单层双跨重型钢结构厂房设计计算书.pdf

*一建筑设计说明 一、工程概况 1.工程名称：青岛市某重型工业厂房；2.工程总面积：3344 3.结构形式：钢结构排架 二、建筑功能及特点 1.该拟建的建筑位于青岛市室内，设计内容：重型钢结构厂房，此建筑占地面积 3344。2.平面设计 建筑物朝向为南北向，双跨厂房，每跨跨度为 21m，柱距为 6m，采用柱网为 21m6m，纵向定位轴线采用封闭式结合方式。3.立面设计 该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。4.剖面设计 吊车梁轨顶标高为 6.9m，柱子高度 H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。5.防火 防火等级为二级丁类，设一个防火分区，安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。室内消火栓设在两侧纵墙处，两侧及中间各设两个消火栓，满足间距小于 50m的要求。6.抗震 建筑的平面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，满足抗震要求。7.屋面 屋面形式为坡屋顶：坡屋顶排水坡度为 10%，排水方式为有组织内排水。屋面做法采用01J925-1 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造中夹芯钢板屋面。8.采光 采光等级为级，窗地比为 1/6,窗户面积为 1160，地面面积为 3344 平方米，窗地比满足要求，不需开设天窗。9.排水 排水形式为有组织内排水，排水管数目为 21 个。三、设计资料 1.自然条件 2.1 工程地质条件：场区地质简单，无不利工程地质现象，条件良好，地基承载力标准值 1000Kpa，为强风化花岗岩，场区内无地下水。冻土深度为 0.5m。2.2 抗震设防：6 度 2.3 防火等级：二级 2.4 建筑物类型：丙类 2.5 基本风压:W=0.6KN/，主导风向：东南风*2.6 基本雪压:0.2 KN/（50 年）0.25 KN/（100 年）2.7 冻土深度：0.5m 2.8 气象条件：年平均气温：12.7最高温度：38.9最低温度：16.9年总降雨量：687.3mm。2.工程做法 2.1 散水做法：混凝土散水 2.2.1 50 厚 C15 混凝土撒 1:1 水泥沙子，压实赶光 2.2.2 150 厚 3:7 灰土垫层 2.2.3 素土夯实向外坡 4%2.2 地面做法：混凝土地面 2.2.1 100 厚 C15 混凝土随打随抹上撒 1:1 水泥沙子，压实抹光 2.2.2 150 厚 3:7 灰土(灰土垫层)2.2.3 素土夯实 2.3 屋面做法：夹芯屋面板（JxB42-333-1000）工程做法见国家标准图集 01J925-1 2.4 墙面做法：200 厚夹芯墙面板（JxB-Qy-1000）工程做法见国家标准图集 01J925-1 *二结构构件选型及布置 一、柱网和变形缝的布置 1、柱网的布置 厂房纵向柱距为 6 米，双跨厂房，每跨跨度为 21 米。柱网布置如下图 3-1 图 2-1 柱网布置图 2、变形缝布置 普通钢结构厂房的温度区段的最大长度如下表所示，结构情况 温度区段长度/m 纵向温度区段（垂直屋架跨度方向）横向温度区段（沿屋架跨度方向）柱顶刚接 柱顶铰接 采暖房屋和非采暖地区的房屋 220 120 150 热车间和采暖地区的飞非采暖房屋 180 100 125 露天结构 120 该厂房长 72m，宽 42m，按照上表的要求，可以不设温度缝。且厂房为规整的长方形结构，可以不设抗震缝和沉降缝。二、屋盖结构与支撑布置 厂房的屋面材料为夹芯压型钢板，属于轻型屋面材料，屋盖结构为有檩体系，屋面荷载通过檩条传到屋架接点上。屋盖结构由檩条、拉条、撑杆、系杆和必要的支撑杆件组成。1、檩条与拉条布置 檩条布置间距与屋架上弦节点间距相一致，以便于屋架节点相连。在屋脊处设置*为双檩条，以便代替刚性系杆的作用。在屋架跨中布置一道拉条，在屋架两端檩条间布置斜拉条和直撑杆。图 2-2 檩条、拉条布置图 2、屋盖支撑布置 普通钢结构厂房的屋盖支撑包括上弦横向支撑、下弦横向支撑与纵向支撑、屋架竖直支撑、系杆及角隅撑等。3、上弦横向水平支撑 在厂房两端及中部第一开间内设置横向水平支撑。4、下弦横向水平支撑 在厂房两端及中部第一开间内设置横向水平支撑，且与上弦横向水平支撑在同一开间。5、上弦纵向水平支撑 屋架间距为 6m，且支座设在下弦，故可以不设置上弦纵向水平支撑。6、下弦纵向水平支撑 厂房内设有重级工作制吊车，故需设置下弦纵向水平支撑，下弦纵向水平支撑与屋架下弦横向水平支撑一起形成封闭体系以增加屋盖的空间刚度。7、竖直支撑 在梯形屋架跨中和两端竖腹杆所在平面内各设置一道竖直支撑。8、系杆 在竖直支撑所在平面内的屋架上下弦节点处应设置通长系杆。在屋架支座节点处和上弦屋脊节点处应设置通长刚性系杆。在屋架下弦跨中设置一条通长水平系杆，上弦横向水平支撑在节点处设置通长系杆。*图 2-3 支撑布置图 单层厂房的每一纵列柱都必须设置柱间支撑，以吊车梁为界将柱间支撑按上柱支撑和下柱支撑设置。在厂房两端及中间设置上段柱支撑，在中间设置下段柱支撑。上段柱支撑采用单片布置，下段柱支撑采用双片布置。图 2-4 柱间支撑布置图 *三吊车梁设计 一、设计资料及说明 1.吊车资料 吊车起重量 Q（kg）吊车跨度 S（m）台数 工作制 吊钩类别 最大轮压 maxP（KN）小车重 g(t)100/20 19 2 重级（A6）软钩 372 32.616 吊车总重 G（t）轨道型号 轮距宽度 80.005 QU120 2.吊车梁跨度为 6m，采用桁架制动结构，其宽度由吊车梁中心至辅助桁架中心的距离为 2m 3.吊车梁为焊接实腹式，钢材采用 Q345 钢。腹板与上翼缘的连接采用焊透的 k 形连接，与下翼缘采用贴角焊缝连接，并均自动焊。其余焊缝为手工焊缝，自动焊焊条为 H08Mn2Si，手工焊条为 E5015 型。二、吊车荷载计算 吊车竖向荷载的动力系数=1.1，吊车荷载的分项系数Qr=1.4，则吊车荷载的设计值为：KNPrPQ88.5723724.11.1max KNPrHQ08.523724.11.0max 内力计算 1.吊车梁的最大弯矩及相应剪力 产生最大弯矩的荷载位置如下图所示 *最大弯矩点 C 的位置为：maaa17.067.17.26123 w=1.03 最大弯矩为：mKNPalalpMw1360)2(123max 在maxM相对应的剪力为：KNPlalPVWC245)2(3 2.吊车梁的最大剪力为：KNRVA117003.16)6.13.46(88.572max 3.制动桁架的内力 荷载布置对应于最大弯矩图 *制动桁架内弦杆（即吊车梁上翼缘）的最大轴心力为：mKNMPHMkH6.123136088.57208.52max KNbMNHH8.6126.123 制动桁架内弦杆的局部弯矩：mKNHaMH04.2635.108.523 三、截面选择 f=295N/2mm 366max105.52951013602.12952.1mmMW 梁的经济高度 mmWhec93630073 容许挠度值要求的最小高度：mmvlflh4.127410120060002956.0106.066min 采用 h=1000mm 按经验公式计算腹板所需厚度为：设mmh95622210000 8.89565.31wt 按抗剪要求计算腹板所需厚度为：mmfhVtvw6.81709561011702.12.130max*采用mmtw14 一个翼缘所需截面面积为：2001456061mmthhWAw 选取上下翼缘不对称工字型截面，上翼缘采用-40022，下翼缘采用-30022。此时，mmb1931 4.128.8221931tb 吊车梁对 x 轴的截面特性 284.287cmA cmy3.460 400.466222cmIX 4443075 cmInx 3cm9570上nxW 3nxcm8251下W 吊车梁上翼缘对 y 轴的截面特性为：232.78cmAn 410765cmIny 325.538cmWny 四、强度计算 1.正应力 上翼缘正应力为：22362336maxmm295mm4.1981025.5381004.261032.78108.61109570101360NfNWMANWMnyHnHnx上 下翼缘正应力为：2236maxmm295mm164108251101360NfNWMnx下 2.剪应力 突缘支座处剪应力为：2230maxmm170mm105149561011702.12.1NfNthVvw 3.腹板的局部压应力 mmhhalRyz46015022255025 xxyyb2Ht1h0t2tw*35.1 mmtw14 KNPF88.572 22mm295mm120NfNltFzwC 4.腹板计算高度边缘处的折算应力 按公式fcc12223验算，经验算符合要求 五、稳定性计算 1.梁的整体稳定性 由于吊车梁设有制动结构体系，梁的侧向稳定性有可靠保证。故可不进行梁的整体稳定性计算。2.腹板的局部稳定 120663.68149560wth 应配置横向加劲肋并按规定进行验算 设置横向加劲肋的间距为1500mm 验算梁的最大弯矩处 mKNM1360max KNV245 KNPF88.572max 4443075cmI 2360cmax1361006.951044307546.3101360hhIhMmmN 23w03.181495610245thVmmN 23zw0.90460141088.572ltFmmNc 按下式进行验算 1ccrc2cr2cr 计算cr，cr 及ccrr 1.21235345235fyfC 85.0452.01417746321.21t177h2Cwcfb*2295mmNfcr 157.19561500ha0 0.876.01506.9544.354.1416.951.21ah44.35t41hC220w0fs 2170mmNfvcr.5157.19561500ha0 9.057.095.61505.918284.16.951.215.91828C00fchathw、2295mmNccr 将公式代入公式得 153.0295901703.1829513622（符合条件）按支座处最大剪力计算时：23w0max4.8714956101170thVmmN，0M，故0 157.0295901704.872 验算结果腹板稳定在弯矩最大处控制，横向加劲肋按1.5 米间距布置。六、加劲肋计算 1.横向加劲肋 横向加劲肋外伸宽度为：71.8mm40309564030hb0s 取 80mm 横向加劲肋厚度为：mm3.5158015btss*横向加劲肋采用-806 2.支座加劲肋 支座加劲肋采用-15020，其 230215cmAce 端面承压应力为：2ce23cemaxce400f39010300101701ARmmN 支座加劲肋计算截面的特性为：24.594.14.1153015cmttAAwwce cm08.359.412152AIi3zz 3108.36.95ihz0z 此截面分类属 b 类，由表 14-7 查得08.90。2223max3009.21610.459908.0101170AVmmNmmN 七、疲劳计算 疲劳计算采用一台吊车作用于梁上时的标准值。mKNrMMQC883max 4443075 cmInx 3.最大弯矩（C 点截面）处下翼缘连接焊缝附近主体金属的疲劳应力幅 C 点截面处下翼缘连接焊缝附近主体金属的疲劳应力幅为：2461nxcminmax3.10224631001044307510883yIMmmN：21022f1448.24.310.806mmNmmN 4.横向加劲肋下端部附近主体金属的疲劳应力幅。求横向加劲肋下端部附近主体金属的应力幅为：2462nxc7.8680225371044307510883yIMmmN*21022f10336.697.86.806mmNmmN 八、挠度计算 由荷载标准值（不乘动力系数）并只有一台吊车产生的吊车梁最大弯矩为：KNmMX883 4466222 cmIx 12001818181816000.33l3.3mm104662221020610600010883EI10lM4326x2xlvlv 九、焊缝连接计算 a)上翼缘与腹板的连接焊缝 采用焊透的 K 形焊缝，其焊缝质量等级应为二级。因此其强度与母材等强度，故可不计算。b)下翼缘与腹板的连接焊缝 下翼缘截面对中和轴的面积矩为：31cm6.34712.22-46.3-001.2230S 3.1mm10466222200.702106.3471101170I.7f02SVh433xwt1maxf 采用 8mm c)支承加劲肋与腹板的连接焊缝 mm5.520010466222.702101170.21f.7l02.2R1h43wtwmaxf 采用 12mm，k 形焊缝焊透。*四冷弯薄壁型钢檩条设计输出文件 设计依据 建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)冷弯薄壁型钢结构技术规范(GB 50018-2002)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS102:2002)设计数据 屋面坡度(度):5.711 檩条跨度(m):6.000 檩条间距(m):1.507 设计规范:门式刚架规程 CECS102:2002 风吸力下翼缘受压稳定验算：按式(6.3.7-2)验算 檩条形式:卷边槽形冷弯型钢 C300X80X20X3.0 钢材钢号：Q235 钢 拉条设置:设置一道拉条 拉条作用:约束檩条上翼缘 净截面系数:0.900 檩条仅支承压型钢板屋面(承受活荷载或雪荷载),挠度限值为 1/150 屋面板能阻止檩条侧向失稳 构造不能保证风吸力作用下翼缘受压的稳定性 建筑类型:封闭式建筑 分区:边缘带 基本风压:0.600 风荷载体型系数:-1.470 风荷载标准值 (kN/m2):-0.882 屋面自重标准值(kN/m2):0.400 活 荷载标准值(kN/m2):0.500 雪 荷载标准值(kN/m2):0.200 积灰荷载标准值(kN/m2):0.500 检修荷载标准值 (kN):1.000 截面及材料特性 檩条形式:卷边槽形冷弯型钢 C300X80X20X3.0 b=80.000 h=300.000 c=20.000 t=3.000 A=0.1391E-02 Ix=0.1757E-04 Iy=0.9987E-06 It=0.4392E-08 Iw=0.1630E-07 Wx1=0.1259E-03 Wx2=0.1259E-03 Wy1=0.5632E-04 Wy2=0.1814E-04 钢材钢号：Q235钢 fy=235.000 f=205.000 ff=216.884 截面验算 1.2 恒载+1.4(活载+0.9积灰+0.6风载(压力)组合|弯矩设计值(kN.m):Mx=12.800 弯矩设计值(kN.m):My=0.320 有效截面计算结果:*Ae=0.1388E-02 Iex=0.1751E-04 Iey=0.9982E-06 Wex1=0.1165E-03 Wex2=0.1165E-03 Wex3=0.1170E-03 Wex4=0.1170E-03 Wey1=0.5557E-04 Wey2=0.1609E-04 Wey3=0.5557E-04 Wey4=0.1609E-04 截面强度(N/mm2):Sgmmax=143.690=205.000 1.0 恒载+1.4 风载(吸力)组合 弯矩设计值(kN.m):Mxw=-5.186 弯矩设计值(kN.m):Myw=0.080 有效截面计算结果:全截面有效。截面强度(N/mm2):Sgmmaxw=50.630=216.884 按门式刚架规程 CECS102:2002(6.3.7-2)式验算:整体稳定系数:b =0.503 檩条的稳定性(N/mm2):fstabw=86.177=205.000 荷载标准值作用下，挠度计算 垂直于屋面的挠度(mm):v=6.798 N=25.988 承压承载力设计值 0.85*Ncb=31.110 N=25.988 截面验算 设计原则：按轴心拉杆进行设计。按连接设计选定螺栓考虑螺栓孔径的削弱。作用本支撑段剪力设计值(KN)V=20.790 支撑内力设计值(KN)N=25.988 螺栓孔径(mm)D0=13.500 考虑螺栓孔削减净截面积(m*m)An=0.6735E-03 强度验算结果(N/mm*mm)=38.586 0.85*f=182.750 长细比校核x=250.000=400 y=323.276=400 验算满足。*六结构设计计算书 一、设计资料及说明 1.单层双跨钢结构厂房，总长 72m，两端山墙为封闭式，端部墙架柱设置支撑。厂房跨度 221m，柱距 6m，屋架与柱铰接，厂房檐口标高 12.300m。2.21m 梯形钢屋架，间距 6m，屋架上铺设压型钢板，屋面坡度 1/10。3.车间内每跨各设两台 100/20,A6 桥式吊车，吊车轨顶标高6.900m。4.厂房纵横墙均采用夹心钢板。厂房结构采用 Q235B号钢材，焊条采用E4303型。二、房结构平面图、剖面图及计算简图。图 6-1 厂房平面布置图及结构计算简图 *腹杆腹杆图 6-2 剖面图 三、荷载计算 1、柱、梁截面面积及刚度计算 轴线号 A、xI A、C 列 B 列 上柱 A 23405.2502245cm 271538025.294cm xI430.156333cm 400.1302478cm*下柱 A 250.5553155.2405.22455.7625.235cm 28964482300148235022742cm xI cmx4150.5555.269.51005.76225.11005.23542212300269.041315595.240cm 4280640009.01004482cm 横梁 lI 屋架上下弦截面都为 2755，22141.7cmAA，7.0K，282.14cmA cmyy72.1021，4223847.072.108.142cmIl 2、各项荷载值计算 2.1 恒荷载 2.1.1 屋盖自重1G 屋面均布荷载汇集 夹芯板 0.202mkN 檩条自重 0.102mkN 屋架及支撑自重 0.152mkN 悬挂管道等 0.052mkN 总计 0.502mkN 屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶，1G按负荷范围计算 kNG5.313215.01 对于 A、C 柱：kNGGCA5.3111 对柱顶的偏心距：mmeeCA10015025011 对于中柱：kNGB635.3121 对柱顶的偏心距：01Be 2.1.2 柱自重 *上柱2G 对于边柱：kNGGCA3.13101.510340109.7632922 对下柱的偏心距：mmeeCA34025059022 对于中柱：kNGB3.13101.510715109.763292 上柱3G 对于边柱：kNGGCA3.24107.51050.555109.7632933 对于中柱：kNGB3.39107.510896109.763292 2.1.3 吊车梁及轨道自重4G 边柱牛腿处：kNGGCA2.1944 其偏心距：mmeeCA410590100044 中柱牛腿处：NGGBBz.2k1944右左 其偏心距：mmeB10004 永久荷载的大小和作用位置如下图7-3：图 6-3 永久荷载的大小及作用位置 2.2 屋面活荷载 按 建筑结构荷载规范（GB50009-2001）及 钢结构设计规范（GB50017-2003），*屋面活荷载标准值：0.30KN/m2，屋面雪荷载 0.20KN/m2，不考虑积灰荷载，故仅按屋面活荷载计算。kNQQckak9.185.021630.0,偏心距mmeeca100150250 NQQbkbk.9k18.502160.30右左，偏心距mm150ee右左bb 活荷载作用下的双排架计算简图如下7-4：图 6-4 活荷载作用下计算简图 2.3 吊车荷载 AB、BC 跨各有两台 100/20，A6 重级工作制吊车。kNPk372max,kNPk2.68min,吊车竖向荷载kDmax,kDmin,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95.0。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kDmax,kDmin,的计算：图 6-5 吊车荷载影响线 kNyPDikk4.94262.169.2163.466.137295.0max,max,*kNDPPDkkkk8.1724.9423722.68max,max,min,min,吊车水平荷载kTmax,的计算，按每跨 2 台吊车同时工作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95.0，吊车水平系数08.0。吊车水平荷载的计算也可利用吊车荷载计算时吊车梁支座反力影响线求得：每个车轮传递的水平力标准值 kNGGTkkk0.138.9)100616.32(08.081)(42132 则 AB 跨的吊车传给排架的水平荷载标准值 kNDPTTkkkk9.324.9423720.13max,max,max,各跨吊车水平荷载kTmax,作用在吊车梁顶面。2.4 风荷载 封闭式双跨双坡屋面的风荷载体型数如下图7-6 所示 图 6-6 风荷载体型影响系数 本地区基本风压2060.0mmkNw，柱顶标高为+10.8m，室外天然地坪标高为-0.15m。mh5.11，mh05.12 风压高度变化系数按柱顶离室外天然地坪的高度m95.1015.08.10取值。查荷载规范知：离地面m10时，0.1z；离地面m15时14.1z。用插入法求出离地面m95.10时的z值：*03.1)1095.10(101500.114.11z 故mkNBwqzsk97.2660.003.18.001（风压力）mkNBwqzsk48.1660.003.14.002（风吸力）求wkF 风压高度变化系数按檐口离室外地坪的高度m45.125.115.08.10取值。用插入法求出离地面m45.12时的z值：07.1)1045.12(101500.114.11zkNBwhhFzwk53.6660.007.105.11.05.12.1)4.06.04.05.1(4.08.0021 风荷载作用下的计算简图如下图所示：（左风和右风情况对称，方向相反）图 6-7 风荷载作用下计算简图 四、内力分析 本单层厂房是两跨的对称结构，A 柱和 C 柱受力完全一样，因此，只要计算 A、B柱就可以了。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。在各种荷载作用下柱顶按铰支座计算，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*单位力作用下悬臂住的柱顶位移 lEICHu03，111330nC，HHu，luIIn 计算有关参数 A、C 柱：472.08.107.58.10HHu 127.0123002630.156333luIIn 741.1)1127.01(472.013)11(13330nC B 柱：472.08.107.58.10HHu 162.000.806400000.1302478luIIn 943.1)1162.01(472.013)11(13330nC 单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：A、C 柱：EEEICHuulCA824.58101230026741.1108004303 B 柱：EEEICHulB040.8108064000943.1108004303 令iiuK1，EKKKKcba15844.0 三根柱的剪力分配系数为：107.0KKaA 786.0KKbB*107.0KKcC 验算1CBA 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 FVAA，FVBB，FVCC 求出柱顶剪力后，即可按悬臂柱绘制出结构的内力图。2.恒荷载作用下排架内力 图 6-8 永久荷载作用下计算简图 按剪力分配法进行内力计算 各柱柱顶不动铰支座的支座反力：A、C 柱：204.2)1127.01(472.01)127.011(472.015.1)11(1)11(15.132321nnC 677.0)1127.01(472.01472.015.1)11(115.132323nC A 柱：472.0，127.0n kNHMCR643.08.10204.215.311 kNHMCR461.08.10677.036.732 所以，)(104.121kNRRRA 0BR*)(104.1kNRC 假设的不动铰支座的支座反力 0CBARRRR 各柱柱顶的实际剪力：)(104.1kNRVAA 0BBRV)(104.1kNRVCC 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图 图 6-9 永久荷载作用下排架 N(kN)、M(kN.m)、V（kN）图 3.屋面活荷载作用下的内力 A 柱：472.0HHu，127.0luIIn，204.21C，677.03C)(386.08.10204.29.18111kNHCMRak)(522.08.10677.032.8322kNHCMRak 所以，)(908.021kNRRRA B 柱：472.0HHu，162.0luIIn*091.2)1162.01(472.01)162.011(472.015.1)11(1)11(15.132321nnC kNHMCRRbkB550.08.1084.2091.2111 C 柱：0CR 所以，假设的不动铰支座的支座反力之和：kNRRRRCBA463.1 各柱柱顶剪力为：)(751.0463.1107.0908.0kNRRVAAA)(600.0463.1786.0550.0kNRRVBBB)(157.0kNRRVCCC 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图：图 6-10 屋面活荷载作用下排架 N(kN)、M(kN.m)、V（kN）图 4.吊车荷载作用下的排架内力（不考虑厂房整体空间工作）4.1 AB 跨有吊车荷载，kDmax,作用在A 柱，kDmin,作用在B 柱。计算简图如下图7-11 所示：*图 6-11 吊车竖向荷载作用下计算简图 A 柱：472.0HHu 127.0luIIn 677.03C)(22.248.10677.0384.3863max,kNHCMRkA B 柱：472.0HHu 162.0luIIn 755.0)1162.01(472.01472.015.1)11(115.132323nC )(08.128.10755.08.1723min,kNHCMRkB C 柱：0CR 所以，假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和：)(14.12008.1222.24kNRRRRCBA 各柱柱顶的实际剪力：)(92.2214.12107.022.24kNRRVAAA*)(62.2114.12786.008.12kNRRVBBB)(30.114.12107.0kNRRVCCC 0iV 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图：图 6-12 吊车竖向荷载作用下排架 N(kN)、M(kN.m)、V（kN）图 4.2 AB 跨有吊车荷载，kDmax,作用在B 柱，kDmin,作用在A 柱。计算简图如下图7-13 所示：图 6-13 吊车竖向荷载作用下计算简图)(441.48.10677.0848.703min,HCMRkA)(881.658.10755.04.9423max,kNHCMRkB 0CR 所以，假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和：)(44.610881.65441.4kNRRRRCBA*各柱柱顶的实际剪力：)(015.1144.61107.0441.4kNRRVAAA)(589.1744.61786.0881.65kNRRVBBB)(574.644.61107.0kNRRVCCC 0iV 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图：图 6-14 吊车竖向荷载作用下排架 N(kN)、M(kN.m)、V（kN）图 4.3 BC 跨有吊车荷载，kDmax,作用在B 柱，kDmin,作用在C 柱。计算简图如下图7-15 所示：图 6-15 吊车竖向荷载作用下计算简图 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图：*图 6-16 吊车竖向荷载作用下排架 N(kN)、M(kN.m)、V（kN）图 4.4 BC 跨有吊车荷载，kDmax,作用在C 柱，kDmin,作用在B 柱。计算简图如下图7-17 所示：图 6-17 吊车竖向荷载作用下计算简图 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图：图 6-18 吊车竖向荷载作用下排架 N(kN)、M(kN.m)、V（kN）图 4.5 maxT作用于AB 跨，即AB 跨有吊车 吊车水平荷载kTmax,的作用点距柱顶的距离：my9.39.68.10*765.01.59.3uHy 因此，排架柱顶不动铰支座的支座反力系数5C需要用内插法确定。A、C 柱：472.0，127.0n 当uHy7.0时，354.0)1127.01(472.012)1.0127.0243.0(472.0472.01.22)11(12)1.0243.0(1.2233335nnC 当uHy8.0时，291.0)1127.01(472.012)4.0127.0112.0(472.0472.04.22)11(12)4.0112.0(4.2233335nnC 所以，当uHy765.0时，313.0)765.08.0(7.08.0291.0354.0291.05C B 柱：472.0，162.0n 当uHy7.0时，367.0)1162.01(472.012)1.0162.0243.0(472.0472.01.22)11(12)1.0243.0(1.2233335nnC 当uHy8.0时，318.0)1162.01(472.012)4.01622.0112.0(472.0472.04.22)11(12)4.0112.0(4.2233335nnC 所以，当uHy765.0时，335.0)765.08.0(7.08.0318.0367.0318.05C*柱顶不动铰支座的反力：)(30.109.32313.0max,5kNTCRkA)(02.119.32335.0max,5kNTCRkB 0CR 所以，假设的柱顶不动铰支座反力之和：)(32.21kNRRRRCBA 各柱顶的实际剪力：)(02.832.21107.030.10kNRRVAAA)(74.532.21786.002.11kNRRVBBB)(28.232.21107.0kNRRVCCC 0iV 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图（轴力为0）：图 6-19（a）吊车横向荷载作用下排架 M(kN.m)图*图 6-19（b）吊车横向荷载作用下排架 M(kN.m)图 5.风荷载作用下的排架内力 5.1 左风情况 在均布风荷载作用下，排架柱的计算简图如下图 7-20 所示：图 6-20 风荷载作用下计算简图 计算柱顶不动铰支座的支座反力 A 柱:472.0，127.0n 292.01127.01(472.018)1127.01(472.013)11(18)11(13343411nnC)(37.98.1097.2292.0111kNHqCRkA C 柱：472.0，127.0n*292.01127.01(472.018)1127.01(472.013)11(18)11(13343411nnC)(67.48.1048.1292.0211kNHqCRkC 所以，假设的柱顶不动铰支座反力之和：)(04.14kNRRRRCBA 各柱顶的实际剪力：)(169.753.6107.004.14107.037.9kNFRRVwkAAAA)(168.1653.6786.004.14786.00kNFRRVwkBBBB)(469.253.6107.004.14107.067.4kNFRRVwkCCCC 作排架柱的弯矩图、柱底剪力（自右向左为正）和轴力图（轴力为0）：图 6-21 左风荷载作用下排架 M(kN.m)图 5.2 右风情况 右风情况与左风情况下的内力图对称。图 6-22 右风荷载作用下排架 M(kN.m)图 *五、最不利内力组合 1.控制截面 上段柱的底面 11 下段柱的顶面 22 柱脚的底面 33 2.组合项目 验算柱子截面，应有下列组合 正弯矩最大时，与相应的轴心力、剪力的组合，即maxM与相应的N、V 组合 负弯矩最大时，与相应的轴心力、剪力的组合，即maxM与相应的N、V 组合 轴心力最大时，与相应的弯矩、剪力的组合，即maxN与相应的M、V 组合 轴心力最小时，与相应的弯矩、剪力的组合，即minN与相应的M、V 组合 3.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）规定，对于一般排架、框架结构，可以采用简化规则，在下列荷载效应组合中取最不利值确定。3.1 由可变荷载控制的组合“恒荷载”+任一种“活荷载”kQQGkGSrSrS11，2.1Gr，当永久荷载对结构有利时取1.0。“恒荷载”+0.9（任意两种或两种以上“活荷载”）niQikQiGkGSrSrS19.0 3.2 由永久荷载控制的组合 采用钢结构屋盖，因屋盖自重较轻，故可不考虑由永久荷载控制的组合。*表-1 A、C 柱内力组合表 柱 截面 内力 永 久荷载 屋面均布活荷载 两台吊车竖向荷载 吊车横向 风荷载 Dmax 在 Dmax 在 AB跨 BC跨 左风 右风 A 列 B 列 B 列 C 列 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 1-1 N 44.3 18.9 0 0 0 0 0 0 0 0 M 2.84 1.94-116.892-56.18 33.53-6.63 1.42 11.63 2.063-6.656 2-2 N 64 18.9 942.4 172.8 0 0 0 0 0 0 M-4.52-4.536 269.492 14.668 33.53-6.63 1.42 11.63 2.063-6.656 3-3 N 88.3 18.9 942.4 172.8 0 0 0 0 0 0 M 1.77-0.751 138.848-48.12 71-14.04 140.39 24.62 95.785-59.468 V 1.104-0.255-22.92-11.015 6.574 1.3 24.88 2.28-39.245-13.515 截面 内力 恒荷载”+0.9（任意两种或两种以上“活荷载”）+Mmax-Mmax Nmax Nmin 组合项目 组合值 组合项目 组合值 组合项目 组合值 组合项目 组合值 1-1 N 77.57 44.8 77.57 53.76 M 65.36-167.48 5.85-166.92 2-2 N 1126.432 100.614 1288.04 76.8 M 354.35-42.42 345.67 54.08 3-3 N 1168.39 306.92 1317.198 105.96 M 536.28-321.07 535.13 389.16 V-35.24-58.59-42.54-8.49 截面 内力 恒荷载”+任一种“活荷载+Mmax-Mmax Nmax Nmin 组合项目 组合值 组合项目 组合值 组合项目 组合值 组合项目 组合值 1-1 N 1.21+1.49 53.76 1+1.4 10 44.8 1.21+1.42 80.22 1.21+1.410 53.76 M 6.3 6.48 6.124-5.91 2-2 N 1+1.49 64 1.21+1.4 10 76.8 1.21+1.4 10 103.26 1.21+1.4 10 76.8 M 0-14.74-11.77-14.74 3-3 N 1.21+1.49 105.96 1+1.4 10 88.3 1.21+1.42 132.42 1.21+1