单层工业厂房设计方案

第一章设计资料

1设计资料

1.1本工程为一般机械加工车间，在生产过程中不排放侵蚀性气体和液体，

生产环境的温度低于60摄氏度，屋面无积灰荷载，修建在寒冷地区。

1.2当地的基本雪压为0.4ZN//,雪荷载准永久值系数分区为H区。

1.3当地的基本风压为Q5ZN/〃3地面粗糙度类别为B类。

1.4当地的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g,设计地震分

组为第一组。

1.5该车间为两跨21m等高钢筋混凝土柱厂房，安装有4台（每跨两台）大

连重工•起重集团有限公司生产的DQQD型，吊车跨度为19.5m的电动桥式

吊车，工作级别、起重量见各分组数据。吊车轨顶标志标高为9.5m,吊车技

术数据见所提供的技术资料。

1.6根据岩上工程勘察报告，该车间所处地段为对建筑有利地段，场地类别

为I类，在基础底面以下无软弱下卧层，室外地面以下15m范围内无液化土

层，地基的标准冻结深度位于室外地面下1m,车间室内外高差0.15m,基础

埋深为室外地面以下1.4唳基础底面地基持力层为中砂，承载力特征值

九=200"Pao

1.7主体结构设计年限为50年，结构安全等级为二级，结构重要性系数为丫

o=l.0o该车间抗震设防分类为丙级建筑，地基基础设计等级为丙级。（不要

求进行抗震设计）

1.8屋面建筑做法永久荷载（包括屋面防水层、保温层、找平层等）标准值

为1.24N//,其做法总

厚度为0.1ID。屋面排水为内天沟，天沟建筑做法永久荷载标准值：防水层

0.152N//,找坡层（按平均厚度计算）L3AN/W,沟内积水2.3AN//M（平均积

水深度为0.23m）o

1.9该车间的围护墙采用贴砌页岩实心烧结传砌体墙，墙厚240m。外贴50nlm

厚挤塑板保温层，双面抹灰各厚20mm。砖强度等级MU10,砂浆强度等级M5。

1.10根据当地预制混凝土构件供应及车间生产工艺情况等因素，经技术经济

比较后确定，主要结构构件采用预制厂的预制构件（屋面板、屋架、钢天窗

架、吊车梁、钢柱间支撑、排架柱、基础梁等）选用下列国家标准图集：

04G410-K2预应力混凝土面板》

05G512《钢天窗架》

04G415-1《预应力混凝土折线形屋架》（预应力钢筋为钢绞线跨度

1811r30m）

04G323-2《钢筋混凝土吊车梁（工作级别A5/A6）》

04G325《吊车轨道联结及车档（适用于混凝土结构）》

05G335《单层工业厂房钢筋混凝土柱》

05G336《柱间支撑》

04G320《钢筋混凝土基础梁》

L11山墙钢筋混凝土抗风柱及排架柱为工地预制混凝土构件，其混凝土强度

等级为C30,钢筋采用HRB400级（主筋）、HPB235级（箍筋）。

1.12圈梁及柱下台阶形独立基础为工地现浇混凝土构件，其混凝土强度等级

为C30,钢筋采用HRB400级（主筋）、HPB235级。

第二章按选用的国家标准图集确定主要结构型

2.1图集04G410-1《1.5mx6〃?预应力混凝土屋面板（预应力混凝土部分）》

2.1.1一般预应力混凝土屋面板（1.5帆x6帆屋面板）

（1）计算屋面板外加均布荷载标准值

屋面建筑做法就永久荷载标准值1.24ZM"

雪荷载标准值OAkN/m2

屋面均布活荷载标准值O5kN/m?

（2）计算荷载效应基本组组合设计值（仅考虑外加荷载）：按《建筑结构荷

载规范》GB5009-2001（2006年）规定雪荷载和屋面均布可变荷载不同时

参与组合，因此最不利外加荷载基本组组合设计值：

q=L35x1.24+1.4x0.7x0.5=2.16KN/m

由图集04G410-1《1.5m*6m预应力混凝土屋面板（预应力混凝土部分）》

第六页6.2.1条选用表中查知，选用预应力钢筋为冷拉HRB335的

Y-WB-2IT屋面板，其允许外加均布荷载基本组合设计值前=2.5OZN/〃Z2>

2

2A6kN/m9可以满足要求。

2.L2檐口板

檐口板（用于钢天窗架檐口处）：为简化计算，也以2.1.1计算的外加荷载基

本组合设计值确定檐口板型号。

由图集04G410-1第6.2.1条选用表中查知，选用预应力钢筋为冷拉HRB335

的Y-WBT-1II檐口板，其允许外加均布荷载基本组合设计值前=2.5OZN//>

2.16ZN/利2,可以满足要求。

2.1.3天沟板

天沟板：根据建筑专业提供的设计过程作业图，屋面为内排水，天沟板宽度

为580mm,天沟净宽580-190=390mmo

（1）计算天沟板均布线荷载标准值（仅为外加均布线荷载）

1）永久荷载标准值

防水层（按天沟板净宽的2.5倍计算）2.5x0.15x0.39=0.15左N/m

找坡层1.3x0.39=0.51〃N/m

沟内积水（按0.23m积水深度计算）10x0.23x0.39=0.90^/77?

2）屋面均布可变荷载标准值0.5x0.58=0.29%N/m

（2）计算荷载效应最不利基本组合设计值（仅考虑外加荷载）

^=1.35x（0.15+0.51+0.90）+1.4x0.7x0.29=2.39ZN/m

由图集04G410-2《L5ni*6m预应力混凝土屋面板（钢筋混凝土部分）》

第6页第6.1.3.3条选用表中查知，选用TGB58,其允许外加均布线荷载基本

组合设计值[g]=3.00攵N/加>2.39kN/m,可以满足要求。

2.1.4嵌板

嵌板（用于与天沟板相邻处：为简化计算，仍以2.1.1计算的外加荷载基本

组合设计值确定嵌板型号。

由图集04G410-1第6页第6.2.2条选用表中查知，选用预应力钢筋为冷拉

HRB335的Y-KWB-2n的嵌板，其允许外加均布荷载基本组合设计值团二

3.37kN/m2>2A6kN/m2,可以满足要求。

2.2图集05G512《钢天窗架》

根据建筑专业提供的设计过程作业图，钢天窗架跨度为6m,窗扇高度为

2xO.9=1.8,n,无挡风板，

钢天窗架檐口高度为18.Omo

2.2.1计算天窗架风荷载标准值叱

基本风压此=0.5AN/〃J,风振系数月=1.0

地面粗糙度类别B

风荷载体型系数：无挡风板时从=0.6

风压高度变化系数（按地面粗糙度类别B,天窗要扣高度18.25m确定）4=1.21,

2

故风荷载标准值Wk=fl=JUSJU:WO=1.0x0.6x1.21x0.5=0.36/:Wm

2.2.2确定钢天窗架型号

由图集05G512-1表6中查知，卬A=0.36AN//<0.42AN/”/（无挡风板时），应

选用以下钢天窗架型号：

GCJ6-32（用于无支撑处）

GCJ6A-32（用于有支撑处）

GCJ6B-32（用于端部）

2.2.3确定相应的支撑构件编号

由图集05G512-1表2及表3中查知：

天窗架侧立柱平面内竖向支撑选用TC-17

天窗架上弦平面内横向支撑选用TS-1

系杆：中部开间选用TXT,端部开间选用TX-2

2.2.4确定窗挡构件编号及封檐板构件编号

由图集05G512-1表2查知:

窗上挡及中档构件编号：CD-1（用于中部开间）、CDTA及CDTB（用于

端部开间）、

CD-2（用于设开窗机开间）

窗下挡构件编号：CD-6及CD-6A（用于中部开间）、CD-7及CD-7B（用

于端部开间）

封檐板构件编号：卜'BT及FB-2

2.3图集04G415-1《预应力混凝土折线形屋架》

根据建筑专业提供的设计过程作业图，屋架跨度21m,柱距6m,钢天窗架跨

度6m,天窗架端壁为轻质端壁板，无挡风板，无悬挂吊车，檐口为内天沟,

车间中柱出也为内天沟。

2.3.1计算屋面荷载标准值

（1）永久荷载

屋面建筑做法荷载标准值\.24kN/m2

预应力混凝土屋面板及灌缝自重1.50kN/m2

屋面支撑及吊管线自重0A5kN/m2

（2）可变荷载

雪荷载标准值OAOkN/m2

屋面均布活荷载标准值050kN/W

2.3.2计算屋面荷载效应基本组合设计值5

组合一（由可变荷载效应控制的组合）

0=1.2x（1.24+1.50+0.15）+1.4x0.5=4.17ZN/相2

组合二（由永久荷载效应控制的组合）

%=1.35x(1.24+1.50+0.15)+1.4x05x0.7=4.39ZN/〃?

因此应以组合二%选择屋架型号。

2.3.3选择屋架型号

由图集04G415-1表2中查知：天窗架类别代号为a、b、c；

由图集04G415-1表4中查知：檐口形状为两端内天沟，代号为A；

由图集04G4157表5中查知：根据实际屋面荷载设计值，在表中21m屋架屋

面荷载设计值为4.5kN//一栏，选取屋架承载能力等级为1,应选用YWJ2-1-1

屋架，因此，

用于天窗端部无天窗处屋架型号为:Y町21TAa

用于中部开间处屋架型号为:YWJ21-lAb

用于有天窗端壁板处屋架型号为:YWJ21TAe

2.4图集04G323-2《钢筋混凝土吊车梁》

由于车间安装有4台〔每跨两台）大连重工，起重集团有限公司生产的DQQD

型、做工级别为A6、起重量为53吊车跨度19.5m的电动桥式吊车，属于体

积04G323-2中“使用范围2”的情况，因此可直接由体积04G323-2“A6（终

极工作制）吊车梁选用表”查知，吊车梁型号选用如下：

DL-3Z（用于中部开间）

DL-3B（用于端部开间）

2.5图集04G325《吊车轨道联结及车档》

根据上述车间内的吊车规格，直接由图集04G325表2查知，选用CD-2车档。

由于DL-3吊车梁上的固定轨道螺栓孔间距A=220mm,而吊车轨道的型号为

38kNlm,由图集04G325表1查知，选用吊车轨道联结型号为DGL-10,其高

度为170T90mm。

2.6图集04G320《钢筋混凝土基础梁》

2.6.1外纵墙有窗开间的基础梁

根据建筑专业提供的设计过程作业图，外纵墙为贴砌页岩实心烧结砖砌体墙,

墙厚240mm,墙高度(自基础梁顶面至外纵墙顶部圈梁顶面的高度)为14.10m,

窗洞宽度3m,上窗洞高度3.9m,下窗洞高度4.8m,窗洞叠加高度符合图集

04G320表L7.2对窗洞尺寸的要求，由图集04G320中“240墙钢筋混凝土基

础梁选用表”查知，应选用基础梁型号为JL-3。

2.6.2外纵墙有外门开间的基础梁

该处门洞宽3.0m,高3.6m位置居中,符合图集04G320表1.7.3对门洞尺寸

的要求，其余情况同上。由图集04G320中“240墙钢筋混凝土基础梁选用表”

查知，应选用基础梁型号为JL-4。

2.6.3山墙大门处的基础梁

由于山墙大门范围内有汽车通行，可不设基础梁，而两侧各1m范围内的砌体

墙可直接砌筑于抗风柱混凝土基础上。

2.6.4山墙抗风柱与外纵墙间的基础梁

该处山墙为无门窗的整体墙，墙高H符合14.6T8.0m范围，墙厚240mm,因

此可根据图集04G320中“240墙钢筋混凝土基础梁选用表”查知，应选用基

础梁型号为JL-2,基础梁长5.95m,支承于轴线①、(11)的排架柱基础和山墙

抗风柱基础上。

2.7图集05G335《单层工业厂房钢筋混凝土柱》

根据建筑专业提供的设计过程作业图及工程概况资料，由图集05G335”柱模

板选用表”或图集08Gli8第23-9页表6.1-2查知。由于本工程柱顶标高12.0,

牛腿标高8.Ini,吊车梁标高9.3m,及中柱模板号均为31,但考虑到柱在JJ也

预制，为方便施工及降低人工费用，并应施工单位要求，本设计将图集05G335

中的下柱由工字型改为矩形，上柱的截面尺寸：边柱400nlmx400mm（矩形），

中柱为400mmx600mm（矩形）；下柱的截面尺寸为边柱400mmx800mm（矩形），

中柱为400mmx800nlm（矩形）；牛腿尺寸见图集05G335第32页（边柱）及第

58页（中柱），柱插入基础杯口深度按图集05G335总说明第8.2条规定，采

用800mmo

2.8图集05G336《柱间支撑》

各纵向柱列柱间支撑布置如图所示。由于未知厂房的纵向抗震计算结果，柱

间支撑构件的具体型号应根据纵向抗震验算后确定，但根据上柱和下柱的高

度，可确定上柱支撑为ZCs-33-xx,下柱支撑为ZCx-84-xx。

上柱支势ZCs-33-XX

车间微向柱列树被特置图

第三章复核建筑专业提供的设计过程作业图中有关调查运行的尺寸

3.1边列柱上柱尺寸复核

3.1.1上柱截面高度，已知边列柱上柱截面高度为400mm,即上柱内侧至该

车间纵向定位轴线A或C轴尺寸为400mm（见图）。吊车轨道中心至定

位轴线A或C轴尺寸为750mm,而吊车桥架最外端至吊车轨道中心尺寸

为260nlm。

800

因此，边列柱上柱内侧至吊车桥架最外端间的空隙尺寸

=750-260-400=90mmN吊车运行要求的横向最小空隙尺寸80mm,即上柱截面高

度400mm符合吊车运行要求。

3.1.2上柱高度，已知边列柱上柱高度为3900mm。

由图集04G323T查知，吊车梁DL-3的高度为1200mm。

由图集04G325查知，相应于吊车梁DL-6的吊车轨道联结DGL-10自吊

车梁顶面至吊车轨道顶面之间的高度为170-190mm,取190mir.o

查本图集附录一，该车间内的DQQD型吊车自吊车轨道顶面至小车顶部

最高处之间的高度为1764mmo

因此，小车顶面与边列柱顶面（或屋架下弦）间的空隙高度

二3900-1200-190T764=746nun2吊车运行要求的最小空隙高度300mm的

规定，即上柱高度3900mm符合吊车运行要求。

3.2中列柱上柱尺寸复核3.2.1上柱截面高度，已知中列柱上柱截面高度

为600mnb上柱内侧至该车间纵向定位轴线B轴尺寸为300mm,此值小于边列

柱上柱内侧至纵向定位轴线A或C的尺寸400nlm（见图），满足吊车运行最小

400400

空隙尺寸80mm的要求，即上柱截面高度600mm符合吊车运行要求

3.2.2上柱高度，已知中列柱上柱高度为3900mm,与边列柱相同，因此满足

吊车运行要求的最小空隙高度300mm的规定，即上柱高度3900mm符合吊车运

行要求。

第四章计算车间中部开间（轴线3）横向排架柱的配筋

4.1作用在横向排架柱上的荷载标准值

4.1.1永久荷载标准值

（1）屋盖自重

1）屋面永久荷载标准值

屋面建筑做法荷载标准值1.24ZN/苏

预应力混凝土屋面板及灌缝自重1.5OZN/〃/

屋面支撑及吊笆线自重Q15kN//

Zq=2.89ZN/〃/

天沟自重2.01^/w

天沟防水及找坡层重0.66女N/m

fq=2.BkNim

天窗架屋面檐口悬挑400mm自重2.89ZN/〃/

2）21m预应力混凝土折线形屋架自重92.%N/根（根据图集04G415T《预

应力混凝土折线形屋架》）

3）钢天窗架及其支撑自重0.25x6x6=9ZN/根（根据图集04G4157《钢天窗

架》）

4）天窗窗扇（包括窗挡）自重0.45x6x1.8x2=9.72%%/根

因此作用在边柱柱顶截面重心处由屋架传来的屋盖自重标准值片

(21、9299972

P.=2.89x6x——0.58+2.67x6+2.89x6x0.4+=250.SkN

I2)222

R对边柱柱顶截面重心产生的弯矩标准值M：

弧=6G=250.8x0.05=12.5^A«

作用在中柱柱顶截面重心处由屋架传来的屋盖自重标准值P2：

P2=2x250.8=501.6kN

巴对中柱柱顶截面重心产生的弯矩标准值M?：

%=8=501.6x0=0

屋盖自重荷载简图如图所示

(2)柱自重

1)边柱：

上柱：A=3.9x0.4x0.4x25=15.6^

下柱：P4=8.6x0.4x0.8x25=68.8^

2）边柱：

上柱：P5=3.9x0.4x0.6x25=23.4^?/

下柱：=8.6x0.4x0.8x25=68.8^

柱自重荷载简图如图所示

（3）吊车梁及吊车轨道联结自重

1）边柱吊车梁自外，根据图集04G323-1《钢筋混凝土吊车梁（工作级别

A6）》，DL-3吊车梁自重27目N/根,则:

2）中柱吊车梁鸟=27.5火N自重八

=2x27.5=55.0^

3）边柱吊车轨道联结自重舄

根据图集04G325中DGL-10自重，则

/>=(0.3873+0.0855)=2.8kN/根

4）中柱吊车轨道联结自重。

<o=2x2.8=5.6kN/根

5）外及鸟对边柱下柱截面重心的弯矩M,：

M『（匕+6）e=（27.5+2.8）x0.35=10.6kN.m

吊车梁及吊车轨道联结自重荷载简图如图所示（忽略施工程序影响）

因此永久荷载标准值的荷载简图如图所示

4.1.2可变荷载标准值

（1）屋面可变荷载标准值

边柱柱顶截面由屋架传来的屋面可变荷载P：

P=21x6x—=31.5^

2

此荷载对边柱柱顶截面重心的偏心弯矩M：

M=31.5x0.05=L6AN

中柱柱顶截面由屋架传来的屋面可变荷载P：

P=21x6xO.5=63^V

此荷载对中柱柱顶截面重心的偏心弯矩M：

M二0

因此屋面可变荷载标准值作用下的排架荷载简图如图所示

(2)吊车荷载标准值

1)根据该车间的吊车型号，查阅本图集附录一，摘录其技术资料如下(见

表):

吊车技术资料

吊车最大吊车轮最大轮最小轮小车重吊车总额定起

宽度距W(mm)压七RN)压电量重量重量

B(mm)G(依)Q(t)

520435509341.82.22419.05

戋方法确定，如图所示

2)Dmax：采用影响?

物;Pmax.Pm.axPmax

3550165c

-----------3550245C60006000

60006000

02=小(6000+2450+4350+800)/6000=2.26722.267x93=210.8kN

Dmin:采用与确定。心相同的影响线方法，可求得:

Dma=^laxx(6000+2450+4350+800)76000=2.267Pn,m=2.267x41.8=94.8kN

。於、。总的作用位置简图见图

3）排架柱上作用的同一跨内由两台吊车同时刹车时所产生的最大横向水平

荷载标准值产生的H（见图）

。

HH6。

00

。

9。

8

77/)17

©

每台吊车每个车轮刹车时的最大横向水平荷载标准值T：

T=0.l（Q+G）g/4=[0.lx（5+2.224）x9.81]/4=1.78kN

两台吊车最大横向水平荷载标准值H（采定相同的影响线方法确定）:

用与确

H=T（6000+2450+4350+800）/6000=2.267x1.78=4.036kN

（3）风荷载标准值

1）柱顶以上屋盖所受风力（风向右吹）

屋盖各受风面积上的水平风力v.=44〃/、网，

屋盖各受风面积A/〃2）=6%（其中4为迎风面高度，单位为m）

表屋盖各受风面积4的数值

受风面积编号A、A,44、为A?、44、45

4、A34、A[2Ao、Ai

迎风面高度2.051.252.650.3

受风面积A评）12.37.115.91.8

表各受风面积顶部高度处的风压高度变化系数为

受风面积编号4、A14A2、4A3、A,Ap4

4、A1？4、A2Ao、A”

风压计算位置处离14.215.4518.1018.40

室外地面高度(m)

1.121.141.211.22

屋盖各受风面积的风振系数4=1,基本风压叱,=0.5kN/m

受风面积风荷载体匕-Am。方

编号型系数右向

12.3x1x0.8x1.12x0.5=5.51->

40.8

-7.1xlx0.2xl.l5x0.5=-0.82<—

A2-0.2

15.9x1x0.6x1.21x0.5=5.77->

40.6

-1.80xlx0.7x1.22x0.5=-0.77<-

4-0.7

-1.80x1x0.7x1.22x0.5=-0.77

&-0.7

-15.9xlx0.6xl.22x0.5=-5.77

4-0.6

-7.1xlx0.5xl.l5x0.5=-2.04<—

4-0.5

-7.1xlx0.5xl.l5x0.5=-2.04

4-0.5

15.9x1x0.6x1.21x0.5=5.77->

40.6

-1.80xlx().6xl.22x0.5=-0.66一

A（）-0.6

-1.80x1x0.6x1.22x0.5=-0.66->

Ai-0.6

-15.9x1x0.5x1.21x0.5=-4.81T

A2-0.5

一7.1x1x0.4x1.15x0.5=7.63一

A13-0.4

-12.3x1x0.4x1.12x0.5=-2.76->

儿4-0.4

作用在柱顶处的屋盖所受风力V=2匕=30.87女M-）

2）柱顶以下排架柱上所受风力：风向右吹（左风）时，为简化计算，自

基础顶面至柱顶截面高度范围内按墙面传来的均布风荷载计算（见图）。

上按距室外地面12.15m高度处计算。

ch==6x1x0.8x1.05x0.5=2.52AN/压力）（—＞）

%=二叱,=6x1x0.4x1.05x0.5=1.26AN/m（压力Xf）

因此风向右吹（左风）时考虑屋盖风荷载及墙面风荷载的排架柱所受风

荷载标准值如图所示。

同理，风向左吹（右风）时考虑屋盖风荷载及墙面风荷载的排架柱所受

风荷载标准值如图所示。

（4）附加永久荷载标准值（仅用于计算地震作用）

1）作用于柱顶处的外纵情自重标准值

《=0.5x外纵墙自重=0.5x[6x14.0-3x（4.8十3.9）]x0.28xl9=153.2kA^

2）作用于牛腿顶面的吊车桥架自重标准值：

吊车桥架自重标准值二186AN/每台吊车

作用在边柱上的吊车桥架自重标准值（考虑两台吊车）：pi6kN

作用在中柱上的吊车桥架自重标准值（考虑每跨两台吊车）:

〃3=186x2=372kN

附加永久荷载标准值的计算简图

153.2kN153.2kN

4.2采用PKPM中的PK程序进行排架计算（过程省略）

检查输入各项数据而，便可进行运算，先摘录其配筋计算结果（配筋包络

图）如下：

配筋包络图（对称配筋）中数据位排架方向没变配筋量〃〃见图6.2.

22

实配边柱上柱4根2级直径18mmAs=1018w/n>845/WH

2

边柱下柱5根2级直径22mmAs=1900//wn>1866

2

中柱上柱4根2级直径18mmAs=1018^>839〃〃/

中柱下柱6根2级直径22mmAs=2280〃加/>1烟〃吸/

4.3柱配筋确定后，尚应对吊装时的强度和裂缝宽度进行验算，本示例未

附此项内容。

5主要构件布置图及详图。

第三章排架柱高与截面计算

3.1排架柱高计算

由吊车资料表可查得：H=1876mm,轨顶垫块高为200mmo

牛腿顶面标高=轨顶标高一吊车梁一轨顶垫块高

=9.000-1.200-0.200

=7.600m(取7.800m)

柱顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高+H+0.3

=7.800+1.200+0.200+1.876+0.3

=11.376m(®i12.00000m)

上柱高H“=柱顶标高一牛腿顶面标高

=12.000-7.800=4.200m

全柱高H=柱顶标高一基顶标高

=12.000-(-0.500)=12.500m

下柱高H,=全柱高一上柱高

=12.500-4.200=8.300m

实际轨顶标高=牛腿顶面标高+吊车梁高+轨顶垫块高

=9.200m

则(9.2m-9.0m)4-9.0m=0.022<0.200满足要求。

3.2排架截面尺寸计算

截面尺寸需要满足的条件为：bMH“/25=344mm.h2H“/12=717mm

取柱截面尺寸为：上柱：(bXh)=400X400

下柱：1("XhXbXhJ=400X800X100X150(如图

3-1)

800

图3T下柱截面图

第四章排架柱上的荷载计算

4.1屋盖自重计算

G=12+.2/+，3人）X柱£巨X1房;，度+1.2xg4kX0・5

=1.2X（1.70+1.30+0.10）X6X15/2+1.260.5X

0.5=203.7KN（作用在柱顶）

6=/?!./2-150=400/2-150=50"〃7?（■与上柱中心线的偏心距）

4.2柱自重计算

上柱：G2=15.6kN（作用于上柱中心线）

下柱：G4=4O.31ZM作用于下柱中心线）

4.3吊车、吊车梁及轨道自重计算

G3=L2x（g5&+g6KX柱距）

=1.2x（40.8+0.8x6）=54.72N（作用于牛腿顶）

e3=750-/?卜/2=750-800/2=350mm（与下柱中心线偏心距）

4.4屋面活荷载计算

Qi=1.4xlx厂房跨度/2xB

=63ZN（作用位置同GJ

4.5吊车荷载计算

竖向荷载：Pinax,=H5kN,pn,mk=20kN,K=4050mm,B=5840mm,•=100kN,

^,=34.61kNo

根据B与K,由影响线（见图4-1）

405017904050

1.000

可以求得

=0.027%702

为=1.00,y4=0.176

由上求得

2皿=°9YQ〃mL

=0.9x1.4x115x1.905

=276.0UN(作用同GJ

%,=0•力QPmmRy

=0.9x1.4x20x1.905

=48.0MN(作用同GJ

吊车水平荷载为

"琮g+gQ=竿(100+34.61)=4.038kN

则

Max=L4x，W=10.77ZM作用于吊车梁顶面f-)

4.6风荷载计算

基本风压：%=0.3kN//

风压高度变化系数L按B类地区考虑，根据柱顶标高12.15m,查看《荷载规

范》用内插法得氏=1.060檐口标高14.25叫用内插法得凡=1.119,则：

q}=1.4xpJ.I.CD0B=1.4x0.8x1.060x0.3x6=2.\4kN/m

q2=1.4x|ip..co:)B=1.4x0.5x1.060x0.3x6=l.MkN/m

柱顶风荷载集中力设计值：

Fw=1.4[(0.8+0.5)11.0)05/21-(O.6-O.5)|i_co()B/?2]

=(1.82/?,-O.I4/?2)H?CO0B

=(1.82x2.1-0.14x1.2)x1.119x03x6

=7.36ZN

第五章内力计算

5.1G，作用内力计算

5.1.1G作用(排架无侧移)

M}]=GG=237.18X0.05=11.86^/7;

Me=G«2=237.18X0.2=47.44kN〃？

由〃="=0.1207,入二2=空=0.336，贝lj:

I,H12.5

ol-V(l-l)

C.=-x----------^-=2.13

2i+r(--i)

n

故M“作用下不动钱承的柱顶反力为

A=・C必=_2.13xl^=-2.02ZN(f)

111H12.5

同时有

C=-x——=1.043

2,214-X\1-1)

n

故在根2作用下不动钱承的柱顶反力为

R,二-C'，如=-1.043x^^=-3.9&N(-*)

122H12.5

故在共同作用下（即在3作用下）不动较支承的柱顶反力为

Rx=Rn+Rl2=5.9SkN(f)

相应的计算简图及内力图如图5-1所示

237.18

<cx)Gl的作用；4o>M4<rn-mj<cz>NK4<n>

相应的计算简图及内力图如图5-2所示。

图5-2G2.G3、64作用计算简图及内力图

(a)G2.G3、G,作用;(b)M图(kN・m)；(c)N图(kN)

5.2屋面活荷载内力计算

对于单跨排架，Qi与5一样为对称荷载，且作用位置相同，但数值大小

不同。故由G的内力计算过程可得到0的内力计算数值；

Mu=Q]«]=63x°.O5=3.

M12=Q^2=63x().25=12.6kN・〃z

M

3=Gd=0.53AN

M

=C、一^~=l.()5kN

-H

Ri=R“+Ri2=l.58kN(->)

相应的计算简图及内力图如图5-3所示。

图5-3Q/乍用计算简图及内力图

(a)Q1的作用;(b)M图(kN・m)；(c)N图(kN)

5.3吊车竖向荷载作用内力计算

作用于A柱，七面作用于B柱，其内力为

MDmax=Dma刍=276,(Mx0.35=96.61kN・m

MDmin=*3=48.01x0.35=16.8—・7n

厂房总长72m,跨度为15m,吊车其重量为lOt,则查得有棵条屋盖的单跨

厂房空间作用分配系数

u=0.85o

匕max=-。5x［（2-g）MD.ax+必min玲

=-0.5x［（2-0.85）x96.61+O.85xl6.8］x

1

=-5.23kN（~）

%max=0.5x［必口max+G-min冷

=0.5X［（）.85X96.6l+（2-0.85）xl6.8］x

1

=4.23KV(f)

相应的计算简图及内力图如图5-4所示。

图5-4Dm”作用计算简图及内力计算

(a)Dmax的作用；(b)M图(kN・m)；(c)N图(kN)

D超作用于A柱时，由于结构对称，故只需A柱与B柱的内力对换，并注

意内力变号即可。

5.4吊车水平荷载作用内力计算

当丁皿向左时，A、B柱的柱顶剪力按推导公式计算；

Y=0.667H〃,用内插法求得C$=0.55有Tmax=10,77kN,u=0.85则

Vw=Vra=-(l-u)C5Tmax=-o.89kN(一)

相应的计算简图及内力图如图5-5所示。

9.88

图5-5Ta的作用计算简图及内力图

(a)T2的作用;(b)M图(kN・m)；(c)V图(kN)

当Ta向右时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果，但弯

矩图的方向与之相反。

5.5风荷载作用

风从左向右吹时，先求柱顶反力系数C”为

1

1+0.3364

0.1207

=0.321

1

1+0.336,

0.1207

对于单跨排架，A、B柱顶剪力分别为

V4=0.5[Fw-CI1H(q,-q2)]

=0.5X[7.36-0.307X12.5X(2.14-1.34)]

=2.15kN—)

Vfi=0.5[Fw+CI1H(q1—q2)]

=0.5X[7.36+0.336X12.5X(2.14-1.34)]

=5.22kN(一)

相应的计算简图及内力图如图5-6所示c

图5-6风荷载作用计算简图及内力图

(&)风荷载的作用；(b)M图(kN-m)

风从右向左吹时，仅荷载方向相反，故弯矩值仍可利用上述计算结果,

但弯矩图的方向与之相反。

5.6最不利荷载组合。

由于本例结构对称，故只需对A柱（或B柱）进行最不利内力组合，其

步骤如下：

（1）确定需要单独考虑的荷载项目。本工程为不考虑地震作用的单跨排

架，共有8种需要单独考虑的荷载项目，由于小车无论向右或向左运行中刹

车时，A、B柱在丁砂作用下，其内力大小相等而符号相反，在组合时可列为

一项。因此，单独考虑的荷载项目共有7项。

（2）将各种荷载作用下设计捽制截面（I-KII-IKIII-III）的内

力M、N（in—HI截面还有剪力V）填入组合表5-1。填表时要注意有关内

力符号的规定。

（3）根据最不利又最可能的原则，确定每一内力组的组合项目，并算出

相应的组合值。计算中，当风荷载与活荷载（包括吊车荷载）同时考虑时，

除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均应乘以0.85的组合系数。

排架柱全部内力组合计算结果列入表5-lo

恒

吊车荷载风荷载内力组合

E截s

G..GDNmaxNminmax

2maxnin左右

cQi41Lax及及殳

面G3.G主主风风M、VM、V2V

4

①②③④⑤⑥⑦矍绽

1情I情1屑

M

-2-1

(k12.3.11.3-33.751.•40.751.3-

88491.97.7427.943787

77①+①+0.

N•m)09

①

I-+X0

IN

⑥⑤+

2©)

(k219.■2931276.

16300000©)6.0101

N)

M

(k-18.f1-33.771.-52.

69.850.9811.3427.9444①+0.79.64

Id①+0.

AX?

II-N•m)9窗

TI

@+

N©)

274.276.5274.

02630448.10009.1;02522.4

(kN)67

M

23.€-36.C-169.338.-155338.

(k30.33531.24793.34194.1943.04①+0.43

①+0.①

III-N•m)9

III

@+

N©)

314.2276.C6357.619.

63448.10009.47476

(kN)

V

・-21.S35.110.7

5.9515£-5.23-4.23-9.8828.97193.76

(kN)

表5-1排架柱内力组合表

第六章排架柱设计

6.1柱截面配筋计算

最不利内力组的选用：由于截面3-3的弯矩和轴向力设计值均比截面2

一2的大，故下柱配筋由截面3—3的最不利内力组确定，而上柱配筋由截面

1—1的最不利内力组确定。

6.1.1I——I截面配筋：

1.|MmJ组合(与Nm■组合相同)

M=51.31kNmN=276.01ZN

h0=h-q=400-40=360mm

Lo=2Ho=2X3900=7800/mi

A=400x400=160000mm2

52

纵向受力钢筋采用HRB335级(4=3OON/〃加，&h=o.55,Ev=2xlO/V/^)

a二max(h/30,20)=20mm

eo=M/N=186”〃〃

ei=e()+ea=206nvn

C.=0.5f(：A/N=0.5X14.3X160000/319740=3.578>1取C尸L0

C2=1.15-0.01XL0/h=l.15-0.01x^22=0.94

400

旧…画斯右（黑）M0.955」517

a+册（5

%）360

e=nei+h/2-应=473〃〃〃

319740

=0.155<€b（大偏心受压）

aAfcbhQ1.0x14.3x400x360

X=h0C=360X0.155=48AWM

h0"=360X0.55=198mm

2as=80nmi

经比较：X<h0€b且X<2as,则说明受压筋不能达到屈服强度，此时应

按以下公式计算。

e；二ne「h/2+as=1.409X228.1-400/2+40=161.39mm

As=Nes'/[fy(h-2as)=319740X161,39/[300X(400-80)]=399痴

Amin=0.2%XI60000=320〃〃/

2.Nmax组合

M=51.34kNmN=276.01kN

ho=h-as=4OO-4O=36Omm

Lo=2Ho=2X3900=7800/wn

A=400x400-160000nun2

52

纵向受力钢筋采用HRB335级(4=300N/〃加，gh=o,55,£5=