24m__单层双跨工业厂房结构设计计算书
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单层工业厂房结构课程设计计算书学号:学院:水利与建筑专业:土木工程班级:1103姓名:一.设计资料1.某金工车间,单跨无天窗厂房,厂房跨度L=24m,柱距为6m,车间总长度为120m,中间设一道温度缝,厂房剖面图如图所示:2.车间内设有两台双钩桥式起重机,吊车起重量为200/50kN。
3.吊车轨顶标高为9.6m。
4.建筑地点:哈尔滨。
5.地基:地基持力层为亚粘性层,地基承载力特征值为f=180kN/m2。
最ak高地下水位在地表15m。
6. 材料:混凝土强度等级为C30,纵向钢筋采用HRB400级,(360N/mm 2)箍筋采用HPB235级。
(300N/mm 2)二。
选用结构形式1. 钢屋盖,采用24米钢桁架,桁架端部高度为1。
2m ,中央高度为2。
4m,屋面坡度为21,,屋面板采用彩色钢板,厚4mm. 2. 预制钢筋混凝土吊车梁和轨道链接采用标准图G325,中间跨DL-9Z ,边跨DL-9B ,梁高m h b 2.1=。
轨道连接采用标准图集G325 3. 预制钢筋混凝土取轨道顶面至吊车梁顶面的距离m h a 2.0=,故 牛腿顶面标高=轨顶标高—a h -b h =9.6-1.2-0。
2=8.2查附录12得,吊车轨顶至吊车顶部的高度为2.7m ,考虑屋架下弦至吊车顶部所需空间高度为220mm ,故 柱顶标高=9。
6+2。
7+0.22=13.52m ,三. 柱的各部分尺寸及几何参数上柱 b ×h=400mm ×400mm (g 1=4。
0kN/m) A i =b ×h=1。
6×105m 2 I 1=bh 3/12=2。
13×109mm 4图1厂房计算简图及柱截面尺寸下柱 bf ×h×b×hf=400mm×800mm×100mm×100mm(g2=3。
69kN/m)A2=100×400×2+(800-2×100)×100+2×25×150=1.475×105mm2I2=5003×100/12+2×(400×1003/12+400×100×3002)+4×(253×150/36+343。
双跨单层厂房课程设计计算书双跨单层厂房课程设计计算书单层厂房课程设计设计任务书一、设计题目某金属装配车间双跨等高厂房。
二、设计内容1、计算排架所受的各项荷载。
2、排序各种荷载促进作用下的尖萼内力(吊车荷载不考量厂房的空间整体作用)。
3、边柱(a、c轴线)及中柱(b轴线)的柱及牛腿设计,柱下单一制基础设计。
4、绘制施工图:柱模板图和配筋图,基础模板图和配筋图。
三、设计资料1、金属结构车间为两跨厂房,跨度均为21m。
厂房总长54m,柱距6m。
厂房标高:室内地面±0.000,室外地面-1.500,吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00,屋架栔标高一班10.400、二班12.400。
2、厂房每横跨内设两台吊车,a4级工作制,起至重量单学号15/3t、双学号20/5t。
吊车其它参数参见“5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸(zq1-62系列)”。
3、建设地点为某城市,基本雪压0.30kn/m2,基本风压0.50kn/m2,闷结深度1.6m。
厂房自然地坪下0.6m为回填土,回填土的下层8m为均匀粘土,地基承载力特征值fak=240kpa,土的天然重度为17.5kn/m3,土质分布均匀。
下层为粗砂土,地基承载力特征值fak=350kpa,地下水位-5.5m。
4、厂房标准构件采用及荷载标准值如下:1)屋架采用21m梯形钢屋架,按《建筑结构荷载规范》附录a“常用构件和材料的蔡国用”,按0.12+0.011l(不含提振,按屋面水平投影面积排序,单位kn/m2;l为跨度,以m计)排序屋架蔡国用标准值(包含提振)。
屋架侧端高度1.4m,屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。
2)吊车梁采用钢筋混凝土等横截面吊车梁,梁高900mm,蔡国用标准值29kn/根,轨道及零件自重0.8kn/m,轨道及垫层构造高度200mm。
3)天窗采用矩形纵向天窗,每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为1单层厂房课程设计34kn(包含蔡国用、侧板、窗扇、提振等的蔡国用)。
目录1 单层工业厂房结构设计任务书 (1)设计题目 (1)设计任务 (1)设计内容 (1)设计资料 (1)2.单层厂房结构设计 (4)屋面结构 (4);屋面结构 (4)排架柱及基础材料选用情况 (5)梁柱的结构布置 (6)基础平面布置 (9)排架结构计算 (9)计算简图及柱的计算参数 (9)荷载计算 (10)内力分析 (13))最不利内力组合 (24)排架柱的设计 (31)A(C)柱 (31)B柱 (42)基础设计 (44)A(C)柱 (44)B柱 (49)3 施工图 (54),结构布置图 (54)柱施工图 (54)基础施工图 (54)4 参考文献 (55)单层工业厂房结构设计1 单层工业厂房结构设计任务书设计题目装配车间双跨等高厂房.设计任务1.2.1 单层厂房结构布置.1.2.2 选用标准构件.1.2.3 排架柱及柱下基础设计.设计内容1.3.1 确定上、下柱的高度及截面尺寸.1.3.2 选用屋面板,天窗架,屋架,基础梁,吊车梁及轨道车接件.1.3.3 计算排架所承受的各项荷载.1.3.4 计算各种荷载作用下排架的内力.1.3.5 柱及牛腿的设计,柱下单独基础设计.1.3.6 绘制施工图⑴结构布置图(屋架,天窗架,屋面板,屋盖支撑布置,吊车梁,柱及柱间支撑,墙体布置).⑵基础施工图(基础平面图及配筋图).⑶柱施工图(柱模板图,柱配筋图).设计资料1.4.1 某车间该车间为双跨等高有天窗厂房,柱距为6m,车间总长为36m,中间不设伸缩缝,厂房跨为l(见表1-1),剖面如图1-1所示。
表1-11.4.2 吊车每跨设二台中级工作制软钩桥式吊车,吊车起重量及轨顶标高见表1-1.1.4.3 建设地点北部某城市(基本风压为㎡。
基本雪压 KN/㎡).1.4.4 工程地质及水文地质条件该厂址位于大黑河二级阶地,地形平坦,厂区地层自上而下为耕土层粘土,中砂,软石,f=180 KN/㎡,可作持力基岩,其中耕土层厚约0.5m,粘土层厚约3m,地基承载力标准值k层,厂区地层地下水位较低,且无腐蚀性.1.4.5 建筑材料供应条件建设厂房使用的钢材,水泥,砖,砂石,石灰等材料均可按设计要求供应.主要材料有:⑴钢材钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构所有的钢筋种类,型钢及钢板可保证供应并具备有各种规格.⑵水泥普通硅酸盐水泥,可配制C10∽C40级混凝土.⑶砖普通粘土砖.⑷其他如砂石,石灰等地方材料均能按设计要求供应,柱子,屋架可在现场预制,其他预制件均在预制厂制作,预制构件安装架设由该地机械化施工公司负责施工,该项目的施工单位有较高的施工水平,如设计采用国家标准图及普通做法,其施工质量均能达到设计及施工验收规范的要求.1.4.6 建筑构造⑴屋面卷材防水屋面,其做法如下:SBSIV改性油毡20mm厚水泥砂浆找平层100mm厚水泥珍珠岩制品保温层一毡二油隔气层预应力混凝土大型屋面板⑵墙体240mm厚清水砖墙,钢门窗⑶地面室内混凝土地面,室内外高差300m建筑构造见图1-21.4.7 选用材料混凝土强度等级为C20,柱中受力主级为Ⅱ级钢筋,箍筋及基础底板钢筋为Ⅰ级钢筋(a) 结构平面布置图轨顶(b)剖面图图1-12.单层厂房结构设计屋面结构2.1.1 屋面结构⑴屋面板采用全国通用工业厂房结构构件标准图集92G410(一)×6m,预应力钢筋混凝土大型屋面板,卷材防水。
一.建筑设计说明一、工程概况1.工程名称:青岛市某重型工业厂房;2.工程总面积:3344㎡3.结构形式:钢结构排架二、建筑功能及特点1.该拟建的建筑位于青岛市室内,设计内容:重型钢结构厂房,此建筑占地面积3344㎡。
2.平面设计建筑物朝向为南北向,双跨厂房,每跨跨度为21m,柱距为6m,采用柱网为21m×6m,纵向定位轴线采用封闭式结合方式。
3.立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求,设置了大面积的玻璃窗。
4.剖面设计吊车梁轨顶标高为,柱子高度H=++=,取柱子高度为。
5.防火防火等级为二级丁类,设一个防火分区,安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。
室内消火栓设在两侧纵墙处,两侧及中间各设两个消火栓,满足间距小于50m的要求。
6.抗震建筑的平面布置规则,建筑的质量分布和刚度变化均匀,满足抗震要求。
7.屋面屋面形式为坡屋顶:坡屋顶排水坡度为10%,排水方式为有组织内排水。
屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。
8.采光采光等级为Ⅳ级,窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡,地面面积为3344平方米,窗地比满足要求,不需开设天窗。
9.排水排水形式为有组织内排水,排水管数目为21个。
三、设计资料1.自然条件2.1工程地质条件:场区地质简单,无不利工程地质现象,条件良好,地基承载力标准值1000Kpa,为强风化花岗岩,场区内无地下水。
冻土深度为。
2.2抗震设防:6度2.3防火等级:二级2.4建筑物类型:丙类2.5基本风压:W=㎡,主导风向:东南风2.6基本雪压:㎡(50年)㎡(100年)2.7冻土深度:—2.8气象条件:年平均气温:℃最高温度:℃最低温度:-℃年总降雨量:。
2.工程做法2.1散水做法:混凝土散水2.2.150厚C15混凝土撒1:1水泥沙子,压实赶光2.2.2150厚3:7灰土垫层2.2.3素土夯实向外坡4%2.2地面做法:混凝土地面2.2.1100厚C15混凝土随打随抹上撒1:1水泥沙子,压实抹光2.2.2150厚3:7灰土(灰土垫层)2.2.3素土夯实2.3屋面做法:夹芯屋面板(JxB42-333-1000)工程做法见国家标准图集01J925-12.4墙面做法:200厚夹芯墙面板(JxB-Qy-1000)工程做法见国家标准图集01J925-1二.结构构件选型及布置一、柱网和变形缝的布置1、柱网的布置厂房纵向柱距为6米,双跨厂房,每跨跨度为21米。
土木工程24米跨度钢结构课程设计计算书(常用版)(可以直接使用,可编辑完整版资料,欢迎下载)井冈山大学工学院建筑系钢结构课程设计姓名:李文中班级:07级土木工程本(1)班学号:70615002指导老师:王玉娥一、设计资料1.屋架铰支于钢筋混凝土柱顶,柱的混凝土强度等级为C25,柱顶截面尺寸为400mm×400mm。
2.厂房总长度120m,柱距和屋架跨度见任务分组表。
3.屋面采用预应力钢筋混凝土大型屋面板或压型钢板,屋面板不考虑作为侧向支撑。
4.上弦平面侧向支撑间距为两倍节间长度,下弦平面在柱顶和跨中各设一道纵向系杆。
5.屋面坡度见任务分组表。
6.荷载永久荷载:可变荷载:屋面活荷载(d)0.70kN/m27.梯形钢屋架的形式、尺寸及内力系数见图1所示。
8.钢材采用Q235B 钢,焊条为E43XX 系列,手工焊。
图1 钢屋架形式2.荷载组合设计屋架时,应考虑以下三种荷载组合:(1)组合一:久荷载+全跨可变荷载1.2D+1.4L=4.62 KN/m21.2D+1.4×0.7L=4.78/m2所以上弦节点荷载为P=q×1.5×6=43.02 KN(2)组合二:全跨永久荷载+半跨可变荷载全跨永久荷载:q=1.35D=1.35×3.03=4.0905 KN/m2P1=q1×A=4.091×1.5×6=36.81 KN/m2半跨可变荷载q2=1.4×0.7L=0.686KN/m2P2=q2 ×A=0.686×1.5×6=6.17 KN(3)组合三:全跨屋架及支撑自重+半跨屋面板重+半跨屋面活荷载全跨屋架及支撑自重:q3=1.0×0.384 KN/m2=0.384 KN/m2P3=q3×A=0.384×1.5×6=3.46 KN/m2半跨屋面板重+半跨屋面活荷载:q4=1.2×1.4+1.4×0.7=2.66KN/m2P4=q4×A=2.52×1.5×6=23.94KN3.内力计算本设计采用数值法计算杆件在单位节点力作用下各杆的内力系数(单位节点力分别作用于全跨、左半跨和右半跨),内力计算见表1所示。
一.建筑设计说明一、工程概况1.工程名称:青岛市某重型工业厂房;2.工程总面积:3344㎡3.结构形式:钢结构排架二、建筑功能及特点1.该拟建的建筑位于青岛市室内,设计内容:重型钢结构厂房,此建筑占地面积3344㎡。
2.平面设计建筑物朝向为南北向,双跨厂房,每跨跨度为21m,柱距为6m,采用柱网为21m ×6m,纵向定位轴线采用封闭式结合方式。
3.立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求,设置了大面积的玻璃窗。
4.剖面设计吊车梁轨顶标高为 6.9m,柱子高度H=6.9+3.336+0.3=10.536,取柱子高度为10.8m。
5.防火防火等级为二级丁类,设一个防火分区,安全疏散距离满足房门只外部出口或封闭式楼梯间最大距离。
室内消火栓设在两侧纵墙处,两侧及中间各设两个消火栓,满足间距小于50m 的要求。
6.抗震建筑的平面布置规则,建筑的质量分布和刚度变化均匀,满足抗震要求。
7.屋面屋面形式为坡屋顶:坡屋顶排水坡度为10%,排水方式为有组织内排水。
屋面做法采用《01J925-1压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》中夹芯钢板屋面。
8.采光采光等级为Ⅳ级,窗地比为1/6,窗户面积为1160㎡,地面面积为3344平方米,窗地比满足要求,不需开设天窗。
9.排水排水形式为有组织内排水,排水管数目为21个。
三、设计资料1.自然条件2.1工程地质条件:场区地质简单,无不利工程地质现象,条件良好,地基承载力标准值1000Kpa,为强风化花岗岩,场区内无地下水。
冻土深度为0.5m。
2.2抗震设防:6度2.3防火等级:二级2.4建筑物类型:丙类2.5基本风压:W=0.6KN/㎡,主导风向:东南风2.6基本雪压:0.2 KN/㎡(50年)0.25 KN/㎡(100年)2.7冻土深度:—0.5m2.8气象条件:年平均气温:12.7℃最高温度:38.9℃最低温度:-16.9℃年总降雨量:687.3mm。
2.工程做法2.1散水做法:混凝土散水2.2.150厚C15混凝土撒1:1水泥沙子,压实赶光2.2.2150厚3:7灰土垫层2.2.3素土夯实向外坡4%2.2地面做法:混凝土地面2.2.1100厚C15混凝土随打随抹上撒1:1水泥沙子,压实抹光2.2.2150厚3:7灰土(灰土垫层)2.2.3素土夯实2.3屋面做法:夹芯屋面板(JxB42-333-1000)工程做法见国家标准图集01J925-12.4墙面做法:200厚夹芯墙面板(JxB-Qy-1000)工程做法见国家标准图集01J925-1二.结构构件选型及布置一、柱网和变形缝的布置1、柱网的布置3-1厂房纵向柱距为6米,双跨厂房,每跨跨度为21米。
目录1、设计资料 01.1结构形式 (1)1.2屋架形式及选材 (1)1.3荷载标准值(水平投影面计) (1)2、支撑布置 (2)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (2)2.2桁架支撑布置如图 (2)3、荷载计算 (4)4、内力计算 (5)5、杆件设计 (8)5.1上弦杆 (8)5.2下弦杆 (9)5.3端斜杆A B (9)5.4腹杆 (11)5.5竖杆 (16)5.6其余各杆件的截面 (16)6、节点设计 (20)6.1下弦节点“C” (20)6.2上弦节点“B” (21)6.3屋脊节点“H” (22)6.4支座节点“A” (23)6.5下弦中央节点“H” (23)参考文献 (27)图纸 (27)1、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为24m,总长90m,柱距6m,采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400,混凝土强度等级为C25,屋面坡度为10=i。
地区计算温度高于-200C,无侵蚀性介质,地震设防烈度为7:1度,屋架下弦标高为18m;厂房内桥式吊车为2台150/30t(中级工作制),锻锤为2台5t。
1.2、屋架形式及选材屋架跨度为24m,屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为:设计方案采用235钢,焊条为E43型。
1.3、荷载标准值(水平投影面计)①永久荷载:三毡四油(上铺绿豆砂)防水层 0.4 KN/m2水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2保温层 0.7 KN/m2一毡二油隔气层 0.05 KN/m2水泥砂浆找平层 0.3 KN/m2预应力混凝土大型屋面板 1.40 KN/m2屋架及支撑自重(按经验公式L.0+=计算) 0.384 KN/m2.0q01112②可变荷载:屋面活荷载标准值: 0.8 KN/m2雪荷载标准值: 0.5 KN/m2积灰荷载标准值: 0.7 KN/m22、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置 如下图2.1、2.2、2.3所示19901350229025902890319026082859311933702535285931293396150********Aac egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2.1 24米跨屋架几何尺寸图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出,桁架支撑布置如图1.1所示。
一、课程设计内容1、计算书一份:(1)绘制屋架支撑布置简图;(2)荷载和杆件内力计算、汇总;(3)设计节点并在计算书中绘制节点简图。
2、绘制钢屋架施工图(一号图纸一张594mmX841mm),绘制杆件汇总表。
二、设计资料⨯工业厂房跨度为24mL=,柱距为6m,厂房总长度为96m,选用1.5 6.0m 预应力钢筋混凝土大型屋面板。
采用梯形钢屋架,如图1,钢材选用Q235-B,焊条选用E43,手工焊。
屋架两端简支于钢筋混凝土柱上,檐口采用封闭结合,上⨯,混凝土标号为C20。
柱截面450mm450mm荷载(标准值):1、永久荷载:预应力钢筋混凝土屋面板(包括嵌缝)21800(N m)S B S改性沥青防水卷材2400(N m)20m m厚找平层2400(N m)100m m厚泡沫混凝土保温层2500(N m)屋架和支撑自重2500(N m)2、活荷载:屋面雪荷载2500(N m)400(N m),施工荷载2课程设计正文:一、屋架支撑布局简图屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2二、荷载和内力计算及节点设计1、 荷载和内力计算 (1) 荷载组合由于屋面坡度不大,故忽略坡度对荷载值的影响;风荷载为吸力,重屋盖可不考虑。
永久荷载总和为:1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6 kN; 节点设计荷载:(1.35 3.6 1.40.70.5)6 3.096.3d F =⨯+⨯⨯⨯⨯= kN; 支座反力:4496.3385.2d d R F ==⨯= kN;(2) 内力计算用所给出的图中的单位内力可求出全跨荷载作用下屋架的杆件内力.内力设计值如下图所示:2、 杆件截面选择腹杆最大轴力为543.9kN ,选用支座节点板厚t=12mm ,中间节点板及垫板厚可为t=10mm 。
所用钢材厚度均小于16mm ,设计强度=215N/2mm 。
(1) 上弦截面上弦不改变截面,最大内力max 756.05N =- kN ;屋架平面内计算长度300.0cm ox l =;屋架平面外,要求大型屋面板与屋架可靠焊接,取 两块板的宽度300.0cm oy l =。
计算书一、结构方案设计1、厂房平面设计柱距为6m,横向定位轴线用①、②…表示,间距取为6m,纵向定位轴线用ⓐ、ⓑ、ⓒ表示,间距取跨度尺寸,即ⓐ~ⓑ轴线距离为18m,ⓑ~ⓒ轴线距离为24m。
为了布置抗风柱,端柱离开(向内)横向定位轴线600mm,其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。
ⓐ~ⓑ、ⓑ~ⓒ跨的吊车起重量等于20t,ⓐ、ⓒ列柱初步采用封闭结合,纵向定位轴线与边柱外缘重合。
是否采用非封闭结合以及联系尺寸取多大,需根据吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸B₂确定。
B₂= λ-(B₁+B₃)应满足:B₂≥80mm Q≤50t对于20t吊车,B₁=260mm假设上柱截面高度400mm,则B₃=400mm对于ⓐ、ⓒ列柱,B₂=750-(260+400)=90mm>80mm,满足要求。
对于等高排架,中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合,吊车架外缘与上柱内缘净空尺寸能满足要求。
厂房长度66m,小于100m,可不设伸缩缝。
2、构件选型及布置(1)屋面构件①屋面板和嵌板屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载(不含屋面自重)的设计值,查92G410(一)。
当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时,需要布置嵌板。
嵌板查92G410(二)荷载:两毡三油防水层 1.2 x 0.35 = 0.42KN/m²20mm 厚水泥砂浆找平层 1.2 x 0.02 x 20 = 0.48KN/m²屋面均布活载(不上人) 1.4 x 0.5 = 0.70KN/m²雪载 1.4 x 1.0 x 0.5 = 0.70KN/m²小计 1.60KN/m²采用预应力混凝土屋面板。
根据允许外加均布荷载设计值 1.60KN/m²,查图集,中部选用Y-WB-1Ⅱ,端部选用Y-WB-1ⅡS,其允许外加荷载1.99KN/m ²>1.60KN/m²,板自重1.40KN/m²。
河南工程学院《钢结构》课程设计24m跨厂房普通钢屋架设计学生姓名:**学号:************学院:土木工程学院专业班级:土木工程1341班专业课程:钢结构任课教师:***201 6年6月13日目录一、设计资料 (3)1.基础资料 (3)2.荷载 (3)二、钢屋架设计计算 (4)1.材料选择 (4)2.屋架形式及几何尺寸 (4)3.支撑布置 (4)4. 支撑布置情况 (4)三、荷载和内力计算 (6)1.荷载计算 (6)2.荷载组合 (6)3.内力计算 (7)四、截面选择 (7)1.上弦 (7)2.下弦 (8)3.斜腹杆 (8)五、节点设计 (15)1.下弦设计 (15)2上弦节点“B” (16)3.屋脊节点K (17)4.支座节点“a” (18)六、绘制施工图 (20)24m 跨厂房普通钢屋架设计一、设计资料 1.基础资料某单跨单层厂房,跨度L=24,长度54m ,柱距6m ,厂房内无吊车、无振动设备,屋架采用梯形钢桁架,铰接于混凝土柱上,上柱截面尺寸为400*400,屋面采用1.5×6.0m 太空轻质大型屋面板。
屋面坡度i=1/9,雪荷载为0.3kN/m 2,钢材采用Q235-BF ,焊条采用E43型,手工焊。
柱网布置如图1所示, 杆件容许长细比:屋架压杆[λ]=150,屋架拉杆[λ]=350。
2.荷载(1) 永久荷载(标准值)大型屋面板 622.0122001.050.0=⨯+kN/m 2 防水层 0.10kN/m 2屋架及支撑自重 0.12+0.011L=0.12+0.011⨯24=0.39kN/m 2 悬挂管道 0.05kN/m 2(2)可变荷载(标准值)屋面活荷载 编号35,应选择0.58kN/m 2;L55006000600060006000 60006000 600060005005001 3 4 5 6 7 8 91011 122 AB图1 柱网布置图雪荷载 0.30kN/m 2 二、钢屋架设计计算1.材料选择根据荷载性质,钢材可采用Q235-BF ,要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。
一、课程设计内容 1、计算书一份:(1)绘制屋架支撑布置简图; (2)荷载和杆件内力计算、汇总;(3)设计节点并在计算书中绘制节点简图。
2、绘制钢屋架施工图(一号图纸一张594mmX841mm ),绘制杆件汇总表。
二、设计资料工业厂房跨度为24m L =,柱距为6m ,厂房总长度为96m ,选用1.5 6.0m ⨯预应力钢筋混凝土大型屋面板。
采用梯形钢屋架,如图1,钢材选用Q235-B ,焊条选用E43,手工焊。
屋架两端简支于钢筋混凝土柱上,檐口采用封闭结合,上柱截面450mm 450mm ⨯,混凝土标号为C20。
荷载(标准值):1、永久荷载:预应力钢筋混凝土屋面板(包括嵌缝)21800(N m ) SBS 改性沥青防水卷材2400(N m ) 20mm 厚找平层2400(N m )100mm 厚泡沫混凝土保温层2500(N m ) 屋架和支撑自重2500(N m )2、活荷载:屋面雪荷载2400(N m ),施工荷载2500(N m )课程设计正文:一、屋架支撑布局简图屋架上弦支撑布置图屋架下弦支撑布置图垂直支撑1-1垂直支撑2-2二、荷载和内力计算及节点设计1、 荷载和内力计算 (1) 荷载组合由于屋面坡度不大,故忽略坡度对荷载值的影响;风荷载为吸力,重屋盖可不考虑。
永久荷载总和为:1.8+0.4+0.4+0.5+0.5=3.6 kN; 节点设计荷载:(1.35 3.6 1.40.70.5)6 3.096.3d F =⨯+⨯⨯⨯⨯= kN; 支座反力:4496.3385.2d d R F ==⨯= kN;(2) 内力计算用所给出的图中的单位内力可求出全跨荷载作用下屋架的杆件内力.内力设计值如下图所示:2、 杆件截面选择腹杆最大轴力为543.9kN ,选用支座节点板厚t=12mm ,中间节点板及垫板厚可为t=10mm 。
所用钢材厚度均小于16mm ,设计强度=215N/2mm 。
(1) 上弦截面上弦不改变截面,最大内力max 756.05N =- kN ;屋架平面内计算长度300.0cm ox l =;屋架平面外,要求大型屋面板与屋架可靠焊接,取 两块板的宽度300.0cm oy l =。
题目:普通梯形钢屋架(1)—13摘要通过课程设计,对屋盖结构的整体构造和组成有一个全面的了解,对支撑体系在结构中的作用和重要性有一定的理解。
运用以前各章学习到的基本理论、基本知识和基本计算技能,掌握普通钢屋架的设计,打到能绘制施工图的要求。
本次设计包括单层单跨厂房钢屋盖支撑布置;计算杆件内力;杆件设计;节点设计等内容。
目录1、设计资料 01.1结构形式 (2)1.2屋架形式及选材 (2)1.3荷载标准值(水平投影面计) (2)2、支撑布置 (3)2.1桁架形式及几何尺寸布置 (3)2.2桁架支撑布置如图 (3)3、荷载计算 (4)4、内力计算 (5)5、杆件设计 (8)5.1上弦杆 (8)5.2下弦杆 (9)5.3端斜杆A B (9)5.4腹杆 (11)5.5其余各杆件的截面 (11)6、节点设计 (12)6.1下弦节点“B” (12)6.2上弦节点“B” (13)6.3支座节点“A” (14)参考文献 (17)1、设计资料1.1、结构形式某厂房跨度为24m,总长54m,柱距6m,采用梯形钢屋架、1.5×6.0m预应力混凝土大型屋面板,屋架铰支于钢筋混凝土柱上,上柱截面400×400,混凝土强度等级为C25,屋面坡度为10:1i。
地震设防烈度为7度.1.2、屋架形式及选材屋架跨度为24m,屋架形式、几何尺寸及内力系数如附图所示。
屋架采用的钢材及焊条为:设计方案采用235钢,焊条为E43型。
1.3、荷载标准值(水平投影面计)①永久荷载:SBS改性沥青油毡防水层 0.4 KN/m220厚水泥砂浆找平层 0.4 KN/m210厚水泥珍珠岩保温层 0.4 KN/m2冷底子油隔汽层 0.05 KN/m2混凝土大型屋面板(包括灌浆) 1.4 KN/m2②可变荷载:屋面活荷载(或雪荷载) 0.6KN/m2积灰荷载标准值 0.5 KN/m22、支撑布置2.1桁架形式及几何尺寸布置 如下图2.1、2.2、2.3所示19901350229025902890319026082859311933702535285931293396150********Aac egIB C D F G H I 15008=12000×150815081508150815081508起拱50图2.1 24米跨屋架几何尺寸图2.2 24米跨屋架全跨单位荷载作用下各杆件的内力值2.2桁架支撑布置桁架形式及几何尺寸在设计任务书中已经给出,桁架支撑布置如图1.1所示,布置下弦纵向水平支撑。
目录1 单层工业厂房结构设计任务书 (1)1.1 设计题目 (1)1.2 设计任务 (1)1.3 设计内容 (1)1.4 设计资料 (1)2.单层厂房结构设计 (4)2.1 屋面结构 (4)2.1.1 屋面结构 (4)2.1.2 排架柱及基础材料选用情况 (5)2.1.3 梁柱的结构布置 (6)2.1.4 基础平面布置 (9)2.2 排架结构计算 (9)2.2.1 计算简图及柱的计算参数 (9)2.2.2 荷载计算 (10)2.2.3 内力分析 (13)2.2.4 最不利内力组合 (24)2.3 排架柱的设计 (31)2.3.1 A(C)柱 (31)2.3.2 B柱 (42)2.4 基础设计 (44)2.4.1 A(C)柱 (44)2.4.2 B柱 (49)3 施工图 (54)3.1 结构布置图 (54)3.2 柱施工图 (54)3.3 基础施工图 (54)4 参考文献 (55)单层工业厂房结构设计1 单层工业厂房结构设计任务书1.1 设计题目装配车间双跨等高厂房.1.2 设计任务1.2.1 单层厂房结构布置.1.2.2 选用标准构件.1.2.3 排架柱及柱下基础设计.1.3 设计内容1.3.1 确定上、下柱的高度及截面尺寸.1.3.2 选用屋面板,天窗架,屋架,基础梁,吊车梁及轨道车接件.1.3.3 计算排架所承受的各项荷载.1.3.4 计算各种荷载作用下排架的内力.1.3.5 柱及牛腿的设计,柱下单独基础设计.1.3.6 绘制施工图⑴结构布置图(屋架,天窗架,屋面板,屋盖支撑布置,吊车梁,柱及柱间支撑,墙体布置).⑵基础施工图(基础平面图及配筋图).⑶柱施工图(柱模板图,柱配筋图).1.4 设计资料1.4.1 某车间该车间为双跨等高有天窗厂房,柱距为6m,车间总长为36m,中间不设伸缩缝,厂房跨为l(见表1-1),剖面如图1-1所示。
表1-11.4.2 吊车每跨设二台中级工作制软钩桥式吊车,吊车起重量及轨顶标高见表1-1.1.4.3 建设地点北部某城市(基本风压为0.50KN/㎡。
基本雪压0.30 KN/㎡).1.4.4 工程地质及水文地质条件该厂址位于大黑河二级阶地,地形平坦,厂区地层自上而下为耕土层粘土,中砂,软石,f=180 KN/㎡,可作持基岩,其中耕土层厚约0.5m,粘土层厚约3m,地基承载力标准值k力层,厂区地层地下水位较低,且无腐蚀性.1.4.5 建筑材料供应条件建设厂房使用的钢材,水泥,砖,砂石,石灰等材料均可按设计要求供应.主要材料有:⑴钢材钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构所有的钢筋种类,型钢及钢板可保证供应并具备有各种规格.⑵水泥普通硅酸盐水泥,可配制C10∽C40级混凝土.⑶砖普通粘土砖MU7.5.⑷其他如砂石,石灰等地方材料均能按设计要求供应,柱子,屋架可在现场预制,其他预制件均在预制厂制作,预制构件安装架设由该地机械化施工公司负责施工,该项目的施工单位有较高的施工水平,如设计采用国家标准图及普通做法,其施工质量均能达到设计及施工验收规范的要求.1.4.6 建筑构造⑴屋面卷材防水屋面,其做法如下:SBSIV改性油毡20mm厚水泥砂浆找平层100mm厚水泥珍珠岩制品保温层一毡二油隔气层预应力混凝土大型屋面板⑵墙体240mm厚清水砖墙,钢门窗⑶地面室内混凝土地面,室内外高差300m建筑构造见图1-21.4.7 选用材料混凝土强度等级为C20,柱中受力主级为Ⅱ级钢筋,箍筋及基础底板钢筋为Ⅰ级钢筋(a) 结构平面布置图轨顶(b)剖面图图1-12.单层厂房结构设计2.1 屋面结构2.1.1 屋面结构⑴屋面板采用全国通用工业厂房结构构件标准图集92G410(一)1.5m×6m,预应力钢筋混凝土大型屋面板,卷材防水。
板重(包括灌缝在内),标准值为1.4KN/㎡.屋面板的选用方法(包括檐口板,嵌板)是:计算该板所受外加荷载的标准值,在图集中查出的允许外加荷载标准值应比它大但又最接近的板代号,其选用结果见表2-1.⑵天沟板采用92 G410(三)1.5m×6m预应力钢筋混凝土屋面板(卷材防水天沟板).又屋面排板计算,天沟板的宽度为680mm,该厂房一侧设有6根落水管,天沟板内坡度为5‰,垫层最薄处为20mm厚,则最厚处为80mm,按最厚处的一块天沟板计算其所受的外加荷载标准值,见图2-2.选用方法同屋面板,但需要注意天沟板的开洞位置.图2-2⑶天窗架²采用94G316中的Ⅱ型钢筋混凝土天窗架GJ9-03,自重标准值2×36KN/榀,天窗端选用94G316中的DB9-3,自重标准值2×57 KN/榀(包括自重,侧板,窗档,窗扇,支撑,保温材料,天窗,电动起动机,消防栓等),其选用见表2-1.⑷屋架采用95G415(三)预应力钢筋混凝土折线形屋架(跨度24m),选用时应根据屋面荷载大小,有无天窗及天窗类别,檐口类别等进行选用,其选用见表2-2⑸屋盖支撑①可不设屋架上弦横向水平支撑,但须保证屋面板与屋架的连接不少于三个焊接点并沿板缝灌注不低于C15的细石混凝土,否则,应在该厂房的两端第一柱间设置上弦横向水平支撑.②屋架间的垂直支撑与水平系杆,可在该厂房两端的第一柱间的端中及两端设置垂直支撑,并在各跨跨中下弦处设置通长的纵向刚系杆,在各跨两端下弦处设置通长的钢筋混凝土系杆.③屋架下弦的横向及纵向水平支撑均不可设. ⑹吊车架采用G323(二)标准图集中的钢筋混凝土吊车梁(中轻级工作制),吊车梁高1200mm ,构件自重:DL-92(中间跨)39.5KN/根,DL-913(边跨)40.8KN/根,轨道及零件重1KN/m ,轨道及垫层构造高度200mm ,见表2-12.1.2 排架柱及基础材料选用情况⑴柱混凝土:采用C20,c f =9.6N/㎜²,tk f =1.54N/㎜²钢筋:纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋(y f =360N/㎜²,s E =2×105N/㎜²),箍筋采用HPB235级钢筋. ⑵基础混凝土:采用C20,c f =9.6N/㎜²,tk f =1.54N/㎜² 钢筋:采用HRB400级钢筋(y f =360N/㎜²)表2-12.1.3 梁柱的结构布置⑴排架柱尺寸的选定①计算上柱高及柱全高由工艺要求,轨顶标高为+9.6m,吊车为20/5t,L k=24-1.5=22.5m,中级工作制,查吊车有关资料,轨顶至吊车顶距H=2.136m.柱顶标高=轨顶标高+吊车顶端与柱顶的净空尺寸=9.600+2.136+0.220=11.956m.由牛腿顶面标高及模板要求,吊车梁高为1.2m,轨道及垫层构造高度取0.2m,故牛腿顶面标高=轨顶标高-吊车梁高度-轨顶垫高=9.600-1.200-0.200=8.200m(取8.400m) 依次,柱顶标高=牛腿顶面高+吊车梁高+轨顶垫高+H+0.220 =8.400+1.200+0.200+2.136+0.220=12.156m(取12.300m)综上,则柱顶标高为12.300m ,上柱高H u =柱顶标高-轨顶标高+吊车梁高+轨道构造高=12.3-9.6+1.2+0.2=4.1m, 全柱高H=柱顶标高-基顶标高=12.3-(-0.5)-(-0.2)=13.0m, 下柱高H l =H-H u =13.0-4.1=8.9m,实际轨顶标高=8.4+1.2+0.2=9.8m 与9.6m 要求相差在±0.2m 范围内,故满足要求,1—1剖面图见图2-3.图2-3上柱与全柱高的比值λ=.131.4=H H u =0.315 ②初步确定柱截面尺寸.根据教材表2.7(6m 柱距单层厂房矩形,工字形截面柱截面尺寸限值). 对于下柱截面宽度:25890025=≥l H b =356mm ,可取b=400mm. 对于下柱截面高度,有吊车时12890012=≥l H h =742mm 无吊车时25100.135.1255.13⨯⨯=≥l H h =780mm.根据表2.8[厂房柱截面形式和尺寸参考(中级工作制)]取: 边柱A.C 轴:上柱:□b ×h=400mm ×400mm下柱:Ib×h×b i×h i=400mm×800mm×100mm×150mm 中柱B轴:上柱:□b×h=400mm×600mm下柱:Ib×h×b i×h i=400mm×800mm×100mm×150mm 验算初步确定的截面尺寸,满足要求.I字形截面其余尺寸如图2-4.图2-4上下柱截面惯性矩及其比值.排架平面内:边柱上柱:49310133.2400400121mmIu⨯=⨯⨯=下柱:4102331044.132522525300212450300121800400121mmIl⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=中柱上柱:493102.7600400121mmIu⨯=⨯⨯=下柱:4102331044.132522525300212450300121800400121mmIl⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯=排架平面外:上柱:49310133.2400400121mmIu⨯=⨯⨯=下柱:4233109713.131505025300212100450121400150121mmIl⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯⨯⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=③牛腿尺寸初选由牛腿几何尺寸的构造规定α≤45°,h l≥h/3,且h l≥200mm,故取α=45°,h l=450mm,则A.C轴柱:c=750+b/2+c1-800=750+150+100-800=200mm;h=450+200=650mm.B轴柱:c=750+b/2+c1-400=750+150+100-400=600mm;h=450+600=1050mm.牛腿尺寸见图2-5图2-5 牛腿尺寸示意图⑵柱间支撑可在该厂房中部轴线间设置上柱支撑和下柱支撑.⑶吊车梁、柱及柱间支撑、墙体布置可参考以上选型及布置画出.结构布置图见附图-012.1.4 基础平面布置⑴基础编号首先应区分排架类型,分标准排架、端部排架、伸缩缝处排架等,然后对各类排架的中柱和边柱的基础分别编号,还有抗风柱的基础也须编入.⑵基础梁单层厂房钢筋混凝土基础梁通常采用预制构件,可按图集G320钢筋混凝土基础梁选之,选时应符合图集的适用范围,本设计中跨选为JL-3,边跨为JL-18.基础平面布置图可参考以上选型及布置画出.2.2 排架结构计算2.2.1 计算简图及柱的计算参数⑴计算简图见图2-6.图2-6 排架柱计算简图及工字形截面尺寸⑵柱的计算参数根据柱子的截面尺寸,可列出计算参数如下表2-2..表2-2 柱的计算参数2.2.2 荷载计算⑴永久荷载①屋盖自重预应力混凝土大型屋面板 1.2×1.4=1.68KN/m220mm 水泥砂浆找平层 1.2×20×0.02=0.48KN/m 2一毡二油隔气层 1.2×0.05=0.06KN/m 2100mm 水泥珍珠岩制品保温层 1.2×4×0.1=0.48KN/m 220mm 水泥砂浆找平层 1.2×20×0.02=0.48KN/m 2SBSIV 改性油毡 1.2×0.35=0.42KN/m 2Σg=3.60KN/m 2天沟板 1.2×2.02×6=14.54KN 天窗端壁 1.2×57=68.4KN 屋架自重 1.2×106=127.20KN 则作用于柱顶的屋盖结构自重:G 1=3.60×6×24/2+14.54+68.4+127.20/2=405.74kN e 1=h u /2-150=400/2-150=50mm ②柱自重A 、 C 轴上柱:G 2A =G 2C =γG g k H u =1.2×4.0×4.1=19.68kN. e 2A =e 2C =2400280022-=-u l h h =200mm 下柱:G 3A =G 3C =γG g k H u =1.2×4.44×9.05×1.1=53.04kN(考虑下柱仍有部分400mm ×800mm 的矩形截面而乘的增大的系数1.1).e3A=e3C=0B轴上柱:G2B =1.2×6.0×4.1=29.52kN.e2B=0下柱:G3B= 1.2×4.44×9.05×1.1=53.04kNe3B=0③吊车梁及轨道自重G4=1.2×(40.8+1.0×6.0)=56.16kN.各项永久荷载及其作用位置见图2-7.⑵屋面活荷载由«荷载规范»查得屋面活荷载标准值为0.7KN/m2(因屋面活活荷载大于雪荷载,故不考虑雪荷载).Q=1.4×(0.5+0.2)×6×12=70.56kN活荷载作用位置于屋盖自重作用位置相同,如图2-7括号所示.⑶吊车荷载吊车计算参数见表2-3,并将吊车吨位换算为kN.根据B 与K ,算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的坐标值如图2-8所示,依据该图求得作用于柱上的吊车竖向荷载.图2-8①吊车竖向荷载D max =γQ P k,max Σy i =1.4×[202×(1+0.267)+176×(0.8+0.067)]=571.94kN D min =γQ P k,min Σy i =1.4×[60×(1+0.267)+55×(0.8+0.067)]=173.19kN ②吊车横向水平刹车力1)当吊车起重量在Q=150∽500kN 时,α=0.10 T 200=()()7720041.04.14+⨯⨯=+g Q Qαγ=9.7kNT 150=()()7315041.04.14+⨯⨯=+g Q Q αγ=7.8kN 2)当一台20/5t,一台15/3t 吊车同时作用时,T max =T Σy i =9.7×(1+0.267)+7.8×(0.8+0.067)=19.05kN 当一台20/5t 吊车作用时,T max =T Σy i =9.7×(1+0.267)=12.29kN ⑷风荷载由设计资料该地区基本风压为ω0=0.50KN/m 2,按B 类地面粗糙度,从«荷载规范»查得风压高度变化系数z μ为:柱顶标高H=12.3m,查得z μ=1.064, 天窗檐口标高18.91m ,查得z μ=1.226, 风荷载标准值为:ω1=1s μz μω0=0.8×1.064×0.50=0.43kPa. ω2=2s μz μω0=0.4×1.064×0.50=0.26kPa.则作用在排架计算简图的风荷载设计值为:643.04.111⨯⨯==B q Q ωγ=3.61kN/m 626.04.122⨯⨯==B q Q ωγ=2.18kN/mF w =γQ (1.3h 1+0.4h 2+1.2h 3) z μω0B=1.4×(1.3×2.3+0.4×1.19+1.2×2.67)×1.226×0.50×6.0=34.35kN风荷载作用下的计算简图如图2-9所示.图2-9风荷载体型系数图2-9风荷载计算简图2.2.3 内力分析⑴剪力分配系数μ的计算 A 、 C 轴柱:148.0104.1410133.29921=⨯⨯==I I n ,315.00.131.421===H H λ 54.2)1148.0/1(315.013)1/1(13330=-+=-+=n C λ 则EH E H C EI H C A 329932023210027.054.24.1410--⨯=⨯⨯⨯===δδ B 轴柱:5.0104.14102.79921=⨯⨯==I I n ,315.00.131.421===H H λ,91.2)15.0/1(315.013)1/1(13330=-+=-+=n C λ, 则EH E H C EI H B 329932023210024.091.24.1410--⨯=⨯⨯⨯==δ 各柱的剪力分配系数:03210024.0110027.0210027.0111329329329=⨯+⨯⨯===∑H E H E H Ei A C A δδμμ36.032.032.011=--=--=C A B μμμ⑵永久荷载①屋盖自重作用将图2-7屋盖自重荷载简化为图2-10(a ). 其中G 1A =G 1C =G 1=405.74kN, G 1B =2G 1=811.48kN M 1A =M 1C =G 1e 1=405.74×0.05=20.29kN ﹒m, M 2A =M 2C =G 1e 2=405.74×0.2=81.15kN ﹒m由于图2-10(a )所示排架的计算简图为对称结构,在对称荷载作用下排架无侧移,各柱可按上端为不动铰支座计算,故中柱无弯矩. 由A 、C 柱:n=0.148,λ=0.315,查表或计算得03.2)1/1(1)]/11(1[5.1321=-+--⨯=n n C λλ, )(17.30.1329.2003.22111→=⨯==kN H M C R 查表或计算得,15.1)1/1(1)]/11(1[5.1323=-+--⨯=n n C λλ, )(19.70.1315.8115.12232→=⨯==kN H M C R 则R A =R 1+R 2=3.17+7.19=10.36kN(→),R C =-R A =-10.36kN(←) 在R 与M 、M 共同作用下,可以作出排架的弯矩图、轴力图及柱底剪力图,如图2-10(b )、(c )所示.图2-10B柱:n=0.5,λ=0.315,查得C1=1.60,C3=1.31②柱及吊车梁自重作用由于在安装柱子时尚未吊装屋架,此时柱顶之间无联系,没有形成排架,故不产生柱顶反力,则按悬臂柱分析其内力.计算简图如图2-11(a)所示.A柱:M2A=G2A e2=19.68×0.2=3.94kN﹒m,G3A=53.04kN,G4A=56.16kN,M4A=G4A e=56.16×0.3=16.85kN﹒m.B柱:G2B=29.52kN,G3B=53.04kN, G4B=56.16kN,排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-11(b)、(c)所示.图2-11⑶屋面活荷载作用①AB 跨作用有屋面活荷载由屋架传至柱顶的压力为Q=70.56kN ,由它在A 、B 柱柱顶及变阶处引起的弯矩分别为: M 1A =Q 1e=70.56×0.05=3.53kN ﹒m, M 2A =Q 1e=70.56×0.2=14.11kN ﹒m, M 3A =Q 1e=70.56×0.15=10.58kN ﹒m,计算简图如图2-12(a )所示. 计算不动铰支座反力 A 柱:由前知C 1=2.03,C 3=1.15,)(55.00.1353.303.22111→=⨯==kN H M C R A A )(25.10.1311.1415.12232→=⨯==kN H M C R A A 则R A =R 1A +R 2A =0.55+1.25=1.8kN(→)B 柱:由前知C 1=1.60,)(3.10.1358.1060.1211→=⨯==kN H M C R B B则排架柱顶不动铰支座总反力为:R=R A+R B=1.8+1.3=3.1kN(→)将R反作用于排架柱顶,按分配系数求得排架各柱顶剪力(μA=μB=0.32,μC=0.36)V A=R A-μA R=1.8-0.32×3.1=0.81kN(→)V B=R B-μB R=1.3-0.36×3.1=0.18kN(→)V C=R C-μC R=0-0.32×3.1=-0.99kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-12(b)、(c)所示.图2-12②BC跨作用有屋面活荷载由于结构对称,故只需将AB跨作用有屋面活荷载情况的A柱与C柱的内力对换并将内力变号即可,其排架各柱内力见图2-13.图2-13⑷吊车荷载作用(不考虑厂房整体空间工作) ①D max 作用于A 柱由前,D max =571.94kN(D min =173.19kN),由吊车竖向荷载、在柱中引起的弯矩为: M A = D max ﹒e=571.94×0.3=171.58kN ﹒m, M B = D min ﹒e=173.19×0.75=129.89kN ﹒m,计算简图如图2-14(a )所示. 计算不动铰支座反力A 柱:n=0.148,λ=0.315,查表得C 3=1.15,B 柱:n=0.5,λ=0.315,查表得C 3=1.31,)(58.150.1358.17115.123←-=⨯=-=kN H M C R A A )(09.130.1389.12931.123→=⨯==kN H M C R B B 则不动铰支座总反力为:R=R A +R B =-15.58+13.09=-2.09kN(→)将R 反作用于排架柱顶,按分配系数求得排架各柱顶剪力(μA =μB =0.32,μC =0.36) V A =R A -μA R=-15.18+0.32×2.09=-14.51kN(←) V B =R B -μB R=13.09+0.36×2.09=13.84kN(→) V C =R C -μC R=0+0.32×2.09=0.67kN(→)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-14(b )、(c )所示.图图图2-14②D max 作用于B 柱左由吊车竖向荷载,D max =571.94kN(D min =173.19kN),在柱中引起的弯矩为: M A = D max ﹒e=571.94×0.75=428.96kN ﹒m, M B = D min ﹒e=173.19×0.30=51.96kN ﹒m,计算简图如图2-14(a )所示. 计算不动铰支座反力A 柱:n=0.148,λ=0.315,查表得C 3=1.15,B 柱:n=0.5,λ=0.315,查表得C 3=1.31,)(60.40.1396.5115.123←-=⨯=-=kN H M C R A A )(23.430.1396.42831.123→=⨯==kN H M C R B B 则不动铰支座总反力为:R=R A +R B =-4.60+43.23=38.63kN(→)将R 反作用于排架柱顶,按分配系数求得排架各柱顶剪力(μA =μB =0.32,μC =0.36) V A =R A -μA R=-4.60-0.32×38.63=-16.96kN(←) V B =R B -μB R=42.23-0.36×38.63=28.32kN(→) V C =R C -μC R=0-0.32×38.63=-12.36kN(←)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-15(b )、(c )所示.图2-15图图③D max 作用于B 柱右根据结构的对称性,其内力计算同“D max 作用于B 柱左”情况,只需将A 、C 柱内力对换一下,并全部改变弯矩及剪力符号即可,其结果如图2-16所示.图2-16图图④D max 作用于C 柱同理,将“D max 作用于A 柱”情况的A 、C 柱内力对换,并注意改变符号,得出各柱的内力,如图2-17所示.图2-17图图⑤:AB 跨的二台吊车刹车计算简图如图2-18(a )所示. A 柱: 由707.01.49.2==u H y 及n=0.148,λ=0.315,查表y=0.7H u 得C 5=0.563, 查表y=0.8H u 得C 5=0.550,内插后得C 5=0.562R A =-T max ﹒C 5=-19.05×0.562=-10.71kN(←)B 柱: 由707.01.49.2==u H y 及n=0.5,λ=0.315,查表y=0.7H u 得C 5=0.658, 查表y=0.8H u 得C 5=0.613,内插后得C 5=0.655R B =-T max ﹒C 5=-19.05×0.655=-12.48kN(←) 则R=R A +R B =-10.71-12.48=-23.19kN(←)排架各柱的内力如图2-18(b )所示.图图2-18⑥:BC跨的二台吊车刹车根据结构的对称性,内力计算同“AB跨的二台吊车刹车”情况,仅需将A柱和C柱的内力对换.排架各柱的内力如图2-19(b)所示.图2-19图⑦:AB跨与BC跨各有一台200/50kN吊车同时刹车时,计算简图如图2-20(a)所示.A柱:同前C5=0.562,R A=-T max﹒C5=-12.29×0.562=-6.91kN(←)B柱:同前C5=0.655,R B=-T max﹒C5=-12.29×0.655×2=-16.10kN(←)C柱:同A柱,R C=-6.91kN(←)则R=R A+R B+R C=-6.91×2-16.10=-29.92kN(←)将R反作用于排架柱顶,按分配系数求得排架各柱顶剪力(μA=μB=0.32,μC=0.36)V A=R A-μA R=-6.91+0.32×29.92=2.66kN(→)V B=R B-μB R=-16.10+0.36×29.92=-5.33kN(←)V C=R C-μC R=-6.91+0.32×29.92=2.66kN(→)排架各柱的弯矩图、轴力图如图2-20(b)所示.图⑸风荷载作用①风自左向右吹时,计算简图如图2-21(a)所示.A柱:n=0.148,λ=0.315,查表得C11=0.336,R A=-q1﹒H2﹒C11=-3.61×13.0×0.336=-15.77kN(←)C柱:同A柱,C11=0.336,R C=-q2﹒H2﹒C11=-2.18×13.0×0.336=-9.52kN(←)则R=R A+R C+F W=-15.77-9.52-34.35=-59.64kN(←)将R反作用于排架柱顶,按分配系数求得排架各柱顶剪力(μA=μB=0.32,μC=0.36)V A=R A-μA R=-15.77+0.32×59.64=3.37kN(→)V B=R B-μB R=0+0.36×59.64=21.47kN(→)V C=R C-μC R=-9.52+0.32×59.64=9.56kN(→)排架各柱的内力如图2-21(b)所示.图图2-21②风自右向左吹时,此种荷载情况的排架内力与“风自左向右吹”的情况相同,仅需将A、C柱的内力对换,并改变其内力的符号即可.排架各柱的内力如图2-22所示.图图2-222.2.4 最不利内力组合首先,取控制截面,对单阶柱,上柱为Ⅰ-Ⅰ截面,下柱为Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面.考虑各种荷载同时作用时出现最不利内力的可能性,进行荷载组合,在本设计中,取常用的荷载组合有三种,即永久荷载+0.9(可变荷载+风荷载);永久荷载+其它可变荷载;永久荷载+风荷载.在每种荷载组合中,对柱仍可以产生多种的弯矩M和轴力N的组合.由于M和N的同时存在,很难直接看出哪一种组合为最不利.但对I字形或矩形截面柱,从分析偏心受压计算公式来看,通常M越大相应的N越小,其偏心距e0就越大,可能形成大偏心受压,对受拉钢筋不利;当M和N都大,可能对受压钢筋不利;但若M和N同时增加,而N增加得多些,由于e0值减少,可能反而使钢筋面积减少;有时由于N偏大或混凝土强度等级过低,其配筋量也增加。