装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房设计实例2005.11目录一、设计资料………………………………………………..二、建筑设计……………………..………………………..三、结构构件选型…………………………………………四、计算模型……………………………………………….五、荷载计算………………………………………………六、内力计算………………………………………………….七、柱的内力组合……………………………………………………八、排架柱设计………………………………………………..九、基础设计…………………………………………………….十、结构施工图……………………………………………………一、设计资料1、工程地点:××市郊区。
2、主要工艺参数(1)双跨24m+24m,等高,柱距6m(不抽柱),厂房纵向总长度66m。
(2)每跨各设两台桥式双钩吊车, 中级工作制A5,20/5t,轨顶标高10.000m,无悬挂吊车。
(3)室内外高差150mm。
(4)山墙设4.2 m宽钢木推拉门。
3、屋面做法与屋盖结构Ⅲ级防水:4厚SBS改性沥清防水卷材,40厚加筋细石混凝土;外天沟有组织排水;不设保温层。
不设天窗;屋面板底不抹灰,刷白色涂料。
不上人,无积灰荷载。
选用预应力混凝土折线形屋架,1.5×6.0m预应力混凝土屋面板。
4、围护砖墙(柱外侧):240mm厚,加气混凝土砌块;外墙,12厚1:3水泥砂浆打底,8厚1:2.5水泥砂浆粉面;内墙,15厚1:3水泥砂浆打底,10厚1:2水泥砂浆粉面;均浅色涂料饰面。
5、不考虑抗震设防,基本风压0.45kN/m2,基本雪压0.25kN/m26、工程地质厂区地形平坦。
土层分布:(1)素填土,地表下1.20~1.50m厚,稍密, 软塑,γ=17.5kN/m3;(2)灰色粘土层,10~12m厚,层位稳定,呈可塑-硬塑,可作持力层,f a=180kN/m2,γ=19.2kN/m3;地下水位在自然地面以下3.5m。
二、建筑设计1、建筑平面设计建筑纵向总长度66m<100m,可不设缝。
窗、门布置按建筑要求和立、剖面设计统一考虑。
2、建筑剖面设计按照结构设计提供的柱、屋架和基础梁选型的尺寸和要求,并满足建筑采光、通风及立面美观等要求。
纵墙在墙顶(檐口)、柱顶等处设四道圈梁,有三道兼作过梁。
纵墙设置符合基础梁的要求:墙高≤15m;窗宽3.6m在3.0~4.2m内;窗洞迭加高度2×3.3+2.0=8.6m≯8.6m;窗间墙均=1.2m。
(1)荷载计算4厚SBS改性沥清防水卷材和保护层0.10 kN/m240厚加筋细石混凝土0.04×25=1.00 kN/m2不上人屋面活荷载0.50 kN/m2(2)均布荷载组合设计值1.2×(1.00+0.10)+1.4×0.50=2.02 kN/m2(3)屋面板选型查图集号92G410(一),荷载等级2级,冷拉Ⅱ级钢筋,允许荷载:[q]=3.10>2.02 kN/m2。
厂房中部屋面板选用Y-WB-2Ⅱ,厂房端部屋面板选用Y-WB-2Ⅱs。
屋面板自重1.4 kN/㎡,灌缝重0.1 kN/㎡。
查95G415㈢p.24,每榀屋架布置16块屋面板。
2、钢筋混凝土天沟板屋面排水方式采用外天沟,无抗震设防要求,取天沟宽度770mm. (1)荷载计算4厚SBS 改性沥清防水卷材和保护层 0.10 kN/m 2 40厚加筋细石混凝土 0.065×25=1.625 kN/m 2 积水荷载按230mm 高计: 2.30 kN/m 2(注:天沟内找坡层厚度按最厚处和中间处的平均值计算。
40厚加筋细石混凝土找坡层按12m 排水坡5‰坡度,最低处厚度20mm ,考虑6m 天沟最大找坡层按(80+50)/2=65mm 厚度计算,加筋细石混凝土自重密度取25 kN/m 3,平均厚度取0.065m ,如下图所示:)卷材防水层考虑高、低肋覆盖部分,按天沟平均内宽b 的2.5倍计算,b =天沟宽度-190mm =770-190=580mm (2)天沟板外荷载组合设计值[1.2×(1.625+0.10×2.5)+1.4×2.30]×0.58=3.17 kN/m(3)天沟板选型查图集号92G410(三),荷载等级1级,允许荷载:[q ]=4.13>3.17 kN/m 。
中部天沟板选用TGB77-1,开洞天沟板选用TGB77-1a 、1b ,端部天沟板选用TGB77-1sa 、1sb 。
天沟板自重2.24kN/m 。
3、24m 预应力混凝土折线形屋架及支撑(1)荷载计算4厚SBS 改性沥清防水卷材和保 0.10 kN/m 2 40厚加筋细石混凝土 0.04×25=1.00 kN/m 2 屋面板自重及灌缝 1.40+0.10=1.50 kN/m 2 屋架支撑: 0.05 kN/m 2 恒载标准值: 2.65 kN/m 2 不上人屋面活荷载标准值: 0.50 kN/m 2 (2)屋面荷载设计值: q =1.2×2.65+1.4×0.5=3.88 kN/m 2 (3)屋架选型查图集号95G415(三) p.4表3,无天窗、无悬挂吊车,荷载等级2级,[q ]=4.00>3.88 kN/m 。
得屋架承载能力等级为2;由表2,外天沟,得檐口形状代号为B 。
故屋架选用YWJ24-2-B a 。
屋架自重110kN (查95G415(三)p.5表5),屋架端部高度1650mm ,屋架中部高度3450mm ,屋架斜坡高度=3450-1650=1800mm (查95G415(三) p.25模板图) (4)屋架支撑选型20查图集号95G415㈢p.6、9,非抗震:上弦横向水平支撑SC:两端部第一柱距间(增强屋盖刚度和屋架上弦稳定,传递抗风柱承受的风荷载);下弦横向水平支撑XC:两端部第一柱距间(跨度≥18m应设,作为垂直支撑的支承点);垂直支撑CC-1A、2A:两端部第一柱距间,屋架的两端和中部;水平系杆GX-1、2:非端部下弦(无下弦横向水平支撑处),通长,屋架的两端和中部。
屋架支撑自重标准值取0.05 kN/m24、6m先张法预应力混凝土吊车梁查图集号95G425 p.9吊车梁选用表(一):吊车A5中级工作制,额定起重量20/5 t,吊车跨度S=24-2×0.75=22.5m,故吊车梁选用Y-XDL-7。
吊车梁高h=1200mm,吊车梁下部宽=0.34m,上部宽=0.5m,梁底垫板厚10mm。
p.32查到预留螺栓孔间距240mm。
吊车梁自重45 kN。
5、吊车轨道联结查图集95G325 p.7选用表:吊车A5中级工作制,额定起重量20/5t,吊车跨度22.5m,A=2400mm,故吊车轨道选用DGL-11。
轨道顶面至梁顶面距离170~190mm;吊车轨道联结件自重:(283.7+2.62)×10/1000=2.86kN,2.86/6=0.48kN/m。
(查95G325 p.16 DGL-11材料表)6、吊车参数查图集号95G426 p.36或95G325 p.36“大起厂DSQD型吊车规格”:吊车A5中级工作制,额定起重量20/5 t,吊车跨度22.5m,查得:吊车总重241kN,小车重63.77kN,最大轮压170kN;吊车轮距W=4.00m,D=0.468m,总高H1=1.922m。
7、钢筋混凝土基础梁檐口标高:12.2+1.65=13.85m240mm厚外纵墙高度(从基础顶面至屋架檐口)=檐口标高+室内外高差+室外地面到基础顶面高=13.85+0.5=14.35m查图集号93G320 p.9,按突出于柱外的墙、有窗、非抗震设计,基础梁选用JL-3,其截面为b×h=240×450mm(查93G320 p.12),基础梁自重16.1kN(查93G320 p.8表5);山墙基础梁按突出于柱外的墙,有门,非抗震设计,墙高在12.1-15.0,基础梁选用JL-4。
基础梁高450mm。
故综合以上,标准构件选型表如表1所示:2、柱截面尺寸按《实用混凝土结构构造手册》国振喜等套用p.86,5/20t、轨顶标高10.2m边柱:上柱:b×h=400×400下柱:b f×h×h f×b=工400×1000×150×中柱:上柱:b×h=400×600下柱:b f×h×h f×b=工400×1000×150×校核柱截面尺寸:b f=400mm≥H l /25=9100/25=364mmu 3.60.28312.7H H λ=== 9u 102.13100.0812.61610l I n I ⨯===⨯由《混凝土结构》(中册)附录10中的附图10-1,λ=0.283,n =0.081033332.386111(1)10.283(1)0.081C n λ===+-+-33113A C 100 1.60210/2.61610 2.386l H H u u H E EI C E -∆=∆===⨯⨯⨯⨯ (2)中柱(B):A u =400×600=2.4×105 mm 2 I u =121×400×6003=7.2×109 mm 4A l =2.11×105 mm 2 I l =2.616×1010 mm 4u 3.60.28312.7H H λ===9u 107.2100.2752.61610l I n I ⨯===⨯ 033332.831111(1)10.283(1)0.275C n λ===+-+- 33113B 100 1.35010/2.61610 2.831l H H u H E EI C E -∆===⨯⨯⨯⨯ 故剪力分配系数:11AA C A 111111/ 1.602100.31421(1/)1.60210 1.35010u u ηη---∆⨯====∆+⨯⨯∑ηB =1-2×0.314=0.372 柱的计算参数列于表2中:(1)屋盖结构自重G14厚SBS改性沥青防水卷材= 0.10 kN/m2;40厚加筋细石混凝土=0.04×25=1.00 kN/m2;屋盖支撑=0.05 kN/m2;预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝重) = 1.50 kN/m2;g k= 2.65 kN/m2天沟板=2.24 kN/m;屋架=110 kN/榀作用在横向平面排架柱顶的屋盖结构自重设计值为:G1A=1.2×(2.65×6×24/2+2.24×6+110/2)=311.09 kNG1B=311.09 kNe1A= h u /2-150=400/2-150=50mme2A=(h l-h u)/2=(1000-400)/2=300mme1B=150mm= G1A×e1A=311.09×0.05=) 上柱上截面M’= G1A×e2A=311.09×0.3=93.33 kN.m)上柱下截面M(2)柱自重G2、G3上柱:G2A=1.2×0.4×0.4×3.6×25=17.28 kN=G2A×e2A=17.28×0.3=5.18 kN.mMG2B=1.2×0.4×0.6×3.6×25=25.92 kN下柱:G3A=1.2×2.11×10-1×9.1×25×1.1=63.36 kNG3B=1.2×2.11×10-1×9.1×25×1.1=63.36 kN(注:1.1是考虑下柱牛腿及部分矩形截面部分的自重增大系数。