1、雙跨等高工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1.設(shè)計(jì)題目某金工車間雙跨等高廠房。2.設(shè)計(jì)任務(wù)（1）單層廠房的結(jié)構(gòu)布置；（2）選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件；（3）排架柱及住下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。3設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定上下柱的高度和截面尺寸。（2）選用屋面板，天溝板，基礎(chǔ)梁，吊車梁及軌道連接件。（3）計(jì)算排架所承受的各項(xiàng)荷載。（4）計(jì)算各項(xiàng)荷載作用下排架的內(nèi)力。（5）柱及牛腿的設(shè)計(jì)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)。（6）繪制施工圖。1）結(jié)構(gòu)布置圖（屋架，天窗架，屋面板，屋蓋支撐，吊車梁，柱及柱間支撐，墻體布置）；2）柱施工圖（柱模板圖，柱施工圖）3）基礎(chǔ)施工圖（基礎(chǔ)平面圖及配筋圖）4.設(shè)計(jì)資料（1）該車間為雙跨等高無天窗廠房，采用卷材防水屋面

2、，跨度為21米，柱距為6米，車間總廠為72米。廠房的剖面圖如圖1所示。圖1 廠房剖面圖（2）建筑地點(diǎn)為某市郊區(qū)（暫不考慮地震作用），設(shè)計(jì)使用年限為50年。（3）吊車：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，車間設(shè)置有兩臺(tái)20/5t橋式軟鉤吊車，吊車工作級(jí)別為A5級(jí)，吊車軌頂標(biāo)高+9.3m。（4）風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓(50年)標(biāo)注值為0.3KN/，風(fēng)壓高度變化系數(shù)按B類地貌取。（5）雪荷載：基本雪壓（50年）標(biāo)準(zhǔn)值為0.25KN/.（6）工程地質(zhì)及水文條件：廠址位于渭河二級(jí)階地，地形平坦，廠區(qū)地層自上而下為耕土層，厚約0.6m，粘土層厚約3.5m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值=200KN/，可作為持力層；中砂；卵石；基巖。廠區(qū)地層地

3、下水位較低，且無腐蝕性，設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地下水位的影響。（7）建筑構(gòu)造。1）屋面：卷材防水屋面；2）墻體：240mm厚實(shí)心粘土磚砌筑；3）地面：屋內(nèi)混凝土地面，室內(nèi)外高差150mm。二、計(jì)算書1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型與布置裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置符合建筑模數(shù)且尺寸在饞鬼的范圍內(nèi)時(shí)，出柱與基礎(chǔ)單獨(dú)設(shè)計(jì)完成外，其他構(gòu)件可以從建筑標(biāo)準(zhǔn)圖集中選用。通用圖集一般包括設(shè)計(jì)說明、構(gòu)件選用表、結(jié)構(gòu)布置圖、模板圖、配筋圖、預(yù)埋件詳圖、鋼筋及鋼筋用量表等內(nèi)容。它們屬于結(jié)構(gòu)施工圖，可以作為施工的依據(jù)。設(shè)計(jì)中應(yīng)該選用合適的構(gòu)件，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行正確的表示，而無需逐個(gè)構(gòu)件設(shè)計(jì)。（1） 屋面結(jié)構(gòu)。1） 屋面板。屋面板（包括檐

4、口板、嵌板）選用方法：采用全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G410（一）1.5m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水），計(jì)算屋面板所承受的外加荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，在圖集中查找板的允許外加荷載大于或等于板所承受的外加荷載，作為屋面板，選用結(jié)果見表1，屋面板的布置如圖2所示。2） 天溝板。應(yīng)配合屋架選用天溝板。采用全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G410（一）1.5m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板），由屋面排板計(jì)算，天溝板的寬度為680mm。具體計(jì)算如下：半跨屋架上弦坡面總長(zhǎng)=當(dāng)排放6塊屋面板和一塊890mm嵌板時(shí)，則有：×6=0.763m所以，根據(jù)

5、圖集選用一塊寬為760mm的天溝板，見表1，其布置如圖2所示。該廠房一側(cè)設(shè)4根落水管，天溝板內(nèi)坡度為5。墊層最薄處20mm厚，最厚處為80mm，如圖2-22所示。按最厚處的一塊天溝板（80mm）計(jì)算其所受的外荷載標(biāo)準(zhǔn)值。注意天溝板的開洞位置。表1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)外加荷載允許荷載構(gòu)件自重屋面板G410（一）1.5m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水）YWB-2（中間跨）YWB-2s（端跨）二氈三油防水層 0.3520水泥砂漿找平層20×0.02=0.40100厚水泥蛭石保溫層5×0.1=0.50一氈二油隔汽層 0.0520水泥砂漿找

6、平層 0.40恒載 1.70 kN屋面活荷載 0.50雪載 0.25活載取屋面活載與雪載的最大值 0.50 2.20 kN2.46 kN板自重1.30 kN灌縫重0.1 kN嵌板G410（一）0.9m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水嵌板、檐口板）KWB-1（中間跨）KWB-1s（端跨）同上2.50 kN板自重1.93 kN灌縫重0.1 kN天溝板G410（一）0.8m×6.0m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板（卷材防水天溝板）TGB68-1（中間跨）TGB68-1a（中間跨右端開洞）TGB68-1b（中間跨左端開洞）TGB68-1sa（端跨右端開洞）TGB68-1sb（端跨

7、右端開洞）積水深為230（與高肋齊）10×0.23×0.46=1.06二氈三油防水層0.35×0.9=0.3220水泥砂漿找平層20×0.02×0.09=0.3680厚水泥蛭石保溫層5×0.08×0.5=0.20一氈二油隔氣層0.05×1.18=0.0620水泥砂漿找平層20×0.02×1.18=0.47 2.47 kN3.05 kN2.02 kN續(xù)表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)外加荷載允許荷載構(gòu)件自重屋架G415（三）預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架（跨度24m）YWJA-21-1Aa屋面板以上恒載 1.7

8、0 kN活載 0.5 kN屋架以上荷載 2.2 kN3.5 kN70.7 kN榀支撐0.25 kN吊車梁G323（二）鋼筋混凝土吊車梁（中輕級(jí)工作制）DLZ-6A（中間跨）DAZ-6B（邊跨）29.2 kN根（中間跨）29.2 kN根（邊跨）基礎(chǔ)梁G320鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁JL-3（中間跨）JL-18（邊跨）16.7 kN根（中間跨）15.1 kN根（邊跨）軌道聯(lián)接G-325吊車軌道聯(lián)接DGL-13P=1.27×205=260.35kN最大設(shè)計(jì)輪壓p（t）370 kN0.8 kNm圖3 落水管布置圖圖2 屋面板、屋架布置圖3） 屋架。屋架選用應(yīng)根據(jù)廠房使用要求、跨度大小、屋面荷載的大小

9、、有無天窗及天窗類別、檐口類別等進(jìn)行選用。本實(shí)例采用全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G415（三）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線屋架（跨度21m），見表1，屋架布置如圖2所示。4） 屋蓋支撐。不設(shè)置屋架上弦水平支撐。屋架上弦橫向水平支撐作用是在屋架上弦平面內(nèi)形成剛性框，增強(qiáng)屋架的整體剛度，保證屋架上弦或屋面梁上翼緣平面外的穩(wěn)定，同時(shí)將抗風(fēng)柱傳來的風(fēng)荷載傳遞到（縱向）排架柱頂。但由于采用大型屋面板，每塊屋面板與屋架的連結(jié)不少于三個(gè)焊接點(diǎn)，并沿板縫灌注C15細(xì)石混凝土保證了屋面剛度，因此屋面上弦不宜設(shè)置上弦橫向水平支撐。不設(shè)置屋架下弦支撐。由于本設(shè)計(jì)中，廠房的吊車噸位（20/5t）不大，無震動(dòng)類設(shè)備對(duì)屋架下

10、弦產(chǎn)生的水平作用力，故無需設(shè)置下弦橫向水平支撐和下弦縱向支撐。垂直支撐和水平系桿。垂直支撐作用是保證屋架承受荷載后在平面外的穩(wěn)定并傳遞縱向水平力，在跨端布置垂直支撐CC-1，跨中布置垂直支撐CC-3，如圖4所示。下弦水平系桿課防止吊車或其他水平震動(dòng)時(shí)（縱向）屋架下弦發(fā)生顫動(dòng)，一般情況下應(yīng)在未設(shè)置支撐的屋架間相應(yīng)于垂直支撐平面的屋架下弦節(jié)點(diǎn)處設(shè)置通長(zhǎng)水平系桿。如圖4所示，在屋架端部用HG-2，屋架中部（跨中）用HG-1。圖4 屋蓋支撐布置圖（2） 梁柱結(jié)構(gòu)布置。1）排架柱尺寸的選定。a） 柱高。軌頂標(biāo)高為+9.300m，吊車為20/5t，工作級(jí)別為A5級(jí)。當(dāng)廠房跨度為21m時(shí)可以求得吊車的跨度為

11、=21-0.75×2=22.5m，查附表2-1求得吊車軌頂以上高度（吊車軌頂至小車頂面的距離）為2.3m，根據(jù)選定吊車梁的高度=1.200m，軌道頂面至吊車梁地面的距離（軌頂墊高）。牛腿頂面標(biāo)高=軌頂標(biāo)高-吊車梁高度-軌頂標(biāo)高=9.600-1.200-0.200=8.200m牛腿頂面標(biāo)高應(yīng)滿足建筑模數(shù)（3M）要求，取為8.100m。考慮到吊車行駛所需空隙尺寸，柱頂標(biāo)高按下式計(jì)算：柱頂標(biāo)高=牛腿頂面標(biāo)高+吊車梁高度+軌頂標(biāo)高+吊車高度+ =8.10+1.20+0.20+2.30+0.22=12.02m所以，柱頂（或屋架下弦底面）標(biāo)高取為12.30m（滿足3M模數(shù)要求）。設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)

12、頂面的距離為0.5m，則計(jì)算簡(jiǎn)圖中中柱的總高度H，下柱高度和上柱高度分別為實(shí)際軌頂標(biāo)高=8.10+1.20+0.20=9.50m,與9.30m相差0.200m，滿足的±0.200m的要求。b）柱截面尺寸。根據(jù)主的高度、吊車起吊重量級(jí)工作級(jí)別等條件，可查附表2-2、附表2-3、附表2-4、附表2-5確定柱截面尺寸為 A(C)軸 上柱：矩形 下柱：I形 B軸 上柱：矩形 下柱：I形 c) 牛腿尺寸初選。由牛腿幾何尺寸的構(gòu)造規(guī)定，且 ，故取。，取，如圖5所示。圖5 牛腿截面尺寸A(C)軸柱：B軸柱： 2）柱間支撐。可在該廠房中部軸線間設(shè)置上柱柱間支撐和下柱柱間支撐。（3）吊車梁。吊車梁除了

13、要滿足承載力、抗裂度和剛度的要求外，還要滿足疲勞強(qiáng)度的要求。首先應(yīng)根據(jù)工藝要求和吊車的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕ぜ夹g(shù)條件和材料供應(yīng)情況，選用合理吊車梁形式。采用G323（二）鋼筋混凝土吊車梁（中、輕級(jí)工作制）,再根據(jù)吊車的起重量、吊車的臺(tái)數(shù)、吊車的跨度、工作級(jí)別等因素選用吊車梁型號(hào)，見表1 。（4）吊車軌道聯(lián)結(jié)件。根據(jù)工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G-325 吊車軌道聯(lián)結(jié)查得軟鉤吊車最大設(shè)計(jì)輪壓以及吊車工作級(jí)別、起重量、吊車梁上螺栓孔間距，選用見表1。（5）基礎(chǔ)平面布置。1）基礎(chǔ)編號(hào)。首先區(qū)分排架類型，分標(biāo)準(zhǔn)排架、端部排架、伸縮縫處排架等，然后對(duì)各類排架和邊柱的基礎(chǔ)分別編號(hào)，還有抗風(fēng)柱的基礎(chǔ)也需編號(hào)（見圖

14、27基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁、吊車梁布置圖）。2）基礎(chǔ)梁。基礎(chǔ)梁通常采用預(yù)制構(gòu)件，按全國(guó)通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集G320 鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁選取。本設(shè)計(jì)中跨選用JL-3，邊跨選用JL-18，見表1。2.排架結(jié)構(gòu)計(jì)算（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱的計(jì)算參數(shù)。1)計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖。通過相鄰橫向柱距的中心線取出有代表性的一榀排架作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的橫向平面排架計(jì)算單元，如圖6（a）所示。取中間跨（7）軸線排架為計(jì)算單元進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6（b）所示。圖6 計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖2)柱的計(jì)算參數(shù)。由柱的截面尺寸，可以求得柱的計(jì)算參數(shù)，見表2。表2 柱的計(jì)算參數(shù)計(jì)算參數(shù)柱號(hào)截面尺寸/ 面積/ 慣性矩自重/ A,C上柱矩形4.0

15、下柱I形4.69B上柱矩形6.0下柱I形4.94（2）荷載計(jì)算。1）恒載。I）屋蓋恒載。二氈三油上鋪小石子防水層 20mm厚1：3水泥砂漿找平層 100mm厚水泥蛭石保溫層 一氈二油隔氣層 20mm厚1：3水泥砂漿找平層 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（包括灌縫） 屋蓋支撐 屋架重力荷載為70.7Kn/榀，則作用與柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值為：ii)柱自重標(biāo)準(zhǔn)值。A,C軸上柱：下柱：B軸 上柱：下柱：iii)吊車梁及軌道自重標(biāo)準(zhǔn)值。A,B軸上柱：各項(xiàng)恒載作用位置如圖5所示。2）屋面活荷載。由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50092001）第條查得不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為。因屋面活荷載大于雪荷載，故不考慮雪荷載。

16、作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值為 的作用位置與作用位置相同，如圖5所示。圖5 荷載作用位置圖（單位：kN）3）吊車荷載。由附表2-1查得吊車計(jì)算參數(shù)列于表2-13，并進(jìn)行單位換算。表2-13 吊車計(jì)算參數(shù)跨度/m起重量Q/kN跨度/m最大輪壓/kN最小輪壓/kN輪距K/m吊車寬B/m吊車重G/kN小車重g/KN21200/5019.5205354.45.5528075根據(jù)B及K，可算得吊車梁支座反力影響線中各輪距對(duì)應(yīng)點(diǎn)豎向坐標(biāo)值，如圖6所示，由此可求的吊車作用于柱上的吊車荷載。i） 吊車豎向荷載。ii） 吊車橫向水平荷載。當(dāng)?shù)踯囶~定起重量時(shí)，。則一個(gè)大車輪子傳遞的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值圖6 吊車

17、荷載作用下支座反力影響線4)風(fēng)荷載。由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，該地區(qū)基本風(fēng)壓為，地面粗糙度為B類，查附表2-7可得風(fēng)壓高度變化系數(shù)如下：柱頂（標(biāo)高=12.30m）：=1.604；檐口（標(biāo)高= ）：=1.126；屋頂標(biāo)高=柱頂標(biāo)高+屋架高度+屋面厚度(包括屋面做法)=屋頂（標(biāo)高=15.900m）：=1.158 。風(fēng)荷載體型系數(shù)如圖2-28所示。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為圖7 風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架計(jì)算簡(jiǎn)圖則作用于排架上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為(3)內(nèi)力分析。1）剪力分配系數(shù)。該廠房為兩跨等高排架，其柱頂位移系數(shù)和柱的剪力分配系數(shù)的計(jì)算結(jié)果見表4。表4 柱的剪力分配系數(shù)柱別A、C柱n=0.109B柱注：2）恒荷載作用下排架內(nèi)力

18、分析。恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖8（a）所示，圖中重力荷載G以及力矩M由圖5確定。具體計(jì)算如下：由于圖8（a）所示排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在對(duì)稱荷載作用下排架無側(cè)移，各柱可按上端為不動(dòng)鉸支座計(jì)算，中柱無彎矩。圖8 恒荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）A,C柱：，由附圖2-11-2和附圖2-11-3公式得對(duì)于B柱，=0在與共同作用下，畫出排架的彎矩圖，柱底剪力圖以及軸力圖如圖8（b），（c）所示。3）屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析。i）AB跨作用有屋面活荷載，排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖9a所示，屋架傳至柱頂?shù)募泻奢d，它在A,B柱柱頂及變階處引起的彎矩分別

19、為：計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力。A柱：由附圖2-11-2和附圖2-11-3公式的，則B柱：，則由附圖2-11-2公式得則排架柱頂不動(dòng)鉸支座總反力將R反方向作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力。排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖9（b），（c）所示。圖9 AB跨在屋面活荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）II）BC跨作用有屋面活荷載，由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱，只需將AB跨作用的屋面活荷載情況的A柱與C柱的內(nèi)力對(duì)換并變號(hào)，即為排架各柱內(nèi)力，如圖10所示。圖10 BC跨在屋面活荷載作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）4）柱及吊

20、車梁自重作用下柱的內(nèi)力分析（未形成排架）。由于在安裝柱子時(shí)尚未吊裝屋架，此時(shí)柱頂之間無聯(lián)系，則按懸臂柱分析柱內(nèi)力，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11（a）所示。A柱：B柱：排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖11（b），（c）所示。圖11 柱及吊車梁自重作用下排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）5）吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（不考慮廠房整體空間作用）i）作用于A柱。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-33（a）所示，吊車豎向荷載在柱中引起的彎矩分別為計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力：A柱：由附圖2-11-3公式得，則B柱：，則由附圖2-11-3公式得排架各柱頂剪力分別為排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖12b，c所示。圖

21、12 作用在A柱時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）ii）作用于B柱左。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖13a所示，吊車豎向荷載，在柱中引起的彎矩分別為計(jì)算不動(dòng)鉸支座反力：A柱：由附圖2-11-3公式得,則排架各柱頂剪力分別為排架各柱的彎矩圖，軸力圖如圖13b，c所示。圖13 作用在B柱左時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）iii)D max作用于B柱左右。根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性及吊車起重量相等的條件，其內(nèi)力計(jì)算與“D max作用于B柱左”情況相同，只需將A，C柱內(nèi)力對(duì)換并改變?nèi)繌澗丶凹袅Ψ?hào)，如14所示。圖14 作用在B柱右時(shí)排架內(nèi)力圖

22、a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）iv)D max作用于C柱。同理，將“D max作用于A柱”情況的A，C柱內(nèi)力對(duì)換，并改變內(nèi)力符號(hào)，可求得“D max作用于C柱”時(shí)各柱的內(nèi)力，如圖15所示。圖15 作用在C柱時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）v）AB跨的兩吊車剎車（T max作用）。當(dāng)AB跨作用吊車橫向水平荷載Tmax時(shí)，排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖16（a）所示。A柱：,由附圖2-11-4和附圖2-11-5公式得線性內(nèi)插得 B柱：,由附圖2-11-4和2-11-5公式得y= 0.7 , = 0.647y= , = 0.693線性內(nèi)

23、插得y= , = 0.583 ,所以排架柱頂總反力為排架各柱的彎矩圖如圖16（b）所示。圖16 作用在AB跨時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）vi)BC跨的兩吊車剎車（T max作用）。當(dāng)BC跨作用吊車橫向水平荷載T max時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性及吊車起重量相等，內(nèi)力計(jì)算同“AB跨的兩吊車剎車”情況，僅需將A柱和C柱內(nèi)力對(duì)稱。排架各柱內(nèi)力如圖17所示。圖17 作用在BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）vii)AB跨與BC跨各一臺(tái)15/3t吊車同時(shí)剎車，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖18所示。A柱：C5= 0.583 ,B柱：C

24、5= 0.651 , C柱：同A柱，則各柱頂剪力為：排架柱各柱的彎矩圖如圖18（b）所示.圖18 作用在AB，BC跨時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）6)風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力圖分析。i)左風(fēng)作用時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖19（a）所示。A柱：n= 0.109 , = 0.305 ,由附圖2-11-8公式可得將R反向作用于排架頂柱，求得各柱頂剪力排架各柱的內(nèi)力圖如圖19（b）所示。圖19 左風(fēng)作用時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）ii)右作用時(shí)，排架內(nèi)力與“左風(fēng)作用時(shí)”的情況相同，將A，C柱內(nèi)力對(duì)換并改變其內(nèi)力符號(hào)即可，排

25、架各柱內(nèi)力如圖20所示。圖20 右風(fēng)作用時(shí)排架內(nèi)力圖a）計(jì)算簡(jiǎn)圖;b）M圖（KN.m），V（KN）;C)N圖（KN）（4）內(nèi)力組合。首先，取控制截面，對(duì)單階柱，控制截面分別取上柱底部截面I-I、牛腿頂面II-II和柱底截面III-III。表5（1）、表6（1）為各種荷載單獨(dú)作用下各柱控制截面的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值的匯總。根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定，對(duì)于一般排架結(jié)構(gòu)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S應(yīng)按下式組合選取最不利的確定：i)由可變荷載效應(yīng)控制的組合S=1.2 + S=1.2+0.9ii)由永久荷載效應(yīng)控制的組合S=1.35+在每種荷載效應(yīng)組合中，對(duì)矩形和I形截面柱均應(yīng)考慮以下四種不利內(nèi)力組合：i）+及相應(yīng)的N

26、，V；ii）- 及相應(yīng)的N，V；表5（1） 各種荷載單獨(dú)作用下A柱控制截面的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)值匯總控制截面及內(nèi)力正方向橫載類別橫載效應(yīng)屋面活荷載效應(yīng)吊車豎向車荷載效應(yīng)吊車水平荷載效應(yīng)風(fēng)荷載彎矩圖及柱底截面剪力屋蓋自重柱及吊車梁自重作用在AB跨作用在CD跨作用在A柱作用在B 柱左作用在B 柱右作用在C 柱作用在AB跨作用在BC跨作用在AB及BC跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)12345678910111213112233表5（2） A柱荷載效應(yīng)組合內(nèi)力組合截面S=1.2+0.9+及相應(yīng)N，V及相應(yīng)N，V及相應(yīng)M，V及相應(yīng)M，V11M1.2(1+2)+1.4*0.9(3+4+7+10+12)1.2(1+2)+1.4*0.9

27、0.8/0.9*(6+8)+10+131.2(1+2)+1.4*0.9(3+4+7+10+12)1.2(1+2)+1.4*0.9(4+7+10+12)N(1+2)+0.9(3+4+7+10+12)(1+2)+0.90.8/0.9*(6+8)+10+13(1+2)+0.9(3+4+7+10+12)(1+2)+0.9(4+7+10+12)22M1.2(1+2)+1.4*0.94+0.8/0.9*(5+7)+10+121.2(1+2)+1.4*0.93+0.8/0.9*(6+8)+10+131.2(1+2)+1.4*0.9(3+4+5+9+12)1.2(1+2)+1.4*0.9(8+10+13)N（

28、1+2）+0.94+0.8/0.9*(5+7)+10+12(1+2)+0.93+0.8/0.9*(6+8)+10+13(1+2)+0.9(3+4+5+9+12)(1+2)+0.9(8+10+13)33M1.2(1+2)+1.4*0.94+0.8/0.9*(5+7)+10+121.2(1+2)+1.4*0.93+0.8/0.9*(6+8)+11+131.2(1+2)+1.4*0.9(3+4+5+9+12)1.2(1+2)+1.4*0.9(4+7+10+12)NV(1+2)+0.94+0.8/0.9*(5+7)+11+12(1+2)+0.9(3+4+5+9+12)(1+2)+0.9(3+4+5+9

29、+12)(1+2)+0.9(4+7+10+12)表5（3）A柱荷載效應(yīng)組合內(nèi)力組合截面S=1.2+1.4+Max及相應(yīng)N，VMax及相應(yīng)N，VNmax及相應(yīng)M，VNmin及相應(yīng)M，V11M1.2(1+2)+1.4*71.2(1+2)+1.4*61.2(1+2)+1.4*31.2(1+2)+1.4*7N(1+2)+7(1+2)+6(1+2)+3(1+2)+722M1.2(1+2)+1.4*51.2(1+2)+1.4*131.2(1+2)+1.4*51.2(1+2)+1.4*7N(1+2)+5(1+2)+13(1+2)+5(1+2)+733M1.2(1+2)+1.4*121.2(1+2)+1.4*

30、61.2(1+2)+1.4*51.2(1+2)+1.4*12NV(1+2)+12(1+2)+6(1+2)+5(1+2)+12+表5（4）A柱荷載效應(yīng)組合內(nèi)力組合截面S=1.35+Max及相應(yīng)N，VMax及相應(yīng)N，VNmax及相應(yīng)M，VNmin及相應(yīng)M，V11M1.35(+)+1.4*0.7（+）1.35(1+2)+1.4*0.70.8/0.9*(6+8)1.35(1+2)+1.4*0.7(3+4+7)1.35(1+2)+1.4*0.7(4+7)N（ +)+0.7（+）(1+2)+0.70.8/0.9*(6+8)(1+2)+0.7*(3+4+7)(1+2)+0.7*(4+7)IIIIM1.35(

31、+)+1.4*0.7【+0.8/0.9*(+)】1.35(1+2)+1.4*0.73+0.8/0.9*(6+8)1.35(1+2)+1.4*0.7（3+4+5）1.35(1+2)+1.4*0.7N(1+2)+0.7【4+0.8/0.9*（5+7）】(1+2)+0.73+0.8/0.9*(6+8)(1+2)+0.7（3+4+5）(1+2)+0.7IIIIIIM1.35(1+2)+1.4*0.7(4+7)1.35(1+2)+1.4*0.73+0.8/0.9*(6+8)1.35(1+2)+1.4*0.7（3+4+5）1.35(1+2)+1.4*0.7（4+7）NV(1+2)+0.7(4+7)(1+2

32、)+0.73+0.8/0.9*(6+8)（1+2)+0.7（3+4+5）（1+2)+0.7（4+7）表 6（1）各種荷載單獨(dú)作用下B柱控制截面的內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)匯總控制截面及內(nèi)力正方向橫載類別橫載效應(yīng)屋面活荷載效應(yīng)吊車豎向車荷載效應(yīng)吊車水平荷載效應(yīng)風(fēng)荷載彎矩圖及柱底截面剪力屋蓋自重柱及吊車梁自重作用在AB跨作用在CD跨作用在A柱作用在B 柱左作用在B 柱右作用在C 柱作用在AB跨作用在BC跨作用在AB及BC跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)12345678910111213112233表6（2） B柱荷載效應(yīng)組合內(nèi)力組合截面S=1.2+0.9+及相應(yīng)N，V及相應(yīng)N，V及相應(yīng)M，V及相應(yīng)M，VIIM1.2(1+2)+1.4

33、*0.9(4+6+9+12)1.2(1+2)+1.4*0.93+7+10+131.2(1+2)+1.4*0.9(3+4+6+9+12)1.2(1+2)+1.4*0.9(6+9+12)N(1+2)+0.9(4+6+9+12)(1+2)+0.93+7+10+13(1+2)+0.9(3+4+6+9+12)(1+2)+0.9(6+9+12)IIIIM1.2(1+2)+1.4*0.9(4+7+10+12)1.2(1+2)+1.4*0.93+6+9+121.2(1+2)+1.4*0.9(3+4+0.8/0.9*(5+7)+11+12)1.2(1+2)+1.4*0.9*12N(1+2)+1.4*0.9(4+

34、7+10+12)(1+2)+0.93+6+9+12(1+2)+1.4*0.9(3+4+0.8/0.9*(5+7)+11+12)(1+2)+0.9*12IIIIIIM1.2(1+2)+1.4*0.94+0.8/0.9*(5+7)+11+121.2(1+2)+1.4*0.93+0.8/0.9*(6+8)+11+131.2(1+2)+1.4*0.9(3+4+0.8/0.9*(5+7)+11+12)1.2(1+2)+1.4*0.9*12NV(1+2)+0.94+0.8/0.9*(5+7)+11+12(1+2)+0.93+0.8/0.9*(6+8)+11+13(1+2)+0.9(3+4+0.8/0.9*

35、(5+7)+11+12)(1+2)+0.9*12 內(nèi)力組合截面S=1.2+1.4及相應(yīng)N,V及相應(yīng)N,V及相應(yīng)M,V及相應(yīng)M,VII1.2（+）+1.4×86.681.2（+）+1.4×-88.681.2（+）+1.4×7.841.2（+）+1.4×86.68734.16734.16784.56734.16（+）+63.34（+）+-63.34（+）+5.6（+）+63.34611.8611.8647.8611.8IIII1.2（+）+1.4×287.221.2（+）+1.4×-287.221.2（+）+1.4×287.22

36、1.2（+）+1.4×34.341344.771344.771344.77843.6（+）+205.16（+）+-205.16（+）+205.16（+）+24.531060.981060.981060.98703IIIIII1.2（+）+1.4×112.711.2（+）+1.4×-112.711.2（+）+1.4×84.871.2（+）+1.4×112.71896.36896.361397.54896.368.81-8.81-22.748.81（+）+80.51（+）+-80.51（+）+60.62（+）+80.51746.97746.9711

37、04.95746.976.29-6.29-16.246.29表6（3）B柱荷載效應(yīng)組合表6（4）B柱荷載效應(yīng)組合 內(nèi)力組合截面及相應(yīng)N,V及相應(yīng)N,V及相應(yīng)M,V及相應(yīng)M,VII1.35（+）+1.4×0.7(+）86.681.35（+）+1.4×0.7(+）-88.681.35（+）+1.4×0.7(+）7.841.35（+）+1.4×0.786.68734.16734.16784.56734.16（+）+0.7(+)63.34（+）+0.7(+)-63.34（+）+0.7(+)5.6（+）+0.763.34611.8611.8647.8611.8II

38、II1.35（+）+1.4×0.7(+）287.221.35（+）+1.4×0.7(+）-287.221.35（+）+1.4×0.7+0.8/0.9×（+）287.221.35（+）+1.4×0.734.341344.771344.771344.77843.6（+）+0.7(+)205.16（+）+0.7(+)-205.16（+）+0.7+0.8/0.9×（+）205.16（+）+0.724.531060.981060.981060.98703IIIIII1.35（+）+1.4×0.7+0.8/0.9×（+）112

39、.711.35（+）+1.4×0.7+0.8/0.9×（+）-112.711.35（+）+1.4×0.7+0.8/0.9×（+）84.871.35（+）+1.4×0.7112.71896.36896.361397.54896.368.81-8.81-22.748.81（+）+0.7+0.8/0.9×（+）80.51（+）+0.7+0.8/0.9×（+）-80.51（+）+0.7+0.8/0.9×（+）60.62（+）+0.780.51746.97746.971104.95746.976.29-6.29-16.246

40、.29iii）及相應(yīng)的M，V；iv） 及相應(yīng)的M，V。由于該廠房不考慮抗震設(shè)防，所以除柱底截面III-III外，其他截面的不利內(nèi)力組合中未給出相應(yīng)的剪力值。對(duì)柱進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算和地基承載力計(jì)算時(shí)，采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，參照承載力極限狀態(tài)基本組合，取荷載分項(xiàng)系數(shù)為1。表2-15（2），（3），（4）和表2-16（2），（3），（4）分別為A柱和B柱荷載效應(yīng)的基本組合和標(biāo)準(zhǔn)組合。3. 排架柱的設(shè)計(jì)（1）A（C）柱。A（C）柱為偏心受壓構(gòu)件，在不同荷載組合中，同一截面分別承受正負(fù)彎矩，但考慮到施工方便，一般采用對(duì)稱配筋，取= ；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，=14.3 , ;鋼筋為HRB335，=300

41、；箍筋HPB235。1）選取控制截面最不利內(nèi)力。對(duì)于對(duì)稱配筋的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)且時(shí)，為大偏心受壓構(gòu)件；當(dāng)或雖但時(shí)，為小偏心受壓構(gòu)件。在選取控制截面最不利時(shí)，可取=1.0進(jìn)行初步判斷大小偏心受壓。對(duì)于上柱，截面有效高度 。用上述方法對(duì)上柱I-I截面的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有 9 組內(nèi)力為大偏心受壓， 3 組內(nèi)力為小偏心受壓。其中 3 組小偏心受壓的N值據(jù)滿足說明為構(gòu)造配筋。對(duì)9 組大偏心受壓內(nèi)力，按照“彎矩相差不多時(shí)，軸力越小越不利；軸力相差不多時(shí)，彎矩越大越不利”的原則確定上柱的最不利內(nèi)力為 對(duì)于下柱，可參照上柱的方法選取最不利的內(nèi)力。經(jīng)計(jì)算判斷，下柱III-III截面的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有

42、8組內(nèi)力為大偏心受壓， 4 組內(nèi)力為小偏心受壓。其中 4 組小偏心受壓的N值均滿足說明為構(gòu)造配筋。選取下柱控制截面的兩組最不利內(nèi)力：第一組：第二組：2）上柱配筋計(jì)算。選取上柱最不利的內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：參照附表2-12，吊車廠房排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度為所以，初始偏心距為由于，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。取。截面受壓區(qū)高度為且，說明截面屬于大偏心受壓情況，并按時(shí)計(jì)算。 選 ，則柱截面全部縱筋的配筋率 ，截面一側(cè)鋼筋的配筋率 ，滿足要求。按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力，由附表2-12查知垂直于排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度 ，則滿足彎矩作用平面外的承載力要求。3）下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下

43、柱取下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：第一組：第二組：iii）及相應(yīng)的M，V；iv） 及相應(yīng)的M，V。由于該廠房不考慮抗震設(shè)防，所以除柱底截面III-III外，其他截面的不利內(nèi)力組合中未給出相應(yīng)的剪力值。對(duì)柱進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算和地基承載力計(jì)算時(shí)，采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，參照承載力極限狀態(tài)基本組合，取荷載分項(xiàng)系數(shù)為1。表5（2），（3），（4）和表（2），（3），（4）分別為A柱和B柱荷載效應(yīng)的基本組合和標(biāo)準(zhǔn)組合。3. 排架柱的設(shè)計(jì)（1）A（C）柱。A（C）柱為偏心受壓構(gòu)件，在不同荷載組合中，同一截面分別承受正負(fù)彎矩，但考慮到施工方便，一般采用對(duì)稱配筋，取= ；混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，=14.3 ,

44、 =2.01;鋼筋為HRB335，=300；箍筋HPB235。1）選取控制截面最不利內(nèi)力。對(duì)于對(duì)稱配筋的偏心受壓構(gòu)件，當(dāng)且時(shí)，為大偏心受壓構(gòu)件；當(dāng)或雖但時(shí)，為小偏心受壓構(gòu)件。在選取控制截面最不利時(shí)，可取=1.0進(jìn)行初步判斷大小偏心受壓。對(duì)于上柱，截面有效高度=400-35=365mm 。用上述方法對(duì)上柱I-I截面的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有9組內(nèi)力為大偏心受壓，3組內(nèi)力為小偏心受壓。其中 組小偏心受壓的N值均滿足說明為構(gòu)造配筋。對(duì)9組大偏心受壓內(nèi)力，按照“彎矩相差不多時(shí)，軸力越小越不利；軸力相差不多時(shí)，彎矩越大越不利”的原則確定上柱的最不利內(nèi)力為對(duì)于下柱，可參照上柱的方法選取最不利的內(nèi)力。經(jīng)計(jì)算判

45、斷，下柱III-III截面的12組內(nèi)力進(jìn)行判別，有 組內(nèi)力為大偏心受壓， 組內(nèi)力為小偏心受壓。其中 組小偏心受壓的N值均滿足說明為構(gòu)造配筋。選取下柱控制截面的兩組最不利內(nèi)力：第一組：第二組：2）上柱配筋計(jì)算。選取上柱最不利的內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：參照附表2-12，吊車廠房排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度為所以，初始偏心距為由于，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。取。截面受壓區(qū)高度為且，說明截面屬于大偏心受壓情況，并按時(shí)計(jì)算。 選 ，則柱截面全部縱筋的配筋率 ，截面一側(cè)鋼筋的配筋率 ，滿足要求。按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力，由附表2-12查知垂直于排架方向上柱的計(jì)算長(zhǎng)度，則滿足彎矩作用平面外的承載力要

46、求。3）下柱配筋計(jì)算。由分析結(jié)果可知，下柱取下列兩組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算：第一組：第二組：i）按第一組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。由附表2-12查知，有吊車廠房柱下的計(jì)算長(zhǎng)度為： =1.0=8.9m =444.3mm =,20=30mm =+=444.3+30=474.3mm由于=9.89>5,應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。>1.0取。由于=15，取。 >0.3所以可先按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則 >所以說明中和軸位于腹板內(nèi)，應(yīng)重新按下式計(jì)算受壓區(qū)高度x： 且>2，說明截面屬于大偏心受壓情況，則 ii）按第二組最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。由于>5，應(yīng)考慮偏心距增大系數(shù)。 >1.0取。由于<15，取。>0.3=0.3 所以可按大偏心受壓情況計(jì)算。先假定中和軸位于翼緣內(nèi)，則 <所以假定成立，說明中和軸位于翼緣內(nèi)。<且 > 比較上述兩種計(jì)算結(jié)果，下柱截面選4 18（），則下柱截面全部縱筋的配筋率>，截面一側(cè)鋼筋的配筋率>，滿足混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002）第條規(guī)定