单层工业厂房设计

混凝土结构课程设计任务书

单层厂房设计

1、设计资料

（1）、平面图和剖面图：

某金工车间为两跨等高厂房，跨度均为18m,柱距均为6m，车间总长度为72m。每跨设有200/50kN吊车各两台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高为7.8m，柱顶标高为10.5m。车间平面图和剖面图分别见如下图示。

厂房剖面图

（2）、建筑构造：

屋面：SBS 卷材防水保温屋面维护结构：240mm厚

双面粉刷围护砖墙门窗：纵墙窗 3.6m*4.2m(低窗)，

3.6m*1.8m(高窗)

基础：室内外高差－0.15m，基顶标高—1.0m，素混凝土地面

(3)、自然条件：

建筑地点：衡阳，无抗震设防要求基本风压：0.4kN/㎡地面

粗糙度为B类基本雪压：0.35kN/㎡地质条件：修正后的地基

承载力特征值为100kN/㎡~300kN/㎡

(4)、材料：

混凝土：柱混凝土C25~C30，基础C25

钢筋：钢筋等级为Ⅱ级或Ⅲ级

（5）、组合系数：

活荷载组合值系数Ψc=0.7；风荷载组合值系数取0.6。

厂房平面图

2、设计要求：

（1）、排架内力，设计柱子及基础，整理并打印计算书一份。

（2）、施工图一份（结构设计说明，屋盖柱网及基础布置图，柱及基础等配筋图。）

3、设计期限：两周

4、参考资料：

（1）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）

（2）、荷载规范（GB50009-2001）

（3）、基础设计规范（GB50007-2002）

（4）、混凝土结构设计原理

（5）、屋面板（G410）、屋架（G415）、吊车梁（G426）、基础梁（G320）、柱间支撑（G326)等。

摘要：单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，最后根据规范绘制施工图和注写图纸说明。主要计算内容是排架内力的分析计算与组合。

关键词：排架柱基础

计算书内容

一、结构方案及主要承重构件选型

根据厂房跨度，柱顶高度及吊车起吊量大小，本车间采用钢筋混凝土排架结构，结构平面图如图一所示：

无檩体系，根据厂房具体条件柱间支撑设置如图二

所示：

厂房各主要构件选型见下表

由图一知柱顶标高10.5m，牛腿顶面标高6.6m，室内地面至基础顶面的距离为1.0m.，则计算简图

中柱的的总高度H、下柱高度H l 和上柱高度H u 分别为：

H=10.5+1.0=11.5m H l=6.6+1.0=7.6m H u=11.5-7.6=3.9m

根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸见下表：本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如下图三所示：

二、荷载计算

1.恒载

（1）、屋盖恒载

SBS 防水卷材0.25KN/㎡20mm 厚水泥砂浆找平层20KN/㎡*0.02m=0.40 KN/㎡20～30mm厚挤塑板保温层0.10KN/㎡20mm 厚水泥砂浆找平层20KN/㎡*0.02m=0.40 KN/㎡预应力混凝土屋面板屋面板（包含灌缝重） 1.50 KN/㎡屋盖钢支撑0.05KN/㎡

共计： 2.70KN/㎡屋架重力荷载为69KN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：G1=1.2*（2.70 KN/㎡*6m*18/2＋69/2）=216.36

KN (2)、吊车梁及轨道重力荷载设计值

G3=1.2*（39.5 KN＋0.8 KN/m*6m）=53.16KN

(3)、柱自重重力荷载设计值

A，C柱：上柱：G4A=G4C=1.2*4KN/m*3.9m=18.72KN

下柱：G5A=G5C=1.2*4.44KN/m*7.6m=40.49KN B

柱：上柱：G4B=1.2*6KN/m*3.9m=28.08KN

下柱：G5B=1.2*4.44KN/m*7.6m=40.49KN

各项恒载作用位置如图四所示

图四、荷载作用位置图（单位：KN）

2.屋面活荷载

屋面活荷载标准值为0.5KN/㎡，雪荷载标准值为0.35KN/㎡，后者小于前者，故按屋面活荷载计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：

Q1=1.4*0.5KN/㎡*6m*18/2=37.8KN

Q1 的作用位置与G1 作用位置相同，如图四所示

3.风荷载

风荷载标准值按式（2.5.2）计算，其中w0=0.4KN/m2，βz﹦1.0, μz根据厂房各部分标高（图一）及B 类地面粗糙度由附表5.1确定如下：

柱顶（标高10.500m）μz=1.014 檐

口（标高12.150m）μz=1.062 屋顶

（标高13.445m）μz=1.096 风荷载

体型系数如下图五（a）所示

(a) (b)

图五、风荷载体型系数及排架计算简图

μs如图所示，由式（2.5.2）可得作用于排架简图（b）上迎风面和背风面的风荷载设计值为：q1＝1.4*w1k*6.0＝1.4βzμs1μz w0*6.0＝1.4*1.0*0.8*1.014*0.4*6.0＝2.726 KN/㎡q2＝

1.4*w2k*6.0＝1.4βzμs2μz w0*6.0＝1.4*1.0*0.4*1.014*0.4*6.0＝1.363KN/㎡

F W＝γQ[(μs1＋μs2﹚μz h1＋(μs3＋μs4﹚μz h2]βz w0B

＝1.4*[(0.8＋0.4) *1.062*1.65m＋(﹣0.6＋0.5) *1.096*1.295m] *1.0*0.40*6

＝6.59KN

4.吊车荷载

由表2.5.1 可得200/50KN吊车的参数为：B＝5.65m，K＝4.40m，g＝75KN，Q＝200KN，F p,max＝195KN，F p,min＝30KN。根据B及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值，如图六所示。

（1）吊车竖向荷载

参照书上公式（2.5.4）和（2.5.5）可得吊车竖向荷载设计值为：

D max=γQ F p,maxΣy i=1.4*195KN*(1＋0.792＋0.267＋0.058)=577.94KN

D min=γQ F p,minΣy i=1.4*30KN*(1＋0.792＋0.267＋0.058)=88.91KN