经典教材中单层工业厂房设计实例(用于参考)

12.8单层厂房设计示例2.8.1设计条件及要求1．设计条件某双跨等高金工车间，厂房长度60m，柱距为6m，不设天窗。跨度分别为18m和15m，其中18m跨设有两台32t中级载荷状态桥式吊车；15m跨设有两台10t中级载荷状态桥式吊车。吊车采用大连起重机厂“85系列95确认”的桥式吊车，轨顶标志高度均为为7.8m。厂房围护墙厚240，下部窗台标高为1.2m，窗洞4.8m×3.6m；中部窗台标高为6.3m，窗洞4.8m×1.5m；上部窗台标高为9.6m，窗洞4.8m×1.2m。采用钢窗。室内外高差为0.30m。屋面采用大型屋面板，卷材防水（两毡三油防水屋面），为非上人屋面。厂房所在地的地面粗糙度为B类，基本风压w0=0.35kN/m2，组合值系数ψc=0.6；基本雪压S0=0.4kN/m2，组合值系数ψc=0.6。基础持力层为粉土，埋深为-2.0m，粘粒含量ρc=0.8，地基承载力特征值fak=140kN/m2，基底以上土的加权平均重度γm=17kN/m3、基底以下土的重度γ=18kN/m3。排架柱拟采用C30砼，基础采用C20砼；柱中受力钢筋采用HRP335钢，箍筋、构造筋、基础配筋采用HPB235钢。2．设计要求除排架柱、抗风柱和基础外，其余构件均选用标准图集。设计内容包括：（1）选择厂房结构方案,进行平面、剖面设计和结构构件的选型；（2）设计中柱及柱下单独基础；（3）绘制施工图，包括结构平面布置图、排架（中）柱的模板图和配筋图等。2.8.2结构方案设计1．厂房平面设计厂房的平面设计包括确定柱网尺寸、排架柱与定位轴线的关系和设置变形缝。柱距为6m，横向定位轴线用①、②„表示，间距取为6m；纵向定位轴线用（A）、（B）（C）表示，间距取等于跨度，即（A）~（B）轴线的间距为18m，（B）~（C）轴线的间距为15m。为了布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600mm，其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。（B）~（C）跨的吊车起重量小于20t时，（C）列柱初步采用封闭结合，纵向定位轴线与边柱外缘重合；（A）~（B）跨吊车起重量大于20t时，（A）列采用非封闭结合，初步取联系尺寸D=150mm。是否采用非封闭结合以及联系尺寸取多大，需要根据吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸B2确定（参见例图2-1）。)(312BBB应满足：t75100t50802QmmQmmB其中——吊车轨道中心线至柱纵向定位轴线的距离，一般取750mm；1B——吊车轮中心线至桥身外缘的距离，对于10t、16t、20t和32t例图2-1单厂的净空尺寸要求λB3HBB1B2HC2吊车（大连起重机厂“85系列”）分别为230mm、260mm、260mm、300mm；3B——是上柱内边缘至纵向定位轴线的距离，对于封闭结合等于上柱截面高度，对于非封闭结合等于上柱截面高度减去联系尺寸D。假定上柱截面高度为400mm，则对（A）列柱B2=750-[300+（400-150）]=200mm80mm，满足要求对（C）列柱B2=750-（230+400）=120mm80mm，满足要求对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸能满足要求。厂房长度66m，小于100m，可不设伸缩缝。2．构件选型及布置构件选型包括屋面板、天沟板、屋架（含屋盖支撑）、吊车梁、连系梁、基础梁、柱间支撑、抗风柱等。1）屋面构件①屋面板和嵌板屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面板自重）的设计值，查92G410（一）。当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时，需要布置嵌板，嵌板查92G410（二）。荷载：二毡三油防水层1.2×0.35=0.42kN/m220mm厚水泥砂浆找平层1.2×0.02×20=0.48kN/m2屋面均布活载（不上人）1.4×0.5=0.70kN/m2雪载1.4×1.0×0.4=0.56kN/m2------------------------------------------------------------------------------------------------小计1.60kN/m2采用预应力混凝土屋面板。根据允许外加均布荷载设计值1.60kN/m2，查附表1-5，中部选用Y-WB-1Ⅱ,端部选用Y-WB-1Ⅱs,其允许外加荷载1.99kN/m21.60kN/m2。板自重1.40kN/m2。嵌板采用钢筋混凝土板，查附表1-2，中部选用KWB-1，端部选用KWB-1S，其允许外加荷载3.35kN/m21.60kN/m2，板重1.70kN/m2。②天沟板当屋面采用有组织排水时，需要布置天沟。对于单跨，既可以采用外天沟，也可以采用内天沟；对于多跨，内侧只能采用内天沟。天沟的型号根据外加均布线荷载设计值查92G410（三）。计算天沟的积水荷载时，按天沟的最大深度确定。同一型号的天沟板有三种情况：不开洞、开洞和加端壁。在落水管位置的天沟板需开洞，分左端开洞和右端开洞，分别用“a”、“b”表示。厂房端部有端壁的天沟板用“sa”、“sb”表示。本例在②、④、⑥、⑧、⑩轴线处设置落水管。本例的内天沟宽度采用620mm，外天沟宽度采用770mm。外天沟荷载:焦渣砼找坡层1.2×1.5×0.77=1.39kN/m二毡三油防水层1.2×0.35×0.77=0.32kN/m20mm厚水泥砂浆找平层1.2×0.02×20×0.77=0.37kN/m积水荷载1.4×10×0.13×0.77=1.40kN/m屋面均布活载1.4×0.5×0.77=0.54kN/m2取较大值取较大值3-----------------------------------------------------------------------------------------------小计3.48kN/m查附表1-6，一般天沟板选用TGB77-1，开洞天沟板选用TGB77-1a或TGB77-1b，端部为TGB77-1Sa或TGB77-1Sb,允许外加荷载4.13kN/m3.48kN/m，自重2.24kN/m。同理可求得内天沟外加荷载设计值2.81kN/m，由附表1-6，一般天沟板选用TGB62-1，开洞天沟板选用TGB62-1a或TGB62-1b，端部为TGB62-1Sa或TGB62-1Sb,允许外加荷载3.16kN/m2.81kN/m，自重2.06kN/m。2）屋架及支撑屋架型号根据屋面面荷载设计值、天窗类别、悬挂吊车情况及檐口形状选定。跨度较小时可采用钢筋混凝土折线型屋架，查95G314；跨度较大时可采用预应力混凝土折线型屋架，查95G414。本例不设天窗（类别号为a），檐口形状为一端外天沟、一端内天沟,代号为D。屋面荷载:屋面板穿来的荷载1.60kN/m屋面板自重1.2×1.4=1.68kN/m灌缝重1.2×0.1=0.12kN/m--------------------------------------------------------------------------小计3.40kN/m15m跨采用钢筋混凝土屋架，中间选用WJ-15-2Da；两端选用WJ-15-2Da'。允许外加荷载3.5kN/m23.28kN/m2，自重45.65kN。18m跨采用预应力混凝土屋架，中间选用YWJ18-1Da；两端选用YWJ-18-1Da'。允许外加荷载3.5kN/m23.28kN/m2，自重67.6KN。对于非抗震及抗震设防烈度为6、7度，屋盖支撑可按附图1-1~1-4布置。当厂房单元不大于66m时，在屋架端部的垂直支撑用CC-1表示，屋架中部的垂直支撑用CC-2表示；当厂房单元不大于66m时，另在柱间支撑处的屋架端部设置垂直支撑CC-3B。屋架端部的水平系杆用GX-1表示；屋架中部的水平系杆用GX-2表示。屋架上弦横向水平支撑用SC表示；当吊车起重量较大、有其他振动设备或水平荷载对屋架下弦产生水平力时，需设置下弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑用XC表示。当厂房设置托架时，还需布置下弦纵向水平支撑。本例不需设纵向水平支撑。3）吊车梁吊车梁型号根据吊车的额定起重量、吊车的跨距（LK=L—2λ）以及吊车的载荷状态选定，其中钢筋混凝土吊车梁可查95G323、先张法预应力混凝土吊车梁可查95G425、后张法预应力混凝土吊车梁可查95G426。对18m跨厂房，吊车起重量为32t，中级载荷状态，Lk=18-2×0.75=16.5m，采用混凝土吊车梁。查附表1-4，中间跨选用DL-11Z，边跨选用DL-11。梁高1200mm，自重39.98KN。对15m跨厂房，吊车起重量为10t，中级载荷状态，Lk=15-2×0.75=13.5m。采用混凝土吊车梁。查附表1-4，中间跨选用DL-7Z，边跨选用DL-7B，梁高900mm，自重27.64KN。4）基础梁基础梁型号根据跨度、墙体高度、有无门窗洞等查93G320。墙厚240mm，突出于柱外。由附表1-8，纵墙中间选用JL-3，纵墙边跨选用JL-15；山墙6m柱距选用JL-14，山墙4.5m柱距选用JL-23。基础梁布置见例图2-4。5）柱间支撑柱间支撑设置在⑥、⑦轴线之间，支撑型号可查表97G336。首先根据吊车起重量、柱4顶标高、牛腿顶标高、吊车梁顶标高、上柱高、屋架跨度等查出排架号，然后根据排架号和基本风压确定支撑型号。6）抗风柱抗风柱下柱采用工字型截面，上柱采用矩形截面。抗风柱的布置需考虑基础梁的最大跨度。18m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为6m；15m跨的抗风柱中间的间距为6m，两边的间距为4.5m。例图2-2给出了屋面结构布置，例图2-3给出了构件平面布置。①②③④600⑤⑥⑦⑧⑨⑩60060006000600060006000600060006000600060001500018000WJ-15-2Da’WJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2Da’YWJ18-1Da’YWJ18-1Da’YWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1Da88Y-WB-1II72Y-WB-1II11Y-WB-1IIs11Y-WB-1IIs9Y-WB-1IIs9Y-WB-1IIsTGB77-1saTGB77-1bTGB77-1TGB77-1sbTGB77-1aKWB-1KWB-1sTGB62-1sbKWB-1sTGB62-1sbTGB77-1saTGB62-1saTGB77-1aTGB77-1TGB77-1sbTGB77-1bTGB62-1bTGB62-1TGB62-1aTGB62-1saTGB62-1aTGB62-1KWB-1TGB62-1bBCA例图2-2屋盖平面布置图PJZ-3AKFZ-1①②③④600⑤⑥⑦⑧⑨⑩60060006000600060006000600060006000600060006000600060006000450045001500018000150PJZ-1BPJZ-2BPJZ-2PJZ-2PJZ-2APJZ-2BPJZ-3BPJZ-3PJZ-3PJZ-3BDL-7BDL-7ZDL-7BDL-7BDL-7ZDL-7BDL-11ZDL-11BDL-11BPJZ-1BPJZ-1PJZ-1PJZ-1ADL-11ZDL-11BDL-11BKFZ-1KFZ-2KFZ-2QL-1,+4.8QL-2,+7.8QL-3,+10.86ZC042-1ZC072-1ZC042-1ZC072-1ZC042-1ZC072-1BCA例图2-3构件平面布置图53．厂房剖面设计剖面设计的内容是确定厂房的控制标高，包括牛腿顶标高、柱顶标高和圈梁的标高。牛腿顶标高等于轨顶标高减去吊车梁在支承处的高度和轨道及垫层高度，必须满足300mm的倍数。吊车