单层工业厂房钢筋混凝土排架结构

单层工业厂房钢筋混凝土排架结构单厂钢筋混凝土结构设计计算一、设计任务及资料本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为24米，柱距6米，长60米，跨内有20吨中级工作制吊车（A4）一台，轨顶标高不低于7.5米，建筑平面图、剖面图如图1，已知该厂房所在地区基本风压为0.6KN/m2,地面粗糙度B类，，基本雪压0.6KN/m2，该地区工程地质良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，地基承载力特征值为200KN/m2，常年地下水位为-5米以下。抗震设防烈度为6度，不要求进行抗震计算，按构造设防。，厂房平面图、剖面图二、确定做法1.屋面用二毡三油防水层加小豆石（0.35KN/m2），下为20厚水泥砂浆找平（20KN/m2），80厚加气混凝土保温层（0.65KN/m2）。2.A4工作制下20/5t吊车，最大轮压PMAX=215KN，最小轮压PMIN=45KN/，轮距4400mm,小车重75KN。3.围护墙用240厚砖砌墙，钢门窗（0.45KN/m2），围护墙直接支承于基础梁。基础梁高450mm。4.取室内外高差围150mm,得基础顶面标高为-0.5三、构件选型及相应荷载标准值1.屋面板选用1.56m预应力混凝土大型屋面板，屋面荷载标准值：防水层G1k=0.35kN/m2保温层 G2k=0.65kN/m220mm厚水泥砂浆找平层G3k=0.40kN/m2雪荷载 Qk=0.60kN/m2外加荷载基本组合设计值q=1.35×（0.35+0.65+0.4）+1.4×0.7×0.60=2.478kN/m2采用标准图集04G410-1中的Y-WB-2Ⅱ,允许荷载：2.50kN/m2>2.478kN/m2自重标准值为1.5KN/m2（包括灌缝重）。不设天窗，采用内天沟板选用TGB68sa。算得屋面总荷载为2.97KN/m22.24m跨折线型预应力混凝土屋架，荷载设计值：防水层Gik=0.35kN/m2保温层 G2k=0.65kN/m220mm厚水泥砂浆找平层G3k=0.40kN/m2屋面板Y-WB-2Ⅱ（含灌缝）G4k=1.50kN/m2雪荷载 Qk=0.60kN/m2永久荷载效应控制的基本组合设计值：q=1.35×（0.35+0.65+0.4+1.5）+1.4×0.7×0.60=4.598kN/m2<5.0kN/m2采用标准图集04G415-1中的YWJ24-2Aa，自重标准值为110.5kN/榀。屋架上下弦连有横向支撑和竖向支撑，屋盖支撑（0.07KN/m2）。3.用6m跨等截面后张法预应力混凝土吊车梁（界面高度为1200mm），选用标准图集04G426中的YDL-2，每根梁重力荷载为41.50KN。吊车梁轨道连接选用标准图集04G325《吊车梁轨道连接及车挡》中的DGL-10，重力荷载为0.81KN/m。4.基础梁选用标准图集04G320中的JL-1和JL-3，按有无门窗选用，见基础平面布置图。`5.柱间支撑选用标准图集05G336中的ZCs-39-1a和ZCs-39-1b和ZCx-68-12。见吊车梁结构布置图。三、选柱轨顶标高不低于7.5米，牛腿标高不低于6.1米，根据吊车起重，选用标准图集05G355中BZ628-3C。截面尺寸如下：上柱：buhu=400400下柱：bhhf=400800150排架柱参数：H=10.2+0.5=10.7m,Hu=3.90m,Hl=6.80mAu=1.6105mm2,Iu=2.13109mmAl=1.775105mm2,Il=14.38109mm=Hu/H=0.364>0.3==0.5自重荷载：上柱：15.6KN下柱：49.5KN四、荷载计算1.屋面恒载：2.柱自重：3.吊车梁及轨道：e4A=0.35m4.雪荷载（屋面均布荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中较大值，故只考虑雪荷载）：雪荷载标准值=0.6KN/m2,作用于一跨时：5.吊车荷载：在A柱时:横向水平荷载：20/5t吊车一个轮子横向水平制动力当一台20/5t吊车作用时6.风荷载：查荷载规范风荷载QQ1Q2Q3Q4Q5Q61.021.021.051.051.111.110.80.50.80.50.60.52.941.8363.0241.892.402.00作用长度1.181.181.921.92作用方向荷载汇总表荷载类型简图A柱（）()P1A=2P上=15.6P4+P上=50.36+15.6=65.96P下=46.9M1=13.57雪荷载Q1A=36.51M1A=M2A=吊车竖向荷载Dmax在AP4A=268.75Dmin在AP4A=56.25M4A=94.06M4A=19.69吊车横向水平荷载Tmax=8.7风荷载q1=2.94q2=1.84FW=5.03A柱内力汇总表荷载类型序号简图M:KN·mN:KNV:KNⅠ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢMNMNMNV恒载a11.21287-28.56337.3614.96384.266.4雪荷载b2.2636.51-5.0436.512.0936.511.05吊车竖向荷载c-34.9059.16268.75-1.7268.75-8.95d-7.31012.456.25-0.3256.25-1.87横向荷载e±10.44010.44069.608.7风荷载f24.75024.750174.88032.08g-31.210-31.210-152.570-24.11A柱内力组合表截面组合目的被组合内力序列号M()N()Ⅰ-Ⅰ51.44390.40-83.00344.40-80.15390.40-83.00344.40Ⅱ-Ⅱ84.61743.46-77.48521.7178.26789.46-71.13475.71Ⅲ-Ⅲ328.23578.00-264.12799.74326.39845.74325.60532.00五、柱的配筋计算材料：C30混凝土fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,ftk=2.01N/mm2钢筋用HRB335fy=fy’=300N/mm2,Es=2.0105N/mm2箍筋用HRB235，fy=210N/mm2柱截面参数：上柱Ⅰ-Ⅰ截面：b=400mm,h=400mm,A=1.6105mm2a=a’=45mm,h0=400-45=355上柱排架方向计算长度l0=2.0HU=7800mm下柱Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面：b＝100mm，bf’=400mm,hf’＝162.5mm，h＝A=1.775105mm2,==45mm,h0=800-45=755mm下柱排架方向计算长度l0=1.0HU=68相对受压区高度：Ⅰ-Ⅰ截面：Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面：各组轴力中都小于,各控制截面都是大偏压，均用小，大的内力组合作为配筋依据：其中Ⅰ-Ⅰ截面以Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面以计算A柱截面配筋计算表截面Ⅰ-ⅠⅢ-Ⅲ内力M()83.00572.74N()344.40534.08241.00851.732026.67261.00878.4780082001.01.00.9551.01.5041.06560.21<=9093.37><=162.5879.681360.34320355216218(911)416(804)六、牛腿计算A柱的牛腿计算满足要求计算纵向受拉钢筋，取，选用414（615），另选212作为锚筋焊在牛腿顶面与吊车梁连接的钢板下。验算纵筋配筋率满足要求。验算牛腿顶部局部承压，取A=400×420，，满足要求。按构造要求布置水平箍筋，取，上部2/3h0(=370mm)范围内水平箍筋总面积可以。因为a/h0<0.3，可不设弯筋。七、柱子吊装阶段验算柱子的吊装验算用和，查得满足条件因为，所以只计算B面：用和，查得满足条件八、A柱基础设计设计资料：地下水位标高为-5.000m,承载力特征值，地下1.5m左右为中密粗砂，基础梁按照GB04320选用，顶面标高为+0.05m。基础用C20混凝土，，钢筋用，，钢筋的保护层厚度为40mm基层采用C10混凝土，厚100mm先按构造要求假定基础尺寸：H＝1200mm，分三个阶梯，每阶高度400mm，，，柱插入深度，杯底厚，杯壁最小厚度，，，故杯壁可以不配筋，柱截面尺寸为。基础底面尺寸的确定：荷载计算：基础梁传来的荷载：梁自重窗重墙（圈梁）对基底的偏心距柱传来荷载与基础梁传来荷载效应标准组合（对基础底面）内力种类轴向力柱传来（）689.52653.01基础梁传来（）300300合计（）989.52953.01弯距柱传来259.83-208.91柱剪力产生（）47.14-35.36基础梁传来-156-156合计（）150.17-400.273.底面尺寸选取与地基承载力验算底面尺寸：先按考虑，取，按估计偏心受压基础底面积A，取底面积地基承载力：地基反力计算见下表，由该表可见，基础底面无拉应力，且最大压应力，同时有均小于满足要求地基反力标准值计算表124119.4237.337.329.7179.20191.01235.97131.5977.524.基础高度验算基础边缘最大地基静反力设计值见下表基础边缘最大地基静反力设计值计算表+Mmax组合-Mmax组合柱传来轴力(N)845.74799.74基础梁传来轴力(P)360360151.10145.3柱传来弯距(M)326.39-264.12柱剪力产生（）弯距58.93-53.928基础梁产生弯距-187.2-187.2合计M198.12-505.2539.