开心你来陪着我塔里木大学混凝土结构课程设计
1工程概况
某金工车间为一跨等高厂房，跨度均为24m，柱距均为6m，车间总长度为42m。每跨设有300/50kN吊车1台，吊车工作级别为A5级，轨顶的标高为10.7m，采用SBS防水卷材屋面、0.45KNm2,240mm厚双面清水维护砖墙，钢窗宽度3.6m，室内外的高差为150mm，素混凝土地面，厂房建筑剖面如下图1?1所示。厂房所在地点的基本风压为0.43kN/m2，地面粗糙度为B类；基本雪压为0.6kN/m2，修正后的地基承载力特征值为220kN/m2。活荷载组合系数?c?0.7；风荷载组合系数取0.6。吊车荷载准永久值系数?q?0.6，活荷载和风荷载准永久值系数均为?q?0。环境类别为一类。要求进行排架结构设计?不考虑抗震设计?。
图1-1 厂房剖面尺寸图
2结构构件选型及柱截面尺寸确定
因为该厂房跨度为24m及在15?36m之间，且柱顶标高大于8m，故采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。
受力钢筋选用HRB335级，箍筋用HPB335级，住的混凝土选用C35级，梁的混凝土选用C30。厂房各主要构件选型见表1。
构件名称 屋面板 表1-2 主要承重构件选型表 标准图集 选用型号 G410（一） YWB-2II 1.5m?6m预应力混凝土屋重力荷载标准值 1.4kN/m2 (包括灌缝重) 1
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面板 G410（三） 1.5m?6m预应力混凝土屋面板（卷材防水天沟板） G415（三） 预应力混凝土折线形屋架（跨度21m） 天沟板 TGB68-1 1.91kN/m2 70榀 屋架 YWJA-24-1Aa 0.05kN/m2 (屋盖钢支撑) G323（二） 40.8kN/根 吊车梁 钢筋混凝土吊车梁（吊车DL-9B 工作级别为A1-A5） G325（二） 0.8kN/m 轨道连接 吊车轨道联结详图 G320 16.7kN/根 基础梁 JL-3 钢筋混凝土基础梁 注：本表图集均按TJ10-74《钢筋混凝土结构设计规范》设计，重力荷载已换算为法定计量单位。 由图1 可知柱顶标高13.3m，牛腿顶面标高为9.4m，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Hl和上柱高度Hu分别为：
H?13.3m?0.5m?12.8m
Hl?9.4m?0.5m?9.9m
Hu?13.8m?9.9m?3.9m
根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由附表1并参考附表2确定柱截面尺寸，见表1-3。
表1-3 柱截面尺寸及相应的计算参数 计算参数 柱号 A,C 上柱 下柱 矩500×500 I500×1000×120×200 2,5?105 2.815?105 52.08?108截面尺寸/ mm 面积/ mm2 惯性矩/mm4 自重/ (kNm) 6.25 363.98?108 7.04 本题仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1-4所示。
图1-4 计算单元和计算简图
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3荷载计算
3.1恒载
(1)恒载：
SBS防水层 0.45kNm2
20mm厚水泥砂浆找平层 20kNm3?0.02m?0.40kNm2
100mm厚水泥蛭石保温层 5kNm3?0.1m?0.50kNm2
一毡两油隔气层 0.05kNm2
20mm厚水泥砂浆找平层 20kNm3?0.02m?0.40kNm2
预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.40kNm2 屋盖钢支撑 0.05kNm2
3.25kN/m2
屋架重力荷载为70kN/榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为： G1?1.2?3.25kNm2?6m?24m2?70kN2?322.80kN
(2)吊车梁及轨道重力荷载设计值：
??G3?1.2?40.8kNm2?0.8kNm?6m?54.72kN
(3)柱自重重力荷载设计值： A柱=B柱：
上柱：G4A?G4B?1.2?6.25kNm?3.9m?29.25kN 下柱：G5A?G5C?1.2?7.04kNm?9.9m?83.64kN 各项恒载作用位置如图2-1所示：
?? 图2-1 各项恒载作用位置图（单位：kN）
3.2屋面活荷载
屋面活荷载标准值为0.5kNm2，雪荷载标准值为0.6kNm2。后者小于前者，故仅按照前者计算。作用于柱顶的屋面活荷载设计值为：
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Q1?1.4?0.6kNm2?6m?24m2?6.48kN
Q1的作用位置与G1作用位置相同，如图2-1所示。
3.3风荷载
风荷载标准值按式?k??z?s?z?0计算，其中?0?0.43kN/m2，?z?1.0，?s根据厂房各部分标高及地面B类粗糙度由附表 5.1确定如下：
柱顶(标高12.3m) ?z?1.092
檐口(标高14.6m) ?z?1.153 屋顶(标高16.0m) ?z?1.184
?s如图2-2所示，由式?k??z?s?z?0可得排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别
为：
w1k??s?zw0B?1.0?0.8?1.092?0.43?0.376kN/m2 w2k??s?zw0?1.0?0.4?1.092?0.43?0.188kN/m2
图2-2风荷载体型系数及排架计算简图
则作用于排架计算简图4上的风荷载设计值：
q1?1.4?0.376?6?3.16kN/m
q2?1.4?0.188?6?1.58kN/m
Fw??Q????s1??s2??zh1???s3??s4??zh2???z?0B ?1.4????0.8?0.4??1.153?2.3???0.6?0.5??1.184?1.4???1.0?0.43?6
?10.90kN3.4吊车荷载
由书中查表可知300/50kN吊车参数为B=6.4 m，K=5.025 m，g=117kN，Q=300kN，Fp,max?300kN，Fp,min?74kN。根据B及K，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2-3所示。
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图2-3 吊车荷载作用下支座反力影响线
吊车竖向荷载设计值为：
Dmax??QFp,max?yi?1.4?300kN??1?0.2??316.40kN Dmax??QFp,min?yi?1.4?74kN??1?0.2??124.32kN
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按式T???Q?g?计算,即
1411T???Q?g???0.1??300kN?117kN??10.425kN
44作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算如下：
Tmax??QT?yi?1.4?10.425kN?1.2?17.514kN
4排架内力分析
按下式计算：
·
该厂房为单跨等高排架，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?i?i?式中：1?i——第i根排架的抗侧移刚度。
其结果见表3-1。
1?in?1i?1
?i表3-1 柱剪力分配系数 In?uIlH 柱别 ??C0?3?1??3?1n?1?? ??Hu??HC0EIl3 ?i?1?i?1?i 5
