单层多跨混凝土排架厂房柱间支撑计算

司 慧 军

(山西省化工设计院，山西 太原 030024)

单层多跨混凝土排架厂房柱间支撑计算

司 慧 军

(山西省化工设计院，山西 太原 030024)

阐述了单层厂房的构建部分及各部分在单层厂房建筑中的作用，对单层多跨混凝土排架结构的承受力进行了计算分析，并探讨了建筑计算过程中需注意的事项，以实现单层多跨混凝土排架厂房建设的新发展。

单层厂房，混凝土排架结构，承受力，计算

0 引言

在建筑物的设计施工过程中，有许多需要计算的方面。在实际的建筑过程中需要对建设过程中涉及到的建筑材料的种类、总量以及房屋造价进行计算，这种计算主要是针对建设方而言的。而在房屋的建筑过程中，需要对房屋的不同部分的承受力的大小以及各部分的承受力的关系进行计算，这是施工方在施工过程中需要考虑的主要问题。本文从单层多跨混凝土排架厂房柱间支撑的计算出发，具体地描述建筑计算的过程、步骤以及需要注意的问题等方面的内容。

1 单层厂房的构建及其作用

在单层厂房的混凝土排架结构的讨论过程中首先需要进行研究的就是单层厂房的构建部分以及各个部分在单层厂房建筑中的主要作用。由于不同的构建部分处在不同的位置，拥有不同的造型，因此在厂房中的作用也是各不相同。

首先要介绍的就是单层厂房构建中的屋盖结构。屋盖结构主要由三个部分构成：屋面板、托架和屋架。前者的主要作用是承受施工过程中的负荷载重、屋面本身的重量以及整个屋面板自身的重量。托架存在的意义在于对屋架的重量进行支撑，并通过这种支撑将力传递到排架柱上，保持屋架结构的稳定。最后一项——屋架的作用就是在屋盖中形成一个排架结构，通过这个结构承受住来自于屋盖的全部荷载，并通过自身的传递作用也把力传递到屋架上。

其次要进行介绍的就是柱结构。自古以来柱就在建筑物的存在中发挥着重要作用。在单层厂房建设中柱的存在形式主要是排架式，这种排架式的柱结构通过自身的庞大的传递作用，巨大的体积重量来承担来自水平和竖向两个方面的力。

再次，要介绍的构建就是围护结构。围护结构是厂房存在与发展过程中不可缺少的一个部分，这种结构也可以分为三个部分：围护墙、连系梁和圈梁。这三个部分在围护结构中发挥着不同的作用。围护墙属于整个厂房的围护掺量构建的主要组成部分，从作用上看主要承担着自身的重量和起风时风对厂房的推力。连系梁是围护结构中最重要的组成部分，它是连系呈纵向排列的梁柱结构的构建，主要的作用是增强梁柱结构的纵向的刚度，并通过多组连接将墙体需要承受的重量转移到基础结构中。围护结构中的另一个组成部分就是圈梁，它的主要作用是加固房屋，增加厂房的整体的刚度，并通过自身的围护掺量使得地基受力均匀，防止外力作用下厂房的地基出现不自觉地下沉现象，同时对围护墙所接收到的风带来的推力进行传递。

接下来要介绍的就是整个房屋的支撑系统。支撑系统总的来说由两个部分组成，这两个部分分别是屋盖支撑和柱间支撑。前者的主要作用是提升整个厂房的刚度，并且加强屋架结构的平面以外的稳定性，同时对风给予的推力进行传递。后者的主要功能就是增加厂房的纵向刚度的稳定程度，这种存在于柱间的支撑结构还要承受来自于纵向的水平的负荷载重，同时将这种承载传递到柱结构或者是基础结构。

最后要介绍的就是单层厂房中两个较为独立的组成部分。这个部分也有两个内容，就是吊车梁和基础。前者属于吊车工作承力的一个部分，它对吊车所接受到的水平和竖向的荷载负重进行承担，然后将这种力传递到排架柱之上。而后者是整个房屋的承力的最终部分，基本上是厂房所接受的承受力的收集者，来自各个部分的承受力都通过房屋自身的传递最终进入基础，然后传入地基进行分化。

2 厂房的刚度计算

厂房的刚度计算是厂房承受力计算中的重要组成部分，为了方便计算过程的表示，我们首先对计算过程中需要使用到的数据进行假设，在这里我们将柱距设置为6 m，并且给每一个不同的跨都设置两个吊车。

2.1 排架柱的刚度计算

排架柱的刚度计算是厂房刚度计算的首要问题，这里需要进行介绍的就是一些主要的计算步骤和计算公式。如果在排架结构的混凝土的强度选择上确定的是C30的强度，那么弹性模量的计算公式就可以表示为：Ec=3.0×104N/mm2=3.0×107kN/m2，依据相关的数学计算公式来看，排架结构中的上柱的计算模式就应该为：H1=39 m，最后的柱高就可以确立为H2=12.6+0.5=13.1 m，又有公式：

在这个公式中需要注意的问题是ψ的值是1.5，因此这个柱的侧翼刚度就可以确定为1 238.69 kN/m。

2.2 柱间支撑的刚度计算

一般来说，为了简化计算过程，方便不同的力之间的转换，我们通常将所有的列柱的总刚度既定为10%，用数学公示表示就是∑Kb=10∑Kc，那么根据前面所计算的结果，列柱间的柱间支撑的刚度就为12 386.9kN/m。这就是我们通过计算得到的柱间支撑的结果。

2.3 纵墙的刚度计算

∑Kwl=167 602.49kN/m。

3 纵向的地震力计算

4 纵向的风的推力计算

关于纵向的风的推力有一个专业的名称叫做纵向风荷载，这个计算在《建筑结构荷载规范》中有具体的计算公式，表示为：ωk=βz·μz·ω0=0.644 kN/m2，通过这个公式所得到的计算结果是W1=ωk·A=130.61 kN。

5 结语

通过对相关资料的查阅和具体的计算过程的体验我们可以了解单层厂房的计算是一个相对比较精细复杂的过程。在这个过程中涉及到许许多多的不同的计算常量、计算公式等问题。在这个计算过程中最需要注意的就是能量相等的基本原理，任何一个计算量的增加或减少在整体上来看是平衡的，不变的，发生变化的只是计算过程中属于各个小部分的内容。因此，在计算过程中特别需要对整体的量和个别的量进行区分，然后通过不同量之间的关系以及规定的公式进行仔细的推算，最终要通过环环相扣的计算过程得到单层厂房的混凝土排架结构的柱间支撑的值。在计算过程中只要牢牢把握住严谨的态度以及精准的程序，这样得到的计算结果就能保证准确可靠，能够应用到实际的工程建设中。

[1] 陈 昶,薛曾通,董伟民.试论单层厂房柱向支撑的抗震设计[J].建筑结构,1979(3):9-15.

[2] 郝圣旗,秦罗生,王一戈.单层排架厂房钢柱计算长度的取值及其在大柱距网架结构中应用[J].工业建筑,2008(9):13-15.

[3] 刘蓉蓉,刘昌绪,杨 广.国家建筑标准设计图集《柱间支撑》(柱距7.5 m)(11G336-2)技术条件[J].工程建设与设计,2014(6):25-27.

The supporting calculation of monolayer multi span concrete frame factory columns

Si Huijun

(ShanxiChemicalDesignInstitute,Taiyuan030024,China)

This paper elaborated the construction parts of monolayer factory and the role of each part in monolayer factory building, calculated and analyzed the supporting force of monolayer multi span concrete frame structure, and discussed the matters needing attention in construction calculation process, to achieve the new development of monolayer multi span concrete frame factory building.

single storey factory building, concrete frame structure, bearing capacity, calculation

2015-01-12

司慧军(1982- )，男，工程师

1009-6825(2015)09-0047-02

TU378.3

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