单层厂房结构设计概述

单层工业厂房的结构设计

目录

一、设计条件3

二、计算简图的确定5

三、荷载计算7

四、力计算10

五、最不利荷载组合19

六、柱截面设计25

七、牛腿设计29

八、柱的吊装验算32

九、基础设计35

一、设计条件

1.1项目概述

某厂装配车间为单跨钢筋混凝土厂房，跨度24m，长66m，柱顶标高12.4m，轨顶标高10.0m，厂房设有天窗，使用两台5~20t中间作业吊车。防水层采用聚氨酯防水胶，维护墙采用240mm厚双面砖墙，钢门窗，混凝土地面，室外高差150mm。建筑剖面见图1。

1.2结构设计数据

自然条件：基本风压值为20.55/KNm。

地质条件：天然地面下1.2米处为老土层，修正后的地基承载力为

2120/KNm，地下水位在地面下2.5米。

1.3 吊车使用情况

车间设有两台200/50KN中级工作制吊车，轨顶标高为10.0米，吊车的主要参数如下表：

起重

Q(KN) 吊车宽度

B(m) 轮距()Km

吊车总重

G(KN) 小车重

kg（KN）

最大轮压

max()pKN 最小轮压

min()pKN

200/50 5.60 4.40 225 77.2 202 60

注：minmaxp()/2GQp

1.4车间标准件的选择

屋顶板

采用1.5X6m预应力钢筋混凝土屋面板，标注其自重(含填缝)。

该值必须为1.4kN/m2。

1.4.2沟板

天沟板标准重量为17.4KN/块(含积水重量)。

天窗框架

门窗用钢筋混凝土天窗框架的自重荷载标准，以及每个天窗框架到屋顶框架的支柱

该值为36KN。

屋顶桁架

采用预应力钢筋混凝土折线屋架，标准重量106KN/跨。

屋架支撑

屋架支撑自重标准值为0.05kN/m2。

吊车梁

起重机为预应力钢筋混凝土吊车梁，高度为 1200mm，自重标准值为44.2kN/根。轨道部件重量的标准值为1kN/m，

轨道垫层的高度为200毫米。

单层厂房结构课程设计

1.结构构件选型及柱截面尺寸确定

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。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型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。

由图2-54可知柱顶标高为9.6m，牛腿顶面标高为6m；设室内地面至基础顶面的距离为0.5m，则计算简图中柱的总高度H，下柱高度Hl，和上柱高度Hu分别为：

10.7m0.5mm2.10H

6.5m0.5mm6lH

m2.4.5m6m7.10uH

BC+12.800-0.150+9.600+7.200±0.000+11.750+6.000 图2-54 厂房剖面图

根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表2-22。

表2-22 柱截面尺寸及相应的计算参数

计算参数

柱号 截面尺寸/mm 面积/2mm 惯性矩/4mm 自重/kN/m

A，C 上柱 矩400400 1.6105 21.3108 4.0

下柱 I400900100150 1.875105 195.38108 4.69

B 上柱 矩400600 2.4105 72108 6.0

下柱 I4001000100150 1.975105 256.34108 4.94

本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2-55所示。 1BC1800180060060060060060060060060060060024365789121110EA=EA=1010036009001000B柱A柱

图2-55 计算单元和计算简图

2.荷载计算

1.恒载

⑴屋盖恒载

2kN/m35.0二毡三油防水层绿豆砂浆保护层

20厚水泥砂浆找平层 230.40kN/mm02.0kN/m202

单层厂房结构设计任务书A

一、设计资料

1、 某金工车间单跨无天窗厂房，跨度为24m，柱距为6m，车间总长度为54m，剖面如图示。

2、 该厂房位于非抗震区，基本风压；0.4KN/m2，雪压：0.35KN/m2，屋面活荷载0.7KN/m2。

3、 该厂房所在场地，地面下0.8m内为填土，填土下层3.5m内为粉质粘土，地基承载力特征值f＝200kN／m2，地下水位为－10.50m，无腐蚀性。

4、 材料：柱砼强度等级采用C30，基础砼强度等级C25；钢筋采用HRB400；箍筋及基础底板钢筋用HPB300；围护墙采用240厚双面清水墙。

5、 屋面采用有保温防水卷材屋面：二毡三油防水层（0.35KN/m2）、20mm水泥砂浆找平层（0.40KN/m2）、100mm水泥珍珠岩制品保温层（0.4KN/m2）、一毡二油隔气层（0.05KN/m2）、20mm水泥砂浆找平层（0.40KN/m2），预应力混凝土屋面板（1.4KN/m2包括灌缝在内）。

6、 屋架采用预应力砼折线形屋架。

7、 厂房内设有两台工作级别为A4的15/3t吊车，吊车轨顶标高为9.500m。吊车有关数据：最大轮压Pmax,k＝185KN，最小轮压Pmin,k＝50KN，总宽B=5550mm，轮距K=4400mm，大车重G1,k＝321KN，小吊车重G2，k＝74KN，G3，k=150KN。

8、 吊车梁采用标准图中预应力混凝土吊车梁，吊车梁高1200mm，自重标准值44.2 KN/根，轨道及零件重1.5 KN/m，轨道及垫层构造高度200mm。

二、设计要求

1、完成计算书一份：根据设计资料计算并设计其中某一排架的柱和基础；

2、绘制屋盖结构、柱及柱间支撑、吊车梁、基础和基础梁的结构平面布置图，绘制柱和基础的施工图（采用A2图纸，手工或电脑绘图）。

单层工业厂房结构设计详解

一、工业厂房结构设计的基本原则

1.满足使用功能：根据工业厂房的用途和工艺流程的要求，设计合理的建筑间距、层高、柱网和通道分布，以便工作人员顺利完成生产任务。

2.提高使用寿命：选择质量优良、耐久性强的建筑材料，考虑建筑材料的防腐蚀性和抗风荷载能力，确保工业厂房具备长期使用的条件。

3.强化结构安全：根据规范要求和设计荷载，合理选取结构材料、断面尺寸、构造形式等，确保工业厂房在承受荷载时具备足够的强度和刚度，避免发生倒塌等安全事故。

4.提高施工效率：尽可能采用标准化构件，减少现场加工；预制构件的使用，可提高施工速度和质量。

5.提高经济效益：在满足使用功能和结构安全的前提下，通过合理计算和设计，尽可能减少材料使用量，降低建造成本。

二、单层工业厂房的结构形式

1.钢结构厂房：采用钢材作为主要结构材料，具有轻质、高强度、可重复使用等特点，适用于大跨度、大空间要求的厂房。

2.砖混结构厂房：采用砖石、混凝土等材料作为主要结构材料，具有良好的保温、隔音、防火性能，适用于小跨度、小空间要求的厂房。

3.钢筋混凝土结构厂房：采用钢筋混凝土作为主要结构材料，结合了钢材和混凝土的优点，适用于中跨度、中空间要求的厂房。

三、单层工业厂房结构设计的要点 1.基础设计：根据土壤特性和荷载特点，合理确定基础的类型和尺寸。常见的基础类型包括浅基础（如承台、承板）和深基础（如桩基）。

2.柱网布置：根据使用要求和受力要求，在厂房内部确定柱网的位置和尺寸，使得柱网能够承受来自屋盖和墙体的荷载，并提供充足的工作空间。

3.屋面结构设计：根据屋面的形状和材料选择，设计屋面的结构形式（如桁架结构、刚架结构），保证其抗风、抗震和自重荷载的安全性。

4.墙体结构设计：根据墙体的高度和使用要求，选择适宜的墙体结构形式（如剪力墙、框架墙），保证其承载力、刚度和稳定性。

5.梁设计：根据荷载特点和柱网布置，设计适宜的梁结构形式（如梁柱节点连接方式、梁跨度），确保梁能够有效传递荷载到柱上。