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1、淮 阴 工 学 院课程设计指导书课程名称： 混凝土结构基本原理 课程编号： 1440160 学时学分： 2 周、2 学分 专业层次： 土木工程（本科） 制订日期： 2013 年 3 月 版 次： 2 归口单位： 建 筑 工 程 系 单单层层厂厂房房结结构构课课程程设设计计实实例例1 1. .结结构构构构件件选选型型及及柱柱截截面面尺尺寸寸确确定定 因该厂房跨度在 1536m 之间，且柱顶标高大于 8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为 了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型屋架及预应力混凝土屋面板。选用钢筋 混凝土吊车梁及基础梁。 由图 2-54 可知柱顶标高为 9.6m，牛腿顶面标高为 6
2、m；设室内地面至基础顶面的距离为 0.5m，则计算简图中柱的总高度H，下柱高度Hl，和上柱高度Hu分别为： 10.7m0.5mm2 .10H 6.5m0.5mm6lH m2 . 4.5m6m7 .10uHBC+12.800-0.150+9.600 +7.2000.000+11.750+6.000图 2-54 厂房剖面图根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表 2-22。 表表 2-222-22 柱截面尺寸及相应的计算参数柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号截面尺寸/mm面积/2mm惯性矩/4mm自重/kN/m上柱矩 4004001.610521.31084.0 A，
3、C 下柱I4009001001501.875105195.381084.69上柱矩 4006002.4105721086.0 B 下柱I40010001001501.975105256.341084.94本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图 2-55 所示。1BC1800180060060060060060060060060060060024365789121110EA=EA=1010036009001000B柱A柱图 2-55 计算单元和计算简图2.2.荷载计算荷载计算 1.恒载 屋盖恒载 2kN/m35. 0二毡三油防水层绿豆砂浆保护层20 厚水泥砂浆找平层 230.40kN
4、/mm02. 0kN/m202 80 厚泡沫混凝土保温层 230.64kN/mm08. 0kN/m8预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝） 2kN/m4 . 1屋盖钢支撑 2kN/m05. 0总计 2kN/m84. 2屋架重力荷载为 60.5kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值为： .33kN22060.5/2kN)18/2m6mkN/m84. 2(2 . 11G(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值： .8kN586m)0.8kN/mkN2 .44(2 . 13G(3)柱自重重力荷载设计值A、C 柱:上柱：17.28kN3.6mkN/m0 . 42 . 14C4A GG下柱 : 36.5
5、8kN6.5mkN/m69. 42 . 15C5A GGB 柱:上柱 :25.92kN3.6mkN/m0 . 62 . 14BG下柱 :38.53kN6.5mkN/m94. 42 . 15BG各项恒载作用位置如图2-56 所示。图 2-56 荷载作用位置图 （单位：kN）2.屋面活荷载屋面活荷载标准值为20.5kN/m，雪荷载标准值为20.4kN/m，后者小于前者， 故仅按前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：.8kN3718/2m6mkN/m5 . 04 . 12 1Q1Q的作用位置与1G作用位置相同，如图 2-56 所示。 3.风荷载风荷载的标准值按0szzkww计算，其中2 0kN/
6、m5 . 0w,0 . 1z,z根据厂房各部分标高 (图 2-54)及 B 类地面粗糙度确定如下： 柱顶(标高9.6m) 000. 1z檐口(标高11.75m) 049. 1z屋顶(标高12.80m) 078. 1zs如图 2-57 所示，则由上式可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为： 22 0s1zzk/4 . 00.5kN/m1.00.81.0mkNww22 0s2zz2k/2.00.5kN/m1.00.41.0mkNwwBC-0.6-0.5+0.8-0.4-0.4-0.4BCq1Fwq2图 2-57 风荷载体型系数及计算简图则作用于排架计算简图 (图 2-57)上的风荷载设计值为
7、:kN/m36. 3m0 . 6kN/m4 . 04 . 12 1q kN/m68. 1m0 . 6kN/m2 . 04 . 12 2qBhhFss0zzzs4s31z21Qw)()(m05. 1078. 10.50.6-m15. 2049. 14 . 08 . 04 . 1m0 . 6kN/m5 . 00 . 12 kN89.104.吊车荷载由表 2-16 可得t 5/20吊车的参数为：m2 . 5B，4.0mK， kN6 .68g，kN200Q，kN174maxP,kN5 .37minP,根据m2 . 5B及 K可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值如图2-58 所示。 (1
8、)吊车竖向荷载 吊车竖向荷载设计值为： kN998.5510.3330.1330.81kN1744 . 1imaxQmaxyPD kN965.1180.3330.1330.81kN5 .374 . 1iminQminyPD(2)吊车横向水平荷载 作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：kN715. 6)68.6kNkN200(1 . 041)(41gQaT作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为： 21.30kN2.15kN715. 64 . 1iQmaxyTT6m1200Fpmax0.80.1334000Fpmax0.3331.06m4000Fpmax=174KNFpmax图 2-58 吊
9、车荷载作用下支座反力影响线3 3. .排排架架内内力力分分析析 该厂房为两跨等高排架，可用剪力分配法进行排架内力分析。其中柱的剪力分配系数i计算，见表2-23。 表表 2 2- -2 23 3 柱柱剪剪力力分分配配系系数数柱别lIInu HHu)11 (1 33 0nClEICH03ii i11 A、C 柱109. 0n 356. 0192. 20CE/10406. 28 CA277. 0CAB 柱281. 0n 356. 0690. 20CE/10494. 18 B446. 0BkN33.22011 GG; 76.08kN17.28kNkN8 .58432AGGGkN58.3653AGG;
10、.66kN440kN33.2202214 GGkN53.3856BGG; 143.52kN58.8kN2kN92.252345GGGBm11.02kNm05. 0kN33.220111eGM330412)(eGeGGMAm41.76kN0.3m58.8kN-0.25m17.28)kN33.220( 由于图 2-59a 所示排架为对称结构且作用对称荷载，排架结构无侧移，故各柱可按柱顶为不动铰支座计算内力。柱顶不动铰支座反力iR可根据相应公式计算。对于A，C 柱109. 0n，356. 0则：)(39. 6CR231. 211111123321 nnC 957. 01111 23323 nC kN
11、39. 610.1m0.957m41.76kN2.231mkN02.1122 11CHMCHMRA本例中0BR。求得iR后，可用平衡条件求出柱各截面的弯矩和剪力。柱各截面的轴力为该截面以上重力荷载之和，恒载作用下排架结构的弯矩图和轴力图分别见图 2-59b、c。图 2-59d 为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定，下同。11.76B11.98C11.0229.786.396.3911.7611.9829.7811.02296.41C332.99B440.66237.61220.33296.41237.61220.33332.99466.58 584.18+CBM1G1M2G2G3G4G5G6
12、G1M1M2G2G3+M+M+V+V+N+N图 2-59 恒载作用下排架内力图2屋面活荷载作用下排架内力分析(1)AB 跨作用屋面活荷载 排架计算简图如图 2-60a所示，其中kN8 .371Q，它在柱顶及变阶处引引起的力矩为： mkN89. 10.05mkN8 .371AM mkN45. 90.25mkN8 .372AM mkN67. 50.15mkN8 .371BM对于 A 柱，231. 21C，957. 03C,则 kN31. 110.1m0.957m9.45kN2.231mkN89. 112A 11A ACHMCHMR对于 B 柱281. 0n,356. 0，则781. 1111111
13、23321 nnC kN00. 110.11.781mkN67. 511B BCHMR)( 2.31kN1.00kNkN31. 1BARRR 将 R 反作用于柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与相应的柱顶不动铰支座反力 叠加，可得屋面活荷载作用于AB 跨时的柱顶剪力，即)( 0.67kNkN31. 2277. 0kN31. 1AAARRV )( 0.03kNkN31. 2446. 0kN00. 1BBBRRV )( kN64. 0kN31. 2277. 0CCRV排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图 2-60b，c 所示。CBQ4Q1M2AM1AM1B0.52C0.640.674.58B6.468
14、.931.892.305.985.785.67BC+37.837.837.837.8图 2-60 AB 跨作用屋面活荷载时排架内力图（2）BC 跨作用屋面活荷载 由于结构对称，且 BC 跨与 AB 跨作用荷载相同，故只需将图 2-60 中内力图的位置及方 向调整一下即可，如图 2-61 所示。+B37.837.8+C6.4637.8BCM1BM1CM2CQ1Q137.85.980.034.580.64CB0.678.931.892.305.780.525.67图 2-61 BC 跨作用屋面活荷载时的排架内力图3风荷载作用下排架内力分析(1）左吹风时计算简图如图 2-62a 所示。对于 A，C 柱, 109. 0n，356. 0得310. 0111811113411 nnC )( kN52.100.3110.1m-3.36kN/m111AHCqR )( kN
