单层工业厂房结构设计设计条件1.金加工车间跨度21m ，总长60 m ，柱距6 m 。

2.车间设有2台200/50kN 中级工作制吊车，其轨顶设计标高9 m 。

3.建筑地点：市郊区。

4.车间所在场地：低坪下 m 为填土，填土下4 m 为均匀亚黏土，地基承载力设计值2200/a f kN m ，地下水位 m ，无腐蚀。

基本风压W= m ²，基本雪压S=m ²。

/5.厂房中标准构件选用情况：（1）.屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌浆在）标准值1,4KN/m ²，屋面板上做二毡三油，标准值为20.35/kN m 。

（2）.天沟板采用G410（三）标准图集中的TGB77—1，板重标准值为2.02/kN m 。

（3）.屋架采用G410（三）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA —21，屋架辎重标准值91KN 每榀。

（4）.吊车梁采用G425标准图集中的先发预应力混凝土吊车梁YXDL6—8，吊车梁高1200 m m ，翼缘宽500 m m ，梁腹板宽200 m m ，自重标准值45KN/根，轨道及零件重1/kN m ，轨道及垫层构造要求200 m m 。

（5）材料：A.柱：混凝土C30B.基础.混凝土C30，C.钢筋.Ⅱ级。

结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在1536m 之间，且柱顶标高大于8m ，所以采用钢筋混凝土排架结构。

为了是屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。

选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。

厂房各主要构件选型见下表：表主要承重构件选型表由设计资料可知屋顶标高16m ，轨顶标高为9m ，设室地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图和吊车梁的高度求总高度H 、下柱高度l H 和上柱高度u H 分别为：12.40.512.9H m m m =+=，12.9 3.89.1l H m m m =-=12.99.1 3.8u H m m m =-=根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可查表确定柱截面尺寸：表柱截面尺寸及相应的计算参数结构平面布置图如下荷载计算恒载（1）屋面恒载《两毡三油防水层： 20.35/kN m20mm 厚水泥砂浆找平层： 3220/0.020.40/kN m m kN m ⨯=100mm 厚水泥砾石保温层： 325/0.10.50/kN m m kN m ⨯= 一毡两油隔气层： 20.05/kN m20mm 厚水泥砂浆找平层： 3220/0.020.40/kN m m kN m ⨯= 预应力混凝土屋面板： 21.4/kN m 合计：22222220.35/0.40/0.50/0.05/0.40/ 1.4/ 3.1/kN m kN m kN m kN m kN m kN m kN m+++++=屋架重力荷载为85.2/kN 每榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为："21 1.2(3.1/6212912) 1.2 2.026303.5G kN m m m kN m kN=⨯⨯⨯÷+÷+⨯⨯=（2）吊车梁及轨道重力荷载设计值：3 1.2(4516)61.2G kN kN m kN =⨯+⨯=（3）柱自重重力荷载设计值：A 、B 柱：上柱：44 1.24/ 3.818.24A B G G kN m m kN ==⨯⨯= 下柱：55 1.2 4.69/9.151.21A B G G kN m m kN ==⨯⨯=屋面活荷载屋面活荷载标准值为20.05/kN m ，雪荷载标准值为20.45/kN m ，后者小于前者，所以仅按前者计算。

作用于柱顶的屋面活荷载设计值为： ；21 1.40.5/621244.1Q kN m m m kN =⨯⨯⨯÷=1Q 的作用位置与1G 作用位置相同。

风荷载垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算公式：0k z s z ωβμμω=式中 0ω—基本风压，是以当地比较空旷平坦地面上离地10m 高统计所得的50年一遇10min 平均最大风速为标准确定的风压值；z β—高度z 处的风振系数，对高度小于30m 的单层厂房，取 1.0z β=； s μ—风荷载体型系数，是风吹到厂房表面引起的压力或吸力与理论风压；比值，与厂房的外表体型和尺度有关，可根据建筑体型查得；z μ—风压高度变化系数，根据所在地区的地面粗糙程度类别和所求风压处离地面的高度查得。

00.45/kN m ω=1.0z β=根据厂房各部分标高及B 类地面粗糙查表得： 柱顶（标高12.4m ） 1.067z μ= 檐口（标高14.60m ） 1.129z μ=]屋顶（标高16.00m ） 1.17z μ=可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：22110 1.00.8 1.0670.45/0.384/k z s z kN m kN m ωβμμω==⨯⨯⨯=22220 1.00.5 1.0670.45/0.24/k z s z kN m kN m ωβμμω==⨯⨯⨯=图风荷载体型系数则用于排架计算简图上的风荷载设计值为：211.40.384/6 3.23/q kN m m kN m=⨯⨯=221.40.24/62.02/q kN m m kN m=⨯⨯=1213420[()()]1.4[(0.80.5) 1.1292.2(0.60.5) 1.17 1.4] 1.00.45611.59w q s s z s s z zF h h BmkNγμμμμμμβω=+++=⨯+⨯⨯+-+⨯⨯⨯⨯⨯=^吊车荷载200/50kN吊车的参数为： 5.55B m=， 4.40K m=，75g kN=，200Q kN=，max215pF kN=，min45pF kN=。

根据B及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值，如图所示。

图吊车荷载作用下支坐反力影响线（1）吊车竖向荷载max max 1.4215(10.8080.2670.075)0.9582.44Q p i D F y kNγ==⨯⨯+++⨯=∑min min 1.445(10.8080.2670.075)0.9121.91Q p i D F y kNγ==⨯⨯+++⨯=∑（2）吊车横向水平荷载 》作用于每一个轮子上的吊车荷载水平制动力计算公式：1()4T Q g α=+式中 T —每一个轮子作用在轨道上的横向水平制动力；α—横向水平制动系数；Q —吊车的额定起重量的重力荷载；g —小车的重力荷载。

11()0.1(20075) 6.87544T Q g kN kN kN α=+=⨯⨯+=作用于拍架上的吊车横向的水平荷载设计值计算公式：max i i T T y =∑：式中 i T —第i 个大车轮子的横向水平制动力；max T —吊车梁传给柱的最大横向反力的标准值；i y —影响线数值。

1.4 6.875(10.8080.2670.075)20.69max i i T T y kN kN ==⨯⨯+++=∑排架力计算该厂房为一跨等高排架，可用剪力分配法进行力分析。

其柱的剪力分配系数i η见表2. 3：表柱剪力分配系数恒荷载作用下排架力分析.恒荷载作用下排架的计算简图如图所示，图中的重力荷载G 及力矩M 是根据下图确定：11303.5G G kN == 3551.21A G G kN ==111 303.50.0515.175M G e kN m kN m ==⨯=⋅()()214033303.518.240.2551.210.365.07A A AM G G e G e kN kN m kN m kN m=+-=+⨯-⨯=⋅ 由图所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算式力。

柱顶不动支座反力i R 可根据表所列的相应公式计算。

对于A 柱，0.109n =，0.295λ=，则21311(1)3 2.122121(1)n C nλλ--=⋅=+- 23331 1.132121(1)C nλλ-=⋅=+-）121315.175 2.12265.07 1.1328.21()12.9A M M kN m kN m R C C kN H H m⋅⨯+⋅⨯=+==→ 8.21()B R kN =←柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图2. 5。

荷载作用位置图图2. 5恒载作用下排架力图屋面活荷载作用下排架力分析~AB 跨作用屋面活荷载排架计算简图如图所示。

其中144.1Q kN =，它在柱顶及变阶引起的力矩为：144.10.05 2.205A M kN m kN m =⨯=⋅； 244.10.2511.025A M kN m kN m =⨯=⋅；对于A 柱，1 2.122C =，3 1.032C =，则{图 AB 跨作用屋面活荷载时排架力图1213 2.205 2.12211.025 1.1321.33()12.9A A A M M kN m kN m R C C kN H H m⋅⨯+⋅⨯=+==→1.33()B R kN =-←0A B R R R kN =+=将R 反向作用于排架柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活荷载作用与AB 跨时的柱顶剪力：, A A B B V R V R ==弯矩见弯矩图，剪力图@图 AB 跨作用屋面活荷载时的弯矩图图 AB 跨作用屋面活荷载时的剪力图风荷载作用下排架力分析（1）左吹风时计算简图如图所示。

对于A 柱，0.109n =， 0.295λ=，由表得：图 排架力图如图411313[1(1)]0.32918[1(1)]n C nλλ+-==+- |111 3.23/12.90.32913.71()A R q HC kN m m kN =-=-⨯⨯=-← 211 2.02/12.90.3298.57()B R q HC kN m m kN =-=-⨯⨯=-← 13.718.5711.5933.87()A B W R R R F kN kN kN kN =++=---=-←各柱顶剪力分别为：13.710.533.87 3.225()A A A V R R kN kN kN η=-=-+⨯=← 8.570.533.878.365()B B B V R R kN kN kN η=-=-+⨯=→排架力图如图所示。

*图 左吹风时排架力图如图（2）右吹风时计算简图如图所示。

将图所示A 柱力图对换且改变力符号后可得，如图所示。

图右吹风时的排架力图吊车荷载作用下排架力分析（1）max D 作用在A 柱计算简图如图所示。