温州单层工业厂房设计

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1  结构构件选型及柱截面尺寸确定
因该厂房跨度在15~36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用装配式钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。同时选用钢筋混凝土吊车梁。厂房各主要构件选型见表1.1。

表1.1  主要承重构件选型表
构件名称 标准图集及选型 重力荷载标准值
屋面板 G410  预应力大型混凝土屋面板 1.4 kN/m2
天沟板 G410  TGB77-1天沟板 1.91 kN/m2
吊车梁 G323  钢筋混凝土吊车梁 39.5kN/根（轨道及零件0.8 kN/m）
屋架 G415  预应力混凝土折线形屋架 60.5 kN/榀（屋盖支撑0.05 kN/m2）

 
图1.1  厂房剖面图

由图1.1可知柱顶标高为11.7m，牛腿顶面标高为7.8m；设室内地面至基础顶面的距离为0.7m，则计算简图中柱的总高H、下柱高度Hl和上柱高度Hu分别为：
 
根据柱的高度、吊车起重机及工作级别等条件，可参考资料确定柱截面尺寸，见表1.2。
表1.2  柱截面尺寸及相应的计算参数
计算参数 截面尺寸/mm 面积/mm2 惯性矩/mm4 自重/(kN/m)
边柱 上柱 矩400×400 1.6×105 21.3×108 4
 下柱 І400×900×

www.gong66.com100×150 1.875×105 195.38×108 4.69

本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1.2和图1.3所示。

 
图1.2 计算单元图
 
图1.3 计算简图
2  荷载计算
2.1恒荷计算
2.1.1屋盖恒荷
二毡三油防水层上铺小豆石                                     0.35kN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层                                       0.4kN/m2
100厚加气混凝土保温层                 &n

www.gong66.combsp;                     0.6kN/m2
冷底子油一道、热沥青二道                                    0.05kN/m2
预应力混凝土板                                              1.4kN/m2
屋架支撑                      &

www.gong66.comnbsp;                             0.05kN/m2
合计                                                        2.85kN/m2
屋架重力荷载为60.5 kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：
 =1.2 （2.85 6 18/2+60.5/2）=220.98kN
2.1.2吊车梁及轨道重力荷载设计值
 =1.2  （39.5+6 0.8）=53.16kN
2.1.3柱自重重力荷载设计值
2个边柱
上柱 =1.2 4 3.9=18.72kN
下柱 =1.2 4.69 8.5=47.84kN
各项恒载作用位置如图2.1所示。

 
图2.1&

www.gong66.comnbsp; 荷载作用位置图
   
2.2屋面活荷载计算
由《荷载规范》查得，屋面活荷载的标准值为0.5 kN/m2，雪荷载的标准值为0.25 kN/m2。后者小，故我们按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：
 =1.4 0.5 6 18/2=37.8kN
Q1的作用位置与G1作用位置相同，如图2.1所示。
2.3风荷载计算
    由《荷载规范》查得，温州地区基本风压w0=0.65kPa。由于本设计的厂房高度小于30m，且高宽比小于1.5取 =1，因此取风压高度系数按B类地面取值如下：
柱顶（标高11.7m）          =1.05
檐口（标高14m）            =1.11
屋顶（标高15m）            =1.14
 取值如图2.2所示，故风荷载标准值为:
 =0.8 1.05 0.65kPa=0.546kN/m2（迎风面）
   =0.5 1.05 0.65kPa=0.341kN/m2（背风面）
作用于排架上的风荷载的设计值为:
 =1.4 0.546 6 =4.59 kN/m
           &nb

www.gong66.comsp;   =1.4 0.341 6 =2.86 kN/m
   
      =1.4  [（0.8+0.5） 1.11  2.3+（-0.6+0.5） 1.14  1]  1 0.65 6 =17.5 kN
排架计算简图见图2.2所示。

 
图2.2  排架计算简图

2.4吊车荷载计算
本厂房选用的吊车主要参数如下：
200/50kN吊车工作级别为A4、A5级， B=5.65m，K=4.40m， =195kN， =30 kN，g=75 kN，Q=200 kN。根据B及K，可得到吊车梁的支座反力影响线如图2.3所示。
2.4.1吊车竖向荷载
吊车竖向荷载设计值为：
 = =1.4 195 （1+0.791+0.267+0.057）=577.40kN
             1.4 30 2.115 =88.83 kN
2.4.2吊车横向水平荷载
作用在每一个轮上的吊车横向水平荷载标准值为：
                 =1/4 0.1 （200+75）=6.875kN
于是作用在排架柱上的吊车水平荷载分别为：
 =1.4  6.875  2.115=20.36 kN
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图2.3吊车荷载奏乐下支座反力影响线

3  排架内力分析
该厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行内力分析。其中柱的剪力分配系数 计算结果见表2.1。

表2.1剪力分配系数表
柱别   /     /
 
 
 

边柱  0.109   0.315
 =2.39
 
 

3.1恒载作用下的内力分析
边柱                = 220.98kN
 =220.98  0.05 =11.05 kN.m 
 =53.16+18.72=71.88kN
 
 =47.84kN
    由于图3.1（a）所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱按柱顶不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力Ri可根据参考表相应公式计算。对于边柱， 0.109   0.315。则
 =2.16
 =1.08
 =2.16 11.05/12.4=1.92 kN（ ）
             =1.08  4

www.gong66.com3.977/12.4 =3.83 kN（ ）
             = =（1.92+3.83）kN=5.75kN（ ）

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