1、單層廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定因該廠房跨度在1536m之間，且柱頂標(biāo)高大于8m，故采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了使屋蓋具有較大剛度，選用預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎(chǔ)梁。由圖2-54可可知柱頂頂標(biāo)高為為9.66m，牛牛腿頂面面標(biāo)高為為6m；設(shè)設(shè)室內(nèi)地地面至基基礎(chǔ)頂面面的距離離為0.5m，則計(jì)算算簡(jiǎn)圖中中柱的總總高度HH，下柱柱高度HHl，和上上柱高度度Hu分別為為：圖2-554 廠廠房剖面面圖根據(jù)柱的的高度、吊車起起重量及及工作級(jí)級(jí)別等條條件，可可確定柱柱的截面面尺寸，見(jiàn)表22-222。表2-222 柱截截面尺寸寸及相應(yīng)應(yīng)的計(jì)算算參數(shù)

2、計(jì)算參數(shù)數(shù)柱號(hào)截面尺寸寸/面積/慣性矩/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本設(shè)計(jì)僅僅取一榀榀排架進(jìn)進(jìn)行計(jì)算算，計(jì)算算單元和和計(jì)算簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖如圖圖2-555所示示。 圖2-55 計(jì)算單單元和計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖2.荷載載計(jì)算1.恒載載屋蓋恒恒載 20厚厚水泥砂砂漿找平平層 22 80厚厚泡沫混混凝土保保溫層 預(yù)應(yīng)力混混凝土大大型屋面面板（包包

3、括灌縫縫） 屋蓋鋼支支撐 總計(jì) 屋架重力力荷載為為60.5kNN/榀，則作用用于柱頂頂?shù)奈萆w蓋結(jié)構(gòu)的的重力荷荷載設(shè)計(jì)計(jì)值為：(2) 吊車梁梁及軌道道重力荷荷載設(shè)計(jì)計(jì)值：(3)柱柱自重重重力荷載載設(shè)計(jì)值值 A、C柱: 上上柱： 下下柱: B柱: 上上柱: 下下柱: 各各項(xiàng)恒載載作用位位置如圖圖2-556所示示。圖2-556 荷載作作用位置置圖（單單位：kkN）2.屋面面活荷載載 屋面活活荷載標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為為，雪荷荷載標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值為，后者小小于前者者，故僅僅按前者者計(jì)算。作用于于柱頂?shù)牡奈菝婊罨詈奢d設(shè)設(shè)計(jì)值為為：的作用位位置與作作用位置置相同，如圖22-566所示。3.風(fēng)荷荷載風(fēng)荷載的的標(biāo)準(zhǔn)值值按計(jì)算算，

4、其中中,根據(jù)廠廠房各部部分標(biāo)高高(圖22-544)及BB類地面面粗糙度度確定如如下： 柱柱頂(標(biāo)標(biāo)高) 檐檐口(標(biāo)標(biāo)高) 屋屋頂(標(biāo)標(biāo)高) 如圖2-57所所示，則則由上式式可得排排架迎風(fēng)風(fēng)面及背背風(fēng)面的的風(fēng)荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值分別為為： 圖2-57 風(fēng)風(fēng)荷載體體型系數(shù)數(shù)及計(jì)算算簡(jiǎn)圖則作用于于排架計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖(圖22-577)上的的風(fēng)荷載載設(shè)計(jì)值值為: 4.吊車荷荷載 由表表2-116可得得吊車的的參數(shù)為為：，,根據(jù)據(jù)及可算得得吊車梁梁支座反反力影響響線中各各輪壓對(duì)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的的豎向坐坐標(biāo)值如如圖2-58所所示。(1)吊吊車豎向向荷載吊車豎向向荷載設(shè)設(shè)計(jì)值為為：(2)吊吊車橫向向水平荷荷載作用于每每一個(gè)輪

5、輪子上的的吊車橫橫向水平平制動(dòng)力力為：作用于排排架柱上上的吊車車橫向水水平荷載載設(shè)計(jì)值值為： 圖圖2-558 吊車荷荷載作用用下支座座反力影影響線3.排架架內(nèi)力分分析該廠房為為兩跨等等高排架架，可用用剪力分分配法進(jìn)進(jìn)行排架架內(nèi)力分分析。其其中柱的的剪力分分配系數(shù)數(shù)計(jì)算，見(jiàn)表22-233。表2-223 柱剪剪力分配配系數(shù)柱別A、C 柱B 柱; ; ; 由于圖22-599a所示示排架為為對(duì)稱結(jié)結(jié)構(gòu)且作作用對(duì)稱稱荷載，排架結(jié)結(jié)構(gòu)無(wú)側(cè)側(cè)移，故故各柱可可按柱頂頂為不動(dòng)動(dòng)鉸支座座計(jì)算內(nèi)內(nèi)力。柱柱頂不動(dòng)動(dòng)鉸支座座反力可可根據(jù)相相應(yīng)公式式計(jì)算。對(duì)于AA，C柱柱，則：本例中。求得后后，可用用平衡條條件求出出柱各

6、截截面的彎彎矩和剪剪力。柱柱各截面面的軸力力為該截截面以上上重力荷荷載之和和，恒載載作用下下排架結(jié)結(jié)構(gòu)的彎彎矩圖和和軸力圖圖分別見(jiàn)見(jiàn)圖2-59、。 圖2-59dd為排架架柱的彎彎矩、剪剪力和軸軸力的正正負(fù)號(hào)規(guī)規(guī)定，下下同。圖2-559 恒恒載作用用下排架架內(nèi)力圖圖2屋面面活荷載載作用下下排架內(nèi)內(nèi)力分析析 (1)AB跨跨作用屋屋面活荷荷載 排架計(jì)算算簡(jiǎn)圖如如圖2-60所所示，其其中，它它在柱頂頂及變階階處引引引起的力力矩為：對(duì)于A柱柱，,則對(duì)于B柱柱,，則將R反作作用于柱柱頂，計(jì)計(jì)算相應(yīng)應(yīng)的柱頂頂剪力，并與相相應(yīng)的柱柱頂不動(dòng)動(dòng)鉸支座座反力疊疊加，可可得屋面面活荷載載作用于于AB跨跨時(shí)的柱柱頂剪力

7、力，即排架各柱柱的彎矩矩圖、軸軸力圖及及柱底剪剪力如圖圖2-60bb，c所示。圖2-660 AB跨跨作用屋屋面活荷荷載時(shí)排排架內(nèi)力力圖（2）BBC跨作作用屋面面活荷載載由于結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)稱，且BCC跨與ABB跨作用用荷載相相同，故故只需將將圖2-60中內(nèi)內(nèi)力圖的的位置及及方向調(diào)調(diào)整一下下即可，如圖22-61所示示。圖2-661 BC跨跨作用屋屋面活荷荷載時(shí)的的排架內(nèi)內(nèi)力圖3風(fēng)荷荷載作用用下排架架內(nèi)力分分析(1）左左吹風(fēng)時(shí)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如圖22-62aa所示。對(duì)于AA，C柱, ，得各柱頂?shù)牡募袅Ψ址謩e為排架內(nèi)力力如圖22-62bb所示 (a) (b)圖2-662 左吹風(fēng)風(fēng)時(shí)排架架內(nèi)力圖圖(2)右右吹風(fēng)時(shí)

8、時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如圖22-63aa所示。將圖22-62bb所示A，C柱內(nèi)力力圖對(duì)換換且改變變內(nèi)力符符號(hào)后可可得，如如圖2-63bb所示。圖2-663 右右吹風(fēng)時(shí)時(shí)排架內(nèi)內(nèi)力圖4.吊車車荷載作作用下排排架內(nèi)力力分析(1)作作用于AA柱計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如圖22-64aa所示。其中吊吊車豎向向荷載，。在牛牛腿頂面面處引起起的力矩矩為：對(duì)于A柱柱，則則對(duì)于柱，得排架各柱柱頂?shù)募艏袅Ψ謩e別為：排架各柱柱彎矩圖圖、軸力力圖及柱柱底剪力力值如圖圖2664b,c所示示。圖2-664 作作用在AA柱時(shí)排排架內(nèi)力力圖(1) 作用于于B柱左計(jì)算簡(jiǎn)圖圖如圖22-65aa所示,計(jì)算如如下：柱頂不動(dòng)動(dòng)鉸支反反力，及總反反力分別別為

9、：各柱頂剪剪力分別別為：排架各柱柱的彎矩矩圖、軸軸力圖及及柱底剪剪力值如如圖2-65bb，c所所示圖2-665 作作用于BB柱左時(shí)時(shí)排架內(nèi)內(nèi)力圖（3）作作用于BB柱右根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)稱性性及吊車車噸位相相等的條條件，內(nèi)內(nèi)力計(jì)算算與作用用于B柱柱左的情情況相同同，只需需將A，C柱內(nèi)內(nèi)力對(duì)換換并改變變?nèi)繌潖澗丶凹艏袅Ψ?hào)號(hào)，如圖圖2-666所示示。圖2-666 作用于于B柱右右時(shí)排架架內(nèi)力圖圖（4）作作用于CC柱 同同理，將將作用于于A柱情況況的A，C柱內(nèi)力力對(duì)換，并注意意改變符符號(hào)，可可求得各各柱的內(nèi)內(nèi)力，如如圖2-67所所示。圖2-667 作用在在C柱右右時(shí)排架架內(nèi)力圖圖（5）作作用于AAB跨柱

10、柱 當(dāng)AAB跨作作用吊車車橫向水水平荷載載時(shí)，排排架計(jì)算算簡(jiǎn)圖如如圖2-68aa所示，對(duì)于AA柱，得，則則 同理，對(duì)于BB柱，,，則：排架柱頂頂總反力力R為：各柱頂剪剪力為：排架各柱柱的彎矩矩圖及柱柱底剪力力值如圖圖2-668b所示。當(dāng)方向向相反時(shí)時(shí)，彎矩矩圖和剪剪力只改改變符號(hào)號(hào)，方向向不變。圖2-668 作作用于AAB跨時(shí)時(shí)排架內(nèi)內(nèi)力圖(6)作作用于BBC跨柱柱 由于結(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)稱稱及吊車車噸位相相等，故故排架內(nèi)內(nèi)力計(jì)算算與作用用AB跨跨情況相相同，僅僅需將AA柱與CC柱的內(nèi)內(nèi)力對(duì)換換，如圖圖2-669所示示。圖2-669 作作用于BBC跨時(shí)時(shí)排架內(nèi)內(nèi)力圖5.內(nèi)力力組合以柱內(nèi)力力組合為為例。表

11、表2-224為各各種荷載載作用下下柱內(nèi)力力標(biāo)準(zhǔn)值值匯總表表，表22-255表2-332、表表2-333為柱柱內(nèi)力組組合表，這兩表表中的控控制截面面及正號(hào)號(hào)內(nèi)力方方向如表表2-24中中的例圖圖所示。 對(duì)柱柱進(jìn)行裂裂縫寬度度驗(yàn)算時(shí)時(shí)，內(nèi)力力采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值，同時(shí)只只需對(duì)的的柱進(jìn)行行驗(yàn)算。為此，表2-33中中亦給出出了和的組合合值，它它們均滿滿足的條條件，對(duì)對(duì)設(shè)計(jì)來(lái)來(lái)說(shuō)，這這些值均均取自及及相應(yīng)的的和一項(xiàng)。表2-224 柱內(nèi)內(nèi)力設(shè)計(jì)計(jì)值匯總總表柱號(hào)及正正向內(nèi)力力荷載類別別恒載屋面活載載吊車豎向向荷載吊車水平平荷載風(fēng)荷載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跨左風(fēng)右風(fēng)序

12、號(hào)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彎矩圖注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表2-225 1.22恒載+1.44屋面活活荷載截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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 相應(yīng)的的相應(yīng)的7.713.64370.79注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表2-226 1.22恒載+1.

14、44吊車荷荷載截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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相應(yīng)的相應(yīng)的23.4454184.11332.99注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表2-2

15、27 1.22恒載+1.44風(fēng)荷載載截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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相應(yīng)的相應(yīng)的37.22151.52332.99注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表2-228 1.22恒載0.991.44（屋面

16、面活荷載載吊車車荷載風(fēng)載）截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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相應(yīng)的相應(yīng)的50.6656294.3511367.01注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位表2-229 1.22恒載0.991.44（屋面面活荷載載吊車車荷載）截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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相應(yīng)的相應(yīng)的22.9927168.5677367.01注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表2-330 1.22恒載0.991.44（屋面面活荷載載風(fēng)載載）截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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相應(yīng)的相應(yīng)的35.2298139.2366367.01注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表2-331 1.22恒載0.991.44（吊車車荷載風(fēng)載）截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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相應(yīng)的相應(yīng)的49.4477292.6599332.99注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表2-332 1.335恒載載+0.71.4屋面面活荷載載+0.71.4吊車車豎向荷荷載截面組合項(xiàng)及相應(yīng)

21、的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)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相應(yīng)的相應(yīng)的15.991193.3384401.

22、0733注：?jiǎn)挝晃?)，單位，單位。表33 柱內(nèi)內(nèi)力組合合表截面組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、組合項(xiàng)及相應(yīng)的的、,備注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標(biāo)準(zhǔn)值取取自及相應(yīng)的的,項(xiàng)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標(biāo)準(zhǔn)值取取自及相應(yīng)的的,項(xiàng)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標(biāo)準(zhǔn)值取取自及相應(yīng)的的,項(xiàng)730.43463.3766774.59332.99277.491,2,36,910相應(yīng)的相應(yīng)的50.6656294.3511367.01注：?jiǎn)挝晃?)，單位位，單位6. 柱柱截面設(shè)設(shè)計(jì)以柱為例例。混凝凝土強(qiáng)度度等級(jí)為為,，；采用用HRBB4000級(jí)鋼筋筋，。上、下柱均均采用對(duì)對(duì)稱配筋筋。1上柱柱配筋計(jì)計(jì)算。 上柱截截面共有有4組內(nèi)內(nèi)力。取取而截面的的內(nèi)力均均小

24、于，則都屬屬于大偏偏心受壓壓，所以以選取偏偏心距較較大的一一組內(nèi)力力作為最最不利內(nèi)內(nèi)力。即即取 =78.7833,= 2237.61；吊車廠房房排架方方向上柱柱的計(jì)算算長(zhǎng)度。附加偏偏心矩取取（大于于）， 應(yīng)應(yīng)考慮偏偏心距增增大系數(shù)數(shù)。， 取取 且 選3188，則 滿足要要求。 而垂直直于排架架方向柱柱的計(jì)算算長(zhǎng)度，則，（內(nèi)插插） 滿滿足彎矩矩作用平平面外的的承載力力要求。2.下柱柱配筋計(jì)計(jì)算取與上柱柱分析方方法類似似。 而，截面的的內(nèi)力均均小于，則都屬屬于大偏偏心受壓壓。所以以選取偏偏心距最最大的一一組內(nèi)力力作為最最不利內(nèi)內(nèi)力。按，計(jì)算算下柱計(jì)算算長(zhǎng)度取取，附加加偏心距距（大于于20）。，應(yīng)考

25、慮偏偏心距增增大系數(shù)數(shù)且取 , 取 先假假定中和和軸位于于翼緣內(nèi)內(nèi)，則即中和軸軸過(guò)翼緣緣 且且 選用4418 垂直于于彎矩作作用面的的承載力力計(jì)算：， 3柱箍箍筋配置置由內(nèi)力組組合表，相應(yīng)的的，驗(yàn)算截面面尺寸是是否滿足足要求。截面滿足足要求。 計(jì)算是否否需要配配箍筋： 取 可按構(gòu)造造配箍筋筋，上下下柱均選選用箍筋筋。滿足彎矩矩作用面面的承載載力要求求。4柱的的裂縫寬寬度驗(yàn)算算相應(yīng)于控控制上、下柱配配筋的最最不利內(nèi)內(nèi)力組合合的荷載載效應(yīng)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)組合合為：表2-334 柱柱的裂縫縫寬度驗(yàn)驗(yàn)算表柱截面上柱下柱內(nèi)力標(biāo)準(zhǔn)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 滿滿足要求求0.14470.3滿足足要求上