单层工业厂房课程设计汇本计算书Word文件下载.docx

1、，故牛腿顶面标高=轨顶标高-=9.6-1.2-0.2=8.2查附录12得，吊车轨顶至吊车顶部的高度为2.7m,考虑屋架下弦至吊车顶部所需空间高度为220mm,故柱顶标高=9.6+2.7+0.22=13.52m，三 柱的各部分尺寸及几何参数上柱 bh=400mm400mm （g1=4.0kN/m） Ai=bh=1.6105m2 I1=bh3/12=2.13109mm4图1厂房计算简图及柱截面尺寸下柱 bfhbhf=400mm800mm100mm100mm（g2=3.69kN/m） A2=1004002+（800-2100）100+225150 =1.475105mm2 I2=5003100/12

2、+2（4001003/12+4001003002）+4（253150/36+343.7521/225）=8.781010mm4 n=I1/I2=2.13109/（8.78109）=0.248 H1=3.6m；H2=3.6+8.6=12.2m。=H1/H2=3.6/12.2=0.295四荷载计算1. 恒荷载（1）屋盖自重SBS防水层 1.20.1=0.12kN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层 1.20.0220=0.48kN/m2大型预应力屋面板（包括灌缝重）1.21.4=1.68kN/m2总1 g1=3.3kN/m2屋架 1.260.5=72.6kN则作用屋架一段作用于柱顶的自重为：G1=69

3、3.3+0.572.6=214.5kN（2）柱自重上柱： G2=1.23.64.0=17.28kN下柱： G3=1.28.63.69=38.08kN（3）吊车梁及轨道自重：G4=1.2（30.4+0.86）=42.2kN2.屋面活荷载由荷载规查得屋面活荷载标准值为0.5kN/m2，因屋面活荷载大于雪荷载0.4kN（50年一遇），故不考虑雪荷载。 Q1=1.40.5612=50.4kN3.风荷载由荷载规查得地区基本风压为0=0.45kN风压高度变化系数（按B类地面粗糙度取）为柱顶：（按H2=11.5m）z=1.04檐口处：（按H2=13.8m）z=1.11屋顶：（按H2=15.4m）z=1.15

4、风荷载标准值：1k=zs1z0=1.00.81.040.45=0.37kN/m22k=zs2z0=1.00.45=0.23kN/m2则作用于排架上的风荷载设计值为：q1=1.40.376=3.15kN/m q2=1.40.236=1.97kN/m Fw=Q（s1+s2） z0h1+（s3+s4） z0h2B =1.4（0.8+0.5）1.110.452.3+（-0.6+0.5）1.151.66=11.85kN （屋面坡度为1/8）风荷载作用下的计算简图如下图：图2风荷载作用下计算简图4.吊车荷载由附表16-2查得 Pk，max=180kN； Pk，min=1/2（G+g+Q）- Pk，max=

5、1/2（228+200）-180=46.5kNB=5600mm，K=4400mm则根据支座反力影响线求出作用于柱上的吊车竖向荷载为： Dmax=c*Q* Pk，max*yi=0.91.4180（1+0.267+0.8+0.067） =483.99kN Dmin=c*Q* Pk，min*yi=0.946.5 =125.03kN作用于每一轮子上的吊车横向水平刹车力 Fh1=Q*/4（Q+g）=1.40.1/4（200+77.2）=9.702kN则两台吊车作用于排架柱顶上的吊车横向水平荷载为 Fh=c* Fh1*yi=0.99.702 =18.63kN五力计算1恒荷载（1）屋盖自重作用因为屋盖自重是

6、对称荷载，排架无侧移，故按柱顶为不动铰支座计算。由厂房计算简图及柱截面尺寸图取用计算截面图图3 取用计算截面e1=0.05m,e0=0.15m,G1=214.5kN,根据n=0.248，=0.295查表得C1=1.760，C3=1.268，则可得 R=-G1/H2（e1*C1+e0*C3）=-214.5/12.2（0.051.760+0.151.268）=-4.97kN（）计算时对弯矩和剪力的符号规定为：弯矩图绘在受拉一边；剪力对杆端而言，顺时针方向为正（），剪力图可绘在杆件的任意一侧，但必须注明正负号，亦即取结构力学的符号。这样，由屋盖自重对柱产生的力如下图：图4 恒荷载力图 M=-214.

7、50.05+4.973.6=7.17kNm M=-214.50.15+4.973.6=-14.28kN M=-214.512.2=28.46kN N= N=N=214.5kN，V=4.97kN（2）柱及吊车梁自重作用由于在安装柱子时尚未吊装屋架，此时柱顶之间无连系，没有形成排架，故不产生柱顶反力；因吊车梁自重作用点距离柱外边缘不少于750mm，则力如下图4所示：M=0，M=M=+42.20.50-17.280.15=18.51kNN=17.28kNN=17.28+42.2=59.48kNN=59.48+35.50=94.98kN2.屋面活荷载作用因屋面活荷载与屋盖自重对柱的作用点相同，故可将屋

8、盖自重的力乘以下列系数，即得屋面活荷载力分布图如图4所示，其轴向压力及剪力为： Q1/G1=50.4/214.5=0.235 N= N= N=50.4kN，V=0.2354.97=1.168kN3.风荷载作用为计算方便，可将风荷载分解为对称及反对称两组荷载。在对称荷载作用下，排架无侧移，则可按上端为不动铰支座进行计算；在反对称荷载作用下，横梁力等于零，则可按单根悬臂柱进行计算。图5 柱作用正风压图当柱顶作用集中风荷载Fw时，当墙面作用均布风荷载时，查表得C11=0.355，则得 R3= C11H21/2（q1-q2）=0.35512.2（3.15-1.97）=2.56kN当正风压力作用在A柱时

9、横梁反力R： R=R1+R3=8.49kN A柱力图如图6所示，其力为 M=（Fw-R）x+1/2q1x2 M=M=（11.85-8.49）3.6+1/23.153.62=36.07kNM=（11.85-8.49）12.2+1/212.22=275.42kNN=N=N=0V=（Fw-R）+q1x=（11.85-8.49）+3.1512.2=42.14kN图柱作用正风压图柱作用负风压当负风压力作用在柱时（如图所示），其力为M=-Rx1/2qx2 M=M=-8.493.61/21.973.62=-43.33kNM=-8.4912.21/212.22=-250.19kNV=-R-q2x=-8.49-

10、3.1512.2=-32.52kN4吊车荷载（1）当Dmax值作用于A柱（如图8-a所示）根据n=0.248，=0.295查表得C3=1.268。吊车轮压与下柱中心线距离按构造要求取e4=0.35m，则得排架柱上端为不动铰支座时的反力值为： R1=-Dmaxe4C3/H2=-483.990.351.268/12.2=-25.15kN（） R2=-DminC3/H2=-125.031.268/12.2=6.50kN（）故R=R1+R2=-25.15+6.50=-18.65kN（）再将R值反向作用于排架柱顶，按剪力分配进行计算。由于结构对称，故各柱剪力分配系数相等，即A=B=0.5。（如图8-b所

11、示）各柱的分配剪力为： VA=- VB=AR=0.518.65=9.33kN（）最后各柱顶总剪力为： VA= VA-R1=9.33-25.15=-15.82kN（） VB = VB-R2=9.33+6.50=-15.83kN（）图8 吊车竖向荷载作用时柱顶剪力 （a）上端为不动铰支座时 （b）柱顶作用R时则A柱的力为：（如图9-a所示） M=-VAx=-15.823.6=-56.95kNM=-VAx+Dmaxe4=-56.95+483.990.35=185.05kNM=-15.8212.2+483.990.5=48.99kNN=0kNN=N=483.99kNV=VA=-15.82kN（）图9

12、吊车竖向荷载对A柱力图 （a）当Dmax作用于A柱时 （b）当Dmin作用于A柱时（2）当Dmin值作用于A柱时（如图9-b所示）x+Dmine4=-56.95+125.030.35=5.57kN12.2+125.030.35=-130.49kNN=N=125.03kN（3）当Fh值自左向右作用时（）由于Fh值同向作用在A、B柱上，因此排架的横梁力为零，则得A柱的力：（如图10所示）图10 吊车横向水平作用（a）吊车横向水平作用于排架（b）横向水平作用时 M=M=Fhx=18.631.0=18.63kNM=18.63（9+0.6）=178.8kNV=Fh=18.63kN（）（4）当Fh值自右向左作用时（）其力值与当Fh值自左向右作用时相同，但方向相反。六力组合单跨排架的A柱与B柱承受荷载的情况相同，故仅对A柱在各种荷载作用下的力进行组合。表1为A柱在各种荷载作用下