- 1 -单层单跨厂房排架结构设计一设计内容和条件某厂装配车间，该车间为单跨厂房，柱距距为 6 米，厂房纵向长度为 96 米，跨度为 27 米，15/3t 中级工作制吊车二台，牛腿面标高 9.00 米，柱顶标高为 13 米。设计条件1 屋面活荷载： ,不考虑积灰荷载，雪荷载2/5.0MKNq 2/5.0MKNq2 基本风压: 4W3 屋面做法三毡四油： 2/35.020mm 水泥砂浆找平层 合计2/4.MKN21/75.0MKNgk屋面活荷载： .q屋面板采用 G410 标准图集 m 预应力混泥土屋面板（卷材防水）6.51允许外荷载： 2/.（板自重： 灌缝重： ）大型屋面板（包括填缝240MKNgk 23/1.0MKNgk/50.1屋架：屋架自重 则24/13k KNgGkkk 75.248.0g)( 4321 厂 房 跨 度柱 距4 采用 370mm 厚烧结粘土空心砖（重度 ）吊车梁以上设高侧窗，洞口尺寸为2/8MKNm，吊车梁以下设低侧窗，洞口尺寸 m，圈梁设在柱顶处。8.12 4.高宽5 排架柱：混泥土 C30 钢筋：纵向受力钢筋 HRB400 级 箍筋：HPB235 级 柱下独立基础：混泥土：C20，钢筋：HRB335 级6 吊车：Q15/3t 桥式吊车 中级工作制 吊车梁：先张法预应力混泥土吊车梁，自重 根/5.47KN轨道及联结重量 MKN/5.1桥跨： mLk2桥宽： B640轮距：- 2 -小车重： KNg74最大轮压： P195max最小轮压： 60in7 柱高：柱顶 H=13m 檐口=15.1m 屋顶=17.35m二荷载及内力计算1 柱截面尺寸的确定Q 在 1520t 之间： ，由于是单跨结构，结构形式对称，因此 A、B 柱mHk120截面尺寸相同。A 柱：上柱： （ mm） 下柱： mm48042 荷载计算永久荷载A 屋面板及每跨屋架传给每个柱子的荷载标准值 KNGk75.21荷载设计值： KNGA5.2987.4.1B 柱自重A、 B 柱：上柱： 下柱：Mgk /.022/gk /8.405/3则： KNGA19.2 KNGA4.8692.13C 吊车梁自重： A7)65.7(2.4永久荷载作用如图：- 3 -可变荷载屋面活荷载 ,不考虑积灰荷载，雪荷载 ,不同时考虑可2/5.0MKNq 2/5.0MKNq变荷载与雪荷载，取其中的大值，作用于每跨屋面下的柱可变荷载为： Q7.56.13.41可变荷载作用如图：- 4 -吊车荷载已知 mLk5.2B640mK520KNP195axP60min则：查表知 91.yPDikk 24.3).18.(max,ax, KNi 10506.0in,in, KNkQ947max,ax DQ7.mininGTkk 4.)4(9.1)(41,3,2, 风荷载由已知条件可知：基本风压 ，风压高度变化系数按 B 类地面（城市郊20/.MW区）其中： 为 1.00wWzsk0由建筑结构荷载规范B 类地面查 10m 处 15m 处 20m 处0.1z14.z中间值按插值法求得，因此可得：25.1z- 5 -柱顶：H=13m 则 084.1z檐口：H=15.1 则 2z屋顶：H=17.35 则 风荷载体形系数如下：9.z风荷载标准值： 201k /347.08.1MKNwWzs 2 14zs作用在排架上的风荷载为： BqkQ/9.2637.011 MKNW451422作用在柱顶的集中荷载 F即将柱顶以上风荷载算作集中力作用柱顶， 按房屋檐口标高 Z=15.1m 处计 z142.zKNFW /90.64.12.)506.(.1)508.(124. 风荷载作用示意图如下：3 内力计算：刚度：A、B 柱： 433 10.24.012mbhIu 678l永久荷载作用- 6 -永久荷载作用包括物价自重、上柱自重、吊车梁自重等。永久荷载作用示意图如下：在永久荷载作用下排架的内力如图：MKNGMA 925.140.5298)1.045.(1 KNGA8.392.0 )2.1958(3.0867)(74 A、 B 柱： 125.06.3luIn .14Hu由 7.)1(n5.13C（3.)(.323nKNCHMR8.207.195.41 KNCHMR46.31.8392（）V8.21- 7 -可变荷载作用可变荷载作用简化作用于柱顶如图，可变荷载作用下排架内力图如下 MKNQM835.20.7561.0421 ）（42.查表得 71C3.KNHR45.0.285.11CM9.13.32（）KNRV4.21- 8 -吊车竖向荷载：KNDkQ94.7max,ax KNDQ75.14minin当 作用在 A 柱， 作用在 B 柱时，吊车竖向荷载作用见图如下：in在吊车竖向荷载作用下内力如图;KNMA29.1635.09472MB01.52- 9 -A、 B 柱： 125.067.3luIn 308.14Hu13.C（）KNHMRA45.13.129.322 （）CB.0532（）KNRBA2.12由于 A、B 柱 剪力分配系数 5.0BA各柱上的剪力分配值：（）RVAA 4.9.10.52、（）KNBB3、在吊车竖向荷载作用下的内力图如下：当 作用在 A 柱， 作用在 B 柱上时，吊车荷载作用见图及在吊车竖向荷载作用下minDmax的内力图如下：- 10 -内力图：水平刹车力作用下水平刹车力： 作用于牛腿顶面 1.4 米处，当刹车力向右时，KNT056.74.1max作用见图如下- 11 -内力图如下由于 同向作用在 A、B 柱上，因此排架的横向内力为零，剪力 同理得nF KNV056.7当刹车力向左时排架的受力简图 和内力图如下- 12 -风荷载的作用将柱顶以上风荷载作集中力作用于柱顶，柱上的风荷载看做是水平均布荷载。当左风作用时作用简图如下：A、 B 柱： 125.067.3luIn 308.14Hu3.)1(8341nC（ KNqRA 14.3.01)45.92(221 KNFW.50A.732121)(xqRMWxqRFVW1)(KNVA4.0KNB6.在风荷载作用下的内力图- 13 -当右风作用时作用简图及内力图如下：A 柱在各种荷载作用下的内力见表：- 14 -吊车竖向作用 吊车水平作用 风荷载柱号及正向内力 荷载种类 恒荷载 可变荷载 在 AmaxD在maxB向右 向左 左来风 右来风编号 1 2 3 4 5 6 7 8内力图控制截面 - )(MKN8.435 2.925 -37.76 -37.76 10.16 -10.16 32.52 -20.84- 15 -)(KN317.7 56.7 - - - - - -)(M-31.375 -8.415 128.469 13.25 10.16 -10.16 32.52 -20.84- KN385.5 56.7 474.94 145.75 - - -)(21.185 4.545 43.509 -43.509 73.38 -73.38 275.93 -152.56KN471.9 56.7 474.94 145.75 - - - - )(V5.84 1.44 -9.44 -9.44 7.056 -7.056 40.14 11.26- 16 -柱的内力组合：及相应maxM的 N、V及相应maxM的 N、V及相应maxN的 M、V及相应minN的 M、V截面 内力组合项 数值 组合项 数值 组合项 数值 组合项 数值)(KN40.34 -53.45 40.34-1+0.9 （2+7） 368.731+0.9（3+6+8） 317.71+0.9 （2+7） 368.731+0.9 （3+6+8）)(M122.66 -57.7 115.09- KN1+0.9 （3+5+7） 812.951+0.9（2+8） 436.531+0.9 （2+3+5+7） 863.981+0.9 （2+8）)(378.81 -221.32 378.81950.38 603.08 950.38- )(KNV1+0.9 （2+3+5+7）41.121+0.9（4+6+8）1.131+0.9 （2+3+5+7）41.121+0.9 （4+6+8）1.13- 17 -柱的截面设计：1 选取控制截面的大偏心受压界限破坏时的轴力 为：bN上柱： KN56.13205.403.101 hbfNcb下柱： KN97经比较 A 柱的所有 N1 取 1 3.61 取 1 2.41 取 1 3.791 取 1hl02.0.95 0.95 1 12104)(1eli1.76 1.52 1.61 1.173.h108 108 228 228/ie227 286 686 461)(2,masi67 126 326 101)(,0, syshfNeA214 347 1195 2354 22 4 22 4 22 4 22实配钢筋(mm )21251 1251 1251 1251%bhsA侧0.39%0.2% 0.39%0.2% 0.39%0.2% 0.39%0.2%,s全 部0.78%0.6% 0.78%0.6% 0.78%0.6% 0.78%0.6%即上柱：4 22 下柱：4 223 箍筋的配置因柱底剪力较小： KNV12.max若剪跨比 =3 则;bhft 19.07643.75175.0 远大于柱底的剪力值（还没有考虑轴向压力对斜截面的有利影响） ，所以排架柱的箍筋按构造配置为 10200，柱箍筋加密区取为 101004 牛腿的设计 牛腿几何尺寸的确定牛腿截面宽度与柱宽度相等为 400mm，若取吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离 ，mC801吊车梁端部宽为 340mm,吊车梁轴线到柱外侧的距离为 750mm 则牛腿面的长度为 600mm，- 19 -牛腿外缘高度为 500mm，牛腿的截面高度为 700mm，牛腿的几何尺寸及配筋示意图如下：牛腿高度验算作用于牛腿顶部按荷载标准组合计算的竖向力值; KNGDFAv 74.528.694.74maxkk 393,牛腿顶部按荷载标准组合计算水平拉力值;Tkhk 56.40.9.0 KNFh35.60.7牛腿截面有效高度： mahs470竖向力 作用点位于下柱截面内，a=0vkF满足要求vktkvh FKNabf 8.6505.126.05.).01(牛腿的配筋由于吊车垂直荷载作用于下柱截面内，故该牛腿可按构造要求配筋，纵向钢筋取 416，箍筋取 8100。牛腿局部受压验算，满足要求vkc FKNAf 6.14583.0475.0.牛腿纵向受压钢筋的计算因为 ，取03.hamha9.0fFfAyyvs 64.30361825.185.0 取 4 16,804mm2取 0.2%18.0364.50.max vtf0.2%ahfMssyu 5.8710)436()( 6,0, 满足要求。MKNGo 8.512.489.1- 21 -裂缝宽度验算：