混凝土結(jié)構(gòu)課程指導(dǎo)書

1、混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計指導(dǎo)書土木教研室2009.4第一節(jié) 單層廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件的選型和布置1屋面結(jié)構(gòu)（1）屋面板采用全國通用工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集1.56.0m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（G410-12，2004年合訂本）。屋面板的選用方法（包括檐口板、嵌板）是：計算出該板所受外加荷載的設(shè)計值，在圖集中查出的允許外加荷載設(shè)計值應(yīng)比它大但又最接近的板的代號。其選用結(jié)果見表2-3。（2）天溝板采用1.56.0m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（G410-12，2004年合訂本）（卷材防水天溝板）。由屋面排板計算，天溝板的寬度為770mm（外天溝）、680mm（內(nèi)天溝）。該廠房一側(cè)設(shè)4根落水管，按12mm排水坡計算，天溝板內(nèi)坡

2、度為5，墊層最薄處為20mm厚，則最厚處為80mm，如圖7所示。按最厚處的一塊天溝板計算其所受的外加荷載標(biāo)準(zhǔn)值，參見圖8。選用方法同屋面板，其選用結(jié)果見表2-3，但需要注意開洞天溝板的開洞位置。屋面板布置見圖6。（3）屋架采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線型屋架（04G415-1）。選用時應(yīng)根據(jù)屋面荷載的大小、有無天窗及天窗類別、檐口類別等進(jìn)行選用，其選用結(jié)果見表2-3，屋架布置見圖6。（4）屋蓋支撐屋蓋支撐布置可參考圖集（04G415-1）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線形屋架及表2-2、表2-3：表2-1支 撐 類 型作 用條 件位 置1屋架上弦橫向水平支撐傳遞抗風(fēng)柱水平力至兩側(cè)柱，加強屋蓋縱向水平面內(nèi)的剛度無

3、檁屋蓋體系，抗風(fēng)柱與屋蓋上弦連接溫度區(qū)段兩端第一柱間天窗通過廠房第二柱間或伸縮縫溫度區(qū)段第一或第二柱間天窗范圍內(nèi)2屋架下弦橫向水平支撐抗風(fēng)柱與屋蓋下弦連接，L18米，有下弦縱向水平支撐，較大振源（鍛錘）同1-1懸掛吊車橫向行駛相鄰兩側(cè)柱間及軌道兩端縱向行駛同1-13天窗上弦橫向水平支撐保證平面外穩(wěn)定無檁體系天窗端部第一柱間天窗范圍內(nèi)4屋架下弦縱向水平支撐加強屋蓋橫向水平面內(nèi)的剛度，保證橫向水平力的縱向分布廠房設(shè)托架托架所在柱間，并向兩側(cè)各延伸一個柱間，應(yīng)盡可能與橫向支撐連接封閉H18米, 30t, 較大震源（鍛錘或硬鉤吊車）等高多跨廠房邊列柱屋架下弦端部單跨屋架下弦中部噸位特大中間柱列增設(shè)5屋

4、架垂直支撐加強屋蓋平面外穩(wěn)定，傳遞縱向水平力屋架端部高1.2米，屋架兩端各設(shè)一道垂直支撐同1-1 與跨度有關(guān)，見表26天窗垂直支撐將天窗端壁風(fēng)載傳至屋架上弦橫向水平支撐天窗端部第一柱間，同37系桿屋架上、下弦側(cè)向支承點屋架跨中下弦一至兩道拉（柔性）系桿屋架跨中垂直支撐屋架跨中上弦一道壓（剛性）系桿屋架兩端下弦各一道壓（剛性）系桿，即連系梁設(shè)屋架上、下弦水平支撐8柱間支撐使縱向柱列組成排架，共同承擔(dān)縱向水平力起重量10噸，跨度18米，柱高8米，懸掛吊車，每排縱向柱7根上柱柱間支撐溫度區(qū)端兩側(cè)（同1-1）及中央下柱柱間支撐溫度區(qū)端中央（上柱柱間支撐對應(yīng)位置）注：屋架上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支

5、撐、屋架垂直支撐及上柱柱間支撐一般宜布置在溫度區(qū)段兩端第一柱間，以形成空間體系；屋架下弦縱向水平支撐、系桿應(yīng)盡可能與橫向支撐連接封閉。屋架跨中垂直支撐設(shè)置要求 表2-2廠房跨度L(m)L=121818L2424L3030L36不設(shè)端部垂直支撐設(shè)置端部垂直支撐不設(shè)端部垂直支撐設(shè)置端部垂直支撐屋架跨中垂直支撐設(shè)置要求不設(shè)一道兩道一道三道兩道注：布置兩道時，宜在跨度的三分之一附近或天窗架側(cè)柱附近設(shè)置，布置三道時，宜在跨度的四分之一附近和跨中設(shè)置。表2-3構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集選用型號外加荷載允許外加荷載構(gòu)件自重屋面板1.5m6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板G410-12Y-WB-4(中間跨)Y-WB-4s（端跨）三氈四

6、油上鋪小石子防水層 0.3580mm泡沫砼保溫層 0.4820mm水泥砂漿找平層 0.40 恒載 1.23kN/m2屋面活載 0.70 取大值 0.7 kN/m2雪 載 0.20積灰荷載 0.52=1.0 kN/m2=1.21.23+1.4(0.7+1.0)=3.86 kN/m24.96kN/m2（荷載等級4），選用屋面板（板標(biāo)志寬1.5米）板自重1.40kN/m2灌縫重0.1kN/m2嵌板1.56m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板(卷材防水嵌板、檐口板)G410-12Y-KWB-3Y-KWB-3IIs同上5.06 kN/m2，（嵌板標(biāo)志寬0.9米）板自重1.7kN/m2灌縫重0.1kN/m2天溝板預(yù)應(yīng)力混

7、凝土屋面板(卷材防水天溝板)G410-12外天溝TGB77TGB77aTGB77Da積水深230mm(與高肋齊)100.23=2. 3kN/m2積灰荷載 0.5 kN/m2三氈四油卷材防水層(無小石子) 0.15 kN/m220mm水泥砂漿找平層 200.02=0.4 kN/m265mm焦渣砼 140.065=0.91 kN/m2=1.20.43(0.91+0.4+0.152.5)+1.40.43(0.25+2.3)=2.555kN/m 內(nèi)天溝TGB68TGB68aTGB68SaTGB68DaTGB68(2.13kN/m)TGB77(2.24kN/m)屋架預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土折線型屋架(跨度24m

8、)04G415-1YWJ24-2Da屋面板上恒載 1.23kN/m2屋面板及灌縫重 1.50kN/m2屋面支撐等 0.15 kN/m2活載 0.70 kN/m2積灰荷載 0.52=1.0 kN/m2=1.22.88+1.41.7=5.836kN/m2 荷載等級2，（無天窗、無懸掛吊車、允許荷載6.0kN/m2）112.8kN/榀支撐重0.15kN/m2吊車梁6m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁（04G426）YDL-2ZYDL-2B按兩臺20/5t中級工作制、跨度22.5m吊車考慮41.5kN/根注：屋面板、嵌板塊數(shù)及天溝板寬度根據(jù)屋架圖集確定。圖7本例可不設(shè)屋架上弦橫向水平支撐，但須保證屋面板與屋架

9、的連接不少于三個焊接點并沿板縫灌筑不低于C15的細(xì)石混凝土。否則，應(yīng)在該廠房兩端的第一個柱間設(shè) 置上弦橫向水平支撐。本例屋架間的垂直支撐與水平系桿：可在該廠房兩端的第一個柱間的跨中及兩端設(shè)置垂支撐（CC4及CC1），并在各跨跨中下弦處設(shè)置通長的縱向鋼系桿（GX1）、在各跨兩端下弦處設(shè)置通長的鋼系桿（GX2），參見圖9*1屋蓋支撐的各種構(gòu)件編號仍選自圖集04G415-1；。本例屋架下弦的橫向及縱向水平支撐均可不設(shè)。（5）柱間支撐柱間支撐采用圖集鋼筋混凝土柱間支撐（05G336），本例可在中部軸線間設(shè)置上柱支撐和下柱支撐，在邊跨設(shè)置上柱支撐。根據(jù)廠房的跨度、吊車起重量及柱頂標(biāo)高，再根據(jù)風(fēng)壓、抗震烈

10、度（本例不考慮抗震設(shè)防）、屋面荷載等確定出柱上柱支撐選用ZCs-39-1a（允許水平承擔(dān)242.38 kN），邊柱下柱支撐選用ZCx-93-12（允許水平承擔(dān)319.23kN）?？v向水平風(fēng)荷載*2 具體計算參見后面的排架風(fēng)荷載計算。：一跨縱向水平吊車荷載：T=2*202=404kN由于有四排柱間支撐，故每排柱間支撐所承擔(dān)的水平力為：383.334/4+404/2=297.83kN每上柱間支撐所承擔(dān)的水平力為：383.334/4/3=31.94 kN每下柱間支撐所承擔(dān)的水平力為：297.83 kN（6）吊車梁吊車梁選用6m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁（04G426）圖集吊車梁。吊車梁的選用方法是根據(jù)

11、不同的吊車起重量和廠房跨度及吊車的工作制情況可直接選用，但應(yīng)注意符合圖集的適用范圍。其選用結(jié)果見表2-3。圖92梁柱結(jié)構(gòu)布置（1）排架柱尺寸的選定柱截面尺寸參考單層工業(yè)廠房鋼筋混凝土柱（05G335）圖集，取：A、C軸：上柱 400400mm 下柱 I mmB軸 上柱 400600mm 下柱 I mm牛腿尺寸初選由牛腿幾何尺寸的構(gòu)造規(guī)定45,，且200mm，故取=45，=450mm，如圖10所示，則A、C軸柱：mm；=450+100=550mm。參見圖10（a）。B軸柱：mm；=450+500=950mm , 參見圖10（b）。3基礎(chǔ)平面布置（1）基礎(chǔ)編號首先應(yīng)區(qū)分排架類型，分標(biāo)準(zhǔn)排架、伸縮縫

12、處排架等。然后對各類排架的中柱和邊柱的基礎(chǔ)分別編號。還有抗風(fēng)柱的基礎(chǔ)也須編入。（2）基礎(chǔ)梁單層廠房鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁通常采用預(yù)制構(gòu)件?？砂磮D集鋼筋混凝土基礎(chǔ)梁（04G320）選之，選時應(yīng)符合圖集的適用范圍，本設(shè)計中跨、邊跨選為JL3，抗風(fēng)柱柱間的基礎(chǔ)梁選為JL1?；A(chǔ)平面布置圖見圖34。圖8圖10第二節(jié) 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)計算1計算簡圖及柱的計算參數(shù)（1）計算簡圖見圖11。（2）柱的計算參數(shù)根據(jù)柱子的截面尺寸，列出計算參數(shù)如下表。表4計算參數(shù)柱 號截面尺寸（mm）面積（mm2）慣性矩（mm4）自重（kN/m）A、C上柱4004001.610521.31084.0下柱I 400900100150

13、1.875105195.381084.69B上柱4006002.4105721086.0下柱 I 40010001001501.975105256.341084.942荷載計算（1）永久荷載屋蓋自重 三氈四油上鋪小石子防水層 1.20.35=0.42 kN/m280 mm泡沫砼保溫層 1.20.48=0.576 kN/m220mm水泥砂漿找平層 1.20.40=0.48 kN/m2預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板 1.21.5=1.8kN/m2支撐 1.20.15=0.18 kN/m2 g=3.46kN/m2屋架自重 1.2112.8kN/榀=135.36kN/榀則作用于柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重kN圖 11柱自重

14、A、C軸上柱：kN 下柱：B軸上柱： 下柱：4kN吊車梁及軌道自重kN各項永久荷載及其作用位置見圖12，屋架荷載傳至柱頂作用位置為軸線內(nèi)側(cè)150mm（詳見95G415(三)，P.107）。（2）屋面活荷載由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范查得屋面活載荷標(biāo)準(zhǔn)值為0.7kN/m2（因屋面活荷載大于雪荷載，故不考慮雪荷載）。kN活荷載作用位置與屋蓋自重作用位置相同，如圖12中括號所示。（3）吊車荷載吊車計算參數(shù) 表5跨度（m）起重量Q（kN）跨度Lk（m）最大輪壓Pmax(kN)最小輪壓Pmin(m)輪距K（m）吊車寬B（m）吊車總重G+g（kN）小車重g（kN）24200/5022.5202604.45.6324

15、77.25022.590413.554.6621219.9根據(jù)B與K，算得吊車梁支座反力影響線中各輪壓對應(yīng)點的座標(biāo)值如圖13所示。依據(jù)該圖求得作用于柱上的吊車豎向荷載。吊車豎向荷載圖 12吊車橫向水平剎車力（作用于吊車梁頂）當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓?00kN時，=150500kN時，則200/50kN吊車一個輪子的水平剎車力為kN，50kN吊車一個輪子的水平剎車力為kN1）當(dāng)AB跨或BC跨各有二臺吊車剎車時kN2）當(dāng)AB跨與BC跨各一臺200/50kN吊車同時剎車時kN圖 13（4）風(fēng)荷載由設(shè)計資料該地區(qū)基本風(fēng)壓為kN/m2，按B類地面粗糙度，從建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范查得風(fēng)壓高度變化系數(shù)為：柱頂（按m?。?屋頂

16、（按檐口?。?風(fēng)載體型系數(shù)如圖14（a）所示，故風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為kN/m2kN/m2則作用到排架計算簡圖上的風(fēng)載設(shè)計值為（標(biāo)高參考圖5）：=kN/m=kN/m柱頂?shù)轿菁归g屋蓋部分的風(fēng)荷載仍取為均布的，其對排架的作用則按作用在柱頂?shù)乃郊酗L(fēng)荷載考慮，則風(fēng)荷載作用下的計算簡圖如圖14（b）所示。圖 143內(nèi)力分析（1）剪力分配系數(shù)的計算A、C軸柱：；查課本附錄10-1（P.535），則B軸柱：；查課本附錄10-1（P.535），=2.82則各柱的剪力分配系數(shù)=0.286(2)永久荷載屋蓋自重作用將圖12屋蓋自重荷載簡化為圖15（a）,其中 kN kN kNm kNm由于圖15（a）所示排架的計算簡

17、圖為對稱結(jié)構(gòu)，在對稱荷載作用下排架無側(cè)多，各柱可按上端為不動鉸支座計算，故中柱無彎距。由A、C柱：；，查課本附錄10-2得=2.15，=2.15kN （）* 括號內(nèi)箭頭為力的實際方向，其它均同。查課本附錄10-3得，kN （）則 kN （） kN （）在與、共同作用下，可以作出排架的彎距圖、軸圖圖及柱底剪力，如圖15（b）、（c）所示。柱及吊車梁自重作用由于在安裝柱子時尚未吊裝屋架，此時柱頂之間無聯(lián)系，沒有形成排架，故不產(chǎn)生柱頂反力，則按懸臂柱分析其內(nèi)力。計算簡圖如圖16（a）所示。A柱： kNm kN kN kNmB柱： kN kN kN排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖16（b）、（c）所示。（

18、3）屋面活荷載作用AB跨作用有屋面活載 由屋架傳至柱頂?shù)膲毫閗N，由它在A、B柱柱頂及變階處引起的 彎矩分別為kNmkNm kNm計算簡圖如圖17（a）所示。計算不動鉸支座反力A柱：由前知，kN （）kN （） 則 kN （）B柱：n=0.281，=0.298，查課本附錄10-2知kN （）則排架柱頂不動膠支座總反力為kN （）將反向作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架各柱頂剪力（，）。 （） （） （）排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖17（b）、（c）所示。 BC跨作用有屋面活荷載由于結(jié)構(gòu)對稱，故只需將AB跨作用屋面活荷情況的A柱與C柱之內(nèi)力對換并將內(nèi)力變號即可，其排架各柱內(nèi)力見圖18。圖 15

19、圖 16圖 17圖 18（4）吊車荷載作用（不考慮廠房整體空間工作） 作用于柱由前，=438.44kN（=148.63kN），由吊車豎向載荷、在柱中引起的彎矩為：e=438.440.3=131.53kNme=148.630.75=111.47kNm計算簡圖如圖19（a）所示。計算不動鉸支座反力A柱：=0.109，=0.298，查課本附錄10-3得=1.12。B柱：=0.281，=0.298，查課本附錄10-3得=1.27。 kN （） kN （）則 =0.44kN （）將R反向作用于排架柱頂，按分配系數(shù)求得排架柱各柱頂剪力。kN （） kN （） kN （）排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖19（b

20、）、（c）所示。作用于柱左由吊車豎向荷載、在柱中引起的彎矩為：e=438.440.75=328.83kNme=148.630.30=44.59kNm計算簡圖如圖20（a）所示。計算不動鉸支座反力圖 19A柱：，=0.298，查課本附錄10-3，得=1.12B柱：=0.281，=0.298，查課本附錄10-3，得=1.27 kN （）kN （）則 =28.07kN （） 將反向作用于排架柱頂，求得各柱頂剪力。kN （）kN （） kN （）排架各柱的彎矩圖、軸力圖如圖20（b）、（c）所示。作用于柱右根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性及吊車起重量相等的條件，其內(nèi)力計算“作用于柱左”情況，只需將，、柱內(nèi)力對換一下，

21、并全部改變彎矩及剪力符合號即可，其結(jié)果如圖21所示。作用于柱同理，將“作用于柱”情況的、柱內(nèi)對換，并注意改變符號，得出各柱的內(nèi)力，如圖22所示。AB跨的二臺吊車剎車計算簡圖如 圖23（a）所示。柱：由及，=0.298查課本附錄10-4得，查課本附錄10-5得，內(nèi)插后得kN （）圖 20圖 21圖 22圖 23圖 24B柱：由及，=0.298查課本附錄10-4得，查課本附圖2-5得，內(nèi)插后得kN （）則 kN （）將反向作用于排架柱頂，求得各柱頂剪力kN （） kN （） kN （）排架各柱的內(nèi)力如圖23（b）所?？绲亩_吊剎車根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性及吊車起重量相等的條件，內(nèi)力計算同“跨的二臺吊車剎車

22、”情況 ，僅需柱和柱的內(nèi)力對換。排架各柱的內(nèi)力如圖24（b）所示?？缗c跨各一臺200/50kN吊車同時剎車時，計算簡圖如圖25(a)所示。A柱：同前kN （） B柱：同前kN （）C柱：同柱kN則 kN （） 將反向作用于排架柱頂，求得各柱頂剪力。kN （） kN （） kN （）排架各柱的內(nèi)力如圖25（b）所示。圖 25（5）風(fēng)荷載作用風(fēng)自左向右吹時，計算簡圖如圖26（a）所示。A柱：，=0.298，查課本附圖2-8，得=0.328kN （）C柱：同A柱，=0.328，kN （）則 kN （）將反向作用于排架柱頂，求得各柱頂剪力。kN （） kN （） kN （）排架各柱的內(nèi)力如圖26（b）

23、所示。風(fēng)自右向左吹時，此種荷載情況的排架內(nèi)力與“風(fēng)自左向右吹”的情況相同，僅須將、柱的內(nèi)力對換，并改變其內(nèi) 力的符號即可。排架各柱的內(nèi)力如圖27所示。圖 264最不利內(nèi)力組合首先，取控制截面。對單階柱，上柱為截面，下柱為、截面。見圖28所示?？紤]各種荷載同時作用時出現(xiàn)最不利內(nèi)力的可能性，進(jìn)行荷載組合。根據(jù)“荷載規(guī)范”，對于一般框架、排架結(jié)構(gòu)，可以采用簡化規(guī)則，按照下列組合值中取最不利值確定：永久載荷+0.9（任意兩個或兩個以上活荷載之和）；永久載荷+任一活荷載；這里所講的其它可變荷載主要是指屋面活荷載和吊車荷載，兩者可單獨作用或同時作用。在每種荷載組合中，對柱仍可以產(chǎn)生多種的彎矩和軸力的組合。

24、由于及的同時存在 ，很難直接看出那種組合為最不利。但對字形或矩形截面柱，圖 27圖28 圖 29從分析偏心受壓計算公式來看，通常越大相應(yīng)的越小，其偏心距就大，可能形成大偏心受壓，對受拉鋼筋不利；當(dāng)都大，可能對受壓鋼筋不利；但若都同時增加，而增加得多些，由于值減少，可能反而使鋼筋面積減少；有時由于大或混凝土強度等級過大，其配筋量也增加。本設(shè)計考慮以下四種內(nèi)力組合：+及相應(yīng)的、；-及相應(yīng)的、；及相應(yīng)的、；及相應(yīng)的、。在這四種內(nèi)力組合中，前三種組合主要考慮柱可能出現(xiàn)大偏心受壓破壞的情況；第四種組合考慮柱可能出現(xiàn)小偏心受壓破壞的情況；從而使柱能夠避免任何一種形式的破壞。內(nèi)力組合時應(yīng)注意以下幾點：每次組

25、合都必須包括恒載；每次組合以一種內(nèi)力為目標(biāo)來決定活荷載項的取舍，例如當(dāng)考慮第一種內(nèi)力組合時，必須以得到+Mmax為目標(biāo)，然后得到與它相對應(yīng)N、V 值；當(dāng)取Nmax、Nnin為組合目標(biāo)時，應(yīng)使相應(yīng)的M絕對值盡可能大，因此對于不產(chǎn)生軸向力而產(chǎn)生彎矩的荷載項（風(fēng)荷載及吊車水平荷載）中的彎矩值應(yīng)組合進(jìn)去；風(fēng)荷載項中有左荷載和右荷載兩種，每次組合只能取其中一種；對于吊車荷載項要注意兩點：a)注意Dmax（或Dmin）與Tmax間的關(guān)系，由于吊車橫向水平荷載不可能脫離其豎向荷載而獨立存在，因此當(dāng)取用Tmax所產(chǎn)生的內(nèi)力時，就應(yīng)把同跨內(nèi)Dmax（或Dmin）產(chǎn)生的內(nèi)力組合進(jìn)去，即“有T必有D”；另一方面，吊

26、車豎向荷載可能脫離其水平荷載而獨立存在，即“有D不一定有T”。不過考慮到Tmax既可左向又可右向作用的特性，故如果取用了Dmax（或Dmin）產(chǎn)生的內(nèi)力，總是要同時取用Tmax（多跨時也只取其一項）才能得到最不利內(nèi)力。因此在組合吊車不利內(nèi)力時，要遵守“有Tmax必有D max（或Dmin），有D max（或Dmin）也要有Tmax”的規(guī)則；b) 注意取用的吊車荷載項數(shù)目。在一般情況下，內(nèi)力組合表中每一個吊車水平荷載項都是表示一個跨內(nèi)兩臺吊車的內(nèi)力（已乘兩臺吊車時的吊車折減系數(shù)，對輕級和中級=0.9，對重級和超重級=0.95）。因此，對于不論單跨還是多跨排架，都只能取用表中的一項；對于吊車豎向荷

27、載，單跨時在D max或Dmin兩者取一，多跨時或者取一項或者取兩項（在不同跨內(nèi)各取一項），當(dāng)取兩項時，吊車的折減系數(shù)應(yīng)改為四臺吊車時的折減系數(shù)，輕級和中級時為0.8/0.9，重級和超重級時為0.85/0.95。由于柱底水平剪力對基礎(chǔ)底面將產(chǎn)生彎矩，其影響不能忽視，故在組合截面-的內(nèi)力時，要把相應(yīng)的水平剪力值求出。分別對柱和B柱進(jìn)行最不利內(nèi)力組合。在各種荷載作用下柱內(nèi)力設(shè)計值及標(biāo)準(zhǔn)值匯總見表6；B柱內(nèi)力設(shè)計值及標(biāo)準(zhǔn)值匯總見表7。柱內(nèi)力設(shè)計值組合匯總見表8；B柱內(nèi)力設(shè)計值組合匯總見表9。A（C）柱在各種荷載作用下內(nèi)力設(shè)計值匯總表 表6荷 載 類 別序號截面內(nèi)力值 MNMNMNV層蓋自重1-20.

28、70316.8058.50316.80-27.71316.809.37柱及吊車梁自重2018.72-13.2578.48-13.25130.260屋面活荷 載AB跨有3-0.7270.5616.9270.566.8970.561.09BC跨有4-3.900-3.900-13.1001.00吊車豎向荷截Dmax作用于AB跨A柱543.370-88.16438.4414.14438.44-11.12AB跨B柱左646.2101.62148.63110.51148.63-11.84BC跨B柱右7-31.320-31.320-105.1908.03BC跨C柱80.4700.4701.570-0.12吊

29、車橫向荷載TmaxAB跨二臺吊車剎車93.7603.760100.09010.47BC跨二臺吊車剎車1019.15019.15064.3204.91兩跨各一臺200/50kN 剎車1118.46018.460132.45012.39風(fēng)荷載自左向右吹12-3.360-3.360-142.05025.06自右向左吹1313.32013.320109.830-15.46 注：1、內(nèi)力的單位：彎矩（M）為kNm；軸力（N）、剪力（V）均為kN。 2、內(nèi)力符號規(guī)定見圖29。 3、控制截面的位置見圖28。B柱在各種荷載作用下內(nèi)力設(shè)計值匯總表 表7荷 載 類 別序號截面內(nèi)力值 MNMNMNV層蓋自重1063

30、3.600633.600633.600柱及吊車梁自重2028.080147.600202.140屋面活荷 載AB跨有310.9370.5610.9370.5611.7670.56-0.09BC跨有4-10.9370.56-10.9370.56-11.7670.560.09吊車豎向荷載Dmax作用于AB跨A柱5-42.90068.57148.63-32.63148.6311.00AB跨B柱左6-77.490251.34438.4468.53438.4419.87BC跨B柱右777.490-251.34438.44-68.53438.44-19.87BC跨C柱842.900-68.57148.63

31、32.63148.63-11.00吊車橫向荷載TmaxAB跨二臺吊車剎車910.04010.040121.18012.08BC跨二臺吊車剎車1010.04010.040121.18012.08兩跨各一臺200/50kN 剎車1116.17016.170195.20019.46風(fēng)荷載自左向右吹12-34.750-34.750-116.7208.91自右向左吹1334.75034.750116.720-8.91A(C)柱內(nèi)力設(shè)計值組合表 表8荷載組合類別控制截面內(nèi)力組合名稱 M(kNm)N(kN)M(kNm)N(kN)M(kNm)N(kN)V(kN)永久荷載+0.9(任意兩個或兩個以上活荷載)+M

32、max1+2+0.9(6+10+13)1+2+0.93+(6+8)0.8/0.9+10+131+2+0.9(3+6+11+13)50.11335.5291.37577.69282.75644.33-25.27-Mmax1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.94+(5+7)0.8/0.9+10+121+2+0.9(4+7+11+12)-73.31399.02-74.1746.03-394.47447.0651.20N max1+2+0.9(3+4+7+10+12)1+2+0.93+(5+7)0.8/0.9+4+10+121+2+0.93+(5+7)0.8/0.9+11+12-73.

33、31399.02-58.88809.53-354.65861.3241.58Nmin1+2+0.9(4+7+10+12)1+2+0.9(8+10+13)1+2+0.9(4+7+11+12)-72.66335.5274.90395.28-394.47447.0651.20永久荷載+任一活荷載+Mmax1+2+61+2+101+2+1125.51335.5264.40395.2894.49447.06-3.02-Mmax1+2+71+2+51+2+12-52.02335.52-42.91833.72-183.01447.0634.43Nmax1+2+31+2+51+2+5-21.42406.08-

34、42.91833.72-26.82885.50-1.75Nmin1+2+71+2+101+2+12-52.02335.5264.40395.28-183.01447.0634.43B柱內(nèi)力設(shè)計值組合表 表9荷載組合類別控制截面內(nèi)力組合名稱 M(kNm)N(kN)M(kNm)N(kN)M(kNm)N(kN)V(kN)永久荷載+0.9(任意兩個或兩個以上活荷載)+Mmax1+2+0.9(3+7+11+13)1+2+0.9(3+6+11+13)1+2+0.93+(6+8)0.8/0.9+11+13125.41725.18281.871239.3372.241368.9-18.52-Mmax1+2+0

35、.9(4+6+11+12)1+2+0.9(4+7+11+12)1+2+0.94+(5+7)0.8/0.9+11+12-125.41725.18-281.871239.3-372.241368.918.52N max1+2+0.9(3+4+7+11+13)1+2+0.93+(6+7)0.8/0.9+4+11+131+2+0.93+4+(6+7)0.8/0.9+11+13115.57788.6945.831609.71280.731664.25-25.53Nmin1+2+0.9(7+11+13)1+2+0.9(11+13)1+2+0.9(11+13)115.57661.6845.83781.228

36、0.73835.74-25.53永久荷載+任一活荷載+Mmax1+2+71+2+61+2+1177.49661.68251.341219.64121.18835.74-12.08-Mmax1+2+61+2+71+2+11-77.49661.68-251.341219.64-121.18835.7412.08Nmax1+2+31+2+61+2+610.93732.24251.341219.6468.531274.1819.87Nmin1+2+71+2+131+2+1177.49661.6834.75781.2121.18835.7412.085、排架柱的設(shè)計（1）柱實際工程中，偏心受壓構(gòu)件在不同

37、的荷載組合中，同一截面分別承受正負(fù)彎矩；再者也為施工方便，不易發(fā)生錯誤，一般可采用對稱配筋，此處即取?；炷翉姸鹊燃売肅30；鋼筋采用級鋼筋，箍筋用級鋼筋。上柱配筋計算。由課本表139（P.127）查得上柱的計算長度。由表4得柱截面面積bh=400400mm，A=1.6105mm2，h0=365mm,慣性矩I=21.33108mm4，因l0/h=7800/400=19.58，故需考慮縱向彎曲影響，其截面按對稱配筋計算。求得大小偏心受壓破壞界限時的軸力Nb，用以判斷截面的大小偏心受壓情況，選擇最不利的內(nèi)力組合。由內(nèi)力組合結(jié)果（表8）看，截面各組軸力均小于Nb，故都為大偏心受壓情況|（在截面為大偏

38、心受壓時，應(yīng)以軸力小、彎矩大作為控制內(nèi)力的原則選用）。 自表8中取二組最不利內(nèi)力。 M1=-72.66kNm， N1=355.52kN M2=-73.31kNm， N2=399.02kNa)按M1、N1計算因15，則=1.422故 截面受壓區(qū)高度為 =200.75mm說明截面屬于大偏心受壓情況，則按時計算b)按M2、N2計算同前， ，需考慮縱向彎曲影響。其截面按對稱配筋計算。因20mm，故取ea=30mm，ei=e0+ea=882.36+30=912.36mm又 ，故取 又，故取則 故先按大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過翼緣內(nèi)（下柱計算截面可取為如圖30所示的截面）。則，說明中

39、和軸通過翼緣。又因說明確屬大偏心受壓情況，則b)按M2、N2計算因 20mm，故取ea=30mm，ei=e0+ea=30.3+30=60.3mm又 ，故取又因 ，故取則 故先按大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過翼緣內(nèi)。則 20mm，故取ea=30mm，ei=e0+ea=409.36+30=439.36mm又 ，故取又因 ，故 則 故 先按大偏心受壓情況計算受壓區(qū)高度x，并假定中和軸通過翼緣內(nèi)。則 說明中和軸通過翼緣。又因說明確屬大偏心受壓情況，則綜合以上三種計算結(jié)果，根據(jù)構(gòu)件的構(gòu)造規(guī)定，下柱為I字形截柱，受力鋼筋的根數(shù)宜為4根，且對偏心受壓的廠房柱，其縱向受力鋼筋的直徑一般不宜小

40、于16mm，故取每側(cè)配4。經(jīng)計算，抗剪只需按構(gòu)造配筋，考慮本柱下柱截面尺寸較大，全柱箍筋均選用8100/200. 運輸、吊裝階段驗算a)內(nèi)力計算根據(jù)上柱和下柱的截面尺寸查表4得到的自重為:上柱：Q =4.0kN/m；下柱：Q =4.69kN/m；各段柱自重線荷載（考慮動力作用的動力系數(shù)n=1.5）的設(shè)計值為該柱采用平吊，計算簡圖如圖31所示。圖 30圖 31上柱根部與吊點處（牛腿根部）的彎矩設(shè)計值分別為：下柱段最大正彎矩計算如下： =28.07由，得則 b)上柱配筋驗算在吊裝階段的強度驗算中，平吊時僅考慮四角鋼筋參加工作，即取上、下各4，故上柱截面的承載力故承載力滿足要求。c)下柱配筋驗算以吊

41、點所在截面為驗算截面。平吊時僅考慮四角鋼筋參加工作，即取上、下各4，故上柱截面的承載力為：因故為第一類T形截面，可按矩形截面計算其抗彎能力。則 說明下柱截面的承載力足夠。 牛腿設(shè)計a) 截面尺寸驗算牛腿外形尺寸h1=450 mm，h=550 mm,c=100 mm,h0=515 mm,a=750-900=-150 mm0，取a=0， ； ，作用于牛腿頂部的豎向荷載如表10所示。表 10作用于牛腿頂部的豎向荷載設(shè)計值（kN）按短期效應(yīng)組合值（kN）吊車豎向荷載438.44313.17吊車及軌道自重59.7649.8則作用于牛腿頂部的豎向荷載設(shè)計值那么 故截面尺寸符合要求。b) 正截面承載力計算確定縱筋數(shù)量因，所以取，F(xiàn)n=0，故故取縱向受拉鋼筋為418 。c) 斜截面承載力 箍筋和彎起鋼筋按構(gòu)造確定因a/h00.3故牛腿內(nèi)可不設(shè)彎起鋼筋。箍筋選為10150，且應(yīng)滿足牛腿上部范圍內(nèi)箍筋面積不小于縱向受力鋼筋面積的一半。即。滿足要求。d) 局部承壓強度驗算取墊板尺寸為400400mm。則故滿足要求。 柱