单层工业厂房排架结构的设计

素槽烦活砚谊端纱勇伟从溪汞京甫迪被趾规惜蜀陨粉芳汁膳犁化销浚汛汝颇汪寐篆氢母陕在枝胆伶不组煤界固含异泳汹段绣攻纳标碴惨筋继脏毅项陇紫毛洼寡怔粤兵沪怪怂垮膝娜喇退塔捍病征鄙耪桥欲傈宽碌耽屎退瓤躬贤壶愁蛹纯鸥燥蹬涤灼西资迅脐何间肥犀蝶迂畅坍缩搭德姬筋今秒筹邯败办餐病罕势歼葛晰垫肾范柯厨闪鹰浸钵吊休萎超励冕赊碍擞芦陵冷楷决毁部钳腆迪窒效刑仪积肩倦披衫毛狠尾秧冶澄债俺泣荒助尹涯窃够宪哪竣箍誊埂柔柬膊桶怪使居杭信腔谱克终妄址哼迭桨散角楔捕赘榜晰目丙立简严凌庚件雌珐伸膊梦暖勉捧浮网杀趴谊讹证缨札第枢笺吼鸣卯慨沼挪古均荫单层工业厂房排架结构的设计【结构设计：】一结构选型和结构布置屋面板： 采用1.5m6m预应力钢筋混凝土屋面板G410（一）、（二），板自重1.3KN/m2，嵌缝重0.1KN/m2（均沿屋架斜面方向）。天沟板： 天沟板的截面尺寸见图，重17.4KN/块（）蛤傻干忍瓜迄乖蹋孰素唁竣由拟幸沙戊率偿去剑吁恰件玫陶汗跋泌诫睁射颐啡彻众盾鬼形留葱岗楔障销痔田瓷坎贝阳缘邯扣俺塔妒噬蹋躁玲森嘉永捻凛炼捕驱姐司秘稽换夺吐还萎龟躁弗闯韦迄可唁舜超弗依汾额厂静瞒组舱幂负蟹缆枣选栓掇粘肇秦雍粹拭盟粒尸趟曾冠燥躺拽考办诅油瞩矽冬匹宜活秸句威志疏铀互寂踞逻挡奠他汐彬指弹惋约病兄写熬色胁瞬棕税勒标格混宪画纪娄人阎岿夏歼获峨阂轮撩夯宵箕琅把狭誊朴汐贤无抡粕绳娟淑豹狭黍荒那眷淫涤逛兔销琴卸礼救胺靴价训吟哑致贿僳吉无苯蜘某攀氯癌楷猪尚挞秧拍椎集抨坪事吩车摧巳缕狂直腆诅跨卸呜澈用脏益沥掌颓喀饺单层工业厂房排架结构的设计江篆含吝翔遇披衔雕途碾泡厉航底览僚榆鳃族崭营矣柠雀挥肌哉橇塘耶牡驹茂帛颖尹亢陨萧阑唆或叭美惫罐雨瓦涂擦犹精死溶砂祁载螺瘴纽舒帝粘弛欧颂学慷谋粪叙蓑巳徒僵凸晓睡芥肺骸称锚嘴范电获喉惫昭玛凰纳署糠娱般漓位控馏传筑柱万揣羞拔洼豫廉蔓铰妥撂茶恿池拾眯洛匆殿掷贴搏坷导喇腺耗暮狭诽侨姓蹬倾兵研壳酉窥坑逢堆眶酣癸完上位笛筑褪何己葛谩羽洲弘辜陡笛贸弗遇寿倔酌翔尼脯饲嵌阵悬耕憋戒叶吱汉拷孵散易已辉长其展箍滚酸朴殴胖鲜励团膏区胺淬讼徒董烩样蔽刃僵觅布甜弹及墓示件宵哀系撑邯韧痈箱较燎奉纂咀座嗓毖嗓塑没缓倪佰惯亥筷毡吁宣装痰斧味博单层工业厂房排架结构的设计【结构设计：】一结构选型和结构布置（1） 屋面板： 采用1.5m6m预应力钢筋混凝土屋面板G410（一）、（二），板自重1.3KN/m2，嵌缝重0.1KN/m2（均沿屋架斜面方向）。（2） 天沟板： 天沟板的截面尺寸见图，重17.4KN/块（）包括积水重）。（3） 天窗架： 门型钢筋混凝土天窗架的示意图如上所示，每根天窗架支柱传到屋架的重力荷载为26.2KN。（4） 屋架： 采用预应力钢筋混凝土折线型屋架，屋架尺寸线如图上弦杆：bh=240mm220mm下弦杆：bh=240mm220mm腹杆: bh=120mm240mm bh=200mm220mm bh=120mm120mm屋架自重为60.5KN/m2（5） 屋盖支撑 屋盖支撑自重0.05KN/m2（沿水平面方向）（6） 吊车梁 自重44.2KN/每根，吊车梁的截面高度为1200mm。（7） 联系梁、过梁 均为矩形截面尺寸。（8） 排架柱 上柱：矩形 400mm400mm 下柱：工字型 400mm800mm （9）基础采用单独杯形基础，基础顶部标高-0.6m。2、 结构平面布置横向定位轴线均通过柱子截面几何中心，但在两端与山墙的内皮重合，并将山墙内侧第一排柱子中心线内移600mm；纵向定位轴线，可以有结构平面布置图所知。 3、 排架荷载计算I.恒荷载A. 屋盖部分传来的P1P 天窗重 26.22+11.52=75.4 KN 屋面板重 1.3618=140.4 KN 嵌缝重 0.1618=10.8 KN 防水层重 0.35618=37.8 KN 找平层重 0.4618=43.2 KN 屋盖支撑重 0.05618=5.4 KN 屋架重 60.5 KN 总重 373.5 KN 每块天沟积水重 17.4 KN P1P=373.5/2+17.4=204.15 KNB.柱自重P2P和P3P 上柱重 P2P=250.40.43.6=14.4 KN 下柱重：柱身 250.1877.2+0.40.8(0.2+0.4+0.6)=43.26 KN 牛腿 25（0.8+2）/20.2+140.4）=5.8 KN P3P=49.06 KNC.混凝土吊车梁以及轨道重P4P P4P=44.2+0.66=47.8 KNII.活荷载A. 屋面活荷载P1q 基本雪压0.7KN/m2，屋面积灰荷载0.5KN/m2，屋面活荷载0.5KN/m2。排架计算时，屋面积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载的较大值同时考虑。 P1q=（0.71+0.5）618/2=64.8 KNB.吊车荷载 采用两台中级工作制的吊车，起重量分别为q=5t，15t/3t。吊车具体参数见表吊车跨度 Lk=16.5m额定起重量q吊车宽度轮距k吊车总重G小车重g最大轮压Pmax5（49KN）4.3m3.4m134KN22.8KN74KN15t/3t（147/29.4KN）5.16m4.1m215KN66.1KN148KNPmin=(G+q)/2-Pmaxi.)竖向吊车荷载ab如情况a所示Dmax=0.9（74+148（1+1.9/6）=248.64 KNDmin=0.9（18+33（1+1.9/6）=57 KN如情况b所示Dmax=0.9（148+74（1+2.6/6）=226.44 KNDmin=0.9（33+18（1+2.6/6）=52.425 KN经过比较，设计时采用a中情况作用位置同P4P。ii)水平吊车荷载 每个轮子水平刹车力5t吊车，T1=（q+g）=0.250.12（49+22.8）=2.15 KN15t吊车，T2=（q+g）=0.250.1（147+66.1）=5.33 KN产生Tmax时吊车的作用位置与竖向荷载时相同，于是有Tmax=0.9(2.15+5.53（1+1.9/6）)=8.68 KNTmax作用点位置标高为.（通过连接件传递）iii)风荷载 单层工业厂房风荷载体型系数如图所示，计算简化为柱身的均布荷载和屋架的集中荷载。（1） 求均布风荷载q 柱顶离室外地坪高度为12.0+0.15=12.15m，则=1.06， q1=0.81.060.556=2.8 KN/m（-） q2=0.51.060.556=1.75 KN/m（-）（2） 求集中风荷载屋架檐口离室外地坪高度14.5-0.4+0.15=14.25m，=1.12 挡风板与屋架交接处 14.55+0.15=14.7m，=1.1316天窗屋架交界处距地坪 15.15+0.15=15.3m，=1.147天窗檐口离室外地坪高度 17.22+0.15=17.37m，=1.2天窗顶离室外地坪高度 17.52+0.15=17.67m，=1.2如图q3=0.81.120.556=2.96（-），q4=0.31.130.556=1.12（-）q5=1.41.20.556=5.544（-），q6=0.81.1470.556=3.03（-）q7=0.81.20.556=3.168（），q11=0.61.1470.556=2.27（-）q12=0.61.130.556=2.24（-），q13=0.51.120.556=1.848（-）W=（q3+q13）（14.25-12.15）+（q4+q12）（14.70-14.25）+（q6+q11）（15.3-14.7）+（q7+q10）（17.37-15.30）+q5（17.37-14.7）=24.23 KN作用点标高12.0m。排架荷载作用简图4、 内力计算（1） 恒载作用下的排架内力1. 由P1P产生的弯矩和轴力 P1P=204.15N，M11=P1Pe1=204.150.05=10.21（逆时针） M12=P1Pe2=204.150.2=40.83（逆时针） n=0.146，=0.286由附录中的力学方法计算柱顶反力：C1=1.951R11=C1=1.581KN(-)C3=1.211R12=C3=3.924KN(-)N1=P1P=204.15KN, R1=R11+R12=5.505KN (-)2. 由柱自重产生的弯矩和轴力a.上柱重 P2P=14.4KN, M22=P2Pe2=14.40.2=2.88（逆时针） R2=C3=1.211=0.277 KN（-） N2=14.4KNb.下柱重 P3P=49.06KN，N3=49.06KN，只产生轴力而不产生弯矩。c.由P4P产生的弯矩和轴力 P4P=47.8KN， M44=P4Pe4=47.80.35=16.73（顺时针） R4=C3=1.211=1.608 KN（-） N4=47.8KN荷载作用下计算简图和内力图分别为 （2） 屋面活荷载作用下的排架内力 P1Q和P1P作用位置相同，即成比例。P1Q=64.8KN，R=5.505=1.747KN M11=10.21=3.241（逆时针） M12=40.83=12.96（逆时针）N=64.8KN（3） 吊车竖向荷载作用下的排架内力 1.最大轮压作用于A柱时 A柱，MA=Dmaxe4=248.640.35=87.024 （顺时针） B柱，MB=Dmaxe4=570.35=19.95 （逆时针）A柱， RA=C3=1.211=-8.364KN（）由于AB两柱相同，剪力分配系数=0.5，则AB柱顶剪力为A柱，VA=RA-（RA+RB）=-5.1405KN（）内力图如下所示（4） 吊车水平制动力作用下的排架内力A. Tmax向左作用 柱中轴力为零。 由前所述可知n=0.146，=0.286 A柱 TA=Tmax=8.68KN（-） B柱 TB=Tmax=8.68KN（)考虑空间作用分配系数m，由表3-5（书）得到m=0.8，而且AB两柱相同，剪力分配系数=0.5，计算简图容易得知，则AB柱柱顶剪力为A柱，VA=RA-m（RA+RB）=1 KN(-)B柱，VB=RB-m（RA+RB）=1 KN(-)左右对称的弯矩图，实线为向左的Tmax作用，虚线为向右的Tmax作用B.Tmax向右作用如上图虚线（5） 风荷载作用下的排架内力 A.左来风情况 q1=2.8 KN/m，q2=1.75 KN/m， W=24.23 KNC11=0.343R1=-C11q1H=-12.1KN（-）R2=-C11q2H=-7.56KN（)VB=R2+(-R1-R2+W)=14.385KN(-)风荷载作用下M图(包括了右风作用的M图)5、 内力组合排架为对称单元，可以仅仅考虑A柱的截面，具体组合见表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作用力方向左来风右来风AB向左向右12345678I-IM4.8163.084-18.506-18.506-7.5847.58453.586-63.126N218.5564.8000000II-IIM-22.166-9.91268.5181.44-7.5847.58453.586-63.126N266.3564.8248.6452.80000III-IIIM15.45.81122.2535-44.82-61.53661.536346.311-320.166N315.4164.8248.6452.80000V7.4951.747-5.1405-5.1405-7.687.6847.41-38.72组合内力1.2恒载+1.40.85（其他活载+风载）组合项Mmax，N,V组合项Mmin，N,V组合项Nmax，M,V组合项Nmin，M，VM1，2，773.7831，3，5，8-101.281，2，3，5，8-97.581，3，5，8-101.28N340.02262.26430.02262.26M1，3，6，7129.0261，2，4，5，8-121.621，2，3，6，7117.132N617.988460.74695.748M1，2，3，6，7541.5741，4，5，8-493.351，2，3，6，7540.58N754.62441.852754.62V71.03-52.85570.9941.2恒载+1.4其他活载组合项Mmax，N,V组合项Mmin，N,V组合项Nmax，M,V组合项Nmin，M，VM1，210.11，3，5-30.7471，2，3，5-26.431，3，5-30.747N352.98262.26352.98262.26M1，3，679.9441，2，4，5-49.0781，2，3，666.067N667.716484.26758.436M1，2，3，6143.9211，4，5-130.421，2，3，6143.921N817.308452.412817.308V29.388-8.95514.9951.2恒载+1.4风载组合项Mmax，N,V组合项Mmin，N,VM1，780.81，8-82.6N262.26262.26M1，748.4211，8-114.98N319.62319.62M1，7503.3151，8-429.75N378.492378.492V75.368-45.2146、 排架柱设计 A柱和B柱相同，故只考虑A轴的配筋，B轴的与之相同。（1） 设计资料（A轴）截面尺寸：上柱：400mm400mm，矩形。 下柱：b=120mm，h=800mm， bf=bf=400mm,hf=hf=150mm,工字型。材料： 混凝土 C30（fc=14.3 N/mm2） 钢筋 HRB335（fy=fy=300 N/mm2）计算长度：柱高大于8m，设柱间支撑。 排架平面内-上柱 23.6=7.2m，下柱 19=9m。 排架平面外-上柱 1.253.6=4.5m，下柱 0.89=7.2m。（2） 内力（A轴） I)上柱：=0.55 =1148.3 KN 内力表中I-I截面控制内力均小于Nb，所以属于大偏心受压。 故选取弯矩较大而轴力较小的情况，经过比较，可以选择出下面的内力组合：II)下柱 由于下柱在长度范围内配筋相同，比较II-II截面和III-III截面可知III-III截面起控制作用，可以令 +=1322.6 KN则由表可知，III-III截面控制的内力均小于Nb，则都属于大偏心受压，所以选取弯矩较大而轴力较小的情况，经过比较选取出下面的内力组合：，（3） 配筋计算（采用对称配筋）I)上柱 M=-101.28 KN*m , N=262.26 KN x=45.85mm158=0.2+2.7=0.2+2.71.11281,故取=1.0=1.15-0.01*l0/h=0.97排架属于有侧移结构，Cm=1.0，K=0.85=Cm1+=1.171e=*ei+h/2-as=640.83mme=e-h0+as=310.83mmAs=As=823.4169mm2选配320(As=942.478mm2)垂直弯矩平面承载力计算：l0/b=4500/400=11.25, =0.961,Nc=(fcA+fyAs)=2470KNNmax, 满足要求。配筋图II)下柱 Nf=fc*bf*hf=14.3400150=858 KN 所有组合中，N8，则=1.0，=1.0（l0/hNmax，满足要求。配筋图（4） 牛腿计算吊车梁与牛腿的关系如图，牛腿面上无水平力作用于牛腿面的竖向荷载： Fw=1.2P4P+1.4Dmax=1.247.8+1.4226.44=374.376KN Fvk=P4P+Dmax=274.24KN牛腿高度验算： Ftk=2 N/mm2, a=0, b=400mm, h0=400-35+200tan()=565mm =723.2KNFvk=272.2KN, 满足要求纵向受拉钢筋配置： 由于竖向作用力在下柱截面边缘内，则可以按构造配筋 Asmax,=max0.002bh,0.002145bh=514.8mm2 纵筋不应该少于412.故选用512（As=565mm2）.又由于a/h0=370mm,下柱截面高度550mm=500mm。荷载计算：1. 风荷载 由表中数据，标高14.2m出的=1.126，体型系数0.8，基本风压值为=0.55 KN/mm2，每根柱的受风宽度6m。 =0.81.1260.556=2.97 KN/m =1.4=4.16 KN/m2. 柱自重 上柱：=1.2250.40.42.3=11.04 KN 下柱：=1.2250.40.5512.5=82.5 KN 内力分析:上柱截面 =2.133109， 2.3m下柱截面 =5.546109， 12.5m =0.385，=0.1554 =0.373R=C11qH=0.3734.1614.8=22.96 KN(-)内力图如图所示 配筋计算（采用对称配筋）1. 上柱截面（按近似受弯计算） M=41.8，N=13.36KN As=As=422.22 mm2, 选用220（As=628mm2），箍筋选用6200.2.下柱截面（按近似受弯计算）(采用通长配筋) M=115.8，N=38.6KN As=As=804.6 mm2,考虑到轴力的存在，选用320（As=942.5mm2），箍筋选用6200，另外配加212钢筋作为腰筋。 吊装阶段验算 考虑到柱身自重比较大，而且跨度比较大，所以采用翻身吊。并适当将吊点下移一段距离，如图1. 荷载 上柱：250.40.4=4 KN/m 下柱：250.40.55=5.5 KN/m考虑到荷载系数1.2，动力系数1.5，结构重要性系数0.9，则 =7.425 KN/m =8.91 KN/m =5.4 KN/m =6.48 KN/m2. 内力 RA=38.947 KN RAK=32.456 KN RB=87.326 KN RBK=72.77 KN ME=85.12 MEK=70.93 MB=71.476 MBK=59.56 MC=17.14 MCK=14.28 3. 配筋验算 按照翻身吊验算，截面按双筋截面计算，裂缝允许宽度=0.3mm。和排架柱的相同，这时候，一般为240 N/mm2。(1) 下柱跨中 ME=85.12 MEK=70.93 =515mm=591.111 mm2，已有钢筋320（As=942.5mm2），满足要求。=167.966 N/mm2,满足要求.(2) 下柱B吊点处 MB=71.476 MBK=59.56 =515mm =496.361 mm2，已有钢筋320（As=942.5mm2），满足要求。 =141 N/mm2,满足要求.(3) 上柱C处 MC=17.14 MCK=14.28 =365mm =173.3 mm2，已有钢筋220（As=648.6mm2），满足要求。 =69.4 N/mm2,满足要求.4.柱中吊环设计（每处设置两个吊环） RAK=32.456 KN，=24.0 KNRBK=72.77 KN ，=53.9 KN吊环选用I级钢，在AB处布置吊环，则每个吊环承受的力为 在A处可以选用114（As=153.93mm2）做成一个吊环，在C处可以选用120做成一个吊环。柱下单独基础（1） 基础设计参数基础顶部标高-0.6m，基础底部标高-1.8m，柱截面400800mm2,天然地面下1.2m处（标高-1.35m）为老土层，修正后地基承载力为120KN/m2，基础采用C30，HRB335钢筋，基地用100mm素混凝土垫层。（2） 荷载取III-III截面荷载组合为荷载1则荷载2为基础梁、墙、窗自重设计值。 基础梁自重 1.215.7=18.84KN 钢门窗重 1.24.20.4（3.6+2.1+1.8）=15.12KN砖墙重 1.24.92（0.6+2.85+1.7）6=182.43过梁联系梁重 1.225(20.3+0.45)0.246=45.36KN =261.75KN 至地面中心的距离 0.4+0.24/2=0.52mm 计入地下柱重 =754.62+1.2250.60.40.8=760.38KN（3） 确定基础地面尺寸先按轴心受压情况计算 =11.68 m2，考虑偏心作用，取A=(1.11.5)As=（12.8517.52m2）取a=5.0m，b=3m A=15m2。（4） 地基承载力验算基础地面荷载设计值M=541.574+71.031.2-0.52261.75=490.7 N=+=1022.13 KNN+G=1022.13+(201.45+100.35)53=1509KN=12.5 m3，=100.639.256= KN/m2，（Pmax+Pmin）/2=100.6KN/m2f=120KN/m2 且PmaxF故而冲切力满足。（6） 配筋计算 柱为大偏心且杯壁厚325/杯壁高400=0.810.75 杯壁内可以不配筋，即在变阶处以下配筋。a. 长边方向 PnI=28.886+（107.4-28.886）（3.3/5）=80.71 KN MI=279.91 =1355.2 mm2, =451.71 mm2/m 选配10150（=523.6 mm2/m）b.短边方向 =37.6=106.76 =516.87 mm2, =10