1、廠房平、剖面布置及結構構件選型(一 ) 廠房平面設計1、構件選型及布置1）吊車梁2）基礎梁3）柱間支撐4）抗風柱5）廠房剖面設計（二）排架柱設計1、計算簡圖2）確定柱截面尺寸3）計算主界面幾何特征2、荷載計算1）屋蓋荷載2）上柱自重 P23）下柱自重 P34）吊車梁、軌道、墊層自重P43、吊車荷載1）吊車豎向荷載 D max,k Dmin,k吊車橫向水平荷載 Tmax,k4、風荷載（1）作用在柱上的均布荷載(2) 作用在柱頂的集中風荷載FW(三 ) 內力分析恒荷載的計算簡圖可以分解為兩部分：作作用在柱截面形心的豎向李和偏心力矩。屋面活載作用下的內力分析吊車豎向荷載作用下的內力分析4)吊車水平荷

2、載作用下的內力分析.廠房平、剖面布置及結構構件選型(一 ) 廠房平面設計廠房的平面設計包括確定柱網尺寸、排架柱與定位軸線的關系和設置變形縫。柱距為 6 米，橫向定位軸線用1,、2.表示，間距取為6 米；縱向定位軸線用（A ）,(B) ，（C）表示，間距取等于跨度，即（A ） (B)(C) 軸線的間距均為18 米。為了布置抗風柱，端柱離開（內向）橫向定位軸線600mm，其余排架柱的形心與橫向定位軸線重合。(B) （C）跨的吊車起重量小于20t 時，（ C）列柱出不采用封閉結合，縱向定位軸線列采用非封閉結合，初步取聯系尺寸D=150mm 。是否采用非封閉結合以及聯系尺寸取多大， 需要根據吊車外緣與

3、上柱內緣的凈空氣尺寸B2確定.B2= -（B 1+B 3）應滿足：B280mmQ50t100mmQ75t其中 吊車軌道中心線至柱縱向定位軸線的距離，一般取750mm;B1 吊車中心線至橋身外緣的距離，對于10t,16t,20t 和 32t 吊車（大連起重機廠“ 85 系列”）分別為 230mm,260mm,260mm,300mm;B3 是上柱內緣至縱向定位軸線的距離，對于封閉結合等于上柱截面高度，對于非封閉結合等于上柱截面高度減去聯系尺寸D。假定上柱截面高度為 400mm ，則對（ A ）列柱B2=750-300+(400-150)=200mm80mm,滿足要求對（ C）列柱B2=750-（

4、230+400） =120mm80mm, 滿足要求對于高等排架， 中柱上柱截面形心與縱向定位軸線重合， 吊車架外緣與上柱內緣的凈空尺寸能滿足要求。廠房長度 66m ，小于 100m,可不設伸縮縫。1、構件選型及布置構件選型包括屋面板、天溝板、屋架（含屋蓋支撐） 、吊車梁、連系梁、基礎梁、柱間支撐、抗風柱等。1）屋面構件（ 1）屋面板和嵌板屋面板的型號根據外加屋面均布面荷載（不含屋面板自重） 的設計值， 查 92G410（一）。當屋架斜長不是屋面板寬1.5m 的整數倍時，需要布置嵌板，嵌板查92G410（二）。荷載：二氈三油防水層1.2 0.35=0.42KN/m 220mm 厚水泥砂漿找平層2

5、1.20.02 20=0.48KN/m屋面均布活載（不上人）1.4 0.5=0.70KN/m 2取較大值雪載1.41.0 0.4=0.56KN/m 2小計1.60KN/m 2采用預應力混凝土屋面板。根據容許外加均布荷載設計值1.60KN/m2,查附表 1-5，中部選 用 Y-WB-1 11端部選用Y-WB-1 11S, 其 容許外加荷 載 1.99KN/m 2 1.60KN/m 2 。 板自重1.40KN/m 2 。嵌板采用鋼筋混凝土板，查表 1-2，中部選用 KWB-1 ，端部選用 KWB-1S ，其容許外加荷載 3.35KN/m 21.60KN/m 2,板重 1.70KN/m 2。（2）天

6、溝板黨務面板采用有組織排水時，需要布置天溝。 對于單跨， 既可以采用外天溝，也可以采用內天溝；對于多跨，內側只能采用內天溝。天溝的型號根據外加均布線荷載設計值查92G410( 三 )。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。廠房端部有斷壁的天溝板用“ sa”、“sb”表示。外天溝荷載：焦渣混凝土找坡層1.2 1.5 0.77=1.39KN/m二氈三油防水層1.2 0.350.77=0.32KN/m20mm 厚水泥砂漿找平層1.2 0.0220 0.77=0.

7、37KN/m積水荷載1.4 10 0.13 0.77=1.40KN/m取較大值屋面均布活載1.4 0.5 0.77=0.54KN/m小計3.48KN/m差附表 1-6，一般天溝板選用TGB77-1 ，開洞天溝板選用TGB77-1a 或 TGB77-1b, 端部為 TGB77-1Sa 或 TGB77-1Sb, 容許外加荷載4.13KN/m3.48KN/m, 自重 2.24KN/m 。同理可求的內天溝板荷載設計值2.81KN/m, 由附表 1-6，一般天溝板選用TGB62-1 ，開洞天溝板選用 TGB62-1a或 TGB62-1b ，端部為 TGB62-1Sa或 TGB62-1Sb, 容許外加荷載

8、3.16KN/m2.81KN/m, 自重 2.06KN/m 。2）屋架及支撐屋架型號根據吳面面荷載設計值、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95GB314 ；跨度較大時可采用預應力混凝土折線型屋架，查 95G414 。本例不設天窗（類別號為a），檐口形狀為一端外天溝、一端內天溝，代號為D。屋面荷載：屋面板傳來的荷載1.60KN/m屋面板自重1.21.4=1.68KN/m灌縫重1.20.1=0.12KN/m小計3.40KN/m18m 跨采用預應力混凝土屋架，中間選用YWJ18-1Da ；兩端選用 YWJ-18-1Da。容許外加荷載 3.5 KN/m

9、23.28 KN/m 2,自重 67.6KN 。對于非抗震及抗震設防烈度為6、 7度，屋蓋支撐可按附圖1-11-4 布置。當場房單元不大于 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；當場房單元不大于66m 時，另在柱間支撐處的屋架端部設置垂直支撐CC-3B 。屋架端部的水平系桿用 GX-1表示；屋架中部的水平系桿用GX-2 表示。屋架上懸橫向水平支撐用SC表示； 當吊車起重量較大、 有其他振動設備或水平荷載對屋架下弦產生水平力時，需設置下弦橫向水平支撐嗎， 下弦橫向水平支撐用XC 表示。當場放射支托架時，還需布置下弦縱向水平支撐。本例不需要設縱向水平

10、支撐。3）吊車梁吊車梁型號根據吊車的額定起重量、吊車的跨距 （L k=L-2 ）以及吊車的荷載狀態選定，其中鋼筋混凝土吊車梁可查95G323、先張法預應力混凝土吊車梁可查95G425、后張法預應力混凝土吊車梁可查95G426 。對 18m 跨廠房，吊車起重量為32t，中級載荷狀態， L k=18-2 0.75=16.5m ，采用混凝土吊車梁。查附表 1-4，中間跨選用DL-11Z ，邊跨選用 DL-11 。梁高 1200mm,自重 39.98KN 。4）基礎梁基礎梁型號根據跨度、墻體高度、有無門窗洞等查93G320。墻厚 240mm，突出于柱外。由附表1-8，縱墻中間選用 JL-3 ，縱墻邊跨

11、選用 JL-15；山墻 6m 柱距選用 JL-14 ，山墻 4.5m 柱距選用 JL-23 。5）柱間支撐柱間支撐設置在（ 6），（ 7）軸線之間，支撐型號可查表 97G336 。首先根據吊車起重量、柱頂標高、牛腿頂標高、吊車梁頂標高、上柱高、屋架跨度等查出排架號，然后根據排架號和基本風壓確定支撐型號。6）抗風柱抗風柱下柱采用工字型截面，上柱采用矩形截面。 抗風柱的布置需考慮基礎梁的最大跨度。 18m 跨的抗風柱沿山墻等距離布置，間距為6m。對于有吊車廠房， 除除在檐口或窗頂設置圈梁外，尚義在吊車梁標高處增設一道，外墻高度大于 15m 時，還應適當增設。圈梁與柱的連接一般采用錨拉鋼筋2 102

12、 12。現在 4.8m 、7.8m 和 10.86m 標高處設三道圈梁，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240 240mm,配筋采用4 12、 6200。圈梁在過梁處地配筋應另行計算。3、廠房剖面設計剖面設計的內容是確定廠房的控制標高，包括牛腿頂標高、柱頂標高和圈梁的標高。牛腿頂標高等于軌頂標高減去吊車梁在支撐處的高度和軌道及墊層高度，必須滿足300m 的倍數。吊車軌道及墊層高度可以取0.2m。為了使牛腿頂標高滿足模數要求，軌頂的實際標高將不同于標志標高。規范容許軌頂實際標高之間有200mm 的差值。柱頂標高 H= 吊車軌頂的實際標高HA

13、+吊車軌頂至橋架頂面的高度HB+空隙 H C。其中，空隙 HC 不應小于 220mm；吊車軌頂至橋架頂面的高度H B 可查 95G323。柱頂標高同樣需要滿足 300mm 的倍數。由工藝要求，軌頂標志高度為7.8m。對于 18m 跨：取柱牛腿頂面高度為 6.6m 。吊車梁高度1.2m，吊車軌道及墊層高度0.2m，則軌頂構造高度，HA =6.6+1.2+0.2=8.0m 。構造高度 -標志高度 =8.0-7.8=0.2m ，滿足 200mm 差值的要求。差 附 表1-1，吊車軌頂至橋 架頂 面的高 度H B =2.347m ， 則H=H A +H B+H C=8.0+2.347+0.22=10.

14、57m 。為滿足模數要求，取H=11.1m 。（二）排架柱設計1、計算簡圖對于沒有抽住的單層廠房， 計算單元可以取一個柱距，即 6m。拍架跨度取廠房的跨度，上柱高度等于柱頂標高減去牛腿頂標高。下柱高度從牛腿頂算至基礎頂面，持力層（基底標高）確定后，還需要預估計出高度。 基礎頂面不能超出室外地面，一般低于地面不少于 50mm。對于邊柱， 由于基礎頂面還需要放置預制基礎梁，所以排架柱基礎頂面一般應低于室外地面500mm。為了得到排架柱的截面幾何特征，需要假定柱子的截面尺寸。從剛度條件出發，可按教材表 2-3 選取。1)確定柱子各段高度基底標高為 -2.0m ，初步假定基礎高度為 1.4m；則柱總高

15、度 H=11.1-（ -2.0）-1.4=11.7m ；柱高度 H u=11.1-6.6=4.5 ；下柱高度 H l=11.7-4.5=7.2m 。2）確定柱截面尺寸下柱截面高度，根據吊車起重量級基礎頂面至吊車梁頂的高度H k，由表 2-3，當 Q=20t時： hH k/11=8400/11=763.64m, 取 780m。下柱截面寬度，根據頂面至吊車兩地的高度H1，由表 2-3，b H l/20=7200/20=360, 且400mm,(A) 列柱下段截面采用I 形， b=400mm 、 h=780mm ，上柱截面采用正方形b=h=400mm ；（B ）列柱下段柱截面采用I 形， b=400

16、mm ，h=780mm ，上柱截面采用矩形 b=400mm ，h=600mm ；（ C）列柱下段柱截面采用I 形， b=400mm ， h=780mm ，上柱截面采用正方形 b=h=400mm 。個柱下段截面的詳細尺寸見圖。3）計算主界面幾何特征個柱截面的幾何特征見表1。表 1截面幾何特征柱號A 柱B 柱C 柱上柱下柱上柱下柱上柱下柱截面尺寸正 方 形工 字 形矩形 400工 字 形正 方 形工字形 400（ mm）400400 600400400 400780400780780100100100面積A160.0145.5240.0145.5160.0145.5103mm2）慣性矩213372

17、002133I(10 6mm4)每米長重量 G4.003.646.003.644.003.64KN/m ）2.荷載計算排架的荷載包括恒荷載、屋面活荷載、吊車荷載和風荷載。荷載均計算其標準值。1） 恒載恒載包括屋蓋自重、上柱自重、下柱自重、吊車梁及軌道自重。（1）屋蓋荷載面荷載：防水層、找平層等0.35+0.4=0.75KN/m 2屋面板自重1.40 KN/m 2屋面板灌縫0.10 KN/m 2小計2.25 KN/m 2外天溝板線荷載：找坡等1.16+0.27+0.31=1.74 KN/m 2TGB77-1 自重2.24 KN/m 2小計3.98 KN/m 2內天溝線荷載：找坡等1.40 KN/

18、m 2內天溝板自重2.02 KN/m 2小計3.42 KN/m 2集中荷載：18m 跨屋架自重屋架作用在柱頂的恒荷載標準值：柱： P1A =2.25 6 18/2+3.98 6+0.5 67.6=179.2KN柱： P1B=2 (2.25 6 18/2+3.42 6+0.5 67.6)=351.6KN柱： P1C=2.256 18/2+3.8 6+0.5 67.6=178.1KNP1 作用點與縱向定位軸線的距離為150mm ，（2）上柱自重P2A 柱： P2A =4 4.5=18KNB 柱： P2B=6 4.5=27KNC 柱： P2C=18KN（3）下柱自重P3下柱大部分截面為 I 形，但牛

19、腿部位是矩形截面。 假假定矩形截面的范圍為自牛腿頂面下 1400mm 及基礎頂面以上 1100mm。近似忽略牛腿的重量。柱： 3.64(7.2-1.4-1.1)+0.9 0.425 (1.4+1.1)=39.608KN柱： 39.608KN柱： 39.608KN4）吊車梁、軌道、墊層自重P4取軌道及墊層自重為0.8KN/m 。A 柱： P4A =0.8 6+39.98=44.8KNC 柱： P4C=0.8 6+27.64=32.4KN44.8=89.6KNB 柱： 18m 跨傳來的荷載 P4B =2P4B=2P4 的作用點離縱向定位軸線的距離為750mm 。2)屋面活荷載 P5屋面活荷載取屋面

20、均布活載和雪荷載兩者的較大值0.5KN/m 2A 柱： P5A =(18 60.5)/2+0.77 6 0.5=29.3KN柱： P5B =2P5B=2(18 6 0.5)/2+0.62 6 0.5=57.8 KN柱： P5C=(15 6 0.5)/2+0.77 6 0.5=24.8KNP5 作用位置同P1。3）吊車荷載1）吊車豎向荷載 D max,k Dmin,k從產品目錄查得吊車基本尺寸和輪壓，列于表2.起 重吊車橋距輪 距 K吊車總重量 Q(t)吊 車 跨B （ mm）（ mm）（ G+g）度 L k(m)小車重最大輪壓最小輪g(t)Pmax(KN)壓Pmin(KN)20表中 Pmin=

21、0.5(G+g+Q)-P max吊車豎向荷載Dmax、 Dmin 根據兩臺吊車作用的最不利位置用影響線求出。D max、 Dmin的計算簡圖見圖9。圖中兩臺之間的最小輪距x=(B 1-K 1)/2+(B 2-K 2)/2。對對應于輪子位置影響線的高度 y2、 y3、 y4 可利用幾何關系求的。18m 跨兩臺吊車相同，均為20t 吊車， P1max= P2max=，P1min= P2min =；x=(6640-4650)/2+(6640-4650)/2=1990mmy2=(6-4.65)/6=0.225 ， y3=(6-1.9)/6=0.683； ，y4=0。Dmax,k= P1max (y1+

22、y 2)+P2max (y3+y 4)= D min,k = P1min (y 1+y 2)+P2min (y3+y 4)=(1+0.225+0.683+0)=(1+0.225+0.683+0) =KNKN(2) 吊車橫向水平荷載T max,k18m 跨，吊車額定起重量16t Q 50t,吊車橫向水平荷載系數=0.1, 每個大車輪產生的橫向水平制動力為T= (G+ Q)/4=T 的最不利位置同Pmax，故Tmax,k =T （1+0.225+0.683+0)=Tmax 作用點的位置在吊車梁頂面。4）風荷載該地區基本風壓W 0=0.7KN/m 2,地面粗糙度為B 類。（1）作用在柱上的均布荷載柱

23、頂標高 11.1m，室外地面標高 -0.35，則柱頂離室外地面高度為 11.1-（ -0.3） =11.4m ，查表 1-10，風壓高度系數 z=1.039。從表 1-11，可查得風荷載體型系數 s，標于圖 10。單層工業廠房， 可不考慮風振系數，取 z=1。q1= s z z W0B=0.8 1.039 1.0 0.356=1.75 KN/m q2= s z z W0B=-0.4 1.039 1.00.35 6= -0.87 KN/m(2) 作用在柱頂的集中風荷載FW作用在柱頂的集中風荷載FW 由兩部分組成：柱頂至掩口豎直面上的風荷載FW1和坡屋面上的荷載 FW2(見圖 11)，其中后者的作

24、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（豎向分力在排架分析中一般不考慮）為了簡化，確定風壓高度系數時，可統一取屋脊高度。屋脊高度 =柱頂高度 +屋架軸線高度（屋脊處）+上、下弦桿截面增加高度+屋面板高度。對于 18m 跨： H=11.4+(2.65+0.15+0.12)+0.24=14.56m ， z=1.128。柱頂至檐口的高度 =屋架軸線高度（端頭處） +上、下弦桿截面增加高度 +天溝板寬度；坡屋面高度 =屋脊高度 -柱頂高度 -柱頂至檐口的高度。FW1=0.8 1.128 10.35 (1.18+0.27+0.4)6=3.51KN( )FW1 6=1.78KN( )=0

25、.4 1.128 1 0.35 (1.23+0.27+0.4)FW2=(-0.6+0.5) 1.128 10.35 (14.56-11.4-1.85) 6=-0.31KN( )FW2 1.118 1 0.35 (14.2-11.4-1.9)6=0=(-0.4+0.4) )FW = FW1+ FW1 + FW2 +F W2 =3.51+1.78-0.31=4.98KN(同理可求的又吹向左風( )迎風面和背風面地q1、 q2 大小相等、方向相反。Fw=0.8 1.118 1 0.35 (1.23+0.27+0.4) 6+0.4 1.128 1 0.35 (1.18+0.27+0.4)6+(-0.6+0.5) 1.1181 0.35（ 14.2-11.4 -1.9 ） 6+0=5.11KN( )(三 ) 內力分析在計算簡圖中，上柱的計算軸線取為上柱的截面形心線，下柱的計算軸線屋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則： 彎矩以順時針方向為正； 剪力以使構件產生順時針方向轉動趨勢為正；軸向力以壓為正。各柱的抗剪剛度計算結果見表3表 3 柱的抗側剛度及剪力分配系數項n=I u/I l=H u/H3DC0Ec IlDi目CH3i13 ( n11)30D jj 1A4.5/11.7=0.385柱B0.385柱C0.385柱1)恒荷載