单层工业厂房课程设计_毕业设计

毕业论文声明
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年月
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论文作者签名：日期：
指导教师签名：日期：
单层工业厂房课程设计
目录
目录 ............................................................... - 1 - 第1章、混凝土结构课程设计•单层工业厂房设计计算书 .................. - 5 -
1.1、设计条件................................................... - 5 -
1.2、设计要求................................................... - 6 -
1.3、设计期限................................................... - 6 -
1.4、参考资料................................................... - 7 - 第2章、混凝土结构课程设计•单层工业厂房设计计算书 .................. - 8 -
2.1、设计条件................................................... - 8 -
2.1.1、平面与剖面 ........................................... - 8 -
2.1.2、建筑构造 ............................................. - 8 -
2.1.3、自然条件 ............................................ - 10 -
2.1.4、材料 ................................................ - 10 -
2.2、设计要求.................................................. - 10 -
2.3、结构构件选型及柱截面尺寸确定.............................. - 10 -
2.3.1、主要构件选型表 ...................................... - 10 -
2.3.2、柱截面尺寸 .......................................... - 11 -
2.3.3计算单元.............................................. - 11 -
2.4、荷载计算.................................................. - 12 -
2.4.1、恒载 ................................................ - 12 -
2.4.2、屋面活荷载 .......................................... - 13 -
2.4.3、风荷载 .............................................. - 14 -
2.4.4、吊车荷载 ............................................ - 14 -
2.5、排架内力分析.............................................. - 16 -
2.5.1、恒载作用下排架内力分析 .............................. - 17 -
2.5.2、屋面活荷载作用下排架内力分析 ........................ - 18 -
2.5.3、风荷载作用下排架内力分析 ............................ - 21 -
2.5.4、吊车荷载作用下排架内力分析 .......................... - 23 -
2.6、内力组合 (30)
2.7、柱截面设计 (1)
2.7.1、A柱配筋计算 (1)
2.7.2、B柱配筋计算 (6)
2.7.3、C柱配筋计算 (11)
2.7.4、抗风柱设计 (17)
2.8、基础设计 (21)
2.8.1、A柱基础设计 (21)
2.8.2、B柱基础设计 (25)
2.8.3、C柱基础设计 (28)
2.8.4、抗风柱基础设计 (32)
参考资料 (36)
第1章、混凝土结构课程设计•单层工业厂房设计计算书
1.1、设计条件
1.1.1、平面与剖面
某双跨等高机修车间，厂房长度72m，柱距为6m，不设天窗。

厂房跨度为18m，车间面积为2644.07 ,其中AB跨设有两台10t桥式吊车；BC跨设有两台32/5t桥式吊车。

吊车采用大连起重机厂的桥式吊车,吊车工作级别A4-A5，轨顶标高AB跨为
8.7m，BC跨为9m，柱顶标高为11.8m。

1.1.2、建筑构造
屋盖
防水层：APP防水卷材
找平层：25mm水泥砂浆
保温层：100mm水泥蛭石砂浆
屋面板：大型预应力屋面板
围护结构
240mm普通砖墙，采用和M5混合砂浆
门窗
低窗：4.2m×4.8m
高窗：4.2m×2.4m
门洞：5.6m×6.0m
1.1.3、自然条件
建设地点：衡阳市郊，无抗震设防要求
基本风压：0.402
kN
/m
基本雪压：0.352
kN
/m
建筑场地：粉质粘土
地下水位：低于自然地面3m
修正后地基承载力特征值：2502
kN m
/
1.1.4、材料
混凝土：基础采用C25，柱采用C30
钢筋：HPB235级、HRB335级、HRB400级各种直径钢筋
1.2、设计要求
1.2.1、分析厂房排架，设计柱、基础，整理计算书一份
1.2.2、绘制结构施工图一套
1.3、设计期限
1.3.1、两周
1.4、参考资料
1.4.1、混凝土结构设计规范GB50010-2002 1.4.2、建筑结构荷载规范GB50009-2001
1.4.3、建筑地基基础设计规范GB50007-2002 1.4.4、混凝土结构构造手册
1.4.5、国家建筑标准设计图集08G118
第2章、混凝土结构课程设计•单层工业厂房设计计算书
2.1、设计条件
2.1.1、平面与剖面
某双跨等高机修车间，厂房长度72m，柱距为6m，不设天窗。

厂房跨度为18m，车间面积为2644.07 ,其中AB跨设有两台10t桥式吊车；BC跨设有两台32/5t桥式吊车。

吊车采用大连起重机厂的桥式吊车,吊车工作级别A4-A5，轨顶标高AB跨为8.7m，BC跨为9m，柱顶标高为11.8m。

厂房剖面图如下
2.1.2、建筑构造
屋盖
防水层：APP防水卷材
找平层：25mm水泥砂浆
保温层：100mm水泥蛭石砂浆
屋面板：大型预应力屋面板
围护结构
240mm普通砖墙，采用和M5混合砂浆
门窗
低窗：4.2m×4.8m 高窗：4.2m×2.4m 门洞：5.6m×6.0m
2.1.3、自然条件
建设地点：衡阳市郊，无抗震设防要求
基本风压：0.402
kN
/m
基本雪压：0.352
kN
/m
建筑场地：粉质粘土
地下水位：低于自然地面3m
修正后地基承载力特征值：2502
kN m
/
2.1.4、材料
混凝土：基础采用C25，柱采用C30
钢筋：HPB235级、HRB335级、HRB400级各种直径钢筋
2.2、设计要求
2.2.1、分析厂房排架，设计柱、基础，整理计算书一份
2.2.2、绘制结构施工图一套
2.3、结构构件选型及柱截面尺寸确定2.
3.1、主要构件选型表
2.3.2、柱截面尺寸
已知柱顶标高为11.8m，室内地面至基础顶面距离为0.5m，则柱总高度H=11.8+0.5=12.3m，柱截面尺寸及相应的计算参数如下
2.3.3计算单元
本车间为机修车间，工艺无特殊要求，结构布置均匀，选取一榀排架进行计算，计算见图和计算单元如下图
2.4、荷载计算
2.4.1、恒载
2.4.1.1、屋盖结构自重
APP 防水卷材
0.352/m kN
25mm 水泥砂浆找平层
0.42/m kN
100mm 水泥蛭石保温层
0.52/m kN
1.5m ×6m 预应力混凝土屋面板
1.52/m kN
屋面支撑及吊管自重
0.152/m kN
2.852/m kN
屋架自重：AB 、BC 跨YWJ18-2-Aa 68.2kN/榀
则作用于柱顶的屋盖结构荷载设计值为
kN G 6.225)85.21865.02.685.0(2.11=⨯⨯⨯+⨯⨯=
2.4.1.2、吊车梁及轨道荷载设计值 AB 跨：kN G 6.39)8.062.28(2.13=⨯+⨯= BC 跨：kN G 96.60)8.0646(2.1'3=⨯+⨯= 2.4.1.3、柱自重荷载设计值 A 柱上柱：kN G A 16.208.162.14=⨯= A 柱下柱：kN G A 2.43362.15=⨯= B 柱上柱：kN G B 8.375.312.14=⨯= B 柱下柱：kN G B 4.74622.15=⨯= C 柱上柱：kN G C 16.208.162.14=⨯= C 柱下柱：kN G C 6.45382.15=⨯= 各项恒载作用位置如下图
2.4.2、屋面活荷载
屋面活荷载标准值为0.52/m kN ，雪荷载标准值为0.352/m kN ，故仅按屋面活荷载计算，则作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：
kN Q 8.372
1
1865.04.11=⨯
⨯⨯⨯=，作用位置与1G 相同
2.4.3、风荷载
风荷载标准值按0ωμμβωz s z k =计算，其中z z m kN μβω,0.1,/4.020==根据厂房各部分标高及B 类地面粗糙度表确定如下
柱顶：H=11.8m ，050.1=z μ 檐口：H=13.45m ，097.1=z μ 屋顶：H=14.745m ，133.1=z μ 风荷载体型系数s μ如图所示
排架迎风面、背风面风荷载标准值为
2011/336.04.005.18.00.1m kN z s z k =⨯⨯⨯==ωμμβω 2022/168.04.005.14.00.1m kN z s z k =⨯⨯⨯==ωμμβω 则作用于排架计算简图上的风荷载设计值为
1 1.40.3366 2.82/q kN m =⨯⨯=
2 1.40.1686 1.41/q kN m =⨯⨯=
()()()()12134201.40.80.4 1.097 1.650.60.5 1.133 1.295 1.00.466.81w Q s s z s s z z F h h B
kN
γμμμμμμβω=+++⎡⎤⎣⎦=⨯+⨯⨯+-+⨯⨯⨯⨯⨯⎡⎤⎣⎦= 2.4.4、吊车荷载
2.4.4.1、吊车主要参数
AB 跨 10t 吊车、中级工作制吊车，吊车梁高
900mm ，
B=6040mm,K=5000mm,G=140kN,g=23.03kN,max 94P kN =, min 31P kN =
BC 跨
30/5t 吊车、中级工作制吊车，吊车梁高1200mm ，B=6474mm ，K=4650mm,G=321.2kN,g=108.77kN, max 262P kN =,min 58.5P kN =
2.4.4.2、吊车竖向荷载 AB 跨
max max,0.9 1.494(10.8270.167)236.17Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++= min min,0.9 1.431(10.8270.167)77.89Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++=
BC 跨
max max,0.9 1.4262(10.6960.225)643.16Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++=
min min,0.9 1.458.5(10.6960.225)141.6Q k i D P y kN βγ=∑=⨯⨯⨯++=
2.4.4.3、吊车横向水平荷载
AB 跨
max 11
()0.120.9 1.4(10023.03) 1.9949.2744
Q i T Q g y kN αβγ=+∑=⨯⨯⨯⨯+⨯=
BC 跨
max 11
()0.120.9 1.4(300108.77) 1.92124.7444
Q i T Q g y kN αβγ=+∑=⨯⨯⨯⨯+⨯=
2.5、排架内力分析
该厂房为两跨等高厂房，可以用剪力分配法进行排架内力分析 柱剪力分配系数
2.5.1、恒载作用下排架内力分析
A 柱
1123435111214233225.639.620.1659.7643.2225.60.0511.28()(225.620.16)0.239.60.3535.29A A A A A G G kN
G G G kN G G kN
M G e kN m
M G G e G e kN m
===+=+=====⨯=⋅=+-=+⨯-⨯=⋅
B 柱
41'5433651'23322225.6451.2138.3674.40
(39.660.96)0.7516.02B B B B G G kN G G G G kN G G kN M M G e G e kN m
==⨯==++=====-=-⨯=-⋅
C 柱
71'84395171234145225.620.1660.9681.1245.6225.60.0511.28()60.690.3(225.620.16)0.543.15C C C C C G G kN
G G G kN G G kN
M G e kN m
M G e G G e kN m
===+=+=====-⨯=-⋅=-+=⨯-+⨯=-⋅
由于排架为对称结构，故各柱按柱顶为不动铰支座计算内力，柱顶不动铰支座反力i R 分别为
A 柱
22133312130.15,0.341
1
1(1)3312.032, 1.082
11221(1)1(1)11.28 2.03235.29 1.082 3.32()
12.3
A A A n n C C n n
M M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==→ B 柱
221333230.157,0.341
11(1)3312.000, 1.09311221(1)1(1)
16.02 1.093 1.42()
12.3
B B n n
C C n n
M R C kN H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯===← C 柱
22133312130.109,0.341
11(1)3312.209, 1.001
11221(1)1(1)11.28 2.20943.15 1.001 5.54()
12.3
C C C n n C C n n
M M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==← 排架柱顶不动铰支座总反力为
5.54 1.42 3.32 3.64()B C A R R R R kN =+-=+-=←
各柱柱顶最后剪力分别为
3.320.161 3.64 3.91()1.420.638 3.640.90()5.540.201 3.64
4.81()0
A A A
B B B
C C C i A B C V R R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=--⨯=-→=-=-⨯=-→=-=-⨯=←∑=++=
2.5.2、屋面活荷载作用下排架内力分析
2.5.2.1、AB 跨作用屋面活荷载
排架计算简图如图所示，其中137.8Q kN =
其在A 、B 柱柱顶及变阶处引起的力矩为
137.80.05 1.89A M kN m =⨯=⋅ 237.80.27.56A M kN m =⨯=⋅ 137.80.15 5.67B M kN m =⨯=⋅
20B M =
A 柱
22133312130.15,0.341
1
1(1)3312.032, 1.08211221(1)1(1)
1.89
2.0327.56 1.0820.98()
12.3
A A A n n C C n n
M M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==→ B 柱
221333230.157,0.341
11(1)3312.000, 1.09311221(1)1(1)5.6720.92()
12.3
B B n n
C C n n
M R C kN H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯===→
则排架柱顶不动铰支座总反力为
0.980.92 1.9()A B R R R kN =+=+=→
将R 反向作用于排架柱顶，可得屋面活荷载作用于AB 跨时的柱顶剪力
0.980.169 1.90.674()0.920.638 1.90.292()0.201 1.90.382()0
A A A
B B B
C C i A B C V R R kN V R R kN V R kN V V V V ηηη=-=-⨯=→=-=-⨯=-←=-=-⨯=-←∑=++=
排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-9 2.5.2.2、BC 跨作用屋面活荷载
排架计算简图如图所示，其中137.8Q kN =
其在A 、B 柱柱顶及变阶处引起的力矩为
137.80.15 5.67B M kN m =⨯=⋅
20B M =
137.80.05 1.89C M kN m =⨯=⋅ 237.80.259.45C M kN m =⨯=⋅
B 柱
221333110.157,0.341
1
1(1)3312.000, 1.09311221(1)1(1)5.6720.92()
12.3
B B n n
C C n n
M R C kN H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯===←
C 柱
22133312130.109,0.341
1
1(1)3312.209, 1.00111221(1)1(1)
1.89
2.2099.45 1.001 1.108()
12.3
C C C n n C C n n
M M R C C kN H H λλλλλ==---=⋅==⋅=+-+-⨯+⨯=+==← 则排架柱顶不动铰支座总反力为
0.92 1.108 2.028()B C R R R kN =+=+=←
将R 反向作用于排架柱顶，可得屋面活荷载作用于AB 跨时的柱顶剪力
0.161 2.0280.326()0.920.638 2.0280.374()1.1080.201 2.0280.70()0
A A
B B B
C C C i A B C V R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=-⨯=-→=-=-⨯=-→=-=-⨯=←∑=++=
排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-10
2.5.3、风荷载作用下排架内力分析
2.5.
3.1、左吹风时 排架计算简图如图所示
各柱不动铰支座反力分别为 A 柱
411311111(1)30.330181(1)
2.8212.30.3311.45()
A n C n
R q HC kN λλ+-=⋅=+-==⨯⨯=← C 柱
41132110.109,0.341
11(1)30.315
181(1)1.4112.30.315 5.46()11.45 5.46 6.8123.72()C A C W n n C n
R q HC kN R R R F kN λλλ==+-=⋅=+-==⨯⨯=←=++=++=←
各柱顶剪力分别为
11.450.16123.727.63()0.63823.7215.13()5.460.20123.720.69()6.81A A A B B C C C i A B C W V R R kN V R kN V R R kN V V V V F kN
ηηη=-=-⨯=←=-=-⨯=-→=-=-⨯=←∑=++==
排架内力图如图2-11所示 2.5.3.2、右吹风时 计算简图如图所示
各柱不动铰支座反力分别为 A 柱
411311111(1)30.330181(1)
1.411
2.30.33 5.72()
A n C n
R q HC kN λλ+-=⋅=+-==⨯⨯=→ C 柱
41132110.109,0.341
11(1)30.315
181(1)2.8212.30.31510.93()23.72()C A C W n n C n
R q HC kN R R R F kN λλλ==+-=⋅=+-==⨯⨯=→=++=→ 各柱顶剪力分别为
5.720.16123.46 1.95()0.63823.4614.97()10.930.20123.46
6.21()6.81A A A B B C C C i A B C W V R R kN V R kN V R R kN V V V V F kN
ηηη=-=-⨯=→=-=-⨯=-←=-=-⨯=→∑=++==
排架内力图如图2-12所示
2.5.4、吊车荷载作用下排架内力分析
2.5.4.1、max D 作用于A 柱 计算简图如图所示
其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为
max 3236.170.3582.66A M D e kN m ==⨯=⋅ min 77.890.7558.42B M D e kN m ==⨯=⋅
A 柱
3382.66 1.082
1.082,7.27()1
2.3
A A M C C R kN H ⨯==
==← B 柱
3358.42 1.093
1.093, 5.19()1
2.3
B B M
C C R kN H ⨯==
==→ 2.08()A B R R R kN =-=←
排架各柱顶剪力分别为
7.270.161 2.08 6.94()
5.190.638 2.08
6.52()
0.201 2.080.42()
A A A
B B B
C C
i A B C
V R R kN
V R R kN
V R kN
V V V V
η
η
η
=-=-⨯=←
=-=--⨯=-→=-=-⨯=-→
∑=++=
排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-13
2.5.4.2、
min
D作用于B柱左
计算简图如图所示
其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为
min 377.890.3527.26A M D e kN m ==⨯=⋅ max 236.170.75177.13B M D e kN m ==⨯=⋅
柱顶不动铰支座反力,A B R R 及总反力R 分别为 A 柱
3327.26 1.082
1.082,
2.4()12.3
A A M C C R kN H ⨯==
==← B 柱
33177.13 1.093
1.093,15.74()1
2.3
B B M
C C R kN H ⨯==
==→ 13.34()B A R R R kN =-=→
排架各柱顶剪力分别为
2.40.1611
3.34
4.55()1
5.740.63813.347.23()0.20113.34 2.68()0
A A A
B B B
C C i A B C V R R kN V R R kN V R kN V V V V ηηη=-=--⨯=-←=-=-⨯=→=-=-⨯=-←∑=++=
排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-14 2.5.4.3、max D 作用于B 柱右 计算简图如图所示
其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为
max 634.160.75475.62B M D e kN m ==⨯=⋅ min 4141.60.342.48C M D e kN m ==⨯=⋅
B 柱
33475.62 1.093
1.093,4
2.26()12.3
B B M
C C R kN H ⨯==
==← C 柱
3342.48 1.001
1.001, 3.46()1
2.3
C C M C C R kN H ⨯==
==→ 42.26 3.4638.8()B C R R R kN =-=-=←
排架各柱顶剪力分别为
0.16138.8 6.25()42.260.63838.817.5()3.460.20138.811.25()0
A A
B B B
C C C i A B C V R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=-⨯=-→=-=-⨯=←=-=--⨯=-→∑=++=
排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-15 2.5.4.4、max D 作用于C 柱 计算简图如图所示
其中吊车竖向荷载max D ，min D 在牛腿顶面处引起的力矩为
min 141.60.75106.2B M D e kN m ==⨯=⋅ max 4634.160.3190.25C M D e kN m ==⨯=⋅
柱顶不动铰支座反力,A B R R 及总反力R 分别为 B 柱
33106.2 1.093
1.093,9.44()1
2.3
B B M
C C R kN H ⨯==
==← C 柱
33190.25 1.001
1.001,15.48()1
2.3
C C M C C R kN H ⨯==
==→ 15.489.44 6.04()C B R R R kN =-=-=→
排架各柱顶剪力分别为
0.161 6.040.97()
9.440.638 6.0413.29()15.480.201 6.0414.26()0
A A
B B B
C C C i A B C V R kN V R R kN V R R kN V V V V ηηη=-=-⨯=-←=-=--⨯=-←=-=-⨯=→∑=++=
排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-16 2.5.4.5、max T 作用于AB 跨柱
当AB 跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图所示
A 柱
2
353max 5 4.2 1.1
0.15,0.341,0.7384.2
(2)(1)23(23)0.532121(1)0.5329.27 4.93()A n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-===
=⎡⎤+--+--⎢⎥
⎣⎦=
=⎡⎤
+-⎢⎥
⎣⎦
==⨯=→ B 柱
2
353max 5 4.2 1.4
0.157,0.341,0.6674.2
(2)(1)23(23)0.574121(1)0.5749.27 5.32()B n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-===
=⎡⎤+--+--⎢⎥
⎣⎦=
=⎡⎤
+-⎢⎥
⎣⎦
==⨯=→ 排架柱顶总反力R 为
4.93
5.3210.25()A B R R R kN =+=+=→
各柱顶剪力为
4.930.80.16110.25 3.61()0.920.80.63810.250.09()0.80.20110.25 1.65()
A A A
B B B
C C V R m R kN V R m R kN V m R kN ηηη=-=-⨯⨯=→=-=-⨯⨯=→=-=-⨯⨯=-← 排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-17所示，当max T 方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变
2.5.4.6、max T 作用于BC 跨柱
当BC 跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图所示
B 柱
2
353max 5 4.2 1.4
0.157,0.341,0.6674.2
(2)(1)23(23)0.574121(1)0.57424.7414.20()B n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-===
=⎡⎤+--+--⎢⎥
⎣⎦=
=⎡⎤
+-⎢⎥
⎣⎦
==⨯=→
C 柱
2
353max 5 4.2 1.4
0.109,0.341,0.6674.2
(2)(1)23(23)0.538121(1)0.53824.7413.31()C n a a a a a n C n R T C kN λλλλ-===
=⎡⎤+--+--⎢⎥
⎣⎦=
=⎡⎤
+-⎢⎥
⎣⎦
==⨯=→ 排架柱顶总反力R 为
27.51()B C R R R kN =+=→
各柱顶剪力为
0.80.16127.51 3.54()
14.200.80.63827.510.16()13.310.80.20127.518.88()
A A
B B B
C C C V m R kN V R m R kN V R m R kN ηηη=-=-⨯⨯=-←=-=-⨯⨯=→=-=-⨯⨯=→ 排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-18所示，当max T 方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变
信阳师范学院混凝土结构设计·单层工业厂房课程设计
2.6、内力组合
30
31
- 32 -
2.7、柱截面设计
混凝土强度等级为C30，214.3/c f N mm =，22.01/tk f N mm =；采用HRB335级钢筋，
'2300/,0.55y y b f f N mm ξ===
2.7.1、A 柱配筋计算
2.7.1.1、上柱配筋计算
上柱截面共有四组内力，取040040360h mm =-=，经判别，其中三组内力为大偏心受压，只有一组为小偏心受压，且
100.55 1.014.34003601132.56b c N f bh kN ξα<=⨯⨯⨯⨯=，故按此组内力计算时为构
造配筋，对三组大偏心受压内力，在M 值较大且轴力比较接近的两组内力中取轴力较小的一组，即取
43.38,245.76M kN m N kN =⋅=
上柱计算长度02 4.28.4l m =⨯=，附加偏心距为20a e mm =
3
0043.3810176,176********.76
i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=
由
0840*******
l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η 213
0.50.514.3400= 4.6551245.7610c f A N ζ⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ=
22
20120'31001.150.01
1.150.01210.941
11121 1.00.94 1.544196
140014003602245.761080
0.1190.222
1.014.3400360360i s c l h
l e h h a N f bh h ζηξξξα=-=-⨯=⎛⎫
=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭
⨯⨯===<==⨯⨯⨯ 取'2s x a =计算
'''3
'2
'
0400
1.5441964014
2.6222
245.7610142.62
366()300(36040)
i s s s y s h e e a mm
Ne A A mm f h a η=-+=⨯-+=⨯⨯====-⨯- 选3B 18(2763s A mm =)，则763
0.470.2400400
s A bh ρ=
==%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度0 1.25 4.2 5.25l m =⨯=
00525013.125, 1.1770.0210.90400l l b b
ϕ===-= ()()''max 0.90.90.914.340040030076322224.1302.94u c y s N f A f A kN N kN
ϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=>=
满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.1.2、下柱配筋计算
取080040760h mm =-=，与上柱分析方法类似，在下柱八组内力中选取最不利内力
276.65,328.56M kN m N kN =⋅=
下柱计算长度0 1.08.1l l H m ==，附加偏心距为800273030
a h e mm =
== ''100,400,150f f b mm b mm h mm ===
3
00276.6510824,82427851328.56
i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=
由
0810010.1255800
l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η 513
0.50.514.3 1.77510= 3.861328.5610
c f A N ζ⨯⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ= 22
20120
01.0
1
11110.125 1.0 1.0 1.065851
140014007601.065851906.30.30.3760228i i l e h h e mm h mm ζηξξη=⎛⎫=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭
⨯=⨯=>=⨯= 为大偏心受压，先假定中和轴在翼缘内，则
3'
'
1328.561057.41501.014.3400
f c f N x mm h mm f b α⨯===<=⨯⨯，说明中和轴在翼缘内
'10'''
032
800906.3401266.322
()
2()57.4
328.56101266.3 1.014.340057.4(760)2
300(76040)
815i s c f s s y s h e e a mm x
Ne f b x h A A f h a mm ηα=+
-=+-=--==-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-
=⨯-=
选4B 18(21018s A mm =)，则510180.570.21.77510
s A bh ρ=
==%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度00.8 6.48l l H m ==
00648016.2, 1.1770.0210.837400l l b b
ϕ===-= ()()''5max 0.90.90.83714.3 1.7751030010182142.12575.13u c y s N f A f A kN N kN
ϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯=>=
满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.1.3、柱的裂缝宽度验算 《规范》规定，对
0.55e h >的柱应进行裂缝宽度验算 上柱：
001760.480.55360
e h ==<，可不进行裂缝宽度验算 下柱：
00824 1.080.55760
e h ==>，需要进行裂缝宽度验算
2.7.1.4、柱箍筋配置
非抗震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般由构造要求控制，根据构造要求，上、下柱均采用A 8@200箍筋
2.7.1.5、牛腿设计
根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如下图所示。

其中牛腿截面宽度400b mm =,牛腿截面高度500h mm =,0465h mm =
牛腿截面高度验算
5020300a mm =-+=-<取0a =
max
3
00
236.1139.6
201.691.4 1.2
2.01400465
10.50.65486.02201.690.50.5vk Q
G
hk
tk vk vk D G F kN F
f bh kN F kN a F h γγβ=
+
=
+=⎛⎫⨯⨯-=⨯=>= ⎪⎝
⎭+ 故牛腿截面高度满足要求 牛腿配筋计算
5020300a mm =-+=-<，所以牛腿按构造配筋
2min 0.002400500400s A bh mm ρ==⨯⨯=
选用4B 14（2616s A mm =），水平箍筋选用A 8@100
2.7.1.6、柱的吊装验算
采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊 柱插入杯口深度10.90.9800720800h h mm mm ==⨯=<，取800mm 则柱吊装时总长度为4.2+8.1+0.8=13.1m,计算简图如图
柱吊装阶段的荷载为柱自重，考虑动力系数，则
11 1.5 1.35 4.08.1/G k q q kN m μγ==⨯⨯=
22 1.5 1.35(0.4 1.025)20.25/G k q q kN m μγ==⨯⨯⨯⨯= 33 1.5 1.35 4.448.98/G k q q kN m μγ==⨯⨯=
在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为
221111
8.1 4.271.4422u M q H kN m ==⨯⨯=⋅
22211
8.1(4.20.5)(20.258.1)0.590.9822
M kN m =⨯⨯++⨯-⨯=⋅
由02
122
333=+-
=∑M l q l R M A B 得 23331190.988.988.426.88228.4
A M R q l kN l =
-=⨯⨯-= 2332
1
x q x R M A -=
令033=-=x q R dx
dM A 得3/26.8/8.98 2.99A x R q m ===，则
231
26.88 2.998.98 2.9940.232
M kN m =⨯-⨯⨯=⋅
柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算
经初步验算，上柱裂缝宽度不满足要求，采用吊点处局部加强，加2B 18，实际配筋
3B 14+2B 18，2461509970s A mm =+=
2.7.2、B 柱配筋计算
2.7.2.1、上柱配筋计算
上柱截面共有四组内力，取060040560h mm =-=取最不利内力计算
155.72,523.02M kN m N kN =⋅=
上柱计算长度022 4.28.4u l H m ==⨯=，附加偏心距为20a e mm =
3
00155.7210306,30620326523.02
i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=
由
0840*******
l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η 13
0.50.514.3500600= 4.11523.0210c f A N ζ⨯⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ=
22
2
012
'310015, 1.01
11114 1.0 1.0 1.24338
140014005602523.021080
0.1310.143
1.014.3500560560i s c l h
l e h h a N f bh h ζηξξξα<=⎛⎫=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭
⨯⨯===<==⨯⨯⨯ 取'2s x a =计算
'''3
'2
'06001.2334640165.5822
48910165.58519.02()300(56040)
i s s s y s h e e a mm
Ne A A mm
f h a η=-+=⨯-+=⨯⨯====-⨯- 选3B 18(2763s A mm =)，则7630.250.2500600
s A bh ρ=
==%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度0 1.25 4.2 5.25l m =⨯=
00525010.5, 1.1770.0210.956500l l b b
ϕ===-= ()()''max 0.90.90.95614.350060030076324085603.05u c y s N f A f A kN N kN
ϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=>=
满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.2.2、下柱配筋计算
取01200401160h mm =-=，与上柱分析方法类似，在下柱八组内力中选取最不利内力
647.91,1268.72M kN m N kN =⋅=
下柱计算长度0 1.08.1l l H m ==，附加偏心距为1200403030
a h e mm =
== ''120,500,200f f b mm b mm h mm ===
3
00647.9110511,511405511268.72
i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=
由
08100 6.7551200
l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η 513
0.50.514.3 3.05510= 1.7211268.7210
c f A N ζ⨯⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ= 22
2
012
01.0
1
111 6.75 1.0 1.0 1.068551
1400140011601.0685515580.30.31160348i i l e h h e mm h mm ζηξξη=⎛⎫=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭
⨯=⨯=>=⨯= 为大偏心受压，先假定中和轴在翼缘内，则
3'
'
11268.7210177.42001.014.3500
f c f N x mm h mm f b α⨯===<=⨯⨯，说明中和轴在翼缘内 '10'''
032
120055*********
()
2()
1268.72101118 1.014.3500177.4(116088.7)300(116040)178i s c f s s y s h e e a mm x
Ne f b x h A A f h a mm ηα=+
-=+-=--==-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-=
⨯-=
按最小配筋率配筋2min 611s A A mm ρ== 选4B 16(2804s A mm =)，则58040.260.23.05510
s A bh ρ=
==%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度00.8 6.48l l H m ==
00648012.96, 1.1770.0210.9500l l b b
ϕ===-= ()()''5max 0.90.90.914.3 3.0551030080437341358.64u c y s N f A f A kN N kN
ϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯=>=
满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.2.3、柱的裂缝宽度验算 《规范》规定，对
0.55e h >的柱应进行裂缝宽度验算
上柱：
002980.530.55560
e h ==<，可不进行裂缝宽度验算 下柱：
005110.440.551160
e h ==<，可不进行裂缝宽度验算 2.7.2.4、柱箍筋配置
非抗震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般由构造要求控制，根据构造要求，上、下柱均采用A 8@200箍筋
2.7.2.5、牛腿设计
根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如下图所示。

其中牛腿截面宽度500b mm =,牛腿截面高度700h mm =,0665h mm =
牛腿截面高度验算
15020170a mm =+=取0a = 左牛腿
max 300236.1139.6201.691.4 1.2
2.01500665
10.50.65574.89201.691700.50.5665
vk Q G hk
tk vk vk D G F kN
F f bh kN F kN a F h γγβ=+=+=⎛⎫⨯⨯-=⨯=>= ⎪⎝
⎭++ 右牛腿
max 300634.1660.96503.771.4 1.2
2.01500665
10.50.65574.89503.771700.50.5665
vk Q G hk
tk vk vk D G F kN
F f bh kN F kN a F h γγβ=+=+=⎛⎫⨯⨯-=⨯=>= ⎪⎝
⎭++ 故牛腿截面高度满足要求
牛腿配筋计算
170a mm =，所以牛腿按计算配筋 左牛腿
()3
20236.1139.610170
1.22770.850.85300665
v h s y y F a F A mm f h f +⨯⨯=+==⨯⨯
右牛腿
()3
20634.1660.9610170
1.26970.850.85300665
v h s y y F a F A mm f h f +⨯⨯=+==⨯⨯
2min 0.002500700700s A bh mm ρ==⨯⨯=
选用4B 16（2804s A mm =），水平箍筋选用A 8@100
2.7.2.6、柱的吊装验算
采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊 柱插入杯口深度10.80.81200960h h mm ==⨯=，取11000h mm = 则柱吊装时总长度为4.2+8.1+1=13.3m,计算简图如图
柱吊装阶段的荷载为柱自重，考虑动力系数，则
11 1.5 1.357.515.19/G k q q kN m μγ==⨯⨯= 22 1.5 1.35(0.5225)50.63/G k q q kN m μγ==⨯⨯⨯⨯= 33 1.5 1.357.615.39/G k q q kN m μγ==⨯⨯=
在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为
221111
15.19 4.2133.9822u M q H kN m ==⨯⨯=⋅
22211
15.19(4.20.7)(50.6315.19)0.7191.0422
M kN m =⨯⨯++⨯-⨯=⋅
由02
122
333=+-
=∑M l q l R M A B 得 233311191.0415.398.441.89228.4
A M R q l kN l =
-=⨯⨯-= 2332
1
x q x R M A -=
令033=-=x q R dx
dM A 得3/41.89/15.39 2.72A x R q m ===，则
231
41.89 2.7215.39 2.7257.012
M kN m =⨯-⨯⨯=⋅
柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算
经初步验算，上柱裂缝宽度不满足要求，采用吊点处局部加强，加2B 18，实际配筋
21227s A mm =
2.7.3、C 柱配筋计算
2.7.
3.1、上柱配筋计算
上柱截面共有四组内力，取040040360h mm =-=
62.36,245.76M kN m N kN =⋅=
上柱计算长度02 4.28.4l m =⨯=，附加偏心距为20a e mm =
3
0062.3610253.7,253.720273.7245.76
i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=
由
0840*******
l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η 213
0.50.514.3400= 4.6551245.7610c f A N ζ⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ=
022
20120
'31001.150.01 1.150.01210.94
1
11121 1.00.94 1.414273.7
140014003602245.761080
0.1190.222
1.014.3400360360i s c l
h
l e h h a N f bh h ζηξξξα=-=-⨯=⎛⎫=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭
⨯⨯===<==⨯⨯⨯ 取'2s x a =计算
'''3
'2
'
04001.414273.74022722
245.7610227
581()300(36040)
i s s s y s h e e a mm
Ne A A mm f h a η=-+=⨯-+=⨯⨯====-⨯- 选3B 16(2603s A mm =)，则6030.370.2400400
s A bh ρ=
==%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度0 1.25 4.2 5.25l m =⨯=
00525013.125, 1.1770.0210.90400l l b b
ϕ===-= ()()''max 0.90.90.914.340040030076322146.3302.94u c y s N f A f A kN N kN
ϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=>=
满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.3.2、下柱配筋计算
取090040860h mm =-=，与上柱分析方法类似，在下柱八组内力中选取最不利内力
266.81,352.22M kN m N kN =⋅=
下柱计算长度0 1.08.1l l H m ==，附加偏心距为900303030
a h e mm =
== ''100,400,150f f b mm b mm h mm ===
3
00266.8110757.3,757.330787.3352.32
i a M e mm e e e mm N ⨯====+=+=
由
0810095900
l h ==>，故应考虑偏心距增大系数η 513
0.50.514.3 1.87510= 3.811352.3210
c f A N ζ⨯⨯⨯==>⨯，取1 1.0ζ= 22
2
012
01.0
1
1119 1.0 1.0 1.06787.3
140014008601.06787.3834.50.30.3860258i i l e h h e mm h mm ζηξξη=⎛⎫=+=+⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭
⨯=⨯=>=⨯= 为大偏心受压，先假定中和轴在翼缘内，则
3'
'
1245.761042.91501.014.3400f c f N x mm h mm f b α⨯===<=⨯⨯，说明中和轴在翼缘内 '10'''
032
900834.5401244.522
()
2()42.9
245.76101244.5 1.014.340042.9(860)2
300(86040)
406.8i s c f s s y s h e e a mm x
Ne f b x h A A f h a mm ηα=+
-=+-=--==-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯-=
⨯-=
选4B 14(2615s A mm =)，则56150.3280.21.87510
s A bh ρ=
==%>%⨯，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度00.8 6.48l l H m ==
00648016.2, 1.1770.0210.837400l l b b
ϕ===-= ()()''5max 0.90.90.83714.3 1.875103006152158.76808.92u c y s N f A f A kN N kN
ϕ=+=⨯⨯⨯⨯+⨯=>=
满足弯矩作用平面外的承载力要求 2.7.3.3、柱的裂缝宽度验算 《规范》规定，对
0.55e h >的柱应进行裂缝宽度验算 上柱：
00253.70.7040.55360
e h ==>，需进行裂缝宽度验算
下柱：0
0757.3
0.880.55 860
e
h
==>，需进行裂缝宽度验算
2.7.
3.4、柱箍筋配置
非抗震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般由构造要求控制，根据构造要求，上、下柱均采用A8@200箍筋
2.7.
3.5、牛腿设计
根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要求，初步拟定牛腿尺寸，如下图所
示。

其中牛腿截面宽度400
b mm
=,牛腿截面高度700
h mm
=,
0665
h mm
=
牛腿截面高度验算
150201300a mm =-+=-<取0a =
max 300
634.1660.96503.771.4 1.2
2.01400665
10.50.65695503.770.50.5vk Q G hk
tk vk vk D G F kN
F f bh kN F kN a F h γγβ=+=+=⎛⎫⨯⨯-=⨯=>= ⎪⎝
⎭+ 故牛腿截面高度满足要求 牛腿配筋计算
150201300a mm =-+=-<，所以牛腿按构造配筋
2min 0.002400700560s A bh mm ρ==⨯⨯=
选用4B 14（2616s A mm =），水平箍筋选用A 8@100
2.7.
3.6、柱的吊装验算
采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，混凝土达到设计强度后起吊 柱插入杯口深度10.90.9900810h h mm ==⨯=，取850mm 则柱吊装时总长度为4.2+8.1+0.85=13.15m,计算简图如图
柱吊装阶段的荷载为柱自重，考虑动力系数，则
11 1.5 1.35 4.08.1/G k q q kN m μγ==⨯⨯=
22 1.5 1.35(0.4 1.025)20.25/G k q q kN m μγ==⨯⨯⨯⨯= 33 1.5 1.35 4.699.5/G k q q kN m μγ==⨯⨯=
在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为
221111
8.1 4.271.4422u M q H kN m ==⨯⨯=⋅
22211
8.1(4.20.7)(20.258.1)0.7100.222
M kN m =⨯⨯++⨯-⨯=⋅
由02
1
22333=+-=∑M l q l R M A B 得
233311100.29.58.2527.04228.25
A M R q l kN l =
-=⨯⨯-= 2332
1
x q x R M A -=
令033=-=x q R dx
dM A 得3/27.04/9.5 2.85A x R q m ===，则
231
27.04 2.859.5 2.8538.482
M kN m =⨯-⨯⨯=⋅
柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算
经初步验算，上柱裂缝宽度不满足要求，采用吊点处局部加强，加2B 16，实际配筋
21005s A mm =
2.7.4、抗风柱设计
2.7.4.1、尺寸确定
1 2.61312.20.615.413u l H H H h m =++=++=
截面尺寸
上柱300300b h mm mm ⨯=⨯，下柱300600b h mm mm ⨯=⨯ 2.7.4.2、荷载计算
2.61312.214.813u l H H H m =+=+=， 1.13z μ=
迎风面、背风面风荷载标准值为
2110 1.00.8 1.130.40.362/k z s z kN m ωβμμω==⨯⨯⨯=
2220 1.00.7 1.130.40.316/k z s z kN m ωβμμω==⨯⨯⨯= 则作用于抗抗风柱计算简图上的风荷载设计值为
1 1.40.3626 3.04/q kN m =⨯⨯=
2 1.40.3166 2.65/q kN m =⨯⨯=
99
44113
31111220.67510 2.6130.125,0.1765.41014.81311311310.176(1)0.1250.36411810.176(
1)8110.1253.0414.8130.36416.39u u l I H n I H n C n R q HC kN R q λλλ⨯======⨯⎡⎤⎛⎫⎡⎤+-⨯+⨯- ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦===⎡⎤⎡⎤⎛⎫⨯+⨯-+- ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣
⎦==⨯⨯==11 2.6514.8130.36414.29HC kN =⨯⨯=
风荷载作用下弯矩图如下
2.7.4.3、抗风柱截面设计
（1）正截面承载力计算
上柱32.45, 5.88
M kN m N kN
=⋅=
因为构件轴力较小，故按纯弯构件双筋矩形截面计算
10
''1
''
()
2,
()
c
c
s S s
y s y
x
M f bx h f bx
A A A
f h a f
αα
--
==+
-
6
1.014.3300145.7523
2.451014.3300145.75(26572.875)
20 300300(26535)
s
A
⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=+<
⨯-
故按最小配筋率配筋
min
1.43300
0.450.24
300265
h
h
ρρ
==⨯⨯=%
2
0.24300265191
s
A bh mm
ρ
==%⨯⨯=，取3B12，2
339
s
A mm
=
下柱99.31,60.78
M kN m N kN
=⋅=
因为构件轴力较小，故按纯弯构件双筋矩形截面计算
10
''1
''
()
2,
()
c
c
s S s
y s y
x
M f bx h f bx
A A A
f h a f
αα
--
==+
-
6
1.014.3300310.75299.311014.3300310.75(565155.375)
20 300300(56535)
s
A
⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-=+<
⨯-
故按最小配筋率配筋
min
1.43300
0.450.24
300265
h
h
ρρ
==⨯⨯=%。