双向板计算

(一) 双向板按弹性理论的计算方法1单跨双向板的弯矩计算为便于应用，单跨双向板按弹性理论计算，已编制成弯矩系数表， 供设计者查用。在教材的附表中，列出了均布荷载作用下，六种不同 支承情况的双向板弯矩系数表。板的弯矩可按下列公式计算：M =弯矩系数X(g+p)l2x式中M为跨中或支座单位板宽内的弯矩(kNm/m)；g、p为板上恒载及活载设计值(kN/m2)；l为板的跨度(m)。x错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。2多跨连续双向板的弯矩计算(1) 跨中弯矩AcId)J双向板跨中弯矩的最不利活载位置图%i%1%A1 11.f 1 1Ti1 II II11 f11qJ=s+p/2iI JJ t多跨连续双向板也需要考虑活载的最不利位置。当求某跨跨中最大弯矩时，应在该跨布置活载，并在其前后左右每隔一区格布置活载， 形成如上图(a)所示棋盘格式布置。图(b)为A-A剖面中第2、第4区 格板跨中弯矩的最不利活载位置。为了能利用单跨双向板的弯矩系数表，可将图(b)的活载分解为 图(c)的对称荷载情况和图(d)的反对称荷载情况，将图(c)与(d)叠加 即为与图(b)等效的活载分布。在对称荷载作用下，板在中间支座处的转角很小，可近似地认为 转角为零，中间支座均可视为固定支座。因此，所有中间区格均可按 四边固定的单跨双向板计算；如边支座为简支，则边区格按三边固定、 一边简支的单跨双向板计算；角区格按两邻边固定、两邻边简支的单 跨双向板计算。在反对称荷载作用下，板在中间支座处转角方向一致，大小相等 接近于简支板的转角，所有中间支座均可视为简支支座。因此，每个 区格均可按四边简支的单跨双向板计算。将上述两种荷载作用下求得的弯矩叠加，即为在棋盘式活载不利 位置下板的跨中最大弯矩。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(2) 支座弯矩支座弯矩的活载不利位置，应在该支座两侧区格内布置活载，然 后再隔跨布置，考虑到隔跨活载的影响很小，可假定板上所有区格均 满布荷载(g+p)时得出的支座弯矩，即为支座的最大弯矩。这样，所 有中间支座均可视为固定支座，边支座则按实际情况考虑，因此可直 接由单跨双向板的弯矩系数表查得弯矩系数，计算支座弯距。当相邻 两区格板的支承情况不同或跨度(相差小于 20)不等时，则支座弯 距可偏安全地取相邻两区格板得出的支座弯矩的较大值。错误!未找到引用源。 错误!未找到引用源。(二) 双向板按塑性理论的计算方法1双向板的塑性铰线及破坏机构(1) 四边简支双向板的塑性铰线及破坏机构bIIDIICc塑性较线II-IIE A板底(b)简支双向板的塑性铰线及破坏(a)简支双向板的裂缝分布图机构图均布荷载作用的四边简支双向板，板中不仅作用有两个方向的弯矩和剪力，同时还作用有扭矩。由于短跨方向弯矩较大，故第一批裂缝出现在短跨跨中的板底，且与长跨平行(上图a)。近四角处，弯矩 减小，而扭矩增大，弯矩和扭矩组合成斜向主弯矩。随荷载增大，由 于主弯矩的作用，跨中裂缝向四角发展。继续加大荷载，短跨跨中钢 筋应力将首先到达屈服，弯矩不再增加，变形可继续增大，裂缝开展， 使与裂缝相交的钢筋陆续屈服，形成如上图（b）所示的塑性铰线，直 到塑性铰线将板分成以“铰轴”相连的板块，形成机构，顶部混凝土 受压破坏，板到达极限承载力。由于塑性铰线之间的板块处于弹性阶段，变形很小，而塑性铰线 截面已进入屈服状态，有很大的局部变形。因此，在均布荷载作用下， 可忽略板块的弹性变形，假设各板块为刚片，变形（转角）集中于塑性 铰线处，塑性铰线为刚片（板块）的交线，故塑性铰线必定为直线。当 板发生竖向位移时，各板块必各绕一旋转轴发生转动。例如上图（b） 中板块A绕ab轴（支座）转动，板块B绕ad轴（支座）转动。因此两相 邻板块之间的塑性铰线ea必然通过两个板块旋转轴的交点a。上述 塑性铰线的基本特征，可用来推断板形成机构时的塑性铰线位置。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。（2）四边连续双向板的塑性铰线及破坏机构均布荷载作用下四边连续双向板的塑性铰线及破坏机构图当板为四边连续板时，最大弯矩位于短跨的支座处，因此第一批 裂缝出现在板顶面沿长边支座上，第二批裂缝出现在短跨跨中的板底 或板顶面沿短边支座上（由于长跨的支座负弯矩所产生的）。随荷载增 加，短跨跨中裂缝分叉向四角发展，四边连续板塑性铰线的形成次序 是，短跨支座截面负弯矩钢筋首先屈服，弯矩不再增加，然后短跨跨 中弯矩急剧增大，到达屈服。在短跨支座及跨中截面屈服形成塑性铰 线后，短跨方向刚度显著降低。继续增加的荷载将主要由长跨方向负 担，直到长跨支座及跨中钢筋相继屈服，形成机构，到达极限承载力， 其塑性铰线如上图所示。与简支板不同的是四边连续板支座处的塑性 铰代替了简支板支座的实际铰。2均布荷载作用下双向板的极限荷载双向板四个板块的极限平衡受力图（1）按塑性理论计算双向板的基本公式（四边连续双向板的极限荷 载）为了简化计算，可取角部塑性铰线倾斜角为 45o。按照均布荷载作用下四边连续双向板的塑性铰线及破坏机构图（取虚位移6=1）利用虚功原理，或按照双向板四个板块的极限平 衡受力图利用力矩平衡方程，可求得按塑性理论计算双向板的基本公 式（四边连续双向板的极限荷载）：ql 2（3l -l ）/12=2M +2M +M +M ”+M +M ” x y x x y x x y y 式中 q 为均布极限荷载；l 、l 分别为短跨、长跨（净跨）；xyM 、M 分别为跨中塑性铰线上两个方向的总弯矩： xyM=lm M=lmx y x y x ym、m分别为跨中塑性铰线上两个方向单位宽度内的极限弯矩； xyM、M ”、M、M ”分别为两个方向支座塑性铰线上的总弯矩：x x y yM=M”=lm=lm”M=M”=lm=lm”x x y x y x y y x y x ym 二m ”、m 二m ”分别为两个方向支座塑性铰线上单位宽度内的x x y y极限弯矩。(2) 按塑性理论计算四边简支双向板的极限荷载四边简支双向板属四边连续板的特例，令M 二M ”二M 二M ”=0,即x x y y为 四 边 简 支 双 向 板 的 极 限 荷 载 计 算 公 式 ：ql 2(3l -l )/24=M +Mx y x x y错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。3双向板的设计公式(1) 两个方向弯矩比值的选定设计双向板时，通常已知板的荷载设计值q和净跨l、l ,要求 xy计算板的弯距和配筋。在四边连续板的一般情况下，有4个未知量：m、m、m=m”、m 二m ”，而只有一个方程式，不可能求得唯一的x y x x y y解，故需先选定弯矩间的比值a、B：a二m/myxB 二m /m 二m ” /m 二m /m 二m ” /mx x x x y y y y设板的长短跨比n=l/l，通常可取a=l/n2。yx为了避免B值过小(B1.5)使支座截面弯矩调幅过大，导致裂缝的过早开展；并考虑到将支座负弯矩钢筋在距支座边l /4处截断,x为避免形成局部破坏机构，降低极限荷载，B值也不应大于2.5。设计时可取B =1.52.5。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(2) 跨中钢筋全部伸入支座时的弯距和配筋如跨中钢筋全部伸入支座，则由基本公式可求得m :xm =(3nT)ql 2/24(n+ a )(1+ B )xx由选定的a、B可依次计算m、m 二m ”、m 二m ”，再根据这y x x y y些弯矩计算跨中及支座截面所需配置的受力钢筋。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(3) 四边连续板跨中钢筋截断或弯起时的弯距和配筋为充分利用钢筋，可将连续板的跨中正弯矩钢筋在一定距离处截断，或弯起一部分作为支座负弯矩钢筋。但如果截断钢筋的数量过多，有可能使截断(或弯起)处钢筋先达到屈服，形成新的极限荷载较低的 破坏机构。为防止出现这种情况，通常在距支座 l /4 处将跨中正弯x矩钢筋截断或弯起一半，如上图所示。采用上图所示的截断钢筋位置 和数量，将不会形成新的破坏机构。对于四边连续板，由基本公式可 求得 m ：xm =(3n-l)ql 2/122(n-0.25)+1.5a +2n B+2aBxx错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。4设计公式的应用双向板楼盖的计算，一般先从中间区格开始，如上图中板B,然1 后再计算边区格板 B 及 B ，最后计算角区格 B 。234(1)中间区格板板B为四边连续板，按照已知的荷载设计值q、净跨l、l及选1 x y定的a、B值，采用前述有关公式可求得m ,并依次算出m、m=m ”、x y x xm =m ”，再根据这些弯矩计算跨中及支座截面所需配置的受力钢筋。 yy(2)边区格板板B为三边连续，一短边简支(m=0)。另一短边支座a是B与2 y 2B的公共支座，其配筋在计算板B时已确定，即B板的支座弯矩m ”1 1 2 y为已知，计算时需将m =0及已知的m ”代入基本公式，按选定的a、 yyB值可求得m，并依次算出m、m 二m ”，再根据这些弯矩计算跨中x y x x及支座截面所需配置的受力钢筋。如考虑在距支座 l/4 处将跨中正x弯矩钢筋截断或弯起一半，则按下式求 mxm =(3n-1)ql 2/12- xxm ”/2(n-0.25)+1.5a+2nBy板B为三边连续，一长边简支(m =0)。另一长边支座b的配筋 3x在计算板B时已确定，即B板的支座弯矩m ”为已知，计算时将m =01 3 x x及已知的m”代入基本公式，按选定的a、B值可求得m，并依次xx算出 m 、m =m ”，再根据这些弯矩计算跨中及支座截面所需配置的 yyy受力钢筋。如考虑在距支座 l /4 处将跨中正弯矩钢筋截断或弯起一 x半，则按下式求 mxm=(3n-1)ql2/12-nm ”/2(n-0.25)+1.5a+2aBx x x(3)角区格板板 B 为两相邻边连续，其余两边简支。其连续支座 c 与 d 的配筋，4在计算板 B 与板 B 时已经确定，即支座 d 的弯矩 m ”和支座 c 的弯23x矩 m ”均为已知，且跨中钢筋宜全部伸入简支支座，则：ym =(3n-1)ql 2/12-m ”-nm ”/2(n+a)x x y x错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(三) 双向板的配筋构造1. 弯矩折减系数承梁对板的推力的有利影响，截面的弯矩设计值可予以折减。折减系 数按下列规定采用：(1)对于连续板中间区格的跨中截面和中间支座截面，折减系数 为 0.8；(2)对于边区格的跨中截面和自楼板边缘算起的第二支座截面： 当L /11.5时，折减系数为0.8；b当1.5W1/1W2时，折减系数为0.9；b式中 1 为边区格沿楼板边缘方向的跨度，1 为垂直于楼板边缘方向的b跨度。(3) 对于角区格的各截面，不应折减。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。2.钢筋布置(1) 板的有效高度与内力臂系数由于短跨方向的弯矩比长跨方向弯矩大，故短跨方向的受力钢筋 应放在长跨方向受力钢筋的外侧(在跨中正弯矩截面短跨方向钢筋放 在下排；支座负弯矩截面短跨方向钢筋放在上排)，以充分利用板的 有效高度h。在估计h时：短向h =h-20mm；长向h二h-30mm。0 0 0 0在计算单位板宽内的受力钢筋截面面积A=m/f Y h时，内力臂s y s 0系数Y可取0.90.95。s错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(2)钢筋分带布置问题当按弹性理论计算求得的最大弯矩配筋时，考虑到近支座处弯矩比计算的最大弯矩小得多，为了节约钢材，可将两个方向的跨中正弯 矩配筋在距支座1/4宽度内减少一半(见上图)。但支座处的负弯矩x配筋应按计算值均匀布置。支座负弯矩钢筋可在距支座不小于 l/6x处截断一半，其余的一半可在距支座不小于 l /4 处截断，或弯下作x为跨中正弯矩配筋。当按塑性理论计算时，钢筋布置已反映在所选用的弯矩计算公式 中，跨中钢筋的配筋数量不分中间带及边带。当边支座为简支时，边 区格及角区格与楼板边缘垂直的跨中钢筋一般不宜截断，或通过计算 确定截断钢筋的数量及位置。支座上负弯矩钢筋可在伸入板内不少于 l /4 处截断。x错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。（3）边支座构造钢筋及角部附加钢筋板顶面裂缝简支板角部裂缝图无论按弹性或塑性理论计算，边支座一般按简支支座考虑，计算 上取M=0。但实际上由于砖墙或边梁的约束作用，仍存在有一定的负 弯矩，故需在简支支座的顶部设置构造钢筋，其数量与单向板的要求 相同。角区格的角部受荷后有翘起的趋势（见上图），如支座处有砖墙 压住，限制了板的翘起，角部板的顶面将出现见如上图所示斜裂缝。 为了控制这种裂缝的发展，需在简支板的角部 l/4 范围内配置顶部 x 附加钢筋（参见本章第四节板中构造钢筋图）。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。（四）双向板支承梁的计算（a）、（b）、（c）双向板支承梁的荷载图（d）梯形或三角形分布荷载（e）等效均布荷载图 图双向板传给两个方向支承梁的荷载，可按下述近似方法计算：从 板的四角作45。线，将每一区格板分为四块，每块面积内的荷载传给 与其相邻的支承梁上（见上图a）。因此，板传给长边支承梁的荷载为 梯形分布（见上图b）,传给短边支承梁的荷载为三角形分布（见上图 c）。承受梯形或三角形分布荷载的连续梁（见上图d），其内力分析可 根据固端弯矩相等的条件，换算成等效的均布荷载q （换算公式见上图e）。多跨连续梁可利用结构力学方法或教材附表计算等效荷载q 作用下的支座弯矩。再根据求得的支座弯矩和每跨的实际荷载分布， 按平衡关系求各跨的跨中弯矩。当考虑塑性内力重分布时，可在按弹性理论计算求得的支座弯矩 基础上，应用调幅法选定支座弯矩，再按实际荷载分布计算跨中弯矩。双向板支承梁的载面配筋计算和构造要求与单向板楼盖中的梁 相同。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。（一）排架的计算简图1计算单元的确定肿0基础g. 30g o0. 00被削取的一片排架车沢错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。HH-i=i i=irCi二iL/JL/l/j/O O rEiJ*T-0. 052排架结构的基本假定错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。3排架结构的计算简图(a)排架结构(b)变截面排架柱的实际轴线(c)排架结构计算简图(1) 排架柱的高度由固定端算至柱顶铰结点处。排架柱的轴线为 柱的几何中心线。当柱为变截面柱时，排架柱的轴线为一折线。上柱 高H,下柱高H,全柱高H,上柱截面惯性矩为I ,下柱截面惯性矩u l u为I，如上图(b)所示。l(2) 排架的跨度以厂房的轴线为准。 横梁用一条线来代表 (EA=-),计算简图如上图(c)。由上图(b)改用上图(c),需在柱的变 截面处增加一个力偶 M,M 等于上柱传下的竖向力乘以上下柱几何中 心线的间距 e 。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(二) 排架上的荷载1恒载(1) 屋盖恒载(a)屋盖荷载与上、下柱的关系(b)计算简包括屋面构造层、屋面板、天窗架、屋架、屋盖支撑以及与屋架连接的各种管道的重力荷载。它们都以集中力G的形式施加于柱顶，l作用点位于屋架上下弦几何中心线汇交处(对标准屋架通常在纵向定位轴线内侧l50mm处)。G对上柱截面中心往往有偏心距e，对下柱ll截面中心又增加另一偏心距e (e为上下柱中心线间距)，所以G对柱22l顶截面中心有一个外力矩Ge，对变截面处下柱截面中心有一个附加ll力矩Ge,如上图(b)所示。l2错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(2)柱、吊车梁和轨道联结重力荷载疥 6(a)就位后的柱和吊车梁(I -固定柱用的钢楔)(c)吊车梁和轨道联 (b)柱重力荷载用结下 作用下的计算简 的计算简图图 柱的重力荷载G、G分别按上、下柱(下柱包括牛腿)的实际体23积计算。上柱自重 G 作用于上柱重心，它的作用线与上柱中心线相重 2合，对下柱截面中心线有偏心距e,对牛腿顶面处下柱截面中心有一2个外力矩Ge；下柱自重G作用于下柱的重心，它的作用线与下柱中2 2 3心线相重合，如上图(b)所示。 吊车梁和轨道联结的重力荷载G可从相应的标准图集中查得,4轨道联结也可按12kN/m沿吊车梁长度方向的均布荷载计算。G的4作用线与吊车梁轨道中心线相重合，距柱纵向定位轴线一般为750mm,并作用在柱牛腿顶面。G对下柱截面中心的偏心距离为e，故G对下 4 4 4柱截面中心有一外力矩Ge，如上图(c)所示。44错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(3) 墙体荷载(a)墙体作用示意图(b)墙体作用下计算简图当外墙墙体或大型墙板搁置在连系梁(墙梁)上，连系梁又支承在柱的牛腿上时，排架柱将受到墙体、墙体上的窗重以及连系梁自重产生的偏心荷载G, e为墙体中心线到排架柱中心线的距离，墙体荷载 55作用下的计算简图如上图(b)所示。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。2吊车荷载% %吊车荷载作用示意图吊车荷载是移动荷载，作用在厂房排架上的桥式吊车荷载一般有三种形式：(1)吊车竖向荷载D、D ； (2)吊车横向水平荷载T ；max minmax(3) 吊车纵向水平荷载。第(1)、(2)种作用在厂房横向排架上(如上图 所示)，第(3)种作用在厂房纵向排架上。(1) 吊车竖向荷载 最大轮压 P 和最小轮压 Pmax min2 +丄 itirti吊车竖向荷载是吊车满载运行时通过轮压传给排架柱的竖向移 动荷载。桥式吊车竖向荷载标准值应采用吊车的最大轮压 P 和吊车 max 的最小轮压 P 。当吊车满载且卷扬机小车行驶到吊车桥架一侧的极 min限位置时，小车所在一侧轮压将出现最大轮压 P ；同时，另一侧吊 max车轮压出现最小轮压 P (见上图)。min错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。 多台吊车的荷载折减系数Z当有多台吊车时，对一层吊车单跨厂房的每个排架，参与组合的 吊车台数不宜多于 2 台；对一层吊车多跨厂房的每个排架，不宜多于 4 台。对于多层吊车的单跨或多跨厂房，应按实际使用情况考虑。当 按两台或两台以上吊车计算排架时，多台吊车的竖向荷载标准值应乘以下表所示的折减系数z后采用，这是考虑到多台吊车同时满载,且小车位置也同时处于最不利位置的概率是很小的。多台吊车的荷载折减系数z表参与组合的吊车台数吊车工作制轻、中级重、超重级20.90.9540.80.85错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。 吊车对排架柱产生的最大竖向荷载D和最小竖向荷载Dmax min%疋1柱间距柱间距72J丄2 tn-azc一般预制吊车梁为简支梁，利用简支梁的反力影响线可求出吊车对排架柱产生的最大竖向荷载 D （另一侧排架柱为最小竖向荷载maxD ）。分析表明，只有当两台吊车挨紧运行，且其中起重量大的一台min的轮子行至排架柱的位置时（见上图），作用于计算排架柱的吊车竖向荷载才是最大值 D （另一侧排架柱为最小值 D ）。由反力影响线得max min（见上图）：D 二工P ymax imax iD 二工P ymin imin i式中P 、P分别为第i台吊车最大、最小轮压，y为各轮压对应 imax imini的反力影响线的竖值。桥式吊车基本参数P、P、桥宽B、轮距K等，可按所采用的max min桥式吊车规格，从产品说明书或有关专业标准中查得。在上图中，B、1K为吊车1的桥宽和轮距；B、K为吊车2的桥宽和轮距；C为两台1 2 2吊车最大轮压 P 和 P 作用点的间距（见上图），其值为1max 2maxC=（B -K ）/2+（B -K ）/21 1 2 2错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。）对下柱几何中心线产生的力矩为 吊车竖向荷载对排架下柱产生的力矩 M 、M max min最大（最小）竖向荷载 D （Dmax minM =D emax max 4M =D emin min 4 式中 e 为吊车梁中心线和下柱中心线间的距离。求出 D 、D 、M 、4 max min maxM 后即可得到排架在吊车竖向荷载作用下的计算简图，如上图所示。 min值得注意的是，D、M也可能施加在B柱上，与此相应的是D、Mmax max min min作用在 A 柱上。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(2) 吊车横向水平荷载 吊车横向水平荷载T桥式吊车的横向水平荷载是由吊车上的小车在启动或制动时引 起的惯性力而产生的。荷载规范建议吊车的横向水平荷载在两边 轨道上平均分配，分别由车轮传至轨顶，并经轨道和埋设在吊车梁顶 面的连接件传给上柱。因此，吊车横向水平荷载施加于排架的作用点， 就在吊车梁顶面标高处，且有向左或向右两种可能性，如上图所示。 考虑多台吊车水平荷载时，由于同时制动的机遇很小，荷载规范 规定：对单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于 2台。计算排架承受的水平荷载标准值时，也应乘以荷载折减系数Z。 因此，对一般4 轮桥式吊车，每个轮子上产生的横向水平荷载标准值T,可按下式计算：T= a (Q+Q )g/4(kN)1式中Q 吊车的额定起重量(t)；Q横行小车重量(t)；1g重力加速度(9.81,可近似取10)；a 横向水平荷载系数(或称小车制动力系数)。对于软钩吊车：当 QW101 时，a=12%；当 Q=15501 时，a=10%；当 Q2751 时，a=8%；对于硬钩吊车 a=20%。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源 吊车横向最大水平荷载T作用下的计算简图max吊车横向水平荷载也是移动荷载，也要用影响线才能求出吊车对排架柱产生的最大水平荷载T。吊车的位置与计算吊车竖向荷载Dmax max时相同，所用公式类似，即：T 二工T y max i i吊车横向水平荷载作用下的计算简图如上图所示。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源（3）吊车纵向水平荷载桥式吊车的纵向水平荷载是吊车的大车在启动或制动时引起的 惯性力产生的，通过大车制动轮与钢轨间的摩擦传给厂房纵向结构。 因此，吊车纵向水平荷载的作用点位于刹车轮与轨道的接触点，其方 向与轨道方向一致。作用在一边轨道上的吊车纵向水平荷载标准值T可按下式计算（取吊车的大车制动力系数为0.1）：eT=0.1nPe max式中n吊车每侧制动轮数（一台四轮桥式吊车，n=1）；P 刹车轮的最大轮压。max计算吊车纵向水平荷载引起的厂房纵向结构的内力时，对单跨或 多跨厂房的每个纵向排架，参与组合的吊车台数均不应多于2台。吊 车纵向水平荷载将由同一伸缩缝区段内各柱共同承受，按各柱沿厂房 纵向的抗侧刚度大小比例分配。当有柱间支撑时，全部纵向水平荷载可考虑由柱间支撑承受。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。3风荷载作用于单层厂房表面上的风荷载与受风表面的形状、所处的地理位置、周围环境、离地面高度有关。荷载规范规定，垂直于建筑 物表面上的风荷载标准值W（kN/mJ,按下式计算：kW二B 卩 u Wk Z S Z O式中B Z高度处的风振系数，仅在高度大于30m且高宽比大干Z1.5的房屋结构，以及基本自振周期T大于0.25s的塔架、桅杆、烟1 囱等高耸结构中才予考虑，单层厂房结构一般不在此列，故单厂结构中 B =1；Zu 风荷载体型系数，是指风作用在建筑物表面所引起的实S际压力（或吸力）与理论风压的比值。主要与建筑物的体型和尺度有 关。荷载规范中列出多种基本体型的风荷载体型系数，供设计时采用；卩一一风压高度变化系数，根据离地面高度及地面粗糙度类别，Z查表确定；W 基本风压(kN/m2)，是以当地比较空旷平坦地面上离地10mO高统计所得的、30年一遇10分钟平均最大风速V (m/s)为标准，按OW=V 2/1600确定的风压值。荷载规范给出了全国基本风压分布图。OO作用于单层厂房排架结构上的风荷载可分为两部分：(1) 柱顶以下的风荷载，可近似地按竖向均布荷载 q 计，风压高 度系数偏安全地按柱顶标高计算。(2) 柱顶(屋架下弦)以上的风荷载，通过屋架以集中力 F 的形式 作用于排架柱顶。这时的风压高度变化系数均可按天窗檐口处标高计 算，也可按各部分平均高出室外地面的高度计算。风荷载作用下的计算简图如上图所示。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。4. 雪荷载、屋面积灰荷载和屋面均布活荷载这三种荷载都是作用在屋面上的可变荷载，都以相同的途径传至 柱顶，其计算简图同屋盖恒载。在进行单层厂房结构设计时，考虑到屋面均布活荷载与雪荷载相 遇的可能性很小，荷载规范规定，屋面均布活荷载，不应与雪荷 载同时考虑，而应取两者中的较大值。当有屋面积灰荷载时，它应与 屋面均布活荷载或屋面雪荷载中之较大值同时取用。(1)雪荷载作用于屋面水平投影面上的雪荷载标准值S (kN/m2),按下式计k算：S = u Sk r O式中卩屋面积雪分布系数，与屋面形式、朝向及风力等有关。r荷载规范规定了多种典型屋面的屋面积雪分布系数,供设计时采 用；S 基本雪压(kN/m2)是以当地一般空旷平坦地面上统计所得O30年一遇最大积雪的自重确定的, 荷载规范中给出了全国基本雪 压分布图。(2) 屋面积灰荷载 当设计生产中有大量排灰的厂房(如冶金、铸造、水泥等行业的建筑)及其邻近建筑时,需考虑厂房屋面积灰荷载,其取值应按荷 载规定确定。(3) 屋面均布活荷载 不上人屋面的均布活荷载指施工阶段及使用阶段进行屋面维修时的荷载。对钢筋混凝土屋面(包括挑檐、雨篷)上的屋面均布活荷载, 按0.7 kN/m2计算。其他屋面构造的屋面均布活荷载取值，详见荷 载规范。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(三) 排架的内力分析1等高排架的内力计算(1)对称荷载、对称排架排架顶端无侧移，排架可简化为上端为不动铰、下端为固定端的单独竖向柱进行计算，如上图所示，屋盖恒载通常属于此种情况。顶端为不动铰、下端为固定端的变截面单独竖向柱在任意荷载下 的内力计算，可用结构力学中的力法进行求解，也可直接查用有关计 算图表。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(2)非对称荷载、对称排架或对称荷载、非对称排架这类排架的顶端有侧移，计算可分两步进行：第一步先在排架的直接受荷柱顶附加一个不动铰支座以阻止水平侧移，求得该不动铰支座的反力R。此时排架中所有横梁及其它各 i柱均不受力，可设想将它们从整个排架结构中拿掉。因此，第一步计 算就如同上端为不动铰、下端为固定端的单独竖向柱的计算，如上图 (b) 所示；第二步撤除附加不动铰支座，并将 R 以反方向作用于排架柱顶， i以恢复到原来结构体系情况，如上图(c)所示。因此，第二步计算是 在排架柱顶作用有水平集中力的内力计算，可用结构力学中的剪力分 配法进行求解，即各柱的柱顶剪力按其抗剪刚度与各柱抗剪刚度总和 的比例关系进行分配；叠加上述两步中求得的内力值，便可得到实际排架结构的内力。吊车荷载、风荷载通常属于此类情况。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。2排架的内力组合内力组合的目的，是把作用在排架上的各单项荷载产生的内力经过综合，求出控制截面的最不利内力，作为柱及基础配筋计算的依据。(1)控制截面上柱的底部截面I I的弯矩和轴力比上柱其它截面要大，故上柱的I I截面是控制截面;下柱的上部截面IIII在吊车竖向荷载作用下弯矩值最大，故 下柱的IIII截面为控制截面; 下柱的底部截面(位于基础顶面)111111通常在吊车横向水平 制动力和风荷载作用下弯矩值最大，而且设计基础时也需要IIIIII截面的内力，故下柱的IIIIII截面为控制截面。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。(2)内力组合的原则对于一般排架结构，其承载能力极限状态的荷载效应S(内力)基本组合，可采用下列简化组合式：S二Y CG +2Y c Q（工式中 i=1, 2, 3, n）G G kQi Qi ik式中Y 永久荷载（恒载）的分项系数，取1.2；GY第i个可变荷载的分项系数，一般取1.4；QiG、Q分别为永久荷载和第i个可变荷载的标准值；k ikC、C 分别为永久荷载和第i个可变荷载的荷载效应系数； G Qi2可变荷载的组合系数，当有两个或两个以上可变荷载参与组合且其中包括风荷载时，2=0.85；在其它情况下，2=1.0。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。（3）内力组合的特点 永久荷载（恒载）在任何一种内力组合中都存在； 吊车竖向荷载有D分别作用在一跨厂房两个柱子上的情况，max每次只能选择其中一种情况参加内力组合； 只有在有吊车竖向荷载的前提下，才能选择相应的吊车横向水平荷载；但是有吊车竖向荷载作用，不一定有该吊车的横向水平荷载； 吊车横向水平荷载有正、反两个方向作用的情况，只能选择其 中一种参加内力组合； 风荷载有向左、向右吹两种情况，只能选择其中一种参加组合。(4) 内力组合的项目单厂结构柱为偏心受压构件，多采用矩形、工形截面的对称配筋 单肢柱。对柱的截面配筋起控制作用的是弯矩M、轴力N的数值，一 般剪力V不起控制作用，因此，为了满足工程设计的要求，一般情况 下，可按以下四个项目进行不利内力组合： +M及相应的N、V；max -M及相应的N、V；max Nmax及相应的可能最大土M； Nmin及相应的可能最大土M。、是从构件可能形成大偏心受压破坏进行组合的；是从构件可能形成小偏心受压破坏进行组合的。在进行柱IIIIII截面内力组合时，必须在求弯矩、轴力的同时求 出相应的剪力(柱底剪力对基础底面还会产生力矩，必须予以计入)。错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。