单层工业厂房钢筋混凝土排架结构设计计算

单层工业厂房钢筋混凝土排架结构设计计算书 本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为18m，柱距6m，长60m，跨内设有10吨中级工作制吊车（A4）一台，轨顶标高须不低于8.7m，不设天窗，采用纵墙开窗方案。基本风压0.6，地面粗糙度B类，基本雪压0.6。经勘测报告提供资料，该地区工程地质条件良好，地面下1.5m左右为中密粗砂层，层厚6m，地基承载力特征值200，常年地下水位-5m以下。抗震设防烈度为6度，不进行抗震计算，按构造设防。 图1以下为结构设计计算书 1、经设计确定以下做法和相应荷载的标准值： （1）屋面做法：、二毡三油防水层上铺小豆石。、20mm厚水泥砂浆找平。、80mm厚加气混凝土保温层（0.65）。、预制大型屋面板。算得包括屋盖支撑（按0.07计）在内的屋面恒载为2.74 （2）采用24m跨折线形预应力混凝土屋架，每榀重力荷载为65.5。 （3）采用专业标准（ZQ 162）规定的10t吊车的基本参数和有关尺寸。 （4）采用6m跨等截面预应力混凝土吊车梁（截面高度为1200mm），每根吊车梁的重力荷载为41.3；吊车轨道连接重力荷载0.81。 （5）围护墙采用240mm厚双面清水自承重墙，钢窗（按0.45计），围护墙直接支承于基础梁；基础梁截面高度450mm。 （6）取室内外高差150mm；于是，基础顶面标高为-0.700mm（450+150+100）。 2、选择柱截面尺寸，确定其有关参数边柱可采用上柱，下柱。根据厂房建筑统一化基本规则（TJ 674）和（ZQ 162）对10t桥式吊车有关尺寸的规定，以及选定吊车梁端部截面高度和支承吊车梁牛腿外形尺寸的要求，确定边柱沿高度和牛腿部位的尺寸如图2.边柱有关参数如表1。图2 边柱参数（H=12.1m，=3.6m，=8.5m） 表1 参 数 边 柱(A、C)0.1480.5自重重力荷载（kN）（包括牛腿）上柱：下柱：3、 荷载计算（均为标准值）（621C627CXX） （1）屋面恒载 （2）屋面活载（取0.5，作用于一跨） （3）柱自重重力荷载 （4）吊车梁及轨道连接重力荷载（吊车梁DL7S） （5）吊车荷载 表2吊车宽轮 距起 重小车重5550440011.5t（112.7kN）2.5t(24.5kN)18t(176.4kN)3.9t(38.22kN) 在边柱： 在边柱： 吊车每个轮子的横向水平制动力所以，当10t吊车作用时， （6）风荷载 图3求 均为求和各部分 各值见图3 表31.041.071.111.111.071.040.80.80.60.50.50.53.03.082.42.01.931.87作用长度（m）1.181.471.471.18方 向求、和的设计值 荷载汇总表（所列均为标准值） 表4荷载类型 简 图A(C)柱N（kN）M()恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车横向水平荷载 风荷载 A柱内力汇总表 表5荷载类型序号简 图 恒载16.63257.09-28.63303.2519.33455.21屋面活载21.7938.31-5.8838.313.638.311.03吊车竖向荷载在A柱3a-9043.1148.8420.1148.84-2.5在A柱3b-3.35015.9555.137.3955.13-0.93吊车横向水平荷载413.28013.28050.103.69风荷载向右吹5a63.27063.270226.85011.34向左吹5b-63.270-63.270-226.850-11.34（7）内力汇总表如表5 4、 排架内力计算见表55、排架内力组合以A柱内力组合为例，列表进行内力组合，见表6。表中所列组合方式栏意义如下：A：1.2恒载效应标准值+0.91.4（活+吊车+风）荷载效应标准值B：1.2恒载效应标准值+0.91.4（吊车+风）荷载效应标准值 A柱内力组合表 表6截面 组合目的组合方式被组合内力项序号A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3b）+(4)+(5a)】102.44356.78B1.2（1）+0.91.4【（3a）+(4)+(5b)】-99.72308.51A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3b）+(4)+(5b)】-90.46356.78B1.2（1）+0.91.4【（3b）+(4)+(5b)】-92.72308.51A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3a）+(4)+(5a)】108.99 599.71A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3b）+(4)+(5b)】-118.12481.63A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3a）+(4)+(5a)】108.99599.71B1.2（1）+0.91.4【（3b）+(4)+(5b)】-110.71433.36A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3a）+(4)+(5a)】401.98 649.8123.34B1.2（1）+0.91.4【（3b）+(4)+(5b)】-316.49483.46-13.86A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3a）+(4)+(5a)】401.98649.8123.34A1.2（1）+0.91.4【（2）+（3a）+(4)+(5b)】-295.94649.81-13.86B1.2（1）+0.91.4【（3b）+(4)+(5a)】381.43483.4624.02B1.2（1）+0.91.4【（3b）+(4)+(5b)】-316.49483.46-13.86 6、柱的配筋计算（以A柱为例）材料：混凝土：C30， 钢筋：HRB335 箍筋：HPB235 柱截面参数：上柱截面：下柱、截面： 截面界限受压区高度截面、截面各组轴力N均小于，故各控制截面都为大偏心受压情况所以截面以计算配筋截面以计算配筋。截面配筋同截面。A柱截面配筋计算见表7。 A柱截面配筋计算表 表7截 面内 力102.44401.98356.78649.81287.1618.620800/30=26.67307.1645.27720085001.01.00.971.01.261.09462.490113.6 889.81106.6320355一侧被选受拉钢筋及其面积A柱上柱及下柱截面配筋见图4图4 7、牛腿设计计算（以A柱为例，见图5） 牛腿截面及外形尺寸：b=400mm，h=600mm，c=200mm，a=0+20=20mm，均见图5（a）。 验算，取满足要求。 因为，所以取 计算纵向受拉钢筋： 选用，另选用作为锚筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。 验算配筋率：同时，满足要求。验算牛腿顶面局部承压，近似取，满足要求。按构造要求布置水平箍筋，取，上部范围内水平箍筋总面积，可以。因为，可不设弯筋。见图5（b）。 图5牛腿配筋（a） 牛腿外形尺寸（b）牛腿配筋 8、柱的吊装验算（以A柱为例，图6），按伸臂梁算得，D截面： 以及d=20mm 查表得，满足要求B截面： 以及d=20mm 查表得，满足要求 图6 图7 9、基础设计计算（以A柱基础为例，图7） （1）地基承载力特征值和基础材料地基持力层为中密粗砂，假设基础宽度小于3m，地基承载力特征值；基础采用C20混凝土，；钢筋采用HPB235，保护层厚40mm；垫层采用C10混凝土，厚100mm。 （2）基础地面内力及基础底面积计算按表6取柱底截面两组相应荷载效应基本组合时的内力设计值相应N、V与相应、V进行基础设计，见下述甲、乙两组的内力值。但因为基础底面积计算按的要求进行，故上述两组内力设计值均应改为相应荷载效应组合时的内力值，见下述甲、乙两组的内力值。， 基础杯口以上墙体荷载标准值，相应的设计值为，它直接施加在基础顶面，对基础中心线的偏心距为。假设基础高度，基础底面尺寸按以下步骤估计：（a） 基础顶面轴向力最大标准值；基础底面至地面高度1.9m，则基础底面以上总轴向力标准值为。（b） 按轴心受压状态估计 （c）按（1.11.4）估计偏心受压基础底面积A，并求出基底截面抵抗矩W及基底以上基础及土自重标准值； ，取 （d）故按以上甲、乙两组分别作用了基底面的相应荷载效应标准值组合的内力值为： （e）基础底面压力验算：甲组 乙组 因，均满足要求。故上述假设的基础底面尺寸合理。 （3）基础其他尺寸确定和基础高度验算（图8） 按构造要求，假定基础尺寸如下：H=1200mm，分三阶梯，每阶高度400mm；，；柱插入