单层工业厂房钢筋混凝土排架结构

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）一台，轨顶标高不低于7.5米，建筑平2 一、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0.6 KN/m,地面粗糙度B类，，2务及资料 基本雪压0.6KN/m，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2载力特征值为200 KN/m，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。 ， 厂房平面图、剖面图 1.屋面用二毡三油防水层加小豆石（0.35 KN/m），下为20厚水泥砂浆找平（20 22KN/m），80厚加气混凝土保温层（0.65 KN/m）。 二、确定做法 2. A4工作制下20/5t 吊车，最大轮压PMAX= 215 KN，最小轮压PMIN=45 KN/，轮距4400mm ,小车重75 KN。 精彩文档

23.围护墙用240厚砖砌墙，钢门窗（0.45 KN/m），围护墙直接支承于基础梁。基础梁高450mm。 4.取室内外高差围150mm,得基础顶面标高为-0.5m。 1.屋面板选用1.5 6 m预应力混凝土大型屋面板，屋面荷载标准值： 2 防水层 G1k =0.35kN/m 2保温层 G2k =0.65kN/m 220mm厚水泥砂浆找平层 G3k =0.40kN/m 2 雪荷载 Qk =0.60kN/m外加荷载基本组合设计值 2q=1.35×（0.35+0.65+0.4）+1.4×0.7×0.60 = 2.478 kN/m 2采用标准图集04G410-1中的Y-WB-2Ⅱ, 允许荷载：2.50 kN/m2>2.478 kN/m自2重标准值为1.5 KN/m（包括灌缝重）。不设天窗，采用内天沟板选用TGB68sa。2算得屋面总荷载为2.97 KN/m 2. 24m 跨折线型预应力混凝土屋架，荷载设计值： 2 防水层 Gik =0.35kN/m 2保温层 G2k =0.65kN/m 220mm厚水泥砂浆找平层 G3k =0.40kN/m 2 屋面板Y-WB-2Ⅱ（含灌缝） G4k =1.50kN/m2 雪荷载 Qk =0.60kN/m 永久荷载效应控制的基本组合设计值： 22q=1.35×（0.35+0.65+0.4+1.5）+1.4×0.7×0.60=4.598 kN/m<5.0 kN/m 采用标准图集 04G415-1中的YWJ24-2Aa，自重标准值为110.5kN/榀。屋架上2下弦连有横向支撑和竖向支撑，屋盖支撑（0.07 KN/m）。 3.用6m跨等截面后张法预应力混凝土吊车梁（界面高度为1200mm），选用标准图集04G426中的YDL-2，每根梁重力荷载为41.50 KN。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。 4.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。 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：buhu=400400 下柱：bhhf=400800150 排架柱参数： H=10.2+0.5=10.7m, Hu =3.90m, Hl=6.80m 5294 Au=1.610 mm, Iu=2.1310 mm; 5294Al=1.77510 mm, Il=14.3810 mm; = Hu / H=0.364>0.3 2三、构件选型及相应荷载标准值 三、选柱 A= B =0.5 自重荷载： 上柱：15.6 KN 下柱：49.5KN 1

1.屋面恒载： P1AP1B2.976(120.77)110.5/2271.4KN e1A20015050mm M1AM1B271.40.0513.57KNm e2200mm M2A271.40.254.28KNm 四、荷载计算 2.柱自重： P＝15.6KN 上 P＝469.KN 下 M上＝3.12KNm 3.吊车梁及轨道： P45.50.81650.36KN 4＝ e4A=0.35m M4＝54.360.3517.63KNm 2

4.雪荷载（屋面均布荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中较大值，故只考虑雪荷载）： 雪荷载标准值SK=0.6 KN/m, 作用于一跨时： Q1A0.66(120.77)36.51KN M1A1.83KNm M2A7.302KNm 5.吊车荷载： DMAX在A柱时: P4ADMAX215(10.2667)268.75KN M4A268.750.3594.06KNm P4BDMIN45(10.2667)56.25KN M4B56.250.3519.69KNm 横向水平荷载： 20/5t 吊车一个轮子横向水平制动力 T0.1(20075)/46.88KN 当一台20/5t 吊车作用时 TMAX6.88(10.2667)8.7KN 6.风荷载： 查荷载规范 风荷载 qik=60.6sz3.6sz Q Q1 1.02 0.8 2.94 Q2 1.02 0.5 1.836 Q3 1.05 0.8 3.024 1.18  Q4 1.05 0.5 1.89 1.18  Q5 1.11 0.6 2.40 1.92  Q6 1.11 0.5 2.00 1.92  2Z S Qik 作用长度 作用方向   q12.94KN/m q21.84KN/m FW1.183.0241.181.891.922.41.922.005.03KN 荷载汇总表

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荷载类型 简图 A柱 N（KN） P1A=271.4 P上=15.6 P4+P上 =50.36+15.6=65.96 P下=46.9 M(KNm) M1=13.57 恒载 M上+M2AM4=39.77 M1A=1.83 M2A=7.30 雪荷载 吊车 竖向荷载 吊车横向 水平荷载 风荷载 Q1A=36.51 Dmax在A P4A=268.75 Dmin在A P4A=56.25 M4A=94.06 M4A=19.69 Tmax=8.7 q1=2.94 q2=1.84 FW=5.03 A柱内力汇总表 荷载类型 序号 简图 M:KN·m N: KN V: KN Ⅰ-Ⅰ M N Ⅱ-Ⅱ M N M Ⅲ-Ⅲ N V 恒载 a 11.21 287 -28.56 337.36 14.96 384.26 6.4 雪荷载 b 2.26 36.51 -5.04 36.51 2.09 36.51 1.05 4

c 吊车竖向荷载 d -34.9 0 59.16 268.75 -1.7 268.75 -8.95 -7.31 0 12.4 56.25 -0.32 56.25 -1.87 横向荷载 e ±10.44 0 10.44 0  69.6 0 8.7 f 24.75 0 24.75 0 174.88 0 32.08 风荷载 g -31.21 0 -31.21 0 -152.57 0 -24.11 A柱内力组合表 截面 组合目的 被组合内力序列号 M(KNm) 51.44 -83.00 -80.15 -83.00 84.61 -77.48 78.26 N(KN) 390.40 344.40 390.40 344.40 743.46 521.71 789.46 Mmax,相应N Mmax,相应N Ⅰ-Ⅰ Nmax，相应Mmax 1.2a0.91.4bdef 1.2a0.91.4ceg 1.2a0.91.4bceg 1.2a0.91.4ceg 1.2a0.91.4cef 1.2a0.91.4bdeg 1.2a0.91.4bcef Nmin，相应Mmax Mmax,相应N Ⅱ-Ⅱ Mmax,相应N Nmax，相应Mmax 5

Nmin，相应Mmax 1.2a1.40.9(deg) -71.13 328.23 -264.12 326.39 325.60 2 475.71 578.00 799.74 845.74 532.00 Mmax,相应N Mmax,相应N Ⅲ-Ⅲ Nmax，相应Mmax 1.2a0.91.4bdef 1.2a0.91.4ceg 1.2a0.91.4bcef 1.2a1.40.9(def) 22Nmin，相应Mmax 材料： C30 混凝土 fc=14.3 N/mm, ft=1.43N/mm, ftk=2.01N/mm ’252 钢筋用HRB335 fy =fy=300N/mm, Es=2.0 10 N/mm 2 箍筋用HRB235，fy =210 N/mm柱截面参数： 52 上柱Ⅰ-Ⅰ截面： b=400 mm, h=400 mm, A=1.6 10 mm a=a’=45mm, h0=400-45=355 mm, 上柱排架方向计算长度 l0=2.0 HU=7800 mm 下柱 Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面：b＝100 mm，bf’=400mm , hf’＝162.5 mm，h＝800 mm 52 A=1.77510 mm,a=a=45 mm, h0=800-45=755mm, 下柱排架方向计算长度 l0=1.0 HU=6800mm 五、柱的配 10.80.55 相对受压区高度：筋计算 b1fyEscu130021050.0033Ⅰ-Ⅰ截面： Nbfcbbh014.30.554003551116.83KN Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面：Nbfcbbh0bfbhf1290.93KN 各组轴力中N都小于Nb,各控制截面都是大偏压，均用N小，M大的内力组合作为配筋依据：其中 Ⅰ-Ⅰ截面以 M83.00KNm N344.4KN Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面以 M328.23KNm N578.00KN 计算 A柱截面配筋计算表 截面 内力 M(KNm) N(KN) Ⅰ-Ⅰ 83.00 344.40 241.00 20 261.00 Ⅲ-Ⅲ 572.74 534.08 851.73 26.67 878.4 e0M/N(mm) eamax(20,h)(mm) 30eie0ea(mm) 6

l02HU;l0H1(mm) 7800 1.0 0.955 8200 1.0 1.0 10.5fcAc/N1.0 21.15(0.01)l0/h1.0 1l0112 ei1400h0h 21.504 1.065 NNx或x(mm) bfcbffc 93.37>2a 60.21< 2a=90 10.5FhkFVKftkbh0572.28FVK满足要求 a0.5h0计算纵向受拉钢筋，取a0.3h0 AsFVaF，另选212作为锚1.2h568.11(mm2)，选用414（615）0.85h0fyfy筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。 验算纵筋配筋率615/4006000.2%0.45ft/fk0.21%满足要求。 验算牛腿顶部局部承压，取A=400×420，0.75fcA1801.8Fvk，满足要求。 按构造要求布置水平箍筋，取8@100，上部2/3h0(=370mm)范围内水平箍筋总面积250.3370/100372.22As/2 可以。 因为a/h0<0.3，可不设弯筋。 柱子的吊装验算 q11.755105/106254.44KN/m q21.6105/106254.0KN/m 七、柱子吊装 阶段验算 0.20.2q3(0.80.2)0.60.425/0.69.67KN/m 2算得裂缝宽度：D面 M1.530.42106s162.18N/mm2 0.87h0As0.87355911D面：te＝As911＝＝0.01139 Ate0.5400400用te和d18mm，查得 ss190N/mm2s 满足条件 8

因为McMb，所以只计算B面： M1.541.52106s117.93N/mm2 0.87h0As0.87755804te＝As804＝＝0.00906 Ate0.5100800300162.5用te和d16mm，查得 ss200N/mm2s 满足条件 1. 设计资料：地下水位标高为-5.000m,承载力特征值fa200KN/m2，地下1.5 m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，fc9.6N/mm2，ft1.10N/mm2 钢筋用HRB235，fy210N/mm2，钢筋的保护层厚度为40 mm 基层采用C10 混凝土，厚 100 mm 八、A柱 基础设计 先按构造要求假定基础尺寸：H＝1200 mm，分三个阶梯，每阶高度400 mm， 柱插入深度H1900mm，杯底厚250mm， H011155mm，H021150mm，杯壁最小厚度t＝375mm，H2400mm，t＝0.94，故杯壁可以不配筋，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： 16.2KN 梁自重 0.240.45625＝ 窗重 (1.23.0)3.60.456.8KN 墙（圈梁） 10.20.050.1861.23.03.65.24277.00KN 9

Nwk300KN NW3001.2360KN 对基底的偏心距 ew120400520mm MkPwkew156KN M187.2KNm 柱传来荷载与基础梁传来荷载效应标准组合（对基础底面） 内力种类 Nmax 及相应M、V689.52 300 989.52 259.83 47.14 -156 150.17 Mmax 及相应N、V653.01 300 953.01 -208.91 -35.36 -156 -400.27 柱传来（NK） 轴 向 力 基础梁传来（PK） 合计（NK） 柱传来 柱剪力产生弯 距 （1.2VK） 基础梁传来 合计（Mdk） 底面尺寸： 先按Nmax，考虑，取m＝20KN/m3 A0NK989.52按(1.1~1.4)A0估计偏心受压基础5.96m2，famd200201.7底面积A，取底面积A3.82.17.98 地基承载力： 3.底面尺寸选取与地基承载力验算 GK24(3.82.11.2)17(3.82.10.5)297.65KN1W2.63.825.054m3 6 PkmaxNkGkMdkNkGkMdk Pkmin AWAWPkmaxPkmin均小于fa200KN/m2 2地基反力计算见下表，由该表可见，基础底面无拉应力，且最大压应力 同时有235.97<1.2fa240(KN/m2)，满足要求

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地基反力标准值计算表 Mmax组合 124 37.3 Mmax组合 119.42 37.3 Nk AGk AMdk W29.71 191.01 131.59 79.20 235.97 77.52 2P(KNm) kmax2Pkmin(KNm) 4.基础高度验算 基础边缘最大地基静反力设计值见下表 基础边缘最大地基静反力设计值计算表 柱传来轴力(N) 基础梁传来轴力(P) +Mmax组合 845.74 360 151.10 326.39 58.93 -187.2 198.12 39.2 -Mmax组合 799.74 360 145.3 -264.12 -53.928 -187.2 -505.25 99.97 N bl柱传来弯距(M) 柱剪力产生（1.2VK）弯距 基础梁产生弯距 合计M M WPmaxNM blW190.3 245.27 PminNM blW 111.9 45.33 5.验算柱边冲切 显然以Mmax的基底反力验算，根据比例关系，得到： Pn1166.35KN Pn2192.65KN Pn3218.96KN 进行冲切验算： 11

11截面：H0I1120045=1155mm b2H0I1400211552710mm bH0I140011551555mm 属于b2H0I1L2bH0I1情况 LhVLPNMAX1H0I1L2186.16KN 22Vu0.7hftbH0I1H0I11341.5103Vl 满足要求 算得为0.97 h其它各台阶高度验算均满足要求，不另赘述。 6.底板配筋计算 计算过程见下表： 底板配筋计算表 截面 Ⅰ1 411.62 9.0 Ⅰ2 437.92 4.0 Ⅰ3 464.23 1.0 Ⅱ 302.2 2.89 P(KN/m2) C2(m2) E(m) 22.10.44.622.11.255.45 22.12.16.3 23.80.88.4 12

M1PC2E 48355.02 198.89 60.93 152.8 (KNm) As(mm2) 实配钢筋1626.3 1393.8 908.1 703.0 19φ10,即10@200， 16φ12，即12@130, As1809.6mm2 (mm)

2As1491.5mm2 13