《单层工业厂房》课程设计Word下载.docx
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800×
100×
150
177500
B
4
二．荷载计算
1．恒载
图1
求反力：
F1=
F2=
屋架重力荷载为，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值：
GA1=×
+2）=
GB1=×
×
6+2）=KN
（2）吊车梁及轨道重力荷载设计值
GA3=×
（+×
6）=
GB3=×
（3）柱重力荷载的设计值
A,C柱
B柱
2．屋面活荷载
屋面活荷载的标准值是m2，作用于柱顶的屋面活荷载设计值：
Q1=×
6×
18/2=KN
3，风荷载
风荷载标准值按ωk=βzμsμzω0计算其中ω0=m2,βz=1,μz根据厂房各部分
柱顶（标高）μz=
橼口（标高）μz=
屋顶（标高13..20m）μz=
μs如图3所示，由式ωk=βzμsμzω0可得排架的风荷载的标准值：
ωk1=βzμs1μzω0=×
=KN/m2
ωk2=βzμs2μzω0=×
图2荷载作用位置图
图3风荷载体型系数和排架计算简
q1=×
6=m
Fw=γQ[（μs1+μs2）×
μzh1+（μs3+μs4）×
μzh2]βzω0B
=[+×
×
1×
6
=
4．吊车荷载
吊车的参数：
B=米，轮矩K=，pmax=215KN,pmin=25KN,g=38KN。
根据B和K，
可算出出吊车梁支座反力影响线中个轮压对应点的竖向坐标值，如图４所示：
图４ 吊车荷载作用下支座反力的影响线
（1）吊车的竖向荷载
Dmax=γQFpmax∑yi=×
115×
（1+++=
Dmin=γQFpmin∑yi=×
25×
（2）吊车的横向荷载
T=1/4α（Q+g）=1/4×
（100+38）=
吊车横向荷载设计值：
Tmax＝γQT∑yi=×
=
三．排架内力分析
1．恒荷载作用下排架内力分析
图5 恒荷载作用的计算简图
G1=GA1=;
G2=G3+G4A=+=;
G3=G5A=;
G4=2GB1=;
G5=G3+2G4B=2×
+=;
G6=G5B=;
M1=G1×
e1=×
=G1+G4A）e0-G3e3=+×
C1=×
=;
RA=C1+C3=×
+×
/=（→）
RC=（←）;
RB=0KN;
内力图：
图6恒荷载内力图
2．恒荷载作用下排架内力分析
（1）AB跨作用屋面活荷载
图7AB跨作用活荷载作用简图
Q=，则在柱顶和变阶处的力矩为：
M1A=×
=，M2A=×
=，M1B=×
==×
=（→）
则排架柱顶不动铰支座总的反力为：
R=RA+RB=+=（→）
VA=RA－RηA=RB－RηB=－RηC=×
=－（←）
排架各柱的弯矩图,轴力图,柱底剪力如图8所示:
图8AB跨作用屋面活荷载内力图
（2）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,故只需叫图8的各内力图位置及方向调一即可,如图10所示:
图9AB跨作用活荷载作用简图
图10BC跨作用屋面活荷载内力图
3．风荷载作用下排架内力分析
（1）左吹风时
C==
RA=-q1HC11=×
=（←）
RC=-q1HC11=×
R=RA+RC+Fw=++=（←）
各柱的剪力分别为:
VA=RA-RηA=+×
=-2..72KN（←）
VB=RB-RηB=+×
VC=-RηC=×
图11左风内力图
（2）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12所示；
4．吊车荷载作用下排架内力分析
（1）Dmax作用于A柱
计算简图如图１２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=×
=Dmin×
=RA+RB=+=（←）
图１２ Dmax作用在A柱时排架的内力
（2）Dmax作用于B柱左
e3=７５.２５×
=２６.３３
MB=Dmin×
=２５９.６１
RA=－C3=-２６.３３×
=-－２.６８KN（←）
RB=－C3=２５９.６１×
=２６.４２KN（→）
R=RA+RB=－２.６８+２６.４２=２３.７４N（→）
VA=RA-RηA=－２.６８－×
２３.７４=－１０.５１KN（←）
VB=RB-RηB=２６.４２－×
２３.７４=１８.５９KN（→）
VC=-RηC=－×
２３.７４=－７.８３N（←）
图１３ Dmax作用在B柱左时排架的内力
（3）Dmax作用于B柱左
根据结构对称和吊车吨位相等的条件，内力计算与Dma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１４
（4）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１5
（5）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16-a所示。
对于A柱，n=，λ=，得a=，Tmax=
C5==
RA=－TmaxC5=－１２.４６×
０.５４=－（←）
RB=－TmaxC5=－１２.４６×
图１４ Dmax作用在B柱右时排架的内力
图１5 Dmax作用在C柱时排架的内力
排架柱顶总反力R：
R=RA+RB=－６.７３－６.７３＝－１３.４６KN
各柱的简力：
VA=RA-RηA=－６.７３＋×
１３.４６=－２.２９KN（←）
VB=RB-RηB=－６.７３＋×
１３.４６=－２.２９KN（←）
VC=－RηC=×
图16 Tmax作用在AB跨时排架的内力
（6）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17
图17 Tmax作用BC跨时排架的内
五．柱截面设计（中柱）
混凝土强度等级C20，fc=mm2，ftk=mm2．采用HRB335级钢筋，fy=fy`300N/mm2,ζb=，上下柱采用对称配筋．
1．上柱的配筋计算
由内力组合表可见，上柱截面有四组内力，取h0＝４００－４０＝３６０mm，附加弯矩ea=20mm（大于４００／３０），判断大小偏心：
从中看出３组内力为大偏心，只有一组为小偏心，而且：
N=<
ζbαfcbh0=０.５５０×
１×
９.６×
４００×
３６０＝
所以按这个内力来计算时为构造配筋．对三组大偏心的，取偏心矩较大的的一组．即：
M= N=
上柱的计算长度：
L0=2HU=2×
e0=M/N=ei=e0+ea=
l0/h=7200/400=18>
5．应考虑偏心矩增大系数η
ζ1==×
160000/357640=>
1，取ζ１＝１
ζ2=l0/h>
15，取ζ2=
图 １８
η=1+ζ1ζ2=1+×
1×
ζ==357640/1×
400×
360=
>
2αs/h0=2×
40/360=
所以x=ζ×
h0=×
e`=ηei-h/2+αs=×
４００／２＋４０＝
`=fyAs（h0-as）-α1fcbx（x/2-as）
As=As`==
=715mm
选用３φ１８（As=763mm2）．验算最小配筋率：
ρ＝As/bh=763/400×
400=%>
%
平面外承载力验算：
l0==×
l0/b=5400/400=，查表得ψ＝０９３，Ac=A-Aa=4002-763×
2=158474mm
Nu=ψ（fy`As`+fcAs）=×
（300×
763×
2+×
158474）=
2．下柱配筋计算
取h0=800-40=760mm，与上柱分析办法相识，选择两组最不利内力：
M=M=
N=KNN=KN
（1）按M=，N=KN计算
L0=１HU=１×
=，附加偏心矩ea=800/30=（大于２０mm）,b=100mm,bf`=400mm,hf=150mm
e0=M/N=217960/=ei=e0+ea=
l0/h=7200/800=9>
5而且＜１５．应考虑偏心矩增大系数η，取ζ2=1
ζ1==×
160000/810940=>
图 １９
1=
ηei=×
=>
760=228，所以为大偏心
受压，应重新假定中和轴位于翼缘内，则
x==810940/1×
400=>
hf=150mm
说明中和轴位于板内，应重新计算受压区的高度：
x=
==
e=ηei+h/2+αs=×
-800／2-40＝7005mm
（2）按M=，N=KN计算
e0=M/N=152690/=ei=e0+ea=
图 ２０
x==473440/1×
说明中和轴位于翼缘内：
e=ηei+h/2-αs=×
-800／2-40＝
最小配筋βminA=%×
177500=355mm2
所以选３φ１４（As=461mm2）满足要求
查附表１１.１的无柱间支撑垂直排架方向柱的计算长度，l0=1Hl=
l0/b=7200/400=18，查表得ψ＝，Ac=A-Aa=177500-461×
2=176578mm
461×
176578）=>
Nmax
所以满足弯矩作用平面外的承载力要求
3．柱裂缝宽度验算
《规范》中规定，对e0/h0>
的柱要进行裂缝宽度验算，本例的上柱出现e
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