重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算及柱設(shè)計(jì)

1、課程主要內(nèi)容：1、荷載2、內(nèi)力分析3、內(nèi)力組合第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）廠房橫向框架的計(jì)算1荷載恒載：結(jié)構(gòu)自重、屋蓋及墻面等重量活載：屋面活荷載、風(fēng)、雪、 積灰和吊車荷載、地震荷載 作用在橫向框架上的吊車荷載： 最大豎向壓力：最小豎向壓力：橫向水平力： 第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）式中，Pmax，Pmin吊車每個(gè)車輪的最大及最小輪壓； T1吊車每個(gè)車輪所傳來的水平橫向制動(dòng)力 y最不利車輪位置，各個(gè)車輪處的影響線縱坐標(biāo)之和。對(duì)單跨廠房，當(dāng)框架柱兩側(cè)的吊車梁同時(shí)有2臺(tái)吊車時(shí)，一榀橫向框架將同時(shí)承受4臺(tái)吊車的荷載的作用，但這是小概率事件，

2、因此通常設(shè)定在一榀橫向框架中參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不多于兩臺(tái)；對(duì)多跨廠房，在同一柱距內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)2臺(tái)以上吊車的機(jī)會(huì)增加。但考慮隔跨吊車對(duì)結(jié)構(gòu)的影響減弱和計(jì)算方便，容許在計(jì)算吊車豎向荷載時(shí)，最多考慮4臺(tái)吊車；而在計(jì)算吊車橫向水平荷載時(shí)，由于多臺(tái)吊車同時(shí)制動(dòng)的機(jī)會(huì)很少，最多只考慮2臺(tái)吊車。第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）2內(nèi)力分析 空間整體分析：復(fù)雜，軟件（STS,3D3S,MST) 平面框架：簡(jiǎn)單，方便,手算。計(jì)算跨度取上段柱軸線間距離，計(jì)算高度取柱腳底面至屋架下弦軸線間的距離，（屋架為上升式）柱腳底面至屋架端部高度形心處的距離。（屋架為下降式）。合理模型計(jì)算模型橫向框架第2

3、5講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）屋架的等效慣性矩： 式中，A1、A2-屋架跨中上弦桿和下弦桿的截面積； y1、y2-屋架跨中上弦桿和下弦桿的截面形 心至屋架中和軸的距離-考慮屋架高度變化和腹桿變形的修正系數(shù)，屋架上弦坡度1/81/101/121/1500.650.70.750.80.9第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）格構(gòu)式柱的等效慣性矩： 式中，A1、A2分肢1和分肢2的截面面積； x1、x2分肢1的重心線和分肢2的重心線至中和軸的距離，式中：Mmax簡(jiǎn)支屋架跨中的最大彎矩； h屋架跨中上下弦桿軸線間的距離； f鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。初選截面時(shí)屋架的

4、慣性矩I0可先近似地按簡(jiǎn)支屋架計(jì)算:第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）3內(nèi)力組合內(nèi)力分析方法：力法、位移法、彎矩分配法， 靜力計(jì)算手冊(cè)或圖表 內(nèi)力組合：考慮承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)， 求出各控制截面上可能的最不利內(nèi)力（1）框架柱最不利內(nèi)力組合 控制截面：柱頂、上段柱下端、下段柱上端及柱腳 還應(yīng)組合柱腳錨栓的計(jì)算內(nèi)力。 +Mmax及相應(yīng)的N、V； -Mmax及相應(yīng)的N、V； Nmax及相應(yīng)的M、V； Nmin及相應(yīng)的M、V；44332211第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）（2）屋架最不利內(nèi)力組合 施工時(shí)先安裝屋面，再將屋架與柱固定屋架與柱

5、臨時(shí)固定屋架與柱固定M1M1M1M1在屋蓋自重作用下簡(jiǎn)支桁架的內(nèi)力分析，其它荷載作用下按屋架和框架柱剛接分析內(nèi)力第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）（2）屋架最不利內(nèi)力組合 施工時(shí)先將屋架與柱固定，再安裝屋面在所有荷載作用下均按屋架和框架柱剛接計(jì)算。屋架端彎矩對(duì)屋架桿件的不利作用：原有內(nèi)力（拉桿和或壓桿）增大；使原來受拉桿件變成受壓。第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）屋架端彎矩對(duì)屋架桿件的最不利作用組合：使屋架下弦產(chǎn)生最大壓力，如圖3-22(a)所示；使屋架上弦產(chǎn)生最大壓力，如圖3-22(b)所示；使腹桿產(chǎn)生最大拉力，如圖3-22(c)所示；使腹桿

6、產(chǎn)生最大壓力，如圖3-22(d)所示；第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）廠房橫向框架的計(jì)算-小結(jié)掌握作用在橫向框架上的荷載計(jì)算方法了解橫向框架模型簡(jiǎn)化方法掌握框架和屋架最不利內(nèi)力組合第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）廠房柱設(shè)計(jì) 1 柱的截面形式和構(gòu)造2 柱的截面驗(yàn)算3 階形柱變截面處的構(gòu)造4 柱腳構(gòu)造和計(jì)算第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）柱的形式和構(gòu)造1.廠房柱形式廠房柱設(shè)計(jì) (a)等截面柱；(b)實(shí)腹單階柱；(c)格構(gòu)單階柱；實(shí)腹式柱：構(gòu)造簡(jiǎn)單，適用于柱高度10m,吊車額定起重量20t；階形柱：根據(jù)吊車層數(shù)分為單階柱和

7、雙階柱，吊車梁支承在截面改變處，偏心小，構(gòu)造合理，應(yīng)用廣泛；第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）(d)分離式柱；(e)雙階邊柱；(f )雙階中柱分離式柱：屋蓋肢:和橫梁形成框架吊車肢:承受吊車豎向荷載兩肢分別單獨(dú)承擔(dān)荷載,減小吊車肢在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度,構(gòu)造、制作及安裝簡(jiǎn)單方便，但剛度較差，用鋼量大，通常在擴(kuò)建廠房中采用。柱的截面形式和構(gòu)造1.廠房柱形式第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）框架柱截面由所承受荷載大小確定：實(shí)腹柱：等截面柱（h1m)、階形柱上柱、截面高度較小的下柱、分離式柱的屋蓋肢和吊車肢。格構(gòu)柱： 階形柱的下柱（h1m)柱的截面寬度不宜小于0.4m。用于邊列柱用于中列柱第25講 重型單層工業(yè)廠房橫向框架的計(jì)算和廠房柱設(shè)計(jì)（1）2.柱身構(gòu)造橫向加勁肋腹板采用縱向加勁肋，腹板的高厚比80時(shí)，其間距約為（2.53）hw當(dāng)有水平力作