单层工业厂房排架结构设计计算.docx

单层工业厂房钢筋混凝土排架结构

设计书

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8.7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0.6 KN/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200 KN/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 和相应荷载的标准值
1.屋面用二毡三油防水层加小豆石（0.35 KN/m2），下为20厚水泥砂浆找平（20 KN/m2），80厚加气混凝土保温层（0.65 KN/m2），1.5 6 m预应力混凝土大型屋面板（1.5 KN/m2）,屋盖支撑（0.07 KN/m2），算得屋面荷载为2.97 KN/m2。
2.21m 跨折线型预应力混凝土屋架，每榀重力荷载为109.0KN。
3. A4工作制下20/5t 吊车，最大轮压PMAX= 215 KN，最小轮压PMIN=45 KN/，轮距4400mm , 卷扬机小车重75 KN。
4.用6m跨等截面钢筋混凝土吊车梁（1200mm），每根梁重力荷载为41.50 KN，吊车轨道连接重力荷载为0.81KN/m。
5.围护墙用240厚砖砌墙，钢门窗（0.45 KN/m2），围护墙直接支承于基础梁。基础梁高450mm。
6.取室内外高差围150mm,得基础顶面标高为-0.7m。
三、选柱
根据建筑剖面，考虑基础顶面为-0.7m，确定A、B两柱截面尺寸。
上柱：bh=400400
下柱：bhhf=400800150
排架柱参数： H=12.100m, Hu =3.90m, Hl=8.20m
Au=1.6105 mm2, Iu=2.13109 mm4;
Al=1.775105 mm2 Il=14.38109 mm4;
= Hu / H=0.322>0.3
n= Iu / Il =0.148
= =0.5
自重荷载： 上柱：15.6 KN
下柱：49.5KN

四、荷载计算
1.屋面恒载：

2.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）：
坡屋面坡度角<25°，取＝1.0，得雪荷载标准值=0.6 KN/m2,
作用于一跨时：

3.柱自重：

4.吊车梁：

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：

荷载汇总表
荷载类型
简图
A柱
（）
()

G1=271.4
G2=69.96
M1=13.57
M2=48.52
雪荷载

G1=36.51
M1=1.83
M2=9.13
吊车
竖向荷载

Dmax在A

Dmax=258.00
Dmin=56.25

Mmax=94.06
Mmin=19.69
吊车横向
水平荷载

Tmax=8.60

风荷载
向右吹

q1=4.12
q2=2.58
FW=12.20

向左吹

q1=4.12
q2=2.58
FW=12.20

A柱内力汇总表
荷载类型
序号
简图
M:KN·m
N: KN
V: KN
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
Ⅲ-Ⅲ
M
N
M
N
M
N
V
恒载
a

10．31
287
-38.21
336.5
7.69
386.0
6.12
雪荷载
b

2.38
36.51
-6.75
36.51
1.35
36.51
1.08
吊车竖向荷载
c

-36.35
0
57.71
268.75
-12.19
268.75
-9.32
d

-7.61
0
12.08
56.25
-2.54
56.25
-1.95
横向荷载
e

26
0
26
0

109.78
0
9.63
风荷载
f

43.70
0
43.70
0
339.96
0
62.97
g

-54.88
0
-54.88
0
-298.25
0
-40.26
A柱内力组合表
截面
组合目的
被组合内力序列号
M()
N()
Ⅰ-Ⅰ

93.60
390.40

-135.34
344.40

-132.34
390.40

-135.34
344.40
Ⅱ-Ⅱ

107.05
742.43

-141.05
520.68

106.18
788.43

-132.54
474.68

Ⅲ-Ⅲ

562.24
847.83

-520.25
801.83

562.24
847.83

572.70
534.08
五、柱的配 筋计算
材料： C30 混凝土 fc=14.3 N/mm2, ft=1.43N/mm2, ftk=2.01N/mm2
钢筋用HRB335 fy =fy’=300N/mm2, Es=2.0 105 N/mm2
箍筋用HRB235，fy =210 N/mm2
柱截面参数：
上柱Ⅰ-Ⅰ截面： b=400 mm, h=400 mm, A=1.6 105 mm2
a=a’=45mm, h0=400-45=355 mm,
上柱排架方向计算长度 l0=2.0 HU=7800 mm
下柱 Ⅱ-Ⅱ，Ⅲ-Ⅲ截面：bf＝100 mm，hf＝162.5 mm，h＝800 mm
A=1.775105 mm2,==45 mm, h0=800-45=755mm,
下柱排架方向计算长度 l0=1.0 HU=8200mm
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-Ⅰ
Ⅲ-Ⅲ
内力
M()
135.34
572.74
N()
344.4
534.08

310.45
851.73

20
26.67

330.45
878.4

7800
8200

1.0
1.0

1.0
1.0

1.292
1.065

6.02< =80
93.37>
<=162.5

535.65

1360.34

320
355

416 (804)
418(1419)
六、牛腿计算
A柱的牛腿计算

，按构造配筋

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
1. 设计资料：地下水位标高为-5.000m,承载力特征值，地下1.5 m左右为中密粗砂，基础梁按照GB04320选用，顶面标高为-0.15m。
基础用C20混凝土，，
钢筋用，，钢筋的保护层厚度为40 mm
基层采用C10 混凝土，厚 100 mm

先按构造要求假定基础尺寸：H＝1200 mm，分三个阶梯，每阶高度400 mm，
，，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。
2. 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（）
691.26
654.75
基础梁传来（）
277.94
277.94
合计（）
969.20
932.69
弯
距
柱传来
446.59
-412.53
柱剪力产生（）
93.42
-63.71
基础梁传来
-144.53
-144.53
合计（）
395.48
-620.77
3.底面尺寸选取与地基承载力验算
底面尺寸： 先按考虑，取
，取底面积为
取
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

129.98
-133.58

38
38

94.20
93.80

224.18
227.38

35.78
839.78
4.基础高度验算
基础边缘最大地基静反力设计值见下表
在情况中，基底未全部受压，
基底合力作用点到基底最大压力边缘的距离

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)
1318.01
1354.52
基础梁传来轴力(P)
277.94
277.94

129.98
133.58
柱传来弯距(M)
-412.53
-411.18
柱剪力产生（）弯距
-63.71
-62.41
基础梁产生弯距
-144.53
-144.53
合计M
-620.77
-618.12

94.20
93.80

224.18
227.38

35.78
.39.78
5.验算柱边冲切

显然以的基底反力验算，根据比例关系，得到：

进行冲切验算：
截面：
属于情况

满足要求
6.底板配筋计算

计算过程见下表：
底板配筋计算表
截面
Ⅰ1
Ⅰ2
Ⅰ3
Ⅱ

370．26
399．88
429．50
233．02

415．12
246．15
78．17
202．07

1901．65

1725．01
1165．06
929．70
实配钢筋
18φ12，即12@180,
20φ10,即10@200，
按构造配