第九章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)

1、第九章單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu) 本章主要介紹：單層廠房的組成、傳力途徑及本章主要介紹：單層廠房的組成、傳力途徑及 設(shè)計內(nèi)容；單層廠房的結(jié)構(gòu)布置；排架的內(nèi)力計算；設(shè)計內(nèi)容；單層廠房的結(jié)構(gòu)布置；排架的內(nèi)力計算； 單層廠房柱設(shè)計；單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型；單層廠房柱設(shè)計；單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型； 各構(gòu)件間的連接。重點是單層廠房的組成、受力特各構(gòu)件間的連接。重點是單層廠房的組成、受力特 點、支撐的布置、構(gòu)件選型、排架內(nèi)力計算、構(gòu)件點、支撐的布置、構(gòu)件選型、排架內(nèi)力計算、構(gòu)件 間的連接。間的連接。 本章提要本章提要 本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容 9.1 概述概述 9.2 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的組成、傳力途單

2、層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的組成、傳力途 徑及設(shè)計內(nèi)容徑及設(shè)計內(nèi)容 9.3 單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置 9.4 單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型 9.5 單層廠房排架內(nèi)力計算單層廠房排架內(nèi)力計算 9.6 單層廠房柱的設(shè)計單層廠房柱的設(shè)計 9.7 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件間的連接構(gòu)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件間的連接構(gòu) 造造 9.1 概述概述 （1） 廠房首先要滿足生產(chǎn)工藝的要求，并為工廠創(chuàng)造良好的勞動衛(wèi)生條件，以利提高產(chǎn) 品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。 （2） 廠房內(nèi)一般都有笨重的機器設(shè)備、起重運輸設(shè)備（吊車）等，這就要求廠房有較大 的空間。同時，廠房結(jié)構(gòu)要承受較大的靜、動荷載

3、以及振動或撞擊力等。 （3） 有的廠房在生產(chǎn)過程中會散發(fā)大量的余熱、煙塵、有害氣體、有侵蝕性的液體以及 生產(chǎn)噪音等，這就要求廠房有良好的通風和采光。 （4） 生產(chǎn)過程往往需要各種工程技術(shù)管網(wǎng)，如上下水、熱力、壓縮空氣、煤氣、氧氣管 道和電力供應等。廠房設(shè)計時應考慮各種管道的敷設(shè)要求和它們的荷載。 （5） 生產(chǎn)過程中有大量的原料、加工零件、半成品、成品、廢料等需要用電瓶車、汽車 或火車進行運輸。廠房設(shè)計時應考慮所采用的運輸工具的通行問題。 1. 單層工業(yè)廠房的特點單層工業(yè)廠房的特點 2. 單層廠房的結(jié)構(gòu)類型單層廠房的結(jié)構(gòu)類型 按材料分：按材料分：單層廠房的結(jié)構(gòu)按其承重 結(jié)構(gòu)的材料來分，有混合結(jié)構(gòu)

4、、鋼筋混 凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等類型。 按施工方法分：單層廠房的結(jié)構(gòu)按其施 工方法來分，有裝配式和現(xiàn)澆式兩種 按承重結(jié)構(gòu)的形式分：按承重結(jié)構(gòu)的形式分：排架結(jié)構(gòu)；剛架 結(jié)構(gòu)也稱框架結(jié)構(gòu)；鋼框架結(jié)構(gòu) 圖9.1鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu) 圖9.2鋼筋混凝土門式剛架 圖9.3鋼框架結(jié)構(gòu) 9.2 排架結(jié)構(gòu)的組成、傳力途徑及設(shè)計內(nèi)容排架結(jié)構(gòu)的組成、傳力途徑及設(shè)計內(nèi)容 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)通常由橫向平面排架和縱向平 面排架及支撐系統(tǒng)連成一個整體的空間結(jié)構(gòu)體系，由下列 構(gòu)件組成，如圖9.4所示。 一、排架結(jié)構(gòu)的組成與傳力途徑一、排架結(jié)構(gòu)的組成與傳力途徑 圖9.4裝配式鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu) 橫向平面排架是由屋面梁或屋架、

5、 橫向柱列和基礎(chǔ)等組成，它是廠房基本 承重結(jié)構(gòu)。 廠房橫向排架承受豎向荷載（如結(jié) 構(gòu)自重、屋面活荷載和吊車豎向荷載等） 及橫向水平荷載（如風荷載、吊車橫向 制動力和地震作用等）。如圖9.5所示。 圖9.5單層廠房的荷載 縱向排架結(jié)構(gòu)體系是由縱向柱列和 基礎(chǔ)、連系梁和柱間支撐等組成。 其作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定 和承重，廠房縱向排架主要承受縱向水 平荷載，如縱向風荷載、吊車縱向制動 力、縱向地震作用和溫度應力等。如圖 9.6所示。 9.2.1.3 縱向排架結(jié)構(gòu)體系縱向排架結(jié)構(gòu)體系 圖9.6廠房的縱向排架 1風力；2吊車縱向制動力；3連系梁；4柱間支撐； 5吊車梁；6柱 圖9.9 荷載傳遞路線

6、圖 荷載的傳遞荷載的傳遞 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)建筑設(shè) 計資料，以及堅固適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟 合理的原則進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容： （1）確定結(jié)構(gòu)方案，進行結(jié)構(gòu)布置； （2）確定主要承重構(gòu)件； （3）進行排架內(nèi)力分析與組合； （4）排架柱設(shè)計； （5）確定主要構(gòu)件之間的連接構(gòu)造。 9.2.3 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容 9.3 單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置 單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線在 平面上形成的有規(guī)律的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。柱子縱 向定位軸線間的距離稱為跨度，橫向定位軸線 的距離稱為柱距。 確定柱網(wǎng)尺寸時，首先要滿足生產(chǎn)工藝要

7、 求，尤其是工藝設(shè)備的布置；其次是根據(jù)建筑 材料、結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)水平、經(jīng)濟效果， 以及提高建筑工業(yè)化程度和建筑處理、擴大生 產(chǎn)、技術(shù)改造等方面因素來確定；此外，還應 滿足模數(shù)制的要求。 9.3.1 柱網(wǎng)的布置柱網(wǎng)的布置 （1） 跨度 單層廠房的跨度在18m以下時，應采 用30M數(shù)列（1M=100mm)，即9m、12m、 15m、18m；在18m以上時，應采用擴大 模數(shù)60M數(shù)列，即24m、30m、36m等。 如圖9.10所示。 （2） 柱距 單層廠房的柱距應采用擴大模數(shù)60M 數(shù)列，見圖9.10。 單層廠房山墻處的抗風柱柱距宜采用 擴大模數(shù)15M數(shù)列。 圖9.10 跨度和柱距示意圖 （1）

8、伸縮縫 為減少廠房結(jié)構(gòu)的溫度應力，可設(shè) 置伸縮縫，將廠房結(jié)構(gòu)分成若干溫度區(qū) 段。 伸縮縫的一般做法是從基礎(chǔ)頂面開 始將相鄰溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)完全分開， 在伸縮縫兩側(cè)設(shè)置并列的雙排柱、雙榀 屋架，而基礎(chǔ)可做成將雙排柱連在一起 的雙杯口基礎(chǔ)。 9.3.2 變形縫的設(shè)置變形縫的設(shè)置 （2）沉降縫 由于單層廠房結(jié)構(gòu)主要是由簡支構(gòu) 件裝配而成，因地基發(fā)生不均勻沉降在 構(gòu)件中產(chǎn)生的附加內(nèi)力不大，所以在單 層廠房結(jié)構(gòu)中，除主廠房結(jié)構(gòu)與生活間 等附屬建筑物相連接處外，很少采用沉 降縫。 沉降縫應將建筑物從基礎(chǔ)到屋頂全 部分開，以使縫兩邊發(fā)生不同沉降時不 至于相互影響。 （3）防震縫 防震縫是為減輕震害而采取的

9、措施 之一。當廠房平面、立面復雜，結(jié)構(gòu)高 度或剛度相差很大，以及在廠房側(cè)邊布 置附房，如生活間、變電所、爐子間等 時，設(shè)置抗震縫將相鄰部分分開，防震 縫的寬度在廠房縱橫跨交接處可采用 100150mm，其它情況可采用5090mm。 支撐的作用，從圖9.11所舉的有檁屋 蓋體系廠房支撐布置中可以看出：如果 不設(shè)支撐時，山墻上的風力W將從A點 傳至B點，這樣不僅廠房整體剛度差，穩(wěn) 定性也難于保證。如設(shè)了支撐，山墻上 的風力W則從A點傳至123456, 再傳至柱間支撐，最后傳至基礎(chǔ)。支撐 的主要作用是： (1) 保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向及橫向水平 剛度； (2) 在施工和使用階段，保證結(jié)構(gòu)構(gòu) 件的穩(wěn)定性；

10、 (3) 將某些水平荷載傳給主要承重結(jié) 構(gòu)或基礎(chǔ)。 9.3.3 支撐的布置支撐的布置 圖9.11 有檁屋蓋體系廠房支撐作用示意圖 屋蓋支撐包括上弦橫向水平支撐、 下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、 垂直支撐及系桿等。 1.橫向水平支撐 橫向水平支撐是由交叉角鋼和屋架 上弦或下弦組成的水平桁架。其作用是， 加強屋蓋結(jié)構(gòu)在縱向水平面內(nèi)的剛度， 將山墻抗風柱所承受的縱向水平力傳到 兩側(cè)柱列上去，布置在溫度區(qū)段的兩端。 設(shè)置在屋架上弦平面內(nèi)的稱為上弦橫向 水平支撐；設(shè)置在屋架下弦平面內(nèi)的稱 為下弦橫向水平支撐。 9.3.3.1 屋蓋支撐屋蓋支撐 （1） 上弦橫向水平支撐。 當屋蓋結(jié)構(gòu)的縱向平面內(nèi)的剛

11、度不 足，具有以下情況之一時，應設(shè)置上弦 橫向水平支撐： 跨度較大的無檁體系屋蓋，當屋 面板與屋架連接點的焊接質(zhì)量不能保證， 且山墻抗風柱與屋架上弦連接時,如圖 11.12(a)中的1； 廠房設(shè)有天窗，當天窗通到廠房 兩端的第二柱間或通過伸縮縫時，此時， 應在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置 上弦橫向水平支撐，并在天窗范圍內(nèi)沿 縱向設(shè)置一至三道通長的受壓系桿，以 保證屋架上弦的側(cè)向穩(wěn)定。如圖11.12(c)、 (d)中的2。 （2） 下弦橫向水平支撐。 當具有以下情況之一時，應設(shè)置下 弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐一 般宜設(shè)于廠房端部及伸縮縫處第一柱間， 如圖11.12(a)、(c)中的3、4

12、。 廠房跨度18m，或廠房跨度 18m，且山墻上風荷載由屋架上弦傳遞時； 屋架下弦懸掛吊車的縱向水平荷 載較大而通過垂直支撐傳力時，可在懸 掛吊車軌道盡頭的柱間設(shè)置； 當廠房高度較大，縱向風荷載由 山墻抗風柱傳至屋架下弦時； 廠房內(nèi)有較大的振動荷載，吊車 噸位大時。 2.縱向水平支撐 縱向水平支撐一般是由交叉角鋼等 鋼桿件和屋架下弦第一節(jié)間組成的水平 桁架。其作用是加強屋蓋結(jié)構(gòu)在橫向水 平面內(nèi)的剛性；在屋蓋設(shè)有托架時，還 可以保證托架上緣的側(cè)向穩(wěn)定，并將托 架區(qū)域內(nèi)的橫向水平風力有效地傳到相 鄰柱子上去。 當具有以下情況之一時，應設(shè)置縱 向水平支撐 （1） 廠房內(nèi)設(shè)有托架時，則必須在 設(shè)有托架

13、的柱間和兩端相鄰的一個柱間 設(shè)置下弦縱向水平支撐，見圖11.13(a)。 （2） 廠房內(nèi)設(shè)有軟鉤橋式吊車，廠 房高大，吊車噸位大時（如單跨廠房柱 高1518m以上，中級工作制吊車30t以上 時）。如圖11.13(b)所示 （3） 廠房內(nèi)設(shè)有硬鉤橋式吊車或5t 級以上的鍛錘時，此時，布置要求如圖 11.13(b)所示，當?shù)踯噰嵨淮蠡驅(qū)S房剛 度有特殊要求時，可沿中間柱列適當增 設(shè)縱向水平支撐，如圖11.13(c)所示。 當廠房已設(shè)有下弦橫向水平支撐時， 則縱向水平支撐應盡可能與橫向水平支 撐連接，以形成封閉的水平支撐系統(tǒng)， 如圖11.13（a)、(b)所示。 3.垂直支撐及水平系桿 垂直支撐一般

14、是由角鋼桿件與屋架 的直腹桿或天窗架的立柱組成的垂直桁 架。屋架垂直支撐根據(jù)屋架高度不同做 成十字交叉形或W形天窗架，垂直支撐 一般做成斜叉形。 垂直支撐的作用是保證屋架及天窗 架在承受荷載后的平面外穩(wěn)定；并傳遞 縱向水平力，所以垂直支撐與橫向水平 支撐配合作用。 屋架的垂直支撐，宜按下列要求布 置： （1） 當屋架跨度大于18m小于30m 時，垂直支撐應布置在廠房端部第二柱 間和伸縮縫兩邊第二柱間，并在屋架跨 中設(shè)置一道垂直支撐和水平系桿。 （2） 當屋架跨度大于30m時，應在 屋架跨度的1/3左右節(jié)點處設(shè)置兩道垂直 支撐和水平系桿。 （3） 豎桿較高的折線形或梯形屋架 之間，除按以上要求布

15、置支撐外，在屋 架的端部需增設(shè)垂直支撐和水平系桿。 （4） 當屋架設(shè)有輕型懸掛吊車時， 懸掛吊車節(jié)點位置可設(shè)置斜撐式垂直支 撐，如圖11.14所示。 4.天窗架支撐 天窗架支撐包括天窗上弦水平支撐 和天窗架間垂直支撐。 天窗架支撐的作用是增強整體剛度， 保證其系統(tǒng)的空間穩(wěn)定性，并把端壁上 的水平風荷載傳給屋架。 天窗架支撐一般均設(shè)置在天窗架的 兩端，如圖11.15所示。 圖11.12 橫向水平 支撐布置圖 圖11.13 縱向水平支撐布置 圖11.14 斜撐式垂直支撐 圖11.15 天窗架上弦橫向 柱間支撐一般采用交叉鋼斜桿組成。 交叉傾角在3555之間，以45為 宜，鋼桿件的截面尺寸需經(jīng)強度和

16、穩(wěn)定 計算確定（如圖11.16(a)所示）。當柱間 因交通、設(shè)備布置或柱距較大而不能采 用交叉斜桿式支撐時，可以做成門架式 支撐，如圖11.16(b)所示。 柱間支撐的作用是保證廠房的縱向 剛度和穩(wěn)定性，吊車縱向制動力和山墻 縱向風荷載及縱向地震力經(jīng)屋蓋系統(tǒng)傳 遞到兩縱向柱列上去。 11.3.3.2 柱間支撐柱間支撐 柱間支撐布置：一般上柱柱間支撐 設(shè)置在溫度區(qū)段兩側(cè)與屋蓋橫向水平支 撐相對應的柱間，以及溫度區(qū)段中央或 臨近中央的柱間，下柱柱間支撐設(shè)置在 溫度區(qū)段中部與上柱柱間支撐相應的位 置。 柱間支撐的布置原則：凡屬下列情 況之一的一般廠房需設(shè)置柱間支撐。 （1） 設(shè)有重級工作制吊車或中輕

17、級 工作制吊車起重量10t時； （2） 廠房跨度18m或柱高8m時； （3） 縱向柱的總數(shù)每排7根； （4） 設(shè)有3t及3t以上懸掛吊車時； （5） 露天吊車柱列。 圖11.16 柱間支撐 當用磚砌體作為廠房圍護墻時，一 般要設(shè)置圈梁、連續(xù)梁、過梁和基礎(chǔ)梁。 圈梁的作用是將墻體同廠房柱箍在 一起，以加強廠房的整體剛度，防止由 于地基不均勻沉降、較大振動荷載或地 震對廠房引起的不利影響。圈梁設(shè)在墻 內(nèi)，并與柱用鋼筋拉接。圈梁不承受墻 體重量，故柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。 圈梁的布置與墻體高度、廠房的剛 度要求及地基情況有關(guān)。 11.3.4 圈梁、連續(xù)梁、過梁和基礎(chǔ)梁的布置圈梁、連續(xù)梁、過梁和基礎(chǔ)

18、梁的布置 圈梁應連續(xù)設(shè)置在墻體的同一水平 面上，并盡可能沿整個建筑物形成封閉 狀。如圖11.17。 圈梁的截面寬度宜與墻厚相同。 連續(xù)梁的作用是連系縱向柱列，以 增強廠房的縱向剛度，并將風荷載傳給 縱向柱列。此外，連續(xù)梁還承受其上面 墻體的重量。連梁通常是預制的，兩端 擱置在柱牛腿上，用螺栓或電焊與牛腿 連接。 過梁的作用是承托門窗洞口上部墻 體的重量。 在一般廠房中，通常用基礎(chǔ)梁來承 受圍護墻體的重量，如圖11.18。 圖11.17 圈梁的搭接長度 圖11.18 基礎(chǔ)梁的擱置 11.4 單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選 型型 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標準圖集有三類：經(jīng)國 家建委審定的

19、全國通用標準圖集，適用于全國 各地；經(jīng)某地區(qū)或某工業(yè)部門審定的通用圖集， 適用于該地區(qū)或該部門所屬單位；經(jīng)某設(shè)計單 位審定的定型圖集適用于該單位。這些圖集一 般包括設(shè)計和設(shè)計施工說明、構(gòu)件選用表、結(jié) 構(gòu)布置圖、連接大樣圖、模板圖、配筋圖、預 埋件詳圖、鋼筋及鋼材用量表等幾個部分，均 屬結(jié)構(gòu)施工圖范疇。 11.4.1 單層廠房標準或通用定型構(gòu)件的單層廠房標準或通用定型構(gòu)件的 選擇方法選擇方法 “設(shè)計和施工說明”包括構(gòu)件適用范 圍，主要設(shè)計依據(jù)，主要計算方法，使用 材料，施工、制作及安裝要求等部分。選 用構(gòu)件時要特別注意與施工說明內(nèi)容相吻 合。 “構(gòu)件選用表”是選用構(gòu)件時的主要 依據(jù)。一般可根據(jù)兩

20、種方法選用： （1） 根據(jù)荷載或?qū)ω摵傻南拗茥l件 （2） 根據(jù)允許的最大內(nèi)力（彎矩和 剪力） （1） 無檁體系屋面構(gòu)件 無檁體系采用大型屋面板，適用于大中型 單層廠房。各種無檁體系屋蓋的類型、特點、 尺寸、允許均布荷載及適用條件見表11.1。 （2） 屋面板 有檁體系屋面板類型、尺寸、特點及適用 條件見表11.2。 （3） 檁條 檁條與屋架上弦的連接一般采用焊接。鋼 筋混凝土檁條類型、跨度等見表11.3。 11.4.2 屋面構(gòu)件選型屋面構(gòu)件選型 表表11.1 屋面板類型表屋面板類型表 表表11.2 有檁體系屋面板有檁體系屋面板 表表11.3 鋼筋混凝土檁條類型表鋼筋混凝土檁條類型表 屋架或屋面

21、梁直接承受屋面荷載；有 些廠房的屋架（或屋面梁）還承受懸掛吊 車、管道或其它工藝設(shè)備及天窗架等荷載， 并和屋蓋支撐系統(tǒng)一起，保證屋蓋水平和 垂直方向的剛度和穩(wěn)定性。 目前常用的鋼筋混凝土屋架的形式及 其適用條件見表11.4。 屋面梁和屋架一般為平臥制作，因此 除按一般受彎構(gòu)件計算外，還應進行施工 階段翻身扶直以及吊裝（或運輸）時的驗 算，驗算時應將構(gòu)件自重乘以1.5的動力系 數(shù)。 11.4.3 屋架選型屋架選型 表表11.4 鋼筋混凝土屋架類型表鋼筋混凝土屋架類型表 吊車梁是有吊車廠房的重要承重構(gòu)件， 它直接承受吊車起重、運行、制動時產(chǎn)生 的各種往復移動荷載。為此吊車梁除了要 滿足一般梁的強度

22、、抗裂度、剛度等要求 外，還要滿足疲勞強度的要求。同時，吊 車梁還傳遞廠房縱向荷載（如山墻上的風 荷載）。 吊車梁的選用一般按吊車的起重能力、 跨度和吊車工作制的不同，可采用不同形 式。常用鋼筋混凝土吊車梁見表11.5。 11.4.4 吊車梁選型吊車梁選型 表表11.5 常用鋼筋混凝土吊車梁常用鋼筋混凝土吊車梁 柱主要承受屋蓋和吊車梁等豎向荷載、 風荷載及吊車產(chǎn)生的縱向和橫向水平荷載， 有時還承受墻體、管道設(shè)備等荷載。所以， 柱應具有足夠的抗壓和抗彎能力。 目前柱子標準圖集CL335給出了一些 柱子的標準設(shè)計，但大多數(shù)情況還需要設(shè) 計者自行設(shè)計。常用柱的類型見圖11.19。 常用柱距6m的柱截

23、面尺寸參見表11.6。 11.4.5 常用柱選型常用柱選型 圖11.19 柱的類型 (a) 矩形柱；(b) 工字形柱；(c) 預制空腹板工字形柱；(d) 單肢管柱； (e) 雙肢柱；(f) 平腹桿雙肢柱；(g） 斜腹桿雙肢柱；(h) 雙肢管柱 表表11.6 柱截面尺寸參考表（柱距柱截面尺寸參考表（柱距6m) 基礎(chǔ)支承廠房上部結(jié)構(gòu)的全部重量， 然后傳遞到地基中去，因此基礎(chǔ)起著承上 傳下的作用。選擇什么類型的基礎(chǔ)，主要 取決于上部結(jié)構(gòu)荷載的大小和性質(zhì)、工程 地質(zhì)條件等。一般情況下，可采用獨立的 杯形基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)的類型、特點及適用條件見表 11.7。 11.4.6 基礎(chǔ)選型基礎(chǔ)選型 表表11.7 基

24、礎(chǔ)類型表基礎(chǔ)類型表 11.5 單層廠房排架內(nèi)力計算單層廠房排架內(nèi)力計算 單層廠房結(jié)構(gòu)實際上是一空間結(jié)構(gòu)體 系，為了計算方便，一般分別按縱、橫兩 個方向作為平面排架來分析，即假定各個 橫向平面排架（或縱向平面排架）均單獨 工作。 計算單元： 單層廠房是一個復雜的空間結(jié)構(gòu)，實 際計算時，可根據(jù)廠房的構(gòu)造和荷載特點 進行簡化并確定計算簡圖，如圖11.20所 示。由相鄰柱距的中部截取一個典型區(qū)段， 稱為計算單元，如圖11.20所示。 11.5.1 計算假定和計算簡圖計算假定和計算簡圖 為簡化計算，根據(jù)構(gòu)造特點，對確定 排架的計算簡圖時，有以下計算假定: （1） 屋架或屋面大梁與柱頂連接處， 僅用預埋鋼

25、板焊牢，它抵抗轉(zhuǎn)動的能力很 小，計算中只考慮傳遞垂直力和水平剪力， 按鉸接結(jié)點考慮。 （2） 排架柱與基礎(chǔ)的連接做法是： 預制柱插入基礎(chǔ)杯口一定深度，柱和基礎(chǔ) 間用高強度等級細石混凝土澆筑密實。因 此排架柱與基礎(chǔ)連接處按固定端位于基礎(chǔ) 頂面。 （3） 鉸接排架的橫梁（屋架）的剛 度很大，受力后的軸向變形可忽略不計。 排架受力后橫梁兩端兩個柱子的柱頂水平 位移相等。 （4） 排架柱的高度由固定端算至柱 頂鉸接處，排架柱的軸線為柱的幾何中心 線。當柱為變截面時，排架柱的軸線為一 折線，如圖11.20(a)、(b)所示。 （5） 排架的跨度以廠房的縱向定位 軸線為準，計算簡圖如圖11.20(c)所示

26、。 只需在變截面處增加一個力偶M,M等于 上柱傳下的豎向力乘以上下柱幾何中心線 間距離e。 圖11.20 排架計算簡圖 （1） 屋面恒荷載 屋面恒荷載標準值用G1k表示，設(shè)計 值用G1表示，它包括各種構(gòu)造層屋面板、 天溝板、 屋架、天窗、天窗架、屋架支 撐、托架等自重。一般來說，G1對上柱截 面的幾何中心有一個偏心距e1，G1對下柱 截面的幾何中心又增加了附加偏心距e2， 如圖11.22所示。 11.5.2 排架荷載計算排架荷載計算 10.5.2.1 恒荷載恒荷載 作用在排架上的荷載分為恒荷載和活荷載兩類， 如圖11.21所示。 （2） 上柱自重 上柱自重標準值用G2k表示，設(shè)計值 用G2表示

27、，它沿上柱中心線作用。 （3） 吊車梁及軌道等零件自重標準值用 G3k表示，設(shè)計值用G3表示，它沿吊車梁 中心線作用于牛腿頂面，一般吊車梁中心 線到柱外邊緣（邊柱）或柱中心線（中柱） 的距離為750mm。 （4） 下柱自重 下柱自重標準值用G4k表示，設(shè)計值 用G4表示，它沿下柱中心線作用。 （5） 支承在柱牛腿上的圍護結(jié)構(gòu)等自重 支承在柱牛腿上的圍護結(jié)構(gòu)等自重標 準值用G5k表示，設(shè)計值用G5表示，它沿 承重梁中心線作用在柱牛腿頂面。 （6） 墻體荷載 當墻直接砌筑在基礎(chǔ)梁上或大型墻板 直接擱置在基礎(chǔ)上時，它們對排架柱無豎 向作用力，它們對排架的作用是傳遞墻面 上的水平風荷載給排架柱。 圖1

28、1.21 排架上的荷載 圖11.22 排架在屋面恒荷載作用下的計算簡圖和柱的內(nèi)力圖 屋面活荷載標準值用Q1k表示，設(shè)計 值用Q1表示，作用點和計算簡圖與屋蓋 恒荷載相同。 屋面活荷載包括屋面均布活荷載、 雪荷載和積灰荷載三種。均按屋面的水 平投影面積計算。 （1） 屋面均布活荷載 屋面均布活荷載按荷載規(guī)范采 用。當施工荷載較大時，則按實際情況 采用。 11.5.2.2 屋面活荷載屋面活荷載 （2） 雪荷載 雪荷載是積雪重量，為積雪深度和 平均積雪密度的乘積。屋面雪荷載標準 值Sk計算式為： Sk=rS0 （3） 積灰荷載 對生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰 近建筑物應考慮積灰荷載，可由荷載 規(guī)范查

29、得。 吊車按生產(chǎn)工藝要求和吊車本身構(gòu) 造特點有多種不同的型號和規(guī)格。 橋式吊車為廠房中常用的一種吊車 形式，橋式吊車由大車（橋架）和小車 組成，如圖11.23所示。 吊車對排架的作用有豎向荷載、橫 向水平荷載和縱向水平荷載，現(xiàn)分別敘 述如下： （1） 吊車豎向荷載 吊車豎向荷載是一種通過輪壓傳給 排架柱的移動荷載，由吊車額定起重量、 大車自重、小車自重三部分組成。如圖 11.23所示。 11.5.2.3 吊車荷載吊車荷載 對于四輪吊車的最小輪壓標準值 Pmin,k可按下式計算： Pmin,k=1/2 (Qbk+Qlk+Qck)-Pmax,k 每榀排架上作用的吊車豎向荷載指 的是幾臺吊車組合后通

30、過吊車梁傳給柱 的可能的最大反力。 由于吊車荷載是移動荷載，每榀排 架上作用的吊車豎向荷載組合值需用影 響線原理求出。作用在排架上的吊車豎 向荷載的組合值與吊車的臺數(shù)及吊車沿 廠房縱向運行所處位置有關(guān)。 當兩臺吊車挨緊并行，且其中一臺 起重量較大的吊車輪子正好運行至計算 排架上，而兩臺吊車的其余輪子分布在 相鄰兩柱距之間時，吊車豎向荷載組合 值可達最大，其標準值Dmax,k、Dmin,k按下 列公式計算： Dmax,k=yiPimax,k =(y1+y1)P1max,k+(y2+y2)P2max,k Dmin,k=yiPimin,k =(y1+y1)P1min,k+(y2+y2)P2min,k

31、 由于多臺吊車共同作用時，各臺吊 車荷載不能同時達到最大值，因此應將 各吊車荷載的最大值進行折減。當兩臺 吊車完全相同時，可按下式計算： n max,kmax,ki i=1 n min,kmin,ki i=1 min,k min,kmax,k max,k D= Py D= Py P D=D P 或 吊車豎向荷載Dmax,k和Dmin,k沿吊車梁 的中心線作用在牛腿頂面。它們是相對 于下柱截面具有偏心距e4的偏心壓力。 Dmax,k和Dmin,k應換算成作用于下柱頂面的 軸力和力矩，如圖11.25(a)所示。 max,kmax,k4 min,kmin,k4 M=D M=D e e （2） 吊車橫

32、向水平荷載T 吊車橫向水平荷載是指載有重物的 小車在左右行駛中突然剎車時，由于吊 車Qbk和小車Qlk的慣性力而在廠房排架柱 上所產(chǎn)生的橫向水平制動力。 橫向制動力應等分作用在排架的兩 側(cè)柱子上，它的方向有左右兩種可能性， 如圖11.25(b)所示。 吊車橫向水平制動力本應按兩側(cè)柱 子的剛度大小分配，但為簡化計算， 荷載規(guī)范允許近似地平均分配給兩 側(cè)排架柱，如圖11.26所示。 對于各類四輪橋式吊車，當其小車 滿載運行中突然剎車時，在大車每一輪 子上所產(chǎn)生的橫向水平制動力的標準值 為： Tk=1/4(Qck+Qlk) 每個大車輪傳給吊車軌道的橫向水 平制動力T確定后，即可按計算吊車豎向 荷載D

33、max,k和Dmin,k的方法計算Tmax,k： n max,ki111222 i=1 T=y()() ik Tyy Tyy T （3） 吊車縱向水平荷載T0 吊車縱向水平荷載T0是指吊車沿廠 房縱向運行中突然剎車時，由吊車自重 和吊重物的慣性力在廠房縱向排架柱上 所產(chǎn)生的水平制動力，它是通過每側(cè)的 制動輪傳至兩側(cè)吊車軌道，然后再由吊 車梁傳給縱向柱列或柱間支撐，如圖 11.27所示。 每臺吊車縱向水平制動力的標準值 為： T0,k=n/10Pmax,k 【例11.1】有單跨單層廠房，跨度為24m， 柱距為6m，設(shè)計時考慮兩臺As級工作制 20/5t橋式軟鉤吊車，求作用于排架柱上的 Dmax,

34、k、Dmin,k、Tmax,k。 【解】（1） 查ZQ162得： 吊車橋距l(xiāng)K=22.5m時， 吊車最大寬度B=5600mm； 大車輪距K=4400mm； 小車重Qlk=77.2kN; 吊車最大輪壓Pmax,k=202kN； 吊車最小輪壓Pmin,k=60kN。 （2） 確定吊車的最不利位置及柱支座 反力影響線，如圖11.28所示。 （3） 計算Dmax,k、Dmin,k、Tmax,k 查表得折減系數(shù)=0.9。 Dmax,k=387.23kN Dmin,k=115.02kN Tk=6.93kN Tmax,k=13.28kN 4 i i=1 y2.13 圖11.23橋式吊車荷載 圖11.25 吊

35、車荷載 圖11.26 吊車橫向水平制動力 圖11.27 吊車縱向水平荷載 圖11.28 吊車梁反力影響線 垂直于建筑物表面上的風荷載標準 值應按下式計算： wk=zszw0 排架計算時作用在不同位置處風荷 載的計算原則： （1） 作用在排架柱頂以下墻面上的 風荷載按均布考慮，迎風面為q1，背風面 為q2，其風壓高度變化系數(shù)可按柱頂標高 取值。 11.5.2.4 風荷載風荷載 （2） 作用于柱頂以上屋蓋部分的風 荷載仍取為均布荷載，但對排架的作用 則按作用在柱頂?shù)募酗L荷載W考慮， 其風壓高度變化系數(shù)取值如下：有矩形 天窗時，按天窗檐口取值；無矩形天窗 時，按廠房檐口標高取值。 （3） 作用在排

36、架上的風荷載如圖 11.30所示，其設(shè)計值分別按下式計算： q1=Qwk1B=Qs1zw0B(kN/m) q2=Qwk2B=Qs2zw0B(kN/m) n Qsiiz0 i=1 W=(h )w B kQ B 【例11.2】如圖11.31所示。柱距為6m的單 跨單層廠房，建于天津市郊區(qū)，求作用于排 架上的風荷載設(shè)計值。 【解】從荷載規(guī)范中查得天津市基本風 壓為w0=0.4kN/m2；風荷載體型系數(shù)s值如 圖11.31(b)所示。計算單元寬度B=6m。 （1） 柱頂以下風荷載按均布荷載計算， 風壓高度變化系數(shù)z按柱頂標高計算，由 荷載規(guī)范查得15m高度處z=0.84;10m高 處z=0.71；故1

37、2m高度處： z=0.76 q1=Qs1zw0B=2.04kN/m() q2=Qs2zw0B=1.28kN/m() （2） 計算作用于柱頂?shù)募酗L荷載w 風壓高度變化系數(shù)z按天窗檐口處標高 （+17.920）計算。由荷載規(guī)范查得 20m高度處，z=0.94，故17.92m高度處： z=0.90 W=20.34kN（） 作用于排架風荷載如圖11.32所示。 圖11.30 橫向排架上的風荷載 圖11.31 (a) 廠房剖面圖；(b) 計算簡圖及s值 圖11.32作用于排架風荷載 等高排架就是指在排架計算簡圖中， 各柱柱頂標高相同或柱頂標高雖不同，但 柱頂有傾斜橫梁貫通連接的排架，如圖 11.33所

38、示。 11.5.3 排架的內(nèi)力計算排架的內(nèi)力計算 10.5.3.1 等高排架內(nèi)力分析等高排架內(nèi)力分析 排架內(nèi)力分析就是確定排架柱在各種荷載單獨作 用下各個控制截面上的內(nèi)力，并繪制各排架柱的彎矩 M圖、軸力N圖及剪力V圖。 （1） 當排架柱頂作用水平集中荷載 W時，如圖11.34所示。 由于橫梁為剛性連桿，所以各柱柱頂 水平位移相等。即： A=B=C= 如沿橫梁與柱的連接部位將各柱柱頂 切開，因柱頂是鉸無彎矩，在各柱的切口 上代替一對相應剪力VA、VB、VC，并取 橫梁為脫離體，則由平衡條件X=0得： W=VA+VB+VC 設(shè)各柱柱頂在單位水平集中力作用下 柱頂位移為A、B和C。則在柱頂剪力VA

39、、 VB、VC作用下，各柱柱頂水平位移為： A=VAA B=VBB C=VCC 即： VA=A/A=/A VB=B/B=/B VC=C/C=/C 由公式（11.16)得： /A+/B+/C=W 則各柱柱頂剪力為： VA=/A=AW VB=/B=BW VC=/C=CW 即 Vi=iW （2） 當任意荷載作用時 在任意荷載作用下，排架柱的計算分 為兩個步驟： 第一步：先在排架柱頂附加一個不動 鉸支座以阻止水平側(cè)移，如圖11.35所示， 求出支座反力R（可利用附表算出）。 第二步：撤除附加不動鉸支座，并將 R以反方向作用于排架柱頂，如圖11.35 （c）所示，以恢復到原來結(jié)構(gòu)體系。 【例11.3】一

40、單層單跨廠房排架如圖11.36所 示。A柱與B柱相同。I上A=I上B=2.13109mm4， I下A=I下B=5.876109mm4，上柱高 H1=3.30m，全柱高H2=10.80m，排架上作用 有吊車最大橫向水平荷載Tmax=8.9kN，作用 點距柱頂高度y=2.4m，求排架柱的內(nèi)力，并 繪制內(nèi)力圖。 【解】（1） 計算幾何參數(shù) n=I上/I下=0.362 =H1/H2=0.306 （2） 求柱頂剪力 求支座反力 Tmax作用點至柱頂高度y=2.4m， y/H1=0.728，即y=0.728H1，計算簡圖如圖 11.37所示。 查附表17e(y=0.7H1)得C5=0.66。 查附表17f

41、(y=0.8H1)得C5=0.615。 用插入法得，當y=0.728H1時： C5=0.647 Ra=TmaxC5-5.76kN() Rb=0 Ra+Rb=5.76kN() 將（Ra+Rb)反向作用于柱頂并進行分 配 確定剪力分配系數(shù)： A=B=0.5 A(Ra+Rb)=2.88kN() 求柱頂剪力 將圖11.37(b)、（c)圖中各柱頂所產(chǎn)生的 剪力疊加得： Va=5.76-2.88=2.88kN() Vb=-2.88kN() (3) 畫內(nèi)力圖 如圖11.38所示。 【例11.4】一等高排架如圖11.39(a)所示，已 知W=5.66kN，q1=1.68kN/m,q=1.05kN/m，A 柱

42、與C柱相同，I上A=I上C=2.13105cm4, I下A=I 下C=9.23105cm4,I上B=4.17 105cm4,I下 B=9.23105cm4。求柱的內(nèi)力并繪制彎矩圖。 【解】 (1) 計算剪力分配系數(shù) =H1/H2=0.254 A、C柱 n=I上/I下=0.231 B柱 n=I1/I2=0.452 查附表17a得： A、C柱 C0=2.85 A=C=6941/Ecm B柱 C0=2.94 B=6721/Ecm 剪力分配系數(shù)： A=C=0.33 B=0.34 (2) 計算各柱頂剪力 由q1的作用求A柱鉸支座反力RA。查附 表17h得C11=0.361。 RA=q1H2C11=7.4

43、1kN() 在q2的作用下得： RC=q2H2C11=4.63kN R=RA+RC=12.04kN() 拆除不動鉸支座，將 W+R=5.66+12.04=17.7kN反向作用于柱頂并 分配，如圖11.39(b)、(c)所示。 VA=A(W+R)-RA=-1.57kN() VB=B(W+R)= 6kN() VC=C(W+R)-RC=1.2kN() （3） 繪制彎矩圖（如圖11.40所示）。 圖11.33等高排架內(nèi)力分析 圖11.34柱頂作用有集中荷載的等高排架 圖11.35作用任意荷載的等高排架 圖11.36 圖11.37 吊車橫向荷載作用計算簡圖及柱頂剪力計算 圖11.38 吊車橫向荷載作用內(nèi)

44、力圖 圖11.39 風荷載作用下計算簡圖及柱頂剪力計算 圖11.40風荷載作用下的彎矩圖 不等高排架見圖11.41所示，在水平 風荷載作用下，排架中各柱水平側(cè)移 D=E,F=G，而EG，所以內(nèi)力計算 時不能采用剪力分配法，多采用力學方 法或借助于圖表進行內(nèi)力分析。 以排架橫梁內(nèi)力作為基本未知量x1和 x2，并取圖示基本結(jié)構(gòu)。此時，排架各柱 在所有外荷載q1、q2、q3和多余未知力x1、 x2的共同作用下，可列出力學方法典型方 程： 11.5.3.2 不等高排架內(nèi)力分析不等高排架內(nèi)力分析 D=E F=G 即： -(D+E)x1+EFx2+DEq=0 EFx1-(E+F)x2+EGq=0 聯(lián)立上述

45、兩個方程，求解得到各橫 梁內(nèi)力x1和x2后，即可按靜定懸臂柱求得 排架各柱內(nèi)力。 圖11.41不等高排架的內(nèi)力分析 控制截面就是對柱子配筋量起控制作 用的某些截面。 一般取上柱柱底截面為上柱的 控制截面；對下柱，在吊車豎向荷載作用 下，牛腿頂面處的彎矩最大，在風荷載和 吊車橫向水平荷載作用下，柱底截面的彎 矩最大，因此通常取牛腿頂面和柱 底這兩個截面為下柱的控制截面， 如圖11.42所示。 11.5.4 排架的內(nèi)力組合排架的內(nèi)力組合 11.5.4.1 控制載面的選擇控制載面的選擇 圖11.42 柱的控制截面 由于在柱的截面上存在著正負彎矩， 故排架柱常采用對稱配筋。對于柱底 截面也是基礎(chǔ)頂面的

46、柱截面，由于基礎(chǔ) 計算的需要，尚應有M、N和V的組合。 未確定柱截面大偏壓或小偏壓之前， 對于矩形、工字形截面柱一般應考慮以下 四種內(nèi)力組合類型： （1） +Mmax及相應的N、V； （2） -Mmax及相應的N、V； （3） Nmax及相應的M、V； （4） Nmin及相應的M、V。 11.5.4.2 內(nèi)力組合內(nèi)力組合 荷載規(guī)范中規(guī)定：對于一般排架 結(jié)構(gòu)，荷載效應的基本組合可采用簡化規(guī) 則，并按下列組合值中取最不利值確定： （1） 由可變荷載效應控制的組合 （2） 由永久荷載效應控制的組合 11.5.4.3 荷載組合效應荷載組合效應 0011 n 00 i=1 S=() S=(0.9) GG

47、KQG K GGKQiGiK SS SS n 00 i=1 S=(0.9) GGKQiciGiK SS （1） 每次組合只能以一種內(nèi)力 +Mmax、-Mmax、Nmax或Nmin為目標，決定 活荷載的取舍，并按這些荷載求得相應的 其余兩種內(nèi)力。 （2） 恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力在任何一種 內(nèi)力組合中都必須考慮。 （3） 風荷載有左吹風或右吹風兩種 情況，組合時兩者只取其中之一。 （4） 吊車橫向水平荷載Tmax同時作 用在左、右兩側(cè)排架柱上，向左或向右。 組合時只取其中之一。 11.5.4.4 內(nèi)力組合注意事項內(nèi)力組合注意事項 （5） 在同一跨內(nèi)Dmax和Dmin與Tmax不 一定同時發(fā)生，故在組合中

48、有Dmax或Dmin 時，不一定要有Tmax，但在組合中有Tmax 時，則必有Dmax或Dmin，因為吊車水平荷 載不可能脫離其豎向荷載而單獨存在。 （6） 每一種組合中，M、N、V都是 相對應的，即使是在相同荷載作用下產(chǎn)生 的。此外在組合Nmax和Nmin時，對于N=0 雖然將其組合不改變N值，但只要增加了 M值，也是截面的不利組合。 【例11.5】單層單跨廠房排架內(nèi)力計算。 【解】1.設(shè)計資料 （1） 某機修車間，為單層單跨廠房， 廠房總長為72m，跨度為24m，柱距為6m， 設(shè)有兩臺30/5t A5級工作制吊車，車間平面 如圖11.43所示。 （2） 屋面構(gòu)造及圍護結(jié)構(gòu) 屋面構(gòu)造：二氈三

49、油防水層（上鋪小石 子）； 25mm厚水泥砂漿找平層； 60mm厚水泥蛭石保溫層； 預應力鋼筋混凝土屋面板。 圍護結(jié)構(gòu)：240mm厚普通磚 墻。 （3） 自然條件：基本風壓0.35kN/m2； 基本雪壓0.20kN/m2。 建筑場地為級濕陷性黃土，修正后的 地基承載力f=180kN/m2，地下水位低于地面 6m，本例不考慮地震作用。 （4） 材料：鋼筋為HPB235級、 HRB335。 混凝土：基礎(chǔ)采用C15，柱 采用C25。 2.結(jié)構(gòu)方案及主要承重構(gòu)件 根據(jù)廠房跨度、柱頂高度及吊車起重量 大小，本車間采用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。結(jié) 構(gòu)剖面如圖11.44所示。 為保證屋蓋的整體性及空間剛度，屋蓋

50、采用無檁體系。根據(jù)廠房具體條件，柱間支 撐設(shè)置位置如圖11.43所示 廠房主要承重構(gòu)件選用如下： （1） 屋面板：采用標準圖G410（一） 中的1.5m1.6m預應力混凝土屋面板 （YWB），板重標準值（包括灌縫在內(nèi)） 為1.4kN/m2。 （2）屋架：采用標準圖集G415中的預應 力混凝土折線形屋架，其自重標準值為 106kN/榀。 （3） 吊車梁：采用標準圖集G323中的 鋼筋混凝土吊車梁，DL11，其高度1.2m，其 自重標準值為40.8kN/根，軌道及連接件自重 取0.8kN/m。 3.計算簡圖及柱截面幾何尺寸的確定 （1） 計算簡圖 本車間為機修車間，工藝無特殊要求， 結(jié)構(gòu)布置均勻，

51、荷載分布也均勻。故可從整 個廠房中選擇具有代表性的排架作為計算單 元，如圖11.43所示。計算單元寬度B=6.0m。 根據(jù)建筑剖面及其構(gòu)造，確定廠房計算 簡圖，如圖11.45所示。其中上柱高H1=4.2m， 下柱高H3=10.4m，柱總高H2=14.6m。 （2） 柱截面幾何參數(shù) 上柱截面：bh=500mm500mm，上柱截 面A1=2.5105mm2，慣性矩I1=5.21109mm4。 下柱截面選用工字形截面，b=500mm, h=1000mm,bw=120mm、hf=200mm。下柱 截面積A2=2.815105mm2，慣性矩 I2=35.6109mm4，柱截面尺寸如圖11.46所示。 4

52、.荷載的計算 (1) 恒荷載設(shè)計值 屋蓋結(jié)構(gòu)自重設(shè)計值 屋架自重設(shè)計值： 1.2106=127.2kN/ 榀 故作用于兩端柱頂?shù)奈萆w結(jié)構(gòu)自重設(shè)計 值為： P1=127.20.5+3.1926240.5=293.4kN 柱自重設(shè)計值 上柱： A1=2.5105mm2 上柱自重設(shè)計值： P2=31.5kN 下柱： A2=2.815105mm2 下柱自重設(shè)計值： P3=87.8kN 吊車梁及軌道自重設(shè)計值 P4=1.2(40.8+60.8)=54.7kN 各恒荷載作用位置如圖11.47所示。 (2） 屋面活荷載設(shè)計值 由荷載規(guī)范查得屋面活荷載的標準 值為0.7kN/m2，而雪荷載的標準值為0.2kN

53、/m2， 本車間不考慮積灰荷載，故僅按活荷載計算。 P6=1.40.76240.5=70.6kN P6的作用位置與P1相同，如圖11.47所示。 (3） 吊車荷載設(shè)計值 本車間選用的吊車主要參數(shù)如下： 30/5t吊車，中級工作制吊車，吊車梁高 1.2m B=6.15m,K=4.8m,Pmax,k=290kN,Pmin,k=70kN, Qck=302kN, Qlk=118kN 吊車梁支座反力影響線如圖11.48所示。 故作用于排架柱上的吊車豎向荷載設(shè)計 值 Dmax= 802kN Dmin=193.6kN 由于作用在每一個輪上的吊車橫向水平 荷載標準值： Tk=1/4(Qck+Qlk) 對于30

54、/5t的軟鉤吊車=0.1。 所以T=10.45kN 故作用于排架上的吊車水平荷載設(shè)計值 為： Tmax=QTyi=28.89kN （4) 風荷載設(shè)計值 由荷載規(guī)范查得，基本風壓 w0=0.35kN/m2，風壓高度系數(shù)按B類地面取用。 柱頂：H=14.1m,z=1.11； 檐口：H=17.4m，z=1.19； 屋頂：H=18.8m，z=1.22。 風載體型系數(shù)如圖11.49所示。 故風荷載標準值為： w1= 0.311kN/m2 w2= 0.194kN/m2 作用于排架上的風荷載的設(shè)計值為： q1=Qw1B=2.61kN/m q2=Qw2B=1.63kN/m 柱頂集中力設(shè)計值為： W=14.06

55、kN 風荷載是可以改變方向的，計算時需考 慮左來風和右來風兩種情況，因此風荷載作 用下排架計算簡圖如圖11.50所示。 5.內(nèi)力分析 內(nèi)力計算所選取的控制截面為上柱柱底 、下柱牛腿頂面及下柱柱底 。內(nèi)力符號及控制截面如圖11.51所示。 幾何參數(shù)： n=I1/I2=0.146 =H1/H2=0.288 （1） 恒荷載作用下的內(nèi)力 計算簡圖 由實際恒荷載作用(圖11.47)得恒荷載作 用下排架計算簡圖，如圖11.52所示。 A柱柱頂： M1= 14.67kNm A柱牛腿頂面： M2=-59.35kNm 計算柱頂剪力 由于恒荷載與排架對稱，排架不產(chǎn)生水 平位移，即相當于在排架柱頂有一水平鉸支 座。

56、由附表17求柱頂反力。 由附表得：C1=1.954，C3=1.207。 由M1引起的柱頂反力： Ra=1.963kN（） 由M2引起的柱頂反力： Ra=-4.91kN（ ） 所以RA=Ra+Ra=-2.95kN（） 故柱頂剪力： Va=2.95kN 內(nèi)力圖 恒荷載作用下的內(nèi)力圖如圖11.53所示， N圖、V圖從略。 (2） 屋蓋活荷載作用下的內(nèi)力 計算簡圖 屋蓋活荷載P6對排架的作用位置與P1相 同。 柱頂： M1= 3.53kNm 牛腿頂面： M2=-17.65kNm 計算簡圖如圖11.54所示。 計算柱頂剪力 由M1引起的柱頂反力： Ra=0.472kN 由M2引起的柱頂反力： Ra=-1

57、.459kN 所以RA= -0.987kN 故柱頂剪力： Va=0.987kN 內(nèi)力圖 屋蓋活荷載作用下的M圖，如圖11.55所 示，V、N圖從略。 （3） 吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力 計算簡圖 當Dmax作用在A柱時，Dmin同時作用在B 柱。在把Dmax及Dmin移到下柱中心線上時， 相應產(chǎn)生的力矩為： Mmax= 321kNm Mmin= -77.44kNm 計算簡圖如圖11.56所示。 柱頂剪力 在A、B柱頂附加不動鉸支座。 由n=0.146、=0.288、C3=1.207 Ra=26.5kN Rb=-6.402kN Ra+Rb=20.098kN 將（Ra+Rb)反向作用于柱頂并進行分配

58、， （a=b=0.5)再分別與Ra、Rb疊加，即得柱頂 剪力Va、Vb，如圖11.57所示。 Va=-16.45kN Vb=16.45kN 內(nèi)力圖 豎向荷載作用下內(nèi)力圖如圖11.58所示。 (4） 吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析 吊車水平荷載作用下的內(nèi)力分析不考慮 廠房整體空間工作。 計算簡圖 Tmax=28.89kN，作用點距柱頂高度y=3m。 y/H1=0.714,y=0.714H1 計算簡圖如圖11.59(a)所示。 柱頂剪力 在排架柱頂附加不動鉸支座，由 n=0.146,=0.288,查附表(y=0.7H1)并用插入法 得 C5=0.624 則Ra= -18.03kN Rb=0 將（Ra

59、+Rb)反向作用于柱頂并進行分配， 再分別疊加，即得柱頂剪力，如圖11.59（b)、 (c)所示。 Va=9.015kN Vb=-9.015kN 內(nèi)力圖 吊車橫向荷載作用下內(nèi)力圖見圖11.60所 示。 (5） 風荷載作用下的內(nèi)力 計算簡圖 左吹風時，計算簡圖如圖11.61(a) 所示。 柱頂剪力 在排架柱頂附加不動鉸支座，求在均布 風荷載（左風）作用下柱頂反力，如圖 11.61(b)所示。由n=0.146,=0.288，查附表得 C11=0.342。 則Ra= 13.03kN Rb= 8.139kN R=Ra+Rb=21.169kN 拆除不動鉸支座，將 W+R=14.506+21.169=35

60、.675kN 反向作用于柱頂并分配，如圖11.61(c)所 示。 a(W+R)=17.838kN b(W+R)=17.838kN 疊加圖11.61(b)及圖11.61（c)得柱頂總剪 力 Va=4.808kN Vb=9.699kN 內(nèi)力圖 風荷載作用下的內(nèi)力圖，如圖11.62所示。 6.排架內(nèi)力組合 排架內(nèi)力組合時，不考慮廠房整體空間 工作，對A柱進行最不利內(nèi)力組合，具體方法 和數(shù)據(jù)見表11.9。 圖11.43 車間平面圖 圖11.44 結(jié)構(gòu)剖面圖 圖11.45 計算簡圖 圖11.46 柱截面尺寸 圖11.47 恒荷載作用位置 圖11.48 支座反力影響線 圖11.49 風載體型系數(shù)示意圖 圖