第二章 單層工業(yè)廠房排架計(jì)算2

1、2.1.1 計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖圖2 .1 排架計(jì)算單元及計(jì)算簡(jiǎn)圖圖2 .2 排架計(jì)算簡(jiǎn)圖 柱總高H2=柱頂標(biāo)高+基礎(chǔ)底面標(biāo)高的絕對(duì)值初步擬定的基礎(chǔ)高度；上部柱高H1=柱頂標(biāo)高軌頂標(biāo)高+軌道構(gòu)造高度+吊車(chē)梁支撐處的吊車(chē)梁高；上、下部柱的截面彎曲剛度EI1、 EI2，由混凝土強(qiáng)度等級(jí)以及預(yù)先假定的柱截面形狀和尺寸確定。這里I1、I2分別為上、下部柱的截面慣性矩。2 .1.2 排架荷載計(jì)算排架荷載計(jì)算n作用在排架上的荷載分為恒荷載和活荷載兩類(lèi)，如圖2 .3所示。n 恒荷載一般包括屋蓋自重，上柱自重，下柱自重，吊車(chē)梁和軌道零件自重，以及有時(shí)支撐在牛腿上的維護(hù)結(jié)構(gòu)等重力等。活荷載一般包

2、括屋面活荷載，吊車(chē)荷載，均布風(fēng)載，以及作用在屋蓋支撐處的集中風(fēng)荷載等。n集中荷載的作用點(diǎn)要根據(jù)實(shí)際情況確定。當(dāng)采用屋架時(shí)，屋蓋荷載可以認(rèn)為是通過(guò)屋架節(jié)點(diǎn)處上弦與下弦中心線(xiàn)的交點(diǎn)作用在柱上的；當(dāng)采用屋面梁時(shí)，可認(rèn)為是通過(guò)梁端支撐墊板的中心線(xiàn)作用在柱頂?shù)摹?.1.2.1 恒荷載恒荷載圖2 .3 排架上的荷載 圖2 .4 排架在屋面恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和柱的內(nèi)力圖 2 .1.2.2 屋面活荷載屋面活荷載2 .1.2.3 吊車(chē)荷載吊車(chē)荷載圖2.5橋式吊車(chē)荷載 圖2 .6 簡(jiǎn)支吊車(chē)梁的支座反力影響線(xiàn) max,kmax,k4min,kmin,k4M=DM=Dee圖2.7 吊車(chē)荷載 圖2 .8 吊車(chē)橫向水

3、平制動(dòng)力 /圖2 .9 吊車(chē)縱向水平荷載 4ii=1y2.13圖2 .10 吊車(chē)梁反力影響線(xiàn) 2 .1.2.4 風(fēng)荷載風(fēng)荷載nQsiiz0i=1W=(h )w BkQB 圖2 .11 橫向排架上的風(fēng)荷載 例 已知：某金工車(chē)間，外形尺寸及部分風(fēng)荷載體形系數(shù)如圖所示，基本風(fēng)壓W0=0.35KN/m2，柱頂標(biāo)高為+10.5m，室外天然地坪標(biāo)高為-0.30m，h1=2.1m，h2=1.2m，地面粗糙類(lèi)別為B，排架計(jì)算寬度B=6m。求：作用在排架上風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)值。解（1）求q1、q2 風(fēng)壓高度變化系數(shù)按柱頂離室外地坪的高度10.5+0.3=10.8m取值。查表10-4得：離地面10m時(shí)，=1.00；離地

4、面15m時(shí)，=1.14。用插入法求得離地面10.8m的值：z=1+（10.8-10）（1.14-1.00）/(15-10)=1.02故 0.8 1.02 0.35 6=2.39( ) 0.5 1.02 0.35 6=1.5 ( ) m取值用插入法求的離地面12.9m的值：z=1+（12.9-10）（1.14-1.00）/(15-10)=1.08W=(0.8+0.5)h1+(0.5-0.6)h2 2.1-0.1 1.2 1.08 0.35 6=8.29 2 .1.3 排架的內(nèi)力計(jì)算排架的內(nèi)力計(jì)算2.1.3.1 剪力分配法計(jì)算等高排架剪力分配法計(jì)算等高排架排架內(nèi)力分析就是確定排架柱在各種荷載單獨(dú)作

5、用下各個(gè)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。 圖2 .12等高排架內(nèi)力分析 lclcIECHnIEH03331113式中 , , ，C0可由單階柱柱頂反力與水平位移系數(shù)值圖中查取。Hu和H分別為上部柱高和柱的總高；Iu、Il分別為上、下部柱的截面慣性矩。luIIn HHnu111330nC圖2 .13單階懸臂柱的抗剪剛度 圖2 .13單階懸臂柱的抗剪剛度 11110iD圖2 .14iiDV0niiniiDV101因?yàn)楦髦斔轿灰葡嗟?，得niiniiDV101而FVnii1則FDnii101所以FFDDViniiii100niiiiDD100式中i稱(chēng)為柱i的剪力分配

6、系數(shù)，它等于柱i自身的抗剪剛度與所有柱（包括其本身）總的抗剪剛度的比值?？梢?jiàn)，在等高排架中，水平力是按排架柱側(cè)向剛度來(lái)分配的，側(cè)向剛度大的排架柱分到的多些，反之少些。 如果把圖2.14中柱頂水平集中力F從左側(cè)柱A移動(dòng)至右側(cè)柱C的柱頂，且不改變方向，則有剪力分配法可知，各柱的柱頂剪力不會(huì)改變，但橫梁將由受壓改變?yōu)槭芾?各柱的柱頂剪力求出后，各柱就可按獨(dú)立懸臂柱那樣計(jì)算內(nèi)力。圖2 .15931013. 2400400121uImm4下部柱截面慣性矩92331085. 5325217525300212350300121600400121lImm4故3 . 011000330036. 01085.

7、51013. 299HHIInulu（）kNCHMRkNCHMRAA24. 43 . 1119 .3517.123 . 1111033min3max（ ）因此A柱和B柱的柱頂剪力為： VA,1=RA=-12.17kN() VB,1=RB=4.24kN()kNRRVVBABA97. 324. 417.1221212,2,()4） 疊加（2）和（3）兩個(gè)狀態(tài)疊加（2）和（3）兩個(gè)狀態(tài)，恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有受力狀況，此時(shí)總的柱頂剪力kNVVVkNVVVBBBAAA21. 897. 324. 420. 897. 317.122,1 ,2,1 ,()()相應(yīng)的內(nèi)力圖（彎矩圖和剪力圖）如圖（d）所示254. 02

8、2,1210. 3HHuA、C柱231. 023. 913. 2nB柱452. 023. 917. 4n由附錄9中的附圖9-1查的A、C柱：mmEECCCCA1693785. 223. 922.12,85. 220B柱：mmEECCCB1672594. 223. 922.12,94. 2200 . 133. 034. 033. 034. 06725169371267251,33. 06725169371269371BCABCA2）計(jì)算各柱頂剪力把荷載分成W、q1和q2三種情況，分別求出各柱頂所產(chǎn)生的剪力而后疊加。在各柱頂分別附加水平不動(dòng)鉸支座：kNHqCRA25. 822.1287. 1361

9、. 0111()kNHqCRC16. 522.1217. 1361. 0211()在 q1 和q2作用下，B柱沒(méi)有不動(dòng)鉸支座反力。因此A柱、C柱和B柱的柱頂剪力為： VA,1=RA=-8.25kN()， VC,1=RC=-5.16kN() VB,1=RB=0kN()() 疊加上述兩個(gè)狀態(tài)，恢復(fù)結(jié)構(gòu)原有的受力狀況，即把各柱分配到的柱頂剪力與柱頂不動(dòng)鉸支座反力相加，即得該柱的柱頂剪力：kNVVVkNVVVkNVVVCCCBBBAAA07. 009. 516. 524. 524. 5016. 309. 525. 82,1 ,2,1 ,2,1 ,()()()kNRRWVkNRRWVVCABBCAACA

10、24. 541.1534. 009. 516. 525. 8233. 02 ,2 ,2 ,7 .5.4 排架的內(nèi)力組合排架的內(nèi)力組合7 .5.4.1 控制載面的選擇控制載面的選擇圖7 .42 柱的控制截面 7 .5.4.2 內(nèi)力組合內(nèi)力組合7 .5.4.3 荷載組合效應(yīng)荷載組合效應(yīng)0011n00i=1S=()S=(0.9)GGKQG KGGKQiGiKSSSSn00i=1S=(0.9)GGKQiciGiKSS 7 .5.4.4 內(nèi)力組合注意事項(xiàng)內(nèi)力組合注意事項(xiàng)7 .6.1 柱的計(jì)算內(nèi)容柱的計(jì)算內(nèi)容7 .6.2 運(yùn)輸及吊裝驗(yàn)算運(yùn)輸及吊裝驗(yàn)算圖7 .63 7 .6.3 牛腿設(shè)計(jì)牛腿設(shè)計(jì)圖7 .64 牛腿荷載作用位置 7 .6.3.1 牛腿的應(yīng)力狀態(tài)和破壞過(guò)程牛腿的應(yīng)力狀態(tài)和破壞過(guò)程圖7 .65 牛腿內(nèi)彈性階段主應(yīng)力跡線(xiàn) 圖7 .66 牛腿的裂縫 圖7 .67 牛腿的破壞形式 7 .6.3.2 牛腿設(shè)計(jì)牛腿設(shè)計(jì)001=(1 0.5)0.5/vkhktkvkFFf bhFh01.20.85vbsyyFFAf hf圖7 .68 牛腿受力圖 圖7 .69 牛腿的計(jì)算簡(jiǎn)圖 7 .6.3.3 牛腿的構(gòu)造要求牛腿的構(gòu)造要求7 .7.1 屋架與柱的連接構(gòu)造屋架與柱的連接構(gòu)造圖7 .74 柱與屋架的連接 7 .7.2 吊車(chē)梁與柱