房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單層廠房荷載ppt課件

1、3.5.2 排架構(gòu)造上的荷載排架構(gòu)造上的荷載恒載、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、吊車荷載和風(fēng)荷載。恒載、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、吊車荷載和風(fēng)荷載。除吊車荷載，其他荷載均取自計(jì)算單元范圍內(nèi)。除吊車荷載，其他荷載均取自計(jì)算單元范圍內(nèi)。e0150e1G1011G1永久荷載永久荷載(恒載恒載) 包括屋蓋、柱、吊車梁及軌道銜包括屋蓋、柱、吊車梁及軌道銜接件、圍護(hù)構(gòu)造等自重。接件、圍護(hù)構(gòu)造等自重。 根據(jù)構(gòu)件尺寸、資料容重計(jì)算，根據(jù)構(gòu)件尺寸、資料容重計(jì)算，或由規(guī)范圖集查得。或由規(guī)范圖集查得。1屋蓋自重屋蓋自重G1 包括屋架包括屋架(屋面梁屋面梁)、屋面板、屋面板、天溝板、天窗架、屋面構(gòu)造層天溝板、天窗

2、架、屋面構(gòu)造層(找找平層、保溫層、防水層等平層、保溫層、防水層等)、屋蓋、屋蓋支撐等自重。支撐等自重。2懸墻自重懸墻自重G2 包括：連系梁、墻體、窗包括：連系梁、墻體、窗3吊車梁和軌道及銜接件自重吊車梁和軌道及銜接件自重G3 吊車梁、軌道、軌道銜接件吊車梁、軌道、軌道銜接件 軌 道 及 銜 接 件 重 力 荷 載 可 按軌 道 及 銜 接 件 重 力 荷 載 可 按0.81.0kN/m估算估算 4柱自重柱自重G4G5 上柱自重上柱自重G4、下柱自重、下柱自重G5 G22G35G30G14G1G+G+GG2MM1231G41需求闡明：需求闡明：柱、吊車梁、軌道吊裝就位后，屋架未安裝，尚未構(gòu)成排架

3、，柱、吊車梁、軌道吊裝就位后，屋架未安裝，尚未構(gòu)成排架，那么柱在其自重、吊車梁、軌道等作用下，應(yīng)按豎向懸臂柱那么柱在其自重、吊車梁、軌道等作用下，應(yīng)按豎向懸臂柱計(jì)算。由于此形狀短暫，且不會(huì)對(duì)柱內(nèi)力產(chǎn)生較大影響。為計(jì)算。由于此形狀短暫，且不會(huì)對(duì)柱內(nèi)力產(chǎn)生較大影響。為簡(jiǎn)化計(jì)，仍按排架。簡(jiǎn)化計(jì)，仍按排架。 各種恒載作用下，排架構(gòu)造的計(jì)算簡(jiǎn)圖各種恒載作用下，排架構(gòu)造的計(jì)算簡(jiǎn)圖2屋面活荷載 均按屋面程度投影面上進(jìn)展計(jì)算。1屋面均布活荷載規(guī)范值： 上人屋面 2.0 kN/m2 不上人屋面 0.5 kN/m22屋面雪荷載規(guī)范值： kN/m2 3屋面積灰荷載 對(duì)具有一定除塵設(shè)備和保證清灰制度的機(jī)械、冶金、水泥

4、等廠房屋面，應(yīng)按。 屋面均布活荷載和雪荷載，不同時(shí)思索，取大值; 不上人的屋面均布活荷載和雪荷載，取大值積灰荷載. 0rkss 屋面活荷載均以集中力的方式作用屋面活荷載均以集中力的方式作用于柱頂，作用點(diǎn)位置與恒載一樣。于柱頂，作用點(diǎn)位置與恒載一樣。當(dāng)多跨廠房時(shí)，應(yīng)思索屋面活荷載當(dāng)多跨廠房時(shí)，應(yīng)思索屋面活荷載的不利布置。有三種情況的不利布置。有三種情況: 屋面活荷載作用在第屋面活荷載作用在第1跨跨; 屋面活荷載作用在第屋面活荷載作用在第2跨跨; 屋面活荷載同時(shí)作用在屋面活荷載同時(shí)作用在2跨跨.e0150e1G1011G3吊車荷載 常用吊車類型：橋式吊車、懸掛式吊車、懸臂吊車、門式吊車、電動(dòng)葫蘆等

5、按吊鉤種類分：軟鉤吊車、硬鉤吊車.按動(dòng)力來(lái)源分： 電動(dòng)：起分量大，行駛速度快，啟動(dòng)、起吊、運(yùn)轉(zhuǎn)、制動(dòng) 時(shí)均有較大振動(dòng). 手動(dòng)：起分量小5t，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)細(xì)微。任務(wù)級(jí)別：按吊車在運(yùn)用期內(nèi)要求的總?cè)蝿?wù)循環(huán)次數(shù)和載荷狀 態(tài)分為8個(gè)任務(wù)級(jí)別，作為吊車設(shè)計(jì)的根據(jù)。任務(wù) 級(jí)別越高，表示其任務(wù)繁重程度越高，利用次數(shù)越 多。 普通廠房中運(yùn)用的多為軟鉤、電動(dòng)橋式吊車。 軟鉤、電動(dòng)橋式吊車軟鉤、電動(dòng)橋式吊車由此可知，作用在排架柱上的吊車荷載有三種：由此可知，作用在排架柱上的吊車荷載有三種：1 1吊車豎向荷載吊車豎向荷載2 2吊車橫向程度荷載吊車橫向程度荷載3 3吊車縱向程度荷載吊車縱向程度荷載1吊車豎向荷載吊車豎向

6、荷載最大輪壓最大輪壓Pmax：小車吊有額定最大起分量運(yùn)轉(zhuǎn)至大車一側(cè)的：小車吊有額定最大起分量運(yùn)轉(zhuǎn)至大車一側(cè)的極極 限位置時(shí)，小車所在側(cè)每個(gè)大車的輪壓。限位置時(shí)，小車所在側(cè)每個(gè)大車的輪壓。 最小輪壓最小輪壓Pmin：另一側(cè)吊車的每個(gè)輪壓。：另一側(cè)吊車的每個(gè)輪壓。吊車豎向荷載吊車豎向荷載: Dmax Dmin 吊車輪壓吊車輪壓Pmax Pmin 在廠房橫向排架柱上在廠房橫向排架柱上產(chǎn)產(chǎn) 生的豎向生的豎向 最大小壓力最大小壓力支座反力支座反力 最大輪壓最大輪壓Pma、最小輪壓、最小輪壓Pmin可從吊車產(chǎn)品闡明書(shū)中查得，可從吊車產(chǎn)品闡明書(shū)中查得，且根據(jù)平衡條件，有以下關(guān)系且根據(jù)平衡條件，有以下關(guān)系nP

7、max+Pmin= G+ Q1+Qn吊車每一側(cè)的輪子數(shù)。吊車每一側(cè)的輪子數(shù)。 由于吊車荷載為挪動(dòng)荷載，與大車由于吊車荷載為挪動(dòng)荷載，與大車(橋架橋架)、小車位置有關(guān)，、小車位置有關(guān)，還與吊車臺(tái)數(shù)有關(guān)，需求用影響線實(shí)際計(jì)算。還與吊車臺(tái)數(shù)有關(guān)，需求用影響線實(shí)際計(jì)算。 對(duì)兩臺(tái)吊車情況，由吊車梁的支座反力影響線可求得吊車對(duì)兩臺(tái)吊車情況，由吊車梁的支座反力影響線可求得吊車豎向荷載豎向荷載橋式吊車橋式吊車iiyPD maxmaxiiyPD minmin吊車豎向荷載吊車豎向荷載 Dmax 和和 Dmin 分別作用在同一跨兩側(cè)排架柱的分別作用在同一跨兩側(cè)排架柱的牛腿頂面，其位置與吊車梁自重同。牛腿頂面，其位置

8、與吊車梁自重同。對(duì)有吊車的兩跨等高排架構(gòu)造，吊車豎向荷載下的計(jì)算簡(jiǎn)圖：對(duì)有吊車的兩跨等高排架構(gòu)造，吊車豎向荷載下的計(jì)算簡(jiǎn)圖：當(dāng)多臺(tái)吊車，在排架計(jì)算和內(nèi)力組合時(shí)，單跨廠房的每個(gè)排架當(dāng)多臺(tái)吊車，在排架計(jì)算和內(nèi)力組合時(shí)，單跨廠房的每個(gè)排架不宜多于不宜多于2 2臺(tái)，多跨廠房的每個(gè)排架：不宜多于臺(tái)，多跨廠房的每個(gè)排架：不宜多于4 4臺(tái)。臺(tái)。 由于吊車的振動(dòng)，計(jì)算吊車梁及其銜接的強(qiáng)度時(shí)，吊由于吊車的振動(dòng)，計(jì)算吊車梁及其銜接的強(qiáng)度時(shí)，吊車豎向荷載應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)，如軟鉤吊車取車豎向荷載應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)，如軟鉤吊車取1.051.101.051.10。 2吊車橫向程度荷載 小車吊起起分量以后，在啟動(dòng)和剎車時(shí)產(chǎn)生的慣

9、性力，即為橫向程度荷載。傳送道路：小車制動(dòng)輪摩擦力大車吊車軌道吊車梁 排架柱銜接鋼板作用方向：可向左，可向右。荷載分配：由于荷載經(jīng)過(guò)輪與軌道的摩擦力傳送，應(yīng)按兩側(cè)柱側(cè)移剛度分配。為簡(jiǎn)化計(jì)算，規(guī)定：程度荷載平均分于橋架兩端，分別由軌道上的車輪平均傳至軌道，其方向與軌道垂直。ii普通四輪橋式吊車，大車每輪傳給吊車梁的橫向程度制動(dòng)力普通四輪橋式吊車，大車每輪傳給吊車梁的橫向程度制動(dòng)力橫向程度荷載系數(shù)或稱小橫向程度荷載系數(shù)或稱小車制動(dòng)力系數(shù)，根據(jù)起分車制動(dòng)力系數(shù)，根據(jù)起分量和吊車類型取值。量和吊車類型取值。兩臺(tái)并行吊車，由影響線實(shí)兩臺(tái)并行吊車，由影響線實(shí)際可求得吊車橫向程度荷載際可求得吊車橫向程度荷載

10、Tmax Tmax )(1QQ41T iiyTTmax吊車橫向程度荷載吊車橫向程度荷載 Tmax Tmax 作用在同一跨每側(cè)排架柱的吊車梁頂作用在同一跨每側(cè)排架柱的吊車梁頂面，需思索正、反兩個(gè)方向。對(duì)有吊車的兩跨等高排架構(gòu)造，面，需思索正、反兩個(gè)方向。對(duì)有吊車的兩跨等高排架構(gòu)造，吊車豎向荷載下的計(jì)算簡(jiǎn)圖吊車豎向荷載下的計(jì)算簡(jiǎn)圖多臺(tái)吊車組合，單跨或多跨廠房的每個(gè)排架：不應(yīng)多于多臺(tái)吊車組合，單跨或多跨廠房的每個(gè)排架：不應(yīng)多于2 2臺(tái)臺(tái) 3吊車縱向程度荷載 吊車縱向程度荷載是橋式吊車在廠房縱向啟動(dòng)和剎車時(shí)產(chǎn)生的慣性力。傳送道路：吊車兩端制動(dòng)輪磨擦力吊車軌道吊車梁 縱向柱列或柱間支撐 作 用 點(diǎn)：剎車

11、輪與軌道的接觸點(diǎn)，其方向與軌道方向一致。 有柱間支撐，全部由柱間支撐接受； 無(wú)柱間支撐，由柱承當(dāng),按各柱縱向抗側(cè)剛度比分配柱吊車縱向程度荷載T0，按作用在一邊軌道上一切剎車輪的最大輪壓之和的10%采用 n為施加在一邊軌道上一切剎車輪數(shù)之和，對(duì)于普通的四輪為施加在一邊軌道上一切剎車輪數(shù)之和，對(duì)于普通的四輪吊車，取吊車，取 n = 1。 計(jì)算吊車縱向程度荷載時(shí)，一側(cè)的整個(gè)縱向排架上最多思計(jì)算吊車縱向程度荷載時(shí)，一側(cè)的整個(gè)縱向排架上最多思索索2臺(tái)吊車。臺(tái)吊車。maxnP101T0 一、簡(jiǎn)支梁的絕對(duì)最大彎矩一、簡(jiǎn)支梁的絕對(duì)最大彎矩1、定義、定義: 發(fā)生在簡(jiǎn)支梁的某一截面發(fā)生在簡(jiǎn)支梁的某一截面,而比其它

12、恣意截面的最大彎矩都大的彎而比其它恣意截面的最大彎矩都大的彎矩矩.。 簡(jiǎn)支梁的絕對(duì)最大彎矩簡(jiǎn)支梁的絕對(duì)最大彎矩 2、如何確定絕對(duì)最大彎矩、如何確定絕對(duì)最大彎矩: 1絕對(duì)最大彎矩必是該截面的最大彎矩。絕對(duì)最大彎矩必是該截面的最大彎矩。 2絕對(duì)最大彎矩必然發(fā)生在某一荷載之下。絕對(duì)最大彎矩必然發(fā)生在某一荷載之下。 3集中荷載是有限的。集中荷載是有限的。 取某一集中荷載作為產(chǎn)生絕對(duì)最大彎矩的臨界荷載，計(jì)算該荷載取某一集中荷載作為產(chǎn)生絕對(duì)最大彎矩的臨界荷載，計(jì)算該荷載挪動(dòng)過(guò)程中的最大彎矩；類似地，求出其它荷載下的最大彎矩并加以挪動(dòng)過(guò)程中的最大彎矩；類似地，求出其它荷載下的最大彎矩并加以比較，其中最大者即

13、為絕對(duì)最大彎矩。比較，其中最大者即為絕對(duì)最大彎矩。 3、PK位置確實(shí)定位置確實(shí)定 P1PkRPnABP2Pl/2l/2xal-x-akPK所在截面的彎矩：所在截面的彎矩： Mk(x)= RA x-M左左-1式中式中M左為左為PK以左一切荷載以左一切荷載k截面的彎矩。截面的彎矩。 MB=0: RAl-R(l-x-a)=0 RA=R(l-x-a)/l -(2)代代(2)入入(1): Mk(x)= R(l-x-a)x/l- M左左求求MK(X)的極值的極值 : dMk(x)/dx= R(l-2x-a)/l=0 x=(l-a)/2 或或x=l-x-aPK位置為位置為 : PK與梁上一與梁上一切荷載的合

14、力對(duì)稱于中截切荷載的合力對(duì)稱于中截面。面。RA 3、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟 1先找出能夠使跨中產(chǎn)生最大彎矩的臨界荷載。先找出能夠使跨中產(chǎn)生最大彎矩的臨界荷載。 2使上述荷載與梁上一切荷載的合力對(duì)稱于中截面，計(jì)算此時(shí)使上述荷載與梁上一切荷載的合力對(duì)稱于中截面，計(jì)算此時(shí)臨界荷載所在截面的最大彎矩。臨界荷載所在截面的最大彎矩。 3類似地，計(jì)算出其它截面的最大彎矩并加以比較，其中最大類似地，計(jì)算出其它截面的最大彎矩并加以比較，其中最大者即為絕對(duì)最大彎矩。者即為絕對(duì)最大彎矩。例題例題 求圖示簡(jiǎn)支梁在吊車荷載作用下的絕對(duì)最大彎矩。求圖示簡(jiǎn)支梁在吊車荷載作用下的絕對(duì)最大彎矩。 知：知： P1= P2 = P3=

15、 P4 =280KN4。8m4.8m1.44mP1P2P3P4AB6m6m解：解：1、思索、思索P2為臨界荷載的情為臨界荷載的情況況 (1)梁上有梁上有4個(gè)荷載圖一個(gè)荷載圖一 R=2804=1120kn a=1.44/2=0.72m MB=0 RA 12-1120 (6-0.36)=0 RA =526.4kn MX=5.64= RA5.64280 4.8 =1624.9kn.m RP1P2P3P4圖一圖一AB6m6m0.36m0.36maRA =526.4kn4。8m4.8m1.44mP1P2P3P4AB6m6m(2) 梁上有梁上有3個(gè)荷載個(gè)荷載(圖二圖二)： R=2803=840kn依合力矩

16、定理：依合力矩定理：Ra=P14.8-P31.44 a=280(4.8-1.44)/840=1.12 m MB=0 RA 12-840(6+0.56)=0 RA =439.2kn MX=6.56= RA6.56-2804.8=1668.4kn.m 比較比較(1)、(2)，絕對(duì)最大彎矩，絕對(duì)最大彎矩 MX=6.56= 1668.4kn.m 2、思索、思索P3為臨界荷載的情況：為臨界荷載的情況： 經(jīng)過(guò)與前面類似地分析，可知另一絕對(duì)最大彎矩：經(jīng)過(guò)與前面類似地分析，可知另一絕對(duì)最大彎矩： MX=5.44= 1668.4kn.m RAB6m6m圖二圖二P1P2P3P40.56m0.56maRA =459

17、.2kn例題例題 求圖示簡(jiǎn)支梁在吊車荷載作用下的絕對(duì)最大彎矩。求圖示簡(jiǎn)支梁在吊車荷載作用下的絕對(duì)最大彎矩。 知：知： P1= P2 = P3= P4 =280KN4風(fēng)荷載 風(fēng)的構(gòu)成：空氣從氣壓大的地方向氣壓小的地方流動(dòng)。風(fēng) 荷 載：風(fēng)以一定的速度向前流動(dòng)遇到建筑物的阻塞時(shí)， 在建筑物上產(chǎn)生風(fēng)壓。作用方向：垂直于建筑物外表，壓力和吸力兩種情況。 思索左吹風(fēng)、右吹風(fēng)。垂直于建筑物外表上的風(fēng)荷載規(guī)范值：s4風(fēng)向s30wwzszk 計(jì)算中作如下簡(jiǎn)化：計(jì)算中作如下簡(jiǎn)化：1 1柱頂以下按均布，柱頂以下按均布， 按柱頂標(biāo)高確定。按柱頂標(biāo)高確定。2 2柱頂以上按均布，僅思索程度分力，且以集中荷載方柱頂以上按均

18、布，僅思索程度分力，且以集中荷載方式作用在排架柱頂。式作用在排架柱頂。 z sinkkw2333BhwBlwF BwBwq01zs1k1 BwBwq02zs2k2 排架內(nèi)力分析 目的：求柱各截面的彎矩和剪力。目的：求柱各截面的彎矩和剪力。 要點(diǎn)：只需求出柱頂剪力，就變?yōu)殪o定懸臂柱的計(jì)算問(wèn)題要點(diǎn)：只需求出柱頂剪力，就變?yōu)殪o定懸臂柱的計(jì)算問(wèn)題. 柱頂剪力：先求橫梁內(nèi)力，再求柱頂剪力柱頂剪力：先求橫梁內(nèi)力，再求柱頂剪力力法力法 直接求柱頂剪力直接求柱頂剪力剪力分配法剪力分配法 剪力分配法剪力分配法 對(duì)等高排架，假定橫梁軸向剛度無(wú)窮大，柱頂集中力直對(duì)等高排架，假定橫梁軸向剛度無(wú)窮大，柱頂集中力直接按各

19、柱的側(cè)向剛度比例進(jìn)展分配；接按各柱的側(cè)向剛度比例進(jìn)展分配； 對(duì)恣意荷載作用下的等高排架，需將荷載等效成柱頂集對(duì)恣意荷載作用下的等高排架，需將荷載等效成柱頂集中力，然后用剪力分配法計(jì)算。中力，然后用剪力分配法計(jì)算。 柱頂不動(dòng)鉸支點(diǎn)反力柱頂不動(dòng)鉸支點(diǎn)反力3.5.3 等高排架內(nèi)力分析等高排架內(nèi)力分析等高排架：各柱頂標(biāo)高相等、或柱頂標(biāo)高雖不相等等高排架：各柱頂標(biāo)高相等、或柱頂標(biāo)高雖不相等,但柱頂由但柱頂由傾斜橫梁相連的排架。傾斜橫梁相連的排架。特點(diǎn)：等高排架在恣意荷載作用下各柱頂側(cè)移相等特點(diǎn)：等高排架在恣意荷載作用下各柱頂側(cè)移相等方法：剪力分配法方法：剪力分配法1單階一次超靜定柱在恣意荷載作用下的柱頂

20、反力單階一次超靜定柱在恣意荷載作用下的柱頂反力計(jì)算簡(jiǎn)圖：柱頂不動(dòng)鉸支、柱底固定、單階變截面柱，接受外計(jì)算簡(jiǎn)圖：柱頂不動(dòng)鉸支、柱底固定、單階變截面柱，接受外 力，用力法求柱頂反力。力，用力法求柱頂反力。力法方程力法方程0RPPR 因主要與柱的外形有關(guān)，稱其為因主要與柱的外形有關(guān)，稱其為“形常數(shù)形常數(shù) 因與荷載有關(guān)，稱其為因與荷載有關(guān)，稱其為“載常數(shù)載常數(shù)PluuIInHH,令，由圖乘法可求得，由圖乘法可求得l03EICHMEI2H1l22P可求得可求得HMCRM為柱頂位移系數(shù)；為柱頂位移系數(shù)；為在變階處集中力矩下的柱頂反力系數(shù)；為在變階處集中力矩下的柱頂反力系數(shù)；0CMC1n113C201n11123C32M由上可知，假設(shè)柱頂位移系數(shù)和反力系數(shù)知，可求得柱頂?shù)挠缮峡芍?，假設(shè)柱頂位移系數(shù)和反力系數(shù)知，可求得柱頂?shù)姆戳Ψ戳，且，且C0和和CM僅與柱的尺寸有關(guān)。僅與柱的尺寸有關(guān)。按照上述方法，可求得其他荷載情況下的柱頂反力系數(shù)。按照上述方法，可求得其他荷載情況下的柱頂反力系數(shù)。2柱頂程度集中力作用下等高排架內(nèi)力分析柱頂程度集中力作用