目录1.设计资料 (1)1.1概况 (1)1.2结构设计资料： (1)1.3建筑设计资料 (1)2.定位轴线 (1)3．结构构件选型 (2)3.1屋面板 (2)3.2天沟板 (5)3.3天窗架 (5)3.4屋架 (5)3.5吊车梁 (6)3.6吊车梁轨道联接 (6)3.7基础梁 (6)4.厂房剖面设计 (7)5.排架结构计算 (8)5.1排架柱截面尺寸选定 (8)5.2排架结构的计算参数 (8)5.3荷载计算 (9)5.4力计算 (13)5.5柱的力组合（A柱） (17)6.排架柱截面设计 (17)6.1材料性能 (17)6.2柱截面配筋设计 (19)6.3柱在排架平面外承载力验算 (20)6.4裂缝宽度验算 (20)6.5.柱牛腿设计 (21)7.基础设计 (23)7.1.荷载计算 (23)7.2.基础底面尺寸的确定 (23)7.3基底配筋计算 (25)8.支撑布置 (26)8.1屋盖支撑布置 (26)8.2柱间支撑布置 (27)9.参考文献 (27)1.设计资料1.1概况某工厂拟建两个焊接车间，根据工艺布置的要求，车间均为单跨单层厂房，跨度分别为24m 和18m ，24m 跨设吊车30/5t 、10t 吊车各一台，18m 跨设吊车20/5t 、10t 吊车各一台，吊车均为中级工作制，轨顶标高不低于10.8m ，厂房设有天窗，建筑平、立、剖面图详图1、图2、图3。

1.2结构设计资料：(1) 自然条件：基本雪压 0.5kN/m 2基本风压 0.35kN/m 2地震设防烈度 该工程位于非地震区，故不需抗震设防。

(2) 地质条件：场地平坦，地面以下0～1.5m 为素填土层，1.5m 以下为粉质粘土层，该土层f ak =300kN/m 2，E s =12Mpa ，场地地下水位较低，可不考虑其对基础的影响。

1.3建筑设计资料屋 面：采用卷材防水屋面，不设保温层；维护墙：采用240厚蒸压粉煤灰砖墙，外墙面为水刷石，墙面为水泥石灰砂浆抹面；门 窗：钢门、钢窗，尺寸参见立面图；地 面：采用150厚C15素混凝土地面，室外高差为300mm 。

2.定位轴线由《混凝土结构（第五版）》附表12可得，轨道中心线至吊车端部距离B 1=300mm ；吊车桥梁至上柱边缘距离B 2≥80mm ，取为80mm ；封闭的纵向定位轴线至上柱边缘B 3=400mm ；于是e=B 1+B 1+B 3=780mm>750mm ，故采用非封闭式定位轴线。

取B 32=150mm ，于是B 31=250mm ，此时，e=B 1+B 2+B 21=630mm<750mm ，满足条件。

3．结构构件选型3.1屋面板屋面板永久荷载标准值三毡四油防水层 0.40 kN/m2 20mm水泥砂浆找平层 0.02×20kN/m=0.40kN/m2小计 0.80 kN/m2屋面可变荷载标准值屋面均布荷载（不上人屋面） 0.50 kN/m2雪荷载标准值 0.50kN/m2屋面可变荷载标准值 max(0.5 kN/m2,0.5 kN/m2)=0.5kN/m2外加荷载组合设计值 q=1.35×0.8+1.4×0.5=1.78kN/m2根据全国通用标准图集04G410-1，选用1.5m×6m预应力屋面板型号如下：中间跨：YWB-2Ⅱ；端部跨：YWB-2ⅡS。

允许外加均布荷载：2.50 kN/m2>1.78 kN/m2 (满足要求)由04G410-1可知，板自重标准值 1.4 kN/m2灌缝自重标准值 0.1 kN/m2屋面板自重标准值 =1.5kN/m23.2天沟板单跨单层厂房屋面采用外天沟有组织排水。

根据全国通用标准图集04G415-1屋架上弦预埋件图，可取天沟板宽度770mm。

天沟板永久荷载标准值：素混凝土找坡层 0.035×24=0.84 kN/m2水泥砂浆找平层（20mm厚） 0.02×20=0.40 kN/m2三毡四油卷材防水层 0.40 kN/m2积水荷载标准值（按230mm计算） 2.30 kN/m2卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分，按天沟平均宽b(b=天沟宽度-190mm)的2.5倍计算。

因此，外加均布荷载设计值：q=1.35×(0.77-0.19) ×(0.84+0.4+2.5×0.40+2.30)=3.56kN/m由04G410-2可知，其q小于TGB77允许外加均布荷载4.26kN/m（满足要求）。

选用天沟板型号如下：TGB77(中间跨)；TGB77a（中间跨右端有开洞）；TGB77b(中间跨左端有开洞)；TGB77Sa(端跨右端有开洞)；TGBSb（端跨左端有开洞）。

由04G410-2可知，天沟板自重标准值：2.24 kN/m3.3天窗架选用门型钢筋混凝土天窗架GJ9-03，自重标准值72kN/榀；天窗架端壁选用DB9-3，自重标准值为72kN/榀。

3.4屋架三毡四油防水层 0.40 kN/m2 20mm水泥砂浆找平层 0.02×20=0.40 kN/m2屋面板自重标准值（含灌缝） 1.5 kN/m2小计 2.3 kN/m2屋面板可变荷载标准值 0.5 kN/m2屋架荷载设计值组合1 q=1.2×2.3+1.4×0.5=3.46 kN/m2组合2 q=1.35×2.3+1.4×0.5×0.7=3.60 kN/m2根据全国通用标准图集04G415-1，预应力钢筋混凝土折线形屋架（跨度24m）选用型号YWJ24-1Bc。

允许屋面荷载4.0 kN/m2>3.6 kN/m2 (满足要求)。

每榀屋架自重标准值112.75 kN/m2。

3.5吊车梁根据设计资料，本厂房设置两台双钩桥式吊车，中级工作制（A4,A5），额定起重量30/5t和10t。

本设计采用30/5t,L=22.5m，根据全国通用标准图集04G325-2k选用型号：DL-10Z(中间跨)，自重标准值39.5kNDL-10B(端跨)，自重标准值40.8kN吊车梁高h=1200mm。

经验算，中级工作制吊车梁选用DL-10的承载力、疲劳、裂缝均满足要求。

3.6吊车梁轨道联接根据吊车梁上螺栓孔间距A=280mm和吊车的工作制级别（中级工作制）、额定起=22.5m），根据全国通用标准图集04G325选用型号：重量（30/5t）和跨度（LkDGL-13，各种材料用量如下：钢材钢轨 0.3873 kN/m 联接体 0.0855 kN/m 复合橡胶垫板 0.00437 kN/m 混凝土找平层 0.023×20=0.460 kN/m 吊车梁联接的线重( ) 0.934 kN/m 吊车梁轨道联结高度h=200mm3.7基础梁中跨240mm厚墙突出于柱外，有窗、墙高5.5-18m，根据全国通用标准图集04G320，钢筋混凝土基础梁选用型号：JL-3(中跨)，自重标准值16.1kN。

边跨有窗、墙高4.6-18m，根据全国通用标准图集04G320，钢筋混凝土基础梁选用型号：JL-17(边跨)，自重标准值13.1kN。

构件选型汇总于表2.1表2.1 构件选型一览表4.厂房剖面设计剖面设计是确定厂房的控制标高，包括牛腿标高、柱顶标高等。

3.1柱控制标高由于工艺要求，轨顶标高为8.0m，根据吊车起重量查（ZQ1-62）轨顶至吊车顶距离H=2.6m。

柱顶标高=轨顶标高+H+吊车顶端与柱顶的净空尺寸=8.0+2.6+0.22=10.82m牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨道联结高度=8.0-1.2-0.2=6.6m由设计资料可知，基础顶面可取至天然地面以下 1.0m，故基础顶面至±0.000高度为1.3m。

柱全高（从基础顶面至柱顶）H=柱顶标高+基础顶面至±0.000高度=10.82+1.3=12.12m=10.82-6.6=4.22m上柱高度Hu下柱高度H=12.12-4.22=7.9ml图3.1给出了厂房的剖面图。

5.排架结构计算5.1排架柱截面尺寸选定下段柱截面高度，根据吊车起重量级、基础顶面至吊车梁顶高度Hk，由《混凝土结构（第五版）》表12-2可知，当Q=30t时，h≥Hl/12=7900/12=658mm，取900mm下段柱截面宽度根据基础顶面至吊车梁底的高度Hl确定,b≥Hl/20=7900/20=395mm,取400mm综上可知，上柱截面：b×h=400mm×400mm(图4.1a)下柱截面：bf ×h×b×hf=400mm×900mm×100mm×150mm(图4.1b)5.2排架结构的计算参数⑴计算简图为简化计算，假定排架柱上端与屋架铰接、下端与基础顶面固结；屋架两端处柱的水平位移相等；忽略排架和排架之间的相互联系，即不考虑排架的空间作用。

排架结构的计算简图见图4.2。

⑵计算参数 上柱截面面积 A u =0.4×0.4=0.16m 2惯性矩 I u =bh 3/12=400×4003/12=2.13×109mm 4下柱截面面积 A=[]0.40.9(0.550.6)/20.1520.1875⨯-+⨯⨯=m 2惯性矩 []339400900/12300(550600)/2/1219.54710l I =⨯-⨯+=⨯mm 4 翼缘厚度按平均值：0333113025/2150162.5/ 4.22/12.120.348/ 2.13/19.5470.109332.2311(1/1)10.348(1/0.1091)2.2910/f u u l i i uh mmH H n I I C n H H EC EI λλδ-=+==========+-+-==⨯5.3荷载计算排架的荷载包括永久荷载、屋面可变荷载、吊车荷载和风荷载。

⑴永久荷载 永久荷载包括屋盖自重、上段柱自重、下段柱自重、吊车梁自重和轨道联结自重。

①屋盖自重标准值三毡四油防水层 0.40 kN/m 2 20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.40 kN/m 2预应力大型屋面板及灌缝 1.5 kN/m 2 天沟板自重 2.24 kN/m 天沟找平层及防水层 2.64 kN/m 屋架自重 112.75 kN/榀 作用于每端柱顶的屋盖结构自重标准值：G 1k =(0.40+0.40+1.50) ×24.0×6/2+112.75/2+2.64×6+2.24×6=251.26kN 对上柱截面形心外侧偏心距e 1=50mm(所选屋架的实际跨度为23700mm) 上柱截面与下柱截面形心偏心距e 2=900/2-400/2=250mmM 1k = G 1k e 1=251.26×0.05=12.56kN ⋅m(侧受拉) M ’1k = G 1k e 2=251.26×0.25=62.82kN ⋅m(侧受拉)②柱自重 上柱自重标准值G 2k =(A u H u )γ钢筋混凝土=0.16×4.22×25=16.88kNM ’2k = G 2k e 2=16.88×0.25=4.22kN ⋅m(侧受拉)下柱自重标准值G 4k =(A l H l )γ钢筋混凝土=0.1875×7.9×25=37.03kN ③吊车梁及轨道联结自重G 3k =39.5+0.934×6=45.10kN 对下柱截面形心的偏心距e 3=750-900/2=300mmM ’3k = G 3k e 3=45.10×0.3=13.53kN ⋅m(外侧受拉) 所以，下柱上截面处弯矩：M 2k = M ’1k + M ’2k - M ’3k =62.82+4.22-13.53=53.51kN ⋅m （侧受拉） 永久荷载作用下排架的计算简图如图4.3所示。