最新单层厂房排架结构课程设计
单层厂房排架结构设计

学号2012021129混凝土结构课程设计单层厂房排架结构设计院(系)名称:航天与建筑工程学院专业名称:土木工程学生姓名:杨浩指导教师:郭庆勇2014年6月目录单层厂房排架结构设计1. 设计资料及要求(1)工程概况某金工装配车间为两跨等高厂房,跨度均为18m ,柱距均为6m ,车间总长度为66m 。
每跨设有起重量为150/30t 吊车各2台,吊车工作级别为A5级,轨顶标高9.30m 。
厂房无天窗,采用卷材防水屋面,围护墙为240mm 厚双面清水砖墙,采用钢门窗,钢窗宽度为4.8m ,室内外高差为350mm ,素混凝土地面。
建筑平面及剖面分别如图1和图2所示。
(2)结构设计原始资料厂房所在地点的基本风压为0.4kN/m 2,地面粗糙度为B 类;基本雪压为0.5kN/m 2。
风荷载的组合值系数为0.6c ψ=,雪荷载的组合值系数为0.6cψ=其余可变荷载的组合值系数均为0.7cψ=。
基础持力层为粉土,粘粒含量ρc =0.8,地基承载力特征值f ak =180kN/m 2,埋深-2.0m ,基底以上土的加权平均重度γm =17kN/m 3,基底以下图的重度γ=18kN/m 3。
(3)材料基础混凝土强度等级为C20;柱混凝土强度等级为C30。
柱中纵向受力钢筋采用HRB335级;箍筋和分布钢筋采用HPB300级。
(4)设计要求分析厂房排架内力,并进行排架柱和基础的设计;绘制排架柱和基础的施工图。
图1 厂房平面图图4 厂房剖面图2. 结构构件选型、结构布置方案确定说明因该厂房跨度在15〜36m 之间,且柱顶标高大于8m ,故采用钢筋混凝土排架结构。
为了保证屋盖的整体性和刚度,屋盖采用无檩体系。
由于厂房屋面采用卷材防水做法,故选用屋面坡度较小而经济指标较好的预应力混凝土折线形屋架及预应力混凝土屋面板。
普通钢筋混凝土吊车梁制作方便,当吊车起重量不大时,有较好的经济指标,故选用普通钢筋混凝土吊车梁。
厂房各主要构件选型见表1。
单层厂房排架结构课程设计

单层厂房排架结构设计一、设计资料某金工车间为两跨等高厂房,跨度均为21m ,柱距均为6m ,车间总长度66m ,每跨设有150/30kN 吊车各2台。
吊车工作级别为A5级,轨顶标高为7.8m ,采用卷材防水屋面,240mm 厚双面粉刷围护砖墙,钢窗宽度3.6m ,高4.2m ,室内外高差为150mm ,素混凝土地面。
厂房建设剖面如图,厂房所在地衡阳的基本风压为0.4kN/m ²,地面粗糙度为B 类,基本雪压为0.35 kN/m ²,修正后的地基承载力特征值为300 kN/m ²,钢筋等级Ⅱ或Ⅲ级,柱、基础采用C25~C30混凝土。
活荷载组合值系数φc =0.7,风荷载组合值系数取0.6,柱顶标高为10.5m ,基底标高为-0.5m ,高窗为3.6×1.8m 。
要求进行排架结构设计。
二、结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在15~36m 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。
表1 主要承重构件选型表图1 厂房剖面图由图1可知柱顶标高为10.5m ,牛腿顶面标高为6.6m ,室内地面至基础顶面的距离为0.5m ,则柱的总高度H ,下柱高度H l 和上柱高度H u 分别为:H=10.5+0.5=11.0m H l =6.6+0.5=7.1m H u =11.0-7.1=3.9m根据柱的高度,吊车起重量及工作级别等条件可确定柱截面尺寸:表2柱截面尺寸及相应的计算参考图2 计算单元和计算简图三、荷载计算1.恒载(1)屋盖恒载SBS改性沥青 0.3 kN/m²20mm厚水泥砂浆找平层 20 kN/m3×0.02m=0.40 kN/m²20mm厚挤塑板 0.1 kN/m3×0.02m=0.002 kN/m²20mm厚水泥砂浆找平层 20 kN/m3×0.02m=0.40 kN/m²预应力混凝土屋面板 1.4kN/m²钢屋盖支撑 0.05 kN/m²2.552kN/m²屋架重力荷载为88.8kN/榀,则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载标准值为:G1=2.552×6×21/2+88.2/2=205.2kN(2)吊车梁及轨道重力荷载标准值G3=39.5+0.8×6=44.3kN(3)柱自重重力荷载标准值A、C柱上柱 G4A=G4C=4×3.9=15.60kN下柱 G5A=G5C=4.44×7.1=31.52kNB柱上柱 G4B=6×3.9=23.4kN下柱G5B=44.4×7.1=31.52kN图3 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0.5kN/m²,雪荷载标准值为0.35 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标准值为:Q1=0.5×6×21/2=31.5 kN ,Q1的作用位置与G1相同3.风荷载风荷载的标准值按ωk=βzμsμzω0计算,其中ω0 =0.4 kN/m²,βz =1.0,μz 根据厂房各部分标高及B 类地面粗糙度确定,μs 如图4:柱顶(标高10.5m)μz =1.014檐口(标高10.5m)μz =1.070屋顶(标高10.5m)μz =1.106图4 风荷载体型系数及排架计算简图故排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为:ω1k=βzμs1μzω0 =1.0×0.8×1.014×0.4=0.324kN/m²ω2k=βzμs2μzω0 =1.0×0.4×1.014×0.4=0.162kN/m²则作用于排架计算简图4上的风荷载标准值为:q1=0.324×6=1.94kN/mq2=0.162×6=0.97kN/mF w=[(μs1 +μs2) μz h1+(μs3 +μs4) μz h2] βzω0 B=[(0.8+0.4)×1.070×2.0+(-0.6+0.5)×1.106×1.3]×1.0×0.4×6=5.82kN4.吊车荷载查表得150/30kN吊车的参数为:B=5.55m,K=4.40m,g=69kN,Q=150kN,F p,max=175kN,F p,min=43kN。
单层工业厂房砼排架课程设计任务书

《单层工业厂房砼排架课程设计》任务书专业:班级:姓名:指导老师:年学期钢筋砼单层工业厂房排架课程设计任务书一、工程名称:××厂装配车间二、设计资料:(一)建筑地点:长沙地区(非抗震区)(二)气象资料:温度:最热月平均28℃,最冷月平均6.2℃,极端最高39.8℃,极端最低-9.5℃。
主导风向:全年为偏北风,夏季为偏南风。
雨雪量:年降雨量1450mm,最大积雪深度100mm。
(三)地质条件厂区自然地坪下0.8m内为填土,填土下层3.5m内为粉质粘土,地基承载力特征值fak=260KPa,地下水位为-4.05m,无腐蚀性,B 类地面粗糙程度。
(四)根据生产工艺要求,车间的平面布置图如下图1,剖面图如图2,车间内设有两台200/50KN(或150/30KN)A5中级工作制桥式吊车。
(五)车间的主要承重构件采用装配式钢筋砼结构,厂房中标准构件选用如下:1、层面板:采用04G410-1标准图集中的预应力砼大型层面板,板重(包括灌缝在内)标准值为1.4KN/m2。
YWB-2Ⅱ(中间跨)、YWB-2Ⅱs(端跨)。
2、天沟板:采用04G410-1标准图集中的TGB68天沟板,板自重标准值为2.13KN/m。
3、天窗架:采用04G316中的Π型钢筋砼天窗架CJ9-03,自重标准值为2×36KN/榀;天窗端壁:选用04G316中的DB9-3,自重标准值为2×57KN/榀(包括自重、侧板、窗档、窗扇、支撑、保温材料、天窗、电动启动机、消防栓等)。
4、屋架:采用04G415-1标准图集中的预应力砼折线屋架,屋架YWJ24-2A自重标准值为106KN/榀。
YWJ21-2A自重标准值为92.9KN/榀。
5、吊车梁:采用04G323-2标准图集中砼吊车梁DL-9,吊车梁高1200mm,DL-9Z(中间跨),自重标准值为39.5KN/根,DL-9B(边跨),自重标准值为40.8KN/根,轨道及零件重1KN/m,轨道及垫层构造高度为200mm。
排架结构单层厂房课程设计任务书

钢筋混凝土排架结构单层厂房课程设计任务书一、设计资料:(一)工程名称:唐山学院金工实习车间建筑地点:唐山学院内。
(二)单跨车间长60m,柱距6m,两端有山墙,不设天窗,室内外高差0.15m。
车间内设有两台A4级软钩吊车。
(三)计算参数:1.跨度:18m、24m。
2.吊车起重量:10t、15/3t、20/5t。
3.吊车梁顶面标高:7.2m、7.5m、7.8m、8.1m、8.4m、8.7m、9.0m。
4.以上参数进行组合,以班为单位按学号排列。
(四)屋面构造为:SBS卷材防水层(0.30kN/㎡);20㎜厚水泥砂浆找平层;100㎜厚保温层(容重7.5 kN/m3);大型屋面板承重层。
(五)围护墙为240㎜厚清水砖墙,砌筑在基础梁上。
圈梁及门窗自定。
(六)地基土质为粉土,粘粒含量为12%,地基承载力特征值f ak=160kN/㎡,基础底面标高-1.5m左右。
二、主要构件选用1.屋面板:标准图集G410-1 1.5×6m。
嵌板及内天沟板:G410-2。
2.屋架:G415预应力混凝土折线型屋架。
3.吊车梁:G426 6m跨预应力混凝土等截面吊车梁。
轨道连接构造高度约为170-190㎜(1.0kN/m)。
4.基础梁:G320预制钢筋混凝土基础梁。
5.柱:混凝土C30,纵筋HRB400,箍筋HPB300。
基础:混凝土C30,钢筋HRB400。
三、设计内容和要求:(一)单层厂房结构设计计算书1.单层厂房结构平面、剖面设计及主要构件选型,屋架及屋盖支撑平面布置图,柱、柱间支撑布置图。
2.排架内力分析(计算简图、荷载计算及排架内力分析)。
3.排架柱内力组合。
4.排架柱设计(配筋构造、吊装验算、牛腿设计)。
5.柱下独立基础设计。
(二)绘制2号施工图一张1.一个排架柱施工图(模板图及配筋图)。
2.一个柱下独立基础的平面及剖面图。
3.结构设计说明(混凝土强度等级、钢筋的级别、混凝土保护层厚度等)。
四、课程设计目的:通过设计实践进一步巩固学生在《建筑钢筋混凝土与砌体结构设计》相关章节所学的内容,深入领会厂房结构设计特点,熟悉厂房的结构型式及构造,学会查阅设计资料,掌握厂房设计的规定,使学生在设计计算、提高专业绘图能力等方面获得必要的训练,并达到一定的熟练程度。
单层厂房结构课程设计实例

单层厂房结构课程设计实例1.结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在15~36m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: .8kN 3718/2m 6m kN/m5.04.121=⨯⨯⨯=Q1Q 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0s z z k w w μμβ=计算,其中20kN/m5.0=w ,0.1=z β,z μ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 =μ 檐口(标高11.75m ) 049.1z =μ 屋顶(标高12.80m ) 078.1z =μsμ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:220s1z z k /4.00.5kN/m1.00.81.0mkN w w =⨯⨯⨯==μμβ220s2z z 2k /2.00.5kN/m1.00.41.0mkN w w =⨯⨯⨯==μμβ6m 1200F pmax 0.80.1334000F pmax 0.3331.06m4000F pmax =174KNF pmax1112⎪⎫ ⎛--λ310.011181113411=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎥⎦⎢⎣⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=n n C λλ)( kN 52.100.3110.1m -3.36kN/m 111A ←-=⨯⨯=-=HC q R)( kN 52.100.3110.1m kN/m 112C ←-=⨯⨯-=HC q R)( 26.67kN 10.89kN5.26kN kN 52.10W C A ←-=---=++=F R R R各柱顶的剪力分别为)( 3.13kN 26.67kN 0.277kN 52.10A A A ←-=⨯+-=-=R R V η )( .89kN 1126.67kN 0.446B B →=⨯==R V η)( 2.13kN 26.67kN 0.277kN 26.5C C C →=⨯+-=-=R R V η排架内力如图2-62b 所示q 1BF wq 2CBC10.50139.7642.80120.0918.5519.10107.2011.8930.81(a) (b)图2-62 左吹风时排架内力图(2)右吹风时计算简图如图2-63a 所示。
单层排架结构课程设计

单层排架结构课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单层排架结构的基本概念、分类及应用场景;2. 掌握单层排架结构的设计原理及关键参数;3. 了解单层排架结构的受力分析及计算方法。
技能目标:1. 能够运用所学知识,进行单层排架结构的初步设计;2. 能够分析单层排架结构在实际工程中的应用,并提出优化方案;3. 能够运用专业软件进行单层排架结构的受力分析和计算。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对建筑结构工程的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与交流能力;3. 增强学生对工程质量和安全的责任感,树立正确的工程观念。
课程性质:本课程为专业核心课程,以实践性、应用性为主。
学生特点:学生具备一定的力学基础,具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求:结合教材内容,注重理论与实践相结合,强调实际操作能力的培养。
通过课程学习,使学生能够掌握单层排架结构的设计方法,具备解决实际工程问题的能力。
同时,关注学生的情感态度价值观的培养,提高学生的综合素质。
将课程目标分解为具体的学习成果,为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 单层排架结构基本概念:包括排架结构的定义、分类及其特点;2. 排架结构设计原理:介绍排架结构的设计方法、原则,以及关键参数的选取;3. 受力分析及计算方法:讲解排架结构受力分析的基本原理,列举常用的计算方法;4. 单层排架结构设计实例:分析实际工程案例,使学生了解排架结构在工程中的应用;5. 排架结构优化与改进:探讨如何优化排架结构设计,提高工程质量和效益;6. 专业软件应用:介绍常用的排架结构分析软件,并进行实操训练。
教材章节关联:1. 教材第1章:单层排架结构基本概念;2. 教材第2章:排架结构设计原理及关键参数;3. 教材第3章:受力分析及计算方法;4. 教材第4章:单层排架结构设计实例;5. 教材第5章:排架结构优化与改进;6. 教材第6章:专业软件应用。
【最新版】单层厂房结构毕业课程设计指导书

天窗架
图2.1厂房剖面图
课程设计用纸
教师批阅:
由图2.1可知柱顶标高为11m,牛腿顶面标高为6.8m;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H1
和上柱高度Hu分别为:
H=11+0.5=11.5mHl=6.8+0.5=7.3
Hu=11.5-7.3=4.2m
150.75×108
5.325
B
上柱
矩400×600
2.4×105
72×108
7.2
下柱
I 400×800×100×150
1.775×105
150.75×108
5.325
C
上柱
矩400×400
1.6×105
21.3×103
4.8
下柱
I 400×800×150
1.375×105
99.65×
108
4.125
课程设计用纸
教师批阅:
装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房课程设计
1.设计资料:
1.1该厂房总长度L=114m,柱距6m,中间设伸缩缝一道,两跨跨度分别
为L1=24和L2=18m,大跨设天窗。厂房柱网如图1.厂房每一跨内各有
两台桥式软钩吊车,轨顶标高为H=8.3m。厂房剖面图如图2.
1.2自然条件:基本风压为w0=0.50kNm2,基本雪压为s0=0.35kNm2
大型屋面板(包括灌缝)1.40 kN m2
屋盖支撑0.06 kN m2
活载:不上人屋面0.50 kN m2墙面240眠墙源自由基础梁砌起3.6~5.2 kN m2
外墙水刷石粉刷(20mm厚)0.40 kN m2
单层厂房混凝土排架课程设计

《单层工业厂房混凝土排架课程设计》任务书专业土木工程班级土木三班学号姓名王书英指导老师肖四喜目录一、设计资料二、计算内容1.1柱截面尺寸确定1.2荷载计算1.2.1恒载1.2.2屋面活荷载1.2.3风荷载1.2.4吊车荷载1.3排架内力分析1.3.1恒载作用下排架内力分析1.3.2屋面活荷载作用下排架内力分析1.3.3风荷载作用下排架内力分析1.3.4吊车荷载作用下排架内力分析1.4内力组合1.5柱截面设计1.5.1上柱配筋计算1.5.2下柱配筋计算1.5.3柱的裂缝宽度验算1.5.4柱箍筋配置1.5.5牛腿设计1.5.6柱的吊装验算1.6基础设计1.6.1作用于基础顶面上的荷载计算1.6.2基础尺寸及埋置深度1.6.3基础高度验算1.6.4基础底板配筋计算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 l 、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。
1.2 荷载计算3 1.2.1 恒载(1).屋盖恒载:两毡三油防水层0.35KN/m2 20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2 100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层4×0.1=0.4 KN/m2一毡二油隔气层0.05 KN/m2 15mm厚水泥砂浆找平层;20×0.015=0.3 KN/m2预应力混凝土屋面板(包括灌缝) 1.4 KN/m2 2.900 KN/m2天窗架重力荷载为2×36 KN / m2,天沟板2.02 KN/m,天沟防水层、找平层、找坡层 1.5 KN/m,G1=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2+2×36 KN/2+2.02 KN/m×6m +1.5 KN/m×6m+106 KN/2) =382.70 KN(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值:G3=1.2×(44.2kN+1.0KN/m×6m)=50.20 KN(3)柱自重重力荷载设计值:上柱G4A= G4B =1.2×4kN/m×3.8m =18.24 KN下柱G5A= G5B=1.2×4.69kN/m×9.1m =51.21KN1.2.2 屋面活荷载屋面活荷载标准值为0.5 KN/m2,雪荷载标准值为0.35 KN/m2,后者小于前者,故仅按前者计算。
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单层厂房排架结构课程设计单层厂房排架结构设计一、设计资料某金工车间为两跨等高厂房,跨度均为21m ,柱距均为6m ,车间总长度66m ,每跨设有150/30kN 吊车各2台。
吊车工作级别为A5级,轨顶标高为7.8m ,采用卷材防水屋面,240mm 厚双面粉刷围护砖墙,钢窗宽度3.6m ,高4.2m ,室内外高差为150mm ,素混凝土地面。
厂房建设剖面如图,厂房所在地衡阳的基本风压为0.4kN/m²,地面粗糙度为B 类,基本雪压为0.35 kN/m²,修正后的地基承载力特征值为300 kN/m²,钢筋等级Ⅱ或Ⅲ级,柱、基础采用C25~C30混凝土。
活荷载组合值系数φc =0.7,风荷载组合值系数取0.6,柱顶标高为10.5m ,基底标高为-0.5m ,高窗为3.6×1.8m 。
要求进行排架结构设计。
二、结构构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在15~36m 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。
表1 主要承重构件选型表图1 厂房剖面图由图1可知柱顶标高为10.5m ,牛腿顶面标高为6.6m ,室内地面至基础顶面的距离为0.5m ,则柱的总高度H ,下柱高度H l 和上柱高度H u 分别为: H=10.5+0.5=11.0m H l =6.6+0.5=7.1m H u =11.0-7.1=3.9m根据柱的高度,吊车起重量及工作级别等条件可确定柱截面尺寸:表2 柱截面尺寸及相应的计算参考图2 计算单元和计算简图三、荷载计算1.恒载(1)屋盖恒载SBS改性沥青 0.3 kN/m²20mm厚水泥砂浆找平层 20 kN/m3×0.02m=0.40 kN/m²20mm厚挤塑板 0.1 kN/m3×0.02m=0.002 kN/m²20mm厚水泥砂浆找平层 20 kN/m3×0.02m=0.40 kN/m²预应力混凝土屋面板 1.4kN/m²钢屋盖支撑 0.05 kN/m²2.552kN/m²屋架重力荷载为88.8kN/榀,则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载标准值为:G1=2.552×6×21/2+88.2/2=205.2kN(2)吊车梁及轨道重力荷载标准值G3=39.5+0.8×6=44.3kN(3)柱自重重力荷载标准值A、C柱上柱 G4A=G4C=4×3.9=15.60kN下柱 G5A=G5C=4.44×7.1=31.52kNB柱上柱 G4B=6×3.9=23.4kN下柱G5B=44.4×7.1=31.52kN图3 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0.5kN/m²,雪荷载标准值为0.35 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标准值为:Q1=0.5×6×21/2=31.5 kN ,Q1的作用位置与G1相同3.风荷载风荷载的标准值按ωk=βzμsμzω0计算,其中ω0 =0.4 kN/m²,βz =1.0,μz 根据厂房各部分标高及B类地面粗糙度确定,μs 如图4:柱顶(标高10.5m)μz =1.014檐口(标高10.5m)μz =1.070屋顶(标高10.5m)μz =1.106图4 风荷载体型系数及排架计算简图故排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为:ω1k=βzμs1μzω0 =1.0×0.8×1.014×0.4=0.324kN/m²ω2k=βzμs2μzω0 =1.0×0.4×1.014×0.4=0.162kN/m²则作用于排架计算简图4上的风荷载标准值为:q1=0.324×6=1.94kN/mq2=0.162×6=0.97kN/mF w=[(μs1 +μs2) μz h1+(μs3 +μs4) μz h2] βzω0 B=[(0.8+0.4)×1.070×2.0+(-0.6+0.5)×1.106×1.3]×1.0×0.4×6=5.82kN4.吊车荷载查表得150/30kN吊车的参数为:B=5.55m,K=4.40m,g=69kN,Q=150kN,F p,max=175kN,F p,min=43kN。
根据B及K,可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应的竖向坐标值,如图5:图5 吊车荷载作用下支座反力影响线(1)吊车竖向荷载吊车竖向荷载标准值为:D max= F p,max∑y i=175×(1+0.808+0.267+0.075)=376.25kND min= F p,min∑y i =43×2.15=92.46kN(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:T=1/4α(Q+g)=1/4×0.1×(150+69)=5.475kN作用于排架柱上的吊车横向水平荷载标准值:T max=T∑y i =5.475×2.15=11.77kN四、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,其中柱剪力分配系数η,结果见表:表3 柱剪力分配系数1.恒载作用下排架内力分析恒载作用下排架的计算简图如图,图中的重力荷载G及力矩M是根据图3确定的,即:G1=G1=205.20kN G2=G3+G4A=44.3+15.6=59.9kNG3=G5A=31.52kN G4=2G1=2×205.2=410.40kNG6=G5B=31.52kN G5=G4B+2G3=23.4+2×44.3=112.00kNM1=G1e1=205.2×0.05=10.26kN•mM2=(G1+G4A)e0-G3e3=(205.2+15.6)×0.2-44.3×0.35=28.66kN•m由于图6 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R i 可以由相应公式计算。
对于A 、C 柱,n=0.148,λ=0.355,则:C 1=3[1-λ2(1-1n )] 2[1+λ3(1n -1)] =2.058 C 3=3(1-λ2) 2[1+λ3(1n -1)]=1.042R A =M 1H C 1+M 2H C 3=10.26×2.058+28.66×1.04211.0=4.63kN R C =-4.63kN R B =0求得Ri 后,可用平衡条件求出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6(b )(c )。
图6(d )为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定。
图6 恒载作用下排架内力图2.屋面活荷载作用下排架的内力分析 (1)AB 跨作用屋面活荷载排架计算简图如图7(a )所示,其中Q1=31.5kN ,它在柱顶及变阶处引起的力矩为M 1A =31.5×0.05=1.58kN•m ,M 2A =31.5×0.2=6.3kN•m ,M 1B =31.5×0.15=4.73kN•m 。
对于A 柱,C1=2.058,C3=1.042。
则: R A =M 1A H C 1+M 2AH C 3=1.58×2.058+6.30×1.04211.0=0.89kN(→) 对于B 柱,n=0.501,λ=0.355,则: C 1=3[1-λ2(1-1n)]2[1+λ3(1n -1)]=1.616R B =M 1BH C 1 =4.73×1.61611.0=0.69kN(→) 则排架柱顶不动铰支座总反力为: R=R A +R B =0.89+0.69=1.58kN(→)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:V A =R A -ηA R=0.89-0.312×1.58=0.40kN(→) V B =R B -ηB R=0.69-0.376×1.58=0.10kN(→) V C =-ηC R=-0.312×1.58=-0.49kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力图如图7:图7 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7中各内力图的位置及方向调整一下即可,如图8所示:图8 BC 跨作用屋面活荷载时排架内力图3.风荷载作用下排架内力分析 (1)左风吹时计算简图如图9(a )所示,对于A 、C 柱,n=0.148,λ=0.355,则: C 1=3[1+λ4(1n-1)]8[1+λ3(1n-1)]=0.325R A =-q1H C11=-1.94×11.0×0.325=-6.94kN(←) R C =-q2H C11=-0.97×11.0×0.325=-3.47kN(←) R=R A +R C +Fw=-6.94-3.47-5.82=-16.23kN(←) 各柱顶剪力分别为:V A =R A -ηA R=-6.94+0.312×16.23=-1.88kN(←) V B = -ηB R=0.376×16.23=6.10kN(→) V C =R C -ηC R=-3.47+0.312×16.23=1.59kN(←) 排架内力图如图9(b )所示图9 左风吹时排架内力图(2)右风吹时计算简图如图10(a )所示,将图9(b )所示A 、C 柱内力图对换且改变内力符号后可得,如图10(6)所示:图10 右风吹时排架内力图4.吊车荷载作用下排架内力分析 (1)D max 作用于A 柱计算简图如图11(a )所示,其中吊车竖向荷载D max ,D min 在牛腿顶面处引起的力矩为: M A =D max e 3=376.25×0.35=131.69kN•m M B =D min e 3=92.46×0.75=69.35kN•m 对于A 柱,C3=1.042,则: R A =-M AH C 3=-131.69×1.04211.0=-12.47kN(←)对于B 柱,n=0.501,λ=0.355,则: C 3=3(1-λ2) 2[1+λ3(1n -1)]=1.255R B =M BH C 3 =69.35×1.25511.0=7.91kN(→) R=R A +R B =-12.47+7.91=-4.56kN(←) 排架各柱顶剪力分别为:V A =R A -ηA R=-12.47+0.312×4.56=-11.05kN(←) V B =R B -ηB R=7.91+0.376×4.56=9.62kN(→) V C =-ηC R=0.312×4.56=1.42kN(→)排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图11(b )(c )所示:图11 D max作用在A柱时排架内力图(2)D max作用于B柱左:计算简图如图12(a)所示,MA、MB计算如下:M A=D max e3=92.46×0.35=32.36kN•mM B=D min e3=376.25×0.75=282.19kN•m柱顶不动铰支座反力R A,R B及总反力R分别为:R A=-M AH C3=-32.36×1.04211.0=-3.07kN(←)R B=M BH C3=282.19×1.25511.0=32.20kN(→)R=R A+R B=-3.07+32.20=29.13kN(→)排架各柱顶剪力分别为:V A=R A-ηA R=-3.07-0.312×29.13=-12.16kN(←)V B=R B-ηB R=32.20-0.376×29.13=21.25kN(→)V C=-ηC R=-0.312×29.13=-9.69kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图12(b)(c)所示:图12 D max作用在B柱左时排架内力图(3)D max作用于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“D max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13所示:图13 D max 作用在B 柱右时排架内力图(4)D max 作用于C 柱:同理,将“D max 作用于A 柱”的情况的A 、C 柱内力对换,并注意改变符号,可求得各柱的内力,如图14所示:图14 D max 作用在C 柱时排架内力图(5)T max 作用于AB 跨柱:当AB 跨作用吊车横向水平荷载时,排架计算简图如图15(a )所示。