單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)2

1、11.3 排架計(jì)算排架計(jì)算k單層廠房結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體單層廠房結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體系，目前除對縱向抗震計(jì)算采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算系，目前除對縱向抗震計(jì)算采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型外，一般將其簡化為縱、橫向平面排架分模型外，一般將其簡化為縱、橫向平面排架分別計(jì)算。別計(jì)算。 排架計(jì)算簡圖的確定排架計(jì)算簡圖的確定 作用在排架上各種荷載的計(jì)算作用在排架上各種荷載的計(jì)算 排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 柱子截面內(nèi)力的最不利組合柱子截面內(nèi)力的最不利組合 一、排架計(jì)算簡圖一、排架計(jì)算簡圖k計(jì)算單元計(jì)算單元 一、排架計(jì)算簡圖一、排架計(jì)算簡圖k基本假定和計(jì)算簡圖基本假定和計(jì)算簡圖（1）柱下端嵌固

2、于基礎(chǔ)，固定端位于基礎(chǔ)頂面；）柱下端嵌固于基礎(chǔ)，固定端位于基礎(chǔ)頂面；（2）柱頂與屋架或屋面梁為鉸接，只能傳遞豎向）柱頂與屋架或屋面梁為鉸接，只能傳遞豎向軸力和水平剪力，不能傳遞彎矩；軸力和水平剪力，不能傳遞彎矩；（3）橫梁（屋架或屋面梁）為軸向剛度很大的剛）橫梁（屋架或屋面梁）為軸向剛度很大的剛性連桿。性連桿。(4)排架之間相互無聯(lián)系，不考慮排架之間的影響排架之間相互無聯(lián)系，不考慮排架之間的影響而按平面排架來考慮。而按平面排架來考慮。上柱高上柱高Hu=柱頂標(biāo)高柱頂標(biāo)高-軌頂標(biāo)高軌頂標(biāo)高+軌道構(gòu)造高度軌道構(gòu)造高度+吊車梁梁吊車梁梁高；高；下柱高下柱高Hl=柱頂標(biāo)高柱頂標(biāo)高+基礎(chǔ)底面標(biāo)高的絕對值基

3、礎(chǔ)底面標(biāo)高的絕對值-初估的基礎(chǔ)初估的基礎(chǔ)高度高度-上柱高上柱高當(dāng)柱為變截面時(shí)，柱的計(jì)算軸線應(yīng)取上、下柱截面形心當(dāng)柱為變截面時(shí)，柱的計(jì)算軸線應(yīng)取上、下柱截面形心線成為折線，并近似取直線。上段表示上柱幾何中心線，線成為折線，并近似取直線。上段表示上柱幾何中心線，下柱表示下柱幾何中心線。下柱表示下柱幾何中心線。作用橫向排架結(jié)構(gòu)上的荷載有永久荷載、屋面可變荷載、作用橫向排架結(jié)構(gòu)上的荷載有永久荷載、屋面可變荷載、雪荷載、積灰荷載、吊車荷載和風(fēng)荷載等，地震區(qū)還要雪荷載、積灰荷載、吊車荷載和風(fēng)荷載等，地震區(qū)還要考慮地震力。除吊車荷載外，其他荷載均取自計(jì)算單元考慮地震力。除吊車荷載外，其他荷載均取自計(jì)算單元范

4、圍內(nèi)。范圍內(nèi)。二、排架結(jié)構(gòu)上的荷載及各種荷載作用下的計(jì)算簡圖二、排架結(jié)構(gòu)上的荷載及各種荷載作用下的計(jì)算簡圖（1）屋蓋恒載）屋蓋恒載G11 1、永久荷載、永久荷載包括屋面構(gòu)造層（找平層、保溫層、防水層等）、屋面包括屋面構(gòu)造層（找平層、保溫層、防水層等）、屋面板、天窗架、屋架或屋面梁、屋蓋支撐以及與屋架連接板、天窗架、屋架或屋面梁、屋蓋支撐以及與屋架連接的各種管道等的重力荷載。的各種管道等的重力荷載。計(jì)算單元范圍內(nèi)屋蓋的總重力荷載是通過屋架或屋面梁計(jì)算單元范圍內(nèi)屋蓋的總重力荷載是通過屋架或屋面梁的端部以豎向集中力的端部以豎向集中力G1的形式傳至柱頂，作用點(diǎn)位于屋的形式傳至柱頂，作用點(diǎn)位于屋架上、下

5、弦?guī)缀沃行木€匯交處（或屋面梁梁端墊板中心架上、下弦?guī)缀沃行木€匯交處（或屋面梁梁端墊板中心線處），一般在廠房縱向定位軸線內(nèi)側(cè)線處），一般在廠房縱向定位軸線內(nèi)側(cè)150mm處。處。（2）懸墻自重）懸墻自重G2當(dāng)設(shè)有連系梁支承圍護(hù)墻體時(shí)，計(jì)算單元范圍內(nèi)的懸墻當(dāng)設(shè)有連系梁支承圍護(hù)墻體時(shí)，計(jì)算單元范圍內(nèi)的懸墻重以豎向集中力的形式通過連系梁傳給支承連系梁的柱重以豎向集中力的形式通過連系梁傳給支承連系梁的柱牛腿頂面，其作用點(diǎn)通過連系梁或墻體截面的形心軸，牛腿頂面，其作用點(diǎn)通過連系梁或墻體截面的形心軸，距下柱截面幾何中心的距離為距下柱截面幾何中心的距離為e2。（3）吊車梁和軌道及連接件）吊車梁和軌道及連接件G3

6、可從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖中直接查得，軌道及連接件重也可按可從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖中直接查得，軌道及連接件重也可按 0.81.0kN/m估算估算G3的作用點(diǎn)一般距縱向定位軸線的作用點(diǎn)一般距縱向定位軸線750mm，它對下柱截面，它對下柱截面幾何中心線的偏心距幾何中心線的偏心距e3（4）柱自重）柱自重G4、G5G4對下柱截面幾何中心給有一偏心距對下柱截面幾何中心給有一偏心距2 2 屋面可變荷載屋面可變荷載包括屋面活荷載、屋面雪荷載、屋面積灰荷載三部分包括屋面活荷載、屋面雪荷載、屋面積灰荷載三部分（1）屋面均布活荷載）屋面均布活荷載按按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2001規(guī)定，不上人屋規(guī)定，不上人屋面

7、取面取0.5kN/m2，上人的屋面為，上人的屋面為2kN/m2，其中不上人的屋，其中不上人的屋面均布活荷載主要指廠房在使用階段作為維修所必需的面均布活荷載主要指廠房在使用階段作為維修所必需的荷載。荷載。（2）屋面雪荷載）屋面雪荷載Sk=rS0荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定，屋面水平投影面上的雪荷標(biāo)準(zhǔn)值規(guī)定，屋面水平投影面上的雪荷標(biāo)準(zhǔn)值Sk（kN/m2）按下式計(jì)算）按下式計(jì)算S0為基本雪壓，系以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔细怕式y(tǒng)計(jì)為基本雪壓，系以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔细怕式y(tǒng)計(jì)所得所得50年一遇最大積雪的重力荷載；年一遇最大積雪的重力荷載； r為屋面積雪分布系數(shù)，當(dāng)坡屋面坡度角小于為屋面積雪分布系數(shù)，當(dāng)坡屋面坡度

8、角小于25度時(shí)，度時(shí)，取取1.0，其它見規(guī)范。，其它見規(guī)范。考慮到上述屋面荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性，考慮到上述屋面荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性，荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定，規(guī)定，屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，取兩者中屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)考慮，取兩者中的較大值的較大值；當(dāng)有屋面積灰荷載時(shí)，當(dāng)有屋面積灰荷載時(shí)，max(積灰荷載與雪荷載積灰荷載與雪荷載) 或或max(積灰荷載與不上人的屋面均布荷載積灰荷載與不上人的屋面均布荷載) 同時(shí)考慮。同時(shí)考慮。作用在排架上的風(fēng)荷載，是由計(jì)算單元這部分作用在排架上的風(fēng)荷載，是由計(jì)算單元這部分墻面及屋面?zhèn)鱽淼?，其作用方向垂直于建筑物墻面及屋面?zhèn)鱽淼模渥饔梅较虼怪庇诮ㄖ?/p>

9、物表面，有壓力和吸力兩種情況。沿建筑物表面表面，有壓力和吸力兩種情況。沿建筑物表面均勻分布，當(dāng)廠房較高時(shí)，風(fēng)荷載對排架內(nèi)力均勻分布，當(dāng)廠房較高時(shí)，風(fēng)荷載對排架內(nèi)力往往起控制作用。往往起控制作用。3 3、風(fēng)荷載、風(fēng)荷載k k= =z zs sz z0 0荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定，當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直于建規(guī)定，當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值k k0 0：基本風(fēng)壓基本風(fēng)壓kN/m2，是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離，是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地地10m高統(tǒng)計(jì)所得的高統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇年一遇10min平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)平均最大風(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)確定的風(fēng)壓值，見

10、規(guī)范。確定的風(fēng)壓值，見規(guī)范。z ：高度高度z處的風(fēng)振系數(shù)，對高度小于處的風(fēng)振系數(shù)，對高度小于30的單層廠房取的單層廠房取 z =1k k= =z zs sz z0 0s s : :風(fēng)荷載體型系數(shù)，是風(fēng)吹到廠房表面引起的風(fēng)荷載體型系數(shù)，是風(fēng)吹到廠房表面引起的壓力或吸力與理論風(fēng)壓的比值，與廠房的外表體型壓力或吸力與理論風(fēng)壓的比值，與廠房的外表體型和尺度有關(guān)和尺度有關(guān)z z : :風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)所在地區(qū)的地面粗風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)所在地區(qū)的地面粗糙程度類別和所求風(fēng)壓值處離地的高度。查有關(guān)表糙程度類別和所求風(fēng)壓值處離地的高度。查有關(guān)表格。格。（1 1）作用在排架柱頂以下墻面上的水平風(fēng)荷載近似

11、）作用在排架柱頂以下墻面上的水平風(fēng)荷載近似按按均布荷載均布荷載計(jì)算，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可根據(jù)柱頂標(biāo)計(jì)算，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可根據(jù)柱頂標(biāo)高確定，高確定，排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)，通常將作用在廠房上的風(fēng)荷載作排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時(shí)，通常將作用在廠房上的風(fēng)荷載作如下簡化：如下簡化：q q1 1= =k1k1B B = =s1s1z z0 0B BB B：計(jì)算單元寬度：計(jì)算單元寬度q q2 2= =k2k2B B = =s2s2z z0 0B B（2 2）作用在排架柱頂以上屋蓋上的風(fēng)荷載仍取為垂直）作用在排架柱頂以上屋蓋上的風(fēng)荷載仍取為垂直于屋面的均布荷載，但僅考慮其水平分力對排架的作用，于屋面的均布荷載，但僅

12、考慮其水平分力對排架的作用，且以水平集中荷載的形式作用在排架柱頂。且以水平集中荷載的形式作用在排架柱頂。風(fēng)壓高度變化系數(shù)，風(fēng)壓高度變化系數(shù)，當(dāng)計(jì)算屋架（或天窗架）兩端的風(fēng)當(dāng)計(jì)算屋架（或天窗架）兩端的風(fēng)荷載時(shí)，可根據(jù)檐口標(biāo)高（或天窗檐口標(biāo)高）確定；荷載時(shí)，可根據(jù)檐口標(biāo)高（或天窗檐口標(biāo)高）確定；當(dāng)計(jì)算屋架（或天窗架）斜面的風(fēng)荷載時(shí)，可根據(jù)屋頂當(dāng)計(jì)算屋架（或天窗架）斜面的風(fēng)荷載時(shí)，可根據(jù)屋頂（或天窗頂）標(biāo)高確定。（或天窗頂）標(biāo)高確定。柱頂以下墻面上的均布風(fēng)荷載柱頂以下墻面上的均布風(fēng)荷載l ：屋面斜長屋面斜長BhhBlFzssssniki02431211)()(sin排架內(nèi)力分析時(shí)，應(yīng)考慮排架內(nèi)力分析

13、時(shí)，應(yīng)考慮左吹風(fēng)和右吹風(fēng)左吹風(fēng)和右吹風(fēng)兩種情況。兩種情況。4 4、吊車荷載、吊車荷載設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以吊車制造廠當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品規(guī)格為依據(jù)確設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以吊車制造廠當(dāng)時(shí)的產(chǎn)品規(guī)格為依據(jù)確定吊車荷載。定吊車荷載。吊車按其在使用期內(nèi)要求的總工作循環(huán)次數(shù)以及吊車按其在使用期內(nèi)要求的總工作循環(huán)次數(shù)以及吊車荷載達(dá)到其額定值的頻繁程度分成吊車荷載達(dá)到其額定值的頻繁程度分成輕、中、輕、中、重和超重級工作制四種。重和超重級工作制四種。吊車分為吊車分為8個(gè)工作級別：個(gè)工作級別： A1A8.按其吊鉤種類分為軟鉤和硬鉤；按其吊鉤種類分為軟鉤和硬鉤；軟鉤吊車軟鉤吊車是指用鋼索通是指用鋼索通過滑輪組帶動吊鉤起吊重物；過滑輪組帶動吊鉤起吊

14、重物；硬鉤吊車硬鉤吊車是指用剛臂起吊是指用剛臂起吊重物或進(jìn)行操作。重物或進(jìn)行操作。按其動力來源分為電動和手動兩種，電動吊車起重量大，按其動力來源分為電動和手動兩種，電動吊車起重量大，行駛速度快，啟動、起吊、運(yùn)行、制動時(shí)均有較大的振行駛速度快，啟動、起吊、運(yùn)行、制動時(shí)均有較大的振動；手動吊車起重量小動；手動吊車起重量小(5 t)，運(yùn)行時(shí)振動輕微。，運(yùn)行時(shí)振動輕微。一般廠房結(jié)構(gòu)使用的吊車多為一般廠房結(jié)構(gòu)使用的吊車多為中級工作制、軟鉤和電動中級工作制、軟鉤和電動橋式吊車，其工作級別為橋式吊車，其工作級別為A4，A5對于一般的橋式吊車，作用在廠房橫向排架上的吊車荷對于一般的橋式吊車，作用在廠房橫向排架

15、上的吊車荷載載有吊車豎向荷載和橫向水平荷載；有吊車豎向荷載和橫向水平荷載；作用在廠房縱向排架結(jié)構(gòu)上的為作用在廠房縱向排架結(jié)構(gòu)上的為吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載。（1）吊車豎向荷載）吊車豎向荷載 最大輪壓最大輪壓Fpmax 最小輪壓最小輪壓Fpminn(Fpmax+Fpmin)=G+Q+gn：吊車每一側(cè)的輪子數(shù)：吊車每一側(cè)的輪子數(shù)荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定：計(jì)算排架考慮多臺吊車豎向荷載時(shí)，規(guī)定：計(jì)算排架考慮多臺吊車豎向荷載時(shí)，對單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺數(shù)不宜多于對單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺數(shù)不宜多于2臺；對多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于臺；對多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4臺。臺

16、。 Dmax=FpimaxyiDmin=Fpiminyi：多臺吊車折減系數(shù)：多臺吊車折減系數(shù)P30(2)吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載 T=1/4(Q+g) 橫向水平制動力系數(shù)橫向水平制動力系數(shù)按下列規(guī)定取值：按下列規(guī)定取值： 軟鉤吊車：軟鉤吊車：當(dāng)額定起重量不大于當(dāng)額定起重量不大于10 t時(shí)，應(yīng)取時(shí)，應(yīng)取0.12；當(dāng)額定起重量為當(dāng)額定起重量為1650 t時(shí)，應(yīng)取時(shí)，應(yīng)取0.10；當(dāng)額定起重量不小于當(dāng)額定起重量不小于75 t時(shí)，應(yīng)取時(shí)，應(yīng)取0.08；硬鉤吊車硬鉤吊車：?。喝?.20Tmax=Tiyi 荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定，規(guī)定，對單跨或多跨廠房對單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與的每個(gè)排架，參與

17、水平荷載組合的吊水平荷載組合的吊車臺數(shù)不應(yīng)車臺數(shù)不應(yīng)多于多于2臺臺。 (3)吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載是橋式吊車在沿廠房縱向啟動或制吊車縱向水平荷載是橋式吊車在沿廠房縱向啟動或制動時(shí)，由吊車自重和吊重的慣性力在縱向排架上所產(chǎn)動時(shí)，由吊車自重和吊重的慣性力在縱向排架上所產(chǎn)生的水平制動力，它通過吊車兩端的制動輪與吊車軌生的水平制動力，它通過吊車兩端的制動輪與吊車軌道的摩擦力由吊車梁傳給縱向柱列或柱間支撐。道的摩擦力由吊車梁傳給縱向柱列或柱間支撐。(3)吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值T0，按作用在一邊軌，按作用在一邊軌道上所有剎車輪的最大輪壓之和的道上所有剎車輪的最大輪壓之和的10采用。采用。T0=nFpmax/10n施加在一邊軌道上所有剎車輪數(shù)之和，施加在一邊軌道上所有剎車輪數(shù)之和，對于一