單層工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、單層工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計（21m雙跨）摘要：廠房位于寧波市郊區(qū)，是一所生產(chǎn)用的混凝土廠房。建筑面積為2634.5 .廠房采用混凝土排架結(jié)構(gòu)體系，主材采用鋼筋混凝土，屋面板采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板，柱為混凝土預(yù)制住，場內(nèi)每跨設(shè)32/5t起重機(jī)一臺，基礎(chǔ)為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)標(biāo)高-0.700m。墻體采用240清水墻。 建筑等級：耐久等級為級，耐火等級為級，設(shè)防烈度為7度。地面粗糙度為B類。地下水位在-5.0m處。關(guān)鍵詞：混凝土排架結(jié)構(gòu) ;鋼筋混凝土 ;吊車 ;混凝土預(yù)制柱 ;柱下獨(dú)立基礎(chǔ)The design for the single floor industrial building of re

2、inforced structure（21m+21m） Abstract: The industrial building lies in suburb of Ningbo, is a building of Reinforced structure .The total area is2634.5 mm2.The industrial building adopts concrete bent construction, primary using the material of reinforced. However, the proof of the building adopts th

3、e precast slap. And the column use the precast column . There is one crane in each span. The foundation is a single foundation under the column, with a elevation level of -0.700 m. The wall is made up of the clay and the width is 240mm Class of construction: Durable grade ，fire protection rating ,ea

4、rthquake intensity 7 degrees. The ground asperity belongs to B and the underground water level at -5.0mKey words：concrete bent construction; Reinforced ；crane ；precast column single foundation under colu目錄 單層工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計（21m雙跨）摘要Abstract目錄1第1章 設(shè)計資料31.1 設(shè)計資料31.2 基本要求31.3 地質(zhì)抗震條件3第2章 建筑方案設(shè)計32.1 廠房平面設(shè)計32

5、.2 構(gòu)件選型與布置52.2.1 屋面板和嵌板52.2.2 天溝板52.2.3 屋架，天窗及屋架支撐62.2.4 吊車梁72.2.5 基礎(chǔ)梁72.2.6 柱間支撐72.2.7 抗風(fēng)柱82.3 廠房剖面設(shè)計8第3章 廠房排架柱設(shè)計93.1 計算簡圖93.2 確定柱子各段高度93.3 確定柱截面尺寸93.4 確定柱截面確定柱截面計算參數(shù)93.5 排架結(jié)構(gòu)的基本假定：11第4章 荷載計算114.1 恒荷載114.1.1 屋蓋自重P1114.1.2 上柱自重P2124.1.3 下柱自重P3124.1.4 吊車梁、軌道、墊層自重P4134.2 屋面活荷載134.3 吊車荷載134.3.1 吊車豎向荷載D

6、max.k,Dmin,k134.3.2 吊車橫向水平荷載Tmax.k144.4 風(fēng)荷載144.5 墻體自重164.6 橫向地震力計算164.7 荷載匯總表17第5章 排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析195.1 荷載作用下的內(nèi)力分析195.1.1 屋面恒載內(nèi)力計算195.1.2 屋面活載內(nèi)力計算195.1.3 吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析215.1.4 吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析235.1.5 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析245.1.6 橫向地震力作用下的內(nèi)力計算255.2 內(nèi)力匯總表27第6章 內(nèi)力組合286.1 不考慮地震作用286.2 考慮地震作用30第7章 排架柱截面設(shè)計347.1 排架柱配筋計算347.2

7、 排架柱裂縫寬度驗(yàn)算367.3 牛腿設(shè)計367.4 柱的吊裝驗(yàn)算36第8章 基礎(chǔ)設(shè)計378.1 基礎(chǔ)設(shè)計資料378.2 基礎(chǔ)底面內(nèi)力及基礎(chǔ)底面積計算388.3 基礎(chǔ)其他尺寸確定和基礎(chǔ)高度驗(yàn)算398.4 基礎(chǔ)底面配筋計算41第9章 山墻柱設(shè)計429.1 山墻柱的尺寸確定429.2 內(nèi)力計算429.3 截面配筋439.4 基礎(chǔ)計算44第10章 縱向地震力驗(yàn)算4410.1 縱向基本自震周期計算4410.2 縱向各種構(gòu)件的側(cè)移剛度4410.3 各柱列柱頂總側(cè)移剛度及調(diào)整剛度4610.4 縱向水平地震作用（見圖10.2）4610.5 柱列支撐驗(yàn)算47參考文獻(xiàn)49致謝50第1章 設(shè)計資料1.1 設(shè)計資料本

8、畢業(yè)設(shè)計為某工業(yè)廠房設(shè)計，廠房長度為60m， 21m雙跨，柱距為6m。柱高12m，兩跨各設(shè)1臺工作級別為A5吊車。廠房所在地區(qū)基本風(fēng)壓為0.6 kN/m2 ，基本雪壓0.3kN/m21.2 基本要求 認(rèn)真貫徹“適用，安全 ，經(jīng)濟(jì) ，美觀”的設(shè)計原則。 掌握建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計全過程，基本方法和步驟：了解和掌握與設(shè)計有關(guān)的設(shè)計規(guī)范和規(guī)定，并在設(shè)計中正確運(yùn)用它們。調(diào)研收集有關(guān)資料：有關(guān)專業(yè)規(guī)范、自然條件、地質(zhì)條件、施工條件、使用要求等原始資料和相關(guān)條件構(gòu)件選用、建筑施工圖繪制；根據(jù)建筑施工圖和地質(zhì)報告進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算，包括地基基礎(chǔ)設(shè)計、柱、吊車梁、屋架，完成結(jié)構(gòu)施工圖完成計算書和全套設(shè)計施工圖。1.

9、3 地質(zhì)抗震條件該地區(qū)工程地質(zhì)良好，II類場地，地基承載力特征值為180kN/m2，常年地下水位為-5米以下。抗震設(shè)防烈度為7度，要求進(jìn)行橫向及縱向抗震演算。設(shè)計地震動參數(shù)為amax0.12，特征周期Tg=0.35s。第2章 建筑方案設(shè)計2.1 廠房平面設(shè)計本廠房為混凝土排架結(jié)構(gòu)，具體排架柱布置見下圖1.11（兩側(cè)為山墻）柱布置圖（圖1.1）本廠房為21m雙跨單層工業(yè)廠房，柱距為6m，橫向定位軸線用、表示，間距取為6m，縱向定位軸線用、表示，間距取跨度尺寸，即軸線距離為21m，軸線距離為21m。為了布置抗風(fēng)柱，端柱離開（向內(nèi)）橫向定位軸線600mm，其余排架柱的形心與橫向定位軸線重合。 、跨的

10、吊車起重量為32/5t，、, 、列柱初步采用非封閉結(jié)合，縱向定位軸線與邊柱外緣不重合有一定的距離即聯(lián)系尺寸。 是否采用非封閉結(jié)合以及聯(lián)系尺寸取多大，需根據(jù)吊車架外緣與上柱內(nèi)緣的凈空尺寸B確定。 B= -(B+B)應(yīng)滿足： B 80mm Q50t 對于32t/5t吊車，B=300mm 假設(shè)上柱截面高度500mm，則B=500mm 對于、列柱，B=750-(300+500)=-50mm2.88KN，板自重1.40。嵌板采用鋼筋混凝土板，查表，中部選用KWB-1。其允許外加荷載3.35 2.88。板自重1.70。 2.2.2 天溝板當(dāng)屋面采用有組織派水時，需要布置天溝。對于單跨，既可以采用外天溝，也

11、可以采用內(nèi)天溝。對于多跨，內(nèi)側(cè)只能采用內(nèi)天溝。本廠房采用有組織排水廠房四周均有女兒墻，外側(cè)采用自由落水，內(nèi)側(cè)采用內(nèi)天溝。天溝的型號根據(jù)外加均布線荷載值查92G410(二)。計算天溝的積水荷載時。按天溝的最大深度確定。同一型號的天溝板有三種情況：不開洞、開洞和加端壁。在落水管位置的天溝板需要開洞，分左端開洞和右端開洞，分別用“a”、“b”表示，廠房端部有端壁的天溝板用“sa”，“sb”表示。 本廠房在2,6,7,10軸線外設(shè)置落水管。 內(nèi)天溝寬度采用620mm。內(nèi)天溝荷載：兩氈三油防水層 1.2 x 0.35 x 0.62 = 0.26KN/m20mm 水泥砂漿找平層 1.2 x 0.02 x

12、20 x 0.62= 0.30KN/m積水荷載 1.4 x 10 x 0.13 x 0.62 = 1.13KN/m屋面均布活載 1.4 x 0.5 x 0.62 = 0.43KN/m合 計 2.12KN/m內(nèi)天溝外加荷載設(shè)計值3.24KN/m,查表，一般天溝板選用TGB662-1，開洞天溝板選用TGB62-1a或TGB62-1b，端部為TGB62-1sa或TGB62-1sb，允許外加荷載3.16KN/m2.12KN/m，自重2.06KN/m。2.2.3 屋架，天窗及屋架支撐（1） 屋架：屋架型號根據(jù)屋面荷載設(shè)計值，天窗類別，懸掛吊車情況及檐口形狀選定。跨度較小時可采用鋼筋混凝土折線型屋架，查9

13、5G314?？缍容^大可采用預(yù)應(yīng)力折線型屋架，查95G414。本例設(shè)6m鋼天窗，輕質(zhì)端壁，代號為c，無端壁代號為b。屋架檐口形狀為一端自由落水，一端內(nèi)天溝，代號為D?？拐鹪O(shè)防7度，無懸掛荷載。屋面荷載：屋面板傳來的荷載 2.88屋面板自重 1.2 x 1.4 = 1.68灌縫重 1.2 x 0.1 = 0.12合 計 4.68 21m跨采用用預(yù)應(yīng)力折線型屋架屋架，中間選用YWJ21-1Db，兩端選用YWJ21-1Dc，自重92.9KN。每榀天窗架傳給屋架的豎向荷載38KN。（2） 天窗架：6m跨天窗架，天窗檐口標(biāo)高17.350，基本風(fēng)壓，窗層高風(fēng)震系數(shù)=1.0，地面B類，風(fēng)壓高度變化系數(shù)=1.2

14、0。無擋風(fēng)板，有擋風(fēng)板。選用無擋風(fēng)板天窗架=1.=0.43KN/由05G512鋼天窗架可知允許外加荷載0.43 KN/0.560.43KN/選用GCJ6-32（3） 屋架支撐對于非抗震及抗震方針設(shè)防烈度為6、7度，屋架支撐可按附圖一布置。當(dāng)廠房單元不大于66m時，在屋架端部的垂直支撐用CC-1表示，屋架中部的垂直支撐用CC-2表示，當(dāng)廠房單元大于66m時，在柱間支撐外的屋架端部加豎向支撐CC-3。屋架中部的水平系桿用GX-2表示。屋架上弦橫向水平支撐用SC表示，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓枯^大，有其他振動設(shè)備或水平荷載對屋架下弦產(chǎn)生水平力時，需設(shè)置下弦橫向水平支撐。下弦橫向水平支撐用XC表示。當(dāng)廠房設(shè)置托架時

15、，還需布置下弦縱向水平支撐，本例不需設(shè)縱向水平支撐。2.2.4 吊車梁吊車梁型號根據(jù)吊車的額定起重量，吊車的跨距（ =L-2）以及吊車的載荷狀態(tài)選定。其中，鋼筋混凝土吊車梁可查95G323，先張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁可查95G425，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁可查95G426。吊車起重重量為32/5t，A5中級載荷狀態(tài)，采用鋼筋混凝土吊車梁，中間跨采用YDL-3Z邊跨采用YDL-3B，梁高1200mm，自重45.50KN。2.2.5 基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁型號根據(jù)跨度，墻體高度，有無門窗洞等查04G320。墻厚240mm，突出于柱外。查表，縱墻中間選用JL-3，縱墻邊跨選用JL-15，山墻6m柱距選用JL-

16、4。4.5m柱距的采用JL-23.2.2.6 柱間支撐下柱間支撐設(shè)置在、軸線之間，支撐號可查表97G336。首先根據(jù)吊車起重重量，柱頂標(biāo)高，牛腿頂標(biāo)高，吊車梁頂標(biāo)高，上柱高，屋架跨度等查處排架號，然后根據(jù)排架基本風(fēng)壓確定支撐型號。查表，上柱柱間支撐設(shè)置在1，2 軸線、6,7軸線與10，11軸線之間。2.2.7 抗風(fēng)柱抗風(fēng)柱下柱采用矩形截面，上柱采用矩形截面?？癸L(fēng)柱的布置需考慮基礎(chǔ)梁的最大跨度。21m跨的抗風(fēng)柱沿山墻等距離布置，間距為4.5m，6m，6m，4.5m。 抗風(fēng)柱的具體設(shè)計見后文中抗風(fēng)柱設(shè)計。2.3 廠房剖面設(shè)計剖面設(shè)計的內(nèi)容是確定廠房的控制標(biāo)高，包括牛腿頂標(biāo)高，柱頂標(biāo)高和圈梁標(biāo)高。

17、牛腿頂標(biāo)高等于軌頂標(biāo)高減去吊車梁在支撐處的高度和軌道及墊層的高度，必須滿足300mm的倍數(shù)。吊車軌道及墊層高度可以取0.0m。為了使牛腿頂標(biāo)高滿足模數(shù)要求，軌頂?shù)膶?shí)際標(biāo)高將不同于標(biāo)志高度，規(guī)范允許軌頂實(shí)際標(biāo)高與標(biāo)志標(biāo)高之間有200mm的差值。柱頂標(biāo)高H=吊車軌頂標(biāo)高HA+吊車軌頂至橋架頂面的高度HB+空隙HC，空隙HC不應(yīng)小于220mm，吊車軌頂至橋架頂面的高度可查95G323，柱頂標(biāo)高同樣滿足300mm的倍數(shù)。由于工藝要求，軌頂標(biāo)高為9m。對于21m跨：取柱牛腿頂面高度為7.8m，吊車梁高度2475mm。吊車軌道及墊層高度取0.2m，則軌道構(gòu)造高度，HA=7.8+1.2+0.0=9.0，構(gòu)造

18、高度-標(biāo)志高度=9.0-9.0=0.0m，滿足200mm的差。對于有吊車廠房，除在檐口或窗頂設(shè)置圈梁外，宜在吊車梁標(biāo)高處增設(shè)一道，外墻高度大于15m時，還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。圈梁與柱的連接一般采用錨拉鋼筋210或2 12。現(xiàn)在5.4m、9.0m和13.65m標(biāo)高處設(shè)三道圈梁，分別用QL-1、QL-2、QL-3表示。其中柱頂圈梁可代替連系梁。圈梁截面采用240mmX300mm，配筋采用412、 6200。圈梁在過梁處的配筋應(yīng)另行計算。（圖2.1）第3章 廠房排架柱設(shè)計3.1 計算簡圖對于沒有抽柱的單層廠房，計算單元可以取一個柱距，即6m。排架跨度取廠房的跨度。上柱高度等于柱頂標(biāo)高減去牛腿頂標(biāo)高。下柱高度

19、取牛腿頂標(biāo)高減去基礎(chǔ)頂面標(biāo)高，一般低于地面不少于50mm，對于邊柱，由于基礎(chǔ)頂面還需放置預(yù)制基礎(chǔ)梁，所以排架柱基礎(chǔ)頂面一般不低于地面500mm。見圖3.1為了得到排架柱的截面幾何特征，需要假設(shè)柱子的截面尺寸。3.2 確定柱子各段高度基底標(biāo)高為-1.90定基礎(chǔ)高度為1.2m，基礎(chǔ)頂面-0.700。計算書已給定柱頂標(biāo)高+12m，跨度21m，吊車32t/5t,由此查標(biāo)準(zhǔn)圖集053G得知：上柱高度Hu=4.2m下柱高度HL=12.7-4.2=8.5m。下柱柱頂標(biāo)高+7.800（圖3.1）3.3 確定柱截面尺寸由上面的柱高度尺寸及吊車噸位，Q=32t/5t，得知截面的尺寸如下：列柱下柱截面采用工字形，b

20、=400mm,h=1000mm，上柱截面采用正方形，b=400，h=500mm，模板號35列柱下柱采用工字形截面，b=400mm,h=1000mm，上柱采用矩形截面，b=400mm,h=600mm，模板號39列柱下柱截面采用工字形，b=400mm,h=1000mm，上柱截面采用正方形，b=400，h=500mm.選用模板號353.4 確定柱截面確定柱截面計算參數(shù)A B C（圖3.2）邊，中柱截面幾何特征參數(shù)（H=12.7M =4.20M =8.50 ）見下表參數(shù)邊柱(A,C)中柱B排架平面內(nèi)/0.3310.331/0.1490.258(i=a,b,c)(N/mm)0.03380.0370(i=

21、a,b,c)0.3230.354排架平面外n1.221.470.3310.3313.023.04自重重力荷載(KN) (包括牛腿)上柱：P1A= P1C=21.00下柱：P2A= P2C=59.99上柱：P1B=25.20下柱：P2B=77.88（表3.3）3.5 排架結(jié)構(gòu)的基本假定：（1）屋架與柱頂為鉸接，只能傳遞豎向軸力和水平剪力，不能傳遞彎矩。（2）柱底嵌固于基礎(chǔ)，固定端位于基礎(chǔ)頂面，不考慮各種荷載引起的基礎(chǔ)角變形。（3）屋架的軸向剛度很大，排架受力后橫梁的軸向變形忽略不計，橫梁兩側(cè)柱頂水平位移相等。（4）柱軸線為柱的幾何中心線，當(dāng)柱為變截面時，柱軸線為一折線。第4章 荷載計算排架的荷載

22、包括恒荷載、屋面活荷載、吊車荷載和風(fēng)荷載。荷載均計算其標(biāo)準(zhǔn)值4.1 恒荷載恒荷載包括屋蓋荷載、上柱自重、下柱自重、吊車梁及軌道自重。4.1.1 屋蓋自重P1屋面荷載：6層油氈 0.3520厚水泥砂漿找平 0.4080厚加氣混凝土保溫層 0.48屋面板自重及灌縫 1.40屋蓋支撐及屋面吊管 0.15合 計 2.78集中荷載： 21m跨屋架自重 92.9KN 6m跨鋼天窗架自重 38KN 屋架作用在柱頂?shù)暮愫奢d標(biāo)準(zhǔn)值：作用位置見（圖4.1）A柱：P1作用點(diǎn)位置與縱向定位軸線的距離150mm。=0.05 =0.20= = =240.59 0.05=12.03KN.m (逆時針)M2A= M2C =

23、=-240.590.20=-48.12(正時針)B柱： = 2= 481.18KN（圖4.1）4.1.2 上柱自重P2A柱：= 2C= =21.0KN M2A= =21.0 0.2=4.2KN.m(逆時針)B柱： 同理得=25.20 KN4.1.3 下柱自重P3A柱： = =59.99KNB柱： =77.88KN4.1.4 吊車梁、軌道、墊層自重P4P4的作用點(diǎn)離縱向定位軸線的距離為750mmA柱： = P4C=45.50KN+0.81 6 = 50.36KNB柱： =50.36 2=100.72KN 4.2 屋面活荷載屋面活荷載取屋面均布活荷載和雪荷載兩者的較大值0.5KN/m活荷載的作用點(diǎn)

24、距離同恒載A柱： =0.5 6 10.5 =31.5KN = = =31.5 0.05=1.58KN.m (順時針)B柱： =0.5 6 10.5 2 = 63KN= =63 0.15=4.74KN.m(逆時針)4.3 吊車荷載4.3.1 吊車豎向荷載Dmax.k,Dmin,k吊車基本尺寸和輪壓起重量Q/t吊車跨度m吊車橋距B/mm輪距K/mm吊車總重/t小車重g/t最大輪壓/KN最小輪壓/KN32/5t19.56620470035.5210.87727567.40 注：最小輪壓 (表4.1) 吊車豎向荷載根據(jù)兩臺吊車作用的最不利位置用影響線求出。計算簡圖如下圖4.2。 y1=1，y2=(6-

25、4.7)/6=0.217 = (y1+y2) =199(1+0.217)334.58KN = (y1+y2) =67.4(1+0.217)82.00KN（圖4.2）4.3.2 吊車橫向水平荷載Tmax.k吊車額定起重量16tQ50t，吊車橫向水平荷載系數(shù)a=0.1，每個大輪產(chǎn)生的橫向水平制動力。 T的最不利位置同，故 =10.72(1+0.217)=13.04KN 的作用點(diǎn)位置在吊車梁頂面4.4 風(fēng)荷載該地區(qū)的基本風(fēng)壓，地面粗糙度為B類。（圖4.3）（1）作用在柱上的均布荷載 柱頂標(biāo)高12.00m，使內(nèi)外高差0.15m，則柱頂離室外地面高度12.00+0.15=12.15m，查表，風(fēng)壓高度系數(shù)

26、,根據(jù)建筑荷載規(guī)范知封閉式女兒墻雙坡屋面可按無女兒墻的屋面計算。天窗檐口高度17.50m（標(biāo)高17.35m）取檐口處的（插值法按17.5m計算） 從建筑荷載規(guī)范查風(fēng)壓體型系，標(biāo)于圖4.3。單層工業(yè)廠房可不考慮風(fēng)振系數(shù)，取。 =0.81.0610.66=3.05KN/m（壓力) =-0.51.0610.66=-1.91KN/m（吸力）取=+0.6（2）作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載 作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載由兩部分組成：柱頂至檐口豎直面上的風(fēng)荷載和坡屋面上的風(fēng)荷載，其中后者的作用方向垂直于屋面，因而是傾斜的，需要計算其水平方向的分力（豎直分力在排架分析中一般不考慮）. q1.061.061.21.21.2

27、1.21.21.21.21.20.80.40.80.20.60.60.60.50.40.4(KN/m)3.051.913.460.842.592.592.592.591.731.73作用長度（m）1.6512.672.672.672.6711.65方向(表4.2)迎風(fēng)面和背風(fēng)面的、大小相等，方向相反。=KN ()4.5 墻體自重磚砌體單位重19，鋼筋混凝土25，20厚水泥砂漿粉刷墻，0.36KN/故在6m柱距橫向排架計算單元之內(nèi)，各部分墻重為窗上墻： 窗間墻：窗下墻： 鋼窗重：3.63.60.455.83KN 3.62.40.453.89KN墻體自重： 85.03+117.72+76.18+5

28、.832+3.89288.65KN山墻自重(兩側(cè)都布置山墻)：P5A山=1220.93KN4.6 橫向地震力計算作用于一個排架計算單元（6m）上的荷載（kN）山墻山墻柱（僅山墻處有，廠房一側(cè)有6根）屋蓋恒 載屋面雪載柱自重吊車梁及軌道連接一臺32/5t吊車橋架圍護(hù)縱墻962.3675.6265.06201.44701.4577.32441.86369.36注：中柱每個重80.99KN，邊柱每個重102.88KN (表4.3)（1）橫向基本自震周期計算=（2）橫向地震作用計算（）集中于柱頂標(biāo)高處的重力荷載代表值（=12.70m）集中于吊車梁頂標(biāo)高處的重力荷載代表值（=9.70m）查抗震設(shè)計規(guī)范，

29、按兩端山墻、屋蓋長60m考慮。,相應(yīng)作用點(diǎn)位置示于圖（圖4.4）4.7 荷載匯總表在計算簡圖中，上柱的計算軸線取為上柱的截面形心線，下柱的計算軸線取為下柱的截面形心線。下面計算時彎矩和剪力的符號按照下述規(guī)則：彎矩以順時針方向?yàn)檎袅σ允箻?gòu)件產(chǎn)生順時針方向轉(zhuǎn)動趨勢為正；軸力以壓為正。見表4.4荷載匯總表荷載類型A(C)柱B柱N(KN)M(KN.m)N(KN)M(KN.m)恒載P1A=240.59P2A=21.0P2A+P4A=71.36P3A=59.99屋面活載P1A=31.5吊車豎向荷載吊車橫向水平荷載 風(fēng)荷載(表4.4)第5章 排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析5.1 荷載作用下的內(nèi)力分析5.1.1 屋面恒

30、載內(nèi)力計算恒荷載下的計算簡圖可以分解為兩部分：作用在柱截面形心的豎向力和偏心力矩.偏心力矩作用下，各柱的彎矩和剪力用剪力分配法計算。先在柱頂加上不動鉸支座，利用附錄求出各柱頂不動鉸支座的內(nèi)力；然后將總的支座反力作用下排架柱頂，根據(jù)剪力分配系數(shù)分配給各柱；最后求出各柱頂?shù)募袅Γ玫矫扛闹敿袅?，單根柱利用平衡條件求出各截面的彎矩及柱底截面剪力。屋面恒載作用下的內(nèi)力計算項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明A柱14.26-13.72-9.22261.59311.36371.350.53()C1=2.015 C2=1.1

31、07Ra=（-12.032.015+27.981.107）/12.7=0.53()同理：Rc=-0.53()Va=0.53-0.323（-0.53+0.53）=0.53()Vc=-0.53-（0.53+-0.53）=-0.53()Vb=0.354（0.53+-0.53）=0以上為柱頂剪力，接下來結(jié)果說明中均為柱頂剪力B柱000506.28607.1684.980注：A柱C柱對稱，故只需計算A，B柱內(nèi)力，C柱內(nèi)力與A柱內(nèi)力相同。（表5.1）（圖5.1）恒載內(nèi)力圖5.1.2 屋面活載內(nèi)力計算屋面活荷載作用下的內(nèi)力分析方法同屋蓋自重作用下的內(nèi)力分析。項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m

32、)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明活載在AB跨A柱1.16-5.14-5.9931.531.531.5-0.01()A柱：C1=2.015 C2=1.107Ra=（-1.582.015+6.31.107）/12.7=0.30()B柱：C1=1.787Rb=4.741.787/12.7=0.67()Va=0.30-0.323（0.30+0.67）=-0.01()Vb=0.67-0.354（0.30+0.67）=0.33（)B柱-4.74-3.35-0.5531.531.531.50.33()活載在BC跨A柱1.3021.3023.940000.31()算法同上B柱4.

33、743.350.5531.531.531.5-0.33()（表5.2）（圖5.21）活載在AB跨時內(nèi)力圖（圖5.22）活載在BC跨時內(nèi)力圖5.1.3 吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析吊車豎向荷載四種基本情況：(a) 作用于A柱；(b)作用于A柱處；(c) 作用于C柱；(d) 作用于C柱。吊車豎向荷載的計算簡圖可分解成兩部分：作用在下柱截面形心的豎向力和作用在牛腿頂面的偏心力矩。吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力計算項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明AB跨在A柱A-41.1692.679.370334.58334.58-9.8()A

34、柱：C2=1.107B柱C2=1.210Ra=133.831.107/12.7=11.67()Rb=61.51.210/12.7=5.86()Va=11.67-0.323（11.67-5.86）=-9.80()Vb=5.86+0.354（11.67-5.86）=7.92()Vc=0.323（11.67-5.86）=1.88B33.26-28.2439.08082827.92()在A柱A-40.57-7.77-89.8808282-9.66B69.13-181.81-41.900334.58334.5816.46BC跨在C柱A28.5628.5686.360006.80同理B-69.13181.

35、8114.900334.58334.58-16.46在C柱A-7.9-7.9-23.88000-1.88B-33.2628.24-39.080334.58334.58-7.92（表5.3）（圖5.31）Dmax作用于A柱時的內(nèi)力圖（圖5.32）Dmin作用于A柱時的內(nèi)力圖（圖5.33）Dmax作用于C柱時的內(nèi)力圖（圖5.34）Dmin作用于C柱時的內(nèi)力圖5.1.4 吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析吊車水平荷載作用下有兩種情況：(a)AB跨作用Dmax；(b)BC跨作用Dmax，每種 情況下的荷載可以反向項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱

36、底剪力）結(jié)果說明作用在AB跨A柱4.634.6393.3100010.42A柱：C5=0.559 Ra=0.55913.04=7.29()B柱：C5=0.550Rb=0.55013.04=7.17 ()Va=7.29-0.323（7.29+7.17）=2.62()Vb=7.17-0.354（7.29+7.17）=2.05（)B柱7.047.04100.4500010.99作用在BC跨A柱19.6119.6159.310004.67算法同上B柱7.047.04100.4500010.99（表5.4）（圖5.41）AB跨作用Tmax的排架內(nèi)力（圖5.42）BC跨作用Tmax的排架內(nèi)力5.1.5 風(fēng)

37、荷載作用下的內(nèi)力分析風(fēng)荷載作用下有兩種情況：右吹左風(fēng)時的荷載值與左吹右風(fēng)項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明向右吹A(chǔ)柱51.5651.56320.5200086.22A柱：C6=0.332 Ra=0.3323.0512.7=12.86()B柱：C6=0.321C柱同A柱Rc=0.3321.9112.7=8.05 ()Va=12.86-0.323（37.09+12.86+8.05）=-5.87()Vb=-0.354（37.09+12.86+8.05）=-20.53（)Vc=8.05-0.323（37.09+12.86+8

38、.05）=-10.68()B柱86.2286.22260.7300020.53向左吹A(chǔ)柱-61.70-61.70-289.670004.67算法同上B柱-86.22-86.22-260.73000-86.22（表5.5）（圖5.51）風(fēng)荷載（左吹向右）下排架內(nèi)力（圖5.52）風(fēng)荷載（右吹向左）下排架內(nèi)力5.1.6 橫向地震力作用下的內(nèi)力計算項(xiàng)目M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)N1(KN)N2(KN)N3(KN)Vi（柱底剪力）結(jié)果說明Fc1作用A柱19.3219.3260.910006.0A柱：C5=0.559 Ra=0.55920.734=2.90()B柱：C5=0.550

39、R=0.55020.732=5.70()C柱同A柱Rc=0.55920.734=2.90 ()Va=Vc=2.90-0.323（2.90+5.70+2.905）=0.82()Vb=5.70-0.354（2.90+5.70+2.905）=1.62（)B柱5.645.64168.770008.75F1作用A柱50.9150.91153.9500012.12Va=Vc=37.540.32312.12Vb=0.35437.5413.29B柱55.8155.81168.7700013.29（表5.6）（圖5.61）Fc1作用下的內(nèi)力（圖5.62）F1作用下的內(nèi)力5.2 內(nèi)力匯總表A（C）柱內(nèi)力匯總表荷載

40、類型序號-M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)V(KN)恒載114.26261.59-13.72311.36-9.22371.350.53屋面雪載活載在AB跨2a1.1631.5-5.1431.5-5.9931.5-0.01活載在BC跨2b1.30201.30203.9400.31吊車豎載AB跨A柱3a-41.16092.67334.589.37334.58-9.8在A柱3b-40.570-7.7782-89.8882-9.66BC跨A柱4a28.56028.56086.3606.80在B柱4b-7.90-7.90-23.880-1.88吊車水平荷載5a4.

41、6304.63093.21010.425a19.61019.61059.3104.676a51.16051.560320.52044.616b-61.700-61.700-289.670-34.94（表5.7）B柱內(nèi)力匯總表荷載類型序號-M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)M(KN.m）N(KN)V(KN)恒載10506.380607.10684.980屋面雪載活載在AB跨2a-4.7431.5-3.3531.5-0.5531.50.33活載在BC跨2b4.7431.53.3531.50.5531.50.33吊車豎載AB跨A柱3a33.260-28.248239.08827.92在

42、A柱3b69.130-181.81334.58-41.90334.5816.46BC跨A柱4a-69.130181.81334.5841.900-16.46在B柱4b-33.26028.2482-39.0882-7.92吊車水平荷載5a7.0407.040100.45010.995a7.0407.040100.45010.996a86.22086.220260.73020.536b-86.220-86.220-260.730-20.53（表5.8）第6章 內(nèi)力組合基本荷載組合考慮兩類情況：由活荷載控制的組合和由恒荷載控制的組合。6.1 不考慮地震作用當(dāng)單層工業(yè)廠房不考慮地震有五種基本組合，本次

43、只考慮以下兩種即1.2恒載+1.40.9（活載+吊車荷載+風(fēng)載）1.2恒載+1.40.9（吊車荷載+風(fēng)荷載）現(xiàn)在進(jìn)行內(nèi)力組合，A柱內(nèi)力組合控制截面組合目標(biāo)組合項(xiàng)目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2x1+1.4x0.9x2a+2b+4a+5b+6a139.80353.60-Mmax1.2x1+1.4x0.90.9(3a+4b)+0.95b+6b-140.97313.91Nmax1.2x1+1.4x0.9x2a+2b+4a+5b+6b-139.51353.60Nmin同-Mmax-140.97313.91II-II+Mmax1.2x1+1.4x0.9x2b+0.9（3a+4a）+0

44、.95b+6a212.33753.05-Mmax1.2x1+1.4x0.9x2a+0.9（3b+4b）+0.95b+6b-143.16506.31Nmax1.2x1+1.4x0.9x2a+0.9（3b+4b）+0.95b+6b204.21792.74Nmin1.21+0.91.42a+0.9（3b+4b）+0.95b+6b-143.56373.63III-III+Mmax1.21+0.91.42b+0.9（3a+4a）+0.9(5a+5b)+6a679.27825.0370.95-Mmax1.21+0.91.42a+0.9（3b+4b）+0.9(5a+5b)+6b-685.67-578.30-

45、73.60Nmax相應(yīng)的+Mmax1.21+0.91.42a+2b+0.9(3a+5a+5b)+6a506.53864.7257.93Nmax相應(yīng)的-Mmax1.21+0.91.42a+2b+0.9(3b+5a+5b)+6b-478.67864.72-66.55Nmin相應(yīng)的+Mmax1.21+0.91.42a+0.9(4a+5a+5b)+6b562.95445.6270.24Nmin相應(yīng)的-Mmax1.21+0.91.40.9(4b+5a+5b)+6b-470.39445.62-50.82（表6.1）B柱（由上表可知，II-II不是控制截面故不考慮II-II截面）控制截面組合目標(biāo)組合項(xiàng)目M/KN.mN/KNV/KNI-I+Mmax1.2x1+1.4x0.9x2b+3b+5a+6a2