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1、单层工业厂房混凝土排架课程设计1.1 柱截面尺寸确定由图2可知柱顶标高为12.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，设室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Hi、上柱高度Hu分 别为：H= 12.4m+0.5m=12.9m， H l =8.6m+0.5m=9.1mHu =12.9m 9.1m=3.8m根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表1。表1柱截面尺寸及相应的计算参数柱号计算参数截面尺寸/mm面积2/mm惯性矩4/mm自重/(KN/m)A , B上柱矩400 X40051.6 X10821.3 X104.
2、0下柱I400 X900 X100 X1501.875X10 58195.38 X104.69本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示呂拭 S3 8 吕岳4：-F LF算LI Art . L- k 11 T1.2 荷载计算1.2.1 恒载(1) .屋盖恒载：0.35KN/m 2两毡三油防水层20mm厚水泥砂浆找平层20 X0.02=0.4 KN/m 2100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层4 X0.1=0.4 KN/m 2一毡二油隔气层0.05 KN/m 215mm厚水泥砂浆找平层； 预应力混凝土屋面板(包括灌缝)20 X0.015=0.3 KN/m 21.4 KN/m 22.900
3、KN/m 2天窗架重力荷载为2 X36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、QfSO.IOJG38270250r90C找坡层1.5 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：Gi=1.2 X(2.9O KN/m 2 X6m X24m/2 + 2 X36 KN/2 + 2.02 KN/m X6m+ 1.5 KN/m X6m + 106 KN/2) =382.70 KN(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值：G3=1.2 X(44.2kN + 1.0KN/m X6m ) =50.20 KN(3) 柱自重重力荷载设计值：上柱G4a= G 4
4、B =1.2 X4kN/m X3.8m =18.24 KN下柱G5a= G 5b=1.2 X4.69kN/m X9.1m =51.21KN各项恒载作用位置如图2所示。400.fGk=18,21I.2 踽：|用位置图（HI kN）1.2.2 屋面活荷载屋面活荷载标准值为0.5 KN/m 2,雪荷载标准值为0.35 KN/m 2,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 X0.5 KN/m 2X6m X24m/2=50.40KNQ1的作用位置与G1作用位置相同，如图2所示。123 风荷载风荷载标准值按式（2.5.2 ）计算，其中0=0.35 KN/m 2 , z
5、=1.0 , Uz根据厂房各部分标高及B类地面粗糙度由附表5.1确定如下：柱顶（标咼12.40m ）uz=1.067檐口（标咼14.30m ）uz=1.120天窗架壁底（标高16.99m ）uz=1.184天窗架壁顶（标高19.86m ）Uz=1.247屋顶（标高20.31m ）uz=1.256Us如图3a所示，由式（2.5.2 ）可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为:1k = z us1 uz 0 =1.0 X0.8 X1.067 X0.35 KN/m 2 =0.299 KN/m 22k = z us2 uz 0=1.0 X0.8 X1.067 X0.35 KN/m 2 =0.299
6、KN/m 2则作用于排架计算简图(图3.b)上的风荷载设计值为：q 1=1.4 X0.299 KN/m 2 X6.0m =2.51KN/mq 2 =1.4 X0.187 KN/m 2X6.0m =1.57KN/mFw= Q (Us1+Us2)Uzh1+( Us3+Us4)Uzh2+( Us5+Us6)Uzh3 z B=1.4 X (0.8 + 0.5) X1.120 X1.9m + (-0.2 + 0.6) X1.184 X2.69 + (0.6 + 0.6) X1.247 X2.87X1.0 X0.35 KN/m 2 X6.0m=24.51 KNoo -.1.2.4 吊车荷载由表2.5.1
7、可得200/50KN 吊车的参数为：B=5.55m , K=4.40m , g=75KN ,Q=200KN , Fp,max=215KN , F卩时=45KN。根据B及K，可算得吊车梁支座反 力影响线中歌轮压对应点的竖向坐标值，如图4所示。(1)吊车竖向荷载由式(2.5.4)和式(2.5.5 )可得吊车竖向荷载设计值为：Dmax = Q Fp,max yi= 1.4 X215 KN X(1 + 0.080 + 0.267 +0.075)=647.15 KNDmi n= Q F p,minyi= 1.4 X45 KN X2.15=135.45 KN11.0rL(2)吊车横向水平荷载作用于每一个轮
8、子上的吊车横向水平制动力按式(2.5.6)计算，即11T= (Q+g ) = X0.1 x(200KN + 75KN ) =6.875 KN 44作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值按式(2.5.7)计算，即Tmax= qT yi= 1.4 X6.875 KN X2.15=20.69 KN1.3 排架力分析该厂房为单跨等高排架，可用剪力分配法进行排架力分析。其中柱的剪力分 配系数i按式（2.5.16 ）计算，结果见表2 。表2柱剪力分配系数柱别n= lu/l iHu/HCq=3/31+(1/n-1)=H 3/ CqE ll1/ ii1/ in=0.109C q=2.48QA , B柱0.29
9、5A =H3E10b =Q.20610A =b =0.51.3.1恒载作用下排架力分析恒载作用下排架的计算简图如图5所示。图中的重力荷载G及力矩M是根据图2 确定，即G1= G 1 =382.70KN ； G2 =G 3+G 4A =50.20KN+18.24KN=68.44KNG3= G5a =51.21KN ;m 1 = G 1 e1 =382.70KN X0.05m=19.14 KNmm 2 =( G 1+ G 4A)e 0 G 3 e 3=(382.70 KN+18.24 KN) X0.25m 50.20 KN X0.3m=85.18 KNm-/1恒载作氏下排架内力悒由于图5a所示排架
10、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力。柱顶不动铰支座反力Ri可根据表2.5.2所列的相应公式计算，则Ci=22（1 -）匚=2.1223（丄 1） nC3=211=1.132 3（丄 1） nRa=%1HM219.14KN m2Ca=-H2.122 85.18KN m 1.132=10.62 KN12.9mRB =-10.62 KN求得Ri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 5.b,c 图5.d为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。1.3.2屋面活荷载作用下排架力分析排架计算简图如图6a所示。其中Q 1 =50.4 KN，它在柱顶及变阶处引起的力