1 引言
本課題為太原市某發動機廠單層廠房建築結構及吊裝方案設計，首先進行建築設計，根據廠房的功能要求確定合理的建築方案，包括平面設計、立面設計和剖面設計；然後進行結構設計，完成結構布置、構件選型及鋼屋排架計算、排架柱、抗風柱和基礎設計等；最後進行吊裝方案設計，先分析整個施工過程，然後對吊裝方案進行具體的設計。
太原市某發動機廠單層廠房，廠房結構形式為裝配式鋼筋混凝土排架結構。廠房長度60 m，不設天窗。跨度分別為21 m和15 m，兩跨分別設有大連起重運輸機械研究所的20 t(a6)，和10 t(a4)橋式吊車兩台，軌頂標高為9.
0～10.0 m。採用桁架式鋼屋架，彩色鋼板夾芯屋面板，為非上人屋面。
廠房所在地基本風壓=0.4 kn/m2，組合值係數=0.6；基本雪壓=0.35 kn/m2，組合值係數=0.6。
工程位於太原市，根據《建築抗震設計規範gb50011-2001》查得場地土型別為lxvii類，抗震設防烈度為6度。
基底標高為-2.000 m，土質為粉土，重度=20 kn/m3，地基承載力特徵160 kn/m2，地下水位深度為-2 m，地下水對混凝土無腐蝕性。
排架柱擬採用c30混凝土，基礎採用c20混凝土；柱中受力鋼筋擬採用hrp335級鋼筋，箍筋、構造柱、基礎配筋採用hrb235級鋼筋。
2 建築設計
2.1 平面設計
2.1.1 確定廠房平面形式
採用矩形的平面形式，這種平面形式適用於工段間聯絡緊密，運輸路線短，形狀規整的廠房。
2.1.2 柱網的選擇
採用6 m柱距，由於兩個跨度分別為21 m和15 m，因此抗風柱採用每跨中間為6 m柱距，兩邊為4.5 m柱距。
2.1.3 橫向定位軸線的確定
為了布置抗風柱，端柱離開（向內）橫向定位軸線600 mm，其餘排架柱的形心與橫向定位軸線重合。
2.1.4 縱向定位軸線的確定
本廠房的吊車起重量不大於20 t，確定為「封閉結合」，邊柱定位軸線在外牆內邊緣，中柱在中心線，吊車軌道中心線至柱縱向定位軸線的距離取750 mm。
2.1.5 縱向聯絡構件的設定
對於有吊車廠房，除在簷口或窗頂設定圈樑外，尚宜在吊車梁標高處增設一道，外牆高度大於15m時，還應適當增設。在3.9 m、8.
4 m、12.3m標高處設三道圈樑，其中柱頂圈樑可代替連繫梁，圈樑截面採用240 mm×240 mm。
在牆底部、基礎杯口頂部位置設定基礎梁，詳見結構構件選型。
2.1.6 變形縫的設定
由混凝土設計規範知，本廠房的長度為60 m，小於70 m，可不設伸縮縫。該廠房是比較規則可不設防震縫。地基承載力均勻，高差不大不設沉降縫。
2.1.7 散水及坡道的設定
外圍散水坡度為5%，寬600 mm，大門入口處的坡道坡度為10%，且設有防滑條，寬度為1500 mm。
2.1.8 門窗的平面布置
為了滿足生產要求，在廠房的四個面各設兩個大門，四周均開窗。
2.2 剖面設計
2.2.1 廠房高度確定
剖面設計是要確定廠房的控制標高，包括牛腿頂標高、柱頂標高和圈樑的標高。
牛腿頂標高等於標高減去吊車梁在支撐處的高度和軌道及墊層高度，必須是200mm的倍數。
本廠房軌頂標高為9.0～10.0 m，廠房標高圖詳見圖1。
取排架柱牛腿頂面高度為8.7m,吊車梁高度為1.2m,吊車軌道及墊層高度0.
2m,則軌頂構造高度。軌頂高度-標誌標高，滿足差值的要求。查圖集，吊車梁軌頂至橋架頂面的高度，則，為滿足模數要求，取。
圖1 廠房標高
2.2.2 排水設定
本廠房採用兩邊內天溝排水，每隔12 m設落水管。
2.2.3 外牆的設定
採用240 mm厚燒結多孔磚牆，牆頂與簷口頂部齊平。
2.3 建築構造做法
2.3.1 地面做法
取室內外高差為150 mm，室外地面標高為-0.15 m。地面採用水泥地面：
(1)20 mm厚水泥砂漿壓實抹光；
(2)80 mm厚c15混凝土；
(3)120 mm厚碎石夯實；
(4)素土夯實。
詳圖見建築設計說明。
2.3.2 坡道做法
採用水泥防滑坡道：
(1)20厚1：2水泥砂漿抹面，15寬金剛砂防滑條，中距80、凹出坡面；
(2)素水泥漿一道；
(3)80~100厚c15混凝土；
(4)200厚碎石，灌1：5水泥砂漿；
(5)素土夯實。
詳圖見建築設計說明。
2.3.3 散水做法
採用混凝土水泥砂漿面散水（帶墊層）：
(1)20厚1：2水泥砂漿抹面；
(2)60厚c15混凝土，上撒1：1水泥砂子壓實抹光；
(3)120厚碎石墊層；
(4)素土夯實。
詳圖見建築設計說明。
2.4 其他
保溫措施：採用有保溫層的屋面做法和燒結多孔磚外牆。
防火措施：查《建築設計防火規範gb50016—2006》得發動機機廠單層廠房生產的火災危險性分類為丁類。鋼構件防火塗料選用dy-2，廠房的耐火極限為2級。
故防火分割槽的最大允許建築面積和廠房內任一點到最近安全出口的距離均沒有限制。
通風措施：採用自然通風與強制通風相結合。
3 結構構件的選型和布置
3.1 夾芯板
屋面選用聚氨酯夾芯板，厚80 mm，坡度為1/10。
3.2 檁條設計
lt1檁條設計：採用q235鋼
夾芯板自重
檁條自重
屋面均布荷載
水平間距為1.5m(沿屋面坡向間距為1.507m)
檁條線荷載標準值：
線荷載設計值為（只考慮可變效應控制的組合）：
彎矩設計值：
由抗彎強度要求的截面模量近似值為：
lt1檁條選用 [ 型鋼：
自重[1]
因有拉條，不必驗算整體穩定
驗算強度：
驗算垂直於屋面方向的撓度：
驗算長細比：
滿足要求。
3.3 屋架
採用梯形桁架鋼屋架，詳細見屋架設計。
3.4 吊車梁
查《國家建築標準設計圖集g323-1～2鋼筋混凝土吊車梁》，根據起重量和跨度選用。
21 m跨20 t吊車，選用dlz-7z（中間跨）、dlz-7b（邊跨）,樑高1200 mm，自重39.98 kn；15 m跨10 t吊車，選用dl-6z（中間跨），dl-6b（邊跨），樑高900 mm，自重27.64 kn。
3.5 吊車軌道聯結
查《國家建築標準設計圖集04g325吊車軌道聯結及車擋（適用於混凝土結構）》，根據最大輪壓設計值等引數選用。
查《國家建築標準設計圖集g323-1～2鋼筋混凝土吊車梁》中起重機規格得：10t(a4)吊車kn；20t(a6)吊車kn。
最大輪壓設計值：
10t(a4)吊車；
20t(a6)吊車
根據吊車梁型號查得吊車梁上螺栓孔間距為280 mm，選用dgl-13，鋼軌型號為38 kg/m。
查《國家建築標準設計圖集04g325吊車軌道聯結及車擋（適用於混凝土結構）》得鋼軌高度為134 mm，取墊板高為50 mm，則前面近似取軌道及連線件高度為200 mm正確。
墊板重為，取墊板寬為500 mm，則鋼軌與墊板總重為，則近似取軌道及連線件自重為[2]。
3.6 排架柱
採用預製混凝土柱，詳見柱截面設計。
3.7 柱間支撐
在中柱列和邊柱列⑥～⑦軸線之間設定上柱支撐和下柱支撐，在兩個邊跨設定上柱支撐。查《國家建築標準設計圖集05g336鋼筋混凝土柱間支撐》，按構造要求上柱支撐選用zcs-39-1a，下柱支撐選用zcx-87-12。
3.8 抗風柱
抗風柱下柱採用工字型截面，上柱採用矩形截面。抗風柱的布置需考慮基礎梁的最大跨度。抗風柱上柱截面尺寸為400×400mm，下柱尺寸為400×600×100mm。
3.9 基礎
採用錐形柱下獨立基礎，詳見基礎平面布置圖。
3.10 基礎梁
查《國家建築標準設計圖集04g320鋼筋混凝土基礎梁》，基礎梁按整體選用jl-2（6 m柱距），自重1.61t；jl-23（4.5 m柱距），自重1.
2 t。尺寸為0.45 m×0.
24 m。
4 鋼屋架設計
採用pkpm中的sts模組進行設計，對桿件和部分節點進行手算複核。這裡對gwj-21 m跨鋼屋架設計進行複核。
4.1 設計資料
4.1.1 結構形式
跨度為21 m，總長60 m，柱距6 m，採用梯形鋼屋架。
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