排架计算122讲解
排架计算专题知识讲座
12.2 排架计算
单厂实为空间构造，为以便，简化为平面构造。近似以为互不 影响，独立工作。 横向平面排架—跨度方向。由柱、屋架和基础构成。主要计算。 纵向平面排架—柱距方向。由柱列、基础、连系梁、吊车梁和 柱间支撑构成。因柱多，抗侧刚度大，每柱承受旳水平力不大， 常不计算,按经验和构造。纵向柱列较少时算。 12.2.1、计算简图 1 计算单元—相邻柱距旳中心线截出旳一种经典区段。(下页） 2 简化假定及简图
第12章 单层厂房
吊车梁顶面
Tmax
Tmax
Tmax
吊车梁顶面 Tmax
TmaxTmax
TmaxTmax
TmaxTmax
TmaxTmax
12.2 排架计算
第12章 单层厂房
③多台吊车组合 排架计算中考虑多台吊车竖向荷载时，对一层吊车旳单跨厂房
旳每个排架，参加组合旳吊车台数不宜多于两台；对一层吊车 旳多跨厂房旳每个排架，不宜多于四台；
中级—机械加工车间、装配车间等。
重级、特重级—冶炼车间、参加连续生产旳吊车等。
荷载规范GB50009按吊车在使用期内要求旳总工作循环次数提 成8个工作级别，相应关系如下：
吊车旳工作制与工作级别旳相应关系
工作制
轻级
中级
重级
特重级
工作级别
A1～A3
A4，A5
A6，A7
A8
12.2 排架计算
第12章 单层厂房 12.2 排架计算
屋面均布活载、雪载、屋面积灰荷载旳荷载分项系数取 γQ=1.4
12.2 排架计算
第12章 单层厂房
⑶吊车荷载
吊车有悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦、桥式吊车。仅桥式 吊车旳水平荷载需列入排架计算，这里专门考虑桥式吊车。
12.2.1排架计算
kN/m
q1 Qq1k 1.4 1.71 2.39 q2 Qq2k 1.4 1.07 1.5
kN/m
B
B
当2台吊车紧挨，并将最大轮压作用于反力影响线最大 处，会在该侧排架柱上产生最大的竖向压力
Dmax,k Pmax,k yi
Pmin,k
Pmin,k Pmin,k
Pmin,k
B
B
同时在另一侧排架柱上则由 Pmin,k 产生 Dmin,k。
Dmin,k Pmin,k yi Dmax,k
w
q1
q2
q1
q2
柱顶至屋脊间屋盖的凤载，按作用在排架柱顶的水平集中力：
F1w Q z z s1w0 Bh1 , F2w Q z z s 2 w0 Bh1
F3 w Q z z s 3 w0 B h2 sin Q z z s 3 w0 Bh2 sin sin sin Q z z s 4 w0 Bh2
H
上柱高=柱顶标高-轨顶标高+轨道构造高度+吊车梁高
在计算单元和计算简图确 定后多数荷载统计宽度均 以计算单元宽度B（一般为 6m）为准。 但厂房设计时需按两台吊 车考虑，而每台吊车宽度 接近常用柱距B（6m），故 考虑实际影响，吊车荷载 计算宽度取2B。
12.2.2排架荷载计算
F6
F1
wk
0.9
Pmax,k
查表12-1:
575 575
B k 5.55 4.40 0.575 mm 2 2
y1 1
1 .6 0.45 4.85 y2 y4 y3 6 6 6
(一)排架的计算简图
(一)排架的计算简图1．计算单元的确定显示更多隐藏2．排架结构的基本假定显示更多隐藏3．排架结构的计算简图(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(1)排架柱的高度由固定端算至柱顶铰结点处。
排架柱的轴线为柱的几何中心线。
当柱为变截面柱时，排架柱的轴线为一折线。
上柱高H u，下柱高H l，全柱高H，上柱截面惯性矩为I u，下柱截面惯性矩为I l，如上图(b)所示。
(2)排架的跨度以厂房的轴线为准。
横梁用一条线来代表(EA=∞)，计算简图如上图(c)。
由上图(b)改用上图(c)，需在柱的变截面处增加一个力偶M，M 等于上柱传下的竖向力乘以上下柱几何中心线的间距e 。
显示更多隐藏(二)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G l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)。
G l对上柱截面中心往往有偏心距e l，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G l对柱顶截面中心有一个外力矩G l e l，对变截面处下柱截面中心有一个附加力矩G l e2，如上图(b)所示。
显示更多隐藏(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)吊车梁和轨道联结作用下的计算简图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。
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。
排架结构内力计算(完整)知识讲解
2.5.5 单层厂房排架考虑整体空间作用的计算
1、空间作用的基本概念
当单层厂房各榀之间的刚度不同，或各榀所受的荷载不同时， 它们各自在荷载作用下的位移就会受到其他排架的制约。这种 排架之间互相制约的作用称为单层厂房结构的空间作用。
柱 顶 水 平 位 移 的 比 较
柱 顶 水 平 位 移 的 比 较
JC（%）
平均50年使用次数
600万次
300万次
——
运行速度（m/min）
80~150
60~90
<60
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
Q2
Pmax
Pmin
Q1
Pmin
Dmin
Pmax
Dmax
Qc
Pmi n, k
Pmax,k
Q1 ,k
Q2 ,k 2
Qc ,k
g
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
Q1
3、吊车荷载：吊车竖向荷载、吊车水平荷载。 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（%）
重级 A6~A7
50~100
中级 A4~A5
<50
轻级 A1~A3
——
每小时平均操作次数
240
120
60
接电持续率
40
25
15
4、风荷载
风荷载标准值：
wk Z SZ w0
迎风面上的均布风荷载：
q1 S1Z w0B
背风面上的均布风荷载：
q2 S2Z w0B
柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：
排架计算
§12.2 排架计算 12.2.1排架计算简图1．计算单元作用在厂房排架上的各种荷载，如结构自重、雪荷载、风荷载等(吊车荷载除外)，沿厂房纵向都是均匀分布的；横向排架的间距一般都是相等的。
在不考虑排架间的空间作用的情况下，每一中间的横向排架所承担的荷载及受力情况是完全相同的。
计算时，可通过任意两相邻排架的中线，截取一部分厂房作为计算单元。
第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析1 排架计算简图（1）计算单元：可在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一个典型的区段，作为排架的计算单元。
计算单元和计算模型第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析（2）基本假定和计算简图：为了简化计算，对于钢筋混凝土排架结构通常作如下假定：柱下端与基础顶面为刚接；柱顶与排架横梁（屋架或屋面梁）为铰接；横梁（即屋架或屋面梁）为轴向刚度很大的刚性连杆。
根据上述假定，可得到横向排架的计算简图。
1 排架计算见图第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析横向排架的计算简图1 排架计算见图12.2.2 荷载计算 第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析2 排架结构上的荷载作用在横向排架结构上的荷载有恒载、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载和风荷载等，除吊车荷载外，其它荷载均取自计算单元范围内。
（1）恒载：屋盖自重G 1：屋盖自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天沟板、天窗架、屋面构造层以及屋盖支撑等重力荷载。
悬墙自重G2 ：当设有连系梁支承围护墙体时，排架柱承受着计算单元范围内连系梁、墙体和窗等重力荷载。
吊车梁和轨道及连接件自重G3 。
柱自重G4（G5）：第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析恒载作用位置及相应的排架计算简图2 排架结构上的荷载第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析（2）屋面活荷载：包括屋面均布活荷载、屋面雪荷载和屋面积灰荷载三部分。
其荷载分项系数均为1.4。
屋面均布活荷载：屋面水平投影面上的屋面均布活荷载标准值，按下列情况取：不上人的屋面为0.5kN/m 2；上人的屋面为2.0kN/m 2。
12.2.1排架计算解析
6
Dmin
Dmax
Pmin,k Pmax,k
311.54 44 119.2kN 115
Tk
1 4
Ti ,k
1 4
G 2,k
G3,k
1 4
0.12
3.8
10 10
4.14kN
Tmax
D max
Tk Pmax,k
311.54
4.14 115
11.21kN
Tk
1 4
Ti,k
1
4
G2,k
G3,k
6. 风荷载 计算公式:
wk z s z w0
wk---垂直于建筑物表面的风荷载标准值（kN/m2）；
z---高度Z处的风振系数； 对高度小于30单层厂房结构，z=1.0。
s ---风载体形系数，
注意：正值表示该表面为压力，负值为吸力（拉力）。
风速随高度增加的程度与地面粗糙度有关， 《荷载规范》将地面粗糙程度分为A、B、C、D四类。
柱顶离天然地坪的高度10.5+0.3=10.8
查表 z
10.8
z
1 1.14 1.00 10.8 10 1.02
15 10
∴
迎风面： q1k szw0B 0.81.02 0.35 6 1.71
q1 Qq1k 1.41.71 2.39
背风面： q2k szw0B 0.51.02 0.35 6 1.07
➢A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区； ➢B类：房屋稀疏乡镇、田野乡村、城市郊区； ➢C类：有密集建筑群的城市市区； ➢D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区；
z ---风压高度变化系数
作用在柱顶以下墙面上的凤荷载按均布荷载考虑， 其风压高度变化系数可按柱顶标高取值。
12.2.3排架
以不考虑地震作用时的排架结构内力为例， 单跨排架时，单一荷载布置情况有8种：
等高排架
定义：荷载作用下，排架结构的柱顶侧移均相等的 排架称为等高排架。
图中哪些属于等高排架，哪些属于不等高排架？
单阶变截面柱内力求解方法
1) 位移系数与反力系数
下端固定、上端自由的单阶柱顶作用单位水平力，按 图乘法，柱顶水平位移（侧移）： 1
c0 B 2.82599
H3 12.93 109 56.65 A C C0 A EI l 14.52 109 2.6116E E
12.9 3 109 42.71 B 17.76 109 2.83E E
E A 56.65 A C 0.3 1 E E 2 56.65 42.71 i
第三步：将前两步结果叠加，即得到排架的实际内力。
各柱顶实际剪力 Vi Vi1 Vi 2 Ri i
R
i
第一步：将排架内力分析转化为一次超静定的单根柱内 力计算，前面已经给出支座反力的求解办法；
第二步，即为剪力分配法；给出等高排架的内力。
注意：各柱顶剪力、支座反力、柱顶作用水平集 中力均以自左向右为正，反之为负：
B RA RB 0.4 1.62 0.648kN VB
4.将前两步结果叠加，即得到原结构内力:
VA 15.07 0.486 14.584kN VA VA
VB 13.45 0.648 14kN VB VB
单位力M作用于变阶截面时，柱顶侧移：
M
M
2 H 1 2 2 EI l
1
下端固定、上端为不动铰支座的单阶柱，当 在变阶处面作用一个力矩M：
排架结构内力计算(完整)分解
Tmax
Tmax
RA+R
B
=
A
A
+
+
B RA RB
=
B μ(RA+RB)
B
A
B
RA=C5Tmax Tmax
A
+
RB=C5Tmax Tmax
B
2.5.6 内力组合
1、柱的控制截面
对柱配筋和基础设计起控制作 用的截面
2.5.6 内力组合
2、荷载效应组合
由可变荷载效应控制：
S 1.2SGk Q1SQ1k
0
0
0
0
0
(kN)
V— ———————
(kN)
排架 A 柱Ⅱ—Ⅱ截面内力
荷载 类型
恒载 （1）
屋面活 荷载
（2）
DMAX
(3a)
DMIN
(3b)
M -32.1 -7.50 160.6 3.29
(kNm)
TMAX TMAX
左向右 右向左
(4a) (4b)
17.7 -17.7
左风 (5a)
42.7
右风 (5b)
排架 A 柱Ⅰ—Ⅰ截面内力
荷载 类型
恒载 （1）
屋面活 荷载
（2）
DMAX
(3a)
DMIN
(3b)
M 27.28 5.91 -51.7 -45.6
(kNm)
TMAX TMAX
左向右 右向左
(4a) (4b)
17.7 -17.7
左风 (5a)
42.71
右风 (5b)
-48.4
N 317.9 53.63 0
2.5.7 排架计算中的几个问题
排架结构内力计算解析
排架结构内力计算解析排架结构是指在工程中，通过柱、梁、墙、板等构件按照一定的规律排列组合而成的承重体系。
内力是指在结构中各个构件所受到的力的大小及其作用方向。
计算内力是工程力学中重要的内容，可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性。
一般来说，内力的计算可以通过正交分析法、力法和位移法等方法来进行。
下面就正交分析法进行内力计算进行解析：正交分析法是一种常见的结构分析方法，通过将结构分解为数个单元，利用等效荷载、位移辩识和边界条件来计算结构内力。
具体步骤如下：1.绘制受力图：首先根据结构的几何形状和荷载条件，绘制结构的受力图。
受力图包括结构中各个构件的受力情况，如柱上的压力、梁上的弯矩等。
2.划分单元：将结构划分为数个单元，每个单元可以是柱、梁、墙等。
单元的划分应满足力的闭合条件和构件之间的连接条件。
3.确定单元受力状态：根据受力图和单元划分，确定每个单元的受力状态。
受力状态包括构件的内力方向和大小。
4.建立位移辩识方程：利用力的平衡条件和结构刚度方程，建立位移辩识方程。
位移辩识方程用于描述结构的变形和位移关系。
5.解位移辩识方程：利用位移辩识方程求解结构中各个节点的位移。
位移求解可以采用矩阵方法，如刚度法、位移法等。
6.求解内力：利用位移解求得的节点位移，结合各个构件的刚度和长度，计算每个单元的内力。
内力计算可以采用平衡条件、应变能原理等方法。
7.检验结构稳定性和安全性：根据计算得到的内力值，检验结构的稳定性和安全性。
结构的稳定性可以通过计算结构的屈曲和侧向位移等指标进行评估。
结构的安全性可以通过计算结构的强度和应力等指标进行评估。
以上就是正交分析法进行内力计算的基本步骤。
在实际工程中，为了准确计算内力，还需要考虑结构的材料性能和加载条件等因素。
因此，在进行内力计算前，需要对结构的材料性能进行测试和分析，同时要对结构的荷载条件和边界条件进行详细的研究和分析。
双排脚手架工程量计算公式举例说明
双排脚手架工程量计算公式举例说明在建筑施工中，双排脚手架可是个常见且重要的家伙。
要搞清楚它的工程量计算，那可得费点心思。
咱们今天就来好好说道说道这双排脚手架工程量的计算公式。
咱先来说说啥是双排脚手架。
简单讲，就是在建筑物的外墙周围，左右两边都搭起的脚手架。
这就像给建筑物穿上了一层“保护甲”，让工人师傅们能安全又方便地干活。
那它的工程量咋算呢？咱先从基础的说起。
双排脚手架的工程量通常按照外墙外边线的长度乘以外墙的高度来计算。
这外墙的高度呢，要从设计室外地坪算到檐口的高度或者女儿墙的顶部。
比如说，有个小三层的楼房，长 20 米，宽 10 米，室外地坪到檐口的高度是 10 米。
那这外墙外边线的长度就是（20 + 10）× 2 = 60 米。
然后乘以高度 10 米，这双排脚手架的工程量就是 600 平方米。
但这里面还有些小细节得注意。
要是有突出墙面的阳台，那阳台这部分可不能重复计算。
还有，如果建筑物有不同的高度，那得分别计算。
我之前在一个工地上就碰到过这么个情况。
那是个商住两用楼，下面两层是商铺，上面是住宅。
商铺的层高比较高，住宅的层高相对低一些。
刚开始计算工程量的时候，有人就把整个楼当成一样高来算了，结果可闹了笑话。
后来我们重新仔细测量，按照不同的高度分段计算，这才把工程量算对。
另外，还有一些特殊部位，比如楼梯间、电梯间的外墙，这些地方的脚手架工程量也要单独计算。
总之，计算双排脚手架的工程量可不能马虎，得仔细测量，按照公式，注意各种细节，才能算出准确的结果。
这样才能保证工程预算准确，施工顺利进行。
希望我上面说的这些能让您对双排脚手架工程量的计算有更清楚的了解。
在实际操作中，多琢磨多练习，您就会越来越熟练啦！。
排架计算122讲解
扬州市联合广场高层排架计算一、工程概况联合广场工程位于邗江路东侧、文汇西路北侧。
建设单位为扬州市邗江安厦房地产开发有限公司，设计单位扬州市建筑设计研究院，质量监督单位扬州市邗江区质量监督站。
本工程集办公及配套用房为一体化的综合楼，其中地下室一层，建筑面积5388m2；地上为16层，地上建筑面积35880.6m2，总建筑面积41268.6m2。
本工程为了增加观赏效果在A、B区之间设观光层，标高为8.8米、6.8米，钢管支撑易发生倾斜，影响到结构，屋面部分大会议室标高6.8米梁高为1500。
搭设排架高度较高，稍有不甚，将可能发生安全事故，现对高排架进行设计计算，在确保安全的前提下，以最简便的施工方法完成施工，因为本工程有高于8米的高排架,故按照高排架要求搭设和计算。
二,排架设计2.1设计概况内排架采用"满堂红" 体系:排架间距1000×1000,步距1000,框架梁部位排架间距600×600,主梁底均居中增加一排承重立杆间距600×600,步距1500mm第一步步距均为1500mm, 内排架在柱筋绑扎前进行搭设,扫地杆纵,横向搭设,离地200mm。
2.2排架验算2.2.1,验算1000间距立杆稳定性验算1.相关参数:扣件:直角,旋转扣件(抗滑)为8.0KN钢管:φ48 t=3.5mm A=4.89cm2.按不组合风荷载时:N/φA≤f f =205N/mm2其中N:模板支架立杆轴向力设计值;N=1.2∑NGK +1.4∑NqK次梁高按650考虑,其中∑NGK——模板及支架自重,新浇砼自重,钢筋自重轴向力的总和∑NGK =1.4+24×1*0.24+1.5=8.66kN∑NqK——施工荷载及振捣荷载轴向力总和∑NqK =1.0+2.0=3.0kN则N=1.2∑NGK +1.4∑NGK =1.2×8.66+1.4×3×2=18.9 kNl0——计算长度(m),由公式l0 =h+2a 确定; l0= 2.4φ——轴心受压构件稳定系数,应根据长细比入值表求得λ=l/i=2.4÷(1.58×10-2)= 152 i =0.35*Dd/2查表得φ=0.305N/φ*A=18.9/0.305×489=126.7 N/mm2 < f =205N/mm2所以1000×1000钢管支撑符合要求,满足稳定性要求。
第三节排架计算.
第十三章
单层工业 厂房
1 由此可见：柱顶集中力F 是按每根柱的抗剪刚度 的 ui 大小成比例分配给各柱的。
4. 等高排架在任意荷载作用下内力计算
为利用剪力分配系数，对任意荷载必须把计算过程分为两个步骤：
① 首先在直接受荷柱顶端附加一横向不动铰支座，以阻止 其水平侧移，求出支座反力R；
② 然后撤消附加不动铰支座，即将R 反向作用于排架柱顶， 以恢复实际情况。 将上述两个步骤中的内力迭加，即为排架的实际内力。 5. 求单根柱在任意荷载下的 R
变形协调方程：
i 1
n
F V i
1 1
n
n
1 u ui
u1 u2 ui un u
1 ui 1 F Vi F 1 1 ui ui ui
F u n 1 1 u i
令i为 剪力分配系数
1 ui i 1 ui
Vi i F
排架计算
第十三章
单层工业 厂房
（二）、排架内力组合 1. 控制截面 -- 排架计算主要是算出控制截面内力。控制截 面是指能对柱内配筋起控制作用的截面。 应该选择那些截面为控制截面 ？ 常以上柱柱底截面Ⅰ-Ⅰ作为上柱控制截面， 取Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ截面为下柱控制截面。 ∴工程设计中都取上柱根部，下柱顶部和下 柱根部这三个截面作为设计控制截面，即以 这三个截面的各种最不利内力组合来确定上、
一、排架计算简图 计算单元和计算简图
上柱高Hu = 柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁在支撑处梁高
柱总高H = 柱顶标高＋基础底标高绝对值－初估的基础高度
排架计算
第十三章
单层工业 厂房
计算单元即一个排架的负荷范围； 计算简图中柱的计算轴线应取上、下柱截面的形心线。 计算简图作了几点假定： 1. 横梁（屋架或屋面梁）铰接在柱上－－不传递弯矩。 柱下端固接于基础顶面－－不考虑外载作用下基础变形。 2. 横梁为没有轴向变形的刚杆→即 EA （刚度无穷大）
排架计算和例题讲解
Dmax, k
5
6
P2max, k
7
D P y 两台吊车不相同时 mk ax,
mk ax i ,
P1min P1min P2min P2min
Dmax
Dm in
Dmin, k
D P y 两台吊车不相同时 mkin,
mkin i ,
---多台吊车的竖向荷载和水平荷载的折减系数
Dmax
Dm in
12.2.2排架荷载计算 分为恒载、活载两大类
F6 F1
F2
F4
F3
（一）恒载
（1）屋盖恒载 F1
➢包括屋架、屋面板、 屋盖支撑、悬挂在屋架 上的管道的重力荷载
➢这些荷载通过屋架各 弦杆的交汇点以集中力 的形式传递到排架柱顶
➢按照标准的设计约定，集中力的作用点位置在纵 向定位轴线的内150mm处
当荷载p作用在A点时，RB=0 当荷载p作用在B点时，RB=1.0p 当荷载p作用在任意一点时，RB=y*p
单跨厂房，吊车台数2台
当2台吊车紧挨，并将其中最大的轮压力作用 于反力影响线最大处，会在该侧排架柱上产生 最大的竖向压力
Pmax,k Pmax,k
Pmax,k Pmax,k
Dmax, k
P max, k
P P max, k
max, k
Dmax, k
5
6
P max, k
7
D mk a x,P mk ax,yi
Pmin
Pmin
Pmin Pmin
Dmax
Dmin, k
Dm in
Dmikn , Pmikn, yi DmakxP P ,m maikknx,,
P1max, k
P P 1max, k 2m；
2.2排架结构分析
吊车竖向荷载是作用在厂房横向排架柱上的 吊车梁最大支座反力 Dmax 和 Dmin 。 Pmax和 Pmin分别由 Dmax Dmin 所产生，与厂 房内的吊车台数和吊车作用位置有关。厂房 中同一跨内可能有多台吊车，根据厂房纵向 柱距大小和横向跨数以及各吊车同时聚集在 同一柱距范围内的可能性。
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22
5
横向排架
Hu 计算单元 Ec I u Ec I u Hu
上柱顶标高
4
3
牛腿顶部
H
EcIl EcIl
H
0.0
2
基顶
1 A A B B
基底标高
A
轨顶标高
基础高度
轨道高度 吊车梁高度
A
纵向排架
23
三、结构简图
基本假定
柱子下端固接于基础顶面，上端铰接于屋面梁（屋 架）； 屋面梁（屋架）为没有轴向变形的刚杆。
C
D X2=1 E H G
A 7
B
F
7
10
M2 图
1 7 7 3640 1 p 20 7 2 3 60 7 2 3 EI EI 2 2
1 1 2 1470 2 p 7 60 EI 2 2 EI 2
Dmax, k 、Dmin, k
小车开到极限位置时轮子受到的压力（轮 压），由根据平衡条件得：
n Pmax,k Pmin,k G Q g 2 Pmax,k Pmin,k G Q g
49
《荷载规范》规定：对于一层吊车厂房： 水平荷载最多考虑2台；多跨时，竖向荷载 最多考虑4台。
(一)排架的计算简图
(一)排架的计算简图1．计算单元的确定显示更多隐藏2．排架结构的基本假定显示更多隐藏3．排架结构的计算简图(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(1)排架柱的高度由固定端算至柱顶铰结点处。
排架柱的轴线为柱的几何中心线。
当柱为变截面柱时，排架柱的轴线为一折线。
上柱高H u，下柱高H l，全柱高H，上柱截面惯性矩为I u，下柱截面惯性矩为I l，如上图(b)所示。
(2)排架的跨度以厂房的轴线为准。
横梁用一条线来代表(EA=∞)，计算简图如上图(c)。
由上图(b)改用上图(c)，需在柱的变截面处增加一个力偶M，M 等于上柱传下的竖向力乘以上下柱几何中心线的间距e 。
显示更多隐藏(二)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G l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)。
G l对上柱截面中心往往有偏心距e l，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G l对柱顶截面中心有一个外力矩G l e l，对变截面处下柱截面中心有一个附加力矩G l e2，如上图(b)所示。
显示更多隐藏(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)吊车梁和轨道联结作用下的计算简图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。
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。
§12.3 单层工业厂房排架计算
三、排架内力计算1.等高排架内力计算等高排架的内力，一般可采用剪力分配法，分别按下列公式计算：（1）柱顶集中荷载作用下各柱柱顶剪力可按下式计算： Vi =iF F ηδδ=∑=n 1i ii 11式中 δi ———第i 根柱在柱顶单位力作用下的侧移，可按下面公式计算；1/δi ———第i 根柱抗剪刚度；ηi ———第i 根柱的剪力分配系数，它表示第i 根柱的抗剪刚度与所有柱抗剪刚度之和的比值。
δi= H23/C0 EI2式中 H2———全柱柱高；I2———下柱截面惯性矩；E ———柱混凝土弹性模量；C0———系数，可按下式计算或按附表E.1查得。
C 0=)1-1(133nλ+ 式中 λ———上柱柱高（ H 1）与全柱柱高（ H 2）之比，即λ= H 1/H2；n ———上、下柱截面惯性矩之比，即n =I 1/ I 2（2）任意荷载作用下下面以均布风荷载作用下的单跨排架为例，说明任意荷载作用下的等高排架内力计算方法。
其他各种荷载作用下的等高排架，可采用同样的方法分析内力。
如图所示，内力计算过程可分为三步：水平风荷载作用下排架柱内力分析①先将作用有荷载的排架柱柱顶分别加不动铰，并分别求出其支座反力RA 及RB （可利用附表E.1中的公式及附图计算）；②将求出的支座反力RA 与RB 的合力R 反向作用于排架柱顶，按柱顶集中荷载作用下等高排架柱的内力计算方法求VA 2及VB2；③将上述两步计算结果叠加，即可求出排架各柱柱顶的实际剪力，VA = V A1+ V A 2 ；VB =VB1+ VB2 ；即Vi = Vi 1+ Vi2。
【例12.3】如图12.25a所示单跨排架，在风荷载作用下，已知Fw=2.5 kN，q1 =2.16 kN/m，q2=1.35 kN/ m，A柱与B柱截面尺寸相同，且I1 =2.13 ×109 mm 4 ，I2 =11.67×109 mm 4 ，计算排架各柱内力。
排架的内力计算
②吊车横向最大水平荷载Tmax作用下的计 算简图
吊车横向水平荷载也是移动荷载，也要 用影响线才能求出吊车对排架柱产生的 最大水平荷载Tmax 。吊车的位置与计算 吊车竖向荷载Dmax 时相同，所用公式类 似 ， 即 ： Tmax=Σ Ti yi 吊车横向水平荷载作用下的计算简 图如上图所示。
(3)吊车纵向水平Байду номын сангаас载
(1)吊车竖向荷载 ①最大轮压Pmax和最小轮压Pmin
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)。
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
0.8
0.85
③吊车对排架柱产生的最大竖向荷载Dmax 和最小竖向荷载Dmin
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
第四节 排架的内力计算 一、排架的计算简图 1、计算单元的确定
计算单元
计算时，可通过任意两相邻排架的中线， 截取一部分厂房作为计算单元
第二章 单层工业厂房排架计算2
（2） 雪荷载 雪荷载是积雪重量，为积雪深度和 平均积雪密度的乘积。屋面雪荷载标准 值Sk计算式为： Sk=μrS0
Sk—雪荷载标准值 μr—屋面积雪分布系数, μr=1 S0—基本雪压（KN/m2) 基本雪压一般是根据年最大雪压进行统计 分析确定的。在我国，基本雪压是以一般空旷 平坦地面上统计50年一遇重现期的最大积雪自 重给出的。
图2 .6 简支吊车梁的支座反力影响线
由于多台吊车共同作用时，各台吊 车荷载不能同时达到最大值，因此应将 各吊车荷载的最大值进行折减。 当两台吊车完全相同时，其标准值
Dmax,k、Dmin,k按下列公式计算： Dmax,k=β∑yiPmax,k Dmin,k=β∑yiPmin,k=Dmax,kPmin,k/Pmax,k
（3） 吊车纵向水平荷载T0 吊车纵向水平荷载T0是指吊车沿厂房纵向 运行中突然刹车时，由吊车自重和吊重物的惯 性力在厂房纵向排架柱上所产生的水平制动力， 它是通过每侧的制动轮传至两侧吊车轨道，然 后再由吊车梁传给纵向柱列或柱间支撑，如图 2 .8所示。 每台吊车纵向水平制动力的标准值为：
（3） 积灰荷载 对生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑物 应考虑积灰荷载，可由《荷载规范》查得。 排架计算时，屋面均布活荷载不与雪荷载同时组 合，仅取两者中的较大值。屋面灰积荷载应与雪 荷载和屋面均布活荷载两者中的大值同时组合。 屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载都属于 可变荷载，都按屋面水平投影面积计，其荷载分 项系数都取γQ=1.4。
图2 .1 排架计算单元及计算简图
为简化计算，根据构造特点，对确定 排架的计算简图时，有以下计算假定: （1） 屋架或屋面大梁与柱顶连接处， 仅用预埋钢板焊牢，它抵抗转动的能力很 小，计算中只考虑传递垂直力和水平剪力， 按铰接结点考虑。 （2） 排架柱与基础的连接做法是： 预制柱插入基础杯口一定深度，柱和基础 间用高强度等级细石混凝土浇筑密实。因 此排架柱与基础连接处按固定端位于基础 顶面。
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扬州市联合广场高层排架计算一、工程概况联合广场工程位于邗江路东侧、文汇西路北侧。
建设单位为扬州市邗江安厦房地产开发有限公司，设计单位扬州市建筑设计研究院，质量监督单位扬州市邗江区质量监督站。
本工程集办公及配套用房为一体化的综合楼，其中地下室一层，建筑面积5388m2；地上为16层，地上建筑面积35880.6m2，总建筑面积41268.6m2。
本工程为了增加观赏效果在A、B区之间设观光层，标高为8.8米、6.8米，钢管支撑易发生倾斜，影响到结构，屋面部分大会议室标高6.8米梁高为1500。
搭设排架高度较高，稍有不甚，将可能发生安全事故，现对高排架进行设计计算，在确保安全的前提下，以最简便的施工方法完成施工，因为本工程有高于8米的高排架,故按照高排架要求搭设和计算。
二,排架设计2.1设计概况内排架采用"满堂红" 体系:排架间距1000×1000,步距1000,框架梁部位排架间距600×600,主梁底均居中增加一排承重立杆间距600×600,步距1500mm第一步步距均为1500mm, 内排架在柱筋绑扎前进行搭设,扫地杆纵,横向搭设,离地200mm。
2.2排架验算2.2.1,验算1000间距立杆稳定性验算1.相关参数:扣件:直角,旋转扣件(抗滑)为8.0KN钢管:φ48 t=3.5mm A=4.89cm2.按不组合风荷载时:N/φA≤f f =205N/mm2其中N:模板支架立杆轴向力设计值;N=1.2∑NGK +1.4∑NqK次梁高按650考虑,其中∑NGK——模板及支架自重,新浇砼自重,钢筋自重轴向力的总和∑NGK =1.4+24×1*0.24+1.5=8.66kN∑NqK——施工荷载及振捣荷载轴向力总和∑NqK =1.0+2.0=3.0kN则N=1.2∑NGK +1.4∑NGK =1.2×8.66+1.4×3×2=18.9 kNl0——计算长度(m),由公式l0 =h+2a 确定; l0= 2.4φ——轴心受压构件稳定系数,应根据长细比入值表求得λ=l/i=2.4÷(1.58×10-2)= 152 i =0.35*Dd/2查表得φ=0.305N/φ*A=18.9/0.305×489=126.7 N/mm2 < f =205N/mm2所以1000×1000钢管支撑符合要求,满足稳定性要求。
考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算l0 = k1k2(h+2a) (3)k1 ——按照表取值为1.167;k2 ——按照表取值为1.010;λ=l/i=3.12÷(1.58×10-2)=179查表得φ=0.223N/φ*A=18.9/0.223×489=173.3 N/mm2满足稳定性要求。
2.2.2,验算600间距立杆稳定性验算1.相关参数:扣件:直角,旋转扣件(抗滑)为8.0KN钢管:φ48 t=3.5mm A=4.89cm2.按不组合风荷载时:N/φA≤f f =205N/mm2其中N:模板支架立杆轴向力设计值;N=1.2∑N GK +1.4∑N qK按最高梁1500考虑,其中∑N GK—模板及支架自重,新浇砼自重,钢筋自重轴向力的总和∑N GK =25×0.6×1.5×0.45+1.5+1.4=13.025kN∑N qK——施工荷载及振捣荷载轴向力总和∑N qK =1.0+2.0=3.0kN则N=1.2∑N GK+1.4∑N qK =1.2×13.025+1.4×3=19.83kNφ——轴心受压构件稳定系数,应根据长细比入值表求得λ=l/i=2.4/(1.58×10-2)=151.9查表得φ=0.305N/φ*A=19.83/0.305×489=133N/mm2所以600*600钢管支撑符合要求,满足稳定性要求。
考虑到高支撑架的安全因素,适宜由公式(3)计算L0 = k1k2(h+2a) (3)k1 ——按照表取值为1.167;k2 ——按照表取值为1.010;λ=l/i=2.82÷(1.58×10-2)=197.5查表得φ=0.223N/φ*A=19.83/0.213×489=190.4N/mm2满足稳定性要求。
为确保稳定性，在梁横担处使用双扣件，在梁底加设站管，以确保万无一失。
剪刀撑:每道剪刀撑不小于4跨,且不应小于6米,斜杆与地面的倾角在450-600之间,剪刀撑斜杆的接长采用搭接,搭接长度不小于1米,应采用不少于2个旋转扣件固定,端部扣件盖板的边缘至杆端距离不小于100mm,剪刀撑斜杆旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆伸出端或立杆上,旋转扣件中心线至主节点距离不大于150mm。
三,技术要求3.1材料要求1)钢管:内外表面锈蚀的深度之和不大于0.5mm,表面应平直光滑,不应有裂纹,分层,压痕,划道和硬弯;立柱钢管的弯曲3~4m长时,不大于12mm, 4~6.5m时不大于20mm;各种杆件在其端部1.5m长度内弯曲偏差不大于5mm,钢管端面切斜的偏差需在1.7mm范围之内,钢管表面需刷防锈漆防锈。
2)扣件:铸铁不得有裂纹,气孔,不宜有疏松,砂眼或其他影响使用性能的铸造缺陷.并应将外观质量的粘砂,浇冒口残余,披缝,毛刺,氧化皮等清理干净。
扣件与钢管的结合面必须严格整形,应保证与钢管扣紧时接触良好.当扣件夹紧钢管时,开口处的最小距离应不小于5mm。
扣件活动部位应能灵活转动,旋转扣件的两旋转面间隙小于1mm;扣件表面应进行防锈处理。
扣件螺栓不得滑丝。
3.2 搭设要求1)、整体性拉结杆件设置:沿支架四周外立面满设剪刀撑;中部可根据需要并依构架框格的大小,按照框架结构尺寸每跨设置两道,剪刀撑支撑在地垄墙和框架梁位置。
2)、用钢管排架搭设模板支撑架时,数值≥5kN 集中荷载的作用点应避开横梁中部1/3 架宽范围,或采用加设斜撑,双榀重叠交错布置等措施。
3)、垂直于梁轴线的标准构架布置时,两侧面装交叉支撑,梁底在横杆上架设顺木方以支撑梁底模板.为确保支撑架稳定,可在底部加设扫地杆,封口杆和在上部装上水平架.4)、梁下支撑采用平行于梁轴线的两排布置时,排间装以适合的交叉支撑或以横杆连接固定,同排间用大横杆连接固定.5)、垂直于梁轴线的交错布置(适合截面较大的梁)时,布置形式可以采用叠合或错开,按标准构架尺寸交错布置并全部装设交叉支撑,并视需要在纵向和横向设拉杆连接固定。
6)、板底模板支撑(按满堂排架构造)将按纵排和横排均匀分开。
7)、在任何情况下,高支撑架的顶部和底部(扫地杆的设置层)必须设水平加强层,水平加强层沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑,且须与立杆连接,设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3。
3.3 基础要求基础部位使用模板块做软性垫层。
四,质量要求4.1 排架的搭设与使用1)严格按照设计尺寸搭设,立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。
2)排架搭设前由施工技术员按搭设方案的要求,拟定书面操作要求,向班组进行安全技术交底,班组必须严格按操作要求和安全技术交底施工.搭设过程中由施工技术员与安全员共同实行现场监控,每升高一次作业层或浇筑砼之前必须经过检查验收,方可浇筑砼或施加施工荷载.架子未经检查,验收,除架子工外,严禁其他人员攀登。
3)验收合格的架子任何人不得擅自拆改,不得任意解掉架子与柱连接的拉杆和扣件,需局部拆改时,要经架子计算负责人同意,由架子工操作。
4)排架使用时的施工荷载按不大于3kN/m2 考虑,因此架子上不准堆放成批材料,不得超载,不得将模板,泵送混凝土输送管等支撑固定在脚手架上,严禁任意悬挂起重设备,零星材料可适当堆放。
5) 作业所用材料要堆放平稳,高处作业地面环境要整洁,不能杂乱无章,乱摆乱放,所用工具要全部清点回收,防止遗留在作业现场坠落伤人。
6) 排架的材料使用,构造形式,尺寸要求,组架形式及与结构物连接点均必须符合施工图要求,钢管的尺寸,表面质量和外形应分别符合《建筑施工扣件式钢管排架安全技术规范》(JGJ130-2001;J84-2001)的规定。
4.2 排架的拆除1)拆除前,班组要学习安全技术操作规程,班组必须对拆架人员进行安全交底,交底要有记录,交底内容要有针对性,拆架子的注意事项必须讲清楚。
2)架子拆除程序由上而下剪刀撑,拉杆不准一次性全部拆除,要求杆拆到哪一层,剪刀撑,拉杆拆到哪一层。
3)拆杆和放杆时必须由2--3 人协同操作,拆大横杆时,应由站在中间的人将杆顺下传递,下方人员接到杆拿稳拿牢后,上方人员才准松手,严禁往下乱扔脚手料具。
4)拆架人员必须系安全带,拆除过程中,应指派一个责任心强,技术水平高的工人担任指挥,负责拆除工作的全部安全作业。
5)拆架时有管线阻碍不得任意割移,同时要注意扣件崩扣,避免踩在滑动的杆件上操作。
拆架时螺丝扣必须从钢管上拆除,不准螺丝扣在被拆下的钢管上。
6)拆架人员应配备工具套,手上拿钢管时,不准同时拿板手,工具用后必须放在工具套内。
7) 拆架休息时不准坐在架子上或不安全的地方,严禁在拆架时嘻戏打闹。
拆架人员要穿戴好个人劳保用品,不准穿胶底易滑鞋上架作业,衣服要轻便。
拆除中途不得换人,如更换人员必须重新进行安全技术交底。
8) 拆下来的脚手杆要随拆,随清,随运,分类,分堆,分规格码放整齐,要有防水措施,以防雨后生锈。
扣件要分型号装箱保管。
9) 拆下来的钢管要定期重新外刷一道防锈漆,刷一道调合漆。
弯管要调直,扣件要上油润滑。
10) 严禁在夜间进行架子搭拆工作,未尽事宜工长在安全技术交底中做详细的交底,施工中存在问题的地方应及时与技术部门联系,以便及时纠正。
五,安全措施1)操作时必须有工长带领,指导,由低到高,逐步增加,不得任意单独上架子操作,要经常进行安全技术教育。
2)明确使用个人防护用品和采取安全防护措施。
进入施工现场必须戴好安全帽,在无可靠防护2m 以上处作业必须系好安全带,使用工具要放在工具套内。
3)操作工必须经过培训教育,考试,体检合格,持证上岗,任何人不得安排未经培训的无证人员上岗作业。
4)接受任务后,必须根据任务特点和交底要求进行认真讨论,确定支搭方法,明确分工。
在开始操作前,组长和安全员应对施工环境及所需防护用具做一次检查,消除隐患后方可开始操作。
5)在高处(距地高度2m 以上)作业时,必须佩带安全带。
所用的杆子应栓2m 长的杆子绳。
安全带必须与已绑好的立,横杆挂牢,不得挂在铅丝扣或其他不牢固的地方,不得"走过档"(即在一根顺水杆上不扶任何支点行走),也不得跳跃架子。
在架子上操作应精力集中,禁止打闹和玩笑,休息时应下架子。