排架结构内力计算
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
排架结构内力计算
横向排架与纵向排架 排架计算：为柱、基础设计提供内力数据 主要内容：确定计算简图； 荷载计算；
柱控制截面的内力分析和内力组合；
排架的水平位移。
1
2
3 排架结构分析
单层工业厂房是由纵横向排架组成的空间结构。为方便，可简 化为纵、横向平面排架分别进行分析。除进行抗震和温度应力 分析，纵向排架一般不计算。
11
(3)墙体荷载
12
• 当外墙墙体或大型墙板搁置在连系梁(墙 梁)上，连系梁又支承在柱的牛腿上时， 排架柱将受到墙体、墙体上的窗重以及 连系梁自重产生的偏心荷载G5，e5为墙体 中心线到排架柱中心线的距离，墙体荷 载作用下的计算简图如上图(b)所示
13
2．吊车荷载
14
吊车荷载：吊车竖向荷载、吊车水平荷载。
19
多台吊车的荷载折减系数ζ
表
吊车工作制 参与组合的吊车 台数 轻、中 级 2 0.9 重、超重 级 0.95
4
Fra Baidu bibliotek
0.8
0.85
20
③作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin Pmin
Q2 Q1
Pmin
Pmax Pmax
Dmin
Dmax
Qc
Pmin,k Pmax,k
Q1 ,k Q2 ,k Qc ,k 2
g
21
③作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
22
③作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
23
• • 一般预制吊车梁为简支梁，利用简支梁的反 力影响线可求出吊车对排架柱产生的最大竖 向荷载Dmax(另一侧排架柱为最小竖向荷载 Dmin)。分析表明，只有当两台吊车挨紧运行， 且其中起重量大的一台的轮子行至排架柱的 位置时(见上图)，作用于计算排架柱的吊车 竖向荷载才是最大值Dmax(另一侧排架柱为最 小值Dmin)。由反力影响线得(见上图)： Dmax=Σ Pimaxyi Dmin=Σ Piminyi
<50
120 25 300万次 60~90
60 15
——
<60
15
• 吊车荷载是移动荷载，作用在厂房排架 上的桥式吊车荷载一般有三种形式：(1) 吊车竖向荷载Dmax、Dmin；(2)吊车横向水 平荷载Tmax；(3)吊车纵向水平荷载。第 (1)、(2)种作用在厂房横向排架上(如上 图所示)，第(3)种作用在厂房纵向排架 上。
6
三、排架上的荷载
• 1．恒载 (1)屋盖恒载
(a)屋盖荷载与上、下柱 的关系 (b)计算简图
7
包括屋面构造层、屋面板、天窗架、屋架、屋盖支撑 以及与屋架连接的各种管道的重力荷载。它们都以集 中力Gl的形式施加于柱顶，作用点位于屋架上下弦几 何中心线汇交处(对标准屋架通常在纵向定位轴线内侧 l50mm处)。Gl对上柱截面中心往往有偏心距el，对下 柱截面中心又增加另一偏心距e2(e2为上下柱中心线间 距)，所以Gl对柱顶截面中心有一个外力矩Glel，对变 截面处下柱截面中心有一个附加力矩Gle2，如上图(b) 所示。
1 3.2.1 分析模型 一、计算单元 从整体结构中选取有代 表性的一部分作为计算的对 象，该部分称为计算单元。 2
3
4
EIu
EIl
5
B
EIu
EIl
uH
H
计算单元
A
A
B
3
计算假定与计算简图
假定：柱下端固接于基础顶面；屋架、屋面梁铰接在柱上； 屋面梁或屋架没有轴向变形；
假定与实际工程的差异
4
排架结构的计算简图
吊车种类（悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦及桥式吊车）；
吊车工作制（轻、中、重和超重级A8） 工作制
经常起重量/额定起重 量（%）
每小时平均操作次数 接电持续率 JC（%） 平均50年使用次数 运行速度（m/min） 重 级 A6~A7 中 级 A4~A5 轻 级 A1~A3
——
50~100
240 40 600万次 80~150
10
• ②吊车梁和轨道联结的重 力荷载 G4 可从相应的标准 图集中查得，轨道联结也 可按 1 ～ 2kN/m 沿吊车梁长 度方向的均布荷载计算。 G4 的作用线与吊车梁轨道 中心线相重合，距柱纵向 定 位 轴 线 一 般 为 750mm ， 并作用在柱牛腿顶面。 G4 对下柱截面中心的偏心距 离为 e4 ，故 G4 对下柱截面 中心有一外力矩 G4e4 ，如 上图(c)所示。
8
(2)柱、吊车梁和轨道联结重力荷载
a)就位后的柱和吊车梁 (I―固定柱用的钢楔)(b)柱重力荷 载用下的计算简图(c)吊车梁和轨道结 作用下的计算简图
9
• ①柱的重力荷载G2、G3 分别按上、下柱(下柱包 括牛腿)的实际体积计算。 上柱自重G2作用于上柱 重心，它的作用线与上 柱中心线相重合，对下 柱截面中心线有偏心距 e2，对牛腿顶面处下柱 截面中心有一个外力矩 G2e2；下柱自重G3作用于 下柱的重心，它的作用 线与下柱中心线相重合， 如上图(b)所示。
24
• 式中 Pimax 、 Pimin 分别为第 i 台吊车最大、最小 轮压， yi 为各轮压对应的反力影响线的竖值。 桥式吊车基本参数Pmax、Pmin、桥宽B、轮 距K等，可按所采用的桥式吊车规格，从产品 说明书或有关专业标准中查得。在上图中， B1、K1为吊车1的桥宽和轮距；B2、K2为吊车2 的桥宽和轮距； C为两台吊车最大轮压 P1max和 P2max 作 用 点 的 间 距 ( 见 上 图 ) ， 其 值 为 C=(B1-K1)/2+(B2-K2)/2
16
(1)吊车竖向荷载 ①最大轮压Pmax和最小轮压Pmin
17
• 吊车竖向荷载是吊车满载运行时通过轮 压传给排架柱的竖向移动荷载。桥式吊 车竖向荷载标准值应采用吊车的最大轮 压 Pmax 和吊车的最小轮压 Pmin 。当吊车满 载且卷扬机小车行驶到吊车桥架一侧的 极限位置时，小车所在一侧轮压将出现 最大轮压Pmax；同时，另一侧吊车轮压出 现最小轮压Pmin(见上图)。
18
②多台吊车的荷载折减系数ζ
• 当有多台吊车时，对一层吊车单跨厂房的 每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于2台； 对一层吊车多跨厂房的每个排架，不宜多于4 台。对于多层吊车的单跨或多跨厂房，应按实 际使用情况考虑。当按两台或两台以上吊车计 算排架时，多台吊车的竖向荷载标准值应乘以 下表所示的折减系数ζ 后采用，这是考虑到多 台吊车同时满载，且小车位置也同时处于最不 利位置的概率是很小的。
(a)排架结构(b)变截面排架柱的实际轴线(c)排架结构计算简图 柱子下端固接于基础顶面，横梁与柱铰接； 二、结构简图 横梁为没有轴向变形的刚杆。
5
假定：跨度；柱高。
柱总高H＝柱顶标高＋基础地面标高的绝对值
－初拟基础高度； 上柱柱高Hu＝柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁支 承处的吊车梁高 上柱和下柱的截面抗弯刚度：EIU 和EIL
横向排架与纵向排架 排架计算：为柱、基础设计提供内力数据 主要内容：确定计算简图； 荷载计算；
柱控制截面的内力分析和内力组合；
排架的水平位移。
1
2
3 排架结构分析
单层工业厂房是由纵横向排架组成的空间结构。为方便，可简 化为纵、横向平面排架分别进行分析。除进行抗震和温度应力 分析，纵向排架一般不计算。
11
(3)墙体荷载
12
• 当外墙墙体或大型墙板搁置在连系梁(墙 梁)上，连系梁又支承在柱的牛腿上时， 排架柱将受到墙体、墙体上的窗重以及 连系梁自重产生的偏心荷载G5，e5为墙体 中心线到排架柱中心线的距离，墙体荷 载作用下的计算简图如上图(b)所示
13
2．吊车荷载
14
吊车荷载：吊车竖向荷载、吊车水平荷载。
19
多台吊车的荷载折减系数ζ
表
吊车工作制 参与组合的吊车 台数 轻、中 级 2 0.9 重、超重 级 0.95
4
Fra Baidu bibliotek
0.8
0.85
20
③作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin Pmin
Q2 Q1
Pmin
Pmax Pmax
Dmin
Dmax
Qc
Pmin,k Pmax,k
Q1 ,k Q2 ,k Qc ,k 2
g
21
③作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
22
③作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
23
• • 一般预制吊车梁为简支梁，利用简支梁的反 力影响线可求出吊车对排架柱产生的最大竖 向荷载Dmax(另一侧排架柱为最小竖向荷载 Dmin)。分析表明，只有当两台吊车挨紧运行， 且其中起重量大的一台的轮子行至排架柱的 位置时(见上图)，作用于计算排架柱的吊车 竖向荷载才是最大值Dmax(另一侧排架柱为最 小值Dmin)。由反力影响线得(见上图)： Dmax=Σ Pimaxyi Dmin=Σ Piminyi
<50
120 25 300万次 60~90
60 15
——
<60
15
• 吊车荷载是移动荷载，作用在厂房排架 上的桥式吊车荷载一般有三种形式：(1) 吊车竖向荷载Dmax、Dmin；(2)吊车横向水 平荷载Tmax；(3)吊车纵向水平荷载。第 (1)、(2)种作用在厂房横向排架上(如上 图所示)，第(3)种作用在厂房纵向排架 上。
6
三、排架上的荷载
• 1．恒载 (1)屋盖恒载
(a)屋盖荷载与上、下柱 的关系 (b)计算简图
7
包括屋面构造层、屋面板、天窗架、屋架、屋盖支撑 以及与屋架连接的各种管道的重力荷载。它们都以集 中力Gl的形式施加于柱顶，作用点位于屋架上下弦几 何中心线汇交处(对标准屋架通常在纵向定位轴线内侧 l50mm处)。Gl对上柱截面中心往往有偏心距el，对下 柱截面中心又增加另一偏心距e2(e2为上下柱中心线间 距)，所以Gl对柱顶截面中心有一个外力矩Glel，对变 截面处下柱截面中心有一个附加力矩Gle2，如上图(b) 所示。
1 3.2.1 分析模型 一、计算单元 从整体结构中选取有代 表性的一部分作为计算的对 象，该部分称为计算单元。 2
3
4
EIu
EIl
5
B
EIu
EIl
uH
H
计算单元
A
A
B
3
计算假定与计算简图
假定：柱下端固接于基础顶面；屋架、屋面梁铰接在柱上； 屋面梁或屋架没有轴向变形；
假定与实际工程的差异
4
排架结构的计算简图
吊车种类（悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦及桥式吊车）；
吊车工作制（轻、中、重和超重级A8） 工作制
经常起重量/额定起重 量（%）
每小时平均操作次数 接电持续率 JC（%） 平均50年使用次数 运行速度（m/min） 重 级 A6~A7 中 级 A4~A5 轻 级 A1~A3
——
50~100
240 40 600万次 80~150
10
• ②吊车梁和轨道联结的重 力荷载 G4 可从相应的标准 图集中查得，轨道联结也 可按 1 ～ 2kN/m 沿吊车梁长 度方向的均布荷载计算。 G4 的作用线与吊车梁轨道 中心线相重合，距柱纵向 定 位 轴 线 一 般 为 750mm ， 并作用在柱牛腿顶面。 G4 对下柱截面中心的偏心距 离为 e4 ，故 G4 对下柱截面 中心有一外力矩 G4e4 ，如 上图(c)所示。
8
(2)柱、吊车梁和轨道联结重力荷载
a)就位后的柱和吊车梁 (I―固定柱用的钢楔)(b)柱重力荷 载用下的计算简图(c)吊车梁和轨道结 作用下的计算简图
9
• ①柱的重力荷载G2、G3 分别按上、下柱(下柱包 括牛腿)的实际体积计算。 上柱自重G2作用于上柱 重心，它的作用线与上 柱中心线相重合，对下 柱截面中心线有偏心距 e2，对牛腿顶面处下柱 截面中心有一个外力矩 G2e2；下柱自重G3作用于 下柱的重心，它的作用 线与下柱中心线相重合， 如上图(b)所示。
24
• 式中 Pimax 、 Pimin 分别为第 i 台吊车最大、最小 轮压， yi 为各轮压对应的反力影响线的竖值。 桥式吊车基本参数Pmax、Pmin、桥宽B、轮 距K等，可按所采用的桥式吊车规格，从产品 说明书或有关专业标准中查得。在上图中， B1、K1为吊车1的桥宽和轮距；B2、K2为吊车2 的桥宽和轮距； C为两台吊车最大轮压 P1max和 P2max 作 用 点 的 间 距 ( 见 上 图 ) ， 其 值 为 C=(B1-K1)/2+(B2-K2)/2
16
(1)吊车竖向荷载 ①最大轮压Pmax和最小轮压Pmin
17
• 吊车竖向荷载是吊车满载运行时通过轮 压传给排架柱的竖向移动荷载。桥式吊 车竖向荷载标准值应采用吊车的最大轮 压 Pmax 和吊车的最小轮压 Pmin 。当吊车满 载且卷扬机小车行驶到吊车桥架一侧的 极限位置时，小车所在一侧轮压将出现 最大轮压Pmax；同时，另一侧吊车轮压出 现最小轮压Pmin(见上图)。
18
②多台吊车的荷载折减系数ζ
• 当有多台吊车时，对一层吊车单跨厂房的 每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于2台； 对一层吊车多跨厂房的每个排架，不宜多于4 台。对于多层吊车的单跨或多跨厂房，应按实 际使用情况考虑。当按两台或两台以上吊车计 算排架时，多台吊车的竖向荷载标准值应乘以 下表所示的折减系数ζ 后采用，这是考虑到多 台吊车同时满载，且小车位置也同时处于最不 利位置的概率是很小的。
(a)排架结构(b)变截面排架柱的实际轴线(c)排架结构计算简图 柱子下端固接于基础顶面，横梁与柱铰接； 二、结构简图 横梁为没有轴向变形的刚杆。
5
假定：跨度；柱高。
柱总高H＝柱顶标高＋基础地面标高的绝对值
－初拟基础高度； 上柱柱高Hu＝柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁支 承处的吊车梁高 上柱和下柱的截面抗弯刚度：EIU 和EIL