66.56 24
钢筋混凝土单层厂房课程设计
—M max = —11.67+11.92 N =196.92 十 60.24 + 0 ①+② —42.75= —42.5 = 257.16 +⑧ 25
钢筋混凝土单层厂房课程设计
①+② +④ M = -11.67 +11.92 + 66.31 = +66.56 Nmax = 196.92+60.24 + 295.28 = 552.44 ①+② +⑦ M =-11.67+11.92 27.34 =27.59 Nmin =19692+60.24+0 = 257.16 N =196.92 + 214.92 + 0 ①+② +⑦ + M max = 11 .75 + 11.92 =411.84 + 358.61 =382.28 —M max =11.75 + 11.92 V =2.11 +0 + 46.72 =48.83 N 二 196.92 + 214.92 + 0 =411.84 V =2.11 +0 — 35.95 = -33.84 Nmax =196.92+214.92 + ①+② +⑧ -324.75 = -301.08 ①+② +④ M =11.75+11.92 + 1.27 = 24.94 295.28=707.12 V =2.11+0—5.86 = -3.75 Nmin =196.92+214.92 + ①+② +⑦ M =11.75+11.92 + 358.61 =382.28 0 = 411.84 V =2.11 + 0 + 46.72 = 48.83 9.2内力组合说明
(1) 控制截面1-1在以'M max及相应N为目标进行恒荷载'0.9 (任意两种或 两种以上活荷载)的内力组合时，由于“由Tmax产生的是正弯矩16.04kN m而在Dmax 或Dmin作用下产生的是负弯矩
-22.27kN m，如果把它们组合起来，得到的是负弯 矩，与要得到 Mmax的目标不符，故不予组合。
(2)
相应M为目标进行恒荷载
控制截面1-1在以Nmax及
0.9
(任意两种或
26
钢筋混凝土单层厂房课程设计
两种以上活荷载)的内力组合时，应得到 Nmax的同时，使得M尽可能的大，因此
27
钢筋混凝土单层厂房课程设计
采用①+② 0.9［③+④+⑥+⑧］。
(3) Dmax、Dmin、Tmax和风荷载对截面1-1都不产生轴向力N，因此对1-1 截面进行Nmax
及相应M的恒荷载+任一活荷载的内力组合时，取①+②+③。
(4)
荷载的内力组合中，通常采用恒荷载
在恒荷载+任一种活
+风荷载，但在 以Nmax
为内力组合目标时或在对11-11截面 Mmax为内力组合目标时，则常改用 恒荷载-D max o
(5 )评判11-11 截面的内力组合时，对Mmax =98.97kN m及相应
N -522.91kN，e^ 0.19m小于 0.3h。=0.3 0.86 = 0.258m，但考虑到 P-：二阶效 应后弯矩会增大，
是大偏心受压，因此取它为最不利内力组合；对 111-山 截面，
Nmin =411.84kN及相应M =382.28kN m，= 0.928m，偏心距很大，故也取为最 不利内力组合。
(6)控制界面III-III 的- Mmax及相应N V的组合，是为基础设计用的。
10排架柱截面设计
采用就地预制柱，混凝土强度等级为 采用对称配筋。
10.1上部柱配筋计算
C30,纵向受力钢筋为HRB335级钢筋，
由内力组合表知，控制截面1-1的内力设计值为
M -86.53kN m， N =277.65kN
(1) 考虑P-厶二阶效应
eb 二 M .. N =86.53 103/277.65 = 312mm，e^20mm， e =6 +ea =312 +20 =332mm
0.5 fcA
0.5 14.3 600 600 277.65M03
N
A =bh =600 600 =360 103mm2
=9.27 1.0，取 c =1.0
查表知，l0 =2Hu =2 3.8 =7.6m
28
钢筋混凝土单层厂房课程设计
N
1 14.3 600 1 1500 -
x
s
(7.6)2 1.0=1.18 332 0.6
=1 —
1
1500x2 h ho
(~)^ c
（2）截面设计
277.65 103 =32.36mm ：： 2as = 80mm
假设为大偏心受压，则
取 x =2as =80mm 计算
e 二 se -h as =1.18 332 - 600
2 2
As
40 =131.76mm
y(h0 -as) 360(560-40)
Ne ,二 277・65 103 131.7J 234.5m rtf f
：：：
=0.2% 600 600 = 760mm2
按最小配筋率配置选用2『20+2『16, As二As =1030mm2，同时柱截面总配筋
2 2
2 1030 = 2060 mm 0.55 % 600
600 = 1980 mm 。
（3）垂直于排架方向的截面承载力验算
l 4.75 b 0.6
-7.92， 查上册表5-1，得「二0.952
I。=1.25Ha =1.25 3.8 = 4.75m
由查表知，垂直于排架方向的上柱计算长度
比=0.9「(fcA fyAs) =0.9 0.952 (14.3 600 600 300 2060)
-4803.05kN N =277.65kN，承载力满足。 10.2下部柱配筋计算
按控制截面山-111进行计算。由内力组合表知，有二组不利内力: /、 M =478.82kN m （a）」
N =717.28kN
k.
M =382.28kN m
（b） J
N =411.84kN
k
29
钢筋混凝土单层厂房课程设计
3
e0 二 478.82 10 二 ea = h 30 = 900 30 = 30mm，
717.28
（1）按（a）组内力进行截面设计
e = 6 十 ea = 668 + 30 = 698mm
30
钢筋混凝土单层厂房课程设计
A =bh 2(bf -b)hf =150 900 2 (600-150)(200 12.5)
1500 h0
5
0.5 14.3 3.26 10
f y ( h 0
0.5fcA , N
3
= 3.25 ■ 1.0 取 c = 1 .0
717.28 10
=1
(空)2 1.0=1.14
1500
0.9
698
假设为大偏心受压，且中和轴在翼缘内h :
e =nse —一+as =1.14 汉 698 x N
717.28 103 83.60mm 2as = 80mm
s^fcb
14.3 600
::hf = 212.5mm说明中和轴确实在翼缘内。
900
40 =385.72mm
2
a1 fcb f * x(x - as)
2
Ne —
-as)
As 二 As
83 6
717 .28 103
385.72 -1
14.3 600
83.6
(
40)
= __________________________________________________________ 2
-
360 (760 —40)
采用 2 卩20+2「18 得人=As = 1137mm2
(2)按(b)组内力进行截面设计
382.28 106 6
3 = 928mm， ea =30 mm，e^ 958mm
= 3.26 105mm2
31
钢筋混凝土单层厂房课程设计
0.5 14.3 3.26 105
0.5 fcA
3
N
411.84 10
= 5.66 1.0 ,取 c =1.0
(山)2 1.0=1.09
0.9 958 860
1500
32
钢筋混凝土单层厂房课程设计
411.84 103 I
1.2 =-26.71KN m
X
1 14.3 600
二 48 mm 2a「80 mm
按 X =2a$ =80mm计算
e 二 sG - h as = 1.09 958 -900 40 二 634mm
Ne'
411.84 103 635
fI
y (h - as)
300(860 -40)
=1061mm2 <2 ：；'
2 2
2
\\ = A =1137mm
(3) 垂直于排架方向的承载力验算 由表知，有柱间支撑时，垂直排架方向的下柱计算
长度为
l°=0.8H「0.8 11.1= 8.88m
l0=8.88“4.8 ,—0.9
bf 0.6
Nu =0.9「(fcA fyA) =0.9 0.9 (14.3 3.26 105
300 2 1137)
= 4328.64kN 717.28KN 满足。 10.3排架柱的裂缝宽度检验
裂缝宽度应按内力的准永久组合值进行验算。内力组合表中给出的是内力的 设计值，因此要将其改为内力的准永久组合值，即把内力设计值乘以准永久组合 值系数S ,再除以活荷载分项系数
Q
二1.4。风荷载的.q二0,顾不考虑风荷载;
不上人屋面的屋面活荷载，其'-q = 0股把它改为雪荷载，即乘以系数 30/50。
10.31上部柱裂缝宽度验算
按式(10-35)的何在准永久组合，可得控制截面I-I的准永久组合的内 力值值:
Mq
x (—2.62) — 06 x 22.27 — 06 x 16.04
Nq 二咤住◎ 44.1N88.2KN
1.2 1.2 1.4 50
1.4 50
1.4 1.4
Pte亠
1030
33
钢筋混凝土单层厂房课程设计
0.0057V 0.01取 Pte =0.01 Ae 0.5 600 600
34
钢筋混凝土单层厂房课程设计
q二叫二空1四142mm
/4.75、2
h
1.01.34600 —40 = 260mm
s
=1 4000
竺(乔) = 'ys = 2
汎
560 Nq
188.2
e 二 se)ys =1.34 142 260 = 450mm
0.87 -0.12(1 - rf)(匹)2 h0二 0.87-0.12 1 (^60)2 Nq(e-z) Az
188.2 103 450-383
sq
= 31.96KN / mm2IL
1030^383
e . IL
f
2 01
即=1.1-0.65
J =1.1-0.65 负数取即-0.2
Pte^sq
0.01 汉 31.96
纵向受拉钢筋外边缘至受拉边的距离为
28mm,
2 X202 +1 心62 deq
18.86mm
2^20+1x16
35
2
560 = 383 m m
450
钢筋混凝土单层厂房课程设计
Nq
Wmax 二 3c< 二
1.9cs 0.08 %
= 1.9 0.2 芈
1.9 28 0.08业
0.01 丿
Es
Pte
2勺05
= 0.01mmv0.3mm满足.
10.32下部柱裂缝宽度验算
对 截面内力组合-M max及相应N的情况进行裂缝宽度验 算
Mq
11.75 11.92 0.5 30 2.59 06
1.27 143.25 358.61
= 235.91 KN m
1.2 1.2 19&92 214・92 °.5 30 44.1 °.6 295.285
1.2
1.2 1.4 50
1.4
As
1137
0.5bh bf -b hf
€0 =0.5
虬=492.28mm
<0.01
Nq
36
0.007
= 479.20
钢筋混凝土单层厂房课程设计
900
ys
2 _as
2
-40 = 410mm e= se)ys =1.0 492.28 410 = 902.28mm
I。=1.0H ]= 11.1m, l0/h =11.1/0.9 二 12.33V 14取 ^1.0
z 二 0.87 —0.12(1 —rf)(
叫m。—0.74(鶴)2 860 »4mm
e
Nq(e-z)
严2。103 902^-724 “°378KN/mm2
1137 汉 724
「 Az 一
f
= 1.1-0.65 tk =1.1-0.65
PteSq
2 01
负值:::0.2取 =0.2
0.01 況 103.78
WmaX - % Es
1.9c, 0.08 eq
、一九9 0.2畀：8
Pte
1.9 28 0.08 19 . 0.01 丿
纵向受拉钢筋外边缘至受拉边的距离为 28mm
=0.04mm<0.3mm满足
10.4箍筋配置
非地震区的单层厂房排架柱箍筋一般按构造要求设置。对上
°8@200,在牛腿处箍筋加密％8@100。
，下柱均采用
37
钢筋混凝土单层厂房课程设计
10.5牛腿设计
(1)牛腿截面宽度与柱宽相等为 600mm若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离为
340
80mm吊车梁端部为寸+80，吊车梁轴线至柱外侧的距离为 750mm则牛腿顶面
340
长度为750 -600 •
2
' 80 = 400mm。相应牛腿面的水平截面高度
400 +600 =1000mm，牛腿外边缘高600mm边界有效高度560mm如图：
38
钢筋混凝土单层厂房课程设计
牛腿尺寸及配筋
⑴按裂缝控制要求验算牛腿截面高度作用在牛腿顶面的竖向立标准值
Fvk = Dmax.k G4.k =210.92 60f4=261.12KN
1.2
牛腿顶面没有水平荷载，即Fbk =O(Tmax作用在上柱轨顶标高处。)
设裂缝控制系数 *=0.65, ftk =2.01N/mm2
P 1 —0.5甩
l
ftk bh。
2.01 600 560
-0.65 (1-0)
0.5
-877.9 KN > Fvk满足
a =750 -900 20 二「130v 0取a =0，故
(2)局部受压验算 Fvk / A 乞 0.75 fc
F vk /0.5 + a/ h0
得：261.12 1 03/600 600 = 0.725 0.75 14.3 = 10.73N /mm2 (3) 牛腿配筋
由于a=-130mm, fyAz =Fva Fh z as取a =0, F^0，故可按构造要求配筋。水平 纵向受拉钢筋截面面积 As 一 pminbh= 0.002 600 56^672mm?采用5^14,
39
钢筋混凝土单层厂房课程设计
As = 769mm2其中 2「14是弯起钢筋。已知前述，牛腿处水平箍筋为 © 8@100。
10.6排架柱的吊装验算
⑴计算简图
查表知排架柱插入基础杯口内的高度 g =0.9h =0.9 900 =810mm，取 h = 850mm，故柱总长为 3.8 11.1 0.85 = 15.75m
采用就地翻身起吊，吊点设在牛腿下部处，因此起吊似的指点有两个：柱底
和牛腿底，上住和牛腿是悬臂的，计算简图如图所示。
ql
XZ XZ \\Z X/ xz \\z xz xz \\z xz
M2
MB 1 =l2m
0.6M H二王& （2）荷载计算
吊装时，应考虑动力系数 卩=1.5柱自重的重力荷载分项系数取1.35。
40
钢筋混凝土单层厂房课程设计
q^i =urGq1k =1.5 1.35 25 0.6 0.6 = 18.23KN / m q2 二 urGq2k =1.5 1.35 25 0.6 1.0 = 30.38KN / m
41
钢筋混凝土单层厂房课程设计
q2 二u「Gq2k =U「G25 S下柱二 1.5 1.35 8.53 =17.28KN / m
2
M!
巴\"23 曲-131.62KN m (3) 弯矩计算
2
M2 二qi 3.8
3.8/2 0.6 72 0.6 /2 =178.65KN m
由' BM^0知，RAI
-皿2 =0
2
令dM3dx
=0
= q3
M3 二 RAx「q3x /2
M3 =32.18 1.86 -17.28 1.862/2 =29.96KN m
(4) 截面受弯承载力及裂缝宽度验算: 上柱：
Mu 二 fy^ho—as =300 1030 560-40 =160.7KN m> 0M1 =0.9 131.62 =118.46KN m满足
裂缝宽度验算：
Mq
Mq
131.62 1.35
=97.50KN m
97.50 103 1 9 $N/mm
Pte
企
1030
O.OO57V O.O1 取 Pte=O.O1
0.5bh
0.5 600 600
f
2 01
= 1.1-0.65 tk =1.1 -0.65
0.43
18.86
供弋08訂“9®3过爲
1.9 28 0.08
0.01
PteSq
0.01 勺94.3
=0.16mm<0.3mm 满足
下柱Wmax
:
Mu 二 fyASho-as =300 1137 860-40 =279.7KN m> 0M3 =160.79 满足
42
2
钢筋混凝土单层厂房课程设计
Mq
178.65 1.35
^132.33KN m
裂缝宽度验算:
43
钢筋混凝土单层厂房课程设计
Mq 132.33 103
= 155.55N/mm2 2 01
0.26
pte =0.011
O.87hoA 0.87 860 1137
lftktk
= 1.1-0.65—^ =1.1 -0.65
d
Wma
Es
1.9Cs+0.08』=1.9x0.26x
=0.079mmV 0.3mm 满足。
155.55 1.9 28 0.08竺
2 105 、 0.01 丿
10.7绘制排架柱的施工图包括模板图与配筋图
详见施工图纸1-1
11锥形杯口基础设计
11.1作用在基础地面的内力
⑴基础梁和维护墙的重力荷载
每个基础承受的维护墙宽度为计算单位的宽度6.0m，墙高
14.4 0.5 -1.9 -0.45=16.35m墙上有上.下钢框玻璃窗，窗宽3.6米上.下、窗高分别
为1.8m和5.1m，钢窗自重0.45KN/叭每根基础梁自重标准值为16.7KN，内、
外20mm厚水泥石灰砂浆粉刷2X 0.36KN/川，空心砖重度16KN/m故由墙体墙体 和基础梁传来的重力荷载标准值Nwk和设计值Nw :
基础梁自重 围护强自重 钢窗自重
1.2 16.7 =20.04KN 1.2 2 0.36 0.24 16
6 16.35 - 1.8 5.1 3.^= 334.07 KN
1.2 0.45 3.6 5.1 • 1.8A13.41KN
NWK = 367.25/1.2 = 306.27KN
NW = 367.25KN
如图所示，Nwk或 叽对基础的偏心距=ew120+450=570mm
240 900
44
钢筋混凝土单层厂房课程设计
对基础底面的偏心弯矩
MWK = NWKew =306.27 0.57 “74.57KN m (
Mw 二 Nwe. =367.52 0.57 = 209.49KN m ()
)
假设基础角度850+50+250=1100mm ⑵住传来的第①组内力
由排架柱内力组合表知，控制截面的内力组合一
— Mmax = —440.31KN m(
Mmax及相应N、V
) N =531.19KN 】h V = 45.83KN ・
注：内力组合表12-7中给出的柱底水平剪力设计值-45.83KN是基础对柱的，其 方向是现在要的是柱对基础的水平剪力设计值，故其方向应相反
对基础底面产生的内力设计值为：
Mbi - -440.31 -45.83 1.1 - -490.72KN ・m ( Nb1 = 531.19KN 炽
Vb1 = 45.83KN「
)
这组内力的标准值为：
1 J 1.2 1
Nk
1.2 1 Vk
1.2
2.11
1.4 1
35.95
1.4
196.92 214.92
1.4 0 7,
5.86 11.46 A32.58KN •
”
1 1.4 1
132.61 = 437.92KN 妙
0 7』 1.4
C
)
Mkmax=一(11.75+11.92 卜一汉 32475 一一(47.53+14325 )=307.63KN m(
45
钢筋混凝土单层厂房课程设计
对基础底面产生的内力标准值为：
Mbk1 = 一307.63-32.58 1.1 二-343.47KN m Nbk2 = 437.92KN；i W
VbK2 =32.58KN •
46
钢筋混凝土单层厂房课程设计
⑶柱传来的第②组内力值为：
Mmax =478.82KN m （ 一 ’） N = 717.28KN 1」崇 V =49.62KN > 柱对基础底面产生的
内力的设计值为：
Mb^ 478.82 49.62 1.1 =533.40KN m （ Nb2 =717.28KNEI：
Vb2 =49.62KN 、
「）
第二组内力的标准值：
Mkmax=1175^192+35861+07（2.59+1.27+143.25）=349.43KN m（（）
1.2
1.4
1.4
“
44.1 =576.16KN 汕
1.2
2 11 Vk
1.2
1.4
1.4
46 72 0 7
0.47 -5.86 11.46 =38.16 > 1.4
1.4
196.92 +214.92 295.28 0.7 Nk
柱对基础地面产生的内力标准值：
Mbk2 =349.53 38.16 1.1 =391.41KN m Nbk2 = 576.16KN 】H
VbK2 = 38.16KN
11.2初步确定基础尺寸
(1) 基础高度和杯口尺寸
已知住插入杯口深度为 850mm故杯口深度为850+50=900mm杯口顶部尺寸: 宽为
600+2X 75=750mm 长为 900+2X 75=1050mm 杯口底部尺寸：宽为 600+2X 50=700mn长
为 900+2X 50=1000mm
查表取杯壁厚度t=300mm杯底厚度a1 = 200mm。 据此，初步确定基础高度 850+50+200=1100m。 (2) 确定基础底面尺寸
基础埋深为d=0.5+1.1=1.6m，取基础地面以上土的平均厚度
'-m =2^drm d -0.5 =200 1 20 1.6—0.5 = 222KN /m
2
由内力组合表知，控制截面川-川的最大轴向力标准值： 比呻=576.16心
222-20 1.6
47
钢筋混凝土单层厂房课程设计
按轴心受压估算基础底面尺寸：
N wk N k ,max
f a —
30627 576J^4.6m2
48
钢筋混凝土单层厂房课程设计
考虑到偏心等影响，将基础在放大 30%左右，取L=2.4m,b=3.2m
基础底面面积
2
A = bl =3.2 2.4 = 7.68m
2 2
基础底面弹性抵抗矩 w =-
6 6
24
更 3.9m3
11.3地基承载力验算
基础及基础上方土的重力标准值
按①组内力标准值的「验算
(1)
轴向力
Nbk1 Nwk Gk =437.92 306.271 76.8 = 820.99KN
弯矩
Mbk2 Mwk =391.41 174.57 = 51898KN m Gk =2.4 3.2 20 0.5 =76.8KN
M 518.98
3.2 门“
0.63m b /6
N 820.99
K 6
Q Q
0.63 = 0.97 2
a = 266.4kN / m
a e
0.53 m
偏心距
e
& .max
故基础底面有一部分出现拉应力。
Pk,max + Pk,min
235
2 2
235kN /m2 ：： 1.2 f
且
Pk = —2 —
盲
=117.5KN /m2v fa =222KN /m2满足。
按第二组内力标准值:
Nbk2 N wk Pk ,max
Gk =576.16 306.27 76.8 = 959.23KN 轴向力
弯矩
Mbk2—Mwk =391.41-17457 = 21684KN m
b
=0.23m
0.53,W
bl2 2.4 x 3.2
6
2
= 4.096
Nbk Gk Mbk 959.23 21684 =117.84KN/mvi.2fa = 266.4KN/m 满足
A W ~ 7.68 4.096
Fk,min =71.96kN/m2
Pkmx • Pwn=
94.90 KN /m2v f
49
=222 KN / m 2 满足。
2
11.4基础受冲切承载力验算
钢筋混凝土单层厂房课程设计
717.28
R^max
Nb £
533.49
2
A w
------ + -------
= 222.66KN /m
不利。Nb =717.28KN M
533.40KN /m
因为由柱边作出的45度斜线与怀璧相交，这说明不可能从柱边发生冲切破坏, 故仅需对台阶以下进行受冲切承载力验算。这时冲切椎体的有效高度
h0 = 700 -40 = 660mm冲切破坏椎体最不利一侧上边 at和下边长ab分别为 at =400 2 275 = 950mm
ab 二 at 2h0 二 950 2 660 二 2270mm am = at ab /2 二 950 2270 /2 =1610mm
Al
b - ht 3200 I 2
-h0
-750 - 660
2
2400 -
2400
66^^50 _ 660
、2 二 0.45m 考虑冲切荷载时取用的基础底面多边形面积，即图中打斜线的部分的面积
Fi 訳,maxA= 22266 OMWOaKN ,查表得林…0.985
0.7'hp ftamhb =0.7 0.985 1.43 1610 660 = 1047.7KN F^100.20KN
50
钢筋混凝土单层厂房课程设计
故此受冲切高度满足受冲切承载力的要求。
11.5基础底板配筋计算
按地基净反力设计值进行配筋计算包括沿长边和短边两个方向的配筋计算,
51
钢筋混凝土单层厂房课程设计
由前述两组荷载设计值作用下最大地基净反力的分析可知，应按第一组荷载设计 值作用下的地基净反力进行计算。而沿短边方向，由于为轴心受压，其钢筋用量 按第二组荷荷载设计值作用下的平均地基净反力进行计算。
11.51沿排架方向，即沿基础场边b方向的底板配筋计算
由前面的计算可知，第①组内力最不利，再考虑由基础梁和围护墙传来的内 力设计值，故作用在基础底面的弯矩设计值和轴向力设计值为：
Mb 二 Mbi Mw =490.07 209.49 =700.21KN m（ Nb 二 Nb1 Nw = 531.19 367.52 =898.71KN
■）
偏心距 e = M /N = 898.71/700.21 = 0.78m> b/6 = 3.2/6 = 0.53m 基底有一部 分出现拉应力。
2N
2 898.71
PS,max
2
= 304.44KN /m 3la 3 2.4 0.82
a =b/2 —e =3.2/2 -0.78 =0.82m
2 898.71 304.44 2.4
=2.46m
2Nb
PS,maxl
设应力为零的截面至Ps.max截面的距离为X，
K 2
00 =0.45
此截面在柱中心线右侧.2.46--=0.86m处。柱边截面离柱中心线右侧为
,变阶截面离柱中心线为
900 5502 2
= 0.725m，故
柱边截面处的地基净反力PSi =变阶截面处的地基净反力
PS □二 °
.7240.45 0.86 304.44 =162.12KN/m2 2.46
304 .44 = 196 . 15 KN
2 .46
图12-81为地基净反力的设计值的图形
52
x-2.46m
钢筋混凝土单层厂房课程设计
eE'NM
才廿口MI” a Ps
沿基础长边方向，对柱边截面I -1处的弯矩计算
-1 1.152 1-2 2.4 1.7 304.44 161.12 = 304.71KN m 1 12
0.8752〔2 2.4 0.95 304.44 196.15 = 200.23KN mM,故按 M I配筋。
采用 HRB335 级钢筋，fy =300N / mm2
h01 =1100「40 = 1060mm
采用 16空 12, As=1808mm2
11.52垂直排架方向
^,max
ornHx ErLOd PSI ' Ps,max 一 Psi 1 I
304.44-161.12 2.41
变阶处截面I'_I'的弯矩
304.44-196.15
2.41
，保护层的厚度为40mm,故
6
Mi 0.9fyh°1
304.71 10 0.9 300 1060
2
=1065mm
53
即沿基础短边丨方向的底板配筋计算按第二组荷载组合作用下轴心受压考虑 对柱边截面II-II处和变阶处截面II-II的弯矩计算
54
钢筋混凝土单层厂房课程设计
717 .28 = 93.40 KN m m2
7T68
24 鞭4 z4\"2 '2 a ®04KN
_ 92.04X06
AL 0.9__3QQ__660
M
=丄 93.4
2.4 - 1.6 2 2 3.2 1.2 = 18.92 KN
24
故按M ii配置钢筋选用。
基础底面沿两个方向的配筋详见施工图 2-2，由于长边大于 断10%如交错布置，钢筋可用同一编号。
12排架柱和锥形杯口基础施工图
:见施工详图。
55
其钢筋长度可切2
-516.
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