单层工业厂房钢筋混凝土的排架结构

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0.6KN/m2，地面粗糙度B类，，务及资料基本雪压0.6KN/m2,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200KN/m2，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。、确定做法1•屋面用二毡三油防水层加小豆石(0.35KN/m2)，下为20厚水泥砂浆找平(20KN/m2),80厚加气混凝土保温层(0.65KN/m2)。、确定做法2.A4工作制下20/5t吊车，最大轮压PMAX=215KN，最小轮压PMIN=45KN/，轮距4400mm，小车重75KN。

3•围护墙用240厚砖砌墙，钢门窗(0.45KN/m2),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屋面板选用1.5€6m预应力混凝土大型屋面板，屋面何载标准值：防水层 G1k=0.35kN/m2保温层 G2k=0.65kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 G3k=0.40kN/m2雪荷载 Qk=0.60kN/m2外加荷载基本组合设计值q=1.35x(0.35+0.65+0.4)+1.4x0.7x0.60=2.478kN/m2米用标准图集04G410-1中的Y-WB-2II,允许荷载：2.50kN/m2>2.478kN/m2自重标准值为1.5KN/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2.97KN/m224m跨折线型预应力混凝土屋架，荷载设计值：防水层 Gik=0.35kN/m2保温层 G2k=0.65kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 G3k=0.40kN/m2屋面板Y-WB-2I(含灌缝) G4k=1.50kN/m2雪荷载 Qk=0.60kN/m2永久荷载效应控制的基本组合设计值：q=1.35x(0.35+0.65+0.4+1.5)+1.4x0.7x0.60=4.598kN/m2<5.0kN/m2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(0.07KN/m2)o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41.50KN。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-10，重力荷载为0.81KN/m。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：b€h=400€400u u下柱：b€h€hf=400€800€150排架柱参数：H=10.2+0.5=10.7m,Hu=3.90m,Hl=6.80mAu=1.6€105mm2,Iu=2.13€109mm4；A]=1.775€105mm2,Il=14.38€109mm4；九=H/H=0.364>0.3u,=,=0.5A B自重荷载： 上柱：15.6KN下柱：49.5KN

4•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)：雪荷载标准值S=0.6KN/m2,K作用于一跨时：Q€0.6X6X(12,0.77)=36.51KN1AM€1・83KN・m1AM€7.302KN・m2A5•吊车荷载： D 在A柱时：MAXP€D€215X(1,0.2667)=268.75KN4A MAXM€268.75X0.35=94.06KN・m4AP€D €45X(1,0.2667)=56.25KN4B MINM€56.25X0.35=19.69KN・m4B横向水平荷载：20/5t吊车一个轮子横向水平制动力 T€0.1x(200+75)/4=6.88KN当一台20/5t吊车作用时 T €6.88x(1,0.2667)=8.7KNMAX6.风荷载：查荷载规范风荷载q=6x0.6x„x„€3.6„x„ik s z s zQQ1Q2Q3Q4Q5Q6„Z1.021.021.051.051.111.11„S0.80.50.80.50.60.5Qik2.941.8363.0241.892.402.00作用长度1.181.181.921.92作用方向…………J…q€2.94KN/m1q€1.84KN/m2F€1.18X3.024,1.18x1.89—1.92x2.4,1.92x2.00=5.03KNW何载汇总表

何载类型简图A柱N（KN）M(KN€m)工恒载nP1A=271.41AP=15.6上P4+P=50.36+15.6=65.964 上P=46.9下M1=13.57M+M,M=39.77上 2A 4雪荷载nQ1a=36.51M1A=1.83M2a=7.30吊车竖向荷载nD在AmaxP4a=268.75Di在AmmP4a=56.25M4A=94.06M仆=19.694A吊车横向水平荷载nT=8.7max风荷载!■q1=2.94q2=1.84FW=5.03WA柱内力汇总表何载类型序号简图M:KN・mN:KNV:KNI-III-IIII-IIIMNMNMNV恒载a11.21287-28.56337.3614.96384.266.4雪荷载b2.2636.51-5.0436.512.0936.511.05

吊车竖向荷载c-34.9059.16268.75-1.7268.75-8.95d-7.31012.456.25-0.3256.25-1.87横向荷载e土10.440土10.440土69.60土8.7风荷载f24.75024.750174.88032.08g-31.210-31.210-152.570-24.11A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 ,相应Nmax1.2…a,0.9…1.4x[b,d,e,f„51.44390.40-M ,相应Nmax1.2…a,0.9x1.4x[c,e,g„-83.00344.40N相应土Mmax, max1.2xa,0.9x1.4x[b,c,e,g„-80.15390.40N相应土Mmin, max1.2xa,0.9x1.4x[c,e,g„-83.00344.40II-II,M ,相应Nmax1.2xa,0.9x1.4x[c,e,f„84.61743.46-M,相应Nmax1.2xa,0.9x1.4x\jb,d,e,g„-77.48521.71N相应土Mmax, max1.2xa,0.9x1.4x[b,c,e,f„78.26789.46

N相应土Mmin, max1.2xa,1.4x0.9x(d,e,g)-71.13475.71III-III,M ,相应Nmax1.2xa,0.9x1.4x[jb,d,e,f„328.23578.00-M ,相应Nmax1.2xa,0.9x1.4x[c,e,g„-264.12799.74N相应土Mmax, max1.2xa,0.9x1.4x[b,c,e,f„326.39845.74N相应土Mmin, max1.2xa,1.4x0.9x(d,e,f)325.60532.00五、柱的配筋计算材料：C30混凝土f=14.3N/mm2,f=1.43N/mm2,fk=2.01N/mm2c t tk钢筋用HRB335fy=fy'=300N/mm2,Es=2.0x105N/mm2箍筋用HRB235，f=210N/mm2柱截面参数：上柱I-I截面：b=400mm,h=400mm,A=1.6x105mm2a=a'=45mm,h0=4OO-45=355mm,上柱排架方向计算长度l0=2.0HU=7800mm下柱IITI,IIITII截面：b=100mm,b'=400mm,h'=162.5mm,h=800mmf fA=1.775x105mm2,a=a'=45mm,h0=8OO-45=755mm,下柱排架方向计算长度l0=1.0HU=6800mm一 、、产 B 0.8 —相对受压区冋度：E 300 0.55b 、 f 1丄 3001+y—1+E8 2x105x0.0033scuI截面： N—fgbh—14.3x0.55x400x355—1116.83KNb cb 011,111-111截面：N—fgbh,<b-b)h—1290.93KNb cLb0 f f」各组轴力中N都小于N，各控制截面都是大偏压，均用N小，M大的内力组合作为配b筋依据：其中I-I截面以M—-83.00KN‘m N—344.4KN11-11,111-111截面以M—328.23KN‘mN—578.00KN计算A柱截面配筋计算表截面I-IIII-III内力M(KN‘m)83.00572.74N(KN)344.40534.08e—M/N(mm)0241.00851.73he—max(20,—)(mm)a 302026.67e—e+e(mm)i 0 a261.00878.4

l€2H;l€H(mm)0 U0 178008200g€0.5fA/N，1.01 cc1.01.0g€1・15—(0・01)l/h,1.0200.9551.01…i¥„€1+ 1卜gg1400Z-vh0丿121.5041.065x€ 或x—N(mm)bf bfc fc60.21<2a'=9093.37>2a'<h'=162.5f当x,2a时，取x=2a，hN(„e一-+a)A—A'— i——2 (mm2)ss f'(h-a')y0879.68当x>2a时,… hx、,N(„ei—2+2)A一A— i2 2(mm2)ss f'(h-a')y01360.34pA(mm2)(一侧纵向钢筋)minc320355一侧被选受拉钢筋及面积(mm2)2丄162丄18(911)4丄16(804)六、牛腿计算A柱的牛腿计算F—P+P —54.36+268.75—323.11KNVK 4 4A(D)maxF—1.2‘54.36+1.4‘268.75—441.48KNVF—T—8.70KNhk maxF—1.4‘8.7—12.18KNhhb—400mmh—600mm h—400>—=200'—45“a—45mm1 3 sh—h一a+ctan'—555a—0 ”—0.650 1 sfbhtk0„572.28…fbhtk0„572.28…F满足要求_a vk计算纵向受拉钢筋，取a„0•叫七、柱子吊装阶段验算„(0.8+0.2)x0.6+0.2x0.2x0.4x25/0.6„9.67KN/m(f,€1-0.5+TOC\o"1-5"\h\zVK丿0.5+ -h0Fa FA戈<+1.2^h„568.11(mm2)，选用4丄14(615)，另选2丄12作为锚s0.85hf f0y y筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。验算纵筋配筋率<„615/400x600…0.2%…0.45fIf„0.21%满足要求。tk验算牛腿顶部局部承压，取A=400X420，0.75fA„1801.8…F，满足要求。c vk按构造要求布置水平箍筋，取帕@100，上部2/3h0(=37Omm)范围内水平箍筋总面积2x50.3x370/100„372.22…A/2可以。s„1.6x105/106x25„4.0KN/m算得裂缝宽度：D面M 1.5x30.42x106„ „162.18N/mm20.87hA 0.87x355x911D面：D面：<A= =0.01139teA0.5x400x400te用<和d„18mm，查得”„190N/mm2…”满足条件te ss s因为M€M，所以只计算B面:c bMG=MG=一s 0.87hA0s1.5,41.52,1060.87,755,804=117.93N/mm2=0.00906=A= =0.00906teT0.5,100,800+300,162.5te用„和d=16mm,查得g=200N/mm2>g满足条件te ss s1.设计资料：地下水位标高为-5.000m,承载力特征值f=200KN/m2,地下1.5am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，f=9.6N/mm2,f=1.10N/mm2c t钢筋用HRB235，f=210N/mm2，钢筋的保护层厚度为40mmy基层采用C10混凝土，厚100mm八、A柱

基础设计先按构造要求假定基础尺寸：H=1200mm,分三个阶梯，每阶高度400mm，H=1155mm,H=1150mm，柱插入深度H=900mm，杯底厚250mm,011 012 1杯壁最小厚度t=375mm，H=400mm，丄=0.94，故杯壁可以不配筋，2 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)x3.6x0.45=6.8KN墙(圈梁)<(10.2-0.05+0.18)x6—(1.2+3.0)x3.6]x5.24=277.00KN

N—300KNN—300x1.2—360KNwkW对基底的偏心距e€120,400€520mmwM—Pxe==156KNk wk wM—187.2KNm柱传来何载与基础梁传来何载效应标准组合（对基础底面）+N及-M及内力种类maxmax相应M、V相应N、柱传来（N）689.52653.01轴向基础梁传来（P）300300力合计（N）K989.52953.01柱传来259.83-208.91柱剪力产生弯距(1.2V)K47.14-35.36基础梁传来-156-156合计（M)dk150.17-400.27底面尺寸： 先按Nmax考虑，取…=20KN/m3, mA—N — 989.52 _596m2址(11~14“ 讪v 9 \丄.丄 丄.'721- □U 丿刖,L_i厶甘山0fa一…xd200-20x1.7m0底面积A,取底面积A—地基承载力：：3.8x2.1—7.98G—24x(3.8x2.1x1.2),17x(3.8x2.1x0.5)—297.65KN3.底面尺寸选取K与地基承载力W—-x2.6x3.82—5.054m3验算6P—-kmaxN,G|Mk k+丨 dk厂 N,G |MP — L —1 d^“A"'Wkmin"A"W且最大压应力地基反力计算见卜表，由该表可见，基础底面尢拉应力，3.<—240(KN/m2),同时有Cmax+kmin均小于f—200KN/m2a2a满足要求

地基反力标准值计算表+M组合max-M组合maxN k124119.42G—k37.337.3IM, d^W+29.71+79.20P(KN-m2)kmax191.01235.97P (KN•m2)kmin131.5977.524.基础高度验算基础边缘最大地基静反力设计值见下表基础边缘取大地基静反力设计值计算表+M组合max-M组合max柱传来轴力(N)845.74799.74基础梁传来轴力(P)360360Nbl151.10145.3柱传来弯距(M)326.39-264.12柱剪力产生(1・2V)K弯距58.93-53.928