两跨排架柱计算书讲解
排架结构分析(高教知识)
11
1 EI2
1 2
102
2 3
10
1 2
32
2 3
3
1 EI1
1 2
32
2 3
3 2
738.7
EI2
全面分析
9
22
1 EI2
1 2
77
2 3
7
1 EI1
1 2
72
2 3
7
686 EI2
12
21
1 EI2
1 2
7
2
2 3
7
3
187.8 EI2
C E
D
X2=1
即上柱顶以上部分：以集中荷载表示（只考虑 水平分力）
上柱顶以下迎风面部分：以集中荷载表示 上柱顶以下背风面部分：以集中荷载表示。
全面分析
37
全面分析
38
•风载
风向
Wk S B wk
Wkh S B wk sin
S B wk
h2 S
wk
B h2
Wkh
S Wk
s1
3640 0 1470 0
解得：
X1 X2
4.637 kN 0.866 kN
（5）由迭
加法绘制弯 矩M图 M1X1 M 2 X2 M p
全面分析
12
2.3.1计算简图
全面分析
13
一、结构体系的简化 二、计算单元 三、结构简图
全面分析
14
一、结构体系的简化
一般结构实际上都是空间结构，各部相连成 为一空间整体，以承受各方向可能出现的荷 载。在多数情况下，常忽略一些次要的空间 约束，而将实际结构分解为平面结构。
全面分析
排架结构内力计算(完整)知识讲解
2.5.5 单层厂房排架考虑整体空间作用的计算
1、空间作用的基本概念
当单层厂房各榀之间的刚度不同，或各榀所受的荷载不同时， 它们各自在荷载作用下的位移就会受到其他排架的制约。这种 排架之间互相制约的作用称为单层厂房结构的空间作用。
柱 顶 水 平 位 移 的 比 较
柱 顶 水 平 位 移 的 比 较
JC（%）
平均50年使用次数
600万次
300万次
——
运行速度（m/min）
80~150
60~90
<60
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
Q2
Pmax
Pmin
Q1
Pmin
Dmin
Pmax
Dmax
Qc
Pmi n, k
Pmax,k
Q1 ,k
Q2 ,k 2
Qc ,k
g
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
Q1
3、吊车荷载：吊车竖向荷载、吊车水平荷载。 吊车种类（悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦及桥式吊车）； 吊车工作制（轻、中、重和超重级A8）
工作制
经常起重量/额定起重 量（%）
重级 A6~A7
50~100
中级 A4~A5
<50
轻级 A1~A3
——
每小时平均操作次数
240
120
60
接电持续率
40
25
15
4、风荷载
风荷载标准值：
wk Z SZ w0
迎风面上的均布风荷载：
q1 S1Z w0B
背风面上的均布风荷载：
q2 S2Z w0B
柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：
第二章排架计算-课件
一般来说，G1对上柱截面的几何中心有一个偏 心距e1，G1对下柱截面的几何中心又增加了附 加偏心距e2，如图2.3所示。
（2） 上柱自重
上柱自重标准值用G2k表示，设计值
用G2
（3） 吊车梁及轨道等零件自重标准值用
G3k表示，设计值用G3表示，它沿吊车梁 中心线作用于牛腿顶面，一般吊车梁中心
线到柱外边缘（边柱）或柱中心线（中柱）
第二章排架计算
精品
排架计算是为柱和基础设计提供内力数据的，主 要内容为：确定计算简图、荷载计算、柱控制截 面的内力分析和内力组合。
计算单元：
单层厂房是一个复杂的空间结构，实际计算
时，可根据厂房的构造和荷载特点进行简化并确
定计算简图。由相邻柱距的中部截取一个典型区
段，称为计算单元，如图2 .1所示。图中斜线部分
Qck—与吊车额定起重质量Q相对应的重力标准值， 以“KN”计，等于以“t”计的额定起吊质量Q与 重力加速度g 的乘积， Qck = Q g
（1） 吊车竖向荷载
吊车竖向荷载是一种通过轮压传给排架柱的
移动荷载，由吊车额定起重量、大车自重、小车
自重三部分组成。如图2 .5所示。
当小车吊有额定起重质量开到大车某一极限位置
时，如图2 .5所示。在这一侧的每个大车的轮压称 为吊车的最大轮压标准值Pmax,k，在另一侧的轮压 称为最小轮压标准值Pmin,k， Pmax,k与Pmin,k同时发生。
（3） 铰接排架的横梁（屋架）的刚度很 大，受力后的轴向变形可忽略不计。排架受力
（4） 排架柱的高度由固定端算至柱顶铰 接处，排架柱的轴线为柱的几何中心线。当柱 为变截面时，排架柱的轴线为一折线，如图2 .2(a)、(b)
（5） 排架的跨度以厂房的纵向定位轴线 为准，计算简图如图2 .2(c)所示。只需在变截 面处增加一个力偶M,M等于上柱传下的竖向力 乘以上下柱几何中心线间距离e
排架柱的计算
1 根据吊车厂家提供资料计算吊车运行时所产生的主要荷载由吊车厂家提供样本查得，桥架宽度B=6.62m，轮距K=4.7m，小车质量m2=11.25t，吊车最大轮压标准值Pmax，k=289KN，大车质量m1=30.35t。
工作级别A5。
Pmin，k=-Pmax，k=-289=79KNg为重力加速度，取为10m/s2，1t·m/s2=KN。
Ｄmax=βγQPmax，kΣyi=0.9×1.4×28.9×（1+1.3/6）=44.3tDmin=Ｄmax（Pmin，k/Pmax，k）=44.3（7.9/28.9）=12.1tTk=[αβ（小车质量+起重量）g]/4=[0.09×0.9×（11.25+32）×10]/4=8.8KNTmax=Dmax（Tk/Pamx，k）=44.3×（8.8/289）=13.5KN2 根据建筑图计算出屋面荷载而选出屋面板30厚1：8水泥珍珠岩：0.03×4=0.12KN/m2；200厚加气混凝土块保温层：0.2×7.5=1.5KN/m2；20厚1：3水泥砂浆找平层：0.02×20=0.4 KN/m2；1.5厚氯化聚乙烯：1.5×0.0015=0.002KN/m2；积灰荷载：Q1k=0.5×2=1KN/m2；活荷载：Q2k=0.65 KN/m2。
Q=1.35×（0.12+0.4+1.5）+1.4×（0.9+0.5×2+0.7×0.65）=2.727+1.897=4.624KN/m2 所得荷载与屋面板所能承受荷载相比较，4.96KN/m2>4.624 KN/m2；屋面板选自Y-WB-4Ⅱ。
3 根据厂房跨度、屋面板型号计算天沟（1）焦渣混凝土找坡层，按12m排水破，5‰坡度，最低处厚度为20mm考虑。
6m天沟最大找坡层重按（50+80）/2=65mm厚度计算。
排架结构内力计算(完整)分解
Tmax
Tmax
RA+R
B
=
A
A
+
+
B RA RB
=
B μ(RA+RB)
B
A
B
RA=C5Tmax Tmax
A
+
RB=C5Tmax Tmax
B
2.5.6 内力组合
1、柱的控制截面
对柱配筋和基础设计起控制作 用的截面
2.5.6 内力组合
2、荷载效应组合
由可变荷载效应控制：
S 1.2SGk Q1SQ1k
0
0
0
0
0
(kN)
V— ———————
(kN)
排架 A 柱Ⅱ—Ⅱ截面内力
荷载 类型
恒载 （1）
屋面活 荷载
（2）
DMAX
(3a)
DMIN
(3b)
M -32.1 -7.50 160.6 3.29
(kNm)
TMAX TMAX
左向右 右向左
(4a) (4b)
17.7 -17.7
左风 (5a)
42.7
右风 (5b)
排架 A 柱Ⅰ—Ⅰ截面内力
荷载 类型
恒载 （1）
屋面活 荷载
（2）
DMAX
(3a)
DMIN
(3b)
M 27.28 5.91 -51.7 -45.6
(kNm)
TMAX TMAX
左向右 右向左
(4a) (4b)
17.7 -17.7
左风 (5a)
42.71
右风 (5b)
-48.4
N 317.9 53.63 0
2.5.7 排架计算中的几个问题
混凝土结构课程设计(单层厂房)—双跨21+21
目录目录 (1)第1章设计资料 (3)1.1 设计资料 (3)1.2 地质抗震条件 (3)2、建筑构造 (3)第2章建筑方案设计 (3)2.1 厂房平面设计 (3)2.2 构件选型与布置 (5)2.2.1 屋面板和嵌板 (5)2.2.2 天沟板 (5)2.2.3 屋架及屋架支撑 (6)2.2.4 吊车梁 (7)2.2.5 基础梁 (7)2.2.6 柱间支撑 (7)2.2.7 抗风柱 (7)2.3 厂房剖面设计 (7)第3章厂房排架柱设计 (9)3.1 计算简图 (9)3.2 确定柱子各段高度 (9)3.3 确定柱截面尺寸 (9)3.4 确定柱截面确定柱截面计算参数 (9)3.5排架结构的基本假定： (11)第4章荷载计算 (11)4.1 恒荷载 (11)4.1.1 屋盖自重P1 (11)4.1.2 上柱自重P2 (13)4.1.3下柱自重P3 (13)4.1.4吊车梁、轨道、垫层自重P4 (14)4.2 屋面活荷载 (14)4.3 吊车荷载 (14)4.3.1吊车竖向荷载Dmax.k,Dmin,k (14)4.3.2 吊车横向水平荷载Tmax.k (15)4.4 风荷载 (15)4.5 墙体自重 (16)4.6 荷载汇总表 (17)第5章排架结构内力分析 (18)5.1 荷载作用下的内力分析 (18)5.1.1屋面恒载内力计算 (18)5.1.2屋面活载内力计算 (19)5.1.3吊车竖向荷载作用下的内力分析 (20)5.1.4 吊车水平荷载作用下的内力分析 (22)5.1.5 风荷载作用下的内力分析 (24)5.2 内力汇总表 (25)第6章内力组合 (26)6.1 不考虑地震作用 (26)6.2 考虑地震作用 (28)第7章排架柱截面设计 (30)7.1 排架柱配筋计算 (30)7.2 排架柱裂缝宽度验算 (32)7.3 牛腿设计 (32)7.4 柱的吊装验算 (32)第8章基础设计 (33)8.1 基础设计资料 (33)8.2 基础底面内力及基础底面积计算 (34)8.3 基础其他尺寸确定和基础高度验算 (35)8.4 基础底面配筋计算 (37)第9章山墙柱设计 (38)9.1 山墙柱的尺寸确定 (38)9.2 内力计算 (38)9.3 截面配筋 (39)9.4 基础计算 (39)第1章设计资料1.1 设计资料本毕业设计为某工业厂房设计，厂房长度为60m，21m双跨，柱距为6m。
钢结构计算书
第一章建筑设计§1.1 平面设计根据题目所给条件：采用双跨钢排架结构，跨度18米，长90 米。
参照工程应用实例，厂房平面布置为双跨矩形平面。
其柱网采用9m×18m，除两端部柱中心线内偏横向定位轴线300mm 外，其余均与横向定位轴线重合；纵向定位轴线与柱外缘重合(详见施工图)。
抗风柱距取6m。
§1.2 剖面设计厂房高度的确定厂房高度指室内地面至柱顶(或倾斜屋盖最低点或下沉式屋架下弦底面)的距离,在设计时,将室内地面的标高定为土0.000,柱顶标高、吊车轨道标高等均是相对于室内地面标高而言的.柱顶标高的确定:对有吊车厂房时柱顶标高H=H1+H2轨顶标高H1=h1+h2+h3+h4+h5轨顶至柱顶高度H2=h6+h7h1: 需跨越最大设备高度;h2: 起吊物与跨越物间的安全距离,一般为400-500mm;h3: 起吊物最大物件高度;h4: 吊索最小高度,根据起吊物件的大小和起吊方式决定,一般>1m;h5: 吊钩到轨顶面的距离,由吊车规格表中查得;h6: 轨顶至吊车顶面的距离, 由吊车规格表中查得;h7；小车顶面至屋架下弦底面之间的安全距离,应考虑到屋架的挠度,厂房可能不均匀沉陷等因素,一般取300-400mm;根据本设计的起重机的整体外型尺寸:12.17m*2.5m*3.43m(长、宽、高) 取h1=3500mm,h2=500mm,h3=2000mm,h4=1200mm,h5=1800即H1=h1+h2+h3+h4+h5=3500+500+2000+1200+1800=9000mm 取h6=2732,h7=400,即H2=h6+h7=2732+400=3132mm,则H=H1+H2=9000+3132=12132mm根据<<厂房建筑模数协调标准>>的规定,柱顶标高H应为300mm的倍数,轨顶的标志高度H1常常取600mm的倍数,则综合上述计算及此条规定,H1=9000mm符合是600的倍数,H2取3300,即H=H1+H2=9000+3300=12300mm=12.3m所以厂房的高度为12.3m(H1=9m,H2=3.3m)厂房标高详见施工平面图。
第三节排架计算.
第十三章
单层工业 厂房
1 由此可见：柱顶集中力F 是按每根柱的抗剪刚度 的 ui 大小成比例分配给各柱的。
4. 等高排架在任意荷载作用下内力计算
为利用剪力分配系数，对任意荷载必须把计算过程分为两个步骤：
① 首先在直接受荷柱顶端附加一横向不动铰支座，以阻止 其水平侧移，求出支座反力R；
② 然后撤消附加不动铰支座，即将R 反向作用于排架柱顶， 以恢复实际情况。 将上述两个步骤中的内力迭加，即为排架的实际内力。 5. 求单根柱在任意荷载下的 R
变形协调方程：
i 1
n
F V i
1 1
n
n
1 u ui
u1 u2 ui un u
1 ui 1 F Vi F 1 1 ui ui ui
F u n 1 1 u i
令i为 剪力分配系数
1 ui i 1 ui
Vi i F
排架计算
第十三章
单层工业 厂房
（二）、排架内力组合 1. 控制截面 -- 排架计算主要是算出控制截面内力。控制截 面是指能对柱内配筋起控制作用的截面。 应该选择那些截面为控制截面 ？ 常以上柱柱底截面Ⅰ-Ⅰ作为上柱控制截面， 取Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面为下柱控制截面。 ∴工程设计中都取上柱根部，下柱顶部和下 柱根部这三个截面作为设计控制截面，即以 这三个截面的各种最不利内力组合来确定上、
一、排架计算简图 计算单元和计算简图
上柱高Hu = 柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁在支撑处梁高
柱总高H = 柱顶标高＋基础底标高绝对值－初估的基础高度
排架计算
第十三章
单层工业 厂房
计算单元即一个排架的负荷范围； 计算简图中柱的计算轴线应取上、下柱截面的形心线。 计算简图作了几点假定： 1. 横梁（屋架或屋面梁）铰接在柱上－－不传递弯矩。 柱下端固接于基础顶面－－不考虑外载作用下基础变形。 2. 横梁为没有轴向变形的刚杆→即 EA （刚度无穷大）
24m双跨钢结构单层厂房柱间支撑的布置及计算
ｚ ３ ＝１ ． ０
下 柱 支撑 ２ Ｌ １ ６ Ｏ ｘ ９ ０ ｘ １ ０ ５ ． ８ ４ ７ ． ７ ７ ４ ． ４ ５ ２ ｘ ｌ ０ ４ ． ８ ６ ４ ． ４ ７ ｘ １ ０ １ ０ ９ ０ ． ４ ９ ９
９ ． ７ ２
８７ ２ ｘ１ ０
．
ｑ ｌ ＝ Ｓ ｚ ∞ｏ Ｂ ＝ （ ０ ． ８ ＋ ０ ． ４ ） ｘ １ ． １ ２ ｘ ０ ． ７ ｘ ６ ＝ ５ ６ ４ Ｋ Ｎ ／ ｍ
施工技术与应用
２ ４ ｍ双跨钢结构单层厂房柱 间支撑 的布 置及计算
摘要： 为确保房屋承重结构的正常工作， 一般需要沿房屋纵向柱之间设置柱 间支撑， 其作用是： 用以保证房屋 的纵 向稳定和空间刚
度； 确定柱 在 排架平 面 外的计 算长度 ； 承 受房 屋端 部 山墙 风力 、 吊车纵 向刹 车荷载 、 温度 应力 和地震 作用 ， 并 将上述 荷 载传 至基 础上 。 关键词： ２ ４ ｍ ） ￣跨 钢结 构 单层 厂房 ； 柱 间支 撑 的布 置 ； 纵 向支 撑 的计 算 本 工 程 为钢 排 架 结构 ， 跨度为２ ４ ｍ， 柱 距 为６ ｍ， 有 桥 式 吊车 ， 轻 型屋 面 和 轻 型外 墙 的单层 双 跨房 屋 。 为 确保 房屋 承 重结 构 的正 常工 作 ， 一般需 要 沿 房 屋纵 向柱 之 间设 置柱 间 支撑 ， 其作用是： 用以保证房屋的纵 向稳定和空间刚度； 确定柱在排架平 面外 的计 算 长度 ； 承受 房屋 端 部 山墙 风力 、 吊车 纵 向刹 车 荷 载 、 温 度应 力 和 地震 作 用， 并将上述荷载传至基础上 。柱间支撑包括在 吊车梁 以上至屋架下弦间设 置 的上段 柱 的柱 间 支撑 和 在 吊车梁 以下至 柱脚 处 设 置 的下 段 柱 的柱 间 支撑 。 柱 间支 撑 的形式 有 十字 形 交叉 支撑 、人字 形 交叉 支 撑 和八 字形 交 叉 支 撑等 ， 本 工 程采 用 的为 十 字形 交叉 支 撑 。 柱 间支 撑 的 布置 原 则 ： 在厂房单 元中部设 置上下柱 间支撑 ， 并 应 在 厂 房 单元两端增 设上柱支 撑 ； 结构单 元长度 大于９ ０ ｍ， 小于 １ ２ ０ ｍ时 ， 宜 在单 元 中部１ ／ ３ 区段 内设 置 两 道 上 下 柱 间 支 撑 。上 柱 柱 间 支 撑 的 中 心 间 距 不 大 于４ ５ ｍ。上柱柱间支撑为单片 ， 连接于柱腹板 中心 ， 下 柱柱 间支撑 为双片 ， 连 于柱 两 侧 翼 缘 里 侧 。 当抗 震 设 防 烈度 为 ８ 度时 ， 应 在 柱 间支 撑 开 间 的 地 面 处 设 钢 筋 混 凝 土 压 梁 一 道 。 当 结 构 单 元 长度 大 于 １ ２ ０ ｍ时 ， 要 设 置 温 度 伸缩缝 。 工 程 实例 ： 本 工程 平 面 尺 寸为 ７ ８ ｘ ２ ４ ｍ， 柱距 ６ ｍ， 双 跨 排架 ， 采 用 大连 重 工 起 重 集 团有 限公 司 （ Ｄ Ｑ Ｑ Ｄ型） ２ ０ ０ ３ 年６ ｌ 提 供 的５ ｆ ０ ／ １ ０ ｔ 桥式吊车 ， 屋 面 为 夹 芯
排架计算和例题讲解
Dmax, k
5
6
P2max, k
7
D P y 两台吊车不相同时 mk ax,
mk ax i ,
P1min P1min P2min P2min
Dmax
Dm in
Dmin, k
D P y 两台吊车不相同时 mkin,
mkin i ,
---多台吊车的竖向荷载和水平荷载的折减系数
Dmax
Dm in
12.2.2排架荷载计算 分为恒载、活载两大类
F6 F1
F2
F4
F3
（一）恒载
（1）屋盖恒载 F1
➢包括屋架、屋面板、 屋盖支撑、悬挂在屋架 上的管道的重力荷载
➢这些荷载通过屋架各 弦杆的交汇点以集中力 的形式传递到排架柱顶
➢按照标准的设计约定，集中力的作用点位置在纵 向定位轴线的内150mm处
当荷载p作用在A点时，RB=0 当荷载p作用在B点时，RB=1.0p 当荷载p作用在任意一点时，RB=y*p
单跨厂房，吊车台数2台
当2台吊车紧挨，并将其中最大的轮压力作用 于反力影响线最大处，会在该侧排架柱上产生 最大的竖向压力
Pmax,k Pmax,k
Pmax,k Pmax,k
Dmax, k
P max, k
P P max, k
max, k
Dmax, k
5
6
P max, k
7
D mk a x,P mk ax,yi
Pmin
Pmin
Pmin Pmin
Dmax
Dmin, k
Dm in
Dmikn , Pmikn, yi DmakxP P ,m maikknx,,
P1max, k
P P 1max, k 2m；
铝合金立柱(双跨梁)计算公式
Kb= 50×.6t+/0d.2
5×
= 1外0/层12钢= Z: 筋锚中筋心实
际总截
As: As
面积: Num1×π
= ×d^2 /4 4×π×
锚 = 12^2/4
筋As1 (PV× = 1702^.35/4K2r/
As=2 m(mP^H×2 = 1704^.30/207.
最 = mm^2
大4
根 锚板宽
6立31
6.4
柱
.6.
幕
校
核
依L/1
80
αWk:. 参数 L= W2k.×22B2× = 0.600 =
q.L=
q×B 3.215×
α= 04.×600 =
= M4b×/(q.L
= 4挠.3度04系/(
表μ: 数，按
1:
αμ α μ α μ α μ
0 0.01302 0.05 0.01224 0.1 0.01146 0.15 0.01069
a : 度锚:板2长00
b : 度: 200
( JGJ 102-
( JGJ 1022003
(JG J
(JG J
锚板面 A : 积:
A = a2×00b×
= 200.05×=fc
×0.5×
P=H 1141..37×97
= k受N拉≤钢
l : 筋实际 锚筋的
混α: 外形系
凝 受拉钢
la : 筋α总×锚d×
.2.
= 3×
20.016
20.= kN
0强16
度
可 连接部
Ncbj 位钢角
: 码构壁件抗承
fcb:
压强度 角码校
Nctb:j =
两跨排架柱计算书讲解
混凝土结构课程设计计算书一、设计资料（一）、设计题目有一金工车间，不考虑抗震设防，采用装配式混凝土柱的等高排架结构，不设天窗，车间长度60米，柱距6米，跨数、跨度见表1，吊车为每跨两台中级工作制软钩吊车，起重量见表1.表1：（二）已知资料1采用卷材防水屋面，屋面恒荷载（包括卷材、20mm厚找平层、大型屋面板、屋架及屋面梁）为1.4KN/m²（水平投影面积）。
2 屋面活荷载0.7KN/m²,屋面没有积灰荷载。
3雪荷载标准值0.4KN/m²,风荷载标准值0.35KN/m²,屋面坡度角α=11。
21′。
4已考虑深度和宽度修正后的地基承载力特征值180KN/m²5在柱距6米范围内，基础梁、围护墙、窗、圈梁、等传至基础顶面的竖向集中力标准值为300～350KN（吊车轨顶标高，低的取小値，高的取大値）此竖向集中力与柱外侧边的水平距离为0.12米。
6室内地坪标高±0.00米，室外地坪标高-0.300米。
7柱顶至檐口顶的竖向高度h1=2.1m,檐口至屋脊的竖向距离h2=1.2m.8混凝土强度等级，排架柱用C30，柱下扩展基础用C20。
9排架柱主筋及柱下扩展基础内钢筋用HRB335级钢筋，柱箍筋用HPB235级钢筋。
10吊车有关技术参数可查阅专业标准《起重机基本参数和尺寸系列》（ＺＱ１—６２－ZQ8-62）或直接参照吊车制造厂的产品规格得到。
二、设计内容（一）单层厂房结构计算书1、单层厂房平面、剖面结构布置及主要结构构件选型。
2、计算各种荷载作用下的排架内力（计算简图、荷载计算及各种荷载作用下的排架内力分析）。
3 排架边柱内力组合4、排架柱设计（截面设计、配筋构造、吊装验算、牛腿设计）。
5、排架柱下扩展基础的设计（基础底面尺寸的确定、基础高度的验算、基础底面配筋验算）。
（二）、单层厂房结构设计施工图用铅笔绘制一号图一张1±0.000结构平面布置图，1:2002装配式边柱施工图，1:2003边柱下一个扩展基础的平面与剖面，1：25～1：404施工说明三、吊车的选用根据课程设计的要求和吊车的起重量表1，基础布置的方便，选用Ａ级别吊车四台。
12.2.1排架计算解析
6
Dmin
Dmax
Pmin,k Pmax,k
311.54 44 119.2kN 115
Tk
1 4
Ti ,k
1 4
G 2,k
G3,k
1 4
0.12
3.8
10 10
4.14kN
Tmax
D max
Tk Pmax,k
311.54
4.14 115
11.21kN
Tk
1 4
Ti,k
1
4
G2,k
G3,k
6. 风荷载 计算公式:
wk z s z w0
wk---垂直于建筑物表面的风荷载标准值（kN/m2）；
z---高度Z处的风振系数； 对高度小于30单层厂房结构，z=1.0。
s ---风载体形系数，
注意：正值表示该表面为压力，负值为吸力（拉力）。
风速随高度增加的程度与地面粗糙度有关， 《荷载规范》将地面粗糙程度分为A、B、C、D四类。
柱顶离天然地坪的高度10.5+0.3=10.8
查表 z
10.8
z
1 1.14 1.00 10.8 10 1.02
15 10
∴
迎风面： q1k szw0B 0.81.02 0.35 6 1.71
q1 Qq1k 1.41.71 2.39
背风面： q2k szw0B 0.51.02 0.35 6 1.07
➢A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； ➢B类：房屋稀疏乡镇、田野乡村、城市郊区； ➢C类：有密集建筑群的城市市区； ➢D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区；
z ---风压高度变化系数
作用在柱顶以下墙面上的凤荷载按均布荷载考虑， 其风压高度变化系数可按柱顶标高取值。
排架计算专题知识讲座
12.2 排架计算
单厂实为空间构造，为以便，简化为平面构造。近似以为互不 影响，独立工作。 横向平面排架—跨度方向。由柱、屋架和基础构成。主要计算。 纵向平面排架—柱距方向。由柱列、基础、连系梁、吊车梁和 柱间支撑构成。因柱多，抗侧刚度大，每柱承受旳水平力不大， 常不计算,按经验和构造。纵向柱列较少时算。 12.2.1、计算简图 1 计算单元—相邻柱距旳中心线截出旳一种经典区段。(下页） 2 简化假定及简图
第12章 单层厂房
吊车梁顶面
Tmax
Tmax
Tmax
吊车梁顶面 Tmax
TmaxTmax
TmaxTmax
TmaxTmax
TmaxTmax
12.2 排架计算
第12章 单层厂房
③多台吊车组合 排架计算中考虑多台吊车竖向荷载时，对一层吊车旳单跨厂房
旳每个排架，参加组合旳吊车台数不宜多于两台；对一层吊车 旳多跨厂房旳每个排架，不宜多于四台；
中级—机械加工车间、装配车间等。
重级、特重级—冶炼车间、参加连续生产旳吊车等。
荷载规范GB50009按吊车在使用期内要求旳总工作循环次数提 成8个工作级别，相应关系如下：
吊车旳工作制与工作级别旳相应关系
工作制
轻级
中级
重级
特重级
工作级别
A1～A3
A4，A5
A6，A7
A8
12.2 排架计算
第12章 单层厂房 12.2 排架计算
屋面均布活载、雪载、屋面积灰荷载旳荷载分项系数取 γQ=1.4
12.2 排架计算
第12章 单层厂房
⑶吊车荷载
吊车有悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦、桥式吊车。仅桥式 吊车旳水平荷载需列入排架计算，这里专门考虑桥式吊车。
2.3排架柱设计
•3）吊车横向水平荷载，Tmax作用在 同一跨内的两个柱子上，向左或向右，
只能选择一种参加组合。
•4）在同一跨内有T必有D，有D可以
没有T；故组合Dmax或Dmin时，不一 定组合Tmax产生的内力。考虑到Tmax 既可向左又可向右作用的特性，所以
若组合了Dmax或Dmin产生的内力，则 同时组合相应的Tmax产生的内力（多 跨时只取一项）才能得到最不利的内
吊装验算例题1
当预制混凝土柱达到一 定强度后，采用翻身吊 装。吊装时上柱控制弯 矩标准值Mk＝ 44.10kN.m，其截面配筋 218 见图。钢筋合力点至截 面近边的距离as=40m。 根据吊装验算上柱受拉 应力σs的数值。
400
218
500
根据裂缝控制
wmax 0.5 ~ 0.2mm
400
1.0H
无吊车厂房柱 两跨及多跨 1.25H
1.0H
1.2H 1.2H
有吊车厂房柱
上柱 下柱
露天吊车柱和栈桥柱
2.0Hu 1.0Hl 2.0Hl
1.25Hu 0.8 Hl 1.0Hl
1.5Hu 1.0Hl ——
三.吊装验算
¢验算内容： 承载力和裂缝宽度；
荷载：自重，考虑动力系数1.5； 安全等级：因时间短，降一级，乘 系数0.9。 如果不满足，增加吊点或调整配筋。
对于双跨排架对于等高等截面单跨排架对于双跨排架排架方向有柱间支撑无柱间支撑15h10h12h无吊车厂房柱125h10h12h露天吊车柱和栈桥柱20hei柱的计算长度l排架方向有柱间支撑无柱间支撑15h10h12h无吊车厂房柱125h10h12h露天吊车柱和栈桥柱20h验算内容
排架柱设计
F1
F1
F1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
混凝土结构课程设计计算书一、设计资料（一）、设计题目有一金工车间，不考虑抗震设防，采用装配式混凝土柱的等高排架结构，不设天窗，车间长度60米，柱距6米，跨数、跨度见表1，吊车为每跨两台中级工作制软钩吊车，起重量见表1.表1：（二）已知资料1采用卷材防水屋面，屋面恒荷载（包括卷材、20mm厚找平层、大型屋面板、屋架及屋面梁）为1.4KN/m²（水平投影面积）。
2 屋面活荷载0.7KN/m²,屋面没有积灰荷载。
3雪荷载标准值0.4KN/m²,风荷载标准值0.35KN/m²,屋面坡度角α=11。
21′。
4已考虑深度和宽度修正后的地基承载力特征值180KN/m²5在柱距6米范围内，基础梁、围护墙、窗、圈梁、等传至基础顶面的竖向集中力标准值为300～350KN（吊车轨顶标高，低的取小値，高的取大値）此竖向集中力与柱外侧边的水平距离为0.12米。
6室内地坪标高±0.00米，室外地坪标高-0.300米。
7柱顶至檐口顶的竖向高度h1=2.1m,檐口至屋脊的竖向距离h2=1.2m.8混凝土强度等级，排架柱用C30，柱下扩展基础用C20。
9排架柱主筋及柱下扩展基础内钢筋用HRB335级钢筋，柱箍筋用HPB235级钢筋。
10吊车有关技术参数可查阅专业标准《起重机基本参数和尺寸系列》（ＺＱ１—６２－ZQ8-62）或直接参照吊车制造厂的产品规格得到。
二、设计内容（一）单层厂房结构计算书1、单层厂房平面、剖面结构布置及主要结构构件选型。
2、计算各种荷载作用下的排架内力（计算简图、荷载计算及各种荷载作用下的排架内力分析）。
3 排架边柱内力组合4、排架柱设计（截面设计、配筋构造、吊装验算、牛腿设计）。
5、排架柱下扩展基础的设计（基础底面尺寸的确定、基础高度的验算、基础底面配筋验算）。
（二）、单层厂房结构设计施工图用铅笔绘制一号图一张1±0.000结构平面布置图，1:2002装配式边柱施工图，1:2003边柱下一个扩展基础的平面与剖面，1：25～1：404施工说明三、吊车的选用根据课程设计的要求和吊车的起重量表1，基础布置的方便，选用Ａ级别吊车四台。
每跨两台。
四、单层厂房平面布置和剖面结构布置厂房布置为双跨，跨度分别为18米，长度60米，排架间距为6米排架柱。
图1：基础布置简图：图2：横向结构剖面布置简图：五、计算简图及主要结构构件选型1、计算简图本装配车间工艺无特殊要求，荷载分布均匀。
故选具有代表性的排架进行结构设计,不考虑山墙的空间作用，排架的负荷范围如图-1所示。
结构计算简图如图-2所示。
下面来确定结构计算简图中的几何尺寸。
图-3 排架的负荷计算范围图-4 结构计算简图2、柱截面几何参数的确定(1)、基础的埋置深度及基础高度：基础底面至室内地面为 2.0m，初步估计基础的高度为 1.0m，则车间基础顶面标高为-1m。
(2)、牛腿顶面标高确定：轨顶标高为7.8m，吊车梁高0.9m，轨道及垫层高度为0.2m。
可得牛腿顶标高7.8-1.1=6.7m。
(3)、上柱标高的确定：轨顶至屋架下弦高度为2.5m，即上柱顶的标高为2.5+7.8=10.3m。
(4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸：上柱高：HU =2.5+1.1=3.6m，估算柱的总高度：.HL=10.3+1=11.3m，边柱插入基础深度按800mm，中柱插入深度按1000mm,边柱和中柱柱底的的高度是一样的，因此柱预制长度为12.1m。
(5)、柱截面确定：上、下柱均选矩形截面。
轨顶至基础顶面高度为Hk =8.8m,牛腿顶面至基础顶面高度LH=7.7m.对于本设计边柱，即A，C轴柱应符合下列要求：上柱截面尺寸≥400mm×400mm下柱截面高度h≥Hk /11=800mm,柱得截面宽度b≥HL/20=385mm并大于400mm。
故：上柱取500*500mm下柱取500*800对于本设计中柱，即B轴柱：由于由于屋面竖向荷载产生的两跨偏心弯矩相互抵消，由屋面传递的偏心距为零，而屋架与柱铰接，只向柱传递轴向力，轴向力比边柱增大。
对于吊车荷载来说，作用在下柱上竖向荷载在计算排架两跨吊车荷载组合都达到最大时最大，因此产生的最大轴向力比边柱增大。
作用在吊车上柱的吊车横向力在计算排架左右两跨吊车荷载组合作用下都达到最大且运动方向相同时最大。
故：上柱取500*600mm下柱取500*1200mm(6)、截面几何特征和柱的自重计算截面几何特征包括：截面面积A，排架方向惯性矩IX和回转半径i，柱的自重用G表示。
（a）A，C轴柱截面几何特征：上柱：A=500×500=250×103mm2G=25×0.5×0.5×3.6=22.5KN/mIX=（1/12）×500×5003=5208*106 mm4ix =（IX/A）1/2=（5208×106÷250×103）1/2=144.3mm下柱：A=500×800=400×103mm2IX=(1/12)×500×8003=2133×107mm4ix =（IX/A）1/2=230.9mmG=0.5×0.8×7.7×25=77KN（b）中柱B轴柱截面几何特征：上柱：A=500×600=300×103mm2G=25×0.30×3.6=27KNIX=1/12×500×6003=9000×106mm4ix =（IX/A）1/2=（9000×106÷300×103）1/2=173.2mm下柱: A=500×1200=600×103mm2G=25×0.5×1.2×7.7=115.5KNIX=(1/12)*500*12003=7200×107mm4ix =（Ix/A）1/2=（7200×107/600×103）1/2=346.4mm为便于后面使用，各柱的截面几何特征列于表-2。
B表-2 各柱的截面几何特征3、吊车梁的选型:吊车梁选用6m钢筋混凝土T型等截面吊车梁，梁高为900mm,上翼缘宽度500mm,腹板厚度160mm,在两端渐变成250mm厚。
4、抗风柱选型：屋架下弦以下取500×700，以上取500×350,在吊车梁标高处设置抗风横梁。
抗风柱与屋架上弦采用弹簧板连接。
纵向中轴线不设抗风柱，山墙和排架柱之间空隙用砖砌严。
5、设一组柱间支撑，在厂房中部设置，柱间支撑上部同时在厂房端开间设置。
六、荷载计算1、恒载，由于屋面荷载线匀布，根据简图，每跨承担的竖向力由应跨两边柱平均分担。
AB、BC跨屋盖自重、屋面梁自重、屋架自重之和为G=1.4*6*18=151.2kN故A、B、C柱顶竖向力为FAk1= FcK1=75.6KN FB K1=2×75.6=151.2KN2、活荷载计算：屋面匀布活荷载为0.7KN/m²、雪荷载0.4KN/ m2、积灰荷载为0，取屋面活荷载标准值为0.7KN/ m2 ，则排架所受的活荷载：AB跨、BC跨所受的活荷载为0.7×6×18=75.6KN、A、B、C柱顶所受竖向活荷载为F2AK=F2CK=37.8KN、F2BK=75.6KN3吊车荷载计算：图5：轨顶吊车反力影响线示意图对于A 、C 边跨柱参与组合的吊车数为两台，A 、C 柱是对称的，因此，只算A 柱。
对于A 柱竖向荷载F 3AK ：其组合的最大与最小标准值分别为D max.k 、D min.k ，横向力标准值T k 、横向力最大组合标准值Tmax.k 。
m 1=24.1t ，m 2=5.3t ，Q=15t ，P max.k =165KNP min.k =(G 1k +G 2k +G 3k )/2-165=(24.1+5.3+15)×10/2-165=57KND max.k =βP max.k ∑y i =0.9×165×(1+4.75/6+1.6/6+0.35/6)=314.3KND min.k = D max.k × k K P P.max .min =314.3×16557=108.6KNTk=αβ(m 2+Q)×10/4 =0.1×0.9(5.3+15) ×10/4=4.57KNT max.k =βT k ∑y i =0.9×4.57(1+4.75/6+1.6/6+0.35/6)=8.72KN 对于中柱B ，在排架计算范围内有五种吊车的竖向荷载F 3BK ： ① 柱只受一跨两吊车参与组合的最大竖向荷载D max.k =314.3KN ； ② 柱只受一跨两吊车参与组合的最小竖向荷载D min.k =108.6KN③ 柱受到两边分别为D m a x .k 、 D m i n .k 的吊车竖向荷载作用，大小为0.8/0.9(D m a x .k +D m i n .k )=0.8/0.9(108.6+314.3)=375.91K N ； ④ 柱受到两边均为D max.k 吊车竖向荷载作用,大小为2D max.k ×0.8/0.9=2×314.3×0.8/0.9=558.76KN ；⑤ 柱受到两边均为 D min.k 吊车竖向荷载作用,大小为2D min.k ×0.8/0.9=2×108.6×0.8/0.9=193.07KN 。
图6： 柱受外力作用详图4、风荷载计算图7：风荷载计算简图U z=1+1015114.1--(10.3＋０.３-10)=1.0１７q 1k =Uz ·Us ·W0·B=1.0１７×0.8×0.35×6=1.７１/KN/m(→) q 2k =U z ·U s ·W 0·B=1.0１７×0.5×0.35×6＝1.0７KN/m(→) q 1=r Q ·q 1k =1.７１×1.4=2.3９KN/m(→) q 2= r Q ·q 2k =1.0７×1.4=1.５KN/m(→)风向向右时，力的方向相反。
檐口高10.3+2.1=12.4m U z =1+08.1)103.04.12(1015114.1=-+--w k =[(0.8+0.5)×2.1+(0.5-0.6) ×1.2]×1.08×0.35×6 =5.92KN （→）5、梁和轨道荷载计算：边柱牛腿处：F 4AK =35+0.8*6=39.8KN 。