单层双跨厂房设计例题

单厂例题－1装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房设计实例2005.11单厂例题－2目录一、设计资料………………………………………………..二、建筑设计……………………..………………………..三、结构构件选型…………………………………………四、计算模型……………………………………………….五、荷载计算………………………………………………六、内力计算………………………………………………….七、柱的内力组合……………………………………………………八、排架柱设计………………………………………………..九、基础设计…………………………………………………….十、结构施工图……………………………………………………单厂例题－3一、设计资料1、工程地点：××市郊区。2、主要工艺参数（1）双跨24m＋24m，等高，柱距6m（不抽柱），厂房纵向总长度66m。（2）每跨各设两台桥式双钩吊车,中级工作制A5，20/5t，轨顶标高10.000m，无悬挂吊车。（3）室内外高差150mm。（4）山墙设4.2m宽钢木推拉门。3、屋面做法与屋盖结构Ⅲ级防水：4厚SBS改性沥清防水卷材，40厚加筋细石混凝土；外天沟有组织排水；不设保温层。不设天窗；屋面板底不抹灰，刷白色涂料。不上人，无积灰荷载。选用预应力混凝土折线形屋架，1.5×6.0m预应力混凝土屋面板。4、围护砖墙（柱外侧）：240mm厚，加气混凝土砌块；外墙，12厚1：3水泥砂浆打底，8厚1：2.5水泥砂浆粉面；内墙，15厚1：3水泥砂浆打底，10厚1：2水泥砂浆粉面；均浅色涂料饰面。5、不考虑抗震设防，基本风压0.45kN/m2，基本雪压0.25kN/m26、工程地质厂区地形平坦。土层分布：（1）素填土,地表下1.20~1.50m厚,稍密,软塑,γ＝17.5kN/m3；（2）灰色粘土层,10~12m厚，层位稳定，呈可塑-硬塑，可作持力层，fa＝180kN/m2，γ＝19.2kN/m3；地下水位在自然地面以下3.5m。二、建筑设计1、建筑平面设计建筑纵向总长度66m＜100m，可不设缝。窗、门布置按建筑要求和立、剖面设计统一考虑。2、建筑剖面设计按照结构设计提供的柱、屋架和基础梁选型的尺寸和要求，并满足建筑采光、通风及立面美观等要求。纵墙在墙顶(檐口)、柱顶等处设四道圈梁，有三道兼作过梁。纵墙设置符合基础梁的要求：墙高≤15m；窗宽3.6m在3.0～4.2m内；窗洞迭加高度2×3.3＋2.0＝8.6m≯8.6m；窗间墙均＝1.2m。单厂例题－4三、结构构件选型㈠标准构件选型1、1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板（1）荷载计算4厚SBS改性沥清防水卷材和保护层0.10kN/m240厚加筋细石混凝土0.04×25＝1.00kN/m2不上人屋面活荷载0.50kN/m2（2）均布荷载组合设计值1.2×(1.00＋0.10)＋1.4×0.50＝2.02kN/m2（3）屋面板选型查图集号92G410(一)，荷载等级2级，冷拉Ⅱ级钢筋，允许荷载：[q]＝3.10＞2.02kN/m2。厂房中部屋面板选用Y-WB-2Ⅱ，厂房端部屋面板选用Y-WB-2Ⅱs。屋面板自重1.4kN/㎡，灌缝重0.1kN/㎡。查95G415㈢p.24，每榀屋架布置16块屋面板。2、钢筋混凝土天沟板屋面排水方式采用外天沟，无抗震设防要求，取天沟宽度770mm.（1）荷载计算建筑平面草图边柱剖面草图345012.20013.850单厂例题－54厚SBS改性沥清防水卷材和保护层0.10kN/m240厚加筋细石混凝土0.065×25＝1.625kN/m2积水荷载按230mm高计：2.30kN/m2（注：天沟内找坡层厚度按最厚处和中间处的平均值计算。40厚加筋细石混凝土找坡层按12m排水坡5‰坡度，最低处厚度20mm，考虑6m天沟最大找坡层按(80+50)/2=65mm厚度计算，加筋细石混凝土自重密度取25kN/m3，平均厚度取0.065m，如下图所示：）卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分，按天沟平均内宽b的2.5倍计算，b＝天沟宽度－190mm＝770－190＝580mm（2）天沟板外荷载组合设计值[1.2×(1.625＋0.10×2.5)＋1.4×2.30]×0.58＝3.17kN/m（3）天沟板选型查图集号92G410(三)，荷载等级1级，允许荷载：[q]＝4.13＞3.17kN/m。中部天沟板选用TGB77-1，开洞天沟板选用TGB77-1a、1b，端部天沟板选用TGB77-1sa、1sb。天沟板自重2.24kN/m。3、24m预应力混凝土折线形屋架及支撑（1）荷载计算4厚SBS改性沥清防水卷材和保0.10kN/m240厚加筋细石混凝土0.04×25＝1.00kN/m2屋面板自重及灌缝1.40＋0.10＝1.50kN/m2屋架支撑：0.05kN/m2恒载标准值：2.65kN/m2不上人屋面活荷载标准值：0.50kN/m2（2）屋面荷载设计值：q＝1.2×2.65＋1.4×0.5＝3.88kN/m2（3）屋架选型查图集号95G415(三)p.4表3，无天窗、无悬挂吊车，荷载等级2级，[q]＝4.00＞3.88kN/m。得屋架承载能力等级为2；由表2，外天沟，得檐口形状代号为B。故屋架选用YWJ24-2-Ba。屋架自重110kN(查95G415(三)p.5表5)，屋架端部高度1650mm，屋架中部高度3450mm，屋架斜坡高度＝3450－1650＝1800mm(查95G415(三)p.25模板图)（4）屋架支撑选型8050201200单厂例题－6查图集号95G415㈢p.6、9，非抗震：上弦横向水平支撑SC：两端部第一柱距间(增强屋盖刚度和屋架上弦稳定，传递抗风柱承受的风荷载)；下弦横向水平支撑XC：两端部第一柱距间(跨度≥18m应设，作为垂直支撑的支承点)；垂直支撑CC-1A、2A：两端部第一柱距间，屋架的两端和中部；水平系杆GX-1、2：非端部下弦(无下弦横向水平支撑处)，通长，屋架的两端和中部。屋架支撑自重标准值取0.05kN/m24、6m先张法预应力混凝土吊车梁查图集号95G425p.9吊车梁选用表(一)：吊车A5中级工作制，额定起重量20/5t，吊车跨度S＝24－2×0.75＝22.5m，故吊车梁选用Y-XDL-7。吊车梁高h＝1200mm，吊车梁下部宽＝0.34m，上部宽＝0.5m，梁底垫板厚10mm。p.32查到预留螺栓孔间距240mm。吊车梁自重45kN。5、吊车轨道联结查图集95G325p.7选用表：吊车A5中级工作制，额定起重量20/5t，吊车跨度22.5m，A＝2400mm，故吊车轨道选用DGL-11。轨道顶面至梁顶面距离170～190mm；吊车轨道联结件自重：(283.7＋2.62)×10/1000＝2.86kN，2.86/6＝0.48kN/m。(查95G325p.16DGL-11材料表)6、吊车参数查图集号95G426p.36或95G325p.36“大起厂DSQD型吊车规格”：吊车A5中级工作制，额定起重量20/5t，吊车跨度22.5m，查得：吊车总重241kN，小车重63.77kN，最大轮压170kN；吊车轮距W＝4.00m，D＝0.468m，总高H1＝1.922m。7、钢筋混凝土基础梁檐口标高：12.2＋1.65＝13.85m240mm厚外纵墙高度(从基础顶面至屋架檐口)＝檐口标高＋室内外高差＋室外地面到基础顶面高＝13.85＋0.5＝14.35m查图集号93G320p.9，按突出于柱外的墙、有窗、非抗震设计，基础梁选用JL-3，其截面为b×h＝240×450mm(查93G320p.12)，基础梁自重16.1kN(查93G320p.8表5)；山墙基础梁按突出于柱外的墙，有门，非抗震设计，墙高在12.1-15.0，基础梁选用JL-4。基础梁高450mm。故综合以上，标准构件选型表如表1所示：单厂例题－7标准构件选型一览表表1构件名称标准图集号设计荷载允许荷载型号自重荷载屋面板92G410(一)2.02kN/m23.10kN/m2Y-WB-2Ⅱ1.50kN/m2天沟板92G410(三)3.17kN/m4.13kN/mTGB77-12.24kN/m屋架95G415(三)3.88kN/m24.00kN/m2YWJ24-2-Ba110kN/榀吊车梁95G425200/50kN和22.5m高度h＝1.2mY-XDL-745kN/根吊车轨道联结95G325高度h＝0.19mDGL-110.48kN/m㈡柱的几何尺寸1、柱高（1）基准参数轨顶标高：10.000m，初定基础顶面标高：－0.500m。（2）柱高度尺寸吊车总高：H1=1.922m吊车梁轨道连接和垫板总高：190＋10＝200mm牛腿顶标高：10.000－0.200－1.200＝8.600m上柱高度：Hu＝1200＋200＋1922＋278＝3600(吊车顶面至屋架下弦间隙取278mm，符合100～300mm)下柱高度：Hl＝8600＋500＝9100m(下柱高度是从牛腿顶面计算到基础顶面)全柱高度：H＝3600＋9100＝12700mm(如图1所示)2、柱截面尺寸按《实用混凝土结构构造手册》国振喜等1993年第二版套用p.86，5/20t、轨顶标高10.2m、无吊车走道，则：边柱：上柱：b×h＝400×400下柱：bf×h×hf×b＝工400×1000×150×120(图2)中柱：上柱：b×h＝400×600下柱：bf×h×hf×b＝工400×1000×150×120(图2)校核柱截面尺寸：bf＝400mm≥Hl/25＝9100/25＝364mm（可以）图2图1单厂例题－8h＝1000mm≥Hl/12=9100/12＝758mm（可以）纵向定位轴线校核：对于20/5t的吊车，B1＝260mm(查《房屋建筑学》)边柱：B2＝750－400－B1＝750－400－260＝90mm＞80mm（可以）中柱：B2＝750－300－B1＝750－300－260＝190mm＞80mm（可以）四、计算模型1、排架计算模型2、柱的计算参数（1）边柱(A、C)：（注：翼缘厚度按平均值：hf＝25/2＋150＝162.5mm计算，如下图所示。）Au=400×400=1.6×105mm2Iu=121×400×4003=2.13×109mm4Al=1000×400－(1000－162.5×2)×(400－120)=2.11×105mm2Il=121×[400×10003－(400－120)×(1000－162.5×2)3]=2.616×1010mm4400902260750750400B2B1750300B2B1ABC边柱上柱截面400400中柱上柱截面400600边柱、中柱下柱截面100015015025251204001000162.5162.5400120H=12.7mHu=3.6mHl=9.1mABC单厂例题－9u3.60.28312.7HH9u102.13100.0812.61610lInI由《混凝土结构》（中册）附录10中的附图10-1，λ＝0.283，n＝0.081033332.386111(1)10.283(1)0.081Cn33113AC1001.60210/2.616102.386lHHuuHEEICE（2）中柱(B)：Au=400×600=2.4×105mm2Iu=121×400×6003=7.2×109mm4Al=2.11×105mm2Il=2.616×1010mm4u3.60.28312.7HH9u107.2100.2752.61610lInI033332.831111(1)10.283(1)0.275Cn33113B1001.35010/2.616102.831lHHuHEEICE故剪力分配系数：11AACA111111/1.602100.31421(1/)1.602101.35010uuηB＝1－2×0.314＝0.372柱