混凝土第9章2ppt課件

1、9.2 9.2 排架計算排架計算n廠房結(jié)構(gòu)實際上是空間結(jié)構(gòu)。為簡化計算一般分別按縱向和廠房結(jié)構(gòu)實際上是空間結(jié)構(gòu)。為簡化計算一般分別按縱向和橫向平面排架近似地進行計算。但其中縱向平面排架的柱較橫向平面排架近似地進行計算。但其中縱向平面排架的柱較多，通常其水平剛度較大，分配到每根柱的水平力較小，因多，通常其水平剛度較大，分配到每根柱的水平力較小，因而往往不必計算。所以廠房結(jié)構(gòu)計算主要歸結(jié)于橫向平面排而往往不必計算。所以廠房結(jié)構(gòu)計算主要歸結(jié)于橫向平面排架的計算以下簡稱為排架計算）。當然，當縱向柱列較少架的計算以下簡稱為排架計算）。當然，當縱向柱列較少不多于不多于7 7根或需要考慮地震荷載時，仍應進行

2、縱向平面根或需要考慮地震荷載時，仍應進行縱向平面排架的計算。排架的計算。n排架計算的主要內(nèi)容：確定計算簡圖，荷載計算、內(nèi)力分析排架計算的主要內(nèi)容：確定計算簡圖，荷載計算、內(nèi)力分析和內(nèi)力組合，必要時還應驗算排架的側(cè)移。和內(nèi)力組合，必要時還應驗算排架的側(cè)移。 9.2.19.2.1排架的計算簡圖模型）排架的計算簡圖模型）9.2.1.19.2.1.1計算單元計算單元 由廠房相鄰柱距的中心線截取作為計算單元如圖由廠房相鄰柱距的中心線截取作為計算單元如圖9.129.12a a）所示。這樣除吊車等移動荷載外，陰影部分就是一個所示。這樣除吊車等移動荷載外，陰影部分就是一個排架的負排架的負荷范圍。荷范圍。 9.

3、2.1.29.2.1.2計算簡圖模型）計算簡圖模型）（1)1)基本假設(shè)基本假設(shè) 根據(jù)實踐經(jīng)驗和構(gòu)造特點，對于不考慮空間工作的平面排架，根據(jù)實踐經(jīng)驗和構(gòu)造特點，對于不考慮空間工作的平面排架，其計算簡圖可作如下假定：其計算簡圖可作如下假定：1 1柱子上端與屋架或屋面梁為鉸接柱子上端與屋架或屋面梁為鉸接 一般屋架或屋面梁頂部和上柱用預埋鋼板焊接，抵抗彎矩能力一般屋架或屋面梁頂部和上柱用預埋鋼板焊接，抵抗彎矩能力很小，只能有效地傳遞豎向力和水平力，所以假定為鉸接。很小，只能有效地傳遞豎向力和水平力，所以假定為鉸接。2 2柱子下端與基礎(chǔ)頂面為剛接柱子下端與基礎(chǔ)頂面為剛接 柱下端插入杯形基礎(chǔ)一定深度后，一

4、般用高強度細石混凝土灌柱下端插入杯形基礎(chǔ)一定深度后，一般用高強度細石混凝土灌注成整體，且一般基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)動很小，可傳遞彎矩、豎向力、水平注成整體，且一般基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)動很小，可傳遞彎矩、豎向力、水平力，所以假定為固接圖力，所以假定為固接圖9.129.12b b）。但地基土質(zhì)較差，變形）。但地基土質(zhì)較差，變形較大或有較大的地面荷載時如大面積堆料等），則應考慮基礎(chǔ)較大或有較大的地面荷載時如大面積堆料等），則應考慮基礎(chǔ)位移和轉(zhuǎn)動對排架內(nèi)力的影響。位移和轉(zhuǎn)動對排架內(nèi)力的影響。3 3屋架或屋面梁為沒有軸向變形的剛性桿屋架或屋面梁為沒有軸向變形的剛性桿 對于屋面梁或大多數(shù)剛度較大的屋架，受力后的軸向變形很小對于屋面

5、梁或大多數(shù)剛度較大的屋架，受力后的軸向變形很小可視為無軸向變形的剛性桿，故橫梁兩端的水平位移相等?？梢暈闊o軸向變形的剛性桿，故橫梁兩端的水平位移相等。2)2)計算簡圖模型）計算簡圖模型） 根據(jù)上述假定，橫向排架的計算簡圖如圖根據(jù)上述假定，橫向排架的計算簡圖如圖9.12b所示。圖所示。圖中當柱為變截面時，柱的計算軸線應取上，下柱截面形成為折中當柱為變截面時，柱的計算軸線應取上，下柱截面形成為折線，實際畫圖時取為直線。上段表示上柱幾何中心線，下段表線，實際畫圖時取為直線。上段表示上柱幾何中心線，下段表示下柱幾何中心線，橫梁屋架或屋面梁只起將左右兩柱連示下柱幾何中心線，橫梁屋架或屋面梁只起將左右兩柱

6、連在一起的作用，因此可用一根鏈桿代替。在一起的作用，因此可用一根鏈桿代替。上柱高上柱高H1=柱頂標高柱頂標高-軌頂標高軌頂標高+軌道構(gòu)造高度軌道構(gòu)造高度+吊車梁在支承處吊車梁在支承處 梁高。梁高。柱總高柱總高H2=柱頂標高柱頂標高+基礎(chǔ)底面標高的絕對值基礎(chǔ)底面標高的絕對值-初估的基礎(chǔ)高度。初估的基礎(chǔ)高度。9.2.29.2.2排架荷載計算及各種荷載作用下的計算簡圖排架荷載計算及各種荷載作用下的計算簡圖n作用在排架上的荷載可作用在排架上的荷載可分為永久荷載、可變荷分為永久荷載、可變荷載。作用在柱上的荷載載。作用在柱上的荷載如圖如圖9.139.13所示。在地震所示。在地震區(qū)，還需考慮地震對排區(qū)，還需

7、考慮地震對排架的作用。除吊車荷載架的作用。除吊車荷載除外，其他荷載均取自除外，其他荷載均取自計算單元范圍內(nèi)。計算單元范圍內(nèi)。(1) 屋蓋恒荷屋蓋恒荷G1:包括：屋面恒荷載、屋架、托架、天窗架及支撐等構(gòu)件的自重。包括：屋面恒荷載、屋架、托架、天窗架及支撐等構(gòu)件的自重。G1的作用點：當采用屋架時，可認為的作用點：當采用屋架時，可認為G1通過屋架上弦和下弦中通過屋架上弦和下弦中心線的交點作用于柱頂。根據(jù)標準圖中的構(gòu)造規(guī)定，心線的交點作用于柱頂。根據(jù)標準圖中的構(gòu)造規(guī)定，G1的作用的作用點位于廠房縱向定位軸線內(nèi)側(cè)點位于廠房縱向定位軸線內(nèi)側(cè)150mm處；當采用屋面梁時，可處；當采用屋面梁時，可認為認為G1

8、通過梁端支承墊板的中心線作用于柱頂。如圖通過梁端支承墊板的中心線作用于柱頂。如圖9.14所示。所示。G1作用下計算簡圖如圖作用下計算簡圖如圖9.15所示。所示。 9.2.2.1.9.2.2.1.永久荷載永久荷載 對變截面柱可分為上柱自重對變截面柱可分為上柱自重G2、下柱自重、下柱自重G3，分別沿上下，分別沿上下柱中心線作用。計算簡圖如圖柱中心線作用。計算簡圖如圖9.16所示。所示。 (3)吊車梁、軌道聯(lián)結(jié)件等自重吊車梁、軌道聯(lián)結(jié)件等自重G4 G4沿吊車梁中心線作用于牛腿頂面，見圖沿吊車梁中心線作用于牛腿頂面，見圖9.13。G4作用下的作用下的計算簡圖如圖計算簡圖如圖9.17所示。所示。(2(2

9、柱的自重柱的自重G2G2、G3G3采用封閉軸線時采用封閉軸線時e4=750h2/2 （h2下柱截面高）下柱截面高）采用非封閉軸線時采用非封閉軸線時e4=750+ah2/2 （a插入距）插入距）(4) 懸墻重懸墻重G5 若墻內(nèi)設(shè)有托懸墻的連系梁和排架連接，則應考慮連系梁傳若墻內(nèi)設(shè)有托懸墻的連系梁和排架連接，則應考慮連系梁傳給排架柱的墻重給排架柱的墻重G5如圖如圖9.13所示。所示。G5作用下的計算簡圖如圖作用下的計算簡圖如圖9.18所示。所示。 計算自重時，標準構(gòu)件自重可從標準圖集上直接查得。其他計算自重時，標準構(gòu)件自重可從標準圖集上直接查得。其他永久荷載可根據(jù)幾何尺寸，材料重力密度等計算求得。

10、永久荷載可根據(jù)幾何尺寸，材料重力密度等計算求得。另外，考慮到施工中構(gòu)件的安裝順序、柱和吊車梁等構(gòu)件是在另外，考慮到施工中構(gòu)件的安裝順序、柱和吊車梁等構(gòu)件是在屋架或屋面梁設(shè)有吊裝之前到位的。此時排架還沒有形成，因屋架或屋面梁設(shè)有吊裝之前到位的。此時排架還沒有形成，因此對柱和吊車梁自重的作用可不按排架計算，而按懸臂柱來分此對柱和吊車梁自重的作用可不按排架計算，而按懸臂柱來分析內(nèi)力。析內(nèi)力。e5= h2/2+ h墻墻/2 書上有誤書上有誤 9.2.2.2 9.2.2.2可變荷載可變荷載（1屋面活荷載屋面活荷載Q1屋面活荷載包括：屋面均布活荷載；雪荷載；積灰荷載。均按屋面活荷載包括：屋面均布活荷載；雪

11、荷載；積灰荷載。均按屋面的水平投影面積計算。屋面的水平投影面積計算。屋面均布活荷載：其值根據(jù)上人和不上人屋面兩種情況，均屋面均布活荷載：其值根據(jù)上人和不上人屋面兩種情況，均按按采用。但是施工荷載較大時，按實采用。但是施工荷載較大時，按實際情況采用。際情況采用。雪荷載：屋面水平投影面上的雪荷載標準值雪荷載：屋面水平投影面上的雪荷載標準值Sk按下式計算按下式計算 （ 9.1）式中：式中：Sk雪荷載標準值；雪荷載標準值； r屋面積雪分布系數(shù)，根據(jù)不同屋面形式，由屋面積雪分布系數(shù)，根據(jù)不同屋面形式，由查得；查得； S0為基本雪壓為基本雪壓(KN/m2)，是以當?shù)匾话憧諘缙教沟?，是以當?shù)匾话憧諘缙教沟?

12、面上由概率統(tǒng)計所得的面上由概率統(tǒng)計所得的50年一遇最大積雪自重確年一遇最大積雪自重確 定的，其值由定的，其值由查得。查得。0krSS積灰荷載：查閱積灰荷載：查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 。注意：在排架計算時，屋面均布活荷載一般不與雪荷載同時考注意：在排架計算時，屋面均布活荷載一般不與雪荷載同時考慮，取兩者中較大值。當有積灰荷載時，它應與屋面均布慮，取兩者中較大值。當有積灰荷載時，它應與屋面均布活荷載及雪荷載中較大值進行組合。其屋面活荷載作用下活荷載及雪荷載中較大值進行組合。其屋面活荷載作用下的計算簡圖，參見屋面恒荷載作用下的計算簡圖。的計算簡圖，參見屋面恒荷載作用下的計算簡圖。 n計算

13、簡圖：同屋面恒荷計算簡圖：同屋面恒荷G1Q1 9.2.2.3 9.2.2.3 風荷載風荷載風荷載是作用在廠房外表面通過圍護結(jié)構(gòu)的墻身及屋面?zhèn)鬟f到風荷載是作用在廠房外表面通過圍護結(jié)構(gòu)的墻身及屋面?zhèn)鬟f到排架柱上去的。垂直作用在建筑物表面上的風荷載標準值按下排架柱上去的。垂直作用在建筑物表面上的風荷載標準值按下式計算。式計算。0kzszww 對于單層廠房，對于單層廠房，Z = 1。 風荷載實際是以均布荷載的形式作用于屋面及外墻面上。風荷載實際是以均布荷載的形式作用于屋面及外墻面上。在計算排架時，柱頂以上的均布風荷載通過屋架，考慮以集在計算排架時，柱頂以上的均布風荷載通過屋架，考慮以集中荷載中荷載Fw

14、的形式作用于柱頂。的形式作用于柱頂。Fw值為屋面風荷載合力的水平值為屋面風荷載合力的水平分力和屋架、天窗架高度范圍內(nèi)墻體迎風面和背風面風荷載分力和屋架、天窗架高度范圍內(nèi)墻體迎風面和背風面風荷載的總和。的總和。0()wQsizi iFh w B 對柱頂以下外墻面上的風荷載以均布荷載的形式通過外墻對柱頂以下外墻面上的風荷載以均布荷載的形式通過外墻作用于排架的邊柱，故按沿邊柱高度均布風荷載考慮，風壓高作用于排架的邊柱，故按沿邊柱高度均布風荷載考慮，風壓高度變化系數(shù)可按柱頂標高處取值。度變化系數(shù)可按柱頂標高處取值。 在平面排架計算時，其迎風面和背風面的荷載設(shè)計值，在平面排架計算時，其迎風面和背風面的荷

15、載設(shè)計值，q1和和q2應按下式計算。應按下式計算。QkqwB 可變荷載分項系數(shù)，可變荷載分項系數(shù)， =1.4 B 計算單元寬度。計算單元寬度。風荷載作用下的計算簡圖風荷載作用下的計算簡圖如圖如圖9.19所示。所示。QQ【例【例9.1】某廠房處于大城市郊區(qū)，各部尺寸如圖】某廠房處于大城市郊區(qū)，各部尺寸如圖9.20所示，縱所示，縱向柱距為向柱距為6m，基本風壓，基本風壓 ，地面粗糙度為，地面粗糙度為B類，類，求作用在排架上的風荷載設(shè)計值。求作用在排架上的風荷載設(shè)計值。200.65WKN m 迎風面：迎風面：+0.8 背風面：背風面： -0.5風壓高度變化系數(shù)，由表風壓高度變化系數(shù)，由表3.1確定確

16、定柱頂處標高柱頂處標高11.4m處）：處）：屋頂標高屋頂標高12.5m處）：處）：（標高（標高13.0m處）：處）：（標高（標高15.55m處）：處）：（標高（標高15.8m處）：處）：1.14 1.01.14(15 11.55)1.04315 10z1.074z1.088z1.155z1.161z垂直作用在縱墻的風荷載標準值：垂直作用在縱墻的風荷載標準值：21100.8 1.043 0.650.542kszWWKN m 迎風面：迎風面： 【解】風荷載體型系數(shù)，由表【解】風荷載體型系數(shù)，由表3.23.2確定。確定。背風面：背風面：22200.5 1.043 0.650.339kszWWKN m

17、 n 作用在廠房排架柱上的均布風荷載設(shè)計值：作用在廠房排架柱上的均布風荷載設(shè)計值：n 迎風面：迎風面：n 背風面：背風面：n 作用在柱頂?shù)募酗L荷載設(shè)計值作用在柱頂?shù)募酗L荷載設(shè)計值Fw：111.4 0.542 64.55QkqW BKN m221.4 0.339 62.85QkqW BKN m0()wQsiziiFh W B 1.4(0.80.5) 1.074 1.10( 0.20.6) 1.088 0.5 (0.6 0.6) 1.155 2.55 ( 0.7 0.7) 1.161 0.25 0.65 6 28.97KN 吊車分類吊車分類1 1按吊車荷載與吊車工作頻繁程度分：按吊車荷載與吊車

18、工作頻繁程度分： 輕級輕級 中級中級 重級重級 超重級超重級9.2.2.4 9.2.2.4 吊車荷載吊車荷載表表9.2 9.2 吊車的工作制等級與工作級別的對應關(guān)系吊車的工作制等級與工作級別的對應關(guān)系表表9.1 9.1 吊車工作制等級吊車工作制等級橋式吊車組成：橋式吊車組成：大車大車 小車小車荷載：荷載： 豎向荷載豎向荷載 水平荷載水平荷載（1吊車豎向荷載吊車豎向荷載 Dmax(或或Dmin) Pmax最大輪壓最大輪壓:當小車當小車載載額定最大起重量并開到額定最大起重量并開到大車的極限狀態(tài)位置時，大車的極限狀態(tài)位置時，在大車的每一個車輪產(chǎn)在大車的每一個車輪產(chǎn)生的輪壓。生的輪壓。Pmin最小輪壓

19、：另一側(cè)最小輪壓：另一側(cè)的的輪壓輪壓 2 2按自身結(jié)構(gòu)形式分：按自身結(jié)構(gòu)形式分： 梁式吊車起重量較小的情況）梁式吊車起重量較小的情況） 橋式吊車常見）橋式吊車常見）Pmax可以根據(jù)吊車型號、規(guī)格等條件查閱有關(guān)資料確定?？梢愿鶕?jù)吊車型號、規(guī)格等條件查閱有關(guān)資料確定。式中：式中：G 和和 Q1分別為大車和小車的自重標準值）分別為大車和小車的自重標準值） Q為吊車的額定起重量；為吊車的額定起重量；Dmax，Dmin因為因為Pmax 、Pmin是移動荷載，所以根據(jù)反是移動荷載，所以根據(jù)反力影響力影響 線求得。線求得。吊車臺數(shù)：單跨吊車臺數(shù)：單跨2臺，多跨臺，多跨4臺。臺。Dmax，Dmin與吊車的運行

20、位置有關(guān)與吊車的運行位置有關(guān) 。min1max12PGQQP（）兩車不相同時：兩車不相同時：max1max122max34min1min122min34QcQcDPyyPyyDPyyPyy （）（）（）（）兩車相同時：兩車相同時：maxmaxmaxminminminmaxQciQciDPyDDPyPP pmaxpmaxpmaxpmax多臺吊車的荷載折減系數(shù)多臺吊車的荷載折減系數(shù)CC計算簡圖：計算簡圖：4maxmaxeDM4minmineDM吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載Fhn小車吊起起重量以后，在啟動和剎車時產(chǎn)生的慣性力，即小車吊起起重量以后，在啟動和剎車時產(chǎn)生的慣性力，即n 為橫向水平荷載

21、。為橫向水平荷載。n吊車的橫向剎車力平均傳給兩側(cè)的結(jié)構(gòu)。吊車的橫向剎車力平均傳給兩側(cè)的結(jié)構(gòu)。n在計算吊車橫向水平荷載作用下的排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力時，無論在計算吊車橫向水平荷載作用下的排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力時，無論是單跨還是多跨最多考慮兩臺吊車同時剎車。是單跨還是多跨最多考慮兩臺吊車同時剎車。n水平剎車力的作用位置：見圖水平剎車力的作用位置：見圖n 每一個大車輪傳遞的水平荷載為：每一個大車輪傳遞的水平荷載為：（2 2吊車水平荷載吊車水平荷載maxTFh 為橫向水平荷載系數(shù)。為橫向水平荷載系數(shù)。圖中圖中Fh作用點的位置根據(jù)標準圖集通常取作用點的位置根據(jù)標準圖集通常取:牛腿頂面高牛腿頂面高+吊車梁高吊車梁高+l0mm

22、。11()4hQFQQ對軟鉤吊車對軟鉤吊車: 當當 l00kN時，時， =0.12 =150 500kN時，時， =0.1 =750kN時，時， =0.08 對硬鉤吊車：對硬鉤吊車： =0.20 軟鉤吊車：是指吊車采用鋼索通過滑輪組帶動吊鉤起吊重物軟鉤吊車：是指吊車采用鋼索通過滑輪組帶動吊鉤起吊重物的。這種吊車在操作時因有鋼索緩沖作用，所以對結(jié)構(gòu)所的。這種吊車在操作時因有鋼索緩沖作用，所以對結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的沖擊和振動力較小。產(chǎn)生的沖擊和振動力較小。 硬鉤吊車：是指吊車采用剛臂操作或起吊重物的。這種吊車硬鉤吊車：是指吊車采用剛臂操作或起吊重物的。這種吊車在操作時所產(chǎn)生的沖擊和振動力都較大。在操作時所

23、產(chǎn)生的沖擊和振動力都較大。QQQ1hchiF Ty計算方法：利用反力影響線的方法計算方法：利用反力影響線的方法 （a兩臺吊車起重量不同時：兩臺吊車起重量不同時： (b)(b)兩臺吊車起重量完全相同時：兩臺吊車起重量完全相同時：11121234hChhFFyyFyy（）（）吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載Fh0Fh0n吊車縱向水平荷載是橋式吊車在廠房縱向啟動和剎車時產(chǎn)吊車縱向水平荷載是橋式吊車在廠房縱向啟動和剎車時產(chǎn)生的慣性力。生的慣性力。n對于單跨和多跨廠房只考慮兩臺吊車同時剎車。對于單跨和多跨廠房只考慮兩臺吊車同時剎車。max,0Q10hn PF n為吊車每側(cè)的制動輪數(shù)，對于一般四輪吊車為吊

24、車每側(cè)的制動輪數(shù)，對于一般四輪吊車n=1注：僅當無柱間支撐，在伸縮縫區(qū)段內(nèi)廠房的縱向柱數(shù)較少，注：僅當無柱間支撐，在伸縮縫區(qū)段內(nèi)廠房的縱向柱數(shù)較少， 或或 廠房縱向剛度特別弱時才進行計算。廠房縱向剛度特別弱時才進行計算?！纠纠?.2】已知某單跨廠房，跨度為】已知某單跨廠房，跨度為18m，柱距為，柱距為6m。設(shè)有兩臺。設(shè)有兩臺中級工作制吊車、軟鉤起重量分別為中級工作制吊車、軟鉤起重量分別為200/50KN和和150/30KN。吊。吊車橋架跨度車橋架跨度 。求：。求： 等于多少？等于多少？【解】【解】 由電動橋式吊車數(shù)據(jù)表由電動橋式吊車數(shù)據(jù)表9.3得，橋架寬均為得，橋架寬均為 ， 輪距均為輪距均

25、為 ，小車自重，小車自重 分別為分別為77.2KN和和73.2KN吊車最大輪壓吊車最大輪壓Pmax分別為分別為180KN和和155KN，吊車總重分別為，吊車總重分別為253KN和和244KN。16.5kLmmaxminhDDF、5600Bmm4400Kmm1Q1min11max11()(253200) 18046.522PGQQPKN2min12max11()(244 150) 1554222PGQQPKN根據(jù)圖所示的反力影響線可得：根據(jù)圖所示的反力影響線可得：max1max122max34()()QcDPyyPyy 1.64.80.41.4 0.9180 (1) 155 ()456.5666

26、KNmin1min122min34()()QcDPyyPyy 1.64.80.41.4 0.946.5 (1)42 ()120.1666KN查得：查得：均為均為0.100.10200QKN1110.1()1.4(20077.2)9.744hQFQQKN150QKN1210.1()1.4(15073.2)7.8144hQFQQKN11121234()()hchhFFyyFyy時：時： 時：時： 1.64.80.40.99.7 (1)7.81()17.15666KN9.2.3 9.2.3 排架內(nèi)力計算排架內(nèi)力計算 9.2.3.1 9.2.3.1 等高排架內(nèi)力計算等高排架內(nèi)力計算等高排架：是指排架計

27、算簡圖中各柱的柱頂標高相同，等高排架：是指排架計算簡圖中各柱的柱頂標高相同，或柱頂標高雖不相同，但柱頂由傾斜橫梁相連的排架或柱頂標高雖不相同，但柱頂由傾斜橫梁相連的排架如圖如圖9.299.29所示。所示。等高排架的特點：由于排架橫梁可視為剛性連桿，故等高排架的特點：由于排架橫梁可視為剛性連桿，故等高排架在任意荷載作用下各柱頂?shù)乃轿灰葡嗟?。等高排架在任意荷載作用下各柱頂?shù)乃轿灰葡嗟?。圖圖9.299.29等高排架圖等高排架圖計算內(nèi)力的方法：根據(jù)等高排架的特點一般采用剪力分配法。在計算內(nèi)力的方法：根據(jù)等高排架的特點一般采用剪力分配法。在具體解排架時，各種不同荷載作用下，對排架的作用分為兩類：具體

28、解排架時，各種不同荷載作用下，對排架的作用分為兩類：一類是排架柱頂作用水平集中力；一類是排架柱頂作用水平集中力；二類是任意荷載作用在排架上。二類是任意荷載作用在排架上。（1) 1) 排架柱頂作用水平集中力時排架內(nèi)力計算排架柱頂作用水平集中力時排架內(nèi)力計算圖圖9.309.30為柱頂作用一水平集中力為柱頂作用一水平集中力F F的多跨等高排架。的多跨等高排架。 集中力集中力F由幾個柱子共同承擔。如能確定各柱分擔的柱頂剪由幾個柱子共同承擔。如能確定各柱分擔的柱頂剪力力 ，則可按懸臂柱求解柱內(nèi)力。所以，關(guān)鍵是如何求出柱，則可按懸臂柱求解柱內(nèi)力。所以，關(guān)鍵是如何求出柱頂剪力頂剪力 ，而，而 的大小取決于柱

29、的抗剪剛度。的大小取決于柱的抗剪剛度。 iViViV根據(jù)平衡條件和變形條件可列出：根據(jù)平衡條件和變形條件可列出：ni211iiiVniiniVVVVVF1211111nniiiiii 11iniiF 代入代入9.189.18式得：式得： i式中式中 第第i柱柱頂水平位移；柱柱頂水平位移； 第第i柱柱頂剪力，柱柱頂剪力， 第第i柱柱頂單位力作用下的水平位移，圖柱柱頂單位力作用下的水平位移，圖9.31所示?？捎媒Y(jié)構(gòu)力學的方法求得所示?？捎媒Y(jié)構(gòu)力學的方法求得111iiiniiVFF111iiniiiiVi33322202111)3iHHEInC EI（03311(1)Cn12HH12n H1、H2

30、上柱及全柱高度； I1、I2 上、下柱的截面慣性矩 第i柱的剪力分配系數(shù)。定義為柱的抗側(cè)剛度定義為柱的抗側(cè)剛度 i1/由由9.20式可知，只要求出排架式可知，只要求出排架各柱的剪力分配系數(shù)，便可算出各各柱的剪力分配系數(shù)，便可算出各柱頂剪力，從而按懸臂柱求出柱各柱頂剪力，從而按懸臂柱求出柱各截面的內(nèi)力。截面的內(nèi)力。（2 2任意荷載作用下排架的內(nèi)力計算任意荷載作用下排架的內(nèi)力計算 任意荷載作用下，等高排架的內(nèi)力計算步驟如下：任意荷載作用下，等高排架的內(nèi)力計算步驟如下：（1 1先將作用有荷載的排架柱頂視為不動鉸支座，求出支反先將作用有荷載的排架柱頂視為不動鉸支座，求出支反力值；力值；（2 2然后將所

31、求得的不動鉸支座反力然后將所求得的不動鉸支座反力R R值反向作用于排架柱值反向作用于排架柱頂以恢復到原來的受力情況；頂以恢復到原來的受力情況；（3 3最后上述兩種情況所求得的內(nèi)力相疊加，即可求出排架最后上述兩種情況所求得的內(nèi)力相疊加，即可求出排架的實際內(nèi)力。的實際內(nèi)力。RARBRB=+【例【例9.39.3】 n【例【例9.39.3】已知兩跨等高排架如圖】已知兩跨等高排架如圖9.339.33a a），作用在柱頂?shù)模饔迷谥數(shù)娘L荷載集中力設(shè)計值風荷載集中力設(shè)計值 ，作用在柱頂以下均布風，作用在柱頂以下均布風荷載設(shè)計值分別為，荷載設(shè)計值分別為， ， 上柱上柱高度高度 n ，柱總高，柱總高 ， ，

32、 n ， ， ，試計，試計算排架各柱的內(nèi)力。算排架各柱的內(nèi)力。n【解】（【解】（1 1計算各柱剪力分配系數(shù)計算各柱剪力分配系數(shù)10.82wFkN13.992qkN m21.996qkN m 13.9Hm213.2Hm94112.13 10ACIImm942219.5 10ACIImm4417.2 10BImm94225.6 10BImm123.90.29513.2HH91922.13 100.10919.5 10AAInI91927.2 100.28125.6 10BBInI A、C柱柱 B B柱柱 033111Cn333292013.2 10147.562.4819.5 10ACAHmmEI

33、 CEE333292013.2 10131.922.81525.6 10BBHmmEICEEC0可由公式可由公式求得求得A、C柱柱 C0=2.48B柱柱 C0=2.815剪力分配系數(shù)：剪力分配系數(shù)：1147.560.28611112247.5631.92AACAB0.428B（2 2求各柱柱頂剪力求各柱柱頂剪力n將風荷載分成將風荷載分成Fw、q1、q2三種情況，分別求出在各柱頂所產(chǎn)三種情況，分別求出在各柱頂所產(chǎn)生的剪力，再疊加，即得各柱頂?shù)目偧袅?。生的剪力，再疊加，即得各柱頂?shù)目偧袅?。q1作用時，查表作用時，查表9.5計算得計算得C11=0.33，則柱頂不動鉸支座反力為：，則柱頂不動鉸支座反力

34、為：12113.992 13.2 0.3317.39ARq H CkNq2作用時，其柱頂不動鉸支座反力為：作用時，其柱頂不動鉸支座反力為：211.99617.398.703.992CAqRRkNq各柱頂?shù)目偧袅椋焊髦數(shù)目偧袅椋篈AwACAVFRRR0.286 10.82 17.398.7017.396.83()kN BBwACVFRR0.428 10.82 17.398.7015.8()kNCCwACCVFRRR0.286 10.82 17.398.708.701.856()kN（3 3求各柱內(nèi)力求各柱內(nèi)力 各柱的彎矩圖見圖各柱的彎矩圖見圖9.339.33b b）。）。 0ABCNNN4

35、5.86()AVkN下15.8()BVkN下28.2()CVkN下 例題：已知如圖兩跨等高排架，例題：已知如圖兩跨等高排架， A、C柱截面尺寸柱截面尺寸相同，上柱高為相同，上柱高為3.9m, 柱總高為柱總高為12.8m,AB跨作用跨作用吊車豎向荷載引起的彎矩吊車豎向荷載引起的彎矩Mmax=194.15kN.m，Mmim=101.59kN.m。試計算排架各柱頂剪力。試計算排架各柱頂剪力。 有關(guān)計算數(shù)據(jù)表有關(guān)計算數(shù)據(jù)表 1 1、 求剪力分配系數(shù)求剪力分配系數(shù)33392229200.021 1019.538 102.435ACHHHE CEE33392229200.0139 1025.634 102

36、.797BHHHE CEE932AC99332211100.0210.285111210100.0210.0139AiEHEEHH1 2 0.2850.430B 2、求、求 RA 、RB max32194.151.10416.7512.8AMRCkNH32101.591.26810.0612.8mimBMRCkNH VA=A(RA+RB) - RA =0.285 (16.75-10.06) -16.75 = -14.84kN( ) VB=B(RA+RB) RB =0.430 (16.75-10.06)+10.06 = 12.94kN( ) VC =C(RA+RB) =0.285 (16.75-

37、10.06) =1.91kN( ) 求求 柱頂剪力柱頂剪力9.2.3.2 9.2.3.2 不等高排架內(nèi)力計算不等高排架內(nèi)力計算n不等高排架特點：是相鄰的高跨與低跨在一列柱處相搭接不等高排架特點：是相鄰的高跨與低跨在一列柱處相搭接，兩跨橫梁不在同一標高上，在荷載作用下高低跨柱頂位，兩跨橫梁不在同一標高上，在荷載作用下高低跨柱頂位移不相等。不等高排架內(nèi)力分析通常采用力法。移不相等。不等高排架內(nèi)力分析通常采用力法。n下面以圖下面以圖9.34a所示柱頂作用水平集中力時的兩跨不等所示柱頂作用水平集中力時的兩跨不等高排架為例，說明不等高排架內(nèi)力計算的原理和方法。高排架為例，說明不等高排架內(nèi)力計算的原理和方

38、法。n在柱頂水平集中力在柱頂水平集中力F的作用下，高低跨排架橫梁產(chǎn)生的內(nèi)力的作用下，高低跨排架橫梁產(chǎn)生的內(nèi)力分別為、只要用力法求出、排架內(nèi)力就可以按基本體系分別為、只要用力法求出、排架內(nèi)力就可以按基本體系A(chǔ)、B、C三個單柱的受力情況確定如圖三個單柱的受力情況確定如圖9.34b）。）。 n由于橫梁剛度無限大，因此同一橫梁兩端的柱頂位移相等，由于橫梁剛度無限大，因此同一橫梁兩端的柱頂位移相等，即：即：ab cd 112)abbdFxxx（212cdbdxxx 式中式中 、 、 分別為單位水平力作用在單柱柱頂分別為單位水平力作用在單柱柱頂a、b、c處處時，該點的水平位移；時，該點的水平位移； 單位水

39、平力作用在單位水平力作用在B柱的柱的d點處時，該點的水平位移；點處時，該點的水平位移； 單位水平力作用在單位水平力作用在B柱的柱的d點處時，該柱頂點處時，該柱頂b點處的水平點處的水平位移；位移； 單位水平力作用在單位水平力作用在B柱的柱的d點處時，點處時，d點處的水平位移。點處的水平位移。 計算中可取水平位移向右為正，橫梁受壓為正。計算中可取水平位移向右為正，橫梁受壓為正。 、 、 、 可由表可由表9.5確定。確定。 ，其值可應用圖乘法求出；其計算公式也可由，其值可應用圖乘法求出；其計算公式也可由建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)計算手冊（排架計算查得。計算手冊（排架計算查得。 將求得的單位水平力作用下各位移值

40、代入式將求得的單位水平力作用下各位移值代入式9.24）（）（9.25可可求出求出 、 . abcdbddbabcddbbd1x2x9.2.3.3 9.2.3.3 內(nèi)力組合內(nèi)力組合內(nèi)力組合：是通過對排架在各種荷載單獨作用下內(nèi)力進行綜合內(nèi)力組合：是通過對排架在各種荷載單獨作用下內(nèi)力進行綜合分析，考慮多種荷載同時出現(xiàn)的可能性，求出柱控制截面的分析，考慮多種荷載同時出現(xiàn)的可能性，求出柱控制截面的最不利內(nèi)力作用，為柱及基礎(chǔ)截面設(shè)計的依據(jù)。最不利內(nèi)力作用，為柱及基礎(chǔ)截面設(shè)計的依據(jù)。(1)柱的控制截面柱的控制截面 控制截面：是指其內(nèi)力能對柱內(nèi)配筋起控制作用的截面。在實控制截面：是指其內(nèi)力能對柱內(nèi)配筋起控制作

41、用的截面。在實際工程中對單階柱為了施工方便上、下柱每段高度范圍內(nèi)配筋際工程中對單階柱為了施工方便上、下柱每段高度范圍內(nèi)配筋往往是相同的，所以需要確定上、下柱的控制截面。往往是相同的，所以需要確定上、下柱的控制截面。對上柱：其底部截面對上柱：其底部截面II作為控制截面圖作為控制截面圖9.35）。因為該截面）。因為該截面的彎矩的彎矩M和軸力和軸力N均比其他截面大。均比其他截面大。對下柱：其上部牛腿頂面）對下柱：其上部牛腿頂面）和其下部基礎(chǔ)頂面）和其下部基礎(chǔ)頂面）作為控制截面圖作為控制截面圖9.35）。因為）。因為截面在吊車豎向截面在吊車豎向荷載作用下彎矩荷載作用下彎矩M較大，較大，截面在吊車水平荷

42、載和風荷載截面在吊車水平荷載和風荷載作用下的彎矩較大，同時基礎(chǔ)設(shè)計時也需要作用下的彎矩較大，同時基礎(chǔ)設(shè)計時也需要截面的內(nèi)力截面的內(nèi)力。(2)(2)荷載效應組合荷載效應組合 為了進行內(nèi)力組合，求得控制截面上可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)為了進行內(nèi)力組合，求得控制截面上可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力，必須考慮各種單項荷載同時出現(xiàn)的可能性進行荷載效應組力，必須考慮各種單項荷載同時出現(xiàn)的可能性進行荷載效應組合。合。因為作用在排架上的各種荷載，除自重以外，其他荷載均為可因為作用在排架上的各種荷載，除自重以外，其他荷載均為可變荷載。它們可能同時出現(xiàn)，也可能不同時出現(xiàn)，盡管可能同變荷載。它們可能同時出現(xiàn)，也可能不同時出現(xiàn)，盡管可

43、能同時出現(xiàn)，但各種荷載同一時間內(nèi)均達到最大值的可能性較小。時出現(xiàn)，但各種荷載同一時間內(nèi)均達到最大值的可能性較小。所以所以 規(guī)定：在進行各種荷載引起的結(jié)構(gòu)規(guī)定：在進行各種荷載引起的結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力組合時，除恒荷載外，對其他可變荷載可予以折減最不利內(nèi)力組合時，除恒荷載外，對其他可變荷載可予以折減 承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合QkGkniQikCQGkGSSSSSii7 . 04 . 135. 11 niQikCQkQQGkGSSSSii211 永久荷載效應控制的組合永久荷載效應控制的組合可變荷載效應控制的組合可變荷載效應控制的組合無地震作用無地震作用kQGkkQQGkGS

44、SSSS1114 .12 .1 )4.14.1(9.02.19.01wkQkGkniQikQGkGSSSSSSi 一般框架、排架一般框架、排架max常見的荷載組合：常見的荷載組合：1)永久荷載永久荷載+0.9風荷載風荷載+吊車荷載吊車荷載+屋面活荷載）屋面活荷載）2)永久荷載永久荷載+0.9風荷載風荷載+屋面活荷載）屋面活荷載）3)永久荷載永久荷載+0.9 (吊車荷載吊車荷載+屋面活荷載屋面活荷載)4)永久荷載永久荷載+0.9風荷載風荷載+吊車荷載）吊車荷載）5)永久荷載永久荷載+吊車荷載吊車荷載6)永久荷載永久荷載+風荷載風荷載7)永久荷載永久荷載+屋面活荷載屋面活荷載承載能力極限狀態(tài)荷載效

45、應組合承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合EhkQkGkEhkEhGEGSSSSSS3 . 1)5 . 0(2 . 1 有地震作用有地震作用除需進行上述無地震作用組合外還應滿足下列要求：除需進行上述無地震作用組合外還應滿足下列要求：H60mwkEhkQkGkwkwEhkEhGEGSSSSSSSS4 . 12 . 03 . 1)5 . 0(2 . 12 . 0 H60m有地震作用組合高度有地震作用組合高度H60m不計入風荷載，不計入風荷載，抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度9度不考慮豎向地震作用度不考慮豎向地震作用實際工程中涉及的正常使用極限狀態(tài)主要有下列三種情況：實際工程中涉及的正常使用極限狀態(tài)主要有下列三種情

46、況：構(gòu)件的撓度及裂縫寬度計算構(gòu)件的撓度及裂縫寬度計算高層建筑的層間位移計算高層建筑的層間位移計算地基土的承載力和沉降量計算地基土的承載力和沉降量計算正常使用極限狀態(tài)荷載效應組合正常使用極限狀態(tài)荷載效應組合正常使用極限狀態(tài)荷載效應組合正常使用極限狀態(tài)荷載效應組合一、正常使用極限狀態(tài)的荷載組合公式：一、正常使用極限狀態(tài)的荷載組合公式：1.標準組合：標準組合：2.準永久組合：準永久組合： niQikCkQGkkSSSSi21 niQikqGkkSSSi1 鋼筋混凝土梁的撓度計算：（標準組合）鋼筋混凝土梁的撓度計算：（標準組合）裂縫寬度計算：裂縫寬度計算：QkGkkSSS (準永久組合)QkqGkkS

47、SS n構(gòu)件的撓度及裂縫寬度計算構(gòu)件的撓度及裂縫寬度計算n高層建筑的層間位移計算高層建筑的層間位移計算由于高規(guī)規(guī)定的層間位移角限制，是針對單一的風荷或由于高規(guī)規(guī)定的層間位移角限制，是針對單一的風荷或者水平地震工況下的層間位移，因此可不于永久荷及活者水平地震工況下的層間位移，因此可不于永久荷及活荷進行組合。荷進行組合。風荷作用下風荷作用下水平地震作用下水平地震作用下wkkSS EhkkSS n非抗震建筑地基土的承載力和沉降量計算非抗震建筑地基土的承載力和沉降量計算地基土的承載力及按單樁承載力確定樁數(shù)標準組合）地基土的承載力及按單樁承載力確定樁數(shù)標準組合）驗算地基土沉降量驗算地基土沉降量 （準永久組合）（準永久組合）QkqGkkSSS wkwQkGkkSSSS QkcwkGkkSSSS n單層廠房柱屬于偏心受壓構(gòu)件，對矩形、工字形等實單層廠房柱屬于偏心受壓構(gòu)件，對矩形、工字形等實腹柱腹柱,如不考慮抗震作用，