榆林学院工业厂房毕业设计计算书

分类号 TU274.1 单位代码 11395 密 级 学 号 10172201**

学生毕业设计（论文）

题 目

作 者 院 (系) 专 业 指导教师 答辩日期

XXX厂房 结构设计

XXX 建筑工程系 土木工程 XXX

2014 年 5 月 23 日

榆 林 学 院

毕业设计（论文）诚信责任书

本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。

论文作者签名: 年 月 日

摘要

摘 要

本工程是对XXX厂房进行设计，为单层双跨等高厂房。采用现浇钢筋混凝土排架结构，平面尺寸为72m×42m，柱距为6m，采用工字型截面钢筋混凝土柱。门采用推拉门，窗子为不锈钢预制带亮子格子窗，车间每跨设有两台20/5t中级工作制吊车，工作流程为直线型，屋面采用预应力混凝土折线形屋面板。

本设计的主要内容是排架柱、抗风柱和基础的设计及其配筋，并对其进行横向抗震验算。本设计分为以下几个步骤：首先需充分了解设计任务，根据相关资料选择合理的构件和柱子尺寸，然后进行结构的平面布置和剖面的设计，划分出生活区和工作区，确定柱网、基础的平面布置，并对构件进行内力分析、计算及其组合，进行横向抗震计算，进行柱截面（包括抗风柱）和柱下基础设计，进而选择配筋，最后书写计算书，根据规范绘制施工图和注写图纸说明，最终完成七张施工图的绘制。

关键词：单层双跨等高厂房，排架结构，抗风柱设计，横向抗震设计

I

ABSTRACT

XXX Plant Design ABSTRACT

This project is XXX designed for single double cross- height building．Situ reinforced concrete bent structure，plane size is 72m × 42m，column spacing of 6m，the use of reinforced concrete column -shaped cross-section．Door with sliding doors，windows prefabricated stainless steel grille with a bright child，the workshop has two 20/5t Intermediate duty cranes each cross，linear workflow，prestressed concrete roof mansard roof．

The main contents of this design is bent columns，columns and wind -based design and reinforcement，and its lateral seismic checking．The design is divided into the following steps：First，the need to fully understand the design task，select components based on relevant information and pillars reasonable size，layout and design of the structure and profile，divided into living and working areas，to determine the column grid，basic layout，and component internal force analysis，calculation and combinations thereof，horizontal seismic calculation，column-section ( including anti-wind column ) and independent foundation design under the column，and then select the reinforcement，and finally writing calculations，according to the specification Note to draw construction plans and drawings written instructions，the final completion of construction plans drawn seven．

Key words：Double cross-height building，Bent structure，Anti-wind column design，Horizontal seismic calculation

II

目录

目 录

摘 要 ................................................................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................................................................ II 1 设计资料 .......................................................................................................................................... 1

1.1 工程概况 ............................................................................................................................... 2 1.2 设计内容 ............................................................................................................................... 2 1.3 设计说明 ............................................................................................................................... 2 2 结构构件选型及重力荷载 .............................................................................................................. 3 3 荷载计算 .......................................................................................................................................... 6

3.1 恒载 ....................................................................................................................................... 6 3.2 屋面活荷载 ........................................................................................................................... 7 3.3 吊车荷载 ............................................................................................................................... 8 3.4 风荷载 ................................................................................................................................... 9 4 横向排架内力分析 ........................................................................................................................ 11

4.1 恒荷载作用下排架内力分析 ............................................................................................. 11 4.2 屋面活荷载作用下排架内力分析 ..................................................................................... 14 4.3 风荷载作用下排架内力分析 ............................................................................................. 16 4.4 吊车竖向荷载作用下排架内力分析 ................................................................................. 18 4.5 吊车横向水平荷载作用下排架内力分析.......................................................................... 22 5 内力组合 ........................................................................................................................................ 27 6 横向水平地震作用计算 ................................................................................................................ 29

6.1 计算简图及质点等效重力荷载计算 ................................................................................. 30 6.2 横向基本周期 ..................................................................................................................... 31 6.3 排架底部总水平地震作用标准值 ..................................................................................... 32 6.4 排架各质点横向水平地震作用标准值 ............................................................................. 32 7 横向水平地震作用效应及与其组合的荷载效应计算................................................................. 34

7.1 横向水平地震作用的效应计算 ......................................................................................... 34 7.2 与横向水平地震作用效应组合的荷载效应计算 .............................................................. 37

III

目录

7.3 内力组合 ............................................................................................................................. 42 8 柱截面设计 .................................................................................................................................... 45

8.1 柱纵向受力钢筋计算 ......................................................................................................... 45 8.2 裂缝宽度验算 ..................................................................................................................... 51 8.3 牛腿设计 ............................................................................................................................. 53 8.4 牛腿吊装验算 ..................................................................................................................... 54 9 基础设计 ........................................................................................................................................ 57

9.1 基础尺寸及埋置深度 ......................................................................................................... 57 9.2 基础高度验算 ..................................................................................................................... 60 9.3 基础底板配筋 ..................................................................................................................... 62 参考文献 ............................................................................................................................................ 66 致 谢 ................................................................................................................................................ 67 附 图 ................................................................................................................................................ 67

IV

XXX厂房结构设计

1 设计资料

1.1 工程概况

1.1.1 工程名称

XXX厂房

1.1.2 基本条件

根据工艺和建筑设计的要求，确定车间为两跨等高厂房，采用钢筋混凝土排架结构，总长度72m，宽度42m，排架柱柱距为6m，牛腿顶面标高确定为8.6m，且每跨设置两台20/5t中级工作制吊车。

1.1.3 自然条件

（1）地质条件

场地概况：拟建建筑场地已经人工填土平整，地形平坦。地质条件：地表下黄土分布厚度大于14 m，土质均匀分布，为可塑性黄土，土的重度为19 kN/m3，孔隙比为0.75，液性指数为0.8，地基承载力特征值为fak=180 kN/m2，土壤最大冻结深度为0.3m，不考虑地下水的影响。 （2）地震资料

该地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第二组，建筑物的安全等级二级。 （3）气象条件

基本风压0.40 kN/m2，基本雪压0.30 kN/m2。该地区的地面粗糙类型为B类，极端最高气温为+40℃，极端最低气温为-18℃。

1.1.4 所选材料

（1）柱

混凝土：采用C25，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2，ftk=1.78N/mm2。 钢筋：纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋（fy=360N/mm2，105N/mm2），Es=2×箍筋采用HPB235级钢筋。 （2）基础

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混凝土：采用C20，fc=9.6N/mm2，ft=1.10N/mm2，ftk=1.54N/mm2 钢筋： 采用HRB400级钢筋（fy=360N/mm2）。

屋面： 20mm水泥砂浆找平层 0.4kN/m2

80mm加气混凝土保温层 0.48kN/m2 两毡三油防水层 0.35 kN/m2

墙体： 240mm厚普通砖墙 窗 ： 钢框玻璃窗

地面： 混凝土地面，室内外高差0.15m。

1.2 设计内容

（1）确定计算简图，初定柱型及截面尺寸。 （2）荷载计算：恒载、活载计算。

（3）内力计算：按剪力分配法计算，不考虑空间作用。

（4）内力组合：确定柱控制截面和最不利荷载组合，进行内力组合。 （5）横向抗震计算：计算简图、水平地震作用计算。

（6）排架柱设计：截面设计、配筋计算、吊装运输阶段承载力验算、裂缝宽度验算及配筋构造。

（7）牛腿设计：确定牛腿尺寸、承载力计算及配筋构造。 （8）基础设计：确定基础底面尺寸、高度及配筋构造。 （9）绘制施工图

1）建筑设计部分：平面图、立面图、剖面图、屋面排水图。

2）结构设计部分：基础平面布置图、柱配筋图、基础配筋图、部分详图。

1.3 设计说明

该设计过程主要参考梁兴文、史庆轩主编的《土木工程专业毕业设计指导》，东南大学同济大学天津大学三校合编的《混凝土结构（上册）（中册）》，李国强等主编《建筑结构抗震设计（第三版）》，同济大学高大钊主编《土力学与基础工程》，西安建筑科技大学主编《房屋建筑学》，戴国欣主编《钢结构》，选用的预应力钢筋混凝土折线型屋架、钢筋混凝土吊车梁、钢筋混凝土连系梁、钢筋混凝土基础梁的选取均来自于《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。

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XXX厂房结构设计

2 结构构件选型及重力荷载

本厂房屋面板、屋架、支撑、吊车梁、基础梁、轨道及轨道连结件均选用标准图集，各构件选型及重力荷载见表2-1所示。

表2-1 主要构件选型

结构名称 预应力钢筋混凝土 屋面板 预应力钢筋混凝土 折线形屋架 钢筋混凝土 吊车梁 吊车轨道及轨道 联接件 钢筋混凝土 连系梁 钢筋混凝土 基础梁 屋盖构造层及屋盖 支撑自重 钢窗 240mm厚砖墙 标准图集 G410(一) G415(二) G323(二) G325 G321 G320 重力荷载标准值 1.4 kN/m2(包括灌缝) 86.2 kN/榀 40.8 kN/根 （300×1200×500×120） 0.8kN/m 17.5kN/根 （b×h=240×490） 1.8kN/m 1.38 kN/m2 0.45 kN/m2 4.70kN/m2 根据建设和使用要求，并考虑安全、经济、适用、耐久等方面的要求，进行建筑设计，主要确定出平面柱网的布置，立面门窗的设置，剖面设计和屋面排水的设计，相关内容详见建筑设计图纸，现将本计算书所用到的厂房剖面尺寸示于图2-1中：

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图2-1 厂房剖面图

柱顶标高是12.8m，牛腿的顶面标高是8.6m，室内地面至基础顶面的距离0.15m，则计算简图中柱的总高度H，上柱高度Hu和下柱的高度Hl分别为：

H=12.8m+0.15m=12.95m， Hl=8.6m+0.15m=8.75m， Hu=12.95m-8.75m=4.2m。

根据厂房跨度，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2-2。

边柱：上柱

矩形：b×h=400mm×400mm

面积：Au=1.6×105mm2

1 惯性矩：Iu4004003=2.13×109mm4

12 下柱

工字型：bf×h×hf×b=400mm×1000mm×150mm×100mm

1751501504 面积：Au=1001000=1.975×105mm2

2 惯性矩：

11165025Iu40010003150650321502541212232104

=2.35×10mm

中柱：上柱

矩形：b×h=400mm×600mm

4

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XXX厂房结构设计

面积：Au=2.4×105mm2 惯性矩：Iu=7.2×109mm4

下柱

工字型：bf×h×hf×b=400mm×1000mm×150mm×120mm

面积：Au=1.975×105mm2 惯性矩：Il2.47×1010mm4

表2-2 柱截面尺寸及相应的参数

计算参数 柱号 A、C B 截面尺寸/mm 矩形 400×400 I形 400×1000×150×100 矩形 400×600 I 形 400×1000×150×120 面积/mm2 1.6×105 1.975×105 2.4×105 1.975×105 惯性矩/mm4 2.13×109 2.35×1010 7.2×109 2.47×1010 上柱 下柱 上柱 下柱 柱截面尺寸如图2-1所示：

（a）边柱截面

(b)中柱截面 图2-2 柱截面尺寸

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3 荷载计算

3.1 恒载

该设计仅取一榀排架计算，计算单元和计算简图如图3-1所示。

(a)计算单元

(b)计算简图

图3-1 计算单元及计算简图

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XXX厂房结构设计

（1）屋盖恒载

预应力混凝土大型屋面板： 1.5kN/ m2 20厚水泥砂浆找平层： 0.40 kN/ m2 80厚加气混凝土保温层： 0.48kN/ m2 两毡三油防水层： 0.35 kN/ m2

屋盖构造及支撑自重： 0.15 kN/ m2、 2.88kN/ m2 屋架自重： 86.2kN/ m2

G1=2.88×10.5×6+86.2×0.5=161.54kN

he1=u－150=50mm

2（2）柱自重

A、C柱：

上柱 G2=4×4.2=16.80kN 下柱 G3=5.16×9.05×1.05=49.03kN B柱：

上柱 G2=6×4.2=25.20kN 下柱 G3=5.40×9.05×1.05=51.31kN （3）吊车梁及轨道自重 G4=40.8+0.8×6=45.60kN （4）墙体自重

钢筋混凝土基础梁 16.7kN/根 钢筋混凝土连系梁 25×0.24×0.3=1.8kN/m A、C柱列外围护墙（一个柱距范围）：

G5=16.7＋0.45×3.3×（4.8＋1.8)＋4.7×（15.30×6－4.8×3.3－1.8 ×3.3）=355.60kN

3.2 屋面活荷载

（1）屋面均布荷载。由表1.10可得，本厂房水平投影上的屋面均布活荷载标准值为0.5kN/ m2。

（2）屋面雪荷载。积雪分布系数平均值取1.5，屋面均布雪荷载标准值为：

1.5×0.3=0.45kN/ m2<0.5kN/ m2

故应按屋面均布活荷载考虑：

Q1=（0.5+0.2）×1.4×10.5×6=61.74kN/ m2

Q1作用位置见图3-3所示。

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3.3 吊车荷载

吊车相关参数见表3-1。

表3-1 吊车参数

吊车参数 吊车跨 L kN/m 吊车最大宽度 B /m 大车轮距 k /m 大车重量 G /kN 小车重量 g /kN 最大轮压 Pmax /kN 最小轮压 Pmin /kN 轨顶以上高度 H /m AB 、BC 跨 20/5t 19.5 5.55 4.4 260 75 205 35 2.3 在2台20/5t吊车的作用下，吊车梁的支座反力影响线下图所示：

图3-2 吊车荷载作用下支座反力的影响线

（1）吊车竖向荷载

AB、BC跨吊车荷载作用下柱上支座反力为： Dmax= Pmax∑yi=205×(1+0.81+0.267+0.075)=440.75kN Dmin=Pmin∑yi=35×(1+0.81+0.267+0.075)=75.25kN （2）吊车横向水平荷载

由于起重量在16~50t之间，则横向水平荷载动力系数α=0.1。

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XXX厂房结构设计

11Tk=Qg0.120075=6.88kN

44吊车横向荷载设计值：

Tmax＝Tk∑yi=6.88×(1+0.81+0.267+0.075)=14.79 kN Tmax作用位置在吊车梁顶面处。

(a)A柱 (b)B柱

图3-3 各柱恒载作用位置

3.4 风荷载

由《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）查得基本风压ω0=0.35kN/m2，由于地面粗糙类型为B类，故风压高度系数按B类地区取。

柱顶（标高12.80m） μz=1.09 檐口（标高14.45m） μz=1.16 屋顶（标高15.95m） μz=1.18

由《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）查得风荷载体形系数μs如图3-4所示，则可得作用于排架上的风荷载的设计值（以左风为例）：

风荷载作用下的排架计算简图如图3-5所示：

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左风-60.-50.-40..40-

+0.8图3-4 风荷载体型系数

q1 =βzμs1μzω0B=1.0×0.8×1.09×0.4×6=2.10kN/m2 q2=βzμs2μzω0B=1.0×0.4×1.09×0.4×6=1.05 kN/m2 则作用在柱顶处的风载集中力为：

Fw = [(μs1+μs2)×μzh1+(μs3+μs4)×μzh2] βzω0B

=[(0.8+0.4)×1.16×2.3+(-0.6+0.5）×1.18×1.05)×1×0.3×6 =5.54kN（→）

-0.4

图3-5 排架计算简图

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XXX厂房结构设计

4 横向排架内力分析

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，其中柱的剪力分配系数如下表计算所示：

表4-1 柱截面惯性矩和柱高各柱参数

柱别 A、C柱 B柱 Iu / mm 4 2.13×109 7.20×109 Il /mm 4 2.35×1010 2.47×1010 Hu /m 4.2 4.2 Hl /m 9.05 9.05 H /m 12.35 12.35 表4-2 柱剪力分配系数 n=Iu /Il 柱别 C03 1131n =Hu /H n=0.09 H3 uC0ECIL1ui i1ui A、C柱 C02.27 u4.420×108/Ec =0.317 n=0.493 0.31 B柱 C02.887 u3.4×108/Ec =0.336 0.38 4.1 恒荷载作用下排架内力分析

4.2.1屋盖自重作用

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图4-1 屋盖作用的计算简图

M1G1e1161.540.058.08kNmM2G2e2161.540.232.31kNm

排架对称且作用对称荷载，无侧移，各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。

1121n0.23 柱顶力矩作用下反力系数C11.51131n12力矩作用于牛腿顶面时反力系数C31.51.10

1131nRARA1RA2M1M8.0832.31C12C32.31.14.08kN→ HH12.9512.95同时RCRA4.08kNRB0

求得柱顶反力之后，由平衡条件可求出柱弯矩、剪力：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-2 屋盖作用下排架内力图

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4.1.2柱及吊车梁自重作用

由于在安装柱子时尚未吊装屋架，此时注定之间无联系，没有形成排架，故不产生柱顶反力，则按悬臂柱分析其内力，计算简图如图4-3所示：

图4-3 柱及吊车梁自重作用的计算简图

A柱：

MA2GA2e216.800.23.36kNm

GA349.03kNGA445.6kNMA445.60.313.68kNmB柱：

GB225.20kNGB351.31kN GB456.16kN

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-4 柱及吊车梁自重作用下排架内力图

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4.2 屋面活荷载作用下排架内力分析

4.2.1 屋面活荷载作用AB跨

图4-5 AB跨作用活荷载计算简图

QA1QB161.74kN

MA1Q1e161.740.053.09kNmMA2Q1e261.740.212.35kNm MB1Q1e361.740.159.26kNm对于A柱：

C12.3，C31.1RA MA1M3.0912.35C1A2C32.31.11.57kN→HH12.9512.95对于B柱： n=0.493，=0.336

1121n1.74C11.51131nM9.26RBB1C11.741.22kN

H12.95RRARB1.571.222.79kN将R反作用于柱顶，计算相应柱顶剪力，并与相应的不动铰支座反力叠加，即得屋面活荷载作用于AB跨时的柱顶剪力。

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VARAAR1.570.312.790.71kNVCCR0.312.790.87kNVBRBBR1.220.382.790.16kN 排架各柱的弯矩图，轴力图，柱底剪力如下图所示：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-6 AB跨作用屋面活荷载内力图

4.2.2 屋面活荷载作用BC跨

图4-7 BC跨作用活荷载作用简图

由于排架结构对称，且BC跨的作用荷载与AB跨的荷载相同，故只需将图

4-4的各内力图位置及方向对调即可，如图4-8所示：

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(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-8 BC跨作用屋面活荷载内力图

4.3 风荷载作用下排架内力分析

（1）左吹风时计算简图如图4-9所示：

图4-9 左吹风排架计算简图

各柱不动铰支座反力分别为： A、C列柱： n=0.009，λ=0.317

3[1　4(1水平均布荷载作用在上下柱时的反力系数Cn1)]11=8[1　3(1=0.313

n1)]RAq1HC112.1012.950.3138.71kN

RCq2HC111.0512.950.3134.35kN

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RRARCFW8.714.355.5418.60kN 各柱顶剪力分别为：

VARAAR8.710.3118.62.94kN VBBR0.3818.67.07kN

VCRCCR4.350.3118.61.42kN （2）右吹风时计算简图如图4-10所示：

图4-10 右吹风排架计算简图

因为排架结构对称，且所受荷载方向相反，所以右风吹时，内力图改变一下符号即可，如图4-11所示：

(a)左吹风时M图（kN·m）和V图（kN） (b)右吹风时M图（kN·m ）和V图（kN）

图4-11 左、右吹风时排架内力图

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4.4 吊车竖向荷载作用下排架内力分析

4.4.1 吊车竖向荷载作用于AB跨内

（1）Dmax作用于A柱 计算简图如图4-12所示：

图4-12 Dmax作用在A柱时计算简图

其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin在牛腿顶面引起的力矩为：

MA2Dmaxe4440.750.35132.23kNmMB2Dmaxe375.250.7556.44kNm对于A柱：

n0.09，0.317，C31.1

MA132.23RAC31.110.98kNH12.95对于B柱：

n0.29，0.31712C31.51.251131 nM56.44RBBC31.255.32kNH12.95RRARB10.985.325.66kN由此得排架柱个柱顶剪力为：

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XXX厂房结构设计

VARAAR10.985.660.319.22kNVBRBBR5.320.385.667.47kNVCCR0.315.661.75kNDmax作用于A柱时，排架各柱的内力图及柱底剪力值如图4-13所示：

（a）M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-13 Dmax作用在A柱时排架内力图

（2）Dmax作用于B列柱左侧 计算简图如图4-14所示：

图4-14 Dmax作用在B柱左侧时计算简图

其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin在牛腿顶面引起的力矩为：

MA2Dmine475.250.3522.58kNmMB2Dmaxe3440.750.75330.56kNm

9 1

榆林学院本科毕业设计

MA22.58C31.11.87kNH12.95M330.56RBBC31.2531.18kN

H12.95RRARB1.8731.1829.31kNRA各柱柱顶剪力为：

VARAAR1.870.3129.3110.96kN

VBRBBR31.180.3829.3120.04kNVCCR0.3129.319.09kN

Dmax作用于B柱左侧时，排架各柱的内力图及柱底剪力值如图4-15所示：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-15 Dmax作用在B柱左侧时排架内力图

（3）Dmax作用于B列柱右侧 计算简图如图4-16所示：

图4-16 Dmax作用在B柱右侧时计算简图

2 0

XXX厂房结构设计

根据结构的对称性及吊车吨位相等的条件，其内力计算与Dmax作用于B柱左侧的情况相同，只需将A、C柱的内力对调并改变全部弯矩及剪力的符号即可。

Dmax作用于B柱右侧时，排架各柱的内力图及柱底剪力值如图4-17所示：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-17 Dmax作用在B柱右侧时排架内力图

（4）Dmax作用于C列柱 计算简图如图4-18所示：

图4-18 Dmax作用在C柱时计算简图

同理，由对称性可得其内力图。

Dmax作用于C柱时，排架各柱的内力图及柱底剪力值如图4-19所示：

1 2

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(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图4-19 Dmax作用在C柱时排架内力图

4.5 吊车横向水平荷载作用下排架内力分析

4.5.1 吊车横向水平荷载Tmax作用于AB跨内

（1）当刹车力向右时 排架计算简图4-20所示：

图4-20 Tmax作用在AB跨，且刹车力向右时排架计算简图

y4.21.2 0.7144.2对于A柱：

2 2

XXX厂房结构设计

n0.09，0.317C50.54(y=0.7Hu) C50.49(y=0.8Hu)内插后得：

C50.533RATmaxC514.790.5337.88kN对于B柱：

n0.29，0.317C50.63(y=0.7Hu) C50.58(y=0.8Hu)

内插后得： C50.623

RBTmaxC514.790.6239.21kNRRARB7.889.2117.09kN各柱顶剪力为：

VARAAR7.880.3117.092.58kNVCCR0.3117.095.30kN则排架柱的内力图如图4-19所示：

VBRBBR9.210.3817.092.72kN

M图（kN·m）和V图（kN）

图4-21 Tmax作用在AB跨，且刹车力向右时排架内力图

（2）当刹车力向左时 排架计算简图4-22所示：

3 2

榆林学院本科毕业设计

图4-22 Tmax作用在AB跨，且刹车力向左时排架计算简图

由于结构的对称性，排架所受荷载只是方向相反，故排架内力计算与刹车力向右时相同，只需将内力方向改变即可。计算简图和排架内力图如图4-23所示：

M图（kN·m ）和V图（kN）

图4-23 Tmax作用在AB跨，且刹车力向左时排架内力图

4.5.2 吊车横向水平荷载Tmax作用于BC跨内

由于结构对称，故排架内力计算与“Tmax作用于AB跨柱”的情况相同，只需将将A柱与C柱的对换。

（1）当刹车力向右时，则计算简图如图4-24，排架内力图如图4-25所示： （2）当刹车力向左时，则计算简图如图4-26，排架内力图如图4-27所示：

2 4

XXX厂房结构设计

图4-24 Tmax作用在BC跨，且刹车力向右时排架计算简图

M图（kN·m）和V图（kN）

图4-25 Tmax作用在BC跨，且刹车力向右时排架内力图

图4-26 Tmax作用在BC跨，且刹车力向左时排架计算简图

5 2

榆林学院本科毕业设计

图4-27 M图（kN·m）和V图（kN）

Tmax作用在BC跨，且刹车力向左时排架内力图

2 6

XXX厂房结构设计

5 内力组合

在荷载作用下，进行最不利的内力组合，选取控制截面为上柱底截面，下柱顶截面和下柱底截面。

在采用标准组合时，也可参照承载力极限状态的基本组合，采用简化规则，但各项系数为1。

关于荷载的组合系数，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。

由于地质条件较好，本设计不进行地基变形验算，否则还应增加III-III截面的准永久荷载组合。

基本组合采用的荷载组合方式用规范给出的见话组合方式，即： （1）0.9（任意两个或者两个以上荷载之和） （2）恒荷载+任意活荷载

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。最不利内力：

（1）＋Mmax及相应的N、V; （2）－Mmax及相应的 N、V; （3）Nmax及相应的 M、V; （4）Nmin及相应的 M、V。

7 2

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2 8

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9 2

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6 横向水平地震作用计算

6.1 计算简图及质点等效重力荷载计算

厂房横向抗震计算简图如图所示，其上的重力荷载取自计算单元范围（图6-1）

图6-1 抗震计算简图

表6-1 B柱内力组合表(无地震作用)

荷载类别 屋盖自重/kN 活荷载/kN 吊车梁重（1根）/kN 柱自重/kN 外纵墙重/kN 上柱 下柱 16.80（A柱） 49.03（A柱） 355.60 AB（BC）跨 449.08 37.8 45.6 25.20 (B柱) 51.31 (B柱) （1）计算周期时的质量集中

G1.0(G屋盖0.5G吊雪)0.5G吊车梁0.25(G墙G柱)1(449.080.537.8)0.545.60.25(65.83355.60) 596.14kN（2）计算地震作用时的质量集

G1.0(G屋盖0.5G雪)0.75G吊车梁0.5(G柱G墙)1(449.080.537.8)0.7545.60.5(65.83355.60) 712.90kN在G中未包括吊车桥架自重，是因为吊车桥架自重是局部荷载，对厂房横向

3 0

XXX厂房结构设计

自振周期影响很小；在G中也未包括吊车桥架自重，是由于其地震效应有其的效应调整系数，需另行计算，且吊车梁也不便与吊车桥架合并计算地震效应。 （3）集中于吊车梁顶面处的重力荷载Gcri AB和BC跨无吊车重时吊车最大轮压P‵max为：

Gg20075P′max==87.5 kN

4242

图6-2 吊车梁支座反力影响线

根据吊车梁支座反力影响线如图6-2所示，计算一台吊车重力荷载在柱上产生的最大反力即Gcri：

Gcr= P′max∑yi=87.5×(1+0.267)=110.86 kN

6.2 横向基本周期

（1）柱顶单位荷载作用下引起的侧移

边柱：IA1=2.13×103m4 IA22.35102m4 中柱：IB17.2103m4 IB22.47102m4

H3Hu1HuACE3IA13IA21.55103m/kNH3Hu1HuBE3IB13IB21.21103m/kN333314.2312.9534.232.810432.1310332.35102

14.2312.9534.232.810437.210332.47102

（2）单位力作用下排架横梁内力及柱顶侧移

1 3

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103103BC1.211.550.726x133111 1010ABC0.7751.21x21x10.27411111x1A0.2741.481032.16104m/kN

排架横向自振周期：

T12G1120.8596.142.161040.57s

6.3 排架底部总水平地震作用标准值

该厂房抗震设防7度，II类场地，设计地震分组第二组，查得地震特征周期

Tg0.5s，地震最大影响系数max0.15，取阻尼比0.05。

T10.57s>Tg0.35s且<5Tg1.75s

Tg1maxT10.90.50.150.570.90.093

FEK1Geq0.093712.90.72657.02kN

6.4 排架各质点横向水平地震作用标准值

F1FEK57.02kN

吊车梁顶面由吊车桥架荷载引起的横向水平地震作用标准值：

H9.95Fcr1Gcrcr0.8080.093110.866.44kN

H12.95各质点水平地震作用如图 6-3所示：

3 2

XXX厂房结构设计

6-3 各质点水平地震作用3

3 图

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7 横向水平地震作用效应及与其组合的荷载效应计算

7.1 横向水平地震作用的效应计算

（1）柱顶水平地震作用效应计算如图7-1所示：

图7-1 柱顶水平地震作用

X1FEKx157.020.72641.40kNX2FEKx257.020.27415.62kNVAVC57.0241.4015.62kNVB41.4015.6225.78kN

M图（kN·m）和V图（kN） 图7-2 排架柱顶水平地震作用时的内力图

3 4

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（2）AB跨吊车梁顶面Fcr1作用于A柱和B柱（图7-3）

图7-3 吊车梁顶面Fcr1作用于A柱和B柱

Fcr1 / Tmax =6.44/14.74=0.437

将AB跨吊车水平荷载作用下排架内力乘以系数0.437，得到排架在AB跨Fcr 作用下的内力，排架柱的弯矩图、柱底剪力见图7-4：

M图（kN·m）和V图（kN）

图7-4 吊车梁顶面Fcr1作用于A柱和B柱弯矩图

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），对于A柱、B柱上柱内力乘以吊车桥架引起的地震剪力和弯矩增大系数。A柱上柱内力乘以增大系数2.0，BC柱上柱内力乘以增大系数3.0，应调整部位调整后的内力如图7-5所示：

5 3

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M图（kN·m )

图7-5 吊车梁顶面Fcr1作用于A柱和B柱应调整部位调整后的弯矩图

（3）BC跨吊车梁顶面Fcr2作用于B柱和C柱（图7-6）

图7-6 BC跨吊车梁顶面Fcr2作用于B柱和C柱

将BC跨吊车水平荷载作用下排架内力乘以系数0.437，得到排架在BC跨Fcr 作用下的内力，排架柱的弯矩图、柱底剪力见图7-7：

3 6

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M图（kN·m）和V图（kN） 图7-7 吊车梁顶面Fcr作用于B柱和C柱弯矩图

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）规定，对于B柱、C柱上柱内力乘以吊车桥架引起的地震剪力和弯矩增大系数。B柱上柱内力乘以增大系数3，C柱上柱内力乘以增大系数2，应调整部位调整后的内力如图7-8所示：

M图（kN·m）

图7-8 吊车梁顶面Fcr作用于B柱和C柱应调整部位调整后的弯矩图

7.2 与横向水平地震作用效应组合的荷载效应计算

（1）50%屋面雪荷载作用于AB和BC跨时排架内力

0.45/0.5=0.45，50%屋面雪荷载作50%屋面雪荷载与屋面活荷载的比值为 0.5×

用于AB、BC跨时所产生的排架柱内力可利用叠原理计算，即可由图4-6排架柱内力乘以0.45加图4-8排架柱内力乘以0.45得到如图7-9所示：

7 3

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（a）M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图7-9 50%屋面雪荷载作用于AB和BC跨时排架内力

其它重力作用下，排架内力分析方法与结构自重重力荷载作用下排架内力分析方法相同，排架柱的弯矩图，轴力图及柱底剪力图如图7-10~7-17，计算过程略。

1）AB跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于A柱，Dmin作用于B柱时排架内力如图7-10所示：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图7-10 AB跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于A柱，Dmin作用于B柱时排

架内力图

2）AB跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于B柱，Dmin作用A柱时排架内力如图7-11所示：

3 8

XXX厂房结构设计

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN） 图7-11 AB跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于B柱，Dmin作用A柱时排架

内力图

3）AB跨一台吊车吊重Dmax作用于A柱时排架内力如图7-12所示：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图7-12 AB跨一台吊车吊重Dmax作用于A柱时排架内力图

4）AB跨一台吊车吊重Dmax作用于B柱时排架内力如图7-13所示：

9 3

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(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图7-13 AB跨一台吊车吊重Dmax作用于B柱时排架内力图

5）BC跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于B柱，Dmin作用C柱时排架内力如图7-14所示：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图7-14 BC跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于B柱，Dmin作用C柱时排

架内力图

6）BC跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于C柱，Dmin作用于B柱时排架内力如图7-15所示：

4 0

XXX厂房结构设计

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图7-15 BC跨一台吊车桥架（不包括吊重）Dmax作用于C柱，Dmin作用B柱时排架

内力图

7）BC跨一台吊车吊重Dmax作用于B柱时排架内力如图7-16所示：

(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）

图7-16 BC跨一台吊车吊重Dmax作用于B柱时排架内力图

8）BC跨一台吊车吊重Dmax作用于C柱时排架内力如图7-17所示：

1 4

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(a)M图（kN·m）和V图（kN） (b)N图（kN）图7-17 BC跨一台吊车吊重Dmax作用于C柱时排架内力图

7.3 内力组合

考虑地震作用时，A柱控制截面见表7-1。

4 2

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3 4

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4 4

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8 柱截面设计

8.1 柱纵向受力钢筋计算

8.1.1 A柱纵向受力钢筋计算

（1）选取截面最不利内力

无地震和有地震作用时所得到的内力组合值是柱纵向受力钢筋计算的依据，为便于比较，将有地震作用时得到的内力组合值乘以承载力抗震调整系数γRE=0.8。A柱内力组合值汇总见表8-1：

表8-1 A柱内力组合值汇总表 无地震作用 截面 M 61.40 Ⅰ-Ⅰ -55.85 -55.85 103.20 Ⅱ-Ⅱ -61. 60.67 -50.62 319.66 Ⅲ-Ⅲ -243.47 252.41 N 233.91 178.34 233.91 541.28 279.51 636.51 223.94 267.97 377.72 680.54 V 39.22 -13. 29.84 偏心类型 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 MγRE 110.79 -75.50 115.28 -93.78 363.22 -215.38 310.22 有地震作用 NγRE 197.88 197.88 469.71 241.66 511.98 343.78 323.92 VγRE 29.66 -19.06 27.26 偏心类型 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 大偏心 柱混凝土强度等级为：

C25（EC=2.8×104N/mm2 ，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2)，纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400级（ES=2.0×105N/mm2 ，fy=360 N/mm2）。

截面相对界限受压区高度为：b0.518。

上下柱均采用对称配筋，取asas35mm，其截面有效高度h0分别取为365mm和965mm，则大偏心受压和小偏心受压界限破坏时对应的轴向压力Nb分别为：

上柱 Nb=a1fCbξbh0=1.0×11.9×400×0.518×365=912.31kN

下柱 Nb=a1fC[bξbh0+（bf，-b）hf。]=1.0×11.9×[400×0.518×965+（400-100）×162.5]

=2971.83kN

对于上柱，当N≤Nb=912.31kN时，为大偏心受压。对于下柱，当N≤Nb= 2971.83kN时，为大偏心受压。经比较，无地震时和有地震时A柱的内力组合均

5 4

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为大偏心受压情况，按照“弯矩相差不多时，轴力越小越越不利；轴力相差不多时，弯矩越大越不利”的原则确定以下最不利内力：

上柱 M=110.79kN·m N=197.88kN 下柱 M=310.22kN·m N=323.92 kN （2）柱计算长度

排架方向： 上柱 l02.0Hu=2×4.2=8.4m 下柱 l01.0Hl=1×8.75=8.75m

垂直排架方向 上柱 l01.25Hu=1.25×4.2=5.25m 下柱 l00.8Hl=0.8×8.75=7.24m （3）上柱配筋计算（矩形截面）

M110.79103e0==560mm N197.88h400=13.3mm＜20mm（取ea=20mm） 3030 ei= e0+ ea=560+20=580mm l8400因0=21＞15，故应考虑结构侧移和构件挠曲引起二阶弯矩对轴向压力h400偏心距的影响。

0.5fcA0.511.94004004.81>1，取ζ１＝１ ζ1==

197.88103N0.01l00.0184001.15ζ2==1.15=0.94

h400∴η=1+

l(0)2ζ1ζ2=1.1 e1400ihh01 ηei=1.1×560=665.84mm 0.3h0=0.3×365=109.5mm

ei>0.3h0，故属于大偏心受压

xN= 41.57mm<2as23570mm且<bh00.5183651.07mm 1fcb取x2as=70mm，并对受压钢筋合力点取矩

heeias' =519.62mm

2Ne197.88103519.62As=As===840.05mm2

'fy(h0as)36036035′

选用4

18，AsAs1017mm2

4 6

XXX厂房结构设计

As1017==0.%>0.2% A400400AsAs10172ρ全部===1.27%>0.6%，所以满足最小配筋率要求。 51.610A柱平面外受压承载力验算： 最不利内力N=233.91kN l0525013.13，查表得稳定系数=0.933 h4002Nu0.9fcAAsfy0.90.93311.940036010172 2213.65kNNuNmax233.91kN ρ侧=

所以满足弯矩作用平面外的承载力要求。 （4）下柱配筋计算（I形截面）

M310.22103e0==950mm N323.92h1000=33.3mm>20mm，取ea=33.3mm 3030ei= e0+ ea=950+33.3=983.3mm

查I型柱截面力学特征表，得i=360.9mm

A197500mm2 l09050==9.05<15，故应考虑结构侧移和构件挠曲引起二阶弯矩对轴向压力偏h1000心距的影响。

0.5fcA0.511.91975003.8>1，取ζ１=１ ζ1==3323.9210N9050l因0==9.05<15，故取ζ2=1 h1000l1(0)2ζ1ζ2=1.06 η=1+

eh1400ih0ηei=1.06×983.3=1042.3mm 0.3h0=0.3×965=291mm

ei>0.3h0故属于大偏心受压

，N= 68.1mm<2as'=70mm x1fcb取x=2as'，并对受压钢筋合力取矩：

heeias=576.98mm

2Ne2

As=As′==558.3mm

fyh0as'

7 4

榆林学院本科毕业设计

选用4ρ侧=

18，AsAs1017mm2

As1017==0.51%>0.2% A1.975105′10172AsAsρ全部===1.02%>0.6%，所以满足最小配筋率要求。

1.975105A柱平面外受压承载力验算：

最大不利内力为N=680.54kN

l0724018.1，查表得稳定系数=0.807 b400′′5Nu0.9fcAAsfy0.90.80711.91.9751010172360 2238.81kNNuNmax680.54kN

所以满足弯矩作用平面外的承载力要求。

根据构造要求，需在柱转角及腹板处加配相应的构造钢筋，A柱的配筋图如图8-1所示。

(a)上柱 （b）下柱 图8-1 A柱截面配筋图

（5）柱箍筋配置

Vmax39.22kN，相应的N267.97kN，M319.66kNm hw10002150700mm

hw/b700/1007>4，属薄腹梁

0.225cfcbh00.22511.9100965258.38kN>Vmax=39.22kN 截面满足要求。 M319.661068.45>3，取=3

Vh039.221039650.3fcA0.311.91.975105705.08kN>N=267.97kN

4 8

XXX厂房结构设计

1.751.75ftbh01.2710096553.62kN>Vmax39.22kN 131仅需按构造配置箍筋

采用8@200

nA250.3f1.1svsv10.5％>sv,min0.24t0.240.126％

bS100200fyv210所以满足最小配筋率的要求。

8.1.2 抗风柱纵向受力钢筋计算

根据柱顶与屋架的连接，取柱顶标高14.9m，变截面处标高12.7m，基顶标高－0.45m，所以有：Hu2.2m，Hl12.70.4513.15m，HHuHl15.35m。

表8-2 抗风柱截面惯性矩和柱高各柱参数 柱别上柱下柱截面尺寸/mm400×350 400×700 自重/kN8.8 56.17 面积/mm21.4×105 512.8×10 惯性矩/mm41.87×109 93.73×10

图8-2 抗风柱计算简图及弯矩图

查表得：z1.123，00.40kN/m2，B42/67m

qzs0B1.1231.40.470.83.52kN/m

Iu1.87109Hu2.2，n0.5010.148 9Il3.7310H15.35

9 4

榆林学院本科毕业设计

1110.14481413n30.50C118810.143813111n0.50

RC11qH0.3803.5215.3519.60kN

VA3.5214.8519.632.67kN

11 0.38011取as30mm，砼fy360N/mm2，ft1.43N/mm2，fc14.3N/mm2 M34.6106上柱配筋 As283mm2Fyh0360400230选用3

16，As603mm2，603/4003500.43％>0.2％，满足要求。

M67.29106下柱配筋 As293mm2Fyh0360700230选用3

16，As603mm2，603/4007000.22％>0.2％

（a）上柱 （b）下柱 图8-3 抗风柱配筋图

5 0

XXX厂房结构设计

8.2 裂缝宽度验算

由《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）可知，排架柱的裂缝控制等级为三级，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响，计算的最大裂缝宽度ωmax≤0.3mm。

8.2.1 A柱裂缝宽度验算

（1）上柱：

选取最不利内力：M=-55.83kNm，N=178.34kN 则原始偏心距e0M/N313.2mm

又e0/h00.8460.55，故需验算裂缝宽度

As1017 且有te0.012

0.5bhbfbhf400200 又因l/h8400/40021

1l0 故k21211.13 1e40000.840000hh1h400as1.13313.235523.95mm 22 fhfbfb/bh0

2 则eke0 纵向受拉钢筋As的合力至受压混凝土合力作用点间距为：

22h3650 0.870.121fh00.870.12365299.8mm

524e 按照荷载短期效应组合计算的纵向受拉钢筋应力： skNez178340524299.8130.94N/m2m

Asz1710299.8 裂缝间钢筋应变不均匀系数为： 1.10.65ftktesk1.10.651.780.36 40.012130.94 则最大裂缝宽度为：

1 5

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deq130.9418maxcr1.9c0.082.10.31.9300.08Es2000000.012  te0.0[max]0.3mmsk满足要求。 （2）下柱：

选取最不利内力组：M=319.66kNm，N=267.97kN 则原始偏心距e0M/N1192mm

又e0/h01.20.55，故需验算裂缝宽度

As1017 且有te0.010

0.51001000(400100)162.50.5bhbfbhf 又因l/h9050/10009.05<18 故取k1.0 h1000351662mm 则eke0as1.0119222/100.54001009700.503 fhf bfb/bh162 纵向受拉钢筋As的合力至受压混凝土合力作用点间距为：

22h96500.870.121fh00.870.12(10.503)965 1662e824mm 按照荷载短期效应组合计算的纵向受拉钢筋应力： skNez2679710662824 26.24N/m2mAsz1017824 裂缝间钢筋应变不均匀系数为： 1.10.65ftktesk1.10.651.780.66

0.010262.4 则最大裂缝宽度为：

deq26218maxcr1.9c0.082.10.661.9300.08Es2000000.016  te0.2[max]0.3mmsk 满足要求。

故A柱上下柱裂缝宽度均满足要求。

5 2

XXX厂房结构设计

8.3 牛腿设计

8.3.1 A柱牛腿设计

根据吊车支承的位置，截面的尺寸及构造要求，确定A柱牛腿的尺寸如图8-4所示。 （1）牛腿截面高度验算

β=0.65，ftk=1.75N/mm2，牛腿顶面无水平荷载，故

Fhk0。

a=750-1000+20=-230<0取a=0

FvkDmaxG445.60(440.75/0.9)535.32kN

10.5Fvkftkbh02.014005650.6510.50Fvh0.50.5ah0595.76kNFvk491.98kN 所以截面高度满足要求。

（2）正截面承载力计算和配筋构造 图8-4 牛腿外形尺寸 AsFvaF1.2h0.85fyh0fy

Fv=60.24+618.49=678.73kN，Fh0

（a=0，Fh0）所以纵向受力钢筋按构造配置，

2 Asmibh 0.02400600480mmn选用4

14，As=615mm2

（3）斜截面承载力的计算——水平箍筋和弯起钢筋确定。

因a/h00.3，故牛腿可不设弯起钢筋。水平钢筋选用8＠100，且应满足牛腿上部2h0/3范围内有4根箍筋，其总水平截面面积为： 4250.3402.4 满足要求。

牛腿配筋如图8-5所示：

As307.5mm2 2

3 5

榆林学院本科毕业设计

图8-5 牛腿配筋

（4）局部承受前度验算。取垫板寸400mm×400mm，则 zFvk5353202 3.35N/mmA1400400 满足要求。

8.4 牛腿吊装验算

采用翻身起吊，吊点设在牛腿根部，吊装时混凝土强度达到设计强度的100%后起吊。由附表2-15查知，柱插入杯口深度为h1900mm，则柱吊装时总长为14.15m。 （1）荷载计算

柱吊装阶段的荷载为柱的自重，且应考虑动力系数u=1.5，即 q1uGq1K1.51.24.07.2kN/m

q2uGq2K1.51.2(0.41.025)18.0kN/m q3uGq3K1.51.24.698.44kN/m （2）内力计算

在上述荷载作用下，上柱根部于吊点处（牛腿根部）的设计值分别为

1M1=×7.2×4.22=63.50kN·m

211M27.24.20.62187.20.6284.kN·m

22

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XXX厂房结构设计

1M0R9.35M8.799.3520BA2 2RA30.38kNdM1g3x2， 3RAg3x0x3.60m

dx211 下柱最大弯矩M3RAxg3x230.383.68.443.6254.68kNm

22 M3RAx

图8-6 A（C）柱吊装计算简图

（3）受弯承载力验算 上柱：

MuAsfyh0as360101736535115.3kNm

 >0M10.963.5057.15kNm 下柱：

MuAsfyh0as360101796535212.52kNm

 >0M10.984.76.40kNm 所以均满足要求。 （4）裂缝宽度验算

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上柱：

Mk68.501061.2sk174.49N/mm2

0.87h0As0.873651017teAs6150.0120.01 Ate0.5400400ftk1.10.652.010.507

0.012174.491.10.65teskdeq174.4914maxcr1.9c0.082.10.5071.9300.085Es2100.012 te0.148mm0.3mmsk下柱：

Mk84.1061.2sk133.48N/mm2

0.87h0As0.879651017teAs6150.016 Ate0.51000100ftk1.10.651.750.57

0.016133.481.10.65teskmaxcrdeq133.48141.9c0.082.10.21.9300.085Es2100.016 te0.038mm0.3mmsk所以裂缝宽度满足要求。

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9 基础设计

《建筑地基基础设计规范》（50007-2011）规定，对于6m柱距地单层多跨厂房，基地承载力特征值160kN/m2《建筑抗震设计规范》规定，地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的一般单层厂房可不进行天然地基及基础的抗争承载验算。该单层厂房地基满足上述要求，所以可仅从无地震作用时的内力组合表中确定三组内力作为基础设计的依据，见表9-1，表中Mk，Nk，Vk 分别为与这三组内力相对应的弯矩、轴力、剪力标准值。

基础混凝土强度等级采用C20， 下设100mm厚强度等级为C10的素混凝土垫层。

表9-1 A柱基础设计的不利组合

组别 1 2 3 荷载效应基本组合 M/( kN·m) 379.66 -243.47 319.66 N/kN 267.97 377.72 680.54 V/kN 59.22 -13. 29.84 Mk/(kN·m) 253.38 -224.58 281.07 荷载效应标准组合 Nk /kN 426.65 286.48 269.93 Vk /kN 26.90 -18.13 27.03 9.1 基础尺寸及埋置深度

图9-1 基础尺寸示意图

（1）按构造要求，初步确定基础尺寸如图9-1所示。柱插入深度为900mm，

7 5

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基础埋置深度为d=1.20+0.45=1.65m，ew=0.5+0.12=0.62m。 （2）按轴心受压基础初估底面面积

根据《建筑地基基础设计规范》可查得，d1.0,b0，取土与基础平均自重

m20kN/m3，则经深度修正后的地基承载力特征值为

fafakdm(d0.5)1801.020(1.650.5)20k 1N/2m 由Nmax=的一组荷载，按轴心受压估算基础底面尺寸，取 NkNk,maxNw,k426.65355.60782.25kN

Nk782.25 Af==4.62m2

famd201201.65 适当放大30%，取A=1.3Af=1.3×4.6=5.98m2 底面选型为矩形 lb2.4×3.4=8.16m2 则基础底面的弹性抵抗矩为： Wlb2/64.62m3。 （3）地基承载力验算 基础自重和土重为：

GkmdA201.658.16198kN

由表9-1可知，选取以下三组不利内力组合进行基础底面面积计算。

表9-2 基础底面压力标准值计算不利内力组合 第一组 第二组 第三组 Mk(kNm) 253.38 -224.58 281.07 Nk(kN) 426.65 286.48 269.93 Vk(kN) 26.90 -18.13 27.03 先按第一组不利内力计算，基础底面相应于荷载效应标准组合时的竖向力和力矩为：

NbkNkGkNwk426.65198355.60968.25kNMbkMkVkhNwkew253.3826.901.15355.600.6262.50kNm

基础底面边缘的压力为： pk,maxNbkMbk968.2562.502182.21kN/m AW8.1.62NbkMbk968.2562.502140.54kN/m AW8.1.62 pk,min 地基承载力计算，即：

pk,maxpk,min182.21140.54161.38kN/2mfa pk22

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XXX厂房结构设计

pk,max 182.21kN/2m1.2fa24.12kN/2m 满足要求。

取第二组不利内力计算，基础底面相应于荷载效应标准组合时的竖向力和力矩为：

NbkNkGkNwk286.48198355.60828.08kNMbkMkVkhNwkew224.5818.131.15355.600.62485.00kNm

基础底面边缘的压力为： pk,maxNbkMbk828.08485.002219.68kN/m AW8.1.62NbkMbk828.08485.00223.65kN/m AW8.1.62 pk,min 地基承载力计算，即： pkpk,maxpk,min219.6823.65121.67kN/2mfa

22 pk,max 219.68kN/m21.2fa241.2kN/2m 满足要求。

取第三组不利内力计算，基础底面相应于荷载效应标准组合时的竖向力和力矩为：

NbkNkGkNwk269.93198355.60811.53kNMbkMkVkhNwkew281.0727.01.15355.600.6290.33kNm

基础底面边缘的压力为： pk,maxNbkMbk811.5390.332165.37kN/m AW8.1.62NbkMbk811.5390.332105.15kN/m AW8.1.62 pk,min 地基承载力计算，即：

pk,maxpk,min165.37105.15135.26kN/2mfa pk22 pk,max 165.37kN/m21.2fa241.2kN/2m 满足要求。

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9.2 基础高度验算

基础受冲切承载力计算时采用荷载效应的基本组合，并采用基地净反力，由 表9-1选取下列三组不利内力。

表9-3 基础底面净反力设计值计算不利内力组合

第一组 第二组 第三组 M(kNm) 379.66 -243.47 319.66 N(kN) 267.97 377.22 680.54 V(kN) 39.22 -13. 29.84 先按第一组不利内力计算，扣除基础自重及土重后相应于恒载效应基本组合时的地基净反力为：

NbNGNwk267.971.2335.60670.69kN MbMVhGNwkew173.12kNm

NM670.69173.122169.49kN/m pn,maxbb

AW8.1.62NM670.69173.122111.78kN/m pn,minbb

AW8.1.62 按第二组不利内力计算，地基净反力为： NbNGNwk377.221.2335.60803.94kN MbMVhGNwkew323.04kNm NM803.94323.042241.67kN/m pn,maxbb

AW8.1.62NM803.94323.042133.99kN/m pn,minbb

AW8.1.62 按第三组不利内力计算，地基净反力为： NbNGNwk680.541.2335.601107.26kN MbMVhGNwkew352.48kNm NM1107.26352.482302.04kN/m pn,maxbb

AW8.1.62NM1107.26352.482117.49kN/m pn,minbb

AW8.1.62 基础的杯壁厚度查表得t≥300mm，取t=300mm，杯壁高度h2450mm，a2a1 且a2200mm取a2350mm。基础各细部尺寸如图9-4所示： 基础底板配筋计算截面图如图9-2所示：

对变阶出进行受冲切承载力验算，冲切破坏锥面如图9-3所示：

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XXX厂房结构设计

图9-2 基础底板配筋计算截面图

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图9-3 变阶处冲切破坏截面图

取保护层厚度为35mm，则基础变阶处截面的有效高度为： h0650405605mm

FtpmaxA241.672.40.1296.67kN 0.7hftbmh00.71.151660425567.93kNFt 所以受冲切承载力满足要求。

9.3 基础底板配筋

（1）柱边及变阶处基地净反力计算

由表中三组不利内力设计值所产生基底净反力见表，如图所示。其中pjI 为基础或变阶处所产生的基底净反力。经分析可知，第一组基底净反力不起控制作用，基础底板配筋可按第二组和第三组基底净反力进行计算。

表9-4 基底净反力（kN/m） 基底净反力 第一组 169.94 柱边处 变阶处 152.25 156.56 117.78 第二组 241.67 205.78 214.75 133.99 第三组 302.04 240.52 255.90 117.49 2pj,max pj,I pj,min （2）柱边及变阶处弯矩计算

柱边处截面弯矩的计算，先按第二组内力计算

6 2

XXX厂房结构设计

e0Mb323.0430.4020.5m Nb803.946 长边方向 1 MI(pj,maxpj,I)(bhc)2(2lbc)

481 (241.67205.78)(3.41)2(22.40.4)1.07kNm

48 短边方向

1 MII(pj,maxpj,min)(lbc)2(2bhc)

481 (241.67133.99)(2.40.4)2(23.41)140.25kNm

48 再按第三组内力计算

长边方向

1 MI(pj,maxpj,I)(bhc)2(2lbc)

481 (302.04240.52)(3.41)2(22.40.4)198.94kNm

48 短边方向

1 MII(pj,maxpj,min)(lbc)2(2bhc)

481 (302.04117.49)(2.40.4)2(23.41)156.62kNm

48变阶处截面的弯矩计算，先按第二组内力计算

1 MI(pj,maxpj,I)(bh)2(2lb)

481(241.67214.75)(3.410.3752)2(22.40.40.3752) 48

105.90kNm1 MII(pj,maxpj,min)(lb)2(2bh)

481(241.67133.99)(2.40.40.3752)2(23.410.3752) 48

.71kNm再按第三组内力计算

1 MI(pj,maxpj,I)(bh)2(2lb)

481(302.04255.90)(3.410.3752)2(22.40.40.3752) 48

132.07kNm

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榆林学院本科毕业设计

1(pj,maxpj,min)(lb)2(2bh) 481(302.04117.49)(2.40.40.3752)2(23.410.3752) 48

72.27kNm MII（3）配筋计算

基础底底板受力钢筋采用HRB335，fy300N/mm2，则基础底板沿长边方向的受力钢筋截面面积为：

MI198.94106柱边处：ASI695.11mm2

0.9fyh010.9300(120040)MI132.07106变阶处：ASI801.88mm2

0.9fyh010.9300(75040) 所以选用12@130（AS870mm2）

基础底板沿短边方向的受力钢筋截面面积为：

MII156.62106柱边处：ASII547.24mm2

0.9fyh010.9300(120040)MII72.27106变阶处：ASII438.80mm2

0.9fyh010.9300(75040)所以选用10@140（AS561.0mm2）。 基础配筋图如图9-4 所示：

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XXX厂房结构设计

图9-4 基础模板配筋图

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参考文献

参考文献

[1] GB 50009—2012. 建筑结构荷载规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012. [2] GB 50010—2010. 混凝土结构设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010. [3] GB 50011—2010. 建筑抗震设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2010. [4] GB 50223—2008. 建筑抗震设防分类标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2008. [5] GB 50007—2011. 建筑地基基础设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2011. [6] GB 50025—2004. 湿陷性黄土地区建筑规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2004. [7] JGJ 3—2010, J 186－2010. 高层建筑混凝土结构技术规程[S]. 北京: 中国建筑工业出

版社, 2010.

[8] 11G329—1. 建筑物抗震构造详图[S]. 北京: 中国建筑标准设计研究院出版, 2011. [9] GB/T50105—2010. 建筑结构制图标准[S]. 北京: 中国计划出版社, 2010. [10] 龚思礼. 建筑抗震设计手册（第二版）[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2002. [11] 中国有色工程设计研究总院. 混凝土结构构造手册[M]. 北京:中国建筑工业出版

社,2003.

[12] 梁兴文, 王社良, 李晓文. 混凝土结构设计原理[M]. 北京: 科学出版社, 2003. [13] 梁兴文, 史庆轩. 混凝土结构设计[M]. 北京: 科学出版社, 2004.

[14] 丰定国,王社良. 抗震结构设计（第2版）[M]. 武汉: 武汉工业大学出版社, 2003. [15] 霍达. 高层建筑结构设计[M]. 北京: 高等教育出版社, 2004.

[16] 梁兴文,史庆轩. 土木工程专业毕业设计指导[M]. 北京: 科学出版社, 2002. [17] GB/T 50001—2010. 房屋建筑制图统一标准[S]. 北京: 中国计划出版社, 2010. [18] GB/T 50104—2010. 建筑制图标准[S]. 北京: 中国计划出版社, 2010. [19] GB50045—2005. 高层民用建筑防火规范[S]. 北京: 中国计划出版社, 2005. [20] JGJ67—. 办公建筑设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 19. [21] 同济大学, 西安建筑科技大学, 东南大学, 重庆大学. 房屋建筑学[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2005.

[22] 黄春华．当代工业建筑设计新趋势探讨[D]．天津：天津大学硕士研究院，2006． [23] 杨峣．略谈单层厂房的发展趋势及其建议[J]．工业建筑. 19，（1）．

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致谢

致 谢

首先，要感谢我要感谢我的导师XXX，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样，给我起到了指明灯的作用；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次毕业设计就不会如此的顺利进行。

此次毕业设计历时三个月，是我大学学习中遇到过的时段最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。用老师的一句话概括就是这次毕业设计相当如是把以前的小课程设计综合在一起的过程，只要把握住每个小课设的精华、环环紧扣、增强逻辑，那么这次的任务也就不难了。我此次的任务是做一个工业厂房。虽说老师说的话让此次的毕业设计看起来不是那么的可怕，但是当我真的开始着手时，还的确是困难重重。

此时此刻，看着完成的毕业设计，我的心情无法平静，从刚入大学校园到现在，有多少可敬的学长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!

最后我还要感谢所有我的专业老师们，在我大学四年的学习和生活过程中，这些老师给予了我很多的教导和很大的帮助，从他们身上我学到了很多做人的道理，将使我受益终生。

此致 敬礼！

致谢人：XXX

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附图

抗风柱模板及其配筋图

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