钢筋混凝土两跨等高单层厂房结构设计.docx

1、钢筋混凝土两跨等高单层厂房结构设计一、设计题目工程名称某两跨等高金工车间厂房二、设计条件及有关资料2.1该车间为两跨等高厂房，无天窗，AB跨跨度为24m，BC跨跨度为18m,总长 120m，柱距均为6 m，中间设置一条伸缩缝。2.2根据工艺要求，AB跨设有2台30T软构桥式起重机，工作级别为A5级， BC跨设有2台10T软构桥式起重机，工作级别为A5级，轨顶标高10.500 m。 柱顶标高为13.200m。生产过程中无大量烟火、余热及其它有害气体产生， 无特殊要求。 2.3建筑构造 （1） 屋面： 二毡三油防水层（加绿豆沙）； 3.0cm厚水泥沙浆找平层； 8.0cm厚水泥沙浆保温层； 大型屋

2、面板 （2） 墙体：240mm厚双面清水围护砖墙，钢窗宽度为3.6m。（3） 地面：室内外高差为150mm，素混凝土地面。 2.4工程地质及水文地质条件 厂房所在地点基本风压为0.35KN/m2,地面粗糙度为B类；基本雪压为 0.25KN/m2；修正后的地基承载力特征值为180KN/m2。2.5相关系数：活荷载组合值系数为0.7，风荷载组合值系数为0.6。2.6选用材料：柱混凝土选C30级，基础用C20，钢筋HRB335 。3、厂房平面布置厂房的平面布置包括确定柱网尺寸、排架柱与定位轴线的关系和设置变形 缝。柱距为6m，横向定位轴线用、表示，间距取为6m，纵向定位轴线用A、B、C表示，间距取跨

3、度尺寸，即A、B轴线距离为24m，B、C轴线距离为18m。为了布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600mm，其余排架柱的形 心与横向定位轴线重合。 A、B跨的吊车起重量等于30t，B、C跨的吊车起重量等于10t，A、C列 柱均初步采用非封闭结合，初步取连系尺寸D=150mm。 是否采用非封闭结合及连系尺寸取多少，需要根据吊车架外边缘与上段柱 内缘 的净空尺寸B确定。（参见建筑结构设计 附录A.1）。 假设上柱截面高度为500mm。 对于C列柱，B=750-(260+500-150)=140mm80mm,满足要求。 对于A列柱，B=750-(300+500-150)=100mm80mm,满

4、足要求。 对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上 柱内缘净空尺寸能满足要求。 厂房总长度120m，大于100m，根据变形缝设置要求应该设置一道变形缝。 根据题意可将变形缝设置在厂房对称位置即长60m处。四、结构平面布置图五、构建选型及布置 构建选型包括屋面板、天沟板、屋架（含屋盖支撑）、吊车梁、连系梁、基 础梁、柱间支撑、抗风柱等。5.1屋面构件 屋面板和嵌板屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面自重且该屋面为不上人屋面）的设 计值，查92（03）G410-1。当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时，需要布置嵌板。嵌板查92（03）G410-2.采用预应力混凝

5、土屋面板，查建筑结构设计书后附表C.1，中部选用Y-WB-4，端部选用Y-WB-4S，板自重1.40KN/m。 嵌板采用钢筋混凝土板， 查建筑结构设计书后附表C.2，中部选用Y-KWB-2。 端部选用KWB-2S。板自重1.70KN/m。 天沟板 当屋面板采用有组织派水时，需要布置天沟。对于多跨，内侧采用内天沟，外侧采 用外天沟。 天沟的型号根据外加均布线荷载设计值查92（03）G410-3。计算天沟的积水荷载时。 按天沟的最大深度确定。在落水管位置的天沟板需要开洞，分左端开洞和右端开洞， 分别用“a”、“b”表示，厂房端部有端壁的天沟板用“sa”，“sb”表示。本例在、 、轴线外设置落水管。

6、 查建筑结构设计书后附表C.3，一般外天沟板选用TGB77-1，开洞天沟板选用 TGB77-1a或TGB77-1b，端部位TGB77-1sa，或TGB77-1sb,自重2.24KN/m。 同理查表可得，一般内天沟板选用TGB662-1，开洞天沟板选用TGB62-1a或TGB62-1b， 端部为TGB62-1sa或TGB62-1sb，自重2.02KN/m。5.2屋架及支撑 屋架型号根据屋面荷载设计值，天窗类别，悬挂吊车情况及檐口形状选定。 本例跨 度较大故选用预应力折线型屋架，查95（03）G414。 本例不设天窗，由建筑结构设计书后附表D.1.1，代号为a。檐口形状为一端外 天沟，一端内天沟，

7、代号为D。 18m跨采用预应力混凝土屋架，中间选用YWJ18-5-Da，两端选用YWJ-18-1Da，自 重68.2KN。 24m跨采用预应力混凝土屋架，中间选用YWJ24-5-Da，两端选用YWJ24-5 -Da，自 重106.8KN。5.3吊车梁 吊车梁型号根据吊车的额定起重量，吊车的跨距（Lk=L-2）以及吊车的载荷状态 选定。其中，钢筋混凝土吊车梁可查95（03）G323，先张法预应力混凝土吊车梁可 查95（03）G425，后张法预应力混凝土吊车梁可查95（03）G426。 对于18m跨，吊车起重重量为10t，中级载荷状态，Lk=18-20.75=16.5m，采用钢 筋混凝土吊车梁，查

8、建筑结构设计书后附表B.2，中间跨采用DLZ-11Z，边跨采 用DLZ-11B，梁高1200mm，自重40.8KN。 对于24m跨，吊车起重重量为30t，中级载荷状态，Lk=24-2x0.75=22.5m，采用钢 筋混凝土吊车梁，查建筑结构设计书后附表B.2，中间跨采用DLZ-7Z，边跨采 用DLZ-7B，梁高1200mm,自重28.2KN。5.4基础梁 基础梁型号根据跨度，墙体高度，有无门窗洞等查93（03）G320。 墙厚240mm，突出于柱外。 查建筑结构设计书后附表G.1，纵墙中间选用JL-3， 纵墙边跨选用JL-15，山墙6m柱距选用JL-14。5.5柱间支撑 根据规范厂房跨度在18

9、m以上或柱高8m以上应设柱间支撑，并应布置在变形缝左右 6米区段中。5.6抗风柱 抗风柱下柱采用工字形截面，上柱采用矩形截面。抗风柱的布置需考虑基础梁的最 大跨度。18m跨、24m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为6m。6、排架结构分析6.1计算简图 对于没有抽柱的单层厂房，计算单元可以取一个柱距，即6m。排架跨度取厂房的跨度。上柱高度等于柱顶标高减去牛腿顶标高。下柱高度取牛腿顶标高减去基础顶面标高，一般低于地面不少于50mm，对于边柱，由于基础顶面还需放置预制基础梁，所以排架柱基础顶面一般不低于地面500mm。本例中排架柱顶面低于室外地平550mm。 （1） 确定柱子各段高度基顶标高为-0.

10、700m，故柱总高为H=13.2+0.7=13.9m；上段柱高HU=13.9-9.3=3.9m；下段柱高Hl=13.9-3.9=10.0m。 （2） 确定柱截面尺寸由混凝土结构设计表2-8厂房柱截面形式和尺寸参考表得边柱： 上柱 矩形 b=500mm，h=600 mm。 下柱 工字形 b=500mm，h=1000mm。中柱： 上柱 矩形 b=500mm，h=600 mm。 下柱 工字形 b=500mm，h=1200mm。 （3） 计算柱截面几何尺寸 各住截面的几何特征见下表。截面尺寸/mm面积/103mm2惯性矩/106mm4A上柱矩 500500 250 5208下柱工 5001000 20

11、0 270 35270 B上柱矩 500600 300 9000下柱工5001200 200 290 564036.2荷载计算 排架的荷载包括恒荷载、屋面活荷载、吊车荷载和风荷载。荷载均计算其标准值。 （1）永久荷载 永久荷载包括屋盖荷载、上柱自重、下柱自重、吊车梁及轨道自重。 屋盖自重P1 面荷载： 二毡三油防水层（加绿豆沙） 0.35KN/m 30mm厚水泥砂浆找平层 0.0230KN/m2 = 0.60KN/m 80mm厚水泥砂浆保温层 0.0820KN/m2 = 1.60KN/m 屋面板自重 1.40KN/m 屋面板灌缝 0.10KN/m 钢支撑 0.05KN/m小 计 4.10KN/

12、m外天沟板线荷载： 找坡层 1.500.77 = 1.16KN/m 防水层、找平层等 2.550.77 = 1.96KN/m TGB77-1自重 2.24KN/m小 计 5.36KN/m内天沟板线荷载： 找坡层 1.500.62 = 0.93KN/m 防水层、找平层等 2.550.62 = 1.58KN/m TGB77-1自重 2.02KN/m小 计 4.53KN/m集中荷载： 18m跨屋架自重 68.20KN 24m跨屋架自重 106.80KN屋架作用在柱顶的恒荷载设计值：A列柱： F1A=1.2（4.106240.55.3660.5106.8）= 456.9KNB列柱： 24m跨传来 F1

13、B=1.2（4.106240.54.5360.5106.8）= 450.9KN 18m跨传来 F1B=1.2（4.106180.54.5360.568.2）= 399.2KNC列柱： F1C=1.2（4.106180.55.3660.568.2）= 345.2KN F1作用点位置与纵向定位轴线的距离150mm。上柱自重F2A柱： F2A=1.2（0.50.5253.9）= 29.3KNB柱： F2B=1.2（0.50.6253.9）= 35.1KNC柱： F2C=1.2（0.50.5253.9）= 29.3KN下柱自重F3 下柱大部分截面为工字形，但牛腿部位及插入杯口基础的部分是矩形截面。假定

14、矩形截面的范围为自牛腿顶面向下1400mm及基础顶面以上1100mm。近似忽略牛腿的重量。A柱： F3A=1.20.27(10.01.41.1)251.00.5252.5= 98.30KNB柱： F3B=1.20.29(10.01.41.1)251.20.5252.5= 110.3KNC柱：F3C=1.20.27(10.01.41.1)251.00.5252.5= 98.30KN吊车梁、轨道、垫层自重F4取轨道及垫层自重为0.8KN/m。A柱： F4A=1.2（0.8640.8）= 54.72KNB柱： 24m跨传来 F4B=1.2（0.8640.8）= 54.72KN18m跨传来 F4B=1.2（0.8628.2）=39.60KNC柱： F4C=1.2（0.8628.2）=39.60KNF4的作用点离纵向定位轴线的距离为750mm。如下图所示：、屋面可变荷载 屋面可变荷载F5取屋面均不荷载和雪荷载两者的较大值0.5KN/m。 A柱： F5A=1.4(2460.50.50.7760.5) = 53.60KN B柱： 24m跨传来 F5B=1.4(2460.50.5