排架的荷载
排架的荷载计算与内力分析
。响影载荷平水向横虑考不且�车吊台一虑考只�时算验劳疲、2
�车吊台两虑考�算计力静、1
�算 计况情种两按矩扭的生产轮车吊个每�矩扭生产而因。的心偏 是都心中曲弯的面截梁车吊对T载荷平水和xamD载荷向竖车吊
载荷心偏是载荷车吊)四(
。响影的数系力动虑考要中算计在 �载荷力动种一是且而�载荷的用作复重的动移是仅不载荷车吊
2-2题例
移位平 水顶柱�时顶柱臂悬阶单在用作力平水位单当�知学力构结由
法配分力剪---法方算计力内的架排高等
。算计法力用采可�架排高等不的等相不移位平水顶柱 。连相通贯梁横斜倾有顶柱但同不高标顶柱及以�的同相 高标顶柱有架排高等。架排高等为�架排的等相移位平水顶柱 架排高等 架 排高 等算 计 法 配 分 力 剪 用
合 组 载 荷 .2
� 合组 种五 面 下 行 进 先 般 一 合组力内、3
项事意注
�筋配称对用采�筋配面截柱、二
。虑 考级一降级等全安。数系力动的5.1以乘并�值准标用采重自柱 。虑考%07的度强计设按�度强土凝混 。算验度宽缝裂和力载承行进应段阶装吊 。处 阶变 在 设 般 一 � 点 吊
时用作载荷意任�二�
时用作载荷意任�二�
�解 。力 内 架 排 的 算 计 法 配分力剪按下用作合联m.Nk9.53=nimM和m.Nk301=xamM在�求 。同相寸尺 和状形柱B与柱A�示所图如图简算计架排的间车工金某�知已 �3-2题例
�3-2题例
得表附中录附查。座支铰动不平水加虚别分顶柱的柱B和柱A在
图意 示 载 荷 架 排
�算计式下按值准标载荷雪的上图影投平水顶屋 。载荷雪为称�压雪的用算计上面顶物筑构或物筑建在用作 载荷雪、 2
。用采况情际实核应时 大较载荷工施当�面屋人上不。用采的中》范规载荷《按
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。
任意荷载作用下等高排架的内力计算步骤
一、概述等高排架是建筑工地上常见的一种脚手架结构，用于支撑和搭设施工人员或物料。
在实际施工过程中，等高排架需要承受各种不同的荷载，如风荷载、活载、静荷载等。
了解等高排架在不同荷载作用下的内力计算步骤，对于保证排架的稳定性和安全性具有重要意义。
二、静态荷载作用下的内力计算步骤1. 建立等高排架的结构模型在进行内力计算之前，首先需要对等高排架进行结构分析，建立荷载作用下的结构模型。
可以根据实际情况采用不同的计算方法，如梁柱模型、有限元模型等。
2. 荷载分析对于静态荷载作用下的等高排架，需要进行荷载分析，包括分析荷载的大小、方向和作用点位置等。
根据具体情况，可以考虑风荷载、自重荷载、施工荷载等。
3. 内力计算通过建立结构模型和荷载分析，可以进行等高排架内力的计算。
根据静力学的原理，可以计算出等高排架在不同部位受力的情况，包括受力大小、受力方向等。
4. 结果分析对于内力计算的结果，需要进行全面的分析和评估。
根据计算结果，可以判断等高排架的承载能力和稳定性，为后续的施工和使用提供参考依据。
三、动态荷载作用下的内力计算步骤1. 建立动态荷载模型对于等高排架在动态荷载作用下的内力计算，需要首先建立相应的动态荷载模型。
根据实际情况，可以考虑施工机械的振动、人员活动带来的荷载等。
2. 振动分析对于动态荷载作用下的等高排架，需要进行振动分析，包括振动的频率、振幅、方向等。
通过振动分析，可以评估等高排架在动态荷载下的受力情况。
3. 内力计算在建立动态荷载模型和振动分析的基础上，进行等高排架内力的计算。
根据动力学的原理，可以计算出等高排架在动态荷载下的受力情况，包括受力大小、受力方向等。
4. 结果评估对于动态荷载作用下的内力计算结果，需要进行全面的评估。
根据计算结果，可以判断等高排架在动态荷载下的承载能力和稳定性，为施工安全提供参考依据。
四、结论通过上述静态荷载和动态荷载作用下的内力计算步骤，可以全面、客观地评估等高排架的受力情况。
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
脚手架荷载等计算示例
6计算参数:钢管强度为205.0 N/mm2，钢管强度折减系数取1.00。
双排脚手架，搭设高度40米，6米以下采用双管立杆，6米以上采用单管立杆。
立杆的纵距1.30米，立杆的横距1.10米，内排架距离结构0.50米，立杆的步距1.80米。
钢管类型φ48×3.0，连墙件采用2步3跨，竖向间距3.6米，水平间距3.9米。
施工活荷载为3.0kN/m2，同时考虑2层施工。
脚手板采用竹笆片，荷载为0.10kN/m2，按照铺设4层计算。
栏杆采用竹笆片，荷载为0.17kN/m，安全网荷载取0.0100kN/m2。
脚手板下大横杆在小横杆上面，且主结点间增加2根大横杆。
基本风压0.30kN/m2，高度变化系数1.0000，体型系数0.6000。
地基承载力标准值170kN/m2，底面扩展面积0.250m2，地基承载力调整系数0.40。
钢管惯性矩计算采用 I=π(D4-d4)/64，抵抗距计算采用 W=π(D4-d4)/32D。
6.1 大横杆的计算大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。
6.1.1 均布荷载值计算大横杆的自重标准值 P1=0.038kN/m脚手板的荷载标准值 P2=0.100×1.100/2=0.055kN/m活荷载标准值 Q=3.000×1.100/2=1.650kN/m静荷载的计算值 q1=1.2×0.038+1.2×0.055=0.112kN/m活荷载的计算值 q2=1.4×1.650=2.310kN/m大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度)大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩)6.1.2 抗弯强度计算最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩跨中最大弯矩计算公式如下:跨中最大弯矩为M1=(0.08×0.112+0.10×2.310)×1.3002=0.406kN.m支座最大弯矩计算公式如下:支座最大弯矩为M2=-(0.10×0.112+0.117×2.310)×1.3002=-0.476kN.m我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算：σ=0.476×106/4491.0=105.922N/mm2→→ 大横杆的计算强度小于205.0N/mm2,满足要求!6.1.3 挠度计算最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度计算公式如下:静荷载标准值 q1=0.038+0.055=0.093kN/m活荷载标准值 q2=1.650kN/m三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度V=(0.677×0.093+0.990×1.650)×1300.04/(100×2.06×105×107780.0) =2.183mm→→ 大横杆的最大挠度小于1300.0/150与10mm,满足要求!6.2 小横杆的计算小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。
荷载计算
荷载计算图2.2-3 荷载作用位置◆恒载：●屋盖恒载F1(包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑自重)；●上柱自重F2、牛腿自重F3、下柱自重F6；●吊车梁及轨道、连接件等自重F4；●围护墙体自重F5(包括柱牛腿上连系梁、围护墙、柱上的墙板)。
◆活载●屋面活载Q1；●吊车荷载吊车横向水平荷载Tmax吊车竖向荷载Dmax、Dmin；●风载q、Fw。
图2.2-4恒载F1作用的位置图2.2-5 恒载作用下排架结构的计算简图1.屋盖恒载F1包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑的自重，按屋面构造详图及各种构件标准图进行计算。
◆F1的作用位置●当采用屋架时，F1通过屋架上、下弦中心线的交点作用于柱顶，一般屋架上、下弦中心线的交点至柱外边缘的距离为150mm；●当采用屋面梁时，F1通过梁端支承垫板的中心线作用于柱顶。
◆屋盖恒载F1作用内力计算简图●将屋面横梁截断，在柱顶加以不动铰支座，简化为一次超静定悬臂梁进行内力计算；●在计算过程中，可将柱顶偏心屋面恒载移至相应上柱或下柱的截面中心线处，并附加偏心弯矩。
图2.2-6 F1内力计算简图2.恒载F2、F3、F4、F5计算方法同F1。
对竖向偏心荷载F2、F3、F4、F5换算成轴心荷载和偏心弯矩时，相应的换算偏心弯矩为：●M2=F2∙e2 式中e2为上、下柱轴线间的距离；作用于下柱柱顶截面中心；●M3=F3 ∙e3 式中e3为牛腿截面中心线至下柱中心线的距离；作用于牛腿梯形截面中心；●M4=F4 ∙e4 式中e4为吊车梁纵向至下柱截面中心线之间的距离；作用于吊车梁轨道中心；●M5=F5 ∙e5 式中 e5为连系梁中心线至柱中心线间的距离；作用于柱上牛腿连系梁截面中心。
图2.2-7 其它恒载内力计算简图3.屋面活荷载Q1包括屋面均布活荷载、雪荷载及积灰荷载，按屋面的水平投影面积计算。
（1）屋面均布活荷载：● 一般不上人的钢筋混凝土屋面：0.5kN/m2 ● 轻屋面、瓦材屋面：0.3kN/m2（2） 积灰荷载：由GB50009-2001查得（3）雪荷载：k r 0S S μ=● 屋面均布活荷载不与雪荷载同时组合，取大值参与组合。
知识资料钢筋混凝土结构(六)(新版)知识资料
第1 页/共14 页支承梁的内力可按弹性理论式考虑内力塑性重分布的调幅法计算。
4.无梁楼盖无梁楼盖的计算主意可按弹性理论、塑性理论计算。
其中,按弹性理论计算主意中有经验系数法(或称直接设计法)、等效框架法等。
经验系数法计算时,不考虑可变荷载的不利布置,按所有均布荷载作用,求得每个区格板在两个方向的总弯矩值,然后将该弯矩值乘以一个系数再分配给柱上板带和跨中板带的支座和跨中截面,再举行配筋。
当按塑性理论计算时,考虑可变荷载的不利布置,板的破坏情况有:一类是内跨在带形可变荷载作用下,浮上平行于带形荷载方向的跨中塑性铰线和支座塑性铰线;另一类是在延续满布可变荷载作用下,每个区格内的跨中板带浮上正弯矩的塑性铰线,柱顶及柱上板带浮上负弯矩的塑性铰线。
在竖向荷载作用下,有柱帽的无梁楼板内跨因为存在着穹顶作用,故按塑性理论计算结果应予考虑折减。
除边跨及边支座外,其余部分截面的弯矩设计值可乘0.8的折减系数。
无梁楼盖的配筋。
板的配筋分成柱上板带、跨中板带,当跨中或支座的同一区域两个方向具有同号弯矩时,应将较大弯矩方向的受力钢筋置于外层。
柱帽的配筋应按柱帽边缘处平板的抗冲切承载力计算箍筋量。
无梁楼盖的周边应设置边梁,其截面高度不小于板厚的2. 5倍,且边梁需配抗扭的构造钢筋。
5.单层厂房的组成和布置单层厂房的结构组成包括屋盖结构、柱子、吊车梁、支撑、基础,以及围护结构。
屋盖结构分无檩和有檩两种体系。
无檩体系由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋盖支撑)所组成;有檩体系由小型屋面板、檩条、屋架(包括屋盖支撑).所组成。
屋盖结构偶尔还设有天窗架、托架,屋盖结构起围护和承重双重作用。
支撑包括屋架支撑、天窗架支撑和柱间支撑等,其作用是:保证厂房结构的纵向及横向水平刚度,并将平面结构联结成整体空间结构,加强厂房的稳定性和空间刚度;传递某些局部水平荷截(如纵向风荷载、吊车纵向制动力等)到主要承重结构构件;在施工和使用阶段,保证结构构件的稳定性。
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）
脚手架荷载标准值
㈤脚手架荷载标准值作用脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：⑴每米立杆承受的结构自重标准值（KN/m）；本例为0.1278NG1=0.128×22.00=2.812KN；⑵脚手板的自重标准值（KN/m2）；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.30NG2=0.300×4×1.600×﹙1.050＋0.3﹚／2＝1.296KN；⑶栏杆与挡脚手板自重标准值（KN/m）；本例采用栏杆竹笆片，标准值为0.15NG3=0.150×4×1.600／2=0.480KN；⑷吊挂的安全设施荷载，包括安全网KN/m2）；0.005NG4=0.005×1.600×22.000=0.176KN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1＋NG2＋NG3＋NG4=4.764KN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值NQ=3.000×1.050×1.600×2/2=5.040KN;风荷载标准值应安照以下公式计算W =0.7U·U·W0其中Wo—基本风压（KN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：W O=0.600KN/m2;Uz—风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：Uz=0.840Us—风荷载体型系数：Us=1.200;经计算得到，风荷载标准值WK=0.7×0.600×0.840×1.200=0.423（KN/m2）;不考虑风荷载时，立杆的轴向压力计值计算公式N=1.2NG＋0.85×1.4NQ=1.2×4.764＋0.85×1.4×5.040=11.714KN;风荷载设计值产生的立杆段弯钜MW计算公式为：Mw=0.85×1.4WKLah2/10=0.850×1.4×0.423×1.600×1.8002/10=0.261KN.m;㈥立杆的稳定性计算不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为σ= ≦[ƒ]立杆的轴心压力设计值：N=12.772KN;计算立杆的截面回转半径：i=1.58㎝；计算长度附加系数：K=1.155;计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.得：U=1.500计算长度，由公式1o=kuh 确定：1o=3.119m;Lo/i=197.000;轴心受压立杆的稳定系数φ，由长细比1o/i的结果查表得到：φ=0.186；立杆净截面面积：A=4.89㎝2；立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5.08㎝3;钢管立杆抗压强度设计值：[ƒ]=205.000N/㎜2;σ=12772.000、﹙0.186×489.000﹚=140.426 N/㎜2;立杆稳定性计算σ=140.426小于[ƒ]=205.000 ] N/㎜2满足要求！考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式σ= ≦[ƒ]立杆的轴心压力设计值：N=11.714KN;计算立杆的截面回转半径：i=1.58㎝;计算长度附加系数：K=1.155;计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3：U=1.500计算长度，由公式1o=kuh确定：1o=3.119m;Lo/i=197.000;轴心受压立杆的稳定系数Φ，由长细比Lo/i的结果查表得到：φ=0.186立杆净截面面积：A=4.89㎝2;立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5.08㎝3；钢管立杆抗压强度设计值：[ƒ]=205.000N/㎜2；σ=11713.920/﹙0.186×489.000﹚＋261169.091/5080.000=180.201 N/㎜2；立杆稳定性计算σ=180.201小于[ƒ]=205.000 N/㎜2满足要求！㈦最大搭设高度的计算不考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架柯搭设高度按照下式计算：H=构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(KN)计算公式为：NG2K=NG2+NG3+NG4=1.952KN; 活荷载标准值：NQ=5.040KN;每米立杆承受的结构自重标准值：GK=0.128KN/mHS= [0.186×4.890×10－4×205.000×103－﹙1.2×1.952＋1.4×5.040﹚]/ ﹙1.2×0.128﹚=60.297M;脚手架搭设高度HS等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：[H ]=[H ]=60.297/﹙1＋0.001×60.297﹚=56.868m;[H ]=56.868和50比较取较小值。
脚手架承重支撑荷载计算
齐鲁商会大厦工程现场场地狭小，在基坑东侧及基坑上部设置钢筋等材料周转承重脚手架，长约70米，宽约8米，高度2.4米，顶部搭设1.1米高防护栏杆，详见脚手架平面图、立面图。
一、荷载值计算
脚手架体上铺脚手板等自重荷载值0.4KN/㎡
脚手架上部承重取值2.0 KN/㎡
合计：2.4 KN/㎡
因该脚手架为承重式满堂脚手架，而满堂脚手架应按构架稳定要求放置适量的竖向和水平整体拉结杆件，确保构件不变形。
1、底部先铺设50厚的木垫板，立杆间距＠1000㎜，水平杆共设三道，底上中间偏上各一道，总高度为2.4米，每个控挡均有斜拉杆交错放置，保证构架的整体性能，说见附图。
2、剪力撑的斜杆与水平面宜在45左右。
一、模板支撑设计
1、排架搭设：排架立杆间距≤1米，扫地杆离地15㎝，第一排水平钢管高度1.8m，第二排水平钢管高度1.5m，排架搭设时，东西、南北方向的立杆要在一直线。
2、梁的加固：当高的高度或宽度大于700㎜时，梁旁两侧要加对拉螺杆，间距1m，并采用斜撑固定，当梁小于700㎜时，均要在梁旁打斜撑，所有大于400㎜宽的梁，梁பைடு நூலகம்都要增加顶撑，间距同立杆间距。所有板的接缝处都需贴双面胶带。
对于150厚板：
一、模板支撑设计
1、排架搭设：排架立杆间距≤1米，扫地杆离地15㎝，第一排水平钢管高度1.8m，第二排水平钢管高度1.5m，排架搭设时，东西、南北方向的立杆要在一直线。模板支架四边与中间每隔四排支架立杆应设置一道总想见到称，由底至顶连续设置。
2、梁的加固：当高的高度或宽度大于700㎜时，梁旁两侧要加对拉螺杆，间距1m，并采用斜撑固定，当梁小于700㎜时，均要在梁旁打斜撑，所有大于400㎜宽的梁，梁底都要增加顶撑，间距同立杆间距。所有板的接缝处都需贴双面胶带。梁计算同其他楼层。
排架结构
两铰（或三铰）拱屋架
主要构件的选型
桁架式屋架 ：当厂房跨度较大时，采用桁架式屋架较经济，它在 单层厂房中应用非常普遍。桁架式屋架的矢高和外形对屋架受力 均有较大影响，一般取高跨比为1/6~1/8较为合理，其外形有三角 形、拱形、梯形、折线形等几种。
无檩体系 —— 盖支撑组成，有时还包括有天窗架
和托架等构件
屋盖结构
单层厂房排架结构通常由下列构件组成：
屋面板、屋架、吊车梁、排架柱、抗风柱、基础、
有檩屋盖：小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑组 成。用于小型厂房。
无檩屋盖：大型屋面板、屋面梁或屋架、屋盖支撑 组成。用于大、中型厂房。
混凝土 0.13~0.18
表2.3 项目 百分比 （%） 屋盖 30~50
30~40
8~12
10~15
15~20
25~35
厂房各部分造价占土建总造价的百分比 柱、梁 10~20 基础 5~10 墙 10~18 地面 4~7 门窗 5~11 其他 3~5
2.6 单层厂房排架结构设计步骤
单层厂房柱网及定位轴线
一、柱网布置
单层厂房定位轴线是确定厂房主要承
重构件位置及其标志尺寸的基准线， 同时也是厂房施工放线和设备定位的 依据。其设计应执行《厂房建筑模数 协调标准》GBJ6-86的有关规定。定位 轴线的划分是在柱网布置的基础上进 行的。
柱网布置即为确定跨度 和柱距。 柱网布置既是确定柱 的位置，也是确定屋 面板、屋架和吊车梁 跨 度 等构件尺寸(跨度)的 依据，并涉及结构构 件的布置。
第二章 单层工业厂房排架计算2
（2） 吊车横向水平荷载T 吊车横向水平荷载是指载有重物的 小车在左右行驶中突然刹车时，由于吊 车Qbk和小车Qlk的惯性力而在厂房排架柱 上所产生的横向水平制动力。 横向制动力应等分作用在排架的两 侧柱子上，它的方向有左右两种可能性， 如图2 .7(b)所示。 吊车横向水平制动力本应按两侧柱 子的刚度大小分配，但为简化计算， 《荷载规范》允许近似地平均分配给两 侧排架柱，如图2 .8所示。
（5） 支承在柱牛腿上的围护结构等自重 支承在柱牛腿上的围护结构等自重标 准值用G5k表示，设计值用G5表示，它沿 承重梁中心线作用在柱牛腿顶面。 （6） 墙体荷载 当墙直接砌筑在基础梁上或大型墙板 直接搁置在基础上时，它们对排架柱无竖 向作用力，它们对排架的作用是传递墙面 上的水平风荷载给排架柱。
2121恒荷载?2上柱自重?上柱自重标准值用g2k表示设计值用g2?3吊车梁及轨道等零件自重标准值用g3k表示设计值用g3表示它沿吊车梁中心线作用于牛腿顶面一般吊车梁中心线到柱外边缘边柱或柱中心线中柱的距离为750mm?4?下柱自重标准值用g4k表示设计值用g4?5支承在柱牛腿上的围护结构等自重支承在柱牛腿上的围护结构等自重标准值用g5k表示设计值用g5表示它沿?6墙体荷载?当墙直接砌筑在基础梁上或大型墙板直接搁置在基础上时它们对排架柱无竖向作用力它们对排架的作用是传递墙面图2
（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。
单层厂房课程设计计算书24米18米
计算书一、结构方案设计1、厂房平面设计柱距为6m，横向定位轴线用①、②…表示，间距取为6m，纵向定位轴线用ⓐ、ⓑ、ⓒ表示，间距取跨度尺寸，即ⓐ~ⓑ轴线距离为18m，ⓑ~ⓒ轴线距离为24m。
为了布置抗风柱，端柱离开（向内）横向定位轴线600mm，其余排架柱的形心与横向定位轴线重合。
ⓐ~ⓑ、ⓑ~ⓒ跨的吊车起重量等于20t，ⓐ、ⓒ列柱初步采用封闭结合，纵向定位轴线与边柱外缘重合。
是否采用非封闭结合以及联系尺寸取多大，需根据吊车架外缘与上柱内缘的净空尺寸B₂确定。
B₂= λ-(B₁+B₃)应满足：B₂≥80mm Q≤50t对于20t吊车，B₁=260mm假设上柱截面高度400mm，则B₃=400mm对于ⓐ、ⓒ列柱，B₂=750-(260+400)=90mm>80mm,满足要求。
对于等高排架，中柱上柱截面形心与纵向定位轴线重合，吊车架外缘与上柱内缘净空尺寸能满足要求。
厂房长度66m，小于100m，可不设伸缩缝。
2、构件选型及布置(1)屋面构件①屋面板和嵌板屋面板的型号根据外加屋面均布面荷载（不含屋面自重）的设计值，查92G410(一)。
当屋架斜长不是屋面板宽1.5m的整数倍时，需要布置嵌板。
嵌板查92G410(二)荷载：两毡三油防水层 1.2 x 0.35 = 0.42KN/m²20mm 厚水泥砂浆找平层 1.2 x 0.02 x 20 = 0.48KN/m²屋面均布活载（不上人） 1.4 x 0.5 = 0.70KN/m²雪载 1.4 x 1.0 x 0.5 = 0.70KN/m²小计 1.60KN/m²采用预应力混凝土屋面板。
根据允许外加均布荷载设计值 1.60KN/m²，查图集，中部选用Y-WB-1Ⅱ，端部选用Y-WB-1ⅡS，其允许外加荷载1.99KN/m ²>1.60KN/m²，板自重1.40KN/m²。
排架的荷载计算与内力分析
雪荷载计算
雪荷载计算
山区的雪荷载应通过实际调查后确定。若无实测资料，可按当 山区的雪荷载应通过实际调查后确定。若无实测资料， 地邻近空旷平坦地面的雪荷载乘以系数1.2采用 采用。 地邻近空旷平坦地面的雪荷载乘以系数 采用。 雪荷载的组合值系数可取0.7;频遇值系数可取 ；准永久值系 频遇值系数可取0.6； 雪荷载的组合值系数可取 频遇值系数可取 数应按雪荷载分区Ⅰ 的不同，分别取0.5 0.2和 0.5、 数应按雪荷载分区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 的不同，分别取0.5、0.2和0; 雪荷载分区应按《荷载规范》中规定采用。 雪荷载分区应按《荷载规范》中规定采用。
等高排架的内力计算方法剪力分配法由结构力学知当单位水平力作用在单阶悬臂柱顶时柱顶水平位移二内力计算一柱顶作用水平集中力时一柱顶作用水平集中力时为柱的剪力分配系数即柱自身的抗剪刚度与所有柱抗剪刚度之和之比
§2-3 排架的荷载计算与内力分 析
一、荷载计算 作用在排架上的荷载分恒荷载和活荷载两类。 作用在排架上的荷载分恒荷载和活荷载两类。恒荷载即永久 荷载：一般包括屋盖自重；上柱自重F2 下柱自重F3 F2； F3； 荷载：一般包括屋盖自重；上柱自重F2；下柱自重F3；吊车 梁和轨道零件自重F4 F4， 梁和轨道零件自重F4，以及有时支承在牛腿上的围护结构等 重力F5 活荷载即可变荷裁，一船包括屋面活荷载F6 F5。 F6， 重力F5。活荷载即可变荷裁，一船包括屋面活荷载F6，吊车 荷载Tmax Dmin、Dmax。均布风载q1 q2以及作用在屋 Tmax， q1， 荷载Tmax，Dmin、Dmax。均布风载q1，q2以及作用在屋 盖支承处的集中风荷载等。 11示出了上述排架荷载 盖支承处的集中风荷载等。图2—11示出了上述排架荷载。 11示出了上述排架荷载。 集中荷载的作用点必须根据实际情况确定，当采用屋架时， 集中荷载的作用点必须根据实际情况确定，当采用屋架时， 屋盖荷载可以认为是通过屋架端节点处上弦与下弦中心线的 交点作用在柱上的；当采用屋面梁时， 交点作用在柱上的；当采用屋面梁时，可认为是通过梁端支 垫板的中心线作用在柱顶的。 承垫板的中心线作用在柱顶的。
排架计算时作用在不同位置处风荷载的计算原则
排架计算时作用在不同位置处风荷载的计算原则排架计算时作用在不同位置处风荷载的计算原则如下：
1. 竖向风荷载：竖向风荷载是指垂直于地面的风荷载，其作用在排架支撑构件上，通常采用强度设计法或极限状态设计法进行计算。
2. 横向风荷载：横向风荷载是指平行于地面的风荷载，其作用在排架主体结构上，通常采用最不利组合法进行计算。
3. 向上风荷载：向上风荷载是指从地面向上的风荷载，其作用在排架主体结构下部，通常采用横截面方法进行计算。
4. 向下风荷载：向下风荷载是指自由面以下的风荷载，其作用在排架主体结构上部，通常采用悬挂链条法进行计算。
5. 风荷载组合：在进行排架的设计时，需要考虑不同方向的风荷载同时作用的情况，通常采用最不利组合法进行计算，即将不同方向的风荷载调整到最不利的组合状态进行计算。
脚手架荷载标准值
㈤脚手架荷载标准值作用脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：⑴每米立杆承受的结构自重标准值（KN/m）；本例为0.1278NG1=0.128×22.00=2.812KN；⑵脚手板的自重标准值（KN/m2）；本例采用竹笆片脚手板，标准值为0.30NG2=0.300×4×1.600×﹙1.050＋0.3﹚／2＝1.296KN；⑶栏杆与挡脚手板自重标准值（KN/m）；本例采用栏杆竹笆片，标准值为0.15NG3=0.150×4×1.600／2=0.480KN；⑷吊挂的安全设施荷载，包括安全网KN/m2）；0.005NG4=0.005×1.600×22.000=0.176KN；经计算得到，静荷载标准值NG=NG1＋NG2＋NG3＋NG4=4.764KN;活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值NQ=3.000×1.050×1.600×2/2=5.040KN;风荷载标准值应安照以下公式计算W =0.7U·U·W0其中Wo—基本风压（KN/m2），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：W O=0.600KN/m2;Uz—风荷载高度变化系数，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：Uz=0.840Us—风荷载体型系数：Us=1.200;经计算得到，风荷载标准值WK=0.7×0.600×0.840×1.200=0.423（KN/m2）;不考虑风荷载时，立杆的轴向压力计值计算公式N=1.2NG＋0.85×1.4NQ=1.2×4.764＋0.85×1.4×5.040=11.714KN;风荷载设计值产生的立杆段弯钜MW计算公式为：Mw=0.85×1.4WKLah2/10=0.850×1.4×0.423×1.600×1.8002/10=0.261KN.m;㈥立杆的稳定性计算不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为σ= ≦[ƒ]立杆的轴心压力设计值：N=12.772KN;计算立杆的截面回转半径：i=1.58㎝；计算长度附加系数：K=1.155;计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.得：U=1.500计算长度，由公式1o=kuh 确定：1o=3.119m;Lo/i=197.000;轴心受压立杆的稳定系数φ，由长细比1o/i的结果查表得到：φ=0.186；立杆净截面面积：A=4.89㎝2；立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5.08㎝3;钢管立杆抗压强度设计值：[ƒ]=205.000N/㎜2;σ=12772.000、﹙0.186×489.000﹚=140.426 N/㎜2;立杆稳定性计算σ=140.426小于[ƒ]=205.000 ] N/㎜2满足要求！考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式σ= ≦[ƒ]立杆的轴心压力设计值：N=11.714KN;计算立杆的截面回转半径：i=1.58㎝;计算长度附加系数：K=1.155;计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3：U=1.500计算长度，由公式1o=kuh确定：1o=3.119m;Lo/i=197.000;轴心受压立杆的稳定系数Φ，由长细比Lo/i的结果查表得到：φ=0.186立杆净截面面积：A=4.89㎝2;立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5.08㎝3；钢管立杆抗压强度设计值：[ƒ]=205.000N/㎜2；σ=11713.920/﹙0.186×489.000﹚＋261169.091/5080.000=180.201 N/㎜2；立杆稳定性计算σ=180.201小于[ƒ]=205.000 N/㎜2满足要求！㈦最大搭设高度的计算不考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架柯搭设高度按照下式计算：H=构配件自重标准值产生的轴向力NG2K(KN)计算公式为：NG2K=NG2+NG3+NG4=1.952KN; 活荷载标准值：NQ=5.040KN;每米立杆承受的结构自重标准值：GK=0.128KN/mHS= [0.186×4.890×10－4×205.000×103－﹙1.2×1.952＋1.4×5.040﹚]/ ﹙1.2×0.128﹚=60.297M;脚手架搭设高度HS等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：[H ]=[H ]=60.297/﹙1＋0.001×60.297﹚=56.868m;[H ]=56.868和50比较取较小值。
脚手架承载力计算
脚手架承载力计算规范规定：当在双排脚手架上同时有2个及以上操作层作业时，在同一跨距内各操作层的施工均布荷载标准值总和不得超过5.0KN/㎡（只需要验证这个就好）一)基本荷载值钢脚手板：0.3KN/m2施工人员材料荷载：3.5KN/m2脚手杆自重：0.25KN/m2（二）纵横向水平杆计算MGK=0.55KN/M2*1.52/24=0.052KN.MMQK=3.5*1.52/8=0.66KN.MM=1.2MGK+1.4∑MQK=1.2*0.052+1.4*0.66=0.986KN.MW=5.13CM3σ=M/W=0.986*106/（5.13*103）=192.3N/MM2<f=205N/MM2满足规范要求。
(三)扣件抗滑移承载力计算R=（0.3+0.25+3.5）*2.7/2=5.47KN<RC=8KN满足规范要求。
（四）立杆计算1、立杆轴向力设计值：N=1.2（NG1K+NG2K）+1.4∑NQK+0.85=1.2（0.3+0.25）+1.4*3.5+0.85=6.41KN2、立杆计算长度l0=kuh=1.155*1.5*1.5=2.599mλ0=l0/i=2.6*100cm/1.7cm=1533、由风荷载设计值产生的立杆段弯距：MW=0.85*1.4WK*la*h2/10=0.85*1.4*0.6*1.5*1.2*1.2/10=0.1544、稳定性计算：N/φA+MW/W=6410/（0.298*452）+0.154*105/5.13*103=47.6+30=77.62N/mm2<f=205N/mm2满足规范要求。
（五）连墙件计算预埋φ14钢筋，fy=210 N/mm2，φ14圆钢抗拉能力：2πr2×fy=64.6KN>N2=14.42KN满足要求，但要保证预埋环有足够的锚固长度。
锚固筋可按层高设置每3.3米设置一道，水平方向每5米设置一道，如板内无上皮筋处应加设附加钢筋，防止板面裂缝。
- 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)。
变截面刚架为多次超静定结构，对于无侧移刚 架可采用弯矩分配法比较方便。对于有侧移刚架 可采用可采用单位弯矩法和单位位移法。
具体计算参考专门书籍。
第十三章 厂房结构设计原理
有侧移刚架计算步骤： 1、加水平链杆约束，变为无侧移刚架，用弯矩分配法计算； 2、施加一与链杆大小相等方向相反节点力，进行侧移校正，
活荷载： 屋面活荷载（人群荷载或雪荷载），吊车
竖向荷载，横向水平刹车力，风荷载；还可能 有地震荷载，温度应力和干缩应力。
设计时要考虑可能发生的组合情况，选择 对构件最不利的荷载组合。
第十三章 厂房结构设计原理
厂房排架实际为一空间构架，但在设计中一般可分成 纵、横两个方向的平面框架分别进行计算。
厂房排架中横向平面排架由于荷载大,刚度相对较小, 是厂房排架主要计算内容。
第十三章 厂房结构设计原理
铰接排架假设柱顶的屋架为一刚杆，当排架产生水平位移 时，则上、下游柱顶相同，这种排架采用剪力分配法计算内力 较为简便。
由结构力学可知，当单位水平力作用于单阶悬臂柱顶时，
柱顶水平位移 为：
H
3 2
3EJ2
1
3
1 n
1
H
3 2
EJ 2C0
按定义Hale Waihona Puke 得：第十三章 厂房结构设计原理
1、2 为柱的剪力分配系数。
第十三章 厂房结构设计原理
为了能利用上述的剪力分配系数，对于任意荷载作用时， 可将计算过程分为两个步骤：
1）先在排架柱顶附加一不动铰支座一阻止水平侧移，求 出其支座反力R（图b）；
2）然后撤除附加不动铰支座且加反向作用的R于排架柱 顶（图c），以恢复到实际情况。
第十三章 厂房结构设计原理
排架设计内容： 结构布置、荷载确定、内力计算、截面设计、施工
详图等。 结构布置在厂房布置中通盘考虑。
排架的荷载： 作用在排架上的荷
载作用包括恒载和活荷 载两大类。
恒载： 屋面自重，柱自重，吊
车梁自重；可能有楼面 板自重，填土压力，山 岩压力。
第十三章 厂房结构设计原理
第十三章 厂房结构设计原理
用单位弯矩法或单位位移法计算； 3、两者叠加，得解。
弯矩分配法解例
第十三章 厂房结构设计原理
弯矩成果图
第十三章 厂房结构设计原理
（三）混合排架
特点：屋顶结构铰接； 下部结构刚接。
计算方法： 采用混合法。即联合运用 结构力学中的力法、 位移法和弯矩分配法。
第十三章 厂房结构设计原理
第十三章 厂房结构设计原理
叠加上述两个步骤的内力，即为排架的实际内力。 各种荷载作用下的不动铰支座反力R可在相关力学书 籍中查得。
（上图中C5 即为吊车横向水平刹车力Tmax作用下的不动铰 支座反力。）
柱顶剪力求得后，排架即为静定结构，就不难求 出排架各杆的内力。
第十三章 厂房结构设计原理
（二）刚接排架： 水电站中此类刚架竖杆一般为一阶或二阶变截
厂房排架纵向平面排架由于柱多，刚度相对较大，荷 载相对较，往往可不必计算。
二、排架计算简图和计算 1、计算单元：
第十三章 厂房结构设计原理
2、计算简图：
第十三章 厂房结构设计原理
由于厂房大多采用大吨位吊车，根据规范建议， 排架计算中可不考虑整体空间作用。
3、排架计算 （一）铰接排架：
第十三章 厂房结构设计原理
其中：
H1 H2
;n
J1 J2
;C0
1
3
3 1
。 1
n
第十三章 厂房结构设计原理
根据虎克定律，要使柱顶产生单位水平位移，则需在柱 顶施加1/δ的水平力（图b）。当材料相同时，柱越粗，需施 加的力越大。可见1/δ反映了柱抵抗侧移的能力，称它为抗 剪刚度。
单跨排架为两根柱，每柱的抗剪刚度为1/δ1 、1/δ2， 在柱顶P力作用下，每柱柱顶分配的剪力可由平衡和变形条 件求得。