单层工业厂房结构设计文档格式.docx

1、（ 4）其它：如砂石、石灰等地方材料均能按设计要求供应。柱子可在现场 预制。该项目的施工单位有较高的施工水平，如果设计采用国家标准图及普通 作法，其施工质量均能达到设计及施工验收规范的要求。建筑构造：（ 1 ）屋面：卷材防水屋面，其做法为： 三毡四油上铺小石子防水层 80mm 泡沫砼保温层20mm厚1: 3水泥砂浆找平层 预应力混凝土大型屋面板（2）墙体：240mm厚砖墙，水泥砂浆粉刷内外墙面，铝合金门窗。（ 3）地面：室内为混凝土地面，室内外高差 150mm。设计任务：1 单层厂房结构布置；2选用标准构件； 3排架柱及柱下基础设计。 设计内容：1 确定上、下柱的高度及截面尺寸；2选用屋面板、

2、天窗架、屋架、基础梁、吊车梁及轨道连接件； 3计算排架所承受的各项荷载； 4计算各种荷载作用下排架的内力； 5柱及牛腿的设计，柱下单独基础设计；6绘制施工图（ 1 ）结构布置图（屋架、天窗架、屋面板、屋盖支撑布置；吊车梁、柱及 柱间支撑、墙体布置）；（ 2）基础施工图（基础平面布置图及配筋图）；（ 3）柱施工图（柱模板图、柱配筋图）。第一节单层厂房结构布置一、结构平面布置在结构平面布置中，厂房的跨度在 18m和18m以下，一般取3m的倍数（30M。）；在18m以上，一般取6m的倍数（60M。）。必要时也允许采用 21m, 27m, 33m的跨度。厂房的柱距，一般取 6m或6m倍数（60M。），

3、个别 也有取9m的柱距。结构平面的主要尺寸都由轴线表示。跨度方向的轴线称为纵向定位轴线， 以A、B、C 表示；柱距方向的轴线称为横向定位轴线，以、表示。轴线的尺寸应符合上述模数的规定。一）定位轴线和轴线划分紧密相关的构件是屋面板和屋架（屋面梁）。轴线尺寸均采用 标志尺寸或标志尺寸的倍数。所谓标志尺寸是构件的实际尺寸加上两端必要的 构造尺寸。例如，大型屋面板的实际尺寸是 1490X 5970mm，标志尺寸是1500x 6000mm； 18m屋面大梁的实际跨度是 17950mm,标志跨度是18000mm。1、纵向定位轴线屋架（屋面大梁）的标志尺寸为 3m的倍数，是与大型屋面板的标志宽度相 配合的，

4、而纵向定位轴线亦与屋架（屋面大梁）的标志尺寸相吻合，如图 1。一般说来，当纵向定位轴线和屋架的标志尺寸相应，屋面板铺至屋架边缘 ，屋架的标志尺寸与纵墙内皮重合时，这种轴线称为封闭式纵向定位轴线。但是，纵向定位轴线还与吊车和柱子截面尺寸有关。为了吊车和柱子间的 构造连接以及吊车安全行驶的需要，吊车的轨距 Lk要小于厂房的标志跨度L（L亦即纵向定位轴线的间距），使得吊车轨道中心离开纵向定位轴线一段距离（图2a）。工程中大量遇到的吊车轨距多是 Lk L 1.5 m，例如LK为13.5m,16.5m， 22.5m等，吊车轨道中心至纵向定位轴线的距离为（L Lk ） /2=750mm。如果屋架的跨度较大

5、，屋架上弦斜边的实际长度与屋面板宽度方向的标志尺寸不相应时，可加铺宽度 小于一般屋面板的嵌板。d）非封闭轴线（有插入距）70封闭轴线 二非封闭轴线（有联系尺寸）如图 2b， c 所示，纵向定位轴线能否与纵墙内皮重合，则与吊车端部尺寸Bi （查表1.1起重运输机械专业标准 ZQ1 62）、吊车端部和上柱间的最 小空隙B2以及上柱截面高度 B3三个值有关。一般说来，当吊车起重量w 50t时，B2 80mm，否则B? 100mm。B3由排架内力分析得到，一般采用 400mm, 500mm, 。当 A B1 B2 （取最小值）+ Ba（估算）w 750mm 时， 纵向定位轴线可以与外纵墙内皮重合，屋面

6、板正好铺至墙内皮，屋面不出现缝 隙，这就是封闭式纵向定位轴线（图 2b）。当A 750mm时，柱需外移，以满 足B2要求，这时纵向定位轴线位置不变，但外纵墙内皮不能和它重合，因而和 屋面间将留有一条缝隙，在屋面的构造处理上需另补一条异形小板（图 2c），这时的轴线称为非封闭纵向定位轴线。非封闭轴线与外纵墙内皮间的距离称为 联系尺寸，视吊车起重量的大小，可为 150mm，250mm或500mm。当厂房为等高多跨时，中柱的上柱中心线一般与纵向定位轴线重合。当相 邻两跨有高度差时，纵向定位轴线一般与较高部分厂房柱的外皮重合。但当该 柱的A 750mm时（图2d），必需增设一条纵向定位轴线。两条纵向定

7、位轴线 间的距离 称为插入距 ，意思是需要插入轴 线间的距离。插入距 一般也取 150mm， 250mm 等。2、横向轴线定位一般说来，横向定位轴线通过柱子的截面几何中心，所以它们的间距一般 就是柱距。显然，横向定位轴线亦是与屋面板的标志尺寸相重合的。在厂房尽 端，横向定位轴线与山墙内皮重合，将山墙内侧第一排柱中心线内移 600m，并将端部屋面板做成一端伸臂板（图 3）。这样做的目的是使端屋架和山墙抗风柱的位置不发生冲突，使端部屋面板与中部屋面板的长度相同，使屋面板端头 与山墙内皮重合，屋面不留缝隙，以形成封闭式横向定位轴线。同理，伸缩缝 两边亦应各移600mm，使伸缩缝中心线与横向定位轴线重

8、合。二）构件的平面布置 单层厂房构件的平面布置较规则，它主要与构件的型号有关，一旦构件选 定，平面布置即可确定，具体布置详见下节。表1-1 50 500/50kN 般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸起重运输机械专业标准ZQ1 62起重量Q跨度Lk尺寸 吊车工作级别A4或A5宽度B轮距K轨顶以上高度H轨道中心至端部距离B1最大轮压Fp,max最小轮压Fp,min起重机总质量G+g小车总质量gkNmmm:5016.5465035001870230763116420（单闸）21（双闸）19.551504000853519022.5904221425.5640052501004724428.51056

9、32855550440021401152518038（单闸）39（双闸）1203220322.5 :r 125224219013527028.5 :r 14066315150565020501653424153 （单闸）55 （双闸）19.5 :260P 170482551855831625.5 :P 1956038021068400150/3016.5 :16525069 （单闸）74 （双闸）215017543185321195360405G+g+Q=（76+31） 2=214kN, G+g =214-Q=164 kN续表1-1 50 500/50kN 般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸尺

10、寸吊车工作级别A4或A5kN n200/5022003075 （单闸）78 （双闸）2300205280215453205330524065410300/50605046002600340117（单闸）118（双闸）61504800300 36529070420665031078 475 88515500/506350270039575440 140 （单闸）145 （双闸）2750415480425520680044556046095610图4二、结构剖面布置 厂房的高度，指的是屋架下弦下皮（或屋盖结构最低构件的下皮）以及吊 车轨顶距室内地面的高度，分别是以屋架下弦底面标高和轨顶标高表示（室

11、内 地面标高为 0.000）。这两个数值是厂房结构剖面设计中的两个重要参数，要 综合考虑生产工艺和建筑结构两方面的因素才能确定。无吊车厂房，屋架下弦底面标高由设备的高度和生产需要的使用高度确 定。有吊车厂房，屋架下弦底面标高由设备的高度和吊车需要的高度确定，并 可用下式表达：H h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 ，或 H h1 h2 h8 h5 h6 h7 取两个数值中的较大者（图 4）。式中， h1 最高设备的高度，由工艺设计人确定，当只有个别高大设备 时，可采用局部降低该处地面的办法以减少厂房高度； h2 超越安全高度（ 500mm）; h3最高吊物高度，吊索最小高度（h3、均由工

12、艺设计人确定）；h5、h6 吊车底、顶至吊车轨顶高度（查表 1-1）; h7 吊车行驶安全高度（ 220mm）; h8 司机室底至吊车底高度（查表 1- 1）。吊车轨顶标高由屋架下弦底面标高减去（ h6 h7）得到，一般由工艺设计人向土建设计人提供。吊车轨顶标高减去吊车轨道连接高度和吊车梁梁端高度（均可查有关标准图集），即为柱的牛腿顶面标高（图 4）。 在确定屋架下弦底面标高和牛腿顶面标高时，都应按照厂房建筑统一化 基本规则，考虑统一模数的要求。当外墙采用大型板材时，还应与板材的尺 寸相适应。对于连续多跨厂房，如果相邻各跨根据各自的工艺需要所决定的厂房高度 参差不一时，会使得构造复杂，计算麻烦

13、，构件规格增多，不利于工业化施 工。这时最好做成等高厂房，可以增加厂房结构的刚度，简化构造处理。一般 可按下列规定处理：（1） 当高跨一侧仅有一个低跨时，如高度差W 2.10m,可不设高低跨；（2） 当高跨一侧连续有两个低跨时，如高度差W 1.80m,可不设高低跨；（3） 当高跨一侧连续有三个低跨（或更多）时，如高度差W 1.50m,可不 设高低跨。确定厂房高度的原则是，在满足生产工艺前提下，尽可能合理地降低厂房 高度，以便减小柱的内力，减少围护结构面积，降低造价；同时还要考虑减少 构件种类，简化连接构造，保证施工方便等因素。总之，应结合具体工程特 点，进行全面分析来确定。三、外墙1、 圈梁

14、设置圈梁的目的是将墙体和柱、抗风柱等箍在一起，以增加厂房 的整体刚性，防止由于地基发生过大的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产 生不利影响。圈梁为现浇钢筋混凝土构件，埋设在墙体内，和柱子连续，在平 面上尽可能沿整个厂房交圈。它在受力上主要起拉结作用，不承受墙体重量， 所以柱子上不必设置支承圈梁的牛腿。圈梁的布置与墙体高度、对厂房刚度的要求以及地基情况有关。对无桥式 吊车的厂房檐高不足8m时，应在檐口附近设置一道圈梁；当檐高大于 8m时，宜在墙体适当部位增设一道圈梁。对有桥式吊车的厂房，除在檐口附近或窗顶 处设置一道圈梁外，沿应在吊车梁标高处或墙体适当部位增设一道圈梁；当外 墙高度在15m以上时

15、，还应根据墙体高度适当增设。对于有振动设备的厂房， 除满足上述要求外，每隔4m距离，应有一道圈梁。圈梁应尽可能连续设置在墙体的同一平面内，除伸缩缝处不得不切断外， 其余部分应沿整个厂房形成封闭状。当圈梁被门窗洞口切断时，应在洞口上部 设置一道附加圈梁（课本图 13 21）与圈梁搭接，附加圈梁的截面尺寸不应小 于被切断的圈梁，搭接长度应不小于圈梁与附加圈梁高差的两倍。2圈梁的宽度宜与墙体厚度等同，当墙厚 d240mm时，不宜小于-d。圈梁3的高度不应小于 120mm，纵向钢筋一般可采用 4 104 12,箍筋不少于 6300混凝土强度等级不宜低于C15.2、 连系梁 单层厂房的外墙一般做成自承重

16、墙，不宜设置墙梁（亦称连系 梁）。当墙的高度超过一定限度（例如 15m以上），墙体的砌体强度不足以承 受本身自重时，需要在墙下布置连系梁。连系梁两端支承在柱牛腿上，并通过 牛腿将墙体荷载传给柱子。连系梁除支承墙体重量外，还起到连系纵向柱列、增强厂房纵向刚度、传 递纵向水平荷载的作用。连系梁与柱之间采用螺栓或焊接连续。3、基础梁 当墙体的砌体强度足以承受墙体自重时，可采用基础梁将墙体 重量传给柱基，而不另作墙体基础。这是因为柱的荷载较大，而自承重墙的重 量较轻，两者基础的沉降值往往相差较多，如果构造处理不当，会使墙面开 裂，影响生产使用。外墙基础梁一般设置在边柱的外侧，基础梁顶面至少低于 室内地

17、面50mm基础梁底部距土层表面应预留 100mm左右空隙，使基础梁可以 随柱一起沉降。基础梁一般不要与柱连接，将梁直接放置在柱基础的杯口上即 可。当基础埋置较深时，可将基础梁放在混凝土垫块上面。4、过梁 当墙上有门窗洞口时，要设置钢筋混凝土过梁承托门窗洞口上部 的墙体重量。单独设置的过梁宜采用预制构件，两端搁置在墙体上的支承长度 不宜小于 240mm。在进行厂房围护结构的布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起 来，使一种梁能起到两种梁甚至三种梁的作用，以简化构造，节约材料，方便 施工。四、例题结构布置1）定位轴线1、 横向定位轴线：本厂房长度为 66m，小于混凝土结构设计规范 （GB50

18、010-2002规定的70 m,可不设温度缝，同时本结构也不需设沉降缝，因此，除端柱需内移600mm外，横向定位轴线均通过柱截面几何中心。2、 纵向定位轴线：查表 1-1起重运输机械专业标准 ZQ1 62可得,Bi=0.25m， Lk=22.5m，B20.08m。边柱：B3=0.4m，B1+B2 +B3=0.25+0.08+0.4=0.73 m0.75 m，因此采用封闭 式纵向定位轴线，图 5、图 10（a）；中柱：B3=0.3m，B1+B2 +B3=0.25+0.08+0.3=0.63 m0.75 m，中柱的上柱中 心线与纵向定位轴线重合，图 5、图 10（a）。本例的定位轴线见图 6。二）

19、柱高由 工 艺 要 求 ， 轨 顶 标 志 高 度 为 +9.9m ， 吊 车 最 大 为 20/5t ， L k =24- 1.5=22.5m,中级工作制，查表1-1起重运输机械专业标准 ZQ1 62可得轨 顶至吊车顶距 H=2.136m，故：柱 顶 标 高 = 轨 顶 标 高 + H + 吊 车 顶 端 与 柱 顶 的 净 空 尺 寸 =9.900+2.136+0.220=12.216m。由牛腿顶面标高及模数要求，吊车梁高度为 1.2m，轨顶垫高取0.2m，故牛 腿顶面高二轨顶标高一吊车梁高一轨顶垫高 =9.9001.200-0.200=8.500m。为满 足模数要求，牛腿顶面标高取为8.

20、700m，柱顶标高为12.600m，上柱高 H1=12.600-8.700=3.900m ， 全 柱 高 H2= 柱 顶 标 高 + 基 顶 至 +0.000 高 度 =12.600+0.500=13.100m；下柱高=13.100-3.900=9.200m。实际轨顶标高=8.700+1.200+0.200=10.100m与 9.900m要求相差在土 0.200m 范围内，故满足要求。本例剖面布置见图 5.三）圈梁本例有桥式吊车，除在檐口附近设置一道圈梁外，在标高 8.64处增设一道 圈梁见图 5。0,908.64梁圈Y-XD2-TGB771-TGB77b图6aMr4Wal-2WaMr4J-1-TGB77Db