單層工業(yè)廠房設(shè)計最終

寧波理工學(xué)院鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

房設(shè)計

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單工房計一設(shè)資：工程況某地某廠金工車間（不設(shè)天窗）跨單層廠房，總長0M，總寬（跨度18M，設(shè)兩臺中級工作制橋式軟鉤吊車，噸位及軌標高20/5t室內(nèi)外高差0.15m，基礎(chǔ)頂面標高－0.6m。2.設(shè)資1、自然條件：基本風(fēng)壓：見數(shù)據(jù)表地震烈度：位于非地震區(qū)基本雪壓：地基：γ=18.5kN/m，η=1.62、建筑資料：①屋面作法：三氈四油防水層0.4kN/m20mm厚水泥砂漿找平層100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層0.4kN/m隔氣層0.1kN/m20mm厚水泥砂漿找平層×預(yù)應(yīng)力砼槽型板②圍護墻：

詳見屋面板圖集240mm厚空心磚磚，內(nèi)墻面為石砂漿抹面，紙筋灰罩面，外墻為清水磚墻，總自3.6KN/M③門窗：縱墻面每開間設(shè)窗三層一層臺標高尺寸（寬2100mm（高采用鋼框玻璃窗，自重。兩端山墻各開大門一樘，尺寸3900mm4500mm④地面：混凝土地面。3、吊車資料：見附件1.4、建議選用的標準構(gòu)件：⑴×預(yù)應(yīng)力砼屋面板，重（包括灌縫重1.4KN/M,G410（一）⑵預(yù)應(yīng)力砼折線形屋架。各參數(shù)圖集。⑶預(yù)應(yīng)力砼吊車梁，梁高1200mm自重根G425軌道及連接件重2KN/M,軌道及層構(gòu)造高度200mm。⑷天溝板TGB77-1,自重12.1KNG410三）⑸基礎(chǔ)梁、聯(lián)系梁，G320,G3215、建議選用的材料：word檔可自由復(fù)制編輯

⑴混凝土：柱

基礎(chǔ)C15⑵鋼筋：柱縱筋HRB400級，筋HPB300級三、設(shè)計內(nèi)容

基礎(chǔ)HRB400級。1、確定單層廠房的柱網(wǎng)。2、選用屋面板、屋架、天溝板屋蓋支撐、吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁，確定圈梁的位置及尺寸3、畫出排架的計算簡圖，確定的截面尺寸及幾何特征。4、計算排架荷載，繪出各種荷作用位置示意圖。5、計算各種荷載作用下的內(nèi)力6、內(nèi)力組合，列出排架柱內(nèi)力合表。7、柱截面設(shè)計和牛腿設(shè)計。8、柱下單獨基礎(chǔ)設(shè)計。9、繪制結(jié)構(gòu)施工圖兩張二號二號加長內(nèi)容包括：基礎(chǔ)平面布置（包括、基礎(chǔ)梁、吊車梁、柱間支撐布置）和基礎(chǔ)詳圖，屋面結(jié)構(gòu)布置（屋面板、屋架、天溝板、蓋支撐等構(gòu)件布置、系梁布置和排架柱、抗風(fēng)柱模板和配筋圖（包括埋件詳圖構(gòu)統(tǒng)計表和鋼筋明細表，說明等。三排的載算1．排架計算簡圖的確定(1)確定柱高。吊車梁頂標高軌頂標高—軌道造高=11—0.2=10.8m牛腿標高=吊車梁頂標高—吊車=10.8-1.2=9.6m柱頂標高=軌頂標高+吊車高度H+部運行尺寸，取12.2m上柱高H=柱頂標高-牛腿標高12.29.6=2.6m全柱高H=柱頂標高—基頂標高=12.2----0.6）=12.8m下柱高H=H--H=12.8-2.6=10.2m,=H/H=2.6/10.2=0.203（2）初步擬訂柱尺寸根據(jù)表一的參考尺寸上柱b×h=400mm400mm,下柱b××h=400mm×600mm,截面尺寸如圖所示。（）參數(shù)計算上柱：

I

21.38下柱：

IL

400600

比值：

In0.296Ilword檔可自由復(fù)制編輯

2．荷載計算(1)恒載計算。1)屋蓋結(jié)構(gòu)自重標準值：三氈四油防水層0.4KN/M20mm厚水泥砂漿找平層100mm厚水泥珍珠巖制品保溫層0.4KN/M一氈二油隔氣層20mm厚水泥砂漿找平層預(yù)應(yīng)力砼大型屋面板1.4KN/M屋蓋支撐g=3.15

天溝板12.1KN/m屋架自重15.24KN/m

則作用在一榀橫向平面排架一端頂?shù)奈萆w自重標準值為K

15.2412.1189.822400e15015022)柱自重標準值：

1

.821A1

9.46KN上柱G×0.4××2.6=10.4kNh600400lmm222

2

0.12下柱

G0.410.261.2kN注（1.1為考慮下柱仍有部分矩截面而乘的增大系數(shù)）e=03）吊車梁及軌道自重標準值：G=44.2+2×6=56.2kNe4（2）屋面活荷載標準值

=750—÷2=450mm26.29KN4由《荷載規(guī)范》可知，不上人屋均不活荷載為0.50，不大于基本雪壓，屋面活荷載在每側(cè)柱頂產(chǎn)生的壓力為Q0.5/27kN1（3）吊車荷載標準值由DSQD型其參數(shù)如下吊車噸位（t）20/5

吊車寬度B（）5200

輪距K（mm）4000

P（）174

P（kN）41.4word檔可自由復(fù)制編輯

3k3k根據(jù)B與K及支座反力影響線圖求得：D,

4

Pmax1,

354.96ii354.96min,

84.46kNT1,k

1()0.170)kN4Tmax,

354.966.75/17413.77KN其作用點到柱頂?shù)木嚯xy=

H1.4，/H/2.6u（4）風(fēng)荷載標準值。計算

qq12

時風(fēng)壓高度變化系數(shù)按柱頂離室天然地坪的高度12.2+0.15=12.35m取值，計算

時風(fēng)壓高度變化系數(shù)按檐口標高13.65m取值1.131.00(12.2B0.45)k00.51.43/()2k01.131.00(13.651.095kiiz00.50.910.91]1.095kN/()3．內(nèi)力計算(1)恒載作用下。由于單層廠房多屬于裝配式結(jié)構(gòu)柱、吊車梁及軌道的自重，是在預(yù)制柱吊裝就位完畢而屋架尚未安裝時施加在柱子上，此時尚未構(gòu)成排架結(jié)構(gòu)。但在設(shè)計中，為了與其他荷載項計算方法一致，并考慮到使過程的實際受力情況，在柱、吊車梁及軌道的自重作用下，仍按排架結(jié)構(gòu)進行內(nèi)力計算在屋蓋自重G、上柱自重G、吊車軌道及連接G作用下，由于結(jié)構(gòu)對稱、荷載對稱。word檔可自由復(fù)制編輯

(0.21(11(0.21(11恒荷載作用下計算簡圖1）在G作用下MG=12k1k1M=Ge=-18.98(kN12k2k2)在作用下M=e=)22k2k23)在作用下M25.29(kN42k4k4疊加以上彎矩M=M=-9.49(kN)M=M+M+M=-63.03-3.51+18.83=5.23(已知n由范公式：

)

1(1)212(1)0.29620.296

1.62在M作用下

1

MH

1.69

9.4912.8

1.2(由規(guī)范公式C

13(1(n0.296

在作用下word檔可自由復(fù)制編輯

1A1AR

5.27k1.4(在GGGG共同作用下的彎圖和軸力圖如圖（2）活荷載作用。1）屋面活荷載作用下：由于作用位置與相同M0.05kNQkMQk21.35C(C

2

2.71.40.30(在Q作用下的M圖和N如圖（12）示2）吊車豎向荷載作用下：當D作用在柱時A柱

M

max,

D354.96159.73max,B柱

M

min,k

38.01kNmin,k4與恒載計算方法相同，可得C=1.21A柱RC

2

Dmax,H

159.73(),kN()12.8B柱R

2

Dmin,kH

38.0112.8

4.16kN(),V()BA柱與B柱相同，剪力分配系數(shù)word檔可自由復(fù)制編輯

maxmax內(nèi)力圖如圖

VB2A2VAA1A2

(R6.655()AAB4.16kN(),V13.31kN()B3）吊車水平荷載作用下：T

4

8.1

8.1(60002000

18.36KN當T向左作用時y0.46H0.296,由范公式可得當

時，C

2n1n

當

yH時，

22.10.1)n1n

y0.44線性插入C0.85u518.3615.615max,(R)A1V13.272.34kN()V13.272.34kN()4）風(fēng)荷載作用下：風(fēng)從左向右作用，在q1和q2作用下，由規(guī)范公式：word檔可自由復(fù)制編輯

n0.2960.21(n0.2960.21(C

10.214(38810.296

R12.8kN(),VkN(16A1RqH12.8kN()261V(W)10.8512.5kN()2k2V12.51.65(AA1A2V12.56.775.73()B1B2風(fēng)荷載作用下的M、圖如圖。當風(fēng)從右向左吹時，其M、N圖與述情況相反。四、最不利內(nèi)力組合由于排架單元為對稱結(jié)構(gòu)，可僅A柱截面。A軸柱內(nèi)力標準值）桿件及正向內(nèi)荷載類力

恒載

屋面活載D

吊車豎向荷在A柱D在B柱

吊車水平荷向左向

風(fēng)載左風(fēng)右風(fēng)編號

a

bcd

e

f

g

h1--12--2

M(KNm)-4.860.13-34.61N(KN)200.220M(KNm)-10.13-2.57125.12N(KN)256.42354.96

-34.6103.484.46

±15.95±15.9500±15.95±15.9500

12.03-19.730012.03-19.7300M(KNm)8.02

3.45-45.24

-166.97±169.74169.74

190.55-176.333--3N(KN)

317.6227

354.96

84.46

0

0

00V

1.740.47-13.31-13.3116.0216.0227.9417.45word檔可自由復(fù)制編輯

1a+1.4(0.8(c/d+1.2a+(0.7b+0.7*0.1.2a+1.4(0.7b+0.90.7e/f+0.6g))9e/f+h)c/d+e+0.6g)560.14.8(c/d+e/f)+h)364.92655.98370.83定1a+1.4(0.8(c/d+1.2a+(0.7b+0.7*0.1.2a+1.4(0.7b+0.90.7e/f+0.6g))9e/f+h)c/d+e+0.6g)560.14.8(c/d+e/f)+h)364.92655.98370.83定KN0A軸柱內(nèi)力合表+Mmax相應(yīng)

-Mmax及相N,V

+Nmax相應(yīng)

+Nmin相應(yīng)截面1--1

內(nèi)力M(KN·m)N(KN)

組合項1a+1.4(0.7b+0.7*0.9(e+g))

數(shù)值19.94226.68

組合項1.2a+1.4(0.7*0.8(c/d+e/f+h))

數(shù)值-60.94240.26

組合項1.2a+1.4(b+0.7*0.8(c/d+f+0.6h))

數(shù)值-61.86278.06

組合項1a+1.4*(0.7*0.8(c/d+e)+h)

數(shù)值-47.11200.222--2

M(KN·m)152.61-54.34178.34N(KN)653.98334.16781.41M(KN·m)429.49-502.82329.94

1a+1.4(o.7*0.9f+h)

-51.82256.42277.233--3

M(KNm)N(KN)N(KN)

307.92-356.87236.821.2a+1.4(0.7b+01.2a+1.4720.681a+1.4(0.7b+0.7*0383.84854.85.7*0.9(c/d+e/f)（0.7b+0.9(c/d+e/+g)f)+0.6g)

200.321a+1.4(0.7*0.392.119(c/d+e/f)+g)V(KN)

55.84

3.22

29.48

43.29V

k

(KN)

40.14

2.8

29.48

37.43五、排架柱的設(shè)計1．柱在排架平面內(nèi)的配筋計算(1)截面尺寸。上柱，矩形，下柱，矩形，b=400mm,h=600mm.(2)材料等級?；炷粒?/p>

C30

,

fNmmc

2鋼筋：受力筋為

HRB400,ffy

y

'

N/mm

2箍筋為:計算長度：查表。

270/mmy排架方向：上柱，l2.02.65.2。0下柱，lH1.010.210.2。0l[當不考慮吊車荷載時：lH12.8m0垂直排架方向：上柱，lH1.252.6m。u下柱，l0.8H10.28.16。l2.配筋計算（采用對稱配筋）1）上柱（1-1截面）

]從內(nèi)力組合表中可知，各組合內(nèi)均為大偏壓,N.67為該截面所需配筋最多的內(nèi)力，為控制內(nèi)力。N240.26KN

由N與的相關(guān)性可確取

x

，

x

N240.26afb1.0

'

(80)400403600N240.26

253.64(0h40020取emm3030word檔可自由復(fù)制編輯

cc0cc0對于組合

KNN240.26

e20273.64mmi0，對應(yīng)上柱柱頂彎矩MM10.160.9M60.942

；軸壓比

NAf14.3

0.1050.9l0i

400400

4534截面需要考慮附加彎矩的影響。f4002取Ns

e/hi0

2

c

3/360

2

1.15考慮附加彎矩時：

M

s

M60.94KN2i0

70.86

3

Asmin

/311.68/i(0.55%/0.00275400

2選配412（A453440下柱（-Ⅱ截面和Ⅲ-Ⅲ截面）

）從內(nèi)力組合表中可知，各組合內(nèi)力均大于偏壓值（

N.26b

由M和N的相關(guān)性可確定

NKN

為該截面所需配筋最多的內(nèi)力，控制內(nèi)力。取

x

383.842ab1c

(mmh560mm

M502.82383.84

1309.97mmh(168)60020,取20mmae20i0a對于（）組內(nèi)力組合對應(yīng)下柱-Ⅱ截面彎矩Ma1.4[0.7c0.9()]M0.9軸壓比M502.82（h）組合時A柱無吊車，

NAf40014.3li

161/12

0.1400word檔可自由復(fù)制編輯

0.50.5截面需要考慮附加彎矩的影響。c

0.5fA0.514.3400c383.84

1.0,cs

1/i0

c

11329.97560600

考慮附加彎矩時：

M354.54KNi0a

63

mm

'

/i

'

1592.4600401332.4mm'min

(0.55%/0.00275400600mm

2

2732

2選配822（'3.牛腿設(shè)計

3041

2

2732

2

）1）牛腿截面尺寸的確定牛腿截面寬度與柱等寬b=400mm牛腿截面高度以斜截面的抗裂度控制條件，h760mm600mm0.3mm0又有作用于牛腿頂部的荷載標準合值：G56.2354.96375.66KNvkF則按裂縫控制公式進行驗算：

FfbhF此牛腿截面尺寸滿足要求。

2.014000.5

548KNF.66KN)2）牛腿承載力計算及配筋正截面承載力：作用于牛腿頂部的荷載基本組合：v

1.256.20.9As

F514.69228v504.60.85fhy0t0.451.43/0.018

2As

6402504.6mm按最小配筋率選配416（

2mm2

）3）牛腿的構(gòu)造配件根據(jù)構(gòu)造要求，牛腿全高范圍內(nèi)置10@100水平箍筋。因為筋。word檔可自由復(fù)制編輯

/0.3

，故不需要配置彎起鋼

ABmaxABmax4.柱子吊裝階段驗算1）荷載柱，牛腿和下柱的重上柱：0.425=4KN/m牛腿：[1.0]×0.4×25/0.8=9KN/m下柱：×0.6×25=6KN/m因其由永久荷載效應(yīng)控制，考慮荷載分項系1.35，動力系數(shù)1，結(jié)構(gòu)重要。0.9KN/mq/1k21q0.9KN/mqKNk220.9KNq1.35/3k23k）內(nèi)力：對C點取矩，0.87.72

7.7

則

RKNA

33.78xmq10.943xx33.783.09

2

52.15M7.29/

/264.19M/39.69D）點面驗算）CB承載力：設(shè)混凝土達到設(shè)計度時起，為400×600矩形截面，且注意h=400mm,b=600mm。/bhs1

64.191.0

2

0.05810.058Ab/6000.059360506.222s1cy已配有22（s（）縫寬度）4）點面算：

2

足求。（）載力。M/fs0

61.0400360

2

0.0540.055Abf314.6mmscy

mm已配有18（Amm（）縫寬度）4.礎(chǔ)設(shè)計A軸）1.計資料

足求。地下水位標3.00m地基承載力修正后的特征值頂面標高為-0.6m截面如圖所示。word檔可自由復(fù)制編輯

f

基礎(chǔ)梁按標準圖集G320用其

材料：混凝C30鋼HRB400。2.礎(chǔ)剖面尺寸。選用階梯形基礎(chǔ)。下階取50mm,階取00mm柱插入深度mm杯口插入深800+50=850mm杯底厚度a墊層厚度100mm杯口底部長600+50×2=700mm杯口底部寬400+50×2=500mm杯口頂部長00+75×2=750mm杯口頂部寬400+75×2=550mm基礎(chǔ)埋深（）=1.40m室內(nèi)底面至基礎(chǔ)底面的高度（0.50+1.05）=1.55m計算基礎(chǔ)上部土重的埋深1.40+1.55）3.礎(chǔ)底面尺寸確定1）載計算基礎(chǔ)除承受由柱3-3面?zhèn)鱽淼暮奢d外，還承受由基礎(chǔ)梁直接傳來的荷載，其大小如下：()44.9wk7設(shè)計值)P44.9KN(N)對基底面中心線的偏心距：e0.42wMwkwkMN53.880.4222.63KNw按前述內(nèi)力組合對彎矩的符號規(guī)定，此彎矩為負值，即KNM基礎(chǔ)底面，柱傳來的荷載與基礎(chǔ)梁傳來的荷載效應(yīng)標準組合值見下表。w基礎(chǔ)頂內(nèi)力內(nèi)力種類

+Mmax及應(yīng)-Mmax及相應(yīng)N,VNmax相應(yīng)Nmax及相應(yīng)N,V柱傳來（N

k

）

370.83364.92

655.98

370.83軸向力

基礎(chǔ)梁傳來N）44.9

44.9

44.9

44.9合計N

428.74

409.82

700.88

428.74彎矩

柱傳來（Mk）柱剪力產(chǎn)生（-1.05Vk）

307.9242.15

-356.87-2.94

236.8230.95

200.3245.45基礎(chǔ)梁傳Mwk-18.86合計Mbk368.93

-18.86-378.67

-18.86248.91

-18.86226.912）面尺寸取（）按

N

組合考慮，20KN/m3mAN/(d4.11mm

2底面積預(yù)估為（）（4.19-4.89）m，但由于彎矩較大，預(yù)估底面積經(jīng)試算后均不能滿足承載力要求，最終確定底面積尺寸b×l=3.6×3.0=10.8.(2)基承載力驗算：G/k地基反力計算見下表

1.475/m

2

,W

2

m

3word檔可自由復(fù)制編輯

a同a同地基反力標準值+M合-M組合組N組合N/lbGk±│M│/W

39.729.5±56.93

37.9529.5±58.44

64.929.5±38.41

39.729.5±35.02P

/KN·㎡

126.13

125.89

132.81

104.22P·㎡

12.27

-9.01

55.99

34.18(PPk,min)/2/KN·㎡69.267.4594.469.2由上表可見，基地底面不出現(xiàn)拉應(yīng)力，且最大壓應(yīng)力/2f(KNm時有/2均于fKN/m2，所以滿足要求。k,maxk4.礎(chǔ)高度驗算，

2

)由上表可見最大的為

組合產(chǎn)生，其值為

Ps,max

2基礎(chǔ)邊緣最大地基凈反力設(shè)計值P+M

組合-M

組合N

組合

N

組合柱傳來軸力N基礎(chǔ)梁傳來軸力Nw合計NN/lbG

720.68383.84854.8553.8853.8853.88774.56437.72908.7371.7240.5384.14382.32382.32382.32

392.1153.88446.9941.3382.32柱傳來彎矩M柱剪力產(chǎn)生彎矩-1.05V基礎(chǔ)梁產(chǎn)生彎矩Mw合計M│M│/W

429.4958.63-22.63465.4971.83

-502.82-3.38-22.63-528.8381.61

329.9430.95-22.63338.2652.2

277.2345.45-22.93300.0546.3e

0.4

0.7

0.3

0.4s,maxPs

N/lbM│/WM│/W

143.55-0.11

122.14-41.08

136.3431.94

87.6-51）算柱邊切3.6mm1.050.045t0l3.0a,1.0052.41tbtword檔可自由復(fù)制編輯

t02l02hp1s1't02l02hp1s1't2

at2

0

22

3.01.005

1.398

2p143.551.398200.68KNll基礎(chǔ)高度按性插值得hpa/22.41)21.405tb

f