下载文档原格式
单层厂房排架结构一、单层厂房排架结构的设计要点1.载荷计算：在设计单层厂房排架结构时，需要考虑到储存物品的质量、数量和尺寸。
根据储存物品的特性，合理计算荷载，包括静态荷载和动态荷载。
2.框架结构设计：单层厂房排架结构一般由柱子、梁和桁架等组成。
柱子负责支撑重力荷载，梁用于传递荷载，桁架则起到稳定作用。
在设计过程中，需要考虑结构的强度、刚度和稳定性。
3.基础设计：单层厂房排架结构的基础设计非常重要，要考虑到土地的承载能力和地震、风等外部荷载的影响。
基础设计要符合相关的建筑规范，确保结构的稳定性和安全性。
4.框架连接：框架结构的连接方式也是设计的重点之一、连接点的设计应尽量简化，提高施工效率，并确保连接的强度和刚度。
5.防火设计：考虑到储存物品的特性，单层厂房排架结构的防火设计非常重要。
建议使用防火板、防火涂料等材料，提高结构的防火性能。
二、单层厂房排架结构的优势1.空间利用率高：单层厂房排架结构可以利用立体空间，将储存物品垂直堆叠，从而提高空间利用效率。
2.灵活性强：单层厂房排架结构可以根据实际需要进行调整，灵活适应不同类型和尺寸的货物储存需求。
3.施工周期短：单层厂房排架结构采用工业化生产方式，施工周期短，可以快速投入使用。
4.维护成本低：相对于传统的砖木结构或混凝土结构，单层厂房排架结构的维护成本较低，容易清洁和维护。
5.可拆装：单层厂房排架结构可以拆解和重组，可以根据不同的需求进行重新布局和改造。
三、单层厂房排架结构的应用场合1.仓库和物流中心：单层厂房排架结构适用于仓库和物流中心，可以方便地分类、存储和管理货物。
2.工厂和生产车间：单层厂房排架结构可以用来存放原材料和成品，提高生产效率和物流流程。
3.超市和商场：单层厂房排架结构可以用来存放货物和展示商品，提高货物陈列的效果和销售能力。
4.体育馆和展览馆：单层厂房排架结构可以用来搭建临时的体育馆和展览馆，满足大型活动和展览的需求。
通过上述分析，可以看出单层厂房排架结构具有很多优势，并且适用于多种场合。
单层钢结构厂房结构计算一、设计资料河南省某加工厂一厂房，该厂房为单层，采用单跨双坡门式刚架，刚架跨度18m，柱高6m；共有12榀刚架，柱距6m，屋面坡度1:10；地震设防列度为6度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值0.05g。
刚架平面布置见图1(a)，刚架形式及几何尺寸见图1(b)。
屋面及墙面板均为聚氨酯复合保温板；考虑经济、制造和安装方便，檩条和墙梁均采用冷弯薄壁卷边C型钢，间距为1.5m，钢材采用Q235钢，焊条采用E43型。
二、荷载计算（一）荷载取值计算1．屋盖永久荷载标准值（对水平投影面）YX51-380-760型彩色压型钢板0.15 KN/m250mm厚保温玻璃棉板0.05 KN/m2PVC铝箔及不锈钢丝网0.02 KN/m2檩条及支撑0.10 KN/m2刚架斜梁自重0.15 KN/m2悬挂设备0.20 KN/m2合计0.67 KN/m22．屋面可变荷载标准值屋面活荷载：按不上人屋面考虑，取为0.50 KN/m2。
雪荷载：基本雪压S0=0.45 KN/m2。
对于单跨双坡屋面，屋面坡角α=5°42′38″，μr=1.0，雪荷载标准值Sk=μrS0=0.45 KN/m2。
取屋面活荷载与雪荷载中的较大值0.50 KN/m2，不考虑积灰荷载。
3．轻质墙面及柱自重标准值（包括柱、墙骨架等）0.50 KN/m24．风荷载标准值按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102：2002附录A的规定计算。
基本风压ω0=1.05×0.45 KN/m2，地面粗糙度类别为B类；风荷载高度变化系数按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)的规定采用，当高度小于10m时，按10m高度处的数值采用，μz=1.0。
风荷载体型系数μs：迎风面柱及屋面分别为＋0.25和－1.0，背风面柱及屋面分别为＋0.55和－0.65(CECS102：2002中间区)。
5．地震作用据《全国民用建筑工程设计技术措施—结构》中第18.8.1条建议：单层门式刚架轻型房屋钢结构一般在抗震设防烈度小于等于7度的地区可不进行抗震计算。
单层厂房按结构材料大致可分为：混合结构、混凝土结构和钢结构。
一般说来，无吊车或吊车吨位不超过5t，且跨度在15m以内，柱顶标高在8m以下，无特殊工艺要求的小型厂房，可采用由砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架组成的混合结构。
当吊车吨位在250t(中级载荷状态)以上，或跨度大于36m的大型厂房，或有特殊工艺要求的厂房(如设有10t以上锻锤的车间以及高温车间的特殊部位等)，一般采用钢屋架、钢筋混凝土柱或全钢结构。
其他大部分厂房均可采用混凝土结构。
目前，我国混凝土单层厂房的结构型式主要有排架结构和刚架结构两种。
排架结构由屋架(或屋面梁)、柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。
根据生产工艺和使用要求的不同，排架结构可做成等高、不等高和锯齿形等多种形式，见图和图，后者通常用于单向采光的纺织厂。
排架结构是目前单层厂房结构的基本结构形式，其跨度可超过30m，高度可达(20～30)m或更高，吊车吨位可达150t甚至更大。
排架结构传力明确，构造简单，施工亦较方便。
目前常用的刚架结构是装配式钢筋混凝土门式刚架。
它的特点是柱和横梁刚接成一个构件，柱与基础通常为铰接．刚架顶节点做成铰接的，称为三铰刚架，见图-(a)，做成刚接的称为两铰刚架，见图-(b)，前者是静定结构，后者是超静定结构。
为便于施工吊装，两铰刚架通常做成三段，在横梁中弯矩为零(或很小)的截面处设置接头，用焊接或螺栓连接成整体。
刚架顶部一般为人字形见图-(a)、图-(b)，也有做成弧形的，见图-(c)、图-(d)。
刚架立柱和横梁的截面高度都是随内力(主要是弯矩)的增减沿轴线方向做成变高的，以节约材料。
构件截面一般为矩形，但当跨度和高度都较大时，为减轻自重(即自身重力的简称，下同)，也有做成工字形或空腹的，见图-(d)。
刚架的优点是梁柱合一，构件种类少，制作较简单，且结构轻巧，当跨度和高度较小时，其经济指标稍优于排架结构。
刚架的缺点是刚度较差，承载后会产生跨变，梁柱转角处易产生早期裂缝，所以对于吊车吨位较大的厂房，刚架的应用受到一定的限制。
单层厂房钢结构概述单层厂房钢结构是指一种仅有一层楼的厂房建筑，采用钢结构作为主要结构形式。
相较于传统的砖混结构和混凝土结构，单层厂房钢结构具有更多的优势和应用价值。
首先，单层厂房钢结构具有较高的强度和稳定性。
钢材作为一种高强度材料，具有良好的抗拉、抗压和抗弯能力，能够承受较大的荷载。
同时，钢结构可通过合理的设计和施工工艺，实现整体的稳定性和抗震性能，保证建筑的安全性。
其次，单层厂房钢结构具有较好的可塑性和施工性能。
钢材易于加工和制造，可以生产各种形状和尺寸的构件，满足不同项目的需求。
此外，钢结构的模块化设计和现场焊接安装，可以大大缩短施工周期，提高施工效率。
再次，单层厂房钢结构具有较好的可重复利用性和环境可持续性。
钢材可以进行回收再利用，减少了资源浪费和环境污染，符合可持续发展的要求。
此外，钢结构的构件可以进行拆卸和重组，便于对厂房进行改造和扩建。
另外，单层厂房钢结构具有较大的跨度和灵活性。
相较于传统的砖混结构，钢结构可以实现大跨度的设计，使厂房内部空间得到最大的利用。
而且，钢结构的构件具有较小的自重，可以减小地基负荷并提高使用性能。
在实际应用中，单层厂房钢结构被广泛应用于工业和商业领域。
在工业领域，单层厂房钢结构可以用于制造厂、仓库、车间等建筑。
在商业领域，单层厂房钢结构可以用于超市、商场、展览馆等建筑。
这些建筑都具有较大的空间需求和变化性，钢结构能够满足这些需求，并提供灵活的设计方案。
然而，单层厂房钢结构也存在一些挑战和问题。
首先，钢结构的防火性能较差，需要采取相应的防火措施。
其次，钢结构的造价较高，成本较传统的结构形式要高。
此外，钢结构的施工也需要较高的技术要求和经验。
总之，单层厂房钢结构作为一种新型的建筑形式，具有许多优势和应用价值。
随着工业和商业发展的需求，单层厂房钢结构将在未来得到更广泛的应用。
同时，人们也应在设计、制造和施工过程中，充分考虑材料的环境性能和可持续发展的要求，将钢结构建筑发展为更加可持续和环保的形式。
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1. 设计资料及要求 (3)2. 结构构件选型、结构布置方案确定说明 (5)3. 定位轴线 (6)4. 计算简图确定 (7)5. 荷载计算 (7)5.1 恒载75.2 屋面活荷载85.3 风荷载95.4 吊车荷载106.排架内力分析 (10)6.1 恒载作用下排架内力分析 116.2 屋面活荷载作用下排架内力分析126.3 风荷载作用下排架内力分析146.4 吊车荷载作用下排架内力分析167. 内力组合 (21)8. 柱截面设计 (24)8.1选取控制截面最不利内力248.2上柱配筋计算248.3下柱配筋计算258.4柱的裂缝宽度验算278.5柱的箍筋配置288.6牛腿设计288.7柱的吊装验算299. 基础设计 (30)9.1作用于基础顶面上的荷载计算319.2基础尺寸及埋置深度329.3基础高度验算339.4基础底板配筋计算3310. 参考资料 (37)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0.6cψ=其余可变荷载的组合值系数均为0.7cψ=。
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由上图可知，吊车轨顶标高为9.30m 。
对起重量为150/30t 、工作级别为A5的吊车，当厂房跨度为18m 时，可求得吊车的跨度L k =18—0.75X2=16.5m ，由附表4可查得吊车轨顶以上高度为2..05m ；选定吊车梁的高度 1.20bh m =，暂取轨道顶面至吊车梁顶面的距离0.20ah m =，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 -ah =9.30—1.20—0.20=7.90m由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为8.10m 。
考虑吊车行驶所需空隙尺寸7h =220mm ，柱顶标高可按下式计算：柱顶标高=牛腿顶面标高+b h +a h +吊车高度+7h=8.10+1.20+0.20+2.30+0.22=11.57m故柱顶（或屋架下弦底面）标高取为11.70m。
取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H和l上柱高度H分别为uH=11.7+0.5=12.2mH=8.1+0.5=8.6mlH=12.2-8.6=3.6mu根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，确定柱截面尺寸，以及由柱的截面尺寸，可求得柱的截面几何特征及自重标准值，见表2。
3. 定位轴线横向定位轴线除端柱外，均通过柱截面几何中心。
对起重量为150/30t工作级别为A5的吊车，可查得轨道中心至吊车端部距离B=230mm；吊车桥架外边缘至上柱内边缘1B，一般取值不小于80mm。
的净空宽度2B=300mm，故对中柱，取纵向定位轴线为柱的几何中心，则3B2= e - B1 - B3= 750 - 230 – 300 = 220mm>80mm符合要求。
B=400mm，故对边柱，取封闭式定位轴线，即纵向定位轴线与纵墙内皮重合，则3B2= e - B1 - B3= 750 - 230 – 400 = 120mm>80mm符合要求。
4. 计算简图确定由于该金工车间厂房，工艺无特殊要求，且结构布置及荷载分布（除吊车荷载外）均匀，故可取一榀横向排架作为基本的计算单元，单元的宽度为两相邻柱间中心线之间的距离，即B=6.0m ，如图5(a)所示；计算简图如图5(b)所示。
图5计算单元和计算简图5. 荷载计算5.1 恒载①屋盖恒载两毡三油防水层0.35kN/2m20mm 厚水泥砂浆找平层 20kN/3m ×0.02m=0.40kN/2m 100mm 厚水泥蛭石保温层 4kN/3m ×0.1m=0.40kN/2m 一毡两油隔气层 0.05kN/2m20mm 厚水泥砂浆找平层 20kN/3m ×0.02m=0.40kN/2m 预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.40kN/2m 屋架钢支撑 2/05.0m kN 合计 3.05kN/2m屋架重力荷载为106kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为 1G =1.2×（3.05kN/2m ×6m×18m/2+70.86kN/2)=240.16kN ②吊车梁及轨道重力荷载设计值3G =1.2×（39.5kN+0.8kN/m×6m)=53.16kN ③柱自重重力荷载设计值 A ，C 柱4A 4C G =G =1.2×4kN/m×3.6m=17.82 kN （上柱） 5A5CG =G =1.2×4.69kN/m×8.6m=48.40 kN （下柱） B 柱4B G =1.2×6kN/m×3.6m=25.92kN （上柱） 5BG =1.2×4.94kN/m×8.6m=50.98kN （下柱） 各项恒载作用位置如图6所示。
图6 荷载作用位置图（单位：kN ）5.2 屋面活荷载屋面活荷载标准值为0.5kN/2m ，雪荷载标准值为0.5kN/2m ，后者等于前者，故仅按前者计算。
作用于柱顶的屋面活荷载设计值为1Q =1.4×0.5×6m×18m/2=37.80kNQ 1的作用位置与1G 作用的位置相同，如图6所示。
5.3 风荷载风荷载标准值按下式计算，其中ω0=0.4kN/m 2，z =1.0β，z μ根据厂房各部分标高（图4）及B 类地面粗糙度确定如下：柱顶（标高11.70m ）z μ=1.048 檐口（标高13.00m ）z μ=1.084 屋顶（标高10.00m ）z μ=1.112s μ如图7所示，可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为ω1k =βz μz μs1 ω0=1.0×0.8×1.048×0.4 kN/m 2=0.335kN/m 2ω1k =βz μz μs1 ω0=1.0×0.8×1.048×0.4 kN/m 2=0.335kN/m 2图7 风荷载体型系数及排架计算简图则作用于排架计算简图（图7）上的风荷载设计值为： q 1=1.4×0.335 kN/m 2×6m =2.81 kN/m 2 q 2=1.4×0.168 kN/m 2×6m =1.41 kN/m 2 Fw =γQ [(μs1+μs1) μz h 1+(μs3+μs4) μz h 2] βz ω0B=1.4×[(0.8+0.4)×1.129×2.3+(-0.6+0.5) ×1.17×1.0] ×1.00.4kN/m 2×6.0m =9.68kN图8 吊车荷载作用下支座反力影响线5.4 吊车荷载由给定吊车150/30t，可知吊车参数为：对于AB跨：B=5.65m , K=4.40m , g=53.0kN , Q=150kN , F p,max=165kN , F p,min=34kN根据及K，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值，如图8所示。
①吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值：D max =γQ F p,maxΣy i =1.4×165 kN×(1+0.792+0.267+0.058) = 489.03kND min =γQ F p,minΣy i =1.4×34 kN×(1+0.792+0.267+0.058) = 100.77kN②吊车横向水平荷载：作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力为：T = 1/4α(Q+g) = 1/4×0.1×(150kN + 53kN) = 5.075kN作用于排架柱上吊车横向水平荷载设计值为：T max =γQ TΣy i =1.4×5.075kN×2.117 = 15.04kN6.排架内力分析该厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。
其中柱的剪力分配系数按下式计算：i111ii ni i δηδ∑==式中：1i δ——第i 根排架的抗侧移刚度。
其结果见表3。
6.1 恒载作用下排架内力分析恒载作用下排架的计算简图如图9(a)所示。
11240.16G G kN ==；23453.1617.8270.98G G G kN kN kN =+=+= ;35415346511112403340.84;2480.322253.1625.92128.5250.98;240.160.0512.01;()(240.1617.82)0.2553.160.348.58A B B G G kN G G kN G G G kN G G kN M G e kN M G G e G e kN m =====+=⨯+=====⨯==+-=+⨯-⨯= ；如图9所示，排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。
