单层工业厂房排架结构设计计算书文档格式.docx

1、 柱子配筋图3. 设计资料3.1 荷载钢筋混凝土容重25KN/m 3一砖墙（单面粉刷）4.92KN/m 220mm 水泥砂浆找平0.4 KN/m 2 钢门窗自重0.4 KN/m 2 钢轨及垫层0.6 KN/m 2 二毡三油防水层0.35 KN/m 2 （沿斜面 ）屋面活荷载0.5 KN/m 2 （沿水平面）屋面积灰荷载0.5 KN/m 2（沿水平面）3.2 工程地质资料由勘察报告提供的资料，天然地面下1.2m处为老土层，修正后的地基承载力为120 KN/m 2，地下水位在地面下 1.3m （标高-1.45m）3.3 材料混凝土：柱C30，基础C15钢筋：受力筋为HRB335级钢筋，钢箍、预埋件

2、及吊钩为 HPB235级钢筋砌体：M5砖，M2.5砂浆I1i iTlI En/If 1 置 丨1勺丨丄置r丄一 1卜置丁位11 车1-天窗位置-_-1 ! 位吊丁 1L吊11JFLif 1 1 I mu mi iiTkI Ifi EIIIs- S O Qi S -图1 建筑平面图+17.520结构选型和结构布置1.屋面板采用1.5m X6m预应力钢筋混凝土屋面板G410（ ）、（二）,板自重1.3，嵌缝 重0.1 （均沿屋架斜面方向）2.天沟板天沟板G410（三）的截面尺寸见图4，重17.4KN/块（包含积水重）。11.5KN图5天窗架及挡风板示意图（单位： mm ）| 图4 天沟板截面尺寸（

3、单位：mm ）3.天窗架门型钢筋混凝土天窗架（G316 ）的示意图如图5。4.屋架预应力钢筋混凝土折线型屋架 YMJA-18-xBb ，屋架的几何尺寸如图 6上弦杆 b xh=240mm X220mm下弦杆 b xh=240mm X220mm腹杆 b xh=120mm x240mm （F1）b xh=200mm X240mm （F2） b xh=120mm X120mm （F3F6 ） 屋架自重： 60.5KN/榀A B5.屋盖支撑6.吊车梁重7.基础梁重图7排架柱上柱截面图8排架柱下柱截面u二-图6屋架几何尺寸0.05 KN/m 2 （沿水平面）44.2KN/ 根（高 1200mm ）15.

4、7 KN/ 根8.连系梁、过梁均为矩形截面，尺寸见剖面图 39.排架柱尺寸： 上柱为矩形400mm x400mm下柱为工字型 400mm X800mm+0.400 0.000 亠-0.600图9排架柱标高10.基础采用单独杯形基础或条形基础，基础顶面标高为 0.6m，如图11HG ZC-I LL-1LL-2LL-1LGCC-3LG I LGLL-1 LL-1A W A G Y GlG-ICC-3总 SC-31A 芍 W HG 1 HG HGI G G SC-3 丁 I W，AGALL -1HGZ-2Z-3ZC-1CC-G HG ZC-21012YDL-1iHG YDL-1YDL-1SC1YDL

5、-21 LG 1、LG1 IISC21 1I HG 1CC-11/ SC2I 1IIYDL-1 YDL-YDL-丫 DL-CC-2图10结构平面布置图Z-1J-1Z-3 乙211 12VHp 1JL-3L-1JL-1JL-1 、lZ-3 Z-29图11 柱、基础平面布置图三.排架的荷载计算1.恒载1.1 屋盖部分传来的恒载 P1p天囱重26.2 X2=52.4KN屋面板重1.3 X6 X18=140.4KN嵌缝重0.1 X6 X18=10.8防水层重0.35 X6 X 18=37.8找平层重0.4 X6 X 18=43.2屋盖支撑重 0.05 X6 X 18=5.4 KN屋架重 60.5 KN

6、17.4 KN350.5 KN每块天沟板及积水重Pip=350.5/2+17.4=192.3KN1.2 柱自重P2p和P3p上柱重：P2p=25 X0.4 X0.4 X3.6=14.4 KN下柱重：柱身 25 X0.187 X7.2+0.4 X0.8 X（0.2+0.4+0.6 ） =43.26 KN牛腿 25 X （0.8+1 ） /2 X0.2+0.4 X1 X0.4=5.8 KNP3p =38.46+5.8=49.06 KN1.3 混凝土吊车梁及轨道中的 P4pP4p =44.2+0.6 X6=47.8KN2.活荷载2.1 屋面活荷载Piq雪荷载为0.35 KN/m 2，屋面积灰荷载为0

7、.5 KN/m 2，屋面活荷载为0.5 KN/m 2。排架 计算时，屋面积灰荷载不雪荷载或屋面均布活载中较大值同时考虑。Piq =（0.5+0.5） X6 X18/2=54KNP1Q的作用位置同P1p2.2吊车荷载采用两台中级工作级别吊车，起重量分别为 Q=10t,20/3t.吊车具体参数见表1表1 吊车荷载表吊车跨度Lk=16.5m额定起重量 Q（t）吊车宽度B（m）轮距K（m）吊车总重G（m）小车重g（KN）最大轮压Pmax （KN）最小轮压Pmin （KN）54.114729.910122.520/35.1622570.118329.5注 :P min =G+Q/2-P max2.2.1

8、竖向吊车荷载如图12所示（沪0.9 ）xJ JJ Jf t t图12求Dmax时的吊车布置图情况a:D max =卩101Dmin = B22.51 6 + 5 1 9X +183 X（1+ ） =316.85KN6 6X1.6 5 +29.5 X（1+ 19 ） =57.23KN情况b:Dmax = B1016经过比较，设计时采用情况 a2.2.2 水平吊车荷载X 6 2.6 +183 X 0.9 5 =292.23KN6 + 2 6 0 9 + 5X 6一26 +29.5 X 09一5 =55.17KN中的荷载，作用位置同 P4p* 1 亠每个轮子水平刹车力:iot 吊车：T1= %（Q+

9、g）=420/3t 吊车：T2= %（Q+g）=X0.12 X（98+29.9）=3.84KNX0.1 X（196+70.1）=6.65KNa相同，于是有:19 ） =11.68KN产生Tmax时吊车的作用位置不中的情况Tmax= 3.84 X1.6 5 +6.65 X（1 +3.风荷载3.1均布风荷载单层厂房的风载体型系数如图13所示，根据建筑结构荷载规范可得风压高度变化图13 风载体型系数图风向图14 框架风荷载计算简图q系数如表2所示，框架风荷载计算简图如图 14所示：标咼（m ） 1520301.141.251.42注：以下所用的 均从表2中的数据线性插值求得。柱顶离室外地坪高度为 1

10、2+0.15=12.15m ，风压高度变化系数 炉=1.0602q1=0.8 X1.0602 X0.5 x6=3.82KN/m （ f ） q2=0.5 X1.0602 X0.5 x6=2.39KN/m （ f ）3.2求集中风荷载屋架檐口离室外地坪高度为 14.5-0.4+0.15=14.25m, 故 戸1.119挡风板，屋架交界处离室外地坪的高度 14.55+0.15=14.7m , 故口z=1.1316天窗、屋架交界处离室外地坪高度为 15.15+0.15=15.30m , =1.1466天窗檐口离室外地坪高度为 17.22+0.15=17.37m , 尸1.1921天窗顶离室外地坪高度

11、为 17.52+0.15=20.07m , =1.1987按图15计算集中风荷载W0q9iff11图15 屋架集中风荷载计算简图q3=0.8 X1.119 X0.75 X6=4.03KN/m （f）q4=0.3 X0.1316 X0.75 X6=1.53 KN/m （ f ）q5= 1.4 X1.1921 X0.75 X6=7.51 KN/m （ f ）q6=0.8 X1.1466 X0.75 X6=4.13 KN/m （ J ）q7= 0.8 X1.1921 X0.75 X6=4.29 KN/m （ J ）q8 不 q9相抵消q10=0.6 X1.1921 X0.75 X6=3.22 KN/

12、m （ f ）qn=0.6 X1.1466 X0.75 X6=3.10 KN/m （ f ）q12=0.6 X1.1316 X0.75 X6=3.06 KN/m （ f ）q13=0.5 X1.119 X0.75 X6=2.52 KN/m （ f ）W=（ q3+ q13）x（14.25-12.15）+（ q4+q12）x（14.70-14.25）+ q5 x（17.37-14.7）+（ qe+qn）X（15.3-14.7）+（ q7+ q10）x（17.37-15.30）=33.04KN作用点标高12.00m排架的计算简图及荷载的作用位置示图 14、图15P1q1pie+ 12.000p2+

13、p4 +Dnax（Dmin ）Tmaxpe+po-p 4-Dma（Dmin ） e4p2+p4+Dmax（Dmin p1e2+p2e2-p 4e4-Dnax（Dmin） e4+8.400pRp4二 2LQOIP3图16 排架荷载作用简图图17荷载作用位置图四、内力分析1.恒载作用下的排架内力由于单层厂房多属于装配式结构，柱、吊车梁和轨道的自重，多是在预制柱吊装就位完毕而屋架尚未安装时加在柱子上的，此时尚未构成排架结构。但是在设计中，为了 不其他荷载项的计算方法一致，在柱、 吊车梁和轨道的自重作用下仍按排架结构进行内力计算。1. 1 由P1p产生的弯矩和轴力P1p=192.3KNM1廷P1占邈冒

14、够？细2=39屈kNN mm|1= I x=1.456 X1010mm 4 Iu= 2.13 X109 mm 4 n= Ll 辽二 0.146|1 14.563.6 0.28612.6计算柱顶反力1、2 :1 一丸13C1 =2K=1.951R11 = C1P - 1.951 9615 -1.49KN （-）H 12.6二 1.212C3= 3 22 1 3 （ 1 -1）R12=。3冃 p = 1212疋 38.46 =3.70KN （ ）N1=192.3KNR1= R 11+ R 12=1.49+3.70=5.19 KN （ f ）1.2由柱自重产生的弯矩和轴力1上柱重P2p=14.4KN

15、M 22= P2p e2=14.4 X0.2=2.88 kN m （ ?）R2=C3 P2 p =1.212 X288 =0.278 kN （ f ） H 12.6N2=14.4KN2下柱重N 3 = P 3 p=49.06KN 仅产生轴力丌产生弯矩1.3 由P4p产生的弯矩和轴力P4p=47.8KNM 44= P4p e4=47.8 X0.35=16.73kN m （ ? ）R4=C3 P4 p e4 =1.212 x!673 =1.61kN （）N4=47.8KN恒载作用下的计算简图和内力图分别示于图 18和图19图18 恒载计算简图9.624.27 20.34M（KN m）14.39图1

16、9 恒载作用下的M、N图2.屋面活载作用下的排架内力P1Q的作用位置同Pip，即成比例Piq=54KN54R=5.19 X =1.46KN （f）192.3M 11=9.615 X. =2.70 kN m （?M12=38.46 x =10.8 kN m （?N=54KN屋面活载作用下的计算简图和内力图分别示于图20、图 214.90 _M（KN图20 屋面活载计算简图图212.568.24m）N（KN）屋面活载作用下作用下的 M , N图3.吊车竖向荷载作用下的排架内力3.1 最大轮压作用于A柱时A 柱： M a=D max e4=316.85 x0.35=110.90kN m （ ?B 柱

17、：Mb=D min e4=57.27 X0.35=20.03 kN m （ ?计算简图如图22RbVaV BM ERa RbM A图22吊车竖向荷载作用下计算简图不恒载的计算方法相同，可得 C3=1.212Ra= C3 匹=1.212M bRb= C3 E =1.212A柱:E 柱:A柱不A柱B柱相同，剪力分配系数Va=R a- nA （ Ra+Rb）ve=re- n （ Ra+r e）内力图示于图2388.2222.6831.5259.35110 90X 110.90 =-10.67KN20.03X =1.93KNnB= nA=0.5，则A柱不B柱柱顶的剪力为X（-10.67+1.93 ）

18、=-6.3KN （）=-10.67-0.5=1.93-0.5（-10.67+1.93 ） =6.3KN （f）57.27316.85TrTTM（KN m） N（KN）图23 吊车竖向荷载作用下 M , N图3.2 最大轮压作用于B柱时由于结构的对称性，A柱同1中B柱情况，B柱同1中A柱的情况4.1 Tmax向左作用柱中轴力为零。由前述所得n=0.146,入=0.286m（R + BR）图24 吊车水平力作用下排架计算简图A 柱 Ta=T max=11.68KNB 柱 Tb=T max = 11.68KN12 - 9.73.6二0.639，查附录3-2可得2 -1.8 3C5=0416 - 0.

19、2=0.6261 -1RA=RB=C5Tmax =11.68 X0.626=7.31KN （f）考虑空间作用分配系数 m,由表3-5得到m=0.85,且A柱和B柱相同，剪力分配系数nB= nA=0.5，计算简图见图24，则A柱不B柱柱顶的剪力为A 柱 Va=Ra-nA （Ra+Rb）=7.31-0.5 X0.85 X（7.31+7.31 ） =1.10KN （f）B 柱 Vb=Rb-hb （ Ra+Rb）=7.31-0.5 X0.85 X（7.31+7.31 ） =1.10KN （）根据柱顶剪力和求得Tmax向左作用下排架的弯矩如图 25中实线所示。Ra2.5311.22106.44图25 吊

20、车水平力作用下4.2T max向右作用由于结构对称，M图可见图25中虚线所示5.风荷载作用下的排架内力5.1左来风情况q1=3.82KN/m,q 2=2.39KN/m,W=33.04KN+M1 -1II=0.34331C11= 7781 3 nR1=-C nq1H=-0.343 X3.82 X12.6=-16.51KNR1=-C nq2H=-0.343 X2.39 X12.6=-10.33KN排架单元为对称结构，柱中的轴力为零，计算简图见图26n= 0.5Va=R 1+ n （-R1-R2+W ） =13.43KN （f）Vb=R2+ n （-R1-R2+W ） =19.61KN （f） 根据

21、计算，左来风的情况下框架的 M图如图27中实线所示。5.2 右来风情况由于结构对称，M图如图27中虚线所示匸Vaq2i |73.10Ji/-86.08 86.08 -73.1f436.80 /图26 风荷载作用下排架计算简图436.80472.45图27 风荷载作用下M图五、内力组合排架单元为对称结构，可仅考虑 A柱的截面。具体组合情况见表 3,表3中截面和内力的正方向如图28所示。截面内力恒载活载竖向吊车荷载水平吊车荷载风荷载最大轮压作用于水平力作用方向左来风右来风B向左向右78yZM4.27-22.68-11.2273.1-86.08I -N206.7 一-20.34-8.24-2.65-11