钢筋混凝土装配式单层单跨厂房设计.docx
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钢筋混凝土装配式单层单跨厂房设计
1XX钢筋混凝土装配式单层单跨厂房设计
一、设计资料:
1、工程情况：
本工程为了某城市郊区某铸造车间,无抗震设防要求.工艺要求为了一单跨单层厂房,跨
度为了18m长度为了66m,柱距为了6m.选用二台Q=150/30kN的中级工作制桥式吊车,
吊车轨顶标高为了m,由于散热要求需设置天窗和挡风板.厂房采用钢筋混凝土装配式
结构.
2、工程地质情况：
由勘探资料得知天然地面下处为了褐黄色粘土老土层,可作为了根底的持力层,该层土修
正后的地基承载力特征值fa为了105kN/宿.初见地下水位在天然地面下（标高为了）处,
无侵蚀性.
3、建筑设计平面、立面和剖曲见图
15、图16和图17.
4、荷载资料：
钢筋混凝土容重25kN/m3
钢门窗自重m
3
水泥砂浆谷重20kN/m
（防水层+隔气层）自重m
墙体自重m2（包含双面粉刷）
屋面施工荷载m2（沿水平面）
屋面积灰分布情况及取值见图18
屋面根本雪压m2（沿水平面）,屋面积雪分布系数见图19.
房屋根本风压W=m2,风载体型系数见图9,风载高度改变系数如下:
离地高度（m）
5
10
15
20
高度改变系数Z
吊车规格如下
跨度
总重
宽度
（B）
小车重
轮距（K）
起重量（Qc）
取大轮压
285kN
kN
150/30kN
152kN
5、
材料强度等级：
混凝土：
柱用C30,根底用C20
钢筋：
柱纵筋用HRB335其它均用HPB235
6、参考标准图集：
X6m预应力钢混筋凝土屋面板[G410㈠㈡]
大沟板[G410㈢]
U形钢筋混凝土大窗架[G316]
预应力钢混筋凝土折线形屋架[G415㈠]
钢筋混凝土吊车梁[G323]
钢筋混凝土根底梁[G320]
柱间支撑[CG326㈠]
吊车轨道联结[G159]
94o
003
00820081]0003•「0063-|051
I~III
0006
图面平51图
817654
00066
0006
0024
0024
oo9009
0024009009
0024009009
0024
009009
0024
8GPO9
—L州
0024
009009
吊
图面立
61图
0006
OOQ^UO9
111
0420024
009094
094
042
0006
55.41
26・co-
95・co-
00081
0006
0006
oooo+
003.3
20^-61
板面屋型大
-平找FFD2
层
00400710030081055205400810030063006051
0.3KN/m2
图18
Ur
Us
+.000
图19
O
5
9
5
二、结构选型：
选用的结构形式：
1、屋面板：
选自[G410㈠],见图20
板重：
m2（沿斜面）
嵌缝重：
m2（沿斜面）
2、天沟板：
选自[G410㈢],见图21
3、天沟重（包含水重）：
根
4、天窗架：
I!
形钢筋混凝土天窗架
选自[G316].天窗架及挡风板传
到屋架上的重量见图22
图21
R=26.2kN
P=11.5kN
22
5、
每棉屋架
预应力钢混筋凝土折线形屋架选自[G415㈠],屋架轴线图尺寸如图23所示.
重.
150J
i；
8850.3000,1500.1500.2850.150
18000
图23
6、
7、
8、
9、
10、
屋盖支撑：
选自［G415㈠］
重量为了：
m2（沿水平面）
根底梁：
选自［G320］,bxh=250X450mm
每根自重：
吊车梁：
选自［G323㈠］,见图24
每根自重：
50kN
轨道及垫层重：
m
连系梁与过梁,截面与尺寸见剖面图.
柱间支撑：
选自［］
550
250
三、柱截面尺寸与高度确实定
图24
根底采用单独杯形根底,根底顶面标高为了-柱顶标高为了,牛腿顶面标高为了.
柱子尺寸：
上柱高
Hu
11.4m
7.8m
3.6m
下柱高
Hl
7.8m
0.6m
8.4m
柱总高
h
11.4m
0.6m
12.0m
a）、柱子高度:
400ii40
0L催
11.103一
—vr
240H
1
750
2
2,
7.800
2
2
+0.000
b）、柱截面尺寸：
建议上柱为了方形截面,
25
800
2-2
bXh=400X400mm下柱为了工字形截面,
=400X800X150mm牛腿尺寸、柱下端矩形截面局部高度尺寸见图
特征值为了：
bxhxhf
25.柱截面几何
.._一52
Ai1.610mm
・.一一92
Ii2.1310mm
gi
4.0kN/m
5292
A21.77510mm1214.3810mmg24.44kN/m
四、荷载计算
1、恒载
（1）屋盖恒载
（防水层+隔气层）自重0.35kN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层20kN/m30.02m0.40kN/m3
预应力混凝土屋面板（包含灌缝）1.40kN/m2
屋盖钢支撑0.05kN/m2
2.2kN/m2
天窗架
天沟重（包含水重）
37.7kN
17.4kN/根
屋架重力荷载为了60.5kN/棉,那么作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：
2—一一一一一一一
G11.2（2.2kN/m6m18m/260.5kN/237.7kN17.4kN）244.98kN
（2）吊车梁及轨道重力荷载设计值：
G31.2（50kN0.8kN/m6m）65.76kN
（3）柱自重重力荷载设计值：
上柱G4AG4B1.24kN/m3.6m17.28kN
下柱G5AG5B1.24.44kN/m8.4m44.76kN
上门F比•111/V11
S26■作用位直
2、屋面活荷载
屋面活荷载标准值为了0.5kN/m2,学荷载标准值为了0.2kN/m2,后者大于前者,故仅按
前者计算.
屋面积灰荷载为了
（0.3kN/m23m0.75kN/m23m0.3kN/m23m）6m24.3kN
作用于柱顶屋面活荷载设计值为了：
Q11.4（0.5kN/m26m18m/224.3kN）71.82kN
Q/乍用位置与G1作用位置相同.如图26.
3、风荷载
按kzszo计算,其中o0.55kN/m2,z1.0,z根据厂房各局部标高
及B类地面粗糙度确定:
柱顶（标高）
1.039
檐口（标高）z1.098
屋顶（标高）z1.182
排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为了:
1.00.8
0.457kN/m
1.00.4
0.286kN/m
2k
4/
1.0390.55kN/m2
1.0390.55kN/m2
IO
.1-1.Il谶如加国祚
那么作用于排架计算简图（图
27）上的风荷载设计值为了：
2
q11.40.457kN/m
6m3.84kN/m
q21.40.286kN/m2
6m2.40kN/m
屋架各点处的
z:
标高（m）
z
13.95
16.62
14.55
n
FWQ（
n1
szh）z0B0
[（0.80.5）
2..11.098（0.30.6）0.451.111
1.4
2.671.176（
0.80.6）
2.041.1750]33.40kN
4、吊车荷载
150/30kN吊车的参数为了：
B5.5m,K4.4m,g71.9kN,Q150kN,Fp,max152kN.
根据重力荷载之间的平衡关系：
2（Fp,maxFp,min）GQg得：
Fp,min65.5kN.根
据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线中各轮对应点的竖向坐标,如图28.
图18修车有叔作川下丸里反力的影响线
（1）吊车竖向荷载
吊车竖向荷载设计值为了：
DmaxQFp,maxyi1.4152kN（10.8080.2670.075）457.52kN
DminQFp,minV\1.465.52.15197.155kN
（2）吊车横向水平荷载
作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力计算：
1^1,、
T—（Qg）—0.1（150kN71.9kN）5.548kN
44
作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算
TmaxqTyi1.45.5482.1516.7kN
五、排架内力分析
柱剪力安排系数
柱子
nIu/Il
Hu/H
Co3/[13（1/n1）]
H3/CoEIl
1/i
i1/i
A,B
n0.148
0.300
CO2.596
ioH3
ab0.26810
E
AB0.5
1、恒载作用下的排架内力分析,计算简图如图
29（a）
Gi
G1244.98kN,G2G3G上162.32kN17.28kN81.60kN
G3
G下144.76kN.
Mi
244.98kN0.05m12.25kN/m
M2
（G1G上i）60G303
（244.98kN17.28kN）0.2m64.32kN0.35m29.94kN
排架为了对称结构且作用对称荷载,排架结构无侧移,故各柱可按柱顶为了不动皎支座计算内力.
对于A、B柱n0.148,0.300.
Ra
Rb
2（11）
n
213（11）
n
31
Mi「M2
C1HH
4.96kN
1.971,
C3
12.25kN
12
——-——1.181
213（[1）
n
m1.97129.94kNm1.184
12
4.96kN
求得R后,由于平衡条件可得各柱截面的弯矩和剪力.柱各截面的轴力为了该界面以上重力
荷载之和,恒载作用下的轴力弯矩如图29（b）（c）.
2、屋面活荷载作用下的排架内力分析
排架计算简图如图30（a）.
其中Qi71.82kN,它在柱顶及变阶处引起的力矩为了:
M1A,71.82kN0.05m3.59kNm,M2A71.820.2014.36kNm,C11.971,
C31.181那么
Ra
M1A
~H~
C1
M2A「
—C3
H3
3.59kNm1.97114.36kNm1.1812.00kN（）
排架各柱的弯矩轴力图如图30（b）（c）.
■m看^■下tw#由力待
3、风荷载作用下的排架内力分析
（1）左风吹时
计算简图如图31（a）.
A,B柱n0.148,0.300有表得
41
3[1（-1）]
C11n——0.340
31
8[13（-1）]
n
Ra
q1HCn
3.84kN/m12m0.34
15.7kN（
）
Rb
q2HCn
2.4kN/m12m0.34
9.792kN（
）
r
RaRb
Fw15.7kN9.79kN
33.43kN
58.92kN（）
各柱顶男力分别为了：
Va
RaaR
15.7kN0.558.92kN
17.36kN（
）
Vb
RbbR
9.79kN0.558.92kN
19.67kN（
）
（2）右风吹时
由于死单跨,与左风吹情况相同,内力反向,计算简图和内力图如图32.
■布嫩k楠就力会析
4、吊车荷载作用下排架内力分析
（1）Dmax作用于A柱
计算简图如图33（a）,其中吊车竖向荷载
Dmax,Dmin在牛腿顶面处引起的力矩为了
MaDmaxe3457.52kN0.35m160.13kNm
amax3
MbDmine197.16kN0.35m69kNm
对丁A柱,C31.18,那么
Ra
Rb
R
排架各柱顶剪力分别为了:
MA八
^C3
Mbr
TC3
Rb
160.13kNm…c、
1.1815.7kN（）
12m69kNm12m15.7kN
1.186.79kN（）
6.79kN8.91kN（）
VaRa
VbRb
aR15.7kN0.58.91kN11.25kN（）
bR6.79kN0.58.91kN6.79kN（）
排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图
33（b）（c）.
I53De倘标山I」」帝；方1|-
（1）Dmax作用于B柱
由同理可得,内力图如图34.
当作用吊车横向水平荷载时,排架计算简图如图
35（b）.
VaRaaR
VbRbbR
排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图
对于A柱,n0.148,0.300,a（3.6m1.2m）/3.6m0.670,那么
3（1a）（1a）2
23a[-（23a）]
C5n0.627
n
RaTmaxC516.70kN0.62710.48kN（）
同理,对于B柱,n0.148,0.305,a0.670,C50.627那么
RbTmaxC516.70kN0.62710.48kN（）
RRaRb
10.48kN（10.48kN）20.96kN（）
各柱顶剪力为了:
10.48kN0.5（20.96）kN0
10.48kN0.5（20.96）kN0
35（a）.
ridlI、I,架内枫布
六、内力组合
表1A柱内力设计值汇总表
柱号及正向内力
何载类别
恒载
屋血活载
吊车竖向荷载
吊车水平荷载
风荷载
Dmax作用在
A柱
Dmax作用在
B柱
左风
右风
序号
①
②
③
P④
⑤
⑥
⑦
I—I
M
-
-
±
-
N
0
0
0
0
0
b
——n
M
-
-
±
-
N
0
0
0
m—m
M
±
-
1__』
N
0
0
0
7
1h
V
-
-
±
-
注：
M（单位为了kNm）,V（单位为了kN）.
表2A柱内力设计值组合表
截面
Mmax及相应M,N
Mmax及相应N,V
Nmax及相应M,V
Nmin及相应M,V
Mk,Nk
备注
I—I
M
①+（②+
⑥）
①+[（③+
⑤）+⑦]
-
①+[②+
（③+⑤）
+⑦]
-
①+[（③+
⑤）+⑦]
-
-
Nmax一项取1.35Sgk
0.71.4Sqk
N
n—n
M
①+[（③+
⑤）+⑥]
①+（②+
⑦）
-
①+[②+
（③+
⑤）+⑥]
①+⑦
-
N
—m
M
①+[②+
（③+⑤）
+⑥]
①+[（④+
⑤）+⑦]
-
①+[②+
（③+
⑤）+⑥]
①+⑥
N
V
-
Mk
-
Nk
Vk
-
注：
M（单位为了kNm）,N（单位为了kN）,V（单位为了kN）
七、柱截面设计
混凝土强度等级为了C30,fc14.3N/mm2,ftk2.01N/mm2；采用HRB335＜钢筋,
fy300N/mm2,b0.518.上下柱均采用对称钢筋.
上柱配筋计算有内力组合表可见,上柱截面共有4组内力取
均为了大偏压,选取一组最不利荷载组合.M123.82,N
由附表查的有吊车厂房排架方向上柱的计算长度
取20mm（大于400mm/30）.
M123.82106Nmmeo472.1mm,ei
N262260N
10/h7200mm/400mm
fy
1、
别,
0.5fcA
21.15
0.0也h
」（=）
eih
1400L
h.
1fcbh0
1.0
x2as进行计算.
h/2
h0400mm40mm
262.26
l023.6m7.2m.
e0ea472.1mm
185,故应考虑偏心距增大系数
0.514.3N/mm24002mm2“c
4.362
262260N
1.15
0.01（78°°^）0.97
400mm
1——1——（迪㈣m）1.0
1400（27^）400mm360mm
262260N
2
14.3N/mm400mm360mm
0.127
360mm,经判
附加偏心距ea
20mm270mm
1.0
0.971.164
2ash°
80mm八ccc
0.222
360mm
as1.164270mm400mm/2
Ne
40mm
412.8mm
262260N412.8mm
fy（h°as）
2、
1256mm）,那么
满足要求
2.
300N/mm（360mm40mm）
AS/（bh）1256mm2
选用420（As
0.785%0.2%,
由附表,得垂直于排架方向柱的计算长度l01.253.6m
4500mm/400mm11.25,
0.961.
2
1127.7mm2
/（400mm400mm）
4.5m,那么l°/b
Nu0.9（fcAfyAS）0.90.961（14.3N/mm2
300N/mm21256mm22）2630.94kNNmax345.32kN
满足弯矩作用平面外的承载力要求.
400mm400mm
2、下柱的配筋计算
取h0800mm40mm760mm,与上柱分析方法类似,在内力组合表的8组内力
中选取以下2组最不利内力.
M414.77kNm,N371.31kN.
536.52kNm,N531.01kN.
8.6m,附加偏心距ea800mm/3026.67mm
（大于20mm）,b100mm,bf
414.77106Nmm
400mm,hf
150mm.
Me.
N
371310N
e0ea1117mm26.67mm1143.7mm
由l0/h
8600mm/800mm
5
10.755
15
故应考虑偏心距增大系数
.且取
⑴按M414.77kNm,N371.31kN.计算
下柱计算长度取l01.0,Hl
21.0.
0.5fcAc
1
N
0.514.3N/mm2[400mm800mm300mm（800mm2150mm25mm）]
371310N
3.421.0取11.0.
ei
故为了大偏心受压.
1I0
1（?
）
eih
1400二h.
1.0551143.7mm
＞先假定中和轴位于翼缘内,那么
N
1
1143.7mm、
1400（）
760mm
1206.6mm0.3h°
371310N
〔fcbf
2
1.014.3N/mm400mm
8600mm
（）1.01.01.055
800mm
0.3760mm228mm
64.9mm150mm
as1206.6mm800mm40mm1566.6mm
Ne
AsAs
2
1fcbfx（h0x/2）2
[371310N1566.6mm1.014.3N/mm
fy（h°as）
400mm64.9mm（760mm64.9mm/2）]/[300N/mm2（760mm40mm）]
2
1442.6mm
（2）按M536.52kNm,N531.01kN.计算
综合上述计算结果,下柱截面选用面外的承载力亦,满足要求.
计算方法同上述相同.计算过程从略,计算结果AAS1833.6mm2.
3、柱的裂缝宽度验算
〈〈标准>规定,对e0/h0
4_25（AS1964mm2）按此配筋,经验算柱弯矩作用平
0.55的柱应进行裂缝宽度验算.上柱及下住均出现e°/h00.55的内力.故应进行裂缝宽度验算.验算过程见表3,其中上柱As1256mm2,下柱As1964mm2,Es2.0105N/mm2；构件特征系数cr2.1,混凝土保护层厚
度c取25mm.
柱截面
上柱
下柱
内力标准值
Mk/（kNm）
Nk/kN
e0Mk/Nk/mm
406.20.55h0
9000.55h0
As
te_—
0.5bh（Bfb）hf
0.01570.01,取
te0.01
s1——1——B）24000e0/h0h
1.0（-014）
h
ee0h/2as/mm
1260
fhf（bfb）/bh°
0
h0
z[0.870.12（1f）（」）]h0/mme
N,ez）2.
sk/（N/mm）
Asz
1.10.65—^
tesk
maxcr（i.9c0.08四）/mm
Este
<
（满足要求）
<
（满足要求）
表3主的裂缝宽度验算表
4、柱的箍筋配置
非地震区的单层厂房柱,其箍筋数量一般有构造要求,上、下柱均选用
5、牛腿设计
8@200箍筋.
根据吊车梁支承位置、截面尺寸及构造要
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