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1、单层厂房结构课程结构设计1.结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在 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 6m；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 H,和上柱高度 H分别为：H 10.2 m 0.5m 10.7mH | 6m 0.5m6.5mH u 10.7m6.5m4.2m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2-22
2、柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数柱号截面尺寸/ mm2面积/ mm4惯性矩/ mm自重/ kN/mA，C上柱矩 4004001.6 10521.31084.0下柱I4009001001501.875105195.381084.69B上柱矩 4006002.4105721086.0下柱I4001000 1001501.975105256.341084.941800/卜B CHEA岂EA=Q/777/777n0A柱/7Z7图2-55计算单元和计算简图2.荷载计算1.恒载屋盖恒载绿豆砂浆保护层二毡三油防水层20厚水泥砂浆找平层80厚泡沫混凝土保温层预应力混凝土大型屋面板(包括灌缝)屋盖钢支撑0.3
3、5kN/m2oulnY006320kN/m 30.02m0.40kN/m 228kN/m 30.08m0.64kN/m1. 4kN/m0.05kN/m总计2.84kN/m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:G 1.2 (2.84kN/m 6m 18/2m 60.5/2kN)220.33kN(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值:G31.2 (44.2kN 0.8kN/m6m)58.8kN(3)柱自重重力荷载设计值A、C 柱：上柱:G4AG4c1.2 4.0kN/m3.6m17.28kN下柱:G5AG5c 1.2 4.69kN/m6.5m36.58kNB柱：上柱:
4、G4B1.2 6.0kN/m 3.6m25.92kN下柱：G5B 1.2 4.94kN/m6.5m38.53kN1(4= : :j900I：i.UJ 1. 1（九（I各项恒载作用位置如图2-56所示。J图2-56 荷载作用位置图 （单位：kN）2. 屋面活荷载2 2屋面活荷载标准值为 0.5kN/m ，雪荷载标准值为0.4kN/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：Q,1.4 0.5kN/m2 6m 18/2m37.8kNQ1的作用位置与 G1作用位置相同，如图 2-56所示。3. 风荷载风荷载的标准值按Wkz z sW0 计算，其中 W00.5kN/m ,zO,
5、 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）z 1.000檐口（标高11.75m）z 1.049屋顶（标高12.80m）z 1.078s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:2 2wk z z siW01.0 0.8 1.0 0.5kN/m0.4kN /mW2kz z s2W 01.00.41.00.5kN/m0.2kN / m三三三三厂2 q则作用于排架计算简图（图2-57）上的风荷载设计值为4.qiq2F w1.4 0.4kN/m 2 6.0m3.36kN/m1.4 0.2kN/m 26.0m1.68kN/mq( s1
6、s2) zh( s3 s4)zhz zqB1.40.8 0.41.049 2.15m1.0 0.5kN/m 26.0m10.89kN吊车荷载-0.60.5 1.078 1.05m由表2-16可得20/5t吊车的参数为：174kN , Pmin37.5kN ,根据 B2-58所示。5.2m,K 4 0m g 68.6kN Q 200kNPmax值如图(1)吊车竖向荷载 吊车竖向荷载设计值为:5.2m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DmaxQ Pmax丫 1 .4 174kN1 0.8 0.133 0.333551.998kNDminQ Pminyi1.4 37.5kN(2)
7、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:1 10.1(200 kN1 0.8 0.133 0.333118.965kNT 4a(Q g) 4作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为:68.6kN)6.715kNTmaxqTyi 1.4 6.715kN 2.15 21.30kNF pmaxF pmaxF pmax pmax =174KN1 /J匚壮，广1 r4000120040006m6m o-Q1图2-58吊车荷载作用下支座反力影响线3.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i计算，见表2- 23。表2-23柱剪力分-配系数柱别
8、n 1 u JliHHCq3/13(1 n 1)H 3/Cq El i1 ii1 iA、C柱n 0.1090.356C02.1928ac 2.406 10 / Eac 0.277B柱n 0.2810.356C02.690B 1.494 10 8 /EB 0.446G1G1220.33kN；G2G3G4A58.8kN17.28kN76.08kNG3Gsa36.58kN；G42G12220.33kN440.66kNG6 Gsb 38.53kN ;GsG4B2G325.92kN2 58.8kN143.52kNM1G1$220.33kN 0.05m11.02kN mM2(G1G4A)egG3e3(22
9、0.33kN17.28)0.25m-58.8kN0.3m41.76kN m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Ri可根据相应公式计算。对于a，c 柱 n0.109，0.356 则：RC6.39 ()2.231 C30.957312彳31 一 1nM1CC1H本例中RBM2 H0。求得C211.02kN m2.231 41.76kN10.1mm .957 6.39kNRi后，可用平衡条件求岀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2-59 b、C。图
10、2-59d为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定，下同。1.761.98466.58n296.41584.18296.410332.990o332.99440.66237.61237.61C申33220.33+M+M+V+V+N|+N排架计算简图如图2-60 a所示，其中Q137.8kNM 1A37.8kN0.05m1.89kNmM 2A37.8kN0.25m9.45kNmM 1B37.8kN0.15m5.67kNm对于A柱，C12.231 C30.957,则2屋面活荷载作用下排架内力分析(1)AB 跨作用屋面活荷载它在柱顶及变阶处引引起的力矩为:M 2ARaM 1AHCiCi1.89kN m
11、 彳231 945kN m 0.957 仁依“10.1m对于B柱n 0.281,0.356，则Ci1.781RBM 1B、C1 H山 m 亿11.00kN10.1R RA RB 1.31kN1.00kN2.31kN ()并与相应的柱顶不动铰支座反力叠加，可得屋面活VaRaaR1.31kN0.2772.31kN0.67kN ()vbRBBR1.00kN0.4462.31kN0.03kN ()VccR0.277 2.31kN0.64kN ()将R反作用于柱顶，计算相应的柱顶剪力 荷载作用于AB跨时的柱顶剪力，即排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图2-60b，c所示。0.528.935.675.9
12、82.304.580.67Bl0.646.46(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，n 0.109 ,0.356得1 1 4 - 1C11 0.3103 1.8 1 1nRaq1HC11 -3.36kN/m 10.1m 0.3110.52kN ()Rcq2HC11kN/m 10.1m 0.3110.52kN ()R RaRc Fw10.52kN 5.26kN 10.89kN26.67kN ()各柱顶的剪力分别为VARaaR 10.52kN 0.277 26.67kN3.13kN ()VBbR 0.446 26.67kN 11.89kN ()VCRc cR 5.26kN0.277 26.67kN2.13kN ()排架内力如图2-62b所示(a)(b)图2-62左吹风时排架内力
