单层厂房排架结构设计实例.docx

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排架结构，排架是下面两排柱和上面的屋架，两排柱上面的屋架之间放一块板，形成空间连续结构。

单层厂房常见的结构形式有排架结构和刚架结构。

单层厂房主要有排架结构和刚架结构两种结构形式。

1、一、工程概况:某机械厂冲压车间有两跨，一跨18M，一跨21M，柱距6M。

2、厂房平面及剖面图见基础结构:C20现浇混凝土杯状基础，带5个运纸孔。

3、以钢筋混凝土单层厂房排架结构为例，主要由承重构件和维护构件两部分组成:柱。

4、(单层厂房为了便于定型设计，往往采用标准化、系列化、通用化、工厂化生产和便于机械化施工的建造方法。

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

6、在一些工厂中，屋架(或屋梁)还承受诸如悬挂起重机、管道或其他工艺设备和天窗框架等载荷。

7、单层厂房排架结构设计实例单层工业厂房排架设计实例1设计数据和要求项目概况机修车间为单跨车间，跨度24m，柱距6m，车间总长度66m。

每跨配备两台起重机，每台起重机的起重能力为20/5t。

起重机的工作级别为A5，轨顶标高不低于60m。

8、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6m，室内外高差l50mm，素混凝土地面。

建筑平面图和剖面图分别如图3-76和图3-77所示。

图3-76图3-结构设计原始数据厂址所在地基本风压为，地面粗糙度为B级；基本雪压是。

风荷载的组合系数为6，其他可变荷载的组合系数为7。

土壤冻结深度为3m，建筑场地为级非重力湿陷性黄土，地基承载力特征值为l65kN/m:，地下水埋深为地下7m，不考虑抗震设防。

材料基础混凝土强度等级为C20柱混凝土强度等级为C30。

纵向钢筋采用HRB335和HRB400箍筋和分布钢筋应为HPB235级。

设计要求分析厂房排架的内力，设计排架柱和基础；2构件选择和柱截面尺寸的确定由于厂房跨度在L536m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制作简单，在吊车起重量不大的情况下具有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车梁。

车间主要组成部分建模见表3-16。

根据设计资料，吊车轨顶标高为80m。

对于起重量为20/5t，工作级别为A5的吊车，当厂房跨度为24m时，根据表4可得吊车跨度=24-752=5m，吊车轨顶以上高度为3m。

选取吊车梁高度=20m，暂取轨道顶面到吊车梁顶面的距离=2m，则支架顶面标高可按下式计算:支架顶标高=轨顶标高-=60-20-20=20m根据建筑模数要求，支架顶面标高为40m。

实际轨顶标高=40+20+20=80m60m。

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+，=40+20+20+30+22=32m因此，柱顶(或屋架下弦底面)标高为30m。

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=3+5=8m=4+5=9m=89=9m根据柱的高度、起重机的起重量和工作水平等条件，可参照表3-5确定柱截面尺寸为A轴和B轴。

上朱口朱霞3定位轴横向定位轴穿过除端柱以外的柱截面的几何中心。

对于起重量为20/5t，工作水平为的起重机，轨道中心到起重机末端的距离可从附表4中找到。

起重机桥架外缘到上立柱内缘的净空宽度一般取为。

对于侧柱，取闭合定位轴，即纵向定位轴与纵壁内皮重合，那么，因此，也符合要求。

4计算图的确定由于对厂房的工艺无特殊要求，且结构布置和荷载分布(吊车荷载除外)均匀，可将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，如图3-78(b)所示；计算简图如图3-78(a)所示。

(一)(二)图3-785负载计算恒载(l)屋顶恒载为了简化计算，天沟板及相应结构层的恒载与一般屋面相同。

两毡三油防水层20mm厚水泥砂浆找平层100mm厚水泥蛭石保温层一层毛毡和两层油气体屏障20mm厚水泥砂浆找平层预应力混凝土屋面板(包括填缝)屋顶钢支架图3-79A和B柱具有相同的永久荷载位置。

若屋架的重力荷载为l06kN/span，则作用于柱顶的屋面结构重力标准值为(吊车梁和轨道自重标准值(柱重量标准值a轴和b轴上的列朱霞每个永久荷载的位置如图3-79所示。

屋顶可变荷载根据荷载规范，屋面活荷载标准值为5kN/，屋面雪荷载标准值为25kN/。

由于后者比前者小，所以只按屋面均布活荷载计算。

作用于柱顶的屋面活荷载标准值为动作位置与动作位置相同，如图3-79所示。

起重机负载对于起重量为20/5t的起重机，查表4，将起重机的起重量、最大轮压和最小轮压换算成单位，可以得到:根据B和K，可以计算出吊车梁支座反力影响线上轮压对应点的垂直坐标值，如图3-80所示，从而可以得到作用在立柱上的吊车荷载。

图3-80(起重机垂直载荷切割起重机垂直载荷的标准值为(起重机横向水下存放起重机作用在每个车轮上的水平制动力为同时，作用在吊车两端各排架柱上的吊车横向水平荷载标准值为风力载荷风荷载标准值按公式(3-计算，其中基本风压按B类地面粗糙度计算，根据厂房各部分标高(图3-，风压高度变异系数见表3-1柱顶(海拔30米)檐口(海拔60米)屋顶(标高为0如图3-81(a)所示，风荷载体型系数可由公式(3-得到，排架迎风面和背风面的风荷载标准值分别为作用在排架计算图上的风荷载标准值(图3-81b)为图3-816排架内力分析的相关系数厂房为等高排架，排架内力可用剪力分配法分析。

因为厂房的a柱和B柱的高度和截面尺寸是一样的，所以这两根柱子的相关参数也是一样的。

柱顶剪力分配系数分别计算柱顶位移系数和柱的剪力分配系数，结果见下表。

列号a柱和b柱从上表可以看出，一阶变截面柱的柱顶反力系数根据表3-9给出的公式，可以分别计算不同荷载作用下一阶变截面柱顶部的反力系数。

计算结果见表3-19。

表3-19素描塔顶反应系数a柱和b柱关于内力符号的规定本例中，排架柱的弯矩、剪力和轴力的符号如图3-82所示，下面的弯矩图和柱底剪力不标注符号，弯矩图在受拉侧，柱底剪力按实际方向标注。

图3-827排架的内力分析永久荷载下排架的内力分析。

永久荷载作用下排架的计算简图如图3-83(a)所示。

图中的重力荷载和力矩根据图3-79确定，即由于图3-83(a)所示的排架是对称的，施加对称的荷载，排架结构没有侧向位移，所以可以按顶部固定铰支座计算各柱的内力。

根据表3-19计算的柱顶反力系数，柱顶固定铰支座反力可按表3-9所列相应公式计算，即求得柱顶反力后，根据平衡条件即可求得柱各截面的弯矩和剪力。

柱各部分的轴向力是该部分重力荷载的总和。

排架结构在恒载作用下的弯矩图、轴测图和柱底剪力分别见图3-83(b)和(c)。

图3-屋面变荷载下排架的内力分析。

排架计算简图如图3-84(a)所示。

从屋架传递到柱顶的集中荷载，在柱顶和阶梯变化处引起的力矩分别为根据表3-19计算的柱顶反力系数和表3-9所列的相应公式，可以得到柱顶固定铰支座反力，即排架柱顶部固定铰支座的总反力为:排架各柱的弯矩图、轴力图、柱底剪力如图3-84(b)、(c)所示。

图3-屋面变荷载作用下排架内力分析(作用在a柱上计算简图如图3-86(a)所示。

其中，起重机的垂直荷载和支架顶部产生的力矩分别为:根据表3-19计算的柱顶反力系数和表3-9所列的相应公式，柱顶固定铰支座反力可得如下排架各柱顶部的剪力如下排架各柱的弯矩图、轴力图、柱底剪力如图3-86(b)、(c)所示。

图3-86(作用于B列同理，A柱和B柱作用在A柱上的内力反过来，通过改变内力符号就可以得到各柱的内力。

(作用于AB跨柱当AB跨越吊车横向水平荷载时，排架的计算简图如图3-90(a)所示。

从表3-9中可以看出，立柱顶部固定铰支座的反作用力如下排架柱顶部的总反作用力r为每根柱子顶部的剪力如下排架各柱的弯矩图和柱底剪力值如图3-90(b)所示。

当方向相反时，弯矩图和剪力图只改变符号，数值不变。

图3-风荷载作用下排架的内力分析(左吹风时计算简图如图3-92(a)所示。

柱顶固定铰支座的反作用力和总反作用力分别为每根柱子顶部的剪力如下排架的内力图如图3-92(b)所示。

(吹对的时候。

将图3-92(b)所示的a、b柱试着切换，并改变内力符号。

图3-928内力组合以a柱的内力组合为例。

控制截面取为上柱底部的I-I，支架顶部的IIII和下柱底部的III-III，如图3-53所示。

表3-20汇总了各种荷载下a柱各控制截面的内力标准值。

表中的控制截面和正内力方向见表3-20中的插图。

根据基本组合的荷载效应设计值按公式(3-计算。

在每个荷载效应组合中，矩形和I形柱应考虑以下四种组合，即(和相应的(和相应的；(和相应的；和相应的。

表3-20控制截面和正内力负载类别永久荷载效应SGK屋顶可变荷载效应SGK起重机垂直载荷效应SGK起重机水平荷载效应SQK风荷载效应SQK作用于a柱作用于B柱作用于AB跨度左峰右风柱底截面弯矩图和剪力序列号我-我马其顿5341-22-77046-28日本海事协会24。