单层厂房排架结构设计.docx

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单层厂房常见的结构形式有排架结构和刚架结构。

屋面承重构件:屋架和屋面梁，屋架支架屋架(或屋面梁)是屋面结构的主要承重构件，直接承受屋面荷载。

1、在一些工厂中，屋架(或屋梁)还承受悬挂起重机、管道或其他工艺设备和天窗框架的载荷。

2、单层厂房室内地面标高由工厂总平面设计确定，其相对标高为0000。

单层厂房主要有排架结构和刚架结构两种结构形式。

初步设计、技术设计、施工图三个阶段。

3、根据单层厂房结构的实际工程结构，为简化计算，在确定计算简图时作了如下基本假设:(排架柱下端与基础顶面固定连接。

标准柱距为6m，跨度为3m的整数倍。

钢筋混凝土单层工业厂房结构有排架结构和刚架结构两种基本类型。

4、排架结构由屋架(或屋梁)、立柱、基础等构件组成，立柱与屋架铰接，只与基础连接。

5、混凝土结构课程设计计算书学号混凝土结构课程设计单层厂房排架结构设计学院(系)名称:航空航天与土木工程学院专业名称:土木工程学生的姓氏:杨浩指导老师:郭庆勇20XX年6月目录设计数据和要求3结构构件的选择和结构布置方案的确定说明5定位轴6计算图确定7负载计算71恒载72屋顶活荷载93风荷载94起重机负载1010排架的内力分析1恒载作用下排架的内力分析112屋面活荷载作用下排架内力分析123风荷载作用下排架内力分析144吊车荷载作用下排架的内力分析16内力组合21柱截面设计241选择最不利内力的控制截面242上柱配筋计算243下柱配筋计算254柱裂缝宽度计算285根柱的箍筋配置296支架设计297立柱吊装计算30基本设计311作用于基础顶面的荷载计算322基础尺寸和埋置深度333基础高度验算344基础底板配筋计算35参考文献38单层厂房排架结构设计设计数据和要求(项目概况某金工装配车间为两跨同高厂房，跨度18m，柱距6m，车间总长度66m。

6、每跨配备两台起重机，每台起重机的起重能力为150/30t，起重机的工作级别为A5，轨顶标高为30m。

7、车间无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为240mm厚双面清水砖墙，钢门窗，宽8m，室内外高差350mm，素混凝土地面。

建筑平面图和剖面图分别如图1和图2所示。

8、(结构设计原始资料厂房基本风压为4kN/m2，地面粗糙度为B级；基本雪压为5kN/m2。

风荷载的组合值系数为0，雪荷载的组合值系数为0，其他可变荷载的组合值系数为0。

地基持力层为粉质土，粘粒含量c=8，地基承载力特征值fak=180kN/m2，埋深-0m，基底以上土的加权平均重量m=17kN/m3，基底以下土的重量=18kN/m3。

(材料基础混凝土强度等级为C20；柱混凝土强度等级为C30。

柱中纵向钢筋采用HRB335级；箍筋和分布钢筋应为HPB300级。

(设计要求分析厂房排架的内力，设计排架柱和基础；绘制排架柱和基础的施工图。

图1车间平面图图4车间剖面图结构构件选择和结构布置方案确定说明由于厂房跨度在1536m之间，柱顶标高大于8m，采用钢筋混凝土排架结构。

为了保证屋面的整体性和刚度，屋面采用无檩条体系。

由于厂房屋面采用卷材防水方式，选用了屋面坡度小、经济指标好的预应力混凝土折叠屋架和预应力混凝土屋面板。

普通钢筋混凝土吊车梁易于制造，在吊车起重量较小时具有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车梁。

车间主要部件的选择见表1。

表1主要承重构件选型表组件名称标准图集选择模型重力荷载标准值屋面板04G410-15m6m预应力混凝土屋面板YWB-2(中跨度)YWB-2s(末端跨度)4kN/m2(包括填缝重量)天沟板04G410-15m6m预应力混凝土屋面板(卷材防水天沟)TGB68-191kN/m2支持屋顶的三角形桁架04G415-1预应力混凝土折线屋架(跨度18m)YWJA-18-1Aa86N/Dan05kN/m2吊车梁04G323-2钢筋混凝土吊车梁(吊车工作等级为A1-ADL-8Z(中跨)DL-8B(边跨)5kN/根8kN/根轨道连接04G325起重机轨道连接详图80kN/m2基础梁04G320钢筋混凝土基础梁JL-37kN/根从上图可以看出，吊车轨顶标高为30m。

对于起重量为150/30t，工作级别为A5的起重机，当车间跨度为18m时，跨度Lk=1875X2=5m，起重机轨顶以上的高度可由表05m查得:选择吊车梁的高度，暂取轨道顶面到吊车梁顶面的距离，则支架顶面标高可按下式计算:支架顶标高=轨顶标高-=30-20-20=90m。

根据建筑模数要求，支架顶面标高为10m。

考虑到行车需要的间隙尺寸=220mm，柱顶标高可计算如下:柱顶标高=牛腿顶标高+吊车高度+=10+20+20+30+22=57米因此，柱顶(或屋架下弦底面)标高为70m。

如果室内地面到基础顶面的距离为5m，则计算图中的总高度、下柱高度和上柱高度分别为=7+5=2m=1+5=6米=2-6=6米根据立柱的高度、起重机的起重量和工作水平等。

，确定柱的截面尺寸，由柱的截面尺寸可以得到柱的截面几何特性和自重标准值，如表2所示。

表2柱截面尺寸和相应的计算系数列号计算参数截面尺寸/毫米面积/转动惯量/自重/(千牛/米)甲，丙上部支柱力矩400400六31080朱霞六十九B上部支柱时刻21080朱霞894定位轴横向定位轴穿过除端柱以外的柱截面的几何中心。

对于一台起重量为150/30t，工作级别为A5的起重机，可以发现轨道中心到起重机末端的距离为B1=230mm；起重机桥架外缘至上立柱内缘的净空宽度一般不小于80mm对于中心柱，以纵向定位轴作为柱的几何中心，则=300mm，所以B2=e-B1-B3=750-230300=220毫米80毫米符合要求。

侧柱取闭合定位轴，即纵向定位轴与纵向壁内皮重合，为=400mm，所以B2=e-B1-B3=750-230400=120mm80mm符合要求。

计算图的确定由于金工车间对工艺无特殊要求，结构布置和荷载分布(吊车荷载除外)均匀，可采用一个横向排架作为基本计算单位，单位宽度为相邻两柱中心线之间的距离，即B=0m，如图5(a)所示；计算图如图5(b)所示。

图5计算单元和计算图负载计算1恒载屋顶恒载二毡三油防水层35kN/20mm厚水泥砂浆找平层20kN/02m=40kN/100mm厚水泥蛭石保温层4kN/1m=40kN/一个毛毡和两个油气屏障05kN/20mm厚水泥砂浆找平层20kN/02m=40kN/预应力混凝土屋面板(包括填缝)40kN/屋架钢支撑总计05kN/屋架重力荷载为106kN/跨度，作用于柱顶的屋面结构重力荷载设计值为(05kN/6m18m/2+86kN/=216kN吊车梁和轨道的重力荷载设计值。

(5kN+8kN/m6m)=16kN(立柱重力荷载设计值a、c列4kN/m6m=82kN(上柱)69kN/m6m=40kN(下柱)b柱6kN/m6m=92kN(上栏)94kN/m6m=98kN(下栏)每个恒载的位置如图6所示。

图6荷载作用位置图(单位:kN)2屋顶活荷载屋面活荷载标准值为5kN/，雪荷载标准值为5kN/。

后者等于前者，所以只按前者计算。

作用于柱顶的屋面活荷载设计值为56m18m/2=80kNQ1的动作姿势与Q1相同，如图6所示。

3风荷载风荷载标准值按下式计算，其中0=4kN/m2，根据厂房各部分标高(图和B类地面粗糙度确定如下:柱顶(标高70m)=048檐口(海拔00m)=084屋顶(海拔00m)=112如图7所示，排架迎风面和背风面的风荷载标准值如下1k=zzS10=044kN/m2=335kN/m21k=zzS10=044kN/m2=335kN/m2图7风荷载体型系数及排架计算示意图作用在排架计算图上的风荷载设计值(图为:q1=335kN/m26m=81kN/m2q2=168千牛/米26m=41千牛/米2fw=Q(S1+Szh1+(S3+Szh2z0B=4(8+123+(-6+104kN/m0m=68kN图8吊车荷载下支座反力影响线4起重机负载给定一台150/30t的吊车，我们可以知道吊车参数如下:对于AB跨度:B=65m，K=40m，g=0kN，Q=150kN，Fp，max=165kN，Fp，min=34kN根据和，可以计算出吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的垂直坐标值，如图8所示。

起重机的垂直载荷起重机垂直载荷的设计值:Dmax=QFp，最大yi=4165kN(1+792+267+0=403kNDmin=QFp，minyi=434kN(1+792+267+0=177kN吊车横向水平荷载:吊车作用在每个车轮上的横向水平制动力为:t=1/4(Q+g)=1/1(150kn+53kN)=075kn作用在排架柱上的吊车横向水平荷载的设计值为:tmax=Qtyi=075kn117=04kN排架的内力分析厂房为单跨等高排架，排架内力可用剪力分配法分析。

柱的剪力分配系数根据以下公式计算:式中:-第I个排架的横向刚度。

结果如表3所示。

表3柱剪力分配系数竹别a、c列n=109=295C0=480A=C=20610-10H3/EA=C=287b柱n=281=295C0=815A=13910-10H3/EB=4261恒载作用下排架的内力分析恒载下排架的计算简图如图9(a)所示。

；如图9所示，排架为对称结构，施加对称荷载，排架结构无侧向位移，因此可按柱顶固定铰支座计算各柱内力。