單層廠房設(shè)計(jì)示例3

1、2.8.1 設(shè)計(jì)條件及要求1設(shè)計(jì)條件某雙跨等高金工車間，廠房長(zhǎng)度60m，柱距為6m，不設(shè)天窗?？缍确謩e為18m和15m，其中18m跨設(shè)有兩臺(tái)32t中級(jí)載荷狀態(tài)橋式吊車；15m 跨設(shè)有兩臺(tái)10t中級(jí)載荷狀態(tài)橋式吊車。吊車采用大連起重機(jī)廠“85系列95確認(rèn)”的橋式吊車，軌頂標(biāo)志高度均為為。廠房圍護(hù)墻厚240，下部窗臺(tái)標(biāo)高為，窗洞×；中部窗臺(tái)標(biāo)高為6.3m，窗洞×1.5m；上部窗臺(tái)標(biāo)高為9.6m，窗洞×1.2m。采用鋼窗。室內(nèi)外高差為0.30m。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。廠房所在地的地面粗糙度為B類，基本風(fēng)壓w0=0.35kN/m2

2、，組合值系數(shù)c；基本雪壓S0=0.4kN/m2，組合值系數(shù)c?；A(chǔ)持力層為粉土，埋深為-2.0m，粘粒含量c，地基承載力特征值fak=140kN/m2，基底以上土的加權(quán)平均重度m=17kN/m3、基底以下土的重度=18kN/m3。排架柱擬采用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。2設(shè)計(jì)要求除排架柱、抗風(fēng)柱和基礎(chǔ)外，其余構(gòu)件均選用標(biāo)準(zhǔn)圖集。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：（1）選擇廠房結(jié)構(gòu)方案, 進(jìn)行平面、剖面設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型；（2）設(shè)計(jì)中柱及柱下單獨(dú)基礎(chǔ)；（3）繪制施工圖，包括結(jié)構(gòu)平面布置圖、排架（中）柱的模板圖和配筋圖等。2.8.2 結(jié)構(gòu)方案

3、設(shè)計(jì)1廠房平面設(shè)計(jì)廠房的平面設(shè)計(jì)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。柱距為6m，橫向定位軸線用、表示，間距取為6m；縱向定位軸線用（A）、（B）（C）表示，間距取等于跨度，即（A）（B）軸線的間距為18m，（B）（C）軸線的間距為15m。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。（B）（C）跨的吊車起重量小于20t時(shí)，（C）列柱初步采用封閉結(jié)合，縱向定位軸線與邊柱外緣重合；（A）（B）跨吊車起重量大于20t時(shí)，（A）列采用非封閉結(jié)合，初步取聯(lián)系尺寸D=150mm。例圖2-1 單廠的凈空尺寸要求B3HBB1B2HC是否采用非封閉

4、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）。應(yīng)滿足：其中吊車軌道中心線至柱縱向定位軸線的距離，一般取750mm；吊車輪中心線至橋身外緣的距離，對(duì)于10t、16t、20t和32t吊車（大連起重機(jī)廠“85系列”）分別為230mm、260mm、260mm、300mm；是上柱內(nèi)邊緣至縱向定位軸線的距離，對(duì)于封閉結(jié)合等于上柱截面高度，對(duì)于非封閉結(jié)合等于上柱截面高度減去聯(lián)系尺寸D。假定上柱截面高度為400mm，則對(duì)（A）列柱B2=750-300+（400-150）=200mm>80mm，滿足要求對(duì)（C）列柱B2=750-（230+400）=120mm&g

5、t;80mm，滿足要求對(duì)于等高排架，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(nèi)緣的凈空尺寸能滿足要求。廠房長(zhǎng)度66m，小于100m，可不設(shè)伸縮縫。2 構(gòu)件選型及布置構(gòu)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(chǔ)梁、柱間支撐、抗風(fēng)柱等。1）屋面構(gòu)件屋面板和嵌板屋面板的型號(hào)根據(jù)外加屋面均布面荷載（不含屋面板自重）的設(shè)計(jì)值，查92G410（一）。當(dāng)屋架斜長(zhǎng)不是屋面板寬的整數(shù)倍時(shí)，需要布置嵌板，嵌板查92G410（二）。荷載：×kN/m220mm××kN/m2屋面均布活載（不上人）×kN/m2雪載××kN/m

6、2-小 計(jì) 2kN/m2，查附表1-5，中部選用Y-WB-1,端部選用Y-WB-1s,其允許外加荷載1.99kN/m22kN/m2。kN/m22kN/m2。天溝板當(dāng)屋面采用有組織排水時(shí)，需要布置天溝。對(duì)于單跨，既可以采用外天溝，也可以采用內(nèi)天溝；對(duì)于多跨，內(nèi)側(cè)只能采用內(nèi)天溝。天溝的型號(hào)根據(jù)外加均布線荷載設(shè)計(jì)值查92G410（三）。計(jì)算天溝的積水荷載時(shí)，按天溝的最大深度確定。同一型號(hào)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。廠房端部有端壁的天溝板用“sa”、“sb”表示。本例在、軸線處設(shè)置落水管。本例的內(nèi)天溝寬度采用62

7、0mm，外天溝寬度采用770mm。外天溝荷載:焦渣砼找坡層 ××kN/m××kN/m20mm厚水泥砂漿找平層 ××20×kN/m積水荷載×10××kN/m××kN/m2 -小 計(jì) kN/m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TGB77-1SbkN/m>3.48kN/mkN/m。同理可求得內(nèi)天溝外加荷載設(shè)計(jì)值，由附表1-6，一般天溝板選用TGB62-1，開洞天溝板選用TGB62-1a

8、或TGB62-1b，端部為TGB62-1Sa 或TGB62-1SbkN/kN/m。2）屋架及支撐屋架型號(hào)根據(jù)屋面面荷載設(shè)計(jì)值、天窗類別、懸掛吊車情況及檐口形狀選定?？缍容^小時(shí)可采用鋼筋混凝土折線型屋架，查95G314；跨度較大時(shí)可采用預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架，查95G414。本例不設(shè)天窗（類別號(hào)為a），檐口形狀為一端外天溝、一端內(nèi)天溝,代號(hào)為D。屋面荷載:kN/m×kN/m灌縫重 ×kN/m -kN/m15m跨采用鋼筋混凝土屋架，中間選用WJ-15-2Da；兩端選用WJ-15-2Da'kN/m2>3.28 kN/m2kN。18m跨采用預(yù)應(yīng)力混凝土屋架，中間選用Y

9、WJ18-1Da；兩端選用YWJ-18-1Da'kN/m2>3.28 kN/m2，自重67.6KN。對(duì)于非抗震及抗震設(shè)防烈度為6、7度，屋蓋支撐可按附圖1-11-4布置。當(dāng)廠房單元不大于66m時(shí)，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(shí)，另在柱間支撐處的屋架端部設(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(dòng)設(shè)備或水平荷載對(duì)屋架下弦產(chǎn)生水平力時(shí)，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(shí)，還需布置下

10、弦縱向水平支撐。本例不需設(shè)縱向水平支撐。3）吊車梁吊車梁型號(hào)根據(jù)吊車的額定起重量、吊車的跨距（LK=L2）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。對(duì)18m跨廠房，吊車起重量為32t，中級(jí)載荷狀態(tài)，Lk=18-2×，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。對(duì)15m跨廠房，吊車起重量為10t，中級(jí)載荷狀態(tài)，Lk=15-2×。采用混凝土吊車梁。查附表1-4，中間跨選用DL-7Z，邊跨選用DL-7B，梁高

11、900mm，自重27.64KN。4）基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁型號(hào)根據(jù)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，縱墻邊跨選用JL-15；山墻6mm柱距選用JL-23?；A(chǔ)梁布置見例圖2-4。5）柱間支撐柱間支撐設(shè)置在、軸線之間，支撐型號(hào)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(hào)，然后根據(jù)排架號(hào)和基本風(fēng)壓確定支撐型號(hào)。6）抗風(fēng)柱抗風(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；15m跨的抗風(fēng)柱中間的間距為6m

12、m。例圖2-2給出了屋面結(jié)構(gòu)布置，例圖2-3給出了構(gòu)件平面布置。PJZ-3AKFZ-160060060006000600060006000600060006000600060006000600060006000450045001500018000150PJZ-1BPJZ-2BPJZ-2PJZ-2PJZ-2APJZ-2BPJZ-3BPJZ-3PJZ-3PJZ-3BDL-7BDL-7ZDL-7BDL-7BDL-7ZDL-7BDL-11ZDL-11BDL-11BPJZ-1BPJZ-1PJZ-1PJZ-1ADL-11ZDL-11BDL-11BKFZ-1KFZ-2KFZ-2ZC042-1ZC072-1Z

13、C042-1ZC072-1ZC042-1ZC072-1BCA例圖2-3 構(gòu)件平面布置圖60060060006000600060006000600060006000600060001500018000WJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaWJ-15-2DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1DaYWJ18-1Da88Y

14、-WB-1II72Y-WB-1II11Y-WB-1IIs11Y-WB-1IIs9Y-WB-1IIs9Y-WB-1IIsTGB77-1saTGB77-1bTGB77-1TGB77-1sbTGB77-1aKWB-1KWB-1sTGB62-1sbKWB-1sTGB62-1sbTGB77-1saTGB62-1saTGB77-1aTGB77-1TGB77-1sbTGB77-1bTGB62-1bTGB62-1TGB62-1aTGB62-1saTGB62-1aTGB62-1KWB-1TGB62-1bBCA例圖2-2 屋蓋平面布置圖例圖2-4 基礎(chǔ)、基礎(chǔ)梁平面布置圖PJZ-3BPJZ-1BKFZ-212501

15、250PJZ-2BJ-460060060006000600060006000600060006000600060006000600060006000450045001500018000150BCAJL-15JL-15JL-3J-3PJZ-3PJZ-3APJZ-3PJZ-2PJZ-2APJZ-2J-220002000PJZ-1PJZ-1APJZ-1J-1JL-3JL-15JL-15J-4J-5J-5PJZ-2BPJZ-1BKFZ-1KFZ-1KFZ-1KFZ-2KFZ-2KFZ-2J-3BJ-3BPJZ-3BKFZ-1J-1BJ-1BJL-14JL-14JL-14JL-14JL-23JL-23J

16、L-14JL-14JL-14JL-14JL-23JL-233廠房剖面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)的內(nèi)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。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。為了使牛腿頂標(biāo)高滿足模數(shù)要求，軌頂?shù)膶?shí)際標(biāo)高將不同于標(biāo)志標(biāo)高。規(guī)范允許軌頂實(shí)際標(biāo)高與標(biāo)志標(biāo)高之間有±200mm的差值。柱頂標(biāo)高H=吊車軌頂?shù)膶?shí)際標(biāo)高HA+吊車軌頂至橋架頂面的高度HB+空隙HC（參見例圖2-1）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)。m

17、。對(duì)于18m跨：mmm，則軌頂構(gòu)造高度，HAmm，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=，則H= HA+ HB+ Hcmm。對(duì)15m跨：mmm，則軌頂構(gòu)造高度，HA=6。標(biāo)志高度-構(gòu)造高度=，滿足要求。查附表1-1，吊車軌頂至橋架頂面的高度HB=1.876m，則H= HA+ HB+ HCmm。對(duì)于有吊車廠房，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(shí)，還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。圈梁與柱的連接一般采用錨拉鋼筋210212?，F(xiàn)在、和標(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&

18、#215;240mm，配筋采用412、6200。圈梁在過梁處的配筋應(yīng)另行計(jì)算。例圖2-5給出了廠房剖面布置。BCA±1800015000例圖2-5 廠房剖面布置圖排架柱設(shè)計(jì)1計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)于沒有抽柱的單層廠房，計(jì)算單元可以取一個(gè)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(duì)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。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

19、教材表2-3選取。400400400400400600400900100252510090010025251004001004001001006001002525100A柱B柱C柱例圖2-6排架柱截面尺寸1）確定柱子各段高度基底標(biāo)高為-2.0m，初步假定基礎(chǔ)高度為1.4m，則柱總高H=11.1-(-2.0)-1.4=m；上柱高度Hu=11；下柱高度Hl=11m。2）確定柱截面尺寸下柱截面高度，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2-3 當(dāng)Q=10t時(shí)：hHk/14=8100/14=579mm，取600mm 當(dāng)Q=32t時(shí)：hHk/9=8400/10=840mm，取900mm下柱截

20、面寬度,根據(jù)頂面至吊車梁底的高度Hl，由表2-3 bHl/20=7200/20=360mm，且400mm，取400mmABCEIAuEIBuEICuEIAlEIBlEICl18000150007200450011700例圖2-7 排架計(jì)算簡(jiǎn)圖（A）列柱下段柱截面采用I形，b=400mm、h=900mm，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=400mm、h=900mm，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=600mm。各柱下段柱截面的詳細(xì)尺寸見例圖2-6。3）計(jì)算柱截面幾何特征各柱截面的幾何特征見例表2

21、-1。例表2-1 截面幾何特征柱號(hào)A柱B柱C柱上柱下柱上柱下柱上柱下柱截面尺寸（mm）正方形400×400工字形400×900×100矩形400×600工字形400×900×100正方形400×400工字形400×600×100面積A(103mm2)慣性矩I(106mm4)21331661172001661121335882每米長(zhǎng)重量G(kN/m)例圖2-7給出了計(jì)算簡(jiǎn)圖。2荷載計(jì)算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(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)值。1）恒載恒載包括屋蓋自重、上柱自重、下柱自重、吊車梁及

22、軌道自重。 屋蓋自重P1面荷載：防水層、找平層等 +2屋面板自重 1.40kN/m2屋面板灌縫 0kN/m2-小 計(jì)2.25 kN/m2外天溝板線荷載：找坡等TGB77-1自重 -小 計(jì)內(nèi)天溝板線荷載：找坡等0kN/m內(nèi)天溝板自重 -小 計(jì)3.42kN/m集中荷載：18m跨屋架自重67.6kN15m跨屋架自重屋架作用在柱頂?shù)暮爿d標(biāo)準(zhǔn)值：A柱： P1A=×6×18/2+3.98×6+×67.6=179.2kNB柱：18m跨傳來P1B=×6×××67.6=1715m跨傳來P1B=×6×15×

23、;×C柱： P1C=×6×××45.65=1P1作用點(diǎn)位置與縱向定位軸線的距離為150mm，見例圖2-8。 上柱自重P2A柱： P2A=4×4.5=18kNB柱： P2B=6×4.5=27kNC柱： P2c=18kN 下柱自重P3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。A柱：P3A=3.94×（-）+0.9××25×(1.4+1.1)=41.0kN例圖2-8 恒載的作用

24、點(diǎn)位置50P1AP2AP4AP3A150150750300A柱PC1P2CP4CP3C150200750300C柱P4BP4B750750P1B150P1B150P2BP3BB柱B柱：P3B=41.0kNC柱：P3C=3.19×（-）+0.6××25×(1.4+1.1)=30kN 吊車梁、軌道、墊層自重P4取軌道及墊層自重為。A柱： P4A=×6+=44.8kNC柱： P4C=×6+=32.4kNB柱：18m跨傳來P4BkN 15m跨傳來P4BkNP4的作用點(diǎn)離縱向定位軸線的距離為750mm，見例圖2-8。2）屋面活荷載P5 屋面活荷

25、載取屋面均布活載和雪荷載兩者的較大值m2A柱：P5A=（18×6××6×=NB柱：18m跨傳來 P5B=(18×6×0.5)/2×6×=28.9kN15m跨傳來P5B=(15×6×0.5)/2×6×0.5=2kNC柱 P5C=（15×6×）/2+×6×0.5=24.8kNP5作用位置同P1。3）吊車荷載吊車豎向荷載Dmax,k、Dmin,k從產(chǎn)品目錄查得吊車基本尺寸和輪壓，列于例表2-2。例表2-2吊車基本尺寸和輪壓 起重量Q（t）吊車

26、跨度Lk(m)吊車橋距B（mm）輪距K（mm）吊車總重（G+g）(t)小車重g(t)最大輪壓Pmax(kN)最小輪壓Pmin(kN)105840405017115 326640465033278P1maxP1maxP2maxP2maxK1K2xy2y3y4y1=1例圖2-9 吊車荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖表中Pmin=0.5(G+g+Q)-Pmax吊車豎向荷載Dmax、Dmin根據(jù)兩臺(tái)吊車作用的最不利位置用影響線求出。Dmax、Dmin的計(jì)算簡(jiǎn)圖見例圖2-9。圖中兩臺(tái)吊車之間的最小輪距x=（B1-K1）/2+（B2-K2）/2。對(duì)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。18m跨兩臺(tái)吊車相

27、同，均為32t吊車，P1max=P2max=278kN，P1min=P2min，；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）=530.4kNDmin,k=P1min(y1+y2)+P2min(y3+y4×（1+0.225+0.683+0）15m跨有兩臺(tái)10t吊車，同理可求得：Dmax,k= 115×（1+0.32）Dmin,k×

28、(1+0.32）=35.5kN ­吊車橫向水平荷載Tmax,k18m跨，吊車額定起重量16t<Q<50t，吊車橫向水平荷載系數(shù)=，每個(gè)大車輪產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力為T=(Q+g)/4×(32+10.9)×T的最不利位置同Pmax，故Tmax,k×（1+0.225+0.683+0）15m跨，吊車額定起重量Q10t，吊車橫向水平荷載系數(shù)=0.2，每個(gè)大車輪產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力為T=(Q+g)/42×(10+3.461)×3.96kNT的最不利位置同Pmax，故Tmax,k=3.96×(1+0.32）=8.1kNTmax

29、作用點(diǎn)的位置在吊車梁頂面。例圖2-10 風(fēng)荷載體型系數(shù)s(風(fēng)向)4)風(fēng)荷載 該地區(qū)基本風(fēng)壓W0m2，地面粗糙度為B類。 作用在柱上的均布荷載m，室外地面標(biāo)高-0.m，查表1-10，風(fēng)壓高度系數(shù)。從表1-11，可查得風(fēng)荷載體型系數(shù)s，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。q1=SzZW0××××（壓力）q2=SzZW0××××（吸力） 作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載FW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

30、于屋面，因而是傾斜的，需要計(jì)算其水平方向的分力（豎向分力在排架分析中一般不考慮）。400150屋架端頭軸線高度h1h2S=h2/sinWkWk,hWk=BSwk；Wk,h=Wksin=Bh2wk例圖2-11 屋蓋部分風(fēng)荷載的計(jì)算為了簡(jiǎn)化，確定風(fēng)壓高度系數(shù)時(shí)，可統(tǒng)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(duì)于18m跨：H=11.4+（2.65+0.15+0.12）+ 0.24=14.56m，z=1.128；對(duì)于15mm，z=1.118。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-柱頂高度-

31、柱頂至檐口的高度。FW1××1××（1.18+）×（）FW1××1××（1+）×8kN（）FW2=(-0.6+0.5)××1××（-）×6=-（）FW2=(-0.4+0.4)×18×1××（14.2-1.9）×6=0FW=FW1+FW1'+FW2+FW2-0.31=4.98kN()同理可求得右吹向左風(fēng)（） 迎風(fēng)面和背風(fēng)面的q1、q2大小相等、方向相反。F××1×

32、;×（1.23+）××28×1××（1+）×6+(-0.6+0.5)××1××（14.2-11.4-1.9）×6+0=5.11kN()3、內(nèi)力分析在計(jì)算簡(jiǎn)圖中，上柱的計(jì)算軸線取為上柱的截面形心線，下柱的計(jì)算軸線取為下柱的截面形心線。下面計(jì)算時(shí)彎矩和剪力的符號(hào)按照下述規(guī)則：彎矩以順時(shí)針方向?yàn)檎患袅σ允箻?gòu)件產(chǎn)生順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)為正；軸向力以壓為正。各柱的抗剪剛度計(jì)算結(jié)果見例表2-3。例表2-3柱的抗側(cè)剛度及剪力分配系數(shù)項(xiàng)目n=Iu/Il=Hu/HA柱cB柱28.9539 Ec

33、C柱 c1） 恒載作用下的內(nèi)力分析恒載下的計(jì)算簡(jiǎn)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）。ABCM1AM2AM1CM2CM1BM2B例圖2-12 恒載產(chǎn)生的偏心力矩屋蓋自重對(duì)上柱截面形心產(chǎn)生的偏心力矩為（參見例圖2-8）：M1A×（0.1kN·MM1B=-144.6)×5=-N·MM1C=146.9×-0.15)=7.35kNM屋蓋自重、上柱自重、吊車梁及軌道自重對(duì)下柱截面形心產(chǎn)生的偏心力矩為M2A×0.25-18×0.25+44.8×=-29.14kN·MM2B=0+0+(

34、-44.8+32.4)×0.75=-N·MM2C=146.9×0.1+18××=1.91kNM偏心力矩作用下，各柱的彎距和剪力用剪力分配法計(jì)算。先在柱頂加上不動(dòng)鉸支座，利用附錄2求出各柱頂不動(dòng)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(gè)截面的彎矩及柱底截面剪力。例表2-4恒載下柱的剪力分配項(xiàng)目nC1C3M1M2RiiViA柱（）（）B柱（）1.94 （）C柱 （）（）a)單根柱的受力及柱

35、底剪力；b)彎距圖（）；c)軸力圖（kN）例圖2-13 恒載下排架柱內(nèi)力ABCb)ABCc)ABCa)注：，；Ri=(M1/H)C1+(M2/H)C3；Vi=iR-Ri；R=RA+RB+RC。例如對(duì)于柱A柱頂截面的彎距：M1=牛腿截面上的彎距：M1+ VA Hu-0.78×牛腿截面下的彎距：M2+M1=-29.14+14.41=-柱底截面彎距：M1+M2+ VA-0.78×11.7=-37同理可求出其他柱的截面彎距，見附圖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。2）屋面活載作用下的內(nèi)力分析屋面活載下的內(nèi)力分析方法同屋蓋自重作用下的內(nèi)力分析。

36、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。表2-5 屋面活載下柱的剪力分配項(xiàng)目C1C3M1M2RiiViA柱××-0.03()0.14()B柱-(28.9-24.4)×0-0.10()0.24 ()a)單根柱的受力及柱底剪力；b)彎距圖（）；c)軸力圖（kN）例圖2-14 屋面活載下排架柱內(nèi)力ABCc)ABC 0a)ABCb)C柱 1.1624.8×0.05=1.2424.8×0.1=2.480.43()-0.38 ()3）吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力分析吊車豎向荷載有四種基本情況，如例圖2-15所示。ABCDmaxDmina)

37、ABCDminDmaxb)ABCDminDmaxc)ABCDmaxDmind)a)Dmax作用在A柱；b) Dmin作用在A柱；c) Dmax作用在C柱；d) Dmin作用在C柱例圖2-15 吊車豎向荷載的4種基本情況吊車豎向荷載下的計(jì)算簡(jiǎn)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矩。在偏心力矩下的剪力分配過程列于例表2-6。例圖2-162-19是吊車豎向荷載下內(nèi)力圖。例表2-6吊車豎向荷載下柱剪力的分配計(jì)算項(xiàng)目C3M2RiRiiViDmax作用于A柱A柱2×18.77()-14.15 ()B柱×-6.10()12.08 ()C柱 002.07

38、 ()Dmin作用于A柱A柱×2.74()-16.51()B柱×0.75=-40.46()22.66 ()C柱 00-6.15 ()Dmax作用于C柱A柱00-2.86 ()B柱×2.71()-6.41 ()C柱 ×-10.54()9.26 ()Dmin作用于C柱A柱006.00 ()B柱×18.02()-10.26 ()C柱 ×-1.58()4.26 ()a)A、B作用Tmax；b) B、C作用Tmax例圖2-20 吊車水平荷載的2種情況ABCTmaxa)ABCTmaxb)a)單根柱的受力及柱底剪力；b)彎距圖（）；c)軸力圖（kN

39、）例圖2-17 A柱作用Dmin、B柱作用Dmax時(shí)的排架柱內(nèi)力ABCc)ABCb)ABCa)a)單根柱的受力及柱底剪力；b)彎距圖（）；c)軸力圖（kN）例圖2-16 A柱作用Dmax、B柱作用Dmin時(shí)的排架柱內(nèi)力ABCc)ABCb)ABCa)a)單根柱的受力及柱底剪力；b)彎距圖（）；c)軸力圖（kN）例圖2-19 C柱作用Dmin、B柱作用Dmax時(shí)的排架柱內(nèi)力ABCc)ABCa)ABCb)a)單根柱的受力及柱底剪力；b)彎距圖（）；c)軸力圖（kN）例圖2-18 C柱作用Dmin、B柱作用Dmax時(shí)的排架柱內(nèi)力ABCc)ABCb)ABCa)4）吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析吊車水平荷載

40、下有兩種情況，每種情況的荷載可以反向，如圖2-20中的虛線所示。吊車水平荷載的剪力分配過程見附表2-7，例圖2-21、2-22是其內(nèi)力圖。例表2-7吊車水平荷載下柱剪力的分配計(jì)算項(xiàng)目C5TRi=C5TRiiViA、B跨作用TmaxA柱209.06()-1.69 ()B柱2011.12()-1.60 ()C柱 003.29 ()B、C跨作用TminA柱003.03 ()B柱4.20()72-0.28 ()C柱 4.11()-2.76 ()注：C5根據(jù)n、和吊車水平荷載的作用位置由附錄2圖2-52-7查得。a)單根柱的受力及柱底截面剪力；b)彎距圖（）例圖2-21 A、B跨作用Tmax時(shí)的排架柱內(nèi)

41、力-1.69ABCa)ABCb)14.81a)單根柱的受力及柱底截面剪力；b)彎距圖（）例圖2-22 B、C跨作用Tmax時(shí)的排架柱內(nèi)力3.03ABCa)ABCb)5.135）風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力分析a)單根柱的受力及柱底截面剪力；b)彎距圖（）例圖2-23 風(fēng)荷載（左吹向右風(fēng)）下排架柱內(nèi)力-ABCq1a)q2ABCb) 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2-23是風(fēng)荷載下的內(nèi)力圖。因本例右吹向左風(fēng)時(shí)的荷載值與左吹向右風(fēng)時(shí)的荷載數(shù)值很接近（q1、q2大小相等，F(xiàn)w、Fw），可利用左吹向右風(fēng)的內(nèi)力圖。例表2-8風(fēng)荷載下柱剪力的分配計(jì)算項(xiàng)目C11qRi=qHC1

42、1WR=W+RiiVi左吹向右風(fēng)A柱6.37()-0.91()B柱007.06()C柱 3.60()-1.16()注：由附錄2，。內(nèi)力組合1荷載組合排架柱截面尺寸符合表2-3要求后，一般不需要進(jìn)行正常使用極限的變形驗(yàn)算，僅需要進(jìn)行承載力計(jì)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。對(duì)于排架結(jié)構(gòu)，由活荷載效應(yīng)控制的組合可采用簡(jiǎn)化規(guī)則，取下列兩種情況的較大值：GSGK+Q1SQ1KGSGK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；G、Qi為荷載和活載的分項(xiàng)系數(shù)，分別取和；簡(jiǎn)化組合值系數(shù)。由恒載效應(yīng)控制

43、的組合按下式進(jìn)行S=GSGK+式中為活荷載的組合值系數(shù)，中級(jí)載荷狀態(tài)吊車荷載的組合值系數(shù)為0.7。此時(shí)恒載分項(xiàng)系數(shù)取。設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，確定基礎(chǔ)底面尺寸時(shí)，需進(jìn)行地基計(jì)算，此時(shí)上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)組合。故對(duì)于下柱的截面，尚需按下式進(jìn)行荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合：S=SGK+ SQ1K+ 2內(nèi)力組合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(duì)稱配筋時(shí)，前兩項(xiàng)可合并為彎矩絕對(duì)值最大及相應(yīng)的軸力。每項(xiàng)組合，按一個(gè)目標(biāo)（如彎矩最大）確定活荷載是否參與組合。需注意：1）

44、 當(dāng)組合中包含吊車水平荷載時(shí)，必須同時(shí)包含吊車豎向荷載；2） 由于吊車水平荷載最多考慮兩臺(tái)，故A、B跨作用Tmax和B、C跨作用Tmax兩種情況（例表2-9中、）只能取一種；吊車水平荷載可反向，根據(jù)組合目標(biāo)選擇；3） 對(duì)于多跨廠房，吊車豎向荷載最多可以考慮四臺(tái)吊車，所以例表2-9中的荷載種類或和或可以同時(shí)考慮，但和、和只能取其中一項(xiàng)；4） 同時(shí)考慮兩臺(tái)和同時(shí)考慮四臺(tái)，多臺(tái)吊車的荷載系數(shù)是不同的，對(duì)于中級(jí)載荷狀態(tài)，前者為，后者為；5） 組合最大軸力和最小軸力時(shí)，軸力為零的項(xiàng)也應(yīng)該包含進(jìn)去。盡管這樣做對(duì)軸力沒有影響，但可使彎矩增大。軸力不變時(shí)，彎矩越大越不利。3 內(nèi)力組合值中柱的內(nèi)力組合過程列于例

45、表2-9。排架中柱截面設(shè)計(jì)1計(jì)算長(zhǎng)度及材料強(qiáng)度柱子計(jì)算長(zhǎng)度根據(jù)表2-4查得?？紤]吊車荷載時(shí) 上柱：lu=Hu×m； 下柱：ll=l×m不考慮吊車荷載時(shí) 上柱：lu=Hu×m； 下柱：ll=Hl=×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。2上柱截面配筋設(shè)計(jì) 上柱截面尺寸已初定為400×600mm，采用對(duì)稱配筋。上柱的控制截面（I-I）有三組最不利內(nèi)力：；，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

46、相近，N越小越不利；N相近時(shí)，M越大越不利，因此可用第組內(nèi)力計(jì)算配筋。e0=416.9；ea；ei=e0+ea=0.431+0.02=0.451m1fc××160000/462500=2.47>1, 取1=1.0。2=l0×9/0.6所以：e=h/2+ei-as=600/2+1.20×4=72.9mm<bh0×565=311mm As=AS'= =728mm2選用318（As=AS'=763mm2>minbh=480mm2）。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

47、應(yīng)小于d/4，且不應(yīng)小于6mm?，F(xiàn)配置6200。3下柱截面配筋設(shè)計(jì) 下柱截面按I形截面，采用對(duì)稱配筋，沿柱全長(zhǎng)各截面配筋相同。I形截面大小偏心受壓可用下式判別：當(dāng)x=N/1fcbf'< hf'時(shí)，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(jì)算；當(dāng)hf'<X=N-1fc(bf'-b)hf'/1fcb<bh0時(shí)，中和軸通過腹板，按第二類I截面的大偏心受壓截面計(jì)算；當(dāng)bh0<X< h-hf時(shí)，中和軸通過腹板，按小偏心受壓截面計(jì)算；當(dāng)h-hf <X<h時(shí)，中和軸在受拉翼緣內(nèi)，按小大偏心受壓截面計(jì)算。需注意，當(dāng)判別

48、為小偏心受壓時(shí)，上述算得的受壓區(qū)高度x并不是實(shí)際的受壓區(qū)高度。對(duì)于本例柱B，bh0=×865=475.8mm；。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(jìn)行配筋計(jì)算。例表2-10 柱B -、-截面內(nèi)力組合值匯總和取舍組號(hào)123456內(nèi)力值M（）-50.78-445.39126.10N（kN）1349.4509.51398.9558.7x（mm）439.4606.189.1640.897.7判別大偏心小偏心大偏心大偏心小偏心大偏心取舍×××注：大偏壓時(shí)，兩組內(nèi)力若M1M2、N1<N2，或N1N2,、M1>M2，

49、或M1>M2、N1>N2，則第1組比第2組不利；小偏壓時(shí)，兩組內(nèi)力若若M1M2、N1>N2，或N1N2、M1>M2，或M1>M2、N1>N2時(shí)，則第1組比第2組不利。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(shí)，按寬度為bf的矩形截面計(jì)算；當(dāng)x小于受壓翼緣bf時(shí)，按下式計(jì)算對(duì)稱配筋I(lǐng)型截面小偏心受壓的基本公式為N=1fc bx+(bf'-b)hf'+As'（fy '-s）Ne=1fcbx(h0-x/2)+1fc(bf'-b)hf'(h0- hf'/2)+fy 'As'(h0-

50、as')s=(x/h0-0.8)fy /(b-0.8)可用迭代法進(jìn)行計(jì)算。先假定受壓區(qū)高度x=x0，由第3式得到s0（A）由第3式可得到As'=Ne-1fcbx0(h0-x0/2)-1fc(bf'-b)hf'(h0- hf'/2)/fy ' (h0- as') =Ne-1430x0(865-x0/2)-×106/249000（B） 將s、As'代入第1式，可得到新的受壓區(qū)高度xx=N-1fc (bf'-b)hf'-As'（fy '-s）/1fc b=N-429000-As'（300-s）/1430（C）將x代替x0，重復(fù)使用式（A）、（B）、（C），直到滿足精度要求。例表2-11列出了3組控制內(nèi)力的計(jì)算過程。例表2-11 下柱截面的承載力計(jì)算序號(hào)設(shè)計(jì)內(nèi)力e0(mm)ei(mm)l0/h12ex(mm)Ax= Ax(mm2)M(kN.m)N(kN)1445.39811452.191721398.9815705673126.10558.7101197.7<