單層單跨廠房排架結構設計

1、 單層單跨廠房排架結構設計一設計內(nèi)容和條件某廠裝配車間，該車間為單跨廠房，柱距距為6米，廠房縱向長度為96米，跨度為27米，15/3t中級工作制吊車二臺，牛腿面標高9.00米，柱頂標高為13米。設計條件1屋面活荷載：,不考慮積灰荷載，雪荷載2基本風壓: 3屋面做法 三氈四油：20mm水泥砂漿找平層 合計 屋面活荷載： 屋面板采用G410標準圖集m預應力混泥土屋面板（卷材防水） 允許外荷載： （板自重： 灌縫重：）大型屋面板（包括填縫 屋架：屋架自重 則4采用370mm厚燒結粘土空心磚（重度）吊車梁以上設高側(cè)窗，洞口尺寸為m，吊車梁以下設低側(cè)窗，洞口尺寸m，圈梁設在柱頂處。5排架柱：混泥土C30

2、 鋼筋：縱向受力鋼筋HRB400級 箍筋：HPB235級 柱下獨立基礎：混泥土：C20，鋼筋：HRB335級6吊車：Q15/3t橋式吊車 中級工作制 吊車梁：先張法預應力混泥土吊車梁，自重 軌道及聯(lián)結重量 橋跨： 橋?qū)挘?輪距： 小車重： 最大輪壓： 最小輪壓：7柱高：柱頂H=13m 檐口=15.1m 屋頂=17.35m二荷載及內(nèi)力計算1柱截面尺寸的確定 Q在1520t之間：，由于是單跨結構，結構形式對稱，因此A、B柱截面尺寸相同。 A柱：上柱：（mm） 下柱：mm2荷載計算永久荷載A屋面板及每跨屋架傳給每個柱子的荷載標準值 荷載設計值：B柱自重A、 B柱：上柱： 下柱： 則： C吊車梁自重：

3、永久荷載作用如圖： 可變荷載屋面活荷載,不考慮積灰荷載，雪荷載,不同時考慮可變荷載與雪荷載，取其中的大值，作用于每跨屋面下的柱可變荷載為：可變荷載作用如圖：吊車荷載已知 則：查表知 風荷載 由已知條件可知：基本風壓，風壓高度變化系數(shù)按B類地面（城市郊區(qū)） 其中：為1.0由建筑結構荷載規(guī)范B類地面查10m處 15m處 20m處 中間值按插值法求得，因此可得：柱頂：H=13m 則檐口：H=15.1 則屋頂：H=17.35 則 風荷載體形系數(shù)如下：風荷載標準值： 作用在排架上的風荷載為：作用在柱頂?shù)募泻奢d即將柱頂以上風荷載算作集中力作用柱頂，按房屋檐口標高Z=15.1m處計 風荷載作用示意圖如下：

4、3內(nèi)力計算：剛度：A、B柱： 永久荷載作用永久荷載作用包括物價自重、上柱自重、吊車梁自重等。永久荷載作用示意圖如下：在永久荷載作用下排架的內(nèi)力如圖： A、 B柱： 由 （）可變荷載作用可變荷載作用簡化作用于柱頂如圖，可變荷載作用下排架內(nèi)力圖如下 查表得 （）吊車豎向荷載： 當作用在A柱，作用在B柱時，吊車豎向荷載作用見圖如下：在吊車豎向荷載作用下內(nèi)力如圖; A、 B柱： （） （） （）由于A、B柱 剪力分配系數(shù)各柱上的剪力分配值： （） （）在吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力圖如下：當作用在A柱，作用在B柱上時，吊車荷載作用見圖及在吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力圖如下：內(nèi)力圖：水平剎車力作用下水平剎車力：

5、作用于牛腿頂面1.4米處，當剎車力向右時，作用見圖如下內(nèi)力圖如下由于同向作用在A、B柱上，因此排架的橫向內(nèi)力為零，剪力 同理得當剎車力向左時排架的受力簡圖 和內(nèi)力圖如下風荷載的作用將柱頂以上風荷載作集中力作用于柱頂，柱上的風荷載看做是水平均布荷載。當左風作用時作用簡圖如下：A、 B柱： 在風荷載作用下的內(nèi)力圖當右風作用時作用簡圖及內(nèi)力圖如下：A柱在各種荷載作用下的內(nèi)力見表：- 27 -柱號及正向內(nèi)力荷載種類恒荷載可變荷載吊車豎向作用吊車水平作用風荷載在A在B向右向左左來風右來風編號12345678內(nèi)力圖控制截面-8.4352.925-37.76-37.7610.16-10.1632.52-20

6、.84317.756.7-31.375-8.415128.46913.2510.16-10.1632.52-20.84385.556.7474.94145.75-21.1854.54543.509-43.50973.38-73.38275.93-152.56471.956.7474.94145.75-5.841.44-9.44-9.447.056-7.05640.1411.26柱的內(nèi)力組合：截面內(nèi)力及相應的N、V及相應的N、V及相應的M、V及相應的M、V組合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值組合項數(shù)值-1+0.9（2+7）40.341+0.9（3+6+8）-53.451+0.9（2+7）40.341+

7、0.9（3+6+8）368.73317.7368.73-1+0.9（3+5+7）122.661+0.9（2+8）-57.71+0.9（2+3+5+7）115.091+0.9（2+8）812.95436.53863.98-1+0.9（2+3+5+7）378.811+0.9（4+6+8）-221.321+0.9（2+3+5+7）378.811+0.9（4+6+8）950.38603.08950.3841.121.1341.121.13柱的截面設計：1選取控制截面的大偏心受壓界限破壞時的軸力為： 上柱：KN 下柱：KN經(jīng)比較A柱的所有N<,所以A柱組合后的內(nèi)力值均為大偏心受壓，對大偏心受壓，對

8、稱配筋的柱，在“”相差不多時，N越小越不利，N相差不大時，越大越不利，由此可以確定各柱的最不利內(nèi)力。 A柱：- - 截面縱向配筋計算表：截面-40.34-53.45378.81-221.32368.73317.7950.38603.08109168399367與20mm中的較大值202027271291884263943.13.62.43.798899202011.2511.253.1>1取13.6>1取12.4>1取13.79>1取10.950.95111.761.521.611.17108108228228/22728668646167126326101214347

9、1195235實配鋼筋(mm )422422422422 12511251125112510.39%>0.2%0.39%>0.2%0.39%>0.2%0.39%>0.2%0.78%>0.6%0.78%>0.6%0.78%>0.6%0.78%>0.6%即上柱：422 下柱：4223箍筋的配置因柱底剪力較小： 若剪跨比=3 則; 遠大于柱底的剪力值（還沒有考慮軸向壓力對斜截面的有利影響），所以排架柱的箍筋按構造配置為10200，柱箍筋加密區(qū)取為101004牛腿的設計 牛腿幾何尺寸的確定牛腿截面寬度與柱寬度相等為400mm，若取吊車梁外側(cè)至牛腿外邊緣的

10、距離，吊車梁端部寬為340mm,吊車梁軸線到柱外側(cè)的距離為750mm則牛腿面的長度為600mm，牛腿外緣高度為500mm，牛腿的截面高度為700mm，牛腿的幾何尺寸及配筋示意圖如下： 牛腿高度驗算 作用于牛腿頂部按荷載標準組合計算的豎向力值; 牛腿頂部按荷載標準組合計算水平拉力值; 牛腿截面有效高度： 豎向力作用點位于下柱截面內(nèi)，a=0 滿足要求 牛腿的配筋 由于吊車垂直荷載作用于下柱截面內(nèi)，故該牛腿可按構造要求配筋，縱向鋼筋取416，箍筋取8100。 牛腿局部受壓驗算 ，滿足要求 牛腿縱向受壓鋼筋的計算 因為，取 取416,804mm 取0.2% 0.2%<柱的吊裝驗算 采用翻身吊，吊

11、點設牛腿與下柱的交接處，起吊時，混凝土達到設計強度的100%，計算簡圖如下 荷載計算 根據(jù)構造要求，取柱插入基礎的深度0.9h=720，取800mm 自重線荷載，考慮動力系數(shù)1.5，各段荷載標準值分別為 上柱： 牛腿：內(nèi)力分析 由得： 所以， 令 得柱下最大彎矩發(fā)生在： 米處 則 上柱吊裝驗算： 上柱配筋： 受彎承載力驗算：>滿足要求。裂縫寬度驗算： 從彎矩圖上可以看出，只需對上柱處的裂縫寬度進行驗算即可。 滿足要求下柱驗算： 受彎承載力驗算 (裂縫不需要驗算)柱的配筋圖：基礎設計： 由基礎梁傳至基礎頂面的外墻重量的設計值為（厚墻容重取為）確定基礎尺寸； 柱插入深 取 杯底厚度 選 杯口

12、底墊層為50mm，則基礎的高度即為1100mm，由于杯壁厚度，且大于基礎梁寬，取。 基礎底面尺寸 地基承載力設計值按下式計算 并由表查的 ，取土平均自重，則得 由的一組荷載，按軸壓基礎初估其底面尺寸 因該基礎為偏心受壓，故取 底面選為矩形。則基礎底面的， 基礎及其上填土重 地基承載力驗算：作用于基礎底面的力矩及軸力設計值：第一組荷載： 第二組荷載：（順時針）驗算基地應力： 計算公式：；且滿足：； 由前： 按上式計算公式的計算結果列于下表：荷載組別301.8554.39178.12216.5674.4145.48故按所設計的基礎底面尺寸合適基礎受沖切承載力驗算 按第一組荷載驗算（因改組荷載產(chǎn)生的基礎底邊凈反力為最大）。此時，；則基礎底邊凈反力為： 柱邊沖切面承載力驗算： 因 則沖切荷載設計值： 沖切投影面積： 抗沖切承載能力：故抗沖切承載力滿足 變階處沖切承載力驗算： 此時沖切破壞面與柱邊破壞邊重合，故可不驗算基礎底邊凈反力計算公式同前：,各組荷載作用下的結果列于下表，以上公式中，及見下圖基礎長邊方向配筋取以上二組荷載中來計算荷載組別1895.21251.328154.5833.85123.73278.2330.771547.91251.328121.86479.0171