装配车间单层厂房屋建设筑结构设计说明

1、. . .67/67中文题目：镇泰机械制造厂金工装配车间副标题：单层厂房建筑结构设计外文题目：MENTALWORKING ASSEMBLY WORKSHOP OF ZHENTAI MACHINE FACTORY IN GUANGZHOU毕业设计（论文）共55页（其中：外文文献与译文17页） 图纸共9完成日期 2009年6月 答辩日期 2009年6月摘要本工程是一单层单跨工业厂房，总建筑面积约3500，东侧端部贴建二层框架辅助使用空间，厂房设两台桥式吊车，轨顶标高为。中部由宽变形缝分为两个厂房单元，主体采用大型屋面板+钢屋架+排架柱的钢筋混凝土排架结构形式，结构整体双轴对称，跨度，柱距为，刚度和

2、质量分布均匀。设计时主要考虑了结构自重、风荷载、吊车荷载以与水平地震作用对结构的影响，经计算，厂房结构满足承载力要求和正常使用要求。 本设计包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计主要考虑建筑的采光、通风、防水、防火以与设备安装使用要求，结构设计主要是进行结构和构件的选型，并利用剪力分配法，对多种荷载作用下的各榀排架进行力计算和组合，选择最不利组合设计排架柱和基础的截面与配筋。最后绘制相关建筑图、结构图和各部位的节点详图。关键词：单层厂房；排架结构；建筑设计；结构设计；剪力分配法ABSTRACTThis project is a single-layer single span plant, w

3、ith a total construction area of about 3500. At the very tip of the eastern part of the plant is a auxiliary use space made of a second frame. And there are two bridge crane in the plant, with the rail top elevation of 9.6. The plant is separated into two sections by a 100wide movement joint located

4、 at the central, its main block adopts the structural form of reinforced concrete bent. The overall structure is double symmetry. With the span of 30and the column space of 6, it has equally distributed rigidity and mass. The design mainly considered the effect caused by dead load, wind load, crane

5、load and horizontal seismic reaction, and after the calculation, the workshop structure can meet the requirements of bearing capacity and regular service. This design was comprised of architectural design and structural design. The architectural design was proceed to fill the bill of daylighting, ai

6、ring, waterproof, fire resistance and other equipment requirement, while the structural design had to carry on the mission of choosing structural forms, calculating the inner force of every bent which came from loads of various pattern, making internal force combination and identifying the most disa

7、dvantaged group to design cross-section and reinforcement. In the end, relatedarchitectural drawing, working drawing and joint detail were required. Keyword: single-layer workshop; bent structure; architectural design; structural design; shear distribution method目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc29

8、5511886前言 PAGEREF _Toc295511886 h 7HYPERLINK l _Toc2955118871 工程概况 PAGEREF _Toc295511887 h 8HYPERLINK l _Toc2955118881.1 工程概况 PAGEREF _Toc295511888 h 8HYPERLINK l _Toc2955118891.1.1 水文地质条件 PAGEREF _Toc295511889 h 8HYPERLINK l _Toc2955118901.1.2 气象资料 PAGEREF _Toc295511890 h 8HYPERLINK l _Toc295511891

9、1.2 设计概况 PAGEREF _Toc295511891 h 8HYPERLINK l _Toc2955118921.3 设计成果 PAGEREF _Toc295511892 h 9HYPERLINK l _Toc2955118931.3.1 概况 PAGEREF _Toc295511893 h 9HYPERLINK l _Toc2955118941.3.2 施工图 PAGEREF _Toc295511894 h 9HYPERLINK l _Toc2955118952 建筑设计 PAGEREF _Toc295511895 h 9HYPERLINK l _Toc2955118963 结构设计

10、 PAGEREF _Toc295511896 h 10HYPERLINK l _Toc2955118973.1 结构构件选型和布置 PAGEREF _Toc295511897 h 10HYPERLINK l _Toc2955118983.1.1 屋面板 PAGEREF _Toc295511898 h 10HYPERLINK l _Toc2955118993.1.2 屋架 PAGEREF _Toc295511899 h 11HYPERLINK l _Toc2955119003.1.3 吊车梁 PAGEREF _Toc295511900 h 12HYPERLINK l _Toc2955119013

11、.1.4 排架柱 PAGEREF _Toc295511901 h 13HYPERLINK l _Toc2955119023.1.5 基础梁 PAGEREF _Toc295511902 h 14HYPERLINK l _Toc2955119033.2 荷载计算 PAGEREF _Toc295511903 h 15HYPERLINK l _Toc2955119043.2.1 屋盖自重 PAGEREF _Toc295511904 h 15HYPERLINK l _Toc2955119053.2.2 柱自重 PAGEREF _Toc295511905 h 15HYPERLINK l _Toc29551

12、19063.2.3 吊车梁与轨道自重 PAGEREF _Toc295511906 h 16HYPERLINK l _Toc2955119073.2.4 屋面活荷载 PAGEREF _Toc295511907 h 16HYPERLINK l _Toc2955119083.2.5 吊车荷载 PAGEREF _Toc295511908 h 16HYPERLINK l _Toc2955119093.2.6 风荷载 PAGEREF _Toc295511909 h 17HYPERLINK l _Toc2955119103.3 力分析 PAGEREF _Toc295511910 h 17HYPERLINK

13、l _Toc2955119113.3.1 屋盖自重 PAGEREF _Toc295511911 h 18HYPERLINK l _Toc2955119123.3.2 柱与吊车自重作用 PAGEREF _Toc295511912 h 19HYPERLINK l _Toc2955119133.3.3 屋面活荷载 PAGEREF _Toc295511913 h 19HYPERLINK l _Toc2955119143.3.4 吊车荷载作用 PAGEREF _Toc295511914 h 20HYPERLINK l _Toc2955119153.3.5 风荷载作用 PAGEREF _Toc295511

14、915 h 22HYPERLINK l _Toc2955119163.4 排架柱设计 PAGEREF _Toc295511916 h 23HYPERLINK l _Toc2955119173.4.1 排架柱配筋计算 PAGEREF _Toc295511917 h 24HYPERLINK l _Toc2955119183.4.2 柱斜截面承载力验算 PAGEREF _Toc295511918 h 29HYPERLINK l _Toc2955119193.4.3 运输、吊装阶段验算 PAGEREF _Toc295511919 h 29HYPERLINK l _Toc2955119203.4.4 柱

15、裂缝宽度验算 PAGEREF _Toc295511920 h 32HYPERLINK l _Toc2955119213.5 抗风柱设计 PAGEREF _Toc295511921 h 34HYPERLINK l _Toc2955119223.5.1 确定抗风柱的尺寸 PAGEREF _Toc295511922 h 34HYPERLINK l _Toc2955119233.5.2 求风荷载q与柱剪力 PAGEREF _Toc295511923 h 34HYPERLINK l _Toc2955119243.5.3 截面配筋 PAGEREF _Toc295511924 h 35HYPERLINK l

16、 _Toc2955119253.5.4 运输、吊装阶段验算 PAGEREF _Toc295511925 h 36HYPERLINK l _Toc2955119263.6 柱间支撑 PAGEREF _Toc295511926 h 39HYPERLINK l _Toc2955119273.6.1 上柱支撑 PAGEREF _Toc295511927 h 39HYPERLINK l _Toc2955119283.6.2 下柱支撑 PAGEREF _Toc295511928 h 40HYPERLINK l _Toc2955119293.7 牛腿设计 PAGEREF _Toc295511929 h 40

17、HYPERLINK l _Toc2955119303.7.1 验算截面尺寸 PAGEREF _Toc295511930 h 40HYPERLINK l _Toc2955119313.7.2 正截面承载力计算与配筋 PAGEREF _Toc295511931 h 41HYPERLINK l _Toc2955119323.7.3 斜截面受剪承载力 PAGEREF _Toc295511932 h 41HYPERLINK l _Toc2955119333.7.4 局部承压强度验算 PAGEREF _Toc295511933 h 41HYPERLINK l _Toc2955119343.8 排架柱基础设

18、计 PAGEREF _Toc295511934 h 42HYPERLINK l _Toc2955119353.8.1 初步确定基础尺寸 PAGEREF _Toc295511935 h 42HYPERLINK l _Toc2955119363.8.2 确定基础底面尺寸 PAGEREF _Toc295511936 h 42HYPERLINK l _Toc2955119373.8.3 验算基础高度 PAGEREF _Toc295511937 h 44HYPERLINK l _Toc2955119383.8.4 基础底板配筋计算 PAGEREF _Toc295511938 h 46HYPERLINK

19、l _Toc2955119393.9 抗风柱基础设计 PAGEREF _Toc295511939 h 48HYPERLINK l _Toc2955119403.9.1 初步确定基础尺寸 PAGEREF _Toc295511940 h 48HYPERLINK l _Toc2955119413.9.2 确定基础底面尺寸 PAGEREF _Toc295511941 h 49HYPERLINK l _Toc2955119423.9.3 验算基础高度 PAGEREF _Toc295511942 h 50HYPERLINK l _Toc2955119433.9.4 基础底板配筋计算 PAGEREF _To

20、c295511943 h 51HYPERLINK l _Toc2955119443.11 地震作用和结构抗震验算 PAGEREF _Toc295511944 h 53HYPERLINK l _Toc2955119453.11.1 厂房的横向抗震验算 PAGEREF _Toc295511945 h 53HYPERLINK l _Toc2955119463.11.2 建立结构计算简图 PAGEREF _Toc295511946 h 54HYPERLINK l _Toc2955119473.11.3 柱顶横向水平地震作用下的排架地震效应 PAGEREF _Toc295511947 h 57HYPER

21、LINK l _Toc2955119483.11.4 吊车地震作用下的排架地震作用效应 PAGEREF _Toc295511948 h 58HYPERLINK l _Toc2955119493.11.5 排架地震作用效应和其他荷载效应的组合 PAGEREF _Toc295511949 h 59HYPERLINK l _Toc2955119503.11.6 厂房纵向抗震验算 PAGEREF _Toc295511950 h 60HYPERLINK l _Toc2955119513.12 圈梁布置 PAGEREF _Toc295511951 h 61HYPERLINK l _Toc295511952

22、结论 PAGEREF _Toc295511952 h 63HYPERLINK l _Toc295511953致 PAGEREF _Toc295511953 h 64HYPERLINK l _Toc295511954参考文献 PAGEREF _Toc295511954 h 65前言建筑工程专业是一个很注重实践和理论相结合的专业，综合性要求很强，不仅要求学生熟练掌握一些必备的专业知识，也注重对学生具体实践能力和操作能力的培养。大学四年中，我们学习了多门专业性课程，这些课程之间有着密不可分的关系，是相互制约和相互补充的，必须综合起来运用才能真正地指导实际。可是学习的过程中，我们只是分散地、零星地学习

23、了各门课程的基本知识点，所掌握的知识和技术基本上是零散无章的，没有综合的建筑思想，也没有成熟的建筑知识的框架，难以做到举一反三，把握整体。毕业设计刚好给我们提供了这样一个平台来整合消化四年来的专业积累，把零散的知识融合成一种文化和素质，能让我们在全面温习四年所学的基础上，将其融会贯通，提高我们的综合素质和工作能力。毕业设计我的设计题目是单层工业厂房，单层厂房只有一些特殊的行业才需要使用单层厂房，比如五金塑胶，机械设备，印刷纸品，模具等行业。其结构型式主要有排架结构和刚架结构两种。近年来，我国每年完成的建筑工程中，工业建筑占了一半以上，发展迅猛，并正朝着技术密集型发展，其设计体现出节能省地趋势，

24、生态化趋势，高科技化趋势，工业与民用建筑设计的一体化趋势，人性化趋势，多元化趋势，可持续性趋势，文化性趋势。并更加注重设计标准化，构件工业化，施工机械化。本次设计容包括建筑设计和结构设计两大部分。建筑设计在考虑建筑物使用功能和设备安装使用要求的基础上，涵盖平面设计、正立面、侧立面和剖面设计和总平面图等容。结构设计则主要包括排架结构设计和基础设计，包括各种荷载作用下排架结构的力计算和组合和最不利组合的筛选，并进行排架柱和抗风柱截面的配筋计算、吊装验算和抗震验算。1 工程概况1.1 工程概况1.1.1 水文地质条件表层为厚1.0m3.50m的杂填土1层、耕植土层。标高33.42m32.19m以下为

25、新近沉积的褐黄色、饱和的粘质粉土、粉质粘土层；标高32.98m30.64m以下为新近沉积的褐黄色、饱和的粘土、重粉质粘土层；标高29.53m26.21m以下为一般第四系沉积的褐黄色、饱和的粘质粉土、砂质粉土层，粘土1 层；标高 28.44m25.21m以下为一般第四系沉积的褐黄-褐灰色、饱和的粉质粘土、重粉质粘土层；标高23.41m20.71m以下为一般第四系沉积的褐灰色、饱和的粘质粉土层；标高 22.81m18.59m以下为一般第四系沉积的褐灰色、密实、饱和的粉细砂层，粉质粘土1 层，各土层详细性质参见地层岩性与土的物理力学性质综合表1.1.2 气象资料冬季室外平均温度：13.7夏季室外平均

26、温度：32.5冬季最低温度：1.7降雨量：1764.5mm抗震设防类别为丙类，设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.15g建筑场地类型为类，场地粗糙程度为B类；：基本风压：0.50 kN/m2基本雪压：0.65 kN/m21.2 设计概况拟建一单层单跨工业厂房，建筑面积为3500，采用采用大型屋面板+钢屋架+钢筋混凝土排架柱的排架结构，东侧端部贴建二层框架辅助使用空间，柱网布置图如下：图1-1柱网布置图Fig.1-1 column net general arrangement1.3 设计成果1.3.1 概况建筑设计说明，结构设计说明，结构计算书1.3.2 施工图1）

27、建筑：900mm 标高处平面图，5400mm标高处平面图，建筑立面图，横向剖面图，建筑节点大样图2）结构：基础布置图，结构布置图，柱配筋图，屋架上下弦支撑布置图，节点详图2 建筑设计建筑设计综合考虑采光、通风、防水、防火以与设备安装使用要求，容包括总平面图设计、建筑总说明、平面设计、立面设计、剖面设计、主要节点大样设计和门窗表。本工程采用的窗地面积比大约为1：3.5，建筑面积为，不必进行防火分区的设置，牛腿标高为8700mm，轨顶标高9600mm，满足工程要求。设计成果反映在图纸上。总平面图设计：明确建筑物的高度，层数，宽度，长度以与与相邻建筑物的距离，考虑其朝向，采光和交通，并得出建筑物的主

28、要经济指标。比例为1：500。建筑总说明：包括建筑物各部分的设计原则和施工方法，建筑材料的选取，建筑设计时使用的标准、规和图集。平面设计：用平面图分标高表示不同平面的尺寸，如单厂主体下窗台标高处和贴建二层框架二层窗台标高处，比例为1：100。立面设计：包括正立面图，侧立面图，纵向用1-21轴表示，横轴用A-F轴表示，并表示出外体材料，装饰，门窗位置和尺寸。通过立面图可以直接看出建筑的正面布局，建筑的总高度，比例为1：100剖面设计：绘制特殊部位的剖面图，以直接得到建筑物的某些细部构造，采用一字型横向剖面即可，比例为1：100建筑节点设计：散水、台阶、坡道、天沟、窗台和构造缝的节点详图设计。3

29、结构设计采用大型屋面板+钢屋架+钢筋混凝土排架柱的排架结构，主要计算构件为排架柱、牛腿、抗风柱和基础。3.1 结构构件选型和布置3.1.1 屋面板1）屋面板采用1.5m6.0m预应力钢筋混凝土屋面板根据04G410-2，选用屋面板时基本组合的荷载分项系数：，屋面板承受荷载如下：橡胶防水卷材防水层：0.2KN/m2保温层：0.48KN/m220厚水泥砂浆找平层：0.4KN/m2活荷载：0.5KN/m2q=1.35(0.2+0.48+0.4)+1.40.50.7=1.948KN/m2选择Y-WB-2允许外加均布荷载基本组合设计值q为2.05KN/m2，满足承载力条件屋面板自重：1.4KN/m2灌缝

30、重标准值0.1KN/m22）嵌板橡胶防水卷材防水层：0.2KN/m2保温层：0.48KN/m220厚水泥砂浆找平层：0.4KN/m2活荷载：0.5KN/m2q=1.35(0.2+0.48+0.4)+1.40.50.7=1.948KN/m2选择Y-KWB-1允许外加均布荷载基本组合设计值q为2.58KN/m2，满足承载力条件板自重：1.7KN/m2灌缝重标准值0.1KN/m23）天沟板根据屋面排板计算，考虑采用680mm宽度的天沟板落水管之间的水平间距12m，天沟流水坡长为6m，采用焦渣找坡层，坡度为1%，最薄处20mm，最厚处80mm水泥砂浆找平，上铺橡胶防水卷材焦渣找坡层：按其平均厚度计算，

31、厚度为50mm，焦渣自重为14KN/m3焦渣均布荷载：0.0514=0.7KN/m220厚水泥砂浆找平层：0.4KN/m2橡胶防水卷材防水层：0.2KN/m2积水荷载考虑230mm水深，为2.3KN/m2活荷载：0.5KN/m2卷材防水层考虑高肋和低肋覆盖部分，按天沟宽度的2.5倍计算b=天沟宽度-190=680-190=490mmq=1.35(0.22.5+0.7+0.4+2.3)+1.40.5 0.49=2.92KN/m2选择TGB68，允许外加均布荷载基本组合设计值3.66KN/m2，满足承载力条件天沟板板自重2.13KN/m23.1.2 屋架屋面恒荷载：屋面板以上1.08KN/m2屋面

32、板自重1.4KN/m2灌缝重0.1KN/m2总计2.58KN/m2屋面活荷载0.5KN/m2屋面荷载设计值：组合一：1.352.58+1.40.50.7=3.973KN/m2组合二：1.22.58+1.40.5=3.596KN/m2选择 GWJ30-2A1 屋面荷载设计值q为4.0KN/m23.973KN/m2，满足承载力要求屋架自重为4550kg/榀初定屋架支撑自重为0.25KN/m23.1.3 吊车梁厂房设置两台桥式吊车，吊车参数如下表：表3-1-1吊车梁参数Table 3-1-1 HYPERLINK app:ds:parameter t parameter of crane beam起重

33、量跨度小车质量总质量轨顶以上高度轨道中心至端部距离宽度轮距最大轮压最小轮压10t28.5m4.084t31.6t2239mm230mm6922mm5000mm147KN57.1KN根据吊车跨度和起重量，中间跨选择钢筋混凝土吊车梁DL-7Z，自重为2.75t/根，伸缩缝跨和边跨分别选DL-7S和DL-7B，自重为2.82t/根根据吊车梁和吊车参数，选择吊车轨道联结型号为DGL-12，螺栓间距为260mm，钢轨型号为38kg/m，最大轮压设计值为510KN，轨道面至梁顶面距离为170-190mm，选择车挡型号为CD2，适用于10t吊车，走道板：中间跨选择DB80-1，边跨和伸缩缝处跨选择DB80-

34、1S，各构件参数如下表所示：表3-1-2 构件参数表Table 3-1-2 HYPERLINK app:ds:parameter t parameter of construction members参数构件编号尺寸（mm）自重吊车梁DL-7Z（DL-7S，DL-7B）高度900上翼缘500下翼缘250 t轨道联结DGL-12螺栓间距260钢轨自重38kg/m车挡CD2走道板DB80-1（DB80-1S）板长5550（4950）板宽800 t3.1.4 排架柱初定牛腿标高为8700mm，吊车梁高度为900mm轨顶标高=牛腿标高+吊车梁高度+钢轨高度(200mm)=8700+900+200=98

35、00mm，与工艺要求相差在200以，满足要求柱顶标高=轨顶标高+轨顶至吊车小车顶面距离+安全距离（220mm）=9800+2239+220=12359mm，取为12600mm全柱高H=柱顶标高+基顶至0.00标高处高度=12600+1200=13800mm图3-1-1 排架柱示意图Fig 3-1-1 diagrammatic sketch of bent frame column下柱高H1=8700+1200=9900mm上柱高H2=12600-8700=3900mm柱截面设计根据混凝土结构计算手册：Hk=9900+900=10800mm基顶至吊车梁顶距离Hl=8700+1200=9900mm

36、基顶至吊车梁底距离下柱：h=9900/14=707.14mm选择h=1000mmb9900/25=396mm选择b=400mm上柱初选截面为bh=400400mm，下柱截面高度在9001100mm，选择工字形柱下柱截面取为bfhbhf=4001000120150工字型截面轨道中心线至纵向定位轴线间的间距一般取750mm取轨道中心线距离上柱边缘为350mm，吊车端部到柱边缘净距为120mm80mm，满足安全要求梯形屋架在上柱的作用点距离纵向定位轴线150mme0=1000/2-400/2=300mme1=400/2-150=50mme2=350-(1000/2-400）=250mm牛腿尺寸初选h

37、1=400mm，h=500mm满足h1h，满足要求图3-1-2 排架柱截面图Fig 3-1-2 section graph of bent frame column排架截面参数根据排架柱的截面尺寸，得出柱的计算参数如下：表3-1-3柱截面参数Fig 3-1-3 parameter of bent frame column cross-section截面参数柱截面尺寸(mm)面积(mm2)惯性矩（mm4）上柱4004001.61052.13109下柱40010001001501.97510525.59109惯性矩：上柱：Iu=2.13109mm4下柱：Il=25.59109mm43.1.5 基础

38、梁外墙采用370墙，突出于柱外，查钢筋混凝土基础梁04G320图集，采用基础梁类型如表3-1-4所示：表3-1-4 基础梁选用表Table 3-1-4 table of foundation beam基础梁类型编号梁长（mm）自重(t)整体JL-2559502.48有窗JL-2759502.48有门JL-2859502.483.2 荷载计算3.2.1 屋盖自重橡胶防水卷材防水层：0.2KN/m2保温层：0.48KN/m220厚水泥砂浆找平层：0.4KN/m2屋面板：1.4+0.1=1.5KN/m2g=2.58 KN/m2屋架自重45.5KN/榀则作用于柱顶的屋盖结构自重为G1=1.22.586

39、30/2+1.245.50.5=332.94KN3.2.2 柱自重柱采用C30混凝土，重度为25KN/m3标准值：上柱：G2,k=0.40.4253.9=15.6KN下柱：G3,k=251.975105/1069.9=48.88KN设计值：上柱：G2=15.61.2=18.72KN下柱：G3=48.881.2=58.66KN3.2.3 吊车梁与轨道自重G4=1.2（28.2+0.386）=36.58KN3.2.4 屋面活荷载屋面均布活荷载为0.5KN/m2Q1=1.40.5630/2=63KN3.2.5 吊车荷载根据吊车宽度B和和轮距K，算的吊车梁支座反力影响线中各轮压对应的坐标值图所示，以此

40、求的作用于牛腿上的吊车竖向荷载图3-2-1 简支吊车梁支座反力影响线Fig 3-2-1 End reaction influence line of crane beam两台吊车组合，取折减系数为0.9，并忽略第三跨Pmax的有利作用=1.40.9147（+1）=341.98KN=132.84KN吊车横向水平刹车力：吊车起重量为10t，取横向水平荷载系数=0.123.2.6 风荷载地面粗糙程度为B类基本风压0.5KN/m2屋架坡度为10，角度为5.7，风载体形系数如图：室外标高为-300，按室外标高取风压高度变化系数自室外地坪至柱顶高度为12600+300=12900mm图3-2-2 风载体形

41、系数Fig 3-2-1 The wind carrier form factor=0.81.080.56=2.59KN/m=-0.51.080.56=-1.62KN/m檐口距离室外地面高度为12600+1990+300=14890mm3.3 力分析A柱和F柱一样，抗剪刚度D也一样，A=B=0.5柱顶剪力、水平集中力、柱顶不动铰支座反力均规定自左向右为正，反之则为负3.3.1 屋盖自重G1A=G1F=332.94KNM1A=M1F= G1Ae1=332.940.05=16.65KNmM2A=M2F= G1Ae0=332.940.3=99.88KNm受力简图如右所示查表得：图3-3-1 结构计算简

42、图Fig 3-3-1 Computing model of structure力矩作用在柱顶时力矩作用在牛腿时虚加的支座反力2.74+7.9=柱顶剪力：屋盖自重作用下，排架的弯矩图、剪力图、轴力图如下所示图3-3-2 屋盖自重作用下内力图Fig 3-3-2 Internal force diagram under the dead load of roof3.3.2 柱与吊车自重作用由于在安装柱子时尚未吊装屋架，没形成排架，按悬臂柱分析A柱力G2=15.61.2=18.72KNG3=48.881.2=58.66KNG4=1.2（28.2+0.386）=36.58KN图3-3-3 柱与吊车自重作

43、用下内力图Fig 3-3-3 Internal force diagram under the dead load of column and crane3.3.3 屋面活荷载，它在A、F柱顶与变阶处引起的弯矩分别为虚加不动铰支座反力为柱顶剪力：排架受力简图和力图如图所示图3-3-4 屋面活荷载作用下内力图Fig 3-3-4 Internal force diagram under roof live load3.3.4 吊车荷载作用Dmax作用于A柱Dmax=341.98KNDmin=132.84KNMmax=85.50KNMMmin=33.21KNM将R反作用于排架柱顶，按分配系数求的各个

44、排架柱的柱顶剪力得到各柱的计算简图和力图如图所示图3-3-5 Dmax作用于A柱内力图Fig 3-3-5 Internal force diagram while Dmax act on column ADmax作用于F柱时力图刚好和上述情况相反如图所示：图3-3-6 Dmax作用于F柱内力图Fig 3-3-6 Internal force diagram while Dmax act on column F两台吊车刹车A柱由n=0.08，=0.28得到当当插入法得到F柱和A柱一样，将R反方向作用于排架柱顶，得到各柱的柱顶剪力图3-3-6 两台吊车同时刹车内力图Fig 3-3-6 Intern

45、al force diagram while two sets of crane brake3.3.5 风荷载作用（1）风自左向右吹时均布荷载作用下：同理，对于F柱：C11=0.321图3-3-7 风自左向右吹是内力图Fig 3-3-7 Internal force diagram while wind blew right（2）风自右向左吹时，力图与上述刚好相反图3-3-8 风自右向左吹是内力图Fig 3-3-8 Internal force diagram while wind blew left3.4 排架柱设计取控制截面：对于单阶排架柱，上柱选择牛腿顶面（即上柱底截面）-为控制截面，下

46、柱选择-和-为控制截面，另外，-同时也是设计柱下基础的依据，截面-和-虽然处于同一位置，但截面和力值都不一样，分别代表上下柱截面，在设计截面-时，不计牛腿对其截面承载力的影响。排架柱是偏心受压构件，影响其纵向配筋率的主要因素是轴力N和弯矩M，根据可能需要的最大的配筋，一般考虑下面四种力的不利组合：图3-4-1 排架柱控制截面Fig 3-4-1 Control section of bent column（1）+Mmax与相应的N、V（2）-Mmax与相应的N、V（3）Nmax与相应的M、V（4）Nmin与相应的M、V（1）、（2）和（4）主要是针对大偏心受压破坏，（3）是针对小偏心受压破坏实际

47、工程中，偏心受压构件在不同的荷载组合中，同一截面分别承担正负弯矩，同时为了施工方便，不易发生错误，一般可采用对称配筋，即采取As=As。混凝土强度采用C30，钢筋采用HRB335，箍筋采用HRB2353.4.1 排架柱配筋计算1）上柱对称配筋时，求的大小偏心受压破坏界限时的轴力Nb，用以判断截面的大小偏心情况，选择最不利组合：排架柱的力组合中的各组轴力值均小于Nb，因此都可以视为大偏心受压情况，在截面为大偏心受压时，应以轴力小，弯矩大作为最不利力组合的选择依据仅自排架柱A力组合表中取1组最不利组合+Mmax=63.42KNMN=-351.66KN由结构侧移引起的二阶弯矩的影响，在构件的计算长度

48、中考虑，由纵向弯曲引起的二阶弯矩，用偏心距增大系数来考虑上柱的计算长度=23.9=7.8m，对称配筋，且/b=7.8/0.4=19.55，需要考虑纵向弯曲的影响，轴向力对截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的较大值，因此=20mm初始偏心距，故选择/b=19.5，在1530之间可先按照大偏心受压情况进行计算0.550=200.75mm且5，需要考虑纵向弯曲的影响轴向力对截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的较大值，因此=33.33mm初始偏心距，故选择/r=27.5，在1530之间可按照大偏心受压情况进行计算2=120mm满足大偏心受

49、压条件，且受压钢筋能够屈服另x=162.5mm说明受压区全部位于受压翼缘考虑第二种情况：+Mmax=423.30KNMN=-446.90KN轴向力对截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的较大值，因此=33.33mm初始偏心距，故选择/r=27.5，在1530之间可按照大偏心受压情况进行计算0.550=517mm且2=120mm满足大偏心受压条件，但受压钢筋不能够屈服另x=162.5mm说明受压区全部位于受压翼缘取故考虑第三种情况：-Mmax=-398.60KNMN=-566.46KN轴向力对截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的较大值

50、，因此=33.33mm初始偏心距，故选择/r=27.5，在1530之间可按照大偏心受压情况进行计算0.550=517mm且2=140mm满足大偏心受压条件，但受压钢筋不能够屈服另x=162.5mm说明受压区全部位于受压翼缘取故综合上述三种情况，可取选择622，按照轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力查的/r=27.528时，计算得：验算结果安全，满足条件3.4.2 柱斜截面承载力验算对于偏心受压排架柱，取仅需按照构造配筋故根据混凝土结构设计规10.3.2条和建筑抗震设计规9.1.20条规定，全柱高箍筋配置采用，加密区采用柱中纵向受力钢筋的净间距不应小于50mm；对水平浇筑的预制柱，其

51、纵向钢筋的最小净间距可按照混凝土结构设计规第10.2.1条关于梁的有关规定取用在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力钢筋以与轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋，其中距不宜大于300mm保护层厚度选择30mm3.4.3 运输、吊装阶段验算变截面柱采用1点起吊，吊点的位置通常设置在柱牛腿根部，一般不需要计算，但需复核抗弯强度和抗裂度，计算力可按照一端带有悬臂的简支梁进行分析，验算时，应考虑动力作用，柱自重应乘以动力系数1.5上柱自重为：牛腿处柱自重为：下柱自重为：下柱自重为：图3-4-2 吊装运输计算图Fig 3-4-2 Calculating diagram of lifting an

52、d transporting首先考虑平卧起吊，采用一点绑扎，绑扎点在牛腿底面处，柱起吊时吊离底面瞬间由自重产生的弯矩最大，计算简图如下所示上柱根部和吊点处的弯矩设计值分别为下柱段最大的正弯矩计算如下假设最大弯矩出现在端部最大弯矩为若最大弯矩出现在得到则，位于右端1) 上柱在吊装阶段的强度和裂缝宽度验算中，平吊时仅考虑四角钢筋参加工作，对称配筋为218，吊装时的强度验算按受弯构件考虑，按双筋梁计算截面强度，该截面能承担的弯矩：平吊时承载能力不够，采用翻身起吊时亦不满足承载力要求，故采用翻身吊，并增加配筋为414，满足承载力要求对柱的抗裂度验算，要求其满足抗裂度条件或裂缝宽度限制，可近似地用控制钢

53、筋应力的方法计算需要进行验算构件受力特征系数裂缝间钢筋应变不均匀系数取最大裂缝宽度满足裂缝宽度要求2) 下柱以起吊点所在截面为验算截面，仅考虑最外排钢筋参加工作，配筋422，满足承载力要求根据施工计算手册，可以认为满足抗裂缝宽度要求，不需要进行验算3.4.4 柱裂缝宽度验算混凝土结构设计规第8.1.2条规定，对于的偏心受压构件，可不验算裂缝宽度，本结构的环境类别为二类裂缝控制等级为三级，最大裂缝宽度为限值1) 上柱自排架柱力标准值组合取出-截面最不利组合情况+Mmax，k=48.26KNMNk=-293.05KN截面初始偏心距故可不验算裂缝宽度2) 下柱自排架柱力标准值组合取出-和-截面最不利

54、组合情况+Mmax,k=366.31KNMNk=-632.76KN截面初始偏心距故需验算裂缝宽度构件受力特征系数15，取使用阶段轴向压力偏心距增大系数纵向受拉钢筋的合力点至截面受压区合力点的距离故取z=771.62mm裂缝间钢筋应变不均匀系数取最大裂缝宽度3.5 抗风柱设计抗风柱外边缘位置与单层工业厂房横向封闭相重合，为避免抗风柱和端屋架相碰，应将抗风柱的上截面高度适当减小，变成变截面单阶柱，抗风柱的柱顶标高比屋架上弦中心线低50mm，这样，柱顶对屋架的作用力就可以通过弹簧板传至上弦中心线，不使上弦杆受扭山墙重量由基础梁承受，抗风柱主要承受风荷载，柱的自重可以忽略，这时抗风柱可作为变截面受弯构

55、件计算。3.5.1 确定抗风柱的尺寸抗风柱上下柱交界处的标高由排架柱顶标高减去100mm抗风柱下柱顶部标高为12600-100=12500mm抗风柱柱顶标高为12600+3490-50=16040mm基础至室0.00处高度为1200mm下柱高：上柱高：全柱高：截面宽度取截面高度取,3.5.2 求风荷载q与柱剪力柱顶距离室外地面高度为16040+300=16340mm风压高度变化系数风载体形系数均布荷载作用下：柱顶剪力柱底剪力图3-5-1 风荷载作用下内力图Fig 3-5-1 Internal force diagram under wind load绘出荷载标准值弯矩图如右图所示3.5.3 截

56、面配筋上柱弯矩设计值下柱弯矩标准值，此时下柱因此上柱按照，下柱按照配筋表3-5-1 抗风柱配筋表Table 3-5-1 Reinforcement of wind resistance column 上柱控制截面下柱控制截面弯矩设计值（）61.04167.310.1350.0890.9270.9530.1460.5500.0930.550828.261083.71选用钢筋516(As=1005mm2)616(As=1206mm2)3.5.4 运输、吊装阶段验算采用1点起吊，吊点的位置设置变截面以下3m处，需复核抗弯强度和抗裂度，计算力可按照一端带有悬臂的简支梁进行分析，验算时，考虑动力作用，柱

57、自重应乘以动力系数1.5上柱自重为：下柱自重为：考虑翻身起吊，柱起吊时吊离底面瞬间由自重产生的弯矩最大，计算简图如下所示上柱根部和吊点处的弯矩设计值分别为下柱段最大的正弯矩计算如下图3-5-2 抗风柱吊装运输计算图Fig 3-4-2 Calculating diagram of lifting and transporting1） 上柱在吊装阶段的强度和裂缝宽度验算中，翻身吊时，截面的受力方向与使用阶段一致，考虑最外边一排钢筋参加工作，对称配筋为516，吊装时的强度验算按受弯构件考虑，按双筋梁计算截面强度，该截面能承担的弯矩：满足承载力要求对柱的抗裂度验算，要求其满足抗裂度条件或裂缝宽度限制，

58、可近似地用控制钢筋应力的方法计算根据简明施工计算手册，可以认为满足抗裂缝宽度要求，可不验算裂缝宽度2） 下柱以起吊点所在截面为验算截面，翻身吊时，考虑最外边一排钢筋参加工作，配筋316，不满足承载力要求在最外一排钢筋面积为616，侧再配置一排钢筋216，满足承载力要求根据简明施工计算手册，要验算抗裂缝宽度要求。构件受力特征系数裂缝间钢筋应变不均匀系数取最大裂缝宽度 满足裂缝宽度要求吊装阶段的裂缝宽度验算时，只考虑最外排钢筋的作用正常使用状态下，经验算，截面的最大裂缝亦满足要求得出柱子配筋如下：表3-5-2 柱配筋表Table 3-5-2 Reinforcement of column配筋表排架

59、柱抗风柱上柱414（由吊装决定）516下柱422+222616+2163.6 柱间支撑建筑抗震设计规9.1.23条规定：一般情况下，应在厂房单元中部设置上、下柱间支撑，且下柱支撑应与上柱支撑配套设置，有起重机或8度和9度时，宜在厂房单元两端增设上柱支撑柱间支撑可在厂房eq oac(,5)-eq oac(,6)和eq oac(,15)-eq oac(,16)轴之间设置上柱支撑和下柱支撑，在eq oac(,1)-eq oac(,2)、eq oac(,9)-eq oac(,10)、eq oac(,11)-eq oac(,12)和eq oac(,19)-eq oac(,20)设置上柱支撑3.6.1 上

60、柱支撑根据05G336柱间支撑图集，抗风柱柱顶剪力标准值为则由迎风面传递至屋架的水平力为根据前面抗震验算采用的修正刚度法来计算纵向抗震作用纵向柱列的柱顶标高处的地震作用标准值为吊车梁顶标高处的纵向地震作用标准值为比较可知，选用柱间支撑时，由地震作用控制作用于每道上柱支撑的水平力设计值为按上柱支撑选用表，选择柱距6000：ZCs-39-1a水平杆长细比153.0，斜杆长细比为214.14柱距5400：ZCs-39-1b水平杆长细比136.6，斜杆长细比为198.23.6.2 下柱支撑吊车纵向水平刹车力作用于下柱支撑上节点的纵向水平作用组合设计值当“风荷载+吊车纵向水平荷载组合”时当地震作用时因此