【正文】 ≤10mm為 Ⅰ 級(jí)鋼筋。 注：恒載包括結(jié)構(gòu)自重，墻面恒載指壓型鋼板墻重。施工荷載為 kN/m2。 結(jié)構(gòu)布置 . 柱網(wǎng)布置 及抗風(fēng)柱布置 1. 柱網(wǎng)布置 綜合 考慮工藝、結(jié)構(gòu) 和經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面的要求 ，廠房柱網(wǎng)布置為：縱向?yàn)?25 榀，柱距為 6m；橫向?yàn)?6 跨，跨度均為 6m；廠房為三柱雙跨。即抗風(fēng)柱柱腳與基礎(chǔ)鉸接，柱頂與屋架通過彈簧片連接。 14 圖 剛架山墻簡圖 . 橫向框架結(jié)構(gòu)主要尺寸 1. 橫向框架的結(jié)構(gòu)尺寸 采用雙跨雙坡實(shí)腹式門式剛架，剛架橫梁與兩邊柱和中間柱均剛接，兩邊柱柱腳與基礎(chǔ)剛接，中間柱柱腳與基礎(chǔ)也采用剛接。柱截面擬采用 H 型鋼或焊接型鋼，鋼材擬采用Q235B。為了設(shè)計(jì)上的方便，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算時(shí)，將整個(gè)剛架看作等截面來進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，選取截面。 . 柱間支撐 布置 1. 柱間支撐的作用和布置 柱間支撐與廠房框架柱相連接，其作用為 :組成堅(jiān)強(qiáng)的縱向構(gòu)件，保證廠房的縱向剛度；承受廠房端部山墻的風(fēng)荷載，吊車縱向水平荷載及溫度應(yīng)力等，在地震區(qū)尚應(yīng)承受廠房縱向的地震力，并傳至基礎(chǔ)；可作為框架柱在框架平面外的支點(diǎn)，減少柱在框架平面外的計(jì)算長度。因此，為了使縱向構(gòu)件在溫度發(fā)生變化時(shí)能較自由的伸縮，下層 支撐應(yīng)該設(shè)在溫度區(qū)段中部。 當(dāng)溫度區(qū)段小于 90m 時(shí)，在它的中央設(shè)置一道下層支撐；如果溫度區(qū)段長度超過 90m 時(shí)，則在它的三分之一和三分之二點(diǎn)處各設(shè)一道支撐，以免傳力路程太長。十字交叉支撐的構(gòu)造簡單，傳力直接，用料節(jié)省，使用最為普遍，其斜桿傾角宜為 45176。 上層柱間支撐承受端墻傳來的風(fēng)力；下層柱間支撐除承受端墻傳來的風(fēng)力以外，還承受吊車的縱向水平荷載，在同一溫度區(qū)段的同一柱列設(shè)有兩道或兩道以上的柱間支撐時(shí)，則全部縱向水平荷載（包括風(fēng)力）由該柱列所有支撐共同承受。 柱間支撐的交叉桿，上層斜撐桿和門形下層支撐的主要桿件一般按柔性桿件設(shè)計(jì)，交叉桿趨向于受壓的桿件不參與工作，其他的非交叉桿以及水平橫桿按壓桿設(shè)計(jì)。由支撐斜桿等組成的水平桁架，其直腹桿宜按剛性系桿考慮；若剛度或承載力不足，可在剛架斜梁間設(shè)置鋼管， H 型鋼或其他截面形式的桿件，門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐，宜采用張緊的十字交叉圓鋼組成，用特制的連接件與梁柱腹板相連，連接件應(yīng)能適應(yīng)不 同的夾角，圓鋼端部都應(yīng)有絲扣，校正定位后將拉條張緊固定。 其中 ○2 ~○3軸及 ○24~○25軸為了防止縱向剛度過大，在溫度變化時(shí)不能自由的伸縮，只設(shè)置上層支撐， ○9 ~○10軸間及 ○17~○18軸間 既設(shè)置上層支撐，也設(shè)置下層支撐。圓鋼支撐端部都有絲，校正定位后將拉張條張緊固定。 圖 縱向柱間支撐布置圖 . 墻架 布置 墻架一般由墻架梁河墻架組成。 當(dāng)柱的間距在 8m（采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土大型墻板時(shí)可放寬至 12m）以內(nèi)時(shí)，縱墻可不設(shè)置墻架柱；否則需設(shè)置墻架柱以減少墻板的跨度。墻架梁的間距應(yīng)與窗孔位置和尺寸相適應(yīng)。一般在半磚墻中，不應(yīng)超過 12m2；如在廠房中有 動(dòng)力設(shè)備，特別是有硬鉤吊車時(shí)，則不應(yīng)超過 9m2。 (2) 門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用壓型鋼板做圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，墻梁宜布置在剛架柱的外側(cè)，其間距隨墻板板型和規(guī)格而異，且不應(yīng)大于計(jì)算確定的值。 (4) 為減少橫梁豎向計(jì)算跨度和增強(qiáng)其穩(wěn)定性，宜在橫梁間設(shè)置拉條。 (6) 墻架柱與屋架的連接對一般墻架柱。 17 2. 墻架構(gòu)件設(shè)計(jì) (1) 輕型墻體結(jié)構(gòu)的墻梁宜采用卷邊形成的 Z形的冷彎薄壁型鋼。當(dāng)墻梁有一定豎向承載力且墻板落地及墻板間有可靠連接時(shí)，可不設(shè)中間柱，并可不考慮自重引起的彎矩和剪力。 (3) 當(dāng)墻梁跨度 L為 4～ 6m時(shí)，宜在跨中設(shè)置一拉條，當(dāng)跨度 L大于 6m時(shí)，宜在跨間三分點(diǎn)處各設(shè)一道拉條。 (4) 縱向墻架系由橫梁（墻梁）及拉條，窗鑲邊構(gòu)件，墻架柱，抗風(fēng)桁架等構(gòu)件組成。 根據(jù)以上內(nèi)容，縱向墻架見圖 。不合理的支撐體系影響其作用的正常發(fā)揮，不能有效保證結(jié)構(gòu)的安全。由于斜桿為張緊的圓鋼，而圓鋼只能承受拉力而不能承受壓力。屋面支撐中的壓桿可單獨(dú)設(shè)計(jì)，也可由檁條代替，當(dāng)用檁條代替壓桿時(shí)，檁條應(yīng)滿足壓彎桿件的要求，而且應(yīng)調(diào)整檁條間距使其設(shè)在支撐節(jié)點(diǎn)處。拉條主要承受檁條弱軸方向的側(cè)向拉力，并且可作為該方向檁條的支撐點(diǎn)，減小其弱軸方 向的計(jì)算長度 ，當(dāng)檁條兼作屋蓋支撐壓桿時(shí)，如果設(shè)置拉條，則檁條弱軸方向的長細(xì)比較容易滿足壓桿長細(xì)比的要求。部分設(shè)計(jì)者沒有充分分析撐桿的受力狀況，將撐桿按拉條設(shè)計(jì)成圓鋼，使撐桿起不到壓桿作用。 圖 屋蓋支撐內(nèi)力計(jì)算簡圖 圖 屋蓋支撐受力分析簡圖 2. 支撐的布置 (1) 橫向水平支撐： 對于上弦橫向水平支撐，由于本工程擬采用有檁體系，故上弦水平支撐的橫桿可用檁條代替。當(dāng)房屋縱向溫度伸縮縫區(qū)段較短時(shí)，可設(shè)置在房間兩端的端部開間。 圖 屋面支撐布置圖 (2) 縱向水平支撐：當(dāng)房屋較高、跨度較大、空間剛度要求較高時(shí)，設(shè)有支撐中間屋架的托架為保證托架的側(cè)向穩(wěn)定時(shí)，或設(shè)有重級(jí)或大噸位的中級(jí)工作制橋式吊車、壁行吊車或有鍛錘等較大振動(dòng)設(shè)備時(shí)，均應(yīng)在屋架端節(jié)間平面內(nèi)設(shè)置縱向水平支撐。當(dāng)屋架間距 12m時(shí)，縱向水平支撐常布置在屋架下弦平面。檁條要設(shè)拉條，以保證檁條的 平面外剛度，在剛架的構(gòu)件轉(zhuǎn)折處，即柱頂轉(zhuǎn)角處和橫梁中央彎折處的受壓肢或受壓翼緣，應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐，當(dāng)橫梁與柱內(nèi)肢需設(shè)置側(cè)向支撐點(diǎn)時(shí)，可利用連接于外肢的檁條或墻梁設(shè)置角隅撐。 檁條布置圖 (4) 檁條要設(shè)拉條，以保證檁條的平面外剛度。當(dāng)橫梁與柱內(nèi)肢需設(shè)置側(cè)向支撐點(diǎn)時(shí)，可利用連接于外肢的檁條或墻梁設(shè)置角隅撐。 20 圖 隅撐布置圖 21 靜力計(jì)算 . 計(jì)算簡圖 單層廠房是由柱和屋架（橫梁）所組成，各個(gè)框架之間有屋面板或檁條，托架，屋蓋支撐等縱向構(gòu)件相互連接在一起，故框架實(shí)際上是空間工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按空間工作計(jì)算才比較合理和經(jīng)濟(jì)，但由于計(jì)算較繁，工作量大，所以通常均簡化為單個(gè)的平面框架來計(jì)算。此廠房的計(jì)算簡圖見圖 。 吊車荷載計(jì)算資料（取自大連重工技術(shù)規(guī)格）： ① 5 噸吊車 吊車跨度 ，吊車寬度 B = ，輪距 BQ = ，吊車總重 （即Qk = ），小車重 （即 Q2,k = ）。最大輪壓 118kN，最小輪壓 39kN。本例在計(jì)算吊車豎向荷載時(shí)，考慮同一柱距兩跨內(nèi)四臺(tái)吊車的影響，在計(jì)算水平荷載時(shí)，只考慮同一跨內(nèi) 2臺(tái)吊車的影響，并分別考慮多臺(tái)吊車組合的荷載折減系數(shù)，計(jì)算簡圖如 圖 ，計(jì)算結(jié)果見式 。算出與各輪對應(yīng)的反力影響線豎標(biāo)，于是可求得作用于柱上的吊車垂直荷載。《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定，無論單跨或多跨廠房最多考慮兩臺(tái)吊車同時(shí)制動(dòng)；當(dāng)額定起重量不大于 10t 時(shí)，橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取橫行小車重量與額定起重量之和的 12%，并乘以重力加速度， 計(jì)算 如 式 ： ? ? ? ? ? ?? ? ? ?m a x , k 20 . 1 2 0 . 9 1 0 3 . 4 2 4 1 0 1 0 . 3 5 2440 . 1 2 0 . 9 5 2 . 1 2 6 1 0 0 . 7 2 5 0 . 1 5 8 5 . 0 2 3 k N4iT m Q y? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? () 則橫向水平設(shè)計(jì)值為： m a x 1 4 5 0 2 3 7 0 3 2 k NT . . .? ? ? () (7) 荷載作用點(diǎn)及偏心距 25 對于均布荷載其作用點(diǎn)位置明確。 2) 吊車豎向荷載作用點(diǎn)和吊車梁荷載對剛架的作用點(diǎn)一致。 3) 對于吊車橫向水平荷載 Tmax的作用點(diǎn)在吊車梁頂面（即標(biāo)高 4m處）。 根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)》 [] 經(jīng)濟(jì)梁高公式 040 1 95 .h . W? （單位以 mm計(jì)， h0為腹板高度），得到 h0=591mm。 故計(jì)算時(shí)截面特性可取為： A=， Ix=45685cm4 ， EA=231235 kN， EI= kN?m2。因此在估算柱截面是，主要考慮風(fēng)荷載和豎向軸力影響，則柱估算截面為： HM4403001118(A=，q=， Ix=54067 cm4， Wx = 2458 cm3， Iy =8105 cm4， Wy = )。 26 . 內(nèi)力分析 考慮屋面恒載，沿跨均布；墻面恒載，假定其通過墻梁簡潔傳遞給柱并沿邊柱豎向均勻分布，而由于該荷載產(chǎn)生的彎矩為有利荷載，故在計(jì)算時(shí)僅考慮墻面恒載對柱的軸向壓力作用而忽略其彎矩左右； 對于吊車梁，在邊柱上由一個(gè)集中力和一個(gè)向內(nèi)彎矩代替，在中柱上，由于兩邊均有對稱的吊車梁，故可用一個(gè)集中力代替，并且對于吊車梁荷載近似認(rèn)為其作用 點(diǎn)位于吊車梁頂面； 對于柱自重，認(rèn)為其作用 沿柱身豎向均勻分布。 考慮到吊車可能在任何荷載情況之下工作，故先將吊車在每種荷載單獨(dú)作用下的內(nèi)力計(jì)算出來，再對不同工況進(jìn)行組合，以比較求出吊車的最不利荷載組合下的最不利內(nèi)力情況。 27 ① 屋面恒荷載 屋面恒載計(jì)算簡圖 屋面恒載軸力圖 屋面恒載剪力圖 屋面恒載彎矩圖 28 ② 柱、吊車梁 恒荷載 柱、吊車梁 荷載計(jì)算簡圖 柱、吊車梁荷載軸力圖 柱、吊車梁荷載剪力圖 柱、吊車梁彎矩圖 29 ③ 屋面活荷載 屋面活載計(jì)算簡圖 屋面活載軸力圖 屋面活載剪力圖 屋面活載彎矩圖 30 ④ 風(fēng)荷載（左風(fēng)） 風(fēng)荷載（左風(fēng)）計(jì)算簡圖 風(fēng)荷載（左風(fēng)）軸力圖 風(fēng)荷載（左風(fēng)）剪力圖 風(fēng)荷載（左風(fēng)）彎矩圖 31 ⑤ 風(fēng)荷載（右風(fēng)） 風(fēng)荷載（右風(fēng)）計(jì)算簡圖 風(fēng)荷載（右風(fēng)）軸力圖 風(fēng)荷載（右風(fēng)） 剪力圖 風(fēng)荷載（右風(fēng)）彎矩圖 32 ⑥ 吊車橫向荷載 Tmax（方向向左） 吊車橫向荷載 Tmax（方向向左）計(jì)算簡圖 吊車橫向荷載 Tmax（方向向左）軸力圖 吊車橫向荷載 Tmax（方向向左） 剪力圖 吊車橫向荷載 Tmax（方向向左）彎矩圖 33 ⑦ 吊車橫向荷載 Tmax（方向向右） 吊車橫向荷載 Tmax（方向向右） 計(jì)算簡圖 吊車橫向荷載 Tmax（方向向右） 軸力圖 吊車橫向荷載 Tmax（方向向右） 剪力圖 吊車橫向荷載 Tmax（方向向右）彎矩圖 34 ⑧ 吊車縱向荷載 Dmax， Dmin（ Dmax作用在左邊邊柱） 由 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》可知，對于多跨廠房，在同一柱距內(nèi)出現(xiàn)超過 2臺(tái)吊車的機(jī)會(huì)增加，但考慮隔跨吊車對結(jié)構(gòu)的影響減弱，為了計(jì)算上的方便，容許在計(jì)算吊車豎向荷載時(shí)，最多只考慮 4臺(tái)吊車，本廠房在計(jì)算吊車豎向荷載時(shí)，考慮了 4臺(tái)吊車，故其折減系數(shù)應(yīng)取 ，且作用在柱上的 Dmax， Dmin在兩跨其組合方式共有四種，但因?yàn)榇藦S房結(jié)構(gòu)的對稱性，僅考慮其中兩種即可。 吊車縱向荷載