3.单层厂房结构课程设计实例

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1、淮阴工学院课程设计指导书改为“计算书”课程名称：混凝土结构基本设计原理课程编号：1411190学时学分：1周、1学分专业层次：土木工程改为“班级：”制订日期：2011年4月改为“姓名：”归口单位：建筑工程学院改为“学号：”单层厂房结构课程设计实例删除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。为了使屋盖具有较大刚度，选用预应力混凝土折线型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。由图1可知柱顶标高为9.6m，牛腿顶面标高为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

2、，下柱高度Hl，和上柱高度Hu分别为：图1厂房剖面图 根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可确定柱的截面尺寸，见表1。表1柱截面尺寸及相应的计算参数计算参数 柱号截面尺寸/面积/惯性矩/自重/A，C上柱矩4004001.610521.31084.0下柱I4009001001501.875105195.381084.69B上柱矩4006002.4105721086.0下柱I40010001001501.975105256.341084.94本设计仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图2所示。图2计算单元和计算简图5号 2.荷载计算1.恒载⑴屋盖恒载20厚水泥

3、砂浆找平层280厚泡沫混凝土保温层预应力混凝土大型屋面板（包括灌缝）屋盖钢支撑总计屋架重力荷载为60.5kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构的重力荷载设计值为：(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值：(3)柱自重重力荷载设计值A、C柱:上柱：下柱:B柱:上柱:下柱:各项恒载作用位置如图3所示。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，雪荷载标准值为，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：的作用位置与作用位置相同，如图2-56所示。3.风荷载风荷载的标准值按计算，其中,,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

4、顶(标高)檐口(标高)屋顶(标高)如图4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： 图4风荷载体型系数及计算简图 则作用于排架计算简图(图4)上的风荷载设计值为:4.吊车荷载由任务书可得吊车的参数为：，，，，,,根据及可算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的竖向坐标值如图5所示。(1)吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：(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为：作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为： 图5吊车荷载作用下支座反力影响线3.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。其中柱的剪力分配系数计算，

5、见表2。表2柱剪力分配系数柱别A、C柱B柱;;;由于图6a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可根据相应公式计算。对于A，C柱，则：本例中。求得后，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6、。图6d为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定，下同。图6恒载作用下排架内力图 2．屋面活荷载作用下排架内力分析(1)AB跨作用屋面活荷载排架计算简图如图7所示，其中，它在柱顶及变阶处引引起的力矩为：对于A柱，，,则对于B柱,，则将R

6、反作用于柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与相应的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，即排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图7b，c所示。图7AB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2-60中内力图的位置及方向调整一下即可，如图8所示。图8BC跨作用屋面活荷载时的排架内力图 3．风荷载作用下排架内力分析(1）左吹风时计算简图如图9a所示。对于A，C柱,，得各柱顶的剪力分别为排架内力如图9b所示(a)(b)图9左吹风时排架内力图(2)右吹风时计算简图如图10a所示。将图10

7、b所示A，C柱内力图对换且改变内力符号后可得，如图2-63b所示。图10右吹风时排架内力图4.吊车荷载作用下排架内力分析(1)作用于A柱计算简图如图11a所示。其中吊车竖向荷载，。在牛腿顶面处引起的力矩为：对于A柱，，则对于柱，，，得排架各柱顶的剪力分别为：排架各柱弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图11b,c所示。图11作用在A柱时排架内力图 (1)作用于B柱左计算简图如图12a所示,计算如下：柱顶不动铰支反力，及总反力分别为：各柱顶剪力分别为：排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图12b，c所示图12作用于B柱左时排架内力图（3）作用于B柱右根据结构