单层厂房设计示例3

1、2.8.1 设计条件及要求1设计条件某双跨等高金工车间，厂房长度60m，柱距为6m，不设天窗。跨度分别为18m和15m，其中18m跨设有两台32t中级载荷状态桥式吊车；15m 跨设有两台10t中级载荷状态桥式吊车。吊车采用大连起重机厂“85系列95确认”的桥式吊车，轨顶标志高度均为为。厂房围护墙厚240，下部窗台标高为，窗洞×；中部窗台标高为6.3m，窗洞×1.5m；上部窗台标高为9.6m，窗洞×1.2m。采用钢窗。室内外高差为0.30m。屋面采用大型屋面板，卷材防水（两毡三油防水屋面），为非上人屋面。厂房所在地的地面粗糙度为B类，基本风压w0=0.35kN/m2

2、，组合值系数c；基本雪压S0=0.4kN/m2，组合值系数c。基础持力层为粉土，埋深为-2.0m，粘粒含量c，地基承载力特征值fak=140kN/m2，基底以上土的加权平均重度m=17kN/m3、基底以下土的重度=18kN/m3。排架柱拟采用C30砼，基础采用C20砼；柱中受力钢筋采用HRP335钢，箍筋、构造筋、基础配筋采用HPB235钢。2设计要求除排架柱、抗风柱和基础外，其余构件均选用标准图集。设计内容包括：（1）选择厂房结构方案, 进行平面、剖面设计和结构构件的选型；（2）设计中柱及柱下单独基础；（3）绘制施工图，包括结构平面布置图、排架（中）柱的模板图和配筋图等。2.8.2 结构方案

3、设计1厂房平面设计厂房的平面设计包括确定柱网尺寸、排架柱与定位轴线的关系和设置变形缝。柱距为6m，横向定位轴线用、表示，间距取为6m；纵向定位轴线用（A）、（B）（C）表示，间距取等于跨度，即（A）（B）轴线的间距为18m，（B）（C）轴线的间距为15m。为了布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600mm，其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。（B）（C）跨的吊车起重量小于20t时，（C）列柱初步采用封闭结合，纵向定位轴线与边柱外缘重合；（A）（B）跨吊车起重量大于20t时，（A）列采用非封闭结合，初步取联系尺寸D=150mm。例图2-1 单厂的净空尺寸要求B3HBB1B2HC是否采用非封闭

4、结合以及联系尺寸取多大，需要根据吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸B2确定（参见例图2-1）。应满足：其中吊车轨道中心线至柱纵向定位轴线的距离，一般取750mm；吊车轮中心线至桥身外缘的距离，对于10t、16t、20t和32t吊车（大连起重机厂“85系列”）分别为230mm、260mm、260mm、300mm；是上柱内边缘至纵向定位轴线的距离，对于封闭结合等于上柱截面高度，对于非封闭结合等于上柱截面高度减去联系尺寸D。假定上柱截面高度为400mm，则对（A）列柱B2=750-300+（400-150）=200mm>80mm，满足要求对（C）列柱B2=750-（230+400）=120mm&g

5、t;80mm，满足要求对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸能满足要求。厂房长度66m，小于100m，可不设伸缩缝。2 构件选型及布置构件选型包括屋面板、天沟板、屋架（含屋盖支撑）、吊车梁、连系梁、基础梁、柱间支撑、抗风柱等。1）屋面构件屋面板和嵌板屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面板自重）的设计值，查92G410（一）。当屋架斜长不是屋面板宽的整数倍时，需要布置嵌板，嵌板查92G410（二）。荷载：×kN/m220mm××kN/m2屋面均布活载（不上人）×kN/m2雪载××kN/m

6、2-小 计 2kN/m2，查附表1-5，中部选用Y-WB-1,端部选用Y-WB-1s,其允许外加荷载1.99kN/m22kN/m2。kN/m22kN/m2。天沟板当屋面采用有组织排水时，需要布置天沟。对于单跨，既可以采用外天沟，也可以采用内天沟；对于多跨，内侧只能采用内天沟。天沟的型号根据外加均布线荷载设计值查92G410（三）。计算天沟的积水荷载时，按天沟的最大深度确定。同一型号的天沟板有三种情况：不开洞、开洞和加端壁。在落水管位置的天沟板需开洞，分左端开洞和右端开洞，分别用“a”、“b”表示。厂房端部有端壁的天沟板用“sa”、“sb”表示。本例在、轴线处设置落水管。本例的内天沟宽度采用62

7、0mm，外天沟宽度采用770mm。外天沟荷载:焦渣砼找坡层 ××kN/m××kN/m20mm厚水泥砂浆找平层 ××20×kN/m积水荷载×10××kN/m××kN/m2 -小 计 kN/m查附表1-6，一般天沟板选用TGB77-1，开洞天沟板选用TGB77-1a 或TGB77-1b，端部为TGB77-1Sa 或TGB77-1SbkN/m>3.48kN/mkN/m。同理可求得内天沟外加荷载设计值，由附表1-6，一般天沟板选用TGB62-1，开洞天沟板选用TGB62-1a

8、或TGB62-1b，端部为TGB62-1Sa 或TGB62-1SbkN/kN/m。2）屋架及支撑屋架型号根据屋面面荷载设计值、天窗类别、悬挂吊车情况及檐口形状选定。跨度较小时可采用钢筋混凝土折线型屋架，查95G314；跨度较大时可采用预应力混凝土折线型屋架，查95G414。本例不设天窗（类别号为a），檐口形状为一端外天沟、一端内天沟,代号为D。屋面荷载:kN/m×kN/m灌缝重 ×kN/m -kN/m15m跨采用钢筋混凝土屋架，中间选用WJ-15-2Da；两端选用WJ-15-2Da'kN/m2>3.28 kN/m2kN。18m跨采用预应力混凝土屋架，中间选用Y

9、WJ18-1Da；两端选用YWJ-18-1Da'kN/m2>3.28 kN/m2，自重67.6KN。对于非抗震及抗震设防烈度为6、7度，屋盖支撑可按附图1-11-4布置。当厂房单元不大于66m时，在屋架端部的垂直支撑用CC-1表示，屋架中部的垂直支撑用CC-2表示；当厂房单元不大于66m时，另在柱间支撑处的屋架端部设置垂直支撑CC-3B。屋架端部的水平系杆用GX-1表示；屋架中部的水平系杆用GX-2表示。屋架上弦横向水平支撑用SC表示；当吊车起重量较大、有其他振动设备或水平荷载对屋架下弦产生水平力时，需设置下弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑用XC表示。当厂房设置托架时，还需布置下

10、弦纵向水平支撑。本例不需设纵向水平支撑。3）吊车梁吊车梁型号根据吊车的额定起重量、吊车的跨距（LK=L2）以及吊车的载荷状态选定，其中钢筋混凝土吊车梁可查95G323、先张法预应力混凝土吊车梁可查95G425、后张法预应力混凝土吊车梁可查95G426。对18m跨厂房，吊车起重量为32t，中级载荷状态，Lk=18-2×，采用混凝土吊车梁。查附表1-4，中间跨选用DL-11Z，边跨选用DL-11。梁高1200mm，自重39.98KN。对15m跨厂房，吊车起重量为10t，中级载荷状态，Lk=15-2×。采用混凝土吊车梁。查附表1-4，中间跨选用DL-7Z，边跨选用DL-7B，梁高

11、900mm，自重27.64KN。4）基础梁基础梁型号根据跨度、墙体高度、有无门窗洞等查93G320。墙厚240mm，突出于柱外。由附表1-8，纵墙中间选用JL-3，纵墙边跨选用JL-15；山墙6mm柱距选用JL-23。基础梁布置见例图2-4。5）柱间支撑柱间支撑设置在、轴线之间，支撑型号可查表97G336。首先根据吊车起重量、柱顶标高、牛腿顶标高、吊车梁顶标高、上柱高、屋架跨度等查出排架号，然后根据排架号和基本风压确定支撑型号。6）抗风柱抗风柱下柱采用工字型截面，上柱采用矩形截面。抗风柱的布置需考虑基础梁的最大跨度。18m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为6m；15m跨的抗风柱中间的间距为6m

12、m。例图2-2给出了屋面结构布置，例图2-3给出了构件平面布置。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例图2-3 构件平面布置图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例图2-2 屋盖平面布置图例图2-4 基础、基础梁平面布置图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厂房剖面设计剖面设计的内容是确定厂房的控制标高，包括牛腿顶标高、柱顶标高和圈梁的标高。牛腿顶标高等于轨顶标高减去吊车梁在支承处的高度和轨道及垫层高度，必须满足300mm的倍数。吊车轨道及垫层高度可以取。为了使牛腿顶标高满足模数要求，轨顶的实际标高将不同于标志标高。规范允许轨顶实际标高与标志标高之间有±200mm的差值。柱顶标高H=吊车轨顶的实际标高HA+吊车轨顶至桥架顶面的高度HB+空隙HC（参见例图2-1）其中，空隙HC不应小于220mm；吊车轨顶至桥架顶面的高度HB可查95G323。柱顶标高同样需满足300mm的倍数。m

17、。对于18m跨：mmm，则轨顶构造高度，HAmm，满足±200mm差值的要求。查附表1-1，吊车轨顶至桥架顶面的高度HB=，则H= HA+ HB+ Hcmm。对15m跨：mmm，则轨顶构造高度，HA=6。标志高度-构造高度=，满足要求。查附表1-1，吊车轨顶至桥架顶面的高度HB=1.876m，则H= HA+ HB+ HCmm。对于有吊车厂房，除在檐口或窗顶设置圈梁外，尚宜在吊车梁标高处增设一道，外墙高度大于15m时，还应适当增设。圈梁与柱的连接一般采用锚拉钢筋210212。现在、和标高处设三道圈梁，分别用QL-1、QL-2、QL-3表示。其中柱顶圈梁可代替连系梁。圈梁截面采用240&

18、#215;240mm，配筋采用412、6200。圈梁在过梁处的配筋应另行计算。例图2-5给出了厂房剖面布置。BCA±1800015000例图2-5 厂房剖面布置图排架柱设计1计算简图对于没有抽柱的单层厂房，计算单元可以取一个柱距，即6m。排架跨度取厂房的跨度，上柱高度等于柱顶标高减取牛腿顶标高。下柱高度从牛腿顶算至基础顶面，持力层（基底标高）确定后，还需要预估基础高度。基础顶面不能超出室外地面，一般低于地面不少于50mm。对于边柱，由于基础顶面还需放置预制基础梁，所以排架柱基础顶面一般应低于室外地面500mm。为了得到排架柱的截面几何特征，需要假定柱子的截面尺寸。从刚度条件出发，可按

19、教材表2-3选取。400400400400400600400900100252510090010025251004001004001001006001002525100A柱B柱C柱例图2-6排架柱截面尺寸1）确定柱子各段高度基底标高为-2.0m，初步假定基础高度为1.4m，则柱总高H=11.1-(-2.0)-1.4=m；上柱高度Hu=11；下柱高度Hl=11m。2）确定柱截面尺寸下柱截面高度，根据吊车起重量及基础顶面至吊车梁顶的高度Hk，由表2-3 当Q=10t时：hHk/14=8100/14=579mm，取600mm 当Q=32t时：hHk/9=8400/10=840mm，取900mm下柱截

20、面宽度,根据顶面至吊车梁底的高度Hl，由表2-3 bHl/20=7200/20=360mm，且400mm，取400mmABCEIAuEIBuEICuEIAlEIBlEICl18000150007200450011700例图2-7 排架计算简图（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。各柱下段柱截面的详细尺寸见例图2-6。3）计算柱截面几何特征各柱截面的几何特征见例表2

21、-1。例表2-1 截面几何特征柱号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面积A(103mm2)惯性矩I(106mm4)21331661172001661121335882每米长重量G(kN/m)例图2-7给出了计算简图。2荷载计算排架的荷载包括恒载、屋面活荷载、吊车荷载和风荷载。荷载均计算其标准值。1）恒载恒载包括屋盖自重、上柱自重、下柱自重、吊车梁及

22、轨道自重。 屋盖自重P1面荷载：防水层、找平层等 +2屋面板自重 1.40kN/m2屋面板灌缝 0kN/m2-小 计2.25 kN/m2外天沟板线荷载：找坡等TGB77-1自重 -小 计内天沟板线荷载：找坡等0kN/m内天沟板自重 -小 计3.42kN/m集中荷载：18m跨屋架自重67.6kN15m跨屋架自重屋架作用在柱顶的恒载标准值：A柱： P1A=×6×18/2+3.98×6+×67.6=179.2kNB柱：18m跨传来P1B=×6×××67.6=1715m跨传来P1B=×6×15×

23、;×C柱： P1C=×6×××45.65=1P1作用点位置与纵向定位轴线的距离为150mm，见例图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下柱大部分截面为I形，但牛腿部位及插入杯口基础的部分是矩形截面。假定矩形截面的范围为自牛腿顶面向下1400mm及基础顶面以上1100mm。近似忽略牛腿的重量。A柱：P3A=3.94×（-）+0.9××25×(1.4+1.1)=41.0kN例图2-8 恒载的作用

24、点位置50P1AP2AP4AP3A150150750300A柱PC1P2CP4CP3C150200750300C柱P4BP4B750750P1B150P1B150P2BP3BB柱B柱：P3B=41.0kNC柱：P3C=3.19×（-）+0.6××25×(1.4+1.1)=30kN 吊车梁、轨道、垫层自重P4取轨道及垫层自重为。A柱： P4A=×6+=44.8kNC柱： P4C=×6+=32.4kNB柱：18m跨传来P4BkN 15m跨传来P4BkNP4的作用点离纵向定位轴线的距离为750mm，见例图2-8。2）屋面活荷载P5 屋面活荷

25、载取屋面均布活载和雪荷载两者的较大值m2A柱：P5A=（18×6××6×=NB柱：18m跨传来 P5B=(18×6×0.5)/2×6×=28.9kN15m跨传来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）吊车荷载吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k从产品目录查得吊车基本尺寸和轮压，列于例表2-2。例表2-2吊车基本尺寸和轮压 起重量Q（t）吊车

26、跨度Lk(m)吊车桥距B（mm）轮距K（mm）吊车总重（G+g）(t)小车重g(t)最大轮压Pmax(kN)最小轮压Pmin(kN)105840405017115 326640465033278P1maxP1maxP2maxP2maxK1K2xy2y3y4y1=1例图2-9 吊车荷载计算简图表中Pmin=0.5(G+g+Q)-Pmax吊车竖向荷载Dmax、Dmin根据两台吊车作用的最不利位置用影响线求出。Dmax、Dmin的计算简图见例图2-9。图中两台吊车之间的最小轮距x=（B1-K1）/2+（B2-K2）/2。对应于轮子位置影响线的高度y2、y3、y4可利用几何关系求得。18m跨两台吊车相

27、同，均为32t吊车，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跨有两台10t吊车，同理可求得：Dmax,k= 115×（1+0.32）Dmin,k×

28、(1+0.32）=35.5kN ­吊车横向水平荷载Tmax,k18m跨，吊车额定起重量16t<Q<50t，吊车横向水平荷载系数=，每个大车轮产生的横向水平制动力为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，吊车额定起重量Q10t，吊车横向水平荷载系数=0.2，每个大车轮产生的横向水平制动力为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、作用点的位置在吊车梁顶面。例图2-10 风荷载体型系数s(风向)4)风荷载 该地区基本风压W0m2，地面粗糙度为B类。 作用在柱上的均布荷载m，室外地面标高-0.m，查表1-10，风压高度系数。从表1-11，可查得风荷载体型系数s，标于例图2-10。单层工业厂房，可不考虑风振系数，取=1。q1=SzZW0××××（压力）q2=SzZW0××××（吸力） 作用在柱顶的集中风荷载FW作用在柱顶的集中风荷载FW由两部分组成：柱顶至檐口竖直面上的风荷载FW1和坡屋面上的风荷载FW2（见例图2-11），其中后者的作用方向垂直

30、于屋面，因而是倾斜的，需要计算其水平方向的分力（竖向分力在排架分析中一般不考虑）。400150屋架端头轴线高度h1h2S=h2/sinWkWk,hWk=BSwk；Wk,h=Wksin=Bh2wk例图2-11 屋盖部分风荷载的计算为了简化，确定风压高度系数时，可统一取屋脊高度。屋脊高度=柱顶高度+屋架轴线高度（屋脊处）+上、下弦杆截面增加高度+屋面板高度。对于18m跨：H=11.4+（2.65+0.15+0.12）+ 0.24=14.56m，z=1.128；对于15mm，z=1.118。柱顶至檐口的高度=屋架轴线高度（端头处）+上、下弦杆截面增加高度+天沟板高度；坡屋面高度=屋脊高度-柱顶高度-

31、柱顶至檐口的高度。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风（） 迎风面和背风面的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、内力分析在计算简图中，上柱的计算轴线取为上柱的截面形心线，下柱的计算轴线取为下柱的截面形心线。下面计算时弯矩和剪力的符号按照下述规则：弯矩以顺时针方向为正；剪力以使构件产生顺时针方向转动趋势为正；轴向力以压为正。各柱的抗剪刚度计算结果见例表2-3。例表2-3柱的抗侧刚度及剪力分配系数项目n=Iu/Il=Hu/HA柱cB柱28.9539 Ec

33、C柱 c1） 恒载作用下的内力分析恒载下的计算简图可以分解为两部分：作用在柱截面形心的竖向力和偏心力矩（例图2-12）。ABCM1AM2AM1CM2CM1BM2B例图2-12 恒载产生的偏心力矩屋盖自重对上柱截面形心产生的偏心力矩为（参见例图2-8）：M1A×（0.1kN·MM1B=-144.6)×5=-N·MM1C=146.9×-0.15)=7.35kNM屋盖自重、上柱自重、吊车梁及轨道自重对下柱截面形心产生的偏心力矩为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，各柱的弯距和剪力用剪力分配法计算。先在柱顶加上不动铰支座，利用附录2求出各柱顶不动铰支座的反力；然后将总的支座反力反向作用于排架柱顶，根据剪力分配系数分配给各柱（剪力分配过程列于例表2-4）；最后求出各柱柱顶的剪力（见例图2-13a），得到每根柱的柱顶剪力后，单根柱利用平衡条件求出各个截面的弯矩及柱底截面剪力。例表2-4恒载下柱的剪力分配项目nC1C3M1M2RiiViA柱（）（）B柱（）1.94 （）C柱 （）（）a)单根柱的受力及柱

35、底剪力；b)弯距图（）；c)轴力图（kN）例图2-13 恒载下排架柱内力ABCb)ABCc)ABCa)注：，；Ri=(M1/H)C1+(M2/H)C3；Vi=iR-Ri；R=RA+RB+RC。例如对于柱A柱顶截面的弯距：M1=牛腿截面上的弯距：M1+ VA Hu-0.78×牛腿截面下的弯距：M2+M1=-29.14+14.41=-柱底截面弯距：M1+M2+ VA-0.78×11.7=-37同理可求出其他柱的截面弯距，见附图2-12b。柱轴力可直接根据作用在截面形心的竖向力确定，见例图2-13c。2）屋面活载作用下的内力分析屋面活载下的内力分析方法同屋盖自重作用下的内力分析。

36、剪力分配过程列于例表2-5，例图2-14是屋面活载下的内力图。表2-5 屋面活载下柱的剪力分配项目C1C3M1M2RiiViA柱××-0.03()0.14()B柱-(28.9-24.4)×0-0.10()0.24 ()a)单根柱的受力及柱底剪力；b)弯距图（）；c)轴力图（kN）例图2-14 屋面活载下排架柱内力ABCc)ABC 0a)ABCb)C柱 1.1624.8×0.05=1.2424.8×0.1=2.480.43()-0.38 ()3）吊车竖向荷载作用下的内力分析吊车竖向荷载有四种基本情况，如例图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柱例图2-15 吊车竖向荷载的4种基本情况吊车竖向荷载下的计算简图也可以分解成两部分：作用于下柱截面形心的竖向力和作用在牛腿顶面的偏心力矩。在偏心力矩下的剪力分配过程列于例表2-6。例图2-162-19是吊车竖向荷载下内力图。例表2-6吊车竖向荷载下柱剪力的分配计算项目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例图2-20 吊车水平荷载的2种情况ABCTmaxa)ABCTmaxb)a)单根柱的受力及柱底剪力；b)弯距图（）；c)轴力图（kN

39、）例图2-17 A柱作用Dmin、B柱作用Dmax时的排架柱内力ABCc)ABCb)ABCa)a)单根柱的受力及柱底剪力；b)弯距图（）；c)轴力图（kN）例图2-16 A柱作用Dmax、B柱作用Dmin时的排架柱内力ABCc)ABCb)ABCa)a)单根柱的受力及柱底剪力；b)弯距图（）；c)轴力图（kN）例图2-19 C柱作用Dmin、B柱作用Dmax时的排架柱内力ABCc)ABCa)ABCb)a)单根柱的受力及柱底剪力；b)弯距图（）；c)轴力图（kN）例图2-18 C柱作用Dmin、B柱作用Dmax时的排架柱内力ABCc)ABCb)ABCa)4）吊车水平荷载作用下的内力分析吊车水平荷载

40、下有两种情况，每种情况的荷载可以反向，如图2-20中的虚线所示。吊车水平荷载的剪力分配过程见附表2-7，例图2-21、2-22是其内力图。例表2-7吊车水平荷载下柱剪力的分配计算项目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根据n、和吊车水平荷载的作用位置由附录2图2-52-7查得。a)单根柱的受力及柱底截面剪力；b)弯距图（）例图2-21 A、B跨作用Tmax时的排架柱内

41、力-1.69ABCa)ABCb)14.81a)单根柱的受力及柱底截面剪力；b)弯距图（）例图2-22 B、C跨作用Tmax时的排架柱内力3.03ABCa)ABCb)5.135）风荷载作用下的内力分析a)单根柱的受力及柱底截面剪力；b)弯距图（）例图2-23 风荷载（左吹向右风）下排架柱内力-ABCq1a)q2ABCb) 风荷载作用下有两种情况。左吹向右风荷载下的剪力分配过程见附表2-8，例图2-23是风荷载下的内力图。因本例右吹向左风时的荷载值与左吹向右风时的荷载数值很接近（q1、q2大小相等，Fw、Fw），可利用左吹向右风的内力图。例表2-8风荷载下柱剪力的分配计算项目C11qRi=qHC1

42、1WR=W+RiiVi左吹向右风A柱6.37()-0.91()B柱007.06()C柱 3.60()-1.16()注：由附录2，。内力组合1荷载组合排架柱截面尺寸符合表2-3要求后，一般不需要进行正常使用极限的变形验算，仅需要进行承载力计算。承载能力极限状态采用荷载效应的基本组合。基本组合考虑两类情况：由活荷载效应控制的组合和由恒荷载效应控制的组合。对于排架结构，由活荷载效应控制的组合可采用简化规则，取下列两种情况的较大值：GSGK+Q1SQ1KGSGK式中SGK、SQiK分别为恒载标准值和活载标准值下的荷载效应，即内力；G、Qi为荷载和活载的分项系数，分别取和；简化组合值系数。由恒载效应控制

43、的组合按下式进行S=GSGK+式中为活荷载的组合值系数，中级载荷状态吊车荷载的组合值系数为0.7。此时恒载分项系数取。设计基础，确定基础底面尺寸时，需进行地基计算，此时上部结构传来的荷载效应采用标准组合。故对于下柱的截面，尚需按下式进行荷载的标准组合：S=SGK+ SQ1K+ 2内力组合排架柱属偏心受压构件，剪力一般不起控制作用（斜截面承载力一般能满足）。最不利内力组合包括：最大正弯矩及相应的轴力、最大负弯矩及相应的轴力、最大轴力及相应的弯矩、最小轴力及相应的弯矩。当采用对称配筋时，前两项可合并为弯矩绝对值最大及相应的轴力。每项组合，按一个目标（如弯矩最大）确定活荷载是否参与组合。需注意：1）

44、 当组合中包含吊车水平荷载时，必须同时包含吊车竖向荷载；2） 由于吊车水平荷载最多考虑两台，故A、B跨作用Tmax和B、C跨作用Tmax两种情况（例表2-9中、）只能取一种；吊车水平荷载可反向，根据组合目标选择；3） 对于多跨厂房，吊车竖向荷载最多可以考虑四台吊车，所以例表2-9中的荷载种类或和或可以同时考虑，但和、和只能取其中一项；4） 同时考虑两台和同时考虑四台，多台吊车的荷载系数是不同的，对于中级载荷状态，前者为，后者为；5） 组合最大轴力和最小轴力时，轴力为零的项也应该包含进去。尽管这样做对轴力没有影响，但可使弯矩增大。轴力不变时，弯矩越大越不利。3 内力组合值中柱的内力组合过程列于例

45、表2-9。排架中柱截面设计1计算长度及材料强度柱子计算长度根据表2-4查得。考虑吊车荷载时 上柱：lu=Hu×m； 下柱：ll=l×m不考虑吊车荷载时 上柱：lu=Hu×m； 下柱：ll=Hl=×C30混凝土，fc=14.3N/mm2，。HRB335纵向钢筋，fy= fy'=300 N/mm2；HPB235箍筋、构造筋， fy=210 N/mm2。2上柱截面配筋设计 上柱截面尺寸已初定为400×600mm，采用对称配筋。上柱的控制截面（I-I）有三组最不利内力：；，上述三组内力下的受压区高度系数，均属于大偏心受压。在大偏心受压构件中，M

46、相近，N越小越不利；N相近时，M越大越不利，因此可用第组内力计算配筋。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选用318（As=AS'=763mm2>minbh=480mm2）。箍筋按构造确定。箍筋间距不应大于400mm及截面的短边尺寸，且不大于15d；箍筋直径不

47、应小于d/4，且不应小于6mm。现配置6200。3下柱截面配筋设计 下柱截面按I形截面，采用对称配筋，沿柱全长各截面配筋相同。I形截面大小偏心受压可用下式判别：当x=N/1fcbf'< hf'时，中和轴在受压翼缘内，按第一类I截面的大偏心受压截面计算；当hf'<X=N-1fc(bf'-b)hf'/1fcb<bh0时，中和轴通过腹板，按第二类I截面的大偏心受压截面计算；当bh0<X< h-hf时，中和轴通过腹板，按小偏心受压截面计算；当h-hf <X<h时，中和轴在受拉翼缘内，按小大偏心受压截面计算。需注意，当判别

48、为小偏心受压时，上述算得的受压区高度x并不是实际的受压区高度。对于本例柱B，bh0=×865=475.8mm；。柱B下柱截面共有6最不利内力，汇总于例表2-10。通过判断可选取其中的3组进行配筋计算。例表2-10 柱B -、-截面内力组合值汇总和取舍组号123456内力值M（）-50.78-445.39126.10N（kN）1349.4509.51398.9558.7x（mm）439.4606.189.1640.897.7判别大偏心小偏心大偏心大偏心小偏心大偏心取舍×××注：大偏压时，两组内力若M1M2、N1<N2，或N1N2,、M1>M2，

49、或M1>M2、N1>N2，则第1组比第2组不利；小偏压时，两组内力若若M1M2、N1>N2，或N1N2、M1>M2，或M1>M2、N1>N2时，则第1组比第2组不利。I型截面的大偏心受压，当受压区高度x小于受压翼缘bf时，按宽度为bf的矩形截面计算；当x小于受压翼缘bf时，按下式计算对称配筋I型截面小偏心受压的基本公式为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)可用迭代法进行计算。先假定受压区高度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） 将s、As'代入第1式，可得到新的受压区高度xx=N-1fc (bf'-b)hf'-As'（fy '-s）/1fc b=N-429000-As'（300-s）/1430（C）将x代替x0，重复使用式（A）、（B）、（C），直到满足精度要求。例表2-11列出了3组控制内力的计算过程。例表2-11 下柱截面的承载力计算序号设计内力e0(mm)ei(mm)l0/h12ex(mm)Ax= Ax(mm2)M(kN.m)N(kN)1445.39811452.191721398.9815705673126.10558.7101197.7<