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1、一、设计条件 1.1 工程概况某厂装配车间为一双跨钢筋混凝土厂房，跨度为24米，长度为90.48米，柱顶标高为13.5米，轨顶标高为9.8米，厂房设有天窗，采用两台20t和一台30/5t的A4工作制吊车。屋面防水层采用二毡三油，维护墙采用240mm厚的转砌体，钢门窗，混凝土地面，室内外高差为150mm，建筑剖面图详见图1. 1.2 结构设计资料 自然条件：基本风压值为0.35KN/m2，基本雪压值为0.45 KN/m2 地质条件：厂区自然地坪以下为0.8m厚填土，填土一下为3.5m厚中层中密粗砂土（地基承载力特征值为250 KN/m2），再下层为粗砂土（地基承载力特征值为350 KN/m2），
2、地下水位在地面下2.5米，无腐蚀性。 1.3 吊车使用情况车间设有两台20t和一台30/5t的A4工作制吊车，轨顶标高为9.8米，吊车的主要参数如下表：起重吊车宽度轮距吊车总重小车重（KN）最大轮压最小轮压300/50 6.15 4.8 365117 280 65 1.4 厂房标准构件选用情况 1.4.1 屋面板 采用1.5X6m预应力钢筋混凝土屋面板，板自重标准值为1.4kN/m2。 1.4.2 天沟板 天沟板自重标准值为12.1KN/块，积水荷载以0.6KN/m计 天窗架 门窗钢筋混凝土天窗架，每根天窗架支柱传到屋架的自重荷载标准 值为27.2 1.4.3 屋架 采用预应力钢筋混凝土折线型
3、屋架，自重标准值为106KN/榀。 1.4.4 屋架支撑 屋架支撑的自重标准值为0.05kN/m2 1.4.5 吊车梁 吊车梁为先张法预应力钢筋混凝土吊车梁，吊车梁的高度为 1200mm，自重标准值为44.2kN/根。轨道及零件重标准值为1kN/m， 轨道及垫层高度为200mm。 1.4.6 基础梁 基础梁尺寸；基础梁为梯形截面，上顶面宽300mm，下底面宽 200mm，高度450.每根重16.7KN。 1.5 材料选用 1.5.1柱 混凝土：采用40 钢筋：纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HRB335. 1.5.2 基础 混凝土：采用C40 钢筋：采用HRB335级钢。 1.5.3 屋
4、面做法 20厚1：3水泥砂浆找平层（重力密度为20 KN/m3） 冷底子油两道隔气层0.05 KN/m2 100厚泡沫混凝土隔热层（抗压强度4MPa，重力密度5 KN/m3） 15厚1:3水泥砂浆找平层（重力密度20 KN/m3） 1.6 屋面或则在标准值的取值 1.7 相关建筑材料的基本数据 钢筋混凝土容重 水泥砂浆容重 石灰水泥混合砂浆容重 240厚双面粉刷机制砖墙重 钢门窗自重 防水层自重 0.35 KN/m2 找平层自重 图1.1 建筑剖面图二、计算简图的确定 2.1 计算上柱高及柱全高 根据任务书的建筑剖面图： 上柱高=柱顶标高-轨顶标高+轨道构造高度+吊车梁高 =13.5-9.8+
5、1.2+.02=5.1m 标高=吊车梁顶标高-吊车梁高=13.5-0.2-1.2=12.1m 全柱高H=柱顶标高基顶标高=13.5-（-0.5）=14.0m 下柱高=H-=14.0-5.1=8.9m = /H=5.1/14=0.364 2.2 初步确定柱截面尺寸 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2.1。表2.1 柱截面尺寸及相应的计算参数排架计算单元和计算简图如下图所示。计算参数柱号截面尺寸/面积/惯性矩/自重/ A，C 上柱矩4005002.010541.71085.0 下柱 I4001000*100*150 1.980105 256.341084.95B
6、上柱矩5006003.0105901087.5 下柱 I5001200*100*150 2.500105 496.511086.25图2.1 计算单元和计算简图三、荷载计算 3.1 恒载 3.1.1 屋盖结构自重二毡三油防水层 0.35 KN/m2100厚泡沫混凝土隔热层 0.5 KN/m220m厚1：3水泥砂浆找平层 冷底子油两道隔气层 0.05 KN/m2预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 15厚1:3水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2屋盖支撑 3.05 KN/m2G1=1.2*（3.05*6*24/2+106/2）=327.12Kn 3.1.2 柱自重A、C柱上柱 G4A= G4C =1.2
7、55.1=30.60kN 下柱 G5A= G5C =1.24.958.9=52.87kN B柱 上柱 G4B=1.27.5*5.1=27.36KN 下柱 G5B=1.26.258.9=52.87kN 3.1.3 吊车梁及轨道自重 G3=1.2*(45.5+1*6)=61.8KN 各项恒荷载作用位置如图3.1所示。图3.1 荷载作用位置图(单位:kN） 3.2 屋面活荷载标准值 屋面活荷载标准值为0.5 KN/m2，雪荷载标准值为0.45 KN/m2，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Q1=1.4*0.5*6*24/2=50.40KN的作用位置与作用位置相同，如图3.1
8、所示。 3.3 风荷载 某地区的基本风压，对按柱顶标高13.5m考虑，查规范得，对按天窗檐口标高14.8m考虑，查规范得。屋顶标高15.80m考虑，查规范得。天窗标高20.12m考虑，查规范得。风载体型系数的分布如图下 图3.2 风荷载体型系数及排架计算简图则作用于排架计算简图(图3.2）上的风荷载设计值为： 3.4 吊车荷载根据B与K及支座反力影响线，可求得图3.3 吊车荷载作用下支座反力影响线3.4.1 吊车竖向荷载由公式求得吊车竖向荷载设计值为： =1.4280（1+0.267+0.8+0.067）=836.5KN3.4.2 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：作用
9、于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为： 其作用点到柱顶的距离 y=四、内力计算 4.1 恒载作用下排架内力分析 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计算，见表4.1。表4.1 柱剪力分配系数柱别A、C 柱B 柱在G1作用下： 对A、C柱，已知由规范公式：2.321因此，在共同作用（即在G1作用下）柱顶不动铰支承的反力图4.1 恒载作用下排架内力图 4.2 在屋面活荷载作用下排架内力分析4.2.1 AB跨作用屋面活荷载 排架计算简图如图2.1所示，其中Q1=40.32KN，它在柱顶及变阶处引引起的力矩为： 对A柱，=2.321，=0.934 对B柱，=1.7
10、21则排架柱顶不动铰支座总反力为： 将R反向作用于排架柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与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 图4.2 AB跨作用屋面活荷载时排架内力图4.2.2 BC跨作用屋面活荷载由于结构对称，且BC跨与AB跨作用的荷载相同，故只需将图4.2中个内力图的位置及方向调整一下即可，如图4.3所示。 图4.3 BC跨作用屋面活荷载时排架内力图 4.3 吊车荷载作用下排架内力分析 4.3.1 Dmax作用在A柱 A柱： B柱： 对A柱 对B柱 ( )( ) 排架各柱顶剪力分别为：( )( )( ) 排架各柱的弯矩图，轴力图和柱底剪力值如图4.4所示。 图4
11、.4 作用A柱时排架内力图4.3.2 作用在B柱左 柱顶不动铰支座反力，及总反力分别为：( )( )( ) 各柱顶剪力分别为：( )( )( )排架各柱的弯矩图，轴力图及柱底剪力值如图4.5所示 图4.5 作用B柱左时排架内力图 4.3.3 Dmax作用在B柱右根据结构对称性及吊车吨位相等的条件，内力计算与作用于B柱左的情况相同，只需将A，C柱内力对换并改变全部弯矩及剪力符号，如图4.6所示。 图4.6 作用B柱右时排架内力图 4.3.4 作用于C柱 同理，将作用于A柱情况的A，C柱内力对换，并注意改变符号，可求得各柱的内力，如图4.7所示。 图4.7 作用C柱时排架内力图 4.3.5 Tmax作用在AB跨柱 对A柱 a=（3.8-1.2）/3.8=0.632 对A柱，则 对B柱，则 排架柱顶总反力R为： 各柱顶剪力为：Tmax作用在AB跨的M图、N图如图4.8所示。 图4.8 Tmax作用于AB跨时排架内力图4.3.6 Tmax作用在BC跨 由于结构对称及吊车吨位相等，故排架内力计算与作用AB跨情况相同
