單層廠房課程設(shè)計(jì)計(jì)算書--某金屬裝配車間雙跨等高廠房

1、<p><b>　　《單層廠房結(jié)構(gòu)》</b></p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某金屬裝配車間雙跨等高廠房。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p

2、>　　計(jì)算排架所受的各項(xiàng)荷載。</p><p>　　計(jì)算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空間整體作用）。</p><p>　　邊柱（A、C軸線）及中柱（B軸線）的柱及牛腿設(shè)計(jì)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。</p><p>　　繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)資料</

3、b></p><p>　　金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為**m。廠房總長**m，柱距6m。廠房標(biāo)高：室內(nèi)地面±0.000，室外地面-0.450，吊車軌頂標(biāo)高8.000、10.00，屋架下弦標(biāo)高10.400、12.400。</p><p>　　廠房每跨內(nèi)設(shè)兩臺吊車，A4級工作制，起重量單學(xué)號15/3t、雙學(xué)號20/5t。吊車其它參數(shù)參見 “5~50/5t一般用途電動橋式起重

4、機(jī)基本參數(shù)和尺寸（ZQ1-62系列）”。</p><p>　　建設(shè)地點(diǎn)為某城市，基本雪壓0.30kN/m2，基本風(fēng)壓0.50kN/m2、0.45kN/m2、0.35kN/m2。凍結(jié)深度1.6m。廠房自然地坪下0.6m為回填土，回填土的下層1.8m為均勻粘土，地基承載力特征值=240kPa，土的天然重度為17.5kN/m3，土質(zhì)分布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值見表格，地下水位-5.5m。</p>

5、<p>　　廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：</p><p>　　屋架采用21m、18米、24米梯形鋼屋架，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄A“常用構(gòu)件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撐，按屋面水平投影面積計(jì)算，單位kN/m2；L為跨度，以m計(jì)）計(jì)算屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度1.4m，屋架在天窗架側(cè)板處的高度為1.7m。</p><p>　　吊車梁選用

6、鋼筋混凝土等截面吊車梁，梁高900mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值29kN/根，軌道及零件自重0.8kN/m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。</p><p>　　天窗采用矩形縱向天窗，每榀天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為34kN（包括自重、側(cè)板、窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度2.6m，天窗架坡屋頂高度0.3m。</p><p>　　天溝板自重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kN/m。</p><p&

7、gt;　　圍護(hù)墻采用240mm厚粉刷墻，自重5.2 kN/m2。鋼窗：自重0.45 kN/m2，窗寬4.0m，窗高4.8m。圍護(hù)墻直接支撐于基礎(chǔ)梁上，基礎(chǔ)梁截面為240mm×450mm?；A(chǔ)梁自重2.7kN/m。</p><p>　　材料：混凝土強(qiáng)度等級C20~C30；柱的縱向鋼筋采用HRB335或HRB400，其余鋼筋I(lǐng)級。</p><p>　　屋面卷材防水法及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：

8、</p><p>　　三氈四油防水層上鋪小石子：0.4 kN/m2；</p><p>　　25mm厚水泥砂漿找平層：0.5 kN/m2；</p><p>　　100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4 kN/m2；</p><p>　　一氈二油隔汽層：0.05 kN/m2；</p><p>　　25mm厚水泥砂漿找平層：0.

9、5 kN/m2；</p><p>　　6m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4 kN/m2。</p><p>　　8、未詳細(xì)內(nèi)容見相關(guān)圖集、規(guī)范、資料</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　計(jì)算內(nèi)容完整，計(jì)算正確，有必要的示意圖。</p><p>　　計(jì)算書裝訂：封皮、任務(wù)書、計(jì)算

10、書，格式采用統(tǒng)一模板，可電子錄入后打?。▎蚊婊螂p面打印均可），也可手寫但不得用鉛筆書寫。</p><p>　　計(jì)算書部分表述符合專業(yè)要求。所有示意圖、表格都有編號，安排在正文引用的附近位置。示意圖線條規(guī)整、字跡清楚、整潔。</p><p>　　施工圖符合建筑制圖規(guī)范的要求。</p><p><b>　　八、附錄</b></p>&

11、lt;p>　　附表一 任務(wù)分配表</p><p>　　附表一 任務(wù)分配表</p><p>　　廣陵學(xué)院土建81104班</p><p><b>　　計(jì)算書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)資料</b></

12、p><p><b>　　（一）、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某金屬裝配車間雙跨等高廠房。</p><p><b>　　（二）、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1、計(jì)算排架所受的各項(xiàng)荷載。</p><p>　　2、計(jì)算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車荷載不考慮廠房的空

13、間整體作用）。</p><p>　　3、邊柱（A、C軸線）及中柱（B軸線）的柱及牛腿設(shè)計(jì)，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。</p><p>　　4、繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。</p><p><b>　?。ㄈ?、設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1、金屬結(jié)構(gòu)車間為兩跨廠房，跨度均為21m。廠房總長54m，柱

14、距6m。廠房標(biāo)高：室內(nèi)地面±0.000，室外地面-1.500，吊車軌頂標(biāo)高10.00，屋架下弦標(biāo)高12.400。</p><p>　　2、廠房每跨內(nèi)設(shè)兩臺吊車，A4級工作制，起重量20/5t。吊車其它參數(shù)由表-1給出。</p><p>　　表-1 吊車的有關(guān)參數(shù)參數(shù)表 </p><p>　　3、建設(shè)地點(diǎn)為某

15、城市，基本雪壓0.30kN/m2，基本風(fēng)壓0.50kN/m2，凍結(jié)深度1.6m。廠房自然地坪下0.6m為回填土，回填土的下層8m為均勻粘土，地基承載力特征值=240kPa，土的天然重度為17.5kN/m3，土質(zhì)分布均勻。下層為粗砂土，地基承載力特征值=350kPa，地下水位-5.5m。</p><p>　　4、廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：</p><p>　?。?）、屋架采用21m梯

16、形鋼屋架，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》附錄A“常用構(gòu)件和材料的自重”，按0.12+0.011L（含支撐，按屋面水平投影面積計(jì)算，單位kN/m2；L為跨度，以m計(jì)）計(jì)算屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值（包括支撐）。屋架側(cè)端高度1.4m，屋架在天窗架側(cè)板處的高度為1.7m。</p><p>　?。?）、吊車梁選用鋼筋混凝土等截面吊車梁，梁高900mm，自重標(biāo)準(zhǔn)值29kN/根，軌道及零件自重0.8kN/m，軌道及墊層構(gòu)造高度200mm。<

17、;/p><p>　?。?）、天窗采用矩形縱向天窗，每榀天窗架每側(cè)傳給屋架的豎向荷載為34kN（包括自重、側(cè)板、窗扇、支撐等的自重）。天窗側(cè)板高度2.6m，天窗架坡屋頂高度0.3m。</p><p>　?。?）、天溝板自重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kN/m。</p><p>　　圍護(hù)墻采用240mm厚粉刷墻，自重5.2 kN/m2。鋼窗：自重0.45 kN/m2，窗寬4.0m，窗高

18、4.8m。圍護(hù)墻直接支撐于基礎(chǔ)梁上，基礎(chǔ)梁截面為240mm×450mm?；A(chǔ)梁自重2.7kN/m。</p><p>　　材料：混凝土強(qiáng)度等級C20~C30；柱的縱向鋼筋采用HRB335或HRB400，其余鋼筋I(lǐng)級。</p><p>　　屋面卷材防水法及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：</p><p>　　三氈四油防水層上鋪小石子：0.4 kN/m2；</p>

19、<p>　　25mm厚水泥砂漿找平層：0.5 kN/m2；</p><p>　　100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4 kN/m2；</p><p>　　一氈二油隔汽層：0.05 kN/m2；</p><p>　　25mm厚水泥砂漿找平層：0.5 kN/m2；</p><p>　　6m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4 kN/m2。</

20、p><p><b>　　二、材料的選用</b></p><p>　　混凝土強(qiáng)度等級為C25，柱的縱向鋼筋采用HRB335級，其余鋼筋采用I級。</p><p>　　三、計(jì)算簡圖及柱截面幾何參數(shù)的確定</p><p><b>　　1、計(jì)算簡圖</b></p><p>　　本裝配車間

21、工藝無特殊要求，荷載分布均勻。故選具有代表性的排架進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。排架的負(fù)荷范圍如圖-1所示。結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖如圖-2所示。</p><p>　　下面來確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖中的幾何尺寸。</p><p>　　圖-1 排架的負(fù)荷范圍</p><p>　　圖-2 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖</p><p>　　2、柱截面幾何參數(shù)的確定</p><

22、;p>　　(1)、基礎(chǔ)的埋置深度及基礎(chǔ)高度：</p><p>　　考慮凍結(jié)深度及回填土層，選取基礎(chǔ)至室外地面為1.8m。初步估計(jì)基礎(chǔ)的高度為1.0m，則基礎(chǔ)頂面標(biāo)高為-0.95m。</p><p>　　(2)、牛腿頂面標(biāo)高確定：</p><p>　　軌頂標(biāo)高為10m，吊車梁高0.9m，軌道及墊層高度為0.2m。可得牛腿頂標(biāo)高為10-1.1=8.9m。</

23、p><p>　　(3)、上柱標(biāo)高的確定：</p><p>　　屋架下弦標(biāo)高為12.4m，既上柱頂?shù)臉?biāo)高為12.4m。</p><p>　　(4)、計(jì)算簡圖中上柱和下柱的高度尺寸確定：</p><p>　　上柱高：HU =12.4-8.9=3.5m</p><p>　　下柱高：HL=8.9+0.95=9.85m</p&

24、gt;<p>　　柱的總高度：.H=13.35m </p><p>　　(5)、柱截面確定：上柱選矩形截面，下柱選工字形截面</p><p>　　對于下柱截面高度h：由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m，吊車梁及軌道構(gòu)造高度為1.1m，因此，基礎(chǔ)頂至吊車梁頂?shù)母叨菻k=9.85+1.1=10.95m<11m；</p><p>　　下柱截面高

25、度h≥HK/9=10.95/9=1.22m。</p><p>　　下柱截面寬度B≥HL/20=9.85/20=0.4925m。并且B≥400m。</p><p>　　對于上柱截面主要考慮構(gòu)造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm。</p><p>　　對于本設(shè)計(jì)邊柱，即A，C軸柱（圖-3所示）：</p><p>　　上柱取500*500m

26、m</p><p>　　下柱取500*1300*100mm</p><p>　　對于本設(shè)計(jì)中柱，即B軸柱（圖-4所示）：</p><p>　　上柱取500*700mm</p><p>　　下柱取500*1500*100mm</p><p>　　圖-3 圖

27、-4</p><p>　　(6)、截面幾何特征和柱的自重計(jì)算</p><p>　　截面幾何特征包括：截面面積A，排架方向慣性矩IX和回轉(zhuǎn)半徑RX，垂直于排架方向慣性矩IY和回轉(zhuǎn)半徑RY。單位長度柱的自重用G表示。</p><p>　?。╝）A，C軸柱截面幾何特征：</p><p>　　上柱：A=500*500=250*103mm2</p

28、><p>　　G=25*0.25=6.25KN/m</p><p>　　IX=IY=（1/12）*500*5003=5208*106 mm4</p><p>　　RX=RY=（IX/A）1/2=141.82mm </p><p><b>　　下柱：</b></p><p>　　IX=(1/12)*1

29、00*13003+4[(1/12)*200*1003+200*100*6002]+4[(1/36)*25*(550-(25/3)) 2]</p><p>　　=50109.38*106mm4</p><p>　　IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1300-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）<

30、;/p><p>　　=2333.33*106mm4</p><p>　　RX=（IX/A）1/2=477.25mm</p><p>　　RY=（IY/A）1/2=102.99mm</p><p>　?。╞）中柱B軸柱截面幾何特征：</p><p>　　上柱：A=500*700=350*103mm2</p>&

31、lt;p>　　G=25*0.35=8.75KN/m</p><p>　　IX=（1/12）*500*7003=14291.67*106mm4 </p><p>　　IY=（1/12）*700*5003=7291.672*106mm4 </p><p>　　RX=（IX/A）1/2=202.07mm</p><p>　　RY=（IY/A

32、）1/2=144.34mm</p><p>　　下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mm</p><p>　　G=25*0.24=6.00KN/m</p><p>　　IX=(1/12)*100*15003+4[(1/12)*200*1003+200*100*7002]+4[(1/36)*</p>&

33、lt;p>　　200*25+1/2*200*25(650-(25/3)) 2]</p><p>　　=71509.38*106mm4</p><p>　　IY=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1500-200）*1003+4[（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）=2350*106mm4</p><p

34、>　　RX=（IX/A）1/2=545.85mm</p><p>　　RY=（IY/A）1/2=98.95mm</p><p>　　為便于后面使用，各柱的截面幾何特征列于表-2。</p><p>　　表-2 各柱的截面幾何特征</p><p>　　四、荷載計(jì)算 </p><p&

35、gt;<b>　　1、恒載</b></p><p>　?。?）屋蓋自重G1：天窗自重、屋面構(gòu)造自重、屋架自重</p><p><b>　　屋面均布荷載匯集：</b></p><p>　　三氈四油防水層上鋪小石子：0.4KN/m2</p><p>　　25mm厚水泥沙漿找平層：0.5KN/m2<

36、/p><p>　　100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4KN/m2</p><p>　　一氈二油隔氣層：0.05KN/m2</p><p>　　25厚水泥沙漿找平層：0.5KN/m2</p><p>　　6m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4KN/m2</p><p>　　合計(jì)：3.25 KN/m2</p><p&

37、gt;　　屋蓋結(jié)構(gòu)自重由屋架傳給排架柱的柱頂G1按負(fù)荷范圍計(jì)算：</p><p>　　其值為：屋面結(jié)構(gòu)傳來：3.25*6*21*0.5=204.75KN</p><p>　　天窗架傳來：34KN</p><p>　　天溝板傳來：2.02*6=12.12KN</p><p>　　屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值：95/2=47.5KN</p>&l

38、t;p>　　合計(jì)： G1=298.37KN</p><p>　　對于A，C軸柱：G1A=G1C=298.37KN。對柱頂?shù)钠木鄀1A=e1C=250-150=100mm。如圖-5所示。</p><p>　　對于中柱：G1B =2*298.37=596.74KN。對柱頂?shù)钠木鄀1B=0。如圖-6所示。</p><p>　　圖-5

39、 圖-6</p><p>　?。?）柱自重：上柱G2、下柱G3</p><p><b>　　上柱G2：</b></p><p>　　對于邊柱：G2A=G2C=6.25*3.5=21.875KN。其偏心距e2A=e2C=650-250=400mm</p><p>　　對于中柱：G2

40、B，K=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距e2B=0。</p><p><b>　　下柱G3：</b></p><p>　　對于邊柱：G3A=G3C=8.55*5.5*1.1=51.78KN。其偏心距e4A=e4C=0</p><p>　　對于中柱：G3B=6.00*8.55*1.1=56.43 KN。其偏心距e4B=0</p&

41、gt;<p>　?。?）吊車梁及軌道自重G4：</p><p>　　邊柱牛腿處：G4A=G4C=38+0.8*6=43.8KN。其偏心距e3A=e3C=750-650=100mm</p><p>　　對于中柱牛腿處：G4B左=G4B，K左=43.8KN 。其偏心距：e3B左=e3B=750mm。</p><p><b>　?。?）墻自重G5：

42、</b></p><p>　　為了確定墻體的荷載，需要計(jì)算墻體的凈高：基礎(chǔ)頂標(biāo)高為-0.950m。軌頂標(biāo)高+10m。檐口標(biāo)高為：10+2.4+1.4=13.8m?；A(chǔ)梁高：0.45m，因此，墻體凈高為：13.8+0.95-0.45=14.3m。窗寬4m，窗高4.8+1.8=6.6m。</p><p>　　基礎(chǔ)連系梁與上部墻體自重：5.2*（14.3*6-4*6.6）+0.45*

43、4*6.6=282.264KN。 </p><p>　　基礎(chǔ)連系梁自重：2.7*6=16.2KN</p><p>　　基礎(chǔ)連系梁與上部墻體自總重：G6A，K=G6C，K=282.264+16.2=298.464KN 。</p><p>　　這項(xiàng)荷載直接作用在基礎(chǔ)頂面。對下柱中心線的偏心距為：e6A=e6C=120+650=770mm。</p><

44、;p>　　各永久荷載的大小和作用位置如圖-7所示：</p><p><b>　　\\</b></p><p>　　圖-7 活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡圖</p><p>　　圖-7 各永久荷載、活荷載的打大?。↘N）和作用位置</p><p><b>　　2、屋面活荷載</b></p&

45、gt;<p>　　按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5KN/m2</p><p>　　屋面雪荷載：0.3KN/m2，不考慮積灰荷載，故僅按屋面活荷載計(jì)算。</p><p>　　活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡圖如下所示：</p><p>　　圖-8 活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡圖</p><p>

46、;<b>　　3、吊車荷載</b></p><p>　　AB、BC 跨吊車為兩臺200/50，A4級工作制（中級工作制）。</p><p><b>　　最小輪壓計(jì)算：</b></p><p>　　AB跨：=-=-187=45KN</p><p>　　吊車豎向荷載、的計(jì)算，按每跨兩臺吊車同時工作且達(dá)到

47、最大起重量考慮。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為=0.9。吊車荷載的計(jì)算利用吊車支座反力影響線求得。</p><p>　　AB跨吊車豎向荷載DMAX，K、DMIN，K的計(jì)算：</p><p>　　DMAX，K=PMAX=0.9*187（1+1.6/6+4.8/6+0.4/6）=359.04</p><p>　　DMIN，K=

48、 DMAX=359.04*45.0/187=86.4KN</p><p>　　吊車豎向荷載DMAX，K、DMIN，K的作用位置與G3作用位置相同。</p><p>　　吊車水平荷載TMAX，K的計(jì)算，按每跨2臺吊車同時工作且達(dá)到最大起重量考慮。按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為=0.9，吊車水平系數(shù)=1.0。吊車水平荷載的計(jì)算也可利用吊車豎向荷載計(jì)算

49、時吊車糧支座反力影響線求的。</p><p>　　每各車輪傳遞的水平力的標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　TK=1/4（G2，K+G3，K）=1/4*0.1*（70.1+200）=6.76KN</p><p>　　則AB跨的吊車傳給排架的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：</p><p>　　TMAX，K=TK*DMAX，K/PMAX，K=6.76*359.04/

50、187=12.97KN</p><p>　　各跨吊車水平荷載TMAX，K作用在吊車梁頂面，即作用在距吊車梁頂0.9m處。</p><p><b>　　4、風(fēng)載</b></p><p>　　封閉式帶天窗的雙跨雙坡屋面的風(fēng)載體型系數(shù)查荷載規(guī)范表7.3.1第14項(xiàng)。</p><p>　　確定q1、q2、Fw，繪制示意圖。<

51、;/p><p>　　本地區(qū)基本風(fēng)壓Wo=0.5KN/M2。</p><p>　　在左風(fēng)情況下，天窗處的μs的確定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以μs=+0.6。</p><p>　　作用在柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載按均布考慮，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按注頂標(biāo)高取值。</p><p>　　柱頂至屋脊間屋蓋部分的風(fēng)荷載，仍取為均布的，其對

52、排架的作用則按作用在柱頂?shù)乃郊酗L(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Fw考慮。</p><p>　　這時的風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按天窗檐口取值；</p><p>　　柱頂至室外地面的高度為：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m</p><p>　　天窗檐口至室外地面的高度為：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.</p><p>　　按線性

53、內(nèi)插法確定μz:</p><p><b>　　柱頂:</b></p><p><b>　　天窗檐口處: </b></p><p>　　左風(fēng)情況下風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值:</p><p>　　q1k=μs1μzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/M</p><p>

54、　　q2k=μs2μzWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M</p><p>　　柱頂以上的風(fēng)荷載可轉(zhuǎn)化為一個水平集中力計(jì)算,其風(fēng)壓高度變化系數(shù)統(tǒng)一按天窗檐口處μz=1.1582取值.其標(biāo)準(zhǔn)值為:</p><p>　　Fwk=ΣμsμzWohB</p><p>　　=[(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4]+[(0.4-0.2+

55、0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3]+[(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.1582*0.55*6*2.6]+[(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3]=30.27KN</p><p>　　右風(fēng)和左風(fēng)情況對稱,方向相反。</p><p>　　圖-9 風(fēng)荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡圖</p><p>　　五、內(nèi)力分

56、析 </p><p>　　本單層廠房是兩胯的對稱結(jié)構(gòu)，C主和A柱受力完全一樣，因此只要計(jì)算AB</p><p><b>　　就可以了。</b></p><p>　　本廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算。在各種</

57、p><p>　　荷載作用柱頂按可動鉸支座計(jì)算，不考慮廠房的空間工作。這里規(guī)定柱頂不動鉸支</p><p>　　座反力R，柱頂剪力V和水平荷載自左向右為正，截面彎矩以柱左側(cè)受拉為正，</p><p>　　柱的軸力以受壓為正。</p><p>　　1、計(jì)算剪力分配系數(shù)</p><p>　　單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：Δu=H

58、3/(C0ECIL) C0=3/[1+λ3(1-n)/n]</p><p><b>　　計(jì)算有關(guān)參數(shù)：</b></p><p>　　AC柱：λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL=5208*106/(51942.92*106)=0.104</p><p>　　C0=3/[1+λ3(1-n)/n]=3/[1+0.290

59、3 (1-0.104)/0.104]=2.479</p><p>　　B柱：λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290；n=Iu/IL=14291.67.5*106/（74060.88*106）=0.1998</p><p>　　C0=3/[1+λ3(1-n)/n]=3/[1+0.0.2903 (1-0.1998)/0.0.1998]=2.733</p><p>

60、　　單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：</p><p>　　C柱：ΔuA=ΔuC= H3/ (C0ECIL)=120503/（2.479*EC*50109.375*106）=14.085/ EC</p><p>　　B柱：ΔuB= H3/ (C0ECIL)=120503/（2.733*EC*71509.375*106）=18.953/ EC</p><p><b&

61、gt;　　令Ki=1/Δui</b></p><p>　　K=Ka+kb+kc=1/ΔuA +1ΔuB /+1/Δuc=0.2537 EC</p><p>　　所以，三根柱的剪力分配系數(shù)為：</p><p>　　ηA=K A/K=0.2798; ηB =K B /K=0.440; ηc=Kc/K=0.2798</p><p>　　

62、驗(yàn)算：ηA+ηB +ηc≈1.0</p><p>　　當(dāng)柱頂有水平荷載F時，求出剪力分配系數(shù)后，即可求出柱頂剪力：</p><p>　　VA=ηAF；VB=η BF；Vc=ηcF</p><p>　　求出柱頂剪力后，即可按懸臂柱繪出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。下面進(jìn)行各種荷載走</p><p><b>　　作用下排架的內(nèi)力。</b>&

63、lt;/p><p>　　2、恒載下排架內(nèi)力： </p><p>　　圖-10 永久荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡圖</p><p>　　對M作用進(jìn)行排架分析，對圖-10中的豎向荷載所產(chǎn)生的軸力直接累加。</p><p>　　各柱頂不動鉸支座的支座反力：</p><p>　

64、　C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.104-1)/0.104]/[1+0.2903</p><p>　　(1-0.104)/0.104=2.1376</p><p>　　C3=1.5*(1-λ2)/[1-λ3(1-n)/n]= 1.5*(1-0.2902)/[1+0 </p><p>　　A柱：λ=

65、 0.290；n =0.104.2903(1-0.104)/0.104]=1.1353</p><p>　　R1=MC1/H=29.837*2.1376/12.05=5.2929KN()</p><p>　　R2=MC3/H=125.908*1.1353/12.05=11.8625KN()</p><p>　　所以RA=R1+R2=17.1154KN（）</p

66、><p><b>　　B柱：RB=0</b></p><p>　　C柱：RC=-RA=-17.1154KN（）</p><p>　　所以：假設(shè)的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+ RB+ RC=0</p><p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p><p>　　VA= RA=17.1154

67、KN（）</p><p><b>　　VB= RB=0</b></p><p>　　VC= -17.1154KN（）</p><p><b>　　圖-11</b></p><p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算?，F(xiàn)把各柱的軸力算過程敘述如下，彎矩和剪力的計(jì)算從略。排架的彎矩圖，

68、柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-12所示。柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：</p><p>　　AC柱：柱頂：N=298.37KN</p><p>　　上柱底：N=298.37+21.875=320.245KN</p><p>　　下柱頂：N=320.245+43.8=364.045KN</p><p>　　下柱底：N=364.045+51.78=415

69、.825KN</p><p>　　B柱：柱頂：N=596.74KN</p><p>　　上柱底：N=596.74+30.625=627.365KN</p><p>　　下柱頂：N=627.365+43.8*2=714.965KN</p><p>　　下柱底：N=714.965+56.43=771.395KN </p><p

70、>　　永久荷載作用下的彎矩（KNM）圖和柱底剪力（KN） （b）永久荷載作用下的軸力（KN）</p><p>　　圖-12 永久荷載作用下排架的內(nèi)力圖</p><p>　　3、屋面活荷載下的內(nèi)力</p><p>　　A柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/IL=0.104；C1=2.1376；C3=1.1353</p><p>　

71、　R1=M1AKC1/H=3.15*2.1376/12.05=0.559 KN（）</p><p>　　R2=M2AKC3/H=12.6*1.1353/12.05=1.187KN（）</p><p>　　所以RA=R1+R2=1.746KN（）</p><p>　　B柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/IL=0.199</p><p>　

72、　C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.1998-1)/0.197]/[1+0.2903</p><p>　　(1-0.1998)/0.1998]=1.827</p><p>　　RB=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN()</p><p><b>　　

73、C柱：Rc=0</b></p><p>　　所以：假設(shè)的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=2.462KN（）</p><p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p><p>　　VA= RA-ηAR=1.057KN（）</p><p>　　VB=RB-ηB R=-0.367 KN（）</p>&l

74、t;p>　　VC=Rc-ηcR=-0.689 KN（）</p><p><b>　　ΣVi≈0</b></p><p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。</p><p>　　4、吊車荷載作用下的排架內(nèi)力（不考慮廠房整體空間工作）</p><p>　?。?）、AB跨有吊車荷載，Dmax,k作用在

75、A柱，Dmin,k作用在B</p><p>　　柱時排架內(nèi)力分析，其計(jì)算簡圖如圖-14所示。</p><p>　　A柱：λ==0.290；n==0.104；C3=1.1353 </p><p>　　RA=R2=C3=35.904*1.1353/12.05=-3.3827（

76、 圖-14 </p><p>　　B柱：λ==0.290；n==0.1998； </p><p>　　C3=1.5*（1-λ2）/[1+λ3（-1）]= 1.5*（1-0.2902）/[1+0.2903（-1）]=1.25175

77、 </p><p>　　所以：假設(shè)的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=3.3487（ ） </p><p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p&g

78、t;<p><b>　　0</b></p><p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-15所示。 </p><p>　　(a) Dmax,k在A柱時的軸力(KN) (b) Dmax,k作用在A柱時的彎距和柱底剪力</p><p><b>　　圖-

79、15</b></p><p>　?。?）、AB跨有吊車荷載，Dmax,k作用在B柱，Dmin,k作用在A柱時排架內(nèi)力分析，其計(jì)算簡圖如圖-16所示。 </p><p>　　A柱：λ==00290；n==0.104；C3=1.1353 </p>&l

80、t;p>　　RA=R2=C3=-3.3827（ ） </p><p>　　B柱：λ==0.290；n==0.1998； </p><p>　　C3=1.5*（1-λ2）/[1+λ3（-1）]= 1.5*（1-0.2902）/[1+0.

81、2903（-1）]=1.25175 </p><p>　　RB=R2=C3=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN( ） 圖-16

82、 </p><p>　　C柱：RC=0 </p><p>　　所以：假設(shè)的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=+3.3487（ ） </p>

83、<p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p><p>　　VA=RA-ηAR=--3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197（ ）</p><p>　　VB=RB-ηBR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580（ ）</p><p>　　VC=RC-ηCR=-0.2798*3.3487=-0.93697（

84、）</p><p><b>　　0</b></p><p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-17所示。 </p><p><b>　　圖-17</b></p><p>　?。?）、BC跨有吊車荷載，Dmax,k作用在B柱，Dmi

85、n,k作用在C柱時排架內(nèi)力分析，其計(jì)算簡圖如圖-18所示。</p><p>　　B柱：λ==0.300；n==0.200；C3=1.31 </p><p>　　RB=R2=C3=353.87*1.31/13.45= -34.47 ） </p>

86、<p>　　C柱：λ==0.260；n==0.104； </p><p>　　RC=R2=C3=11.66*1.215/13.45=1.05KN（ ） </p><p>　　A柱：RA=0

87、 </p><p>　　所以：假設(shè)的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-33.42（ ） </p><p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p><p&

88、gt;　　VA=RA-ηAR=0.282*33.42= 9.42KN（ ）</p><p>　　VB=RB-ηBR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN（ ）</p><p>　　VC=RC-ηCR=1.01+0.282*33.42=10.47KN（ ）</p><p><b>　　0</b></p>

89、;<p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-19所示。 </p><p><b>　　圖-18</b></p><p>　　(a) Dmax,k在B柱時的軸力(KN) (b) Dmax,k作用在B柱時的彎距和柱底剪力</p><p>　　圖-

90、19 </p><p>　　（4）、BC跨有吊車荷載，Dmax,k作用在C柱，Dmin,k作用在B </p><p>　　B柱：λ==0.260；n==0.200；C3=1.31 </p><p>　　RA=R2=C3=-87.47*1.31/13.45= -8.52（ ）

91、 </p><p>　　C柱：λ==0.260；n==0.104；C3=1.215 </p><p>　　RC=R2=C3=47.18*1.215/13.45=4.26KN（ ）

92、 </p><p>　　A柱：RA=0 </p><p>　　所以：假設(shè)的排架柱頂不動鉸支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-4.26（ ） </p>

93、;<p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p><p>　　VA=RA-ηAR=0.282*4.26= 1.20KN（ ）</p><p>　　VB=RB-ηBR=-8.52+0.434*4.26=-6.67KN（ ）</p><p>　　VC=RC-ηCR=4.26+0.282*4.26=6.11KN（ ）</p>&

94、lt;p><b>　　0</b></p><p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，排架的彎距圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖-21所示。 </p>

95、<p>　　(a) Dmax,k在B柱時的軸力(KN) (b) Dmax,k作用在B柱時的彎距和柱底剪力</p><p>　　圖-21 BC跨有吊車Dmax,k作用在C柱時排架內(nèi)力圖 </p><p>　?。?）、作用于AB跨，即 AB跨有吊車</p><p>　　吊車水平荷載Tmax,k的作用點(diǎn)距柱頂?shù)木嚯xy=3.5-

96、0.9=2.6m；y/Hu=0.743。因此排架柱頂不動鉸支座的支座反力系數(shù)C4需用線形內(nèi)插法確定。</p><p>　　C柱：λ=0290；n= 0.104；</p><p>　　當(dāng)y=0. 7 Hu時：</p><p>　　C4=[2-2.1λ+λ3（0.243/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.698</p><p>

97、;　　當(dāng)y=0. 8 Hu時：</p><p>　　C4=[2-2.4λ+λ3（0.112/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.654</p><p>　　所以當(dāng)y=0. 743Hu時：C4=0.582+（0.743-0.7）（0.532-0.582）（0.8-0.7）=0.607</p><p>　　B柱：λ= 0.290；n= 0.1998&l

98、t;/p><p>　　C4=[2-2.1λ+λ3（0.234/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.679</p><p>　　當(dāng)y=0. 8 Hu時：</p><p>　　C4=[2-2.4λ+λ3（0.112/n+0.1）]/{2[1+λ3（1/n-1）]}=0.689</p><p>　　所以當(dāng)y=0. 743Hu時：C4=

99、0.689+（0.743-0.7）（0.646-0.689）（0.8-0.7）=0.670</p><p>　　柱頂不動鉸支座反力的計(jì)算：</p><p>　　A柱：RA=R2= C4Tmax,k=0.679*12.97=8.81KN（ ）</p><p>　　B柱：RB=R2= C4Tmax,k=0.670*12.97=8.69KN （ ）</p>

100、<p><b>　　C柱：RC=0</b></p><p>　　所以：假設(shè)的柱頂不動鉸支座的支座反力之和：</p><p>　　R= RA+RB+RC=17.5KN（ ）</p><p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p><p>　　VA=RA-ηAR=8.86 -0.2798*17.5= 3.194

101、KN（ ）</p><p>　　VB=RB-ηBR=8.69-0.440*17.5=0.99KN（ ）</p><p>　　VC=RC-ηCR=-0.440*17.5=-4.897KN（ ）</p><p><b>　　0</b></p><p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。排架的彎矩

102、圖，柱底剪力和軸如圖所示，柱的軸力為零 </p><p>　　5、風(fēng)載下的排架內(nèi)力</p><p>　?。?）、左風(fēng)情況： </p><p>　　在均布風(fēng)荷載作用下，各柱頂不動鉸支座反力的計(jì)算： 圖-16</

103、p><p>　　A柱：λ=0.290；n= 0.104；</p><p>　　C5=3[1+λ4（1/n-1）]/{8[1+λ3（1/n-1）]}=0.3745</p><p>　　RA= -C5qH=--0.3745*2.667*12.05=-12.0369（ ）</p><p>　　C柱：λ=Hu/H=0.290；n=Iu/Il=0.104

104、；C5=0.3745</p><p>　　RC = -C5qH=-0.3745*1.333*12.05= -6.0155KN（ ）</p><p>　　所以：假設(shè)的柱頂不動鉸支座的支座反力之和：</p><p>　　R= RA+RB+RC=-18.0254KN（ ）</p><p>　　所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：</p>

105、<p>　　VA=RA-ηAR+ηAFw=1.4837KN（ ）</p><p>　　VB=RB-ηBR+ηBFw =-21.26KN（ ）</p><p>　　VC=RC-ηCR+ηCFw =7.5051KN（ ）</p><p><b>　　Fw</b></p><p>　　各柱頂?shù)膶?shí)際剪

106、力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。排架的彎矩圖，柱底剪力和軸力圖如圖-23所示，柱的軸力為零。</p><p>　　2．右風(fēng)情況：其計(jì)算簡圖如圖-所示。由于對稱性，右風(fēng)作用時的內(nèi)力圖如圖所示。</p><p><b>　　六、最不利內(nèi)力組合</b></p><p><b>　　1、荷載組合系數(shù)</b></p>

107、<p>　　關(guān)于荷載組和系數(shù)，風(fēng)荷載：0.6，其他0.7。準(zhǔn)永久 值系數(shù)風(fēng)0，屋面活荷載：不上人0，上人：0.4，吊車：0.6。</p><p>　　四臺吊車的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.8/0.9。</p><p><b>　　2、控制截面</b></p><p>　　上柱底I-I、下柱頂II-II、下柱底III-III。每一個控制截面均進(jìn)行

108、基本組合，用于柱配筋計(jì)算和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；標(biāo)準(zhǔn)組合：用于柱裂縫寬度驗(yàn)算和地基承載力設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于地質(zhì)條件較好，本題不進(jìn)行地基變形驗(yàn)算，否則還應(yīng)增加III-III截面的準(zhǔn)永久組合。</p><p>　　基本組合采用的荷載組合方式用規(guī)范給出的簡化組合方式，即：</p><p>　　恒荷載+0.9（任意兩個或者兩個以上活荷載之和）</p><

109、;p><b>　　恒載+任意活載</b></p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)組合，也可采用上述的基本組合規(guī)則，但荷載的分項(xiàng)系數(shù)均為1.0。</p><p><b>　　最不利內(nèi)力：</b></p><p><b>　　3、內(nèi)力組合表</b></p><p>　　分別對A、B柱，繪制

110、內(nèi)力組合表。由附表給出。</p><p><b>　　七、柱的設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄒ唬〢、C 柱截面設(shè)計(jì)</p><p>　　砼：強(qiáng)度等級C25（f=11.9N/MM,f=1.27N/MM）,=0.55</p><p>　　上柱： =1521.71KN</p><p><b&

111、gt;　　下柱：</b></p><p><b>　　在腹板范圍內(nèi)</b></p><p>　　上柱高3.5m,下柱高8.55m，總高12.05m ,柱截面尺寸見表，確定柱的計(jì)算長度。</p><p>　　排架方向：當(dāng)考慮吊車荷載時</p><p><b>　　上柱： </b></

112、p><p><b>　　下柱： </b></p><p><b>　　當(dāng)不考慮吊車荷載時</b></p><p><b>　　上柱</b></p><p><b>　　下柱：</b></p><p>　　垂直于排架方向：（按無柱間支撐）

113、</p><p><b>　　當(dāng)考慮吊車荷載時</b></p><p><b>　　上柱：</b></p><p><b>　　下柱 </b></p><p><b>　　當(dāng)不考慮吊車荷載時</b></p><p><b&

114、gt;　　上柱：下柱</b></p><p><b>　　下柱：</b></p><p>　　該廠房工作環(huán)境屬一類環(huán)境，預(yù)制構(gòu)件砼保護(hù)層。按規(guī)范要求，取25 mm，則=’=35mm.</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用對稱配筋，選取內(nèi)力時，只考慮彎矩絕對值。經(jīng)分析，對基本組合所選擇的不利內(nèi)力見表。</p><p>

115、;<b>　　取舍原則</b></p><p>　　對大偏壓：M相等或接近時，取N小者；</p><p>　　N相等或接近時，取M大者；</p><p>　　對小偏壓：M相等或接近時，取N大者；</p><p>　　N相等或接近時，取M大者；</p><p><b>　　上柱配筋計(jì)算：&

116、lt;/b></p><p><b>　　假設(shè)為大偏壓</b></p><p>　　上柱截面選定分別為，</p><p><b>　　按最小配筋率：</b></p><p><b>　　另外</b></p><p>　　垂直于排架方向承載力驗(yàn)算（按

117、軸心受壓驗(yàn)算）</p><p><b>　　，查表得，</b></p><p>　　所以垂直于排架方向承載力滿足要求。</p><p><b>　　下柱截面的配筋計(jì)算</b></p><p>　　選III-III截面：</p><p><b>　　先按大偏壓計(jì)算：&

118、lt;/b></p><p><b>　　則可按大偏壓計(jì)算</b></p><p>　　垂直于排架方向承載力，按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算</p><p><b>　　查表可得，</b></p><p>　　下柱再計(jì)算一個小偏心受壓的情況</p><p><b>　　先

119、按大偏壓計(jì)算：</b></p><p>　　應(yīng)按大偏壓計(jì)算，屬于大偏心受壓情況，其他各不利內(nèi)力的配筋計(jì)算從略。最終確定上柱的受力鋼筋為：，下柱兩邊的受力鋼筋為。</p><p><b>　　下柱截面的配筋計(jì)算</b></p><p>　　選III-III截面：</p><p>　　，N=1010.55KN，=

120、1.0=7.85m，=1.0=7.85m</p><p>　　=M/N=510.34/1010.55=0.505m</p><p>　　取/30和20mm中的大值，故取/30=33.3mm</p><p>　　=+=505+33.3=583.3mm</p><p>　　考慮撓度的二階效應(yīng)對偏心矩的影響</p><p>

121、　　1=0.5A/N=0.5*11.9*167500/1015.55*103=0.986</p><p>　　/h=7.85/1=7.85<15，=1</p><p>　　=1+（/h）1=1.08</p><p>　?。ǘ⒅芽p寬度驗(yàn)算</p><p>　　在柱的標(biāo)注組合中，-（上柱 下柱）</p><p>

122、;　　需要進(jìn)行跨度裂縫驗(yàn)算的不利內(nèi)力，見表5</p><p>　　裂縫寬度驗(yàn)算的不利內(nèi)力表 表5</p><p>　　現(xiàn)在以的情況來驗(yàn)算最大裂縫寬度。</p><p><b>　　構(gòu)件力特征系數(shù)</b></p><p>　　——最外層受拉鋼筋外邊緣至受拉底邊的距離。</p><p><b&g