单层工业厂房排架结构设计复习习题库汇总
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单层工业厂房结构设计 设计条件 1.金加工车间跨度21m ，总长60 m ，柱距6 m 。 2.车间设有2台200/50kN 中级工作制吊车，其轨顶设计标高9 m 。 3.建筑地点：市郊区。 4.车间所在场地：低坪下 m 为填土，填土下4 m 为均匀亚黏土，地基承载力设计值2200/a f kN m ，地下水位 m ，无腐蚀。 基本风压W= m 2，基本雪压S=m 2。 / 5.厂房中标准构件选用情况： （1）.屋面板采用G410（一）标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌浆在）标准值1,4KN/m 2，屋面板上做二毡三油，标准值为20.35/kN m 。 （2）.天沟板采用G410（三）标准图集中的TGB77—1，板重标准值为2.02/kN m 。 （3）.屋架采用G410（三）标准图集中的预应力混凝土折线型屋架YWJA —21，屋架辎重标准值91KN 每榀。 （4）.吊车梁采用G425标准图集中的先发预应力混凝土吊车梁YXDL6—8，吊车梁高1200 m m ，翼缘宽500 m m ，梁腹板宽200 m m ，自重标准值45KN/根，轨道及零件重1/kN m ，轨道及垫层构造要求200 m m 。 （5）材料： A.柱：混凝土C30 B.基础.混凝土C30 ， C.钢筋.Ⅱ级。 结构构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在1536m 之间，且柱顶标高大于8m ，所以采用钢筋混凝土排架结构。为了是屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。厂房各主要构件选型见下表： 表主要承重构件选型表
由设计资料可知屋顶标高16m ，轨顶标高为9m ，设室地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图和吊车梁的高度求总高度H 、下柱高度l H 和上柱高度u H 分别为： 12.40.512.9H m m m =+=，12.9 3.89.1l H m m m =-= 12.99.1 3.8u H m m m =-= 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可查表确定柱截面尺寸： 表柱截面尺寸及相应的计算参数
探究工业厂房结构设计要点 发表时间：2019-09-11T17:27:10.423Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：黎贤荣 [导读] 摘要：改革开放之后，我国的工业化进程在不断加快，很多工厂如雨后春笋般出现在我国的各个城镇中，而工业厂房作为工业生产必不可少的场所，厂房的建筑施工已经成为了我国建筑行业的重要组成部分，工业厂房设计的合理性以及质量的高低对工业生产无疑有着巨大的影响。 佛山市致享建筑设计有限公司 528100 摘要：改革开放之后，我国的工业化进程在不断加快，很多工厂如雨后春笋般出现在我国的各个城镇中，而工业厂房作为工业生产必不可少的场所，厂房的建筑施工已经成为了我国建筑行业的重要组成部分，工业厂房设计的合理性以及质量的高低对工业生产无疑有着巨大的影响。基于此，本文对工业厂房结构设计要点进行分析。 关键词：工业厂房；结构设计；要点 前言：在我国，工业属于支柱性产业，随着经济建设的不断发展，工业也得到相应的发展，大规模的工业发展，与工业厂房的建设相辅相成，因此，工业厂房的建设施工就成为建筑行业的重要分支，对于工业厂房结构设计要点的分析，就成为设计人员需要重点探讨的一点。 1 工业厂房结构设计注意事项 1.1生产工艺与结构布置需要协调 在对工业厂房设计的过程中，结构设计和工艺设计的协调性是一项重要指标，二者之间应该互相沟通，尽量的为对方提供方便。在进行结构设计之前，应该充分的了解到在厂房中的工艺生产需求，满足工业生产。在工艺.设计阶段，应该对厂房的结构设计有充分的了解，在什么地方可以布设什么设备，什么地方可以承受一定的荷载等，都需要有清晰的了解。在实际的设计过程中，往往会因为二者的沟通不畅，出现了不协调的现象，这样在厂房应用的时候，就会出现矛盾，不能有效的利用。如果二者可以有效的沟通了解，不仅在设计上会顺畅，同时还为施工减轻了负担。具体而言：工业厂房设计主要是为服务工业生产而存在，在结构设计中，就需要与厂房的用途以及生产工艺等要求相互的结合起来，这样才可以发挥出生产工艺的能力。由于设计人员对于具体的生产工艺内容不熟悉，在结构设计的时候，很容易忽视工艺的具体要求，如合理的旋转框架梁的开洞位置，设计中常常需要针对受力的合理性来选择位置，但是实际的生产工艺的要求与之有明显的差异。又如，在设计之中，对于沿梁方向布置的荷载设计在跨中的位置上。所以，在工艺布置图设计的基础上，尤其是在特殊器械的工艺要求上，需要甲方提供工艺图，这样才可以满足结构的安全性和合理性需求。另外，结构构件的布置应该满足传力明确简洁的要求；在工业站场之中合理的选择结构形式；遵循动荷载设备布置原则；在建筑物的泄爆方面，要求工业厂房能够满足施工快速的要求，结构轻且满足泄爆；在结构设计中需符合防爆要求；正确的理解柱间支撑位置设置与工艺布置之间的关系。 1.2结构计算问题 结构设计的计算主要利用的是计算机软件来完成的，其计算效率高并且结果准确，能将设计师从繁琐的理学计算中解救出来，从而更好的参与到结构设计优化、概念设计及构造性措施设计上去，通过多种设计方案的比较、建设成本的分析及构件布置的优化等，可满足建筑结构的经济性和合理性要求，进而提升结构设计的效率。但是在利用计算机进行结构辅助设计的时候，还需对其结果进行复查和验算，这样才可将设计中存在的不合理之处及错误消除，实现结构设计的优化，从而降低结构设计存在的隐患。结构计算方面还需要注意两点：动荷载对于结构产生的影响；钢结构部分对于变形扰度产生的影响。 2 工业厂房结构优化设计要点研究 为了满足工业厂房在使用过程中的各种需求，除了要保证结构设计工作中的计算准确以外，还应考虑结构上的抗震、防火等性能，采取有效的设计方法提高厂房结构的稳定性。 2.1平面设计 平面设计主要屋面及地面的交通流线组织、吊车检修走道的设置。地面及地下多为工艺设备要求，根据工艺流线布置工业建筑平面；屋面主要考虑到设置屋顶通风及屋顶采光，屋顶通风可采用屋脊纵向通风，屋面横向通风及设置横向的条形采光板。工业厂房的屋面跨度是比较大，屋顶汇水的面积大，屋面坡度一般为1/10-1/20，传统屋面排水是不能满足要求的，所以屋面排水应多采用吸式雨来排水。厂房的火灾危险性类是为丁类，厂方内应设置局部火灾危险性比较大的生产部区，只要其占本层和本防火分区面积中的比例小于5%均仍可按丁类来设置，对于那些小火等级的丁类厂房，整个厂房是可作为一个防火的分区，同时还要适当的设置车行入口和人形入口。 2.2立面设计 工业厂房一般规模都比较大，这与其工艺流线长有不可脱离的关系，因此其工艺就决定着如何进行立面设计。在进行立面设计时最先需要考虑到的是能否满足其工艺要求，达到这一设计要求后，才能开始其它设计。在达到工艺要求后，设计人员尽量做到设计的简单统一。对其工艺主要进行以下几点设计，第一是工业厂房中离不开吊车，那么要依据吊车的各方面问题来进行相关的结构设计，如其高度、安全运行距离等等；第二是标高问题，在设计时需要先去确定立面标高，然后按照这一高度来决定厂房需要按照横向还是竖向线条来进行设计。例如重钢工业是我国一项重要工业，该厂房的设计一般是竖向线条。通风设计也是工业厂房立面设计中的一个设计要点，在进行该设计时，需要按照外墙的部位进行通风设计，首先是其中部，在对中部进行设计时，需要设计维护结构，一般在设计时会选择压型钢板，在这以设计时设计者还需考虑，如果柱距超过九米，那么还要在此基础上设置一个墙架柱。同时在中部设计时设计者需要将采光以及美观效果进行考虑，可以设计一个玻璃采光板，而且尽量去选择具有高阻燃性能的，这样能使得工业厂房结构中的钢结构保持其使用性能的同时还能体现出现代气息。其次是外墙下部设计，在进行该设计时需要设计开敞式的进风口，除此之外设计人员还可以设计通风百叶窗，也能达到同样的效果。但在设计这种开敞进风口时，还需要进行遮雨设置，防止雨水进入到工业厂房中。 2.3剖面设计 在对剖面进行设计时，根据一定的因素进行设计，如吊车高度、型号等问题或是根据其运行距离等问题来确定相关数值，并根据这些数值确定剖面节点。 2.4防火设计 厂房中需要进行各种工业活动，相比于普通住宅，其火灾的发生几率较大，所以防火设计也是工业厂房结构设计中的重要内容。由于
单层厂房排架结构设计 A Design of Example for Mill Bents of One-story Industrial Workshops 3.9.1 设计资料及要求 1．工程概况 某机修车间为单跨厂房，跨度为24m，柱距均为6m，车间总长度为66m。每跨设有起重量为20/5t吊车各2台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高不小于9.60m。厂房无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为240mm厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度为3. 6m，室内外高差为l50mm，素混凝土地面。建筑平面及剖面分别如图3-76和图3-77所示。 图3-76
图3-77 2．结构设计原始资料 厂房所在地点的基本风压为2 /35.0m kN ，地面粗糙度为B 类；基本雪压为。．2 /30.0m kN 。风荷载的组合值系数为0.6，其余可变荷载的组合值系数均为0 7。土壤冻结深度为0.3m ，建筑场地为I 级非自重湿陷性黄土，地基承载力特征值为l65kN/m ：，地下水位于地面以下7m ，不考虑抗震设防。 3．材料 基础混凝土强度等级为C20;柱混凝土强度等级为C30。纵向受力钢筋采用HRB335级、HRB400级；箍筋和分布钢筋采用HPB235级。 4．设计要求 分析厂房排架内力，并进行排架柱和基础的设计； 3.9.2 构件选型及柱截面尺寸确定 因该厂房跨度在l5-36m 之间，且柱顶标高大于8m ，故采用钢筋混凝土排架结构。为了保证屋盖的整体性和刚度，屋盖采用无檩体系。由于厂房屋面采用卷材防水做法，故选用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。普通钢筋混凝土吊车粱制作方便，当吊车起重量不大时，有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车粱。厂房各主要构件造型见表3-16。 由设计资料可知，吊车轨顶标高为9. 80m 。对起重量为20/5t 、工作级别为A5的吊车，当厂房跨度为24m 时，可求得吊车的跨度k L =24-0. 75×2=22. 5m ，由附表4可查得吊车轨顶以上高度为2.3m;选定吊车梁的高度b h =1.20m ，暂取轨道顶面至吊车梁顶面的距离a h =0.2m ，则牛腿顶面标高可按下式计算： 牛腿顶面标高=轨顶标高-b h -a h =9.60-1.20-0.20=8.20m 由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为8. 40m 。实际轨顶标高=8. 40+1. 20+0.20=9. 80m>9. 60m 。
工业厂房结构设计要点研究 发表时间：2016-11-14T14:12:54.647Z 来源：《低碳地产》2016年13期作者：许德阅 [导读] 钢结构是现代工业厂房的常用结构形式，其中针对工业厂房重型钢结构的设计。 四川苏源环保工程有限公司江苏分公司江苏南京 210000 【摘要】钢结构是现代工业厂房的常用结构形式，其中针对工业厂房重型钢结构的设计，本文笔者首先讨论钢结构的设计要点，然后再深入阐述一些特殊问题的有效处理，最后再提出这一结构的具体设计方法。 【关键字】重型钢结构；工业厂房；伸缩缝； 【Abstract】steel structure is a common structure form of the modern industrial workshop, which designed for heavy steel structure workshop, in this paper, the author first discuss key design points of the steel structure, and then discusses the effective treatment of some special problems, finally put forward the structure of design method. 【Key words】heavy steel structure; industrial workshop; expansion joint; 一、工程概况 某工业厂房横向宽322m、纵向长358m及檐口高16.9-41.5m，同时配有10-160t的双层桥式吊车。该厂房的地面部分采用了钢结构，其中屋面、柱分别采用网架结构和格构的双阶或单阶排架柱；上、中、下段柱分别采用开孔实腹式H型钢柱、实腹式组合柱和双肢格构式组合柱；基础采用独立的承台桩；主要柱距为12.15-8.26m；横向设跨度为322m（40*7+42m）的8个跨度。表1为该钢结构工程的主要设计参数。 二、重型钢结构的设计要点 该工业厂房重型钢结构的设计要点主要包括如下几点： （一）吊车荷载。1.吊车数量。在本钢结构工程中，最大柱距为26m、相邻柱距为12m及小于50t的低吨位吊车的宽度应≤7m。从理论上来讲，柱一侧肩梁所需承担的荷载为5台吊车。以50t吊车为例。若按26m开间内设1-3台及12m设1-2台吊车计算竖向荷载，则通过分析，最终确定该工程按26m开间内设2台及按12m设1台的组合计算竖向荷载，即肩梁反力的最大值Rmax为1867kN。另外，水平荷载全部按每一开间内设1台吊车来进行计算。2.横向水平荷载。依照规定，应按车轮的形式来分配其横向水平荷载，但为了简化横向水平荷载的分配，应不对吊车大车的车轮形式进行区分。 （二）计算风荷载。1.体形系数。该厂房的⑤轴山墙采用的是开敞式，其中A、B跨处的山墙同样也采用了开敞式，且⑤轴处的岩墙和①轴处的上墙所设开洞较小，则在计算体形系数时，应按规定计算柱所受风荷载、柱间支撑受风荷载及屋面网架的体形系数，其中屋面网架的体形系数取-1.3。另外，在计算墙梁时，风吸值取-1.5。2.位移控制指标。依据GB50017-2003，柱顶位移可取H/400，则通过计算可得，柱顶位移的最大值为83.5mm及其位移比为1/443。那么，当位移比与要求相符时，排架柱应力比与长细比的最大值分别为0.81和107，注意该工程的吊车工作制全部为A5，则不用将吊车梁的顶面处位移考虑其中。 另外，针对钢结构材质的选择，该厂房的高度最高达41.5m,则在变形控制设计时，应选用Q235-B钢材。 三、特殊问题的有效处理 在该钢结构工程的设计中，应注意对如下特殊问题的有效处理： （一）E轴单柱伸缩缝。在E轴处设单柱伸缩缝的目的是释放其横向温度应力，而这一问题的常见处理手段为：先直接在柱的上柱上挑出牛腿，然后再将成品的橡胶滑动支座置于其上及将行程设为100m，最后再直接将网架支座焊于支座的上面板上，详见图1。
工业厂房结构设计中钢结构设计应用研究 摘要：在本文之中，我们从荷载条件分析、结构布置、支撑体系设计、围护结 构设计以及除锈方法选择等多种角度出发，探究了工业厂房结构设计中钢结构设 计应用的重点和要点，希望能对相关行业的从业人员起到应有的启发作用。 关键词：工业厂房；结构设计；钢结构设计 引言： 从目前来看，工业厂房结构设计之中，钢结构设计已经得到了较为广泛的应用。钢结构本身有着质量较轻，品质较高，力学性能较佳的性能优势，其施工更 加简单，美观性更高，节能效应良好，因此受到了越来越多从业人员的广泛关注，在当前的工业厂房结构设计之中，钢结构已经取代了钢筋混凝土结构，这也就要 求了相关设计人员能够明确工业厂房结构设计中钢结构设计应用的重点和要点， 从而使设计质量能够满足实际的使用需求。 一、荷载条件分析 对于工业厂房结构设计而言，活荷载的取值范围应该结合荷载的规范规定要 求取值，在计算门式刚架时，如果其受荷水平投影面积在60平方米之上，那么 其取值应该为0.3KN每平方米，荷载规定的施工荷载或者检修荷载应该按照最不 利位置的原则进行计算，对于屋面板以及檩条集中的荷载，其取值应该为 1.0KN，施工荷载可能会存在着超过实际情况的问题，应该结合实际情况进行荷载选择。 工业厂房结构设计之下，钢结构房屋对于荷载的敏感度较高，要求我们能够对荷 载条件加以深入分析，半跨式雪荷载的提升以及多跨门式刚架沟浴处雪荷载提升 的问题也应该加以深入考虑，除此之外，对于较高的女儿墙，应该采取有效的结 构设计措施确保其不会出现雪堆积的问题。在进行风荷载计算时，轻型钢结构对 于风荷载系数有着多种不同的要求，需要相应的设计人员能够结合实际情况和规 范要求，结合横向、纵向、单双坡以及不同跨度的要求进行荷载取值，才能使工 业厂房结构设计之中钢结构设计的应用效力得到有效提升[1]。 二、结构布置 结构布置应该包含了定位轴线布置，门式刚架布置，檩条、墙梁以及支撑布 置和山墙布置等多种方面的内容。在这之中，门式刚架往往采用的是双坡排水的 机制，在温度和长度允许的情况之下，尽可能采取双坡排水的方式，从而使屋面 板设计方式更加简单可行，使屋面渗水和漏水的问题得到有效控制，然而这种结 构布置方式往往会导致排水面积的提升，有可能会存在着积水问题，除此之外， 其中柱高度也较高，难以达到实际的使用要求。如果屋面坡度较低，那么实际的 结构布置情况应该结合实际要求进行调整，对结构变形情况以及坡度变化情况进 行校检和核对，多雪地区和多雨地区的坡度应该较大，其斜面梁的挠度应该超过 坡度的三分之一。而在进行门式刚架轴线定位时，其纵向应该以柱子下端中心作 为定位轴线，工业建筑的边柱定位轴线应该取柱外皮，柱子轴线应该以柱子小头 的中心线进行引申，其应该与柱子外部翼缘的直线平行，同时其斜面梁轴线应该 以小截面中点引申到上翼缘的平行部位，平面上的直线应该为斜梁轴线[2]。 三、支撑体系设计 在进行工业厂房结构设计时，可在端部的第一开间或者第二开间设计相应的 柱间支撑体系，同时做好屋盖横向的支撑设计，通过刚性系杆组成稳定性较高的 结构体系。 柱间支撑的间距应该在36米到45米之间，在具备吊车梁的情况之下，柱间
单层单跨厂房排架结构设计 一设计内容和条件 某厂装配车间，该车间为单跨厂房，柱距距为6米，厂房纵向长度为96米，跨度为27米，15/3t 中级工作制吊车二台，牛腿面标高9.00米，柱顶标高为13米。 设计条件 1屋面活荷载：2/5.0M KN q =,不考虑积灰荷载，雪荷载2 /25.0M KN q = 2基本风压: 2 0/40.0M KN W = 3屋面做法 三毡四油：2 /35.0M KN 20mm 水泥砂浆找平层2 /4.0M KN 合计21/75.0M KN g g k ==∑ 屋面活荷载：2 /5.0M KN q = 屋面板采用G410标准图集6.15.1?m 预应力混泥土屋面板（卷材防水） 允许外荷载：2 /5.2M KN （板自重：22/40.1M KN g k = 灌缝重：2 3/1.0M KN g k =）大型屋面板（包括填缝 2/50.1M KN 屋 架 ： 屋 架 自 重 2 4/133M KN g k = 则 KN g g g G k k k k k 75.2485.0g 2 )(43211=?+? ?++=厂房跨度 柱距 4采用370mm 厚烧结粘土空心砖（重度2 /8M KN ）吊车梁以上设高侧窗，洞口尺寸为 8.12.4?m ，吊车梁以下设低侧窗，洞口尺寸42.4??高宽m ，圈梁设在柱顶处。 5排架柱：混泥土C30 钢筋：纵向受力钢筋HRB400级 箍筋：HPB235级 柱下独立基础：混泥土：C20，钢筋：HRB335级 6吊车：Q15/3t 桥式吊车 中级工作制 吊车梁：先张法预应力混泥土吊车梁，自重根/5.47KN 轨道及联结重量M KN /5.1 桥跨：m L k 5.25= 桥宽：m B 6400= 轮距：mm K 5250=
工业厂房设计规范2017 第一章总则 第1.0.1 条为了使厂房建筑主要构配件的几何尺寸达到标准化和系列化， 以利于工业化生产，特制订本标准。 第1.0.2 条本标准适用于： 一、设计装配式或部分装配式的钢筋混凝土结构和混合结构厂房； 二、编制厂房建筑构配件标准设计图集。 注：①设计钢结构厂房、受条件限制的改（扩）建厂房、现浇式钢筋混凝土 结构厂房、工艺对厂房有特殊要求的厂房或按本标准设计在技术经济上会产生显 著不合理的厂房，可不执行本标准的某些规定； ②采用新技术、新结构和新材料的厂房，可不受本标准某些规定的限制。 第1.0.3 条在一个建设场地内，确定各厂房设计方案时，宜使构配件的类 型统一。 第1.0.4 条在技术经济合理的基础上，厂房的体形应力求简单，避免设置 纵横跨和多跨厂房中的高度差。
第1.0.5 条在编制厂房建筑构配件标准设计图集时，应使用途相同的构配 件具有最大限度的互换性。 第1.0.6 条厂房建筑设计除应符合本标准的有关规定外，还应符合现行有 关国家标准的规定。 第二章基本规定 第2.0.1 条厂房建筑的平面和竖向协调模数的基数值均应取扩大模数3M。 注：M 为基本模数符号，1M 等于100mm 第2.0.4 条厂房建筑构件的竖向定位，可采用相应的设计标高线作为定位 线。 第2.0.5 条本标准所称构件的长度、宽度和高度均为标志尺寸。限定标志 尺寸的面应为该构件的定位平面。 第2.0.6 条钢筋混凝土结构的单层厂房，宜采用柱子下部为刚接和柱顶与 屋架或屋面梁为铰接的排架结构方案。 第2.0.7 条钢筋混凝土结构的多层厂房，梁与柱的连接处，宜采用横向为 刚接和纵向为铰接或刚接的框架结构方案。
单层工业厂房的基本构造 一、承重结构的类型 一般单层工业厂房的承重结构有墙承重结构和骨架承重结构两种。 墙承重结构造价较低，能节约钢材和水泥，便于就地取材，施工方便。一般由带壁柱的砖墙和钢筋混凝土屋架（或屋面梁）组成的。承重结构所用的材料可称为砖混结构。如果厂房设有吊车，则可在壁柱上设置吊车梁。为了节约材料的用量，也可将吊车轨道铺在砖墙上。为保证吊车的行驶，砖壁柱和吊车梁以上的砖墙可向外移。但由于受到砖强度的限制，只适用于跨度不大于15m、檐口高度在8m以下、吊车吨位不超过5t的小型厂房。 骨架承重结构是由横向骨架及纵向联系构件组成的承重系统。横向骨架由屋架（或屋面大梁）、柱和基础组成。承受天窗、屋顶及墙等各部分传递的荷载以及构建自重。纵向联系构件由连系梁、吊车梁、屋面板（或檩）、柱间和屋架间的支撑等组成。骨架结构的外墙只起维护作用，除承受风力和自重外、不承受其他荷载。骨架承重结构按其所用的材料不同，可以分为：钢筋混凝土结构、刚和钢筋混凝土混合结构及钢结构三种。 （1）、钢筋混凝土结构 这种结构是由钢筋混凝土屋架、柱等构件组成的。它的刚度大，耐久性和防火性均较好，是施工方便，是目前大多数厂房所采用的一种结构形式。这种结构适用范围广，跨度可达30余米，高度可达20余米，吊车吨位可达一二百吨。 （2）、钢—钢筋混凝土混合结构 这种结构是由钢屋架和钢筋混凝土柱组成的。一般用于大跨度的厂房。当厂房跨度较大，或者由于其他原因不适于采用钢筋混凝土屋架时，通常采用这种结构形式。 （3）、钢结构 这种结构是由钢屋架和钢柱组成的。它的承载能力大、刚度大、自重轻、抗振动；但耗用钢材也多，故一般只用于大型、重型、高温、和振动荷载较大的厂房，如大型炼钢、铸钢、水压机车间以及有重型锻锤的锻工车间等。 二、装配式钢筋混凝土骨架结构 装配式钢筋混凝土骨架结构的柱、基础、连系梁、吊车梁及屋顶承重结构（薄腹梁，桁架及屋面板）等都采用钢筋混凝土预制构件。 1、柱 在无吊车的厂房中，柱截面常采用矩形，其尺寸不小于300mm×300mm。在有吊车的厂房中，一般在柱身伸出牛腿，以及承重车梁。这时常用的的柱截面有矩形、工字型以及双肢柱等。双肢柱的腹杆有平腹杆和斜腹杆两种。 2、基础 装配式钢筋混凝土柱下面的独立基础，通常都使用杯形基础，柱安装在基础的杯口内。 3、吊车梁 吊车梁按截面形状分有等截面的T形和工字型吊车梁和变截面的鱼腹式吊车梁。 4、屋顶结构 屋顶结构的主要构件有屋架、屋面梁、屋面板、檩条等。根据其构件布置的不同屋顶结构可分为无檩结构和有檩结构两种。无檩结构屋面较重，刚度大，多用于大中型厂房。有檩结构屋面重量轻，省材料，但屋面刚度差，一般只用于中小型的厂房。 钢筋混凝土屋面大梁和屋顶，是厂房屋顶的主要承重结构。它直接承受天窗、屋面载荷，以及安装其上的悬挂式吊车、管道和设备等重量。
单层工业厂房结构设计 引 言 单层工业厂房的结构设计主要包括以下几个内容： 1. 单层厂房结构布置； 2. 结构构件的选型； 3. 排架结构设计； ①荷载计算：恒、屋面活载（或雪载或积灰荷载）、风载、吊车荷载； ②内力计算； ③内力组合； ④截面设计 4. 基础设计； 5. 其它构件设计（抗风柱、预埋件等）； 6. 施工图的绘制。 以下结合一具体实例，详细对单层厂房结构设计的各步骤进行讲解。 例题：某金工车间为双跨等高无天窗厂房，跨度24m ，柱距为6m ，车间总 长为66m （不考虑伸缩缝）。厂房每跨各设一台20/5t 及5t 中级工作制吊车，吊 车轨顶标高+9.90m 。基本风压为0.30kN/m 2，基本雪压0.2kN/m 2，7度抗震设 防。厂址地形平坦，厂区地层自上而下为： （1）耕土层：厚约0.5m ； （2）黄土状亚粘土：可塑稍湿，厚约2m ，地基承载力标准值； 2N/m 180k f k =（3）中砂：中密，很湿，厚约4～5m ，地基承载力标准值； 2N/m 280k f k =（4）卵石：其颗粒空隙由中砂填充，中密，厚约5～7m ，； 2N/m 600k f k =（5）基岩：表层中等风化，本层钻进深度2m 。 厂区地层（除表土层）承载能力较高，是建筑的良好地基。厂区冲积层潜 水，据4～5份观测资料，地下水位高程为 -8.00m ，根据调查及对有关资料分 析，厂区最高水位为 -6.00m ，且无腐蚀性。 供建厂使用的主要材料有： （1）钢材：钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构所需的钢筋种类、型钢及
钢板可保证供应并备有各种规格。 （2）水泥：普通硅酸盐水泥，可配制C10～C40级混凝土。 （3）砖：普通粘土空心砖，强度等级为MU7.5。 （4）其它：如砂石、石灰等地方材料均能按设计要求供应。柱子可在现场预制。该项目的施工单位有较高的施工水平，如果设计采用国家标准图及普通作法，其施工质量均能达到设计及施工验收规范的要求。 建筑构造： （1）屋面：卷材防水屋面，其做法为： 三毡四油上铺小石子防水层 80mm泡沫砼保温层 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 预应力混凝土大型屋面板 （2）墙体：240mm厚砖墙，水泥砂浆粉刷内外墙面，铝合金门窗。 （3）地面：室内为混凝土地面，室内外高差150mm。 设计任务： 1．单层厂房结构布置； 2．选用标准构件； 3．排架柱及柱下基础设计。 设计内容： 1．确定上、下柱的高度及截面尺寸； 2．选用屋面板、天窗架、屋架、基础梁、吊车梁及轨道连接件； 3．计算排架所承受的各项荷载； 4．计算各种荷载作用下排架的内力； 5．柱及牛腿的设计，柱下单独基础设计； 6．绘制施工图 （1）结构布置图（屋架、天窗架、屋面板、屋盖支撑布置；吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置）； （2）基础施工图（基础平面布置图及配筋图）； （3）柱施工图（柱模板图、柱配筋图）。
单层工业厂房结构设计 引言 单层工业厂房的结构设计主要包括以下几个内容： 1. 单层厂房结构布置； 2. 结构构件的选型； 3. 排架结构设计； ①荷载计算：恒、屋面活载（或雪载或积灰荷载）、风载、吊车荷载； ②内力计算； ③内力组合； ④截面设计 4. 基础设计； 5. 其它构件设计（抗风柱、预埋件等）； 6. 施工图的绘制。 以下结合一具体实例，详细对单层厂房结构设计的各步骤进行讲解。 例题：某金工车间为双跨等高无天窗厂房，跨度24m，柱距为6m，车间总长为66m（不考虑伸缩缝）。厂房每跨各设一台20/5t及5t中级工作制吊车，吊车轨顶标高+9.90m。基本风压为0.30kN/m2，基本雪压0.2kN/m2，7度抗震设防。厂址地形平坦，厂区地层自上而下为： （1）耕土层：厚约0.5m； （2）黄土状亚粘土：可塑稍湿，厚约2m，地基承载力标准值2 f =； 180k N/m k （3）中砂：中密，很湿，厚约4～5m，地基承载力标准值2 =； f N/m 280k k （4）卵石：其颗粒空隙由中砂填充，中密，厚约5～7m，2 =； f N/m 600k k （5）基岩：表层中等风化，本层钻进深度2m。 厂区地层（除表土层）承载能力较高，是建筑的良好地基。厂区冲积层潜水，据4～5份观测资料，地下水位高程为-8.00m，根据调查及对有关资料分析，厂区最高水位为 -6.00m，且无腐蚀性。 供建厂使用的主要材料有： （1）钢材：钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构所需的钢筋种类、型钢及
钢板可保证供应并备有各种规格。 （2）水泥：普通硅酸盐水泥，可配制C10～C40级混凝土。 （3）砖：普通粘土空心砖，强度等级为MU7.5。 （4）其它：如砂石、石灰等地方材料均能按设计要求供应。柱子可在现场预制。该项目的施工单位有较高的施工水平，如果设计采用国家标准图及普通作法，其施工质量均能达到设计及施工验收规范的要求。 建筑构造： （1）屋面：卷材防水屋面，其做法为： 三毡四油上铺小石子防水层 80mm泡沫砼保温层 20mm厚1：3水泥砂浆找平层 预应力混凝土大型屋面板 （2）墙体：240mm厚砖墙，水泥砂浆粉刷内外墙面，铝合金门窗。 （3）地面：室内为混凝土地面，室内外高差150mm。 设计任务： 1．单层厂房结构布置； 2．选用标准构件； 3．排架柱及柱下基础设计。 设计内容： 1．确定上、下柱的高度及截面尺寸； 2．选用屋面板、天窗架、屋架、基础梁、吊车梁及轨道连接件； 3．计算排架所承受的各项荷载； 4．计算各种荷载作用下排架的内力； 5．柱及牛腿的设计，柱下单独基础设计； 6．绘制施工图 （1）结构布置图（屋架、天窗架、屋面板、屋盖支撑布置；吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置）； （2）基础施工图（基础平面布置图及配筋图）； （3）柱施工图（柱模板图、柱配筋图）。
分析多层工业厂房结构设计 发表时间：2018-01-07T19:21:52.343Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：廖文兵 [导读] 摘要：随着我国经济建设不断发展，对钢结构重型工业厂房的使用要求越来越高，重型工业厂房在高度、跨度、柱距、平面尺度、吊车吨位等方面有着不断加大的趋势。 广州华跃电力工程设计有限公司广东广州 510000 摘要：随着我国经济建设不断发展，对钢结构重型工业厂房的使用要求越来越高，重型工业厂房在高度、跨度、柱距、平面尺度、吊车吨位等方面有着不断加大的趋势。因此，结构的方案设计在整个设计过程中的重要性越来越显著。在多层工业厂房修建过程中厂房的结构设计是否能够满足工厂日常生产过程中的要求是现代厂房设计工作中的重点。当今我国的多层工业厂房结构设计还存在着很多的问题，例如柱截面面积选取问题、柱子长细比取值等。 关键词：多层工业；厂房结构设计 引言 随着国民经济的迅速发展，工业建筑要不断满足现代大工业生产，工艺不断更新的要求，过去那种单一功能，单一建筑形式已经不适应生产方式改变的需要，联合车间、灵活车间、工业大厦等多功能厂房应运而生。另外，建设用地的紧张以及工艺流程的需要，越来越多地多层厂房甚至高层厂房出现。多层厂房的特点是跨度大、荷载大、开洞多、有多层吊车，在设计过程中，有些问题值得总结和探讨。 1 多层工业厂房的特点 1.1 平面结构布置和柱网布置多层工业厂房在平面布置中，通常为了满足工艺要求，使结构布局不规整，柱网不规则，布梁不整齐，甚至有工艺要求在主受力构件上开孔的现象。同时厂房内部一般空间较大，柱距多为6~12m，局部有抽柱设计的，柱距会增大到 18m 以上。这使得结构传力复杂，受力不明确，设计中容易产生应力集中现象。 1.2 竖向结构布置和层高多层工业厂房的层高较大，能达到 4~8m，且竖向布置经常出现错层、夹层，楼板开大洞，这使得楼板无法提供足够的平面内刚度，结构有效质量沿竖向分布不均匀。在地震作用下，结构可能产生“短柱效应”，使得局部柱段水平剪力成为截面设计的控制因素。 1.3 各种类型的荷载工业厂房的集中荷载主要包括设备自重，有时还需要考虑设备的震动扰力，根据规范要求进行动力计算。悬挂荷载主要包括管道荷载，吊车荷载，有时管道还产生水平荷载及弯矩。板面荷载主要根据生产工艺的要求，在不同的生产楼地面有不同的活荷载取值，但这种活荷载一般均大于民用建筑中的活荷载。 1.4 楼面及基础形式工业厂房楼面一般采用现浇钢筋混凝土楼面，但由于工艺所提设备荷载要求，楼板或出现开洞，或出现局部厚度变化。厂房的基础形式多采用柱下独立基础，柱下条形基础，若地基承载力低，可采用灰土挤密桩、砂桩等方法处理，亦可采用灌注桩，直接作用在坚硬的土层上面。 1.5 轻型围护结构工业厂房的围护结构一般不作为承重体系，通常采用轻质材料，屋盖结构多采用钢桁架檩条体系加铺轻质保温层。此种轻型围护材料有利于减轻结构自重，减少地震反应。 2.多层工业厂房结构主要体系 多层工业厂房的结构主要有纯框架、框架、钢架加支撑的混合体系三种： ⑴.钢架加支撑的混合体系。可以有效地减少柱的纵向弯矩，但要求楼面刚度大，否则柱子间的变形不协调，无法充分发挥柱间支撑的作用。 ⑵.纯框架体系。框架体系没有柱间支撑，纵横方向都采用框架结构，这样会使厂房的空间部分充分发挥其功能，但框架体系中的柱要采用箱形，而不能釆用工字型，同时使用的钢量还需要增加。 ⑶.框架—支撑体系。该体系横向设计成刚接框架，纵向设计成柱—支撑体系，用柱间支撑抵抗水平荷载。该体系经济节约，但柱间支捸可能会影响使用。这种形式特别适用于纵向较长，横向较短的厂房。 3.多层工业厂房承重柱截面高度取值问题 多层工业厂房的承重柱截面高度的取值往往存在偏小的情况，这种情况的出现原因一般是由于设计人员对抗震结构设计的把握不到位导致的。在部分要求建筑结构设置抗震等级的地区，厂房的抗震等级一般被设定为抗震烈度六级，但是设计人员通常对这个等级的抗震结构认为是不设置抗震结构的厂房结构，所以厂房的承重柱截面高度取值就会导致偏小的情况出现。如果出现了这种情况就会导致柱子和梁的线性刚度比偏大，使原来的刚性结构转化成铰支结构，柱就会受到偏心压力产生扭矩效应。这种设计会导致建筑物在日后的使用过程中，由于混凝土偏心受压并且没有在反向受拉区设置足够的钢筋，导致混凝土柱遭到破坏进而厂房的结构受到影响。另外，这与原本厂房设计过程中要求的抗震机构也有着本质的区别，在地震发生过程中，由于柱子并没有形成比较大的结构承载能力并且本身就存在着一定的结构弱点，导致地震造成的厂房结构破坏。 4.多层工业厂房中构造柱和承重柱混淆 承重柱顾名思义，要承担建筑物的重量，一般情况，楼板荷载传到梁上，梁的荷载再传到柱子上，柱子传到基础上。而构造柱主要是为了实现结构的整体性而设置的一种柱。在厂房设计过程中，构造柱和承重柱混淆是指利用构造柱来代替承重柱使用。通过上文承重柱和构造柱的基本介绍我们知道，构造柱并不具有承重能力，只是为了体现结构整体性而设置的，所以如果发生替代现象，就会导致结构的承载能力出现问题。另外构造柱的另一个作用也可以当作抗震机构来使用，构造柱和圈梁组成的整体在地震发生过程中，能够有效的提升结构整体刚度，降低建筑被破坏的几率。所以这种混淆设计的现象容易导致建筑物的抗震能力下降。或者构造柱提前受力，导致构造柱的设计要求达不到承载力要求导致破坏，丧失其功能。所以笔者在厂房的构造柱和结构柱设计过程中建议设计人员能够先了解两种柱子的用途和功能，然后通过对厂房结构的荷载和自重进行计算，来计算出柱的承载能力然后进行承重柱设计。对构造柱的设计中如果遇到跨度比较小的时候，也可以将构造柱控制在梁的下部，但是要与承重柱区别对待，严禁替代现象出现。 5.多层工业厂房结构设计应注意的问题 多层工业建筑和多高层民用建筑之间的结构形式、荷载都各有其特点，它的跨度大，层高高，楼板较厚，内隔墙少，存在吊车荷载，在使用软件进行空间分析时，有些问题需加以注意。
一、工程概况 某厂房工程,设计为单跨单层框架钢结构,厂房长 41m ,柱距 6m ,共有 9个节间, 钢屋架。厂房的平、剖图如图所示。 本项目厂房做法:屋面采用 0.5mm 厚 W750型彩色压型钢板及收边包角, 单脊双坡排水。墙体采用灰砂砖砌筑围护、钢筋混凝土梁、柱。主要吊装工程量为 16.6m 钢屋架,钢屋架重 61.4KN ,共 8个,标高 5.5m 。 二、结构安装前的准备工作 (1 在厂房施工现场, 构件吊装前要运到吊装地点就位, 支垫位置要正确, 装卸时吊点位置要符合设计要求。 (2堆放构件的场地应平整坚实。 (3构件就位时,应根据设计的受力情况搁置在垫木或支架上,并应保持稳定。三、结构吊装方法 钢屋架在工厂制作好后, 由汽车运到现场吊装。屋盖系统包括屋架、檩条和屋面板。各构件吊装过程为: 绑扎—→吊升—→对位—→临时固定—→校正—→最后固定 四、起重机的选择和工作参数的计算 结构吊装采用汽车式起重机 QY16型,吊装主要构件的工作参数为: 屋架 采用两点绑扎吊装。 要求起重量 Q=Q1+Q2=(61.4+3.0 KN=64.4 KN 要求起重高度见图 H=h1+h2+h3+h4=(5.5+0.3+2.7+3.0 m=11.5m
因起重机能不受限制地开到吊装位置附近,所以不需验算起重半径 R 。 钢屋架就位后需要进行多次试吊并及时重新绑扎吊索,试吊时吊车起吊一定要缓慢上升,做到各吊点位置受力均匀并以钢屋架不变形为最佳状态,达到要求后即进行吊升旋转到设计位置,再由人工在地面拉动预先扣在大梁上的控制绳,转动到位后,即可用板钳来定柱梁孔位,同时用高强螺栓固定。 并且第一榀钢屋架应增加四根临时固定揽风绳,第二榀后的大梁则用屋面檀条及连系梁加以临时固定,在固定的同时,用吊锤检查其垂直度,使其符合要求。 钢屋架的检验主要是垂直度,垂直度可用挂线球检验,检验符合要求后的屋架再用高强度螺栓作最后固定。在吊装钢屋架前还须对柱进行复核,采用葫芦拉钢丝绳缆索进行检查,待大梁安装完后方可松开缆索。对钢屋架屋脊线也必须控制。使屋架与柱两端中心线等值偏差,这样各跨钢屋架均在同一中心线上。 五、起重机开行路线及构件的平面布置 起重机的起重半径为 7.4 m,吊装屋架及屋盖结构中其他构件时,起重机均跨中开行。屋架因直接从工厂运到工地,卸载时直接按平面布置图放置,便于吊装。所以屋架的平面布置没有预制阶段平面布置,直接进入吊装阶段平面布置 屋架采用斜向排放。 第一步,确定起重机的开行路线和停机点。起重机跨中开行,在开行路线上定出吊装每榀屋架的停机点。 第二步,确定屋架的排放位置。定出 P-P 线、 Q-Q 线,并定出 H-H 线,把屋架排放在 P-P 线与 Q-Q 线之间,中间在 H-H 线上。如图 六、屋面彩钢板安装
学号 2012021129 混凝土结构课程设计 单层厂房排架结构设计 院（系）名称：航天与建筑工程学院专业名称：土木工程 学生姓名：杨浩 指导教师：郭庆勇 2014年6月
目录
单层厂房排架结构设计 1. 设计资料及要求 (1)工程概况 某金工装配车间为两跨等高厂房，跨度均为18m ，柱距均为6m ，车间总长度为66m 。每跨设有起重量为150/30t 吊车各2台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高9.30m 。厂房无天窗，采用卷材防水屋面，围护墙为240mm 厚双面清水砖墙，采用钢门窗，钢窗宽度为4.8m ，室内外高差为350mm ，素混凝土地面。建筑平面及剖面分别如图1和图2所示。 (2)结构设计原始资料 厂房所在地点的基本风压为0.4kN/m 2，地面粗糙度为B 类；基本雪压为0.5kN/m 2。风荷载的组合值系数为0.6c ψ=，雪荷载的组合值系数为0.6c ψ=其余可变荷载的组合值系数 均为0.7c ψ=。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/m 2，埋 深-2.0m ，基底以上土的加权平均重度γm =17kN/m 3,基底以下图的重度γ=18kN/m 3。 (3)材料 基础混凝土强度等级为C20；柱混凝土强度等级为C30。柱中纵向受力钢筋采用HRB335级；箍筋和分布钢筋采用HPB300级。 (4)设计要求 分析厂房排架内力，并进行排架柱和基础的设计；绘制排架柱和基础的施工图。
图1 厂房平面图
图4 厂房剖面图 2. 结构构件选型、结构布置方案确定说明 因该厂房跨度在15?36m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了保证屋盖的整体性和刚度，屋盖采用无檩体系。由于厂房屋面采用卷材防水做法，故选用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。普通钢筋混凝土吊车梁制作方便，当吊车起重量不大时，有较好的经济指标，故选用普通钢筋混凝土吊车梁。厂房各主要构件选型见表1。 表1主要承重构件选型表
车间工业厂房结构设计 已知条件 厂房跨度21m ，柱距6m ，车间总长96m ，无天窗。设有两台20/5t 双钩吊车（A4中级工作制），柱顶标高13.2m ，牛腿面标高7.8m ，采用钢屋盖，预制砼柱、砼吊车梁、柱下独立基础。室外地坪标高，000.0±基础顶面离室外地坪为0.5m 。纵向维护墙为370mm 厚烧结粘土空心砖（重m KN 2/8）支承在基础梁上的自承重空心砖砌体墙，圈梁设在柱顶处。地基承载力特征值m /2802KN F ak =。取轨道顶面至吊车梁顶面的距离为m h a 2.0=。 当地基本风压值m KN W 2o /35.0=m KN 2/25.0=，基本雪压值，土壤冻结深度=-0.5m, 一.构件选型 跨度取为L=21m （L k =21-1.5=19..5 m ），轨顶标高为（7.8+1.2+0.2）= 9.2m ，吊车为中级工作制，双钩桥式起重机的工业厂房，吊车重量为20t ，牛腿面标高为7.8m 。 1.屋面板 选用标准图集中的预应力混凝土大型屋面板，板重（包括灌缝在内）标准值为1.4 kN/m 2 2.屋架 选用标准图集中的预应力混凝土折线屋架，屋架自重标准值为95kN/榀。（未包括挑出牛腿部分，挑牛腿部分根据标准图集另外计算自重）。 3.天沟板 选用JGB77-1天沟板，板重标准值为2.02kN/m 2 。 4. 吊车梁 采用标准图集中的先张法预应力混凝土吊车梁YXDL6-YXDL8，吊车梁高1.2m ，自重标准值为41.8kN/根。 5. 吊车轨道联结 轨道及零件中为1.5 kN/m 2 轨道及垫层构造高度为200mm. 按A4级工作级别，Q=20/5t ，L k =19.5m, 根据吊车规格参数计算最大、最小轮压标准值：KN P 205max =KN P 35min =，， 最大轮压设计值：P d =1.05×1.4×1.15×=max P 1.05×1.4×1.15×205=346.55KN 小车自重标准值：75KN,k 2=G 与吊车额定起重量相对应的重力标准值:KN G k 2003=