工業(yè)廠房 例題.doc

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1、單層廠房結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)實(shí)例1.結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型及柱截面尺寸確定因該廠房跨度在15--36m之間，且柱頂標(biāo)高大于8m，故采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。為了使屋蓋具有較大剛度，選用預(yù)應(yīng)力混凝土折線型屋架及預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板。選用鋼筋混凝土吊車梁及基礎(chǔ)梁。由圖2-54可知柱頂標(biāo)高為9.6m，牛腿頂面標(biāo)高為6m；設(shè)室內(nèi)地面至基礎(chǔ)頂面的距離為0.5m，則計(jì)算簡(jiǎn)圖中柱的總高度H，下柱高度Hl，和上柱高度Hu分別為：圖2-54廠房剖面圖?根據(jù)柱的高度、吊車起重量及工作級(jí)別等條件，可確定柱的截面尺寸，見(jiàn)表2-22。表2-22

2、柱截面尺寸及相應(yīng)的計(jì)算參數(shù)計(jì)算參數(shù)?柱號(hào)截面尺寸/面積/慣性矩/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本設(shè)計(jì)僅取一榀排架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-55所示。圖2-55計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖?2.荷載計(jì)算1.恒載⑴屋蓋恒載20厚水泥砂漿找平層280厚泡沫混凝土保溫層預(yù)應(yīng)力混凝土大

3、型屋面板（包括灌縫）屋蓋鋼支撐總計(jì)屋架重力荷載為60.5kN/榀，則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)的重力荷載設(shè)計(jì)值為：(2)吊車梁及軌道重力荷載設(shè)計(jì)值：(3)柱自重重力荷載設(shè)計(jì)值A(chǔ)、C柱:上柱：下柱:B柱:上柱:下柱:各項(xiàng)恒載作用位置如圖2-56所示。圖2-56荷載作用位置圖（單位：kN）?2.屋面活荷載屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值為，后者小于前者，故僅按前者計(jì)算。作用于柱頂?shù)奈菝婊詈奢d設(shè)計(jì)值為：的作用位置與作用位置相同，如圖2-56所示。3.風(fēng)荷載風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值按計(jì)算，其中,,根據(jù)廠房各部分標(biāo)高(圖2

4、-54)及B類地面粗糙度確定如下：柱頂(標(biāo)高)檐口(標(biāo)高)屋頂(標(biāo)高)如圖2-57所示，則由上式可得排架迎風(fēng)面及背風(fēng)面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值分別為：?圖2-57風(fēng)荷載體型系數(shù)及計(jì)算簡(jiǎn)圖?則作用于排架計(jì)算簡(jiǎn)圖(圖2-57)上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值為:4.吊車荷載由表2-16可得吊車的參數(shù)為：，，，，,,根據(jù)及可算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對(duì)應(yīng)點(diǎn)的豎向坐標(biāo)值如圖2-58所示。(1)吊車豎向荷載吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值為：(2)吊車橫向水平荷載作用于每一個(gè)輪子上的吊車橫向水平制動(dòng)力為：作用于排架柱上的吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)

5、值為：?圖2-58吊車荷載作用下支座反力影響線3.排架內(nèi)力分析該廠房為兩跨等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架內(nèi)力分析。其中柱的剪力分配系數(shù)計(jì)算，見(jiàn)表2-23。表2-23柱剪力分配系數(shù)柱別A、C柱B柱;;;由于圖2-59a所示排架為對(duì)稱結(jié)構(gòu)且作用對(duì)稱荷載，排架結(jié)構(gòu)無(wú)側(cè)移，故各柱可按柱頂為不動(dòng)鉸支座計(jì)算內(nèi)力。柱頂不動(dòng)鉸支座反力可根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算。對(duì)于A，C柱，則：本例中。求得后，可用平衡條件求出柱各截面的彎矩和剪力。柱各截面的軸力為該截面以上重力荷載之和，恒載作用下排架結(jié)構(gòu)的彎矩圖和軸力圖分別見(jiàn)圖2-5

6、9、。圖2-59d為排架柱的彎矩、剪力和軸力的正負(fù)號(hào)規(guī)定，下同。圖2-59恒載作用下排架內(nèi)力圖?2．屋面活荷載作用下排架內(nèi)力分析(1)AB跨作用屋面活荷載排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-60所示，其中，它在柱頂及變階處引引起的力矩為：對(duì)于A柱，，,則對(duì)于B柱,，則將R反作用于柱頂，計(jì)算相應(yīng)的柱頂剪力，并與相應(yīng)的柱頂不動(dòng)鉸支座反力疊加，可得屋面活荷載作用于AB跨時(shí)的柱頂剪力，即排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力如圖2-60b，c所示。圖2-60AB跨作用屋面活荷載時(shí)排架內(nèi)力圖?（2）BC跨作用屋面活荷載由于結(jié)構(gòu)

7、對(duì)稱，且BC跨與AB跨作用荷載相同，故只需將圖2-60中內(nèi)力圖的位置及方向調(diào)整一下即可，如圖2-61所示。圖2-61BC跨作用屋面活荷載時(shí)的排架內(nèi)力圖?3．風(fēng)荷載作用下排架內(nèi)力分析(1）左吹風(fēng)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-62a所示。對(duì)于A，C柱,，得各柱頂?shù)募袅Ψ謩e為排架內(nèi)力如圖2-62b所示(a)(b)圖2-62左吹風(fēng)時(shí)排架內(nèi)力圖(2)右吹風(fēng)時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-63a所示。將圖2-62b所示A，C柱內(nèi)力圖對(duì)換且改變內(nèi)力符號(hào)后可得，如圖2-63b所示。圖2-63右吹風(fēng)時(shí)排架內(nèi)力圖4.吊車荷載作用下排架內(nèi)力分析

8、(1)作用于A柱計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-64a所示。其中吊車豎向荷載，。在牛腿頂面處引起的力矩為：對(duì)于A柱，，則對(duì)于柱，，，得排架各柱頂?shù)募袅Ψ謩e為：排架各柱彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖2－64b,c所示。圖2-64作用在A柱時(shí)排架內(nèi)力圖?(1)作用于B柱左計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-65a所示,計(jì)算如下：柱頂不動(dòng)鉸支反力，及總反力分別為：各柱頂剪力分別為：排架各柱的彎矩圖、軸力圖及柱底剪力值如圖2-65b，c所示圖2-65作用于B柱左時(shí)排架內(nèi)力圖（3）作用于B柱右根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱性及吊車噸位相等的條件