某金屬裝配車(chē)間雙跨等高單層廠房課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

1、 單層廠房課程設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)一、 設(shè)計(jì)題目某金屬裝配車(chē)間雙跨等高廠房。二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 計(jì)算排架所受的各項(xiàng)荷載。2、 計(jì)算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車(chē)荷載不考慮廠房的空間整體作用）。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)。4、 繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。三、 設(shè)計(jì)資料1、 金屬結(jié)構(gòu)車(chē)間為兩跨廠房，跨度均為21m。廠房總長(zhǎng)54m，柱距6m。廠房標(biāo)高：室內(nèi)地面±0.000，室外地面-1.500，吊車(chē)軌頂標(biāo)高一班8.000、二班10.00，屋架下弦標(biāo)高一班10.400、二班12.400。2、 廠房每跨內(nèi)設(shè)兩臺(tái)吊車(chē)，a4級(jí)

2、工作制，起重量單學(xué)號(hào)15/3t、雙學(xué)號(hào)20/5t。吊車(chē)其它參數(shù)參見(jiàn) “550/5t一般用途電動(dòng)橋式起重機(jī)基本參數(shù)和尺寸（zq1-62系列）”。3、 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，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。4、 廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：1) 屋架采用21m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

3、，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。2) 吊車(chē)梁選用鋼筋混凝土等截面吊車(chē)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。3) 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。4) 天溝板自重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kn/m。5、 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、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。6、 材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)c20c30；柱的縱向鋼筋采用hrb335或hrb400，其余鋼筋i級(jí)。7、 屋面卷材防水法及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4 kn/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5 kn/m2；100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4 kn/m2；一氈二油隔汽層：0.05 kn/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5 kn/m2；6m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4 kn/m2。四、 設(shè)計(jì)要求1、 計(jì)算內(nèi)容完整，計(jì)算正確，有必要的示意圖。2、 計(jì)算書(shū)裝訂：封皮、任務(wù)

5、書(shū)、計(jì)算書(shū)，格式采用統(tǒng)一模板，可電子錄入后打印（單面或雙面打印均可），也可手寫(xiě)但不得用鉛筆書(shū)寫(xiě)。3、 計(jì)算書(shū)部分表述符合專(zhuān)業(yè)要求。所有示意圖、表格都有編號(hào)，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。4、 施工圖符合建筑制圖規(guī)范的要求。計(jì)算書(shū)一、設(shè)計(jì)資料（一）、設(shè)計(jì)題目某金屬裝配車(chē)間雙跨等高廠房。（二）、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、計(jì)算排架所受的各項(xiàng)荷載。2、計(jì)算各種荷載作用下的排架內(nèi)力（吊車(chē)荷載不考慮廠房的空間整體作用）。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)。4、繪制施工圖：柱模板圖和配筋圖，基礎(chǔ)模板圖和配筋圖。（三）、設(shè)計(jì)資料1、金屬結(jié)構(gòu)車(chē)間為兩跨廠房，跨度

6、均為21m。廠房總長(zhǎng)54m，柱距6m。廠房標(biāo)高：室內(nèi)地面±0.000，室外地面-1.500，吊車(chē)軌頂標(biāo)高10.00，屋架下弦標(biāo)高12.400。2、廠房每跨內(nèi)設(shè)兩臺(tái)吊車(chē)，a4級(jí)工作制，起重量20/5t。吊車(chē)其它參數(shù)由表-1給出。吊車(chē)位置起重量（kn）橋跨lk（m）小車(chē)重g（kn）最大輪壓pmax,k(kn)大車(chē)輪距k（m）大車(chē)寬b（m）車(chē)高h(yuǎn)（m）吊車(chē)總重（kn）左跨（ab）吊車(chē)200/5019.5 70.1 187 4.45.62.184264右跨（bc）吊車(chē)200/5019.570.11874.45.62.814264表-1 吊車(chē)的有關(guān)參數(shù)參數(shù)表 3、建設(shè)地點(diǎn)為某城市，基本雪壓0.

7、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。4、廠房標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選用及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：（1）、屋架采用21m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。（2）、吊車(chē)梁選用鋼筋混凝土

8、等截面吊車(chē)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。（3）、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。（4）、天溝板自重標(biāo)準(zhǔn)值為2.02kn/m。5、 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。6、 材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)c20c30；柱的縱向鋼筋采用hrb3

9、35或hrb400，其余鋼筋i級(jí)。7、 屋面卷材防水法及荷載標(biāo)準(zhǔn)值如下：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4 kn/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5 kn/m2；100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4 kn/m2；一氈二油隔汽層：0.05 kn/m2；25mm厚水泥砂漿找平層：0.5 kn/m2；6m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4 kn/m2。二、材料的選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為c25，柱的縱向鋼筋采用hrb335級(jí)，其余鋼筋采用i級(jí)。三、計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面幾何參數(shù)的確定1、計(jì)算簡(jiǎn)圖本裝配車(chē)間工藝無(wú)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(jiǎn)圖如圖-2所示

10、。下面來(lái)確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖中的幾何尺寸。圖-1 排架的負(fù)荷范圍圖-2 結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖2、柱截面幾何參數(shù)的確定(1)、基礎(chǔ)的埋置深度及基礎(chǔ)高度：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。(2)、牛腿頂面標(biāo)高確定：軌頂標(biāo)高為10m，吊車(chē)梁高0.9m，軌道及墊層高度為0.2m?？傻门Ｍ软敇?biāo)高為10-1.1=8.9m。(3)、上柱標(biāo)高的確定：屋架下弦標(biāo)高為12.4m，既上柱頂?shù)臉?biāo)高為12.4m。(4)、計(jì)算簡(jiǎn)圖中上柱和下柱的高度尺寸確定：上柱高：hu =12.4-8.9=3.5m下柱高：hl=8.9+0.95=9.85m柱的總高度：.

11、h=13.35m (5)、柱截面確定：上柱選矩形截面，下柱選工字形截面對(duì)于下柱截面高度h：由于下柱hl=8.9+0.95=9.85m，吊車(chē)梁及軌道構(gòu)造高度為1.1m，因此，基礎(chǔ)頂至吊車(chē)梁頂?shù)母叨萮k=9.85+1.1=10.95m<11m；下柱截面高度hhk/9=10.95/9=1.22m。下柱截面寬度bhl/20=9.85/20=0.4925m。并且b400m。對(duì)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。對(duì)于本設(shè)計(jì)邊柱，即a，c軸柱（圖-3所示）：上柱取500*500mm下柱取500*1300*100mm對(duì)于本設(shè)計(jì)中柱，即b軸柱（圖-4所示）：上柱取500*70

12、0mm下柱取500*1500*100mm圖-3 圖-4(6)、截面幾何特征和柱的自重計(jì)算截面幾何特征包括：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(zhǎng)度柱的自重用g表示。 （a）a，c軸柱截面幾何特征：上柱：a=500*500=250*103mm2 g=25*0.25=6.25kn/m ix=iy=（1/12）*500*5003=5208*106 mm4 rx=ry=（ix/a）1/2=141.82mm 下柱：ix=(1/12)*100*13003+4(1/12)*200*1003+200*100*6002+4(1/36)*25*(550-(25

13、/3) 2 =50109.38*106mm4 iy=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1300-200）*1003+4（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2） =2333.33*106mm4 rx=（ix/a）1/2=477.25mm ry=（iy/a）1/2=102.99mm （b）中柱b軸柱截面幾何特征： 上柱：a=500*700=350*103mm2 g=25*0.35=8.75kn/m ix=（1/12）*500*7003=14291.67*106mm4 iy=（1/12）*700*5003=7291.672*106mm4 r

14、x=（ix/a）1/2=202.07mmry=（iy/a）1/2=144.34mm下柱：a=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mm g=25*0.24=6.00kn/mix=(1/12)*100*15003+4(1/12)*200*1003+200*100*7002+4(1/36)*200*25+1/2*200*25(650-(25/3) 2 =71509.38*106mm4 iy=2*（1/12）*100*5003+（1/12）*（1500-200）*1003+4（1/36）*25*2003+（1/2）*200*25*（50+（200/3）2）=2

15、350*106mm4 rx=（ix/a）1/2=545.85mm ry=（iy/a）1/2=98.95mm為便于后面使用，各柱的截面幾何特征列于表-2。柱號(hào)a（*103）ix（*106mm4）iy（*106mm4）rx（mm）ry（mm）g（kn/m）a，c上柱25052085208144.3149.36.25a，c下柱22050109.382333.33471.25102.995.5b上柱35014291.677291.67202.07144.348.75b下柱24071509.382350545.8598.956 表-2 各柱的截面幾何特征四、荷載計(jì)算 1、恒載（1）屋蓋自重g1：天窗自重

16、、屋面構(gòu)造自重、屋架自重屋面均布荷載匯集：三氈四油防水層上鋪小石子：0.4kn/m225mm厚水泥沙漿找平層：0.5kn/m2100mm厚珍珠巖制品保溫層：0.4kn/m2一氈二油隔氣層：0.05kn/m225厚水泥沙漿找平層：0.5kn/m26m預(yù)應(yīng)力大型屋面板：1.4kn/m2合計(jì)：3.25 kn/m2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：其值為：屋面結(jié)構(gòu)傳來(lái)：3.25*6*21*0.5=204.75kn天窗架傳來(lái)：34kn天溝板傳來(lái)：2.02*6=12.12kn屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值：95/2=47.5kn合計(jì)： g1=298.37kn對(duì)于a，c軸柱：g1a=g1c=298.37

17、kn。對(duì)柱頂?shù)钠木鄀1a=e1c=250-150=100mm。如圖-5所示。對(duì)于中柱：g1b =2*298.37=596.74kn。對(duì)柱頂?shù)钠木鄀1b=0。如圖-6所示。 圖-5 圖-6（2）柱自重：上柱g2、下柱g3上柱g2：對(duì)于邊柱：g2a=g2c=6.25*3.5=21.875kn。其偏心距e2a=e2c=650-250=400mm對(duì)于中柱：g2b，k=8.75*3.5=30.625kn。其偏心距e2b=0。下柱g3：對(duì)于邊柱：g3a=g3c=8.55*5.5*1.1=51.78kn。其偏心距e4a=e4c=0對(duì)于中柱：g3b=6.00*8.55*1.1=56.43 kn。其偏心距e

18、4b=0（3）吊車(chē)梁及軌道自重g4：邊柱牛腿處：g4a=g4c=38+0.8*6=43.8kn。其偏心距e3a=e3c=750-650=100mm對(duì)于中柱牛腿處：g4b左=g4b，k左=43.8kn 。其偏心距：e3b左=e3b=750mm。（4）墻自重g5：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?；A(chǔ)連系梁與上部墻體自重：5.2*（14.3*6-4*6.6）+0.45*4*6.6=

19、282.264kn。 基礎(chǔ)連系梁自重：2.7*6=16.2kn基礎(chǔ)連系梁與上部墻體自總重：g6a，k=g6c，k=282.264+16.2=298.464kn 。 這項(xiàng)荷載直接作用在基礎(chǔ)頂面。對(duì)下柱中心線的偏心距為：e6a=e6c=120+650=770mm。各永久荷載的大小和作用位置如圖-7所示：圖-7 活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖-7 各永久荷載、活荷載的打大?。╧n）和作用位置2、屋面活荷載按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：0.5kn/m2 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?；詈奢d作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下所示：圖-8

20、活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖3、吊車(chē)荷載ab、bc 跨吊車(chē)為兩臺(tái)200/50，a4級(jí)工作制（中級(jí)工作制）。最小輪壓計(jì)算：ab跨：=-=-187=45kn吊車(chē)豎向荷載、的計(jì)算，按每跨兩臺(tái)吊車(chē)同時(shí)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(chē)荷載的折減系數(shù)為=0.9。吊車(chē)荷載的計(jì)算利用吊車(chē)支座反力影響線求得。ab跨吊車(chē)豎向荷載dmax，k、dmin，k的計(jì)算：dmax，k=pmax=0.9*187（1+1.6/6+4.8/6+0.4/6）=359.04dmin，k= dmax=359.04*45.0/187=86.4kn吊車(chē)豎向荷載dmax，k、dmin，k的作

21、用位置與g3作用位置相同。 吊車(chē)水平荷載tmax，k的計(jì)算，按每跨2臺(tái)吊車(chē)同時(shí)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(chē)荷載的折減系數(shù)為=0.9，吊車(chē)水平系數(shù)=1.0。吊車(chē)水平荷載的計(jì)算也可利用吊車(chē)豎向荷載計(jì)算時(shí)吊車(chē)糧支座反力影響線求的。每各車(chē)輪傳遞的水平力的標(biāo)準(zhǔn)值： tk=1/4（g2，k+g3，k）=1/4*0.1*（70.1+200）=6.76kn則ab跨的吊車(chē)傳給排架的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： tmax，k=tk*dmax，k/pmax，k=6.76*359.04/187=12.97kn各跨吊車(chē)水平荷載tmax，k作用在吊車(chē)梁頂面，即作用在距吊車(chē)梁頂0.9

22、m處。4、風(fēng)載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)。確定q1、q2、fw，繪制示意圖。本地區(qū)基本風(fēng)壓wo=0.5kn/m2。在左風(fēng)情況下，天窗處的s的確定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以s=+0.6。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。柱頂至屋脊間屋蓋部分的風(fēng)荷載，仍取為均布的，其對(duì)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。這時(shí)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按天窗檐口取值；柱頂至室外地面的高度為：z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度為：z=7.6+0.15+2.4+1

23、.3+2.6=15.65m.按線性?xún)?nèi)插法確定z:柱頂:天窗檐口處: 左風(fēng)情況下風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值:q1k=s1zwob=0.8*1.01*0.55*6=2.667kn/mq2k=s2zwob=0.4*1.01*0.55*6=1.333kn/m柱頂以上的風(fēng)荷載可轉(zhuǎn)化為一個(gè)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z=1.1582取值.其標(biāo)準(zhǔn)值為:fwk=szwohb=(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4+(0.4-0.2+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

24、.6)*1.1582*0.55*6*0.3=30.27kn右風(fēng)和左風(fēng)情況對(duì)稱(chēng),方向相反。圖-9 風(fēng)荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖五、內(nèi)力分析 本單層廠房是兩胯的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，c主和a柱受力完全一樣，因此只要計(jì)算ab就可以了。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。在各種荷載作用柱頂按可動(dòng)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(dòng)鉸支座反力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，柱的軸力以受壓為正。 1、計(jì)算剪力分配系數(shù)單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：u=h3/(c0ecil) c0=3/1+3(1-n)/n計(jì)算有關(guān)參數(shù)：ac柱：=hu/h=3.5/1

25、2.05=0.290；n=iu/il=5208*106/(51942.92*106)=0.104c0=3/1+3(1-n)/n=3/1+0.2903 (1-0.104)/0.104=2.479b柱：=hu/h=3.5/12.05=0.290；n=iu/il=14291.67.5*106/（74060.88*106）=0.1998c0=3/1+3(1-n)/n=3/1+0.0.2903 (1-0.1998)/0.0.1998=2.733單位力作用下懸臂柱的柱頂位移：a， c柱：ua=uc= h3/ (c0ecil)=120503/（2.479*ec*50109.375*106）=14.085/

26、ecb， b柱：ub= h3/ (c0ecil)=120503/（2.733*ec*71509.375*106）=18.953/ ec令ki=1/uik=ka+kb+kc=1/ua +1ub /+1/uc=0.2537 ec所以，三根柱的剪力分配系數(shù)為：a=k a/k=0.2798; b =k b /k=0.440; c=kc/k=0.2798驗(yàn)算：a+b +c1.0當(dāng)柱頂有水平荷載f時(shí)，求出剪力分配系數(shù)后，即可求出柱頂剪力：va=af；vb= bf；vc=cf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)行各種荷載走作用下排架的內(nèi)力。2、恒載下排架內(nèi)力： 圖-10 永久荷載作用下雙跨排

27、架的計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)m作用進(jìn)行排架分析，對(duì)圖-10中的豎向荷載所產(chǎn)生的軸力直接累加。各柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力：c1=1.5*1-2(n-1)/n/1-3(1-n)/n=1.5*1-0.2902(0.104-1)/0.104/1+0.2903(1-0.104)/0.104=2.1376c3=1.5*(1-2)/1-3(1-n)/n= 1.5*(1-0.2902)/1+0 a柱：= 0.290；n =0.104.2903(1-0.104)/0.104=1.1353r1=mc1/h=29.837*2.1376/12.05=5.2929kn()r2=mc3/h=125.908*1.1353/12.05=1

28、1.8625kn()所以ra=r1+r2=17.1154kn（）b柱：rb=0c柱：rc=-ra=-17.1154kn（）所以：假設(shè)的排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和r=ra+ rb+ rc=0所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：va= ra=17.1154kn（）vb= rb=0vc= -17.1154kn（）圖-11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(guò)程敘述如下，彎矩和剪力的計(jì)算從略。排架的彎矩圖，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：ac柱：柱頂：n=298.37kn上柱底：n=298.37+21.875=320.245kn下柱頂：n=320

29、.245+43.8=364.045kn下柱底：n=364.045+51.78=415.825knb柱：柱頂：n=596.74kn上柱底：n=596.74+30.625=627.365kn下柱頂：n=627.365+43.8*2=714.965kn下柱底：n=714.965+56.43=771.395kn （a） 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）圖-12 永久荷載作用下排架的內(nèi)力圖3、屋面活荷載下的內(nèi)力a柱：=hu/h=0.290；n=iu/il=0.104；c1=2.1376；c3=1.1353r1=m1akc1/h=3.15*2.1376

30、/12.05=0.559 kn（）r2=m2akc3/h=12.6*1.1353/12.05=1.187kn（）所以ra=r1+r2=1.746kn（）b柱：=hu/h=0.290；n=iu/il=0.199c1=1.5*1-2(n-1)/n/1-3(1-n)/n=1.5*1-0.2902(0.1998-1)/0.197/1+0.2903(1-0.1998)/0.1998=1.827rb=r1=m1bkc1/h=4.725*1.827/12.05=0.716kn()c柱：rc=0-9.1474v=-0.689-3.0135v=-0.367v=1.057-8.30245-6.00950.5495

31、-4.74-12.3-2.4115所以：假設(shè)的排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=2.462kn（）所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：va= ra-ar=1.057kn（）vb=rb-b r=-0.367 kn（）vc=rc-cr=-0.689 kn（）vi0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。4、吊車(chē)荷載作用下的排架內(nèi)力（不考慮廠房整體空間工作）（1）、ab跨有吊車(chē)荷載，dmax,k作用在a柱，dmin,k作用在b柱時(shí)排架內(nèi)力分析，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖-14所示。 a柱：=0.290；n=0.104；c3=1.1353 ra=r2=c3=35.904*1.1353/12.0

32、5=-3.3827（ 圖-14 b柱：=0.290；n=0.1998； c3=1.5*（1-2）/1+3（-1）= 1.5*（1-0.2902）/1+0.2903（-1）=1.25175 所以：假設(shè)的排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=3.3487（ ） 所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為： 0 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。 (a) dmax,k在a柱時(shí)的軸力(kn) (b) dmax,k作用在a柱時(shí)的彎距和柱底剪力 圖-15（2）、ab跨有吊車(chē)荷載，dmax,k作用在b柱，dmin,k作用在a柱時(shí)排架內(nèi)力

33、分析，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖-16所示。 a柱：=00290；n=0.104；c3=1.1353 ra=r2=c3=-3.3827（ ） b柱：=0.290；n=0.1998； c3=1.5*（1-2）/1+3（-1）= 1.5*（1-0.2902）/1+0.2903（-1）=1.25175 rb=r2=c3=64.8*1.25175/12.05=6.7314kn( ） 圖-16 c柱：rc=0 所以：假設(shè)的排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=+3.3487（ ） 所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：va=ra-ar=-3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197（ ）vb=rb

34、-br=6.7314-0.440*3.3487=5.2580（ ）vc=rc-cr=-0.2798*3.3487=-0.93697（ ）0 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。 圖-17（3）、bc跨有吊車(chē)荷載，dmax,k作用在b柱，dmin,k作用在c柱時(shí)排架內(nèi)力分析，其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖-18所示。b柱：=0.300；n=0.200；c3=1.31 rb=r2=c3=353.87*1.31/13.45= -34.47 ） c柱：=0.260；n=0.104； rc=r2=c3=11.66*1.215/13.45=1.05k

35、n（ ） a柱：ra=0 所以：假設(shè)的排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=-33.42（ ） 所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：va=ra-ar=0.282*33.42= 9.42kn（ ）vb=rb-br=-34.47+0.434*33.42=-19.97kn（ ）vc=rc-cr=1.01+0.282*33.42=10.47kn（ ）0 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。 圖-18 (a) dmax,k在b柱時(shí)的軸力(kn) (b) dmax,k作用在b柱時(shí)的彎距和柱底剪力 圖-19 （4）、bc跨有吊車(chē)荷

36、載，dmax,k作用在c柱，dmin,k作用在b b柱：=0.260；n=0.200；c3=1.31 ra=r2=c3=-87.47*1.31/13.45= -8.52（ ） c柱：=0.260；n=0.104；c3=1.215 rc=r2=c3=47.18*1.215/13.45=4.26kn（ ） a柱：ra=0 所以：假設(shè)的排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=-4.26（ ） 所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：va=ra-ar=0.282*4.26= 1.20kn（ ）圖-20 dmax,k作用在c柱，dmin,k作用在d柱時(shí)排架計(jì)算簡(jiǎn)圖.vb=rb-br=-8.52+0.43

37、4*4.26=-6.67kn（ ）vc=rc-cr=4.26+0.282*4.26=6.11kn（ ）0 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。 (a) dmax,k在b柱時(shí)的軸力(kn) (b) dmax,k作用在b柱時(shí)的彎距和柱底剪力 圖-21 bc跨有吊車(chē)dmax,k作用在c柱時(shí)排架內(nèi)力圖 （5）、作用于ab跨，即 ab跨有吊車(chē)吊車(chē)水平荷載tmax,k的作用點(diǎn)距柱頂?shù)木嚯xy=3.5-0.9=2.6m；y/hu=0.743。因此排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力系數(shù)c4需用線形內(nèi)插法確定。a、 c柱：=0290；n= 0.10

38、4；當(dāng)y=0. 7 hu時(shí)：c4=2-2.1+3（0.243/n+0.1）/21+3（1/n-1）=0.698當(dāng)y=0. 8 hu時(shí)：c4=2-2.4+3（0.112/n+0.1）/21+3（1/n-1）=0.654所以當(dāng)y=0. 743hu時(shí)：c4=0.582+（0.743-0.7）（0.532-0.582）（0.8-0.7）=0.607b柱：= 0.290；n= 0.1998c4=2-2.1+3（0.234/n+0.1）/21+3（1/n-1）=0.679當(dāng)y=0. 8 hu時(shí)：c4=2-2.4+3（0.112/n+0.1）/21+3（1/n-1）=0.689所以當(dāng)y=0. 743hu時(shí)：

39、c4=0.689+（0.743-0.7）（0.646-0.689）（0.8-0.7）=0.670柱頂不動(dòng)鉸支座反力的計(jì)算：a柱：ra=r2= c4tmax,k=0.679*12.97=8.81kn（ ）b柱：rb=r2= c4tmax,k=0.670*12.97=8.69kn （ ）c柱：rc=0所以：假設(shè)的柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和：r= ra+rb+rc=17.5kn（ ）所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：va=ra-ar=8.86 -0.2798*17.5= 3.194kn（ ）vb=rb-br=8.69-0.440*17.5=0.99kn（ ）vc=rc-cr=-0.440*17.5=-4.

40、897kn（ ）0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。排架的彎矩圖，柱底剪力和軸如圖所示，柱的軸力為零 5、風(fēng)載下的排架內(nèi)力（1）、左風(fēng)情況： 在均布風(fēng)荷載作用下，各柱頂不動(dòng)鉸支座反力的計(jì)算： 圖-16a柱：=0.290；n= 0.104；c5=31+4（1/n-1）/81+3（1/n-1）=0.3745ra= -c5qh=-0.3745*2.667*12.05=-12.0369（ ） c柱：=hu/h=0.290；n=iu/il=0.104；c5=0.3745rc = -c5qh=-0.3745*1.333*12.05= -6.0155kn（ ）所以：假設(shè)的柱頂不動(dòng)鉸支座的支座

41、反力之和：r= ra+rb+rc=-18.0254kn（ ）所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為：va=ra-ar+afw=1.4837kn（ ）vb=rb-br+bfw =-21.26kn（ ）vc=rc-cr+cfw =7.5051kn（ ）fw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。排架的彎矩圖，柱底剪力和軸力圖如圖-23所示，柱的軸力為零。圖-23 左右風(fēng)情況排架的彎矩圖2右風(fēng)情況：其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖-所示。由于對(duì)稱(chēng)性，右風(fēng)作用時(shí)的內(nèi)力圖如圖所示。 六、最不利內(nèi)力組合1、荷載組合系數(shù)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(chē)：0

42、.6。四臺(tái)吊車(chē)的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.8/0.9。2、控制截面上柱底i-i、下柱頂ii-ii、下柱底iii-iii。每一個(gè)控制截面均進(jìn)行基本組合，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)。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。基本組合采用的荷載組合方式用規(guī)范給出的簡(jiǎn)化組合方式，即：（1） 恒荷載+0.9（任意兩個(gè)或者兩個(gè)以上活荷載之和）（2） 恒載+任意活載標(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。最不利內(nèi)力：3、內(nèi)力組合表分別對(duì)a、b柱，繪制內(nèi)力組合表。由附表給出。七、柱的設(shè)計(jì)（一）a、c 柱截面設(shè)

43、計(jì) 砼：強(qiáng)度等級(jí)c25（f=11.9n/mm,f=1.27n/mm）,=0.55上柱： =1521.71kn下柱： 在腹板范圍內(nèi)上柱高3.5m,下柱高8.55m，總高12.05m ,柱截面尺寸見(jiàn)表，確定柱的計(jì)算長(zhǎng)度。排架方向：當(dāng)考慮吊車(chē)荷載時(shí)上柱： 下柱： 當(dāng)不考慮吊車(chē)荷載時(shí)上柱下柱：垂直于排架方向：（按無(wú)柱間支撐）當(dāng)考慮吊車(chē)荷載時(shí)上柱：下柱 當(dāng)不考慮吊車(chē)荷載時(shí)上柱：下柱下柱：該廠房工作環(huán)境屬一類(lèi)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.本設(shè)計(jì)采用對(duì)稱(chēng)配筋，選取內(nèi)力時(shí)，只考慮彎矩絕對(duì)值。經(jīng)分析，對(duì)基本組合所選擇的不利內(nèi)力見(jiàn)表。 截面mn是否為吊車(chē)荷載初步判別大小偏心i-i

44、122.9423.99是大偏壓×-615384.30是大偏壓×122.39424.99是大偏壓66.49384.31否大偏壓×-4.75384.31是大偏壓×17.51476.44是 大偏壓ii-ii-9.08838.97是小偏壓×-217.46573.31是大偏壓-27.35878.66是大偏壓×-131.57452.19是大偏壓×-84.87939.57是大偏壓iii-iii517.66901.11否大偏壓×-389.5647.54是大偏壓×521.25-975.99是大偏壓527.98498.99是

45、大偏壓×25.981001.64是小偏壓取舍原則對(duì)大偏壓：m相等或接近時(shí)，取n小者； n相等或接近時(shí)，取m大者；對(duì)小偏壓：m相等或接近時(shí)，取n大者； n相等或接近時(shí)，取m大者；上柱配筋計(jì)算：假設(shè)為大偏壓上柱截面選定分別為，按最小配筋率：另外垂直于排架方向承載力驗(yàn)算（按軸心受壓驗(yàn)算），查表得，所以垂直于排架方向承載力滿(mǎn)足要求。下柱截面的配筋計(jì)算 選iii-iii截面：先按大偏壓計(jì)算：則可按大偏壓計(jì)算垂直于排架方向承載力，按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算查表可得，下柱再計(jì)算一個(gè)小偏心受壓的情況先按大偏壓計(jì)算：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。下柱截面的配筋計(jì)算選iii-iii截面： ，n=1010.55kn，=1.0=7.85m，=1.0=7.85m=m/n=510.34/1010.55=0.505m取/30和20mm中的大值，故取/30=33.3mm=+=505+33.3=583.3mm考慮撓度的二階效應(yīng)對(duì)偏心矩