裝配車間單層廠房建筑結構設計

中文題目：廣州鎮(zhèn)泰機械制造廠金工裝配車間副標題：單層廠房建筑結構設計外文題目：MENTALWORKINGASSEMBLYWORKSHOPOFZHENTAIMACHINEFACTORYINGUANGZHOU畢業(yè)設計（論文）共55頁（其中：外文文獻及譯文17頁）圖紙共9張完成日期2009年6月答辯日期2009年6月摘要本工程是廣州一單層單跨工業(yè)廠房，總建筑面積約3500，東側端部貼建二層框架輔助使用空間，廠房內設兩臺橋式吊車，軌頂標高為。中部由寬變形縫分為兩個廠房單元，主體采用大型屋面板+鋼屋架+排架柱的鋼筋混凝土排架結構形式，結構整體雙軸對稱，跨度，柱距為，剛度和質量分布均勻。設計時主要考慮了結構自重、風荷載、吊車荷載以及水平地震作用對結構的影響，經計算，廠房結構滿足承載力要求和正常使用要求。本設計包括建筑設計和結構設計兩部分。建筑設計主要考慮建筑的采光、通風、防水、防火以及設備安裝使用要求，結構設計主要是進行結構和構件的選型，并利用剪力分配法，對多種荷載作用下的各榀排架進行內力計算和組合，選擇最不利組合設計排架柱和基礎的截面及配筋。最后繪制相關建筑圖、結構圖和各部位的節(jié)點詳圖。關鍵詞：單層廠房；排架結構；建筑設計；結構設計；剪力分配法

ABSTRACTThisprojectisasingle-layersinglespanplant,withatotalconstructionareaofabout3500.Attheverytipoftheeasternpartoftheplantisaauxiliaryusespacemadeofasecondframe.Andtherearetwobridgecraneintheplant,withtherailtopelevationof9.6.Theplantisseparatedintotwosectionsbya100widemovementjointlocatedatthecentral,it’smainblockadoptsthestructuralformofreinforcedconcretebent.Theoverallstructureisdoublesymmetry.Withthespanof30andthecolumnspaceof6,ithasequallydistributedrigidityandmass.Thedesignmainlyconsideredtheeffectcausedbydeadload,windload,craneloadandhorizontalseismicreaction,andafterthecalculation,theworkshopstructurecanmeettherequirementsofbearingcapacityandregularservice.Thisdesignwascomprisedofarchitecturaldesignandstructuraldesign.Thearchitecturaldesignwasproceedtofillthebillofdaylighting,airing,waterproof,fireresistanceandotherequipmentrequirement,whilethestructuraldesignhadtocarryonthemissionofchoosingstructuralforms,calculatingtheinnerforceofeverybentwhichcamefromloadsofvariouspattern,makinginternalforcecombinationandidentifyingthemostdisadvantagedgrouptodesigncross-sectionandreinforcement.Intheend,relatedarchitecturaldrawing,workingdrawingandjointdetailwererequired.Keyword:single-layerworkshop;bentstructure;architecturaldesign;structuraldesign;sheardistributionmethod目錄前言 71工程概況 81.1工程概況 81.1.1水文地質條件 81.1.2氣象資料 81.2設計概況 81.3設計成果 91.3.1概況 91.3.2施工圖 92建筑設計 93結構設計 103.1結構構件選型和布置 103.1.1屋面板 103.1.2屋架 113.1.3吊車梁 123.1.4排架柱 133.1.5基礎梁 143.2荷載計算 153.2.1屋蓋自重 153.2.2柱自重 153.2.3吊車梁及軌道自重 163.2.4屋面活荷載 163.2.5吊車荷載 163.2.6風荷載 173.3內力分析 173.3.1屋蓋自重 183.3.2柱及吊車自重作用 193.3.3屋面活荷載 193.3.4吊車荷載作用 203.3.5風荷載作用 223.4排架柱設計 233.4.1排架柱配筋計算 243.4.2柱斜截面承載力驗算 293.4.3運輸、吊裝階段驗算 293.4.4柱裂縫寬度驗算 323.5抗風柱設計 343.5.1確定抗風柱的尺寸 343.5.2求風荷載q及柱剪力 343.5.3截面配筋 353.5.4運輸、吊裝階段驗算 363.6柱間支撐 393.6.1上柱支撐 393.6.2下柱支撐 403.7牛腿設計 403.7.1驗算截面尺寸 403.7.2正截面承載力計算及配筋 413.7.3斜截面受剪承載力 413.7.4局部承壓強度驗算 413.8排架柱基礎設計 423.8.1初步確定基礎尺寸 423.8.2確定基礎底面尺寸 423.8.3驗算基礎高度 443.8.4基礎底板配筋計算 463.9抗風柱基礎設計 483.9.1初步確定基礎尺寸 483.9.2確定基礎底面尺寸 493.9.3驗算基礎高度 503.9.4基礎底板配筋計算 513.11地震作用和結構抗震驗算 533.11.1廠房的橫向抗震驗算 533.11.2建立結構計算簡圖 543.11.3柱頂橫向水平地震作用下的排架地震效應 573.11.4吊車地震作用下的排架地震作用效應 583.11.5排架地震作用效應和其他荷載效應的組合 593.11.6廠房縱向抗震驗算 603.12圈梁布置 61結論 63致謝 64參考文獻 65前言建筑工程專業(yè)是一個很注重實踐和理論相結合的專業(yè)，綜合性要求很強，不僅要求學生熟練掌握一些必備的專業(yè)知識，也注重對學生具體實踐能力和操作能力的培養(yǎng)。大學四年中，我們學習了多門專業(yè)性課程，這些課程之間有著密不可分的關系，是相互制約和相互補充的，必須綜合起來運用才能真正地指導實際?？墒菍W習的過程中，我們只是分散地、零星地學習了各門課程的基本知識點，所掌握的知識和技術基本上是零散無章的，沒有綜合的建筑思想，也沒有成熟的建筑知識的框架，難以做到舉一反三，把握整體。畢業(yè)設計剛好給我們提供了這樣一個平臺來整合消化四年來的專業(yè)積累，把零散的知識融合成一種文化和素質，能讓我們在全面溫習四年所學的基礎上，將其融會貫通，提高我們的綜合素質和工作能力。畢業(yè)設計我的設計題目是單層工業(yè)廠房，單層廠房只有一些特殊的行業(yè)才需要使用單層廠房，比如五金塑膠，機械設備，印刷紙品，模具等行業(yè)。其結構型式主要有排架結構和剛架結構兩種。近年來，我國每年完成的建筑工程中，工業(yè)建筑占了一半以上，發(fā)展迅猛，并正朝著技術密集型發(fā)展，其設計體現出節(jié)能省地趨勢，生態(tài)化趨勢，高科技化趨勢，工業(yè)與民用建筑設計的一體化趨勢，人性化趨勢，多元化趨勢，可持續(xù)性趨勢，文化性趨勢。并更加注重設計標準化，構件工業(yè)化，施工機械化。本次設計內容包括建筑設計和結構設計兩大部分。建筑設計在考慮建筑物使用功能和設備安裝使用要求的基礎上，涵蓋平面設計、正立面、側立面和剖面設計和總平面圖等內容。結構設計則主要包括排架結構設計和基礎設計，包括各種荷載作用下排架結構的內力計算和組合和最不利組合的篩選，并進行排架柱和抗風柱截面的配筋計算、吊裝驗算和抗震驗算。1工程概況1.1工程概況1.1.1水文地質條件表層為厚1.0m—3.50m的雜填土①1層、耕植土①層。標高33.42m—32.19m以下為新近沉積的褐黃色、飽和的粘質粉土、粉質粘土②層；標高32.98m—30.64m以下為新近沉積的褐黃色、飽和的粘土、重粉質粘土③層；標高29.53m—26.21m以下為一般第四系沉積的褐黃色、飽和的粘質粉土、砂質粉土④層，粘土④1層；標高28.44m—25.21m以下為一般第四系沉積的褐黃-褐灰色、飽和的粉質粘土、重粉質粘土⑤層；標高23.41m—20.71m以下為一般第四系沉積的褐灰色、飽和的粘質粉土⑥層；標高22.81m—18.59m以下為一般第四系沉積的褐灰色、密實、飽和的粉細砂⑦層，粉質粘土⑦1層，各土層詳細性質參見地層巖性及土的物理力學性質綜合表1.1.2氣象資料冬季室外平均溫度：13.7℃夏季室外平均溫度：32.5℃冬季最低溫度：1.7℃降雨量：1764.5mm抗震設防類別為丙類，設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.15g建筑場地類型為Ⅱ類，場地粗糙程度為B類；廣州：基本風壓：0.50kN/m2基本雪壓：0.65kN/m21.2設計概況擬建一單層單跨工業(yè)廠房，建筑面積為3500，采用采用大型屋面板+鋼屋架+鋼筋混凝土排架柱的排架結構，東側端部貼建二層框架輔助使用空間，柱網布置圖如下：圖1-1 柱網布置圖Fig.1-1columnnetgeneralarrangement1.3設計成果1.3.1概況建筑設計說明，結構設計說明，結構計算書1.3.2施工圖1）建筑：900mm標高處平面圖，5400mm標高處平面圖，建筑立面圖，橫向剖面圖，建筑節(jié)點大樣圖2）結構：基礎布置圖，結構布置圖，柱配筋圖，屋架上下弦支撐布置圖，節(jié)點詳圖2建筑設計建筑設計綜合考慮采光、通風、防水、防火以及設備安裝使用要求，內容包括總平面圖設計、建筑總說明、平面設計、立面設計、剖面設計、主要節(jié)點大樣設計和門窗表。本工程采用的窗地面積比大約為1：3.5，建筑面積為，不必進行防火分區(qū)的設置，牛腿標高為8700mm，軌頂標高9600mm，滿足工程要求。設計成果反映在圖紙上?？偲矫鎴D設計：明確建筑物的高度，層數，寬度，長度以及與相鄰建筑物的距離，考慮其朝向，采光和交通，并得出建筑物的主要經濟指標。比例為1：500。建筑總說明：包括建筑物各部分的設計原則和施工方法，建筑材料的選取，建筑設計時使用的標準、規(guī)范和圖集。平面設計：用平面圖分標高表示不同平面內的尺寸，如單廠主體下窗臺標高處和貼建二層框架二層窗臺標高處，比例為1：100。立面設計：包括正立面圖，側立面圖，縱向用1-21軸表示，橫軸用A-F軸表示，并表示出外體材料，裝飾，門窗位置和尺寸。通過立面圖可以直接看出建筑的正面布局，建筑的總高度，比例為1：100剖面設計：繪制特殊部位的剖面圖，以直接得到建筑物的某些細部構造，采用一字型橫向剖面即可，比例為1：100建筑節(jié)點設計：散水、臺階、坡道、天溝、窗臺和構造縫的節(jié)點詳圖設計。3結構設計采用大型屋面板+鋼屋架+鋼筋混凝土排架柱的排架結構，主要計算構件為排架柱、牛腿、抗風柱和基礎。3.1結構構件選型和布置3.1.1屋面板1）屋面板采用1.5m×6.0m預應力鋼筋混凝土屋面板根據04G410-2，選用屋面板時基本組合的荷載分項系數：，屋面板承受荷載如下：橡膠防水卷材防水層：0.2KN/m2保溫層： 0.48KN/m220厚水泥砂漿找平層：0.4KN/m2活荷載： 0.5KN/m2q=1.35×(0.2+0.48+0.4)+1.4×0.5×0.7=1.948KN/m2選擇Y-WB-2Ⅲ允許外加均布荷載基本組合設計值[q]為2.05KN/m2，滿足承載力條件屋面板自重：1.4KN/m2 灌縫重標準值0.1KN/m22）嵌板橡膠防水卷材防水層：0.2KN/m2保溫層： 0.48KN/m220厚水泥砂漿找平層：0.4KN/m2活荷載： 0.5KN/m2q=1.35×(0.2+0.48+0.4)+1.4×0.5×0.7=1.948KN/m2選擇Y-KWB-1Ⅲ允許外加均布荷載基本組合設計值[q]為2.58KN/m2，滿足承載力條件板自重：1.7KN/m2 灌縫重標準值0.1KN/m23）天溝板根據屋面排板計算，考慮采用680mm寬度的天溝板落水管之間的水平間距12m，天溝流水坡長為6m，采用焦渣找坡層，坡度為1%，，最薄處20mm，最厚處80mm水泥砂漿找平，上鋪橡膠防水卷材焦渣找坡層：按其平均厚度計算，厚度為50mm，焦渣自重為14KN/m3焦渣均布荷載：0.05×14=0.7KN/m220厚水泥砂漿找平層：0.4KN/m2橡膠防水卷材防水層：0.2KN/m2積水荷載考慮230mm水深，為2.3KN/m2活荷載： 0.5KN/m2卷材防水層考慮高肋和低肋覆蓋部分，按天溝寬度的2.5倍計算b=天溝寬度-190=680-190=490mmq=[1.35×(0.2×2.5+0.7+0.4+2.3)+1.4×0.5]×0.49=2.92KN/m2選擇TGB68，允許外加均布荷載基本組合設計值3.66KN/m2，滿足承載力條件天溝板板自重2.13KN/m23.1.2屋架屋面恒荷載：屋面板以上 1.08KN/m2 屋面板自重 1.4KN/m2 灌縫重 0.1KN/m2 總計 2.58KN/m2屋面活荷載 0.5KN/m2屋面荷載設計值：組合一：1.35×2.58+1.4×0.5×0.7=3.973KN/m2組合二：1.2×2.58+1.4×0.5=3.596KN/m2選擇GWJ30-2A1屋面荷載設計值[q]為4.0KN/m2>3.973KN/m2，滿足承載力要求屋架自重為4550kg/榀初定屋架支撐自重為0.25KN/m23.1.3吊車梁廠房設置兩臺橋式吊車，吊車參數如下表：表3-1-1 吊車梁參數Table3-1-1parameterofcranebeam起重量跨度小車質量總質量軌頂以上高度軌道中心至端部距離寬度輪距最大輪壓最小輪壓10t28.5m4.084t31.6t2239mm230mm6922mm5000mm147KN57.1KN根據吊車跨度和起重量，中間跨選擇鋼筋混凝土吊車梁DL-7Z，自重為2.75t/根，伸縮縫跨和邊跨分別選DL-7S和DL-7B，自重為2.82t/根根據吊車梁和吊車參數，選擇吊車軌道聯(lián)結型號為DGL-12，螺栓間距為260mm，鋼軌型號為38kg/m，最大輪壓設計值為510KN，軌道面至梁頂面距離為170-190mm，選擇車擋型號為CD2，適用于10t吊車，走道板：中間跨選擇DB80-1，邊跨和伸縮縫處跨選擇DB80-1S，各構件參數如下表所示：表3-1-2構件參數表Table3-1-2parameterofconstructionmembers參參數構件編號尺寸（mm）自重吊車梁DL-7Z（DL-7S，DL-7B）高度900上翼緣500下翼緣250t軌道聯(lián)結DGL-12螺栓間距260鋼軌自重38kg/m車擋CD2走道板DB80-1（DB80-1S）板長5550（4950）板寬800t3.1.4排架柱初定牛腿標高為8700mm，吊車梁高度為900mm軌頂標高=牛腿標高+吊車梁高度+鋼軌高度(200mm)=8700+900+200=9800mm，與工藝要求相差在±200以內，滿足要求柱頂標高=軌頂標高+軌頂至吊車小車頂面距離+安全距離（≥220mm）=9800+2239+220=12359mm，取為12600mm全柱高H=柱頂標高+基頂至±0.00標高處高度=12600+1200=13800mm圖3-1-1排架柱示意圖Fig3-1-圖3-1-1排架柱示意圖Fig3-1-1diagrammaticsketchofbentframecolumn上柱高H2=12600-8700=3900mm柱截面設計根據混凝土結構計算手冊：Hk=9900+900=10800mm 基頂至吊車梁頂距離Hl=8700+1200=9900mm 基頂至吊車梁底距離下柱：h≥=9900/14=707.14mm 選擇h=1000mmb≥9900/25=396mm 選擇b=400mm上柱初選截面為b×h=400×400mm，下柱截面高度在900~1100mm，選擇工字形柱下柱截面取為bf×h×b×hf=400×1000×120×150工字型截面軌道中心線至縱向定位軸線間的間距一般取750mm取軌道中心線距離上柱內邊緣為350mm，吊車端部到柱內邊緣凈距為120mm>80mm，滿足安全要求梯形屋架在上柱的作用點距離縱向定位軸線150mme0=1000/2-400/2=300mm e1=400/2-150=50mm e2=350-(1000/2-400）=250mm牛腿尺寸初選h1=400mm，h=500mm 滿足h1≥h，滿足要求圖3-1-2排架柱截面圖Fig3-1-2sectiongraphofbentframecolumn排架截面參數根據排架柱的截面尺寸，得出柱的計算參數如下：表3-1-3 柱截面參數Fig3-1-3parameterofbentframecolumncross-section截截面參數柱截面尺寸(mm)面積(mm2)慣性矩（mm4）上柱400×4001.6×1052.13×109下柱400×1000×100×1501.975×10525.59×109慣性矩：上柱：Iu=2.13×109mm4下柱：Il≈=25.59×109mm43.1.5基礎梁外墻采用370墻，突出于柱外，查《鋼筋混凝土基礎梁》04G320圖集，采用基礎梁類型如表3-1-4所示：表3-1-4基礎梁選用表Table3-1-4tableoffoundationbeam基基礎梁類型編號梁長（mm）自重(t)整體JL-2559502.48有窗JL-2759502.48有門JL-2859502.483.2荷載計算3.2.1屋蓋自重橡膠防水卷材防水層： 0.2KN/m2保溫層： 0.48KN/m220厚水泥砂漿找平層： 0.4KN/m2屋面板： 1.4+0.1=1.5KN/m2 g=2.58KN/m2屋架自重 45.5KN/榀則作用于柱頂的屋蓋結構自重為G1=1.2×2.58×6×30/2+1.2×45.5×0.5=332.94KN3.2.2柱自重柱采用C30混凝土，重度為25KN/m3標準值：上柱：G2,k=0.4×0.4×25×3.9=15.6KN下柱：G3,k=25×1.975×105/106×9.9=48.88KN設計值：上柱：G2=15.6×1.2=18.72KN下柱：G3=48.88×1.2=58.66KN3.2.3吊車梁及軌道自重G4=1.2×（28.2+0.38×6）=36.58KN3.2.4屋面活荷載屋面均布活荷載為0.5KN/m2 Q1==1.4×0.5×6×30/2=63KN3.2.5吊車荷載根據吊車寬度B和和輪距K，算的吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應的坐標值圖所示，以此求的作用于牛腿上的吊車豎向荷載圖3-2-1簡支吊車梁支座反力影響線Fig3-2-1Endreactioninfluencelineofcranebeam兩臺吊車組合，取折減系數為0.9，并忽略第三跨Pmax的有利作用=1.4×0.9×147×（+1）=341.98KN==132.84KN吊車橫向水平剎車力：吊車起重量為10t，取橫向水平荷載系數=0.123.2.6風荷載地面粗糙程度為B類基本風壓0.5KN/m2屋架坡度為10°，角度為5.7o，風載體形系數如圖：室外標高為-300，按室外標高取風壓高度變化系數自室外地坪至柱頂高度為12600+300=12900mm圖3-2-2風載體形系數Fig3-2-1Thewindcarrierformfactor圖3-2-2風載體形系數Fig3-2-1Thewindcarrierformfactor=0.8×1.08×0.5×6=2.59KN/m=-0.5×1.08×0.5×6=-1.62KN/m檐口距離室外地面高度為12600+1990+300=14890mm3.3內力分析A柱和F柱相同，抗剪剛度D也相同，ηA=ηB=0.5柱頂剪力、水平集中力、柱頂不動鉸支座反力均規(guī)定自左向右為正，反之則為負3.3.1屋蓋自重G1A=G1F=332.94KNM1A=M1F=G1A·e1=332.94×0.05=16.65KN·mM2A=M2F=G1A·e0=332.94×0.3=99.88KN·m受力簡圖如右所示查表得：圖3-3-1結構計算簡圖Fig3-3-1Computingmodelofstructure 圖3-3-1結構計算簡圖Fig3-3-1Computingmodelofstructure力矩作用在柱頂時力矩作用在牛腿時虛加的支座反力2.74+7.9=柱頂剪力：屋蓋自重作用下，排架的彎矩圖、剪力圖、軸力圖如下所示圖3-3-2屋蓋自重作用下內力圖Fig3-3-2Internalforcediagramunderthedeadloadofroof圖3-3-2屋蓋自重作用下內力圖Fig3-3-2Internalforcediagramunderthedeadloadofroof3.3.2柱及吊車自重作用由于在安裝柱子時尚未吊裝屋架，沒形成排架，按懸臂柱分析A柱內力G2=15.6×1.2=18.72KN G3=48.88×1.2=58.66KN G4=1.2×（28.2+0.38×6）=36.58KN 圖3-3-3柱及吊車自重作用下內力圖Fig3-3-3Internalforcediagramunderthedeadloadofcolumnandcrane圖3-3-3柱及吊車自重作用下內力圖Fig3-3-3Internalforcediagramunderthedeadloadofcolumnandcrane3.3.3屋面活荷載，它在A、F柱頂及變階處引起的彎矩分別為 虛加不動鉸支座反力為柱頂剪力： 排架受力簡圖和內力圖如圖所示圖3-3-4屋面活荷載作用下內力圖圖3-3-4屋面活荷載作用下內力圖Fig3-3-4Internalforcediagramunderroofliveload3.3.4吊車荷載作用Dmax作用于A柱Dmax=341.98KNDmin=132.84KNMmax=85.50KN·MMmin=33.21KN·M將R反作用于排架柱頂，按分配系數求的各個排架柱的柱頂剪力得到各柱的計算簡圖和內力圖如圖所示圖3-3-5D圖3-3-5Dmax作用于A柱內力圖Fig3-3-5InternalforcediagramwhileDmaxactoncolumnADmax作用于F柱時內力圖剛好和上述情況相反如圖所示：圖3-3-6D圖3-3-6Dmax作用于F柱內力圖Fig3-3-6InternalforcediagramwhileDmaxactoncolumnF兩臺吊車剎車A柱由n=0.08，=0.28得到當 當 插入法得到 F柱和A柱相同，將R反方向作用于排架柱頂，得到各柱的柱頂剪力 圖3-3-6兩臺吊車同時剎車內力圖Fig3-3-6Internalforcediagramwhiletwosetsofcranebrake圖3-3-6兩臺吊車同時剎車內力圖Fig3-3-6Internalforcediagramwhiletwosetsofcranebrake3.3.5風荷載作用（1）風自左向右吹時 均布荷載作用下：同理，對于F柱：C11=0.321 圖3-3-7風自左向右吹是內力圖Fig3-3-7Internalforcediagramwhilewindblewright圖3-3-7風自左向右吹是內力圖Fig3-3-7Internalforcediagramwhilewindblewright（2）風自右向左吹時，內力圖與上述剛好相反圖3-3-8風自右向左吹是內力圖Fig3-3-8Internalforcediagramwhilewindblewleft圖3-3-8風自右向左吹是內力圖Fig3-3-8Internalforcediagramwhilewindblewleft3.4排架柱設計取控制截面：對于單階排架柱，上柱選擇牛腿頂面（即上柱底截面）Ⅰ-Ⅰ為控制截面，下柱選擇Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ為控制截面，另外，Ⅲ-Ⅲ同時也是設計柱下基礎的依據，截面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ雖然處于同一位置，但截面和內力值都不相同，分別代表上下柱截面，在設計截面Ⅰ-Ⅰ時，不計牛腿對其截面承載力的影響。排架柱是偏心受壓構件，影響其縱向配筋率的主要因素是軸力N和彎矩M，根據可能需要的最大的配筋，一般考慮下面四種內力的不利組合：圖3-4-1排架柱控制截面Fig3-4-1Controlsectionofbentcolumn（1）+Mmax圖3-4-1排架柱控制截面Fig3-4-1Controlsectionofbentcolumn（2）-Mmax及相應的N、V（3）Nmax及相應的M、V（4）Nmin及相應的M、V（1）、（2）和（4）主要是針對大偏心受壓破壞，（3）是針對小偏心受壓破壞實際工程中，偏心受壓構件在不同的荷載組合中，同一截面分別承擔正負彎矩，同時為了施工方便，不易發(fā)生錯誤，一般可采用對稱配筋，即采取As=As’?；炷翉姸炔捎肅30，鋼筋采用HRB335，箍筋采用HRB2353.4.1排架柱配筋計算1）上柱對稱配筋時，求的大小偏心受壓破壞界限時的軸力Nb，用以判斷截面的大小偏心情況，選擇最不利組合：排架柱的內力組合中的各組軸力值均小于Nb，因此都可以視為大偏心受壓情況，在截面為大偏心受壓時，應以軸力小，彎矩大作為最不利內力組合的選擇依據僅自排架柱A內力組合表中取1組最不利組合+Mmax=63.42KN·M N=-351.66KN由結構側移引起的二階彎矩的影響，在構件的計算長度中考慮，由縱向彎曲引起的二階彎矩，用偏心距增大系數來考慮上柱的計算長度=2×3.9=7.8m，對稱配筋，且/b=7.8/0.4=19.5>5，需要考慮縱向彎曲的影響，軸向力對截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的較大值，因此=20mm初始偏心距，故選擇/b=19.5，在15~30之間可先按照大偏心受壓情況進行計算<0.550=200.75mm且<2=70mm滿足大偏心受壓條件，但受壓鋼筋達不到屈服故=480mm2，選擇2Ф18，按照軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力查的/b=18時， /b=20時，/b=19.5時，計算得：驗算結果安全，滿足條件2）下柱由于排架柱Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面均是下柱截面配筋的依據，可將兩者在一起加以考慮從內力組合的情況來看，各個組合的軸力值均小于Nb，故各組合內力均為大偏心受壓，僅需選擇彎矩大，軸力小的內力組合。選擇三組內力進行計算配筋：（1）+Mmax=507.19KN·M N=-811.38KN（2）+Mmax=423.30KN·M N=-446.90KN（3）-Mmax=-398.60KN·M N=--566.46KN先考慮第一種情況：+Mmax=507.19KN·M N=-811.38KN由結構側移引起的二階彎矩的影響，在構件的計算長度中考慮，由縱向彎曲引起的二階彎矩，用偏心距增大系數來考慮下柱的計算長度=1.0×9.9=9.9m，對稱配筋，截面的最小回轉半徑，/r=9.9/0.35996=27.5>5，需要考慮縱向彎曲的影響軸向力對截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的較大值，因此=33.33mm初始偏心距，故選擇/r=27.5，在15~30之間可按照大偏心受壓情況進行計算<0.550=517mm且>2=120mm滿足大偏心受壓條件，且受壓鋼筋能夠屈服另x<=162.5mm說明受壓區(qū)全部位于受壓翼緣內考慮第二種情況：+Mmax=423.30KN·M N=-446.90KN軸向力對截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的較大值，因此=33.33mm初始偏心距，故選擇/r=27.5，在15~30之間可按照大偏心受壓情況進行計算<0.550=517mm且<2=120mm滿足大偏心受壓條件，但受壓鋼筋不能夠屈服另x<=162.5mm說明受壓區(qū)全部位于受壓翼緣內取故考慮第三種情況：-Mmax=-398.60KN·M N=--566.46KN軸向力對截面重心的偏心距：附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30的較大值，因此=33.33mm初始偏心距，故選擇/r=27.5，在15~30之間可按照大偏心受壓情況進行計算<0.550=517mm且<2=140mm滿足大偏心受壓條件，但受壓鋼筋不能夠屈服另x<=162.5mm說明受壓區(qū)全部位于受壓翼緣內取故綜合上述三種情況，可取選擇6Ф22，按照軸心受壓構件驗算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力查的/r=27.5<28時， 計算得：驗算結果安全，滿足條件3.4.2柱斜截面承載力驗算對于偏心受壓排架柱，取僅需按照構造配筋故根據混凝土結構設計規(guī)范10.3.2條和建筑抗震設計規(guī)范9.1.20條規(guī)定，全柱高箍筋配置采用，加密區(qū)采用柱中縱向受力鋼筋的凈間距不應小于50mm；對水平澆筑的預制柱，其縱向鋼筋的最小凈間距可按照混凝土結構設計規(guī)范第10.2.1條關于梁的有關規(guī)定取用在偏心受壓柱中，垂直于彎矩作用平面的側面上的縱向受力鋼筋以及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋，其中距不宜大于300mm保護層厚度選擇30mm3.4.3運輸、吊裝階段驗算變截面柱采用1點起吊，吊點的位置通常設置在柱牛腿根部，一般不需要計算，但需復核抗彎強度和抗裂度，計算內力可按照一端帶有懸臂的簡支梁進行分析，驗算時，應考慮動力作用，柱自重應乘以動力系數1.5上柱自重為：牛腿處柱自重為：下柱自重為：下柱自重為：圖3-4-2吊裝運輸計算圖圖3-4-2吊裝運輸計算圖Fig3-4-2Calculatingdiagramofliftingandtransporting首先考慮平臥起吊，采用一點綁扎，綁扎點在牛腿底面處，柱起吊時吊離底面瞬間由自重產生的彎矩最大，計算簡圖如下所示上柱根部和吊點處的彎矩設計值分別為下柱段最大的正彎矩計算如下假設最大彎矩出現在內 端部最大彎矩為若最大彎矩出現在內 得到則，位于右端1)上柱在吊裝階段的強度和裂縫寬度驗算中，平吊時僅考慮四角鋼筋參加工作，對稱配筋為2Ф18，，吊裝時的強度驗算按受彎構件考慮，按雙筋梁計算截面強度，該截面能承擔的彎矩：平吊時承載能力不夠，采用翻身起吊時亦不滿足承載力要求，故采用翻身吊，并增加配筋為4Ф14，滿足承載力要求對柱的抗裂度驗算，要求其滿足抗裂度條件或裂縫寬度限制，可近似地用控制鋼筋應力的方法計算需要進行驗算構件受力特征系數裂縫間鋼筋應變不均勻系數取最大裂縫寬度滿足裂縫寬度要求2)下柱以起吊點所在截面為驗算截面，僅考慮最外排鋼筋參加工作，配筋4Ф22，滿足承載力要求根據施工計算手冊，可以認為滿足抗裂縫寬度要求，不需要進行驗算3.4.4柱裂縫寬度驗算混凝土結構設計規(guī)范第8.1.2條規(guī)定，對于的偏心受壓構件，可不驗算裂縫寬度，本結構的環(huán)境類別為二類裂縫控制等級為三級，最大裂縫寬度為限值1)上柱自排架柱內力標準值組合取出Ⅰ-Ⅰ截面最不利組合情況+Mmax，k=48.26KN·M Nk=-293.05KN截面初始偏心距 故可不驗算裂縫寬度2)下柱自排架柱內力標準值組合取出Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面最不利組合情況+Mmax,k=366.31KN·M Nk=-632.76KN截面初始偏心距 故需驗算裂縫寬度構件受力特征系數<15，取使用階段軸向壓力偏心距增大系數縱向受拉鋼筋的合力點至截面受壓區(qū)合力點的距離故取z=771.62mm裂縫間鋼筋應變不均勻系數取最大裂縫寬度3.5抗風柱設計抗風柱外邊緣位置與單層工業(yè)廠房橫向封閉相重合，為避免抗風柱和端屋架相碰，應將抗風柱的上截面高度適當減小，變成變截面單階柱，抗風柱的柱頂標高比屋架上弦中心線低50mm，這樣，柱頂對屋架的作用力就可以通過彈簧板傳至上弦中心線，不使上弦桿受扭山墻重量由基礎梁承受，抗風柱主要承受風荷載，柱的自重可以忽略，這時抗風柱可作為變截面受彎構件計算。3.5.1確定抗風柱的尺寸抗風柱上下柱交界處的標高由排架柱頂標高減去100mm抗風柱下柱頂部標高為12600-100=12500mm抗風柱柱頂標高為12600+3490-50=16040mm基礎至室內0.00處高度為1200mm下柱高： 上柱高：全柱高：截面寬度 取截面高度 取,3.5.2求風荷載q及柱剪力柱頂距離室外地面高度為16040+300=16340mm風壓高度變化系數風載體形系數 均布荷載作用下：柱頂剪力柱底剪力圖3-5-1風荷載作用下內力圖Fig3-5-1Internalforcediagramunderwindload圖3-5-1風荷載作用下內力圖Fig3-5-1Internalforcediagramunderwindload繪出荷載標準值彎矩圖如右圖所示3.5.3截面配筋上柱彎矩設計值下柱彎矩標準值，此時下柱因此上柱按照，下柱按照配筋表3-5-1抗風柱配筋表表3-5-1抗風柱配筋表Table3-5-1Reinforcementofwindresistancecolumn上柱控制截面下柱控制截面彎矩設計值（）61.04167.310.1350.0890.9270.9530.146<0.5500.093<0.550828.261083.71選用鋼筋5Φ16(As=1005mm2)6Φ16(As=1206mm2)3.5.4運輸、吊裝階段驗算采用1點起吊，吊點的位置設置變截面以下3m處，需復核抗彎強度和抗裂度，計算內力可按照一端帶有懸臂的簡支梁進行分析，驗算時，考慮動力作用，柱自重應乘以動力系數1.5上柱自重為：下柱自重為：考慮翻身起吊，柱起吊時吊離底面瞬間由自重產生的彎矩最大，計算簡圖如下所示上柱根部和吊點處的彎矩設計值分別為下柱段最大的正彎矩計算如下 圖3-5-2抗風柱吊裝運輸計算圖Fig3-4-2Calculatingdiagramofliftingandtransporting圖3-5-2抗風柱吊裝運輸計算圖Fig3-4-2Calculatingdiagramofliftingandtransporting1）上柱在吊裝階段的強度和裂縫寬度驗算中，翻身吊時，截面的受力方向與使用階段一致，考慮最外邊一排鋼筋參加工作，對稱配筋為5Ф16，，吊裝時的強度驗算按受彎構件考慮，按雙筋梁計算截面強度，該截面能承擔的彎矩：滿足承載力要求對柱的抗裂度驗算，要求其滿足抗裂度條件或裂縫寬度限制，可近似地用控制鋼筋應力的方法計算根據簡明施工計算手冊，可以認為滿足抗裂縫寬度要求，可不驗算裂縫寬度2）下柱以起吊點所在截面為驗算截面，翻身吊時，考慮最外邊一排鋼筋參加工作，配筋3Ф16，不滿足承載力要求在最外一排鋼筋面積為6Ф16，內側再配置一排鋼筋2Ф16，滿足承載力要求根據簡明施工計算手冊，要驗算抗裂縫寬度要求。構件受力特征系數裂縫間鋼筋應變不均勻系數取最大裂縫寬度滿足裂縫寬度要求吊裝階段的裂縫寬度驗算時，只考慮最外排鋼筋的作用正常使用狀態(tài)下，經驗算，截面的最大裂縫亦滿足要求得出柱子配筋如下：表3-5-2柱配筋表表3-5-2柱配筋表Table3-5-2Reinforcementofcolumn配筋表排架柱抗風柱上柱4Φ14（由吊裝決定）5Φ16下柱4Φ22+2Φ226Φ16+2Φ163.6柱間支撐建筑抗震設計規(guī)范9.1.23條規(guī)定：一般情況下，應在廠房單元中部設置上、下柱間支撐，且下柱支撐應與上柱支撐配套設置，有起重機或8度和9度時，宜在廠房單元兩端增設上柱支撐柱間支撐可在廠房eq\o\ac(○,5)-eq\o\ac(○,6)和eq\o\ac(○,15)-eq\o\ac(○,16)軸之間設置上柱支撐和下柱支撐，在eq\o\ac(○,1)-eq\o\ac(○,2)、eq\o\ac(○,9)-eq\o\ac(○,10)、eq\o\ac(○,11)-eq\o\ac(○,12)和eq\o\ac(○,19)-eq\o\ac(○,20)設置上柱支撐3.6.1上柱支撐根據05G336柱間支撐圖集，抗風柱柱頂剪力標準值為則由迎風面?zhèn)鬟f至屋架的水平力為根據前面抗震驗算采用的修正剛度法來計算縱向抗震作用縱向柱列的柱頂標高處的地震作用標準值為吊車梁頂標高處的縱向地震作用標準值為比較可知，選用柱間支撐時，由地震作用控制作用于每道上柱支撐的水平力設計值為按上柱支撐選用表，選擇柱距6000：ZCs-39-1a水平桿長細比153.0，斜桿長細比為214.14柱距5400：ZCs-39-1b水平桿長細比136.6，斜桿長細比為198.23.6.2下柱支撐吊車縱向水平剎車力作用于下柱支撐上節(jié)點的縱向水平作用組合設計值當“風荷載+吊車縱向水平荷載組合”時當地震作用時因此是地震作用控制下柱高度為9900mm，因此選擇兩道ZCx-48-21，交叉斜桿長細比為159.73.7牛腿設計3.7.1驗算截面尺寸牛腿截面寬度與柱同寬，b=400mm，尺寸初選h1=400mm，h=500mm，，，考慮安裝偏差20mm后豎向力作用點仍位于下柱截面以內，故取，裂縫控制系數取作用于牛腿頂部的豎向荷載如表所示：圖3-7-1牛腿豎向荷載圖3-7-1牛腿豎向荷載Table3-7-1Theverticalloadcranebracketbears作用于牛腿頂部的豎向荷載設計值（KN）標準值（KN）吊車豎向荷載341.98244.27吊車梁及軌道自重36.5830.48則作用于牛腿頂部的豎向荷載設計值，豎向荷載標準值為，牛腿頂面水平拉力標準值，設計值斜裂縫控制條件故截面滿足要求3.7.2正截面承載力計算及配筋 取且不小于4Ф12()，故取為4Ф14，3.7.3斜截面受剪承載力由于截面驗算時斜裂縫控制條件要比斜截面受剪承載力要求嚴格，因此滿足截面驗算后，不再需要對牛腿的斜截面受剪承載力進行計算，只需要按照構造要求設置水平箍筋和彎起鋼筋即可，牛腿內可不設置彎起鋼筋箍筋，選擇為，且滿足即上部范圍內的水平箍筋總截面面積不小于承受豎向力的水平縱向受拉鋼筋截面面積的3.7.4局部承壓強度驗算選擇加載板的尺寸為400×400mm，滿足要求3.8排架柱基礎設計本工程擬采用柱下獨立杯口錐形擴展基礎，室外絕對標高為34.66m~33.39m，地基持力層為新近沉積的粘質粉土、砂質粉土層eq\o\ac(○,4)，基礎埋置標高為32.60m或以下，地基承載力標準值綜合考慮為，根據持力層粉土的性質，，基礎底面以下土的自重為，基礎底面以上土的加權平均重度取基礎采用C20混凝土3.8.1初步確定基礎尺寸根據建筑地基基礎設計規(guī)范8.2.5條規(guī)定，柱子的插入深度，杯底厚度250mm，杯壁厚度t≥350mm，且大于基礎梁寬度370mm，取為t=375mm，杯壁高度450mm，杯口深度為900+50=950mm杯口頂部尺寸：寬為400+752=550mm，長為1000+752=1150mm杯口底部尺寸：寬為400+502=500mm，長為1000+502=1100mm基礎總高度為900+50+250=1200mm基礎頂面至室外地面的高度為900mm，即基礎埋深為1200+900=2100mm3.8.2確定基礎底面尺寸自內力標準值組合表中選出基礎頂面最不利的兩種荷載設計值如下：eq\o\ac(○,1)+Mmax,k=366.31KN·M Nk=-632.76KN Vk=-47.50KNeq\o\ac(○,2)+Mmax,k=306.39KN·M Nk=-372.42KN Vk=-46.92KNeq\o\ac(○,3)-Mmax,k=-280.69KN·M Nk=-457.82KN Vk=-26.46KN當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其它原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值，尚應按下式修正（先假定基礎寬度b=5m）：=190+0.5×20.4×（4-3）+2.0×20×（2.1-0.5）=264.2先按軸心受壓估算=初步選定底面尺寸為9.6，=4m，=2.4m 地基承載力驗算由基礎梁傳至基礎頂面的外墻及基礎梁自重標準值為：Nwk=0.37×19×[14.59×6-(4.5×3.6+4.5×2.1)]+24.8=480.98KN作用于基礎底面的力矩和軸力標準值第一組荷載基礎邊緣的最大和最小壓力值分別為：校核第二組荷載基礎邊緣的最大和最小壓力值分別為：第三組荷載基礎邊緣的最大和最小壓力值分別為：校核故截面的尺寸滿足要求3.8.3驗算基礎高度地基凈反力設計值計算自內力設計值組合表中選出基礎頂面最不利的三種荷載設計值如下：（1）+Mmax=507.19KN·M N=-811.38KN V=-65KN（2）+Mmax=423.30KN·M N=-446.90KN V=-63.91KN（3）-Mmax=-398.60KN·M N=-566.46KN V=-38.82KN基礎及其上填土自重設計值：由基礎梁傳至基礎頂面的外墻及基礎梁自重設計值為：Nw=1.2×0.37×19×[(14.59+0.5)×6-(4.5×3.6+4.5×2.1)]+24.8×1.2=577.18KN作用于基礎底面的力矩和軸力設計值第一組荷載第二組荷載第三組荷載根據下面兩個公式，可以計算得到地基凈反力設計值： 表3-8-1地基凈反力設計值表3-8-1地基凈反力設計值Table3-8-1Netforcedesignvalueoffoundation組組合反力第一組M=N=第二組M=N=第三組M=N=174.30123.02235.91114.9890.332.35由基礎的尺寸可知，自柱與基礎交接處的45°斜線與杯壁相交，這說明從柱邊不會產生沖切破壞，不必進行驗算，但是要驗算變階處的沖切破壞強度是否符合要求基礎有效高度，故取考慮沖切荷載時取用的矩形面積故該基礎高度滿足沖切承載力的要求3.8.4基礎底板配筋計算基礎底面配筋采用HRB335一級鋼，，基礎下做100mm厚混凝土墊層，=40mm，沿基礎長邊方向，柱邊截面Ⅰ1-Ⅰ1和Ⅰ2-Ⅰ2的彎矩可按下式計算垂直于彎矩作用方向上，Ⅱ1-Ⅱ1和Ⅱ2-Ⅱ2截面的彎矩設計值可按下式計算各個截面的參量如下：Ⅰ1-Ⅰ1：=0.4，=1.5，Ⅰ2-Ⅰ2：=1.3，=1.05，Ⅱ1-Ⅱ1：=0.4，=1，Ⅱ2-Ⅱ2：=1.3，=1.9，根據和可以計算得到各個截面處的，從而得到內力計算結果如下表所示表3-8-2截面內力設計值表3-8-2截面內力設計值Table3-8-2Internalforcedesignvalueofcross-section合組力內合組力內第一組174.30114.98152.06158.73328.21187.81108.4872.19第二組123.0290.33110.76114.44233.45133.7280.0153.24第三組235.912.35148.33174.60414.05234.6589.3559.46沿長邊方向的配置的受拉鋼筋截面面積為沿短邊方向的配置的受拉鋼筋截面面積為得到各組內力組合下底板的配筋如下表表3-8-3底板配筋表3-8-3底板配筋Table3-8-3Reinforcementoffoundationslab合組力內合組力內第一組328.21187.81108.4872.191047.92979.70349.37232.51第二組233.45133.7280.0153.24745.38697.56257.67171.48第三組414.05234.6589.3559.461321.981224.07287.75191.50得到長邊方向的配筋，短邊方向的配筋長邊方向選擇，即短邊方向選擇按照構造配筋，選擇，即，當擴展基礎的混凝土強度等級小于柱的混凝土強度等級時，尚應驗算柱下擴展基礎頂面的局部受壓承載力：滿足要求，故杯壁可不配筋基礎施工圖如圖所示：圖3-8-1排架柱基礎施工圖Fig圖3-8-1排架柱基礎施工圖Fig3-8-1Workingdrawingofbentcolumn’sfoundation3.9抗風柱基礎設計抗風柱為鉸接，基礎與柱連接的預埋螺栓必須滿足受力要求且同時滿足構造要求。剪力是風壓乘以抗風柱及其兩側墻體1/2寬度高的一半。3.9.1初步確定基礎尺寸根據建筑地基基礎設計規(guī)范8.2.5條規(guī)定，柱子的插入深度，杯底厚度200mm，杯壁厚度t≥200mm，且大于基礎梁寬度370mm，取為t=375mm，杯壁高度300mm，杯口深度為600+50=650mm杯口頂部尺寸：寬為450+752=600mm，長為600+752=750mm杯口底部尺寸：寬為450+502=550mm，長為600+502=700mm基礎總高度為600+50+200=850mm基礎頂面至室外地面的高度為900mm，即基礎埋深為850+900=1750mm3.9.2確定基礎底面尺寸當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其它原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值，尚應按下式修正（先假定基礎寬度b=3m）：由前知：=254下柱高：上柱高：全柱高：抗風柱自重標準值基礎梁傳至基礎頂面的豎向力標準值：基礎頂面的剪力為先按軸心受壓估算=初步選定底面尺寸為6，=3m，=2m 地基承載力驗算由基礎梁傳至基礎頂面的外墻及基礎梁自重標準值為：作用于基礎底面的力矩和軸力標準值基礎邊緣的最大和最小壓力值分別為：校核故截面的尺寸滿足要求3.9.3驗算基礎高度地基凈反力設計值計算基礎及其上填土自重設計值： 由基礎的尺寸可知，柱與基礎交接處以及基礎變階處均可能產生沖切破壞，需要進行驗算柱與基礎交接處：基礎有效高度，故取考慮沖切荷載時取用的矩形面積變階處：基礎有效高度，故取考慮沖切荷載時取用的矩形面積故該基礎高度滿足沖切承載力的要求3.9.4基礎底板配筋計算基礎底面配筋采用HRB335一級鋼，，基礎下做100mm厚混凝土墊層，=40mm，沿基礎長邊方向，柱邊截面Ⅰ1-Ⅰ1和Ⅰ2-Ⅰ2的彎矩可按下式計算垂直于彎矩作用方向上，Ⅱ1-Ⅱ1和Ⅱ2-Ⅱ2截面的彎矩設計值可按下式計算各個截面的參量如下：Ⅰ1-Ⅰ1：=0.45，=1.2，Ⅰ2-Ⅰ2：=1.35，=0.75，Ⅱ1-Ⅱ1：=0.4，=0.6，Ⅱ2-Ⅱ2：=1.35，=1.5，根據和可以計算得到各個截面處的，從而得到內力計算結果如下表所示表3-9-1抗風柱基礎內力計算表3-9-1抗風柱基礎內力計算Table3-9-1Calculationofwindresistancecolumn’sfoundation256.4578.82185.40212.04253.00121.65118.0222.13沿長邊方向的配置的受拉鋼筋截面面積為沿短邊方向的配置的受拉鋼筋截面面積為得到各組內力組合下底板的配筋如下表表3-9-2抗風柱基礎配筋表3-9-2抗風柱基礎配筋Table3-9-2Reinforcementofwindresistancecolumn’sfoundation253.00121.65118.0222.131156.84883.44546.39157.78得到長邊方向的配筋，短邊方向的配筋長邊方向選擇，即短邊方向選擇按照構造配筋，選擇，即當擴展基礎的混凝土強度等級小于柱的混凝土強度等級時，尚應驗算柱下擴展基礎頂面的局部受壓承載力：滿足要求，故杯壁可不配筋圖3-9-1抗風柱基礎施工圖圖3-9-1抗風柱基礎施工圖Fig3-9-1Workingdrawingofwindresistancecolumn’sfoundation3.11地震作用和結構抗震驗算3.11.1廠房的橫向抗震驗算橫向抗震計算中有以下幾點假定和考慮原則：（1）屋蓋為有限剛性體,屋蓋沿地震作用方向產生水平剪切變形,并考慮屋蓋變形對廠房排架地震作用的影響。（2）按照平面排架計算地震作用，假設廠房每一榀排架為一個獨立隔離的計算單元，其周期和地震作用均按照平面排架進行計算（3）可將平面排架簡化為質量集中在柱頂而底部為固定的單質點或多質點的平面豎桿體系，按照結構動力學的基本院里和方法進行結構的動力分析（4）結構的地震作用效應均按彈性階段考慮，可以采用線性疊加原理（5）廠房排架在地震作用下的變形主要是剪切變形，地震作用沿廠房高度按倒三角形分布（6）在求的相應的地震作用后，將地震作用視為等效的靜力荷載，按靜力荷載對廠房排架進行結構內力計算分析（7）廠房排架的地震作用效應，應與其他重力荷載效應進行計算組合，求的組合地震作用效應（8）按照平面排架計算所得到的基本周期，應考慮縱向以及屋架和柱頂連接節(jié)點的固結作用對排架剛度的影響，進行周期的縮短修正（9）對單跨廠房只考慮一臺吊車，按對柱截面受力最不利進行組合，軟鉤吊車的吊重不予考慮，吊車的水平制動力不予考慮，吊車橋架產生的水平地震作用，由排架左右2柱共同承擔，各取一半地震作用值，在計算排架基本周期時，吊車橋架重力荷載影響很小，一般不予考慮，但在計算排架地震作用時，吊車橋架的重力荷載應予考慮計入3.11.2建立結構計算簡圖取一個柱距的單榀平面排架為計算單元，質量集中在柱頂標高處的單質點系，用原結構體系的最大動能和質量集中到柱頂質點的折算體系的最大動能相等的原則求的等效重力荷載代表值質點等效集中系數表如下：表3-11-1質點等效集中系數表3-11-1質點等效集中系數Table3-11-1Equivalentconcentrationfactorofeveryparticle集中到柱頂的各部分結構重力等效集中系數周期內力位于柱頂以上部位的結構及屋面重力荷載（屋蓋、雪、檐墻等）1.01.0單跨廠房柱0.250.5與柱等高的縱墻0.250.5吊車梁0.50.75吊車橋架00.5計算周期時：計算地震作用時：G表示等效集中重力荷載，下標符號分別代表r——屋蓋sn——雪載c——柱子wl——外縱墻b——吊車梁圖3-11-1抗震計算簡圖Fig3-11-1Earthquake-resistantcalculationdiagramcr——圖3-11-1抗震計算簡圖Fig3-11-1Earthquake-resistantcalculationdiagram計算地震作用時，建筑的重力荷載代表值應取結構和構配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。各可變荷載的組合值系數，應按下表采用表3-11-2可變荷載組合值系數表3-11-2可變荷載組合值系數Table3-11-2factorforcombinationvalueofvariableload可變荷載種類組合值系數雪荷載0.5屋面積灰荷載0.5屋面活荷載不計入起重機懸吊重物硬鉤吊車0.3軟鉤吊車不計入由此得到各種荷載的等效重力荷載如下表所示：表3-11-3重力荷載代表值表3-11-3重力荷載代表值Table3-11-3representativevalueofgravityload荷載等效重力荷載[(0.2+0.48+0.4+1.5)×30×6+(0.7+0.4+0.2+2.13)×6×0.68×2+0.25×30×6+45.50]=582.89kN0(15.6+48.88)×2=128.96kN[6×(14.59+0.5)-4.5×(3.6+2.1)]×0.37×19×2=912.35kN(2.82×10+38×6+0.85×10)×2=77.96kN31.6×10=316kN（周期）1.0×582.89+0.25×128.56+0.25×912.35+0.5×77.96=882.10kN（內力）1.0×582.89+0.5×128.56+0.5×912.35+0.75×77.96+0.5×316=1319.82kN計算模型中的抗側移剛度排架柱抗側移剛度平面排架的抗側移剛度結構自振周期由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架，有縱墻時取周期計算值的80％，無縱墻時取90％，則抗震設防烈度為7度，多遇地震，設計基本加速度為0.15g，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類，查得：水平地震影響系數的最大值為 特征周期由于抗震規(guī)范5.1.5條規(guī)定：除有專門規(guī)定外，建筑結構的阻尼比應取0.05，則則水平地震作用標準值排架底部的總地震剪力為33.00kN柱頂處的橫向水平地震作用即為：計算吊車梁面標高處由吊車橋架引起的橫向水平地震作用圖3-11-2單臺吊車支座反力影響線Fig3-11-2Endreactioninfluencelinewithonecrane 圖3-11-2單臺吊車支座反力影響線Fig3-11-2Endreactioninfluencelinewithonecrane排架地震作用效應計算3.11.3柱頂橫向水平地震作用下的排架地震效應ηA=ηB=0.5地震效應圖如下所示圖3-11-3橫向地震作用效應Fig3-11-3圖3-11-3橫向地震作用效應Fig3-11-3Horizontalearthquakeeffect3.11.4吊車地震作用下的排架地震作用效應計算簡圖如圖所示，吊車地震作用分別由排架左右兩柱共同承受A柱由n=0.08，=0.28得到當 當 插入法得到 F柱和A柱相同，將R反方向作用于排架柱頂，得到各柱的柱頂剪力 地震效應如圖所示：圖3-11-4吊車引起的地震作用效應Fig3-11-4圖3-11-4吊車引起的地震作用效應Fig3-11-4earthquakeeffectcausedbycrane’sgravityload根據抗震規(guī)范，吊車地震作用效應要乘以增大系數，本工程為鋼結構無檁屋蓋，兩端均有山墻，邊柱增大系數選擇2.0，放大后的吊車地震作用效應為 3.11.5排架地震作用效應和其他荷載效應的組合地震作用效應與吊車豎向重力荷載產生的排架柱的作用效應的組合為式中為重力荷載代表值，按照建筑抗震規(guī)范5.1.3條規(guī)定取值，但有吊車時，尚應包括懸吊物重力標準值的效應為經過調整或增大的水平地震作用標準的效應分別取1.2和1.3組合時，每跨只取一臺吊車，對水平荷載只考慮吊車橋架自重產生的水平地震作用，不考慮吊車水平橫向制動力吊重重力荷載，對豎向荷載，吊車橋架自重和吊重均需計入，吊重的取值應根據對排架柱的最不利組合采用只考慮一臺吊車時Mmax=171.5×0.25=42.87kN·m Mmin=66.62×0.25=16.66kN·m 將R反作用于排架柱頂，按分配系數求的各個排架柱的柱頂剪力對于排架柱Ⅰ-Ⅰ截面排架柱Ⅲ-Ⅲ截面兩個截面的內力組合相對于配筋采用的內力值都不是最不利的，而<0，故滿足的要求建筑抗震設計規(guī)范5.5.2條規(guī)定：8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時，高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架應進行罕遇地震作用下薄弱層的彈塑性變形驗算，本工程為7度II類場地，不需要進行驗算。3.11.6廠房縱向抗震驗算本工程柱頂標高為12.6m，跨度為30m，可以采用修正剛度法來計算縱向抗震作用縱向基本周期屋蓋重力荷載代表值柱自重標準值外縱墻自重標準值山墻自重標準值廠房單元柱列總等效重力荷載代表值由結構力學知識可求的：平面外排架柱抗側移剛度平面排架的抗側移剛度抗震設防烈度為7度，多遇地震，設計基本加速度為0.15g，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類，查