1、11工程名称：单层厂房2设计资料（1） 装配车间跨度 18m，总长 72m，中间设伸缩缝一道，柱距 6m.图（1） 。（2） 车间内设有两台 200 KN /50 KN 中级中级工作制吊车，其轨顶设计标高8.0 m。（3） 建筑地点在三门峡市郊区。（4） 车间所在场地，地平下 1.15 m 内为填土，填土下层 3.5 m 内均匀亚粘土，地基承载力设计值 =240 KN/m2，地下水位为-4.05m ，无腐蚀性，环境cf一般。基本风压 =0.3 KN/m2，基本雪压 =0.25 KN/m2. 。owos图 1 建 筑 平 面 图 (5) 厂房中标准构件选用情况1)屋面板采用采用 G40（一） ，
2、板重（包括灌缝在内）标准值为 1.4 KN/m2. 。屋面采用水泥珍珠岩制品（100mm 厚）保温隔热，三毡四油防水。2）天沟板采用 G40（三）标准图集中的 JGB77-1 天沟板，板重标准值 2.02 KN/m2。3)天窗架采用 G316 中的 型钢筋混凝土天窗架天窗架 CJ9-03,自重标准值KN/每榀36天窗端壁选用 G316 中的 DB9-3，自重标准值 KN/每榀（包括自重、侧板、572窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗电动开启机、消防栓等） 。4）屋架采用 G415(三) 标准图集中的预应力混凝土折线形屋架，屋架自重标准值 106KN/每榀。1200mm，自重标准值 44.2 KN
3、/根，轨道及零件重 1 KN/ m，轨道及垫层构造高度 200 mm。 （6）排架柱及基础材料选用情况1) 柱混凝土：采用 C30（ =14.3 KN/m2 KN/ mm2,=1.0， =2.01N/mm2） 。cf tkf钢筋：纵向受力纲筋采用采用 HRB235 级钢筋（=300 N/mm2，E= 5N/mm2）10.22）基础混凝土：采用 C20。 钢筋：采用 HRB235 级钢筋（ =300 N/mm2） 。23.结构计算（1）尺寸计算1）上柱高及柱全高的计算 根据图 2 所示及有关设计计算数据。柱 顶 标 高轨 顶 标 高图 2 建 筑 剖 面 图上柱高 =柱顶标高- 轨顶标高 +吊车
4、梁高+轨道构造高1H=柱顶标高 -8m+1.2m+0.20m=1.8m柱顶标高=8.4 m全柱高 =柱顶标高-基顶标高=8.4 m-（0.0 m）=8.4 m2故下柱高 =8.4-1.8m=6.6 ml上柱与全柱高的比值 =1.8/8.4=0.212）初定柱截面尺寸 根据表(A)的参考数据，上柱采用矩形， =hb，下柱选用工资性， = （其余40hbf m15040尺寸见图 3） 。下图（3）根据表（B ）关于下柱截面宽和高的限值，验算初定截面尺寸。对于下柱截面宽度 /22=6600/22 mm =300 mmlH对于下柱截面高度，有吊车时3/12=6600/12 mm=550 mmlHmh8
5、0无吊车时1.5 /25= =504 mm2 m25/840.13）上、下柱截面惯性矩及其比值排架平面内：上柱 49431 10.2J下柱 4103432 2.4.85128041 mmJ比值 n= / =2.13 9 mm4 / 10mm4=0.151J20排架平面处：上柱 、 =2.13 9 mm4下柱 =21.583.34003/12mm4+483.41003 / 12mm4=1.73109mm42J排架计算简图（几何尺寸及截面惯性矩）如图图(4)所示。 ABHL1图(4) 排架计算简图 15.0/ 2./2121JJH（2）荷载计算1）恒荷载屋盖结构自重 1预应力混凝土大型屋面板 1.
6、21.4 KN/m2 =1.68 KN/m220 厚水泥砂浆找平层 1.2200.02 KN/m2 =0.48 KN/m2一毡二油隔汽层 1.20.05 KN/m2 =0.06 KN/m2100 厚水泥珍珠岩制品保温层 1.240.1=0.48 KN/m2两毡三油防水层 1.20.35 KN/m2 =0.42 KN/m2 / =3.6 KN/m2g天沟板 1.22.026 KN=14.54 KN/m2天窗端壁 1.257 KN=68.4 KN屋架自重 1.2106KN=127.2 KN4则作用于一端柱顶的屋盖结构自重设计值为P1 =3.6636 KN+14.54 KN+68.4 KN+127.
7、2/ 2KN=924.1 KN 1 = /2-150=400/2 -150 =50uhmm柱自重 2上柱自重设计值 P2 =1.2250.40.41.8KN=8.64KN 2 =h1 /2-h2 /2=800/2 -400/2 =200下柱自重设计值 下 kNkNp7.381.53 1.)025.4104505(624 4 =0吊车梁及轨道等自重设计值 P3 =1.2(44.2+16) KN=60.2 KN 3e3 =750 - h1 /2=750 -800/2 =350 mmm2）屋面活荷载 由荷载规范可知，对不上人的钢筋混凝土屋面，其均布活荷载的标准值为 0.7KN/m2 ，大于该厂房所在
8、地区的基本风雪压压 S0 =0.25KN/m2 ,故屋面活荷载设计值在每侧柱顶产生的压力为Q1 =1.40.5636KN=151.2 KN 1 =50 m3)吊车荷载 由表 B 查得：p max =220 KN,Pmin=60 KN,B=5600 ,K=4400m, k=77.2 KN。m根据根据 N 与 K 及反力影响线，可算得与各轮对应的反力影响线竖标（图 5） ，于是可求得作用于柱上的吊车垂直荷载设计值 PaxPaxDm0.2670.8.671图(5)5Dmax=0.9rQPmax =0.91.4220(1+0.267+0.8+0.067) KN=592 KNyiDmin=(Pmin/P
9、max)Dmax=(60/220)592=161 KN 3=750 - h1 /2=750 -800 /2=350mmm作用于每个轮子上的吊车水平制动力的标准值T=a/4（ Q+）=0.1/4(200+77.2) KN=6.93 KN侧作用于排架上的吊车水平荷载设计值为Tmax=rQ T =1.40.96.93(1+0.267+0.8+0.067) KN=18.6 KNyi其作乐用点到柱顶的垂直距离=H1-h =1.8-1.2=0.6/ H 1=0.6/1.8=0.3334）风荷载 三门峡地区的基本风压 =0.3 KN/m2，高度的取值：对 、ow1w按柱顶标高 8.4考虑，查荷载规范得， =
10、1.070 =1.232，如图(6)，2w2z则 下us+0.8-.5h1图(6) 风荷载体形系数 = （1.3 h 1+0.4 h2） Bwzow=1.4（1.32.3+0.41.59）1.2320.36 KN=11.26KN= B=1.40.81.0700.36 KN/=2.16 KN/ 11szo= B=1.40.51.0700.36 KN/=1.35 KN/ 22（3）内力计算1）恒荷载 根据恒荷载的对称性和考虑施工过程中的实际受力情况，可将图 7 中6e23=0.5me2=0.31 1.5P94.KN1.Tax86DW.62=8.4KNPaxinP48.7KN1 W2 H1.8m26
11、.AB下的恒荷载 P1、P 2 及 P3 和 P4 的作用用简化为 A、B、C 计算图。图(7 )M=6.19 -47.8KNmR3.)下12)BP34下7-46.2KN m1953D)M下0.E)图(8)在 P1 的作用下 1M11= P1 1=924.10.05 KN=46.2 KNM12 = P1 2=924.10.2 KN=184.8 KN已知=0.15，=0.21，由图 11-28b 中的公式07.1)5./1(2.03)/(2331 nC故在 M11 作用下不动铰支承的柱顶反力由图 11-28 中公式可得R11=- C1 M11/ =-1.0746.2/8.4 KN =-5.9 K
12、N（）2H由图 11-28c 中的公式可得4.1)5.0(21.3)1/(3322 n故在 M12 作用下，不动铰支承的柱顶反力公式可得R12=- C2 M12/ =-1.4184.8/8.4 KN=-30.8 KN（）2H因此，在 M11 和 M12 作用下（即在 P1 的作用下） ，不动铰支承的柱顶反力为R =R11 +R12 =-5.9 KN-30.8 KN=-36.7 KN（）相应的弯矩图如图 8A 所示。在 P2 作用下 2M2 =- P2 2 =-8.640.2 KN=-1.73 KN（）相应的弯矩图如图 8B 所示。在 P3、P4 作用下 3M3 =- P3 e3 =60.20.
13、35 KN=21.1 KN（）相应的弯矩图如图 8C 所示。将图 A、B、C 的弯矩图叠加，得 P1、P 2 及 P3 和 P4的共同作用下的恒荷载弯矩图（图 8D） ，相应的轴力 N 图如图 E 所示。2）屋面活荷载 Q1 对于单跨排架，Q 1 与 P1 一样的对称荷载，且作用位置相同，仅数值大小不一，故由 P1 的内力图按比可求得 Q1 的内力图。如：柱顶不8动铰支承反力为RQ1 = （Q 1 / P1 ）R 1 =-（151.2/924.1）36.7=-6 KN（）相应的的 M 和 N 图如图 9A、B 所示。 Q1=5.2KNQ2=30.4 m-756K1N-.4 .6 下)图（9）3
14、）吊车荷载吊车垂直荷载作用 1. Dmax 作用在 A 柱的情况 图 8 中吊车垂直荷载作用下的内力，可按如图10 所示的简图进行计算。因此，A、B 柱的柱顶剪力可按下列公式计算。VD=-1.KNMmax592*03 in64B)计算简图9173.4KN m-.8 -2.56KN m9. 0. AB)M 图图（10）吊车垂直荷载作用下的内力VAD =-0.5MDmax +M DminC2/H=-0.55920.35+1610.351.2/8.4 KN=-18.8 KN（绕杆端反时针转）VBD=-0.5MDmax +M DminC2/=-0.55920.35+1610.351.2/8.4 KN=
15、-18.8 KN（绕杆端顺时针转）相应的弯矩图 10B 所示。. Dmin 作用在 A 柱的情况 由于结构对称，故只需将 A 柱与 B 柱的内力对换，并注意内力变号即可。吊车水平荷载作用 2. Tmax 从左向右作用于 A、B 柱的内力，可按如图 11A 所示的简图进行计算。因此，A、B 的柱顶剪力为 21.3KN m45X=0Tax86)10-21.3KN m45. X=0Tax86AB)图（11）吊车水平荷载作用下的内力VAD = VBD =0,故相应的弯矩图如图 11A 所示。. Tmax 从右向左作用于 A、B 柱的内力，仅荷载方向相反，故弯矩仍利用上述计算结果，但弯矩图也与之相反（图
16、 11B）4）风荷载风从左向右吹（12A） 先求柱顶反力系数 CW 。当风荷载沿株高均匀分布时， 1由图 11-28中的公式CW = = =0.34)1(834n)15.0/(2.8334对于单跨排架，A、B 柱柱顶剪力可按下式计算 )(2.6)1.5(4.83026.15)(5.0212 kNwHCVW、柱相应的弯矩图见图 12B）k m15.7K 9 = )(7.4)12.8(4.3026.15)(5.0212 kNwHCW11W=1.26KNm5.7 VA4B.0 3.817.5K9 )图（12 ）风荷载作用下的内力计算风从右向左吹（图 12B） 在这中情况下，荷载方向相反，故弯矩图也与
17、 2从左向右吹的相反（图 12B）（4）最不利内力组合 本例由于结构对称，故只需 A(或 B)柱进行最不利组合，其步骤如下：1)确定需要单独考虑的荷载项目。不考虑地震的单跨的排架，共有八种需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 柱在作用下，其内力的大小相等而符号相反，在组合时可列为一项。因此，maxT单独考虑的荷载项目共 7 项。2）将各种荷载作用下设计控制界面(1、)的内力内力、（截面还有剪力）填入组合表（1） 。填表时要注意有关内力符号的规定。3）根据最不利又是可能的原则，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
18、考虑，除恒荷载外，其余荷载作用下的内力均乘以 0.85 的组合系数。恒荷载 屋面活荷载吊车荷载 风荷载 内力组合柱号截面荷载项目内力P1 P2P3 P4Q1 Dnax在柱Dmin在柱Tmax 左风又风Nmax及 M、VNmin及 M、V max及N、V12 1 2 3 4 5 6 7 项目组合值 项目组合值项目 组合值M/( )mkN19.9 3.24 -33.8 -33.8 22.3 12.0-13.1 -67.3 -39.0 -39.0N/( )942 151.2 0.00 0.00 0.0 0.0 0.0 1+2+3+41093.2 1+0.85 3+5+ 7942+ 10.85 + 3
19、+ 5 7942M/( )mkN-145.5 -27 173.4 22.56 22.3 12.0-13.1 23.2 158.6 31.8N/( )1002.2 151.2 592 161 0.0 0.0 0.0 1+2+3+51745.4 1+71002.2+ 10.85+ 3+ 5 6 1505.4M/( )mkN154.56 12.6 49.3 -101.5191.6115.7-99.7 408.8 270.3 468.4N/( )1040.9 151.2 592 161 0.0 0.0 0.0 1748.1 1040.91672.6A柱V/k+36.7 +6 -18.8 18.8 18
20、.6 22.8-17.5 1+2+3+542.5 1+659.5+ 10.85+ 2+ 3+ 5 661.4组合表(1)(5)柱子设计1）柱截面配筋计算最不利组合的选用 由于截面的弯矩和轴向力的设计值均比 1截面的大，故下柱的配筋由截面的最不利内力组确定，而上柱的配筋由截面的最不利内力组确定。经比较，用上下柱截面配筋计算的最不利内力组合列入表（2）确定柱在排架方向的初始偏心距 、计算长度 及偏心距增大系数 2 ie0l（表 2） 。表（2） 柱在排架方向的 、 及ie0l13截面内力组 me/0h/0mei/1l/0mh/2M/( )mkN-67.3N/( )1093.286 360 89 1
21、.0 7600 400 0.96 2.00M/( )mk-39.0N/( )942194 360 194 1 7600 400 0.960 1.46M/( )k270.3N/( )1040.9598 750 598 1 19350 800 0.908 1.476M/( )mk468.4N/( )1672.6458 750 458 1 6600 800 1.000 1.151注：1. 。e/02. 。ai3. ，当 时，取 。)3.(120ehea003.h0ae4. 时， =1.0。,/5.01NAfc 15. 时，取 ，考虑吊车荷载5/,.502 l .12（上柱） ， （下柱） ，不考虑吊
22、车荷载 。uHl.20 10Hl Hl506. mi Chek)(/14210柱在排架平面内的截面配筋计算（表 3） 3表 3 柱在排架平面内的截面配筋计算142/mASs截面内力组 mei/me/X/mhb/0偏心情况计算 实配M/( )mkN-67.3N/( )1093.289 2.00 18386.50.544360=196大偏心 108M/( )mk-39.0N/( )942194 1.46 123474.1 196 大偏心 543603（3 16）M/( )mk270.3N/( )1040.9598 1.476 6.5237194.00.544750=408大偏心 1363M/( )
23、mk468.4N/( )1672.6458 1.151 718266.6 408 大偏心 11341388（220+222）注：1. 、 见表（3）ie2. 。siah2/3.上柱 。下柱当 时，5720/3.140/NbfNc cfhbN；当 时， 5720/bfNxc fch .47013/.41/.8).()( fhcff4. 、 ，上柱sA0xb960)2/(57)(2/0 xhNeahffNesycS 15下柱当 时tshxa2 210)/(57)(2/0 xhNeahffxbNeAsycS 当 时fbhx02310)2/75(4589 03.14)2/(/3.18.)()(/( 0
24、100xNe xhbahf fbeAsy cfS 上柱或下柱，当 时sax，)(0syShfeA siahe2/柱在排架平面外承载力验算上柱 =1093.2 ，当不考虑吊车荷载时， 4 mxNk按表（4） ， ，查相关2.540/18/,108842.1. 00 blHl表得 kNkNNAffAsycuS 2.1938.18 )6033.(6)(,63,6. max2 可以下柱 ,当考虑吊车荷载时，查混凝土结构设计规范相关表，9.04max 2249210 1750/150)50(28 ,7 mAIHl 1.7.9/40/ .984/0 92il mI查相关表得 ，故238,58AS（可kNk
25、NNu 9.1042.9810)023.(. 以）表（4） 采用刚性屋盖的单层工业厂房柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度 0l16项 次 柱的类型 排架方向 垂直排架方向半跨 1.5 H1.0 1.2 H1 无吊车厂房 两跨及多跨 1.25 1.0 1.2上柱 2.0 u1.25 u1.5 u2 有吊车厂房下柱 1.0 10.8 11.0 13 露天吊车柱和栈桥柱 2.0 H1.0_注：1.表中： 从基础顶面算起的柱子全高;H从基础顶面至装配式吊车梁底面或现浇式吊车梁顶面的柱子1下部高度；从装配式吊车梁底面或从现浇式吊车梁顶面算起的柱子的高u度。2.表中有吊车厂房排架柱的计算长度，当计算中不考虑
26、吊车荷载时，可按无吊车厂房采用；但上柱的计算长度能按有吊车厂房采用。3.表中有吊车厂房排架柱的上柱在排架方向的计算长度，及适用于的情况。当 时，宜采用 2.5 。3.0/1Hu 3.0/1Hu uH裂缝宽度验算 截面，当=270.3 ,N=1040.9 ,相应的 5 mkNkN故应作裂缝宽度验算。11 截面因,5.79.5/98/,9800 heme，因而可不作此项验算。./有内力组合表可知，验算裂缝宽度所需按荷载的标准组合的弯矩值、轴向力值： 163.05)140(815.0/38/ 4.)93(72)(41 2.605/8042.267/.1904 4.14.1/52/5200 teste
27、sssKKAhl mmaeNMkkNk则纵向受拉钢筋 合力至受压区合力作用点的距离为S17mhez 2.63750)2.6(7501)4(2.087.) 02 纵向受拉钢筋 的应力SA22/7./63218)(4)( NmzeNSKsk 裂缝间纵向受拉钢钢筋应变不均匀系数80.70565.01sktef故最大裂缝开展宽度可以2）柱牛腿设计牛腿几何尺寸的确定 牛腿截面宽度与柱宽相等为 400 ，若取吊车梁 1 m外侧至牛腿外边缘的距离 ，吊车梁端部宽为 340 ，吊车梁轴线到mC801柱外侧的距离为 550 ，则牛腿顶面的长度为 550 -400 +340/2 +80=400 ，相应牛腿的几何尺
28、寸如图 14 所示。m牛腿的配筋 由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内，即=550 -600 2=-50 0，故该牛腿可按构造要求配筋；纵向钢筋取 ，箍筋取164100（图 13） 。8 2图（13）3）柱的吊装验算吊装方案 一点翻身起吊，吊点设在牛腿与下柱交接处（图 14a） 。 11812下 a)a)荷载计算 2上柱自重 mkNkg /2.7/4.025.11 牛腿自重kk/.1/7.0).(22下柱自重 mNg0.81525.13 计算简图如图 14b 所示 )g内力计算 3mkNkMkkmkN/0.7/23.76.081 /0.73.)1.(5.2/7./8.713 222弯矩图如图 14
29、c19c)M12截面承载力计算 4截面 11 220 /30,60,365,40 mNfAmhmhb ys，故截面截面承载力为kNMkNafAsysu 7.17.59 9)(6)(0截面 22，故截220 /30,138,65,640 mNfAmhmhb ys面承载力为下(0.7334104.3)5(8)(80 kNkNafAsysu 裂缝宽度验算 由承载力计算可知，裂缝宽度验算面 22 即可。钢筋 5应力为220 /9.50/36587.1/.2/ mhAMsksk 按有效受拉混凝土面积计算的纵向钢筋配筋率为 下下下,0)01.68259.1(.273)51(.2)0 5.19.265.16
30、5.01.0.4.3.max5maxwmdcEfbteqskcrstektest 柱若采用平卧起吊，承载力和裂缝宽度将均不满足要求。（6） 基础设计20预制排架柱的截面 ，采用柱下扩展基础，杯口顶面的轴向力标m604准值 ，弯矩标准值 ，剪力标准值 ；地kNk9.10mkNMk6.1547.36kV基承载力特征值（已修正） ，基础埋置深度 。基础混2/fa md45.1凝土强度等级采用 C20，垫层 C10，厚度为 100 ；采用 HPB235。1）初步确定基础高度和杯口尺寸由表 1-1，柱的插入深度 ，所以杯口深度为mh601600+50=650 。m杯口顶部尺寸：宽为 400+275=55
31、0 ，常为 600+275=750 ；杯口m底部尺寸：宽为 400+250=500 ，长为 600+250=700 。根据表 1-2，取杯壁厚度 t=200 ，杯底厚度 ，杯壁高度a201， 。h302a20根据以上尺寸，初步确定基础总高度为 600+50+200=850 ，见图m（15） th2下下A)21th2下25d下B)图（15）基础的杯口配筋构造2）确定基础底面尺寸先按轴心受压估算，设计出埋深=1.3m， 265.4312059.mdfNAmak 将其增大 20%40%，初步选用底面尺寸为： ， 。b0.3ml.2kNbldGWMK156.20/2基础边缘的最大和最小压力计算：24.
32、261.37max,in /385.06.154239.104 mkhVlNPKkkk 校核地基承载力如下 2min,ax, 2ma, /50.1926.374.1 /2 mkNffppfakkk 说明所确定的基础底面尺寸是满足要求的。3）验算基础高度地基净反力为2224.23561max,in /38.076.154239.0mkNWhVMblNPkKj 按比例可求得相应于柱边缘、变阶处及冲切破坏椎体外边缘处的地基净反力值，见总图。因壁厚 ，小于壁高度 300 ，由柱边做出的 斜线将与杯壁相交，mt0m045这说明不可能从柱边产生冲切破坏，故仅需要对台阶以下进行冲切验算。这时冲切椎体的有效高
33、度，冲切破坏椎体最不利一侧斜截面上边长 和下边长h5140 ta分别为：bamabt 197052904则btm46考虑冲切荷载时取用的多边形面积 为（由于 ）lAmbl97.10.22200 83.0.83.0)51.9.2()51.2.3( )hlhbAttl 冲切承载力： kNhafkNApFmtljljl 4.195.57 5146.)08(703.0ax 故基础高度满足受冲切承载力要求。4）基础底板配筋计算沿基础长边方向，对柱边截面 1-1 处的弯矩 计算1MmkNlppalMjjjj 23.61 2)54.13.2()54.13.2)(4( 1max,ax,223则 260 308129.3. mhfMAIysI 变阶处截面 的弯矩 为I mkNI 9.1472)6.84.235)(6.184.235)(9.0()925.0(1变阶处有效高度 ，则mhI810sIIs AA 26397529.47故基础长边方向应按 配筋，现配置sI sISAm149,0故基础短边方向的计算与上相仿，但按轴心受压考虑，此处忽略。基础施工图见总图。
