西 南 科 技 大 学
单 层 厂 房 课 程 设 计
学院：
姓名：郭强 学号：20117415 班级：2班
单层工业厂房结构设计任务书
一、设计题目
设计某市郊外（B 类地区）上一单跨单层厂房，设有两台中级工作制吊车（A4、A5），建筑平、剖面示意如下图。
二、设计题号（表1）
建筑平面、剖面示意图：
纵墙上窗洞高：轨顶标高9.3m 以内为1800mm ；12m 以内为2400mm 。 甲组：1）基本风压：W 0=0.3KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=200 KN/m2（甲类地基）。
已组：1）基本风压：W 0=0.4KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=220 KN/m2（甲类地基）。
丙组：1）基本风压：W 0=0.45KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=250 KN/m2（甲类地基）。 丁组：1）基本风压：W 0=0.5KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=280 KN/m2（甲类地基）
三、设计要求
1． 选择屋面板、屋架、天沟板、基础梁、吊车梁及轨道联接件； 2． 确定上、下柱的高度及截面尺寸；
3． 计算横向排架所承受的各竖向荷载（恒载、活载、吊车竖向荷载）； 4． 绘制结构施工图（2#图纸）
1） 结构布置图（屋面板、屋架、天沟板、吊车梁、墙体等的布置）； 2） 屋盖支撑布置图
四、设计资料
1． 不上人屋面活荷载；0.5KN/m2； 2． 材料：
1） 混凝土C 20，C 25，C 30；
2） 钢筋；纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋； 3） 型钢及预埋件铁板用HRB335、HPB235级钢筋； 3建筑构造：
1） 屋面：卷材防水屋面，其做法如下：
两毡三油防水层上铺小石子 0.35KN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4KN/m2 100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层 5×0.1=0.5KN/m2 一毡两油隔气层 0.05KN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4KN/m2 预应力混凝土大型屋面板
2） 墙体用240mm 厚清水砖墙，钢门窗；
3） 地面：室内混凝土地面，室内外高差150mm 。 4．吊车数据（表2）
吊 车 数 据 表2
五、参考资料
1． 混凝土结构设计规范（GB50010-2010） 2． 混凝土结构设计手册
3． 混凝土结构教材（上、下）武汉理工大学出版社 4． 建筑结构荷载规范（GB50009-2012） 5． 建筑地基基础设计规范（GB50011-2011） 6． 全国通用工业厂房结构构件标准图集
一 构配件的确定
1. 结构构件的选型与布置
装配式钢筋混凝土排架结构，当结构布置符合建筑模数且尺寸在馋鬼的范围内时，出柱与基础单独设计完成外，其他构件可以从建筑标准图集中选用。通用图集一般包括设计说明、构件选用表、结构布置图、模板图、配筋图、预埋件详图、钢筋及钢筋用量表等内容。它们属于结构施工图，可以作为施工的依据。设计中应该选用合适的构件，对构件进行正确的表示，而无需逐个构件设计。
（1） 屋面结构。
1） 屋面板。屋面板（包括檐口板、嵌板）选用方法：采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（一）1.5m ×6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水），计算屋面板所承受的外加荷载的标准值，在图集中查找板的允许外加荷载大于或等于板所承受的外加荷载，作为屋面板，选用结果见表1，屋面板的布置如图2所示。
2） 天沟板。应配合屋架选用天沟板。采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（一）1.5m ×6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水天沟板），
半跨屋架上弦坡面总长当排放6块屋面板和一块890mm 嵌板时，则有：
12.005-0.89-1.49×6=0.763m
所以，根据图集选用一块宽为760mm 的天沟板，见表1，其布置如附图中所示。
该厂房一侧设4根落水管，天沟板内坡度为5‰。垫层最薄处20mm 厚，最厚处为80mm ，如图2-22所示。按最厚处的一块天沟板（80mm ）计算其所受的外荷载标准值。注意天沟板的开洞位置。
3） 屋架。屋架选用应根据厂房使用要求、跨度大小、屋面荷载的大小、有无天窗及天窗类别、檐口类别等进行选用。本实例采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G415（三）预应力钢筋混凝土折线屋架（跨度24/18m），见表1。
4） 屋盖支撑。
⑴不设置屋架上弦水平支撑。屋架上弦横向水平支撑作用是在屋架上弦平面内形成刚性框，增强屋架的整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳定，同时将抗风柱传来的风荷载传递到（纵向）排架柱顶。但由于采用大型屋面板，每块屋面板与屋架的连结不少于三个焊接点，并沿板缝灌注C15细石混凝土保证了屋面刚度，因此屋面上弦不宜设置上弦横向水平支撑。
⑵不设置屋架下弦支撑。由于本设计中，厂房的吊车吨位（15/3t）不大，无震动类设备对屋架下弦产生的水平作用力，故无需设置下弦横向水平支撑和下弦纵向支撑。
⑶垂直支撑和水平系杆。垂直支撑作用是保证屋架承受荷载后在平面外的稳定并传递纵向水平力，在跨端布置垂直支撑CC-1，跨中布置垂直支撑CC-3，如图2所示。
下弦水平系杆课防止吊车或其他水平震动时（纵向）屋架下弦发生颤动，一般情况下应在未设置支撑的屋架间相应于垂直支撑平面的屋架下弦节点处设置通长水平系杆。如附图屋架端部用HG-2，屋架中部（跨中）用HG-1。
图2 屋盖支撑布置图
（2） 梁柱结构布置。 1）排架柱尺寸的选定。
a ） 柱高。轨顶标高为+9.600m，吊车为15/3t ，工作级别为A5级。当厂房跨度为24m 时可以求得吊车的跨度为L k =24-0.75×2=22.5m, 当厂房跨度为18m 时可以求得吊车的跨度为L k =18-0.75×2=16.5m,查附表2-1求得吊车轨顶以上高度（吊车轨顶至小车顶面的距离）为2.15/2.05m
，根据选定吊车梁的高度=1.200m ，轨道顶面至吊车梁地面的距离（轨顶垫高）。
牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶标高=9.600-1.200-0.200=8.200m 牛腿顶面标高应满足建筑模数（3M ）要求，取为8.400m 。考虑到吊车行驶所需空隙尺寸h k =200mm ，柱顶标高按下式计算：
柱顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高度+轨顶标高+吊车高度+h k
=8.40+1.20+0.20+2.15+0.20=12.15m
所以，柱顶（或屋架下弦底面）标高取为12.30m （满足3M 模数要求）。
设室内地面至基础顶面的距离为0.7m ，则计算简图中中柱的总高度H ，下柱高度H l 和上柱高度H u 分别为
H =12.3+0.7=13.0H l =8.4+0.7=9.1m H u =H l =13.0-9.1=3.9m
实际轨顶标高=8.40+1.20+0.20=9.80m,与9.60m 相差0.200m ，满足的±0.200m 的要求。
b ）柱截面尺寸。根据柱的高度、吊车起吊重量级工作级别等条件，可查附表确定柱截面尺寸为
b ≥H l 22=910022=414mm
h ≥H l 12=910012
=758mm
A(C)轴 上柱：矩形 b ⨯h =400m m ⨯400m m 下柱：I 形 b f ⨯h ⨯b ⨯h f =400mm ⨯90mm 0⨯
1mm 00⨯mm 15
0B 轴 上柱：矩形 b ⨯h =400m m ⨯600m m 下柱：I 形 b f ⨯h ⨯b ⨯h f =400mm ⨯10mm 00⨯
mm 10⨯0mm 1 50
c) 牛腿尺寸初选。由牛腿几何尺寸的构造规定，α≤45 , h h
1≥
3
，且 h ︒1≥200mm ，故取α=45, h 1=500mm 。c 1=100mm ，如图3所示。
图3 牛腿截面尺寸
b
A(C)轴柱：c =750++c 1-900=750+150+100-900=100mm
2
h =500+100=600mm
b
B 轴柱： c =750++c 1-500=750+150+100-500=500mm
2
2）柱间支撑。可在该厂房中部(7) (8)轴线间设置上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。
（3）吊车梁。吊车梁除了要满足承载力、抗裂度和刚度的要求外，还要满足疲劳强度的要求。首先应根据工艺要求和吊车的特点，结合当地的施工技术条件和材料供应情况，选用合理吊车梁形式。采用G323（二）钢筋混凝土吊车梁（中、轻级工作制）, 再根据吊车的起重量、吊车的台数、吊车的跨度、工作级别等因素选用吊车梁型号，见表1 。
（4）吊车轨道联结件。根据工业厂房结构构件标准图集G-325 吊车轨道联结查得软钩吊车最大设计轮压p =1.27p max 以及吊车工作级别、起重量、吊车梁上螺栓孔间距，选用见表1。
（5）基础平面布置。
1）基础编号。首先区分排架类型，分标准排架、端部排架、伸缩缝处排架等，然后对各类排架和边柱的基础分别编号，还有抗风柱的基础也需编号（见附图基础、基础梁、吊车梁布置图）。
2）基础梁。基础梁通常采用预制构件，按全国通用工业厂房结构构件标准图集G320 钢筋混凝土基础梁选取。本设计中跨选用JL-3，边跨选用JL-18，见表1。
二 排架柱高与截面计算
2.1 柱高的确定
（1）柱高
根据资料可查的：轨顶垫块高度为200mm ，净空为220mm 牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高-轨顶垫块高度 =9.30-1.200-0.200
=7.900m (取8.100m)
柱顶标高=轨顶标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.200
=8.100+1.500+0.200+2.099+0.220 =11.819m(取12.000m) 上柱高H u =柱顶标高-牛腿顶面标高 =12.000-8.100 =3.900m
全柱高H=柱顶标高-地基顶面标高 =12.000-(-0.500) =12.500m
下柱高H l =全柱高-上柱高 =12.500-3.900 =8.600m
实际轨顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高度 =8.100+1.500+0.200 =9.500m 则
（9.500-9.300）/9.300=0.022
2.2 排架截面尺寸计算
截面尺寸需要满足的条件为： : b≥H l /25=344mm h ≥H l /12=717mm 则柱的截面尺寸如下表：
三 排架柱上的荷载计算
3.1 屋盖自重计算
G 1=1.2×(g1k +g2k + g3k) ×柱高×厂房跨度/2+1.2×g 4k ×0.5
=1.2×(1.7+1.3+0.1) ×6×15/2+1.2×60.5×0.5=203.7kN (作用在柱顶) e 1=h上/2－150=400/2－150=50mm (与上柱中心线的偏心矩)
3.2 柱自重计算
上柱：G 2=1.2×25×0.4×0.4×3.9=18.72kN
e 2=hl /2－h u /2=900/2－400/2=250mm(作用于上柱中心线) 下柱：G 4=1.2×25×(0.4×0.9－0.6×0.15+0.55×0.15) ×8.4
=48.38kN(作用于下柱中心线)
3.3 吊车. 吊车梁及轨道自重计算
G 3=1.2×(g5k ﹢g 6k ×柱距)=1.2×[40.8+0.8×6）=54.72kN(作用于牛腿顶) e 3=750－h f /2=750－900/2=300mm(与下柱中心线偏心矩)
3.4 屋面活荷载计算
Q 1=1.4×0.5×厂房跨度／2×柱距
=1.4×0.5×15/2×6=31.5kN(作用位置同G 1)
3.5 吊车荷载计算
竖向荷载：P
max,k
=176kN,Pmin,k =59KN, k=4000mm,B=5955mm,
Q k =250kN ,gk =69.77kN
图4—2 影响线图
根据B 与K ，由影响线可以求得
y 1=0.008 y 2=0.675
y 3=1.000 y 4=0.333
由上求得
D max =0.9γQ P max,k ∑yi=0.9×1.4×176×2.016=447.07kN
D min =0.9γQ P min,k ∑yi=0.9×1.4×59×2.016=106.69kN 吊车水平荷载为
αβ0. 12⨯0. 9
T k =(Q k +r G g k ) =(69. 77+250) =8. 63kN
44
则T max, = Dmax ×T k /P max =447.07×8.63/176=21.92kN
3.6 风荷载计算
基本风压：ω=0.3KN/m
2
风压高度变化系数μz 按B 类地区考虑，根据柱顶标高12.000m ，查看《荷载规范》用内插法得, μz1=1.056按檐口标高14.60m, 用内插法得μz2=1.1241，风载体型系数μs 1=+0. 8，μs 2=-0. 5。
q 1 =1.4×μz1μs1×0.3×6=2.13kN/m q 2=1.4×μs2μz1×0.3×6=1.33kN/m 柱顶风荷载集中力设计值：
Fw=1.4 [(0.8+0.5)μz2×0.3×6×2.1－(0.6－0.5) μz2×0.3×6×1.2] =(1.82×2.1－0.14×1.2) ×1.24×0.3×6=8.40kN
四 内力计算
4.1 Gx 作用力计算
4.1.1 G1 作用（排架无侧移）
M 11 = G1e 1=203.7×0.05=10.19kN·m M 12 = G1e 2=203.7×0.25=50.93kN·m
由λ= hu /h=3.9/12.5=0.312 n= Iu / Il =0.1077
1-λ21
则: C 3(1-1=2
⨯
1+λ3(1) =2. 16 n -1)
故M 11作用下不动铰承的柱顶反力为
R M 1111=-C H =-2. 16⨯10. 19
1
12. 5
=-1. 76kN 同时有 C 2=31-λ2
2
⨯
=1. 082 1+λ3( n
-1)
故在M 12作用下不动铰承的柱顶反力为
R 12=-C M 12H =-2. 16⨯59. 13
2
12. 5
=-4. 41kN 故在M 11和M 12共同作用下（即在G 1作用下）不动铰支承的柱顶反力为
R 1= R11+R12=-6.17kN(→)
相应的计算简图及内力图
10.19kN ⋅m
13.87kN ⋅m 37.06kN ⋅m V=6.17kN
203.7kN
4.1.2 G2, G 3, G 4 作用计算简图及内力值
G 2=18.72kN, G 3=54.72kN, G 4=48.38kN, e 2=250mm, e 3=300mm. M 2=- G2 e2=-4.68kN·m(←) M 3=G3e 3=16.42kN·m(→) 相应的计算简图及内力图
G 2(e2)
G 3(e3)
M 2
M 3
11. 736k N ·m
73.44kN
G 3
121.82kN
M
图5-2 G 2 G 3 G 4内力图
N
(a) G2、G 3、G 4作用；(b)M图(kN·m) ；(c)N图(kN)
4.2屋面活荷载内力计算
对于单跨排架，Q1与G1一样为对称荷载，且作用位置相同，但数值大小不同。故由G1的内力计算过程可得到Q1的内力计算数值；
M 11=Q1e 1=31.5×0.05=1.58kN·m M 12=Q1e 2=31.5×0.25=7.88kN·m R 11=-0.27kN R 12=-1.36kN
R 1= R11+R12=-1.63kN(→)
相应的计算简图及内力图
Q 1作用计算简图及内力图 (a)Q1的作用；(b)M图(kN·m) ；(c)N图(kN)
⋅m
31.5kN
2.13kN ⋅
5.74kN ⋅m
4.3吊车竖向荷载作用力内力计算
D max 作用于A 柱，D min 作用于B 柱，其内力为 M D,ma x=Dmax e 3=447.07×0.3=134.12kN·m M D,min =Dmin e 3=-149.87×0.3=-44.96kN·m
厂房总长72m, 跨度为18m ，吊车其重量为24t, 则查得有檩条屋盖的单跨厂房空间作用分配系数 μ＝0.85。
V A ⋅max =-0. 5⨯[(2-μ)M D ⋅max +μM D ⋅min ]
C 2
H
1. 082
12. 5
=-0. 5⨯[(2-0. 85)⨯134. 12+0. 85⨯44. 96]⨯ =-8. 33kN (←)
V B ⋅max =0. 5⨯[μM D ⋅max +(2-μ)M D ⋅min ]
C 2
H
1. 082
11. 9
=0. 5⨯[0. 85⨯134. 12+(2-0. 85)⨯44. 96]⨯ =7. 17kN (→)
相应的计算简图及内力图如图 5-4 所示。
A
M 图
B
N 图
5-4 相应的计算简图及内力图
D min 作用于A 柱时，由于结构对称，故只需A 柱与B 柱的内力对换，并注意内力变即可
4.4吊车水平荷载作用内力计算
当T max 向左时，A ，B 柱的柱顶剪力按推导公式计算：
由λ= hu /h=3.9/12.5=0.312 n= Iu / Il =0.1077
Y=0.692Hu , 利用内插法求得C 5=0.57，T max =21.92kN, μ=0.85
V TA =VTB = -(1 -μ)C 5T max = -1.87kN(→)
当T max 向右时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。
T
4.68
1.87kN
m
5-5 相应的计算简图及内力图
（a ）T max 的作用；(b)M图(kN·m) ；(c)V图(kN)
当T max 向右时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。
4.5 风荷载作用
风从左向右吹时，先求柱顶反力系数C 11为
0.323
对于单跨排架，A ，B 柱顶剪力分别为
V A =0.5 [FW －C 11H(q1－q 2)]=2.08kN
V B =0.5 [FW ﹢C 11H(q1－q 2)]=5.35kN
F
q 2
137.23 153.92
图5-6 相应的计算简图及内力图
风荷载作用计算简图及内力图
(a)风荷载的作用； (b)M图（kN ·m ）
风从右向左吹时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。
4.6最不利荷载组合。
由于本例结构对称，故只需对A 柱（或B 柱）进行最不利内力组合，其步骤如下：
（1）确定需要单独考虑的荷载项目。本工程为不考虑地震作用的单跨排架，共有9种需要单独考虑的荷载项目，由于小车无论向右或向左运行中刹车时，A 、B 柱在T max 作用下，其内力大小相等而符号相反，在组合时可列为一项。因此，单独考虑的荷载项目共有8项。
（2）将各种荷载作用下设计控制截面（I —I 、II —II 、III —III ）的内力M 、N （III —III 截面还有剪力V ）填入组合附表一 。填表时要注意有关内力符号的规定。
（3）根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均应乘以0.85的组合系数。 排架柱全部内力组合计算结果列入附表一中。
五 基础设计
5.1 荷载计算:
由柱子传至基顶的荷载。由排架柱内力组合表可得设计者如下： 第一组：M max =421.45kN·m N =488.75kN V=21.1kN 第二组：M min =-301.27kN N= 488.75kN·m V=-13.37kN 第三组：N max =772.59kN M=57.75kN·m V=-2.16kN 由基底梁传至基顶的荷载：
墙重（含两面刷灰）： 1.2×[﹙14.42＋0.5－0.45﹚×6－4×﹙4.8＋1.8﹚] ×5.24=380kN 窗重（钢框玻璃窗）： 1.2×﹙4×4.8＋4×1.8）×0.45=14.3kN 基础梁： 1.2×0.2×0.45×6×25÷2=20.25kN
由基础梁传至基础顶面荷载设计值：e 5=0.2÷2＋0.9÷2=0.55m G 5=414.55kN 相应的偏心弯矩设计值：G 5 e5=﹣414.55×0.55=﹣228.00kN·m
作用于基底的弯矩和响应基顶的轴向设计值。假定基础高度为 800+50+250=1100m，则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为: 第一组： M bol =421.45＋1.1×21.1－228=216.66kN·m N=448.75+414.55=903.3kN 第二组： M bol =-301.27－1.1×13.37－228=-543.98kN·m N=488.75+414.55=903.3kN 第三组： M bol =57.75+1.1×-2.61－228=-172.63kN·m N=772.59+414.55=1187.14kN 5.2基底尺寸的确定:
由第二组荷载确定l 和b ：
903. 3
=(4. 39～5. 59) m 2 A =(1. 1～1. 4) ⨯
240-22⨯1. 6
取l/b=1.5 ，则取 b=2.4m,l=3.6m 验算e 0≤l/6 的条件： e 0=
M bol 543. 98
=
N bol 903. 3+22⨯2. 4⨯3. 6⨯1. 6
=0. 49m
p max =
N bol M bol N M
+=+γG d +bol A W A W
903. 3216. 66
+22⨯1. 6+
12. 4⨯3. 6
⨯2. 4⨯3. 62 6
=181. 54
p min =104. 55+35. 2-41. 79
=97. 96kN /m 2>0(满足要求)
p m =104. 55+35. 2=139. 52kN /m 2
第二组： p 1187. 14m a x =
2. 4⨯3. 6
+22⨯1. 6+172. 63
1
⨯2. 4⨯3. 626
=205. 9kN /m 2
=1. 2×240=288kN /m 2
(满足要求) p m =137. 4+35. 2
=172. 6kN /m 2
所以最后确定基底尺寸为2.4m ×3.6m ，如图7-1所示。
5.3确定基底高度:
前面已初步假定基础的高度为1.1m ，若采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图7.2 所示。由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内，故该基础只需进行变阶处的抗切验算。
在各组荷载设计值作用下的地基最大净反力：
903. 3216. 66
+=146. 34kN /m 2 第一组： p s . max =2
8. 641/6⨯2. 4⨯3. 6903. 3543. 982
+=209. 48kN /m 第二组： p s . m a x = 2
8. 641/6⨯2. 4⨯3. 6
第三组： p s . m a x =170. 7kN /m 2
抗冲切计算按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。
在第二荷载作用下的冲切力。冲切力近似按最大低级净反力p s . max 计算，即取
p s ≈p s . max =209. 48kN /m 2 , 由于基础宽度b=2.4m，小于冲切锥体底边宽
b 1+2h 01=1. 15+0. 665⨯2=2. 48m 。
故
l l
A =(-1-h 01) b
22
=(
3. 61. 55
--0. 655) ⨯2. 4=0. 89m 2
22
F t =p s . max A =209. 48⨯0. 89=186. 44kN 变阶处的抗冲切力。由于基础宽度小于冲切锥体底边宽， 故 b m
b t +b b
2
≈
1. 15+2. 4
=1. 775m
2
[F t ]=0. 7βh f t b m h 0
=0. 7⨯1. 0⨯1. 43⨯1775⨯655
=1163. 79kN >186. 44kN （满足要求）
因此，基础的高度及分阶可按图7-2所示的尺寸采用。
5.4 基底配筋计算:
沿长边方向的配筋计算. 由上述三组荷载设计值作用下最大地基净反力的分可知，应按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算，p s . max =209. 48kN /m 2。
相应于柱边及变阶处的净反力：
p s . I =p s . III
则 903. 3543. 980. 45+⨯=130. 78kN /m 2 28. 641/6⨯2. 4⨯3. 61. 8903.3543.980. 7752=+⨯=149. 73kN /m 8.641/6⨯2.4⨯3.621. 8
M I ==1(p s . max +p s . I )(l -h c ) 2(2b +b c ) -G 5e 481(209. 48+130. 78)(3. 6-0.9) 2(2⨯2.4+0. 45) -411. 45⨯0. 1 48
=230. 16kN ∙m
M I 230. 16⨯106
A s . I ===808mm 2 0. 9f y h 00. 9⨯300⨯1055
M III ==1(p s . max +p s III )(l -l 1) 2(2b +b 1) 481⨯(209. 48+149. 73) ⨯(3. 6-1. 55) 2⨯(2⨯2. 4+1. 15) 48
=106. 61kN ∙m
A s . III M III 106. 61⨯106===603mm 2 0. 9f y h 00. 9⨯300⨯655
选用8Φ12(Φ12@200),则
A s =904mm 2≈808mm 2(满足要求)
沿短边方向的配筋计算。由于沿短边方向为轴心受压，其钢筋用量应按第三组荷载设计值作用下的平均地基净反力进行计算。
N 1187. 14p sm ===137. 40kN /m 2 A 8. 64
M II ==1p sm (b b c ) 2(2l +h c ) 24 1⨯137. 40⨯(2. 4-0. 45) 2⨯(2⨯3. 6+0. 8) 24
=174. 16kN m
A s II M II 174.16⨯106===617mm 2 0. 9f v h 00. 9⨯300⨯1045
M IV ==1p sm (b -b 1) 2(2l +l 1) 241⨯137. 4⨯(2. 4-1. 55) 2⨯(2⨯3. 6+1. 15) 24
=34. 54kN m
A s IV M IV 34. 54⨯106===199mm 2 0. 9f v h 00. 9⨯300⨯645
选用6Φ12（Φ12@200），则
A s =678mm 2>617mm 2(满足要求）
基础底面沿两个方向的配筋如图7-3所示，由于长边大于3m ，其钢筋长度可切断10％，若钢筋交错布置，则可选用同一编号。
西 南 科 技 大 学
单 层 厂 房 课 程 设 计
学院：
姓名：郭强 学号：20117415 班级：2班
单层工业厂房结构设计任务书
一、设计题目
设计某市郊外（B 类地区）上一单跨单层厂房，设有两台中级工作制吊车（A4、A5），建筑平、剖面示意如下图。
二、设计题号（表1）
建筑平面、剖面示意图：
纵墙上窗洞高：轨顶标高9.3m 以内为1800mm ；12m 以内为2400mm 。 甲组：1）基本风压：W 0=0.3KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=200 KN/m2（甲类地基）。
已组：1）基本风压：W 0=0.4KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=220 KN/m2（甲类地基）。
丙组：1）基本风压：W 0=0.45KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=250 KN/m2（甲类地基）。 丁组：1）基本风压：W 0=0.5KN/m2；
2）地基允许承载力：[f]=280 KN/m2（甲类地基）
三、设计要求
1． 选择屋面板、屋架、天沟板、基础梁、吊车梁及轨道联接件； 2． 确定上、下柱的高度及截面尺寸；
3． 计算横向排架所承受的各竖向荷载（恒载、活载、吊车竖向荷载）； 4． 绘制结构施工图（2#图纸）
1） 结构布置图（屋面板、屋架、天沟板、吊车梁、墙体等的布置）； 2） 屋盖支撑布置图
四、设计资料
1． 不上人屋面活荷载；0.5KN/m2； 2． 材料：
1） 混凝土C 20，C 25，C 30；
2） 钢筋；纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋； 3） 型钢及预埋件铁板用HRB335、HPB235级钢筋； 3建筑构造：
1） 屋面：卷材防水屋面，其做法如下：
两毡三油防水层上铺小石子 0.35KN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4KN/m2 100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层 5×0.1=0.5KN/m2 一毡两油隔气层 0.05KN/m2 20mm 厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4KN/m2 预应力混凝土大型屋面板
2） 墙体用240mm 厚清水砖墙，钢门窗；
3） 地面：室内混凝土地面，室内外高差150mm 。 4．吊车数据（表2）
吊 车 数 据 表2
五、参考资料
1． 混凝土结构设计规范（GB50010-2010） 2． 混凝土结构设计手册
3． 混凝土结构教材（上、下）武汉理工大学出版社 4． 建筑结构荷载规范（GB50009-2012） 5． 建筑地基基础设计规范（GB50011-2011） 6． 全国通用工业厂房结构构件标准图集
一 构配件的确定
1. 结构构件的选型与布置
装配式钢筋混凝土排架结构，当结构布置符合建筑模数且尺寸在馋鬼的范围内时，出柱与基础单独设计完成外，其他构件可以从建筑标准图集中选用。通用图集一般包括设计说明、构件选用表、结构布置图、模板图、配筋图、预埋件详图、钢筋及钢筋用量表等内容。它们属于结构施工图，可以作为施工的依据。设计中应该选用合适的构件，对构件进行正确的表示，而无需逐个构件设计。
（1） 屋面结构。
1） 屋面板。屋面板（包括檐口板、嵌板）选用方法：采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（一）1.5m ×6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水），计算屋面板所承受的外加荷载的标准值，在图集中查找板的允许外加荷载大于或等于板所承受的外加荷载，作为屋面板，选用结果见表1，屋面板的布置如图2所示。
2） 天沟板。应配合屋架选用天沟板。采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G410（一）1.5m ×6.0m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水天沟板），
半跨屋架上弦坡面总长当排放6块屋面板和一块890mm 嵌板时，则有：
12.005-0.89-1.49×6=0.763m
所以，根据图集选用一块宽为760mm 的天沟板，见表1，其布置如附图中所示。
该厂房一侧设4根落水管，天沟板内坡度为5‰。垫层最薄处20mm 厚，最厚处为80mm ，如图2-22所示。按最厚处的一块天沟板（80mm ）计算其所受的外荷载标准值。注意天沟板的开洞位置。
3） 屋架。屋架选用应根据厂房使用要求、跨度大小、屋面荷载的大小、有无天窗及天窗类别、檐口类别等进行选用。本实例采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G415（三）预应力钢筋混凝土折线屋架（跨度24/18m），见表1。
4） 屋盖支撑。
⑴不设置屋架上弦水平支撑。屋架上弦横向水平支撑作用是在屋架上弦平面内形成刚性框，增强屋架的整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳定，同时将抗风柱传来的风荷载传递到（纵向）排架柱顶。但由于采用大型屋面板，每块屋面板与屋架的连结不少于三个焊接点，并沿板缝灌注C15细石混凝土保证了屋面刚度，因此屋面上弦不宜设置上弦横向水平支撑。
⑵不设置屋架下弦支撑。由于本设计中，厂房的吊车吨位（15/3t）不大，无震动类设备对屋架下弦产生的水平作用力，故无需设置下弦横向水平支撑和下弦纵向支撑。
⑶垂直支撑和水平系杆。垂直支撑作用是保证屋架承受荷载后在平面外的稳定并传递纵向水平力，在跨端布置垂直支撑CC-1，跨中布置垂直支撑CC-3，如图2所示。
下弦水平系杆课防止吊车或其他水平震动时（纵向）屋架下弦发生颤动，一般情况下应在未设置支撑的屋架间相应于垂直支撑平面的屋架下弦节点处设置通长水平系杆。如附图屋架端部用HG-2，屋架中部（跨中）用HG-1。
图2 屋盖支撑布置图
（2） 梁柱结构布置。 1）排架柱尺寸的选定。
a ） 柱高。轨顶标高为+9.600m，吊车为15/3t ，工作级别为A5级。当厂房跨度为24m 时可以求得吊车的跨度为L k =24-0.75×2=22.5m, 当厂房跨度为18m 时可以求得吊车的跨度为L k =18-0.75×2=16.5m,查附表2-1求得吊车轨顶以上高度（吊车轨顶至小车顶面的距离）为2.15/2.05m
，根据选定吊车梁的高度=1.200m ，轨道顶面至吊车梁地面的距离（轨顶垫高）。
牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶标高=9.600-1.200-0.200=8.200m 牛腿顶面标高应满足建筑模数（3M ）要求，取为8.400m 。考虑到吊车行驶所需空隙尺寸h k =200mm ，柱顶标高按下式计算：
柱顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高度+轨顶标高+吊车高度+h k
=8.40+1.20+0.20+2.15+0.20=12.15m
所以，柱顶（或屋架下弦底面）标高取为12.30m （满足3M 模数要求）。
设室内地面至基础顶面的距离为0.7m ，则计算简图中中柱的总高度H ，下柱高度H l 和上柱高度H u 分别为
H =12.3+0.7=13.0H l =8.4+0.7=9.1m H u =H l =13.0-9.1=3.9m
实际轨顶标高=8.40+1.20+0.20=9.80m,与9.60m 相差0.200m ，满足的±0.200m 的要求。
b ）柱截面尺寸。根据柱的高度、吊车起吊重量级工作级别等条件，可查附表确定柱截面尺寸为
b ≥H l 22=910022=414mm
h ≥H l 12=910012
=758mm
A(C)轴 上柱：矩形 b ⨯h =400m m ⨯400m m 下柱：I 形 b f ⨯h ⨯b ⨯h f =400mm ⨯90mm 0⨯
1mm 00⨯mm 15
0B 轴 上柱：矩形 b ⨯h =400m m ⨯600m m 下柱：I 形 b f ⨯h ⨯b ⨯h f =400mm ⨯10mm 00⨯
mm 10⨯0mm 1 50
c) 牛腿尺寸初选。由牛腿几何尺寸的构造规定，α≤45 , h h
1≥
3
，且 h ︒1≥200mm ，故取α=45, h 1=500mm 。c 1=100mm ，如图3所示。
图3 牛腿截面尺寸
b
A(C)轴柱：c =750++c 1-900=750+150+100-900=100mm
2
h =500+100=600mm
b
B 轴柱： c =750++c 1-500=750+150+100-500=500mm
2
2）柱间支撑。可在该厂房中部(7) (8)轴线间设置上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。
（3）吊车梁。吊车梁除了要满足承载力、抗裂度和刚度的要求外，还要满足疲劳强度的要求。首先应根据工艺要求和吊车的特点，结合当地的施工技术条件和材料供应情况，选用合理吊车梁形式。采用G323（二）钢筋混凝土吊车梁（中、轻级工作制）, 再根据吊车的起重量、吊车的台数、吊车的跨度、工作级别等因素选用吊车梁型号，见表1 。
（4）吊车轨道联结件。根据工业厂房结构构件标准图集G-325 吊车轨道联结查得软钩吊车最大设计轮压p =1.27p max 以及吊车工作级别、起重量、吊车梁上螺栓孔间距，选用见表1。
（5）基础平面布置。
1）基础编号。首先区分排架类型，分标准排架、端部排架、伸缩缝处排架等，然后对各类排架和边柱的基础分别编号，还有抗风柱的基础也需编号（见附图基础、基础梁、吊车梁布置图）。
2）基础梁。基础梁通常采用预制构件，按全国通用工业厂房结构构件标准图集G320 钢筋混凝土基础梁选取。本设计中跨选用JL-3，边跨选用JL-18，见表1。
二 排架柱高与截面计算
2.1 柱高的确定
（1）柱高
根据资料可查的：轨顶垫块高度为200mm ，净空为220mm 牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高-轨顶垫块高度 =9.30-1.200-0.200
=7.900m (取8.100m)
柱顶标高=轨顶标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.200
=8.100+1.500+0.200+2.099+0.220 =11.819m(取12.000m) 上柱高H u =柱顶标高-牛腿顶面标高 =12.000-8.100 =3.900m
全柱高H=柱顶标高-地基顶面标高 =12.000-(-0.500) =12.500m
下柱高H l =全柱高-上柱高 =12.500-3.900 =8.600m
实际轨顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高度 =8.100+1.500+0.200 =9.500m 则
（9.500-9.300）/9.300=0.022
2.2 排架截面尺寸计算
截面尺寸需要满足的条件为： : b≥H l /25=344mm h ≥H l /12=717mm 则柱的截面尺寸如下表：
三 排架柱上的荷载计算
3.1 屋盖自重计算
G 1=1.2×(g1k +g2k + g3k) ×柱高×厂房跨度/2+1.2×g 4k ×0.5
=1.2×(1.7+1.3+0.1) ×6×15/2+1.2×60.5×0.5=203.7kN (作用在柱顶) e 1=h上/2－150=400/2－150=50mm (与上柱中心线的偏心矩)
3.2 柱自重计算
上柱：G 2=1.2×25×0.4×0.4×3.9=18.72kN
e 2=hl /2－h u /2=900/2－400/2=250mm(作用于上柱中心线) 下柱：G 4=1.2×25×(0.4×0.9－0.6×0.15+0.55×0.15) ×8.4
=48.38kN(作用于下柱中心线)
3.3 吊车. 吊车梁及轨道自重计算
G 3=1.2×(g5k ﹢g 6k ×柱距)=1.2×[40.8+0.8×6）=54.72kN(作用于牛腿顶) e 3=750－h f /2=750－900/2=300mm(与下柱中心线偏心矩)
3.4 屋面活荷载计算
Q 1=1.4×0.5×厂房跨度／2×柱距
=1.4×0.5×15/2×6=31.5kN(作用位置同G 1)
3.5 吊车荷载计算
竖向荷载：P
max,k
=176kN,Pmin,k =59KN, k=4000mm,B=5955mm,
Q k =250kN ,gk =69.77kN
图4—2 影响线图
根据B 与K ，由影响线可以求得
y 1=0.008 y 2=0.675
y 3=1.000 y 4=0.333
由上求得
D max =0.9γQ P max,k ∑yi=0.9×1.4×176×2.016=447.07kN
D min =0.9γQ P min,k ∑yi=0.9×1.4×59×2.016=106.69kN 吊车水平荷载为
αβ0. 12⨯0. 9
T k =(Q k +r G g k ) =(69. 77+250) =8. 63kN
44
则T max, = Dmax ×T k /P max =447.07×8.63/176=21.92kN
3.6 风荷载计算
基本风压：ω=0.3KN/m
2
风压高度变化系数μz 按B 类地区考虑，根据柱顶标高12.000m ，查看《荷载规范》用内插法得, μz1=1.056按檐口标高14.60m, 用内插法得μz2=1.1241，风载体型系数μs 1=+0. 8，μs 2=-0. 5。
q 1 =1.4×μz1μs1×0.3×6=2.13kN/m q 2=1.4×μs2μz1×0.3×6=1.33kN/m 柱顶风荷载集中力设计值：
Fw=1.4 [(0.8+0.5)μz2×0.3×6×2.1－(0.6－0.5) μz2×0.3×6×1.2] =(1.82×2.1－0.14×1.2) ×1.24×0.3×6=8.40kN
四 内力计算
4.1 Gx 作用力计算
4.1.1 G1 作用（排架无侧移）
M 11 = G1e 1=203.7×0.05=10.19kN·m M 12 = G1e 2=203.7×0.25=50.93kN·m
由λ= hu /h=3.9/12.5=0.312 n= Iu / Il =0.1077
1-λ21
则: C 3(1-1=2
⨯
1+λ3(1) =2. 16 n -1)
故M 11作用下不动铰承的柱顶反力为
R M 1111=-C H =-2. 16⨯10. 19
1
12. 5
=-1. 76kN 同时有 C 2=31-λ2
2
⨯
=1. 082 1+λ3( n
-1)
故在M 12作用下不动铰承的柱顶反力为
R 12=-C M 12H =-2. 16⨯59. 13
2
12. 5
=-4. 41kN 故在M 11和M 12共同作用下（即在G 1作用下）不动铰支承的柱顶反力为
R 1= R11+R12=-6.17kN(→)
相应的计算简图及内力图
10.19kN ⋅m
13.87kN ⋅m 37.06kN ⋅m V=6.17kN
203.7kN
4.1.2 G2, G 3, G 4 作用计算简图及内力值
G 2=18.72kN, G 3=54.72kN, G 4=48.38kN, e 2=250mm, e 3=300mm. M 2=- G2 e2=-4.68kN·m(←) M 3=G3e 3=16.42kN·m(→) 相应的计算简图及内力图
G 2(e2)
G 3(e3)
M 2
M 3
11. 736k N ·m
73.44kN
G 3
121.82kN
M
图5-2 G 2 G 3 G 4内力图
N
(a) G2、G 3、G 4作用；(b)M图(kN·m) ；(c)N图(kN)
4.2屋面活荷载内力计算
对于单跨排架，Q1与G1一样为对称荷载，且作用位置相同，但数值大小不同。故由G1的内力计算过程可得到Q1的内力计算数值；
M 11=Q1e 1=31.5×0.05=1.58kN·m M 12=Q1e 2=31.5×0.25=7.88kN·m R 11=-0.27kN R 12=-1.36kN
R 1= R11+R12=-1.63kN(→)
相应的计算简图及内力图
Q 1作用计算简图及内力图 (a)Q1的作用；(b)M图(kN·m) ；(c)N图(kN)
⋅m
31.5kN
2.13kN ⋅
5.74kN ⋅m
4.3吊车竖向荷载作用力内力计算
D max 作用于A 柱，D min 作用于B 柱，其内力为 M D,ma x=Dmax e 3=447.07×0.3=134.12kN·m M D,min =Dmin e 3=-149.87×0.3=-44.96kN·m
厂房总长72m, 跨度为18m ，吊车其重量为24t, 则查得有檩条屋盖的单跨厂房空间作用分配系数 μ＝0.85。
V A ⋅max =-0. 5⨯[(2-μ)M D ⋅max +μM D ⋅min ]
C 2
H
1. 082
12. 5
=-0. 5⨯[(2-0. 85)⨯134. 12+0. 85⨯44. 96]⨯ =-8. 33kN (←)
V B ⋅max =0. 5⨯[μM D ⋅max +(2-μ)M D ⋅min ]
C 2
H
1. 082
11. 9
=0. 5⨯[0. 85⨯134. 12+(2-0. 85)⨯44. 96]⨯ =7. 17kN (→)
相应的计算简图及内力图如图 5-4 所示。
A
M 图
B
N 图
5-4 相应的计算简图及内力图
D min 作用于A 柱时，由于结构对称，故只需A 柱与B 柱的内力对换，并注意内力变即可
4.4吊车水平荷载作用内力计算
当T max 向左时，A ，B 柱的柱顶剪力按推导公式计算：
由λ= hu /h=3.9/12.5=0.312 n= Iu / Il =0.1077
Y=0.692Hu , 利用内插法求得C 5=0.57，T max =21.92kN, μ=0.85
V TA =VTB = -(1 -μ)C 5T max = -1.87kN(→)
当T max 向右时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。
T
4.68
1.87kN
m
5-5 相应的计算简图及内力图
（a ）T max 的作用；(b)M图(kN·m) ；(c)V图(kN)
当T max 向右时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。
4.5 风荷载作用
风从左向右吹时，先求柱顶反力系数C 11为
0.323
对于单跨排架，A ，B 柱顶剪力分别为
V A =0.5 [FW －C 11H(q1－q 2)]=2.08kN
V B =0.5 [FW ﹢C 11H(q1－q 2)]=5.35kN
F
q 2
137.23 153.92
图5-6 相应的计算简图及内力图
风荷载作用计算简图及内力图
(a)风荷载的作用； (b)M图（kN ·m ）
风从右向左吹时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反。
4.6最不利荷载组合。
由于本例结构对称，故只需对A 柱（或B 柱）进行最不利内力组合，其步骤如下：
（1）确定需要单独考虑的荷载项目。本工程为不考虑地震作用的单跨排架，共有9种需要单独考虑的荷载项目，由于小车无论向右或向左运行中刹车时，A 、B 柱在T max 作用下，其内力大小相等而符号相反，在组合时可列为一项。因此，单独考虑的荷载项目共有8项。
（2）将各种荷载作用下设计控制截面（I —I 、II —II 、III —III ）的内力M 、N （III —III 截面还有剪力V ）填入组合附表一 。填表时要注意有关内力符号的规定。
（3）根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均应乘以0.85的组合系数。 排架柱全部内力组合计算结果列入附表一中。
五 基础设计
5.1 荷载计算:
由柱子传至基顶的荷载。由排架柱内力组合表可得设计者如下： 第一组：M max =421.45kN·m N =488.75kN V=21.1kN 第二组：M min =-301.27kN N= 488.75kN·m V=-13.37kN 第三组：N max =772.59kN M=57.75kN·m V=-2.16kN 由基底梁传至基顶的荷载：
墙重（含两面刷灰）： 1.2×[﹙14.42＋0.5－0.45﹚×6－4×﹙4.8＋1.8﹚] ×5.24=380kN 窗重（钢框玻璃窗）： 1.2×﹙4×4.8＋4×1.8）×0.45=14.3kN 基础梁： 1.2×0.2×0.45×6×25÷2=20.25kN
由基础梁传至基础顶面荷载设计值：e 5=0.2÷2＋0.9÷2=0.55m G 5=414.55kN 相应的偏心弯矩设计值：G 5 e5=﹣414.55×0.55=﹣228.00kN·m
作用于基底的弯矩和响应基顶的轴向设计值。假定基础高度为 800+50+250=1100m，则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为: 第一组： M bol =421.45＋1.1×21.1－228=216.66kN·m N=448.75+414.55=903.3kN 第二组： M bol =-301.27－1.1×13.37－228=-543.98kN·m N=488.75+414.55=903.3kN 第三组： M bol =57.75+1.1×-2.61－228=-172.63kN·m N=772.59+414.55=1187.14kN 5.2基底尺寸的确定:
由第二组荷载确定l 和b ：
903. 3
=(4. 39～5. 59) m 2 A =(1. 1～1. 4) ⨯
240-22⨯1. 6
取l/b=1.5 ，则取 b=2.4m,l=3.6m 验算e 0≤l/6 的条件： e 0=
M bol 543. 98
=
N bol 903. 3+22⨯2. 4⨯3. 6⨯1. 6
=0. 49m
p max =
N bol M bol N M
+=+γG d +bol A W A W
903. 3216. 66
+22⨯1. 6+
12. 4⨯3. 6
⨯2. 4⨯3. 62 6
=181. 54
p min =104. 55+35. 2-41. 79
=97. 96kN /m 2>0(满足要求)
p m =104. 55+35. 2=139. 52kN /m 2
第二组： p 1187. 14m a x =
2. 4⨯3. 6
+22⨯1. 6+172. 63
1
⨯2. 4⨯3. 626
=205. 9kN /m 2
=1. 2×240=288kN /m 2
(满足要求) p m =137. 4+35. 2
=172. 6kN /m 2
所以最后确定基底尺寸为2.4m ×3.6m ，如图7-1所示。
5.3确定基底高度:
前面已初步假定基础的高度为1.1m ，若采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图7.2 所示。由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内，故该基础只需进行变阶处的抗切验算。
在各组荷载设计值作用下的地基最大净反力：
903. 3216. 66
+=146. 34kN /m 2 第一组： p s . max =2
8. 641/6⨯2. 4⨯3. 6903. 3543. 982
+=209. 48kN /m 第二组： p s . m a x = 2
8. 641/6⨯2. 4⨯3. 6
第三组： p s . m a x =170. 7kN /m 2
抗冲切计算按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。
在第二荷载作用下的冲切力。冲切力近似按最大低级净反力p s . max 计算，即取
p s ≈p s . max =209. 48kN /m 2 , 由于基础宽度b=2.4m，小于冲切锥体底边宽
b 1+2h 01=1. 15+0. 665⨯2=2. 48m 。
故
l l
A =(-1-h 01) b
22
=(
3. 61. 55
--0. 655) ⨯2. 4=0. 89m 2
22
F t =p s . max A =209. 48⨯0. 89=186. 44kN 变阶处的抗冲切力。由于基础宽度小于冲切锥体底边宽， 故 b m
b t +b b
2
≈
1. 15+2. 4
=1. 775m
2
[F t ]=0. 7βh f t b m h 0
=0. 7⨯1. 0⨯1. 43⨯1775⨯655
=1163. 79kN >186. 44kN （满足要求）
因此，基础的高度及分阶可按图7-2所示的尺寸采用。
5.4 基底配筋计算:
沿长边方向的配筋计算. 由上述三组荷载设计值作用下最大地基净反力的分可知，应按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算，p s . max =209. 48kN /m 2。
相应于柱边及变阶处的净反力：
p s . I =p s . III
则 903. 3543. 980. 45+⨯=130. 78kN /m 2 28. 641/6⨯2. 4⨯3. 61. 8903.3543.980. 7752=+⨯=149. 73kN /m 8.641/6⨯2.4⨯3.621. 8
M I ==1(p s . max +p s . I )(l -h c ) 2(2b +b c ) -G 5e 481(209. 48+130. 78)(3. 6-0.9) 2(2⨯2.4+0. 45) -411. 45⨯0. 1 48
=230. 16kN ∙m
M I 230. 16⨯106
A s . I ===808mm 2 0. 9f y h 00. 9⨯300⨯1055
M III ==1(p s . max +p s III )(l -l 1) 2(2b +b 1) 481⨯(209. 48+149. 73) ⨯(3. 6-1. 55) 2⨯(2⨯2. 4+1. 15) 48
=106. 61kN ∙m
A s . III M III 106. 61⨯106===603mm 2 0. 9f y h 00. 9⨯300⨯655
选用8Φ12(Φ12@200),则
A s =904mm 2≈808mm 2(满足要求)
沿短边方向的配筋计算。由于沿短边方向为轴心受压，其钢筋用量应按第三组荷载设计值作用下的平均地基净反力进行计算。
N 1187. 14p sm ===137. 40kN /m 2 A 8. 64
M II ==1p sm (b b c ) 2(2l +h c ) 24 1⨯137. 40⨯(2. 4-0. 45) 2⨯(2⨯3. 6+0. 8) 24
=174. 16kN m
A s II M II 174.16⨯106===617mm 2 0. 9f v h 00. 9⨯300⨯1045
M IV ==1p sm (b -b 1) 2(2l +l 1) 241⨯137. 4⨯(2. 4-1. 55) 2⨯(2⨯3. 6+1. 15) 24
=34. 54kN m
A s IV M IV 34. 54⨯106===199mm 2 0. 9f v h 00. 9⨯300⨯645
选用6Φ12（Φ12@200），则
A s =678mm 2>617mm 2(满足要求）
基础底面沿两个方向的配筋如图7-3所示，由于长边大于3m ，其钢筋长度可切断10％，若钢筋交错布置，则可选用同一编号。