单层厂房课程设计计算书

1、任务书设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。设计内容1、计算排架所受的各项荷载。2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体 作用）。3、边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基 础设计。4、 绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。设计资料1、 金属结构车间为两跨厂房，跨度为 18m厂房总长60m柱距6m 厂房标高：室内地面土 0.000，室外地面-1.500，吊车轨顶标高一 班8.000、二班10.00，屋架下弦标高一班 10.400、二班12.400。2、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量单学号 15/3。吊车 其它参数参见“ 550

2、/5t 般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸（ZQ1-62 系列）”3、 建设地点为某城市，基本雪压 0.35kN/m2，基本风压0.40kN/m。厂 房自然地面以下1.6m为粉砂土，密实状态，不液化，可作为持力 层，地基承载力特征值fak=150kPa, 土的天然重度为18kN/m，内摩擦角30°，地下水位-2.000m。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：1）屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录 A “常用 构件和材料的自重”，按0.12+0.011 L （含支撑，按屋面水平投影面 积计算，单位kN/nf; L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包 括支撑）。屋架侧端

3、高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。2）吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm自重标准值29kN/根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨道及垫层构造高度200mm3）天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN（包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m， 天窗架坡屋顶高度 0.3m。4）天沟板自重标准值为 2.02kN/m。5、 围护墙采用240mn厚粉刷墙，自重5.2 kN/mL钢窗：自重0.45 kN/卅, 窗宽4.0m,窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面 为 240mrK 450mm 基础梁自重 2.7kN/m。

4、6、 材料：混凝土强度等级C20C30柱的纵向钢筋采用HRB335或HRB400其余钢筋I级。7、屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油防水层上铺小石子： 0.4 kN/m2；225mml厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m ;100mn厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m 2;一毡二油隔汽层： 0.05 kN/m 2；25mn厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m 2; 6m预应力大型屋面板：1.4 kN/m 2。四、 设计要求1 、 计算内容完整，计算正确，有必要的示意图。2、计算书装订：封皮、任务书、计算书，格式采用统一模板，可电子 录入后打印（单面或双面打印均可） ，也可手写但不得用铅笔书

5、写。3、计算书部分表述符合专业要求。所有示意图、表格都有编号，安排 在正文引用的附近位置。示意图线条规整、字迹清楚、整洁。4、施工图符合建筑制图规范的要求。计算书、设计资料（一）、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。（二）、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。2、计算各种荷载作用下的排架内力（吊车荷载不考虑厂房的空间整体作 用）。3、边柱（A、C轴线）及中柱（B轴线）的柱及牛腿设计，柱下独立基础 设计。4、绘制施工图：柱模板图和配筋图，基础模板图和配筋图。（三）、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房，跨度均为 21m厂房总长54m柱距6m 厂房标高：室内地面土 0.000，室外地面-1.500，

6、吊车轨顶标高10.00, 屋架下弦标高12.400。2、厂房每跨内设两台吊车，A4级工作制，起重量20/5t。吊车其它参数由表-1给出吊车位置起重量（KN桥跨LK（m）小车重g（KIN最大轮压Pmax,k(KN)大车轮距k（ m大车宽E（m）车高卜（m吊车总重（KN左跨（AB）吊车200/5019.570.11874.45.62.184264右跨（BC）吊车200/5019.570.11874.45.62.814264表-1吊车的有关参数参数表3、建设地点为某城市，基本雪压 0.30kN/m2,基本风压0.50kN/m2,冻结 深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土，回填土的下层8m为均

7、匀粘 土，地基承载力特征值fak=240kPa, 土的天然重度为17.5kN/m3, 土质分布均匀。下层为粗砂土，地基承载力特征值fak=350kPa地下水位-5.5m。4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下：（1）、屋架采用21m梯形钢屋架，按建筑结构荷载规范附录 A “常用 构件和材料的自重”，按0.12+0.011 L （含支撑，按屋面水平投影面积计 算，单位kN/卅；L为跨度，以m计）计算屋架自重标准值（包括支撑）。 屋架侧端高度1.4m，屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。（2）、吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁，梁高900mm自重标准值29kN/ 根，轨道及零件自重0.8kN/m，轨

8、道及垫层构造高度200mm（ 3）、天窗采用矩形纵向天窗，每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN （包括自重、侧板、窗扇、支撑等的自重）。天窗侧板高度2.6m,天 窗架坡屋顶高度 0.3m。（4）、天沟板自重标准值为 2.02kN/m。5、 围护墙采用240mn厚粉刷墙，自重5.2 kN/韦。钢窗：自重0.45 kN/nf， 窗宽4.0m,窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上，基础梁截面 为 240mrK 450mm 基础梁自重 2.7kN/m。6、 材料：混凝土强度等级 C20C30柱的纵向钢筋采用 HRB335或 HRB400其余钢筋I级。7、屋面卷材防水法及荷载标准值如下：三毡四油

9、防水层上铺小石子： 0.4 kN/m2；25mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m 2; 100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4 kN/m 2; 一毡二油隔汽层： 0.05 kN/m 2；225mm厚水泥砂浆找平层：0.5 kN/m ;26m预应力大型屋面板：1.4 kN/m 。二、材料的选用混凝土强度等级为C25,柱的纵向钢筋采用HRB335级，其余钢筋采用I级。三、计算简图及柱截面几何参数的确定1、计算简图 本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进行结构设计。排架的负荷范围如图-1所示。结构计算简图如图-2所示F面来确定结构计算简图中的几何尺寸负荷范围图-1排架的负荷范

10、围图-2结构计算简图2、柱截面几何参数的确定(1) 、基础的埋置深度及基础高度：考虑冻结深度及回填土层，选取基础至室外地面为1.8m。初步估计基础的咼度为1.0m，则基础顶面标咼为-0.95m。(2) 、牛腿顶面标高确定：轨顶标咼为10m吊车梁咼0.9m,轨道及垫层咼度为0.2m。可得牛腿顶标 高为 10-1.1=8.9m。(3) 、上柱标高的确定：屋架下弦标高为12.4m，既上柱顶的标高为12.4m。(4) 、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸确定：上柱高：HU =12.4-8.9=3.5m下柱高：HL=8.9+0.95=9.85m 柱的总高度：.H=13.35m(5) 、柱截面确定：上柱选矩形

11、截面，下柱选工字形截面对于下柱截面高度h:由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m，吊车梁及轨道 构造高度为1.1m，因此，基础顶至吊车梁顶的高度 Hk=9.85+1.1=10.95m<11m；下柱截面高度 h> H/9=10.95/9=1.22m。下柱截面宽度 B> HL/20=9.85/20=0.4925m。并且 B> 400m 对于上柱截面主要考虑构造要求，一般截面尺寸不小于400*400mm对于本设计边柱，即A, C轴柱(图-3所示)：上柱取500*500mm 下柱取 500*1300*100mm对于本设计中柱，即B轴柱(图-4所示)：上柱取500*700mm

12、下柱取 500*1500*100mm(6) 、截面几何特征和柱的自重计算截面几何特征包括：截面面积A,排架方向惯性矩lx和回转半径FX, 垂直于排架方向惯性矩Iy和回转半径FU单位长度柱的自重用 G表示。(a)a, C轴柱截面几何特征：上柱：A=500*500=250*1(fmmG=25*0.25=6.25KN/mlx=Iy=( 1/12)*500*500 3=5208*106 mn4R x=FY= (IXA)1/2=141.82mm 下柱：lx=(1/12)*100*1300 3+4(1/12)*200*100 3+200*100*600 +4(1/36)*25*(550-(25/3)2=5

13、0109.38*106mrml y=2*(1/12)*100*5003+( 1/12)*( 1300-200)*1003+4 (1/36) *25*2003+( 1/2)*200*25* ( 50+( 200/3)2)64=2333.33*10 mmRX=( IX/A)1/2=477.25mmRY=( lY/A)1/2=102.99mm(b)中柱B轴柱截面几何特征： 上柱：A=500*700=350*1C3mmG=25*0.35=8.75KN/mlx=( 1/12)*500*700 3=14291.67*10 6mrm364l Y=( 1/12)*700*500 =7291.672*10 mm

14、 r= (ixa)1/2=202.07mm R/= (I YA)1/2=144.34mm下柱：A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*10 mm G=25*0.24=6.00KN/ml x=(1/12)*100*1500 3+4(1/12)*200*100 '+200*100*700 +4(1/36)*200*25+1/2*200*25(650-(25/3)264=71509.38*10 mml y=2*(1/12 )*100*5003+( 1/12)*( 1500-200)*1003+4(1/36) *25*2003+ (1/2)*200*25*

15、(50+ (200/3)=2350*106mrm Rx= (ix/A)1/2=545.85mmRy= (lY/A)1/2=98.95mm为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表 -2。AlxIY於 吊 G(*103)(*10 6mrr)(*106mr4)(mm (mm( KN/m)A C上柱25052085208144.3149.36.25A C下柱22050109.382333.33471.25102.995.5B上柱35014291.677291.67202.07144.348.75B下柱24071509.382350545.8598.956表-2各柱的截面几何特征四、荷载计算1恒载(1)

16、屋盖自重G1:天窗自重、屋面构造自重、屋架自重屋面均布荷载汇集：三毡四油防水层上铺小石子：0.4KN/m225mm厚水泥沙浆找平层：0.5KN/m2100mm厚珍珠岩制品保温层：0.4KN/m2 一毡二油隔气层：0.05KN/m" 25厚水泥沙浆找平层：OWKN/m2 6m预应力大型屋面板：1.4KN/m2合计：3.25 KN/m2屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶 G1按负荷范围计算:其值为：屋面结构传来：3.25*6*21*0.5=204.75KN天窗架传来：34KN天沟板传来：2.02*6=12.12KN屋架自重标准值：95/2=47.5KN合计：G1=298.37KN对于 A

17、， C 轴柱：G1=G1=298.37KN。 对柱顶的偏心距 e1A=e1c=250-150=100mm 如图-5 所示。对于中柱：=2*298.37=596.74KN。对柱顶的偏心距 =0。如图-6所示。Jb I )J图-5(2) 柱自重：上柱G2下柱G3上柱G2对于边柱：G2=G2=6.25*3.5=21.875KN。其偏心距 e2A=e2C=650-250=400mm对于中柱：Gb, k=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距 e2B=0。下柱G3:对于边柱：G3=G3=8.55*5.5*1.1=51.78KN。其偏心距 &人=咏=0对于中柱：G3=6.00*8.55*1.

18、1=56.43 KN。其偏心距 e4B=0(3) 吊车梁及轨道自重 G4:边柱牛腿处：G4=G4=38+0.8*6=43.8KN。其偏心距 e3A=e3C=750-650=100mm 对于中柱牛腿处：G4左=G4, k左=43.8KN。其偏心距：e3B左=e3B=750mm(4) 墙自重G5:为了确定墙体的荷载，需要计算墙体的净高：基础顶标高为-0.950m。轨顶标高+10m 檐口标高为：10+2.4+1.4=13.8m。基础梁高：0.45m，因 此，墙体净高为：13.8+0.95-0.45=14.3m。窗宽 4m,窗高 4.8+1.8=6.6m。基础连系梁与上部墙体自重：5.2*( 14.3

19、*6-4*6.6)+0.45*4*6.6=282.264KN。基础连系梁自重：2.7*6=16.2KN基础连系梁与上部墙体自总重：Gak=Gc k=282.264+16.2=298.464KN。这项荷载直接作用在基础顶面。对下柱中心线的偏心距为：e6A=e6C=120+650=770mm各永久荷载的大小和作用位置如图-7所示:= 298.464 KN图-7 各永久荷载、活荷载的打大小（KN）和作用位置2、屋面活荷载按建筑结构荷载规范GB50009-2001,屋面活荷载标准值：0.5KN/m2 屋面雪荷载：0.3KN/H2，不考虑积灰荷载，故仅按屋面活荷载计算。活荷载作用下双跨排架的计算简图如下

20、所示:Gbk=31.5KNGak=31.5KNM1ak=3.15KNMMak= I KNM1bk=4.73KNMQk=31.5KNMbk=4.73KNMQlck=31.5KNMck=3.15KNMHIMck=12.6KNM图-8活荷载作用下双跨排架的计算简图3、吊车荷载AB BC跨吊车为两台200/50, A4级工作制(中级工作制)。最小轮压计算：作G1K G2, K G3, K264300AB跨: Pmin ,k =-Pmax,k =187=45KN2 2吊车竖向荷载Dmax,k、Dmin,k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

21、定，吊车荷载的折减系数为=0.9。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Dwk、DMin K的计算：DMax k= Pmax y =0.9*187 ( 1+1.6/6+4.8/6+0.4/6)=359.04Din K=Pm1 DmaX=359.04*45.0/187=86.4KNPMAX吊车竖向荷载Dw K、Din K的作用位置与G3作用位置相同。吊车水平荷载TmAX K的计算，按每跨2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 为=0.9，吊车水平系数=1.0。吊车水平荷载的计算也可利用吊车竖向荷载计算时吊车

22、粮支座反力影响线求的。每各车轮传递的水平力的标准值：T k=1/4( G，k+G，k)=1/4*01* ( 70.1+200)=6.76KN则AB跨的吊车传给排架的水平荷载标准值：T max k=TK*Dmax k/Pmax k=6.76*359.04/187=12.97KN各跨吊车水平荷载Tmaxk作用在吊车梁顶面，即作用在距吊车梁顶0.9m处。4、风载封闭式带天窗的双跨双坡屋面的风载体型系数查荷载规范表第14项。确定q1、q2、Fw,绘制示意图。本地区基本风压Wo=0.5KN/M在左风情况下，天窗处的卩 s的确定：a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以 卩 s=+0.6。作用在

23、柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按注顶标高取值 柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，仍取为均布的，其对排架的作用则按作用 在柱顶的水平集中风荷载标准值 Fw考虑。这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值；柱顶至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4=10.35m天窗檐口至室外地面的高度为：Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.按线性内插法确定卩z:柱顶：z 1.0(10.35 10) (1.14 1) (15 10)1.01天窗檐口处：z 1.0 (15.65 10) (1.14 1) (15 10) 1.1582左风情况下风荷载的标准值：q1k=卩

24、 S1 卩 zWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/Mq2k=卩 S2 卩 zWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算，其风压高度变化系数统 一按天窗檐口处 卩z=1.1582取值.其标准值为：Fwk二艺卩 s 卩 zWohB =(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4+(0.4-0.2+0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3+(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.1582*0.55*6*2.6+(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3=30. 27KN右风

25、和左风情况对称，方向相反。图-9风荷载作用下双跨排架的计算简图五、内力分析本单层厂房是两胯的对称结构，C主和A柱受力完全一样，因此只要计算 AB 就可以了。本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 荷载作用柱顶按可动铰支座计算，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柱的柱顶位移： u=H/(CoEK)C0=3/1+ 入 3(1-n)/n计算有关参数：AC柱：入=Hu/H=3.5/12.05=0.290 ; n=lu/l l=5208*10

26、6/(51942.92*10 6)=0.104C0=3/1+ 入 3(1-n)/n=3/1+0.2903 (1-0.104)/0.104=2.479B柱：入=Hu/H=3.5/12.05=0.290 ; n=lu/l l=14291.67.5*10 6/ (74060.88*106) =0.1998 C0=3/1+ 入 3(1-n)/n=3/1+0.0.2903 (1-0.1998)/0.0.1998=2.733单位力作用下悬臂柱的柱顶位移：A, C柱： ua=A uc= H3/ (C o丘Il)=120503/ (2.479*Ec*50109.375*10 6) =14.085/ E cB,

27、 B柱：A ub= H3/ (C °&Il)=120503/ (2.733*Ec*71509.375*10 6) =18.953/ E c令 Ki=1/ uiK=Ka+kb+kc=1/A ua +1 ub /+1/ uc=0.2537 E c所以，三根柱的剪力分配系数为：n a=Ka/K=0.2798 ; n b =K b /K=0.440 ; n c=Kc/K=0. 2798验算：n a+ n b +n c 1.0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： V=n AF； Vb= n bF； Vc=n cF求出柱顶剪力后，即可按悬臂柱绘出结构的内力图。下面

28、进行各种荷载走 作用下排架的内力。2、恒载下排架内力:Gak=298.37KNGbk=596.74KNGck =298.37KNMak=29.837KNfMak=125.908KNMGBk=30.625Gak=21.875KNKN、Mck=29.837KNMGck =21.875KN-亠 Mck=125.908KNM图-10 永久荷载作用下双跨排架的计算简图对M作用进行排架分析，对图-10中的竖向荷载所产生的轴力直接累加。 各柱顶不动铰支座的支座反力：232C1=1.5*1-入(n-1)/n/1-入(1-n)/n=1.5*1-0.290(0.104-1)/0.104/1+0.290(1-0.1

29、04)/0.104=2.1376C3=1.5*(1-入 2)/1-入 3(1-n)/n= 1.5*(1-0.2902)/1+03A柱：入=0.290 ; n =0.104.290 (1-0.104)/0.104=1.1353 R仁 MC1/H=29.837*2.1376/12.05=5.2929KN()R2=MC3/H=125.908*1.1353/12.05=11.8625KN()所以 R=R1+R2=17.1154K()B 柱：R=0C柱：R=-Ra=-17.1154KN (所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R+ Rb+ Rc=0所以：各柱顶的实际剪力为：VA= Ra=17.

30、1154KN(VB= Re=0VC= -17.1154KN ()QAk=31.5KNQBk=31.5KNQBk=31.5KNQick=31.5KN图-11各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。现把各柱的轴 力算过程叙述如下，弯矩和剪力的计算从略。排架的弯矩图，柱底剪力（向 左为正）和轴力图如图-12所示。柱轴力标准值计算：AC 柱：柱顶：N=298.37KN上柱底：N=298.37+21.875=320.245KN下柱顶：N=320.245+43.8=364.045KN下柱底：N=364.045+51.78=415.825KNB 柱：柱顶：N=596.74KN上柱底：N=596.7

31、4+30.625=627.365KN(94.98194.981320.245627.36530.927-30.927V=17.115V=17.115i51.359-51.356415.825图-1234.7412.30.5495-6.0092.4115V=1.05-3.0135A-8.30245)(永久荷载作用下排架的内力图364.045l=0.104 ; C1=2.1376; C3=1.1353()()714.965“ 415.825(a)永久荷载作用下的弯矩320.245KNM图和柱底剪力(KN9.1474V=-0.367V=-°.689(b)永久荷载作用下的轴力(KN)364.

32、045即可按悬臂柱进行内力计算。2(0.1998-1)/0.197/1+0.290771.395 I3、屋面活荷载下的内力A柱：入=Hu/H=0.290; n=Iu/IR1=IMC1/H=3.15*2.1376/12.05=0.559 KNR2=IMC3/H=12.6*1.1353/12.05=1.187KN所以 R=R1+R2=1.746K()B柱：入=Hu/H=0.290; n=lu/l l=0.199C1=1.5*1-入 2(n-1)/n/1-入 3(1-n)/n=1.5*1-0.290(1-0.1998)/0.1998=1.827Rb=R仁M1bkC1/H=4.725*1.827/12

33、.05=0.716KN()C 柱：Rc=0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=R+FB+R=2.462KN ()所以：各柱顶的实际剪力为：VA= Ra- n aR=1.057KN(VB=fB- n b R=-0.367 KNVC=Rc-n cR=-0.689 KN艺 Vi 0各柱顶的实际剪力求出后，下柱顶：N=627.365+43.8*2=714.965KN下柱底：N=714.965+56.43=771.395KN28.97328.973298.37 596.74298.37A 柱：Hi入=u =0.290 ; n= -u- =0.104 ;HIiC3=1.1353max,k =i

34、.904KN图-144、吊车荷载作用下的排架内力(不考虑厂房整体 空间工作)(1)、AB跨有吊车荷载，Dnax,k作用在A柱，Dnin.k K 作用在B3柱时排架内力分析，其计算简图如图-14所 示。l max kRA=F2=max,k C3=35.904*1.1353/12.05=-3.3827(HHIB 柱：入=u =0.290 ; n= u =0.1998;IlC 3=1.5*(1-入 2)/1 +3 1入 3 (丄-1 )= n1.5* ( 1-0.290 2) /1+0.290 3)=1.25175C柱:RCM min,k C 64.8H 312.0501.25175 6.7314K

35、N所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=F+FB+FC=3.3487 ()所以柱顶的实际剪力为：RaRaaR3.38270.2798 3.34874.3197()RbRbbR6.7314 0.440 3.34875.2580()RcRccR0 0.2798 3.34870.93697()Vi0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图, 柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-15所示。(a) D max,k在A柱时的轴力(KN) (b) D max,k作用在A柱时的弯距和柱底剪力图-15(2)、AB跨有吊车荷载，Bax,k作用在B柱，Dnin,k作用在A柱时排架内力分

36、析，其计算简 图如图-16所示。A 柱：入=H =00290;Hn=U =0.104 ; G=1.13531lM min,kR a=R2=G=-3.3827(HH|B 柱：入= u =0.290 ; n= u =0.1998 ;HIiMmiqk=11.1Dmi n,k= 111.36Dmax 乙 359.04123C 3=1.5*( 1-入)/1+ 入(1-1 ) =1.5*nMmaxk=269.28 KN23(1-0.290 ) /1+0.290-1 ) =1.25175l minkFB=R>= C3=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN(H图-16C柱：甩=0所以：

37、假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和所以：各柱顶的实际剪力为：VA=RvVB=R-R=R+R+R：=+3.3487 (VC=R>aR=-3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197 bR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580 (cR=-0.2798*3.3487=-0.93697Vi各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-17所示。图-17(3)、BC跨有吊车荷载，Dmax,k作用在B柱，din,k作用在C柱时排架内力分析， 其计算简图如图-18所示。HiB柱：入二一u =0.300 ; n= u

38、=0.200 ; C3=1.31HIil max kR b=F2 ax,- C3=353.87*1.31/13.45= -34.47)HHiC 柱：入=-=0.260 ; n=)=0.104 ;HIlFC=R=MmnLG=11.66*1.215/13.45=1.05KN 严 )HA 柱：R=0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=FA+R+FC=-33.42 ()所以：各柱顶的实际剪力为：VA=FA- n aR=0.282*33.42= 9.42KN ( 一VB=FB- n bR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN()VC=FC- n cR=1.01+0.282*

39、33.42=10.47KN (Vi 0各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图，柱底剪力（向左为正）和轴力图如图-19所示图-18KND max,k在B柱时的轴力（KN）* h昇： /L丄r-1 :35J|85.27m ArJpl('J* J（b） Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力Dmax,k=471.83 ：l -v Qf'lt jwYJ' =47.18 KNDmin,k - 116.62=图-19(4)、BC跨有吊车荷载，Dnax,k作用在C柱，CUk作用在BHiB柱：入=u =0.260 ; n=u =0.200 ; G=1.31HI

40、l M max kR a=R= G=-87.47*1.31/13.45=-8.52H( )HIC 柱：入=u =0.260 ; n= u =0.104 ; C3=1.215HIl艮=只=G=47.18*1.215/13.45=4.26KN HA 柱：R=0所以：假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和 所以：各柱顶的实际剪力为：n aR=0.282*4.26= 1.20KN ()n bR=-8.52+0.434*4.26=-6.67KN()n cR=4.26+0.282*4.26=6.11KN ()R=R+FB+R=-4.26 ()Va=Ra-Vb=R-Vc=R-Vi图-20 Dmax,k作用在

41、C柱，Dmin,k作用 在D柱时排架计算简图.各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算，排架的弯距图, 柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-21所示。图-21 BC跨有吊车C柱时排架内力图Dnax,k作用在(5)、Tmax作用于AB跨，即AB跨有吊车吊车水平荷载Tmax,k的作用点距柱顶的距离y=3.5-0.9=2.6m ;y/Hu=0.743。 因此排架柱顶不动铰支座的支座反力系数C4需用线形内插法确定。A C柱：入=0290; n= 0.104 ;当 y=0. 7 H u时：G=2-2.1 入 + 入 3 (0.243/n+0.1 ) /21+ 入 3 (1/n-1 ) =0.698

42、当 y=0. 8 H u时：G=2-2.4 入 + 入 3 (0.112/n+0.1 ) /21+ 入 3 (1/n-1 ) =0.654所以当 y=0. 743Hu 时：C4=0.582+ (0.743-0.7 ) (0.532-0.582 ) (0.8-0.7 ) =0.607B柱：入=0.290 ; n= 0.199833G=2-2.1 入 + 入(0.234/n+0.1 ) /21+ 入(1/n-1 ) =0.679当 y=0. 8 H u时：Cf2-2.4 入 + 入 3 (0.112/n+0.1 ) /21+ 入 3 (1/n-1 ) =0.689(0.646-0.689 ) ()

43、所以当 y=0. 743Hu 时：G=0.689+ (0.743-0.7 =0.670柱顶不动铰支座反力的计算：A柱：R=R= C4Tmax,k=0.679*12.97=8.81KN (B 柱：FB=F2= C4Tmax,k=0.670*12.97=8.69KN (C 柱：R=0所以：假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和：R= R+R+R=17.5KN ()所以：各柱顶的实际剪力为：VA=RA- n aR=8.86 -0.2798*17.5= 3.194KN(VB二陽 n bR=8.69-0.440*17.5=0.99KN()-10.1764Vi 0VC=Rr n cR=-0.440*17.5=

44、-4.897KN(i I I8.028110.637V=-3.91417.1395IIII59.01 IV=4.897V=-0.99各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图，柱底剪力和轴 如图所示，柱的轴力为零5、风载下的排架内力(1)、左风情况：在均布风荷载作用下，各柱顶不动铰支座反力的计算 图-16A柱：入=0.290 ; n= 0.104 ;G=31+ 入 4 (1/n-1 ) /81+ 入 3 (1/n-1 ) =0.3745R= -C 5qH=-0.3745*2.667*12.05=-12.0369()C 柱：入=H/H=0.290 ; n=1 川 l=0.10

45、4 ; G=0.3745r = -C 5qH=-0.3745*1.333*12.05= -6.0155KN()所以：假设的柱顶不动铰支座的支座反力之和：R= Rx+FB+FC=-18.0254KN ()所以：各柱顶的实际剪力为：V=FA- n aR+叶 aFw=1.4837KN ()Vb=RB- n bR+耳 bFw =-21.26KN (VC=FC- n cR+n cFw =7.5051KN (Vi Fw各柱顶的实际剪力求出后，即可按悬臂柱进行内力计算。排架的弯矩图， 柱底剪力和轴力图如图-23所示，柱的轴力为零。2右风情况：其计算简图如图-所示。由于对称性，右风作用时的内力图如图-23左右

46、风情况排架的弯矩六、最不利内力组合1、荷载组合系数关于荷载组和系数，风荷载：0.6，其他0.7。准永久值系数风0，屋面 活荷载：不上人0, 上人：0.4，吊车：0.6。四台吊车的转换系数为 0.8/0.9。2、控制截面上柱底1-1、下柱顶11-11 、下柱底山-山。每一个控制截面均进行基本组合，用于柱配筋计算和基础设计；标准组合：用于柱裂缝宽度验算和地 基承载力设计。由于地质条件较好，本题不进行地基变形验算，否则还应增加山-山截面的准永久组合。基本组合采用的荷载组合方式用规范给出的简化组合方式，即：(1) 恒荷载+0.9 (任意两个或者两个以上活荷载之和)(2) 恒载+任意活载标准组合，也可采

47、用上述的基本组合规则，但荷载的分项系数均为1.0。MMAX 及相应的 N、V最不利内力：M MAX 及相应的 N、 VNmax及相应的M、VNMIN 及相应的 M、 V3、内力组合表分别对 A、B 柱，绘制内力组合表。由附表给出七、柱的设计(一) A、 C 柱截面设计 砼：强度等级 C25(f c =11.9N/MM2 ,f t =1.27N/MM2 ), B =0.55上柱： Nb bh0bfc 1 0.55 500 465 11.9 =1521.71KN下柱：h0 1300 35 1265mm0h0 0.55* 1265 695.75 在腹板范围内Nb hf (bf b)fc 1 bh0b

48、fc 1 (500 100) 112 100 659.75 11.9 1318.2KN上柱高3.5m,下柱高8.55m,总高12.05m ,柱截面尺寸见表，确定柱的计算长 度。排架方向：当考虑吊车荷载时上柱：lu 2.0HU 2.0 3.5 7.0m下柱：ll 1.0H L 8.55m当不考虑吊车荷载时上柱 lu 2.0HU 2.0 3.5 7.0m下柱：ll 1.25H L 1.25 12.05 15.12m垂直于排架方向：（按无柱间支撑）当考虑吊车荷载时上柱：lu 1.5H U 1.5 3.5 5.25m下柱l l 1.0H L 8.55m当不考虑吊车荷载时 上柱：下柱 l l 1.5Hu

49、 5.25m 下柱： ll 1.2H 1.2 12.05 14.46m该厂房工作环境属一类环境， 预制构件砼保护层。 按规范要求，取 25 mm， 则 s= ' s =35mm.本设计采用对称配筋，选取内力时，只考虑弯矩绝对值。经分析，对基本组合所选择的不利内力见表。截面MN是否为吊车荷载初步判别大小偏心122.9423.99是大偏压X-615384.30是大偏压XI-I122.39424.99是大偏压V66.49384.31否大偏压X-4.75384.31是大偏压X17.51476.44是大偏压V-9.08838.97是小偏压X-217.46573.31是大偏压VII-II-27.3

50、5878.66是大偏压X-131.57452.19是大偏压X-84.87939.57是大偏压V517.66901.11否大偏压X-389.5647.54是大偏压XIII-III521.25-975.99是大偏压V527.98498.99是大偏压X25.981001.64是小偏压V取舍原则对大偏压：M相等或接近时，取N小者; N相等或接近时，取M大者;对小偏压：M相等或接近时，取N大者;N相等或接近时，取M大者;上柱配筋计算：M 122.39KNM,N424.99KN,l°x 7.0m,l°y 5.25me0 MN 122.39424.990.287mea取ho30和20mm

51、中的大值，故取20mmei e0 ea 28720307 mm考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响0.5* 11.9 * 250000 /424.99 * 10003.51l0/h 7/0.5 14 152 11 (%)2 1 2 1.2121400 勺01.212* 307372mm0.3h00.3* 465139.5mm（按大偏压计算）he e 一 as 372250 35587 mm2 sx N42499071.2mm。bh。 0.55*465 255.8mm/ 1 fcbC1.9 500b 0AsAsNe fcbx(h0x/2)517.23mm2fy (h。 as )M 17.51KNM

52、, N 476.44KN ,lox 7.0m,loy 5.25me。Mn 17.51476.44 曲加ea取h0 30和20mm中的大值，故取20mmei e° ea36.7 2056.7 mm考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响0.5* 11.9* 250000/476.44* 10003.121 1.0l°/h 7/0.514152111(l0h)2 1 22.1481400 亘0ei2.148* 56.7 121.79mmhe e as 121.79 250 35336.79mm2假设为大偏压476440/11.9* 500AsAs80.1mmbh00.55* 465255.8mmNe fcbx(h°x/2)。fy (h0 as )上柱截面选定 As, A.分别为3 20 , As A 941mm2按最小配筋率：As As 0.002* 250000 500mm2另外(As As )/0080.005垂直于排架方向承载力验算（按轴心受压验算）l05.25m5.250.5，查表得,10.50.9