24钢筋混凝土单层厂房结构设计书Word文档下载推荐.doc
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（3）、屋架：
G415（三）标准图集中预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值106kN。
（4）、吊车梁：
G323-1~2标准图集DLZ-4，梁高1200毫米，翼缘宽600毫米，腹板宽300毫米，梁自重标准值44.2kN/根，轨道及零件重1kN/米，轨道及垫板高度200毫米。
8、建议采用的柱截面尺寸：
上柱为矩形bxh=400x400mm,下柱为I形bf=400mm，h=800mm，b=100mm，hf=150~170mm。
9、屋面做法：
结构计算书
一、结构的计算
1、计算简图的确定
（1）计算上柱高及柱全高
根据图2.107及有关设计资料：
上柱高Hu=柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高=12.4-10.0+1.2+0.20=3.8m
全柱高H=柱顶标高-基顶标高=12.4-（-0.5）=12.9m
故下柱高Hl=H-Hu=12.9-3.8=9.1m
上柱与全柱高的比值
（2）初步确定柱截面尺寸
根据表2.9（A）的参考数据，上柱采用矩形截面，b×
h=400mm×
400mm，下柱选用I形,b×
h×
hf=400mm×
800mm×
150mm（其余尺寸见图2.108），根据表2.8关于下柱截面宽度和高度的限值，验算初步确定的截面尺寸，对于下柱截面宽度
对于下柱截面高度，有吊车
无吊车时
（3）上、下柱截面惯性与其比值
排架平面内：
上柱
下柱
比值
排架平面外：
上柱
下柱
排架计算简图（几何尺寸及截面惯性矩）如图2.109所示
2、荷载计算
（1）恒荷载
（а）房屋结构自重
预应力混凝土大型屋面板
20mm水泥沙浆找平层
一毡二油隔气层
100mm水泥珍珠岩制品保温层
20mm水泥沙浆找平层
天沟板
天窗端壁
屋架自重
天窗架1.2×
40=48KN
则作用于横向水平面排架一端柱顶的屋盖结构自重
（b）柱自重
（c）吊车梁与轨道自重
（2）屋面活荷载
由《荷载规范》可知,屋面均匀活荷载标准值为0.7KN/m2,大于该厂房所在地区的基本雪压S0=0.30KN/m2，,故屋面活荷载在每侧柱顶产生的压力为，Q1=1.4×
0.7×
6×
12=70.56KN
e1=50mm
（3）吊车荷载
由电动双钩桥式吊车数据查得
Pmax..K=200KN.Pmin.k=50KN,B=5000mm.k=4000mmQ2.K=75KN
根据B与K及反力影响线，可算得与各轮对应的反力影响线竖标（图2.110），于是可求的作用与上柱的吊车垂直荷载
作用于每个轮子上的吊车水平制动设计值
则作用于排架上的吊车水平荷载，按比例关系由求得Dmax
其作用点到柱顶的垂直距离
（4）风荷载
**地区的基本风压对于大城市市郊，风压高度变化系数
按B类地区考虑，高度的取值，对按柱顶标高12.4m考虑，查《荷载规范》得
按天窗檐口标高19.86m考虑，查《荷载规范》得风荷
载体型系数的分布图2.111所示。
故集中风荷载Fw为
排架受荷总图如图2.112所示。
3、内力计算
（1）恒荷载作用下
如前所述，根据恒荷载的对称性和考虑施工过程中的实际受力情况，可将图2.112中的恒载
的作用简化为图2.113a、b、c所示的计算简图。
（a）在G1作用下
已知n=0.151，λ=0.295，由附图2.2中的公式
故在M11作用下不动铰支承的柱顶反力
由附图2.3中的公式
故在M12作用下不动铰支承的柱顶反力
因此，在M11和M12共同作用下（即在G1作用下）不动铰支承的柱顶反力
相应的弯矩图如图2.113a所示
（b）在G2的作用下
相应的弯矩图如图2.113b所示。
（c）在G4的作用下
相应的弯矩图如图2.113c所示。
将图2.113a、b、c的弯矩图叠加，得在G1、G2、G3和G共同作用下的恒荷载弯矩图（2.113d）,相应的轴力N图如图2.113e所示。
（2）屋面活荷载作用下
对于单跨排架，Q与G一样为对称荷载，且作用位置相同，仅数值大小不同。
故由G的内力图按比例可求得Q的内力图。
如：
柱顶不动铰支承反力
相应的M图如图2.114a,b所示。
（3）吊车荷载（考虑厂房整体空间工作）
厂房总长102m，中间设一道伸缩缝，跨度为24m，吊车起重量为20t，由表2.13可查得无
檩屋盖的单跨厂房空间作用分配系数=0.9
（a）吊车垂直荷载作用下
作用在A柱的情况
图2.122中吊车垂直荷载作用下的内力，可按如图2.115所示的简图进行计算。
因此，A、B
柱顶剪力按图2.115a所示简图推导的下列公式进行计算：
=-12.68KN（绕杆端反时针转）
=
=11.25KN
（绕杆端顺时针转为正）相应的弯矩如图2.115b所示。
在A柱的情况：
由于结构对称，故只需将A柱与B柱的内力对换，并注意内力变号即可。
（b）吊车水平荷载作用下
从左向右作用在A、B柱的情况（图2.112中吊车水平荷载作用下）的内力，可按如图
2.116a所示简图推导的下列公式计算：
==
由式中可按附录Ⅰ的附图1.4~1.6的公式计算：
当y=0.6时，由附图1.4中的公式
0.67
当y=0.7时，由附图1.5中的公式
当y=0.684Hl时，用内插法求得
相应的弯矩图如图2.116a所示。
Tmax从右向左作用在A，B柱的情况：
在这种情况下，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯矩图的方向与之相反（图2.116b）。
（a）风从左向右吹（图2.117a）
先求柱顶反力系数C11，当风荷载沿柱高均匀分布时，由附图1.8中的公式
对于单跨排架，A，B柱顶剪力
（b）风从右向左吹（2.117b）
在这种情况下，荷载方向相反，弯矩图的方向与风从左向右吹的方向相反（图2.117b）
4、最不利内力组合
由于结构对称，只需对A（或B）柱进行最不利内力组合，其步骤如下：
①确定需要单独考虑的荷载项目。
本设计为不考虑地震作用的单跨排架，共有八种需单独考虑的荷载项目，由于小轮无论向右或向左运行中刹车时，A，B柱在Tmax的作用下，其内力大小相等而符号相反，在组合时可列为一项。
因此，单独考虑的荷载项目共七项。
②将各种荷载作用下设计控制截面（1-1，2-2，3-3）的内力M，N（3-3截面还有剪力V）填入组合表（表2.30）。
填表时要注意有关内力符号的规定。
③根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出相应的组合值。
计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均乘以0.85的组合系数。
排架柱全部内力组合计算结果列入表2.30。
表1。
排架柱内力组合表
柱号
截面
荷载项目
内力
恒荷载
屋面活荷载
吊车荷载
风荷载
内力组合
G1G2G3G4
Q1
Dmax在A柱
Dmin在A柱
Tmax
左风
右风
Nmax及M,V
Nmin及M,V
Mmax及N,V
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
项目
组合值
A柱
1-1
M
（KN·
m）
30.9
3.5
-48
-43
±
19.4
64.3
-74.2
①+②+③+⑤
-33
①+0.9×
（③+⑤+⑦）
-89.5
N
（KN）
451.7
70.6
522.3
2-2
-66.8
-10.6
158
8
19.5
100
①+⑦
-141
（③+⑤+⑥）
138.7
480.5
70.6
588
147
1139
980.3
3-3
62.9
6.1
42
-93
191.7
370
-345.1
302.7
①+⑥
433
1+0.9×
（②+③+⑤+⑥）
581.3
593.2
1251.8
1153
V
14.3
1.8
-12.7
-11.3
19.0
45.1
-31
22.1
59.4
5、排架柱设计
（1）柱截面配筋计算
（a）最不利内力组合的选用
由于截面3-3的弯矩和轴向力设计值均比截面2-2的大，故下柱配筋由截面3-3的最不利内力组合确定，而上柱配筋由截面1-1的最不利内力组合确定。
经比较，用于上，下柱截面配筋计算的最不利内力组合列入表2.31。
（b）确定柱在排架方向的初始偏心距、计算厂及偏心距增大系数（表2.31）
表2.31柱在排架方向、、
内力组
（mm）
（mm）
M（Kn·
63
365
83
0.81
7600
400
0.960
1.882
N（Kn）
522.28
198
218
1
1.414
451.68
730
765
756
19350
800
0.908
1.384
593.18
581.25
504
530
9100
1.000
1.133
表中：
①=M/N
②；
③取20mm和h/30的较大值；
④；
⑤，考虑吊车荷载=2.0（上柱），=1.0（下柱），不考虑吊车荷载=1.5；
（C）柱在排架平面内的配筋计算（表2.32）
表2.32柱在排架平面内的截面配筋计算
截
面
ei
η
e
x
ζbh0
偏心
情况
As=As′（mm）
计算值
实配值
M（kN·
M）
321
91
0.55×
365=201
大偏心
13.6
N（kN）
89.5
473
79
201
672.3
763
（3@18）
1411
104
765=421
1885
1964
（4@25）
965
33
421
1240
①见表2.31；
③x,上柱下柱
当时，；
④上柱,;
下柱当时（取35mm）,
当时
；
上柱或下柱当时，，
（d）柱在排架平面外承载力计算
上柱Nmax=494.5kN，当不考虑吊车荷载时，按表2.22。
l0=1.2H=1.2×
12900=154800mm,l0/b=15480/400=38.7,查《混凝土规范》知φ=0.35，As=As′=763mm
下柱，当考虑吊车荷载时，查表２.2２，
查表《混凝土规范》表７.３.１，故
（2）裂缝宽度验算
截面３－３，当Ｍ＝３２１.３ＫＮ·
ｍ，Ｎ＝５３７.５ＫＮ，相应的
，故应作裂缝宽度验算。
1-1截面因
因而不作此项验算。
由内力组合表可知，验算裂缝宽度的荷载标准组合值
KN·
m
则纵向受拉钢筋合力点至受压区合力作用点间的距离为
纵向受拉钢筋的应力
裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
故最大裂缝开展宽度为
（3）柱牛腿设计
（a）牛腿几何尺寸的确定
牛腿截面宽度与柱宽相等，为400mm，若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离吊车梁端部为340mm，吊车梁轴线到柱外侧的距离为750mm，则牛腿顶面的长度为750-400+
相应牛腿水平截面高为600+400=1000mm，牛腿外边缘高度，倾角α=，于是牛腿的几何尺寸如图2.118所示。
（b）牛腿配筋
由于吊车垂直荷载于下柱截面内，即a=750—800=—50〈0，故该牛腿可按构造要求来配筋纵向钢筋取，箍筋取（图2.118）
（c）牛腿局部挤压验算
设垫板的长和宽为400mm×
400mm，局部压力标准组合植
故局部压应力为
（4）柱的吊装演算
（a）吊装方案：
一点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处（图2.119）
（b）荷载计算
上柱自重
牛腿自重
下柱自重
计算简图如图2.119b所示。
（c）内力计算
弯矩图如2.119所示。
（d）截面承载力计算
截面1-1：
故截面承载力
截面2-2：
（e）裂缝宽度演算
故承载力计算可知，裂缝宽度演算截面1-1即可。
钢筋应力如下：
按有效受拉混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率
故
实际上吊装阶段荷载为短期作用，最大裂缝宽度应为0.252/1.5=1.168mm，满足要求，对柱若采用平卧起吊，承载力和裂缝宽度将均不满足要求。
6、基础设计
（1）荷载计算
（a）由柱传至基顶的荷载
由表2.30可得荷载设计植如下：
第一组
第二组
第三组
（b）由基础梁传至基顶的荷载
墙重（含两面刷灰）
窗重（钢框玻璃窗）
基础梁
由基础梁传至基础顶面荷载设计值为：
对基础地面中心的偏心距
（C）作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值分别为
假定基础高度为800+50+250=1100mm，则作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值：
第一组
第二组
第三组
基础的受力情况如图2.120所示。
①基底尺寸的确定
由第二组荷载确定和
演算的条件
验算其他两组荷载设计值作用下的基底应力
（可以）
第三组
因为该车间属于可不作地基变形计算的二级建筑物，所以最后确定基底尺寸为2.3m×
3.7m（图2.120）。
（2）确定基底的高度
前面已初步确定基础的高度为1.1m，如采用锥形杯口基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图2.121所示。
由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内，故该基础只须进行变阶处的抗冲击切力验算。
（a）在个组荷载设计值作用下的地基最大净反力
第一组
抗冲切计算按第二组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。
（b）在第一组荷载作用下的冲切力
冲切力近似按最大地基净反力计算，既取
由于基础宽度b=2.5m，小于冲切锥体底边宽故
（c）变阶处的抗冲切力
由于基础宽度小于冲切锥体底边宽，故
（满足要求）因此，基础的高度及分阶可按图2.121所示的尺寸采用。
（3）基底配筋计算
包括沿长边和短边两个方向的配筋计算，由前述三组荷载设计植作用下最大地基净反力的分析可知，应按第一组荷载设计值作用下的地基净反力进行计算。
而沿短边方向，由于为轴心受压，其钢筋用量按第三组荷栽设计值作用下的平均地基净反力进行计算。
（a）沿长边方向的配筋计算
在第二组荷载设计值作用下，前面已算得，相应于柱边及变阶处的反力（图2.122a）：
则
选用15φ14（φ14@220）（可以）
（b）沿短边方向的计算
在第三组荷载设计值作用下，均匀分布的地基土净反力（图2.122b）
选用19φ10（φ10@220），（可以）
基础底面沿两个方向的配筋如图2.122c所示，由于长边l大于3m，其钢筋长度可切断10%，如交错布置，钢筋可用同一编号。
单层厂房排架柱（Z-1）和基础（J-1）的模板及配筋施工详图见图2.123。
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