单层厂房结构课程设计页

1、单层厂房结构课程设计1.结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在1536m之间，且柱顶标高大于8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。由图2-54可可知柱顶顶标高为为9.66m，牛牛腿顶面面标高为为6m；设设室内地地面至基基础顶面面的距离离为0.5m，则计算算简图中中柱的总总高度HH，下柱柱高度HHl，和上上柱高度度Hu分别为为：图2-554 厂厂房剖面面图根据柱的的高度、吊车起起重量及及工作级级别等条条件，可可确定柱柱的截面面尺寸，见表22-222。表2-222 柱截截面尺寸寸及相应应的计算算参数

2、计算参数数柱号截面尺寸寸/面积/惯性矩/自重/A，C上柱矩400040001.6110521.331084.0下柱I40009000100015001.87751005195.3811084.699B上柱矩400060002.411057210086.0下柱I400010000100015501.97751005256.3411084.944本设计仅仅取一榀榀排架进进行计算算，计算算单元和和计算简简图如图图2-555所示示。 图2-55 计算单单元和计计算简图图2.荷载载计算1.恒载载屋盖恒恒载 20厚厚水泥砂砂浆找平平层 22 80厚厚泡沫混混凝土保保温层 预应力混混凝土大大型屋面面板（包包

3、括灌缝缝） 屋盖钢支支撑 总计 屋架重力力荷载为为60.5kNN/榀，则作用用于柱顶顶的屋盖盖结构的的重力荷荷载设计计值为：(2) 吊车梁梁及轨道道重力荷荷载设计计值：(3)柱柱自重重重力荷载载设计值值 A、C柱: 上上柱： 下下柱: B柱: 上上柱: 下下柱: 各各项恒载载作用位位置如图图2-556所示示。图2-556 荷载作作用位置置图（单单位：kkN）2.屋面面活荷载载 屋面活活荷载标标准值为为，雪荷荷载标准准值为，后者小小于前者者，故仅仅按前者者计算。作用于于柱顶的的屋面活活荷载设设计值为为：的作用位位置与作作用位置置相同，如图22-566所示。3.风荷荷载风荷载的的标准值值按计算算，

4、其中中,根据厂厂房各部部分标高高(图22-544)及BB类地面面粗糙度度确定如如下： 柱柱顶(标标高) 檐檐口(标标高) 屋屋顶(标标高) 如图2-57所所示，则则由上式式可得排排架迎风风面及背背风面的的风荷载载标准值值分别为为： 图2-57 风风荷载体体型系数数及计算算简图则作用于于排架计计算简图图(图22-577)上的的风荷载载设计值值为: 4.吊车荷荷载 由表表2-116可得得吊车的的参数为为：，,根据据及可算得得吊车梁梁支座反反力影响响线中各各轮压对对应点的的竖向坐坐标值如如图2-58所所示。(1)吊吊车竖向向荷载吊车竖向向荷载设设计值为为：(2)吊吊车横向向水平荷荷载作用于每每一个轮

5、轮子上的的吊车横横向水平平制动力力为：作用于排排架柱上上的吊车车横向水水平荷载载设计值值为： 图图2-558 吊车荷荷载作用用下支座座反力影影响线3.排架架内力分分析该厂房为为两跨等等高排架架，可用用剪力分分配法进进行排架架内力分分析。其其中柱的的剪力分分配系数数计算，见表22-233。表2-223 柱剪剪力分配配系数柱别A、C 柱B 柱; ; ; 由于图22-599a所示示排架为为对称结结构且作作用对称称荷载，排架结结构无侧侧移，故故各柱可可按柱顶顶为不动动铰支座座计算内内力。柱柱顶不动动铰支座座反力可可根据相相应公式式计算。对于AA，C柱柱，则：本例中。求得后后，可用用平衡条条件求出出柱各

6、截截面的弯弯矩和剪剪力。柱柱各截面面的轴力力为该截截面以上上重力荷荷载之和和，恒载载作用下下排架结结构的弯弯矩图和和轴力图图分别见见图2-59、。 图2-59dd为排架架柱的弯弯矩、剪剪力和轴轴力的正正负号规规定，下下同。图2-559 恒恒载作用用下排架架内力图图2屋面面活荷载载作用下下排架内内力分析析 (1)AB跨跨作用屋屋面活荷荷载 排架计算算简图如如图2-60所所示，其其中，它它在柱顶顶及变阶阶处引引引起的力力矩为：对于A柱柱，,则对于B柱柱,，则将R反作作用于柱柱顶，计计算相应应的柱顶顶剪力，并与相相应的柱柱顶不动动铰支座座反力叠叠加，可可得屋面面活荷载载作用于于AB跨跨时的柱柱顶剪力

7、力，即排架各柱柱的弯矩矩图、轴轴力图及及柱底剪剪力如图图2-60bb，c所示。图2-660 AB跨跨作用屋屋面活荷荷载时排排架内力力图（2）BBC跨作作用屋面面活荷载载由于结构构对称，且BCC跨与ABB跨作用用荷载相相同，故故只需将将图2-60中内内力图的的位置及及方向调调整一下下即可，如图22-61所示示。图2-661 BC跨跨作用屋屋面活荷荷载时的的排架内内力图3风荷荷载作用用下排架架内力分分析(1）左左吹风时时计算简图图如图22-62aa所示。对于AA，C柱, ，得各柱顶的的剪力分分别为排架内力力如图22-62bb所示 (a) (b)图2-662 左吹风风时排架架内力图图(2)右右吹风时

8、时计算简图图如图22-63aa所示。将图22-62bb所示A，C柱内力力图对换换且改变变内力符符号后可可得，如如图2-63bb所示。图2-663 右右吹风时时排架内内力图4.吊车车荷载作作用下排排架内力力分析(1)作作用于AA柱计算简图图如图22-64aa所示。其中吊吊车竖向向荷载，。在牛牛腿顶面面处引起起的力矩矩为：对于A柱柱，则则对于柱，得排架各柱柱顶的剪剪力分别别为：排架各柱柱弯矩图图、轴力力图及柱柱底剪力力值如图图2664b,c所示示。图2-664 作作用在AA柱时排排架内力力图(1) 作用于于B柱左计算简图图如图22-65aa所示,计算如如下：柱顶不动动铰支反反力，及总反反力分别别为

9、：各柱顶剪剪力分别别为：排架各柱柱的弯矩矩图、轴轴力图及及柱底剪剪力值如如图2-65bb，c所所示图2-665 作作用于BB柱左时时排架内内力图（3）作作用于BB柱右根据结构构对称性性及吊车车吨位相相等的条条件，内内力计算算与作用用于B柱柱左的情情况相同同，只需需将A，C柱内内力对换换并改变变全部弯弯矩及剪剪力符号号，如图图2-666所示示。图2-666 作用于于B柱右右时排架架内力图图（4）作作用于CC柱 同同理，将将作用于于A柱情况况的A，C柱内力力对换，并注意意改变符符号，可可求得各各柱的内内力，如如图2-67所所示。图2-667 作用在在C柱右右时排架架内力图图（5）作作用于AAB跨柱

10、柱 当AAB跨作作用吊车车横向水水平荷载载时，排排架计算算简图如如图2-68aa所示，对于AA柱，得，则则 同理，对于BB柱，,，则：排架柱顶顶总反力力R为：各柱顶剪剪力为：排架各柱柱的弯矩矩图及柱柱底剪力力值如图图2-668b所示。当方向向相反时时，弯矩矩图和剪剪力只改改变符号号，方向向不变。图2-668 作作用于AAB跨时时排架内内力图(6)作作用于BBC跨柱柱 由于结结构对称称及吊车车吨位相相等，故故排架内内力计算算与作用用AB跨跨情况相相同，仅仅需将AA柱与CC柱的内内力对换换，如图图2-669所示示。图2-669 作作用于BBC跨时时排架内内力图5.内力力组合以柱内力力组合为为例。表

11、表2-224为各各种荷载载作用下下柱内力力标准值值汇总表表，表22-255表2-332、表表2-333为柱柱内力组组合表，这两表表中的控控制截面面及正号号内力方方向如表表2-24中中的例图图所示。 对柱柱进行裂裂缝宽度度验算时时，内力力采用标标准值，同时只只需对的的柱进行行验算。为此，表2-33中中亦给出出了和的组合合值，它它们均满满足的条条件，对对设计来来说，这这些值均均取自及及相应的的和一项。表2-224 柱内内力设计计值汇总总表柱号及正正向内力力荷载类别别恒载屋面活载载吊车竖向向荷载吊车水平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

12、号123456789101111.9980.5222.300-51.19-56.7744.660-5.22910.55018.55237.6137.88000000000-29.78-8.9932.300114.41-21.0844.660-5.22910.550-18.55296.4137.880552118.9700000011.776-4.5586.46621.998-1233.599125.14-14.85139.76-1077.200332.9937.880552118.970000006.3990.6770.644-14.22-15.7712.339-1.44730.88119.1

13、0弯矩图注：单位位()，单位，单位。表2-225 1.22恒载+1.44屋面活活荷载截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、12314.88111.99812314.881314.88275.41237.61275.41237.6113-27.4812-38.7112-38.711-29.78296.41334.21334.21296.411318.222127.18812313.6641318.222332.99370.79370.79332.99123 相应的的相应的7.713.64370.79注：单位位()，单位，单位。表2-226 1.22恒载+1.

14、44吊车荷荷载截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、16973.44051579-58.9516973.440516973.4405237.61237.61237.61237.611469118.71331579-72.16111469118.7133179-55.8266738.01391.5866738.01296.411468237.0699158-2077.08841468237.0699169184.11774.59440.0633774.59332.99169相应的相应的23.4454184.11332.99注：单位位()，单位，单位。表2-2

15、27 1.22恒载+1.44风荷载载截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、11022.448111-6.55711022.44811022.448237.61237.61237.61237.61110-19.28111-48.33111-48.33111-48.33296.41296.41296.41296.41110151.52111-95.44110151.52110151.52332.99332.99332.99332.99110相应的相应的37.22151.52332.99注：单位位()，单位，单位。表2-228 1.22恒载0.991.44（屋面

16、面活荷载载吊车车荷载风载）截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、1,23,69,10079.22511,57,99-68.55551,23,691079.22511,36,91078.7783271.63237.61271.63237.611,34,69,100115.38441，25，79，111-92.65551,23,46,910107.34771,7911-69.9166693.85416.08727.87296.411,34,68,100346.13661，25，811-2855.80021,23,46,810342.10441,36,91029

17、8.4733730.43463.3766764.45332.991,23,69,100相应的相应的50.6656294.3511367.01注：单位位()，单位，单位表2-229 1.22恒载0.991.44（屋面面活荷载载吊车车荷载）截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、1,23,6969.88011579-51.86001,23,6969.8801136969.3333271.63237.61271.63237.611,34,69105.93441，25，7975.99601,23,46,997.8897179-53.2211693.85426.088

18、8727.87296.411,34,68220.35221，25，8-1899.32221，23，46，8216.231369172.6899730.43463.3766764.45332.991，23，6相应的相应的22.9927168.5677367.01注：单位位()，单位，单位。表2-330 1.22恒载0.991.44（屋面面活荷载载风载载）截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、1231023.9968111-4.77151231023.9968131023.55271.63237.61271.63237.611310-18.261211-54.

19、51221211-54.5122111-46.4755296.41330.43330.43296.411310143.35881211-88.842212310139.23661310143.3588332.99367.01367.01332.991,23,100相应的相应的35.2298139.2366367.01注：单位位()，单位，单位。表2-331 1.22恒载0.991.44（吊车车荷载风载）截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、1，69，10076.77131,57,911-68.55551691076.77131691076.7713237.

20、61237.61237.61237.611，46，910113.31441,57,911-84.61881,46,910113.314417911-69.9166693.85382.0688693.85296.411,46,810340.32221，58，111-2811.68801,46,810340.32221，69，100292.6599730.43429.3566730.43332.991，69，100相应的相应的49.4477292.6599332.99注：单位位()，单位，单位。表2-332 1.335恒载载+0.71.4屋面面活荷载载+0.71.4吊车车竖向荷荷载截面组合项及相应

21、的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、1，23，643.555015-22.28881，23，643.555013643.1186293.7711267.3111293.7711267.31111，34，657.11531，25，754.55211，23，433.993517-36.8355642.5811426.5444707.6811333.46111，34，6100.1399125-67.83881，23，4696.993313696.5590683.7333476.0255710.1944374.61441，23，6相应的相应的15.991193.3384401.

22、0733注：单位位()，单位，单位。表33 柱内内力组合合表截面组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、组合项及相应的的、,备注1,2,36,910表1479.22511,5,79,111表14-68.55551,23,6表1843.55501,3,69,100表1478.778357.6699标准值取取自及相应的的,项271.63237.61293.7711237.61198.00881,4,69表12118.71331,2,57,911表14-92.65551,46,9表12118.71331,79,111表14-69.9166标准值取取自及相应的的,项738.01416.0

23、888738.01296.411,3,46,810表14346.13661,2,58,111表14-2855.80021,46,8表12237.06991,3,69,100表14298.4733214.5955标准值取取自及相应的的,项730.43463.3766774.59332.99277.491,2,36,910相应的相应的50.6656294.3511367.01注：单位位()，单位位，单位6. 柱柱截面设设计以柱为例例。混凝凝土强度度等级为为,，；采用用HRBB4000级钢筋筋，。上、下柱均均采用对对称配筋筋。1上柱柱配筋计计算。 上柱截截面共有有4组内内力。取取而截面的的内力均均小

24、于，则都属属于大偏偏心受压压，所以以选取偏偏心距较较大的一一组内力力作为最最不利内内力。即即取 =78.7833,= 2237.61；吊车厂房房排架方方向上柱柱的计算算长度。附加偏偏心矩取取（大于于）， 应应考虑偏偏心距增增大系数数。， 取取 且 选3188，则 满足要要求。 而垂直直于排架架方向柱柱的计算算长度，则，（内插插） 满满足弯矩矩作用平平面外的的承载力力要求。2.下柱柱配筋计计算取与上柱柱分析方方法类似似。 而，截面的的内力均均小于，则都属属于大偏偏心受压压。所以以选取偏偏心距最最大的一一组内力力作为最最不利内内力。按，计算算下柱计算算长度取取，附加加偏心距距（大于于20）。，应考

25、虑偏偏心距增增大系数数且取 , 取 先假假定中和和轴位于于翼缘内内，则即中和轴轴过翼缘缘 且且 选用4418 垂直于于弯矩作作用面的的承载力力计算：， 3柱箍箍筋配置置由内力组组合表，相应的的，验算截面面尺寸是是否满足足要求。截面满足足要求。 计算是否否需要配配箍筋： 取 可按构造造配箍筋筋，上下下柱均选选用箍筋筋。满足弯矩矩作用面面的承载载力要求求。4柱的的裂缝宽宽度验算算相应于控控制上、下柱配配筋的最最不利内内力组合合的荷载载效应标标准组合合为：表2-334 柱柱的裂缝缝宽度验验算表柱截面上柱下柱内力标准值57.6699214.5955198.0088277.49291.3900.555773.340.0009500.011取0.011131.11.0480.529911833.34400.5223288.95722.2172.06174.04550.34410.43360.12240.3 满满足要求求0.14470.3满足足要求上