单层厂房设计

《钢筋混凝土结构》课程设计（二）单层厂房设计指导书

华中科技大学土木工程与力学学院建工系混凝土结构教研室

指导书

一、设计步骤与要点

1.结构选型：

●确定屋面做法根据建筑设计要求定出屋面构造，选择屋面板型号，计算屋面荷载，为天窗架、屋架选型做准备。

●天窗架选型根据标准图集

●屋架选型〃

●吊车梁选型〃

●轨道连接确定〃

●初选柱截面形式与尺寸

柱截面尺寸既要满足承载力的要求，也要满足刚度要求。对于6m柱距的厂房柱，其最小截面尺寸可根据表1确定：

注：1.表中Q为吊车起重量，H为基础顶至柱顶的总高度，H k为基础顶至吊车梁顶的高度，H x 为基础顶至吊车梁底的高度，r为管柱的单管回转半径，D

为管柱的单管外径。

2.表中有吊车厂房的柱截面高度系按重级工作制考虑的，如为中、轻级工作制，

应乘以系数0.95。

对于设有中级工作制吊车的厂房柱，也可参考表2初选柱的截面形式和尺寸。

2.确定定位轴线

●横向定位轴线

端柱定位轴线

伸缩缝处定位轴线

其它处定位轴线

3.

(1).计算参数

A S、I S、H S；A X、I X、H X；

●柱自重

●吊车梁及轨道连接自重

●吊车荷载： a.吊车竖向荷载

b.吊车水平向荷载

●风荷载w k=μs·μz·w0

式中，w k──风荷载标准值，kN/m2；

μs──体形系数，可查荷载规范；

μz──风压高度变化系数，计算柱顶标高以下风荷载时，μz按柱顶标高计算；计算屋架下弦高度以上风荷载时，μz可按欲求部分平

均高出室外地面的高度计算；

w0──基本风压，按题意w0=0.35kN/m2。

●荷载汇总，形成计算简图

例如：

类似还有：柱自重、吊车轨道连接及吊车梁自重、屋面活荷载、吊车竖向荷载、吊车水平荷载、风荷载等。

图3 屋面恒载作用下排架计算简图

(3) 排架内力计算

采用剪力分配法计算等高排架内力。计算中可将各种荷载作用下的计算简图分解成为两种基本结构，分别利用图表计算内力，最后再合成得原结构的内力。

例如，吊车水平荷载作用下排架的内力计算：

4.荷载组合与内力组合

（1）荷载组合的规定

厂房使用过程中，各种荷载以不同方式作用在结构上，但所有可变荷载同时达到最大值的机会毕竟较少。按《荷载规范》规定，应考虑下面几种荷载组合：1）恒载+任一活荷载

2）恒载+0.90（任意两个或两个以上活荷载之和）

3）恒载+其它可变荷载

（2）内力组合种类内力组合有以下四种情况：

1）最大弯矩（＋Mmax）及相应的N、V；

2）最小弯矩（－Mmin）及相应的N、V；

3）最大轴力Nmax及相应的M、V；

4）最小轴力Nmin及相应的M、V。

（3）内力组合注意事项

1）组合表格可参照教材P.116表13-5；

2）每种组合均应包括恒荷载；

3）Dmax及Dmin两者仅选一项组合；

4）对于吊车荷载项要注意，当有T时必有D，但有D时不一定有T；

5）风载可左可右，组合时只取一项；

6）当进行Nmax及Nmin为目标的内力组合时，应使相应的M尽可能大。

5.柱配筋计算

（1）材料材料可取C25～C30，主筋用HRB400或HRB335，箍筋用HPB235或HRB335钢筋。

（2）内力值的取舍对于工字形截面柱，在多数情况下属大偏压构件，偏心矩e（e=M/N）的值越大，截面配筋就越多，因此一般应选取偏心矩e值较大的组合。在求得钢筋面积的基础上，再对Nmax的组合进行复核。

（3）计算方法参见《混凝土结构》（上）。

6.牛腿计算

牛腿的设计计算内容有以下两个方面：

（1）确定牛腿截面尺寸牛腿尺寸应符合下列裂缝控制和构造要求：Fvs≤ （1－0.5 Fhs/Fvs）·f tk·b·h0/(0.5＋a/h0)

牛腿还应满足局压验算：

Fvs≤0.75 fc·A

（2）承载力计算与配筋构造

承载力计算：

As=Fv·a/（0.85 fy·h0）+1.2 Fh/fy

配筋构造：

牛腿应配置水平箍筋，水平箍筋的直径应取用6～12mm，间距为100～150mm，且在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不应小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2。

当a/h0≥0.3时，应设置弯起钢筋。弯起钢筋宜用变形钢筋，并宜设置在牛腿上部l/6～l/12之间的范围内，其截面面积不应少于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/3，且不应小于0.0015bh，其根数不应少于3根，直径不应小于12mm。

7.排架柱吊装验算

采用翻身起吊，按图5对1—1、2—2、3—3截面进行裂缝宽度验算。验算时注意：

(1) 柱身自重应乘以动力系数1.5；

(2) 考虑吊装的临时性，构件安全系数可较其使用阶段的安全等级降低一

8.基础设计计算

（1）材料混凝土可采用C25，钢筋HPB235或HRB335钢筋。

（2）确定基础荷载计算值

在内力组合表中选出3—3截面M绝对值最大（Mmax、Mmin）的两组内力（包括N、V）。由于本工程外墙荷载作用在基础顶面上，还要把选出的两组内力分别与外墙荷载作用组合起来，计算作用在基底的两组力。组合后，正、反两个方向两组力的差别不太大时，基础可以设计成对称的。计算中，240厚墙双面粉刷重5.24kN/m2，钢窗重0.4kN/m2。

（3）计算基础底面积

1）基础埋置深度D的确定

D＝H+0.5 (m)

H＝柱插入杯口的深度h1（详表13-10）+垫层厚(50mm)+基底厚(详表13-11)

2）基础底面尺寸的确定

先根据柱传来的最大轴向力（即内力组合表中的Nmax组合）和墙传来的荷载G1，按中心受压基础估算底面积A1，然后考虑基础偏心荷载的影响，根据偏心距的大小将面积A1增大10％～40％，作为偏心受压基础的底面积A。即：

A1≥（Nmax＋G1）/（fa－γm·D）

A=（1.1～1.4）A1