排架结构内力计算(完整)知识讲解

2.5.5 单层厂房排架考虑整体空间作用的计算
1、空间作用的基本概念
当单层厂房各榀之间的刚度不同，或各榀所受的荷载不同时， 它们各自在荷载作用下的位移就会受到其他排架的制约。这种 排架之间互相制约的作用称为单层厂房结构的空间作用。
柱 顶 水 平 位 移 的 比 较
柱 顶 水 平 位 移 的 比 较
JC（%）
平均50年使用次数
600万次
300万次
——
运行速度（m/min）
80~150
60~90
<60
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
Q2
Pmax
Pmin
Q1
Pmin
Dmin
Pmax
Dmax
Qc
Pmi n, k
Pmax,k

Q1 ,k
Q2 ,k 2
Qc ,k
g
（1）作用在排架上的吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
Q1
3、吊车荷载：吊车竖向荷载、吊车水平荷载。 吊车种类（悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦及桥式吊车）； 吊车工作制（轻、中、重和超重级A8）
工作制
经常起重量/额定起重 量（%）
重级 A6~A7
50~100
中级 A4~A5
<50
轻级 A1~A3
——
每小时平均操作次数
240
120
60
接电持续率
40
25
15
4、风荷载
风荷载标准值：
wk Z SZ w0
迎风面上的均布风荷载：
q1 S1Z w0B
背风面上的均布风荷载：
q2 S2Z w0B
柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：
Fw w Fwk
4、风荷载
风荷载标准值：
wk Z SZ w0
迎风面上的均布风荷载：
q1 w S1Z w0B
注：考虑施工顺序
2.5.2 排架结构上的荷载计算
1、恒载：屋盖自重G1、上柱自重G2 、 吊车梁和轨道自重G4 、下柱自重G3 、 柱牛腿上的围护结构重量G5 。
注：考虑施工顺序
2.5.2 排架结构上的荷载计算
竖向偏心力的换算
2、屋面活荷载：屋面均布活荷载、雪荷载和屋面积灰荷载。 作用位置同屋面自重。 考虑三者组合：屋面均布活荷载 + 屋面积灰荷载 雪荷载 + 屋面积灰荷载 两者取较大值
（D1m）ax作用在 排P架ma上x 的吊yi车竖向荷载Dmax 和Dmin
Dmin

Pmin yi

Dmax
Pmin Pmax
Dmax影响线 y1
Dmax
y2
y3
y4
Dmax
Dmin
Mmax
Mmin
吊 车
竖
向
荷
载
作
用
Dmin
Dmax
Mmin
Mmax
的 两
种
情
况
（2）作用在排架上的吊车横向荷载Tmax
Tmax
Tmax
Tmax
Tmax 作用下两跨排架的荷载情况
（3）吊车纵向水平荷载T0
T0 ,k

nPmax,k 10
n——吊车每侧的制动轮数。
只考虑两台吊车同时刹车。
多台吊车组合
吊车竖向荷载： 单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台 数不宜多于两台；多跨厂房的每个排架，不宜多于四台，
吊车水平荷载：单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊 车台数不宜多于两台。
假定与实际工程的差异
假定：跨度；柱高。
柱总高H＝柱顶标高＋基础地面标高的绝对值－初拟基础高度
上柱柱高Hu＝柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁支 承处的吊车梁高
上柱和下柱的截面抗弯刚度：EIU 和EIL
2.5.2 排架结构上的荷载计算
1、恒载：屋盖自重G1、上柱自重G2 、 吊车梁和轨道自重G4 、下柱自重G3 、 柱牛腿上的围护结构重量G5 。
2.5 排架结构内力计算
横向排架与纵向排架 排架计算：为柱、基础设计提供内力数据 主要内容：确定计算简图；
荷载计算； 柱控制截面的内力分析和内力组合； 排架的水平位移。
2.5.1 排架结构计算计算简图
1、计算单元和从属面积
2、计算假定与计算简图
假定：柱下端固接于基础顶面；屋架、屋面梁铰接在柱上； 屋面梁或屋架没有轴向变形；
1
Vi
i
n1
F iF


i1 i
u1= u
F
i 第 i 根柱的剪力分配系数
u i= u
u n= u
V1
Vi
Vn
A
B
C
3、任意荷载作用下 的情况
Tmax
Tmax
=
A
B
Tmax
Tmax
A
B
+
RA+R
B
=
RA+R
A
A
B
RA Tmax
A
+
RB Tmax
B
A ( RA RB )
Tmax
Q2
Q1
T
Tmax
Qc
Tk

1
4
Qc ,k Q2,k
g
Tmax
Tmax
T T T T
（2）作用在排架上的吊车横向荷载Tmax
T
Tmax,k Tk
yi
Tk
DTmax Pmax
T
T
Dmax影响线 y1
Tmax
y2
y3
y4
Tmax 作用下单跨排架的荷载情况
吊车梁顶面
Tmax
背风面上的均布风荷载：
q2 w S 2Z w0B
柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：
Fw w Fwk
单跨排架需要单独考虑的八种荷载情况 两跨排架则需单独考虑十二种荷载情况
2.5.3 等高排架内力分析
柱顶水平位移相等的排架——等高排架。
△
△
△
A
B
C
2.5.3 等高排架内力分析
柱顶水平位移相等的排架——等高排架。
n1 u
i1 i
u1= u
F
V1
u i= u Vi
u n= u Vn
A
B
C
2、柱顶作用水平集中力的情况
1
Vi
i
n1
F iF

i1 i
u1= u
F
F

n
Vi
i1

n

1u
i1 i
n1 u
i1 i
u i= u
u n= u
V1
Vi
Vn
A
B
C
2、柱顶作用水平集中力的情况
Tmax
RA+R
B
=
A
+
B ( RA RB )
A
+
=
B
RA+R
A
B
A
B
RA Tmax
A
+
RB Tmax
B
A ( RA RB )
+
A
B ( RA RB )
+
B
RA Tmax
A
+
RB Tmax
B
2.5.4 不等高排架内力分析
X1
X2
A
B
C
二次超静定结构，力法解决
11 X1 12 X2 1P 0 21 X1 22 X2 2P 0
A
B
C
2.5.3 等高排架内力分析
柱顶水平位移相等的排架——等高排架。
△
△
△
A
B
C
1、阶梯形柱的柱顶位移计算
δ
P =1
1 1/δ


H3 3Ec Il
1

3
(
1 n
1 )
1/ —
单阶悬臂柱的侧移刚度
2、柱顶作用水平集中力的情况
Vi

1
i
ui
F

n
Vi
i1

n

1u
i1 i