单层厂房设计(高承川).doc

中国地质大学课程设-单层厂房毕业设计 高承川59F06091011远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）题目： 单层厂房设计 学习中心： 兰州 学 号： 59F06091011 姓 名： 高承川 专 业： 土木工程 指导教师： 王一举 年 月 日 中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院本科毕业论文（设计）指导教师意见表学生姓名： 高承川 学号：59F06091011专业： 土木工程 毕业设计（论文）题目： 单层工业厂房课程设计 指导教师意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见）指导教师结论： （合格、不合格）指导教师姓名所在单位指导时间中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院 本科毕业设计（论文）评阅教师评语表 学生姓名：高承川 学号： 59F06091011 专业： 土木工程 毕业设计（论文）题目： 单层工业厂房课程设计 评阅意见：（请对论文的学术水平做出简要评述。包括选题意义；文献资料的掌握；所用资料、实验结果和计算数据的可靠性；写作规范和逻辑性；文献引用的规范性等。还须明确指出论文中存在的问题和不足之处。）修改意见：（针对上面提出的问题和不足之处提出具体修改意见）毕业设计（论文）评阅成绩 （百分制）： 评阅结论： （同意答辩、修改后答辩、不同意答辩）评阅人姓名所在单位评阅时间论文原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的本科毕业论文单层工业厂房课程设计，是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。论文中引用他人的文献、资料均已明确注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及使用过的材料。对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中说明并致以谢意。本人所呈交的本科毕业论文没有违反学术道德和学术规范，没有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。 论文作者（签字）： 日期：年月日摘要 本论文根据单层厂房设计的计算排架所受的各项荷载；计算各种荷载作用下的排架内力（对于吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）；柱及牛腿设计，柱下单独基础设计；绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。近几年，随着科技的进步，新型材料引用越来越广泛，轻钢结构也大量涌现，尤其是轻钢门式钢架结构在单层工业厂房得到了广泛引用，这种轻钢材料备受青睐，在某些地方基本取代了钢筋混凝土排架柱结构。本设计依然延续设计混凝土结构单层厂房设计，通过对排架所受各项荷载、排架内力、牛腿设计，来研究施工中出现的各种问题隐患，终将影响工程质量，本文以广东佛山南海垃圾焚烧发电二厂单层厂房为例，设计了混凝土结构单层厂房的要点、难点及相关的施工工艺和注意事项，现仅以单层厂房设计为例，以此通过此次交流与各位同学探讨、学习如何规范设计计算，提高工程质量。充分证明设计的可行性。关键词 1、单层厂房 2、牛腿 3、施工图 4、 基础目录一、工程概括 7二、设计资料 7三、计算书 8 （一）设计资料 8（二）结构计算简图 9（三）、排架结构内力分析 23（四）、内力组合 36(五 )、柱截面设计 37(六 )、柱裂缝宽度验算 41（七）、牛腿设计 42（八）、柱吊装的验算 43（九）、柱下基础设计 45四、结论 56致谢 57 参考文献 58单层工业厂房课程设计高承川一、工程概况佛山市南海垃圾焚烧发电二厂坐落于佛山市南海区狮山镇狮山林场大揽分厂处，由南海绿色能源再生有限公司投资兴建。本工程主厂房总建筑面积为45726，由垃圾池、双跨单层厂房、锅炉间、尾气处理车间、汽机间等组成。垃圾池及锅炉间部分结构形式为现浇钢筋混凝土框排架-剪力墙结构，尾气处理部分为框排架结构。汽机间部分为框架结构。主体单体（局部四层），建筑高度为45.7m，屋面防水等级级，建筑安全等级二级，设计使用年限为50年。二、设计资料（1）金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54m,柱距为6m。（2）厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，吊车的有关参数见参考资料。（3）建设地点为某城市（基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻结深度1.6m），厂区自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘性土，地基承载力特征值fak=240kPa,土的天然重度为17.5kN/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值fak=350kPa,地下水位-5.5m。（4）厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1） 屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范屋架自重标准值（包括支撑）为0.12+0.011L（L为跨度，以m计），单位为kN/m2。2） 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值39kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。3） 天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN（包括自重、侧板、窗扇支撑等自重）。4） 天沟板自重标准值为2.02kN/m。（）围护墙采用240mm厚面粉刷墙，自重5.24kN/m2。钢窗：自重0.45kN/m2，窗宽4.0m，。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240m m450mm。基础梁自重2.7kN/m。（）材料：混凝土强度等级选用（单学号同学取C25,双学号同学取C30）；柱的纵向钢筋采用HRB335级或HRB400级，其余钢筋采用级。（）屋面卷材防水做法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2; 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m2； 一毡二油隔汽层：0.05 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m2；6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m2。【计算书】一 设计资料（一） 设计题目：某金属装配车间双跨等高厂房（二） 设计内容：1 计算排架所受的各项荷载。2 计算各种荷载作用下的排架内力（对于吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）3 柱及牛腿设计，柱下单独基础设计。4 绘施工图：柱模板图和配筋图，基础模板和配筋图。（三） 设计资料：1 金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m，厂房总长54m，柱距6m。2 厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，吊车的有关参数见表-1。吊车的有关参数参数表 表-1吊车位置起重量（kN）桥跨LK（m）小车重g（kN）最大轮压Pmax,k(kN)大车轮距K（m）大车宽B（m）车高H（m）吊车总重（kN）左跨（AB）吊车200/5019.5 70.1 187 4.45.62.184264右跨（BC）吊车200/5019.570.11874.45.62.8142643 建设地点为某城市（基本雪压0.30kN/m2，基本风压0.50kN/m2，冻结深度1.6m）。厂区自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘性土，地基承载力特征值fak=240kPa,土的天然重度为17.5kN/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值fak=350kPa,地下水位-5.5m。4 厂房标准构件选用及荷载标准值（1） 屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范屋架自重标准值（包括支撑）为0.12+0.011L（L为跨度，以m计），单位为kN/m2。（2） 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值39kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm。（3） 天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34KN（包括自重，侧板，窗扇支撑等自重）（4） 天沟板自重标准为2.02KN/m（5） 维护墙采用240mm厚面粉刷墙，自重5.24KN/m2。钢窗：自重0.45KN/m2，窗宽4.0m，窗高见剖面图（例图-1），维护墙直接支撑与基础梁上，基础梁截面240m m450mm 。基础梁自重2.7KN/m5 材料：混凝土强度等级为C25，柱的纵向钢筋采用HRB400级，其余钢筋采用I级。6 屋面卷材防水做法及荷载标准值如下： 三毡四油防水层上铺小石子： 0.4 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层： 0.5 kN/m2; 100mm厚珍珠岩制品保温层： 0.4 kN/m2； 一毡二油隔汽层： 0.05 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层： 0.5 kN/m2；6m预应力大型屋面板： 1.4 kN/m2。二、结构计算简图本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进行结构设计。排架的负荷范围如图-2（a）所示。结构计算简图如图-（2）（b）所示。下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。(a) (b)图-2 （a）排架的负荷范围 (b) 结构计算简图（一） 排架柱的高度1. 基础的埋置深度及基础高度：考虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为1.6m。初步估计基础的高度为1.0m，则基础顶面标高为-0.75m。2. 牛腿顶面标高确定：由设计中给的数据知道轨道顶端的标高为8.0m，吊车梁高0.9m，轨道及垫层高度为0.2m。因此，牛腿标高为：3. 上柱标高的确定：如图-1所示，上柱顶距轨顶2.4m，则上柱顶的标高为：。4. 计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：上柱高： 下柱高： 柱的总高度：.计算简图如图-2所示。5. 柱截面确定：上柱选矩形截面，下柱选工字形截面。确定柱的截面尺寸，并考虑构造要求。对于下柱截面高度h：由于下柱，吊车梁及轨道构造高度为1.1m，因此，基础顶至吊车梁顶的高度下柱截面高度下柱截面宽度并且要求，因此取下柱截面的宽度为400mm。对于上柱截面主要考虑构造要求，一般截面尺寸不小于。对于本设计边柱，即A，C轴柱（图-3（a）所示）：上柱取下柱取对于本设计中柱，即B轴柱（图-3（b）所示）：上柱取下柱取（a）（b）图-3 柱的截面详图6. 截面几何特征和柱的自重计算截面几何特征包括：截面面积A，排架方向惯性矩Ix和回转半径Rx，垂直于排架方向惯性矩Iy和回转半径Ry。单位长度柱的自重用G表示。 （1）A，C轴柱截面几何特征：上柱： 下柱：（2）中柱B轴柱截面几何特征：上柱： 下柱：为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2。各柱的截面几何特征表-2柱号A，C上柱25052085208144.3149.36.25A，C下柱22050109.382333.33471.25102.995.5B上柱35014291.677291.67202.07144.348.75B下柱24071509.382350545.8598.956（二）、荷载计算与计算简图的确定 把各荷载算至排架的相应位置 。 恒荷载标准值计算及计算简图的确定1屋盖结构自重标准值（）： 屋面均布荷载汇集：三毡四油防水层上铺小石子： ； 25mm厚水泥砂浆找平层： ; 100mm厚珍珠岩制品保温层： ； 一毡二油隔汽层： ； 25mm厚水泥砂浆找平层： ； 6m预应力大型屋面板： 。合计： 屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶按负荷范围计算：其值为：屋面结构传来： 天窗架传来： 天沟板传来： 屋架自重标准值： 合计： 对于A，C轴柱：。对柱顶的偏心距。对于中柱：。对柱顶的偏心距。（a）2上柱自重 对于边柱：。其偏心距 对于中柱：。其偏心距3吊车梁、轨道与零件的自重 边柱牛腿处：。其偏心距 对于中柱牛腿处：。其偏心距：。 4下柱自重） 对于边柱：。其偏心距。 对于中柱：。其偏心距。上式中的系数1.05为考虑柱子牛腿处及柱根部矩形部分的重量。5基础连系梁与上部墙体自重（，） ， 由于只在基础顶设置一道连系梁，因此，基础连系梁与上部墙体自重直接传给基础，故。 为了确定墙体的荷载，需要计算墙体的净高：基础顶标高为-0.750m。轨顶标高+8.0m。根据单层厂房剖面图（见图-1）：檐口标高为：。基础梁高：0.45m，因此，墙体净高为：。窗宽4m，窗高4.8m。 上部墙体自重：。 基础连系梁自重：。 基础连系梁与上部墙体自总重： 。 这项荷载直接作用在基础顶面。对下柱中心线的偏心距为：。中柱列没有维护墙，6. 恒荷载（永久荷载）计算简图的确定：根据永久荷载点的作用位置，可以把永久荷载换算成对于截面形心位置的轴向力距。在轴向力作用下对排架结构只产生轴力，不需要对排架进行内力分析（只把轴力叠加即可），而在力矩作用下需要对排架进行内力分析。需要特别注意：柱顶的偏心压力除了对柱顶存在偏心力矩外，由于边柱上下截面形心不重和，因此，对于下柱顶也存在偏心力矩。现把图-5所示的排架结构在永久荷载作用下的计算简图介绍如下：对于其他的竖向荷载也采用相同的分析方法。A、C柱（边柱）各截面弯矩计算：柱顶：牛腿顶面：对于中柱，由于结构对称荷载对称，因此，中柱不存在弯矩作用。排架结构在永久荷载作用下的计算简图见图-6所示。图-6永久荷载作用下双跨排架的计算简图 活荷载的计算及计算简图的确定1. 屋面活荷载标准值计算简图的确定按建筑结构荷载规范GB50009-2001，屋面活荷载标准值：0.5KN/m2 根据设计资料中给的条件，屋面雪荷载：0.30kN/m2，不考虑积灰荷载，屋面活荷载与雪荷载不同是考虑，故仅按屋面活荷载计算。由屋架传给排架柱的屋面活荷载标准值，近似按图-2所示的负荷范围计算：各的作用位置与相应柱顶各恒荷载的位置相同。如图-5所示。屋面活荷载作用下排架结构上柱计算简图的确定（见图-7所示）：对于双跨单层厂房，应考虑各跨分别有屋面活荷载对结构所产生的影响。各柱顶的弯矩计算方法与永久荷载相同。AB跨有活荷载：柱顶：； 牛腿顶面：； 同理BC跨有活荷载时：柱顶：； 牛腿顶面：； （a）AB跨有活荷载作用（b）BC跨有活荷载作用图-7活荷载作用下双跨排架的计算简图2. 吊车荷载标准值计算与计算简图的确定AB、BC 跨吊车为两台200/50，A4级工作制（中级工作制）。最小轮压计算：AB跨：(1). 吊车竖向荷载、的计算： 吊车竖向荷载、的计算，按每跨两台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。按建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为=0.9。吊车荷载的计算利用吊车支座反力影响线求得。 AB跨吊车竖向荷载、的计算（见图-8）：吊车竖向荷载、的作用位置与作用位置相同。(2). 吊车水平荷载的计算 吊车水平荷载的计算，按每跨2台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。按建筑结构荷载规范GB50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为=0.9，吊车水平系数=1.0。吊车水平荷载的计算也可利用吊车竖向荷载计算时吊车梁支座反力影响线求的。 每个车轮传递的水平力的标准值： 则AB跨的吊车传给排架的水平荷载标准值： 各跨吊车水平荷载作用在吊车梁顶面，即作用在距吊车梁顶0.9m处。(3). 吊车荷载作用下排架结构计算简图的确定吊车的竖向荷载、作用在吊车梁支座垫板中心出（同作用的位置），对下部柱都是偏心压力。其内力分析的方法同永久荷载作用，既把吊车的竖向荷载等效成对下柱的轴心压力的对下柱顶的力矩。结构分析按2台吊车单独作用在不同的跨内，考虑到即可以发生在左柱又可以发生在右柱，因此，在吊车竖向荷载作用下对于双跨厂房，当两跨均有吊车时，应考虑四种情况（见图-9）。在吊车水平荷载作用下，按2台吊车单独作用不同的跨内，考虑到即可以向左又可以向右，在吊车水平荷载作用下双跨排架的计算简图应考虑四种情况（见图-10）。吊车水平荷载作用在吊车梁的顶面，即牛腿上0.9m处的位置。AB跨吊车荷载对排架柱产生的偏心压力产生的弯矩计算如下：A柱： B柱：BC跨吊车荷载对排架柱产生的偏心压力产生的弯矩计算如下：C柱： B柱：图-8 AB、BC跨吊车竖向荷载、的计算（a）AB跨有吊车时的情况（b）BC跨有吊车时的情况图-9 、作用下双跨排的四种荷载情况图-10 各跨 作用下排架计算的两种荷载情况（b）BC跨有吊车时的情况（a）AB跨有吊车时的情况3. 风荷载标准值计算计算简图的确定（1） 本地区基本风压。（2） 根据规范可以得到风荷载体型系数如图-11所示。（3） 风压高度变化系数的确定图-11 风荷载体型系数风压高度变化系数按B类地貌由表13-4GB500092001的规定）确定：作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按柱顶标高取值。柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值考虑。这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值；柱顶至室外地面的高度为（见图-1）：天窗檐口至室外地面的高度为（见图-1）：由表13-4按线性内插法确定:柱顶:天窗檐口处: 左风情况下风荷载的标准值(见图-12(a):柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算,其风压高度变化系数统一按天窗檐口处取值.其标准值为: 右风和左风情况对称,方向相反(见图-12(b)。(a) 左风 （b）右风例图-12风荷载作用下双跨排架的计算简图三排架结构内力分析本单层厂房是两胯的对称结构，C主和A柱受力完全一样，因此只要计算AB就可以了。本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架结构的内力计算。在各种荷载作用柱顶按可动铰支座计算，不考虑厂房的空间工作。这里规定柱顶不动铰支座反力R，柱顶剪力V和水平荷载自左向右为正，截面弯矩以柱左侧受拉为正，柱的轴力以受压为正。（一） 各柱剪力分配系数的确定各柱的几何特征见表-2单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：计算有关参数：AC柱：；B柱：；单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：A、C柱： CB柱：令所以，三根柱的剪力分配系数为：; ; 验算：，满足要求。当柱顶有水平荷载F时，求出剪力分配系数后，即可求出柱顶剪力：求出柱顶剪力后，即可按悬臂柱绘出结构的内力图。下面进行各种荷载作用下排架的内力。（二） 在永久荷载（标准值）作用下排架的内力分析如图所示：图-13 永久荷载作用下双跨排架的计算简图 只对M作用进行排架分析，对图-13中的竖向荷载所产生的轴力直接累加。各柱顶不动铰支座的支座反力：A柱：所以 B柱：C柱： 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和所以：各柱顶的实际剪力为： 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。现把各柱的轴力计算过程叙述如下，弯矩和剪力的计算从略。排架的弯矩图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如例图-14所示。柱轴力标准值计算：AC柱：柱顶：上柱底：下柱顶：下柱底：B柱：柱顶：上柱底：下柱顶：下柱底： (b)(a)(a) 永久荷载作用下的弯矩（）图和柱底剪力（kN）(b) 永久荷载作用下的轴力（kN）图-14 永久荷载作用下排架的内力图（三） 屋面活荷载（标准值）作用下排架内力分析A柱：；所以 B柱：C柱：所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 所以：各柱顶的实际剪力为：各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-15所示：(b)(a)图(a) 屋面活荷载作用下的弯矩（）图和柱底剪力（kN）(b) 屋面活荷载作用下的轴力（kN）图-15 AB跨有屋面活荷载时排架的内力图BC跨内屋面活荷载作用时的排架内力与AB跨内屋面活荷载作用时的排架内力对称。此处不再画出。（四）吊车竖向荷载（标准值）作用下排架内力分析1 AB跨有吊车荷载，作用在A柱，作用在B柱时排架内力分析，其计算简图如图-16所示。 A柱：； 图-16 作用在A柱，作用在B柱时排架计算简图. B柱：； 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 所以：各柱顶的实际剪力为： 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-17所示。 图-17 AB跨有吊车Dmax,k作用在A柱时排架内力图(a) Dmax,k在A柱时的轴力(kN)(b) Dmax,k作用在A柱时的弯距和柱底剪力 2. AB跨有吊车荷载，作用在B柱，作用在A柱时排架内力分析，其计算简图如图-18所示。 A柱：； B柱：； 图-18 Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在A柱时排架计算简图. 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 所以：各柱顶的实际剪力为： 图-19 AB跨有吊车Dmax,k作用在B柱时排架内力图 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-19所示。 (b) Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力(a) Dmax,k在B柱时的轴力(kN) 图-20 BC跨有吊车Dmax,k作用在B柱时排架计算简图3. BC跨有吊车荷载，作用在B柱，作用在C柱时排架内力分析，其计算简图如图-20所示。 B柱：； C柱：； A柱： 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 所以：各柱顶的实际剪力为： 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-21所示。 (b) Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力(a) Dmax,k在B柱时的轴力(kN) 图-21 BC跨有吊车Dmax,k作用在B柱时排架内力图 4.BC跨有吊车荷载，作用在C柱，作用在B计算简图如图-22所示。 B柱：； 图-22 BC跨有吊车Dmax,k作用在C柱时排架计算简图 C柱：； A柱： 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 所以：各柱顶的实际剪力为： 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-23所示。 图-23 BC跨有吊车Dmax,k作用在C柱时排架内力图(b) Dmax,k作用在C柱时的弯距和柱底剪力(a) Dmax,k在C柱时的轴力(kN) （五）吊车水平荷载（标准值）作用下排架内力分析1.AB跨有吊车荷载向左作用在AB柱，其计算简图如图-24所示。吊车水平荷载Tmax,k的作用点距柱顶的距离；。因此排架柱顶不动铰支座的支座反力系数C4需用线形内插法确定。AC柱：；图-24 AB跨有吊车向左Tmax,k作用时排架计算简图当时：当时：所以当时：B柱：当时：当时：所以当时：柱顶不动铰支座反力的计算：A柱：B柱：C柱：所以：假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和：所以：各柱顶的实际剪力为： 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴如图所示，柱的轴力为零。还有三种情况此处就不一一赘述了，分别为： 2.AB跨有吊车荷载向右作用；3.BC跨有吊车荷载向左作用；4.BC跨有吊车荷载向右作用。具体分布情况见图-25。(a)作用在AB跨内，方向向左；(b)作用在AB跨内，方向向右；(c)作用在BC跨内，方向向左；(d)作用在BC跨内，方向向右； 图-25 吊车水平荷载作用下排架的内力图(d)(b)(c)(a)（六）风荷载（标准值）作用下排架结构内力分析1 左风情况：其计算简图如图-26所示在均布风荷载作用下，各柱顶不动铰支座反力的计算：图-26 左风作用时排架计算简图A柱：； C柱：；所以：假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和：所以：各柱顶的实际剪力为： 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴力图如图-27所示，柱的轴力为零。2 右风情况：其计算简图如图-所示。由于对称性，右风作用时的内力图如图-27所示。图-27 左右风情况排架的弯矩图四、内力组合在采用标准组合时，也可参照承载力极限状态的基本组合，采用简化规则，但各项系数为1。关于荷载的组合系数，风荷载：0.6，其它0.7；准永久值系数：风：0；屋面活荷载：不上人：0；上人：0.4；吊车：0.6；四台吊车转换系数：0.8/0.9。说明：控制截面：上柱底I-I、下柱顶II-II、下柱底III-III。每一个控制截面均进行基本组合，用于柱配筋计算和基础设计；标准组合：用于柱裂缝宽度验算和地基承载力设计。由于地质条件较好，本设计不进行地基变形验算，否则还应增加III-III截面的准永久组合。基本组合采用的荷载组合方式用规范给出的简化组合方式，即：（1） 恒荷载+0.9（任意两个或者两个以上活荷载之和）（2） 恒载+任意活载标准组合，也可采用上述的基本组合规则，但荷载的分项系数均为1.0。最不利内力：详见表-3。五、柱截面设计1.选取控制截面的最不利内力 A 、B柱截面设计 砼：强度等级C25（）,上柱： （A柱）（B柱）下柱：(A柱)；（B柱）(A柱) （B柱） 在腹板范围内A柱：B柱：经比较，A、B柱的所有，所以A、B柱组合后的内力值均为大偏心受压。对大偏心受压，对称配筋的柱，在“相差不多时，N越小越不利；N相差不大时，越大越不利”。由此可确定各柱的最不利内力为：A柱： - - B柱： - - 上柱高3.5m,下柱高7.65m，总高11.15m ,柱截面尺寸见表，确定柱的计算长度。排架方向：当考虑吊车荷载时上柱：下柱： 当不考虑吊车荷载时柱的计算长度（此时不再分上下柱了）：垂直于排架方向：（按无柱间支撑）当考虑吊车荷载时上柱：下柱 当不考虑吊车荷载时柱的计算长度（此时不再分上下柱了）：该厂房工作环境属一类环境，预制构件砼保护层按规范要求取35 mm，则=35mm.2.纵向受力钢筋的计算（表-4）表-4 A、B柱纵向受力钢筋的计算表 柱截面项目A柱B柱-113.99430.14157.68461.98353.83459.41731.601346.95322.2936.3215.5343.02043.323.350342.2979.6238.8393.07.07.657.07.65145555151.01.01.01.01.01.01.01.01.191.031.201.07622.221623.99601.561135.5159.472136.78439.36408.7701070.29实际配筋/（mmmm）()(1256)(1256)(1256)配筋率0.40.60.40.50.81.20.81.0注：矩形截面：T形截面：3.箍筋的配置柱子底端最大的剪力为：(A柱)若取剪跨比基本与柱子底端的最大剪力相等（还未考虑轴向压力对斜截面受剪的有利影响），所以排架柱的箍筋按照构造配置为箍筋加密区取为（牛腿处的箍筋不包括），加密区范围（此处按抗震要求配置），柱配筋施工图见图后边的施工图所示。4.排架柱平面外轴心受压承载力验算取配筋中的较小值验算。A柱：上柱：，查表得B柱相同算法，由于B柱的最小配筋和截面都比A柱的大，并且其他几何参数相同，因此A、B柱平面外受压承载力满足要求。六、柱裂缝宽度验算由混凝土规范知，排架柱的裂缝控制等级分为三级，按荷载效应的标准组合并考虑长期作用的影响计算的最大裂缝宽度。只有A柱的-，-截面处需要进行裂缝宽度的验算，见表-5.表-5 A柱裂缝宽度的验算截面项目 -（上柱）-（下柱）85.64312.97294.86382.84290.44817.50145.91.221.04569.341465.200.960.35403.061027.00129.27130.060.00670.0107-0.240.2取0.20.270.078mm0.3mm0.073mm0.3mm注：七、牛腿设计1、几何尺寸，如图-28所示图-28 牛腿几何尺寸图2、吊车梁下局部受压验算3、牛腿纵向受拉钢筋配筋计算因为选取 （）4、牛腿的箍筋牛腿的水平箍筋选用箍筋的总截面面积为：故箍筋的设置满足构造要求。牛腿的，可以不设弯起钢筋。同理，可设计出B柱牛腿的尺寸及配筋。5、柱的外观尺寸插入杯口的深度，按表取，假定柱长故柱插入杯口的长度取满足要求。八、柱吊装的验算B柱的截面比A柱的截面大，所以只需对A柱进行吊装时的验算即可。（1）吊装方案：一点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处，如图-29（a）所示。(b)（a）图-29 柱吊装验算简图(c)（2）荷载计算上柱自重：牛腿部分自重：下部柱子部分自重：计算简图，如图-29（b）所示。（3）内力计算弯矩图如图-29（c）所示。（4）截面承载力计算截面1-1：故截面承载力为：截面2-2：故截面承载力为：（5）裂缝宽度验算验算1-1截面即可其他截面验算从略九、柱下基础设计以A柱基础为例基础形式采用柱下独立基础形式，基础下采用垫层C10混凝土。预制柱和基础之间采用C30细石混凝土填充。基础设计的内容包括：按地基承载力确定基础地面尺寸，按基础抗冲切和抗剪承载力要求确定基础高度，由于该单层厂房地基条件和荷载条件满足地基基础设计规范关于不进行地基变形验算的条件，因此，本设计不进行地基变形验算。（一） 按构造要求确定基础高度尺寸。（见图-30）图-30 基础构造图前面确定了预制柱插入基础的深度为，柱底留的间隙用C30细石混凝土填充。根据表13-11基础杯底厚度，杯壁厚度（满足基础梁支撑宽度要求）。则基础的高度为：。与前面假定的基础高度略有误差，可以满足设计的要求。杯壁高度按台阶下面的基