不等跨单层厂房设计

1、一、设计题目工程名称一一某两跨等高金工车间厂房二、设计条件及有关资料该车间为两跨等高厂房，无天窗，AB跨跨度为24mBC跨跨度为18m,总长120m，柱距均为6m,中间设置一条伸缩缝。2.1 根据工艺要求，AB跨设有2台30T软构桥式起重机，工作级别为A5级，BC跨设有2台10T软构桥式起重机，工作级别为A5级，轨顶标高10.500m柱顶标高为13.200m。生产过程中无大量烟火、余热及其它有害气体产生，无特殊要求。2.2 .建筑构造屋面：二毡三油防水层(加绿豆沙)3.0cm厚水泥沙浆找平层;8.0cm厚水泥沙浆保温层；大型屋面板(1) 墙体：240mn厚双面清水围护砖墙，钢窗宽度为3.6m。

2、(2) 地面：室内外高差为150mm素混凝土地面。2.3 .工程地质及水文地质条件厂房所在地点基本风压为0.35KN/m2,地面粗糙度为B类；基本雪压为0.25KN/m2;修正后的地基承载力特征值为180KN/m2.相关系数：活荷载组合值系数为0.7，风荷载组合值系数为0.6。2.4 .选用材料：柱混凝土选C30级，基础用C20,钢筋HRB335。三、厂房平面布置厂房的平面布置包括确定柱网尺寸、排架柱与定位轴线的关系和设置变形缝。柱距为6m,横向定位轴线用、表示，间距取为6m,纵向定位轴线用A、B、C表示，间距取跨度尺寸，即A、B轴线距离为24n，B、C轴线距离为18m为了布置抗风柱，端柱离开

3、(向内)横向定位轴线600mm其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。A、B跨的吊车起重量等于30t，B、C跨的吊车起重量等于10t，AC列柱均初步采用非封闭结合，初步取连系尺寸D=150mm是否采用非封闭结合及连系尺寸取多少，需要根据吊车架外边缘与上段柱内缘的净空尺寸B?确定。(参见建筑结构设计附录A.1)。假设上柱截面高度为500mm对于C列柱，B=750-(260+500-150)=140mm80mm满足要求。对于A列柱，B=750-(300+500-150)=100mm80mm满足要求。对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘净空尺寸能满足要求。厂房总长度12

4、0m，大于100m根据变形缝设置要求应该设置一道变形缝。根据题意可将变形缝设置在厂房对称位置即长60m处。四、结构平面布置图吊车平面布置图11HA占XILALA.dL出T1H(IIIItIIIIIpX-：0I11工工I：!I工TJ：r1i2工Da,自重106.8KN。5.3 .吊车梁吊车梁型号根据吊车的额定起重量，吊车的跨距(Lk=L-2入)以及吊车的载荷状态选定。其中，钢筋混凝土吊车梁可查95(03)G323先张法预应力混凝土吊车梁可查95(03)G425后张法预应力混凝土吊车梁可查95(03)G426对于18m跨，吊车起重重量为10t，中级载荷状态，Lk=18-2x0.75=16.5m，采

5、用钢筋混凝土吊车梁，查建筑结构设计书后附表B.2，中间跨采用DLZ-11Z,边跨采用DLZ-11B,梁高1200mm自重40.8KN。对于24m跨，吊车起重重量为30t，中级载荷状态，Lk=24-2x0.75=22.5m，采用钢筋混凝土吊车梁，查建筑结构设计书后附表B.2，中间跨采用DLZ-7Z,边跨采用DLZ-7B,梁高1200mm自重28.2KN。5.4 .基础梁基础梁型号根据跨度，墙体高度，有无门窗洞等查93(03)G320墙厚240mm突出于柱外。查建筑结构设计书后附表G.1,纵墙中间选用JL-3，纵墙边跨选用JL-15，山墙6m柱距选用JL-14。5.5 .柱间支撑根据规范厂房跨度在

6、18m以上或柱高8m以上应设柱间支撑，并应布置在变形缝左右6米区段中。5.6 .抗风柱抗风柱下柱采用工字形截面，上柱采用矩形截面。抗风柱的布置需考虑基础梁的最大跨度。18m跨、24m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为6m六、排架结构分析6.1.计算简图对于没有抽柱的单层厂房，计算单元可以取一个柱距，即6m排架跨度取厂房的跨度。上柱高度等于柱顶标高减去牛腿顶标高。下柱高度取牛腿顶标高减去基础顶面标高，一般低于地面不少于50mm对于边柱，由于基础顶面还需放置预制基础梁，所以排架柱基础顶面一般不低于地面500mm本例中排架柱顶面低于室外地平550mm(1) 确定柱子各段高度基顶标高为-0.700m，

7、故柱总高为H=13.2+0.7=13.9m；上段柱高HU=13.9-9.3=3.9m;下段柱高Hl=13.9-3.9=10.0m。(2) 确定柱截面尺寸由混凝土结构设计表2-8厂房柱截面形式和尺寸参考表得边柱：上柱矩形b=500mm，h=600mm下柱工字形b=500mm，h=1000mm中柱：上柱矩形b=500mm，h=600mm下柱工字形b=500mm，h=1200mm(3) 计算柱截面几何尺寸各住截面的几何特征见下表。参数截面尺寸/mm面积/103mrm惯性矩/106mrmA上柱矩500X5002505208下柱工500X1000X20027035270B上柱矩500X600300900

8、0下柱工500X1200X2002905640310500乞30y500亡n500A柱B柱排架柱截面尺寸c-cJ00rrfrJP12400018000ff排架计算简图6.2.荷载计算排架的荷载包括恒荷载、屋面活荷载、吊车荷载和风荷载。荷载均计算其标准值(1)永久荷载永久荷载包括屋盖荷载、上柱自重、下柱自重、吊车梁及轨道自重。屋盖自重P1面荷载：小计外天沟板线荷载:找坡层1.504.10KN/mX0.77=1.16KN/m二毡三油防水层(加绿豆沙)0.35KN/m230mm厚水泥砂浆找平层0.02X30KN/m=0.60KN/m280mm厚水泥砂浆保温层0.08X20KN/m=1.60KN/m2

9、屋面板自重1.40KN/m2屋面板灌缝0.10KN/m2钢支撑0.05KN/m2防水层、TGB77-1找平层等自重2.552.24KN/mX0.77=1.96KN/m小计5.36KN/m内天沟板线何载：找坡层1.50X0.62=0.93KN/m防水层、找平层等2.55X0.62=1.58KN/mTGB77-1自重2.02KN/m小计集中荷载：18m跨屋架自重4.53KN/m68.20KN106.80KN24m跨屋架自重屋架作用在柱顶的恒荷载设计值：A列柱：Fia=1.2X(4.10X6X24X0.5+5.36X6+0.5X106.8)=456.9KNB列柱：24m跨传来Fib=1.2x(4.1

10、0X6X24X0.5+4.53X6+0.5X106.8)=450.9KN18m跨传来F1B=1.2X(4.10X6X18X0.5+4.53X6+0.5X68.2)=399.2KNC列柱：F1(=1.2X(4.10X6X18X0.5+5.36X6+0.5X68.2)=345.2KNF1作用点位置与纵向定位轴线的距离150mm上柱自重F2A柱:F2a=1.2X(0.5X0.5X25X3.9)=29.3KNB柱：F2b=1.2X(0.5X0.6X25X3.9)=35.1KNC柱:F2c=1.2X(0.5X0.5X25X3.9)=29.3KN下柱自重F3下柱大部分截面为工字形，但牛腿部位及插入杯口基础

11、的部分是矩形截面。假定矩形截面的范围为自牛腿顶面向下1400mn及基础顶面以上1100mm近似忽略牛腿的重量。A柱:F3a=1.2X0.27X(10.01.41.1)X25+1.0X0.5X25X2.5=98.30KNB柱:F3b=1.2X0.29X(10.01.41.1)X25+1.2X0.5X25X2.5=110.3KNC柱：F3C=1.2X0.27X(10.01.41.1)X25+1.0X0.5X25X2.5=98.30KN吊车梁、轨道、垫层自重F4取轨道及垫层自重为0.8KN/m。A柱:F4a=1.2X(0.8X6+40.8)=54.72KNB柱:24m跨传来F4b=1.2x(0.8X

12、6+40.8)=54.72KN18m跨传来C柱:F4B，=1.2X(0.8X6+28.2)=39.60KNF4c=1.2x(0.8X6+28.2)=39.60KNF4的作用点离纵向定位轴线的距离为750mm如下图所示:150F1A100750F4A150350JF3Ar?A列柱150150F4CF1C100750F3C350-jr150r列柱永久荷载作用点位置C列柱、屋面可变荷载屋面可变荷载F5取屋面均不荷载和雪荷载两者的较大值0.5KN/mA柱:F5a=1.4X(24X6X0.5X0.5+0.77X6X0.5)=53.60KNB柱：24m跨传来F5b=1.4X(24X6X0.5X0.5+0.

13、62X6X0.5)=53.00KN18m跨传来F5B，=1.4X(18X6X0.5X0.5+0.62X6X0.5)=40.40KNC柱：F5(=1.4X(18X6X0.5X0.5+0.77X6X0.5)=40.03KNF5的作用点同F1(3)、吊车荷载 吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k吊车基本尺寸和轮压起重量吊车跨吊车桥轮距吊车总重小车最大轮压最小轮压Q/t度Lk/m距B/mmK/mm(G+g)/t重g/tPmax/KNPmin/KN1816.555504400183.9115253022.5615048004211.829070注：表中最小轮压Pmin=(G+g+Q)/2-Pmax吊车

14、竖向荷载Dmax,k,Dmin,k根据两台吊车作用的最不利位置用影响线求出。Dmax,k,Dmin,k计算简图如下。图中两台吊车的最小轮距x=(BK1)/2+(B比2)/2，对应的轮子位置影响线高度y1,y2,y3,y4可利用几何关系求得。如下图4800LIA%13504800Pmax=290kPmaxPmaxPmaxA、B跨吊车荷载作用下支座反力影响线24m跨两台吊车相同，均为10t,F1ma=HmaF290KNF1min=Hmin=70KN计算得丫2=(648)/6=0.2，y3=(6-1.35)/6=0.775，y4=0。Dmax,k=YqBFmax刀yi=1.4X0.9X290X(1+

15、0.2+0.775)=721.67KNDmin,k=丫QBFminXy=1.4X0.9X70X(1+0.2+0.775)=174.20KN18m跨有两台10t吊车，吊车计算简图如下，同理可求得：114400115044001PmaxPmaxPmaxPmax=115kN1F11L5rqqn1B、C跨吊车荷载作用下支座反力影响线Dmax,k=丫qBFmax刀y=1.4X0.9X115X(1+0.808+0.267+0.075)=311.5KNDmin,k=丫QBFmyi=1.4X0.9X25X(1+0.808+0.267+0.075)=67.73KN 吊车横向水平荷载Tmax,k24m跨，吊车额定

16、起重量15tQ600mm故在截面腰部布置2B14的纵向钢筋，宁外，在上翼缘内配置B14的纵向构造筋。822B柱截面配筋计算B柱计算方法同A、C柱，具体过程见下表A、C柱受力纵筋计算表项目上柱下柱大偏心大偏心内力m(kn-m76.52-66.78373.22N(KN534.44540.92639.2e0M/N(mm)143123584eama*h/30,20(mm)203333eeoea(mm)163156617e/h。0.350.1630.643lo78001000010000lo/h15.6101010.5fcA/N,11.011121.150.01(l0/h),21.00.944111(l

17、/h)212/1400(e/h0)1.491.441.11eeih/2as(mm)452.876161077xN/fb)6464.7876.6Ne1fcbx(h0x/2)105.62强度满足359.46As-(mm)fy(has)选配钢筋（mm4B164B164B16(804)（804）（804）柱受力纵筋计算表项目上柱下柱大偏心大偏心内力M(KN-m159.40-446.65499.02N(KN825.21653.061186.58e0M/N(mm)193270421eamaXh/30,20(mm)204040eieoea(mm)213310461ejho0.380.270.40lo7800

18、1000010000lo/h138.38.310.5fcA/N,11.01.01.01.021.150.01(l0/h),21.01.01.01.01(l/h)212/1400(e/h。)1.321.181.12eeih/2as(mm)4738701021xN/(fcb)98.83197.97142.11Ne1fcbx(hx/2)As/u(mm)fy(has)混凝土强度满足，故只需按构造配筋选配钢筋（mm4B16(804)4B16(804)4B16(804)九、牛腿设计9.1 .AC柱牛腿设计、牛腿尺寸确定A柱的上柱截面为bxh=500mmX500mm下柱截面为bfxh=500x1000。吊梁中心线至厂房定位轴线A的距离为e=750mm,联系尺寸D=150mm吊车梁下缘宽度为500800750250150300200L1030C300mm，则牛腿自下柱内边缘