排架计算和例题讲解课件

排排架架计计算和例题讲解算和例题讲解单厂排架结构实际上是空间结构，为计算简便，单厂排架结构实际上是空间结构，为计算简便，一般分别按纵向和横向平面排架来计算。一般分别按纵向和横向平面排架来计算。12.2.1确定计算简图确定计算简图按按“平均负载原则平均负载原则”取取出代表性的一榀平面排出代表性的一榀平面排架结构来分析，一般取架结构来分析，一般取柱子中心线之间的区段，柱子中心线之间的区段，该区段即为排架结构的该区段即为排架结构的计算单元。计算单元。（一）计算单元（一）计算单元在在满满足足基基础础变变形形极极小小屋屋架架刚刚度很大无跨变的前提下假定：度很大无跨变的前提下假定：（1）柱固结于基础顶面；）柱固结于基础顶面；（2）屋架与柱顶铰接）屋架与柱顶铰接（3 3）屋屋架架视视为为柱柱顶顶处处的的刚刚度度的刚性杆。的刚性杆。（二）基本假定（二）基本假定（三）计算简图（三）计算简图用柱几何形心线代替柱；用柱几何形心线代替柱；轨顶标轨顶标高高柱顶标柱顶标高高吊车高吊车高空间尺寸空间尺寸柱顶标高柱顶标高=轨顶标高轨顶标高+吊车高度吊车高度+空间尺寸空间尺寸柱的计算高度确定柱的计算高度确定上柱高上柱高=柱顶标高柱顶标高-轨顶标高轨顶标高+轨道构造高度轨道构造高度+吊车梁吊车梁高高 柱高柱高-取柱顶至基底之间高度减去基础高度。取柱顶至基底之间高度减去基础高度。柱高柱高基础高基础高-上柱截面的抗弯刚度；上柱截面的抗弯刚度；-下柱截面的抗弯刚度下柱截面的抗弯刚度柱截面抗弯刚度确定柱截面抗弯刚度确定12.2.2排架荷载计算排架荷载计算分为恒载、活载两大类分为恒载、活载两大类包括包括屋架屋架、屋面板屋面板、屋盖支撑屋盖支撑、悬挂在屋架、悬挂在屋架上的上的管道管道的重力荷载的重力荷载这些荷载通过屋架这些荷载通过屋架各各弦杆的交汇点弦杆的交汇点以集中力以集中力的形式传递到排架柱顶的形式传递到排架柱顶（1）屋盖恒载）屋盖恒载按照标准的设计约定，集中力的作用点位置在按照标准的设计约定，集中力的作用点位置在纵纵向定位轴线的内向定位轴线的内150mm处处（一）（一）恒载恒载u上、下柱自重是作用在重心点的集中力；牛腿划入下柱自重上、下柱自重是作用在重心点的集中力；牛腿划入下柱自重。（2）排架）排架上上柱自重柱自重（3）排架）排架下下柱自重柱自重牛腿划入下柱自重牛腿划入下柱自重可查标准图集可查标准图集（4）吊车梁及轨道联结自重）吊车梁及轨道联结自重750mm750mmA A（5）墙梁传来的维护墙自重）墙梁传来的维护墙自重包包括括：屋屋面面均均布布活活载载、屋屋面面雪雪载载、屋屋面面积积灰灰荷荷载载三种三种。均按均按屋面单位水平投影面积计算屋面单位水平投影面积计算（二）屋面活载（二）屋面活载1)屋面均布活载屋面均布活载指施工阶段或维修时的人员和材料重力荷载指施工阶段或维修时的人员和材料重力荷载荷载规范规定：荷载规范规定：屋面均布活荷载应按下表采用屋面均布活荷载应按下表采用屋面单位水平投影面积上的雪荷载标准值屋面单位水平投影面积上的雪荷载标准值sk(kN/m2)，应按下式计算：应按下式计算：rr-屋面积雪分布系数屋面积雪分布系数，根据不同屋面形式，按荷载规范查。，根据不同屋面形式，按荷载规范查。对单跨厂房，当屋面坡度对单跨厂房，当屋面坡度25时，时，r=1.0r=1.0。2)屋面雪载屋面雪载u设计设计“生产中有大量排灰的厂房及相邻建筑物生产中有大量排灰的厂房及相邻建筑物”时，时，应考虑积灰荷载。查荷载规范应考虑积灰荷载。查荷载规范以上三种活载应满足：以上三种活载应满足：u屋面均布活载与雪载不同时考虑，取较大者屋面均布活载与雪载不同时考虑，取较大者u积灰荷载与上述两者中的较大者同时考虑积灰荷载与上述两者中的较大者同时考虑u屋面竖向活载最终以集中力形式作用于柱顶，故作屋面竖向活载最终以集中力形式作用于柱顶，故作用点与屋盖恒载完全相同。图用点与屋盖恒载完全相同。图2.5.32.5.3 3)积灰荷载积灰荷载（三）吊车荷载（三）吊车荷载u单厂中的吊车有悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦、及单厂中的吊车有悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦、及桥式吊车，悬挂吊车水平荷载不列入排架计算，由支撑桥式吊车，悬挂吊车水平荷载不列入排架计算，由支撑系统承受，手动吊车和电动葫芦可不考虑水平荷载。系统承受，手动吊车和电动葫芦可不考虑水平荷载。u这里讲的吊车荷载专指桥式吊车这里讲的吊车荷载专指桥式吊车l吊车的生产、订货、和荷载都是按吊车的工作吊车的生产、订货、和荷载都是按吊车的工作级别为依据的，共分级别为依据的，共分8 8个工作级别；个工作级别；l满载机会少、运行不频繁的吊车，如水电站、满载机会少、运行不频繁的吊车，如水电站、机械检修站的吊车工作级别为机械检修站的吊车工作级别为A1-A3A1-A3；l满载机会多、运行频繁的吊车，如机械加工车满载机会多、运行频繁的吊车，如机械加工车间的吊车工作级别为间的吊车工作级别为A4-A5A4-A5；l冶炼车间的吊车和直接参加连续生产的车间的冶炼车间的吊车和直接参加连续生产的车间的吊车工作级别为吊车工作级别为A6-A8;A6-A8;吊车荷载是一种特殊的活荷载吊车荷载是一种特殊的活荷载，方向既有，方向既有竖向竖向，有有水平方向水平方向，水平方向又分沿厂房横向和纵向两种。，水平方向又分沿厂房横向和纵向两种。小车吊有额定吊重行驶到桥架一端的极限位置，该端每小车吊有额定吊重行驶到桥架一端的极限位置，该端每个大车轮子出现吊车个大车轮子出现吊车最大轮压标准值最大轮压标准值Pmax,k，另端同时另端同时出现出现最小最小轮压标准值称为轮压标准值称为Pmin,k。和和（1 1）吊车竖向荷载设计值）吊车竖向荷载设计值P PmaxmaxP PmaxmaxP PminminP Pminmin对于四轮吊车：对于四轮吊车：式中：式中：-小车自重标准值小车自重标准值（kN）-吊车额定起重量标准值（吊车额定起重量标准值（kN）-大车自重标准值大车自重标准值（kN）；）；1.0PAB反力影响线原理反力影响线原理:PPy当荷载当荷载p p作用在作用在A A点时，点时，R RB B=0=0当荷载当荷载p p作用在作用在B B点时，点时，R RB B=1.0p=1.0p当荷载当荷载p p作用在任意一点时，作用在任意一点时，R RB B=y*p=y*p当当2台吊车紧挨，并将其中最大的轮压力作用台吊车紧挨，并将其中最大的轮压力作用于于反力影响线最大处反力影响线最大处，会在该侧排架柱上产生，会在该侧排架柱上产生最大的竖向压力最大的竖向压力 单跨厂房单跨厂房，吊车台数，吊车台数2台台当当2台吊车紧挨，并将其中最大的轮压力作用于台吊车紧挨，并将其中最大的轮压力作用于反力影反力影响线最大处响线最大处，会在该侧排架柱上产生最大的竖向压力，会在该侧排架柱上产生最大的竖向压力 P Pmax,kmax,kP Pmax,kmax,kP Pmax,kmax,kP Pmax,kmax,k5 56 67 7同时在另一侧排架柱上则由同时在另一侧排架柱上则由 产生产生 。5 56 67 75 56 67 7P PminminP PminminP PminminP Pminmin两台吊车不相同时两台吊车不相同时 5 56 67 7P P1min1minP P2min2minP P2min2minP P1min1min两台吊车不相同时两台吊车不相同时-多台吊车的竖向荷载和水平荷载的折减系数多台吊车的竖向荷载和水平荷载的折减系数A AB BA AB B图图2.5.72.5.7P Pminmin（2 2）、吊车水平荷载）、吊车水平荷载1 1）吊车纵向水平荷载设计值）吊车纵向水平荷载设计值:-作用在一边轨道上刹车轮个数。四轮吊作用在一边轨道上刹车轮个数。四轮吊车取1-刹车轮与轨道之间的摩擦系数。刹车轮与轨道之间的摩擦系数。2 2）、吊车横向水平荷载设计值）、吊车横向水平荷载设计值载有额定吊重的小车沿厂房横向运行时刹车引起；载有额定吊重的小车沿厂房横向运行时刹车引起；刹车水平惯性力以刹车水平惯性力以摩擦摩擦力力形式通过多次传递，形式通过多次传递，最终通过吊车梁顶面与最终通过吊车梁顶面与排架柱间的预埋铁件传排架柱间的预埋铁件传给排架上柱。给排架上柱。-吊车吊车总总的横向水平荷载标准值的横向水平荷载标准值-吊车横向水平力系数吊车横向水平力系数四轮吊车每个轮子产生的横向水平制动力四轮吊车每个轮子产生的横向水平制动力：吊车最大横向水平荷载载根据反力影响线确定。吊车最大横向水平荷载载根据反力影响线确定。其吊车位置与产生最大竖向荷载相同其吊车位置与产生最大竖向荷载相同两台吊车相同时两台吊车相同时 5 56 67 7小车刹车方向不确定，应考虑横向荷载可能布置。小车刹车方向不确定，应考虑横向荷载可能布置。例例12-112-1：某单跨厂房，跨度：某单跨厂房，跨度18m18m，柱距柱距6 6m m，两台两台10t10t中级中级工作状态桥式软钩吊车，计算吊车荷载？工作状态桥式软钩吊车，计算吊车荷载？解：解：查表查表12-1:由吊车产品目录查表由吊车产品目录查表:-垂直于建筑物表面的垂直于建筑物表面的风荷载标准值风荷载标准值（kN/m2）；）；z-高度高度Z处的风振系数处的风振系数；对高度小于对高度小于30单层厂房结构，单层厂房结构，z=1.0。计算公式计算公式:6.风荷载风荷载-风载体形系数风载体形系数，注意：正值表示该表面为注意：正值表示该表面为压力压力，负值为，负值为吸力吸力（拉力）（拉力）。A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；类：近海海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类：房屋稀疏乡镇、田野乡村、城市类：房屋稀疏乡镇、田野乡村、城市郊区郊区；C类：有密集建筑群的城市类：有密集建筑群的城市市区市区；D类：有密集建筑群且类：有密集建筑群且房屋较高房屋较高的城市的城市市区市区；风速随高度增加的程度与地面粗糙度有关，风速随高度增加的程度与地面粗糙度有关，荷载规范将地面粗糙程度分为荷载规范将地面粗糙程度分为A、B、C、D四类四类。-风压高度变化系数风压高度变化系数作用在柱顶以下墙面上作用在柱顶以下墙面上的凤荷载按均布荷载考虑，的凤荷载按均布荷载考虑，其风压高度变化系数可按柱顶标高取值其风压高度变化系数可按柱顶标高取值。柱顶至屋脊间屋盖的凤荷载柱顶至屋脊间屋盖的凤荷载，对排架按作用在排架，对排架按作用在排架柱顶的柱顶的水平集中力水平集中力考虑，凤压高度系数按以下规定：考虑，凤压高度系数按以下规定：无天窗时，按无天窗时，按厂房檐口标高厂房檐口标高计算；计算；厂房檐口厂房檐口标高标高室外天然室外天然地坪标高地坪标高有天窗时，按有天窗时，按天窗檐口标高天窗檐口标高计算；计算；天窗檐口天窗檐口标高标高室外天然室外天然地坪标高地坪标高风向风向风向风向 房屋设计时，还应考虑房屋受到两种可能的作用方房屋设计时，还应考虑房屋受到两种可能的作用方向：向：即左风和右风即左风和右风例题例题12-2：某厂房：某厂房w0=0.35kN/m2，柱顶标高，柱顶标高+10.5m，室外天然地坪标高室外天然地坪标高-0.3m，地面粗地面粗糙类糙类别为别为B B类，类，计算单元宽度计算单元宽度B=6m，计算风的荷载数值？，计算风的荷载数值？解：（解：（1）柱上线荷载计算）柱上线荷载计算：柱顶离天然地坪的高度10.5+0.3=10.8 迎风面迎风面：背风面：背风面：查表查表10.810.8（2）柱顶集中风荷载计算）柱顶集中风荷载计算：檐口离室外地坪的高度檐口离室外地坪的高度:10.8+2.1=12.9:10.8+2.1=12.912.912.9查表得查表得图图12-28风载例题风载例题 例题：某市郊厂房w0=0.4kN/m2，计算单元宽度B=6m，地面粗糙类别为B类，计算左来风时的荷载数值？1200012000