单层工业厂房课程设计 目

　 录 混凝土结构课程设计单层厂房设计任务书 1 单层厂房混凝土结构课程设计计算书 3 一、结构方案及主要承重结构 3 二、计算简图 4 三、荷载计算（标准值） 4 1、恒荷载计算 4 2、活荷载计算 4 四、内力分析 4

　 1、剪力分配系数的计算 4

　 2、恒荷载作用下的内力分析

　 3、屋面活荷载作用下的内力分析 4

　4、吊车竖向荷载作用下的内力分析 （不考虑厂房整体空间作用） 4

　 5、吊车水平荷载作用下的内力分析 （考虑厂房整体空间作用） 4

　 6、风荷载作用下的内力分析 4 五、内力组合 4 六、A柱截面设计 4

　 1、柱的纵向钢筋计算 4

　 2、柱的水平分布钢筋 4

　 3、牛腿设计 4

　 4、柱的吊装验算 4

　 5、A柱基础设计 4 七、B柱截面设计 4

　 1、柱的纵向钢筋计算 4

　 2、柱的水平分布钢筋 4

　 3、牛腿设计 5

　 4、柱的吊装验算 4

　 5、B柱基础设计 4 八、C柱截面设计（与A柱相同） 4 九、抗风柱设计 4

　 1、抗风柱计算参数 4

　 2、荷载计算 4

　 3、内力分析 4

　 4、配筋计算 4

　 5、吊装阶段验算 4

　 6、基础设计 4

　 混凝土结构课程设计单层厂房设计任务书 一、 设计资料 1.平面与剖面 某机修车间，根据工艺和建筑设计的要求，确定本车间为两跨等高厂房厂房，车间面积为3513.8㎡，车间长度72m。AB跨跨度为24m，设有两台10t中级工作制软钩吊车，轨顶标高7.2m，柱顶标高为10.2m；BC跨跨度为24m，设有两台10t中级工作制软钩吊车，轨顶标高7.2m，柱顶标高为10.2m，基顶标高-0.5m。

　车间平面、剖面图分别如图1、图2。

　2、建筑构造 屋盖：

　 防水层：SBS防水卷材层

　 找平层：20mm水泥砂浆

　 保温层：100mm水泥蛭石砂浆

　 屋面板：大型预制预应力混凝土屋面板

　围护结构：

　 240mm页岩砖墙 门窗：

　 门：5.6m×6m，两边各一个

　 低窗：4.2m×4.5m

　 高窗：4.2m×2.4m 3、自然条件 建设地点：

　 衡阳市郊，无抗震设防要求 基本风压：

　 0.40 基本雪压：

　 0.35 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：250 4、材料 混凝土：基础采用C25，柱采用C25。

　钢筋：HPB235级、HRB335级等各种直径钢筋 二、设计要求 1、分析厂房排架，设计柱、基础，整理计算书一份。

　2、绘制结构施工图一套（结构说明、结构布置图、一根柱及预埋件详图、基础详图）。

　三、设计期限

　两周

　四、参考资料 1、混凝土结构设计规范GB50010-2002 2、建筑结构荷载规范GB50009-2001 3、建筑地基基础设计规范GB50007-2002 4、混凝土结构构造手册 5、国家建筑标准设计图集08G118 6、教材：《混凝土结构设计原理》 7、教材：《混凝土结构设计》 8、标准图集 屋架G415（一）、（三)

　 柱CG335(一）、（二）、（三） 屋面板G410

　柱间支撑 G336 吊车梁 G323

　基础梁G320

　联系梁G320

　单层厂房混凝土结构课程设计计算书 一、 结构方案及主要承重构件

　根据厂房跨度、柱顶高度及吊车重量大小，本车间采用钢筋混凝土排架结构。结构剖面图如图1所示。

　厂房平面布置图见图2。

　厂房主要构件选型表：

　构件名称 标准图集 荷载标准值 选用型号 预应力钢筋混凝土屋面板 G410（一）1.5×6m 1.5 Y-WB-2Ⅱ（S）

　预应力钢筋混凝土折线型屋架 G415（三） 106kN/榀 YWJ18-2-Aa 钢筋混凝土预应力吊车梁 04G425（二） 28.2kN/根

　DL-4-Z（B）

　吊车轨道及轨道连接件 G325 0.8 DGL-10 钢筋混凝土基础梁 G320 16.7kN/根 JL-1（整墙） JL-3（开墙） 钢窗

　0.45

　240mm厚砖墙及粉刷

　5.24

　二、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，计算简图和计算单元如下图 其中，上柱高=4.1m,下柱高=6.6m，柱总高H=10.7m。

　三、 荷载计算

　1、 恒载

　 (a) 屋盖结构自重

　防水层：40mm厚细石混凝土

　 0.04×25=1.0

　保温层：20mm厚挤塑板

　 0.1 找平层：20mm水泥砂浆

　 0.02×20=0.4

　 防水层：20mm厚SBS防水卷材层

　0.2 找平层：20mm水泥砂浆

　0.4 屋面板：大型预制预应力混凝土屋面板

　1.5

　屋面恒荷载

　 3.6

　 2.85 屋架自重：AB、BC跨YWJ24-2-Aa

　 106kN/榀 则作用于AB跨两端柱顶的屋盖结构自重为：

　 ㎜ ㎜ 作用于BC跨两端柱顶的屋盖结构自重为：

　 ㎜ ㎜ （b）吊车梁及轨道自重 AB跨：

　 ㎜

　 ㎜

　BC跨：

　 ㎜

　 ㎜ （c）柱截面尺寸及自重 柱截面尺寸及相应的计算参数如下 参 数 柱 号

　截面尺寸/mm 柱高/mm 惯性矩/ 自重 /kN 面积/ 偏心距/mm A 上柱 400×400 4100 2.13 16.4 1.6 100 下柱 I400×900×100×150 6600 19.54 30.95 1.875 0 B 上柱 400×400 4100 7.2 24.6 2.4 0 下柱 I400×1000×100×150 6600 25.63 32.2 1.975 0 C 上柱 400×400 4100 2.13 16.4 1.6 100 下柱 I400×900×100×150 6600 19.54 30.95 1.875 0

　2、 活载 （a）屋面活荷载 屋面活荷载标准值为0.5，雪荷载标准值为0.35，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：

　，作用位置与恒荷载相同

　各项恒活载作用位置如下图

　（b）风荷载 风荷载标准值按计算，其中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=10.2m， 檐口：H=12.85m，

　风荷载体型系数如图所示

　 排架迎风面、背风面风荷载标准值为

　 则作用于排架计算简图上的风荷载标准值为

　（c)吊车荷载 吊车主要参数 AB（BC）跨：

　10t吊车、中级工作制吊车，吊车梁高900mm，B=5930mm,K=4050mm,=34.24kN, ， 吊车竖向荷载 AB跨：

　 BC跨

　 2.4.4.3、吊车横向水平荷载

　 AB跨

　BC跨

　 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 柱列 n

　 备注 A 0.150 0.341 2.5 0.281 0.161

　B 0.157 0.341 2.47 0.0708 0.638 C 0.109 0.341 2.27 0.225 0.201 2.5.1、恒载作用下排架内力分析

　A柱

　B柱

　C柱

　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分别为 A柱

　B柱

　C柱

　排架柱顶不动铰支座总反力为

　各柱柱顶最后剪力分别为

　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

　其在A、B柱柱顶及变阶处引起的力矩为

　 A柱

　B柱

　则排架柱顶不动铰支座总反力为

　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

　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

　其在A、B柱柱顶及变阶处引起的力矩为

　 B柱

　C柱

　则排架柱顶不动铰支座总反力为

　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

　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

　C柱

　各柱顶剪力分别为

　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

　C柱

　各柱顶剪力分别为

　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、作用于A柱 计算简图如图所示 其中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩为

　 A柱

　B柱

　排架各柱顶剪力分别为

　排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-13 2.5.4.2、作用于B柱左 计算简图如图所示

　其中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩为

　 柱顶不动铰支座反力及总反力分别为 A柱

　B柱

　 排架各柱顶剪力分别为

　排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-14 2.5.4.3、作用于B柱右 计算简图如图所示

　其中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩为

　 B柱

　C柱

　 排架各柱顶剪力分别为

　排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-15 2.5.4.4、作用于C柱 计算简图如图所示

　其中吊车竖向荷载，在牛腿顶面处引起的力矩为

　 柱顶不动铰支座反力及总反力分别为 B柱

　C柱

　 排架各柱顶剪力分别为

　排架柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-16 2.5.4.5、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

　B柱

　排架柱顶总反力R为

　各柱顶剪力为

　排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-17所示，当方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变 2.5.4.6、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

　C柱

　排架柱顶总反力R为

　各柱顶剪力为

　排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-18所示，当方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变

　2.6、内力组合 A柱内力组合 截面 内力 永久荷载 可变荷载 内力组合 屋面 荷载 吊车荷载 风荷载

　与相应的N

　与相应的N

　与相应的M

　与相应的M 作用于AB跨 作用于BC跨

　作用于A柱

　作用于B柱左

　作用于B柱右

　作用于C柱

　作用于AB跨

　作用于BC跨 左风 右风 项次 A B C D E F G H I J K 组合项 内力合计 组合项 内力 合计 组合项 内力合计 组合项 内力合计 Ⅰ-Ⅰ M 5.14 0.94 1.37 -29.15 -19.11 26.25 -4.07 4.97 14.87 -7.17 -4.25 A+0.9 (B+C+ F+I) 44.23 A+0.9 [0.8(D+ G)+I+J] -38.61 (1.35/1.2)A +0.7(B+ C+F) 25.77 A+0.9 (C+F+I) 43.38 N 245.76 37.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 279.78 245.76 302.94 245.76 Ⅱ-Ⅱ M -30.15 -6.62 1.37 53.51 8.15 26.25 -4.07 4.97 14.87 -7.17 -4.25 A+0.9 [C+0.8 (D+F)+I] 41.89 A+0.9 (B+G+ I+J) -59.61 A+0.9 (B+D+I) 25.43 A+0.9 (G+I+J) -53.65 N 285.36 37.8 0 236.17 77.89 0 0 0 0 0 0 455.40 319.38 531.93 285.36 Ⅲ-Ⅲ M 1.52 -1.16 4.01 -2.7 -28.71 76.88 -11.93 40.88 43.54 181.27 -82.67 A+0.9 (C+F+ I+J) 276.55 (197.79) A+0.9 [B+0.8 (E+G)+ I+K] -142.37 (-101.51) A+0.9 (B+D+I+J) 200.37 (143.31) A+0.9 (C+F+J) 276.65 (197.79) N 328.56 37.8 0 236.17 77.89 0 0 0 0 0 0 328.56 (273.8) 418.66 (338.16) 575.13 (449.92) 328.56 (273.8) V 3.91 0.674 0.326 -6.94 -4.55 6.25 -0.97 5.66 3.54 27.05 -15.39 37.36 (27.15) -16.49 (-11.29) 25.80 (18.89) 37.36 (27.15)

　 B柱内力组合 截面 内力 永久荷载 可变荷载 内力组合 屋面 荷载 吊车荷载 风荷载

　与相应的N

　与相应的N

　与相应的M

　与相应的M 作用于AB跨 作用于BC跨

　作用于A柱

　作用于B柱左

　作用于B柱右

　作用于C柱

　作用于AB跨

　作用于BC跨 左风 右风 项次 A B C D E F G H I J K 组合项 内力合计 组合项 内力 合计 组合项 内力合计 组合项 内力合计 Ⅰ-Ⅰ M 3.78 -6.9 7.24 27.38 30.37 -73.5 -55.82 9.82 33.96 63.55 -62.87 A+0.9 (C+E+ I+J) 125.39 A+0.9 (B+F +I+K) -155.72 (1.35/1.2)A +0.7(B+ C+F) -46.96 A+0.9 (F+I+K) -149.51 N 489 37.8 37.8 0 0 0 0 0 0 0 0 523.02 523.02 603.05 489 Ⅱ-Ⅱ M 19.8 -6.9 7.24 -31.03 -146.76 402.12 50.38 9.82 33.96 63.55 -62.87 A+0.9 (C+F +I+J) 475.98 A+0.9 (B+E+ I+K) -205.64 A+0.9[ B+C+0.8 (E+F)+I+J 291.72 A+0.9 (I+J) 107.56 N 589.56 37.8 37.8 77.89 236.17 634.16 141.6 0 0 0 0 1194.32 836.13 1284.23 589.56 Ⅲ-Ⅲ M 27.09 -9.26 10.27 21.78 -89.2 260.37 -57.27 84.18 233.06 186.1 -184.1 A+0.9 (C+F+ I+J) 647.91 (466.03) A+0.9 [B+0.8 (E+G)+ I+K] -426.17 (-326.88) A+0.9[B +C+0.8 (E+F) +I+J] 528.48 (380.73) A+0.9 (I+J) 404.33 (292.04) N 663.96 37.8 37.8 77.89 236.17 634.16 141.6 0 0 0 0 1268.72 (960.97) 969.97 (771.88) 1358.64 (1030.05) 663.96 (553.3) V 0.9 -0.29 0.374 6.25 7.23 -17.5 -13.29 9.18 24.58 15.13 -14.97 21.22 (15.27) -39.32 (-27.98) 29.32 (21.05) 36.64 (26.28)

　C柱内力组合 截面 内力 永久荷载 可变荷载 内力组合 屋面 荷载 吊车荷载 风荷载

　与相应的N

　与相应的N

　与相应的M

　与相应的M 作用于AB跨 作用于BC跨

　作用于A柱

　作用于B柱左

　作用于B柱右

　作用于C柱

　作用于AB跨

　作用于BC跨 左风 右风 项次 A B C D E F G H I J K 组合项 内力合计 组合项 内力 合计 组合项 内力合计 组合项 内力合计 Ⅰ-Ⅰ M -8.92 -1.6 -1.05 1.76 -11.26 47.25 59.89 6.93 9.78 9.54 4.03 A+0.9 (G+ I+J) 62.36 A+0.9 (B+ C+E+I] -30.24 (1.35/1.2)A +0.7(C+ E) -18.65 A+0.9 (G+I+J) 62.36 N 245.76 0 37.8 0 0 0 0 0 0 0 0 245.76 279.78 302.94 245.76 Ⅱ-Ⅱ M 34.23 -1.6 8.4 1.76 -11.26 4.77 -130.36 6.93 9.78 9.54 4.03 A+0.9 [C+0.8 (D+F)+ I+J] 63.88 A+0.9 (B+G+ I) -93.34 A+0.9 (B+C+ G+I) -85.78 A+0.9 (D+I+J) 53.20 N 306.72 0 37.8 0 0 141.6 634.16 0 0 0 0 442.69 763.32 911.48 306.72 Ⅲ-Ⅲ M -4.73 -4.7 2.73 5.17 -32.96 95.9 -14.85 20.3 125.81 98.17 -127.73 A+0.9 (C+F+ I+J) 285.62 (203.45) A+0.9 [B+0.8 (E+G)+ I+K] -271.57 (-194.54) A+0.9 (B+C+G +I+J) -248.05 (-177.75) A+0.9 (B+E +I+K) -266.81 (-191.14) N 352.32 0 37.8 0 0 141.6 634.16 0 0 0 0 513.78 (408.93) 808.92 (619.74) 957.08 (725.57) 352.32 (293.6) V -4.81 -0.382 -0.7 0.42 -2.68 11.25 14.26 1.65 15.86 16.65 -24.54 33.9 (23.68) -33.18 (-24.26) -29.31 (-21.51) -43.93 (-31.94)

　2.7、柱截面设计 混凝土强度等级为C30，，；采用HRB335级钢筋，

　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，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，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

　上柱计算长度，附加偏心距为

　由，故应考虑偏心距增大系数 ，取

　取计算

　选3B18()，则，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度

　 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，与上柱分析方法类似，在下柱八组内力中选取最不利内力

　下柱计算长度，附加偏心距为

　 由，故应考虑偏心距增大系数 ，取

　为大偏心受压，先假定中和轴在翼缘内，则 ，说明中和轴在翼缘内

　选4B18()，则，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度

　 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，对的柱应进行裂缝宽度验算 上柱：，可不进行裂缝宽度验算 下柱：，需要进行裂缝宽度验算 柱的裂缝宽度验算表 柱截面 上柱 下柱 内力标准值

　 197.79

　 273.8

　 722

　 0.012

　 1.0

　 1132

　 0.592

　 644.4

　 203.5

　 0.565

　 0.2<0.3 满足要求

　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A8@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,牛腿截面高度,

　牛腿截面高度验算 取

　故牛腿截面高度满足要求 牛腿配筋计算 ，所以牛腿按构造配筋

　选用4B14（），水平箍筋选用A8@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，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

　在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为

　 由得

　 令得，则

　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2B18，实际配筋 3B14+2B18，

　柱截面 上柱 下柱

　71.44（52.92） 90.98（67.39）

　64.3<73.24 81.88<219.88

　174.19 105.68

　0.012 0.012

　0.47 0.069<0.2 取0.2

　0.14<0.2 0.037<0.2 满足要求 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，取取最不利内力计算

　上柱计算长度，附加偏心距为

　由，故应考虑偏心距增大系数 ，取

　取计算

　选3B18()，则，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度

　 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，与上柱分析方法类似，在下柱八组内力中选取最不利内力

　下柱计算长度，附加偏心距为

　 由，故应考虑偏心距增大系数 ，取

　为大偏心受压，先假定中和轴在翼缘内，则 ，说明中和轴在翼缘内

　按最小配筋率配筋 选4B16()，则，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度

　 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，对的柱应进行裂缝宽度验算 上柱：，可不进行裂缝宽度验算 下柱：，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A8@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,牛腿截面高度,

　牛腿截面高度验算 取 左牛腿

　右牛腿

　故牛腿截面高度满足要求 牛腿配筋计算 ，所以牛腿按计算配筋 左牛腿

　右牛腿

　 选用4B16（），水平箍筋选用A8@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，取 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

　在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为

　 由得

　 令得，则

　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2B18，实际配筋

　 柱截面 上柱 下柱

　133.98（99.24） 191.04（141.51）

　119.03<198.4 171.93<270

　160.14 174.4

　0.0085 0.0085

　0.138<0.2 取0.2 -0.27<0.2 取0.2

　0.07<0.2 0.11<0.2 满足要求 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

　上柱计算长度，附加偏心距为

　由，故应考虑偏心距增大系数 ，取

　取计算

　选3B16()，则，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度

　 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，与上柱分析方法类似，在下柱八组内力中选取最不利内力

　下柱计算长度，附加偏心距为

　 由，故应考虑偏心距增大系数 ，取

　为大偏心受压，先假定中和轴在翼缘内，则 ，说明中和轴在翼缘内

　选4B14()，则，满足要求 垂直于排架方向柱的计算长度

　 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，对的柱应进行裂缝宽度验算 上柱：，需进行裂缝宽度验算 下柱：，需进行裂缝宽度验算 柱的裂缝宽度验算表 柱截面 上柱 下柱 内力标准值

　43.49 191.14

　204.8 293.6

　212.3 651

　0.00726<0.01 取0.01 0.0027<0.01 取0.01

　1.187 1.027

　411.64 1078.58

　0 0.523

　280.1 716.9

　159.5 240.8

　0.28 0.55

　0.08<0.3 满足要求 0.11<0.3 满足要求

　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,牛腿截面高度,

　牛腿截面高度验算 取

　故牛腿截面高度满足要求 牛腿配筋计算 ，所以牛腿按构造配筋

　选用4B14（），水平箍筋选用A8@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，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

　在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为

　 由得

　 令得，则

　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2B16，实际配筋

　 柱截面 上柱 下柱

　71.44（52.92） 90.98（67.39）

　57.88<96.48 90.18<151.29

　168.1 161.3

　0.478 0.29

　0.126<0.2 0.07<0.2 满足要求 2.7.4、抗风柱设计 2.7.4.1、尺寸确定

　截面尺寸 上柱，下柱 2.7.4.2、荷载计算 （1）柱自重及截面参数 柱别 截面尺寸/mm 自重/kN 面积/（） 惯性矩/() 上柱 300×300 5.88 0.9 0.675 下柱 300×600 54.9 1.8 5.4 （2）风荷载 ， 迎风面、背风面风荷载标准值为

　 则作用于抗抗风柱计算简图上的风荷载设计值为

　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 因为构件轴力较小，故按纯弯构件双筋矩形截面计算

　 故按最小配筋率配筋 ，取3B12， 下柱 因为构件轴力较小，故按纯弯构件双筋矩形截面计算

　 故按最小配筋率配筋 ，取4B14， （2）斜截面承载力计算 上柱 属厚腹构件

　 故按构造配置箍筋 ，取箍筋为A8@150 ，可以 下柱 属厚腹构件

　 故按构造配置箍筋 ，取箍筋为A10@250 ，可以 （3）抗风柱裂缝宽度验算 上柱

　 下柱

　2.7.4.4、抗风柱吊装验算 采用翻身起吊，吊点设在下柱，距下柱上边缘2.5m，混凝土达到设计强度后起吊 柱插入杯口深度，则柱吊装时总长度为15.413m 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

　 在上述荷载作用下，柱各控制截面的弯矩为

　 由得

　 令得，则

　柱截面受弯承载力及裂缝宽度验算 柱截面 上柱 下柱

　15.57（11.53） 86.72（64.24）

　14.01<16.28 78.05<97.78

　211.9 212.5

　0.48 0.48

　0.13<0.2 0.17<0.2 满足要求

　2.8、基础设计 2.8.1、A柱基础设计 2.8.1.1、作用于基础顶面上的荷载计算 作用于基础顶面上的荷载包括柱底传给基础的M、N、V以及外墙的自重 基础设计的不利内力如下 组别 荷载效应基本组合 荷载效应标准组合

　 第一组 276.65 328.56 37.36 197.79 273.8 27.15 第二组 -142.37 418.66 -16.49 -101.51 338.16 -11.29 第三组 200.37 575.13 25.8 143.31 449.92 18.89 每个基础承受的外墙总宽度为6m，总高度为1.65+12.3=13.95m，墙体为240mm砖墙（5.24），钢框玻璃窗（0.45），基础梁重16.7根，每个基础承受由墙体传来的荷载为 240mm砖墙

　 钢窗

　 基础梁

　 距基础形心的偏心距为120+400=520mm,

　2.8.1.2、基础尺寸及基础埋深 （1）按构造要求拟定高度h

　 基础埋深 杯壁厚度，取，基础边缘高度，台阶高度取375mm （2）拟定基础底面尺寸 ，适当放大，取

　（3）计算基底压力及验算地基承载力

　基础底面压力计算及地基承载力验算 类别 第一组 第二组 第三组

　197.79 -101.51 143.31

　273.8 338.16 449.92

　27.15 -11.29 18.89

　739.76 804.12 915.88

　66.23 -275.36 2.66

　182.49 291.37 189.67 121.93 39.55 187.23

　152.21<250 165.46<250 188.45<250 182.49<300 291.37<300 189.67<300 2.8.1.3、基础高度验算 基础底面净反力设计值计算 类别 第一组 第二组 第三组

　276.65 -142.37 200.37

　328.56 418.66 575.13

　37.36 -16.49 25.8

　701.09 791.19 947.66

　124.03 -354.22 35.03

　200.97 87.55 324.77 0.83 211.03 179.98 因台阶高度与台阶宽度相等，不需验算变阶处的受冲切承载力，基础高度满足要求 2.8.1.4、基础底板配筋计算 （1）柱边及变阶处基底反力计算 公式 第一组 第二组 第三组

　161.06 210.79 200.75

　176.82 255.78 205.20

　181.02 267.78 205.89

　188.90 290.28 208.11

　144.26 162.80 195 （2）柱边及变阶处弯矩计算

　 （3）配筋计算 基础底板受力钢筋采用HPB235级，，长边方向钢筋面积为

　 选用A12@130， 基础底板短边方向钢筋面积为

　 选用A10@150， 由于，所以杯壁不需要配筋

　2.8.2、B柱基础设计 2.8.2.1、作用于基础顶面上的荷载计算 作用于基础顶面上的荷载包括柱底传给基础的M、N、V 基础设计的不利内力如下 组别 荷载效应基本组合 荷载效应标准组合

　 第一组 647.91 1268.72 21.22 466.03 960.97 15.27 第二组 -462.17 969.97 -39.32 -326.88 771.88 -27.98 第三组 528.48 1358.64 29.32 380.73 1030.05 21.05 2.8.2.2、基础尺寸及基础埋深 （1）按构造要求拟定高度h

　 基础埋深 杯壁厚度，取，基础边缘高度，台阶高度取475mm （2） 拟定基础底面尺寸 ，适当放大，取

　（3）计算基底压力及验算地基承载力

　基础底面压力计算及地基承载力验算 类别 第一组 第二组 第三组

　466.03 -326.88 380.73

　960.97 771.88 1030.05

　15.27 -27.98 21.05

　1182.97 993.88 1252.05

　486.64 -364.65 409.15

　284.81 228.22 274.93 41.07 45.58 69.99

　162.94<250 136.9<250 172.46<250 284.81<300 228.22<300 274.93<300 2.8.2.3、基础高度验算 基础底面净反力设计值计算 类别 第一组 第二组 第三组

　647.91 -462.17 528.48

　1268.72 969.97 1358.64

　21.22 -39.32 29.32

　1268.72 969.97 1358.64

　676.56 -515.25 568.06

　344.19 5.31 -262.64 4.56 329.4 44.88 因台阶高度小于台阶宽度，不需验算变阶处的受冲切承载力，基础高度满足要求 2.8.2.4、基础底板配筋计算 （1）柱边及变阶处基底反力计算 公式 第一组 第二组 第三组

　236.36 180.52 238.87

　285.14 217.67 279.82

　290.28 221.58 284.14

　314.66 240.16 304.61

　174.75 133.6 187.14 （2） 柱边及变阶处弯矩计算

　 （3） 配筋计算 基础底板受力钢筋采用HPB235级，，长边方向钢筋面积为

　 选用A14@130， 基础底板短边方向钢筋面积为

　 选用A12@150， 由于，所以杯壁不需要配筋

　2.8.3、C柱基础设计 2.8.3.1、作用于基础顶面上的荷载计算 作用于基础顶面上的荷载包括柱底传给基础的M、N、V以及外墙的自重 基础设计的不利内力如下 组别 荷载效应基本组合 荷载效应标准组合

　 第一组 285.62 513.78 33.9 203.45 408.93 23.68 第二组 -271.57 808.92 -33.18 -194.54 619.74 -24.26 第三组 -248.05 957.08 -29.31 -177.75 725.57 -21.51 每个基础承受的外墙总宽度为6m，总高度为1.65+12.3=13.95m，墙体为240mm砖墙（5.24），钢框玻璃窗（0.45），基础梁重16.7根，每个基础承受由墙体传来的荷载为 240mm砖墙

　 钢窗

　 基础梁

　 距基础形心的偏心距为120+450=570mm,

　2.8.3.2、基础尺寸及基础埋深 （1）按构造要求拟定高度h

　 基础埋深 杯壁厚度，取，基础边缘高度，台阶高度取400mm （2） 拟定基础底面尺寸 ，适当放大，取

　（3）计算基底压力及验算地基承载力

　基础底面压力计算及地基承载力验算 类别 第一组 第二组 第三组

　203.45 -194.54 -177.75

　408.93 619.74 725.57

　23.68 -24.26 -21.51

　941.13 1151.94 1257.77

　53.73 -399.39 -379.44

　155.04 282.87 298.62 125.06 59.97 75.72

　140.05<250 171.42<250 187.17<250 155.04<300 282.87<300 298.62<300 2.8.3.3、基础高度验算 基础底面净反力设计值计算 类别 第一组 第二组 第三组

　285.62 -271.57 -248.05

　513.78 808.92 957.08

　33.9 -33.18 -29.31

　886.31 1181.45 1329.61

　112.27 -522.07 -494.1

　163.22 100.56 321.48 30.14 335.72 60 因台阶高度与台阶宽度相等，变阶处宽高比<1,不需验算变阶处的受冲切承载力，基础高度满足要求 2.8.3.4、基础底板配筋计算 （1）柱边及变阶处基底反力计算 公式 第一组 第二组 第三组

　140.70 216.78 236.63

　148.53 253.2 271.1

　151.96 269.13 286.18

　155.88 287.34 303.41

　131.89 175.81 197.86 （2）柱边及变阶处弯矩计算

　 （3）配筋计算 基础底板受力钢筋采用HPB235级，，长边方向钢筋面积为

　 选用A14@110， 基础底板短边方向钢筋面积为

　 选用A12@130， 由于，所以杯壁不需要配筋

　2.8.4、抗风柱基础设计 2.8.4.1、作用于基础顶面上的荷载计算 作用于基础顶面上的荷载包括柱底传给基础的M、N、V以及外墙的自重 基础设计的不利内力如下 组别 荷载效应基本组合 荷载效应标准组合

　 第一组 99.31 72.94 28.64 70.93 60.78 20.46 第二组 -79.06 72.94 -24.96 -56.47 60.78 -17.83 每个基础承受的外墙总宽度为6m，总高度为1.65+12.3=13.95m，墙体为240mm砖墙（5.24），钢框玻璃窗（0.45），基础梁重16.7根，每个基础承受由墙体传来的荷载为 240mm砖墙

　 基础梁

　 距基础形心的偏心距为120+300=420mm,

　2.8.4.2、基础尺寸及基础埋深 （1）按构造要求拟定高度h

　 基础埋深 杯壁厚度取，基础边缘高度，台阶高度取275mm （2）拟定基础底面尺寸 ，适当放大，取

　（3）计算基底压力及验算地基承载力

　基础底面压力计算及地基承载力验算 类别 第一组 第二组

　70.93 -56.47

　60.78 60.78

　20.46 -17.83

　653.67 653.67

　-117.14 -277.09

　285.56 292.58 54.9 3.2

　170.23<250 147.89<250 292.58<300 292.58<300 2.8.4.3、基础高度验算 基础底面净反力设计值计算 类别 第一组

　-79.06

　72.94

　-24.96

　660

　-346.84

　339.97 0 因台阶高度与台阶宽度相等，只需验算变阶处受冲切承载力 变阶处有效截面高度

　，，故 ，

　2.8.4.4、基础底板配筋计算 （1）柱边及变阶处基底反力计算 公式 第一组

　190.32

　237.01

　262.15

　285.49

　166.99 （1） 柱边及变阶处弯矩计算

　 （2） 配筋计算 基础底板受力钢筋采用HPB235级，，长边方向钢筋面积为

　 选用A14@140， 基础底板短边方向钢筋面积为

　 选用A10@150， 由于，所以杯壁不需要配筋

　参考资料 1、混凝土结构设计规范GB50010-2002 2、建筑结构荷载规范GB50009-2001 3、建筑地基基础设计规范GB50007-2002 4、混凝土结构构造手册 5、《混凝土结构设计原理》（第四版）、中国建筑工业出版社 6、《混凝土结构及砌体结构设计》（第四版）、中国建筑工业出版社 7、《混凝土结构设计原理》（第三版）、沈蒲生、高等教育出版社 8、《混凝土结构设计》（第三版）、沈蒲生、高等教育出版社 9、国家建筑标准设计图集08G118-工业厂房设计选用、中国建筑工业出版社