双跨单层厂房课程设计计算书 单层厂房课程设计 毕业设计

设 计 任 务 书

一、 设计题目

某金属装配车间双跨等高厂房。 二、 设计内容

1、 计算排架所受的各项荷载。

2、 计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体

作用）。

3、 边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下

基础设计。

4、 绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。 三、 设计资料

1、 金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54m，柱距6m。

厂房标高：室内地面±0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00，屋架下弦标高一班10.400、二班12.400。 2、 厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量单学号15/3t、双学

号20/5t。吊车其它参数参见 “5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62系列）”。

3、 建设地点为某城市，基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻

结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kPa，土的天然重度为17.5kN/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值

fak=350kPa，地下水位-5.5m。

4、 厂房标准构件选用及荷载标准值如下：

1) 屋架采用21m梯形钢屋架，按《建筑结构荷载规范》附录A“常用

构件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kN/m2；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。 2) 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值

29kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。 3) 天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为

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单层厂房课程设计

34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。 4) 天沟板自重标准值为2.02kN/m。

5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45

kN/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kN/m。

6、 材料：混凝土强度等级C20~C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或

HRB400，其余钢筋I级。

7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：

三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2； 一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。

四、 设计要求

1、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。

2、 计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，可电子

录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。 3、 计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排

在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。 4、 施工图符合建筑制图规范的要求。

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单层厂房课程设计

计算书

一、设计资料

（一）、设计题目

某金属装配车间双跨等高厂房。 （二）、设计内容

1、计算排架所受的各项荷载。

2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。

3、边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下基础设计。

4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。

（三）、设计资料

1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54m，柱距6m。厂房标高：室内地面±0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高10.00，屋架下弦标高12.400。

2、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量20/5t。吊车其它参数由表-1给出。 吊车位置 起重量桥跨LK小车重g最大轮压大车轮距大车宽B车高H吊车总重（KN） （m） （KN） Pmax,k(KN) K（m） （m） （m） （KN） 200/50 19.5 70.1 187 4.4 左跨（AB）吊车 200/50 19.5 70.1 右跨（BC）吊车 187 4.4 5.6 5.6 2.184 2 2.814 2 表-1 吊车的有关参数参数表

3、建设地点为某城市，基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值fak=240kPa，土的天然重度为17.5kN/m3，土质分

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布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值fak=350kPa，地下水位-5.5m。 4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：

（1）、屋架采用21m梯形钢屋架，按《建筑结构荷载规范》附录A“常用构件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kN/m2；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。

（2）、吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值29kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。 （3）、天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。

（4）、天沟板自重标准值为2.02kN/m。

5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kN/m2。钢窗：自重0.45

kN/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kN/m。

6、 材料：混凝土强度等级C20~C30；柱的纵向钢筋采用HRB335或

HRB400，其余钢筋I级。

7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：

三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2； 一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2； 25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2； 6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。

二、材料的选用

混凝土强度等级为C25，柱的纵向钢筋采用HRB335级，其余钢筋采用I级。

三、计算简图及柱截面几何参数的确定

1、计算简图

本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进

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单层厂房课程设计 行结构设计。排架的负荷范围如图-1所示。结构计算简图如图-2所示。 下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。 负荷范围 图-1 排架的负荷范围 图-2 结构计算简图

2、柱截面几何参数的确定

(1)、基础的埋置深度及基础高度：

考虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为1.8m。初步估计基础的高度为1.0m，则基础顶面标高为-0.95m。 (2)、牛腿顶面标高确定：

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轨顶标高为10m，吊车梁高0.9m，轨道及垫层高度为0.2m。可得牛腿顶标高为10-1.1=8.9m。

(3)、上柱标高的确定：

屋架下弦标高为12.4m，既上柱顶的标高为12.4m。 (4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：

上柱高：HU =12.4-8.9=3.5m 下柱高：HL=8.9+0.95=9.85m 柱的总高度：.H=13.35m

(5)、柱截面确定：上柱选矩形截面，下柱选工字形截面

对于下柱截面高度h：由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m，吊车梁及轨道构造高度为1.1m，因此，基础顶至吊车梁顶的高度Hk=9.85+1.1=10.95m<11m；

下柱截面高度h≥HK/9=10.95/9=1.22m。

下柱截面宽度B≥HL/20=9.85/20=0.4925m。并且B≥400m。

对于上柱截面主要考虑构造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm。 对于本设计边柱，即A，C轴柱（图-3所示）：

上柱取500*500mm

下柱取500*1300*100mm

对于本设计中柱，即B轴柱（图-4所示）：

上柱取500*700mm

下柱取500*1500*100mm 图-3 图-4

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(6)、截面几何特征和柱的自重计算

截面几何特征包括：截面面积A，排架方向惯性矩IX和回转半径RX，垂直于排架方向惯性矩IY和回转半径RY。单位长度柱的自重用G表示。 （a）A，C轴柱截面几何特征：

上柱：A=500*500=250*103mm2 G=25*0.25=6.25KN/m

IX=IY=（1/12）*500*5003=5208*106 mm4 RX=RY=（IX/A）1/2=141.82mm 下柱：

IX=(1/12)*100*13003+4[(1/12)*200*1003+200*100*6002]+4[(1/36)*25*(550-(25/3)) 2] =50109.38*106mm4

IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1300-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）

=2333.33*106mm4

RX=（IX/A）1/2=477.25mm RY=（IY/A）1/2=102.99mm

（b）中柱B轴柱截面几何特征： 上柱：A=500*700=350*103mm2

G=25*0.35=8.75KN/m

IX=（1/12）*500*7003=14291.67*106mm4

IY=（1/12）*700*5003=7291.672*106mm4 RX=（IX/A）1/2=202.07mm RY=（IY/A）1/2=144.34mm

下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mm

G=25*0.24=6.00KN/m

IX=(1/12)*100*15003+4[(1/12)*200*1003+200*100*7002]+4

[(1/36)*

200*25+1/2*200*25(650-(25/3)) 2] =71509.38*106mm4

IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1500-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）=2350*10mm

RX=（IX/A）1/2=545.85mm RY=（IY/A）1/2=98.95mm

为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2。

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A IX IY RX RY G 柱号 （）（*103） （*106mm4） （*106mm4） mm （mm） （KN/m） A，C上柱 250 A，C下柱 220 B上柱 B下柱

350 240 5208 50109.38 14291.67 71509.38 5208 2333.33 7291.67 2350 144.3 149.3 6.25 471.25 102.99 5.5 202.07 144.34 8.75 545.85 98.95 6

表-2 各柱的截面几何特征

四、荷载计算

1、恒载

（1）屋盖自重G1：天窗自重、屋面构造自重、屋架自重

屋面均布荷载汇集：

三毡四油防水层上铺小石子：0.4KN/m2 25mm厚水泥沙浆找平层：0.5KN/m2 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4KN/m2 一毡二油隔气层：0.05KN/m2 25厚水泥沙浆找平层：0.5KN/m2 6m预应力大型屋面板：1.4KN/m2 合计：3.25 KN/m2

屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶G1按负荷范围计算： 其值为：屋面结构传来：3.25*6*21*0.5=204.75KN 天窗架传来：34KN

天沟板传来：2.02*6=12.12KN 屋架自重标准值：95/2=47.5KN 合计： G1=298.37KN

对于A，C轴柱：G1A=G1C=298.37KN。对柱顶的偏心距e1A=e1C=250-150=100mm。如图-5所示。

对于中柱：G1B =2*298.37=596.74KN。对柱顶的偏心距e1B=0。如图-6所示。

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图-5 图-6

（2）柱自重：上柱G2、下柱G3 上柱G2：

对于边柱：G2A=G2C=6.25*3.5=21.875KN。其偏心距e2A=e2C=650-250=400mm 对于中柱：G2B，K=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距e2B=0。

下柱G3：

对于边柱：G3A=G3C=8.55*5.5*1.1=51.78KN。其偏心距e4A=e4C=0 对于中柱：G3B=6.00*8.55*1.1=56.43 KN。其偏心距e4B=0 （3）吊车梁及轨道自重G4：

边柱牛腿处：G4A=G4C=38+0.8*6=43.8KN。其偏心距e3A=e3C=750-650=100mm

对于中柱牛腿处：G4B左=G4B，K左=43.8KN 。其偏心距：e3B左=e3B=750mm。 （4）墙自重G5：

为了确定墙体的荷载，需要计算墙体的净高：基础顶标高为-0.950m。轨顶标高+10m。檐口标高为：10+2.4+1.4=13.8m。基础梁高：0.45m，因此，墙体净高为：13.8+0.95-0.45=14.3m。窗宽4m，窗高4.8+1.8=6.6m。

基础连系梁与上部墙体自重：5.2*（14.3*6-4*6.6）+0.45*4*6.6=282.2KN。

基础连系梁自重：2.7*6=16.2KN

基础连系梁与上部墙体自总重：G6A，K=G6C，

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单层厂房课程设计 。 这项荷载直接作用在基础顶面。对下柱中心线的偏心距为：e6A=e6C=120+650=770mm。 各永久荷载的大小和作用位置如图-7所示： e2A=400mmK=282.2+16.2=298.4KN QAK=31.5KNQBKL=31.5KNQBKR=31.5KNQCK=31.5KNG1AK298.37KNe1A=100mmGBK=298.37KNGBK=298.37KNG1AK=298.37KNe1A=100mm G2A，K=21.875KNG3A,K=43.8KNe3A=100mmG3B，K左=43.8KNe3B，K左=750mme3B，K右=750mmG3B，K右=43.8KNG3，K=43.8KNe3A=100mm图-7 活荷载作用下双跨排架的计算简图 e6A=770mme6=770mm G6C，K=298.4KN G4A，K=51.78KNG4C，K=51.78KNG6A,K=298.4KN G4B，K=56.43 KN A BC图-7 各永久荷载、活荷载的打大小（KN）和作用位置 10 单层厂房课程设计

2、屋面活荷载

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，屋面活荷载标准值：0.5KN/m2

屋面雪荷载：0.3KN/m2，不考虑积灰荷载，故仅按屋面活荷载计算。

活荷载作用下双跨排架的计算简图如下所示： G1ak=31.5KN M1ak=3.15KNMM2akKNG1bk=31.5KNM1bk=4.73KNMQbk=31.5KNM1bk=4.73KNMQ1ck=31.5KNM1ck=3.15KNM M2ck=12.6KNM图-8 活荷载作用下双跨排架的计算简图 3、吊车荷载

AB、BC 跨吊车为两台200/50，A4级工作制（中级工作制）。 最小轮压计算： AB跨：PMIN,K=

G1,KG2,KG3,K2-PMAX,K=

2300-187=45KN 2吊车竖向荷载DMAX,K、DMIN,K的计算，按每跨两台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为=0.9。吊车荷载的计算利用吊车支座反力影响线求得。 AB跨吊车竖向荷载DMAX，K、DMIN，K的计算：

DMAX，K=PMAXYI=0.9*187（1+1.6/6+4.8/6+0.4/6）=359.04 DMIN，K=

PMIN DMAX=359.04*45.0/187=86.4KN PMAX11

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吊车竖向荷载DMAX，K、DMIN，K的作用位置与G3作用位置相同。

吊车水平荷载TMAX，K的计算，按每跨2台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为=0.9，吊车水平系数=1.0。吊车水平荷载的计算也可利用吊车竖向荷载计算时吊车粮支座反力影响线求的。

每各车轮传递的水平力的标准值：

TK=1/4（G2，K+G3，K）=1/4*0.1*（70.1+200）=6.76KN 则AB跨的吊车传给排架的水平荷载标准值：

TMAX，K=TK*DMAX，K/PMAX，K=6.76*359.04/187=12.97KN

各跨吊车水平荷载TMAX，K作用在吊车梁顶面，即作用在距吊车梁顶0.9m处。 4、风载

封闭式带天窗的双跨双坡屋面的风载体型系数查荷载规范表7.3.1第14项。

确定q1、q2、Fw，绘制示意图。

本地区基本风压Wo=0.5KN/M2。

在左风情况下，天窗处的μs的确定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以μs=+0.6。

作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按注顶标高取值。 柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值Fw考虑。

这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值；

柱顶至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m

天窗檐口至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m. 按线性内插法确定μz:

柱顶:z1.0(10.3510)(1.141)(1510)1.01 天窗檐口处: z1.0(15.6510)(1.141)(1510)1.1582

左风情况下风荷载的标准值:

q1k=μs1μzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/M q2k=μs2μzWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M

柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算,其风压高度变化系数统一按天窗檐口处μz=1.1582取值.其标准值为: Fwk=ΣμsμzWohB

=[(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4]+[(0.4-0.2+0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3]+[(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.1582*0.55*6*2.6]+[(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3]=30.27KN

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单层厂房课程设计 右风和左风情况对称,方向相反。 Fwk=30.27KNFwk=30.27KNq1k=1.333KN/Mq1k=1.333KN/M 图-9 风荷载作用下双跨排架的计算简图 五、内力分析 本单层厂房是两胯的对称结构，C主和A柱受力完全一样，因此只要计算AB 就可以了。

本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架结构的内力计算。在各种 荷载作用柱顶按可动铰支座计算，不考虑厂房的空间工作。这里规定柱顶不动铰支 座反力R，柱顶剪力V和水平荷载自左向右为正，截面弯矩以柱左侧受拉为正， 柱的轴力以受压为正。 1、计算剪力分配系数

单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：Δu=H3/(C0ECIL) C0=3/[1+λ3(1-n)/n]

计算有关参数：

AC柱：λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL=5208*106/(51942.92*106)=0.104

C0=3/[1+λ3(1-n)/n]=3/[1+0.2903 (1-0.104)/0.104]=2.479

B柱：λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL=14291.67.5*106/（74060.88*106）=0.1998

C0=3/[1+λ3(1-n)/n]=3/[1+0.0.2903 (1-0.1998)/0.0.1998]=2.733

单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：

A， C柱：ΔuA=ΔuC= H3/ (C0ECIL)=120503/（2.479*EC*50109.375*106）=14.085/ EC

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q1k=2.667KN/M 单层厂房课程设计

B， B柱：ΔuB= H/ (C0ECIL)=12050/（2.733*EC*71509.375*10）=18.953/ EC 令Ki=1/Δui

K=Ka+kb+kc=1/ΔuA +1ΔuB /+1/Δuc=0.2537 EC 所以，三根柱的剪力分配系数为：

ηA=K A/K=0.2798; ηB =K B /K=0.440; ηc=Kc/K=0.2798 验算：ηA+ηB +ηc≈1.0

当柱顶有水平荷载F时，求出剪力分配系数后，即可求出柱顶剪力： VA=ηAF；VB=η BF；Vc=ηcF 求出柱顶剪力后，即可按悬臂柱绘出结构的内力图。下面进行各种荷载走 作用下排架的内力。 2、恒载下排架内力： 336

G1ak=298.37KNG1bk=596.74KNG1ck=298.37KNM1ck=29.837KNMM1ak=29.837KNMG2Bk=30.625KNM2ak =125.908KNM M2ck=125.908KNMG2ak =21.875KN G2ck=21.875KN图-10 永久荷载作用下双跨排架的计算简图 对M作用进行排架分析，对图-10中的竖向荷载所产生的轴力直接累加。 各柱顶不动铰支座的支座反力： C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.104-1)/0.104]/[1+0.2903 (1-0.104)/0.104=2.1376

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单层厂房课程设计

C3=1.5*(1-λ)/[1-λ(1-n)/n]= 1.5*(1-0.290)/[1+0

A柱：λ= 0.290；n =0.104.2903(1-0.104)/0.104]=1.1353 R1=MC1/H=29.837*2.1376/12.05=5.2929KN() R2=MC3/H=125.908*1.1353/12.05=11.8625KN()

所以RA=R1+R2=17.1154KN（） B柱：RB=0 C柱：RC=-RA=-17.1154KN（） 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+ RB+ RC=0 所以：各柱顶的实际剪力为： VA= RA=17.1154KN（） VB= RB=0 VC= -17.1154KN（） Q1Ak=31.5KNQ1Bk=31.5KNM1Bk=4.725KNMM1Ak=3.15KNMQ1Bk=31.5KNQ1Ck=31.5KN232

M1Ak=4.725KNMM1Ck=3.15KNMM2Ak=12.6KNMM2Ck=12.6KNM图-11 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。现把各柱的轴力算过程叙述如下，弯矩和剪力的计算从略。排架的弯矩图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-12所示。柱轴力标准值计算： AC柱：柱顶：N=298.37KN 上柱底：N=298.37+21.875=320.245KN 下柱顶：N=320.245+43.8=3.045KN 下柱底：N=3.045+51.78=415.825KN B柱：柱顶：N=596.74KN 15 单层厂房课程设计 上柱底：N=596.74+30.625=627.365KN 下柱顶：N=627.365+43.8*2=714.965KN 下柱底：N=714.965+56.43=771.395KN 30.927 51.359 （a） 永久荷载作用下的弯矩（KNM）图和柱底剪力（KN） （b）永久荷载作用下的轴力（KN） 图-12 永久荷载作用下排架的内力图 28.97394.98128.97394.981-30.927298.37596.74320.2453.045627.365298.37320.2453.045714.965V=17.1154V=17.1154-51.3515.825771.395415.8253、屋面活荷载下的内力 A柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/IL=0.104；C1=2.1376；C3=1.1353 R1=M1AKC1/H=3.15*2.1376/12.05=0.559 KN（） R2=M2AKC3/H=12.6*1.1353/12.05=1.187KN（） 所以RA=R1+R2=1.746KN（） B柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/IL=0.199 C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.1998-1)/0.197]/[1+0.2903 (1-0.1998)/0.1998]=1.827 RB=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN()

C柱：Rc=0

所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=2.462KN（） 所以：各柱顶的实际剪力为： VA= RA-ηAR=1.057KN（）

VB=RB-ηB R=-0.367 KN（） VC=Rc-ηcR=-0.6 KN（） ΣVi≈0

各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。

0.5495 -4.74 -12.3 -6.0095 -9.1474 -3.0135

V=1.057 V=-0.367 V=-0.6 16

-2.4115

-8.30245

单层厂房课程设计 4、吊车荷载作用下的排架内力（不考虑厂房整体空间工作） （1）、AB跨有吊车荷载，Dmax,k作用在A柱，Kmax,k=Dmax,k=359.04Dmin,k=86.4Kmin,k=83.52KNDmin,k作用在B 35.904KN柱时排架内力分析，其计算简图如图-14所示。 A柱：λ=HuH=0.290；n=IuI=0.104；lC3=1.1353 RA=R2=Mmax,kHC3=35.904*1.1353/12.05=-3.3827（ 图-14 B柱：λ=HuH=0.290；n=IuI=0.1998； l C3=1.5*（1-λ2）/[1+λ3（1-1）]= 1.5*（1-0.2902）/[1+0.2903n（

10.1998-1）]=1.25175 RMmin,kBR2HC.8312.051.251756.7314KN C柱：RC0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=3.3487

（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为：

RARAAR3.38270.27983.34874.3197()

RBRBBR 6.73140.4403.34875.2580()

RCRCCR 00.27983.34870.93697()

Vi0

各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，

17

单层厂房课程设计 柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-15所示。 (a) Dmax,k在A柱时的轴力(KN) (b) Dmax,k作用在A柱时的弯距和柱底剪力 图-15 （2）、AB跨有吊车荷载，Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在A柱时排架内力分析，其计算简图如图-16所示。 IuHuA柱：λ==00290；n==0.104；C3=1.1353 D max ,k 359.04 IlH RA=R2=Dmin,k=111.36Mmin,kHC3=-3.3827（  ） 269.28KNMmin,k=11.136KNMmax,k= B柱：λ=IHu=0.290；n=u=0.1998； IlH2 C3=1.5*（1-λ2）/[1+λ33（1-1）]= 1.5*n（1-0.290）/[1+0.290（1-1）]=1.25175 0.290RB=R2=Mmin,kHC3=.8*1.25175/12.05=6.7314KN( ） 图-16 C柱：RC=0 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=+3.3487（  ） 所以：各柱顶的实际剪力为： VA=RA-ηAR=--3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197（  ） VB=RB-ηBR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580（  ） VC=RC-ηCR=-0.2798*3.3487=-0.93697（  ） V

i0

各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向

18

单层厂房课程设计 左为正）和轴力图如图-17所示。 -29.3601-20.7201-76.204V=16.0229 图-17 （3）、BC跨有吊车荷载，Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在C柱时排架内力分析，其计算简图如图-18所示。 B柱：λ=IHu=0.300；n=u=0.200；C3=1.31 IlH RB=R2=Mmax,kHC3=353.87*1.31/13.45= -34.47 ） IuHu C柱：λ==0.260；n==0.104；

IlH RC=R2=

Mmin,kHC3=11.66*1.215/13.45=1.05KN（ ）

A柱：RA=0

所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-33.42（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为：

VA=RA-ηAR=0.282*33.42= 9.42KN（ ）

VB=RB-ηBR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN（ ） VC=RC-ηCR=1.01+0.282*33.42=10.47KN（ ）

19

单层厂房课程设计 Vi0 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-19所示。 Dmax,k=Dmin,k116.62 471.83 =353.87KN = 11.662KN 图-18 85.27 (a) Dmax,k在B柱时的轴力(KN) (b) Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力 图-19 （4）、BC跨有吊车荷载，Dmax,k作用在C柱，Dmin,k作用在B B柱：λ=

IHu=0.260；n=u=0.200；C3=1.31

IlH RA=R2=

Mmax,kHC3=-87.47*1.31/13.45= -8.52（ ）

20

单层厂房课程设计 C柱：λ= Dmax,k=471.83 Dmin,k116.62IHu=0.260；n=u=0.104；C3=1.215 IlH=47.18KNRC=R2=Mmin,kHC3=47.18*1.215/13.45=4.26KN（ ） =87.47KN A柱：RA=0 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-4.26（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为： VA=RA-ηAR=0.282*4.26= 1.20KN（ ） VB=RB-ηBR=-8.52+0.434*4.26=-6.67KN（ ） VC=RC-ηCR=4.26+0.282*4.26=6.11KN（ ） 图-20 Dmax,k作用在C柱，Dmin,k作用Vi0 在D柱时排架计算简图.. 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-21所示。 -6.67 (a) Dmax,k在B柱时的轴力(KN) (b) Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力 图-21 BC跨有吊车Dmax,k作用在C柱时排架内力图 （5）、Tx作用于AB跨，即 AB跨有吊车 ma 吊车水平荷载Tmax,k的作用点距柱顶的距离y=3.5-0.9=2.6m；y/Hu=0.743。因此排架柱顶不动铰支座的支座反力系数C4需用线形内插法确定。 A、 C柱：λ=0290；n= 0.104； 当y=0. 7 Hu时： C4=[2-2.1λ+λ3（0.243/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.698 当y=0. 8 Hu时： C4=[2-2.4λ+λ3（0.112/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.654 所以当y=0. 743Hu时：C4=0.582+（0.743-0.7）（0.532-0.582）（0.8-0.7）

21

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=0.607

B柱：λ= 0.290；n= 0.1998

C4=[2-2.1λ+λ3（0.234/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.679 当y=0. 8 Hu时：

C4=[2-2.4λ+λ3（0.112/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.6 所以当y=0. 743Hu时：C4=0.6+（0.743-0.7）（0.6-0.6）（0.8-0.7）=0.670 柱顶不动铰支座反力的计算： A柱：RA=R2= C4Tmax,k=0.679*12.97=8.81KN（  ） B柱：RB=R2= C4Tmax,k=0.670*12.97=8.69KN （  ） C柱：RC=0 所以：假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和： R= RA+RB+RC=17.5KN（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为： VA=RA-ηAR=8.86 -0.2798*17.5= 3.194KN（  ） VB=RB-ηBR=8.69-0.440*17.5=0.99KN（  ） VC=RC-ηCR=-0.440*17.5=-4.7KN（  ） 10.17-2.026-8.028-17.13952.026-10.178.02817.1395-75.4028-110.637V=0.9975.4028-59.01110.63759.01V=-0.99V=3.914V=4.7V=-3.914V=4.7Vi0 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴如图所示，柱的轴力为零 5、风载下的排架内力 （1）、左风情况：

在均布风荷载作用下，各柱顶不动铰支座反力的计算：

图-16

A柱：λ=0.290；n= 0.104；

C5=3[1+λ4（1/n-1）]/{8[1+λ3（1/n-1）]}=0.3745 RA= -C5qH=--0.3745*2.667*12.05=-12.0369（  ） C柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/Il=0.104；C5=0.3745

RC = -C5qH=-0.3745*1.333*12.05= -6.0155KN（  ）

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单层厂房课程设计 所以：假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和： R= RA+RB+RC=-18.0254KN（  ） 所以：各柱顶的实际剪力为： VA=RA-ηAR+ηAFw=1.4837KN（  ） VB=RB-ηBR+ηBFw =-21.26KN（  ） VC=RC-ηCR+ηCFw =7.5051KN（  ） ViFw 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴力图如图-23所示，柱的轴力为零。 2．右风情况：其计算简图如图-所示。由于对称性，右风作用时的内力图如图所示。 图-23 左右风情况排架的弯矩 六、最不利内力组合 1、荷载组合系数 关于荷载组和系数，风荷载：0.6，其他0.7。准永久 值系数风0，屋面活荷载：不上人0，上人：0.4，吊车：0.6。 四台吊车的转换系数为0.8/0.9。 2、控制截面 上柱底I-I、下柱顶II-II、下柱底III-III。每一个控制截面均进行基本组合，用于柱配筋计算和基础设计；标准组合：用于柱裂缝宽度验算和地基承载力设计。 由于地质条件较好，本题不进行地基变形验算，否则还应增加III-III截面的准永久组合。

23

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基本组合采用的荷载组合方式用规范给出的简化组合方式，即： （1） 恒荷载+0.9（任意两个或者两个以上活荷载之和） （2） 恒载+任意活载

标准组合，也可采用上述的基本组合规则，但荷载的分项系数均为1.0。

MMAX及相应的N、V最不利内力：

MMAX及相应的N、VNMAX及相应的M、VNMIN及相应的M、V

3、内力组合表

分别对A、B柱，绘制内力组合表。由附表给出。

七、柱的设计

（一）A、C 柱截面设计

砼：强度等级C25（fc=11.9N/MM2,ft=1.27N/MM2）,B=0.55 上柱： Nbbh0bfc10.5550046511.9=1521.71KN 下柱：

h01300351265mm

0h00.55*1265695.75 在腹板范围内

Nbhf(bfb)fc1bh0bfc1(500100)112100659.7511.91318.2KN

上柱高3.5m,下柱高8.55m，总高12.05m ,柱截面尺寸见表，确定柱的计算长度。

排架方向：当考虑吊车荷载时 上柱： lu 2.0HU2.03.57.0m下柱：ll1.0HL8.55m 当不考虑吊车荷载时

上柱 lu2.0HU2.03.57.0m下柱：ll1.25HL1.2512.0515.12m 垂直于排架方向：（按无柱间支撑）

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当考虑吊车荷载时

上柱： lu1.5HU1.53.55.25m下柱 ll1.0HL8.55m 当不考虑吊车荷载时 上柱：下柱ll1.5Hu5.25m 下柱：ll1.2H1.212.0514.46m

该厂房工作环境属一类环境，预制构件砼保护层。按规范要求，取25 mm，则s=’s=35mm.

本设计采用对称配筋，选取内力时，只考虑弯矩绝对值。经分析，对基本组合所选择的不利内力见表。 截面 M N 是否为吊车荷载 初步判别大小偏心

122.9 423.99 是 大偏压 × -615 384.30 是 大偏压 ×

大偏压 √ I-I 122.39 424.99 是

66.49 384.31 否 大偏压 ×

-4.75 384.31 是 大偏压 × 17.51 476.44 是 大偏压 √ -9.08 838.97 是 小偏压 × -217.46 573.31 是 大偏压 √

II-II -27.35 878.66 是 大偏压 ×

-131.57 452.19 是 大偏压 × -84.87 939.57 是 大偏压 √ 517.66 901.11 否 大偏压 × -3.5 7.54 是 大偏压 ×

III-III 521.25 -975.99 是 大偏压 √

527.98 498.99 是 大偏压 × 25.98 1001. 是 小偏压 √

取舍原则

对大偏压：M相等或接近时，取N小者； N相等或接近时，取M大者； 对小偏压：M相等或接近时，取N大者； N相等或接近时，取M大者； 上柱配筋计算：

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M122.39KNM,N424.99KN,lox7.0m,loy5.25me0Mea取h0N122.39424.990.287m和20mm中的大值，故取20mm30eie0ea28720307mm考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响

10.5fcAN0.5*11.9*250000/424.99*10003.5111.0l0/h7/0.5141521111400l(0)2121.212 heih0ei1.212*307372mm0.3h00.3*465139.5mm(按大偏压计算)

eeihas37225035587mm 2424990xN71.2mm。bh00.55*465255.8mm

1fcb11.9500Nefcbx(h0x/2))AsAs517.23mm2

fy(h0as)M17.51KNM,N476.44KN,lox7.0m,loy5.25me0Mea取h0N17.51476.4436.7m和20mm中的大值，故取20mm30eie0ea36.72056.7mm考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响

10.5fcAN0.5*11.9*250000/476.44*10003.12111.0l0/h7/0.5141521l(0)2122.148 hei1400h011ei2.148*56.7121.79mm

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has121.7925035336.79mm 2假设为大偏压

4740xN80.1mmbh00.55*465255.8mm

1fcb11.9*500eeiNefcbx(h0x/2))AsAs0

fy(h0as)上柱截面选定As,As分别为320，AsAs941mm2 按最小配筋率：AsAs0.002*250000500mm2

另外(AsAs)/A18822500000.0080.005 垂直于排架方向承载力验算（按轴心受压验算） l05.25m，查表得，0.97 lo5.2510.5b0.5Nu0.9(fcAcfyAs)0.9*(11.9*(250000941*2)300*941*2)3070.5KNN所以垂直于排架方向承载力满足要求。 下柱截面的配筋计算 选III-III截面：

M517.66KNM,N901.11KN,lox1.0Hl8.55m,loy8.55me0Mea取h0N517.66901.110.57m3042.1mmh和20mm中的大值，故取030eie0ea57142.1612.2mm

考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响10.5fcAN0.5*11.9*220000/901.11*10001.45111.0l0/h8.55/1.36.5715211e1400ih0l(01h)2121.063

先按大偏压计算：

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xN901.11151.45h重新求x。f,此时中和轴在翼缘内，11.95001fcbfx

N1fchf(bfb)1fcb309.2bh00.55*1265695.75则可按大偏压计算

ei1.063*695.75739.58mm

eeihas739.58650351354.58mm 2Nefc(bx(hx/2)(bb)h(hh0ff0f/2))AsAs843.2mm20.002*220*100044fy(h0as)选420，AsAs1265mm2

垂直于排架方向承载力，按轴心受压构件计算

lox8.55mm,ry102.98mm,loyry83.2

查表可得，0.65

Nu0.9*0.65(11.9*(2200001265*2)300*1265*2)1690KNN5765.27KN满足要求下柱再计算一个小偏心受压的情况

M521.25KNM,N975.99KN,lox1.0Hl8.55m,loy8.55me0Mea取h0N534.07mh和20mm中的大值，故取042.1mm3030eie0ea534.742.1576.23mm考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响

10.5fcAN0.5*11.9*220000/975.99*10001.341111.0l0/h8.55/18.551521 28

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1l(0)2121.067 he1400ih01has1.067*576.2650351229.83mm 2先按大偏压计算： N1fchf(bfb)x372.15mmbh00.55*1265695.75mm 1fcbeei应按大偏压计算，属于大偏心受压情况，其他各不利内力的配筋计算从略。最终确定上柱的受力钢筋为：320，下柱两边的受力钢筋为420。 下柱截面的配筋计算 选III-III截面： M510.34KNM ，N=1010.55KN，LOX=1.0HL=7.85m，loy=1.0HL=7.85m e0=M/N=510.34/1010.55=0.505m ea取h0/30和20mm中的大值，故取h0/30=33.3mm ei=e0+ea=505+33.3=583.3mm 考虑挠度的二阶效应对偏心矩的影响 1=0.5fcA/N=0.5*11.9*167500/1015.55*103=0.986 L0/h=7.85/1=7.85<15，2=1

29

单层厂房课程设计

 =1+

11400eih0（l0/h）212=1.08

（二）、柱裂缝宽度验算

在柱的标注组合中，-（上柱 下柱）

需要进行跨度裂缝验算的不利内力，见表5 裂缝宽度验算的不利内力表 表5 M N 偏心距M/N 1-1 91.74 348.604 263.18 90.2 320.25 284.93 2-2 3-3 384.47 415.82 924.6 现在以M384.47KNM,N415.82KN.的情况来验算最大裂缝宽度。

crcrEs(1.9c0.008deqte)

,deq20mm

构件力特征系数cr2.1,ES2105N1256mm2teAsA0.0114

TE100650112(500100)c25mm ——最外层受拉钢筋外边缘至受拉底边的距离。

NKeh0

h0ASskI0h8.55/1.36.5715,s1.0

30

单层厂房课程设计

ys26535615mm,ese0ys1539.6mm0.870.12(1vs)(0)2其中v'f(bfb)h'fbh0(500400)1120.354受压翼缘100*1265he12652)0.8171539.158201539.60.8171265可以计算出:sk193.18Nmm20.81712651256f1.781.10.65tk1.10.650.573tesk0.0114193.180.870.12(10.348)(

max2.10.573193.1820(1.9250.08)0.21mmmin0.3mm52100.0114(一类环境中最大宽缝裂度的min0.3mm)其他截面验算从略.

（三）、牛腿设计 1、几何尺寸，如图所示 FvsDmaxG3,k359.0443.8402.84KNFhs0FfbhFvs10.5hstkFvs0.5ah0Fvs作用在位于牛腿内a0,c25砼ftk1.78N故Fvsftkbh，0.650.50.5Fvs0.5402840h0348.17mmftkb0.651.78500hh0a34835383mm,取h400mmmm27505001300牛腿几何尺寸

2、牛腿配筋计算 由于Fvs0，故牛腿纵向配筋按构造计算，取412,箍筋8@100.a0,固不设弯筋。 3、吊车梁下局部受压验算

31

300400100 单层厂房课程设计

Fvs4028403.570.7511.98.925Nmm2As300400lafyftd0.14300d33.07d1.27

垫板取400400，10la33.07d33.0712396.8mm,取400mm4、柱的外观尺寸

插入杯口的深度，按表取900mm，按钢筋锚固长度la33.0712727.54mm 假定柱长12.050.912.95m.

hl0.0512.950.75m

故柱插入杯口的长度取900mm满足要求。

0.00以上200mm以致牛腿下200mm范围内作成工字型。

（四）、柱吊装的验算 柱的自重：

上柱：g10.25256.25KNm m牛腿部分：g10.51.42517.5KNg4 g2g1g3M2M3柱吊装验算图M1 下部工字形部分：g10.22255.5KNm 32 单层厂房课程设计

下部矩形部分：g10.51.32516.25KNm

采用吊点起吊没，绑扎点在牛腿根部，采用翻身起吊，计算见图如图所示 何在计算所需乘以动力系数1.5，则

,g26.5KN,g38.25KN,g424.375KNm2mmmM1k0.59.3753.5257.42KNMM2k0.59.375(3.50.4)20.50.4(26.259.375)252.32KNM也可以求得M3k38.99KNM(计算过程从略）承载力的验算：变截面处受弯承载力的验算M10GM1k0.91.257.4262.01KNM其中0——结构重要系数，取0.9；G——永久荷载分项系数。按双筋截面计算：Mｕ＝fyAsh0as30094146535121.396M1上柱截面满足要求。g19.375KN

下柱截面配筋为420，界面高度为1300mm，所以下柱吊装验算也满足要求。 裂缝宽度验算： 变截面处

M1k57.52106sk150.83Nmm20.87Ash00.879414659410.0140.5500500f1.781.10.65tk1.10.650.141tesk0.008150.83teAs0.5bh

max2.10.141150.83221.92.50.080.055mm0.3mm52100.008

其他截面验算从略 （五）、柱下基础设计

以A柱基础为例基础形式采用柱下基础形式，基础下采用垫层C10混凝土。预制柱和基础之间采用C30细石混凝土填充。

基础设计的内容包括：按地基承载力确定基础地面尺寸，按基础抗冲切和抗剪承载力要求确定基础高度，由于该单层厂房地基条件和荷载条件，满足地基基础设计规范关于不尽心地基变形验算的条件，因此，本设计部进行地基变形验算。

1、按构造要求确定基础高度尺寸。（见图）

33

单层厂房课程设计

前面确定了预制柱插入基础的深度为h1900mm，柱底留50mm的间隙用C30细0.15NMV750.00300石混凝土填充，。根据表基础杯底厚度a1200mm，杯壁厚度t3600mm（满足基400NMV50础梁支撑宽 度要求）。则基础的高度为：hh1a150900200501150mm。与pmax1150-1.950pmin前面假定的基础高度1000mm略有误差，可以满足设计的要求。杯壁高度h2按台阶下面的基础抗冲切条件确定，应尽量使得h2大一a 基础构造图些以减少混凝土的用量。基础地面尺寸按地基基础承载力条件确定。不要选择过大，基础的构造如图所示。 2、柱底截面不利内力选择

a、进行基础设计时候选用以下三组按荷载标准组合确定的最不利贝利。 （1）M371.7KNm,N703.057KN,V70.14KN ,N756.54KN,V66.67KN ,N415.8KN,V70.14KN

（2）M379.67KN（3）M384.47KNmmb、进行机车设计时候选用以下三组按荷载基本组合确定的最不利不内力。 （1）M517.66KN（2）M521.25KNmm,N901.1KN,V.75KN ,N975KN,V.1KN ,N7.5KN,V23.32KN

（3）M3.49KNm3、基础底面尺寸确定 （１）、地基承载力特征值确定

，按地基基础设

m2计规范的要求，需要进行跨度和深度的修正。由于基础宽度较小(一般小于3m)。故仅仅考虑基础埋深的修正，经修正后的地基承载力特征值为： 根据设计任务书地基持力层承载力特征值fak200KN 34

b 单层厂房课程设计

fafakdm(d0.5)2201.617.5(1.80.5)265.4KN1.2fa318.48KNm2m2

（2）、 换算到基础底面的弯矩和轴向力标准值

由维护墙和基础梁传得基础顶面的永久荷载值：G6A,K298.4KN，对基础中心线的偏心弯矩为：e6620mm（见图） 传到基础底面的弯矩和轴力标准值为：

第一组：M1K371.766.551.15298.40.77218.415KNM　　　　N1K7.03.07298.41001.521KN第二组：M２K379.6766.471.15298.40.77226.29KNM　　　　N1K756.54298.41055.7KN第三组：M３K384.4723.321.15298.40.771KNM　　　　N1K415.8298.4714.2KN

（３）、按地基承载力确定基础底面尺寸 先按第二组内利标准值计算基础底面尺寸。 基础的平均埋深：d1.80.151.875m

2按中心受压确定基础底面面积A；

ANK1055.0044.62m2

faGd265.4201.875增大20%,1.2A1.24.85.544m2假定a1.8,a1.8bbab1.8b25.544m2所以：b1.75m,a1.8b3.15m,取a32.m

以上是最初步估计的基础底面尺寸，必须进行地基承载力验算。 基础底面面积：Aab3.21.755.76m2

ba23.675m3 基础底面的抵抗弯矩：W6基础和回填土的平均重力：

35

单层厂房课程设计

GKmdA201.8755.76216KNpkpmax,kpmin,kGKNK1055.004216220.66KN2fa265.4KN2mmA5.76GKNKMK226.29220.66296.093KN21.2fa318.48KN2mmAWK3GKNKMK226.29220.66145.23KN20mAWK3

所以第二组内力满足要求。 对第一组内力进行验算：

pkpmax,kpmin,kGKNK1001.52216211.375KN2fa265.4KN2mmA5.76GKNKMK218.415211.375284.18KN21.2fa318.48KN2mmAWK3.267GKNKMK218.415211.375138.57KN20mAWK3.627

所以第一组内力满足要求。 队第三组内力进行验算：

pkpmax,kpmin,kGKNK714.2216161.504KN2fa265.4KN2mmA5.76GKNKMK1161.504375KN21.2fa318.48KN2

mmAWK3GKNKMK1161.50452KN20mAWK3所以第三组内力不满足要求。

现在将基础地底面尺寸改为：ab1.83.5m，重新进行验算。 基础底面面积：Aab1.83.56.3m2

ba23.675m3 基础底面的抵抗弯矩：W6基础和回填土的平均重力：

36

单层厂房课程设计

GKmdA201.8756.3236KNpkpmax,kpmin,kGKNK714.2236139.04KN2fa265.4KN2mmA6.3GKNKMK1

139.04303.06KN21.2fa318.48KN2mmAWK3.675GKNKMK1139.0424.98KN20mAWK3.675所以第三组内力满足要求。

对第一组内力进行验算：

pkpmax,kpmin,kGKNK1001.01236193.17KN2fa265.4KN2mmA6.3GKNKMK218.415193.17252.6KN21.2fa318.48KN2mmAWK3.675GKNKMK218.415193.17133.74KN20mAWK3.675

所以第一组内力满足要求。 对第三组内力进行验算：

pkpmax,kpmin,kGKNK1055.57236205.01KN2fa265.4KN2mmA6.3GKNKMK226.29205.01266.58KN21.2fa318.48KN2

mmAWK3.267GKNKMK226.29205.01145.57KN20mAWK3.627所以第三组内力满足要求。

经验算1.83.5m的基础底面尺寸满足地基承载力要求。 4、基础设计 （1）、上部结构产生的基础底面内力设计值：

第一组：M1K517.66.751.151.2*298.40.77345.09KNM　　　　N1K901.1298.41199.56KN第二组：M２K521.2559.11.151.2*298.40.77347.93KNM　　　　N1K975298.41273.4KN第三组：M３K3.4923.321.151.2*298.40.77687KNM　　　　N1K7.5298.4945.4KN

在这三组内力下，地基净反力的计算：

37

单层厂房课程设计

N1199.56180.385KN2

mA6.65NM345.09KN pn,max180.38526.396272

mAW3.88NM370.43 pn,mi181.5491.44KN2 nmAW3.468N1273.4第二组pn191.5KN2

mA6.65NM347 pn,max191.5280.93KN2

mAW3.88NM347 pn,min191.510.026KN72

mAW3.88N945.4第三组pn142.175KN2

mA6.65NM687 pn,max142.175319.81KN2

mAW3.88NM687 pn,mi142.7534KN2 nmAW3.88第一组：pn由于pmin0,pmax应重新计算。 偏心距e0MN6879450.727m。

合力的最大压力的距离a'0.5ae00.53.40.7270.973m 图-40 基础设计计算简图 根据内力的平衡条件： N0.5pn,max3a'0.15NMV750.00300NMVpmax1205050基础底面受压区的长度：3a30.9732.92m，占基础总长度的83.4%（或en0.69ma40.85说明21150-1.950pmin2Npn,max'359.9KN2 m3abpn,min0.0在荷载的基本组合下，不会产生过大的倾斜。 （2）、基础抗冲切承载力验算

ab120034500180034130021a 基础设计计算简图38 400 单层厂房课程设计

冲切承载力按第二组荷载作用下，地基最大净反力pn,max319.81KN步确定杯壁高度h2400mm（见图）

m2。初

因壁厚t300mm，小于杯壁高度，说明上阶低落早冲切破坏锥体以内，故仅需对台阶以下进行冲切承载力验算（见图）

基础下设有垫层时候，混凝土保护层的厚度取35mm。冲切破坏锥体的有效高度

为：

h075040mm710mm

冲切破坏锥体的最不利一侧上边长：at40023751150mm 冲切破坏锥体的最不利一侧下边长：

at115027102570mm1800mm所以：ab1800mm115018001475mm2考虑冲切荷载时的基础底面积近似为：3.41.75Al1.8(0.71)0.297m222冲切力：Flpn,maxAl372.460.29786.58KN所以：amabat2

抗冲切力的计算：h750mm800mm,hp1.0,ft1.1Nmm2F抗0.7hpftamh00.71.11475710806.38KN86.58KN所以抗冲切力满足要求。 （3）基础底板配筋计算

1）、沿基础边长方向钢筋计算，分别按柱边（1-1截面），变阶处（2-2截面）两个面计算。所以选择的地基尽反力按第二组作用下，地基最大的净

反力验算。pn,max319.81KN相应位置的地基净反力计算：

pn191.44319.8191.443.50.5238.25KN2 m3.52m2，pn,min91.44KNm2

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pn281.04M1372.4681.043.41.75262.71KN2m3.4221PN,MAXpn11319.81238.252221.80.4305.05Kaa2bb3.51.0cc242242M1305.05106As11453.83mm20.9fyh010.9210(115040)1PN,MAXpn21319.81238.252221.81.15176KNM2aa2bb3.51.7511242242h0275040710mmM1176106As11311.57mm20.9fyh020.9210710按As2选择钢筋，该方向的钢筋直径用12，单根钢筋面积113.1mm2。 钢筋总根数：n1311.5712根，钢筋间距：s(180050)12145mm。

113.1该方向的配筋为：12@150,共12根。

2）、沿短边方向的钢筋计算

沿短边方向钢筋计算，分别按柱边（3-3截面），变阶处（4-4截面）两个截面计

算。所选择的地基 净反力按三组和荷载作用下，地基最大的平均净反力计算

pn262.71KNM3m2Pn262.71(bbc)2(2aac)(1.80.4)2(23.51.0)171.KNM2424h03h01d115040121098mmM3171.106As3827mm20.9fyh030.92101098Pn262.71(bb1)2(2aa1)(1.81.15)2(23.51.75)40.46KNM2424h04h02d71012698mmM4

M440.46106As4306.7mm2

0.9fyh040.9210698 40

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按As3选择钢筋，由于钢筋面积较小，该方向上的钢筋直径用 8，单根钢筋面积50.3mm2。钢筋总根数：ns(350050)16215mm。

82716根，钢筋间距：50.3按照构造要求该方向的配筋为：8@220，根数s(350050)220118根，柱下基础配筋如图所示，由于基础长边方向大于3米，因此该方向上的钢筋可以截断10% ，并交错布置，钢筋可用统一编号。 柱和基础的施工图见图。

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