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1、单层工业厂房设计厂房平、剖面布置及结构构件选型(一)厂房平面设计1、构件选型及布置(1)吊车梁(2)基础梁(3)柱间支撑(4)抗风柱(5)厂房剖面设计(二)排架柱设计1、计算简图(2)确定柱截面尺寸(3)计算主界面几何特征2、荷载计算(1)屋盖荷载(2)上柱自重P2(3)下柱自重P3(4)吊车梁、轨道、垫层自重P43、吊车荷载(1)吊车竖向荷载D max,k D min,k(2)吊车横向水平荷载T max,k4、风荷载(1)作用在柱上的均布荷载作用在柱顶的集中风荷载FW(三)内力分析1)恒荷载的计算简图可以分解为两部分:作作用在柱截面形心的 竖向李和偏心力矩。2)屋面活载作用下的内力分析3)吊
2、车竖向荷载作用下的内力分析4)吊车水平荷载作用下的内力分析.厂房平、剖面布置及结构构件选型(一)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),(C)表示,间距取等于跨度,即( A) (B)(C)轴线的间距均为18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。(B)(C)跨的吊车起重量小于20t时,(C)列柱出不采用封闭 结合,纵向定位轴线列采用非封闭结合,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
3、,需要根据吊车外缘与 上柱内缘的净空气尺寸B2确定.B2二入-(B1+B3)应满足:B280mm Q75t其中入一吊车轨道中心线至柱纵向定位轴线的距离,一般取750mm;B1一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;B3一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。假定上柱截面高度为400mm,则对(A)列柱 B2=750-300+(400-150)=200mm80mm,满足 要求对(C)列柱 B2=750- ( 23
4、0+400 ) =120mm80mm,满足要求对于高等排架,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。1、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 92G410(一)。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 92G410 (二 )o荷载:二毡三油防水层 1.2x0.35=0.42KN/m22小计 1.60KN/m采用预应力混凝
5、土屋面板。根据容许外加均布荷载设计值 1.60KN/m2,查附表1-5,中部选用Y-WB-111端部选用Y-WB-111S, 其容许外加荷载1.99KN/m21.60KN/m2。板自重1.40KN/m2。嵌板采用钢筋混凝土板,查表1-2,中部选用KWB-1,端部选用 KWB-1S ,其 容许外加荷载3.35KN/m21.60KN/m2,板重 1.70KN/m2o(2)天沟板党务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92G410(三)。计算天沟 的积水荷载时,按天沟的最大深度确定。同一
6、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。夕卜天沟荷载:焦渣混凝土找坡层 1.2x1.5x0.77=1.39KN/m二毡三油防水层 1.2x0.35x0.77=0.32KN/m20mm 厚水泥砂浆找平层 1.2x0.02x20x0.77=0.37KN/m小计 3.48KN/m差附表1-6,一般天沟板选用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/m3.48KN/m
7、,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1-6,一般天 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/m2.81KN/m, 自重 2.06KN/m。2)屋架及支撑屋架型号根据吴面面荷载设计值、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95GB314 ; 跨度较大时可采用预应力混凝土折线型屋架,查95G414。本例不设天窗(类别号为a),檐口形状为一端外天沟、一端内天 沟,代号为D。屋面荷载:屋面板传来的荷载1.
8、60KN/m屋面板自重 1.2x1.4=1.68KN/m灌缝重 1.2x0.1=0.12KN/m小计 3.40KN/m18m跨采用预应力混凝土屋架,中间选用YWJ18-1Da ;两端选 用 YWJ-18-1Da。容许外加荷载 3.5 KN/m23.28 KN/m2,自重 67.6KN。对于非抗震及抗震设防烈度为6、7度,屋盖支撑可按附图1- 11-4布置。当场房单元不大于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用CC-2表示;当场房单元不大于 66m时,另在柱间支撑处的屋架端部设置垂直支撑CC-3B。屋架端部 的水平系杆用GX-1表示;屋架中部的水平系杆用GX-2表示。
9、屋架上 悬横向水平支撑用SC表示;当吊车起重量较大、有其他振动设备或水 平荷载对屋架下弦产生水平力时,需设置下弦横向水平支撑吗,下弦 横向水平支撑用XC表示。当场放射支托架时,还需布置下弦纵向水平 支撑。本例不需要设纵向水平支撑。3)吊车梁吊车梁型号根据吊车的额定起重量、吊车的跨距(Lk=L-2入)以 及吊车的荷载状态选定,其中钢筋混凝土吊车梁可查95G323、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 95G426。对18m跨厂房,吊车起重量为32t,中级载荷状态,L k=18- 2x0.75=16.5m,采用混凝土吊车梁。查附表1-4,中间跨选用DL- 11
10、Z,边跨选用DL-11。梁高1200mm启重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93G320。墙厚240mm,突出于柱外。由附表1-8,纵墙中间选用儿-3,纵 墙边跨选用JL-15 ;山墙6m柱距选用JL-14,山墙4.5m柱距选用儿- 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。18m跨的
11、抗风柱沿山墙等距离布置,间距 为6m。对于有吊车厂房,除除在檐口或窗顶设置圈梁外,尚义在吊车梁 标高处增设一道,外卜墙高度大于15m时,还应适当增设。圈梁与柱的 连接一般采用锚拉钢筋2卬102卬12。现在4.8m、7.8m和10.86m标高处设三道圈梁,分别用QL-1、 QL-2、QL-3表示。其中柱顶圈梁可代替连系梁。圈梁截面采用 240x240mm,配筋采用412、牺200。圈梁在过梁处地配筋应另 行计算。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
12、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。柱顶标局H 二吊车轨顶的实际标局H A+吊车轨顶至桥架顶面的局 度H B+空隙H C。其中,空隙H C不应小于220mm ;吊车轨顶至桥架顶面的高度 H B可查95G323。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7.8m。对于18m跨:取柱牛腿顶面高度为6.6m。吊车梁高度1.2m,吊车轨道及垫层 局度0.2m,则轨顶构造局度,H A=6.6+1.2+0.2=8.0m。构造局度- 标志高度二8.0-7.8=0.2m,满足200mm
13、差值的要求。差附表1-1, 吊车轨顶至桥 架顶面的高度H B=2.347m,则H = H A+H B+H C=8.0+2.347+0.22 = 10.57m。为满足模数要求,取 H = 11.1m。(二)排架柱设计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。拍 架跨度取厂房的跨度,上柱局度等于柱顶标局减去牛腿顶标局。下柱 高度从牛腿顶算至基础顶面,持力层(基底标局)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
14、,需要假定柱子的截面尺寸从 刚度条件出发,可按教材表2-3选取。1) 确定柱子各段局度基底标局为-2.0m,初步假定基础局度为 1.4m ;则柱总高度 H = 11.1-(-2.0) -1.4=11.7m ;柱高度 H u = 11.1-6.6=4.5 ;下柱高度 H l = 11.7-4.5=7.2m。2) 确定柱截面尺寸下柱截面高度,根据吊车起重量级基础顶面至吊车梁顶的高度H k , 由表 2-3,当 Q=20t 时:hH k/11=8400/11=763.64m,取780m。下柱截面宽度,根据顶面至吊车两地的高度H1,由表2-3 ,bH 1/20=7200/20=360,且400mm,(
15、A)列柱下段截面采用I形, b=400mm、h=780mm,上柱截面采用正方形 b=h=400mm ;(B) 列柱下段柱截面采用I形,b=400mm , h=780mm,上柱截面采用矩 形b=400mm , h=600mm ; (C)列柱下段柱截面采用I形, b=400mm , h=780mm,上柱截面采用正方形b=h=400mm。个柱 下段截面的详细尺寸见图。3) 计算主界面几何特征个柱截面的几何特征见表1。2.荷载计算排架的荷载包括恒荷载、屋面活荷载、吊车荷载和风荷载。荷载 均计算其标准值。1) 恒载恒载包括屋盖自重、上柱自重、下柱自重、吊车梁及轨道自重。(1 )屋盖荷载面荷载:防水层、找平层等0.35+0.4=0.75KN/m2屋面板自重1.40 KN/m2屋面板灌缝0.10 KN/m2小计 2.25 KN/m2外天沟板线荷载:找坡等 1.16+0.27+0.31=1.74 KN/m2TGB77-1 自重 2.24 KN/m2小计 3.98 KN/m2内天沟线荷载:找坡等1.40 KN/m2内天沟板自重2.02 KN/m2小计