单层厂房结构课程设计实例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2-54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，下柱高度H，和上l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：.33kN 22060.5/2kN)18/2m 6m kN/m 84.2(2.11=+⨯⨯⨯=G (2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值：.8kN 586m)0.8kN/m kN 2.44(2.13=⨯+⨯=G (3)柱自重重力荷载设计值 A 、C 柱:上柱：17.28kN 3.6m kN/m 0.42.14C 4A =⨯⨯==G G 下柱: 36.58kN 6.5m kN/m 69.42.15C 5A =⨯⨯==G G B 柱:上柱:25.92kN 3.6m kN/m 0.62.14B =⨯⨯=G2.屋面活荷载屋面活荷载标准值为20.5kN/m ，雪荷载标准值为20.4kN/m ，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：.8kN 3718/2m 6m kN/m 5.04.121=⨯⨯⨯=Q 1Q 的作用位置与1G 作用位置相同，如图2-56所示。

3.风荷载风荷载的标准值按0s z z k w w μμβ=计算，其中2kN715.6)68.6kN kN 200(1.04)(4=+⨯⨯=+=g Q a T 作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为：21.30kN 2.15kN 715.64.1i Q max =⨯⨯==∑y T T γ6m 1200F pmax 0.80.1334000F pmax 0.3331.06m4000F pmax =174KNF pmaxkN 33.22011==G G ; 76.08kN 17.28kN kN 8.58432=+=+=A G G GkN 58.3653==A G G ; .66kN 440kN 33.2202214=⨯==G GkN 53.3856==B G G ; 143.52kN 58.8kN 2kN 92.252345=⨯+===G G G Bm 11.02kN m 05.0kN 33.220111⋅=⨯==e G M 330412)(e G e G G M A -+=m 41.76kN 0.3m 58.8kN -0.25m 17.28)kN 33.220(⋅=⨯⨯+=由于图2-59a 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i R 可根据相应公式计算。

对于A ，C 柱109.0=n ，356.0=λ则：)(39.6C ←-=R231.211111123321=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫⎝⎛--⋅=n n C λλ 957.0111123323=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⋅=n C λλ ()→=⨯⋅+⨯⋅=+=kN 39.610.1m 0.957m 41.76kN 2.231m kN 02.112211C H M C H M R A 本例中0B =R 。

求得i R 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2-59b 、c 。

图2-59d 为排架柱的弯矩、剪力和轴力的正负号规定，下同。

11.76B11.98C11.0229.786.396.3911.7611.9829.7811.02296.41C332.99B440.66237.61220.33296.41237.61220.33332.99466.58584.18+++CBM 1G 1M 2G 2G 3G 4G 5G 6G 1M 1M 2G 2G 3+M+M+V+V+N+N+B37.837.8+C6.4637.8BCM 1BM 1C M 2CQ 1Q 137.85.980.03 4.580.64CB0.678.931.892.305.780.525.67q 1BF wq 2CBC10.50139.7642.80120.0918.5519.10107.2011.8930.81(a) (b) 图2-62 左吹风时排架内力图(2)右吹风时计算简图如图2-63a 所示。

将图2-62b 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。

q 1BF wq 2C30.8111.89120.0942.80139.7610.50B107.2019.1018.55C174.1111233=⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⋅=n C λ()→=⋅==37.101.1023.893m m kN C H M R B B)( kN 32.5kN 37.10kN 69.15B A ←-=+-=+=R R R 排架各柱顶的剪力分别为：)( 14.22kN 5.32kN 0.277kN 69.15A A A ←-=⨯+-=-=R R V η )( 12.74kN 5.32kN 0.446kN 37.10B B B →=⨯+=-=R R V η)( 1.47kN 5.32kN 0.277C C →=⨯==R V η排架各柱弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图2－64b,c 所示。

Q min+B+552552C118.97118.97M AM BB12.7439.4445.8643.37114.41C14.8514.2221.98B1.4751.195.29CQ max()←-=⨯-=-=kN 38.3957.010.1m 3A A C H R ()←=⨯⋅=-=kN 12.48174.110.1m m kN 00.4143B B C H M R)( kN 74.44kN 12.48kN 38.3B A →=+-=+=R R R 各柱顶剪力分别为：)( 15.77kN 44.74kN 0.277kN 38.3A A A ←-=⨯--=-=R R V η)( 28.17kN .74kN 440.446kN 12.48B B B →=⨯-=-=R R V η)( .39kN 1244.74kN 0.277C C ←-=⨯-==R V η排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力值如图2-65b ，c 所示CB552118.97552118.97++M BQ maxM AQ minCB125.1444.60123.5928.17129.4812.39312.5921.0856.77101.4715.77BCBCQ maxM CQ minM B15.77123.5928.17129.4812.39125.14CB56.77101.47312.5944.6021.08552118.97552118.97++BC()()515.0111232335=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎥⎦⎢⎣+-=n n a C λλλ()←=⨯-=-=10.97kN 0.515kN 30.215max A －C T R同理，对于B 柱，281.0=n ，356.0=λ，667.0=a ,598.05=C ，则：()←=⨯-=-=12.74kN 0.598kN 30.215max B －C T R排架柱顶总反力R 为：)( kN 71.23kN 74.12kN 97.10B A ←-=--=+=R R R 各柱顶剪力为：)( .40kN 423.71kN 0.277kN 97.10A A A ←-=⨯=-=-=R R V η)( 2.17kN .71kN 230.446kN 74.12B B B ←-=⨯+-=-=R R V η)( .57kN 623.71kN 0.277C C →=⨯=-=R V η排架各柱的弯矩图及柱底剪力值如图2-68b 所示。

当m ax T 方向相反时，弯矩图和剪力只改变符号，方向不变。

CBT maxT maxCB10.569.72119.575.21142.0917.7523.6566.366.5719.1316.9工业厂房例题注：M 单位(m kN ⋅)，N 单位kN ，V 单位kN 。

kN )，N单位kN，V单位kN。

注：M单位(m注：M 单位(m kN ⋅)，N 单位kN ，V 单位kN 。

表2-28 1.2恒载＋0.9⨯1.4⨯（屋面活荷载＋kN )，N单位kN，V单位kN 注：M单位(m注：M 单位(m kN ⋅)，N 单位kN ，V 单位kN 。

表2-30 1.2恒载＋0.9⨯1.4⨯（屋面活荷载＋kN )，N单位kN，V单位kN。

注：M单位(m表2-31 1.2恒载＋0.9⨯1.4⨯（吊车荷载＋风注：M 单位(m kN ⋅)，N 单位kN ，V 单位kN 。

表2-32 1.35恒载+0.7⨯1.4⨯屋面活荷载+0.7⨯1.4⨯kN )，N单位kN，V单位kN。

注：M单位(m工业厂房 例题25注：M 单位(m kN ⋅)，N 单位kN ，V 单位kN6. 柱截面设计 以A 柱为例。

混凝土强度等级为30C ,2c mm /N 3.14=f ，2tk mm /N 01.2=f ；采用HRB400级钢筋，2y y mm /N 360='=f f ，518.0=b ξ。

上、下柱均采用对称配筋。

1．上柱配筋计算。

上柱截面共有4组内力。

取360m m 40m m -m m 4000==h1066.67kN 0.518360m m m m 400N/m m 3.140.12b 0c 1b =⨯⨯⨯⨯==ξαbh f N而I -I 截面的内力均小于b N ，则都属于大偏心受压，所以选取偏心距较大的一组内力作为最不利内力。

即取M =78.783m kN ⋅,N = 237.61kN ； 吊车厂房排架方向上柱的计算长度7.2m m 6.320=⨯=l 。

附加偏心矩a e 取20mm （大于mm/30400）m m332N 10237.6m m N 10783.78360=⨯⋅⨯==N M e ，352m m 20m m m m 3320i =+=+=a e e e518400mm mm72000>==h l 应考虑偏心距增大系数η。

.181.4237610N m m 40014.3N/m m 0.55.0222c 1>=⨯⨯==N A f ξ， 取0.11=ξ97.0)400mm mm7200(01.015.101.015.102=⨯-=-=h l ξ230.197.00.1400mm 7200360mm mm 352140011140011221200i =⨯⨯⎪⎭⎫⎝⎛⨯+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ξξηh l h emm 54.414003.140.1237610c 1=⨯⨯==b f N x αm m 48.1860b =<h x ξ 且 mm 802='<a xm m 96.2722400m m m m 352230.12i =-⨯='+-='a h e e η()()220y s mm 56340mm mm 360mm 360mm96.272237610=-⨯⨯='-'='=N N a h f e N A A s S选318()2mm 763=s A ，则%2.0%48.0400m m 400m m m m 7632>=⨯==bh A s ρ满足要求。