双跨等高工业厂房结构设计Word格式.docx

双跨等高工业厂房结构设计Word格式.docx

《双跨等高工业厂房结构设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双跨等高工业厂房结构设计Word格式.docx（74页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

具体计算如下：

半跨屋架上弦坡面总长=，10.521.4210.593m

当排放6块屋面板和一块890mm嵌板时，则有：

12.005-0.89-1.49X6=0.763m

所以，根据图集选用一块宽为760mm的天沟板，见表1,其布置如附图中所示。

该厂房一侧设4根落水管，天沟板内坡度为5%o。

垫层最薄处20mm厚，最厚处为80mm，如图2-22所示。

按最厚处的一块天沟板（80mm）计算其所受的外荷载标准值。

注意天沟板的开洞位置。

表1结构构件的选型表

构件名称

标准图集

选用型号

外加荷载

允许荷载

构件自

重

屋面板

G410

（一）1.5mX6.0m预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水）

YWB-2

（中间跨）

YWB-2s

（端跨）

二毡三油防水层

0.35

20伽水泥砂浆找平层

20X0.02=0.40

100伽厚水泥蛭石保温层

5X

0.1=0.50

一毡二油隔汽层

0.05

0.40

恒载刀1.70

kN/tf

屋面活荷载0.70

雪载0.25

活载取屋面活载与雪载的

最大值0.50

刀2.40kN/tf

2.46kN

/tf

板自重

1.30kN

灌缝重

0.1kN/

tf

嵌板

G410

（一）0.9mX6.0m预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水嵌板、檐口板）

KWB-1（中间

跨）

KWB-1s（端跨）

同上

2.50kN

1.93kN

天

沟

板

G410

（一）0.8m

x6.0m预应力钢筋混凝土屋面板

（卷材防水天沟板）

TGB68-1（中间跨）

TGB68-1（中间跨右端开洞）

TGB68-1b（中间跨左端开洞）

TGB68-1sa（端跨右端开洞）

TGB68-1sb（端跨右端开洞）

积水深为230mm（与高肋齐）

10X0.23X0.46=1.06

0.35X0.9=0.32

20mm水泥砂浆找平层

20X0.02X0.09=0.36

80mm厚水泥蛭石保温层

5X0.08X0.5=0.20

一毡二油隔气层

0.05X1.18=0.06

20X0.02X1.18=0.47

刀2.47kN/tf

3.05kN/tf

2.02kN/tf

续表

屋架

G415（三）预应力混凝土折线形屋架（跨度

24m）

YWJA-24-1a

YWJA-18-1a

屋面板以上恒载1.70

活载

0.5kN/tf

屋架以上何载

2.2kN/tf

3.5kN/

86/55.5kN/榀支撑0.25kN

吊车梁

G323

（二）钢

筋混凝土吊车

梁（中轻级工作制）

DLZ-6（中间跨）

DAZ-6B（边跨）

26.6kN

/根

基础梁

G320钢筋混凝土基础梁

JL（中间跨）

JL-18（边跨）

16.7kN

/根（中间跨）

15.1kN

/根（边跨）

轨道

联接

G-325吊车

轨道联接

DGL-13

P=1.27X185=234.95kN

P=1.27X165=209.55kN

最大设

计轮压p（t）＜

370kN

0.8kN/

m

3）屋架。

屋架选用应根据厂房使用要求、跨度大小、屋面荷载的大小、

有无天窗及天窗类别、檐口类别等进行选用。

本实例采用全国通用工业厂房结构构件标准图集G415（三）预应力钢筋混凝土折线屋架（跨度24/18m），见表1

4）屋盖支撑。

⑴不设置屋架上弦水平支撑。

屋架上弦横向水平支撑作用是在屋架上弦平面内形成刚性框，增强屋架的整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳定，同时将抗风柱传来的风荷载传递到（纵向）排架柱顶。

但由于采用大型屋面板，每块屋面板与屋架的连结不少于三个焊接点，并沿板缝灌注C15细石混凝土

保证了屋面刚度，因此屋面上弦不宜设置上弦横向水平支撑。

⑵不设置屋架下弦支撑。

由于本设计中，厂房的吊车吨位（133t）不大，无

震动类设备对屋架下弦产生的水平作用力，故无需设置下弦横向水平支撑和下弦纵向支撑。

⑶垂直支撑和水平系杆。

垂直支撑作用是保证屋架承受荷载后在平面外的稳定并传递纵向水平力，在跨端布置垂直支撑CC-1,跨中布置垂直支撑CC-3如图2所示。

下弦水平系杆课防止吊车或其他水平震动时（纵向）屋架下弦发生颤动，一

般情况下应在未设置支撑的屋架间相应于垂直支撑平面的屋架下弦节点处设置通长水平系杆。

如附图屋架端部用HG-2,屋架中部（跨中）用HG-1。

丨計丨L/X7\l

图2屋盖支撑布置图

（2）梁柱结构布置。

1）排架柱尺寸的选定。

a）柱高。

轨顶标高为+9.600m,吊车为15/3t，工作级别为A5级。

当厂房跨度为24m时可以求得吊车的跨度为Lk=24-0.75X2=22.5m,当厂房跨度为18m时可以求得吊车的跨度为Lk=18-0.75X2=16.5m,查附表2-1求得吊车轨顶以

上高度（吊车轨顶至小车顶面的距离）为2.152.05m,根据选定吊车梁的高度=i.200m,轨道顶面至吊车梁地面的距离（轨顶垫高）。

牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶标高=9.600-1.200-0.200=8.200m

牛腿顶面标高应满足建筑模数（3M）要求，取为8.400m。

考虑到吊车行驶所需空隙尺寸hk200mm，柱顶标高按下式计算:

柱顶标咼=牛腿顶面标咼+吊车梁咼度+轨顶标咼+吊车咼度+hk

=8.40+1.20+0.20+2.15+0.20=12.15m

所以，柱顶（或屋架下弦底面）标高取为12.30m（满足3M模数要求）。

设室内地面至基础顶面的距离为0.7m，则计算简图中中柱的总高度H,下柱

高度Hl和上柱高度Hu分别为

H12.30.713.0

Hl8.40.79.1m

HuHl13.09.13.9m

实际轨顶标高=8.40+1.20+0.20=9.80m与9.60m相差0.200m,满足的土0.200m的要求。

b）柱截面尺寸。

根据柱的高度、吊车起吊重量级工作级别等条件，可查附表确定柱截面尺寸为

A（C轴

下柱：

I形

上柱：

矩形

bfhbhf

bfh

bhf

KHi9100

b-414mm

2222

uH-9100

h-758mm

1212

bh400mm400mm

400mm900mm100mm150mm

bh400mm600mm

400mm1000mm100mm150mm

c）牛腿尺寸初选。

由牛腿几何尺寸的构造规定，45。

也£

，且

h1200mm，故取45,h500mm。

g100mm，如图3所示。

牛腿截面尺寸

A（C轴柱:

c750

b

2C1

900

750

150

100

100mm

h500100

600mm

B轴柱：

2q

500

500mm

2）柱间支撑。

可在该厂房中部7:

8轴线间设置上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。

（3）吊车梁。

吊车梁除了要满足承载力、抗裂度和刚度的要求外，还要满足疲劳强度的要求。

首先应根据工艺要求和吊车的特点，结合当地的施工技术条件和材料供应情况，选用合理吊车梁形式。

采用G323

（二）钢筋混凝土吊车梁（中、轻级工作制），再根据吊车的起重量、吊车的台数、吊车的跨度、工作级别等因素

选用吊车梁型号，见表1。

（4）吊车轨道联结件。

根据工业厂房结构构件标准图集G-325吊车轨道联

结查得软钩吊车最大设计轮压P1.27Pmax以及吊车工作级别、起重量、吊车梁上螺栓孔间距，选用见表1。

（5）基础平面布置。

1）基础编号。

首先区分排架类型，分标准排架、端部排架、伸缩缝处排架等，然后对各类排架和边柱的基础分别编号，还有抗风柱的基础也需编号（见附图基础、基础梁、吊车梁布置图）。

2）基础梁。

基础梁通常采用预制构件，按全国通用工业厂房结构构件标准图集G320钢筋混凝土基础梁选取。

本设计中跨选用JL-3边跨选用JL-18见表1。

2•排架结构计算

（1）计算简图及柱的计算参数。

1）计算单元及计算简图。

通过相邻横向柱距的中心线取出有代表性的一榀排架作为整个结构的横向平面排架计算单元，如图4（a）所示。

取中间跨（7）轴线排架为计算单元进行计算，其计算简图如图4（b）所示。

；

-

'

--LJ

CO

图4

计算单元和计算简图

二毡三油上铺小石子防水层

0.35kN/m2

20mm厚1:

3水泥砂浆找平层

200.020.40kN/m2

2）柱的计算参数。

由柱的截面尺寸，可以求得柱的计算参数，见表2。

表2柱的计算参数

计算参数柱号、\

截面尺寸/mm

面积/mm

惯性矩mm4

自重/

1

kNm

A,C

上柱

矩形400400

1.6105

21.3108

4.0

下柱

I形400900100150

5

1.87510

8

195.3810

4.69

B

上柱

矩形400600

2.4105

72108

6.0

下柱

I形4001000100150

1.975105

256.34108

4.94

（2）荷载计算。

1）恒载。

I）屋盖恒载。

100mm厚水泥蛭石保温层

2

50.10.50kN/m

0.05kN/m

预应力混凝土屋面板（包括灌缝）

1.40kN/m2

屋盖支撑

0.5kN/m2

24m:

g3.66

2486

302.2kN

G3.66

1855.5

222.15kN

18m:

ii）柱自重标准值。

A,C轴上柱：

G2a

G2Cgk

Hu

4.03.915.6kN

3.6kN/m

屋架重力荷载为86（55.5）kN/榀，则作用与柱顶的屋盖结构自重标准值为:

G3AG3c4.699.142.68kN

B轴上柱：

G2B6.03.923.4kN

G3B4.949.144.95kN

iii）吊车梁及轨道自重标准值。

A,B轴上柱：

G4AG4B26.60.8631.4kN

各项恒载作用位置如图5所示。

2）屋面活荷载。

由《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）查得不上人屋面均布活荷载标准值为0.7kN/m2。

因屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载。

作用于柱顶的屋面活荷载标准值为

24

24m：

Q0.7650.4kN

18m：

Q1

0.7637.8kN

Q1的作用位置与G作用位置相同，如图5所示

3）吊车荷载。

由附表2-1查得吊车计算参数列于表2-13,并进行单位换算

表3车计算参数

跨度

/m

起重量

Q/kN

L"

最大轮

压

Pnax/k

N

最小轮

Pmin/k

轮距

K/m

吊车宽

B/m

吊车重

G/kN

小车重

g/KN

150/30

22.5

185

50

4.4

5.55

321

69

18

16.5

165

35

5.65

250

根据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线中各轮距对应点竖向坐标值，如

图6所示，由此可求的吊车作用于柱上的吊车荷载。

i）吊车竖向荷载。

Dmax,kPmax,k°

・9185（10.8080.2670.075）357.98kN

Dmin,kPmin,k%0.950（10.8080.2670.075）96.75kN

Dmax,kPmax,ky0.9165（10.7920.2670.058）314.37kN

Dmin,k巳in,ky0.935（10.7920.2670.058）66.69kN

ii）吊车横向水平荷载。

当吊车额定起重量15tQ50t时，0.10。

则一个大车轮子传递的吊车横向水平荷载标准值

Tmax,kTkyi（gQ）yi

4

-0.10.9（15069）（10.8080.2670.075）

10.6kN

图6吊车荷载作用下支座反力影响线

4）风荷载。

由设计任务书可知，该地区基本风压为W00.3kN/m2，地面粗糙

度为B类，查附表可得风压高度变化系数z如下：

柱顶（标高=12.30m）:

z=1.604；

檐口（标高=1.002.431.51.83.014.5m）:

z=1.126;

屋顶标高=柱顶标高+屋架高度+屋面厚度（包括屋面做法）

12.303.4[（0.020.10.020.12）0.24]16.200m...（24m）...z1.153

12.302.8[（0.020.10.020.12）0.24]15.600m...（18m）....z1.163

屋顶（标高=16.200（15.600）m）

风荷载体型系数s如图2-28所示。

风荷载标准值为

图7风荷载体型系数及排架计算简图

WikzsiWo1.00.81.0640.30.255kN/m

W2kzs2zWo1.00.41.0640.30.128kN/m2

则作用于排架上的风荷载标准值为

q10.2556.01.53kN/m

q20.1286.00.77kN/m2

h14.512.32.2m,hfe16.2（15.6）14.51.7（1.1）m

Fw[（s1S2）zh（S3S4）zh2]zWoB

[（0.80.4）1.1262.2（0.60.5）1.163（1.153）1.4]1.00.36.05.04kN

（3）内力分析。

1）剪力分配系数i。

该厂房为两跨等高排架，其柱顶位移系数C。

和柱的剪力

分配系数i的计算结果见表4

表4柱的剪力分配系数

C0

3

柱别

Iun—

I1

13（丄1）

n

i

H3

i」

H

C0EC11

i1i

A、C柱

n=0.109

3.9/130.30

2.458

103

0.20810H/Ec

AC0.286

B柱

n0.281

0.300

Co2.806

0.13910H/Ec

B0.428

注:

A

C

2）恒荷载作用下排架内力分析。

恒荷载作用下的计算简图如图8（a）所示,图中重力荷载G以及力矩M由图5确定。

GG1A302.2kN（Gc222.15kN）

G1B2Gi524.35kN

MiaGeiA302.20.0515.11kNgm（Mic11.11kNgm）

M2aGe2A302.20.2575.55kNgm（M2c55.55kNgm）

图8恒荷载作用下排架内力图

a）计算简图；

b）M图（kN.m），V（KN）;

C）N图（kN）

C1

1.5

2（1$

3d1）

21

10.302

（1）

0.109

10.30311

0.109

2.133

C3

11）

10.302

10.303

（1）

0.1091

1.118

M115.11（11.11）

R1G—2.1332.479（1.823）kN

H13.0

R2C3吐1.11875.55（55.55）6.497（4.777）kN

Ra

R1R,2.4796.4978.98kN（）

RC6.6kN（）

RB2.38kN（）

A,C柱：

n0.109,0.30，由附图2-11-2和附图2-11-3公式得:

在Ra与M1，M2共同作用下，画出排架的弯矩图，柱底剪力图以及轴力图如图8

（b）,（c）所示。

3）屋面活荷载作用下排架内力分析。

i）AB跨作用有屋面活荷载，排架计算简图如图9a所示，屋架传至柱顶的集

中荷载Q136KN，它在A,B柱柱顶及变阶处引起的弯矩分别为：

M1A

Q1eiA

50.4

2.52kN

m（M1C

1.89kNm）

M2A

Q1e2A

0.25

12.6kN

9.45kNm）

M1Bl

Q1eiB

0.15

7.56kN

m（M1Br

5.67kNm）

计算不动铰支座反力。

M1B

G1.00kN（）[RBr0.75kN]

A柱：

由附图2-11-2和附图2-11-3公式的G2.143G1.104，则

Ra皿GM1AC31.50kN[RC1.12kN（）]

HH

B柱:

n0.281,0.30，则由附图2-11-2公式得

则排架柱顶不动铰支座总反力

RRARB2.5kN（）

将R反方向作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力

0.286,b0.428

VA

RA

AR0.78kN（）[0.59kN]

Vb

Rb

bR0.730.431.810.08kN（

）[0.05kN]

Vc

Rc

cR00.2851.810.72kN（

）[0.53kN]

排架各柱的弯矩图，轴力图如图9（b），（c）所示

AB跨在屋面活荷载作用下排架内力图

图9

b）M图（kN.m），V（KN）;

II）BC跨作用有屋面活荷载，如图10所示

®

®

@®

©

・wSCwZ*-'

7X.L

图10BC跨在屋面活荷载作用下排架内力图

a）计算简图;

4）柱及吊车梁自重作用下柱的内力分析（未形成排架）。

由于在安装柱子时尚未吊装屋架，此时柱顶之间无联系，则按悬臂柱分析柱内力，计算简图如图11（a）

所示。

A柱：

M2A

G2Ae2A15.60.253.90KN.m

G3A42.68kN

G4A31.4kN

M4AG4Ae4A9.42kNmB柱：

G2B23.40kN

G3B44.95kN

G4B31.4262.8kN排架各柱的弯矩图，轴力图如图11（b）,（c）所示。

图11柱及吊车梁自重作用下排架内力图

5）吊车荷载作用下排架内力分析（不考虑厂房整体空间作用）