门式刚架荷载计算及内力组合

（一）荷载分析及受力简图：

1、永久荷载

永久荷载包括结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载，如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。

恒载标准值（对水平投影面）：

板及保温层0.30kN/㎡

檩条0.10kN/㎡

悬挂设备0.10kN/㎡

0.50kN/㎡

换算为线荷载：7.50.5 3.75 3.8/

=⨯=≈

q KN m

2、可变荷载标准值

门式刚架结构设计的主要依据为《钢结构设计规范》（GB50017-2003）和《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）。对于屋面结构，《钢结构设计规范》规定活荷载为0.5KN/2m，但构件的荷载面积大于602m的可乘折减系

数0.6，门式刚架符合此条件，故活荷载标准值取0.3KN/2m 。由荷载规范查得，大连地区雪荷载标准值为0.40kN/㎡。 屋面活荷载取为 0.30kN/㎡ 雪荷载为 0.40kN/㎡ 取二者较大值 0.40kN/㎡

换算为线荷载：7.50.43/q KN m =⨯=

3、风荷载标准值 ：0k z s z ωβμμω=

（1） 基本风压值 20kN/m 6825.065.005.1=⨯=ω

（2） 高度Z 处的风振系数z β 取1.0（门式刚架高度没有超过30m ，高宽比不

大于1.5，不考虑风振系数）

（3） 风压高度变化系数z μ

由地面粗糙度类别为B 类，查表得：

h=10m ，z μ＝1.00；h=15m ，z μ＝1.14 内插：

低跨刚架，h=10.5m ，z μ＝ 1.14 1.11

1.00(10.510)1510-+

⨯--＝1.014；

高跨刚架，h=15.7m ，z μ＝ 1.25 1.14

1.14(15.715)2015-+⨯--＝1.155。

（4） 风荷载体型系数s μ

-0.5-0.6

-0.4

-0.4

-0.5

-0.5

-0.2

+0.8

μs

μs1

其中，s μ＝

0.2010.2

4.760.032301230

arctg -⨯=⨯=+ 1s μ＝12 1.0

0.6(1)0.6(12)0.36915.710.5

h h ⨯-=⨯-=+-

各部分风荷载标准值计算：

w 1k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.8×1.014×0.6825=4.15 kN/m w 2k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.032×1.014×0.6825=0.17kN/m w 3k =0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.6）×1.014×0.6825=-3.11kN/m w 4k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×0.369×1.014×0.6825=1.91 kN/m w 5k = 0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.2）×1.014×0.6825=-1.04 kN/m

w 6k = w 7k ＝w 8k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.5）×1.014×0.6825=-2.60 kN/m w 9k = w 10k ＝0z s z βμμω＝7.5×1.0×（-0.4）×1.014×0. 6825=-2.08 kN/m 用PKPM 计算门式刚架风荷载结果如下：

其中，'1k ω＝4.2KN/m ≈1k ω=4.15 kN/m ；'

2k ω＝0.2KN/m ≈2k ω=0.17 kN/m ； '3k ω＝-3.1N/m ≈1k ω=-3.11 kN/m ；'4k ω＝2.2KN/m ≈2k ω=1.91 kN/m ； '5k ω＝-1.2KN/m ≈1k ω=-1.04kN/m ；'6k ω＝-3.0KN/m ≈6k ω=-2.60kN/m ； '7k

ω＝-3.0KN/m ≈7k ω=-2.60kN/m ；'8k ω＝-2.6KN/m ＝8k ω； '9k ω＝-2.1KN/m ≈9k ω=-2.08kN/m ；'10k

ω＝-2.1KN/m ≈10k ω=-2.08kN/m 。 手算与电算对比，相差不是很大，可视为均正确，计算符合要求。 4.地震作用

一般而言，在轻屋面门式刚架中，竖向荷载通常是设计的控制荷载，地震作用一般不起控制作用，它对门式刚架的整体受力影响不大，故不作考虑。 ⒌吊车荷载 1）吊车设计数据：

（1）设计要求两边低跨使用中级工作制吊车（大连重工·起重集团有限公司DQQD 型）,吊车起重量为5t ，工作制度为A5级，跨度为22.5m ，起升高度：主钩16m,轨道型号为43m Kg ，总重量为20.977t ，小车重2.126t ，最大轮压为98KN

，最小轮压为46.7KN 。

（2）设计要求中间高跨使用重级工作制吊车（大连重工·起重集团有限公司DQQD 型）,吊车最大起重量为32t ，工作制度为A6级，跨度为22.5m ，起升高度：主钩16m ；副钩18m ，轨道型号为QU70，总重量为42.832t ，小车重11.652t ，最大轮压为299KN ，最小轮压为81.7KN 。

2）根据《建筑荷载规范》（GB50009-2001）计算吊车荷载。 两边低跨吊车荷载：

（1） 吊车竖向荷载标准值采用吊车最大轮压98KN ； （2） 吊车纵向水平荷载标准值为作用在一边轨道上的所有刹车轮的最大轮

压之和的10％，即 ：2×98×10％＝19.6KN ；

（3） 吊车横向水平荷载标准值，取横向小车重量与额定起重量之和的下列百

分数，并乘以重力加速度，即 由

于

额

定

起

重

量

Q=5t

，

H=

0.06

Q g

n

+＝

(5 2.126)9.8

0.06

2.102

+⨯=KN ；

（4） 吊车的动力系数μ

当计算吊车梁及其连接强度时，吊车竖向荷载应乘以动力系数，对工作级别为A5的软钩吊车，动力系数μ＝1.05；

（5） 吊车的荷载增大系数β

由吊车梁系统承担的各种自重荷载包括吊车梁的自重以及轨道、

制动结构和支撑体系的自重，可近似地通过将轮压乘以荷载增大系数

β。该低跨吊车梁选用钢材Q345，跨度为24m ，查表得β＝1.09。

（6） 计算吊车梁的强度、稳定以及连接的强度时，应采用荷载设计值（荷载