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1、郊区单层双跨工业厂房结构设计1、结构构件选型及柱截面尺寸确定该厂房是某市郊区内的一个高双跨（18m+18m）生产车间。车间长总36m，纵向柱矩 6m，在车间中部，有温度伸缩逢一道，厂房两头设有山墙。柱顶标高大于 8m，故采用钢筋混凝土排架结构。为了使屋架具有较大刚度，选用预应力混凝土折线形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。厂房的各构选型见表1-1表 1-1 主要构件选型结构的名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板G410(一)YWB2-21.5m6m预应力砼板1.4KN/mG410(三)1.9KN/m2天沟板1.5m6m预应力砼板TGB68-1( 卷材防水天沟)屋架G3
2、14(三)YWJA-24-1106KN/榀预应力砼折线型屋架0.05KN/m2（支撑）吊车梁G323(二)DL-1140.8KN/ 根钢筋砼吊车梁 ( 中级工作制)轨道连接G325(二)0.8KN/m吊车轨道连接详图基础梁G320(二)JL-316.7KN/ 根钢筋砼基础梁由图 1-1 可知柱顶标高是 8.4 米，牛腿顶面标高为9.0m；室内地面至基础顶面的距离为0.5 米，则计算简图中柱顶标高H，下柱高度 Hl 和上柱的高度 Hu分别为：H=12.9m+0.5m=13.4mH1=8.4m+0.5m=6.5mHu=10.7m-6.5=4.2m根据柱的高度，吊车起重量及工作级别等条件， 确定柱截
3、面尺寸，见表 1-2 。见表 1-2 柱截面尺寸及相应的参数桩号计算参数截面尺寸 /mm24自重面积 /mm惯性矩 /mm/(KN/m)A上柱矩4004001.6 1052.13 1094.0C下柱 I400 90010015051.9538 10104.691.875 10B上柱矩4006001.6 1057.2 1096.0下柱I400 10001001501.975 1052.5634 10104.942. 荷载计算2.1 恒载2.1.1屋盖恒载二毡毡 三油防水 层0.35kN/m 220mm 厚水泥砂 浆找平层0.4kN/m 2100mm 厚水泥珍珠岩保温 层0.4kN/m 2一毡毡
4、二油隔 气层0.05kN/m 220mm 厚水泥砂 浆找平层0.4kN/m 2预应 力混凝土大型屋面板（包括 灌缝）1.4kN/m 2预应 力混凝土大型天沟板1.9kN/m 2屋盖钢盖钢0.05kN/m 2总计4.95kN/m2屋架重力荷载为106.0kN/ 榀，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值为：GA1GB11.24.95kN/m6m24 / 2m106 / 2kN/m410.4kN吊车梁及轨道重力荷载设计值:G 31.240.8kN0.8kN/m6m54.72 kN柱自重重力荷载设计值:A 、C柱:上柱： G4A=G4C=1.2 4.0kN/m 3.35m=16.08kN 下柱 :
5、G 5A=G5C=1.2 4.69kN/m9.5m=53.47kNB 柱:上柱 : G 4B=1.2 6.0kN/m 3.35m=24.12kN下柱 : G 5B=1.2 6.94kN/m9.5m=79.12kN各项恒载作用位置如图 2-1 所示。G=410.4KNG =176.81KNA1A11Q1=37.8KNQ=50.4KNG=410.4KNGB1=410.4KNB1Q1=50.4KNQ1=50.4KNG4A=16.08KNG3 =54.72KNG3=38.76KNG4A =16.08KNG3=54.72KNG3=54.72KNG5A=53.47KNG5A=53.47KNG5B=79.1
6、2KN图 2-1荷载作用位置图（单位： kN）2.2 活荷载屋面活荷载由荷载规范查得，屋面活荷载的标准值为0.5（可作 0.2kN/mkN/m的增减），本处取 0.5 kN/m，雪荷载的标准值为0.35 kN/m，故仅按屋面活荷载计算 , 作用于柱顶的屋面活荷载设计值为:Q1 =1.4 0.5kN/m2 6m24/2m=50.4kNQ1 的作用位置与 G1作用位置相同，如图2-1 所示。风荷载2由荷载规范查得，某地区基本风压W0=0.5 kN/m ， z=10 ；风荷载的标准值按 w kz z s w0 计算， 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 (
7、 标高 12.35m)z =1.028檐口 ( 标高 13.35m)z =1.093屋顶 ( 标高 14.40m)z =1.123s 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：w kzzsw0 1.0 0.8 1.028 0.5 kN/m 2 0.411 kN/m 2w kzzsw0 1.0 0.4 1.028 0.5 kN/m 2 0.206 kN/m 2风向图 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 :2q2=1.4 0.206 kN/m2 6.0m 1.73kN/mFW012z h134zh2z0 B=1
8、.4（0.8+0.4） 1.093 （13.35-12.35 ）+ (-0.6+0.5) 1.123(14.40-13.35) 1.0 0.5 6=5.01kN所以风荷载作用如 图 6 所示。F wq 2q 12400024000图 6风荷载作用示意图2.3 吊车荷载由表 6 可得 15/3t 吊车的参数为： B=5.55m， K=4.4m， G=69kN， Q=320，Pmax=185kN， Pmin=37.5 kN 根据 B=5.55m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) 吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：Dmax0 Pmaxyi1.418
9、5kN(10.0750.8080.267)556.85kNDmin0 Pminyi1.437.5kN(10.0750.8080.267)112.875kN(2) 吊车横向水平荷载对于 15/3t 的软钩吊车=10%，作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：TQ g1320kN 69.0kN 9.725kN44作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为：Tmax0 Tyi1.49.725kN(10.0750.8080.267)29.27kNPmax =185KNPmin =37.5KNPmaxPmin图 2-58吊车荷载作用下支座反力影响线排架内力分析柱别n=I u/I lC0=3/1+3i=1
10、/ i=Hu/H=H /C0EI/ 1/ i3(1/n-1)A,C柱0.110.262.62A=BA=BB柱0.280.262.87ccA、 C 列柱柱顶位移A、 C的计算I 1 =2.131094104mm ， I 2 =1.9538 10mmnI1/ I 2=（2.1310 9 ）/ （1.95381010 ）=0.110H u / H =3.35/12.85=0.26C 03 13 (1 n1) =3/1+0.263(1/0.110-1)=2.63ACH 3EI2C0=1.0/(1.953810102.63)( H 3)=1.9461011 (H3)EE(2) B 列柱柱顶位移 B 的计算上柱：I 1 =7.2 109410104mm ， I 2 =2.563mmn I 1 / I 2 =（7.210 9）/ （2.5631010 ） =0.281H u / H =3.35/12.85=0.26C 03 13 (1 n 1) =3/1+0.263(1/0.281-1)=2.87BH 3 EI 2 C0 =1.0/(2.563 10102.87)( H 3)=1.3591011 (H3)EE各柱剪力分配系数i31111(2111 )E1.764E10111.35910H3H3i 1iAB
