建筑结构设计单层混凝土厂房设计题号：09#专业：土木工程姓名：学号：指导老师：混凝土厂房设计一、设计资料与设计内容1.设计资料某金工车间，设计使用年限50年，结构安全等级为二级，地基基础设计等级为丙级，环境类别一类，建筑耐火等级为三级。
不考虑抗震设防。
厂房长度66m，柱距6m,不设天窗。
窗台标高为1.2m,上部窗洞4.8m×1.2m,下部窗洞4.8×3.6m,采用钢窗。
室内外高差为350mm。
屋面采用大型屋面板，卷材防水(两毡三油防水屋面)，为非上人屋面。
厂房所在地的地面粗糙度为B类，基本风压w0=0.7kN/m2，组合值系数ψc=0.6基本雪压S0=0.5kN/m2组合值系数ψc=0.6。
基础持力层为粉土，粘粒含量ρc=0.8，地基承载力特征值f ak=180kN/m2，埋深-2.0m,基底以上土的加权平均重度γm=17kN/m3，基底以下土的重度γ=18kN/m3。
地基基础的设计等级为丙级。
24m单跨，每跨2台32t中级吊车，轨顶标高为9m。
2．设计内容（1）选择厂房(包括厂房平、剖面设计和结构选型)与材料选择；（2）设计排架中柱、吊车梁与排架柱连接处的预埋件；（3）绘制施工图，包括结构平面布置图、厂房剖面布置图、排架中柱的模板图和配筋图等。
二、结构方案设计1.厂房平面设计厂房的平面设计包括确定柱网尺寸、排架柱与定位轴线的关系和设置变形缝。
柱距为6米，横向定位轴线用1,、2...表示，间距取为6米；纵向定位轴线用（A）,(B)表示，间距取等于跨度，即（A）~(B)轴线的间距均为24米。
为了布置抗风柱，端柱离开（内向）横向定位轴线600mm，其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。
(A)~（B）跨的吊车起重量大于20t，（A）列柱出采用非封闭结合，初步取联系尺寸D=150mm。
是否采用非封闭结合以及联系尺寸取多大，需要根据吊车外缘与上柱内缘的净空气尺寸B2确定.B 2=λ-（B1+B3）应满足：其中λ—吊车轨道中心线至柱纵向定位轴线的距离，一般取750mm;B1—吊车中心线至桥身外缘的距离，对于10t,16t,20t和32t吊车（大连起重机厂“85系列”）分别为230mm,260mm,260mm,300mm;B3—是上柱内缘至纵向定位轴线的距离，对于封闭结合等于上柱截面高度，对于非封闭结合等于上柱截面高度减去联系尺寸D。
假定上柱截面高度为400mm，则（A）列柱 B2=750-[300+(400-150)]=200mm>80mm,满足要求对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸能满足要求。
厂房长度66m，小于100m,可不设伸缩缝。
2、构件选型及布置构件选型包括屋面板、天沟板、屋架（含屋盖支撑）、吊车梁、连系梁、基础梁、柱间支撑、抗风柱等。
1）屋面构件（1）屋面板和嵌板屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面板自重）的设计值，查92（03）G410-1。
当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时，需要布置嵌板，嵌板查92（03）G410-2。
荷载：二毡三油防水层 1.2×0.35=0.42KN/m220mm厚水泥砂浆找平层 1.2×0.02×20=0.48KN/m2屋面均布活载（不上人） 1.4×0.5=0.70KN/m2取较大值雪载 1.4×1.0×0.4=0.56KN/m2小计 1.60KN/m2采用预应力混凝土屋面板。
根据容许外加均布荷载设计值1.60KN/m2,查书后附表C.1，中部选用Y-WB-111端部选用Y-WB-111S,其容许外加荷载1.99KN/m2>1.60KN/m2。
板自重1.40KN/m2。
嵌板采用钢筋混凝土板，查表C.2，中部选用KWB-1，端部选用KWB-1S，其容许外加荷载3.35KN/m2>1.60KN/m2,板重1.70KN/m2。
（2）天沟板当面板采用有组织排水时，需要布置天沟。
对于单跨，既可以采用外天沟，也可以采用内天沟；对于多跨，内侧只能采用内天沟。
天沟的型号根据外加均布线荷载设计值查92（03）G410-3。
计算天沟的积水荷载时，按天沟的最大深度确定。
同一型号的天沟板有三种情况：不开洞、开洞和加端壁。
在落水管位置的天沟板需要开洞，分左端开洞和右端开洞，分别用“a”、“b”表示。
厂房端部有断壁的天沟板用“sa”、“sb”表示。
外天沟荷载：焦渣混凝土找坡层 1.2×1.5×0.77=1.39KN/m二毡三油防水层 1.2×0.35×0.77=0.32KN/m20mm厚水泥砂浆找平层 1.2×0.02×20×0.77=0.37KN/m积水荷载 1.4×10×0.13×0.77=1.40KN/m 取较大值屋面均布活载 1.4×0.5×0.77=0.54KN/m小计 3.48KN/m查附表C.3，一般天沟板选用TGB77-1，开洞天沟板选用TGB77-1a或TGB77-1b,端部为TGB77-1Sa或TGB77-1Sb,容许外加荷载4.13KN/m>3.48KN/m,自重2.24KN/m。
同理可求的内天沟板荷载设计值 2.81KN/m,由附表 C.3，一般天沟板选用TGB62-1，开洞天沟板选用TGB62-1a或TGB62-1b，端部为TGB62-1Sa或TGB62-1Sb,容许外加荷载3.16KN/m>2.81KN/m,自重2.06KN/m。
2）屋架及支撑屋架型号根据屋面面荷载设计值、天窗类别、悬挂吊车情况及檐口形状选定。
跨度较小时可采用钢筋混凝土折线型屋架，查95（03）GB314；跨度较大时可采用预应力混凝土折线型屋架，查95(03)G414。
本题不设天窗（类别号为a），查书后附表D1.2，檐口形状为一端外天沟、一端内天沟，查书后附表D.1.1,代号为D。
屋面荷载：屋面板传来的荷载 1.60KN/m屋面板自重 1.2×1.4=1.68KN/m灌缝重 1.2×0.1=0.12KN/m小计 3.40KN/m24m跨采用预应力混凝土屋架，中间选用YWJ18-1Da；两端选用YWJ-18-1Da’。
由书后附表D.1，容许外加荷载3.5 KN/m2>3.28 KN/m2,自重67.6KN。
对于非抗震及抗震设防烈度6、7度，屋盖支撑可按书后附表E布置。
当厂房单元不大于66m时，在屋架端部的垂直支撑用CC-1表示，屋架中部的垂直支撑CC-2表示；当厂房单元不大于66m时，另在柱间支撑处的屋架端部设置垂直支撑CC-3.屋架端部的水平杆用GX-1表示；屋架中部的水平杆系用GX-2表示。
屋架上弦横向水平支撑用SG表示；当吊车起重量较大、有其他振动设备或水平荷载对屋架下玄产生水平力时，需设置下玄横向水平支撑，下玄横向水平支撑用XG表示。
当厂房设置托架时还需布置下玄纵向水平支撑。
本设计不需设纵向水平支撑。
3）吊车梁=L-2λ）以及吊车的荷载吊车梁型号根据吊车的额定起重量、吊车的跨距（Lk状态选定，其中钢筋混凝土吊车梁可查95（03）G323、先张法预应力混凝土吊车梁可查95G425、后张法预应力混凝土吊车梁可查95（03）G426。
=18-2×0.75=16.5m，采对24m跨厂房，吊车起重量为32t，中级载荷状态，Lk用混凝土吊车梁。
查附表1-4，中间跨选用DL-11Z，边跨选用DL-11。
梁高1200mm,自重39.98KN。
4）基础梁基础梁型号根据跨度、墙体高度、有无门窗洞等查93（03）G320。
墙厚240mm，突出于柱外。
由书后附表G.1，纵墙中间选用JL-3，纵墙边跨选用JL-15；山墙6m柱距选用JL-14，山墙4.5m柱距选用JL-23。
5）柱间支撑柱间支撑设置在（6），（7）轴线之间，支撑型号可查表97G336。
首先根据吊车起重量、柱顶标高、牛腿顶标高、吊车梁顶标高、上柱高、屋架跨度等查出排架号，然后根据排架号和基本风压确定支撑型号。
6）抗风柱抗风柱下柱采用工字型截面，上柱采用矩形截面。
抗风柱的布置需考虑基础梁的最大跨度。
24m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为6m。
下图给出了构件平面布置。
3、厂房剖面设计剖面设计的内容是确定厂房的控制标高，包括牛腿顶标高、柱顶标高和圈梁的标高。
牛腿顶标高等于轨顶标高减去吊车梁在支撑处的高度和轨道及垫层高度，必须满足300m的倍数。
吊车轨道及垫层高度可以取0.2m。
为了使牛腿顶标高满足模数要求，轨顶的实际标高将不同于标志标高。
规范容许轨顶实际标高之间有±200mm 的差值。
柱顶标高H=吊车轨顶的实际标高HA +吊车轨顶至桥架顶面的高度HB+空隙HC。
（基本教程图3.1.14）其中，空隙HC 不应小于220mm；吊车轨顶至桥架顶面的高度HB可查95（03）G323。
柱顶标高同样需要满足300mm的倍数。
由工艺要求，轨顶标志高度为9m。
对于24m跨：取柱牛腿顶面高度为7.8m。
吊车梁高度1.2m，吊车轨道及垫层高度0.2m，则轨顶构造高度，HA=7.8+1.2+0.2=9.2m。
构造高度-标志高度=9.2-9.0=0.2m，满足±200mm差值的要求。
查附表1-1，吊车轨顶至桥架顶面的高度HB=2.347m，则H=HA +HB+HC=9.0+2.347+0.22=11.57m。
为满足模数要求，取H=11.1m。
对于有吊车厂房，除在檐口或窗顶设置圈梁外，尚应在吊车梁标高处增设一道，外墙高度大于15m时，还应适当增设。
圈梁与柱的连接一般采用锚拉钢筋2φ10~2φ12。
现在2.4m和10.86m标高处设二道圈梁，分别用QL-1、QL-2表示。
其中柱顶圈梁可代替连系梁。
圈梁截面采用240×240mm,配筋采用4φ12、φ6@200。
圈梁在过梁处地配筋应另行计算。
上图给出了厂房剖面布置。
二、排架内力分析1、计算简图对于没有抽住的单层厂房，计算单元可以取一个柱距，即6m。
排架跨度取厂房的跨度，上柱高度等于柱顶标高减去牛腿顶标高。
下柱高度从牛腿顶算至基础顶面，持力层（基底标高）确定后，还需要预估计出高度。
基础顶面不能超出室外地面，一般低于地面不少于50mm。
对于边柱，由于基础顶面还需要放置预制基础梁，所以排架柱基础顶面一般应低于室外地面500mm。
为了得到排架柱的截面几何特征，需要假定柱子的截面尺寸。
从刚度条件出发，可按《基础教材》表C.1.1选取。
1)确定柱子各段高度基底标高为-2.0m，初步假定基础高度为1.4m；则柱总高度H=11.1-（-2.0）-1.4=11.7m；上柱高度Hu=11.1-7.8=3.3m；下柱高度Hl=11.7-3.3=8.4m。