《混凝土与砌体结构》课程设计计算说明书设计题目：单层单跨工业厂房课程设计2011年 06 月 15 日一 经设计确定以下做法和相应荷载的标准值：1本工程为某单层单跨工业产房，无抗震设防要求。

跨度为24m ，长度为66m ，柱距为6 m 。

选用二台Q=10t 的中级工作制A5桥式吊车，吊车轨顶标高为9.2 m ，厂房采用钢筋混凝土装配式结构。

2（1）屋面板：选自[G410㈠]，板重： 1.3kN/ m 2嵌缝重：0.1kN/ m 2 （2）天沟板：选自[G410㈢] （3）天沟重（包括水重）：17.4kN/根（4）天窗架：Π形钢筋混凝土天窗架选自[G316]。

天窗架及挡风板传 到屋架上的重量（5）预应力钢混筋凝土折线形屋架选自[G415㈠]，屋架轴线图尺寸如图23所示。

每榀屋架重60.5kN 。

（6）屋盖支撑：选自[G415㈠]重量为：0.05kN/ m 2 (沿水平面)（7）基础梁：选自[G320]，b ×h=250×450mm ， 每根自重：16.90kN（8）吊车梁：选自[G323㈠]，见图24每根自重：50kN轨道及垫层重：0.6kN/ m9）连系梁与过梁，截面与尺寸见剖面图。

（10）柱间支撑：选自[G142.1] 二 柱截面尺寸与高度的确定基础采用单独杯形基础，基础顶面标高为﹣0.6m 柱顶标高为11.4m ，牛腿顶面标高为7.8m 。

柱子尺寸：a ）、柱子高度：上柱高m m m H U 6.38.74.11=-=下柱高m m m H L 4.86.08.7=+= 柱总高m m m H 0.126.04.11=+=b ）、柱截面尺寸：建议上柱为方形截面，b ×h=400×400mm ，下柱为工字形截面，b ×h ×h f =400×800×150mm ，牛腿尺寸、柱下端矩形截面部分高度尺寸见图25。

柱截面几何特征值为：251106.1mm A ⨯= 2911013.2mm I ⨯= m kN g /0.41= 25210775.1mm A ⨯= 2921038.14mm I ⨯= m kN g /44.42=三 荷载计算 1、恒载（1）屋盖恒载（防水层+隔气层）自重 2/35.0m kN mm 20厚水泥砂浆找平层 33/40.002.0/20m kN m m kN =⨯预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 2/40.1m kN 屋盖钢支撑 2/05.0m kN 2/2.2m kN天窗架 kN 7.37 天沟重（包括水重） 根/4.17kN屋架重力荷载为榀/5.60kN ，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值：kNkN kN kN m m m kN G 98.244)4.177.372/5.602/186/2.22.121=+++⨯⨯⨯=（（2）吊车梁及轨道重力荷载设计值：kN m m kN kN G 76.656/8.0502.13=⨯+⨯=）（（3）柱自重重力荷载设计值：上柱kN m m kN G G B A 28.176.3/42.144=⨯⨯== 下柱kN m m kN G G B A 76.444.8/44.42.155=⨯⨯==2、屋面活荷载屋面活荷载标准值为2/5.0m kN ,学荷载标准值为2/2.0m kN ，后者大于前者，故仅按前者计算。

屋面积灰荷载为kN m m m kN m m kN m m kN 3.246)3/3.03/75.03/3.0(222=⨯⨯+⨯+⨯作用于柱顶屋面活荷载设计值为：kN kN m m m kN Q 82.713.242/186/5.04.121=+⨯⨯⨯=）（作用位置相同作用位置与11G Q 。

如图26。

3、风荷载o z s z k ωμμβω=按计算，其中0.1,/55.02==z o m kN βω，z μ根据厂房各部分标高及B 类地面粗糙度确定：柱顶（标高11.4m ） 039.1=z μ 檐口（标高13.5m ） 098.1=z μ 屋顶（标高16.92m ） 182.1=z μ 排架迎风面及背风面的风荷载标准值分别为：2211/457.0/55.0039.18.00.1m kN m kN o z s z k =⨯⨯⨯==ωμμβω2222/286.0/55.0039.14.00.1m kN m kN o z s z k =⨯⨯⨯==ωμμβω则作用于排架计算简图（图27）上的风荷载设计值为：m kN m m kN q /84.36/457.04.121=⨯⨯= m kN m m kN q /40.26/286.04.122=⨯⨯=屋架各点处的z μ：标高（m ） z μ13.95 1.111 16.62 1.176 14.55 1.12716.59 1.175111.145.06.03.0098.11..2)5.08.0[()(001⨯⨯++⨯⨯+==∑=）（B h F z nn z s Q W ωβμμγkN 40.33]0175.104.26.08.0176.167.24.1=+⨯⨯+-+⨯⨯+）（4、吊车荷载150/30kN 吊车的参数为：kN F kN Q kN g m K m B p 152,150,9.71,4.4,5.5max ,=====。

根据重力荷载之间的平衡关系：g Q G F F p p ++=+)(2min ,max ,得：kN F p 5.65min ,=。

根据B 及K ，可算得吊车梁支座反力影响线中各轮对应点的竖向坐标，如图28。

（1） 吊车竖向荷载吊车竖向荷载设计值为：∑=+++⨯==kN kN y F D i p Q 52.457)075.0267.0808.01(1524.1max ,max γ ∑=⨯⨯==kN y F D i p Q 155.19715.25.654.1min ,min γ（2） 吊车横向水平荷载作用于每个轮子上的吊车横向水平制动力计算：kN kN kN g Q T 548.59.711501.041)(41=+⨯⨯=+=）（α作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值计算∑=⨯⨯==kN y T T i Q 7.1615.2548.54.1max γ四 排架内力分析kNm kN m kN kN e G e G G M m kN m kN e G M kN G G kN kN kN G G G kN G G 94.2935.032.642.0)28.1798.244()(/25.1205.098.244.76.4460.8128.1732.62,98.2443301121111313211=⨯-⨯+=-+==⨯=====+=+===上下上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。

对于A 、B 柱300.0,148.0==λn 。

kNR kN m kN m kN C H M C H M R nC n n G B A 96.496.412184.1·94.29971.1·25.12181.11111·23971.1)11(1111·23321132332-==⨯+⨯=+==-+-==-+--=）（，）（λλλλ求得i R 后，由于平衡条件可得各柱截面的弯矩和剪力。

柱各截面的轴力为该界面以上重力荷载之和，恒载作用下的轴力弯矩如图29（b ）（c ）。

2、 屋面活荷载作用下的排架内力分析排架计算简图如图30（a ）。

其中kN Q 82.711=，它在柱顶及变阶处引起的力矩为：)(00.212181.1·36.14971.1·59.3181.1,971.1,·36.1420.082.71,·59.305.082.713211312,1→=⨯+⨯=+====⨯==⨯=kN m kN m kN C H A M C H A M R C C m kN M m kN m kN M A A A 则排架各柱的弯矩轴力图如图30（b ）（c ）。

3、 风荷载作用下的排架内力分析 （1） 左风吹时计算简图如图31（a ）。

A,B 柱300.0,148.0==λn 有表2.5.2得)(92.5843.3379.97.15)(792.934.012/4.2)(7.1534.012/84.3340.0)]11(1[8)]11(1[31121113411←-=---=++=←-=⨯⨯-=-=←-=⨯⨯-=-==-+-+=kN kN kN kN F R R R kN m m kN HC q R kN m m kN HC q R nn C W B A B A λλ各柱顶剪力分别为：)(67.1992.585.079.9)(36.1792.585.07.15→=⨯+-=-=←=⨯+-=-=kN kN kN R R V kN kN kN R R V B B B A A A ηη排架内力如图31（b ）（2） 右风吹时由于死单跨，与左风吹情况相同，内力反向，计算简图和内力图如图32。

4、 吊车荷载作用下排架内力分析 （1）max D 作用于A 柱计算简图如图33（a ），其中吊车竖向荷载min max ,D D 在牛腿顶面处引起的力矩为)(91.879.67.15)(79.618.112·69)(7.1518.112·13.160,18.1·6935.016.197·13.16035.052.4573333min 3max ←-=+-=+=→=⨯=-=←-=⨯-=-===⨯===⨯==kN kN kN R R R kN mmkN C H M R kN m mkN C H M R C A m kN m kN e D M m kN m kN e D M B A B B A A B A 则柱，对于 排架各柱顶剪力分别为：)(79.691.85.079.6)(25.1191.85.07.15→=⨯+-=-=←-=⨯+-=-=kN kN kN R R V kN kN kN R R V B B B A A A ηη排架各柱的弯矩图、轴力图及柱底剪力如图33（b）（c）。

·D作用于B柱（1）max由同理可得，内力图如图34。

T作用下（3）m ax当作用吊车横向水平荷载时，排架计算简图如图35（b）。

)(96.20)48.10(48.10)(48.10627.070.16627.0,670.0,305.0,148.0)(48.10627.070.16627.0)]32()1)(1([32,670.06.3/)2.16.3(,300.0,148.05max 55235←-=-+-=+=←-=⨯-=-=====←-=⨯-=-==---++-==-===kN kN kN R R R R kN kN C T R C a n B kN kN C T R na n a a a C m m m a n A B A B MAX A 为：排架柱顶总反力则柱，同理，对于则柱，对于λλλλ各柱顶剪力为：)96.20(5.048.100)96.20(5.048.10=-⨯+-=-==-⨯+-=-=kN kN R R V kN kN R R V B B B A A A ηη排架各柱的弯矩图及柱底剪力如图35（a ）。