混凝土单厂结构设计计算
一、设计资料及要求
本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为27米，柱距6米，长60米，跨内设有20/ 5吨中级工作制吊车（A4）一台，轨顶标高须不低于8.1米，不设天窗，采用纵墙开窗方案。经勘探报告提供资料，该地区工程地质条件良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，层厚6米，地基承载力特征值200KN/㎡，常年地下水位-5米以下。抗震设防烈度为6度，不进行抗震计算，按构造设防。 建筑平剖面示意图分别如下
1. 构件选型：
（1）屋面板经设计确定以下做法和相应荷载的标准值：
屋面为二毡三油防水层上铺小豆石 0.35kN/m ? 0.35kN/m
20mm水泥砂浆找平层 20 kN/m3?0.02 m ? 0.40 kN/m2 80mm厚加气混凝土保温层 0.65 kN/m2 ? 0.65 kN/m2
恒载合计： 1.40 kN/m 屋面活载：
基本雪压 0.6 kN/m2
不上人活载 0.5 kN/m 取较大值
2 2
2
2
2
积灰荷载 0.3 kN/m
组合一： 1.2×1.4+1.4×0.6+1.4×0.9×0.3=2.898 kN/m2 组合二： 1.35×1.4+1.4×（0.6×0.7+0.9×0.3）=2.856 kN/m2
依据标准图集04G410-1~2选型，中跨选用Y-WB-3 III，其允许外加均布荷载基本组合设计值为3.24 kN/m2，中跨选用Y-WB-3 III s ，板的自重标准值为1.4 kN/m2，灌缝重标准值为0.1kN/m。（2）屋架：
上部传来荷载： 1.40 kN/m
2
2
屋面板加灌缝自重： 1.50 kN/m2 屋盖支撑： 0.07kN/m2
2
恒载合计： 2.97 kN/m可变荷载标准值：
恒载合计：
基本雪压 0.6 kN/m2 不上人活载 0.5 kN/m 积灰荷载 0.3 kN/m2
组合：1.35×（1.4+1.5+0.07）+1.4×（0.6×0.7+0.9×0.3）=4.9755 kN/m2
2
依据标准图集04G415-1选型，中跨选用YWJ27-2Ba ，其允许外加均布荷载基本组合设计值为5.0 kN/m2，端部选用YWJ27-2Ba’，27m跨折线形预应力混凝土屋架每榀重力荷载为127.70kN。
（3）采用外天沟，中间跨采用TGB86，边跨采用TGB86s （4） 吊车的主要参数如下表： 吊车吨位 起重量 t kN 吊车宽度 轮距K 最大轮压Pmax mm mm kN 最小轮压Pmin kN 小车重力Q1 kN 20/5 200 6400 5250 230 53 78（双闸） ② 吊车竖向荷载标准值：
Dmax=230?(1+0.75/6)=258.75 kN
Dmin=Dmax×53/230=59.63 kN
横向水平荷载（?=0.1）
Tk= 1/4 ?0.1?（200+78）=6.95kN
Tmax=Dmax?Tk/Pmax=7.82 kN
弯矩Mmax=1.5?230=345 kN
依据标准图集04G323-1~2选型，选用DL-9Z，边跨用 DL-9B，轨道连接采用DGL-13，吊车梁自重4.08t，吊车轨道连接重力荷载为0.81 kN/m2
（4）围护墙采用240mm厚砖砌墙，钢门窗0.45 kN/m，围护墙直接支承于基础梁0.24 m?19.0
kN/m3 = 4.56 kN/m2，基础梁截面高度为450mm。
（5）取室内外高差150mm，基础选用钢筋混凝土锥形基础，基础顶面标高为 -0.700m
（450+150+100=700mm）。
主要承重构件选型表 构件名称 标准图集 选用型号 Y-WB-3 IIIs（端跨） Y-WB-3 III（中间跨） 屋面板 G410-1~2 1.5m?6.0m预应力混凝土屋面板 Y-KWB-2IIs （檐口板端跨） Y-KWB-2II （檐口板中间跨） 天沟板TGB86 屋架 04G415-1 预应力混凝土折线形屋架(21m)跨 127.70kN/榀 YWJ27-2Ba 0.07 kN/m2 （屋盖支撑） 1.5 kN/m2 重力荷载标准值 2
柱间支撑 05G336 柱间支撑 上柱ZCs-39-2a (边跨ZCs-39-2b) 下柱ZCx8-75-33 吊车梁 轨道连接 基础梁 04G323-1~2 钢筋混凝土吊车梁 04G325 04G320 钢筋混凝土基础梁 DL-9Z DGL-13 JL-4 40.8 kN/根 0.81 kN/m 16.20 kN/根 二、确定柱截面尺寸
上柱：高3900mm (吊车梁顶标高8.10m), 截面 buhu= 400mm?400mm
下柱：截面I 400mm?800mm （bilhilbh=100mm?162.5mm?400mm?800mm） 柱子的有关参数如下表：H=12.8m，Hu=3.9m，Hl=8.9m
参数 Au（mm） Iu（mm） Al（mm） Il（mm） 4242柱子（A、B） 1.6?10 2.13?109 1.775?105 13.35?109 3.9/12.8=0.307 0.160 上柱：P2A=P2B=15.6 下柱：P3A=P3B=52.3
5??HuH n?IuIl 自重重力荷载（kN） （包括牛腿） 三、荷载计算
（1）屋面恒载
P1A=P1B= 2.97?6?(13.5+0.88)+127.70/2=320.10 kN
M1A=M1B=P1Ae1A =320.10 ?0.05=16.01kN?m M2A=M2B=P1Ae2A=320.10 ?0.20=64.02 kN?m
（2）柱自重重力荷载
上柱 P2A=P2B=15.6kN
M2A=M2B=P2Ae2=15.6?0.20=3.12kN?m
下柱 P3A=P3B=67.9-15.6=43.81 kN （3）吊车梁及轨道连接重力荷载
P4A=P4B=40.8+0.81?6=45.66 kN M4A=M4B=P4Ae4A=45.66 ?0.35=15.98 kN?m
（4）屋面活载
P1A=P1B=0.9?6?(13.5+0.88)=77.65 kN M1A=M1B=P1Ae1A =77.65?0.05=3.88 kN?m M2A=M2B=P1Ae2A=77.65?0.20=15.53kN?m
（5）吊车荷载
①吊车竖向荷载标准值：
Dmax=230?(1+0.75/6)=258.75 kN
Dmin=Dmax×53/230=59.63 kN
②竖向荷载
Dmax在A柱 P4A=Dmax=258.75KN
M4A=P4Ae4A=258.75?0.35=90.56kN?m P4B=Dmin=59.63KN M4B=P4Be4B=20.87kN?m
Dmin在A柱 P4A=Dmin=59.63KN
M4A=P4Ae4A=20.87 kN?m P4B=Dmax=258.75 kN M4B=P4Be4B=90.56 kN?m
③横向水平荷载（?=0.1）
Tk= 1/4 ?0.1?（200+78）=6.95kN
Tmax=Dmax?Tk/Pmax=7.82 kN
（6）风荷载 ?=0.6kN/m2，地面粗糙度B类，D=6m
① ?z确定：柱顶处?z=1+（1.14-1.00）?（12.6-10）/（15-10）=1.07 屋架顶部?z=1+（1.14-1.00）?（13.78-10）/（15-10）=1.11 ② ?s、qik确定：
q1k=?s?z?B=6?0.6?0.8?1.07=3.08 kN/m q2k=?s?z?B=6?0.6?0.5?1.07=1.93 kN/m
q1=?Qq1k=1.4?3.08=4.31 kN/m q2=?Qq2k=1.4?1.93=2.70 kN/m
——③ wk确定：wk= [h1?（0.8+0.5）+h2?（0.5-0.6）] ? ?z?B
= [1.18?（0.8+0.5）+2.22?（0.5-0.6）] ?1.11?0.6?6=5.24kN
—w=5.24?1.4=7.34 kN
四、荷载汇总表如下
（标准值）《1》
荷载类型 简图 ∑恒载 P1A=320.10 P2A=15.6 M1A=16.01 A柱 N(kN) M(kN?m) (P2A+P4A)=61.26 P3A=52.3 (M2A+M4A)=80.00