混凝土结构设计

1、课程设计任务书 课程名称： 混凝土结构与砌体结构设计 课程编号： 学时学分： 1周、1学分 学生班级： 学生姓名： 指导教师： 制订日期： 归口单位： 单层混凝土工业厂房设计一、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72m，柱距为6m，不设天窗。跨度分别为21m和18m，其中21m跨设有两台15t中级载荷状态桥式吊车；18m 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9.90m。厂房围护墙厚240，下部窗台标高为1.2m，窗洞4.8m×3.6m；中部窗台标高为6.3m，窗洞4.8m×1.5m；上

2、部窗台标高为9.6m，窗洞4.8m×1.2m。采用钢窗。室内外高差为0.15m。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=0.25kN/m2，组合值系数c=0.6；基本雪压S0=0.35kN/m2，组合值系数c=0.6。基础持力层为粉土，埋深为-2.0m，粘粒含量c=0.8，地基承载力特征值fak=180kN/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

3、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。二、 结构方案设计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21m，（B）（C）轴线的间距为18m。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。（A）（B）跨吊

4、车起重量小于20t时，（A）列采用封闭结合；（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；初步取联系尺寸D=150mm。是否采用非封闭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寸B2确定（参见图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

5、定上柱截面高度为400mm，则对（A）列柱B2=750-（260+400）=90mm>80mm，满足要求对（C）列柱B2=750-（230+400）=120mm>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72m，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。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1.5m的整数倍时，需要

6、布置嵌板，嵌板查92G410（二）。荷载：二毡三油防水层 1.2×0.35=0.42kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 1.2×0.02×20=0.48kN/m2 屋面均布活载（不上人） 1.4×0.5=0.70kN/m2雪载 1.4×1.0×0.35=0.49kN/m2-小 计 1.60kN/m2采用预应力混凝土屋面板。根据允许外加均布荷载设计值1.60kN/m2，选用Y-WB-2，其允许外加荷载1.99kN/m2>1.60kN/m2。板自重1.40kN/m2。 嵌板采用钢筋混凝土板，查附表1-2，中部选用KWB-1，端部选用

7、KWB-1S，其允许外加荷载3.35kN/m2>1.60kN/m2，板重1.70kN/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。内天沟宽度采用620mm，外天沟宽度采用770mm。1）外天沟荷载:焦渣砼找坡层

8、1.2×1.5×0.77=1.39kN/m二毡三油防水层 1.2×0.35×0.77=0.32kN/m20mm厚水泥砂浆找平层 1.2×0.02×20×0.77=0.37kN/m 积水荷载 1.4×10×0.13×0.77=1.40kN/m屋面均布活载 1.4×0.5×0.77=0.54kN/m2 -小 计 3.48kN/m查附表1-6，天沟板选用TGB77-1, 允许外加荷载4.13kN/m>3.48kN/m，自重2.24kN/m。同理可求得内天沟外加荷载设计值2.8

9、1kN/m，由附表1-6，一般天沟板选用TGB62-1，开洞天沟板选用TGB62-1a 或TGB62-1b，端部为TGB62-1Sa 或TGB62-1Sb , 允许外加荷载3.16kN/m>2.81kN/m，自重2.06kN/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:屋面板穿来的荷载 1.60kN/m屋面板自重 1.2×1.4=1.6

10、8kN/m灌缝重 1.2×0.1=0.12kN/m -小 计 3.40kN/m21m跨采用钢筋混凝土屋架，中间选用YWJA-21-2a；两端选用YWJA-21-1a。允许外加荷载3.5kN/m2>3.28 kN/m2，自重67.6kN。18m跨采用预应力混凝土屋架，中间选用YWJA-18-2a ；两端选用YWJA-18-1a 。允许外加荷载3.5kN/m2>3.28 kN/m2，自重56.9KN。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

11、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，还需布置下弦纵向水平支撑。本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21m跨厂房，吊车起重量为15t，中级载

12、荷状态，Lk=21-2×0.75=19.5m，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18m跨厂房，吊车起重量为10t，中级载荷状态，Lk=18-2×0.75=16.5m。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6m柱距选用JL-14，山墙4.5m柱距选用JL-23。基础梁

13、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。21m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为6m，两边的间距为7.5m；18m跨的抗风柱中间的间距为6m，。图2给出了屋面结构布置，图2-3给出了构件平面布置。  图 2-3 3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

14、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0.2m。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。由工艺要求，轨顶标志高度为9.9m。对于21m跨：取柱牛腿顶面高度为8.7m。吊车梁高度1.2m，吊车轨道及垫层高度0.2m，则轨顶构造高度，HA=

15、8.7+1.2+0.2=10.1m。构造高度-标志高度=10.1-9.9=0.2m，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=2.347m，则H= HA+ HB+ Hc=10.1+2.347+0.22=12.68m。为满足模数要求，取H=12.65m。对18m跨： 设计牛腿顶面标高为8.7m。吊车梁高0.9m，吊车轨道及垫层高0.2m，则轨顶构造高度，HA=8.7+0.9+0.2=9.8m。标志高度-构造高度=9.9-9.8=0.1m<0.2m，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+ HC=9.8

16、+1.876+0.22=11.896m。为满足模数要求及使两跨柱顶标高一致，取H=12.65m。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6.2m、9.9m和12.41m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240×240mm，配筋采用412、6200。圈梁在过梁处的配筋应另行计算。图4给出了厂房剖面布置。 图2-4 厂房剖面布置图三、排架内力分析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

17、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，可按教材表2-3选取。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=12.65-(-2.0)-1.4=13.25m；上柱高度Hu=12.65-8.7=3.95m下柱高度Hl=13.25-3.95=9.3m。2）

18、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=9300/14=665mm，取800mm 当Q=15t时：hHk/9=9300/14=665mm，取800mm上柱截面宽度,根据顶面至吊车梁底的高度Hl，由表2-3 bHl/20=9300/20=465mm，且400mm，取400mm （A）列柱下段柱截面采用I形，b=400mm、h=800mm，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=800mm，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=40

19、0mm，h=800mm，上柱截面采用正方形b=h=400mm。各柱下段柱截面的详细尺寸见图5。 图2-5 下端柱截面图3）计算柱截面几何特征各柱截面的几何特征见表1。例图2-6给出了计算简图。  图2-6 计算简图表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400×800×100矩形400×600工字形400×800×100正方形400×400工字形400×800×100面积A(103mm2)160.0147.5240.0147.5160.

20、0147.5惯性矩I(106mm4)213312305720012305213312305每米长重量G(kN/m)4.003.696.003.694.003.692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、吊车梁及轨道自重。   屋盖自重P1面荷载：防水层、找平层等 0.35+0.4=0.75kN/m2屋面板自重 1.40kN/m2 屋面板灌缝 0.10kN/m2-小 计2.25 kN/m2 外天沟板线荷载：找坡等1.16+0.27+0.31=1.74kN/mTGB77-1自重 2.24kN/m -小

21、计3.98kN/m内天沟板线荷载：找坡等1.40kN/m内天沟板自重 2.02kN/m-小 计3.42kN/m集中荷载：21m跨屋架自重 67.6kN18m跨屋架自重 56.9kN屋架作用在柱顶的恒载标准值：A柱： P1A=2.25×6×21/2+3.98×6+0.5×67.6=199.4kNB柱：21m跨传来P1B=2.25×6×21/2+3.42×6+0.5×67.6=196.1kN18m跨传来P1B=2.25×6×18/2+3.42×6+0.5×56.9=170.5kN

22、C柱：P1C=2.25×6×15/2+3.8×6+0.5×45.65=146.9kNP1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×（9.3-1.4-1.1）+0.8&#

23、215;0.4×25×(1.4+1.1)=46.8kNB柱：P3B=446.8kNC柱：P3C=3.19×（9.3-1.4-1.1）+0.8×0.4×25×(1.4+1.1)=41.7kN   吊车梁、轨道、垫层自重P4取轨道及垫层自重为0.8KN/m。A柱： P4A=0.8×6+39.98=44.8kNC柱： P4C=0.8×6+27.64=32.4kNB柱：21m跨传来P4B=44.8kN 18m跨传来P4B=32.4kNP4的作用点离纵向定位轴线的距离为750mm，见图8。 2）屋面活荷载

24、P5 屋面活荷载取屋面均布活载和雪荷载两者的较大值0.5kN/m2A柱：P5A=（21×6×0.5）/2+0.77×6×0.5=33.81kNB柱：18m跨传来 P5B=(18×6×0.5)/2+0.62×6×0.5=28.9kN 15m跨传来P5B=(15×6×0.5)/2+0.62×6×0.5=24.4kNC柱 P5C=（15×6×0.5）/2+0.77×6×0.5=24.8kNP5作用位置同P1。 3）吊车荷载吊车竖向荷

25、载Dmax,k、Dmin,k从产品目录查得吊车基本尺寸和轮压，列于表2。表2吊车基本尺寸和轮压 起重量Q（t）吊车跨度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)1016.555504400183.8115251519.55550440025.55.317032.5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的计算简图见图7。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

26、y2、y3、y4可利用几何关系求得。21m跨两台吊车相同，均为15t吊车，P1max=P2max=170kN，P1min=P2min=32.5kN，；x=(5550-4400)/2+(5550-4400)/2=1150mm；y2=(6-4.65)/6=0.225，y3=(6-1.9)/6=0.683，y4=0。 图7 吊车梁截面尺寸图Dmax,k= P1max(y1+y2)+P2max(y3+y4)=170×（1+0.225+0.683+0）=423.4kNDmin,k=P1min(y1+y2)+P2min(y3+y4)=32.5×（1+0.225+0.683+0）=62k

27、N18m跨有两台10t吊车，同理可求得：Dmax,k= 115×（1+0.325+0.702+0.027）=236.2kNDmin,k=25×(1+0.325+0.702+0.027）=51.4kN ­吊车横向水平荷载Tmax,k21m跨，吊车额定起重量16t<Q<50t，吊车横向水平荷载系数=0.1，每个大车轮产生的横向水平制动力为T=(Q+g)/4=0.1×(15+5.3) ×9.8/4=5kNT的最不利位置同Pmax，故Tmax,k=5×（1+0.225+0.683+0）=9.54kN18m跨，吊车额定起重量Q10t

28、，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)/4=0.12×(10+3.8) ×9.8/4=4.1kN T的最不利位置同Pmax，故Tmax,k=4.1×(1+0.325+0.702+0.027）=8.4kN Tmax作用点的位置在吊车梁顶面。4)风荷载 该地区基本风压W0=0.25KN/m2，地面粗糙度为B类。   作用在柱上的均布荷载柱顶标高12.65m，室外地面标高-0.15，则柱顶离室外地面高度为12.65-（-0.15）=12.8m，查表1-10，风压高度系数z=1.157。从表1-11，可查得风荷载体型系数s

29、，标于图8。单层工业厂房，可不考虑风振系数，取=1。q1=SzZW0B=0.8×1.157×1.0×0.25×6=1.39kN/m（压力）q2=SzZW0B=-0.4×1.157×1.0×0.25×6=-0.69kN/m（吸力） 图8 风荷载体型系数s 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（见图9），其中后者的作用方向垂直于屋面，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）。为了简化，确定风压高度系数

30、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21m跨：H=12.8+（2.65+0.15+0.12）+ 0.24=15.96m，z=1.168；对于18m跨：H=12.8+（2.3+0.15+0.12）+ 0.24=15.61m， z=1.157。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-柱顶至檐口的高度。FW1=0.8×1.168×1×0.35×（1.18+0.27+0.4）×6=3.63kN（）FW1=0.4&

31、#215;1.157×1×0.35×（1.23+0.27+0.4）×6=1.847kN（）FW2=(-0.6+0.5)×1.168×1×0.35×（15.96-12.8-1.85）×6=-0.462kN（）FW2=(-0.4+0.4)×1.157×1×0.35×（15.61-12.8-1.9）×6=0 FW=FW1+FW1'+FW2+FW2'=3.51+1.78-0.31=5.02kN()同理可求得右吹向左风（） 迎风面和背风面的q1、q2

32、大小相等、方向相反。Fw=0.8×1.118×1×0.35×（1.23+0.27+0.4）×6+0.4×1.128×1×0.35×（1.18+0.27+0.4）×6+(-0.6+0.5)×1.118×1×0.35×（15.61-12.8-1.9）×6+0=5.12kN() 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

33、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表3。表3柱的抗侧刚度及剪力分配系数项目n=Iu/Il=Hu/HA柱2133/16611=0.12843.95/13.25=0.2982.543118.1598Ec0.394B柱7200/16611=0.43340.2982.899720.706Ec0.449C柱 2133/5882=0.36260.2982.86667.2484Ec0.1571）   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（图12）。屋盖自重对上柱截面形心产生的偏心力矩为（参见图10）：M1A

34、=199.4×（0.15-0.05）=19.94kN·MM1B=-(196.1-170.5)×0.15=-3.84kN·MM1C=146.9×(0.2-0.15)=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=-199.4×0.25-21×0.25+44.8×0.45= -34.94kN·MM2B=0+0+(-44.8+32.4)×0.75=-9.30kN·MM2C=146.9×0.1+21×0.1-32.4×0.

35、45=2.21kNM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）；表4恒载下柱的剪力分配项目nC1C3M1M2RiiViA柱0.12840.2982.031.1619.94-34.94-1.05（）0.3940.533（）B柱0.43340.2981.621.32-3.84-9.30-1.40（）0.4490.811（）C柱 0.36260.2981.661.307.35 2.211.14（）0.157-1.15（）最后求出各柱柱顶的

36、剪力（见图11a），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注：，；Ri=(M1/H)C1+(M2/H)C3；Vi=iR-Ri；R=RA+RB+RC。 对于柱A柱顶截面的弯距：M1=19.94kN.m牛腿截面上的弯距：M1+ VA Hu=19.94-1.63×3.95=13.50kN.m牛腿截面下的弯距：M2+M1=-64.76+19.94=-51.26kN.m柱底截面弯距：M1+M2+ VA H =19.94-64.76-1.63×13.25=-66.42kN.m2） 屋面活载作用下的内力分析AB跨作用屋面活荷载 图2-12 AB跨作用活

37、荷载作用简图Q1 =50.4kN，则在柱顶和变阶处的力矩为：M1A= 50.4kN×0.05 m = 2.52kN.m；M2A= 50.4kN×0.25 m = 12.6kN.m；M1B= 50.4kN×0.15 m = 7.56 kN.m对于A柱，C1=2.031，C3=1.224,则RA=C1+C3=(2.52kN.m×2.031+12.6kN.m×1.224)/12.85m=2.07kN ()对于B柱C1B=1.68，则RB=C1B =7.56 kN.m×1.684/12.85m=0.99kN ()则排架柱顶不动铰支座总的反力为

38、：R= RA+ RB= 2.07kN+0.99kN =3.06kN ()VA= RARA=2.07kN -0.291×3.06kN =1.18 kN ()VB= RBRB=0.99-0.417×3.06kN =0.29kN ()VC= RC=0.291×3.06kN =0.89kN ()排架各柱的弯矩图,轴力图,柱底剪力如图2-13所示:图2-13 AB跨作用屋面活荷载内力图 BC跨作用屋面活荷载由于结构对称，且BC跨的作用荷载与AB跨的荷载相同，故只需在图8的各内力图位置及方向调一即可，如图14所示：图2-14 AB跨作用活荷载作用简图图15 BC跨作用屋面活荷

39、载内力图4.风荷载作用下排架内力分析左吹风时计算简图如图2-16a所示。对于A，C柱, 得C=RA= q1HC11= 3.45 kN/m×12.85m×0.340= 15.07kN ()RC= q1HC11= 1.73kN/m×12.85m×0.340= 7.56kN ()R= RA+ RC+Fw= 15.07kN+7.56kN+5.01kN =27.64 kN ()各柱的剪力分别为:VA= RARA=15.07kN -0.291×27.64kN = 7.03kN ()VB= RBRB=0 -0.417×27.64kN =-11.53

40、kN ()VC= RCRC= 7.56kN-0.291×27.64 kN =-0.48kN ()图16 左风内力图 右风吹时因为结构对称，只是内力方向相反,，所以右风吹时，内力图改变一下符号就行，如图17所示；图17 右风内力图5.吊车荷载作用下排架内力分析Dmax作用于A柱计算简图如图18-1所示，其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin在牛腿顶面引起的力矩为：MA= Dmax×e3=556.85kN×0.30m=167.06kN.mMB= Dmin×e3=112.875kN×0.75m=84.66kN.m对于A柱，C3=1.224，则()对于柱C

41、3B=1.338，则()R= RA+ RB=-15.91kN+8.82kN=-7.09kN ()各柱的剪力分别为：VA= RA-RA=-15.91kN +0.291×7.09kN =-13.85kN ()VB= RB-RB=8.82kN +0.417×7.09kN =11.78kN ()VC= -RC=0.291×7.09kN =2.06kN ()图18-1Dmax作用在A柱时排架的内力Dmax作用于B柱左计算简图如图18-2所示，其中吊车竖向荷载Dmax，Dmin在牛腿顶面引起的力矩为：MA= Dmin×e3=112.875kN×0.30m=

42、33.86 kN.mMB= Dmax×e3=556.85kN×0.75m=417.64 kN.m RA=C3=-33.86 kN.m×1.224/12.85m=3.23kN ()RB=C3B=417.64 kN.m×1.338/12.85m=43.49kN ()R= RA+ RB=3.23kN +43.49kN =40.26kN ()各柱的剪力分别为:VA= RA-RA=3.23kN0.291×40.26kN =14.95kN ()VB= RB-RB=43.49kN0.417×40.26kN =26.70kN ()VC= -RC=0.

43、291×40.26kN =11.72kN ()图18-2Dmax作用在B柱左时排架的内力Dmax作用于B柱右根据结构对称和吊车吨位相等的条件，内力计算与Dmax作用于B柱左情况相同，只需将A，C柱内力对换和改变全部弯矩及剪力符号：如图18-3。Dmax作用于C柱同理，将Dmax作用于A柱的情况的A，C柱的内力对换，且注意改变符号，可求得各柱的内力，如图18-4。Tmax作用于AB跨柱当AB跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图19-1所示。对于A柱，n=0.11，=0.26，得a=(3.35-1.2)/3.35=0.64，Tmax=29.27kNC5=0.68图18-3Dmax作用在

44、B柱右时排架的内力 图18-4 Dmax作用在C柱时排架的内力于B柱，n=0.28，=0.26，得a=(3.35-1.2)/3.35=0.64，Tmax=29.27kNC5B=0.73RA=TmaxC5=29.27kN×0.68=19.90kN ()RB=TmaxC5=29.27kN×0.73=21.36kN ()排架柱顶总反力R：R= RA+ RB=19.90kN21.36kN41.26kN各柱的简力：VA= RA-RA=19.90kN0.291×41.26kN =7.89kN ()VB= RB-RB=21.36kN0.417×41.26kN =4.1

45、5kN ()VC=RC=0.291×41.26kN =12.01kN ()Tmax作用于BC跨柱由于结构对称及吊车的吨位相等，故排架内力计算与“Tmax作用于AB跨柱”的情况相同，只需将A柱与C柱的对换，如图19-2。图19-1Tmax作用在AB跨时排架的内力 图19-2Tmax作用BC跨时排架的内力四、内力组合以柱内力组合为例。表2-4为各种荷载作用下柱内力标准值汇总表，表2-5表2-12，表2-13为柱内力组合表，这两表中的控制截面及正号内力方向如表2-24中的例图所示。 对柱进行裂缝宽度验算时，内力采用标准值，同时只需对的柱进行验算。为此，表2-33中亦给出了和的组合值，它们均

46、满足的条件，对设计来说，这些值均取自及相应的和一项。 44 表2-4 柱内力设计值汇总表柱号及正向内力荷载类别恒载屋面活载吊车竖向荷载吊车水平荷载风荷载作用在跨作用在跨作用在柱作用在B柱左作用在B柱右作用在柱作用在跨作用在BC跨左风右风 序号123456789101120.52129.6105.8180.6-231.14-50.78285.5209.510.5018.55426.4850.40397.81349.4509.5222.80000-19.37129.6179.6-400.85445.4309.27379.5299.510.50-18.55481.2050.40556.35

47、112.8751398.900000445.5309.3268.1241.34-268.7126.10-309.2323.4400.86139.76-107.20534.6750.446.9556.85112.8751398.9558.71129.11398.9009.591.18-0.89-13.85-11.78-11.722.067.8912.0130.8119.10弯矩图注：单位()，单位，单位。表2-5 1.2恒载+1.4屋面活荷载截面组合项及相应的、组合项及相应的、组合项及相应的、组合项及相应的、12314.8111.9812314.81314.8275.41237.61275.41

48、237.6113-27.4812-38.7112-38.711-29.78296.41334.21334.21296.411318.22127.1812313.641318.22332.99370.79370.79332.99 123 相应的相应的7.713.64370.79           注：单位()，单位，单位。 表2-6 1.2恒载+1.4吊车荷载截面组合项及相应的、组合项及相应的、组合项及相应的、组合项及相应的、16973.4051579-58.951

49、6973.40516973.405237.61237.61237.61237.611469118.7131579-72.1611469118.713179-55.826738.01391.586738.01296.411468237.069158-207.0841468237.069169184.11774.59440.063774.59332.99 169相应的相应的23.454184.11332.99            表2-7 1.2恒载+1.4风荷载截面组合项及相应的、组合项及相应的、组合项及相应的、组合项及相应的、11022.48111-6.5711022.4811022.48237.61237.61237.61237.61110-19.28111-48.33111-48.33111-48.33296.41296.41296.41296.41110151.52111-95.44110151.52110151.52332.99332.99332.99