某金属装配车间双跨等高单层厂房课程设计设计任务书

1、 单层厂房课程设计设 计 任 务 书一、 设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。二、 设计内容1、 计算排架所受的各项荷载。2、 计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。3、 边柱（a、c轴线）及中柱（b轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。4、 绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。三、 设计资料1、 金属结构车间为两跨厂房，跨度均为21m。厂房总长54m，柱距6m。厂房标高：室内地面±0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00，屋架下弦标高一班10.400、二班12.400。2、 厂房每跨内设两台吊车，a4级

2、工作制，起重量单学号15/3t、双学号20/5t。吊车其它参数参见 “550/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（zq1-62系列）”。3、 建设地点为某城市，基本雪压0.30kn/m2，基本风压0.50kn/m2，冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值=240kpa，土的天然重度为17.5kn/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值=350kpa，地下水位-5.5m。4、 厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1) 屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录a“常用构件和材料的自重”，按0.12+0.011l（含支撑

3、，按屋面水平投影面积计算，单位kn/m2；l为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。2) 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值29kn/根，轨道及零件自重0.8kn/m，轨道及垫层构造高度200mm。3) 天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kn（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。4) 天沟板自重标准值为2.02kn/m。5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kn/m2。钢窗：自重0.45 kn/m2，窗宽4.0m，窗高

4、4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kn/m。6、 材料：混凝土强度等级c20c30；柱的纵向钢筋采用hrb335或hrb400，其余钢筋i级。7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kn/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kn/m2；100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kn/m2；一毡二油隔汽层：0.05 kn/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kn/m2；6m预应力大型屋面板：1.4 kn/m2。四、 设计要求1、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。2、 计算书装订：封皮、任务

5、书、计算书，格式采用统一模板，可电子录入后打印（单面或双面打印均可），也可手写但不得用铅笔书写。3、 计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。4、 施工图符合建筑制图规范的要求。计算书一、设计资料（一）、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。（二）、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用）。3、边柱（a、c轴线）及中柱（b轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础设计。4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。（三）、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度

6、均为21m。厂房总长54m，柱距6m。厂房标高：室内地面±0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高10.00，屋架下弦标高12.400。2、厂房每跨内设两台吊车，a4级工作制，起重量20/5t。吊车其它参数由表-1给出。吊车位置起重量（kn）桥跨lk（m）小车重g（kn）最大轮压pmax,k(kn)大车轮距k（m）大车宽b（m）车高h（m）吊车总重（kn）左跨（ab）吊车200/5019.5 70.1 187 4.45.62.184264右跨（bc）吊车200/5019.570.11874.45.62.814264表-1 吊车的有关参数参数表 3、建设地点为某城市，基本雪压0.

7、30kn/m2，基本风压0.50kn/m2，冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均匀粘土，地基承载力特征值=240kpa，土的天然重度为17.5kn/m3，土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值=350kpa，地下水位-5.5m。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：（1）、屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录a“常用构件和材料的自重”，按0.12+0.011l（含支撑，按屋面水平投影面积计算，单位kn/m2；l为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。（2）、吊车梁选用钢筋混凝土

8、等截面吊车梁，梁高900mm，自重标准值29kn/根，轨道及零件自重0.8kn/m，轨道及垫层构造高度200mm。（3）、天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kn（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m，天窗架坡屋顶高度0.3m。（4）、天沟板自重标准值为2.02kn/m。5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙，自重5.2 kn/m2。钢窗：自重0.45 kn/m2，窗宽4.0m，窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kn/m。6、 材料：混凝土强度等级c20c30；柱的纵向钢筋采用hrb3

9、35或hrb400，其余钢筋i级。7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子：0.4 kn/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kn/m2；100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kn/m2；一毡二油隔汽层：0.05 kn/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kn/m2；6m预应力大型屋面板：1.4 kn/m2。二、材料的选用混凝土强度等级为c25，柱的纵向钢筋采用hrb335级，其余钢筋采用i级。三、计算简图及柱截面几何参数的确定1、计算简图本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进行结构设计。排架的负荷范围如图-1所示。结构计算简图如图-2所示

10、。下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。图-1 排架的负荷范围图-2 结构计算简图2、柱截面几何参数的确定(1)、基础的埋置深度及基础高度：考虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为1.8m。初步估计基础的高度为1.0m，则基础顶面标高为-0.95m。(2)、牛腿顶面标高确定：轨顶标高为10m，吊车梁高0.9m，轨道及垫层高度为0.2m。可得牛腿顶标高为10-1.1=8.9m。(3)、上柱标高的确定：屋架下弦标高为12.4m，既上柱顶的标高为12.4m。(4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：上柱高：hu =12.4-8.9=3.5m下柱高：hl=8.9+0.95=9.85m柱的总高度：.

11、h=13.35m (5)、柱截面确定：上柱选矩形截面，下柱选工字形截面对于下柱截面高度h：由于下柱hl=8.9+0.95=9.85m，吊车梁及轨道构造高度为1.1m，因此，基础顶至吊车梁顶的高度hk=9.85+1.1=10.95m<11m；下柱截面高度hhk/9=10.95/9=1.22m。下柱截面宽度bhl/20=9.85/20=0.4925m。并且b400m。对于上柱截面主要考虑构造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm。对于本设计边柱，即a，c轴柱（图-3所示）：上柱取500*500mm下柱取500*1300*100mm对于本设计中柱，即b轴柱（图-4所示）：上柱取500*70

12、0mm下柱取500*1500*100mm图-3 图-4(6)、截面几何特征和柱的自重计算截面几何特征包括：截面面积a，排架方向惯性矩ix和回转半径rx，垂直于排架方向惯性矩iy和回转半径ry。单位长度柱的自重用g表示。 （a）a，c轴柱截面几何特征：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轴柱截面几何特征： 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为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2。柱号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 各柱的截面几何特征四、荷载计算 1、恒载（1）屋盖自重g1：天窗自重

16、、屋面构造自重、屋架自重屋面均布荷载汇集：三毡四油防水层上铺小石子：0.4kn/m225mm厚水泥沙浆找平层：0.5kn/m2100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4kn/m2一毡二油隔气层：0.05kn/m225厚水泥沙浆找平层：0.5kn/m26m预应力大型屋面板：1.4kn/m2合计：3.25 kn/m2屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶g1按负荷范围计算：其值为：屋面结构传来：3.25*6*21*0.5=204.75kn天窗架传来：34kn天沟板传来：2.02*6=12.12kn屋架自重标准值：95/2=47.5kn合计： g1=298.37kn对于a，c轴柱：g1a=g1c=298.37

17、kn。对柱顶的偏心距e1a=e1c=250-150=100mm。如图-5所示。对于中柱：g1b =2*298.37=596.74kn。对柱顶的偏心距e1b=0。如图-6所示。 图-5 图-6（2）柱自重：上柱g2、下柱g3上柱g2：对于边柱：g2a=g2c=6.25*3.5=21.875kn。其偏心距e2a=e2c=650-250=400mm对于中柱：g2b，k=8.75*3.5=30.625kn。其偏心距e2b=0。下柱g3：对于边柱：g3a=g3c=8.55*5.5*1.1=51.78kn。其偏心距e4a=e4c=0对于中柱：g3b=6.00*8.55*1.1=56.43 kn。其偏心距e

18、4b=0（3）吊车梁及轨道自重g4：边柱牛腿处：g4a=g4c=38+0.8*6=43.8kn。其偏心距e3a=e3c=750-650=100mm对于中柱牛腿处：g4b左=g4b，k左=43.8kn 。其偏心距：e3b左=e3b=750mm。（4）墙自重g5：为了确定墙体的荷载，需要计算墙体的净高：基础顶标高为-0.950m。轨顶标高+10m。檐口标高为：10+2.4+1.4=13.8m。基础梁高：0.45m，因此，墙体净高为：13.8+0.95-0.45=14.3m。窗宽4m，窗高4.8+1.8=6.6m。基础连系梁与上部墙体自重：5.2*（14.3*6-4*6.6）+0.45*4*6.6=

19、282.264kn。 基础连系梁自重：2.7*6=16.2kn基础连系梁与上部墙体自总重：g6a，k=g6c，k=282.264+16.2=298.464kn 。 这项荷载直接作用在基础顶面。对下柱中心线的偏心距为：e6a=e6c=120+650=770mm。各永久荷载的大小和作用位置如图-7所示：图-7 活荷载作用下双跨排架的计算简图图-7 各永久荷载、活荷载的打大小（kn）和作用位置2、屋面活荷载按建筑结构荷载规范gb50009-2001，屋面活荷载标准值：0.5kn/m2 屋面雪荷载：0.3kn/m2，不考虑积灰荷载，故仅按屋面活荷载计算。活荷载作用下双跨排架的计算简图如下所示：图-8

20、活荷载作用下双跨排架的计算简图3、吊车荷载ab、bc 跨吊车为两台200/50，a4级工作制（中级工作制）。最小轮压计算：ab跨：=-=-187=45kn吊车竖向荷载、的计算，按每跨两台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。按建筑结构荷载规范gb50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为=0.9。吊车荷载的计算利用吊车支座反力影响线求得。ab跨吊车竖向荷载dmax，k、dmin，k的计算：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吊车竖向荷载dmax，k、dmin，k的作

21、用位置与g3作用位置相同。 吊车水平荷载tmax，k的计算，按每跨2台吊车同时工作且达到最大起重量考虑。按建筑结构荷载规范gb50009-2001的规定，吊车荷载的折减系数为=0.9，吊车水平系数=1.0。吊车水平荷载的计算也可利用吊车竖向荷载计算时吊车粮支座反力影响线求的。每各车轮传递的水平力的标准值： tk=1/4（g2，k+g3，k）=1/4*0.1*（70.1+200）=6.76kn则ab跨的吊车传给排架的水平荷载标准值： tmax，k=tk*dmax，k/pmax，k=6.76*359.04/187=12.97kn各跨吊车水平荷载tmax，k作用在吊车梁顶面，即作用在距吊车梁顶0.9

22、m处。4、风载封闭式带天窗的双跨双坡屋面的风载体型系数查荷载规范表7.3.1第14项。确定q1、q2、fw，绘制示意图。本地区基本风压wo=0.5kn/m2。在左风情况下，天窗处的s的确定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以s=+0.6。作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按注顶标高取值。柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值fw考虑。这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值；柱顶至室外地面的高度为：z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度为：z=7.6+0.15+2.4+1

23、.3+2.6=15.65m.按线性内插法确定z:柱顶:天窗檐口处: 左风情况下风荷载的标准值:q1k=s1zwob=0.8*1.01*0.55*6=2.667kn/mq2k=s2zwob=0.4*1.01*0.55*6=1.333kn/m柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算,其风压高度变化系数统一按天窗檐口处z=1.1582取值.其标准值为: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右风和左风情况对称,方向相反。图-9 风荷载作用下双跨排架的计算简图五、内力分析 本单层厂房是两胯的对称结构，c主和a柱受力完全一样，因此只要计算ab就可以了。本厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架结构的内力计算。在各种荷载作用柱顶按可动铰支座计算，不考虑厂房的空间工作。这里规定柱顶不动铰支座反力r，柱顶剪力v和水平荷载自左向右为正，截面弯矩以柱左侧受拉为正，柱的轴力以受压为正。 1、计算剪力分配系数单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：u=h3/(c0ecil) c0=3/1+3(1-n)/n计算有关参数：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单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：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数为：a=k a/k=0.2798; b =k b /k=0.440; c=kc/k=0.2798验算：a+b +c1.0当柱顶有水平荷载f时，求出剪力分配系数后，即可求出柱顶剪力：va=af；vb= bf；vc=cf求出柱顶剪力后，即可按悬臂柱绘出结构的内力图。下面进行各种荷载走作用下排架的内力。2、恒载下排架内力： 图-10 永久荷载作用下双跨排

27、架的计算简图对m作用进行排架分析，对图-10中的竖向荷载所产生的轴力直接累加。各柱顶不动铰支座的支座反力：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：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和r=ra+ rb+ rc=0所以：各柱顶的实际剪力为：va= ra=17.1154kn（）vb= rb=0vc= -17.1154kn（）图-11各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。现把各柱的轴力算过程叙述如下，弯矩和剪力的计算从略。排架的弯矩图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-12所示。柱轴力标准值计算：ac柱：柱顶：n=298.37kn上柱底：n=298.37+21.875=320.245kn下柱顶：n=320

29、.245+43.8=364.045kn下柱底：n=364.045+51.78=415.825knb柱：柱顶：n=596.74kn上柱底：n=596.74+30.625=627.365kn下柱顶：n=627.365+43.8*2=714.965kn下柱底：n=714.965+56.43=771.395kn （a） 永久荷载作用下的弯矩（knm）图和柱底剪力（kn） （b）永久荷载作用下的轴力（kn）图-12 永久荷载作用下排架的内力图3、屋面活荷载下的内力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：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=2.462kn（）所以：各柱顶的实际剪力为：va= ra-ar=1.057kn（）vb=rb-b r=-0.367 kn（）vc=rc-cr=-0.689 kn（）vi0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。4、吊车荷载作用下的排架内力（不考虑厂房整体空间工作）（1）、ab跨有吊车荷载，dmax,k作用在a柱，dmin,k作用在b柱时排架内力分析，其计算简图如图-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（ 图-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：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=3.3487（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为： 0 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-15所示。 (a) dmax,k在a柱时的轴力(kn) (b) dmax,k作用在a柱时的弯距和柱底剪力 图-15（2）、ab跨有吊车荷载，dmax,k作用在b柱，dmin,k作用在a柱时排架内力

33、分析，其计算简图如图-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( ） 图-16 c柱：rc=0 所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=+3.3487（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为：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 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-17所示。 图-17（3）、bc跨有吊车荷载，dmax,k作用在b柱，dmin,k作用在c柱时排架内力分析，其计算简图如图-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：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=-33.42（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为：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 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-19所示。 图-18 (a) dmax,k在b柱时的轴力(kn) (b) dmax,k作用在b柱时的弯距和柱底剪力 图-19 （4）、bc跨有吊车荷

36、载，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：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和r=ra+rb+rc=-4.26（ ） 所以：各柱顶的实际剪力为：va=ra-ar=0.282*4.26= 1.20kn（ ）图-20 dmax,k作用在c柱，dmin,k作用在d柱时排架计算简图.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 各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-21所示。 (a) dmax,k在b柱时的轴力(kn) (b) dmax,k作用在b柱时的弯距和柱底剪力 图-21 bc跨有吊车dmax,k作用在c柱时排架内力图 （5）、作用于ab跨，即 ab跨有吊车吊车水平荷载tmax,k的作用点距柱顶的距离y=3.5-0.9=2.6m；y/hu=0.743。因此排架柱顶不动铰支座的支座反力系数c4需用线形内插法确定。a、 c柱：=0290；n= 0.10

38、4；当y=0. 7 hu时：c4=2-2.1+3（0.243/n+0.1）/21+3（1/n-1）=0.698当y=0. 8 hu时：c4=2-2.4+3（0.112/n+0.1）/21+3（1/n-1）=0.654所以当y=0. 743hu时：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当y=0. 8 hu时：c4=2-2.4+3（0.112/n+0.1）/21+3（1/n-1）=0.689所以当y=0. 743hu时：

39、c4=0.689+（0.743-0.7）（0.646-0.689）（0.8-0.7）=0.670柱顶不动铰支座反力的计算：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：假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和：r= ra+rb+rc=17.5kn（ ）所以：各柱顶的实际剪力为：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各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴如图所示，柱的轴力为零 5、风载下的排架内力（1）、左风情况： 在均布风荷载作用下，各柱顶不动铰支座反力的计算： 图-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：假设的柱顶不动铰支座的支座

41、反力之和：r= ra+rb+rc=-18.0254kn（ ）所以：各柱顶的实际剪力为：va=ra-ar+afw=1.4837kn（ ）vb=rb-br+bfw =-21.26kn（ ）vc=rc-cr+cfw =7.5051kn（ ）fw各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴力图如图-23所示，柱的轴力为零。图-23 左右风情况排架的弯矩图2右风情况：其计算简图如图-所示。由于对称性，右风作用时的内力图如图所示。 六、最不利内力组合1、荷载组合系数关于荷载组和系数，风荷载：0.6，其他0.7。准永久 值系数风0，屋面活荷载：不上人0，上人：0.4，吊车：0

42、.6。四台吊车的转换系数为0.8/0.9。2、控制截面上柱底i-i、下柱顶ii-ii、下柱底iii-iii。每一个控制截面均进行基本组合，用于柱配筋计算和基础设计；标准组合：用于柱裂缝宽度验算和地基承载力设计。由于地质条件较好，本题不进行地基变形验算，否则还应增加iii-iii截面的准永久组合。基本组合采用的荷载组合方式用规范给出的简化组合方式，即：（1） 恒荷载+0.9（任意两个或者两个以上活荷载之和）（2） 恒载+任意活载标准组合，也可采用上述的基本组合规则，但荷载的分项系数均为1.0。最不利内力：3、内力组合表分别对a、b柱，绘制内力组合表。由附表给出。七、柱的设计（一）a、c 柱截面设

43、计 砼：强度等级c25（f=11.9n/mm,f=1.27n/mm）,=0.55上柱： =1521.71kn下柱： 在腹板范围内上柱高3.5m,下柱高8.55m，总高12.05m ,柱截面尺寸见表，确定柱的计算长度。排架方向：当考虑吊车荷载时上柱： 下柱： 当不考虑吊车荷载时上柱下柱：垂直于排架方向：（按无柱间支撑）当考虑吊车荷载时上柱：下柱 当不考虑吊车荷载时上柱：下柱下柱：该厂房工作环境属一类环境，预制构件砼保护层。按规范要求，取25 mm，则=35mm.本设计采用对称配筋，选取内力时，只考虑弯矩绝对值。经分析，对基本组合所选择的不利内力见表。 截面mn是否为吊车荷载初步判别大小偏心i-i

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

45、大偏压×25.981001.64是小偏压取舍原则对大偏压：m相等或接近时，取n小者； n相等或接近时，取m大者；对小偏压：m相等或接近时，取n大者； n相等或接近时，取m大者；上柱配筋计算：假设为大偏压上柱截面选定分别为，按最小配筋率：另外垂直于排架方向承载力验算（按轴心受压验算），查表得，所以垂直于排架方向承载力满足要求。下柱截面的配筋计算 选iii-iii截面：先按大偏压计算：则可按大偏压计算垂直于排架方向承载力，按轴心受压构件计算查表可得，下柱再计算一个小偏心受压的情况先按大偏压计算：应按大偏压计算，属于大偏心受压情况，其他各不利内力的配筋计算从略。最终确定上柱的受力钢筋为：，下柱两边的受力钢筋为。下柱截面的配筋计算选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考虑挠度的二阶效应对偏心矩