某单层厂房基础课程设计
某单层厂房6号柱下基础设计
指导教师：周立荣
姓名：罗道儒
学号：20120417
班级：土木14班
2015年6月
目录
第一章概述 (1)
1.1 设计任务 (1)
1.2 地质资料 (2)
1.3 设计依据 (3)
第二章方案比选 (4)
第三章柱下独立基础设计与施工 (4)
3.1 确定地基持力层及基础埋深 (4)
3.2 确定持力层的承载力 (4)
3.3 确定基底尺寸 (5)
3.4 承载力及偏心距验算 (5)
3.5 确定基础高度和冲切验算 (5)
3.6 柱下独立基础施工方案 (7)
第四章桩基础设计与施工 (8)
4.1 确定桩端持力层，桩型和承台埋深 (8)
4.2 确定单桩竖向极限承载力标准值 (8)
4.3 初步估计所需桩数n (8)
4.4 进行桩位布置和确定承台尺寸 (8)
4.5 计算考虑承台效应的复合基桩的承载力特征值R并验算桩数是否合适 (9)
4.6 求算桩顶荷载 (9)
4.7 基桩竖向抗压承载力验算 (9)
4.8 验算基桩水平承载力 (9)
4.9 承台抗冲切验算 (9)
4.10 承台斜截面受剪验算 (10)
4.11 受弯计算 (11)
4.12 桩身配筋 (11)
4.12 桩基础施工方案 (11)
附录 (12)
图纸1 柱下独立基础平面布置图 (12)
图纸2柱下独立基础详图 (13)
图纸3桩基础平面布置图 (14)
图纸4桩基础详图 (15)
第一章概述
1.1 设计任务
设计题目：某单层厂房6号柱下基础设计
某装配车间采用单层钢筋混凝土排架承重结构，设计跨度24m，柱距6m，车间内有2对30吨中级工作制桥式吊车。建筑平面图见图1-2。规定室内地面标高为±0.00，相当于黄海高程455.00m，室外地面标高为-0.15m，柱顶标高为12.50m，轨顶标高为9.80m。
柱子编号为（1）~（20），本人承担的课程设计任务为6号柱下基础设计。根据布置的位置和功能来分，柱子的类别主要有边柱Z1、角柱Z2及抗风柱Z3三类。各柱在基础顶面处的截面形状为矩形，尺寸为：
边柱Z1：长?宽=1000?400mm；
角柱Z2：长?宽=1000?400mm；
抗风柱Z3：长?宽=700?400mm；
图1-2 装配车间建筑平面图
1.2 地质资料
1.2.1 地基勘查资料
依据工程地质勘察报告，其中共有6个钻孔的原状土的室内土工实验分析资料，由于距第6号柱最近的为3#钻孔，所以以3#钻孔所反映的资料为基础进行分析。
场地处地面平坦。无重大不良地质现象，场地稳定性良好，适宜建筑。据钻探揭露，各地层的情况如下：
第①层：人工填土。分布于场地表面，以灰黑色粉土为主，伴有碎砖，炉渣等杂物的填土层。厚约0.5~1.2m，结构疏松，土质不均，平均天然重度为17.1kN/m3。
第②层：粉质粘土。呈棕红色。除1#孔外各孔均有，厚度9.5~10.1m。硬塑~可塑，土质较均匀。
第③层：粘土。呈黄黑色，各孔均可见到，没有钻透，据调查厚度在10m
以上。土质均匀，可塑~硬塑。
场区地下水属潜水，初见水位在2.5~3.1m深处，稳定水位在2.9~3.9m深处。地下水补给来源为大气降水，水位随季节变化，无侵蚀性。
根据钻探及室内土工实验的情况分析，第①层杂填土不宜用作建筑物地基。
图1-4 I—I地质剖面（m）
可内插得6号柱处的杂填土厚度为1.04m。
表1.1土样资料表
1.2.2 设计荷载
基础梁上的荷重（包括基础梁自重）按30kN/m 计算，6柱下作用基础梁荷重如下：30×(3+3)=180kN
各柱底位于室内地面以下0.5m 处，6号柱为边柱，在地面处的截面内力取值如下：
边柱 Z1： （横向计算）
荷载组合编号： L11 L12
1.3 设计依据
本次课程设计依据为：
1.吴兴序. 基础工程.西南交通大学出版社.2007年
2.西南交通大学岩土工程教研室.基础工程课程设计指导书. 2007年
3.中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范，GB_50007-2011
4.中华人民共和国国家标准.建筑桩基技术规范，JGJ94-2008
240kN m 1400kN 40kN K K K
M F H =???=??=?350kN m 2100kN 60kN
M F H =???=??=?
第二章方案比选
浅基础是指埋置深度较小而且施工工艺比较简单的基础，通常包括独立基础、条形基础、筏型基础和箱形基础等。
无筋扩展基础：较好的抗压性能，但抗拉、抗剪强度却不高；
扩展基础：较强的抗弯、抗剪能力适合于荷载大且有力矩荷载的情况或地下水位以下基础；
条形基础：布置在一条轴线上且与两条轴线相交，有时也和独立基础相连，但截面尺寸与配筋不尽相同，横向配筋为主要受力筋，纵向为次要或分布筋；筏形基础：整体刚度大，能很好的调整不均匀沉降；
箱型基础：能显著减小基础沉降量，具有很大的空间刚度、能抵抗地基和荷载分布不均匀引起的差异沉降和架越不太大的地下洞穴、抗震性较好；扩展基础：抗弯抗剪性能良好，可在竖向荷载较大地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。
深基础是埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础，其作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层，而不像浅基础那样，是通过基础底面把所承受的荷载扩散分布于地基的浅层。主要有桩基础和沉井基础。
桩基础：○1抗地震性能好。桩的静力特性主要研究其强度和沉降，桩的抗震性能主要决定于其刚度和稳定性，基础刚度大抗震性能好。②沉降量小和承载力高，桩的沉降量由三部分组成，桩身弹性压缩；桩侧摩阻力向下传递，引起桩侧土的剪切变形和桩端土体压缩变形。③可以解决特殊地基土的承载力。④施工噪音小，适用于城市改造和人口密集场地。
沉井基础：埋深较大,整体性好,稳定性好,具有较大的承载面积,能承受较大的垂直和水平荷载.此外,沉井既是础,又是施工时的挡土和挡水围堰结构物,其
施工工艺简便,技术稳妥可靠,无需特殊专业设备,并可做成补偿性基础,避免过
大沉降,在深基础或地下结构中应用较为广泛,但沉井基础施工工期较长,对粉砂、细砂类土在井内抽水时易发生流砂现象,造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大,也将给施工带来一定的困难.
综合以上几种方案的比较，为了更好地学习基础的设计，本次方案选择柱下柱下现浇钢筋混凝土独立基础和桩基础。
第三章 柱下独立基础设计与施工
3.1确定地基持力层及基础埋深
根据地勘资料，第②层土层较厚且土质较好，故初步拟定基础持力层取为第②层粉质粘土。场地初见水位在2.5~3.1m 深处，稳定水位在2.9~3.9m 深，基础通常应选在地下水位以上，所以取基础埋深1.5m ，基底标高为-1.65m ，基础类型为柱下现浇钢筋混凝土独立基础。 3.2 确定持力层的承载力
由于第②层粉质粘土的天然孔隙比, 液性指数，
查表得0.3b
η=，6.1=d η。
稳定水位为2.9-3.9m ，对于基底以上土不考虑地下水的影响。 不考虑基底宽度修正，只计算深度修正后的承载力
30.96517.10.6120.118.26kN/m 0.9650.61
m γ?+?==+
(0.5)200 1.618.26(1.650.5)233.6kPa a ak d m f f d ηγ=+-=+??-=
图3-1 独立基础示意图
3.3 确定基底尺寸
将基础梁上集中到柱子的竖向力180kN 向柱子中心简化。先按中心荷载计算，有
211400180
7.82m 233.620 1.575
K a G F A f H γ+≥==--?
考虑偏心荷载的影响将基础底面扩大20％
211.2 1.27.829.4m A A ==?=
考虑到柱子尺寸为1000mm 400mm ?，可取基础底面尺寸为23.5m 2.8m=9.8m ?。
基底宽度修正后233.60.320.1(3.53)236.6kPa a f =+??-= 3.4 承载力及偏心距验算 竖向力
14001809.8 1.575201888.7kN k k F G +=++??= 弯矩
0.6290.85e =<0.2180.85L I =
<
24040 1.65180(0.1250.020.5)189.9kN m k M =+?-?++=?
得 1888.7
192.7kPa<236.6kPa 9.8
k k k a F G p f A +=
=== 2
6189.9192.7=225.92kPa<1.2283.92kPa 2.8 3.5
k k k km a F G M p f A W +?=+=+=? 满足要求。
289.9 3.50.10m<0.58m 1888.766
k k k M b e F G =====+
满足要求。
因此，基础底面尺寸取为：3500mm 2800mm ，能满足承载力要求。 符合规范要求可不做地基变形和稳定性验算。 3.5确定基础高度和冲切验算
3.5.1计算基底净反力
初定基础高度为600mm ，0565mm h =。
max 2
min
345.04kPa 133.12kPa 2100180 1.3535060 1.65180 1.350.64519.8 2.8 3.56
j j F M p A W +?+?+??=
±=±=
??
图3-2 冲切破坏计算图
3.5.2确定基础高度
0240025651530mm 2800mm t a h l +=+?=≤=
?
2
002
2
22223.51 2.80.40.565 2.80.565 4.3m 2222t t l b a b l A h l h ????=+---- ? ?
????
????=+-?---= ? ?????
345.04 4.31483.67kN l j l F p A ==?=
由于0565mm<800mm h =，取 1.0hp β=，采用C30混凝土， 1.43MPa t f =。
0.4 1.53
0.965m 22
t b m a a a ++=
== 300.70.7 1.0 1.43100.9650.565545.77kN 1483.67kN hp t m l f a h F β=?????=<= 故h=600mm 能够满足抗冲切承载力的要求。
3.5.3内力计算。台阶高宽比为 3.5 1.0 2.08 2.5220.6c b b h --==
e <
I ' 3.51
'0.4m '1m 1.25m 22
t t b b a a b b a --=======
I I min max min 3.5 1.25
()133.12(345.04133.12)269.35kPa 3.5j j j b a p p p p b --=+-=+-=
2I I max I max I 21
[(2')()()]
121
1.25[(2
2.80.4)(345.04269.35)(345.04269.35) 2.8]12
507.59kN m
j j M a l a p p p p l =+++-=??+++-?=? 2II max min 21
(')(2')()481
(2.80.4)(2 2.81)(345.04133.12)48
378.7kN m
j j M l a b b p p =
-++=?-?++=? 3.5.4抗弯配筋的配置。采用HRP335级钢筋。 沿长边方向：
6
2I sI 0507.59103327mm 0.90.9300565
y M A f h ?===??
最小配筋率确定的钢筋面积为
2I 35006000.00153150mm s A =??=
选用17Φ16@160，钢筋总面积为23419mm 。 沿短边方向：取0550mm h =
6
2II sII 0378.7102550mm 0.90.9300550
y M A f h ?===??
最小配筋率确定的钢筋面积为
2II 28006000.00152520mm s A =??=
2601mm。
选用23Φ12@160，钢筋总面积为2
3.6柱下独立基础施工方案
3.6.1施工措施
土方开挖采用机械开挖结合人工开挖，为防止超挖，机械开挖至持力层，预留30cm厚土层用人工开挖。由于基坑较浅，无需采取支挡措施。回填土采用级配良好的，经碾压的土，分层夯实。
3.6.2施工流程
测量定点、标识→土方开挖→浇筑100mm素混凝土垫层→绑扎钢筋→钢筋验收→安装模板→浇筑混凝土→养护→拆除模板→基础验收→土方回填。
3.6.3施工工具
主要机具有：挖掘机，蛙式或柴油打夯机、手推车、木耙、铁锹（尖头与平头）、2m靠尺、胶皮管、小线和木折尺等。。
3.6.4 施工图
见附录图纸1、2。
第四章 桩基础设计与施工
4.1 确定桩端持力层，桩型和承台埋深
根据地质资料,人工填土厚1.04m ，初步确定承台的埋深为1.5m ，并选定采用钢筋混凝土预制方桩，桩的截面尺寸选为350mm ×350mm 。由地质勘查资料报告,第二层粉质黏土深度在5米左右液性指数，kPa f ak 200=，压缩
系数15.0- 初步确定承台底面以下桩的长度为5m 。 4.2 确定单桩竖向极限承载力标准值uk Q 40.3564 5.0448kN sk sik i Q u q l ==???=∑ 25000.350.35306kN pk pk p Q q A ==??= 448306754kN uk sk pk Q Q Q =+=+= 4.3 初步估计所需桩数n 由于桩的布置和桩数未知，先不考虑承台效应和群桩效应，查得1.75s p γγ==，故得 448406 //431kN 1.75 1.75 sk s pk p R Q Q γγ=+= += 初步拟定承台面积为10m 2，估计桩数为 2100180 1.351020 1.5 6.1431 F G n R ++?+??≥== 取n=6，即采用6根桩。 4.4 进行桩位布置和确定承台尺寸 桩在平面上采用行列式布置，桩中心距440.35 1.4m a S d ==?=，取边桩中 心至承台边缘的距离为0.55m>d ，承台边缘至桩外边缘为375mm ，符合有关规范要求。桩的布置和承台平面尺寸如图所示。 0.218L I =1 0.21v a MPa -= 图4-1 桩基础及承台尺寸 4.5 计算考虑承台效应的复合基桩的承载力特征值R 并验算桩数是否合适 单桩竖向承载力特征值 11 754377kN 2 a uk R Q K ==?= 由/ 1.4/0.354,/ 2.5/50.5a c S d B l ====，查规范得出0.20c η= 23.9 2.560.350.35 1.5025m 6 c A ?-??= = 不考虑地震作用时 3770.20200 1.5025437.1kN a c ak c R R f A η=+=+??= 验算桩数 2100180 1.35 3.9 2.520 1.5 6.0437.1 F G n R ++?+???=== 6根桩符合要求。 4.6 求算桩顶荷载 竖向力2100180 1.35 3.9 2.520 1.52635.5kN F G +=+?+???=;取承台高度h 为1.0m ，则承台底所受的弯矩为 35060 1.51800.645323.9kN m y M =+?-?=? 各基桩所受竖向压力设计值为 2635.5439.25kN 6 F G N n +== 基桩最大和最小竖向压力设计值为 max 6222 2 1 323.9 1.4439.25497.01kN 2 1.42( 1.4)20 y i i i M x F G N n x =+?=+=+=?+?-+?∑ min 6222 2 1 323.9( 1.4)439.25381.41kN>02 1.42( 1.4)20 y i i i M x F G N n x =+?-=+=+=?+?-+?∑ 4.7 基桩竖向抗压承载力验算 0max 1.0497.01497.01kN 1.2 1.2437.01524.52kN N R γ=?=<=?= 验算符合要求。 4.8验算基桩水平承载力 由于水平力和竖向力的合力与铅垂线的夹角 60 arctan 1.4752100180 1.35 θ==<+?o o 故可以不验算基桩的水平承载力。 4.9 承台抗冲切验算 设计承台厚1.0m ，冲切破坏椎体有效高度h 0=0.95m 。 4.9.1 柱对承台的冲切验算。 承台混凝土选用C30，抗拉强度设计值1430kPa t f = 00725mm 325mm x y a a ==，取00725mm x a a == 0002100180 1.352343kN 7250.76950 0.72/(0.2)0.72/(0.760.2)0.75 1000245040010502()4900mm 4.9m 22 0.761430 4.90.955059kN 2343kN l m t m l F a h u f u h F λαλα=+?== ===+=+=++=+===???=>= 满足要求。 4.9.2角桩对承台的冲切验算。 应验算受桩顶荷载最大的角桩对承台的冲切。此时，011550mm,475mm,75mm x y h a a ===，故得 1101101111112/475/5500.86 /75/5500.090.2,0.20.48/(0.2)0.48/(0.860.2)0.450.48/(0.2)0.48/(0.20.2) 1.20 725mm 0.725m x x y y y x x y y a h a h c c λλλαλαλ======<==+=+==+=+==== 承台受角桩冲切的承载力为 1112120 0220.0750.4750.450.725 1.20.72514300.551178kN 221.0497.01497.01kN 1178kN y x x y t l a a c c f h N ααγ??????+++?? ? ???? ?????????=+++??= ? ???????? ?=?=< 满足要求。 4.10 承台斜截面受剪验算 ()() 1/4 1/4 0800/800/9500.96hs h β=== x 方向上： 20201 010010.5(1)0.4110.5(1) 3.9 2.8m 0.95 3.91.75 1.750.94 10.861 0.960.941430 2.80.953433kN 3439.251318kN x x x x x x hs x t x h b b b h b f b h V αλβα??=--??? ?? ?=--=????===++=????=>=?=x 方向受剪承载力满足要求。 y 方向上： 220 01 010010.5(1)0.40.410.5(1) 2.9 2.5m 0.95 2.91.75 1.75 1.4 10.251 0.96 1.41430 2.50.954517kN 2497.01994.02kN y y y y hs x t x b h b b h b y y f b h V αλβα??=--????? ?? ?=--=????===++=????=>=?=y 方向受剪承载力满足要求。 4.11 受弯计算 2497.010.9894.6kN m (497.01439.25381.41)0.5658.9kN m y i x i i M N x M N y ==??=?==++?=?∑∑ 采用HRB335级钢筋。 在x 方向上： 6 2sx 0658.9102610mm 0.90.9300935 x y M A f h ?===?? 最小配筋率确定的钢筋面积为 2390010000.00155850mm sx A =??= 选用23Φ18@170，钢筋总面积为25854mm 。 在y 方向上： 6 2sy 0894.6103488mm 0.90.9300950 y y M A f h ?===?? 最小配筋率确定的钢筋面积为 2 A=??= 250010000.00153750mm sy 3818mm。 选用15Φ18@170，钢筋总面积为2 4.12 桩身配筋 桩身按构造配筋，查规范，取配筋率为0.6% 2 A=??= 3503500.6%735mm s 取8Φ12，2 A=，沿桩四边均匀布置。 904mm s 4.13桩基础施工方案 4.13.1桩基础施工方案 桩施工采用沉管灌注桩的施工方式。 4.13.2施工流程 测量放线→安装桩尖→检查桩位→桩机就位→调整桩机水平度→调整桩机垂直度→桩基吊桩→对位→施压→计压力值→测量贯入度→测回弹值→受压→下一桩位。 承台施工参照扩展基础的施工方案。 4.13.3施工工具 压桩机，挖掘机，水准仪，经纬仪，发电机。 4.13.4施工图 施工图见附录3、4。 《单层工业厂房混凝土排架课程设计》1、1 柱截面尺寸确定 由图2可知柱顶标高为12、4 m,牛腿顶面标高为8、6m ,设室内地面至基础顶 H、上柱高度Hu分面的距离为0、5m ,则计算简图中柱的总高度H、下柱高度 l 别为: H=12、4m+0、5m=12、9m , H=8、6m+0、5m=9、1m l Hu=12、9m－9、1m=3、8m 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,见表1。 1、2 荷载计算 1、2、1 恒载 (1)、屋盖恒载: 两毡三油防水层0、35KN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 20×0、02=0、4 KN/m 2 100mm 厚水泥膨胀珍珠岩保温层 4×0、1=0、4 KN/m 2 一毡二油隔气层 0、05 KN/m 2 15mm 厚水泥砂浆找平层; 20×0、015=0、3 KN/m 2 预应力混凝土屋面板(包括灌缝) 1、4 KN/m 2 2、900 KN/m 2 天窗架重力荷载为2×36 KN /榀,天沟板2、02 KN/m,天沟防水层、找平层、找坡层1、5 KN/m,屋架重力荷载为106 KN /榀,则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为: G 1=1、2×(2、90 KN/m 2×6m ×24m/2＋2×36 KN /2＋2、02 KN/m ×6m ＋1、5 KN/m ×6m ＋106 KN /2) =382、70 KN (2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值: G 3=1、2×(44、2kN ＋1、0KN/m ×6m)=50、20 KN (3)柱自重重力荷载设计值: 上柱 G 4A = G 4B =1、2×4kN/m ×3、8m =18、24 KN 下柱 G 5A = G 5B =1、2×4、69kN/m ×9、1m =51、21KN 各项恒载作用位置如图2所示。 1、2、2 屋面活荷载 屋面活荷载标准值为0、5 KN/m 2,雪荷载标准值为0、35 KN/m 2,后者小于前者,故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为: Q 1=1、4×0、5 KN/m 2×6m ×24m/2=50、40KN Q 1 的作用位置与G 1 作用位置相同,如图2所示。 1、2、3 风荷载 风荷载标准值按式(2、5、2)计算,其中0ω=0、35 KN/m 2 ,z β=1、0,z u 根据厂 单层工业厂房结构课程设计计算书一．设计资料 1.某金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度L=21m，柱距为6m，车间总 长度为150m，中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示： 2.车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为200/50kN。 3.吊车轨顶标高为9.0m。 4.建筑地点：哈尔滨市郊。 5.地基：地基持力层为e及I L 均小于0.85的粘性层（弱冻胀土），地基 承载力特征值为f ak =180kN/m2。标准冻深为：-2.0m。 6.材料：混凝土强度等级为C30，纵向钢筋采用HRB400级，(360N/mm2) 箍筋采用HPB300级。(270N/mm2) 二. 选用结构形式 1.屋面板采用大型预应力屋面板，其自重标准值（包括灌缝在内）为 1.4kN/m2。 2.屋架采用G415（二）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为21m，端 部高度为2.3m，跨中高度为33.5m，自重标准值为83.0kN。 3.吊车梁高度为0.9m，自重30.4kN；轨道与垫层垫板总高度为184mm， 自重0.8kN/m。 4.柱下独立基础:采用锥形杯口基础。 三、柱的各部分尺寸及几何参数 采用预制钢筋混凝土柱 轨道与垫层垫板总高m h a 184.0= ， 吊车梁高m h b 9.0= ， 故 牛腿顶面标高=轨顶标高m h h b a 916.79.0184.00.9=--=-- 由附录12查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为m 3.2，考虑屋架下弦至吊车顶部所需空隙高度为mm 220，故柱顶标高=m 520.1122.03.20.9+=++ 基础顶面至室外地坪的距离取m 0.1，则 基础顶面至室内地坪的高度为m 15.115.00.1=+，故 从基础顶面算起的柱高m H 67.1215.152.11=+=， 上部柱高m 60.3,604.3916.752.11取为m H u =-= 下部柱高m 07.9,066.9604.367.12取为m H l =-= 上部柱采用矩形截面mm mm h b 400400?=?； 下部柱采用Ⅰ型截面mm mm mm mm h b h b f f 150100900400???=???。 上柱： mm mm h b 400400?=? (m kN g /0.41=) 25106.1mm h b A u ?=?= 4931013.212mm bh I u ?== 下柱： )/69.4(1501009004002m kN g mm mm mm mm h b h b f f =???=??? [])100400()1752900()1502900(4009001-??-+?--?=A 2510875.1mm ?= 33 3)3/25275(253005.0212 60030012400900+????+?-?= l I 4101095.1mm ?= 109.0105.191013.29 9 =??==l u I I n m H m H u 67.12,6.3== 第一章 设计资料 1设计资料 1．1 本工程为一般机械加工车间,在生产过程中不排放侵蚀性气体和液体，生产环境的温度低于60 摄氏度，屋面无积灰荷载，修建在寒冷地区。 1.2 当地的基本雪压为2/4.0m kN ,雪荷载准永久值系数分区为Ⅱ区。 １．３ 当地的基本风压为2/5.0m kN ，地面粗糙度类别为B 类。 1.4 当地的抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.2ｇ,设计地震分组为第一组。 1.5 该车间为两跨21ｍ等高钢筋混凝土柱厂房,安装有4台（每跨两台)大连重工·起重集团有限公司生产的DQQ Ｄ 型,吊车跨度为1９.５ｍ 的电动桥式吊车,工作级别、起重量见各分组数据。吊车轨顶标志标高为9.５m ，吊车技术数据见所提供的技术资料。 1.６ 根据岩土工程勘察报告,该车间所处地段为对建筑有利地段，场地类别为Ⅰ类,在基础底面以下无软弱下卧层,室外地面以下15m 范围内无液化土层,地基的标准冻结深度位于室外地面下１ｍ，车间室内外高差０.1５m,基础埋深为室外地面以下 1.４m 。基础底面地基持力层为中砂,承载力特征值kPa f ak 200 。 １．７ 主体结构设计年限为５0 年,结构安全等级为二级,结构重要性系数为γo=1．０。该车间抗震设防分类为丙级建筑,地基基础设计等级为丙级。(不要求进行抗震设计) 1.8 屋面建筑做法永久荷载(包括屋面防水层、保温层、找平层等)标准值为 2/24.1m kN ,其做法总 厚度为0.1m。屋面排水为内天沟,天沟建筑做法永久荷载标准值:防水层2 kN,沟内积水2 / kN（平均积水 3.2m 3.1m / 15 / kN,找坡层（按平均厚度计算）2 .0m 深度为0．２3m)。 １.9 该车间的围护墙采用贴砌页岩实心烧结砖砌体墙，墙厚24０m。外贴5０mｍ厚挤塑板保温层，双面抹灰各厚20ｍm。砖强度等级MU10，砂浆强度等级M５。 1.1０根据当地预制混凝土构件供应及车间生产工艺情况等因素,经技术经济比较后确定,主要结构构件采用预制厂的预制构件（屋面板、屋架、钢天窗架、吊车梁、钢柱间支撑、排架柱、基础梁等）选用下列国家标准图集：04Ｇ４10-1、2 《m 5.1 预应力混凝土面板》 m6 05Ｇ512 《钢天窗架》 04Ｇ415-１《预应力混凝土折线形屋架》（预应力钢筋为钢绞线跨度１8m~30m) 04G323-2 《钢筋混凝土吊车梁(工作级别A5／Ａ6)》 04G３2５《吊车轨道联结及车档（适用于混凝土结构)》 05G335 《单层工业厂房钢筋混凝土柱》 05G336 《柱间支撑》 ０4G320 《钢筋混凝土基础梁》 1.１１山墙钢筋混凝土抗风柱及排架柱为工地预制混凝土构件，其混凝土强度等级为C３０，钢筋采用HRＢ４00 级（主筋)、HPB2３5 级（箍筋）。１.1２圈梁及柱下台阶形独立基础为工地现浇混凝土构件，其混凝土强度等级为Ｃ３0,钢筋采用HＲB400 级(主筋)、HＰB235 级。 课 程 设 计 专业： 土木工程（本科） 学号： 姓名： 杨树国 日期： 2008年4月16日 一、设计资料 1、白银有色（集团）公司某单层车间建筑平面图。 2、钢筋混凝土结构设计手册。 二、计算简图的确定 计算上柱高及全柱高： 室外地坪为-0.15m ，基础梁高0.6m ，高出地面 m ，放置于基础顶面，故基础顶面标高-0.65m 。 根据设计资料得： 上柱高u H =吊车梁高+轨道构造高度+吊车高度+安全距离 =900+200+2734+166=4000=4m 全柱高H =轨顶标高-（吊车梁高+轨道构造高）+上柱高-基顶标高 =++4+= 故下柱高u l H H H -==6.35m 上柱与全柱高的比值 386.035 .100 .4===H H u λ 柱截面尺寸： 因电车工作级别为5A ，故根据书表（A ）的参考数据， 上柱采用矩形截面 A 、C 列柱：mm mm h b 500500?=? B 列柱：mm mm h b 700500?=? 下柱选用Ⅰ型 A 、C 列柱：mm mm mm h h b f 2001200500??=?? B 列柱：mm mm mm h h b f 2001600500??=?? （其余尺寸见图），根据书表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 A 、C 列柱： mm b mm H l 50025425 6350 25=<==（符合） B 列柱： mm b mm H l 50025425 635025=<==（符合） 对于下柱截面高度： A 、C 及 B 列柱皆有： mm h mm H l 120052912 6350 12=<==（符合） 上、下柱截面惯性及其比值 排架A 、C 列柱 上柱 49310208.5500500121 mm I u ?=??= 下柱 33800200121 21200500121???-??=l I +]502002 1 )27005032(50200361[423???+?+???41010067.7mm ?= 比值：074.010067.710208.510 9 =??==l u I I η 排架B 列柱 上柱 410310429.1700500121 mm I u ?=??= 下柱 33120020012 1 21600500121???-??=l I 《单层工业厂房》课程设计 姓名： 班级： 学号： 一．结构选型 该厂房是广州市的一个高双跨（18m+18m）的机械加工车间。车间长90m,柱矩6米，在车间中部，有温度伸缩逢一道，厂房两头设有山墙。柱高大于8米，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋架有较大的刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房的各构选型见表1.1 表1.1主要构件选型 由图1可知柱顶标高是10.20米，牛腿的顶面标高是6.60米，室内地面至基础顶面的距离0.5米，则计算简图中柱的总高度H,下柱高度H l和上柱的高度Hu分别为： H=10.2m+0.6m=10.8m H l=6.60m+0.6m=7.2m Hu=10.8m-7.2m=3.6m 根据柱的高度，吊车起重量及工作级别等条件，确定柱截面尺寸，见表1.2。 1．恒载 图1 求反力： F1=116.92 F2=111.90 屋架重力荷载为59.84，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值： G A1=1.2×(116.92+59.84/2)=176.81KN G B1=1.2×(111.90×6+59.84/2)=170.18 KN (2)吊车梁及轨道重力荷载设计值 G A3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN G B3=1.2×（27.5+0.8×6）=38.76KN (3)柱重力荷载的设计值 A,C柱 B柱 2．屋面活荷载 屋面活荷载的标准值是0.5KN/m2，作用于柱顶的屋面活荷载设计值： Q1=1.4×0.5×6×18/2=37.8 KN 3，风荷载 风荷载标准值按ωk=βzμsμzω0计算其中ω0=0.5KN/m2, βz=1, μz根据厂房各部分及B类地面粗糙度表2.5.1确定。 柱顶（标高10.20m）μz=1.01 橼口（标高12.20m）μz=1.06 屋顶（标高13..20m）μz=1.09 μs如图3所示，由式ωk=βzμsμzω0可得排架的风荷载的标准值： ωk1=βzμs1μzω0=1.0×0.8×1.01×0.5=0.404 KN/m2 ωk2=βzμs2μzω0=1.0×0.4×1.01×0.5=0.202 KN/m2 第一章设计资料 1设计资料 1.1 本工程为一般机械加工车间，在生产过程中不排放侵蚀性气体和液体，生产环境的温度低于60 摄氏度，屋面无积灰荷载，修建在寒冷地区。 1.2 当地的基本雪压为，雪荷载准永久值系数分区为Ⅱ区。 1.3 当地的基本风压为，地面粗糙度类别为B类。 1.4 当地的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，设计地震分组为第一组。 1.5 该车间为两跨21m等高钢筋混凝土柱厂房，安装有4台（每跨两台）大连重工·起重集团有限公司生产的DQQD 型，吊车跨度为19.5m 的电动桥式吊车，工作级别、起重量见各分组数据。吊车轨顶标志标高为9.5m，吊车技术数据见所提供的技术资料。 1.6 根据岩土工程勘察报告，该车间所处地段为对建筑有利地段，场地类别为Ⅰ类，在基础底面以下无软弱下卧层，室外地面以下15m 范围内无液化土层，地基的标准冻结深度位于室外地面下1m，车间室内外高差0.15m，基础埋深为室外地面以下1.4m。基础底面地基持力层为中砂，承载力特征值。1.7 主体结构设计年限为50 年，结构安全等级为二级，结构重要性系数为γo=1.0。该车间抗震设防分类为丙级建筑，地基基础设计等级为丙级。（不要求进行抗震设计） 1.8 屋面建筑做法永久荷载（包括屋面防水层、保温层、找平层等）标准值为，其做法总 厚度为0.1m。屋面排水为内天沟，天沟建筑做法永久荷载标准值：防水层 2/15.0m kN ，找坡层（按平均厚度计算）2/3.1m kN ，沟内积水2/3.2m kN （平均积水深度为0.23m ）。 1.9 该车间的围护墙采用贴砌页岩实心烧结砖砌体墙，墙厚240m 。外贴50mm 厚挤塑板保温层，双面抹灰各厚20mm 。砖强度等级MU10，砂浆强度等级M5。 1.10 根据当地预制混凝土构件供应及车间生产工艺情况等因素，经技术经济比较后确定，主要结构构件采用预制厂的预制构件（屋面板、屋架、钢天窗架、吊车梁、钢柱间支撑、排架柱、基础梁等）选用下列国家标准图集： 04G410-1、2 《m m 65.1?预应力混凝土面板》 05G512 《钢天窗架》 04G415-1 《预应力混凝土折线形屋架》（预应力钢筋为钢绞线跨度18m~30m ） 04G323-2 《钢筋混凝土吊车梁（工作级别A5/A6）》 04G325 《吊车轨道联结及车档（适用于混凝土结构）》 05G335 《单层工业厂房钢筋混凝土柱》 05G336 《柱间支撑》 04G320 《钢筋混凝土基础梁》 1.11 山墙钢筋混凝土抗风柱及排架柱为工地预制混凝土构件，其混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400 级（主筋）、HPB235 级（箍筋）。 1.12 圈梁及柱下台阶形独立基础为工地现浇混凝土构件，其混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400 级（主筋）、HPB235 级。 第二章 按选用的国家标准图集确定主要结构型 2.1 图集04G410-1《m m 65.1?预应力混凝土屋面板（预应力混凝土部分）》 2.1.1一般预应力混凝土屋面板（m m 65.1?屋面板） 《单层工业厂房混凝土排架课程设计》1.1 柱截面尺寸确定 由图2可知柱顶标高为12.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度 l H、上柱高度Hu分别为： H=12.4m+0.5m=12.9m， l H=8.6m+0.5m=9.1m Hu=12.9m－9.1m=3.8m 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，见表1。 表1 柱截面尺寸及相应的计算参数 计算参数柱号截面尺寸 /mm 面积 /mm2 惯性矩 /mm4 自重 /(KN/ m) A , B 上柱矩400×400 1.6×10521.3×108 4.0 下柱I400×900×100×150 1.875×105195.38×108 4.69 本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示。 1.2 荷载计算 1.2.1 恒载 (1).屋盖恒载： 两毡三油防水层0.35KN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2 100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层4×0.1=0.4 KN/m2 一毡二油隔气层0.05 KN/m2 15mm厚水泥砂浆找平层；20×0.015=0.3 KN/m2 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 KN/m2 2.900 KN/m2 天窗架重力荷载为2×36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、找坡层1.5 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为： G1=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2＋2×36 KN/2＋2.02 KN/m×6m ＋1.5 KN/m×6m＋106 KN/2) =382.70 KN (2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值： G3=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20 KN 单层工业厂房设备基础设计 机械行业金属切削机床设备，特别是数控金属切削机床设备，在哈电集团公司企业的应用已经非常广泛，在公司实施“十二五”规划期间，分厂的工艺路线改造工作量之大是历年少有的，因此，做好设备基础设计工作非常重要。 设备基础设计包括以下几个方面： a.设备基础应满足的基本要求； b.设备基础设计的一般步骤； c.设备基础设计中应注意事项； d.数控设备对设备基础的设计要求。 1 设备基础应满足下列基本要求 （1）刚度要求：地基和基础应具有足够的刚度，避免在载荷作用下产生过大的变形或倾斜。（砼强度和基础厚度是决定基础刚度主要指标）（2）强度要求：设备基础应具有足够的强度，避免在载荷作用下产生破坏和开裂。（3）振动要求：设备基础在扰力作用下不应产生过大的振动，以免影响机械本身的正常工作及邻近设备等的正常使用（自身减振及隔振即对邻近设备的影响）。（4）经济性要求：设备基础在满足上述要求的情况下，还应有良好的经济性。 2 设备基础设计的一般步骤 （1）计划部门下达设计任务通知单。主要包括：工作号、工程项目名称、工作内容、使用单位及厂家提出的设备基础技术条件及水、电、气等要求（基本技术条件）。（2）收集完善有关设计资料：a、使用单位提供的设计技术条件图：主要是确认和补充使用单位提供的设备基础平面位置图，设备安装在哪个分厂（车间）、哪栋（跨）？哪个柱号？具体X、Y坐标及相关尺寸，也包括：电、水、气等技术条件要求，另外，要有使用单位领导的签字及装备部主管领导签署意见（计划组提供基本的技术条件）；b、厂家提供的设备基础设计技术条件图：主要是确认和补充设备厂家提供的关于设备基础的土建、水、电、气等设计技术条件图，包括设备的一些技术参数等（一般由采购组采购 单层工业厂房设计 1 设计资料 1.金加工车间跨度27m ，总长60 m ，柱距6 m 。 2.车间内设有2台200/50kN 中级工作制吊车，其轨顶设计标高10 m 。 3.建筑地点：株洲市郊区。 4.车间所在场地：低坪下1 m 内为填土，填土下4 m 内为均匀亚黏土，地基承载力设计值2200/a f kN m =，地下水位- 5.0 m ，无腐蚀。基本风压 20.35/W kN m =，基本雪压20.45/W kN m =。 5.厂房中标准构件选用情况： （1）.屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌浆在内）标准值21.4/kN m ，屋面板上做二毡三油，标准值为 20.35/kN m 。 （2）.天沟板采用G410（三）标准图集中的TGB77—1，板重标准值为2.02/kN m 。 （3）.屋架采用G410（三）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA —21，屋架辎重标准值124.7/kN 每榀。 （4）.吊车梁采用G425标准图集中的先张发预应力混凝土吊车梁YXDL6—8，吊车梁高1200 m m ，翼缘宽500 m m ，梁腹板宽200 m m ，自重标准值44.2/kN 根，轨道及零件重1/kN m ，轨道及垫层构造要求200 m m 。 （5）材料： A.柱：混凝土C30 B.基础.混凝土C15 C.钢筋.Ⅱ级。 2结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在1536m 之间，且柱顶标高大于8m ，所以采用钢筋混凝土排架结构。为了是屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房各主要构件选型见下表： 单层厂房结构课程设计 一、结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在15~36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。 本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2所示。 1 B C 18001800 600 600 600600600600600 600 600 6002 4 3 6578912 1110EA= EA= 10100 3600 900 1000 B柱 A柱 2.屋面活荷载 屋面活荷载标准值为2 0.5kN/m，雪荷载标准值为2 0.4kN/m，后者小于前者，故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为： .8kN 37 18/2m 6m kN/m 5.0 4.12 1 = ? ? ? = Q 1 Q的作用位置与 1 G作用位置相同，如图3所示。 3.风荷载 kN/m 36.3m 0.6kN/m 4.04.121=??=q kN/m 68.1m 0.6kN/m 2.04.122=??=q B h h F s s 0z z z s4s31z 21Q w ])()[(ωβμμμμμμγ+++= ()()[]m 05.1078.10.50.6-m 15.2049.14.08.04.1??++??+?= 1、屋面恒载作用下的内力计算 kN 33 . 220 1 1= =G G ; 76.08kN 17.28kN kN 8. 58 4 3 2= + = + = A G G G kN 58 . 36 5 3= = A G G ; .66kN 440 kN 33 . 220 2 2 1 4= ? = =G G kN 53 . 38 5 6= = B G G ; 143.52kN 58.8kN 2 kN 92 . 25 2 3 4 5= ? + = = =G G G B m 11.02kN m 05 .0 kN 33 . 220 1 1 1 ? = ? = =e G M 3 3 4 1 2 ) (e G e G G M A - + = m 41.76kN 0.3m 58.8kN - 0.25m 17.28) kN 33 . 220 (? = ? ? + = 由于图6a所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力i R可根据相应公式计算 。 对于A，C柱 109 .0 = n，356 .0 = λ则：) ( 39 .6 C ← - = R 单层工业厂房设计要求 学习目标和要求： 1、了解单层厂房平面设计的基本内容掌握生产工艺、运输设备与平面设计的关系。 2、着重掌握厂房高度确定的原则和方法，了解各种采光天窗的主要特点。 3、了解厂房使用功能对厂房立面的影响以及单层厂房立面处理常采用的手法。 第一节单层厂房平面设计 一、总平面对平面设计的影响： 1、厂区人流、货流组织对平面设计的影响： 厂区人流、货流组织具体表现为原材料，成品和半成品的运输及人流进出厂路线的组织。合理的设计布局不仅方便使用，而且可以大大提高劳动生产率，减少工人的劳动强度，降低工伤事故的发生率。厂区人流、货流组织会直接影响厂房平面设计中门的位置、数量、尺寸等。 2、地形的影响： 厂区地形对厂房平面形式有着直接的影响，特别是在山区建厂，为了减少土石方工程量，节约投资，加快施工进度，只要工艺条件允许，厂房平面形式应根 据地形条件做适当调整。 3、气象条件的影响： 厂区所在地区的气象条件对厂房的平面形式和朝向有很大的影响。 在炎热地区，为使厂房有良好的自然通风，并且避免室内受阳光照射，厂房宽度不宜过大，最好采用长条形平面，朝向接近南北向，厂房长轴与夏季主导风向垂直或大于45°。П形、Щ形平面的开口应朝向迎风面。并在侧墙上开设窗子和大门，大门在组织穿堂风中有良好作用。若朝向与主导风向有矛盾时，应根据主要要求进行选择。 寒冷地区，为避免风对室内气温的影响，厂房的长边应平行冬季主导风向，并在迎风面的墙面上尽量少开门窗。 二、平面设计与生产工艺的关系： 1、生产工艺流程的影响： (1)、直线布置： 这种布置方式适用于规模不大，吊车负荷较轻的车间。采用这种布置的厂房平面可全部为平行跨，具有建筑结构简单，扩建方便的优点。但当跨数较少时，会形成窄条状平面，厂房外墙面大，土建投资不够经济。 (2)、平行布置： 这种布置方式常用于汽车、拖拉机等装配车间，平面也全为平行跨，同样具有建筑结构简单，便于扩建等优点。 (3)、垂直布置： 这种厂房平面虽因跨间互相垂直，建筑结构较为复杂，但在大、中型车间中由于工艺布置和生产运输有其优越性，故应用也颇广泛。 2、生产特征的影响： 不同性质的厂房，在生产操作时会出现不同的生产特征，而生产特征也会影响厂房的平面设计。有些车间（如机械工业的铸钢、铸铁、锻工等车间）在生产过程中会散发出大量的热量、烟、粉尘等，此时平面设计应使厂房具有良好的自然通风。有些车间（如机械加工装配车间），生产是在正常的温湿度条件下进行的，室内无大量余热及有害气体散发，但是该车间对采光有一定的要求（根据《工业企业采光标准》，要求Ⅲ级采光），在平面布置时，应综合考虑它所在地区的气象条件、地形特征等，满足采光和通风的要求。还有些车间（如纺织车间）， 单层工业厂房结构课程设计计算书 一．设计资料 1.某金工车间，单跨无天窗厂房，厂房跨度 L=21m，柱距为 6m，车间总 长度为 150m，中间设一道温度缝，厂房剖面图如图所示： 2.车间内设有两台中级工作制吊车，吊车起重量为 200/50kN。 3.吊车轨顶标高为 9.0m。 4.建筑地点：哈尔滨市郊。 5.地基：地基持力层为e 及 I L均小于0.85 的粘性层（弱冻胀土），地 基承载力特征值为 f ak=180kN/m2。标准冻深为：-2.0m。 6.材料：混凝土强度等级为 C30，纵向钢筋采用 HRB400 级， （360N/mm2）箍筋采用 HPB300 级。（270N/mm2） 二. 选用结构形式 1.屋面板采用大型预应力屋面板，其自重标准值（包括灌缝在内）为 1.4kN/m2。 2.屋架采用 G415（二）折线型预应力钢筋混凝土屋架，跨度为 21m，端 部高度为 2.3m，跨中高度为33.5m，自重标准值为 83.0kN。 3.吊车梁高度为 0.9m，自重30.4kN；轨道与垫层垫板总高度为 184mm， 自重 0.8kN/m。 4.柱下独立基础:采用锥形杯口基础。 三、柱的各部分尺寸及几何参数 采用预制钢筋混凝土柱 轨道与垫层垫板总高h a = 0.184m，吊车梁高h b = 0.9 m，故 牛腿顶面标高=轨顶标高-h -h = 9.0 - 0.184 - 0.9 = 7.916m 由附录 12 查得，吊车轨顶只吊车顶部的高度为 2.3m ，考虑屋架下弦至吊车 顶部所需空隙高度为220mm ，故柱顶标高=9.0+2.3+0.22= +11.520m 基础顶面至室外地坪的距离取1.0m ，则 基础顶面至室内地坪的高度为1.0+0.15=1.15m ，故 从基础顶面算起的柱高H =11.52+1.15=12.67m ， 上部柱高H = 11.52 - 7.916 = 3.604m ,取为3.60m 下部柱高H =12.67-3.604=9.066m ,取为9.07m 上部柱采用矩形截面b h = 400mm 400mm ； 下部柱采用Ⅰ型截面b h b h = 400mm 900mm 100mm 150mm 。 上柱： b h = 400mm 400mm ( g = 4.0kN / m ) A =b h = 1.6105mm 2 I = bh 3 12 = 2.13109 mm 4 下柱： b h b h = 400mm 900mm 100mm 150mm (g = 4.69kN / m ) A = 900 400 - (900 - 2150) + (900 - 2175) (400 -100) = 1.875 105 mm 2 = 1.95 1010mm 4 H = 3.6m , H = 12.67m = H H =3.6 12.67 = 0.284 9003 400 12 300600 + 20.530025(275+25/3)3 I 2.13109 I = 19.5 109 0.109 单层工业厂房课程设计 某金工厂房设计 一、设计资料 1、该车间为一单跨厂房，柱距15m，长度75m，跨度27m，剖面如图，设有工作级别A4桥式吊车，吊车起重量20/5，轨顶标高9.6m。吊车的有关参数见下表1-1。 吊车有关参数表1－1 吊车 起重量 Q/t 跨度 Lk/m 吊车宽 B （mm） 轮距 K (mm) 最大轮压 max P （KN） 最小轮压 min P (t) 起重机总 质量 M1（t） 小车总质 量 M2(t) 轨顶以 上高度 H (m) 20/5 25.5 6400 5250 230 5.3 30.5 7.5 2300 2、恒载：屋盖自重设计值750KN（6m=300KN,9m=450KN,12m=600KN,15m=750KN),吊车梁 自重（吊车梁自重标准值44.2KN,轨道及零件重标准值0.8KN/m），柱自重。 3、活载部分：仅计入吊车部分荷载。 4、最不利荷载组合：恒载+吊车荷载组合下对应内力值。 二、材料的选用 1、混凝土：采用C30) / 01 .2 , / 3. 14 (2 2mm N f mm N f tk c = =。 2、钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级 ) / 10 2 , 55 .0 ξ, / 300 (2 5 2mm N E mm N f s b y × = = =。 3、箍筋：采用HPB235级) / 210 (2 mm N f y =。 三、排架柱高计算 1、由吊车资料表可查得：H ＝2300mm,轨顶垫块高为200mm ，吊车梁高为1.2m 。 牛腿顶面标高 ＝轨顶标高－吊车梁－轨顶垫块高 ＝9.600－1.200－0.200 ＝8.200m 柱顶标高 ＝牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.220 ＝8.200+1.200+0.200+2.300+0.220 ＝12.120m (取12.300m) 上柱高 u H ＝柱顶标高－牛腿顶面标高 ＝12.300-8.200=4.100m 全柱高H ＝柱顶标高－基顶标高 ＝12.300－(－0.500)＝12.800m 下柱高l H ＝全柱高－上柱高 ＝12.800－4.100＝8.700m 实际轨顶标高＝牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高 ＝9.800m 则 (9.8m －9.6m)÷9.0m ＝0.022＜0.200 满足要求。 2、排架截面尺寸计算 截面尺寸需要满足的条件为：b ≧1.1×l H /25＝383mm.h ≥1.1×l H /12＝797mm 取柱截面尺寸为：上柱：b ×h ＝400×400 下柱：b f ×h ×b ×h f ＝400×900×100×150 根据柱子的截面尺寸可求得： 上柱截面积 A u =1.6×1055 m m 22 上柱惯性矩 I u =2.13×109m m 4 下柱截面积 l A =1.875×1055 m m 22 下柱惯性矩 l I =19.54×1099 m m 44 四、 荷载计算 1、屋盖自重计算 G 1=0.5×750=375K N 150-2/400150-2/1==u h e )(50与上柱中心线的偏心距mm = 2、柱自重 单层工业厂房设计任务书 一、题目 单层工业厂房排架结构设计（设计号：W Z D H ）。 二、设计资料 某单层工业厂房××车间，根据工艺要求采用单跨布置（附属用房另建，本设计不考虑）。车间总长66m、柱跨6m、跨度24m。吊车设置见设计号。外围墙体为240mm砖墙，采用MU10烧结多孔砖、M5混合砂浆砌筑。纵向墙上每柱间设置上、下两层窗户：上层窗口尺寸（宽×高）＝4000mm×4800mm，窗洞顶标高取为柱顶以下250mm处；下层窗口尺寸（宽×高）=4000mm×4800mm，窗台标高为1.000m处。两山墙处设置6m柱距的钢筋混凝土抗风柱，每山墙处有两处钢木大门，洞口尺寸（宽×高）=3600mm×4200mm（集中设在中间抗风柱两侧对称设置）。 该车间所在场地由地质勘察报告提供的资料为：厂区地势平坦，地面（标高为-0.300m）以下0.8～1.2m为填土层，再往下约为0.4m厚的耕植土层，再往下为粉质粘土层，厚度超过6m，其地基承载力特征值f ak=200kN/m2，可作为持力层；再往下为碎石层。地下水位约为-7.0m，无侵蚀性；该地区为非地震区。 场区气象资料有关参数（如基本风压、地面粗糙度等）按附表设计号中数据取用；基本雪压S O＝0.3 kN/m2。 屋面防水做法：二毡三油防水层上铺绿豆沙（0.35kN/m2），水泥砂浆找平层15厚（0.3 kN/m2），加气混凝土保温层100厚（0.60 kN/m2），冷底子油一道、热沥青二道（0.05 kN/m2），水泥砂浆找平层15厚（0.3 kN/m2）。 材料：柱，混凝土C30，纵向钢筋HRB335，箍筋HPB235；基础，混凝土C25，钢筋HPB235。 三、设计内容 1．按指导教师给定的设计号（附表）进行设计；吊车参数由附表取用（附表另附）； 2．进行1榀横向平面排架结构的设计计算及抗风柱计算，编制设计计算书； 3．按标准图集选择屋面结构构件、吊车梁、基础梁、柱间支撑等； 4．用2号图纸2张，第一张图纸绘制屋面结构布置图、基础平面布置图、屋架上下弦支撑布置图、柱间支撑及垂直支撑图（参考比例：1:300）；第二张图绘制排架及基础的配筋图和模板图（参考比例：1:40）。 单层工业厂房独立基础 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】 目录 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/m kN 基本雪压：0.352/m kN 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 Huazhong University of Science and Technology 单层工业厂房课程设计 班级：土木工程1202班 姓名： 学号：U2012154 指导老师：周方圆 2015年7月25日 目录 一、设计资料5 1、概况 (5) 2、结构设计资料 (5) 3、建筑设计资料 (6) 4、吊车资料 (6) 二、结构选型6 1、屋面板选型 6 2、天窗架选型 错误!未定义书签。 3、屋架选型 7 4、吊车梁选型 8 5、轨道连接确定 8 6、初选柱截面形式与尺寸 9 三、确定定位轴线9 1、横向定位轴线 9 2、纵向定位轴线 10 四、排架内力计算10 1、计算参数 10 2、荷载计算 12 3、排架内力计算 15 五、荷载组合与内力组合 22 六、柱配筋计算23 1、设计资料 23 2、内力 24 3、配筋计算 24 七、牛腿计算28 八、排架柱吊装验算30 九、抗风柱设计32 十、基础设计计算36 （一）、中间柱基础设计 (36) （二）、抗风柱基础设计 (44) （三）、边柱基础设计 (51) 十一、支撑布置52 一、设计资料 1、概况 某工厂拟建一个焊接车间，根据工艺布置的要求，车间为单跨单层厂房，厂房总长66.00m，跨车间内分别设有一台Q=20/5t和一台10t的中级工作制吊车，吊车轨顶标高为8.40m。跨度18m，柱距6m（端部为5.5m） 2、结构设计资料 (1) 自然条件： 基本雪压 0.7kN/m2 基本风压 0.7kN/m2 地震设防烈度该工程位于非地震区，故不需抗震设防。 (2) 地质条件：场地平坦，地面以下0～1.4m为回填土，1.4m 2.7单层厂房结构设计实例 2.7.1设计任务 某厂金工车间的等高排架。该金工车间平、立面布置如图2-53所示。柱距除端部为m 5.5，其余均为m 6，跨度m 18 m 18；每跨设有两台吊车，吊车工作制级别为5A 级，轨顶标高为 m 2.7，吊车起重量左右跨相同，具体见表2-15。外墙无连续梁，墙厚mm 240,每开间侧窗面 积2m 24，钢窗，无天窗。 图2-53(a) 厂房立面图 图2-53(b) 平面图 12 ① 1 1 66000 500 18000 18000 A B C Q =20t /5t Q =20t /5t Q =20t /5t Q =20t /5t 500 屋面做法： 绿豆砂保护层 二毡三油防水层 20厚水泥砂浆找平层 80厚泡沫砼保温层 预应力砼大型屋面板 2.7.2设计参考资料 1. 荷载资料,见表2-15： 表 2-15 荷载资料 基本雪压 2kN/m 4.0 基本风压 2kN/m 5.0 吊车起重量 t 5/20 地面粗糙度类型 B 屋面活载标准值 2kN/m 5.0 2．吊车起重量及其数据，见表2-16。 表2-16 吊车起重量及其数据 起重量 桥跨 轮距 吊车宽 起重机 总量 小车重 最大轮压 吊车顶 至轨顶 轨顶至吊车梁顶 轨中至 车外端 最小轮压 ()t Q ()m k L () mm L ()mm B ()kN W ()kN g ()kN max P ()m m H ()mm 2H ()m m 1B ()kN min P 20/5t 16.5 4000 5200 223 68.6 174 2094 182 230 37.5 3． 地质资料，见表2-17。 表2-17 地质资料 层次 地层描述 状态 湿度 厚度(m ) 层底深度(m ) 地基承载力标准 值)kN/m (2 ak f 容重 )kN/m (3m γ 1 回填土 1.4 1.4 16 2 棕黄粘土 硬塑 稍湿 3.5 4.9 200 17 3 棕红粘土 可塑 湿 1.8 6.7 250 17 4.预应力屋面板、嵌板及天沟板选用，见表2-18。 钢筋混凝土单层厂房课程设计计算书和说明书 一.构件选型 L=24 m（Lk=24-1.5=22.5 m），轨顶标志标高为8.4m，A4级工作级别，软钩 桥式吊车Q 1=150KN、Q 2 =200KN两台的工业厂房。 1.屋面板{04G410-1} 一冷二毡三油一砂 0.35 = 0.35 kN/m2 20厚水泥砂浆找平 0.40 = 0.40 kN/m2 屋面恒荷载 = 0.75 kN/m2 屋面活荷载 0.5 kN/m2 荷载组合： 组合一：1.2×0.75+1.4×0.5=1.6 kN/m2 组合一：1.35×0.75+1.4×0.5×0.7=1.5025 kN/m2 选Y-WB-2 Ⅲ（中间跨）；YWB-2 ⅢS （端跨）。 允许荷载2.05 kN/m2 >1.6 kN/m2，满足要求。2.屋架{04G415（一）} 屋面板的一冷二毡三油一砂 0.35 kN/m2屋面板的20厚水泥砂浆找平0.40 kN/m2 屋面板自重 1.4 kN/m2灌缝重 0.1 kN/m2屋架钢支撑自重 0.05 kN/m2恒荷载 2.3 kN/m2屋面活荷载 0.5 kN/m2 荷载组合： 组合一：1.2×2.3+1.4×0.5=3.46 kN/m2 三毡四油防水层 20厚水泥砂浆找平65厚焦渣混凝土找坡20厚水泥砂浆抹面 70400 20770 结构层 50240 6M 6M 20 MM 平均6580 防水层 0.40 kN/m 2 20厚水泥砂浆找平 0.40 kN/m 2 65厚焦渣混凝土找坡 0.065×14= 0.91 kN/m 2 20厚水泥砂浆抹面 0.40 kN/m 2 积水按230mm 高计 2.3 kN/m 2 卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分，按天沟平均内 宽b 的2.5倍计算。（b=770-190=580mm ）单层工业厂房课程设计计算书完整版
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