单层工业厂房课程设计任务书及设计 .pdf

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1、课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书题题目目金工车间双跨等高厂房设计金工车间双跨等高厂房设计建筑工程学院建筑工程学院土木工程土木工程学院学院( (部部) )专专班班业业级级学生姓名学生姓名学学号号月月日至日至月月日日共共周周指导教师指导教师( (签字签字) )系系 主主 任任( (签字签字) )20172017 年年 0505 月月 0202 日日一、设计内容及要求一、设计内容及要求设计要求设计要求1）2）3）1）2）3）4）5)6)（1）（2）（3）进行单层厂房结构布置；选用标准构件；进行排架柱及柱下基础设计。确定上下柱的高度及截面尺寸；选用屋面板、屋架、基础梁、吊车梁及轨道连接件等标准

2、构件；计算排架所承受的各项荷载；计算各项荷载作用下排架的内力；柱及牛腿的设计，柱下独立基础的设计；绘制施工图结构布置图（屋架、屋面板、屋盖支撑、吊车梁、柱及柱间支撑、墙体 布置） ；柱施工图（柱模板图，柱配筋图） ；基础施工图（基础平面图及配筋图） 。设计内容设计内容二、设计原始资料二、设计原始资料1）该车间为双跨等高无天窗厂房，采用卷材防水屋面，跨度 24m（21m,18m）, 柱距为 6m，车间总长为 72m。厂房的剖面图如图所示。2）建筑地点：西安市郊区（暂不考虑地震作用） ，设计使用年限 50 年。3）吊车：根据生产工艺要求，车间内每跨设有两台 15/3t（20/5t）天桥式软钩吊车，

3、吊车工作级别为 A5 级，吊车轨顶标高+9.60m（+9.90m） 。4）风荷载：基本风压（50 年）标准值为 0.3kN/，风压高度系数按 B 类地貌取。5）雪荷载：基本雪压（50 年）标准值为 0.25 kN/。6）工程地质及水文条件：厂址位于渭河二级阶地，地形平坦，厂区地层自上而下为耕土层、粘土层、中砂、卵石、基岩。其中耕土层厚约 0.5m，粘土层厚约 3m,地基承载力标准值fk=180kN/,可作为持力层。厂区地层地下水位较低，且无腐蚀性。7)建筑构造- 1 -（1）（2）（3）屋面：采用卷材防水屋面；墙体：240mm 厚实心黏土砖砌筑；地面：屋内混凝土地面，室内外高差 150mm。三

4、、设计完成后提交的文件和图表三、设计完成后提交的文件和图表1 1计算说明书部分计算说明书部分计算说明书包括：目录、正文、小结、参考文献等。其中正文包括：结构布置；标准构件的选用、排架的内力分析；柱、牛腿的设计；基础的设计。设计中结构计算理论、方法、步骤、数据、表格及构件的截面设计要正确、完整。2 2图纸部分（图纸部分（1 1 张一号图或张一号图或 2 2 张二号图）张二号图）（1）结构布置图（屋架、屋面板、屋盖支撑、吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置） ；（2）柱施工图（柱模板图，柱配筋图） ；（3）基础施工图（基础平面布置图及配筋图） 。四、进程安排四、进程安排设 计 内 容构件的选型及结构布置

5、排架结构计算基础设计绘制结构设计施工图机动时间(共 2 周)2.06.02.03.01.0天天天天天五、主要参考资料五、主要参考资料主要参考资料主要参考资料1. 中华人民共和国国家标准. GB50009-2012, 建筑结构荷载规范S，北京：中国建筑工业出版社,20012.2. 中华人民共和国国家标准. GB50010-2010, 混凝土结构设计规范S，北京：中国建筑工业出版社,2010.3. 中华人民共和国国家标准. GB50003-2011, 砌体结构设计规范S，北京：中国建筑工业出版社,2011.4. 中华人民共和国国家标准. GB50007-2011, 建筑地基基础设计规范S，北京：中

6、国建筑工业出版社,2011.5. 中华人民共和国国家标准. GBT50001-2010，房屋建筑制图统一标准， 北京：中国建筑工业出版社,2010.6. 东南大学、天津大学、同济大学合编，混凝土结构（上、中册）.北京：中国建筑工业出版社，2011.7. 白国良、王毅红，混凝土结构设计8. 建筑构造通用图集 88JX 系列9. 陕西省有关标准图及有关教材等武汉：武汉理工大学出版社，2010.- 2 -学生课程设计参数安排学生课程设计参数安排学号学号1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515161617171818191920202121

7、222223232424252526262727282829293030313132323333343435353636跨度跨度24*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2424*2418*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*181

8、8*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*1818*18吊车吨位吊车吨位15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/

9、3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t15/3t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t20/5t轨顶标高轨顶标高9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.6m

10、9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.6m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m9.9m备注备注- 3 -单层工业厂房课程设计指导单层工业厂房课程设计指导一一 基本数据基本数据1、 标准构件见标准图（无标准图时，可按以下构件采用）(1) 屋面板 G4I0(一)1.5*6.0YWB-2YWB-2SA板重 1.17

11、t(2) 天沟板 G410(三)TGB-77-1板重 1.21t(3) 嵌板G410(二)KWB-1KWB-2KWB-1SKWB-2S 宽度 890（900）板重 1.03t(4) 屋架CG416(一)18mYWJA-18-1a重5.69t（用于端部）YWJA-18-2a重5.55t中部高度 2800mm端部高度 1700mm21mYWJA-21-1a重6.76t（用于端部）YWJA-21-2a重 7.07t中部高度 3100mm端部高度 1700mm24mYWJA-24- 1a重8.6t（用于端部）YWJA-24-2a重8.6t中部高度 3400mm端部高度 1700mm(5) 支撑上水平S

12、C1SC2系杆LGHG垂直CC（6）吊车梁15/3DLZ-6ADLZ-6B截面高度 1200mm20/5DLZ-6ADLZ-6B截面高度 1200mm（7）吊车高度15/3H=2124mm20/5H=2136mm2 、荷载(1) 屋面活荷载0.7kN /m2（2）支撑0.5kN /m2（3）吊车配件0.8kN /m重 2.66t重 2.92t- 4 -二二 计算步骤计算步骤1、 结构平面布置（1）屋面结构平面布置（2）基础平面布置2、柱尺寸确定（1）柱高度的确定（2）柱截面尺寸确定（3）牛腿尺寸确定3 、荷载计算（1）永久荷载计算（2）屋面活荷载计算（3）吊车荷载计算（4）风荷载计算4 、分项

13、荷载下控制截面内力计算（1）永久荷载作用下的内力计算（2）活载作用下内力计算（3）吊车荷载作用下的内力计算（4）风荷载作用下内力计算5、 内力组合 列表进行6、柱配筋计算（1）柱配筋计算（2）牛腿设计计算7 、基础设计（1）基础埋深确定和地基承载力特征值确定（2）基础尺寸确定1)基础底面积的确定2)基础其它尺寸确定和冲切验算（3）基础配筋计算三三 绘图绘图- 5 - 6 - 7 - 8 -目 录1 1 单层工业厂房结构设计任务书单层工业厂房结构设计任务书.11.1 设计题目.11.2 设计任务.11.3 设计内容.11.4 设计资料.12. 2.单层厂房结构设计单层厂房结构设计.42.1 屋面

14、结构.42.1.1 屋面结构.42.1.2 排架柱及基础材料选用情况.52.1.3 梁柱的结构布置.72.1.4 基础平面布置.92.2 排架结构计算.102.2.1 计算简图及柱的计算参数.102.2.2 荷载计算.102.2.3 内力分析.132.2.4 最不利内力组合.242.3 排架柱的设计.312.3.1A(C)柱.312.3.2 B 柱.422.4 基础设计.442.4.1 A(C)柱.442.4.2 B 柱.493 3 施工图施工图.543.1 结构布置图.543.2 柱施工图.543.3 基础施工图.544 4 参考文献参考文献.55单层工业厂房结构设计单层工业厂房结构设计1

15、1 单层工业厂房结构设计任务书单层工业厂房结构设计任务书1.1 设计题目装配车间双跨等高厂房.1.2 设计任务1.2.1 单层厂房结构布置.1.2.2 选用标准构件.1.2.3 排架柱及柱下基础设计.1.3 设计内容1.3.1 确定上、下柱的高度及截面尺寸.1.3.2 选用屋面板，天窗架，屋架，基础梁，吊车梁及轨道车接件.1.3.3 计算排架所承受的各项荷载.1.3.4 计算各种荷载作用下排架的内力.1.3.5 柱及牛腿的设计，柱下单独基础设计.1.3.6 绘制施工图结构布置图（屋架，天窗架，屋面板，屋盖支撑布置，吊车梁，柱及柱间支撑，墙体布置）.基础施工图（基础平面图及配筋图）.柱施工图（柱

16、模板图，柱配筋图）.1.4 设计资料1.4.1 某车间该车间为双跨等高有天窗厂房，柱距为 6m，车间总长为 120m，中间设有一道伸缩缝，厂房跨为l（见表 1-1） ，剖面如图 1-1 所示。表 1-1组别3跨度l（m）24.0轨顶标高（m）9.60吊车起重量（KN）150/30200/501.4.2 吊车每跨设二台中级工作制软钩桥式吊车，吊车起重量及轨顶标高见表 1-1.1.4.3 建设地点北部某城市（基本风压为 0.50KN/。基本雪压 0.30 KN/）.1.4.4 工程地质及水文地质条件该厂址位于大黑河二级阶地，地形平坦， 厂区地层自上而下为耕土层粘土，中砂， 软石，基岩，其中耕土层厚

17、约 0.5m，粘土层厚约 3m，地基承载力标准值fk=180 KN/，可作持力层，厂区地层地下水位较低，且无腐蚀性.11.4.5 建筑材料供应条件建设厂房使用的钢材，水泥，砖，砂石，石灰等材料均可按设计要求供应.主要材料有：钢材钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构所有的钢筋种类， 型钢及钢板可保证供应并具备有各种规格.水泥普通硅酸盐水泥，可配制 C10C40 级混凝土.砖普通粘土砖 MU7.5.其他如砂石，石灰等地方材料均能按设计要求供应，柱子，屋架可在现场预制，其他预制件均在预制厂制作，预制构件安装架设由该地机械化施工公司负责施工，该项目的施工单位有较高的施工水平，如设计采用国家标准图及普通做法

18、，其施工质量均能达到设计及施工验收规范的要求.1.4.6 建筑构造屋面卷材防水屋面，其做法如下：SBSIV 改性油毡20mm 厚水泥砂浆找平层100mm 厚水泥珍珠岩制品保温层一毡二油隔气层预应力混凝土大型屋面板墙体240mm 厚清水砖墙，钢门窗地面室内混凝土地面，室内外高差 300m建筑构造见图 1-21.4.7 选用材料混凝土强度等级为 C20，柱中受力主级为级钢筋，箍筋及基础底板钢筋为级钢筋2(a) 结构平面布置图轨顶(b)剖面图图 1132.2. 单层厂房结构设计单层厂房结构设计2.1 屋面结构2.1.1 屋面结构屋面板采用全国通用工业厂房结构构件标准图集 92G410（一）1.5m6

19、m，预应力钢筋混凝土大型屋面板，卷材防水。板重（包括灌缝在内） ，标准值为 1.4KN/.屋面板的选用方法（包括檐口板，嵌板）是：计算该板所受外加荷载的标准值，在图集中查出的允许外加荷载标准值应比它大但又最接近的板代号，其选用结果见表 2-1.天沟板采用 92 G410（三）1.5m6m 预应力钢筋混凝土屋面板（卷材防水天沟板）.又屋面排板计算，天沟板的宽度为 680mm，该厂房一侧设有 6 根落水管，天沟板内坡度为 5，垫层最薄处为 20mm 厚，则最厚处为 80mm，如图 2-1 所示，按最厚处的一块天沟板计算其所受的外加荷载标准值，见图 2-2.选用方法同屋面板，其选用结果见表 2-1，

20、但需要注意天沟板的开洞位置.图2-1图 2-24天窗架采用 94G316 中的型钢筋混凝土天窗架 GJ9-03， 自重标准值 236KN/榀，天窗端选用94G316 中的 DB9-3，自重标准值 257 KN/榀（包括自重，侧板，窗档，窗扇，支撑，保温材料，天窗，电动起动机，消防栓等） ，其选用见表 2-1.屋架采用 95G415（三）预应力钢筋混凝土折线形屋架（跨度 24m） ，选用时应根据屋面荷载大小，有无天窗及天窗类别，檐口类别等进行选用，其选用见表 2-1屋盖支撑可不设屋架上弦横向水平支撑， 但须保证屋面板与屋架的连接不少于三个焊接点并沿板缝灌注不低于 C15 的细石混凝土，否则， 应

21、在该厂房的两端第一柱间设置上弦横向水平支撑.屋架间的垂直支撑与水平系杆， 可在该厂房两端的第一柱间的端中及两端设置垂直支撑， 并在各跨跨中下弦处设置通长的纵向刚系杆，在各跨两端下弦处设置通长的钢筋混凝土系杆.屋架下弦的横向及纵向水平支撑均不可设.吊车架采用 G323（二）标准图集中的钢筋混凝土吊车梁（中轻级工作制） ，吊车梁高 1200mm，构件自重：DL-92（中间跨）39.5KN/根，DL-913（边跨）40.8KN/根，轨道及零件重 1KN/m，轨道及垫层构造高度 200mm，见表 2-12.1.2 排架柱及基础材料选用情况柱混凝土：采用 C20,fc=9.6N/,ftk=1.54N/钢

22、筋：纵向受力钢筋采用 HRB335 级钢筋（fy=300N/，Es=2105N/） ，箍筋采用 HPB235 级钢筋.基础混凝土：采用 C20,fc=9.6N/,ftk=1.54N/钢筋：采用 HRB335 级钢筋（fy=300N/）5表 2-1构件名称标准图集选用型号外加荷载SBSIV 改性油毡防水层 0.3520mm 水泥砂浆找平层 200.02=0.40100mm 水泥珍珠岩保温层 4.80.1=0.48一毡二油防水层 0.0520mm 水泥砂浆找平层 0.40恒载1.68 KN/允许荷载构建自重G410(一)1.5m6m预应力混凝土屋面板屋面板YWB2（中间跨）YWB2s（端跨）2.4

23、6KN/屋面活载0.70取最大值0.70雪载0.302.38 KN/板自重1.30KN/灌缝重0.1KN/G410(一)1.5m6m预应力混凝土屋面板 （卷材防水嵌板，檐口板）KWB1（中间跨）KWB21s（端跨）TGB681（中间跨）TGB681a（ 中 间 跨 右端有开洞）TGB681b（ 中 间 跨 左端有开洞）TGB681sa（ 端 跨 右 端有开洞）TGB681sb（ 端 跨 左 端有开洞）同上2.50KN/板自重1.65KN/灌缝重0.1KN/天沟板G410(三)1.5m6m预应力混凝土屋面板 （卷材防水天沟板）积水深为 230mm（与高肋齐）SBSIV 改性油毡 0.350.9=

24、0.32100.230.46=1.0620mm 水泥砂浆找平层200.020.09=0.36100mm 水泥珍珠岩保温层4.80.100.5=0.24一毡二油隔气层0.051.18=0.0620mm 水泥砂浆找平层200.021.18=0.472.51 KN/3.05KN/1.91KN/屋架G415(三)预应力钢筋混YWJA凝土折线形屋241Aa架（跨度 24m）G316 中型钢筋混凝土GJ9-03G323（二）钢筋混凝土吊车梁 （中轻级工作制）天窗架天窗端壁DL9Z（中间跨）DL9Z（边跨）屋面板以上恒载 1.68 KN/活载0.70 KN/屋架以上荷载 2.38 KN/3.50KN/106

25、 KN/榀支撑重0.25 KN/236KN/榀257KN/榀天窗架吊车梁39.5KN/根40.8KN/根62.1.3 梁柱的结构布置 排架柱尺寸的选定计算上柱高及柱全高由工艺要求， 轨顶标高为+9.6m,吊车为 20/5t,Lk=24-1.5=22.5m,中级工作制，查吊车有关资料，轨顶至吊车顶距 H=2.136m.柱顶标高=轨顶标高+吊车顶端与柱顶的净空尺寸=9.600+2.136+0.220=11.956m.由牛腿顶面标高及模板要求，吊车梁高为 1.2m，轨道及垫层构造高度取 0.2m，故牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶垫高=9.600-1.200-0.200=8.200m(取 8

26、.400m)依次，柱顶标高=牛腿顶面高+吊车梁高+轨顶垫高+H+0.220=8.400+1.200+0.200+2.136+0.220=12.156m(取 12.300m)综上，则柱顶标高为 12.300m，上柱高 Hu=柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高=12.3-9.6+1.2+0.2=4.1m,全柱高 H=柱顶标高-基顶标高=12.3-（-0.5）-（-0.2）=13.0m,下柱高 Hl=H-Hu=13.0-4.1=8.9m,实际轨顶标高=8.4+1.2+0.2=9.8m 与 9.6m 要求相差在0.2m 范围内，故满足要求，11剖面图见图 2-3.图 2-3上柱与全柱高的比值=H

27、u4.1=0.315H13.0初步确定柱截面尺寸.根据教材表 2.7（6m 柱距单层厂房矩形，工字形截面柱截面尺寸限值）.对于下柱截面宽度：bHl8900=356mm，可取 b=400mm.2525对于下柱截面高度，有吊车时7hHl8900=742mm1212无吊车时1.5Hl1.513.0103=780mm.h2525根据表 2.8厂房柱截面形式和尺寸参考（中级工作制）取：边柱 A.C 轴：上柱：bh=400mm400mm下柱：Ibhbihi=400mm800mm100mm150mm中柱 B 轴：上柱：bh=400mm600mm下柱：Ibhbihi=400mm800mm100mm150mm验

28、算初步确定的截面尺寸，满足要求.I 字形截面其余尺寸如图 2-4.图 2-4上下柱截面惯性矩及其比值.排架平面内：边柱上柱：Iu140040032.133109mm412211125Il40080033004503230025225下柱：1212231.441010mm4中柱上柱：Iu140060037.2109mm412211125Il40080033004503230025225下柱：1212231.441010mm4排架平面外：上柱：Iu140040032.133109mm4122111150Il1504003450100323002550下柱：1212231.713109mm48牛腿尺

29、寸初选由牛腿几何尺寸的构造规定45,hlh/3,且 hl200mm,故取=45，hl=450mm，则A.C 轴柱：c=750+b/2+c1-800=750+150+100-800=200mm；h=450+200=650mm.B 轴柱：c=750+b/2+c1-400=750+150+100-400=600mm；h=450+600=1050mm.牛腿尺寸见图 2-5图2-5 牛腿尺寸示意图柱间支撑可在该厂房中部轴线间设置上柱支撑和下柱支撑.吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置可参考以上选型及布置画出.结构布置图见附图-012.1.4 基础平面布置基础编号首先应区分排架类型，分标准排架、端部排架、伸缩缝

30、处排架等，然后对各类排架的中柱和边柱的基础分别编号，还有抗风柱的基础也须编入.基础梁单层厂房钢筋混凝土基础梁通常采用预制构件， 可按图集 G320 钢筋混凝土基础梁选之，选时应符合图集的适用范围，本设计中跨选为 JL-3,边跨为 JL-18.基础平面布置图可参考以上选型及布置画出.92.2 排架结构计算2.2.1 计算简图及柱的计算参数计算简图见图 2-6.图2-6 排架柱计算简图及工字形截面尺寸柱的计算参数根据柱子的截面尺寸，可列出计算参数如下表 2-2.表 2-2 柱的计算参数柱号A、CB计算参数上柱下柱上柱截面尺寸（mm）400400I400800100150400600面积 （mm2）

31、 惯性矩（mm4）自重（kN/m）1.61051.775102.410552.1310914.4107.210994.04.446.04.44下柱I4008001001501.77510514.41092.2.2 荷载计算永久荷载屋盖自重预应力混凝土大型屋面板20mm 水泥砂浆找平层一毡二油隔气层100mm 水泥珍珠岩制品保温层20mm 水泥砂浆找平层SBSIV 改性油毡天沟板天窗端壁屋架自重则作用于柱顶的屋盖结构自重：G1=3.60624/2+14.54+68.4+127.20/2=405.74kNe1=hu/2-150=400/2-150=50mm1.21.4=1.68KN/m21.220

32、0.02=0.48KN/m21.20.05=0.06KN/m21.240.1=0.48KN/m21.2200.02=0.48KN/m21.20.35=0.42KN/m2g=3.60KN/m21.22.026=14.54KN1.257=68.4KN1.2106=127.20KN10柱自重A、 C 轴上柱：G2A=G2C=GgkHu=1.24.04.1=19.68kN.e2A=e2C=hlhu800400=200mm2222下柱：G3A=G3C=GgkHu=1.24.449.051.1=53.04kN(考虑下柱仍有部分 400mm800mm 的矩形截面而乘的增大的系数 1.1).e3A=e3C=0

33、B 轴上柱：G2B=1.26.04.1=29.52kN.e2B=0下柱：G3B= 1.24.449.051.1=53.04kNe3B=0吊车梁及轨道自重G4=1.2（40.8+1.06.0）=56.16kN.各项永久荷载及其作用位置见图 2-7.屋面活荷载2由荷载规范查得屋面活荷载标准值为 0.7KN/m（因屋面活活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载）.Q=1.4(0.5+0.2)612=70.56kN11活荷载作用位置于屋盖自重作用位置相同，如图 2-7 括号所示.吊车荷载吊车计算参数见表 2-3，并将吊车吨位换算为 kN.表 2-3跨 度（m）24起重量Q(kN)200/50150/30跨 度

34、Lk(m)22.522.5最大轮压Pmax(kN)202176最小轮压Pmin(kN)6055大车轮距K(m)4.44.4吊 车 最 大宽度 B(m)5.65.66吊 车 总重 G(kN)324312小 车 重g(kN)7773轨 顶 至 吊 顶距离 H(m)2.1362.047根据 B 与 K，算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的坐标值如图 2-8 所示，依据该图求得作用于柱上的吊车竖向荷载.图2-8吊车竖向荷载Dmax=QPk,maxyi=1.4202(1+0.267)+176(0.8+0.067)=571.94kNDmin=QPk,minyi=1.460(1+0.267)+55(0.

35、8+0.067)=173.19kN吊车横向水平刹车力1）当吊车起重量在 Q=150500kN 时，=0.10Q g1.40.120077=9.7kN440.1T150=QQ g1.415073=7.8kN44T200=Q2）当一台 20/5t,一台 15/3t 吊车同时作用时，Tmax=Tyi=9.7(1+0.267)+7.8(0.8+0.067)=19.05kN当一台 20/5t 吊车作用时，Tmax=Tyi=9.7(1+0.267)=12.29kN风荷载由设计资料该地区基本风压为0=0.50KN/m2， 按 B 类地面粗糙度，从荷载规范查得风压高度变化系数z为：12柱顶标高 H=12.3m

36、,查得z=1.064，天窗檐口标高 18.91m，查得z=1.226，风荷载标准值为：1=s1z0=0.81.0640.50=0.43kPa.2=s2z0=0.41.0640.50=0.26kPa.则作用在排架计算简图的风荷载设计值为：q1Q1B 1.40.436=3.61kN/mq2Q2B 1.40.266=2.18kN/mFw=Q(1.3h1+0.4h2+1.2h3)z0B=1.4(1.32.3+0.41.19+1.22.67)1.2260.506.0=34.35kN风荷载作用下的计算简图如图 2-9 所示.图2-9 风荷载体型系数图2-9 风荷载计算简图2.2.3 内力分析剪力分配系数的

37、计算A、 C 轴柱：I12.133109H14.1n0.148,0.3159I2H213.014.410C0332.5413(1/ n1)10.3153(1/0.1481)333H2H21099H20.02710则ACEI2C0E14.42.54E13B 轴柱：I1H17.21094.1n0.5，0.315，9I214.410H213.0C0332.91，13(1/n1)10.3153(1/0.51)333H2H21099H20.02410则BEI2C0E14.42.91E各柱的剪力分配系数：1E10930.027H2ACA0321219E9E0.02710H30.02410H3i221B1A

38、C10.32 0.32 0.36永久荷载屋盖自重作用将图 2-7 屋盖自重荷载简化为图 2-10（a）.其中 G1A=G1C=G1=405.74kN, G1B=2G1=811.48kNM1A=M1C=G1e1=405.740.05=20.29kNm,M2A=M2C=G1e2=405.740.2=81.15kNm由于图 2-10（a）所示排架的计算简图为对称结构，在对称荷载作用下排架无侧移，各柱可按上端为不动铰支座计算，故中柱无弯矩.由 A、C 柱：n=0.148，=0.315，1.512(11/n)查表或计算得C1 2.03，13(1/n1)R1C1M120.292.033.17kN()H21

39、3.01.512(11/n)查表或计算得，C31.15，13(1/n1)R2C3M281.151.157.19kN()H213.0则 RA=R1+R2=3.17+7.19=10.36kN(),RC=-RA=-10.36kN()在 R 与 M、 M 共同作用下， 可以作出排架的弯矩图、 轴力图及柱底剪力图， 如图 2-10 （b） 、（c）所示.14图2-10B 柱：n=0.5,=0.315,查得 C1=1.60,C3=1.31柱及吊车梁自重作用由于在安装柱子时尚未吊装屋架，此时柱顶之间无联系，没有形成排架，故不产生柱顶反力，则按悬臂柱分析其内力.计算简图如图 2-11（a）所示.A 柱：M2A

40、=G2Ae2=19.680.2=3.94kNm,G3A=53.04kN,G4A=56.16kN,M4A=G4Ae=56.160.3=16.85kNm.B 柱：G2B=29.52kN,G3B=53.04kN, G4B=56.16kN,排架各柱的弯矩图、轴力图如图 2-11（b） 、 （c）所示.15图2-11屋面活荷载作用AB 跨作用有屋面活荷载由屋架传至柱顶的压力为 Q=70.56kN，由它在A、B柱柱顶及变阶处引起的弯矩分别为：M1A=Q1e=70.560.05=3.53kNm,M2A=Q1e=70.560.2=14.11kNm,M3A=Q1e=70.560.15=10.58kNm,计算简图

41、如图 2-12（a）所示.计算不动铰支座反力A 柱：由前知 C1=2.03，C3=1.15，R1AC1R2AC3M1A3.532.030.55kN()H213.0M2A14.111.151.25kN()H213.0则 RA=R1A+R2A=0.55+1.25=1.8kN()B 柱：由前知 C1=1.60,RBC1M1B10.581.601.3kN()H213.016则排架柱顶不动铰支座总反力为：R=RA+RB=1.8+1.3=3.1kN()将 R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（A=B=0.32,C=0.36）VA=RA-AR=1.8-0.323.1=0.81kN()VB=RB

42、-BR=1.3-0.363.1=0.18kN()VC=RC-CR=0-0.323.1=-0.99kN()排架各柱的弯矩图、轴力图如图 2-12（b） 、 （c）所示.图2-12BC 跨作用有屋面活荷载由于结构对称，故只需将 AB 跨作用有屋面活荷载情况的 A 柱与 C 柱的内力对换并将内力变号即可，其排架各柱内力见图 2-13.17图2-13吊车荷载作用（不考虑厂房整体空间工作）Dmax作用于 A 柱由前，Dmax=571.94kN(Dmin=173.19kN),由吊车竖向荷载、在柱中引起的弯矩为：MA= Dmaxe=571.940.3=171.58kNm,MB= Dmine=173.190.

43、75=129.89kNm,计算简图如图 2-14（a）所示.计算不动铰支座反力A 柱：n=0.148,=0.315,查表得 C3=1.15，B 柱：n=0.5,=0.315,查表得 C3=1.31，RA C3RBC3MA171.581.15 15.58kN()H213.0MB129.891.3113.09kN()H213.0则不动铰支座总反力为：R=RA+RB=-15.58+13.09=-2.09kN()将 R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（A=B=0.32,C=0.36）VA=RA-AR=-15.18+0.322.09=-14.51kN()VB=RB-BR=13.09+0.

44、362.09=13.84kN()VC=RC-CR=0+0.322.09=0.67kN()排架各柱的弯矩图、轴力图如图 2-14（b） 、 （c）所示.18图图图2-14Dmax作用于 B 柱左由吊车竖向荷载，Dmax=571.94kN(Dmin=173.19kN),在柱中引起的弯矩为：MA= Dmaxe=571.940.75=428.96kNm,MB= Dmine=173.190.30=51.96kNm,计算简图如图 2-14（a）所示.计算不动铰支座反力A 柱：n=0.148,=0.315,查表得 C3=1.15，B 柱：n=0.5,=0.315,查表得 C3=1.31，RA C3RBC3M

45、A51.961.15 4.60kN()H213.0MB428.961.3143.23kN()H213.0则不动铰支座总反力为：R=RA+RB=-4.60+43.23=38.63kN()将 R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（A=B=0.32,C=0.36）VA=RA-AR=-4.60-0.3238.63=-16.96kN()VB=RB-BR=42.23-0.3638.63=28.32kN()VC=RC-CR=0-0.3238.63=-12.36kN()排架各柱的弯矩图、轴力图如图 2-15（b） 、 （c）所示.19图图图2-15Dmax作用于 B 柱右根据结构的对称性，其内力

46、计算同“Dmax作用于 B 柱左”情况，只需将A、C柱内力对换一下，并全部改变弯矩及剪力符号即可，其结果如图 2-16 所示.图图图2-16Dmax作用于 C 柱同理，将“Dmax作用于 A 柱”情况的 A、C 柱内力对换，并注意改变符号，得出各柱的内20力，如图 2-17 所示.图图2-17：AB 跨的二台吊车刹车计算简图如图 2-18（a）所示.A 柱：由图y2.9 0.707及 n=0.148,=0.315,查表 y=0.7Hu得 C5=0.563, 查表 y=0.8Hu得Hu4.1C5=0.550,内插后得 C5=0.562RA=-TmaxC5=-19.050.562=-10.71kN

47、()B 柱：由y2.9 0.707及 n=0.5, =0.315, 查 表 y=0.7Hu得 C5=0.658, 查 表 y=0.8Hu得Hu4.1C5=0.613,内插后得 C5=0.655RB=-TmaxC5=-19.050.655=-12.48kN()则 R=RA+RB=-10.71-12.48=-23.19kN()排架各柱的内力如图 2-18（b）所示.21图图2-18：BC 跨的二台吊车刹车根据结构的对称性，内力计算同“AB 跨的二台吊车刹车”情况，仅需将 A 柱和 C 柱的内力对换.排架各柱的内力如图 2-19（b）所示.图图2-19：AB 跨与 BC 跨各有一台 200/50kN

48、 吊车同时刹车时，计算简图如图 2-20（a）所示.A 柱：同前 C5=0.562，RA=-TmaxC5=-12.290.562=-6.91kN()B 柱：同前 C5=0.655，RB=-TmaxC5=-12.290.6552=-16.10kN()C 柱：同 A 柱，RC=-6.91kN()则 R=RA+RB+RC=-6.912-16.10=-29.92kN()将 R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（A=B=0.32,C=0.36）22VA=RA-AR=-6.91+0.3229.92=2.66kN()VB=RB-BR=-16.10+0.3629.92=-5.33kN()VC=R

49、C-CR=-6.91+0.3229.92=2.66kN()排架各柱的弯矩图、轴力图如图 2-20（b）所示.图2-20图风荷载作用风自左向右吹时，计算简图如图 2-21（a）所示.A 柱：n=0.148,=0.315,查表得 C11=0.336，RA=-q1H2C11=-3.6113.00.336=-15.77kN()C 柱：同 A 柱，C11=0.336，RC=-q2H2C11=-2.1813.00.336=-9.52kN()则 R=RA+RC+FW=-15.77-9.52-34.35=-59.64kN()将 R 反作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（A=B=0.32,C=0.36

50、）VA=RA-AR=-15.77+0.3259.64=3.37kN()VB=RB-BR=0+0.3659.64=21.47kN()VC=RC-CR=-9.52+0.3259.64=9.56kN()排架各柱的内力如图 2-21（b）所示.图图2-2123风自右向左吹时，此种荷载情况的排架内力与“风自左向右吹”的情况相同，仅需将A、C 柱的内力对换，并改变其内力的符号即可.排架各柱的内力如图 2-22 所示.图图2-222.2.4 最不利内力组合首先，取控制截面，对单阶柱，上柱为-截面，下柱为-、-截面.考虑各种荷载同时作用时出现最不利内力的可能性，进行荷载组合，在本设计中，取常用的荷载组合有三种