单层工业厂房钢筋混凝土排架结构

1、单厂钢筋混凝土结构设计计算本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为24米，柱距6米,长60米，跨内有20吨中级工作制吊车(A4) 台，轨顶标高不低于 7.5米，建筑平 、设计任面图、剖面图如图1，已知该厂房所在地区基本风压为0.6 KN/m 屋面用二毡三油防水层加小豆石(0.35 KN/m2),下为20厚水泥砂浆找平(20KN/m 2)，80厚加气混凝土保温层(0.65 KN/m 2)。 A4工作制下20/5t吊车，最大轮压Pmax = 215 KN，最小轮压 Pmin =45 KN/，轮距 4400mm ,小车重 75 KN 。，地面粗糙度B类，务及资料基本雪压0.6KN/m2

2、，该地区工程地质良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，地基承载力特征值为200 KN/m 2，常年地下水位为-5米以下。抗震设防烈度为6度，不要求进行抗震计算，按构造设防。科和11、确定做法厂房平面图、剖面图3围护墙用240厚砖砌墙，钢门窗(0.45 KN/m ),围护墙直接支承于基础梁。基础 梁高450mm。4取室内外咼差围150mm,得基础顶面标咼为-0.5m。三、构件选型 及相应何载标 准值1屋面板选用1.5況6 m预应力混凝土大型屋面板，屋面荷载标准值： 防水层=0.35kN/m 2保温层G2k =0.65kN/m220mm厚水泥砂浆找平层G3k =0.40kN/m雪何载Qk =0.6

3、0kN/m外加荷载基本组合设计值2q=1.35 X( 0.35+0.65+0.4 ) +1.4 %.7 060 = 2.478 kN/m 2米用标准图集 04G410-1中的Y-WB-2 H,允许荷载：2.50 kN/m2>2.478 kN/m 2自重标准值为1.5 KN/m2 (包括灌缝重)。不设天窗，采用内天沟板选用TGB68sa。算得屋面总荷载为 2.97 KN/m 22. 24m跨折线型预应力混凝土屋架，荷载设计值：防水层Gik =0.35kN/m 2保温层G2k =0.65kN/m220mm厚水泥砂浆找平层G3k =0.40kN/m屋面板 Y-WB-2 n (含灌缝)G4k =

4、1.50kN/m2雪何载Qk =0.60kN/m 2永久荷载效应控制的基本组合设计值：2 2q=1.35 ( 0.35+0.65+0.4+1.5 ) +1.4 0.7 0.60=4.598 kN/m <5.0 kN/m采用标准图集 04G415-1中的YWJ24-2Aa，自重标准值为110.5kN/榀。屋架上 下弦连有横向支撑和竖向支撑，屋盖支撑(0.07 KN/m2)。3. 用6m跨等截面后张法预应力混凝土吊车梁(界面咼度为1200mm，选用标准图集04G426中的YDL-2，每根梁重力荷载为 41.50 KN。吊车梁轨道连接选用标准图 集04G325吊车梁轨道连接及车挡中的DGL-1

5、0，重力荷载为 0.81KN/m。4. 基础梁选用标准图集 04G320中的JL-1和JL-3，按有无门窗选用，见基础平面布 置图。'5.柱间支撑选用标准图集05G336中的ZCs-39-1a和ZCs-39-1b 和ZCx-68-12。见吊车梁结构布置图。三、选柱轨顶标高不低于 7.5米，牛腿标高不低于6.1米，根据吊车起重，选用标准图集05G355中BZ628-3C。截面尺寸如下：上柱：5汉九=400汉400下柱：b Xh 汉 hf=400 沃800 沃 150 排架柱参数：H=10.2+0.5=10.7m, H u =3.90m, H i=6.80m5294Au=1. 10 mm

6、, Iu=2.1< 10 mm ;5294Ai=1.775 "0 mm , li=14.38 乂 10 mm ;X= Hu / H=0.364>0.3= J =0.5自重荷载：上柱：15.6 KN下柱：49.5KN四、荷载计算1.屋面恒载:Ra =Rb =2.97x6x(12 + 0.77)+110.5/2 = 271.4KN% =200-150 = 50mmM1A 二 M1B = 271.4 0.05=13.57KN me2 = 200mmM2A =271.4 0.2 =54.28KN m2.柱自重:P上=15.6KNP下= 46.9KNM上=3.12KN m3吊车梁及

7、轨道:F4=45.5 0.81 6 =50.36KNe4A=0.35mM尸 54.36 0.35 = 17.63KN m4雪荷载(屋面均布荷载不与雪荷载冋时考虑，取两者中较大值，故只考虑雪荷载)：雪何载标准值SK =0.6 KN/m ,作用于一跨时：Qa = 0.6汇 6汇(12 + 0.77) = 36.51KNMja=1.83KN mM2a=7.302KN m5. 吊车何载：DMax在A柱时：F4a = DMax =215汇(1 + 0.2667) = 268.75KNM4A =268.75汇0.35 = 94.06KN mF4b = DMin =45x(1+0.2667) = 56.25

8、KNM4b =56.25x0.35 = 19.69KN m横向水平荷载：20/5t吊车一个轮子横向水平制动力T = 0.1 x (200 + 75) / 4 = 6.88 KN当一台 20/5t 吊车作用时TMax = 6.88x(1 + 0.2667) = 8.7KN6. 风荷载：查荷载规氾风荷载qik =6次0.6乂巴天巴=3.6巴汇巴QQ1Q2Q3Q4Q5Q61.021.021.051.051.111.110.80.50.80.50.60.5Qik2.941.8363.0241.892.402.00作用长度1.181.181.921.92作用方向TTTTTq =2.94KN /mq2 =

9、1.84KN /mFw =1.18汇 3.024+1.18汉 1.89 1.92 汉 2.4 +1.92 汉 2.00= 5.03KN何载汇总表荷载类型简图A柱N ( KN )M (KN m)Z恒载Pia=271.4P 上=15.6P4+P 上=50.36+15.6=65.96P 下=46.9M1=13.57M 上 +M2a + M4=39.77雪荷载nQia=36.51M 1a=1.83M2a=7.30吊车 竖向何载Dmax 在 AP4a=268.75Dmin 在 AP4a=56.25M4a=94.06M4a=19.69吊车横向 水平荷载nT max=8.7风荷载q1=2.94q2=1.84

10、Fw=5.03A柱内力汇总表荷载类型序号简图M:KN mN: KNV: KNI - In - n川-川MNMNMNV恒载a11.21287-28.56337.3614.96384.266.4雪荷载b2.2636.51-5.0436.512.0936.511.05吊车竖向 何载c-34.9059.16268.75-1.7268.75-8.95d-7.31012.456.25-0.3256.25-1.87横向荷载e±10.440± 10.440+69.60土 8.7风荷载f24.75024.750174.88032.08g-31.210-31.210-152.570-24.11

11、A柱内力组合表截面组合目的被组合内力序列号M( KN m)N( KN )I - I+M max,相应 N1.2xa + 0.9><1.4汉b + d + e+ f 】51.44390.40-M max,相应 NINa+OI/Hlc + e+g-83.00344.40Nmax，相应士 MmaxINa+OfKlIb + c + e+g-80.15390.40Nmin，相应土 Mmax1.2汉a+0.9汇 1.4汉【c + e+g 】-83.00344.40n - n+M max,相应 N1.2><a+0.9汇 1.4江 Ic+e+ f 】84.61743.46-M max,

12、相应 N1.2汉 a + 0.9汽 1.4汉 Ib + d +e+g】-77.48521.71Nmax，相应士 Mmax1.2汉a + 0.9汽 1.4汉 Ib+c + e+ f 】78.26789.46Nmin，相应 ±Mmax1.2xa+1.4x0.9 汉(d +e + g)-71.13475.71+M max,相应 N1.2xa + 0.9>d.4Ib + d+e+f328.23578.00川-川-M max,相应 N1.2汉a+0.9>d.4汉c + e十g -264.12799.74Nmax 相应士Mmax1.2x a + 0.9>d.4 lb + c +

13、 e+ f 326.39845.74Nmin，相应士 Mmax1.2xa + 1.4x0.9汉(d +e十 f)325.60532.00材料： C30 混凝土fc=14.3 N/mm2, ft=1.43N/mm2, ftk=2.01N/mm 2'252钢筋用 HRB335 f y =fy=300N/mm ,Es=2.0 x 10 N/mm2箍筋用 HRB235, fy =210 N/mm柱截面参数：上柱I - I截面：b=400 mm, h=400 mm, A= 1.6 x 105 mm2a=a =45mm, h°=400-45=355 mm,下柱 n - n,m -上柱排架

14、方向计算长度1。=2.0 Hu=7800 mm山截面: b= 100 mm, bf =400mn, hf = 16乙5 mm, h= 800 mmA=52*1.775x 10 mm ,a = a =45 mm, h0=800-45=755mm,下柱排架方向计算长度10=1.0 Hu=6800mm五、柱的配 筋计算相对受压区咼度：芦优0.80.55bfy3001 +1 + 5Es%210 x 0.0033I - I截面：Nb = fCbg =14.37.55700 汉 355 = 1116.83KNn - n,山-山截面: Nb = fc -bbh0 十(bf b )hf=1290.93KN各组

15、轴力中N都小于Nb,各控制截面都是大偏压， 均用N 小, M大的内力组合作为配筋依据：其中 I-I 截面以 M = 83.00KN mN = 344.4KNn - n,川-川截面以 M =328.23KN m N = 578.00 KN 计算A柱截面配筋计算表截面I - I川-川内力M( KN m)83.00572.74内力N( KN )344.40534.080)= M / N(mm)241.00851.73hea =max(20, )(mm)302026.67e+ea(mm)261.00878.4Io =2Hu ；lo = Hi(mm)78008200q =0.5仁人/“ 兰1.01.01

16、.0© =1.15-(0.01)l°/h "00.9551.0i a Y=1+'l0 牡 21400邑小丿 h1.5041.065Nx =或 x =(mm)bfcbf fc60.21< 2a"=9093.37> 2a"<h=162.5当x兰2a时，取x=2a"N(S h+a)As=;一2(mm )fy (% -a)879.68当x>2a时，N®£+2As As 2 2 (mm )fy"(h0 -a)1360.34PminAc（mm2）（侧纵向钢筋）320355一侧被选受拉钢

17、筋及面积（mm ）2162 丄 18 (911)4丄 16(804)六、牛腿计算A柱的牛腿计算Fvk =巳+卞叽%)=54.36 + 268.75= 323.11KNFv =1.2 x 54.36十1.恥 268.75= 441.48KNFhk =Tmax =8.70KNFh =1.4 汇 8.7=12.18KNhb= 400mm h= 600mm g = 400 > = 200 a = 45° as = 45mm3hb =-actan=555 a = 03=0.65P；_05FhLtkbho _572 28、F满足要求F VK 0.5计算纵向受拉钢筋，取a =0.3%AsF

18、afV+1.2 h 568.11(mm2)，选用 414(615),另选 22 作为锚0.85gfyfy筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。验算纵筋配筋率P=615/ 400x600 > 0.2% >0.45 ft / fk =0.21% 满足要求。验算牛腿顶部局部承压，取A=400 X 420, 0.75fcA= 1801.8Fvk，满足要求。按构造要求布置水平箍筋，取W8100，上部2/3h0（=370mm）范围内水平箍筋总面积 2x50.3x370/100 =372.22As/2 可以。因为a/h°<0.3，可不设弯筋。柱子的吊装验算ni45I , 沌41.5

19、2JHUH H 什4 1 4/LB D C6800kr>rihnrirl12700iqi=1.755咒105/10吸25 =4.44KN /mq2= 1.6><105 /106 x25 = 4.0KN/m七、柱子吊装阶段验算-0.2X0.21c小，一q3=”0.8+0.2)況0.6 中一W 0.4X25/0.6 =29.67KN /m算得裂缝宽度：D面M1.5 汉 30.42H062as-162.18N/mm0.87hA0.87355211D面：P _As_te 9110.01139Ate0.5400400用Pte 和 d =18mm，查得 CTs190N / mm2 >

20、;CTs满足条件八、A柱基础设计因为Me ： Mb，所以只计算B面:M0.87h)As1.5 41.52 106O.87755804= 117.93N/mm2z A804Pe= = 0.00906Ate0.5 100 800 300 162.5用 讣和d =16mm，查得cs 200N / mm2 - s满足条件21.设计资料：地下水位标高为-5.000m,承载力特征值fa=200KN/m，地下1.5 m左右为中密粗砂，基础梁按照GB04320选用，顶面标高为+0.05m。基础用 C20 混凝土， fc=9.6N/mm2，ft=1.10N/mm2钢筋用HRB 235， fy = 210N /

21、mm2，钢筋的保护层厚度为 40 mm基层采用C10混凝土，厚100 mm先按构造要求假定基础尺寸：H= 1200 mm,分三个阶梯，每阶高度 400 mm ,H01155mm, H01150mm，柱插入深度 H900mm，杯底厚 250mm ,杯壁最小厚度t=375mm , H2 = 400mm ,= 0.94，故杯壁可以不配筋,H2柱截面尺寸为400 800。2.基础底面尺寸的确定：荷载计算：基础梁传来的荷载：梁自重 0.24 0.45 6 25=16.2KN窗重（1.2 3.0） 3.6 0.45=6.8KN墙（圈梁）側0.2 -0.05 0.186 - 1.2 3.03.65.24 =

22、 277.00 KNN wk=300KN NW = 300 汉1.2 = 360KN对基底的偏心距氐=120 +400 = 520mmM k =ew -二156KNM =187.2KNm柱传来荷载与基础梁传来荷载效应标准组合（对基础底面）内力种类+ Nmax 及-M max 及相应M、V相应N、V柱传来（Nk)689.52653.01轴向基础梁传来（PK）300300力合计（NK）989.52953.01柱传来259.83-208.91柱剪力产生47.14-35.36弯PR(1-2Vk)距基础梁传来-156-156合计（M dk)150.17-400.27底面尺寸:先按Nmax，考虑，取 Ym

23、=20KN /m3A 一-5.96m，按（1.11.4）Ao估计偏心受压基础fa爲汉d200-20 心.7底面积A，取底面积A二38x2.1 =7.98地基承载力：3.底面尺寸选取GK =24x(3.8x2.ixi.2) + 17x(3.8><2.1><0.5) = 297.65KN与地基承载力123w =-<2.6 汉 3.8 = 5.054m验算6P“1 k maxNk +GkMdkPn厂kmi nk +GkMdklAWAW地基反力计算见下表，由该表可见，基础底面无拉应力，且最大压应力235.97<1.2 fa = 240(KN / m2)，冋时有-p< max + Pk2皿均小于fa=200KN/m2满足要求地基反力标准值计算表+ M max组合-M max组合NkA124119.42GkA37.337.3丄M dk-W±29.71士 79.20PUx(KN m2)191.01235.97Pkmin (KN m2)131.5977.524.基础咼度验算基础边缘最大地基静反力设计值见下表基础边缘最大地基静反力设计值计算表+ M ma