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风荷载作用下框架内力计算：框架在风荷载作用下的内力计算采用D 值法。
计算时首先将框架各楼层的层间总剪力Vj ，按各柱的侧移刚度值（D 值）在该层总侧移刚度所占比例分配到各柱，即可求得第j 层第i 柱的层间剪力Vij ；根据求得的各柱层间剪力Vij 和修正后的反弯点位置Y ，即可确定柱端弯矩Mc 上和Mc 下；由节点平衡条件，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩；进而由梁的平衡条件求出梁端剪力；最后，第j 层第i 柱的轴力即为其上各层节点左右梁端剪力代数和。
（1）一榀框架上风荷载的作用计算：前面已经算出风荷载作用下的一榀框架下每层楼的剪力，但是还要计算出一品框架下每根柱子分得的剪力Vi DijDijVij sj ∑==1,具体的计算结果见下表:（2）风荷载作用下反弯点高度的计算:反弯点高度比即: V=V0+V1+V2+V3式中:V0 ——标准层反弯点高度比；注：本框架风荷载采用分段式均布荷载，故可查《高层建筑结构设计》表5.8a。
V1 ——因上、下层梁刚度比变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.9；V2 ——因上层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10；V3 ——因下层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10。
具体计算结果见下表：（3）计算各柱端、梁端弯矩:①柱端弯矩计算：柱上下端弯矩按式：M u = V (1 - y)h，M d = Vyh计算；②梁端弯矩计算：梁端弯矩按式M = i b / ∑ i b ⨯ (M u + M d )具体结果如下：（4）计算各梁端剪力:计算方法：以梁为隔离体根据力矩平衡可得到梁端剪力。
具体计算结果如下表：注：单位为KN（5）计算各柱轴力:计算方法：已知梁的剪力，由上到下利用节点的竖向力平衡条件，即可得到柱的轴力，计算方法同恒。
（6）风荷载作用下的内力图绘制:风载作用下的梁端、柱端弯矩，梁端柱端剪力，柱的轴力计算完毕，恒载作用下的标准值如下几图所示：手算风荷载作用下柱端弯矩图手算风荷载作用下两端弯矩图与电算内力图的比较：电算风荷载作用下柱端弯矩图电算风荷载作用下两端弯矩图误差分析：风荷载作用下梁柱剪力图的绘制与误差分析：手算风荷载作用下的梁柱剪力图电算风荷载作用下的梁柱剪力图误差分析：风荷载作用下柱轴力图的绘制与误差分析：手算风荷载作用下的柱轴力图电算风荷载作用下的柱轴力图误差分析：水平地震作用下框架内力计算：框架在水平地震荷载作用下的内力计算采用D值法。
一、概述等高排架是建筑工地上常见的一种脚手架结构，用于支撑和搭设施工人员或物料。
在实际施工过程中，等高排架需要承受各种不同的荷载，如风荷载、活载、静荷载等。
了解等高排架在不同荷载作用下的内力计算步骤，对于保证排架的稳定性和安全性具有重要意义。
二、静态荷载作用下的内力计算步骤1. 建立等高排架的结构模型在进行内力计算之前，首先需要对等高排架进行结构分析，建立荷载作用下的结构模型。
可以根据实际情况采用不同的计算方法，如梁柱模型、有限元模型等。
2. 荷载分析对于静态荷载作用下的等高排架，需要进行荷载分析，包括分析荷载的大小、方向和作用点位置等。
根据具体情况，可以考虑风荷载、自重荷载、施工荷载等。
3. 内力计算通过建立结构模型和荷载分析，可以进行等高排架内力的计算。
根据静力学的原理，可以计算出等高排架在不同部位受力的情况，包括受力大小、受力方向等。
4. 结果分析对于内力计算的结果，需要进行全面的分析和评估。
根据计算结果，可以判断等高排架的承载能力和稳定性，为后续的施工和使用提供参考依据。
三、动态荷载作用下的内力计算步骤1. 建立动态荷载模型对于等高排架在动态荷载作用下的内力计算，需要首先建立相应的动态荷载模型。
根据实际情况，可以考虑施工机械的振动、人员活动带来的荷载等。
2. 振动分析对于动态荷载作用下的等高排架，需要进行振动分析，包括振动的频率、振幅、方向等。
通过振动分析，可以评估等高排架在动态荷载下的受力情况。
3. 内力计算在建立动态荷载模型和振动分析的基础上，进行等高排架内力的计算。
根据动力学的原理，可以计算出等高排架在动态荷载下的受力情况，包括受力大小、受力方向等。
4. 结果评估对于动态荷载作用下的内力计算结果，需要进行全面的评估。
根据计算结果，可以判断等高排架在动态荷载下的承载能力和稳定性，为施工安全提供参考依据。
四、结论通过上述静态荷载和动态荷载作用下的内力计算步骤，可以全面、客观地评估等高排架的受力情况。
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。
脚手架施工方案的风力风荷载分析在建筑施工中，脚手架作为临时支撑结构，承担着重要的作用。
然而，在施工现场，脚手架面临着来自自然环境因素的挑战，尤其是风荷载。
因此，对脚手架的风力风荷载进行分析和计算，对确保施工安全至关重要。
风力是一种常见的自然力量，其对脚手架的影响主要表现为风荷载。
在进行脚手架的风力风荷载分析时，我们首先要了解风力对结构的作用方式。
风力主要包括侧向风和正压风，其中侧向风对于脚手架的影响最为显著。
侧向风会使脚手架产生偏转和倾覆的情况，因此需要对其进行详细研究。
脚手架在风力作用下会产生力和力矩。
力主要通过脚手架的支撑结构传递到地面，而力矩则会导致脚手架的倾覆。
因此，在进行风力风荷载分析时，需要计算脚手架的受力情况和倾覆力矩，以保证施工安全。
在计算风荷载时，需要考虑多个因素。
首先是风速的影响。
风速是风力的重要参数，它决定了风的强度和影响范围。
根据不同地区的气象数据，可以确定脚手架所受风速的等级。
其次是脚手架的几何形状和面积。
脚手架的几何形状和面积决定了其受力情况，如何计算风荷载需要考虑这些因素。
此外，脚手架的材料和连接方式也会影响其承受风力的能力。
为了进行脚手架的风力风荷载分析，可以采用数值计算方法。
数值计算方法可以通过计算机模拟脚手架在风力下的受力情况，快速准确地得到结果。
在进行数值计算时，需要将脚手架结构进行离散化，并利用风洞试验数据对数值模型进行验证。
通过数值计算，可以得到脚手架在不同风速下的受力情况和倾覆力矩，为施工方案的制定提供参考依据。
除了数值计算方法，还可以通过现场实测方法对脚手架的风力风荷载进行分析。
现场实测方法主要通过设置风速仪器和测力仪器，对脚手架所受风速和风力进行实时监测。
通过实测数据，可以对脚手架的风力风荷载进行分析，并进行实时调整和控制，以确保施工安全。
综上所述，对脚手架施工方案的风力风荷载进行分析是确保施工安全的重要一环。
通过对风力风荷载的计算和实测，可以了解脚手架在不同风速下的受力情况和倾覆力矩，为施工方案的制定提供科学依据。
混凝土结构与砌体结构设计中册(第四版) 十一章思考题答案12.1单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件?单层厂房中的支撑分几类?支撑的主要作用是什么?答：主要承重构件有：屋盖结构、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础梁、基础单层厂房中的支撑：屋架间垂直支撑、横向、纵向水平支撑以及天窗架支撑和柱间支撑支撑的主要作用是：增强空间刚度及稳定性，传递风荷载和水平吊车荷载。
2.2排架内力分析的目的是什么?排架内力分析的步骤是怎样的?排架内力分析的目的是：为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，作为设计柱的依据；同时，柱底截面的最不利内力，也是设计基础的依据，并绘制出排架柱的弯矩图、轴力图及剪力图（M图、N图及V图）。
排架内力分析的步骤是：等高排架在水平荷载作用下的内力分析方法采用剪力分配法，步骤如下：（1）在柱顶水平集中力F作用下等高排架在柱顶作用一水平集中力F，在F作用下，柱顶产生水平位移。
沿柱顶将横梁与柱切开，在切口处代之一对剪力，如图2-4-16(b)所示。
取横梁为脱离体，由平衡条件有：又知，在单位水平力F=1作用下，柱顶水平侧移为。
反之要使柱顶产生单位水平位移即u=1，则需在柱顶施加的水平集中力。
如图2-4-17所示。
对于相同材料的柱，柱越粗，所需的越大,即所需施加的水平力越大。
反映了柱子抵抗侧移的能力,故称为柱子的抗侧刚度。
切开后的排架拄顶作用有水平力，在作用下产生柱顶位移为，根据上面分析可得等高排架，当各跨横梁EA时，有：将(2)、(3)式代入(1)式，得：由此可得：将(5)式代回(2)式得：式中称为第i根柱的剪力分配系数，它等于i柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值,且。
值可按附图１计算，由可求出分配系数，从而求出各柱顶剪力，最后按静定悬臂柱求出在已知作用下的柱截面内力。
附图１由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。
排架结构内力计算解析排架结构是指在工程中，通过柱、梁、墙、板等构件按照一定的规律排列组合而成的承重体系。
内力是指在结构中各个构件所受到的力的大小及其作用方向。
计算内力是工程力学中重要的内容，可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性。
一般来说，内力的计算可以通过正交分析法、力法和位移法等方法来进行。
下面就正交分析法进行内力计算进行解析：正交分析法是一种常见的结构分析方法，通过将结构分解为数个单元，利用等效荷载、位移辩识和边界条件来计算结构内力。
具体步骤如下：1.绘制受力图：首先根据结构的几何形状和荷载条件，绘制结构的受力图。
受力图包括结构中各个构件的受力情况，如柱上的压力、梁上的弯矩等。
2.划分单元：将结构划分为数个单元，每个单元可以是柱、梁、墙等。
单元的划分应满足力的闭合条件和构件之间的连接条件。
3.确定单元受力状态：根据受力图和单元划分，确定每个单元的受力状态。
受力状态包括构件的内力方向和大小。
4.建立位移辩识方程：利用力的平衡条件和结构刚度方程，建立位移辩识方程。
位移辩识方程用于描述结构的变形和位移关系。
5.解位移辩识方程：利用位移辩识方程求解结构中各个节点的位移。
位移求解可以采用矩阵方法，如刚度法、位移法等。
6.求解内力：利用位移解求得的节点位移，结合各个构件的刚度和长度，计算每个单元的内力。
内力计算可以采用平衡条件、应变能原理等方法。
7.检验结构稳定性和安全性：根据计算得到的内力值，检验结构的稳定性和安全性。
结构的稳定性可以通过计算结构的屈曲和侧向位移等指标进行评估。
结构的安全性可以通过计算结构的强度和应力等指标进行评估。
以上就是正交分析法进行内力计算的基本步骤。
在实际工程中，为了准确计算内力，还需要考虑结构的材料性能和加载条件等因素。
因此，在进行内力计算前，需要对结构的材料性能进行测试和分析，同时要对结构的荷载条件和边界条件进行详细的研究和分析。
双跨等高工业厂房结构设计一、设计任务书1.设计题目某金工车间双跨等高厂房。
2.设计任务（1）单层厂房的结构布置；（2）选用标准构件；（3）排架柱及住下基础设计。
3．设计内容（1）确定上下柱的高度和截面尺寸。
（2）选用屋面板，天沟板，基础梁，吊车梁及轨道连接件。
（3）计算排架所承受的各项荷载。
（4）计算各项荷载作用下排架的内力。
（5）柱及牛腿的设计，柱下独立基础的设计。
（6）绘制施工图。
1）结构布置图（屋架，天窗架，屋面板，屋盖支撑，吊车梁，柱及柱间支撑，墙体布置）；2）柱施工图（柱模板图，柱施工图）3）基础施工图（基础平面图及配筋图）4.设计资料（1）该车间为双跨等高无天窗厂房，采用卷材防水屋面，跨度为24/18米，柱距为6米，车间总厂为72米。
厂房的剖面图如图1所示。
图1厂房剖面图（2）建筑地点为某市郊区（暂不考虑地震作用），设计使用年限为50年。
（3）吊车：根据生产工艺要求，车间设置有两台15/3t桥式软钩吊车，吊车工作级别为A5级，吊车轨顶标高+9.6m。
（4）风荷载：基本风压(50年)标注值为0.3k/㎡，风压高度变化系数按B类地貌取。
（5）雪荷载：基本雪压（50年）标准值为0.25k/㎡。
（6）工程地质及水文条件：厂址位于渭河二级阶地，地形平坦，厂区地层自上而下为耕土层，厚约0.6m，粘土层厚约3.5m，地基承载力标准值=200KN/㎡，可作为持力层；中砂；卵石；基岩。
厂区地层地下水位较低，且无腐蚀性，设计时不考虑地下水位的影响。
（7）建筑构造。
1）屋面：卷材防水屋面；2）墙体：240mm厚实心粘土砖砌筑；3）地面：屋内混凝土地面，室内外高差150mm。
二、计算书1.结构构件的选型与布置装配式钢筋混凝土排架结构，当结构布置符合建筑模数且尺寸在馋鬼的范围内时，出柱与基础单独设计完成外，其他构件可以从建筑标准图集中选用。
通用图集一般包括设计说明、构件选用表、结构布置图、模板图、配筋图、预埋件详图、钢筋及钢筋用量表等内容。
风荷载作用下框架内力计算：框架在风荷载作用下的内力计算采用D 值法。
计算时首先将框架各楼层的层间总剪力Vj ，按各柱的侧移刚度值（D 值）在该层总侧移刚度所占比例分配到各柱，即可求得第j 层第i 柱的层间剪力Vij ；根据求得的各柱层间剪力Vij和修正后的反弯点位置Y ，即可确定柱端弯矩Mc 上和Mc 下；由节点平衡条件，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩；进而由梁的平衡条件求出梁端剪力；最后，第j 层第i 柱的轴力即为其上各层节点左右梁端剪力代数和。
（1）一榀框架上风荷载的作用计算：前面已经算出风荷载作用下的一榀框架下每层楼的剪力，但是还要计算出一品框架下每根柱子分得的剪力,具体的计算结果见下表:Vi DijDijVij sj ∑==1层数h i(m)D i层刚度和层剪力(KN)单柱分得的剪力(KN)10 3.2 2.12E+04 1.00E+06168.39 3.55 9 3.6 2.12E+04 1.00E+06271.54 5.72 8 3.6 2.12E+04 1.00E+06368.46 7.77 7 3.6 2.12E+04 1.00E+06458.10 9.66 6 3.6 2.12E+04 1.00E+06539.81 11.38 5 3.6 2.12E+04 1.00E+06614.67 12.96 4 3.8 2.32E+04 1.03E+06686.48 15.52 3 3.8 2.32E+04 1.03E+06750.13 16.96 2 3.8 2.32E+04 1.03E+06806.61 18.24 F 轴1柱1 6.31.14E+052.81E+06900.06 36.61 层数h i(m)D i层刚度和层剪力(KN)单柱分得的剪力(KN)10 3.2 3.21E+04 1.00E+06168.39 5.37 9 3.6 3.21E+04 1.00E+06271.54 8.67 8 3.6 3.21E+04 1.00E+06368.46 11.76 7 3.6 3.21E+04 1.00E+06458.10 14.62 6 3.6 3.21E+04 1.00E+06539.81 17.23 5 3.6 3.21E+04 1.00E+06614.67 19.62 4 3.8 3.96E+04 1.03E+06686.48 26.51 F 轴2柱33.83.96E+041.03E+06750.1328.972 3.8 3.96E+04 1.03E+06806.61 31.15 1 6.3 1.31E+05 2.81E+06900.06 41.86层数h i(m)D i层刚度和层剪力(KN)单柱分得的剪力(KN)10 3.2 3.21E+04 1.00E+06168.39 5.379 3.6 3.21E+04 1.00E+06271.54 8.678 3.6 3.21E+04 1.00E+06368.46 11.767 3.6 3.21E+04 1.00E+06458.10 14.626 3.6 3.21E+04 1.00E+06539.81 17.235 3.6 3.21E+04 1.00E+06614.67 19.624 3.8 3.96E+04 1.03E+06686.48 26.513 3.8 3.96E+04 1.03E+06750.13 28.972 3.8 3.96E+04 1.03E+06806.61 31.15 F轴3柱1 6.3 1.31E+05 2.81E+06900.06 41.86层数h i(m)D i层刚度和层剪力(KN)单柱分得的剪力(KN)10 3.2 2.12E+04 1.00E+06168.39 3.559 3.6 2.12E+04 1.00E+06271.54 5.728 3.6 2.12E+04 1.00E+06368.46 7.777 3.6 2.12E+04 1.00E+06458.10 9.666 3.6 2.12E+04 1.00E+06539.81 11.385 3.6 2.12E+04 1.00E+06614.67 12.964 3.8 2.32E+04 1.03E+06686.48 15.523 3.8 2.32E+04 1.03E+06750.13 16.962 3.8 2.32E+04 1.03E+06806.61 18.24 F轴4柱1 6.3 1.14E+05 2.81E+06900.06 36.61（2）风荷载作用下反弯点高度的计算:反弯点高度比即: V=V0+V1+V2+V3式中:V0 ——标准层反弯点高度比；注：本框架风荷载采用分段式均布荷载，故可查《高层建筑结构设计》表5.8a。
第七章风荷载作⽤下的内⼒和位移计算第7章风荷载作⽤下的内⼒和位移计算由设计任务资料知，该建筑为五层钢筋混凝⼟框架结构体系，室内外⾼差为0.45m 基本风压20m /4.0KN =ω，地⾯粗糙度为C 类，结构总⾼度19.8+0.45=20.25m （基础顶⾯⾄室内地⾯1m ）。
计算主要承重结构时，垂直于建筑物表⾯上的风荷载标准值，应按下式计算，即oz s z k w w µµβ=1、因结构⾼度H=20.25m<30m,⾼宽⽐20.25÷18.2=1.11＜1.5,故可取0.1z =β；2、s µ为风荷载体型系数，本设计按《建筑结构荷载规范》（GB50009--2012）中规定，迎风⾯取0.8，背风⾯取0.5，合计sµ=1.3。
3、z µ为风压⾼度变化系数，本设计的地⾯粗糙度类别为C 类，按下表选取风压⾼度变化系数。
7.1 横向框架在风荷载作⽤下的计算简图6轴线框架的负荷宽度B=（6.6+6.6）/2=6.6m。
各层楼⾯处集中风荷载标准值计算如表7.1：表7.1根据表7.1，画出6轴框架在风荷载作⽤下的计算简图，如图7.2所⽰：图7.2框架在风荷载作⽤下的计算简图7.2 位移计算7.2.1框架梁柱线刚度计算考虑现浇楼板对梁刚度的加强作⽤，故对6轴线框架（中框架梁）的惯性矩乘以2.0，框架梁的线刚度计算：跨度为7.3m 的梁（b ×h=250mm ×600mm ）：)(109126.0250.0212bh 24333m I -?=??=?=m KN L I E c b /105.33.7109108.2i 437b ?===-跨度为3.3m 的梁 (b ×h=200mm ×400mm ）：）（43-33m 101.2124.02.0212bh 2?=??=?=Im KN L I E c b /109.13.31013.2108.2i 437b ?===-7.2.1.1 框架柱的线刚度 1、底层柱： A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -?=?=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437?===-B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -?=?=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437?===-2、上层柱： A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -?=?=m KN h I E c c c /100.49.31021.5100.3i 437?===-B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -?=?=m KN h I E c c c /100.49.31021.5100.3i 437?===-7.2.1.2 侧移刚度D 计算框架柱刚度修正系数a 计算公式见表7.3: 表7.3表7.4 各层柱侧向刚度计算风荷载作⽤下框架的层间侧移可按下式计算，即有：∑= ijjj DV u式中jV ------第j 层的总剪⼒标准；D--------第j 层所有柱的抗侧刚度之和；ju ?--------第j 层的层间侧移。
《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、上柱高度Hu分l别为：H=12.4m+0.5m=12.9m，H=8.6m+0.5m=9.1mlHu=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。
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。
1.2 荷载计算1.2.1 恒载(1).屋盖恒载：两毡三油防水层0.35KN/m220mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4 KN/m2100mm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/m215mm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/m22.900 KN/m2天窗架重力荷载为2×36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、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：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 G 4A = G 4B =1.2×4kN/m ×3.8m =18.24 KN 下柱 G 5A = G 5B =1.2×4.69kN/m ×9.1m =51.21KN各项恒载作用位置如图2所示。
3.9单层厂房排架结构设计实例A Design of Example for Mill Bents of One-story Industrial Workshops3.9.1 设计资料及要求1．工程概况某机修车间为单跨厂房，跨度为24m，柱距均为6m，车间总长度为66m。
每跨设有起重量为20/5t吊车各2台，吊车工作级别为A5级，轨顶标高不小于9.60m。
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3. 6m，室内外高差为l50mm，素混凝土地面。
建筑平面及剖面分别如图3-76和图3-77所示。
图3-76图3-772．结构设计原始资料厂房所在地点的基本风压为2/35.0m kN ，地面粗糙度为B 类；基本雪压为。
．2/30.0m kN 。
风荷载的组合值系数为0.6，其余可变荷载的组合值系数均为0 7。
土壤冻结深度为0.3m ，建筑场地为I 级非自重湿陷性黄土，地基承载力特征值为l65kN/m ：，地下水位于地面以下7m ，不考虑抗震设防。
3．材料基础混凝土强度等级为C20;柱混凝土强度等级为C30。
纵向受力钢筋采用HRB335级、HRB400级；箍筋和分布钢筋采用HPB235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；3.9.2 构件选型及柱截面尺寸确定因该厂房跨度在l5-36m 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粱制作方便，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粱。
厂房各主要构件造型见表3-16。
由设计资料可知，吊车轨顶标高为9. 80m 。
对起重量为20/5t 、工作级别为A5的吊车，当厂房跨度为24m 时，可求得吊车的跨度k L =24-0. 75×2=22. 5m ，由附表4可查得吊车轨顶以上高度为2.3m;选定吊车梁的高度b h =1.20m ，暂取轨道顶面至吊车梁顶面的距离a h =0.2m ，则牛腿顶面标高可按下式计算：牛腿顶面标高=轨顶标高-b h -a h =9.60-1.20-0.20=8.20m由建筑模数的要求，故牛腿顶面标高取为8. 40m 。
1设计资料(1) 工程名称: 某金工车间。
（2）工程情况：本工程为某城市郊区一金工车间，无抗震设防要求。
工艺要求为一单层单跨厂房，柱距为6m ，车间总长度66m 。
设有一台Q 10t =中级工作制A 5的桥式吊车。
厂房采用钢筋混凝土结构。
(3) 自然条件: 基本风压 200.35kN /m ω=，基本雪压 20s 0.25kN /m =，地面粗糙度为B 类，后的基本地基承载力特征值为2c f =180kN /m ，活荷载组合系数c 0.7ψ=，风荷载组合系数f0.6ψ=。
(4) 平面布置：建筑平面布置形式如下图图1.1建筑平面布置图吊车10t1234567891011122A AB1A1.1屋面做法及围护结构层面做法：SBS 防水屋面20mm 厚1：3水泥砂浆找平层 100厚的水泥蛭石保温层 一毡两油隔气层20厚1：2水泥砂浆找平层 预应力钢筋混凝土大型屋面板 板下喷大白浆二遍屋盖钢支撑围护结构：240mm厚普通砖墙，钢框玻璃窗：3.6×3.6m，1.8×3.6m。
1.2材料选用钢筋采用HPB235，HRB335。
混凝土：基础采用C25，柱采用C25。
2结构构件选型及柱截面尺寸确定2.1结构构件选型因该厂房的跨度在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的刚度，选用预应力混凝土折线形为奸及预应力混凝土屋面板。
选用钢筋混凝土吊车梁及基础梁。
厂房各构件选型见表2.1构件名称标准图集选用型号重力荷载标准值屋面板G410（一）1.5m*6m预应力混凝土屋面板YWB-2Ⅱ（中间跨）YWB-2Ⅱs（端跨）1.4kN/m2 （包括灌缝重）天沟板G410（三）1.5m*6m预应力混凝土屋面板（卷材防水天沟板）TGB68-1 1.91kN/m2 屋架G415（三）预应力混凝土折线形屋架（跨度24m）YWJA-24-1Aa80kN/榀0.05kN/m2（屋盖钢支撑）吊车梁G323（二）钢筋混凝土吊车梁（吊车的工作等级为A1-A5）DL-9Z(中间跨)DL-9B（边跨）39.5kN/根40.8 kN/根轨道链接G325(二)吊车轨道联结详图0.80kN/m基础梁G320钢筋混凝土基础梁JL-3 16.7kN/根注：本表图集均按TJ10-1974《钢筋混凝土结构设计规范》设计，重力荷载以换算为法定计量单位图2.1 建筑剖面图由图2.1可知柱顶标高为12.3m ，牛腿的顶面标高为8.4m ，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图中的柱的总高度H ，下柱高度Hl 和上柱高度Hu 分别为：H 12.30.512.8m =+=， l H 8.40.58.9m =+=u H =12.88.9 3.9m -=2.2柱截面确定根据柱的高度，吊车起重高度、吊车起重量及工作级别等条件，课有表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表2.1计算参数柱号截面尺寸/mm 面积/mm2 惯性矩/mm4 自重/（kN/m ）A,B上柱矩400400⨯51.610⨯421.310⨯4.0下柱I 400900100150⨯⨯⨯51.87510⨯8195.3810⨯4.69取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2.2A 、B 柱一榀排架EA=∞2AAB1A1234567图2.2计算单元和计算简图3荷载计算 3.1屋盖恒载改性沥青防水层（sbs ） 20.45kN /m20mm 厚的水泥砂浆找平层 3220kN /m 0.02m 0.40kN /m ⨯= 100mm 厚的水泥蛭石保温层 325kN /m 0.1m 0.50kN /m ⨯=一毡两油隔气层20.05kN /m20mm 厚的水泥砂浆找平层 3220kN /m 0.05m 0.40kN /m ⨯=预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 21.40kN /m 屋盖钢支撑 20.05kN /m 总计23.25kN /m屋架重力荷载为80kN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：21G 1.2 3.25kN /m 6m 2480kN /2328.8kN =⨯⨯⨯+=（）吊车梁及轨道重力荷载设计值3G 1.239.5kN 0.8kN /m 653.16kN =⨯+⨯=（）柱自重重力荷载设计值 A,B 柱上柱4A 4B G G 1.24kN /m 3.9m 18.72kN ==⨯⨯= 下柱5A 5B G G 1.2 4.69kN /m 8.9m 50.09m ==⨯⨯=3.2屋盖活荷载屋面活荷载标准值为22.0kN /m ，雪荷载标准值为20.25kN /m ，后者小于前者，故仅按前者计算。
第7章 风荷载作用下的内力和位移计算由设计任务资料知，该建筑为五层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差为基本风压20m /4.0KN =ω，地面粗糙度为C 类，结构总高度+=（基础顶面至室内地面1m ）。
计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算，即o z s z k w w μμβ=1、因结构高度H=<30m,高宽比÷=＜,故可取0.1z =β；2、s μ为风荷载体型系数，本设计按《建筑结构荷载规范》（GB50009--2012）中规定，迎风面取，背风面取，合计s μ=。
3、z μ为风压高度变化系数，本设计的地面粗糙度类别为C 类，按下表选取风压高度变化系数。
横向框架在风荷载作用下的计算简图6轴线框架的负荷宽度B=（+）/2=。
各层楼面处集中风荷载标准值计算如表：表根据表，画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图，如图所示：图 框架在风荷载作用下的计算简图位移计算框架梁柱线刚度计算考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对6轴线框架（中框架梁）的惯性矩乘以，框架梁的线刚度计算： 跨度为的梁（b ×h=250mm ×600mm ）：)(109126.0250.0212bh 24333m I -⨯=⨯⨯=⨯= m KN L I E c b /105.33.7109108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 跨度为的梁 (b ×h=200mm ×400mm ）：）（43-33m 101.2124.02.0212bh 2⨯=⨯⨯=⨯=I m KN L I E c b /109.13.31013.2108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 框架柱的线刚度 1、底层柱： A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- 2、上层柱： A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.49.31021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.49.31021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- 侧移刚度D 计算框架柱刚度修正系数计算公式见表: 表表 各层柱侧向刚度计算风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即有：∑=∆ijjj DV u式中 jV ------第j 层的总剪力标准；∑ijD --------第j 层所有柱的抗侧刚度之和；ju ∆--------第j 层的层间侧移。
风荷载作用下排架内力分析
1.左吹风时计算简图如图（1）所示
q 2
(1)
对于A 柱： λ=0.288 n=0.15
411311113110.34218111.8614.60.3429.287()
A n C n R q HC KN λλ⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦==⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦=-=-⨯⨯=-←
对于C 柱；
λ=0.288 n=0.244
411321113110.35718110.9314.60.357 4.847()C n C n R q HC KN λλ⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦==⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣
⎦=-=-⨯⨯=-←
A C W R R R F =+-=-9.287-4.847-9.54=-23.674KN （←）
各柱顶的剪力分别为： A η=0.361 B η=0.545 C η=0.094 A A A V R R η=-=-9.287+0.361×23.674=-0.741KN(←)
B B V R η=-=0.545×23.647=12.902KN(→)
C C C V R R η=-=-4.847+0.094×23.674=-2.622KN(←)
排架内力如下图：
A B
C
A
B
C
2.右吹风时计算简图如图（2）所示 F w
（2）
对于A 柱： n=0.146 11C =0.342
A R =-2q H 11C =0.93×14.6×0.342=4.644KN ( )
对于C 柱： n=0.244 11C =0.357
111C R q HC =-=-1.86×14.6×0.357=9.695KN(→)
A C W R R R F =+-=4.644+9.695+9.54=23.879KN(→)
各柱顶的剪力分别为 A η=0.361 B η=0.545 C η=0.094 A A A V R R η=-=4.644-0.361×23.879=-3.976KN(←)
B B V R η=-=-0.545×23.879=13.014KN(→)
C C C V R R η=-=9.695-0.094×23.879=7.450KN(→)
排架内力图如下所示
A
B C
A B C
5. Max T 作用于AB 跨柱： 当AB 跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如下图（ ）所示
1.当Max T 向右作用时对于A 柱n=0.146 λ=0.288 , 得a=(4.2m-1.2m)/4.2m=0.714 ,
()()235321231211a a a n C n λλλ⎡⎤+--+⎢⎥⎢⎥⎣⎦=⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣
⎦=0.624 5A Max R T C =-=-20.6×0.624=-12.854KN(←)
同理对于B 柱 n=0.171 , λ=0.288 , a=0.714 , 5C =0.635
5B Max R T C =-=-20.6×0.635=-13.081KN(←) 排架柱顶总反力为：
A B R R R =+=-12.854-13.081=--25.935KN(←)
各柱顶剪力为：
A A A V R R η=-=-12.854+0.361×25.935=-3.491KN(←)
B B B V R R η=-=-13.081+0.545×25.935=1.054KN(→)
C C V R η=-=0.094×25.935=2.438KN(→)
排架各柱的弯矩图及柱底剪力图如图（ ）所示当Max T 向左作用时，弯矩图和剪力图只改变符号，方向不变。
6. Max T 作用于BC 跨柱：
当BC 跨作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如下图（ ）所示
1.当Max T 向右作用时对于B 柱n=0.171 λ=0.288 , 得a=(4.2m-0.9m)/4.2m=0.786,
()()235321231211a a a n C n λλλ⎡⎤+--+⎢⎥⎢⎥⎣⎦=⎡⎤⎛⎫+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣
⎦=0.604 5B Max R T C =-=-8.98×0.604=-5.424KN(←)
同理对于C 柱 n=0.244 , λ=0.288 , a=0.786 , 5C =0.625 5C Max R T C =-=-8.98×0.625=-5.613KN(←) 排架柱顶总反力为
B C R R R =+=-5.424-5.613= -11.037KN(←) 各柱顶剪力为：
A A V R η=-=0.361×11.037=3.984KN (→)
B B B V R R η=-=-5.424+0.545×11.037=0.591KN(→)
C C C V R R η=+=-5.613+0.094×11.037=-4.576KN(←) 排架各柱的弯矩图及柱底剪力图如图（ ）所示当Max T 向左作用时，弯矩图和剪力图只改变符号，方向不变。
