排架结构内力计算(完整)

5mm uk 10mm时, A1 ~ A5级吊车,<H k /1800 A6 ~ A6级吊车,<H k / 2200
水平位移限值
N0
Nu A(N0¬ £ 0)
B(Nb¬ £ Mb)
（2）－Mmax及相应的N、V ；
（3）Nmax及相应的±M、V ； （4） Nmin及相应的±M、V 。
C(0¬ £ M0) Mu
内力组合时应注意以下几点：
（1）任何一组最不利内力中都必须包括恒载引起的内力；
（2）以第一内力（绝对值）最大为组合条件；
假定与实际工程的差异
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
2.5.2 排架结构上的荷载计算
1、恒载：屋盖自重G1、上柱自重G2 、 吊车梁和轨道自重G4 、下柱自重G3 、
N
(kN)
317.9 53.63
0
0
0
0
0
0
V
(kN)
—
—
—
—
—
—
—
—
排架 A 柱Ⅱ—Ⅱ截面内力
荷载 恒载 屋面活 DMAX DMIN TMAX TMAX 类型 （1） 荷载 (3a) (3b) 左向右 右向左 （2） (4a) (4b) 左风 (5a) 42.7 右风 (5b) -48.4
M
(kNm)
1、纵向柱距不等的排架内力分析
计 算 单 元
2.5.7 排架计算中的几个问题
1、纵向柱距不等的排架内力分析
计 算 简 图
2.5.7 排架计算中的几个问题
1、纵向柱距不等的排架内力分析
Dmax Dmin
D1 D 3 D 2 max ; 2 Pmin Dmax ; Pmax T Pmax
计 算 荷 载 以 及 还 原
Tmax Dmax
2.5.7 排架计算中的几个问题
2、吊车梁反力差引起的纵向力矩My
M y ,max Rmax e
2.5.7 排架计算中的几个问题
2、吊车梁反力差引起的纵向力矩My
2.5.8 排架的横向水平位移计算
u k 5mm时,不作验算;
验算位置
（3）Dmax 作用在 A 柱上即不能作用在 B 柱；
（4）有 Tmax 必有D，有D不一定有 Tmax；
（5）吊车横向水平荷载(向左或向右)可视组合的需要；
（6）风荷载可左可右，任选一种，但不可同时考虑；
（7）组合 Nmin 时，对 N = 0 的风荷载也应考虑；
（8）注意 M 虽然不是最大值而比最大值略小，而它对应的 N
Tmax
Tmax
A
B
C
（4）多跨不等高厂房排架的整体空间作用分配系数
1 1 1 1 i i 1 i 1 i i 1 ' ' ' 1 i 1 i 1 1
hi i Hi 1
减小很多的情况。
排架 A 柱Ⅰ—Ⅰ截面内力
荷载 恒载 屋面活 DMAX DMIN TMAX TMAX 类型 （1） 荷载 (3a) (3b) 左向右 右向左 （2） (4a) (4b) 左风 (5a) 右风 (5b) -48.4
M
(kNm)
27.28
5.91
-51.7
-45.6
17.7
-17.7 42.71
柱牛腿上的围护结构重量G5 。
注：考虑施工顺序
2.5.2 排架结构上的荷载计算
1、恒载：屋盖自重G1、上柱自重G2 、 吊车梁和轨道自重G4 、下柱自重G3 、
柱牛腿上的围护结构重量G5 。
注：考虑施工顺序
2.5.2 排架结构上的荷载计算
竖向偏心力的换算
2、屋面活荷载：屋面均布活荷载、雪荷载和屋面积灰荷载。 作用位置同屋面自重。 考虑三者组合：屋面均布活荷载 + 屋面积灰荷载
——
50~100
240 40 600万次 80~150
<50
120 25 300万次 60~90
60 15
——
<60
（1）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 Q 2 ,k Qc ,k 2
1 Vi
i
i 1 i

n
1
F i F
u1= u V1
F Vi
i 1
n
n
1
i 1 i
u u
n
1
i 1 i
u i= u Vi
F
u n= u
Vn
A
B
C
2、柱顶作用水平集中力的情况
1 Vi
i
i 1 i

n
1
F i F
u1= u V1
i 第 i 根柱的剪力分配系数
2
——柱高差系数
（5）吊车荷载下厂房整体空间作用的计算方法
Tmax
Tmax
RA+R
B
RA=C5Tmax Tmax
Tmax
Tmax
=
A B
=
A
+
A
+
μ(RA+RB)
RB=C5Tmax
B
Tmax
A
B
B
A RA RB
Tmax
Tmax
RA+R
B
RA=C5Tmax Tmax
=
A A B
u i= u Vi
F
u n= u
Vn
A
B
C
3、任意荷载作用下 的情况 =
A B
Tmax Tmax
RA+R
B
RA
Tmax
=
Tmax
Tmax
A
+
A
+
RA+R
A
B
RB
Tmax
A
B
B
A ( RA RB )
Tmax
Tmax
RA+R
B
RA
Tmax
=
A A B
A
+
B ( RA RB )
+
RA+R
3 1 1 ( n 1 )
1/ —
单阶悬臂柱的侧移刚度
2、柱顶作用水平集中力的情况
Vi
1
i
ui
F Vi
i 1
n
n
1
i 1 i
u u
n
1
i 1 i
F
u1= u V1
u i= u Vi
u n= u
Vn
A
B
C
2、柱顶作用水平集中力的情况
-32.1
-7.50 160.6
3.29
17.7
-17.7
N
(kN)
368.2 53.63 530.8 122.3
0
0
0
0
V
(kN)
—
—
—
—
—
—
—
—
排架 A 柱Ⅲ—Ⅲ截面内力
荷载 恒载 屋面活 Dmax 类型 （1） 荷载 (3a) （2）
Dmin
(3b)
Tmax
左向右
Tmax
右向左
左风 (5a)
Dmax
Mmin
Mmax
吊 车 竖 向 荷 载 作 用 的 两 种 情 况
（2）作用在排架上的吊车横向荷载Tmax Q2 Q1
T
Tmax
1 Tk Qc ,k Q2 ,k g 4
Qc
Tmax
Tmax
T
T
T
T
（2）作用在排架上的吊车横向荷载Tmax
Tmax,k
DT Tk yi Tk max Pmax
A
+
RB
=
B A B B
Tmax
A ( RA RB )
RA
+
A
Tmax
A
+
B ( RA RB )
RB
+
B B
Tmax
2.5.4 不等高排架内力分析
X1
X2
A
B
C
二次超静定结构，力法解决
11 X 1 12 X 2 1 P 0
21 X 1 22 X 2 2 P 0
T
T
T
Dmax影响线
y2 y1
Tmax
y3 y4
Tmax 作用下单跨排架的荷载情况
吊车梁顶面
Tmax
Tmax
Tmax
Tmax
Tmax 作用下两跨排架的荷载情况
（3）吊车纵向水平荷载T0
T0 ,k
nPmax,k 10
n——吊车每侧的制动轮数。
只考虑两台吊车同时刹车。
多台吊车组合
吊车竖向荷载： 单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台 数不宜多于两台；多跨厂房的每个排架，不宜多于四台，
4、风荷载
风荷载标准值：
wk Z S Z w0
迎风面上的均布风荷载：
q1 w S1Z w0 B
背风面上的均布风荷载：
q2 w S 2 Z w0 B
柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：
Fw w Fwk
单跨排架需要单独考虑的八种荷载情况
两跨排架则需单独考虑十二种荷载情况
（4）永久荷载 + 0.9（风荷载 + 吊车荷载） （5）永久荷载 + 0.9（风荷载 + 屋面活荷载） （6）永久荷载 + 0.9（风荷载 + 吊车荷载 + 屋面活荷载）
2.5.6 内力组合
3、内力组合
最不利内力→最大配筋量。
偏心受压构件的内力M、N、V （1） + Mmax及相应的N、V ；
雪荷载 + 屋面积灰荷载
两者取较大值 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（%）
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
2.5.3 等高排架内力分析
柱顶水平位移相等的排架——等高排架。
△
△
△
A
B
C
2.5.3 等高排架内力分析
柱顶水平位移相等的排架——等高排架。
A
B
C
2.5.3 等高排架内力分析
柱顶水平位移相等的排架——等高排架。
△
△
△
A
B
C
1、阶梯形柱的柱顶位移计算 1 δ 1/δ P =1
H3 3Ec I l
i 1
n
由永久荷载效应控制：
S 1.35SGk Qi ci SQik
i 1
n
2.5.6 内力组合
2、荷载效应组合
S G CGGk 0.9 Qi CQi Qik
i 1
n
（1）永久荷载 + 0.9（屋面活荷载 + 吊车荷载） （2）永久荷载 + 风载
（3）永久荷载 + 吊车荷载
g
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
Dmax Pmax y i
Dmin Pmin y i Dmax
Pmin Pmax
Dmax影响线
y2 y1
Dmax
y3 y4
Dmax
Dmin
Mmax
Mmin
Dmin
2.5
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。
2.5.1 排架结构计算计算简图
1、计算单元和从属面积
2、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；
吊车水平荷载：单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的 吊车台数不宜多于两台。
4、风荷载
风荷载标准值：
wk Z S Z w0
迎风面上的均布风荷载：
q1 S 1 Z w0 B
背风面上的均布风荷载：
q2 S 2 Z w0 B
柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：
Fw w Fwk
2、吊车荷载下厂房整体空间作用的计算方法
（1）单个荷载作用下的厂房整体空间作用分配系数
F u k Fk uk
' k
' k
体空间作用分配系数。
k 称为单个荷载作用下厂房整
k
(2) 吊车荷载作用下单层厂房的整体空间作用分配系数μ
（3）多跨厂房排架的整体空间作用分配系数
1 1 1 1 n 1' 2 ' n' 1 n 1 n i 1 百度文库 i ' 1
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
A
+
B RA RB
+
μ(RA+RB)
+
RB=C5Tmax
=
B A B B
Tmax
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 Q1 SQ1k
S 1.2SGk 0.9 Qi SQik
右风 (5b) -203
(4a)
(4b)
M
(kNm)
-6.94
-0.95
-56.1
-89.0 165.8 -165.8 219.8
N
(kN)
418.5 53.63 530.8 122.3
0
0
0
0
V
(kN)
2.96
0.77
-12.3
-10.9 17.40 17.40 27.98
-22.7
2.5.7 排架计算中的几个问题