管坯車間廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 管坯車間廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)為某單層廠房，本車間的主要任務(wù)是堆放鋼材坯料及運(yùn)輸。本廠房為兩跨等跨等高廠房，跨度為24m，每跨吊車都為32t。因?yàn)樵搹S房地區(qū)抗震設(shè)防烈度為7度，所以在設(shè)計(jì)中考慮地震作用。在建筑設(shè)計(jì)中根據(jù)廠房的生產(chǎn)狀況、建廠地點(diǎn)、水文、地質(zhì)條件、工藝流程等條件對(duì)廠房的平面布置、剖面、采光、支撐、基礎(chǔ)梁、吊車梁和排水系統(tǒng)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中根據(jù)本廠房的條件在相關(guān)圖集中選擇合適的構(gòu)件。在荷載計(jì)算中根據(jù)構(gòu)件選擇計(jì)算自重荷載，活載、風(fēng)載、吊車荷載，根據(jù)底部剪力法計(jì)算各荷載，然后根據(jù)內(nèi)力組合原則確定各截面最不利內(nèi)力。在考慮地震作用時(shí)，對(duì)柱子考慮空間作用，乘以調(diào)整系數(shù)。在內(nèi)力組合

2、中選擇最不利內(nèi)力分別對(duì)無地震和有地震進(jìn)行組合，然后對(duì)柱子進(jìn)行抗震、牛腿、吊裝驗(yàn)算和配筋計(jì)算，最后進(jìn)行基礎(chǔ)選形、驗(yàn)算及配筋。關(guān)鍵詞：?jiǎn)螌訌S房；建筑設(shè)計(jì)； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；地震作用 第頁 a building structure design of yingkou pipe workshopabstract this design is a single plant in yingkou region, the main task of this workshop is stacked steel billet and transport. across such plant, this plant f

3、or the two across the span of 24 m, each cross crane to 32 t. because the region of the factory seismic fortification intensity is 7 degrees, so it considers in the design seismic action. in architectural design on the production status of the factory, factory location, hydrological, geological cond

4、itions and process conditions on the plant layout, section, daylighting, support, foundation beam and crane girder and drainage system design. according to the condition of this plant in the structure design in the related images on choosing appropriate artifacts. in load calculation according to th

5、e weight of component selection calculation load, live load, wind load, crane load, according to the bottom shearing force method to calculate the charge, then the section the most adverse internal force was established according to the principle of internal force combination. when considering earth

6、quake action, the columns considering spatial effect, multiplied by the coefficient of adjustment. in internal force combination, choosing the most adverse internal force of no earthquake and earthquake are combined, respectively, then the post cracking, bracket, hoisting and checking and reinforcem

7、ent calculation, finally carries on the foundation type selection, calculation and reinforcement.keywords: single-layer workshop ；architectural design ； structural design； earthquark effect 第1頁1 緒論11.1單層工業(yè)廠房的特點(diǎn)11.2工業(yè)廠房的分類11.3單層廠房的結(jié)構(gòu)類型21.4國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及分析22 建筑設(shè)計(jì)42.1單層廠房的組成42.2縱向定位軸線42.3廠房的剖面設(shè)計(jì)52.4 采光設(shè)計(jì)52.5 通

8、風(fēng)設(shè)計(jì)62.6 墻62.7屋面系統(tǒng)62.8 廠房的保溫隔熱設(shè)計(jì)63 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1選型與計(jì)算7 3.1.1 結(jié)構(gòu)選型與計(jì)算7 3.1.2 荷載計(jì)算93.2 橫向排架內(nèi)力分析及內(nèi)力組合123.2.1 橫載作用下排架內(nèi)力分析133.2.2 風(fēng)荷載作用下的排架內(nèi)力分析163.2.3 吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析183.2.4 無地震作用下內(nèi)力匯總表及內(nèi)力組合表223.3 地震作用計(jì)算及內(nèi)力組合303.3.1 橫向水平地震作用計(jì)算303.3.2 橫向地震作用豎向重力荷載作用計(jì)算353.3.3橫向水平地震作用內(nèi)力匯總及內(nèi)力組合403.4 柱的設(shè)計(jì)473.4.1 a柱設(shè)計(jì)473.4.2 bc柱設(shè)計(jì)553.

9、4.3 d柱設(shè)計(jì)633.5基礎(chǔ)設(shè)計(jì)723.5.1 a柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)733.5.2 bc柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)793.5.3 d柱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)85結(jié)論89致謝90參考文獻(xiàn)911 緒論1.1單層工業(yè)廠房的特點(diǎn)工業(yè)廠房，顧名思義，是用于工業(yè)生產(chǎn)過程中的房屋。工業(yè)廠房除了用于生產(chǎn)的車間，還包括其附屬建筑物，如廠房宿舍，食堂，辦公樓等配套房屋，都屬于工業(yè)廠房的范疇，或工業(yè)廠房的一部分。 （1）廠房首先要滿足生產(chǎn)工藝的要求，并為工廠創(chuàng)造良好的勞動(dòng)衛(wèi)生條件，以利提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。（2）廠房?jī)?nèi)一般都有笨重的機(jī)器設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備（吊車）等，這就要求廠房有較大的空間。同時(shí)，廠房結(jié)構(gòu)要承受較大的靜、動(dòng)荷載以及振動(dòng)或撞擊力等。

10、（3）有的廠房在生產(chǎn)過程中會(huì)散發(fā)大量的余熱、煙塵、有害氣體、有侵蝕性的液體以及生產(chǎn)噪音等，這就要求廠房有良好的通風(fēng)和采光 （4）生產(chǎn)過程往往需要各種工程技術(shù)管網(wǎng)，如上下水、熱力、壓縮空氣、煤氣、氧氣管道和電力供應(yīng)等。廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮各種管道的敷設(shè)要求和它們的荷載。 （5） 生產(chǎn)過程中有大量的原料、加工零件、半成品、成品、廢料等需要用電瓶車、汽車或火車進(jìn)行運(yùn)輸。廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮所采用的運(yùn)輸工具的通行問題。1.2工業(yè)廠房的分類工業(yè)廠房按其建筑結(jié)構(gòu)形式可分為單層工業(yè)建筑和多層工業(yè)建筑。(1) 多層工業(yè)建筑的廠房絕大多數(shù)見于輕工、電子、儀表、通信、醫(yī)藥等行業(yè)，此類廠房樓層一般不是很高，其照明設(shè)計(jì)與常見

11、的科研實(shí)驗(yàn)樓等相似，多采用熒光燈照明方案。機(jī)械加工、冶金、紡織等行業(yè)的生產(chǎn)廠房一般為單層工業(yè)建筑，并且根據(jù)生產(chǎn)的需要，更多的是多跨度單層工業(yè)廠房，即緊挨著平行布置的多跨度廠房，各跨度視需要可相同或不同。(2) 單層廠房在滿足一定建筑模數(shù)要求的基礎(chǔ)上視工藝需要確定其建筑寬度（跨度）、長(zhǎng)度和高度。廠房的跨度b：一般為6、9、12、15、18、21、24、27、30、36m。廠房的長(zhǎng)度l：少則幾十米，多則數(shù)百米。廠房的高度h：低的一般56m，高的可達(dá)3040m，甚至更高。廠房的跨度和高度是廠房照明設(shè)計(jì)中考慮的主要因素。另外，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)性及工段間產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)男枰?，多?shù)工業(yè)廠房?jī)?nèi)設(shè)有吊車， 遼寧科技

12、大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第2頁其起重量輕的可為35t，大的可達(dá)數(shù)百噸（目前機(jī)械行業(yè)單臺(tái)吊車起重量最大可達(dá)800t）。因此，工廠照明通常采用裝在屋架上的燈具來實(shí)現(xiàn)。1.3單層廠房的結(jié)構(gòu)類型按其承重結(jié)構(gòu)的材料來分，有混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等類型； 按其施工方法來分，有裝配式和現(xiàn)澆式兩種， 目前除特殊情況外，均采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；按承重結(jié)構(gòu)的形式分排架結(jié)構(gòu)和鋼架結(jié)構(gòu)；裝配式單層廠房的主要承重結(jié)構(gòu)是屋架或屋面梁、柱和基礎(chǔ)。當(dāng)屋架與柱頂為鉸接，柱與基礎(chǔ)頂面為剛接時(shí)，這樣組成的結(jié)構(gòu)叫排架。排架結(jié)構(gòu)按其所用材料分鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)、鋼屋架和鋼筋混凝土柱組成的排架結(jié)構(gòu)、磚墻或磚垛代替鋼筋混凝土柱的磚

13、排架結(jié)構(gòu)。隨著生產(chǎn)工藝及使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)成等高或不等高、單跨或多跨的各種形式。 剛架結(jié)構(gòu)也稱框架結(jié)構(gòu)，剛架結(jié)構(gòu)也是由橫梁、柱和基礎(chǔ)所組成。 常用有鋼筋混凝土門式剛架和鋼框架結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土門式剛架。鋼筋混凝土門式剛架的基本特點(diǎn)是柱和屋架（橫梁）合并為同一個(gè)構(gòu)件，柱與基礎(chǔ)的連接為鉸接或剛接。 門式剛架種類很多，目前在單層廠房中用得較多的是兩鉸和三鉸兩種形式。同樣，門式剛架也可用于多跨廠房。 鋼框架結(jié)構(gòu)。鋼框架結(jié)構(gòu)的屋架、柱、吊車梁等主要構(gòu)件均采用鋼結(jié)構(gòu)。廠房鋼柱的上柱升高至屋架上弦，屋架的上下弦均與上柱相連接，使屋架與柱形成剛接，以提高廠房的橫向剛度。1.4國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及分析國(guó)民經(jīng)濟(jì)

14、產(chǎn)業(yè)體系中，第二產(chǎn)業(yè)在2000年前一直都是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系的重點(diǎn)。第二產(chǎn)業(yè)主要是指工業(yè)和建筑業(yè)，其本質(zhì)是一個(gè)加工產(chǎn)業(yè)，通過人類勞動(dòng)改變物質(zhì)原有的自然形態(tài)，以生產(chǎn)出人們所需的各種產(chǎn)品為目的。改革開放以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在持續(xù)快速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)。從上世紀(jì)70年代末期發(fā)展到本世紀(jì)，信息產(chǎn)業(yè)、汽車、房地產(chǎn)、鋼鐵等行業(yè)高速發(fā)展，已成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年全國(guó)gdp比上年增長(zhǎng)11.4%、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資增長(zhǎng)24.8%、規(guī)模以上工業(yè)增加值增長(zhǎng)18.5%、房地產(chǎn)開發(fā)投資全年增長(zhǎng)達(dá)到30.2%。這個(gè)過程中，高技術(shù)含量、高附加值行業(yè)在工業(yè)中的比重持續(xù)上升。 遼寧科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第3頁看

15、全球工業(yè)地產(chǎn)發(fā)展史，工業(yè)地產(chǎn)從來都不是一個(gè)單純的物業(yè)概念，也不是單純的商業(yè)概念；它是跟地方政府招商引資以及地方工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展聯(lián)系在一起的，具有很強(qiáng)的政治性和政策導(dǎo)向性的。如果沒有地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和地方政府招商政策的支持，成功開發(fā)工業(yè)地產(chǎn)項(xiàng)目會(huì)十分困難。工業(yè)房地產(chǎn)是以地方政策為背景，開發(fā)服務(wù)于其他生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)性企業(yè)為目的一種功能性產(chǎn)品。工業(yè)項(xiàng)目開發(fā)首先需要制定發(fā)展目標(biāo)，并合理利用手中掌握的資源，逐步實(shí)現(xiàn)這個(gè)既定的目標(biāo)。在這個(gè)周期中，企業(yè)需要根據(jù)市場(chǎng)的需求和自身的情況制定總體發(fā)展目標(biāo)，這個(gè)類似宏觀政策的發(fā)展目標(biāo)是整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行的依據(jù)和方向。有目標(biāo)后，企業(yè)按照進(jìn)度進(jìn)行人力資源、建設(shè)物資、建設(shè)資金的合理調(diào)度、

16、按需整合；同時(shí)關(guān)注外部環(huán)境的變化，適時(shí)做出反應(yīng)，進(jìn)行細(xì)節(jié)上的調(diào)整。因此，工業(yè)項(xiàng)目的開發(fā)更是一個(gè)管理的過程，其最高境界就是管理系統(tǒng)化、決策科學(xué)化、全程可控化。事實(shí)上，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)在工業(yè)地產(chǎn)開發(fā)與經(jīng)營(yíng)上，已經(jīng)開始走集約化發(fā)展道路。開發(fā)商不僅是建幾棟標(biāo)準(zhǔn)化廠房，更重要的是引進(jìn)先進(jìn)的管理模式；項(xiàng)目為進(jìn)駐企業(yè)提供橫跨整個(gè)生產(chǎn)供應(yīng)鏈的全套服務(wù)。內(nèi)容包括設(shè)計(jì)研發(fā)、物流運(yùn)輸、生產(chǎn)制造、人才培訓(xùn)、信息技術(shù)等全方位的管理服務(wù)。遼寧科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第3頁 2 建筑設(shè)計(jì)2.1單層廠房的組成 排架結(jié)構(gòu)單層廠房主要由屋蓋系統(tǒng)，梁柱系統(tǒng)，基礎(chǔ)，支撐系統(tǒng)和維護(hù)系統(tǒng)組成。1.屋蓋系統(tǒng)包括：屋面板，天溝板，天窗架，屋架

17、，托梁和檁條。2.梁柱系統(tǒng)包括：排架柱，抗風(fēng)柱，吊車梁，基礎(chǔ)梁，連系梁，墻梁，圈梁和過梁。3.基礎(chǔ)包括：柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和設(shè)備基礎(chǔ)。4.支撐系統(tǒng)包括：屋蓋支撐和柱間支撐。其中屋蓋支撐又分為上弦水平支撐，橫向水平支撐，下弦水平支撐，縱向水平系統(tǒng)及系桿等。維護(hù)系統(tǒng)包括：維護(hù)墻和門窗，屋面板，抗風(fēng)柱，墻梁和過梁也屬于維護(hù)系統(tǒng)。2.2縱向定位軸線1.外墻，邊柱與縱向定位軸線的關(guān)系：在吊車工業(yè)廠房中 l廠房跨度 e吊車軌道中心至縱向定位軸線距離，本廠房中e=750mm2. 邊柱與定位軸線的關(guān)系1： a柱邊柱由于，不能滿足吊車運(yùn)行所需安全距不小于80mm的要求，需將邊柱從定位軸線向外一定距離，這個(gè)值稱為連系尺

18、寸，用d表示，采用300mm,即邊柱a柱定位軸線偏移300mm。如圖2.1（a）d柱邊柱由于，不能滿足吊車運(yùn)行所需安全距不小于80mm的要求，故也需要設(shè)置聯(lián)系尺寸。如圖2.1(c)3. 中柱與定位軸線的關(guān)系： b、c柱由于，不能滿足吊車運(yùn)行所需安全距不小于80mm的要求，但中柱仍可采用單柱，但是需要設(shè)置兩條定位軸線，兩條定位軸線的距離稱為插入距，用a表示，如圖2.1(b)a）邊柱縱向定位軸線 （b）中柱縱向定位軸線 （c）邊柱縱向定位軸線 圖2.1 邊柱與中柱縱向定位軸線2.3廠房的剖面設(shè)計(jì)單層工業(yè)建筑的高度由室內(nèi)地坪到屋頂承重結(jié)構(gòu)的最低點(diǎn)的距離，通常以柱頂標(biāo)高來代表單層廠房的標(biāo)高1。有吊車的

19、廠房中： 式中：h柱頂標(biāo)高（m）必須符合3m的模數(shù)。 本廠房：24m跨a、d邊柱及中柱：=9.50+2.734+1.3=13.534m 取13.5m。2.4 采光設(shè)計(jì)由于天然光的照度時(shí)刻都在變化，室內(nèi)工作地面上的照度也隨之變化，因此，采光設(shè)計(jì)部能用變化的照度來作依據(jù)，而是采用采光系數(shù)的概念來表示采光標(biāo)準(zhǔn)。試設(shè)計(jì)在側(cè)墻開窗采光，且為雙側(cè)采光。在吊車梁處設(shè)置高側(cè)窗，提高了遠(yuǎn)離窗戶的采光效果，改善了廠房光線均勻程度，所設(shè)低窗寬為4.8m，高為4.8m，高側(cè)窗寬為4.8，高為1.2m，滿足要求。2.5 通風(fēng)設(shè)計(jì)廠房的通風(fēng)方式有兩種，即自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，該廠房采用自然通風(fēng)。自然通風(fēng)是利用空氣的自然流動(dòng)

20、將室外的空氣引入室內(nèi)，將室內(nèi)的空氣和熱量排至室外，針對(duì)該廠房的特點(diǎn)可利用室內(nèi)外的溫度差造成的熱壓和風(fēng)吹向建筑物而在不同表面上造成的壓差來實(shí)現(xiàn)通風(fēng)換氣，不失為一種經(jīng)濟(jì)合理的通風(fēng)方式。因此，在廠房的平面布置上要使廠房長(zhǎng)軸與夏季主導(dǎo)風(fēng)向垂直，且廠房寬度為21m，便于組織穿堂風(fēng)，以側(cè)墻上的側(cè)窗和山墻上的大門做為主要的通風(fēng)道。2.6 墻墻厚度370mm，磚強(qiáng)度等級(jí)mu10，砂漿強(qiáng)度等級(jí)m5。墻體采取突出于柱外的方案。柱距為6m，窗寬4.8m。安全等級(jí)為二級(jí)，重要性系數(shù)1.0。2.7屋面系統(tǒng)屋架采用梯形鋼屋架，因其受力均勻，弦桿受力居中，屋架的上弦桿件坡度一致，屋面坡度一般為1/101/12，適用于跨度為

21、18m、24m、30m的中型廠房，便于屋面板的鋪設(shè)。根據(jù)規(guī)范05g511,無懸掛吊車，無天窗，屋面荷載設(shè)計(jì)值為4.5,故在27米跨中選用gwj27-3a1型屋架2。采用無檁體系，即在屋架上直接鋪設(shè)大型屋面板這種體系構(gòu)件大，類型少，裝速快，工業(yè)化程度高。不受地基條件、溫度影響限制。根據(jù)圖集g410選用3.2.8 廠房的保溫隔熱設(shè)計(jì)為保證廠房的維護(hù)結(jié)構(gòu)具有一定的保溫性能和在構(gòu)造上的嚴(yán)密性，屋面和墻面均采用輕質(zhì)高強(qiáng)的壓型鋼板，內(nèi)夾一定厚度的聚苯板用來保溫隔熱。 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1選型與計(jì)算3.1.1 結(jié)構(gòu)選型與計(jì)算1 計(jì)算屋面板外加均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值 永久荷載：屋面建筑做法荷載標(biāo)準(zhǔn)值： sbs改性瀝青卷

22、材防水 40mmc20細(xì)石混凝土 100厚水泥蛀保溫層 一氈兩油隔氣層 20厚水泥砂漿找平層 預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板及灌漿自重： 合計(jì)： 可變荷載：雪荷載 活荷載 2 計(jì)算屋面荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計(jì)值 組合一（由可變荷載效應(yīng)控制的組合） 組合二（由永久荷載效應(yīng)控制的組合）由根據(jù)05g511表8，無天窗，滿足gwj24-6的要求。由05g511表3；屋架兩端構(gòu)造連接分類屬于屋架兩端均與鋼筋混凝土柱連接，其代號(hào)為a；再由05g11表4，屋架上，下弦連有橫向支撐和豎向支撐，代號(hào)為1。因此鎖選用的屋架型號(hào)為，查的每榀自重為3結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定根據(jù)廠房跨度、柱頂高度及起重機(jī)重量大小，采用鋼筋混凝土排

23、架結(jié)構(gòu)。為了保證屋蓋的整體性及空間剛度，屋蓋采用無檁體系，選用預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎(chǔ)梁。廠房各主要構(gòu)件選型見表一。表3.1 主要承重構(gòu)件及重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值選型表構(gòu)件名稱標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號(hào)重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面板04g410（一）1.5米×6.0米預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板ywb-2（中間跨）ywb-2 s（端跨）（包括灌縫重）天溝板04g410(三)1.5m×6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（卷材防水屋面板tgb861）屋架05g511梯形鋼屋架 /榀吊車梁04g323鋼筋混凝土吊車梁dl12z(中間跨)dl12b（邊跨）/根/根軌道連接04g325(二)吊車軌道聯(lián)結(jié)及車檔基

24、礎(chǔ)梁04g320基礎(chǔ)梁jl27jl29/根/根柱的高度為：h=13.5m 根據(jù)柱的高度、吊車起重量及工作級(jí)別等條件，查表確定柱截面尺寸，見下表。表3.2 柱截面尺寸及相應(yīng)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、d上柱下柱b(c)上柱下柱3.1.2 荷載計(jì)算1恒荷載（1）屋架重力荷載35.98kn/榀，則作用與柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)重力荷載設(shè)計(jì)值：(2) 柱自重（忽略牛腿自重及施工影響） a、d柱： 上柱： 下柱： b(c)柱： 上柱： 下柱： (3) 吊車梁及吊車軌道聯(lián)結(jié)自重2 屋面活載 屋面活載標(biāo)準(zhǔn)值為，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為<，所以按活荷載（均布）計(jì)算，圖3.3 荷載作用位置圖3 吊車

25、荷載4由表查的，32t的吊車參數(shù)如下： 圖3.4 32t吊車作用下的影響線吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值為吊車水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為4 風(fēng)荷載5 其中， ，根據(jù)廠房各部分標(biāo)高及b類地面粗糙程度柱頂（標(biāo)高13.5m） 檐口（標(biāo)高15.50m） 屋頂（標(biāo)高16.7m） 圖3.5 風(fēng)荷載體型系數(shù)及排架計(jì)算簡(jiǎn)圖迎風(fēng)面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值背風(fēng)面風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值則作用于排架計(jì)算見圖的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值排架柱頂以上部分3.2 橫向排架內(nèi)力分析及內(nèi)力組合 該廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架內(nèi)力分析。其中柱的剪力分配系數(shù)6計(jì)算結(jié)果見表3.3。表3.3 柱剪力分配系數(shù)柱號(hào)a、d柱b(c)柱3.2.1 橫載作用下排架內(nèi)力分析 對(duì)于a,d柱：

26、則 排架各柱頂剪力分別為：圖3.6恒荷載作用下排架的內(nèi)力圖3.2.2 屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析1 屋面活荷載作用在ab跨屋面作用于柱頂集中荷載 它在柱頂及變階出引起的力矩為對(duì)于a柱： 則 對(duì)于b柱: 則 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.7 ab跨活荷載作用下排架的內(nèi)力圖2 屋面活荷載作用在bc跨由于作用荷載跟ab夸完全對(duì)稱，故只需把內(nèi)力圖對(duì)稱即可，見下圖圖3.8 bd跨活荷載作用下排架的內(nèi)力圖3.2.3 風(fēng)荷載作用下的排架內(nèi)力分析（1） 左吹風(fēng)時(shí)圖3.9 左風(fēng)作用下排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)于a d柱， 則 各柱頂剪力分別為： 圖3.10 左風(fēng)作用下排架的內(nèi)力圖（2）右吹風(fēng)時(shí) 右吹風(fēng)時(shí)與左吹風(fēng)時(shí)計(jì)算方

27、法一樣，如下圖所示48圖3.11 右風(fēng)作用下排架的內(nèi)力圖3.2.4 吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析（1） 作用于a柱 其中吊車荷載，在牛腿頂面處引起的力矩為： , 對(duì)于a柱： 對(duì)于b柱: 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.12 作用于a柱排架的內(nèi)力圖（2）作用于b柱左 對(duì)于a柱：對(duì)于b柱： 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.13 作用于b柱左排架的內(nèi)力圖（3）作用于b柱右根據(jù)吊車起重量相等和結(jié)構(gòu)對(duì)稱性相等的條件，其內(nèi)力計(jì)算與b柱左時(shí)情況相同，故只需要將a c 之內(nèi)力對(duì)換并改變?nèi)繌澗丶凹袅Ψ?hào)，見下圖3.14。圖3.14 作用于b柱右排架的內(nèi)力圖（4） 作用于d柱 根據(jù)吊車起重量相等和結(jié)構(gòu)對(duì)稱性相等的條件

28、，其內(nèi)力計(jì)算與a柱時(shí)情況相同，故只需要將a 柱內(nèi)力對(duì)換并改變?nèi)繌澗丶凹袅Ψ?hào)，見下圖3.15。圖3.15 作用于d柱排架的內(nèi)力圖（5） 作用于ab跨對(duì)于a柱：得 同理對(duì)于b柱： 則得 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.16 作用于ab跨排架內(nèi)力圖（6） 作用于cd跨 由于結(jié)構(gòu)對(duì)稱及吊車起重量相同，故排架內(nèi)力計(jì)算與作用于ab跨的情況相同，僅需將a柱與c柱的內(nèi)力對(duì)換，見下圖3.17。圖3.17 作用于cd跨排架內(nèi)力圖3.2.5 無地震作用下內(nèi)力匯總表及內(nèi)力組合表 表3.4無地震作用下 a柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表，表3.5無地震作用下 b柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表，表3.6無地震作用下d柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表。根據(jù)無地

29、震作用下組合原則組合上柱低截面，牛腿頂截面，下柱底截面得，無地震作用下a柱內(nèi)力組合值匯總表，無地震作用下b柱內(nèi)力組合值匯總表，無地震作用下d柱內(nèi)力組合值匯總表見如下表：表3.4 無地震作用下 a柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表荷載類別內(nèi)力恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在ab跨作用在bc跨dmax作用在a柱dmax作用在b柱左dmax作用在b柱右dmax作用在c柱tmax作用在ab跨tmax作用在bc跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)i-imk37.063.69-1.47-62.69-43.8926.16-10.770.3614.8316.06-32.28nk314.1136.00000000000ii-iimk

30、-23.32-5.31-1.47128.712.3126.16-10.770.3614.8316.06-32.28nk347.1136.000191.4046.20000000iii-iiimk-57.59-11.12-3.9224.81-70.4469.53-28.62110.0239.41237.40-182.90nk388.7036.000191.4046.20000000vk-4.07-0.690.29-12.34-8.645.15-2.1210.22.9233.62-25.10表3.5 無地震作用下b柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表荷載類別內(nèi)力恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在ab跨

31、作用在bc跨dmax作用在a柱dmax作用在b柱左dmax作用在b柱右dmax作用在c柱tmax作用在ab跨tmax作用在bc跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)i-imk0-4.024.0251.9270.05-70.05-51.9211.7911.7999.31-99.31nk615.5236.0036.0000000000ii-iimk0-4.024.02-23.68-243.15243.1523.6811.7911.7999.31-99.31nk681.5236.0036.0075.6313.2313.275.60000iii-iiimk04.23-4.2362.37-127.04127.04-62.371

32、22.15122.15263.93-263.93nk745.8536.0036.0075.6313.2313.275.60000vk00.98-0.9810.2213.79-13.79-10.2213.1013.1019.55-19.55表3.6 無地震作用下 d柱內(nèi)力設(shè)計(jì)值匯總表荷載類別內(nèi)力恒載屋面活載吊車豎向荷載吊車水平荷載風(fēng)荷載作用在ab跨作用在bc跨dmax作用在a柱dmax作用在b柱左dmax作用在b柱右dmax作用在c柱tmax作用在ab跨tmax作用在bc跨左風(fēng)右風(fēng)序號(hào)i-imk37.063.69-1.47-62.69-43.8926.16-10.770.3614.8316.06

33、-32.28nk314.1136.00000000000ii-iimk-23.32-5.31-1.47128.712.3126.16-10.770.3614.8316.06-32.28nk347.1136.000191.4046.20000000iii-iiimk-57.59-11.12-3.9224.81-70.4469.53-28.62110.0239.41237.40-182.90nk388.7036.000191.4046.20000000vk-4.07-0.690.29-12.34-8.645.15-2.1210.22.9233.62-25.10表3.7 無地震作用下a柱內(nèi)力組合值匯

34、總表截面內(nèi)力mmax及相應(yīng)的n,v-mmax及相應(yīng)的n,vnmax及相應(yīng)的m,vnmin及相應(yīng)的m,vi-im1.2+1.40.9+117.711.2+1.40.9+0.9(+)+-100.041.2+1.40.9+121.001.2+1.40.9+116.36n422.29376.93422.29376.93ii-iim1.2+1.40.90.9(+)+186.561.2+1.40.9+-109.461.2+1.40.9+0.9(+)+179.871.2+1.40.9+43.90n633.58 461.89 678.94416.53 iii-iiim1.2+1.40.90.9(+)+475.

35、381.2+1.40.9+0.9(+)+-569.471.2+1.40.9+0.9(+)+461.611.2+1.40.9+367.28n683.49 564.19 728.85 466.44v42.18 -62.07 41.31 40.29表3.8 無地震作用下b柱內(nèi)力組合值匯總表截面內(nèi)力mmax及相應(yīng)的n,v-mmax及相應(yīng)的n,vnmax及相應(yīng)的m,vnmin及相應(yīng)的m,vi-im1.2+1.40.9+233.311.2+1.40.9+-233.311.2+1.40.9+228.251.2+1.40.9+228.25n783.98783.98829.34738.62ii-iim1.2+1

36、.40.9+451.421.2+1.40.9+-451.421.2+1.40.9+0.9(+)+139.991.2+1.40.9+99.99n1257.821257.821618.88681.52iii-iiim1.2+1.40.9+0.9(+)+706.581.2+1.40.9+0.9(+)+-569.471.2+1.40.9+0.9(+)+486.461.2+1.40.9+486.46n1381.28564.19 1696.08895.02v38.05-62.07 41.1541.15表3.9 無地震作用下d柱內(nèi)力組合值匯總表截面內(nèi)力mmax及相應(yīng)的n,v-mmax及相應(yīng)的n,vnmax及

37、相應(yīng)的m,vnmin及相應(yīng)的m,vi-im1.2+1.40.9+117.711.2+1.40.9+0.9(+)+-100.041.2+1.40.9+121.001.2+1.40.9+116.36n422.29376.93422.29376.93ii-iim1.2+1.40.90.9(+)+186.561.2+1.40.9+-109.461.2+1.40.9+0.9(+)+179.871.2+1.40.9+43.90n633.58 461.89 678.94416.53 iii-iiim1.2+1.40.90.9(+)+475.381.2+1.40.9+0.9(+)+-569.471.2+1.4

38、0.9+0.9(+)+461.611.2+1.40.9+367.28n683.49 564.19 728.85 466.44v42.18 -62.07 41.31 40.293.3 地震作用計(jì)算及內(nèi)力組合3.3.1 橫向水平地震作用計(jì)算 1. 各項(xiàng)荷載計(jì)算屋蓋自重： 雪荷載： 柱自重：邊柱 中柱 吊車梁：吊車橋架重：一臺(tái)32t吊車：縱墻自重：2質(zhì)點(diǎn)集中重力荷載代表值計(jì)算（1） 計(jì)算基本周期時(shí) （2） 計(jì)算地震作用時(shí) 吊車梁面標(biāo)高處重力荷載對(duì)于ab 、cd跨相同3 排架基本周期計(jì)算 (1) 單柱位移計(jì)算 則：(2) 排架橫梁內(nèi)力計(jì)算 由此得： 4 排架側(cè)移計(jì)算 5 排架基本周期計(jì)算 單質(zhì)點(diǎn)系的排

39、架周期下可按以下公式計(jì)算： 式中：周期修正系數(shù)，按«建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范2010»查得 注：鋼筋混凝土屋架或鋼架與鋼筋混凝土柱組成的排架，有縱墻時(shí)取周期計(jì)算值80；無縱墻時(shí)取90。6 排架地震作用效應(yīng)計(jì)算7 (1) 按底部剪力法計(jì)算的排架底部總水平地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值為： 由于該廠房位于7度區(qū)，場(chǎng)地土為類第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g，特征周期 由則： 排架底部的總地震剪力應(yīng)為： 柱頂處的橫向水平地震作用即為：吊車梁標(biāo)高處由吊車橋架引起的橫向水平地震作用應(yīng)為： (2) 在柱頂橫向水平地震作用下的排架地震作用效應(yīng)： 由前面可知：圖3.18 橫向水平地震作用排架內(nèi)力圖7 吊車地震

40、作用下的排架地震作用效應(yīng)可按柱頂不動(dòng)較計(jì)算簡(jiǎn)圖進(jìn)行計(jì)算(1)ab跨吊車梁頂面作用于a柱與b柱各柱頂剪力分別為圖3.19 作用于ab跨吊車梁頂面內(nèi)力圖(2) cd跨吊車梁頂面作用于c柱與d柱計(jì)算同理得圖3.20 作用于bd跨吊車梁頂面內(nèi)力圖8. 排架地震作用效應(yīng)考慮空間工作影響的調(diào)整本例廠房長(zhǎng)84m，兩端有山墻，鋼筋混凝土無檁屋蓋，根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范2010規(guī)定，其中排架柱截面-和-的地震作用效應(yīng)，應(yīng)按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范2010附錄h表h.2.3.1本書表的空間工作影響系數(shù)0.85進(jìn)行調(diào)整。即： a、d柱 b柱 9.吊車地震作用效應(yīng)考慮局部增大效應(yīng)的增大 吊車地震作用效應(yīng)（截面a-a），應(yīng)按建筑

41、抗震設(shè)計(jì)規(guī)范2010附錄h表h.3.1的增大系數(shù)進(jìn)行放大，本例為鋼筋混凝土無檁屋蓋，兩端有山墻，邊柱a，d的增大系數(shù)為2.0，中柱b柱的增大系數(shù)為3.0，放大后的a-a截面吊車地震作用效應(yīng)為：作用于ab跨吊車梁頂面圖3.21 作用于ab跨吊車梁頂面修正后的內(nèi)力圖1圖3.22 作用于cb跨吊車梁頂面修正后的內(nèi)力圖3.3.2 橫向地震作用豎向重力荷載作用計(jì)算1一臺(tái)吊車自重荷載作用計(jì)算 （1） ab跨一臺(tái)吊車橋架自重8圖3.23 32t一臺(tái)吊車作用下的影響線吊車作用于a柱：ab跨一臺(tái)吊車吊重作用于a和b柱：（2） bc跨一臺(tái)吊車橋架自重 吊車作用于b柱： bc跨一臺(tái)吊車吊重作用于c和b柱： 2.一臺(tái)

42、吊車橋架重力荷載作用效應(yīng)(1) ab跨一臺(tái)吊車橋架自重 dmax作用于a柱 對(duì)于a柱： 則 對(duì)于b柱： 則 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.24 ab跨一臺(tái)吊車橋架自重作用于a柱產(chǎn)生的內(nèi)力圖(2) ab跨一臺(tái)吊車橋架自重 dmax作用于b柱左 對(duì)于a柱： 則 對(duì)于b柱： 則 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.25 ab跨一臺(tái)吊車橋架自重作用于b柱左產(chǎn)生的內(nèi)力圖圖3.26 bd跨一臺(tái)吊車橋架自重作用于b柱右產(chǎn)生的內(nèi)力圖圖3.27 bd跨一臺(tái)吊車橋架自重作用于d柱產(chǎn)生的內(nèi)力圖3.3.3一臺(tái)吊車吊重重力荷載作用效應(yīng)1. ab跨一臺(tái)吊車吊重 作用于a柱 對(duì)于a柱： 則 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.28 a

43、b跨一臺(tái)吊車吊重 作用于a柱的內(nèi)力圖2. ab跨一臺(tái)吊車吊重 作用于b柱左 對(duì)于b柱： 則 排架各柱頂剪力分別為： 圖3.29 ab跨一臺(tái)吊車吊重 作用于b柱左的內(nèi)力圖圖3.30 bd跨一臺(tái)吊車吊重 作用于b柱右的內(nèi)力圖圖3.31 bd跨一臺(tái)吊車吊重 作用于d柱的內(nèi)力圖3.3.4橫向水平地震作用內(nèi)力匯總及內(nèi)力組合 表3.10、表3.11表3.12分別為地震作用a柱內(nèi)力匯總表、地震作用b柱內(nèi)力匯總表地震作用d柱內(nèi)力匯總表?？紤]地震作用時(shí)，選取控制截面為上柱低截面、牛腿頂截面和下柱頂截面。表3.13地震作用a柱內(nèi)力組合匯總表，表3.14地震作用b柱內(nèi)力組合匯總表，表3.15地震作用d柱內(nèi)力組合匯總

44、表見表：表3.10 地震作用a柱內(nèi)力匯總表水平地震作用效應(yīng)重力荷載作用效應(yīng)ab跨一臺(tái)吊車橋架自重ab跨一臺(tái)吊車吊重bd跨一臺(tái)吊車橋架自重bd跨一臺(tái)吊車吊重截面內(nèi)力屋蓋ab跨吊車bd跨吊車結(jié)構(gòu)自重0.5雪載dmax作用于a柱dmax作用于b柱左dmax作用于a柱dmax作用于b柱左dmax作用于b柱右dmax作用于d柱dmax作用于b柱右dmax作用于d柱-m53734.2915.9944.471.16-47.06-40.30-353.29-16.769.50-0.8516.7611.58n000376.9318.7200000000-m53.734.2915.99-27.89-3.5282.4342.8691.43-16.769.50-0.8