单层混凝土工业厂房设计示例

单层混凝土工业厂房设计示例

一、设计条件及要求

1.设计条件

某双跨等高金工车间，厂房长度60m,柱距为6m,不设天窗。跨度分别为18m和15m,

其中18m跨设有两台32t中级载荷状态桥式吊车：15m跨设有两分10t中级载荷状态桥式

吊车。吊车采用大连起重机厂“85系列95确认”的桥式吊车，轨顶标志高度均为7.8m。

厂房围护墙厚240.下部窗台标高为1.2m,窗洞4.8mX3.6m：中部窗台标高为6.3m,窗

洞4.8mXL5m：上部窗台标高为9.6m,窗洞4.8mX1.2m.采用钢窗。室内外高差为0.30m。

屋面采用大型屋面板，卷材防水（两毡三油防水屋面），为非上人屋面。

厂房所在地的地面粗糙度为B类，基本风压wO=O.35kN/m2,组合值系数+c=0.6；基本

雪压S0=0.4kN/m2,组合值系数1c=0.60

基础持刀层为粉土，埋深为・20m,粘粒含量Pc=0.8,地基承载力特征值fak=140kN/m2,基

底以上土的加权平均重度Ym=17kN/m3、基底以下土的重度丫=18kN/m3°

排架柱拟采用C30砂，基础采用C20碎；柱中受力钢筋采用HRP335钢，箍筋、构造筋、基

础配筋采用HPB235钢。

2.设计要求

除排架柱、抗风柱和基础外，其余构件均选用标准图集。设计内容包括：

（1）选择厂房结构方案，进行平面、剖面设计和结构构件的选型；

（2）设计中柱及柱下单独基础;

（3）绘制施工图，包括结构平面布置图、排架（中）柱的模板图和配筋图等。

二、结构方案设计

1.厂房平面设计

厂房的平面设计包括确定柱网尺寸、排架柱与定位轴线的关系和设置变形缝。

柱距为6m,横向定位轴线用①、②…表示，间距取为6m；纵向定位轴线用（A）、（B）

（C）表示，间距取等于跨度，即（A）~（B）轴线的间距为18m,（B）~（C）轴线的间距

为15m。

为了布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600mm,其余排架柱的形心与横向

定位轴线重合。

（B）~（C）跨的吊车起重量小于20t时，（C）列柱初步采用封闭结合，纵向定位轴

线与边柱外缘重合：（A）~（B）跨吊车起重量大于20t时，（A）列采用非封闭结合，初步

取联系尺寸D=150mm。

是否采用非封闭结合以及联系尺寸取多大，需要根据吊车架外缘与上柱内缘的净空尺

寸B2确定（参见图2-1）。

应满足：

80/w/nQ450t

之4

100〃〃〃Q>75t

其中

——出车款M中心找个”双向定伯柏约的距离.•ttt750mm：

--吊车轮中心线至桥身外缘的距离，对于10t、16t、20t和321吊车（大连起重机厂

"85系列"）分别为230mli1、260mm、260mm、300mm：

ItMt内边蝶子纵臼定忡轴视的爵，离.对十铝介等于hltM面而收.：甘于*It创站价等于h”被面都网M上联系尺寸D.

假定上柱截面高度为400mm、则

对（A）列柱B2=750-[300+（400-150）]=200mm>80mm,满足要求

对（C）列柱B2=750-（230+400）=120mm>80mm,满足要求

对于等高排架，中柱上柱截而形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸

能满足要求。

厂房长度66m,小于100m.可不设伸缩缝。

2.构件选型及布置

构件选型包括屋面板、大沟板、屋架（含屋盖支撑）、吊限梁、连系梁、基础梁、柱间

支撑、抗风柱等。

1）屋面构件

①屋面板和嵌板

屋面板的型号根据外加屋而均布而荷载（不含屋而板自重）的设计值，查92G410（-）o

当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时，需要布置嵌板，嵌板查92G410（二）。

荷载：

二毡三油防水层1.2X0.35=0.42kN/m2

20mm厚水泥砂浆找平层1.2X0.02X20=0.48kN/m2

取较大值屋面均布活载［不上人）11.4X0.5=0.70kN/m2

雪载J1.4X|.0X0,4=0.56kN/m2

小计1.6CkN/m2

采用预应力混凝上屋面板。根据允许外加均布荷载设计值1.60kN/m2,查附表1-5,中部选用

Y-WB-1II,端部选用Y-WB-1IIs，其允许外加荷载l.99kN/m2>1.60kN/m2o板自重

1.40kN/m2o

嵌板采用钢筋混凝土板，查附表1-2,中部选用KWB-1,端部选用KWB-1S,其允许外加

荷载3.35kN/m2>1.60kN/m2,板重1.70kN/m2<,

②天沟板

当屋而采用有组织排水时，需要布置天沟。对于单跨，既可以采用外天沟，也可以采用

内天沟；对于多跨，内侧只能采用内天沟。

天沟的型号根据外加均布线荷载设计值查92G410（三）。计算天沟的积水荷载时，按天沟的

最大深度确定。同型号的天沟板有三种情况：不开洞、井洞和加端壁。在落水管位置的人

沟板需开洞，分左端开洞和右端开洞，分别用“a”、“b”表示。厂房端部有端壁的天沟板用

“sa”、“sb”表示。本例在②、④、⑥、⑧、⑩轴线处设置落水管。

本例的内天沟宽度采用620mm,外天沟宽度采用770mm。

外天沟荷载：

焦渣碎找坡层i.2X1.5X0.77=l.39kN/m

二毡三油防水层l.2X0.35X0.77=0.32kN/m

20mm厚水泥砂浆找平层1.2X0.02X20X0.77=0.37kN/m

积水荷载1.4XI0X0.13X0.77=1.40kN/m

取较大值屋面均布活载1.4X0,5X0.77=0.54kN/m2

小计3.48kN/m

查附表1-6,•般天沟板选用TGB77-I,开洞天沟板选用TGB77-la或TGB77-lb,端部

为TGB77/Sa或TGB77-lSb.允许外加荷载4.13kN/m>3.48kN/m.自延2.24kN/m。

同理可求得内天沟外加荷载设计值2.81kN/m,由附表1-6,一般天沟板选用TGB62-1,

开洞天沟板选用TGB62・la或TGB62“b,端部为TGB62“Sa或TGB62-lSb,允许外加荷

载3.16kN/m>2.8lkN/m.自重2.06kN/m。

2）屋架及支撑

屋架型号根据屋面面荷载设计值、天窗类别、悬挂吊车情况及檐口形状选定。跨度较小

时可采用钢筋混凝土折线型屋架，查95G314：跨度较大时可采用预应力混凝土折线型屋架,

查95G414。

本例不设天窗（类别号为a）,檐口形状为一端外天沟、一端内天沟,代号为D。

屋而荷载：

屋面板穿来的荷载l.60kN/m

屋面板自重1.2X1.4=1.68kN/m

灌缝重1.2X0.1=0.12kN/m

小计3.40kN/m

15m路米用钢筋混凝土屋架，中间选用WJ-15-2Da；两端选用WJ-15-2Da'。允许外加荷

载3.5kN/m2>3.28kN/m2,自宛45.65kN。

18m跨采用预应力混凝土屋架，中间选用YWJ18-1Da：两端选用YWJ-18-lDa：允许外加荷

我3.5kN/m2>3.28kN/m2,自<67.6KN。

对于非抗震及抗震设防烈度为6、7度，屋盖支撑可按附图1-17-4布置。当厂房单元不大于

66m时，在屋架端部的垂直支撑用CC-1表示，屋架中部的垂直支撑用CC-2表示；当厂房单

元不大于66m时，另在柱间支撑处的屋架端部设置垂直支撑CC-3Bo屋架端部的水平系杆

用GX-1表示：屋架中部的水平系杆用GX-2表示。屋架上弦横向水平支撑用SC表示：当

吊车起重量较大、有其他振动设备或水平荷载对屋架下弦产生水平力时，需设置下弦横向水

平支撑，下弦横向水平支撑用XC表示。当厂房设置托架时，还需布置下弦纵向水平支撑。

本例不需设纵向水平支撑。

5）吊车梁

吊车梁型号根据吊车的额定起重量、吊车的跨距（LK=L—2A）以及吊车的载荷状态选

定，其中钢筋混凝土吊车梁可查95G323.先张法预应力混凝土吊车梁可查95G425.后张法预

应力混凝土吊车梁可杳95G426。

对18m跨厂房，吊车起重量为32t,中级载荷状态，Lk=18-2X0.75=16.5m.采用混凝土吊车

梁。查附表1-4,中间跨选用DL-11Z,边跨选用DL-11。梁高1200mm,自重39.98KN。

对15m跨厂房，吊车起重量为10（,中级载荷状态，Lk=15-2XO.75=13.5m。采用混凝土吊车

梁。查附表1-4,中间跨选用DL-7Z,边跨选用DL-7B,梁高900mm、自重27.64KN。

4）基础梁

基础梁型号根据跨度、熠沐高度、有无门窗洞等查93G320。

墙厚240mm,突出于柱外。由附表1-8,纵墙中间选用JL-3,纵墙边跨选用JL-15;山墙6m

柱距选用JL-14,山墙4.5m柱距选用JL-23o基础梁布置见例图2-4,

5）柱间支撑

柱间支撑设置在⑥、⑦轴线之间，支撑型号可查表97G336。首先根据吊车起重量、柱

顶标高、牛腿顶标高、吊车梁顶标高、上柱高、屋架跨度等查出排架号，然后根据排架号和

基本风压确定支撑型号。

1s

b7________________z-J&B7T-lbIGB??-!!TGBTT-lsa

__//.j//一//.//

0

0

S

I

8

§

例图>2展激平面布置图

6）抗风柱

抗风柱下柱采用工字型截面.上柱采用矩形截面。抗风柱的布置需考虑基础梁的最大跨

度。18m跨的抗风柱沿山墙等距离布置，间距为6m：15m跨的抗风柱中间的间距为6m,两

边的间距为4.5m。

Hc=8.0+2.347+0.22=10.57mo为满足模数要求，取

对15m跨:

设计牛腿顶面标高为6.6m。吊车梁高0.9m,吊车轨道及垫层高0.2m.则轨顶构造高

度，HA=6.6+0.9+0.2=7.7mo标志高度.构造高度=7.8-7.7=0.【m<0.2m,满足要求。查附表1-1,

吊车轨顶至桥架顶而的高度HB=1.876m,则H=HA+HB+HC=7.7+1.876+0.22=9.80mo为满

足模数要求及使两跨柱顶标高一致，取

对于有吊车厂房，除在桶口或窗顶设置圈梁外，尚宜在吊车梁标高处增设一道，外墙

高度大于15m时，还应适当增设。圈梁与柱的连接一般采用锚拉钢筋2小10〜2612。

现在4.8m、7.8m和IO.S6n】标高处设三道圈梁，分别用QL-I、QL-2、QL-3表示。其

中柱顶圈梁可代替连系梁。圈梁截面采用240X240mm.配筋采用4612、小6@200。圈梁

在过梁处的配筋应另行计算。

三、排架内力分析

1.计算简图

对于没有抽柱的单层厂房，计鼻单元可以取一个柱距，即6m。排架跨度取厂房的跨度，上柱

高度等于柱顶标高减取牛腿顶标高。下柱高度从牛腿顶算至基制顶面，持力层（基底标高）

确定后，还需要预估基础高度,基础顶面不能超出室外地面，一般低丁地面不少于50mm。

对于边柱，由于基础顶面还需放置预制基础梁，所以排架柱基础顶面一般应低于室外地面

500mmo

为了得到排架柱的截面几何特征，需要假定柱子的截面尺寸。从刚度条件出发，可按教材表

2-3选取。

1）确定柱子各段高度

基底标高为20m.初步假定基础高度为L4m,则柱总高H=11.1（2.0）-1.4=11.7m：上柱高度

Hu=11.1-6.6=4.5m；下柱高度Hl=）l.7-4.5=7.2mo

2）确定柱截面尺寸

下柱截面高度，根据吊车起重量及基础顶而至吊车梁顶的高度Hk,由表2-3

当Q=IOt时:h>Hk/14=8100/I4=579mm,取600mm

当Q=32t时：h»Hk/9=8400/10=840mm、取900min

下柱截面宽度，根据顶面至吊车梁底的高度HI,由表2-3

b>HI/20=7200/20=360mm,且2400mm.取400mm

（A）列柱下段柱截面采用I形,b=400mm、h=900mm,上柱截面采用正方形b=h=400mm；

（B）列柱下段柱截而采用I形，b=400mm、h=9（）0mm,上柱截面采用矩形b=400nim,

h=600mm；（C）列柱下段柱截面采用I形,b=400mm,h=600mm。各柱下段柱截面的详细尺

寸见图6。

3）计算柱截面几何特征

各柱截面的几何特征见表1。例图2-7给出了计竟简图。

例图07株显计算向图

表1鼓而几何特征

柱号A柱B柱C柱

上柱下柱上柱下柱上柱下柱

截面尺寸(mm)正方形工字形400矩形工字形400正方形工字形400X

400X400X900X100400X600X900X100400X400600X100

面积A(10?mnr)160.0157.5240.0157.5160.0127.5

惯性矩1(1(/mm4)21331661172001661121335882

每米长重量4.003.946.003.944.003.19

G(kN/m)

2.荷载计算

排架的荷载包括恒载、屋面活荷载、吊车荷载和风荷载。荷载均计算其标准值。

1)恒载

恒我包括屋盖自重、上柱自重:、下柱自重、吊车梁及轨道自重。

①屋盖自重口

面荷载：

防水层、找平层等0.35+0.4=0.75kN/m2

屋面板自重1.40kN/m2

屋面板灌缝O.IOkN/m2

小计2.25kN/m2

外天沟板线荷载：

找坡等1.16+0.27+0.3l=l.74kN/m

TGB77-1自重2.24kN/m

小计3.98kN/m

内天沟板线荷载:

找坡等1.40kN/m

内天沟板自重：2.02kN/m

小计3.42kN/m

集中荷载：

18m跨屋架自重67.6kN

15m跨屋架自重45.65kN

屋架作用在柱顶的恒载标准值：

A柱：P1A=2.25X6X18/2+3.98X6+0.5X67.6=179.2kN

B柱：

跨传来

18mP1B=2.25X6X18/2+3.42X6+0.5X67.6=175.8kN

15m跨传来PiB=2.25X6X15/2+3.42X6+0.5X45.65=i44.6kN

②C柱：P1C=2.25X6X15Z2+3.8X6+0.5X45.65=146.9kN

③Pl作用点位置与纵向定位轴线的距离为150mm.见例图2-8。

④上柱自重P2

A柱：P2A=4X4.5=l8kN

B柱：P2B=6X4.5=27kN

⑤C柱：P2c=18kN

@下柱自重P3

下柱大部分截面为I形，但牛腿部位及插入杯口基础的部分是矩形截而。假定矩形截面的范

围为自牛腿顶面向下1400mm及基础顶面以上IKXJmnio近似忽略牛腿的重量。

A柱:P3A=3.94X(7.2-1.4-1.1)+0.9X0.4X25X(1.4+1.1)=41.0KN

B柱:P3B=41.0kN

⑦C柱:P3c=3.19X(7.2-I.4-I.I)+0.6X0.4X25X(1.4+1.1)=30kN

⑧吊车梁、轨道、垫层自重P4

取轨道及垫层自重为0.8KN/ma

A柱：E4A=0.8X0+39.98=44.8kN

C柱：P4C=0.8X6+27.64=32.4kN

B柱:18m跨传来P4B=44.8kN

15m跨传来P4B'=32.4kN

P4的作用点离纵向定位轴线的距离为750mm.见图8。

2)屋面活荷载P5

屋面活荷载取屋面均布活载和雪荷载两者的较大值OSkN/m?

A柱:P5A=(18X6X0.5)/24O.77X6X0.5=29.3kN

B柱：18m跨传来P5B=(18X6X0.5)/2+0.62X6X0.5=28.9kN

15m跨传来PSB'=(15X6X0.5)72+0.62X6X0.5=24.4kN

C柱Psc=(15X6X0.5)/240.77X6X0.5=24.8kN

P5作用位置向Pio

3)吊车荷载

①吊车竖向荷载Dm、*、Dmin.k

从产品目录查得吊车基本尺寸和轮压，列于表2。

表2吊车基本尺寸和轮压

起重量吊车跨度吊车桥距B轮距K吊车总重小车重最大轮压最小轮压

Q(t)U(m)(mm)(mm)(G+g)(t)g(0Pmax(kN)Pinin(kN)

1013.558404050173.46111517.3

3216.5664046503310.927840.5

表中Pmin=0.5(G+g+Q)-PnUx

吊车竖向荷载Dmax.Dmin根据两台吊车作用的最不利位置用影响线求出。Dmax、

Dmin的计算简图见图9o图中两台吊车之间的最小轮距x=(Bl-Kl)/2+(B2-K2)2对

应于轮子位置影响线的高度y2.y3.y4可利用几何关系求得。

18m跨两台吊奉相同，均为32t吊车，Plmax=P2max=278kN,

Phnin=P2min=40.5kN,：x=(6640-4650)/2+(6640-4650)/2=1990mm；y2=(6-4.65)/6=0.225.

y3=(6-1.9)/6=0.683,y4=0»

Dniax.k=Pia(yi+y2)+P2max(y3+y4)=278X(I+0.225+0.683+0)=530.4kN

Dn1in.k=Plmin(yi+y2)+P2min(y3+y4)=40.5X(1+0.225+0.683+0)=77.3kN

15m跨有两台lot吊车，同理可求得：

Dnm.k=1I5X(1+0.325+0.702+0.027)=236.2kN

Dmin.k=173X(1+0.325+0.702+0.027)=35.5kN

II吊车横向水平荷我Tx.k

18m跨，吊车额定起重量16t<Q<50t,吊车横向水平荷我系数a=0.1,每个大车轮产

生的横向水平制动力为

T=a(Q+g)/4=0.1X(32+10.9)X9.8/4=10.5kN

T的最不利位置同Pmax.故

Tg、.k=10.5X(1+0.225+0.683+0)=20.0kN

15m跨，吊车额定起重量QWlOt,吊车横向水平荷我系数a=0.2,每个大车轮产生

的横向水平制动力为

T=a(Q+g)/4=0.12X(10+3.461)X9.8/4=3.96kN

T的最不利位置同Pmax,故

Tn*k=3.96X(1+0.325+0.702+0.027)=8.1kN

Ta作用点的位置在吊车梁顶面。

4)风荷载

①该地区基本风压WO=0.35KN/m2,地面粗糙度为B类。

②作用在柱上的均饰荷载

柱顶标高11.1m,室外地面标高-0.3,则柱顶离室外地面高度为11.1-(-0.30)=11.40m,查表

1-10,风压高度系数uz=1.0390

从表1-H,可查得风荷我体型系数口s.标于图10。单层工业厂房，可不考虑风振系数，取

=1O

q尸心UzBzW0B=0.8X1.039X1.0X().35X6=1.75kN/m(压力)

q2=PSPzPzW0B=-0,4X1.039X1.0X0.35X6=-0.87kN/m(吸力)

③作用在柱顶的集中风荷载Fw

作用在柱顶的集中风荷裁FW由两部分组成：柱顶至檐口竖直面上的风荷载FW1和坡

屋面.上的风荷载FW2(见图11),其中后者的作用方向垂直于屋而，因而是倾斜的，需要计

算其水平方向的分力(竖向分力在排架分析中一般不考虑)。

为了简化，确定风压高度系数时，可统一取屋脊高度。

屋脊高度=柱顶高度+屋架轴线高度(屋脊处)+上、卜弦杆截而增加高度+屋面板高度。

对于18m跨：H=11.4+(2.65+0.15+0.12)+0.24=14.56m,uz=1.128；对于15m跨:H=

11.4+(2.3+0.15+0.12)+0.24=14.2m.口z=1.118。

柱顶至檐口的高度=屋架轴线高度(端头处)+上、下弦杆截面增加高度+天沟板高度；

坡屋面高度=屋脊高度•柱顶高度•柱顶至檐口的高度。

Fwi=0.8X1.128X1X0.35X(1.18+0.27+0.4)X6=3.51kN(-*)

FW1=0.4XI.I18X1X0.35X(1.23+0.27+0.4)X6=l.78kN(-)

Fw2=(-0.6+0.5)X1.128X1X0.35X(14.56-11.4-1.85)X6=-0.31kN(一)

FW2'-(-O.4+O.4)X1.118X1X0.35X(14.2-11.4-1.9)X6-0

FW=FWI+FW]'+FW2+FW2'=3.51+1.78-0.31=4.98kN(~)

同理可求得右吹向左风(一〉

迎风面和背风面的ql.q2大小相等、方向相反。

Fw=0.8X1.118X1X0.35X(1.23+0.27+0.4)X6+0.4X1.128XIX0.35X

(1.18+0.27+0.4)X6+(-0.6+0.5)X1.118X1X0.35X(14.2-11.4-1.9)X6+0=5.1IkN(一)

3.内力分析

在计算简图中，上柱的计兜轴线取为上柱的截面形心线.下柱的计算轴线取为下柱的截

面形心线。下面计算时弯矩和剪力的符号按照下述规则：弯矩以顺时针方向为正：剪力以使

构件产生顺时针方向转动趋势为正；轴向力以压为正。

各柱的抗剪刚度计算结果见表3。

表3柱的抗侧刚度及剪力分配系数

5=­\-D,

八3

项目n=UI/X=HU/H

n

A柱2133/16611=0.12844.5/11.7=03852.162422.4272&0.365

B柱72(X)/1661)=0.43340.3852.791728.9539Ec0.472

C柱2133/5882=0.36260.3852.726510.0l32Ec0.163

宜载作用下的内力分析

恒我下的计和简图可以分解为两部分：作用在柱截面形心的竖向力和偏心力矩(图I2)o

屋盖自重对上柱截面形心产生的偏心力矩为(参见图8)：

MIA=I79.2X(0.15-0.05)=17.92kN•M

MiB=-(175.8-144.6)X0.15=-4.68kN・M

Mic=146.9X(0.2-0.15)=7.35kN-M

屋盖自重、上柱自重、吊车梁及轨道自重对下柱截面形心产生的偏心力矩为

M2A=-179.2X0.25-18X0.25+44.8X0.45=-29.14kN・M

M2B=0+0+(-44.8+32.4)X0.75=-9.30kN•M

M2c=146,9X0.1+18X0.l-32.4X0.45=1.91kN-M

偏心力矩作用下，各柱的弯距和剪力用剪力分配法计

算。先在柱顶加上不动钱支座，利用附录2求出各柱顶不动被支座的反力；然后将总的支座

反力反向作用于排架柱顶，根据剪力分配系数分配给各柱(剪刀分配过程列于例表2-4)；

表4恒我下柱的剪力分配

项目nXC,MiM2R.QiVi

A柱0.12840.3852.170.9217.92-29.141.03(<-)0.365-0.78)

B柱0.43340.3851.671.19-4.68-9.30-1.61(->)0.4721.91(->)

C柱0.36260.3851.721.167.351.911.27(一)0.163-1.16(一)

最后求出各柱村:顶的剪力(见图13a),得到每根柱的和E顶剪刀后，单根柱利用平衡条件求

出各个截面的弯矩及柱底截面剪力。

注：，：Ri=(Mt/H)Cl+(M2/H)C3：Vi=niR-Ri：R=RA+RB+RC。

例如对于柱A

柱顶截面的弯距:Ml=17.92kN.m

牛腿截面上的弯距:M1+VAHu=17.92-0.78X4.5=14.4IkN.m

牛腿截面下的弯距：M2+M1=-29.14+14.41=-14.73kN.m

柱底截面弯距：MI+M2+VAH=17.92-29.14-0.78X11.7=-37.93kN.m

同理可求出其他柱的截面弯距，见附图2-13b。柱轴力可直接根据作用在截面形心的竖向力

确定，见图I%。

2)屋面活载作用下的内力分析

屋面活载下的内力分析方法同屋盖自重作用下的内力

分析。剪力分配过程列于表5.图14是屋面活载下的内力图。

表5屋面活我下柱的剪力分配

项目C.C3M.MzR.QiVi

A柱2.170.9229.3X0.1=2.93-29.3X0.25=-7,33-3.03J)0.3650.14(-*)

B柱1.671.19-(28.9-24.4)X07.10J)0.4720.24(->)

0.15=-0.68

C柱1.721.1624.8X0.05=1.2424.8X0.1=2.480.43(一)0.163-0.38(<-)

a）电报柱的受力衣柱底翦力；b）容距图（kNm）；c）轴力图（kN）

例图）14属质/战下棒架柱内力

3）吊车竖向荷教作用下的内力分析

吊车竖向荷载有四种基本情况，如图15所示。

<0,作用在A柱；b）D作用在A柱；c）D作用在C柱；d）D作用在C柱

0*102.15后主必向希收的4种私幺情况

吊车除向荷载下的计算简图也可以分解成两部分:

作用丁•下柱截面形心的竖向力和作用在牛腿顶面的偏心力矩。在偏心力矩下的典力分配过程

列于表6。图16~19是吊车竖向荷载下内力图。

表6吊车竖向荷载下柱剪力的分配

计算项目C3M2R.RiVi

Dmx作A柱0.92530.4X0.45=238.6818.77(一)18.77-610+00.365-14.15(4-)

用于B柱1.19-77.3X0.7579.98-6.10(—*)=12.670.47212.08(-»)

A柱C柱1.16000.1632.07J)

Dniin作A柱0.9277.3X0.45=34.792.74(一)2.74-4046+00.365-16.51(4-)

用于B柱1.19-530.4X0.75=-397.8-40.46(一)=-37.720.47222.66(t)

A柱C柱1.16000.163-6.15(1)

口即作Att0.9200012.71-10.540.3652.86(一)

用于B柱1.1935.5X0.75=26.632.71(-)=-7.830.472-6.41(一)

C柱C柱1.16-236.2X-10.54(一)0.1639.26(一)

0.45=-106.29

Dmin作A柱0.92000+18.02-1.580.3656.00(-»)

用于B柱1.19236.2X0.75=177.1518.02(一)=16.440.472-10.26(1)

C柱C柱1.16-35.5X0.45=-)5.98-1.58J)0.1634.26(-*)

a）电检柱的受力/柱底熨力；b泮距图（kNm）；。物力图（kN）

例图>16A柱作用D,,B柱作用D时的棒取柱内力

a）数检柱的受力及柱底警力；b）弯距图（kNm）；0轴力网（KN）

例图2/9（:柱作用D.B柱作用D,时的棒变柱内力

4）吊车水平荷载作用下的内力分析

吊车水平荷载下有两种情况，每种情况的荷载可以反向，如图2-20中的虚线所示。

TK

八

ACABc

b)

a）A.B作用T；b）B.C作用T

例图2；0阱主水罕街我的2种愦况

吊车水平荷载的剪力分配过程见表7,图21.22是其内

力图。

表7吊车水平荷载F柱剪力的分配

计算项目CsTR尸QTXR,HiV.

A.B跨作A柱0.453209.06(1)9.06+11.12+0=23.180.365-1.69(一)

用TmaxB柱0.5562011.12(-)0.472-1.60(一)

C柱000.1633.29(->)

R.C跨作A林000+4.20+4.11=R.S10.3653.03(->)

用TminB柱0.5188.14.20(*-)0.472-0.28(一)

C柱0.5078.14.11(-)0.163-2.76(«-)

注:C5根据n、X和吊车水平荷载的作用位置由附录2图2-5~2-7查得。

a）电塞桂的受力及柱底鼓第嵬力；b声正图"Nm）

例图2；1A.B时作用T,时的棒M柱内力

a）电塞桂的受力及柱底鼓第嵬力；b声正图”Nm）

例图＞22B,C将作用T,时的棒M柱内力

5）风荷载作用下的内力分析

风荷载作用下有两种情况。左吹向右风荷载下的剪力

分配过程见表8,图23是风荷载下的内力图。因本例右吹向左风时的荷载值与左吹向右风时

的荷载数值很接近（ql.q2大小相等,Fw=4.98kN、Fw'=5.11kN）,可利用左吹向右风的内

力图。

表8风荷栽下柱剪力的分配

计算项目CiiqRFqHCnWR=W+XR,HiVi

左吹A柱0.3111.756.37(一)4.984.98+6.37+0+3.6=14.950.365-0.91(*-)

向右B柱0.359000.4727.06(->)

风C柱0.3540.873.60(一)0.163-1.16(«—)

由附录2.

a）电报柱的受力盘柱底欷由翁力；b泮距网（kNm）

例图2；3风新戏（在哎向右风）下棒梁柱内力

四、内力组合

1.荷载组合

排架柱截面尺寸符合表2-3要求后，一般不需要进行正常使用极限的变形验算，仅需要进行

承载力计算。承我能力极限状态采用荷载效应的基本组合。基本组合考虑两类情况：由活荷

载效应控制的组合和由恒荷载效应控制的组合。

对于排架结构，由活荷载效应控制的组合可采用简化规则，取下列两种情况的较大值；

①YGSGK+YQISQIK

n

Z，QSO/K

②YGS#0.9E

式中SGK、SQiK——分别为恒载标准值和活载标准值下的荷载效应，即内

力；

YG、yQi一一为恒荷载和活荷载的分项系数，分别取1.2和1.4：

0.9一一简化组合值系数。

由恒载效应控制的组合按下式进行

EyQ卅Q§QiK

S=YGSCK+*=l

式中为活荷载的组合值系数，中级载荷状态吊车荷载的组合值系数为0.7。

此时恒载分项系数取1.35。

设计基础，确定基础底面尺寸时，需进行地基计算，此时上部结构传来的荷载效应采用

标准组合。故对于下柱的山一山截面，尚需按下式进行荷载的标准组合：

Z匕品⑶

S=SGK+SQH+i=2

2.内力组合

排架柱属偏心受压构件，剪力一般不起控制作用（斜截面承载力一般能满足）。最不利内力

组合包括：最大正弯矩及相应的轴力、最大负弯矩及相应的轴力、最大轴力及相应的弯矩、

最小轴力及相应的弯矩。当采用对称配筋时，前两项可合并为弯矩绝对值最大及相应的轴

力。

每项组合，按一个FI标（如弯矩最大）确定活荷载是否参与组合。需注意：

1）当组合中包含吊车水平荷载时，必须同时包含吊车竖向荷载：

2）由于吊车水平荷载最多考虑两台，故A.B跨作用Tmax和BC跨作用Tmax两种情况（表

9中⑦、⑧）只能取一种；吊车水平荷载可反向，根据组合目标选择：

3）对于多跨厂房，吊车竖向荷载最多可以考虑四台吊车，所以例表2-9中的荷载种类③

或④和⑤或⑥可以同时考虑，但③和④、⑤和⑥只能取其中一项；

4）同时考虑两台和同时考虑四台，多台吊车的荷载系数是不同的，对于中级载荷状态，

前者为0.9,后者为0.8；

5）组合最大轴力和最小轴力时，轴力为零的项也应该包含进去。尽管这样做对轴力没有

影响，但可使弯矩增大。轴力不变时，弯矩越大越不利。

3.内力组合值

中柱的内力组合过程列于表9。表中【一1、in—IH位置见图29。

五、排架中柱截面设计

1.计算长度及材料强度

柱子计算长度根据/2-4食得。

考虑吊车荷载时

上柱：Iu=2.0Hu=2.0X4.5=9.0m：下柱：H=1.0HI=1.0X7.2=7.2m

不考虑吊车荷载时

上柱：lu=1.25Hu=1.25X4.5=5.6m：下柱：H=1.25HI=1.25X7.2=9.0m

C30混凝土，化=】4.3N/mn】2,0HRB335纵向钢筋，fy=fy'=300N/mm2：HPB235箍筋、构造

筋，fy=210N/inm2o

2.上柱截面配筋设计

上柱截面尺寸已初定为4()0X600n】m,采用对称配筋。上柱的控制截面(II)有三组最

不利内力：

M=180.08&M〃=137.3%MmJM=179.584Nm

①jN=484.0&N.②[N=503.6AN.③jN=416.9AN

,上述三组内力下的受压区高度系数，均属于大偏心受玉。在大偏心受压构件中，I

MI相近,N越小越不利：N相近时，IMI越大越不利，因此可用笫③组内力计算配筋。

eo=M/N=179.58/416.9=0.431m：ea=0.02m：ei=eo+ea=0.431+0.02=0.45Im

(i=O.5/；A/N=O.5X14.3X160000/462500=2.47>l,取Gi=1.0o

U2=1.15-0.0l/0/h=1.15-0.G1X9/0.6=1.0

所以：

〃=1+----!----(工)2Gg,=1+-------!------X(―)2X1X1=1.20

1400."力h1400x451/5650.6

e=h/2+ne,”=600/2+1.20X451-35=806.2mm

N416.9x1()3

lx14.3x400=72.9mm<«曲)=0.55X565=311mm

N•e-4-x/2)_416.9xIO'x806.2-1x14.3x400x72.9x(565-72.9/2)

.A-/；(&-a；)300x(565-35)

八A§一/AS-

=728mm2

22

选用3色18(As=As=763mm>Pminbh=480mm)。

福丽按构造确定。箍筋间距不应大于400mm及截面的短边尺寸，旦不大于15d：箍筋

直径不应小于d/4,且不应小于6mm。现配置①6@200。

3.下柱截面配筋设计

下柱截面按I形截面，采用对称配筋，沿柱全长各截面配筋相同"形截面大小偏心

受压可用下式判别：

当乂=附。Ifcbfchf时，中和轴在受压翼缘内，按第一类I裁面的大偏心受压截面计算；

当hf<X=[N-alfc(bf-b)hr]/alfcb<，bhO时，中和轴通过腹板,按第二类I截面的大偏

心受压截面计算；

当&bhO<X<h-hf时，中和轴通过腹板，按小偏心受压截面计算；

当h-hf<X<h吐中和轴在受拉翼缘内，按小大偏心受压截面计算。

需注意，当判别为小偏心受压时，上述算得的受压区高度x并不是实际的受压区高度。

对于本例柱B,€bh0=0.55X865=475.8mm：；

巴遮匚世J旦一3375

ajb1430

柱B下柱截面共有6最不利内力，汇总于表10。通过判断可选

取其中的3组进行配筋计算。

表io柱BH/I、ni-n截面内力组合值汇总和取舍

组号123456

内力M(kN.m)-400.85-231.14-50.78-445.39-309.27126.10

值N(kN)1111.01349.4509.51129.11398.9558.7

x<inm)439.4606.189.1452.1640.897.7

判别大偏心小偏心大偏心大偏心小偏心大偏心

取舍XXXJ

注：①大偏压时.两组内力若1Ml1%1M21、N1<N2.或NI%N2.、Ml1>1M21.或1Ml1>1M2、N1>N2,则

第1组比第2组不利：②小偏压时，两钱内力若若IMlI〜IM2I、N1>N2,或NI^=N2.IMlI>IM2I,SgIMlI>IM2

I、N1>N2时,则笫1组比第2组不利.

I型截面的大偏心受压，当受压区高度X小于受压翼缘bf'时，按宽度为bf'的矩形截面计

算；当X小于受压翼缘bf'时,按下式计算

眄-瓯=旦_3375

1430

N•e-x}-aJR)f4而(倔一〃〃2)Ne-l43O.v(865-x/2)-34