24米跨度单层工业厂房

2/43PAGEPAGE42目录1单层工业厂房结构设计任务书 11.1设计题目 11.2设计任务 11.3设计内容 21.4设计资料 22.单层厂房结构设计 32.1屋面结构 32.1.1屋面结构 42.1.2排架柱及基础材料选用情况 42.1.3梁柱的结构布置 52.1.4基础平面布置 52.2排架结构计算 62.2.1计算简图及柱的计算参数 62.2.2荷载计算 72.2.3内力分析 132.2.4最不利内力组合 172.3排架柱的设计 192.3.1A(C)柱 192.3.2B柱 272.4基础设计 332.4.1A(C)柱 332.4.2B柱 36附3施工图3.1结构布置图3.2柱施工图3.3基础施工图单层工业厂房结构设计1单层工业厂房结构设计任务书1.1设计题目装配车间双跨等高厂房.1.2设计任务1.21.21.2.1.3设计内容1.31.31.1.1.1.⑴结构布置图（屋架，天窗架，屋面板，屋盖支撑布置，吊车梁，柱及柱间支撑，墙体布置）.⑵基础施工图（基础平面图及配筋图）.⑶柱施工图（柱模板图，柱配筋图）.1.4设计资料1.4.1某车间该车间为双跨等高有天窗厂房，柱距为6m，车间总长为60m，厂房跨为（见表1-1），剖面如图1-1所示。表1-1组别跨度（m）轨顶标高（m）吊车起重量（t）324.09.015/31.4.2吊车每跨设二台中级工作制软钩桥式吊车，吊车起重量及轨顶标高见表1-1.1.4.3建设地点扬州市(基本风压为0.4KN/㎡。基本雪压为0.35KN/㎡）.1.4.4工程地质及水文地质条件由勘察报告提供质料表明，地面以下1.6米为粉砂土，密实状态，不液化，可作为持力层，地基承载力标准值，历年地下水位在在地面以下-2.000m左右，土壤天然重度，内摩擦角。1.4.5建筑资料屋面：采用卷材防水保温层屋面，其构造做法为：卷材防水屋面，其做法如下：二毡三油防水层，热铺绿豆砂一层20厚1：3水泥砂浆找平层30厚细石混凝土整浇层，灌缝预应力混凝土大型屋面板围护墙：采用240厚空心墙，重度（包括内、外粉刷）3.6门墙：塑钢门窗，参见立面图地面：采用混凝土地面，室内外高差150建筑构造见图1-2(a)结构平面布置图(b)剖面图图1－242/432.单层厂房结构设计2.1屋面结构2.1.1屋面结构⑴屋面板采用（G410一、二）1.5m×6m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，卷材防水。自重1.3，灌缝0.1；屋面板的选用方法（包括檐口板，嵌板）是：计算该板所受外加荷载的标准值，在图集中查出的允许外加荷载标准值应比它大但又最接近的板代号，其选用结果见表2-1.⑵天沟板采用（G410三）1.5m×6m预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水天沟板）.又屋面排板计算，天沟板的宽度为680mm，该厂房一侧设有3根落水管，天沟板内坡度为5‰，垫层最薄处为20mm厚，则最厚处为75mm，如图2-1所示，按最厚处的一块天沟板计算其所受的外加荷载标准值，见图2-2.选用方法同屋面板，其选用结果见表2-1，但需要注意天沟板的开洞位置. 图2-1图2-2⑷屋架采用G415（三）预应力钢筋混凝土折线形屋架（跨度24m），选用时应根据屋面荷载大小，有无天窗及天窗类别，檐口类别等进行选用，其选用见表2-1⑸屋盖支撑①可不设屋架上弦横向水平支撑，但须保证屋面板与屋架的连接不少于三个焊接点并沿板缝灌注不低于C15的细石混凝土，否则，应在该厂房的两端第一柱间设置上弦横向水平支撑.②屋架间的垂直支撑与水平系杆，可在该厂房两端的第一柱间的端中及两端设置垂直支撑，并在各跨跨中下弦处设置通长的纵向刚系杆，在各跨两端下弦处设置通长的钢筋混凝土系杆.③屋架下弦的横向及纵向水平支撑均不可设.⑹吊车梁采用CG426（二）标准图集中的钢筋混凝土吊车梁（中轻级工作制），吊车梁高1200mm，自重：45.5，轨道及零件重0.09t/m，轨道及垫层构造高度170mm，见表2-12.1.2排架柱及基础材料选用情况⑴柱混凝土：采用C30,=14.3N/㎜²,=2.01N/㎜²钢筋：纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋（=300N/㎜²，=2×105N/㎜²），箍筋采用HPB235级钢筋.⑵基础混凝土：采用C20,=9.6N/㎜²,=1.54N/㎜²钢筋：采用HRB335级钢筋（=300N/㎜²）构件名称标准图集选用型号外加荷载允许荷载构建自重屋面板G410(一)1.5m×6m预应力混凝土屋面板YWB—2Ⅳ（中间跨）YWB—2Ⅳs（端跨）二毡三油防水层，热铺绿豆砂一层0.3520厚1：3水泥砂浆找平20×0.02=0.4030厚细石混凝土整浇层，灌缝0.72恒载1.47KN/㎡Σ2.17KN/㎡2.46KN/㎡板自重1.30KN/㎡灌缝重0.1KN/㎡G410(一)1.5m×6m预应力混凝土屋面板（卷材防水嵌板，檐口板）KWB—1（中间跨）KWB—21s（端跨）同上2.50KN/㎡板自重1.65KN/㎡灌缝重0.1KN/㎡天沟板G410(三)1.5m×6m预应力混凝土屋面板（卷材防水天沟板）TGB68—1（中间跨）TGB68—1a（中间跨右端有开洞）TGB68—1b（中间跨左端有开洞）TGB68—1sa（端跨右端有开洞）TGB68—1sb（端跨左端有开洞）积水深为230mm（与高肋齐）10×0.23×0.46=1.06二毡三油防水层，热铺绿豆砂一层0.35×0.9=0.3220厚1：3水泥砂浆找平20×0.02=0.4030厚细石混凝土整浇层，灌缝24.01×0.03×0.5=0.36Σ2.1KN/㎡3.05KN/㎡2.00KN/㎡屋架G415(三)预应力钢筋混凝土折线形屋架（跨度24m）YWJA—24—1CC屋面板以上恒载1.47KN/㎡活载0.70KN/㎡屋架以上荷载2.17KN/㎡3.50KN/㎡0.5支撑重0.07t/m吊车梁CG426（二）钢筋混凝土吊车梁（中轻级工作制）YMDL6—8（中间跨）YMDL6—8（边跨）4.55表2-12.1.3梁柱的结构布置排架柱尺寸的选定算上柱高及柱全高由工艺要求，轨顶标高为9.0m,吊车为15/3t,Lk=24-1.5=22.5m,中级工作制，查吊车有关资料，轨顶至吊车顶距H=2.300m.柱顶标高=轨顶标高+吊车顶端与柱顶的净空尺寸=9.0+2.3+0.220=11.52m.由牛腿顶面标高及模板要求，吊车梁高为1.2m，轨道及垫层构造高度取0.17m，故牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶垫高=9.0-1.2-0.17=7.63m(取7.6m)依次，柱顶标高=牛腿顶面高+吊车梁高+轨顶垫高+H+0.22=7.6+1.2+0.17+2.3+0.22=11.49m(取11.50m)综上，则柱顶标高为11.500m，上柱高Hu=柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高=11.5-7.6=3.9m,全柱高H=柱顶标高-基顶标高=11.5-（-0.6）=12.1m,下柱高Hl=H-Hu=7.6+0.6=8.2m,实际轨顶标高=7.6+1.2+0.17=8.96m与8.1m要求相差在±1.0m范围内，故满足要求，1—1剖面图见图1-2.上柱与全柱高的比值λ==0.35②柱截面尺寸.边柱上柱为矩形截面，400mm×400mm，则（满足要求）；下柱为I形截面，400×800mm。中柱上柱为矩形截面，400mm×600mm，同理可知满足要求；下柱为I形截面，400×800mm。柱的截面几何特征列于表2-2。表2-2柱的计算参数柱号 计算参数截面尺寸（mm）面积（mm2）惯性矩（mm4）自重（kN/m）A、C上柱□400×4001.6×1052.13×1094.0下柱I400×800×100×1501.775×10514.4×1094.44B上柱□400×6002.4×1057.2×1096.0下柱I400×800×100×1501.775×10514.4×1094.44I字形截面其余尺寸如图2-3.图2-3③牛腿尺寸初选由牛腿几何尺寸的构造规定α≤45°,hl≥h/3,且hl≥200mm,故取α=45°，hl=400mm，则A（C）轴柱：；h=400+200=600mm.B轴柱：；h=400+600=1000mm.牛腿尺寸见图2-4图2-4⑵柱间支撑可在该厂房中部轴线间设置上柱支撑和下柱支撑.⑶吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置可参考以上选型及布置画出.结构布置图见图纸2.1.4基础平面布置⑴基础编号首先应区分排架类型，分标准排架、端部排架、伸缩缝处排架等，然后对各类排架的中柱和边柱的基础分别编号，还有抗风柱的基础也须编入.2.2排架结构计算2.2.1计算简图及柱的计算参数⑴计算简图见图2-5.2.2.2荷载计算永久荷载①盖自重预应力混凝土大型屋面板1.2×1.3=1.56灌缝1.2×0.1=0.12二毡三油防水层，热铺绿豆砂一层1.2×0.35=0.4220mm水泥1:3砂浆找平层1.2×20×0.02=0.4830厚细石混凝土整浇层，灌缝1.2×0.72=0.86Σg=3.30天沟板1.2×2.0×6=14.4kN屋架自重1.2×106=127.20kN则作用于柱顶的屋盖结构自重：G1=e1=②柱自重C轴上柱：G2A=G2C=γGgkHu=1.2×4.0×3.9=18.72kN.e2=e2A=e2C==200mm下柱：G3A=G3C=γGgkHu=1.2×4.44×7.2=38.36kNe3A=e3C=0B轴上柱：G2B=1.2×6.0×3.9=18.72kN.e2B=0下柱：G3B=1.2×4.44×7.2=38.36kNe3B=0③吊车梁及轨道自重G4=1.2×（45.5+0.9×6.0）=61.08kN各项永久荷载及其作用位置见图2-6。图2-6⑵屋面活荷载由«荷载规范»查得屋面活荷载标准值为0.7KN/m2（因屋面活活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载）.Q=1.4×(0.5+0.2)×6×12=70.56kN活荷载作用位置于屋盖自重作用位置相同，如图2-6括号所示.⑶吊车荷载吊车计算参数见表2-3，并将吊车吨位换算为kN.跨度（m）起重量Q(t)跨度Lk(m)最大轮压Pmax(t)最小轮压Pmin(t)大车轮距K(m)吊车最大宽度B(m)吊车总重G(t)小车重g(t)轨顶至吊顶距离H(m)杯口高度（m）2415/322.521.53.04.45.5532.07.52.3-0.6表2-3根据B与K，算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的坐标值如图2-7所示，依据该图求得作用于柱上的吊车竖向荷载.图2-7①车竖向荷载Dmax=γQPk,maxΣyi=1.4×[215×(1+0.267+0.808+0.075)]=647.25kNDmin=γQPk,minΣyi=1.4×[30×(1+0.267+0.808+0.075)]=118.65kN②吊车横向水平刹车力当吊车起重量在Q=15～50t时，α=0.10，则一个大车轮子传递的吊车横向水平荷载设计值1Tmax=×（1+0.808+0.075+0.267）=18.4kN⑷风荷载由设计资料该地区基本风压为ω0=0.40KN/m2，按B类地面粗糙度，从«荷载规范»查得风压高度变化系数为：柱顶标高H=10.5m,查得=1.394，檐口标高11.96m，查得=1.435，风荷载标准值为：ω1==1.0×0.8×1.394×0.40=0.45kPa.ω2==1.0×0.4×1.435×0.40=0.22kPa.则作用在排架计算简图的风荷载设计值为：=3.78kN/m=1.85kN/mFw==1.4×[(0.8+0.4)×1.435×1.46+(-0.1)×0.22×0.84]×1.0×0.4×6=8.39kN风荷载作用下的计算简图如图2-8所示.图2-8a风荷载体形系数图2-8b风荷载计算简图2.2.3内力分析⑴剪力分配系数μ的计算C轴柱：,则B轴柱：，则各柱的剪力分配系数：久荷载作用下排架内力分析。恒荷载作用下的计算简图如图2-9（a）所示G1A=G1C=G1=315.6kNM1A=M1C=G1e1=315.6×0.05=15.78kN﹒mG2A=G2C=G2A+G4=18.72+61.08=79.8kNM2A=M2C=(G2Ak+G4A)e2-G4e3=(315.6+18.72)×0.2-61.08×0.35=45.49kN﹒mG3A=G3C=38.36kN由于图2-9（a）所示排架的计算简图为对称结构，在对称荷载作用下排架无侧移，各柱可按上端为不动铰支座计算，故中柱无弯矩.由A、C柱：n=0.148，λ=0.351，，，则RA=R1+R2=3.81+74.30=8.11kN,RC=-RA=-8.11kNB柱：G1B=2G1=2×315.6=631.2kN,M1=0,G2B=G4×2+G’2B=61.08×2+28.08=150.24Kn,M2=0,G3=38.36kNn=0.5,λ=0.351,查得C1=1.61,C3=1.26R1=0,R2=0,Rb=R1+R2=0R=RA+RB+RA=0将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱柱顶最后剪力分别为VA=RA-ηAR=8.11kN(→)VB=0VC=RC=-8.11kN(←)在R与M、M共同作用下，可以作出排架的弯矩图、轴力图及柱底剪力图，如图2-9（b）、（c）所示.图2-9恒荷载作用下排架内力图（a）计算简图；（b）M图（kNm），V（kN）；（c）N图（kN）⑶屋面活荷载作用①AB跨作用有屋面活荷载由屋架传至柱顶的压力为Q=70.56kN，由它在A、B柱柱顶及变阶处引起的弯矩分别为：M1A=Q1e1=70.56×0.05=3.53kN﹒m,M2A=Q1e2=70.56×0.2=14.11kN﹒m,M1B=Q1e5=70.56×0.15=10.58kN﹒m,计算简图如图2-10（a）所示.计算不动铰支座反力A柱：由前知C1=2.68，C3=1.05，则RA=R1A+R2A=0.85+1.33=2.18kN(→)B柱：由前知C1=1.61,则排架柱顶不动铰支座总反力为：R=RA+RB=2.18+1.53=3.71kN(→)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=2.18-0.317×3.71=1.01kN(→)VB=RB-ηBR=1.53-0.366×3.71=0.17kN(→)VC=RC-ηCR=0-0.317×3.71=-0.99kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-10（b）、（c）所示.图2-10AB跨在屋面活荷载作用下排架内力图（a）计算简图；（b）M图（kNm），V（kN）；（cN图（kN）②BC跨作用有屋面活荷载由于结构对称，故只需将AB跨作用有屋面活荷载情况的A柱与C柱的内力对换并将内力变号即可，其排架各柱内力见图2-11.图2-11BC跨在屋面活荷载作用下排架内力图（a）计算简图；（b）M图（kNm），V（kN）；（c）N图（kN）⑷吊车荷载作用（不考虑厂房整体空间工作）①Dmax作用于A柱由前，Dmax=647.15kN(Dmin=118.65kN),由吊车竖向荷载、在柱中引起的弯矩为：MA=Dmax﹒e=647.15×0.35=226,50kN﹒m,MB=Dmin﹒e=118.65×0.75=88.99kN﹒m,计算简图如图2-12（a）所示.计算不动铰支座反力A柱：n=0.148,λ=0.351,查表得C3=1.05，B柱：n=0.5,λ=0.351,查表得C3=1.26，则不动铰支座总反力为：R=RA+RB=-21.43+10.10=-11.33kN(→)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-21.43+0.317×11.33=-17.84kN(←)VB=RB-ηBR=10.10+0.366×11.33=14.25kN(→)VC=RC-ηCR=0+0.317×11.33=3.59kN(→)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-12（b）、（c）所示.图2-12柱及吊车梁自重作用下排架内力图（a）计算简图；（b）M图（kNm），V（kN）；（c）N图（kN）②Dmax作用于B柱左由吊车竖向荷载，Dmax=647.15kN(Dmin=118.65kN),在柱中引起的弯矩为：MA=Dmax﹒e=647.15×0.75=485.36kN﹒m,MB=Dmin﹒e=118.65×0.35=41.53kN﹒m,计算简图如图2-13（a）所示.计算不动铰支座反力A柱：n=0.148,λ=0.351,查表得C3=1.05，B柱：n=0.5,λ=0.351,查表得C3=1.26，则不动铰支座总反力为：R=RA+RB=-3.93+55.09=51.16kN(→)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-3.93-0.317×51.16=-20.15kN(←)VB=RB-ηBR=55.09-0.366×51.16=36.37kN(→)VC=RC-ηCR=0-0.317×51.16=-16.22kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-13（b）、（c）所示.图2-13柱及吊车梁自重作用下排架内力图（a）计算简图；（b）M图（kNm），V（kN）；（c）N图（kN）③Dmax作用于B柱右根据结构的对称性，其内力计算同“Dmax作用于B柱左”情况，只需将A、C柱内力对换一下，并全部改变弯矩及剪力符号即可，其结果如图2-14所示.图2-14④Dmax作用于C柱同理，将“Dmax作用于A柱”情况的A、C柱内力对换，并注意改变符号，得出各柱的内力，如图2-15所示.图2-15⑤：AB跨的二台吊车刹车计算简图如图2-16（a）所示.A柱：由及n=0.148,λ=0.351,y=0.7Hu，y=0.6Hu，内插后得C5=0.537RA=-Tmax﹒C5=-18.4×0.537=-9.88kN(←)B柱：由及n=0.5,λ=0.351,计算y=0.7Hu得C5=0.613；y=0.6Hu得C5=0.669,内插后得C5=0.617RB=-Tmax﹒C5=-18.4×0.617=-11.35kN(←)则R=RA+RB=-9.88-11.35=-21.23kN(←)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力为（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-9.88+0.317×21.23=-3.15kN(←)VB=RB-ηBR=-11.35+0.366×21.23=-3.58kN(←)VC=RC-ηCR=0+0.317×21.23=-6.73kN(→)排架各柱的内力如图2-16（b）所示.图2-16⑥：BC跨的二台吊车刹车根据结构的对称性，内力计算同“AB跨的二台吊车刹车”情况，仅需将A柱和C柱的内力对换.排架各柱的内力如图2-17（b）所示.图2-17⑦：AB跨与BC跨各有一台15/3t吊车同时刹车时，计算简图如图2-18（a）所示.A柱：同前C5=0.537，RA=-Tmax﹒C5=-18.4×0.537=-9.88kN(←)B柱：同前C5=0.617，RB=-Tmax﹒C5=-18.4×0.617=-11.28kN(←)C柱：同A柱，RC=-9.88kN(←)则R=RA+RB+RC=-9.88×2-11.28=-31.04kN(←)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-9.88+0.317×31.04=-0.04kN(←)VB=RB-ηBR=-11.28+0.366×31.04=-0.08kN(→)VC=RC-ηCR=-9.88+0.317×31.04=-0.04kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-18（b）所示.图2-18⑸风荷载作用①自左向右吹时，计算简图如图2-19（a）所示.A柱：n=0.148,λ=0.351,计算RA=-q1﹒H2﹒C11=-3.78×11.1×0.326=-13.68kN(←)C柱：同A柱，C11=0.326，RC=-q2﹒H2﹒C11=-1.85×11.1×0.326=-6.69kN(←)则R=RA+RC+FW=-13.68-6.69-8.34=-28.71kN(←)将R反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（ηA=ηC=0.317,ηB=0.366）VA=RA-ηAR=-14.68+0.317×28.71=-4.58kN(←)VB=RB-ηBR=0+0.366×28.71=10.51kN(→)VC=RC-ηCR=-6.69+0.317×28.71=2.41kN(→)排架各柱的内力如图2-19（b）所示.图2-19②风自右向左吹时，此种荷载情况的排架内力与“风自左向右吹”的情况相同，仅需将A、C柱的内力对换，并改变其内力的符号即可.排架各柱的内力如图2-20所示.图2-202.2.4最不利内力组合首先，取控制截面，对单阶柱，上柱为Ⅰ-Ⅰ截面，下柱为Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面.考虑各种荷载同时作用时出现最不利内力的可能性，进行荷载组合，在本设计中，取常用的荷载组合有:i)由可变荷载效应控制的组合永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）即S=+0.9永久荷载+其它可变荷载/风荷载即S=+ii)由永久荷载效应控制的组合永久荷载+0.7（屋面均布荷载（风荷载）+吊车荷载）即S=+在每种荷载组合中，对柱仍可以产生多种的弯矩M和轴力N的组合.由于M和N的同时存在，很难直接看出哪一种组合为最不利.但对I字形或矩形截面柱，从分析偏心受压计算公式来看，通常M越大相应的N越小，其偏心距e0就越大，可能形成大偏心受压，对受拉钢筋不利；当M和N都大，可能对受压钢筋不利；但若M和N同时增加，而N增加得多些，由于e0值减少，可能反而使钢筋面积减少；有时由于N偏大或混凝土强度等级过低，其配筋量也增加。本设计考虑以下四种内力组合：+Mmax及相应的N、V；-Mmax及相应的N、V；Nmin及相应的M、V；Nmax及相应的M、V。在这四种内力组合中，前三种组合主要是考虑柱可能出现大偏心受压破坏的情况；第四种组合考虑柱可能出现小偏心受压破坏的情况；从而使柱能够避免任何一种形式的破坏.分A（C）柱和B柱，组合其最不利内力，在各种荷载作用下A（C）柱内力设计值汇总见表2-4；B柱内力设计值汇总见表2-5.A（C）柱内力设计值组合表见表2-6；B柱内力设计值组合表见表2-7。表2-4A（C）柱在各种荷载作用下内力设计值汇总表荷载类别序号截面内力值Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)屋盖自重115.85315.6-63.95315.65.56315.68.11柱及吊车梁自重2018.7217.6379.817.63118.160屋面活荷载AB跨有30.3770.56-13.7470.56-6.5470.561.0BC跨有44.6004.60013.1001.18吊车竖向荷载Dmax作用于AB跨A柱5-69.580156.92647.1528.47647.15-17.841AB跨B柱左6-78.590-37.06118.65-182.14118.65-20.15BC跨B柱右763.26063.260180.04016.22BC跨C柱8-14.00-14.0039.850-3.59吊车横向荷载TmaxAB跨二台吊车刹车9±9.800±9.800±119.600±15.25BC跨二台吊车刹车10±26.250±26.250±74.700±6.73两跨各有一台200/50kN吊车刹车11±21.920±21.920±182.030±18.36风荷载自左向右吹1210.88010.880182.03037.38自右向左吹13-23.470-23.470-140.720-22.95表2-5B柱在各种荷载作用下内力设计值汇总表荷载类别序号截面内力值Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)屋盖自重10631.20631.20631.20柱及吊车梁自重2028.080150.240188.60屋面活荷载AB跨有3-9.9270.56-9.9270.56-8.6970.560.17BC跨有49.9270.569.9270.568.6970.56-0.17吊车竖向荷载Dmax作用于AB跨A柱555.580-33.41118.6569.19118.6514.25AB跨B柱左6141.840-343.52647.15-81.65647.1536.37BC跨B柱右7-141.840343.52647.1581.65647.15-36.37BC跨C柱8-55.58033.41118.65-69.19118.65-14.25吊车横向荷载TmaxAB跨二台吊车刹车9±8.120±8.120±114.820±14.82BC跨二台吊车刹车10±8.120±8.120±114.820±14.82两跨各有一台15/3t吊车刹车11±22.390±22.390±155.450±18.48风荷载自左向右吹1240.99040.990116.66010.51自右向左吹13-40.990-40.990-116.660-10.51荷载组合类别内力组合名称Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）+Mmax1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.9(4+0.8/0.9(5+7)+10+12)1+2+0.9(4+0.8/0.9(5+7)+10+12)110.67397.82167.38976.62504.32951.4858.04-Mmax1+2+0.9(0.8/0.9(6+8)+10+13)1+2+0.9(3+0.8/0.9(6+8)+10+12)1+2+0.9(3+0.8/0.9(6+8)+11+13)-102.97334.32-143.92553.82-361.88592.18-47.16Nmin1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.9(3+4+5+9+13)1+2+0.9(3+4+5+9+12)110.67397.82105.291041.34326.181079.7030.49Nmax1+2+0.9(4+7+10+12)1+2+0.9(8+10+13)1+2+0.9(4+7+10+12)110.34334.32-103.67395.4428.07433.7633.72永久荷载+可变荷载/风荷载+Mmax1+2+71+2+51+2+1279.11224.32110.61042.55205.22433.7645.49-Mmax1+2+31+2+131+2+6-62.74334.32-69.79395.4-158.951080.91-9.73Nmin1+2+31+2+51+2+516.22404.88110.61042.5551.661080.91-9.73Nmax1+2+71+2+71+2+1279.11334.3216.94395.4205.22433.7645.49永久荷载+0.7（屋面荷载（雪荷载）+吊车荷载）+Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(4+0.8/0.9(5+7))1.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)65.59425.5088.11847.50161.29487.9821.30-Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(0.8/0.9(6+8))1.35/1.2(1+2)+0.7(3+0.8/0.9(6+8))1.35/1.2(1+2)+0.7(3+0.8/0.8(6+8))-39.78376.11-93.50568.04-67.03611.38-4.95Nmin1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+5)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+5)-62.54354.3795.88401.15-387.30445.3458.93Nmax1.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7×81.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)65.33376.11-61.91444.83256.23487.9821.30表2-6A（C）柱内力设计值组合表注：荷载标准值组合值=荷载设计值组合值/1.2荷载组合类别内力组合名称Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)M(kN﹒m)N(kN)V(kN)永久荷载+0.9（可变荷载+风荷载）+Mmax1+2+0.9(4+6+9+12)1+2+0.9(4+7+10+12)1+2+0.9(4+0.8/0.9(5+7)+11+12)180.78704.78362.301427.38373.391495.948.24-Mmax1+2+0.9(3+7+10+13)1+2+0.9(3+6+9+13)1+2+0.9(3+0.8/0.9(6+8)+11+13)-180.78704.78-362.301427.38-373.391495.94-8.24Nmin1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.9(3+4+0.8/0.9(5+7)+11+12)1+2+0.9(3+4+0.8/0.9(5+7)+11+12)171.86786.29305.041521.09365.571559.458.40Nmax1+2+0.9(6+9+12)1+2+0.9×121+2+0.9×12171.86659.2836.89781.44104.99819.89.46永久荷载+可变荷载/风荷载+Mmax1+2+61+2+71+2+12141.84659.28343.521428.59116.66819.810.51-Mmax1+2+71+2+61+2+13-141.84659.28-343.521428.59-116.66819.8-10.51Nmin1+2+41+2+71+2+79.92729.84343.521428.5981.651466.95-36.37Nmax1+2+61+2+121+2+12141.84659.2840.99781.44116.66819.8-18.88永久荷载+0.7（屋面荷载（雪荷载）+吊车荷载）+Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(4+6)1.35/1.2(1+2)+0.7(4+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(4+0.8/0.9(5+7))106.23791.08247.411381.5299.941448.16-13.88-Mmax1.35/1.2(1+2)+0.7(3+7)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+6)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+0.8/0.8(6+8))-106.23791.08-247.411381.52-99.941448.1613.88Nmin1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+6)1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+0.8/0.9(5+7))1.35/1.2(1+2)+0.7(3+4+0.8/0.9(5+7))99.29840.47234.531454.4093.861497.56-13.76Nmax1.35/1.2(1+2)+0.7×61.35/1.2(1+2)+0.7×41.35/1.2(1+2)+0.7×499.29742.256.94928.516.08971.67-0.12表2-7B柱内力设计值组合表注：荷载标准值组合值=荷载设计值组合值/1.22.3排架柱的设计2.3.1A(C)柱实际工程中，偏心受压构件在不同的荷载组合中，在同一截面分别承受正负弯矩；再者也为施工方便，不易发生错误，一般可采用对称配筋，此处即取.混凝土强度等级为C30，=14.3，=2.01；钢筋为HRB335，==300；箍筋采用HPB235。⑴选用控制截面最不利内力。对于对称配筋的偏心受压构件，当且时，为大偏心受压构件，当或虽但时，为小偏心受压构件。在选取控制截面最不利时，可取=1.0进行初步判断大小偏心受压。对于上柱，截面有效高度mm。用上述方法对上柱I-I截面的12组内力进行判别，有9组内力为大偏心受压，3组内力为小偏心受压。其中3组小偏心受压的N值均满足说明为构造配筋。对9组大偏心受压内力，按照“弯矩相差不大时，轴力越小越不利；轴力相差不多时，弯矩越大越不利”的原则确定上柱的最不利内力为M1=110.67kN﹒m，N1=397.82kN对于下柱，可参照上柱的方法选取最不利的内力。经计算判断。下柱Ⅲ-Ⅲ截面的12组内力进行判别，有8组内力为大偏心受压，4组内力为小偏心受压。其中4组小偏心受压的N值均满足说明为构造配筋。选取下柱控制截面的两组最不利内力：M1=504.32kNmN1=951.48kNV1=58.04kN；M2=428.07kNmN1=433.76kNV1=33.72kN。⑵上柱配筋计算。选取上柱的内力进行配筋计算由表查得吊车厂房厂房排架方向上柱的计算长度.所以，初始偏心距为278+20=298mm由于故需考虑纵向弯曲影响。故取，由于>15，，则，故，截面受压区高度为：，且说明截面属于大偏心受压情况，并按时计算。选418（As=A’s=1017mm2），则柱截面全部纵筋的配筋率，截面一侧钢筋的配筋率=0.64%>0.2%，满足要求。按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受弯承载力，由查表知垂直于排架方向上柱的计算长度，，=0.95=0.9×0.95×（14.3×400×400+300×1017×2）=1956.84kN>Nmax=425.50kN满足弯矩作用平面外的承载力要求。下柱配筋计算。有分析结果可知，下柱取下列两组最不利内力进行配筋计算：M1=504.32kN﹒m，N1=951.48kN，V=58.04kN；M2=428.07kN﹒m，N2=433.76kN，V=33.72kN。①按M1、N1计算由表查得下柱的计算长度。由表2-2得Ⅰ字形柱截面面积A=1.775×105mm2530+26.7=556.7mm由于>5，故需考虑纵向弯曲影响。取由于<15,取所以可先按大偏心受压情况计算。先假定中和轴位于翼缘内，则所以说明中和轴位于腹板内，应重新按下式计算受压区高度:且mm，说明截面属于大偏心受压情况，则②按M2、N2计算由于>5，故需考虑纵向弯曲影响取由于<15,取所以可先按大偏心受压情况计算。先假定中和轴位于翼缘内，则所以假定成立，说明中和轴位于腹板内。mm且mm比较上述两种计算结果，下柱截面选418+220（=1645mm2），则下柱截面全部纵筋的配筋率，截面一侧钢筋的配筋率=0.927%>0.2%，满足要求。按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受弯承载力，由查表知垂直于排架方向上柱的计算长度，，=0.91=0.9×0.91×（14.3×177500+300×1645×2）=2887.18kN>Nmax=1080.91kN满足弯矩作用平面外的承载力要求。⑷裂缝宽度验算《混凝土结构设计规范》规定，对≤0.55的偏心受压构件可不进行裂缝宽度验算。汇总见表2-8。①上柱取一组按标准值效应组合的最不利内力值，M=110.34kN﹒m，N=334.32kN则截面原始偏心距，又，故需验算裂缝宽度.且有又因故则，纵向受拉钢筋的合力至受压混凝土合力作用点间距离为：按荷载效标准值应组合计算的纵向受拉钢筋应力，，裂缝间钢筋应变不均匀系数为：则最大裂缝宽度为：满足要求.②下柱取一组按标准值效应组合的最不利的内力值M=428.07kN﹒m，N=433.76kN则截面原始偏心距，又，故需验算裂缝宽度.且有又因，故取，则，，纵向受拉钢筋的合力至受压混凝土合力作用点间距离为：按荷载标准值效应组合计算的纵向受拉钢筋应力，，裂缝间钢筋应变不均匀系数为：，则最大裂缝宽度为：满足要求。柱截面上柱下柱内力标准值M(kN﹒m)110.34428.07N(kN)334.32433.76330.0mm>0.55986.88mm>0.550.130.0191.1051.0529.65mm1351.88mm00.637296.75mm654.88mm215.0MPa233.87Mpa0.6330.8200.229mm<0.3mm(满足要求)0.265mm<0.3mm(满足要求)表2-8柱的裂缝宽度验算表：⑸柱的箍筋配置。非地震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般有构造要求控制。根据构造要求，上下柱均采用8@200箍筋。⑹牛腿设计①截面尺寸验算牛腿外形尺寸：取，作用于牛腿顶部的竖向荷载设计值；而按荷载标准值效应组合的竖向应力值；作用于牛腿顶部按荷载标准值效应组合计算的水平拉力值。那么故截面尺寸符合要求。②正截面承载力计算确定纵筋数量,因，故纵向受拉钢筋按构造配置：，且不小于4Ф12()，故取为4Ф14()③斜截面承载力—箍筋和弯起钢筋按构造确定因，故牛腿内可不设弯起钢筋.箍筋选为ф8@120，且应满足牛腿上部范围内箍筋面积不小于纵向受力钢筋面积的一半，即，满足要求。④局部承压强度验算取垫板尺寸为400×400mm.则，故满足要求.全柱的模板及配筋图见图。⑺运输、吊装阶段验算。柱采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，待混凝土达到设计强度后起吊。由表查知，住插入杯口深度为，取800mm，则柱吊装时总长为7.2+3.9+0.8=11.9mm。计算简图如图2-21所示。①内力计算根据上柱和下柱的截面尺寸查表2-2得到的自重为上柱：；下柱：；各段柱自重线荷载（考虑动力作用的动力系数n=1.5）的设计值为：，，。图2-21上柱根部与吊点处（牛腿根部）的弯矩设计值分别为：，下段柱最大正弯矩计算如下：，由，得，则.②承载力和裂缝宽度验算。上柱配筋为,其受弯矩承载力按下式进行验算：故承载力满足.裂缝宽度验算如下：，又，，满足要求。下柱配筋为，其受弯矩承载力按下式进行验算：故下柱截面承载力满足.钢筋应力为：，又，，<0.2取0.2满足要求.2.3.2B柱B柱的设计方法与A柱完全相同，也采用对称配筋，取；混凝土强度等级为C30，=14.3，=2.01；钢筋为HRB335，==300；箍筋采用HPB235。计算结果如下：选用控制截面最不利内力。选取上柱的最不利内力为M=171.86kN﹒m，N=786.29kN选取下柱控制截面的两组最不利内力：M1=362.30kN﹒m，N1=1427.38kN；M2=305.04kN﹒m，N2=1521.09kN上柱配筋计算。选取上柱最不利的内力进行配筋计算：M=171.86kN﹒m，N=786.29kN由查表知，有吊车厂房厂房排架方向上柱的计算长度为.所以，初始偏心距为218.57+20=238.57mm由于故需考虑纵向弯曲影响。故取，由于<15，取则，故，截面受压区高度为：，且说明截面属于大偏心受压情况，则选418（As=A’s=1017mm2），则柱截面全部纵筋的配筋率，截面一侧钢筋的配筋率=0.167%<0.2%，所以上柱按构造配筋。选用每测318（）按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受弯承载力满足要求。⑶下柱配筋计算。有分析结果可知，下柱取下列两组最不利内力进行配筋计算：M1=362.30kN﹒m，N1=1427.38kNM2=305.04kN﹒m，N2=1521.09kN①按M1、N1计算由表查得下柱的计算长度.由表2-2得Ⅰ字形柱截面面积A=1.775×105mm2253.8+26.7=280.5mm由于>5，故需考虑纵向弯曲影响由于<15,所以可先按大偏心受压情况计算。先假定中和轴位于翼缘内，则所以说明中和轴位于腹板内，应重新按下式计算受压区高度:说明截面属于小偏心受压。又因为<所以只需按构造要求配筋即可。②按M2、N2计算由于>5，故需考虑纵向弯曲影响由于<15,所以可先按大偏心受压情况计算。先假定中和轴位于翼缘内，则所以假定不成立，说明说明中和轴位于腹板内，应重新按下式计算受压区高度:说明截面属于小偏心受压。又因为<所以只需按构造要求配筋即可。比较上述两种计算结果，下柱构造配筋。，每侧选用418（）。按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受弯承载力满足要求。⑷裂缝宽度验算。从表中选取偏心距最大时所对应的最不利内力（荷载标准值效应组合）。上柱：Mk=141.84/1.2=118.2kNm，NK=659.28/1.2=549.4kN；下柱：Mk=373.39/1.2=311.16kNm，NK=1495.94/1.21246.62kN。因为上柱下柱所以B柱可以不验算裂缝宽度。⑸B柱的箍筋配置。非地震区的单层厂房柱，其箍筋数量一般有构造要求控制。根据构造要求，上、下柱均采用8@200箍筋。⑹牛腿设计①截面尺寸验算牛腿外形尺寸：（考虑安装偏差20mm），取，作用于牛腿顶部的竖向荷载设计值；而按荷载标准值效应组合的竖向应力值；作用于牛腿顶部按荷载标准值效应组合计算的水平拉力值。故截面尺寸符合要求.②正截面承载力计算确定纵筋数量,因为<所以取=因为所以纵向受力钢筋按构造配置。，实际选用4Ф20()。③斜截面承载力—箍筋和弯起钢筋按构造确定因，故牛腿内应设弯起钢筋,设于牛腿上部之间的范围，如图2-28所示；且弯起钢筋的面积，取为5Ф16（），而，故满足要求.箍筋选为Ф8@120，且应满足牛腿上部范围内箍筋面积不小于纵向受力钢筋面积的一半，即，满足要求.④局部承压强度验算取垫板尺寸为400×400mm.则，故满足要求.全柱的模板及配筋图见图纸。⑺运输、吊装阶段验算。柱采用翻身起吊，吊点设在牛腿下部，待混凝土达到设计强度后起吊。由表查知，住插入杯口深度为，取800mm，则柱吊装时总长为7.2+3.9+0.8=11.9mm。计算简图如图2-22所示。①内力计算根据上柱和下柱的截面尺寸查表2-2得到的自重为上柱：；下柱：；各段柱自重线荷载（考虑动力作用的动力系数n=1.5）的设计值为：，，。图2-22上柱根部与吊点处（牛腿根部）的弯矩设计值分别为：，下段柱最大正弯矩计算如下：，由，得，则.②承载力和裂缝宽度验算。上柱配筋为,其受弯矩承载力按下式进行验算：故承载力满足.钢筋应力为：，又，，取0.01满足要求。下柱配筋为，其受弯矩承载力按下式进行验算：故下柱截面承载力满足.裂缝宽度验算如下：，又，满足要求.2.4基础设计按《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）规定，对地基承载力标准值在，单层排架结构，6m柱距的多跨厂房，跨度，吊车额定起重量不超过30t的二级建筑物，设计时可不作地基变形计算，当按地基承载确定基础底面积、埋深以及设计基础时，应按荷载设计值进行计算。基础材料：混凝土强度等级为C20，=9.6，=1.1；钢筋为HRB335，=300，基础垫层采用C10素混凝土。2.4.1A⑴荷载自表2-5中取得柱基础顶面最不利的三组荷载设计值如下：M1=504.32kN﹒m，N1=951.48kN，V1=58.04kN；M2=-361.88