單層廠房第二講

1、單層廠房第二講第1頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二第2頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二地基反力墻梁基礎(chǔ)梁柱下獨(dú)立基礎(chǔ)天窗架自重三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析1. 排架結(jié)構(gòu)單層廠房所受的荷載和傳力路徑橫向平面排架所受的荷載屋面板荷載雪荷載或積灰荷載風(fēng)吸力風(fēng)壓力水平地震作用屋架自重吊車橫向水平制動(dòng)力墻重墻重基礎(chǔ)及土自重設(shè)備重（作為吊車的豎向荷載的一部分傳給吊車梁）吊車豎向荷載柱重第3頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析1. 排架結(jié)構(gòu)單層廠房所受的荷載和傳力路徑橫向平面排架荷載的傳遞路徑豎向荷載雪（灰）、屋面荷

2、載屋面板屋架天窗架吊車輪壓吊車梁牛腿墻體重量墻梁排架柱基礎(chǔ)地基基礎(chǔ)梁第4頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析1. 排架結(jié)構(gòu)單層廠房所受的荷載和傳力路徑橫向平面排架荷載的傳遞路徑水平荷載風(fēng)荷載墻體、屋蓋地震吊車橫向水平制動(dòng)力吊車梁排架柱基礎(chǔ)地基屋蓋第5頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二屋蓋結(jié)構(gòu)柱間支撐屋蓋橫向水平支撐抗風(fēng)柱山墻水平荷載風(fēng)荷載山墻地震吊車縱向水平制動(dòng)力吊車梁縱向排架柱（柱間支撐）基礎(chǔ)地基屋蓋抗風(fēng)柱屋蓋橫向水平支撐聯(lián)系梁三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析1. 排架結(jié)構(gòu)單層廠房所受的荷載和傳力路徑縱向平面排架所受的荷載及其傳遞

3、路徑吊車縱向水平制動(dòng)力風(fēng)荷載水平地震作用第6頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析2. 排架分析時(shí)的計(jì)算假定和計(jì)算簡圖基本計(jì)算單元以橫向排架為主18000B基本計(jì)算單元600A1234567600060006000600060006000600基本假定：（1）柱下端固接于基礎(chǔ)頂面，橫梁（或屋架）鉸接在柱上。（2）橫梁在排架平面內(nèi)的軸壓剛度為無限大，受力后不產(chǎn)生軸向變形。按平面排架計(jì)算時(shí)，一榀排架的負(fù)荷范圍可由相鄰柱距的中線截出一個(gè)有代表性的單元（圖的陰影部分），稱為計(jì)算單元。第7頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算

4、及內(nèi)力分析2. 排架分析時(shí)的計(jì)算假定和計(jì)算簡圖計(jì)算假定和計(jì)算簡圖固結(jié)EI2EI = ABLeEI1EI1EI2鉸結(jié)MEI1ABLEI = MEI1EI2EI2上柱柱頂牛腿頂面基礎(chǔ)頂面e預(yù)埋件焊接（鉸接）高標(biāo)號(hào)細(xì)石混凝土灌注ABL*屋架端部和上柱柱頂一般用鋼板焊接，可簡化為鉸接點(diǎn)*排架柱插入杯口一定深度后，一般用高等級(jí)細(xì)石混凝土灌注，可按固接點(diǎn)考慮*屋架可簡化為一無窮剛度體*排架柱高由基礎(chǔ)頂算至上柱柱頂。軸線為柱的幾何軸線*排架跨度以廠房的軸線為準(zhǔn)第8頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋蓋荷載P1P1e1P1P1*P1中的恒

5、載包括屋面構(gòu)造層、屋面板、天窗架、屋架及屋面支撐系統(tǒng)的自重，可根據(jù)構(gòu)件的容重和尺寸算出,標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件也可直接從標(biāo)準(zhǔn)圖上查出。*P1中的活載包括雪荷載、屋面活載和積灰荷載*P1有偏心時(shí)，計(jì)算簡圖上要附加彎矩P1e1P1P1P1e1P1e2P1e2第9頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二 恒載作用位置及相應(yīng)的排架計(jì)算簡圖 第10頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二說明： 柱、吊車梁及軌道等構(gòu)件吊裝就位后，屋架尚未安裝，此時(shí)還形不成排架結(jié)構(gòu)，故柱在其自重、吊車梁及軌道等自重重力荷載作用下，應(yīng)按豎向懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力分析。但考慮到此種受力狀態(tài)比較暫短，且不會(huì)對(duì)柱控制截面

6、內(nèi)力產(chǎn)生較大影響，為簡化計(jì)算，通常仍按排架結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力分析。第11頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋蓋荷載P1*屋面活載系指不上人屋面考慮施工、檢修時(shí)的活荷載，亦按屋面水平投影考慮，一般為0.30.7kN/m2*機(jī)械、冶金、水泥廠的廠房屋面，應(yīng)考慮屋面積灰荷載，可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范*屋面活載不與雪荷載同時(shí)考慮，取兩者中的大值*積灰荷載應(yīng)與屋面活載和雪荷載兩者中的大值同時(shí)考慮P1e1P1P1P1e1P1P1P1e1P1e2P1e2第12頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3.

7、 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋蓋荷載P1*屋面水平投影面上的雪荷載按下式計(jì)算屋面積雪分布系數(shù)，當(dāng)屋面坡度小于25時(shí)取為1.0基本雪壓，以當(dāng)?shù)仄教箍諘绲孛嫔辖y(tǒng)計(jì)所得50年一遇最大積雪自重確定，可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范P1e1P1P1P1e1P1P1P1e1P1e2P1e2第13頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載基本風(fēng)壓，以當(dāng)?shù)仄教箍諘绲孛嫔想x地面10m高統(tǒng)計(jì)所得50年一遇10分中平均最大風(fēng)速v0（m/s），按W0= v02/1600確定，具體數(shù)值可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范風(fēng)振系數(shù)，對(duì)于高度大于30 m且高寬比大于1.5的房屋，應(yīng)考慮

8、其影響，其值大于1風(fēng)載高度變化系數(shù)，具體數(shù)值可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范風(fēng)載體型系數(shù)，具體數(shù)值可查閱建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范第14頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值-0.2-0.6+0.8+0.6-0.6-0.5-0.7-0.7風(fēng)向+0.8+06-0.2-0.7-0.7-0.6-0.5-0.6-0.6-0.5-0.4ha風(fēng)向當(dāng)a4h時(shí)為0.2當(dāng)a4h時(shí)為0.6-0.5風(fēng)荷載體形系數(shù)第15頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二說明：排架內(nèi)力分析時(shí)，為簡化計(jì)算，柱頂以下風(fēng)荷載q1、q2可按均布考慮，Z按柱頂標(biāo)高處取值；柱頂

9、以上風(fēng)荷載按作用于柱頂?shù)乃郊辛W考慮（圖），此水平集中力FW包括柱頂以上屋架支座高度范圍內(nèi)墻體迎風(fēng)面、背風(fēng)面和屋面風(fēng)荷載的水平力的總和。計(jì)算FW時(shí)風(fēng)壓高度變化系數(shù)Z取為：有天窗時(shí)按天窗檐口標(biāo)高取值；無天窗時(shí)按廠房檐口標(biāo)高取值。風(fēng)的方向是任意的，要考慮左、右兩種可能。第16頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二q1、q2、FW的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：式中,B為計(jì)算單元寬度; 為風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)， =1.4; 風(fēng)荷載的組合值和準(zhǔn)永久值系數(shù)可分別取0.6和0。為屋面斜長。第17頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二 【例題】 某廠房排架各部尺寸如圖所示，按

10、B類地面，屋面坡度為1:10，排架的間距為6m，基本風(fēng)壓值w=0.40kN/m2。求：作用在排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值（圖b）。（標(biāo)高11.4m處，Z=1.04 ；標(biāo)高12.5m處Z=1.07;標(biāo)高13.0m處Z=1.08 ；標(biāo)高15.55 m處，Z=1.16 ）第18頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二 【解】 風(fēng)荷載體型系數(shù)，如圖b所示，則得作用在廠房排架邊柱上的均布風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 迎風(fēng)面： q1=1.40.81.040.406=2.80kN/m（） 背風(fēng)面 ： q2=1.40.51.040.406=1.75kN/m（） 作用于柱頂標(biāo)高以上集中風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)值： FW=1.4（0

11、.8+0.5）1.071.1+（-0.2+0.6）1.080.5+（0.6+0.6）1.162.55 0.46 =17.8kN （）第19頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值P2P2P5P5P3P3e4e5P1P1P1e1P1e1P1e1P1P1e2P4 +Dmax（ Dmin）TmaxP1e2-P4 e4 -Dmax（ Dmin） e4 P4 +Dmax（ Dmin）P4 + Dmin （ Dmax ）Tmax吊車梁傳來的荷載*吊車梁和軌道的自重P4按材料的容重和構(gòu)件的尺寸算得。*吊車梁和軌道的自重P4、吊車垂直輪壓引起的

12、荷載Dmax（Dmin）、吊車水平制動(dòng)時(shí)的水平作用力Tmax第20頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二 橋式吊車由大車（橋架）和小車組成。大車在吊車梁軌道上沿廠房縱向行駛，小車在橋架（大車）上沿廠房橫向運(yùn)行（圖）,大車和小車運(yùn)行時(shí)都可能產(chǎn)生制動(dòng)剎車力。因此，吊車荷載有豎向荷載和橫向荷載兩種，而吊車水平荷載又分為縱向和橫向兩種。 橋式吊車的受力狀況 第21頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值TtraG(大車重)PmaxPmaxPminPminTTg(小車重)Q(起重量)吊車梁排架柱TT最大和最小輪壓第22頁

13、，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二 吊車梁承受的吊車輪壓力是一組移動(dòng)荷載，其支座反力應(yīng)該用反力影響線的原理求出。吊車梁支座反力即為吊車梁傳給柱子的豎向荷載。 當(dāng)兩臺(tái)吊車并行，吊車輪子的最不利位置如圖所示。圖中B，K分別為大車寬和輪距。（a）吊車梁支座反力影響線 （b） 第23頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值CBB（吊車寬）K（吊車輪距）PmaxPmaxPmaxPmaxK吊車梁i-1ii+1y3y4y2y1001吊車輪壓引起的豎向荷載第24頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架

14、荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值吊車輪壓引起的豎向荷載*對(duì)單跨廠房的一個(gè)排架最多考慮兩臺(tái)吊車， 對(duì)多跨廠房的一個(gè)排架最多考慮四臺(tái)吊車。* Dmax、Dmin的作用位置第25頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值吊車橫向水平制動(dòng)力（軟鉤吊車）TtraG(大車重)PmaxPmaxPminPminTTg(小車重)Q(起重量)吊車梁排架柱TT吊車的起重量小車的自重第26頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值吊車橫向水平制動(dòng)力（硬鉤吊車）TtraG(大車重)P

15、maxPmaxPminPminTTg(小車重)Q(起重量)吊車梁排架柱TT第27頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值車輪傳給吊車梁的水平荷載TtraG(大車重)PmaxPmaxPminPminTTg(小車重)Q(起重量)吊車梁排架柱TT* 對(duì)四輪橋式吊車第28頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值BB（吊車寬）K（吊車輪距）PmaxPmaxPmaxPmaxTTTTK吊車梁i-1ii+1y3y4y2y1001排架的水平荷載第29頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值排架的水平荷載*無論是單跨廠房還是多跨廠房，每榀排架最多考慮兩臺(tái)吊車* Tmax的方向應(yīng)考慮向左向右兩種可能性第30頁，共32頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)20分，星期二【例題】 已知某單層單跨廠