單層廠房排架結(jié)構(gòu)課程設(shè)計計算書--混凝土單層工業(yè)廠房設(shè)計

1、<p>　　混凝土單層工業(yè)廠房設(shè)計</p><p><b>　　一、設(shè)計目的</b></p><p><b>　　二、設(shè)計題目</b></p><p>　　某金工車間，廠房長度66m，柱距為6m，不設(shè)天窗?？缍葹?4m，每跨間設(shè)有兩臺32t中級吊車。吊車采用大連起重機廠“85系列95確認(rèn)”的橋式吊車，軌頂標(biāo)志高度

2、均為為9m。下部窗臺標(biāo)高為1.2m，窗洞4.8m×3.6m；中部窗臺標(biāo)高為6.3m，窗洞4.8m×1.5m；上部窗臺標(biāo)高為9.6m，窗洞4.8m×1.2m，采用鋼窗。室內(nèi)外高差為350mm。屋面采用大型屋面板，卷材防水（兩氈三油防水屋面），為非上人屋面。排架柱采用C30砼，基礎(chǔ)采用C20砼；柱中受力鋼筋采用HRP335鋼，箍筋、構(gòu)造筋、基礎(chǔ)配筋采用HPB235鋼。</p><p>　

3、　廠房所在地的地面粗糙度為B類，基本風(fēng)壓w0=0.7 kN/m2，組合值系數(shù)ψc=0.6；基本雪壓S0=0.5kN/m2，組合值系數(shù)ψc=0.6。</p><p><b>　　三、設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　?。?）選擇廠房結(jié)構(gòu)方案, 進行平面、剖面設(shè)計和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型；</p><p>　?。?）設(shè)計排架邊柱及柱下單獨基礎(chǔ)；</

4、p><p>　?。?）繪制施工圖，包括屋蓋平面布置圖，構(gòu)件平面布置圖及基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁布置圖，排架柱模板、配筋圖；柱下單獨基礎(chǔ)的模板、配筋圖。</p><p><b>　　四、設(shè)計步驟</b></p><p>　　（一）廠房平、剖面布置及結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型</p><p><b>　　1．廠房平面布置</b>&l

5、t;/p><p>　　廠房的平面布置包括確定柱網(wǎng)尺寸、排架柱與定位軸線的關(guān)系和設(shè)置變形縫。</p><p>　　柱距為6m，橫向定位軸線用①、②…表示，間距取為6m；縱向定位軸線用（A）、（B）表示，間距取等于跨度，即（A）~（B）軸線的間距為24m。、</p><p>　　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。&l

6、t;/p><p>　?。ˋ）~（B）跨吊車起重量大于20t時，（A）列采用非封閉結(jié)合，初步取聯(lián)系尺寸D=150mm。</p><p>　　是否采用非封閉結(jié)合以及聯(lián)系尺寸取多大，需要根據(jù)吊車架外緣與上柱內(nèi)緣的凈空尺寸B2確定（參見例圖2-1）。</p><p><b>　　應(yīng)滿足：</b></p><p><b>　

7、　其中</b></p><p>　　——吊車軌道中心線至柱縱向定位軸線的距離，一般取750mm；</p><p>　　——吊車輪中心線至橋身外緣的距離，對于10t、16t、20t和32t吊車分別為230mm、260mm、260mm、300mm；</p><p>　　——是上柱內(nèi)邊緣至縱向定位軸線的距離，對于封閉結(jié)合等于上柱截面高度，對于非封閉結(jié)合等于上柱

8、截面高度減去聯(lián)系尺寸D。</p><p>　　假定上柱截面高度為400mm，則</p><p>　　對（A）、（B）列柱B2=750-[300+（400-150）]=200mm>80mm，滿足要求</p><p>　　對于單跨排架，上柱截面形心與縱向定位軸線重合，吊車架外緣與上柱內(nèi)緣的凈空尺寸能滿足要求。</p><p>　　廠房長

9、度66m，小于100m，可不設(shè)伸縮縫。</p><p><b>　　構(gòu)件選型及布置</b></p><p>　　構(gòu)件選型包括：屋架（含屋蓋支撐）、屋面板、天溝板、吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁、支撐（柱間支撐）、抗風(fēng)柱等。</p><p><b>　　1）屋面構(gòu)件</b></p><p><b>

10、　?、傥菝姘搴颓栋?lt;/b></p><p>　　屋面板的型號根據(jù)外加屋面均布面荷載（不含屋面板自重）的設(shè)計值，查92G410（一）。當(dāng)屋架斜長不是屋面板寬1.5m的整數(shù)倍時，需要布置嵌板，嵌板查92G410（二）。</p><p><b>　　荷載：</b></p><p>　　二氈三油防水層

11、 1.2×0.35=0.42kN/m2</p><p>　　20mm厚水泥砂漿找平層 1.2×0.02×20=0.48kN/m2 </p><p>　　屋面均布活載（不上人） 1.4×0.5=0.70kN/m2</p><p>　　雪

12、載 1.4×1.0×0.5=0.70kN/m2</p><p>　　------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>　　小 計

13、 1.60kN/m2</p><p>　　采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。根據(jù)允許外加均布荷載設(shè)計值1.60kN/m2，查附表1-5，中部選用Y-WB-1Ⅱ,端部選用Y-WB-1Ⅱs ,其允許外加荷載1.99kN/m2>1.60kN/m2。板自重1.40kN/m2。</p><p><b>　?、谔鞙习?lt;/b></p&g

14、t;<p>　　當(dāng)屋面采用有組織排水時，需要布置天溝。對于單跨，既可以采用外天溝，也可以采用內(nèi)天溝；對于多跨，內(nèi)側(cè)只能采用內(nèi)天溝。而本例為單跨，選用外天溝。</p><p>　　天溝的型號根據(jù)外加均布線荷載設(shè)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開洞，分左端開洞和右端開洞，分別用“a”、“b”表示

15、。廠房端部有端壁的天溝板用“sa”、“sb”表示。本例在②、④、⑥、⑧、⑩軸線處設(shè)置落水管。</p><p>　　本例的外天溝寬度采用770mm。</p><p><b>　　外天溝荷載:</b></p><p>　　焦渣砼找坡層 1.2×1.5×0.77=1.39kN/

16、m</p><p>　　二氈三油防水層 1.2×0.35×0.77=0.32kN/m</p><p>　　20mm厚水泥砂漿找平層 1.2×0.02×20×0.77=0.37kN/m </p><p>　　積水荷載

17、 1.4×10×0.13×0.77=1.40kN/m</p><p>　　屋面均布活載 1.4×0.5×0.77=0.54kN/m </p><p>　　-----------------------------------------------------------------------

18、------------------------</p><p>　　小 計 3.48kN/m</p><p>　　查附表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, 允許外加荷載4.13kN/m>3.48kN/m，自重2

19、.24kN/m。</p><p><b>　　2）屋架及支撐</b></p><p>　　屋架型號根據(jù)屋面面荷載設(shè)計值、天窗類別、懸掛吊車情況及檐口形狀選定?？缍容^小時可采用鋼筋混凝土折線型屋架，查95G314；跨度較大時可采用預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架，查95G414。</p><p>　　本例不設(shè)天窗（類別號為a），檐口形狀為外天溝，代號為D。

20、</p><p><b>　　屋面荷載:</b></p><p>　　屋面板穿來的荷載 1.60 kN/m2</p><p>　　屋面板自重 1.2×1.4=1.68 kN/m2</p><p>　　灌縫重

21、 1.2×0.1=0.12 kN/m2 </p><p>　　--------------------------------------------------------------------------</p><p>　　小 計 3.40 kN/m2</p><

22、;p>　　18m跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋架，中間選用YWJ18-1Da；兩端選用YWJ-18-1Da'。允許外加荷載3.5kN/m2>3.28 kN/m2，自重67.6KN。</p><p>　　對于非抗震及抗震設(shè)防烈度為6、7度，屋蓋支撐可按附圖1-1~1-4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)廠房單元不大于66m時，另在柱間支

23、撐處的屋架端部設(shè)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，還需布置下弦縱向水平支撐。本例不需設(shè)縱向水平支撐。</p><p><b>　　3）吊車梁</b></p>

24、<p>　　吊車梁型號根據(jù)吊車的額定起重量、吊車的跨距（LK=L—2λ）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。</p><p>　　對18m跨廠房，吊車起重量為32t，中級載荷狀態(tài)，Lk=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D

25、L-11。梁高1200mm，自重39.98KN。</p><p><b>　　4）基礎(chǔ)梁</b></p><p>　　基礎(chǔ)梁型號根據(jù)跨度、墻體高度、有無門窗洞等查93G320。</p><p>　　墻厚240mm，突出于柱外。由附表1-8，縱墻中間選用JL-3，縱墻邊跨選用JL-15；山墻6m柱距選用JL-16。基礎(chǔ)梁布置見例圖2-4。<

26、/p><p><b>　　5）柱間支撐</b></p><p>　　柱間支撐設(shè)置在⑥、⑦軸線之間，支撐型號可查表97G336。首先根據(jù)吊車起重量、柱頂標(biāo)高、牛腿頂標(biāo)高、吊車梁頂標(biāo)高、上柱高、屋架跨度等查出排架號，然后根據(jù)排架號和基本風(fēng)壓確定支撐型號。</p><p><b>　　6）抗風(fēng)柱</b></p><

27、;p>　　抗風(fēng)柱下柱采用工字型截面，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。18m跨的抗風(fēng)柱沿山墻等距離布置，間距為6m。</p><p>　　例圖2-2屋面平面布置，例圖2-3構(gòu)件平面布置，例圖2-4基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁平面布置圖三圖見施工圖。</p><p><b>　　3．廠房剖面設(shè)計</b></p><p>　　剖面設(shè)計的內(nèi)

28、容是確定廠房的控制標(biāo)高，包括牛腿頂標(biāo)高、柱頂標(biāo)高和圈梁的標(biāo)高。</p><p>　　牛腿頂標(biāo)高等于軌頂標(biāo)高減去吊車梁在支承處的高度和軌道及墊層高度，必須滿足300mm的倍數(shù)。吊車軌道及墊層高度可以取0.2m。為了使牛腿頂標(biāo)高滿足模數(shù)要求，軌頂?shù)膶嶋H標(biāo)高將不同于標(biāo)志標(biāo)高。規(guī)范允許軌頂實際標(biāo)高與標(biāo)志標(biāo)高之間有±200mm的差值。</p><p>　　柱頂標(biāo)高H=吊車軌頂?shù)膶嶋H標(biāo)高HA

29、+吊車軌頂至橋架頂面的高度HB+空隙HC（參見例圖2-1）</p><p>　　其中，空隙HC不應(yīng)小于220mm；吊車軌頂至橋架頂面的高度HB可查95G323。柱頂標(biāo)高同樣需滿足300mm的倍數(shù)。</p><p>　　由工藝要求，軌頂標(biāo)志高度為9m。</p><p><b>　　對于18m跨：</b></p><p>　

30、　取柱牛腿頂面高度為7.8m。吊車梁高度1.2m，吊車軌道及墊層高度0.2m，則軌頂構(gòu)造高度，HA=7.8+1.2+0.2=9.2m。構(gòu)造高度-標(biāo)志高度9.2-9=0.2m，滿足±200mm差值的要求。查附表1-1，吊車軌頂至橋架頂面的高度HB=2.347m，則H= HA+ HB+ Hc=9.2+2.347+0.22=11.767m。為滿足模數(shù)要求，取H=12.0m。</p><p>　　對于有吊車廠房

31、，除在檐口或窗頂設(shè)置圈梁外，尚宜在吊車梁標(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2φ10~2φ12。</p><p>　　現(xiàn)在4.8m、9.0m和10.86m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240×240mm，配筋采用4φ12、φ6@200。圈梁在過梁處的配筋應(yīng)另行計算（由于A、B柱對稱，下列圖中部

32、分以A柱為例）。</p><p>　　例圖2-5給出了廠房剖面布置。</p><p><b>　　三、排架柱設(shè)計</b></p><p><b>　　1．計算簡圖</b></p><p>　　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)高減取牛腿頂

33、標(biāo)高。下柱高度從牛腿頂算至基礎(chǔ)頂面，持力層（基底標(biāo)高）確定后，還需要預(yù)估基礎(chǔ)高度?；A(chǔ)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(chǔ)頂面還需放置預(yù)制基礎(chǔ)梁，所以排架柱基礎(chǔ)頂面一般應(yīng)低于室外地面500mm。</p><p>　　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(fā)，可按教材表2-3選取。</p><p>　　1）確定柱子各段高度</

34、p><p>　　基底標(biāo)高為-2.0m，初步假定基礎(chǔ)高度為1.4m，則柱總高H=12.0-(-2.0)-1.4=12.6m；上柱高度Hu=12.0-7.8=4.2m；下柱高度Hl=12.6-4.2=8.4m。</p><p><b>　　2）確定柱截面尺寸</b></p><p>　　下柱截面高度，根據(jù)吊車起重量及基礎(chǔ)頂面至吊車梁頂?shù)母叨菻k，由表2

35、-3 </p><p>　　當(dāng)Q=32t時：h≥Hk/10=9600/10=900mm，取900mm</p><p>　　下柱截面寬度,根據(jù)頂面至吊車梁底的高度Hl，由表2-3 </p><p>　　b≥Hl/20=8400/20=400mm，且≥400mm，取400mm</p><p>　　（A）、（B）列柱下段柱截面采用I形，b

36、=400mm、h=900mm，上柱截面采用正方形b=h=400mm，各柱下段柱截面的詳細尺寸見例圖2-6。</p><p>　　3）計算柱截面幾何特征</p><p>　　各柱截面的幾何特征見例表2-1。例圖2-7給出了計算簡圖。</p><p>　　例圖 2-7 排架計算簡圖</p><p>　　例表2-1 截面幾何特征</p>

37、<p><b>　　2．荷載計算</b></p><p>　　排架的荷載包括恒載、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。</p><p><b>　　1）恒載</b></p><p>　　恒載包括屋蓋自重、上柱自重、下柱自重、吊車梁及軌道自重。</p><p><b&

38、gt;　　屋蓋自重P1</b></p><p><b>　　面荷載：</b></p><p>　　防水層、找平層等 0.35+0.4=0.75kN/m2</p><p>　　屋面板自重 1.40kN/m2 </p><p>　　屋面板灌縫 0

39、.10kN/m2</p><p>　　---------------------------------------------------------------------------------------------------------</p><p>　　小 計2.25 kN/m2 </p><p><b>　　外天溝板線

40、荷載：</b></p><p>　　找坡等1.16+0.27+0.31=1.74kN/m</p><p>　　TGB77-1自重 2.24kN/m </p><p>　　-----------------------------------------------------------------</p&

41、gt;<p>　　小 計3.98kN/m</p><p><b>　　集中荷載：</b></p><p>　　18m跨屋架自重 67.6kN</p><p>　　屋架作用在柱頂?shù)暮爿d標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　A柱： P1A=2.25×6

42、15;18/2+3.98×6+0.5×67.6=179.2kN</p><p>　　B柱： P1B=2.25×6×18/2+3.98×6+0.5×67.6=179.2kN</p><p>　　P1作用點位置與縱向定位軸線的距離為150mm，見例圖2-8。</p><p><b>　　上柱

43、自重P2</b></p><p>　　A柱： P2A=4×4.2=16.8kN</p><p>　　B柱： P2B=4×4.2=16.8kN</p><p><b>　　下柱自重P3</b></p><p>　　下柱大部分截面為I形，但牛腿部位及插入杯口基礎(chǔ)的部分是矩形截面。假定矩形截面的

44、范圍為自牛腿頂面向下1400mm及基礎(chǔ)頂面以上1100mm。近似忽略牛腿的重量。</p><p>　　A柱：P3A=3.94×（8.4-1.4-1.1）+0.9×0.4×25×(1.4+1.1)=45.35kN</p><p>　　B柱：P3B=45.35kN</p><p>　　吊車梁、軌道、墊層自重P4</p>

45、<p>　　取軌道及墊層自重為0.8KN/m。</p><p>　　A柱： P4A=0.8× 6+39.98=44.8kN</p><p>　　B柱： P4B=44.8kN</p><p>　　P4的作用點離縱向定位軸線的距離為750mm，見例圖2-8。</p><p><b>　　2）屋面活荷載P5<

46、;/b></p><p>　　屋面活荷載取屋面均布活載和雪荷載兩者的較大值0.5kN/m2</p><p>　　A柱： P5A=（18×6×0.5）/2+0.77×6×0.5=29.3kN</p><p>　　B柱：P5B=（18×6×0.5）/2+0.77×6×0.5=29.3

47、kN</p><p>　　P5作用位置同P1。</p><p><b>　　3）吊車荷載</b></p><p>　?、俚踯囏Q向荷載Dmax,k、Dmin,k</p><p>　　從產(chǎn)品目錄查得吊車基本尺寸和輪壓，列于例表2。</p><p>　　例表2吊車基本尺寸和輪壓

48、 </p><p>　　表中Pmin=0.5(G+g+Q)-Pmax</p><p>　　吊車豎向荷載Dmax、Dmin根據(jù)兩臺吊車作用的最不利位置用影響線求出。Dmax、Dmin的計算簡圖見例圖2-9。圖中兩臺吊車之間的最小輪距x=（B1-K1）/2+（B2-K2）/2。對應(yīng)于輪子位置影響線的高度y2、y3、y4可利用幾何關(guān)系求得。</p><p>　　18m跨兩

49、臺吊車相同，均為32t吊車，P1max=P2max=278kN，P1min=P2min=40.5kN，；x=(6640-4650)/2+(6640-4650)/2=1990mm；y2=(6-4.65)/6=0.225，y3=(6-1.9)/6=0.683，y4=0。 Dmax,k= P1max(y1+y2)+P2max(y3+y4)=278×（1+0.225+0.683+0）=530.4kN</p>&

50、lt;p>　　Dmin,k=P1min(y1+y2)+P2min(y3+y4)=40.5×（1+0.225+0.683+0）=77.3kN</p><p>　　吊車橫向水平荷載Tmax,k，</p><p>　　18m跨，吊車額定起重量16t<Q<50t，吊車橫向水平荷載系數(shù)α=0.1，每個大車輪產(chǎn)生的橫向水平制動力為</p><p>　

51、　T=α(Q+g)/4=0.1×(32+10.9) ×9.8/4=10.5kN</p><p>　　T的最不利位置同Pmax，故</p><p>　　Tmax,k=10.5×（1+0.225+0.683+0）=20.0kN</p><p>　　Tmax作用點的位置在吊車梁頂面。</p><p><b>

52、　　4)風(fēng)荷載</b></p><p>　　該地區(qū)基本風(fēng)壓W0=0.7KN/m2，地面粗糙度為B類。</p><p>　　作用在柱上的均布荷載</p><p>　　柱頂標(biāo)高12.0m，室外地面標(biāo)高-0.35，則柱頂離室外地面高度為12.0-（-0.35）=12.35m，查表1-10，風(fēng)壓高度系數(shù)μz=1.0658。</p><p>

53、;　　從表1-11，可查得風(fēng)荷載體型系數(shù)μs，標(biāo)于例圖2-10。單層工業(yè)廠房，可不考慮風(fēng)振系數(shù)，取=1。</p><p>　　q1=μSμzβZW0B=0.8×1.0658×1.0×0.7×6=3.58kN/m（壓力）</p><p>　　q2=μSμzβZW0B=-0.5×1.0658×1.0×0.7×6=-

54、2.24kN/m（吸力）</p><p>　　作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載FW</p><p>　　作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載FW由兩部分組成：柱頂至檐口豎直面上的風(fēng)荷載FW1和坡屋面上的風(fēng)荷載FW2（見例圖2-11），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（豎向分力在排架分析中一般不考慮）。</p><p>　　為了簡化，確定風(fēng)壓高度系數(shù)時，可

55、統(tǒng)一取屋脊高度。</p><p>　　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。</p><p>　　對于18m跨：H=12.35+（2.65+0.15+0.12）+ 0.24=15.51m，μz=1.15。</p><p>　　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+天溝板高度；坡屋面高度=屋脊高度-

56、柱頂高度-柱頂至檐口的高度。</p><p>　　FW1=(0.8+0.5)×1.15×1×0.7×（1.18+0.27+0.4）×6=11.61615kN（→）</p><p>　　FW2=(-0.6+0.5)×1.15×1×0.7×（15.46-12.3-1.85）×6=-0.63273

57、kN（←）</p><p>　　FW=FW1 +FW2=11.61615-0.63273=10.98kN(→)</p><p>　　同理可求得右吹向左風(fēng)（←）</p><p>　　迎風(fēng)面和背風(fēng)面的q1、q2大小相等、方向相反。</p><p>　　Fw=10.98kN（←）。</p><p><b>　　3、

58、內(nèi)力分析</b></p><p>　　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：彎矩以順時針方向為正；剪力以使構(gòu)件產(chǎn)生順時針方向轉(zhuǎn)動趨勢為正；軸向力以壓為正。</p><p>　　各柱的抗剪剛度計算結(jié)果見例表2-3。</p><p>　　例表2-3柱的抗側(cè)剛度及剪力分配系

59、數(shù)</p><p>　　恒載作用下的內(nèi)力分析</p><p>　　恒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（例圖2-12）。</p><p>　　屋蓋自重對上柱截面形心產(chǎn)生的偏心力矩為（參見例圖2-8）：</p><p>　　M1A=179.2×（0.15-0.05）=17.92kN·M<

60、/p><p>　　M1B=-179.2×（0.15-0.05）=-17.92kN·M</p><p>　　屋蓋自重、上柱自重、吊車梁及軌道自重對下柱截面形心產(chǎn)生的偏心力矩為</p><p>　　M2A=-179.2×0.15-16.8×0.25+44.8×0.45=-11.56kN·M</p>&

61、lt;p>　　M2B=11.56kN·M</p><p>　　偏心力矩作用下，各柱的彎距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2求出各柱頂不動鉸支座的反力；然后將總的支座反力反向作用于排架柱頂，根據(jù)剪力分配系數(shù)分配給各柱（剪力分配過程列于例表2-4）；最后求出各柱柱頂?shù)募袅Γㄒ娎龍D2-13a），得到每根柱的柱頂剪力后，單根柱利用平衡條件求出各個截面的彎矩及柱底截面剪力。</

62、p><p>　　例表2-4恒載下柱的剪力分配</p><p>　　注：，；Ri=(M1/H)C1+(M2/H)C3；Vi=ηiR-Ri；R=RA+RB+RC。</p><p><b>　　例如對于柱A</b></p><p>　　柱頂截面的彎距：M1=17.92kN.m</p><p>　　牛腿截面上

63、的.彎距：M1+ VA Hu=17.92-1.2×4.2=12.88kN.m</p><p>　　牛腿截面下的彎距：M2+M1=-11.56+12.88=1.32kN.m</p><p>　　柱底截面彎距：M1+M2+ VA H =17.92-11.56-1.2×12.6=-8.76kN.m</p><p>　　同理可求出其他柱的截面彎距，見附圖

64、2-12b。柱軸力可直接根據(jù)作用在截面形心的豎向力確定，見例圖2-13c。</p><p>　　2）屋面活載作用下的內(nèi)力分析</p><p>　　屋面活載下的內(nèi)力分析方法同屋蓋自重作用下的內(nèi)力分析。剪力分配過程列于例表2-5，例圖2-14是屋面活載下的內(nèi)力圖。</p><p>　　表2-5 屋面活載下柱的剪力分配</p><p>　　3）吊車

65、豎向荷載作用下的內(nèi)力分析</p><p>　　吊車豎向荷載有二種基本情況，如例圖2-15所示。</p><p>　　a)Dmax作用在A柱；b) Dmin作用在A柱；</p><p>　　例圖2-15 吊車豎向荷載的2種基本情況</p><p>　　吊車豎向荷載下的計算簡圖也可以分解成兩部分：作用于下柱截面形心的豎向力和作用在牛腿頂面的偏心力

66、矩。在偏心力矩下的剪力分配過程列于例表2-6。例圖2-16~2-17是吊車豎向荷載下內(nèi)力圖。</p><p>　　例表2-6吊車豎向荷載下柱剪力的分配</p><p>　　4）吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析</p><p>　　吊車水平荷載下有兩種情況，每種情況的荷載可以反向，如圖2-18中的虛線所示。</p><p>　　吊車水平荷載的剪力分

67、配過程見附表2-7，例圖2-19是其內(nèi)力圖。</p><p>　　例表2-7吊車水平荷載下柱剪力的分配</p><p>　　注：C5根據(jù)n、λ和吊車水平荷載的作用位置由附錄2圖2-5~2-7查得。</p><p>　　例圖2-19 A、B跨作用Tmax排架柱內(nèi)力</p><p>　　5）風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析</p><p

68、>　　風(fēng)荷載作用下有兩種情況。左吹向右風(fēng)荷載下的剪力分配過程見附表2-8，例圖2-20是風(fēng)荷載下的內(nèi)力圖。因本例右吹向左風(fēng)時的荷載值與左吹向右風(fēng)時的荷載數(shù)值很接近（q1、q2大小相等，F(xiàn)w=10.98kN、Fw’=10.98kN），可利用左吹向右風(fēng)的內(nèi)力圖。</p><p>　　例表2-8風(fēng)荷載下柱剪力的分配</p><p><b>　　注：由附錄2，。</b>

69、</p><p><b>　　4內(nèi)力組合</b></p><p><b>　　1．荷載組合</b></p><p>　　排架柱截面尺寸符合表2-3要求后，一般不需要進行正常使用極限的變形驗算，僅需要進行承載力計算。承載能力極限狀態(tài)采用荷載效應(yīng)的基本組合?；窘M合考慮兩類情況：由活荷載效應(yīng)控制的組合和由恒荷載效應(yīng)控制的組合。

70、</p><p>　　對于排架結(jié)構(gòu)，由活荷載效應(yīng)控制的組合可采用簡化規(guī)則，取下列兩種情況的較大值：</p><p>　?、佴肎SGK+γQ1SQ1K</p><p>　　②γGSGK+0.9</p><p>　　式中SGK、SQiK——分別為恒載標(biāo)準(zhǔn)值和活載標(biāo)準(zhǔn)值下的荷載效應(yīng)，即內(nèi)力；</p><p>　　γG、γ

71、Qi——為荷載和活載的分項系數(shù)，分別取1.2和1.4；</p><p>　　0.9——簡化組合值系數(shù)。</p><p>　　由恒載效應(yīng)控制的組合按下式進行</p><p><b>　　S=γGSGK+</b></p><p>　　式中為活荷載的組合值系數(shù)，中級載荷狀態(tài)吊車荷載的組合值系數(shù)為0.7。</p>

72、<p>　　此時恒載分項系數(shù)取1.35。</p><p>　　設(shè)計基礎(chǔ)，確定基礎(chǔ)底面尺寸時，需進行地基計算，此時上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合。故對于下柱的Ⅲ—Ⅲ截面，尚需按下式進行荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合：</p><p>　　S=SGK+ SQ1K+ </p><p><b>　　2．內(nèi)力組合</b></p><

73、p>　　排架柱屬偏心受壓構(gòu)件，剪力一般不起控制作用（斜截面承載力一般能滿足）。最不利內(nèi)力組合包括：最大正彎矩及相應(yīng)的軸力、最大負(fù)彎矩及相應(yīng)的軸力、最大軸力及相應(yīng)的彎矩、最小軸力及相應(yīng)的彎矩。當(dāng)采用對稱配筋時，前兩項可合并為彎矩絕對值最大及相應(yīng)的軸力。</p><p>　　每項組合，按一個目標(biāo)（如彎矩最大）確定活荷載是否參與組合。需注意：</p><p>　　當(dāng)組合中包含吊車水平荷載時

74、，必須同時包含吊車豎向荷載；</p><p>　　由于吊車水平荷載最多考慮兩臺，故A、B跨作用Tmax和B、C跨作用Tmax兩種情況（例表2-9中⑦、⑧）只能取一種；吊車水平荷載可反向，根據(jù)組合目標(biāo)選擇；</p><p>　　對于多跨廠房，吊車豎向荷載最多可以考慮四臺吊車，所以例表2-9中的荷載種類③或④和⑤或⑥可以同時考慮，但③和④、⑤和⑥只能取其中一項；</p><

75、p>　　同時考慮兩臺和同時考慮四臺，多臺吊車的荷載系數(shù)是不同的，對于中級載荷狀態(tài)，前者為0.9，后者為0.8；</p><p>　　組合最大軸力和最小軸力時，軸力為零的項也應(yīng)該包含進去。盡管這樣做對軸力沒有影響，但可使彎矩增大。軸力不變時，彎矩越大越不利。</p><p><b>　　3.內(nèi)力組合值</b></p><p>　　柱A與柱B

76、對稱，故內(nèi)力組合情況一致。柱A內(nèi)力匯總表如下：</p><p>　　A柱內(nèi)力組合表，如下表2-9：1）恒載+任意兩種或兩種以上的活載：</p><p>　　2）恒載+任一種活載：</p><p>　　五、排架中柱截面設(shè)計</p><p>　　1．計算長度及材料強度</p><p>　　柱子計算長度根據(jù)表2-4查得。&l

77、t;/p><p><b>　　考慮吊車荷載時</b></p><p>　　上柱：lu=2.0Hu=2.0×4.2=8.4m； 下柱：ll=1.0Hl=1.0×8.4=8.4m</p><p><b>　　不考慮吊車荷載時</b></p><p>　　上柱：lu=1.5Hu

78、=1.5×4.2=6.3m； 下柱：ll=1.5Hl=1.5×8.4=12.6m</p><p>　　C30混凝土，fc=14.3N/mm2，。HRB335縱向鋼筋，fy= fy'=300 N/mm2；HPB235箍筋、構(gòu)造筋， fy=210 N/mm2。</p><p>　　2．上柱截面配筋設(shè)計</p><p>　　上柱截面尺

79、寸已初定為400×400mm，采用對稱配筋。上柱的控制截面（I-I）有三組最不利內(nèi)力：</p><p>　?、?；②；③ </p><p>　　，上述三組內(nèi)力下的受壓區(qū)高度系數(shù)，均屬于大偏心受壓。在大偏心受壓構(gòu)件中，∣M∣相近，N越小越不利；N相近時，∣M∣越大越不利，因此可用第①組內(nèi)力計算配筋。</p><p>　　

80、e0=M/N=75.773/235.2=0.322m；ea=0.02m；ei=e0+ea=0.322+0.02=0.342m</p><p>　　ζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×160000/235200=4.86>1, 取ζ1=1.0。</p><p>　　ζ2=1.15-0.01l0/h=1.15-0.01×8.4/0.4=0.94<

81、/p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　e=h/2+ηei-as=400/2+1.32×342-35=616.44mm</p><p>　　=41.1mm<ξbh0=0.55×365=200.75mm</p><p><b>　　As=AS'=</b&g

82、t;</p><p><b>　　=647mm2</b></p><p>　　選用3Φ20（As=AS'=941mm2>ρminbh=320mm2）。</p><p>　　箍筋按構(gòu)造確定。箍筋間距不應(yīng)大于400mm及截面的短邊尺寸，且不大于15d；箍筋直徑不應(yīng)小于d/4，且不應(yīng)小于6mm。現(xiàn)配置Ф6@200。</p>

83、<p>　　3．下柱截面配筋設(shè)計</p><p>　　下柱截面按I形截面，采用對稱配筋，沿柱全長各截面配筋相同。I形截面大小偏心受壓可用下式判別：</p><p>　　當(dāng)x=N/α1fcbf'< hf'時，中和軸在受壓翼緣內(nèi)，按第一類I截面的大偏心受壓截面計算；</p><p>　　當(dāng)hf'<X=[N-α1fc(bf&

84、#39;-b)hf']/α1fcb<ξbh0時，中和軸通過腹板，按第二類I截面的大偏心受壓截面計算；</p><p>　　當(dāng)ξbh0<X< h-hf時，中和軸通過腹板，按小偏心受壓截面計算；</p><p>　　當(dāng)h-hf <X<h時，中和軸在受拉翼緣內(nèi)，按小大偏心受壓截面計算。</p><p>　　需注意，當(dāng)判別為小偏心受壓時

85、，上述算得的受壓區(qū)高度x并不是實際的受壓區(qū)高度。</p><p>　　對于本例柱B，ξbh0=0.55×865=475.8mm；；</p><p><b>　　。</b></p><p>　　柱B下柱截面共有6最不利內(nèi)力，匯總于例表2-10。通過判斷可選取其中的3組進行配筋計算。</p><p>　　例表2-1

86、0 柱B Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面內(nèi)力組合值匯總和取舍</p><p>　　注：①大偏壓時，兩組內(nèi)力若∣M1∣≈∣M2∣、N1<N2，或N1≈N2,、∣M1∣>∣M2∣，或∣M1∣>∣M2∣、N1>N2，則第1組比第2組不利；②小偏壓時，兩組內(nèi)力若若∣M1∣≈∣M2∣、N1>N2，或N1≈N2、∣M1∣>∣M2∣，或∣M1∣>∣M2∣、N1>N2時，則第1組比第2組不利。

87、</p><p>　　I型截面的大偏心受壓，當(dāng)受壓區(qū)高度x小于受壓翼緣bf’時，按寬度為bf’的矩形截面計算；當(dāng)x小于受壓翼緣bf’時，按下式計算</p><p>　　對稱配筋I(lǐng)型截面小偏心受壓的基本公式為</p><p>　　N=α1fc [bx+(bf'-b)hf']+ As'（fy '-σs）</p>

88、<p>　　Ne=α1fcbx(h0-x/2)+ α1fc(bf'-b)hf'(h0- hf'/2)+ fy 'As'(h0- as') </p><p>　　σs=(x/h0-0.8)fy /(ξb-0.8)</p><p>　　可用迭代法進行計算。先假定受壓區(qū)高度x=x0，由第3式得到</p><p&

89、gt;　　σs=960-1.387x0（A）</p><p><b>　　由第3式可得到</b></p><p>　　As'=[Ne-α1fcbx0(h0-x0/2)-α1fc(bf'-b)hf'(h0- hf'/2)]/ [fy ' (h0- as')] </p>&l

90、t;p>　　=[Ne-1430x0(865-x0/2)- 349.6×106]/249000（B）</p><p>　　將σs、As'代入第1式，可得到新的受壓區(qū)高度x</p><p>　　x=[N-α1fc (bf'-b)hf'- As'（fy '-σs）]/ α1fc b=[N-429000- As'（30

91、0-σs）]/ 1430（C）</p><p>　　將x代替x0，重復(fù)使用式（A）、（B）、（C），直到滿足精度要求。</p><p>　　例表2-11列出了3組控制內(nèi)力的計算過程。</p><p>　　例表2-11 下柱截面的承載力計算</p><p>　　綜合上述三組內(nèi)力，配置4Φ20（As=AS'=1256mm2>ρm

92、inA=315mm2） </p><p>　　下柱的箍筋采用Ф6@200。</p><p><b>　　4．牛腿設(shè)計</b></p><p><b>　　1）截面尺寸驗算</b></p><p>　　牛腿寬度取與排架柱同寬，即400mm；牛腿長度應(yīng)滿足吊車梁的擱置要求；牛腿高度初選1000。牛腿

93、高度應(yīng)滿足斜截面抗裂的要求：</p><p>　　式中 Fhk——作用在牛腿頂部的水平拉力標(biāo)準(zhǔn)值，對本例為0；</p><p>　　Fvk——作用在牛腿頂部豎向力標(biāo)準(zhǔn)值，P4B+Dmax,k=44.8+530.4=575.2kN；</p><p>　　β——裂縫控制系數(shù)，支承吊車梁的牛腿取=0.65；</p><p>　　a——豎向力作用

94、點至下柱邊緣的水平距離，0+20=20mm</p><p>　　h0——牛腿截面有效高度1000-40=960mm；</p><p>　　b——牛腿寬度，為400mm；</p><p>　　ftk——混凝土抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，對于C30混凝土ftk=2.01N/mm2。</p><p><b>　　截面尺寸滿足要求。</b>

95、</p><p><b>　　2）配筋及構(gòu)造</b></p><p><b>　　縱向鋼筋 </b></p><p>　　又由于As>ρminbh=0.2%×400×1000=800 mm2</p><p>　　因而選用3Φ20(As=941 mm2>800 m

96、m2)。箍筋選用Ф8@100，滿足構(gòu)造要求。</p><p>　　因a/h=20/960=0.02<0.3，不應(yīng)設(shè)彎彎起鋼筋。</p><p><b>　　6.預(yù)埋件設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計吊車梁與上柱內(nèi)側(cè),以及與牛腿頂面連接處的預(yù)埋件。</p><p>　　1）吊車上緣與上柱內(nèi)側(cè)的連接(A柱，如例圖

97、2-21）</p><p>　　承受法向拉力的預(yù)埋件，應(yīng)滿足</p><p>　　N≤0.8αbfyAs</p><p>　　式中N——法向拉力設(shè)計值，1.4×Tmax=28kN；</p><p>　　αb——系數(shù)，αb=0.6+0.25t/d=0.6+0.25×10/10=0.85。</p><p

98、>　　現(xiàn)0.8αbfyAs=0.8×0.85×300×314=64×103N>28kN，滿足要求。</p><p>　　2）吊車梁與牛腿面的連接</p><p>　　連接鋼板的大小由混凝土的局部受壓承載力確定。</p><p>　　P=1.2×P4+1.4×Dmax=1.2×44.8+