排架计算ppt课件

1、第十五章 单层厂房15.2排架计算15.2 15.2 排架计算排架计算 单厂实为空间结构，为方便，简化为平面结构。近似认为互不影响，独立工作。单厂实为空间结构，为方便，简化为平面结构。近似认为互不影响，独立工作。 横向平面排架横向平面排架跨度方向。由柱、屋架和基础组成。主要计算。跨度方向。由柱、屋架和基础组成。主要计算。 纵向平面排架纵向平面排架柱距方向。由柱列、基础、连系梁、吊车梁和柱间支撑组成。因柱多，柱距方向。由柱列、基础、连系梁、吊车梁和柱间支撑组成。因柱多，抗侧刚度大，每柱承受的水平力不大，常不计算。纵向柱列较少时算。抗侧刚度大，每柱承受的水平力不大，常不计算。纵向柱列较少时算。一、

2、计算简图一、计算简图 计算单元计算单元相邻柱距的中心线截出的一个典型区段。相邻柱距的中心线截出的一个典型区段。简化假定：柱下端固接于基础顶面，上端与屋面梁或屋架铰接。简化假定：柱下端固接于基础顶面，上端与屋面梁或屋架铰接。 屋面梁或屋架没有轴向变形。（无跨变）屋面梁或屋架没有轴向变形。（无跨变）1;第十五章 单层厂房15.2排架计算H计算单元计算单元12345AB排架的计算单元和计算简图排架的计算单元和计算简图 柱的计算轴线取柱的几何中心线，当柱为变截面时，排架柱的轴线为一折线。柱的计算轴线取柱的几何中心线，当柱为变截面时，排架柱的轴线为一折线。 柱总高柱总高H=柱顶标高柱顶标高+基础底面标高

3、的绝对值基础底面标高的绝对值-初步拟定的基础高度；初步拟定的基础高度；上部柱高上部柱高Hu=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+吊车梁支承处吊车梁支承处 的吊车梁高的吊车梁高上、下部柱的截面弯曲刚度上、下部柱的截面弯曲刚度 EcIu ， EcIl ，由砼强度等级及预先假定的截面形状和尺寸确，由砼强度等级及预先假定的截面形状和尺寸确定。定。EcIuEcIlEcIuHuABEcIl2;第十五章 单层厂房15.2排架计算二、荷载计算二、荷载计算 作用在排架上的荷载分永久荷载和可变荷载两类：作用在排架上的荷载分永久荷载和可变荷载两类：永久荷载：屋盖自重永久荷载：屋盖自重F

4、1；上柱自重；上柱自重F2；下柱自重；下柱自重F3；吊车梁和轨道零件自重；吊车梁和轨道零件自重F4；有时有；有时有支承在牛腿上的围护结构的重力支承在牛腿上的围护结构的重力F5等、。等、。可变荷载：屋面活载可变荷载：屋面活载F6 ；吊车荷载均布风载；吊车荷载均布风载Dmax 、 Dmin 、 Tmax ；均布风载；均布风载q1 、q2 、用、用作用在屋盖支承处的集中风荷载作用在屋盖支承处的集中风荷载W等。等。 集中荷载的作用点由实际情况定：用屋架时，屋架荷载通过端节点处上弦与下弦中心集中荷载的作用点由实际情况定：用屋架时，屋架荷载通过端节点处上弦与下弦中心线的交点作用在柱顶；用屋面梁时，集中力通

5、过梁端支承支承垫板的中心线作用在柱顶。线的交点作用在柱顶；用屋面梁时，集中力通过梁端支承支承垫板的中心线作用在柱顶。3;第十五章 单层厂房15.2排架计算F1F2F5F3DmaxTmaxF1F2F5F3q1q2DminF4TmaxAB排架荷载示意图排架荷载示意图F4W4;第十五章 单层厂房15.2排架计算 柱顶作用偏心压力柱顶作用偏心压力F1，对上柱计算轴线的偏心距，对上柱计算轴线的偏心距e1，换算成轴心压力换算成轴心压力 和力矩和力矩M1=F1e1， F1对上柱是轴心压力，对下柱却是偏心压力。同对上柱是轴心压力，对下柱却是偏心压力。同样，把它换算成对下柱的轴心压力样，把它换算成对下柱的轴心压

6、力 和力矩和力矩M1=F1e0，轴心压力对排架柱除产生轴向，轴心压力对排架柱除产生轴向变形外，不产生其它内力，因此，不需要作排架分析；对力矩变形外，不产生其它内力，因此，不需要作排架分析；对力矩M1、M1则要作排架内力则要作排架内力分析。图中的换算是为了方便查表。分析。图中的换算是为了方便查表。M1=F1e1M1=F1e0M1M1竖向偏心力的换算竖向偏心力的换算F1-F1-F1-e0F1-F1-F1e1F1-F1-5;第十五章 单层厂房15.2排架计算恒载恒载 按材料重力密度和结构的有关尺寸由计算得到。标准构件可从标准图上直接查到。荷按材料重力密度和结构的有关尺寸由计算得到。标准构件可从标准图

7、上直接查到。荷载分项系数取载分项系数取G=1.2注意：考虑到构件的安装顺序，吊车梁和柱是在屋架没吊装就位之前就位的，这时排架注意：考虑到构件的安装顺序，吊车梁和柱是在屋架没吊装就位之前就位的，这时排架还没形成，故对吊车梁和柱自重产生的内力不应按排架计算，应按悬臂柱分析（因内力还没形成，故对吊车梁和柱自重产生的内力不应按排架计算，应按悬臂柱分析（因内力值不大，有时也按排架计算）值不大，有时也按排架计算） 。屋面活载屋面活载 包括屋面均布活载、雪载、屋面积灰荷载三种，均按屋面投影面积计算。包括屋面均布活载、雪载、屋面积灰荷载三种，均按屋面投影面积计算。 屋面均布活载屋面均布活载查荷载规范表查荷载规

8、范表4.3.1,对不上人屋面，当施工荷载较大时，按实际情况对不上人屋面，当施工荷载较大时，按实际情况采用。采用。 雪载雪载标准值标准值 sk=rs0 ； r -屋面积雪分布系数，屋面积雪分布系数，s0-基本雪压基本雪压山区基本雪压应按实际采用，无确实资料时，按邻近空旷平坦地面基本雪压值乘以山区基本雪压应按实际采用，无确实资料时，按邻近空旷平坦地面基本雪压值乘以 1.2系数后采用。系数后采用。6;第十五章 单层厂房15.2排架计算屋面积灰荷载屋面积灰荷载 设计时有大量排灰的厂房及其邻近建筑物应考虑积灰荷载，查规范，对屋面上易形成设计时有大量排灰的厂房及其邻近建筑物应考虑积灰荷载，查规范，对屋面上

9、易形成灰堆处，在设计屋面板、檩条时，积灰荷载标准值要乘以下列增大系数：在高低跨处两灰堆处，在设计屋面板、檩条时，积灰荷载标准值要乘以下列增大系数：在高低跨处两倍于屋面高差但不大于倍于屋面高差但不大于6m的分布宽度内取的分布宽度内取2.0，在天沟处不大于，在天沟处不大于3m的分布宽度内取的分布宽度内取3.0。 注意注意: 屋面均布活载不与雪载同时考虑，仅取两者中的较大值；屋面积灰荷载与雪载屋面均布活载不与雪载同时考虑，仅取两者中的较大值；屋面积灰荷载与雪载和屋面均布活载两者中的较大值同时考虑。和屋面均布活载两者中的较大值同时考虑。 屋面均布活载、雪载、屋面积灰荷载的荷载分项系数取屋面均布活载、雪

10、载、屋面积灰荷载的荷载分项系数取Q=1.47;第十五章 单层厂房15.2排架计算吊车荷载吊车荷载 吊车有悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦、桥式吊车。仅桥式吊车的水平荷载需列入排架吊车有悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦、桥式吊车。仅桥式吊车的水平荷载需列入排架计算，这里专门考虑桥式吊车。计算，这里专门考虑桥式吊车。吊车工作制：按达到其额定值的频繁程度分轻、中、重、特重四级。吊车工作制：按达到其额定值的频繁程度分轻、中、重、特重四级。轻级轻级满载机会少、运行速度低，不需紧张而繁重工作的场所。如水电站、机械检修站等。满载机会少、运行速度低，不需紧张而繁重工作的场所。如水电站、机械检修站等。中级中级机械加工车

11、间、装配车间等。机械加工车间、装配车间等。重级、特重级重级、特重级冶炼车间、参加连续生产的吊车等。冶炼车间、参加连续生产的吊车等。荷载规范荷载规范GB50009按吊车在使用期内要求的总工作循环次数分成按吊车在使用期内要求的总工作循环次数分成10个工作级别，对应关系个工作级别，对应关系如下：如下：吊车的工作制与工作级别的对应关系吊车的工作制与工作级别的对应关系工作制工作制轻级轻级中级中级重级重级特重级特重级工作级别工作级别A1A3A4，A5A6，A7A88;第十五章 单层厂房15.2排架计算额定最大起重量额定最大起重量大车自重大车自重小车行驶方向小车行驶方向小车小车自重自重PmaxPmaxPmi

12、nPminKBTG1G2G39;第十五章 单层厂房15.2排架计算桥式吊车对排架的作用有竖向荷载和水平荷载两种：桥式吊车对排架的作用有竖向荷载和水平荷载两种：吊车竖向荷载设计值吊车竖向荷载设计值Dmax、 Dmin 桥吊组成；桥吊组成； 大车（桥架）大车（桥架）-在吊车梁轨道上沿厂房纵向行驶在吊车梁轨道上沿厂房纵向行驶 小车小车-在大车桥架的轨道上沿横向行驶，吊钩安装在小车上。在大车桥架的轨道上沿横向行驶，吊钩安装在小车上。 当小车吊着额定起重量开到大车某一极限位置时，该侧每个大车的轮压称吊车的最当小车吊着额定起重量开到大车某一极限位置时，该侧每个大车的轮压称吊车的最大轮压标准值大轮压标准值P

13、max,k ，另一侧的轮压称最小轮压标准值，另一侧的轮压称最小轮压标准值Pmin,k ， Pmax,k与与Pmin,k同时发生。同时发生。 Pmax,k 通常根据吊车型号、规格查到，通常根据吊车型号、规格查到， Pmin,k则要计算出，对于四轮吊车：则要计算出，对于四轮吊车： kkkkkPGGGPmax,3,2, 1min,210;第十五章 单层厂房15.2排架计算Pmax,kPmax,kPmax,kPmax,kBBKKlly2y1y3y4 吊车是移动的，故在吊车梁支座产生的最大反力标准值吊车是移动的，故在吊车梁支座产生的最大反力标准值Dmax,k必须用吊车梁的竖向必须用吊车梁的竖向反力影响线

14、来确定；同时，在另一侧排架柱上则由反力影响线来确定；同时，在另一侧排架柱上则由Pmin,k产生产生Dmin,k。利用吊车梁支座。利用吊车梁支座反力影响线，反力影响线， Dmax,k和和Dmin,k按下式计算：按下式计算：简支吊车梁的支座反力影响线简支吊车梁的支座反力影响线ikkyPDmax,max,kkkikkPPDyPDmax,min,max,min,min,yi 各大轮子下影响线各大轮子下影响线 纵标值的总和纵标值的总和 多台吊车的荷载折减多台吊车的荷载折减系数，见荷载规范表系数，见荷载规范表5.2.211;第十五章 单层厂房15.2排架计算多台吊车的荷载折减系数多台吊车的荷载折减系数参与

15、组合的吊车参与组合的吊车台数台数吊车工作级别吊车工作级别A1A5A6A820.90.9530.850.9040.80.85吊车最大轮压的设计值吊车最大轮压的设计值Pmax =QPmax,k,最小轮压的设计值最小轮压的设计值Pmin= Q Pmin,k，由此得由此得Dmax =QDmax,k ；Dmin= Q Dmin,k， Q =1.4 。12;第十五章 单层厂房15.2排架计算由于由于Dmax可以发生在左柱，也可能发生在右柱，因此在可以发生在左柱，也可能发生在右柱，因此在Dmax，Dmin= 作用下单跨排架的作用下单跨排架的计算应考虑下图（计算应考虑下图（a）（）（b）两种荷载情况。）两种荷

16、载情况。MmaxDminDmaxMminMminDmaxDminMmax（a）（b）Dmax、Dmin作用对下部柱都作用对下部柱都是偏心压力，应把它们换是偏心压力，应把它们换算成作用在下部柱顶面的算成作用在下部柱顶面的轴心压力和力矩，其中力轴心压力和力矩，其中力矩等于：矩等于：Mmax =Dmax.e4Mmin= Dmin . e4e4吊车梁支座钢垫板的吊车梁支座钢垫板的中心线至下部柱轴线的距中心线至下部柱轴线的距离。离。13;第十五章 单层厂房15.2排架计算 吊车横向水平荷载标准值，应按小车重力标准值与额定起重力标准值之和乘以横向吊车横向水平荷载标准值，应按小车重力标准值与额定起重力标准值

17、之和乘以横向水平荷载系数水平荷载系数，总的吊车横向水平荷载标准值为：，总的吊车横向水平荷载标准值为： T i,k=（G2,k+ G3,k ） 吊车横向水平荷载系数；查荷载规范吊车横向水平荷载系数；查荷载规范GB50009第第5.1.2款得：款得：对于软钩吊车：对于软钩吊车： 当额定起吊质量当额定起吊质量 Q 310t时，时，=0.12；当额定起吊质量当额定起吊质量 15tQ 3 50t时，时，=0.10；当额定起吊质量当额定起吊质量 Q 3 75t时，时，=0.08； 对于硬钩吊车：对于硬钩吊车： =0.2；（刚性悬臂产生的水平惯性力较大）。；（刚性悬臂产生的水平惯性力较大）。吊车横向水平荷载

18、等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮传至轨道，其方向与轨道吊车横向水平荷载等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮传至轨道，其方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。通常垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。通常Q 50t的桥吊，其大车总轮数为的桥吊，其大车总轮数为4，即，即每一侧轮数为每一侧轮数为2，因此通过一个大车轮子传递的吊车横向水平荷载标准值，因此通过一个大车轮子传递的吊车横向水平荷载标准值T k按下式计按下式计算：算：)(4141,3,2,kkkikGGTT14;第十五章 单层厂房15.2排架计算吊车横向水平荷载设计值吊车横向水平荷载设计值Tmax 吊车的水平荷载有纵向水平荷载和横向

19、水平荷载。吊车的水平荷载有纵向水平荷载和横向水平荷载。 吊车纵向水平荷载是大车刹车时引起的纵向水平惯性力，按作用在一边轨道上所有吊车纵向水平荷载是大车刹车时引起的纵向水平惯性力，按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的刹车轮的最大轮压之和的10%采用；作用点位于刹车轮与轨道的接触点，其方向与轨采用；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。道方向一致。吊车梁与柱连接吊车梁与柱连接 吊车横向水平荷载是当小车吊有重物时刹车所引起的吊车横向水平荷载是当小车吊有重物时刹车所引起的横向水平惯性力（卡轨），它通过小车刹车轮与桥梁之横向水平惯性力（卡轨），它通过小车刹车轮与桥梁之间的摩擦力传

20、给大车，再通过大车轮在吊车轨顶传给吊间的摩擦力传给大车，再通过大车轮在吊车轨顶传给吊车梁，以后再由吊车梁与柱的连接钢板传给排架柱，故车梁，以后再由吊车梁与柱的连接钢板传给排架柱，故对排架来说，吊车横向水平荷载作用在吊车梁顶面的水对排架来说，吊车横向水平荷载作用在吊车梁顶面的水平处。平处。15;第十五章 单层厂房15.2排架计算 因吊车是移动的，吊车对排架产生的最大横向水平荷载应据影响线定。显然，吊车因吊车是移动的，吊车对排架产生的最大横向水平荷载应据影响线定。显然，吊车对排架产生的最大横向水平荷载标准值对排架产生的最大横向水平荷载标准值T max,k时的吊车位置与产生时的吊车位置与产生D ma

21、x,k和和D min,k时相同，因此，当考虑多台吊车的荷载折减时相同，因此，当考虑多台吊车的荷载折减系数系数后，应有：后，应有： T max,k= Tk yi = 1/4 （G2,k+ G3,k ） yi 如果两台吊车作用下的如果两台吊车作用下的D max和已求得，则两台吊车作用下的和已求得，则两台吊车作用下的T max可直接由可直接由D max求得。求得。考虑正反两个方向的刹车情况。考虑正反两个方向的刹车情况。 对对T max可既要考虑它向左作用又要考虑它向右作用，可既要考虑它向左作用又要考虑它向右作用，这样，对单跨排架就有两种荷载情况，对双跨排架就有四种荷载情况（下页图示）这样，对单跨排架

22、就有两种荷载情况，对双跨排架就有四种荷载情况（下页图示）kkPTDTmax,maxmax16;第十五章 单层厂房15.2排架计算TmaxTmax吊车梁顶面吊车梁顶面吊车梁顶面吊车梁顶面TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmax17;第十五章 单层厂房15.2排架计算多台吊车组合多台吊车组合 排架计算中考虑多台吊车竖向荷载时，对一层吊车的单跨厂房的每个排架，参与组排架计算中考虑多台吊车竖向荷载时，对一层吊车的单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于两台；对一层吊车的多跨厂房的每个排架，不宜多于四台；合的吊车台数不宜多于两台；对一层吊车的多跨厂房的每个排

23、架，不宜多于四台； 一层吊车指同一跨内只有一个吊车轨顶标高的吊车，同一跨内两种不同轨顶标高，一层吊车指同一跨内只有一个吊车轨顶标高的吊车，同一跨内两种不同轨顶标高，称双层吊车。称双层吊车。 吊车纵向水平荷载是大车刹车时引起的纵向水平惯性力，按作用在一边轨道上所有吊车纵向水平荷载是大车刹车时引起的纵向水平惯性力，按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的刹车轮的最大轮压之和的10%采用；作用点位于刹车轮与轨道的接触点，其方向与轨采用；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。道方向一致。 多台吊车同时出现多台吊车同时出现D max 和和D min 的概率，及同时出现的概率，及同时出

24、现T max的概率都很小，因此，多的概率都很小，因此，多台吊车的竖向和横向荷载标准值都应乘以多台吊车的荷载折减系数台吊车的竖向和横向荷载标准值都应乘以多台吊车的荷载折减系数， 见荷载规范见荷载规范表表5.2.218;第十五章 单层厂房15.2排架计算风荷载风荷载 作用在建筑物或构筑物表面上计算用的风压，称风荷载。垂直于建筑物表面上的风荷作用在建筑物或构筑物表面上计算用的风压，称风荷载。垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下式计算：载标准值应按下式计算： wk=zszw0 wk风载标准值（风载标准值（kN/m2)，z 高度高度z处的风振系数；对单层厂房，处的风振系数；对单层厂房， z =1；s风

25、载体型系数风载体型系数；风在建筑物表面引起的实际压力与基本风压的比值。表示建筑物表；风在建筑物表面引起的实际压力与基本风压的比值。表示建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律。主要与建筑物的形状和尺寸有关。面在稳定风压作用下的静态压力分布规律。主要与建筑物的形状和尺寸有关。z风压风压高度变化系数高度变化系数, 由地面由地面粗糙度粗糙度和计算高度确定。和计算高度确定。 w0基本风压（基本风压（kN/m2);空旷平坦地面上空旷平坦地面上10m 高度处高度处50年一遇年一遇10分钟平均最大风速。分钟平均最大风速。19;第十五章 单层厂房15.2排架计算地面粗糙度地面粗糙度-A、B、C、D四类四类

26、A类：近海海面、海岛、海岸、湖岸、沙漠等类：近海海面、海岛、海岸、湖岸、沙漠等B类：田野、乡村、丛林、丘陵、房屋比较稀疏的乡镇和城市地区类：田野、乡村、丛林、丘陵、房屋比较稀疏的乡镇和城市地区C类：有密集建筑群的城市市区类：有密集建筑群的城市市区D类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区类：有密集建筑群且房屋较高的城市市区20;第十五章 单层厂房15.2排架计算风压高度变化系数风压高度变化系数z 离地面或海面高度离地面或海面高度 （m）地面粗糙度类别地面粗糙度类别ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250

27、.840.62301.801.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.9321;第十五章 单层厂房15.2排架计算s15 -0.630 0 60 +0.8风向风向风向风向平面图平面图+0.8-0.5s-0.5-0.5-0.5s-0.4+0.8-0.4-0.7-0.7+0.8-0.5中间值按插值计算中间值按插值计算22;第十五章 单层厂房15.2排架计算 应注意屋面坡面上风荷载本身是垂直于该坡面的，因此对于双坡屋面：应注意屋面坡面上风荷载本身是垂直于该坡面的，因此对于双坡屋面： 排架计算时，作用在柱顶以下的墙面上

28、的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系排架计算时，作用在柱顶以下的墙面上的风荷载按均布考虑，其风压高度变化系数可按柱顶标高取值，偏于安全；当基顶离室外地平的距离不大时，可简化计算，风数可按柱顶标高取值，偏于安全；当基顶离室外地平的距离不大时，可简化计算，风载可按全柱高计算。不再减去基顶至室外地平那一小段多算的风荷载，若基础埋置较载可按全柱高计算。不再减去基顶至室外地平那一小段多算的风荷载，若基础埋置较深，则按实际情况算，免误差太大。柱顶至屋脊间的风载，仍取为均布，其对排架的深，则按实际情况算，免误差太大。柱顶至屋脊间的风载，仍取为均布，其对排架的作用按作用在柱顶的水平集中力标准值作用按作用在柱顶

29、的水平集中力标准值Wk考虑，这时风压高度变化系数按下式确定：考虑，这时风压高度变化系数按下式确定：有矩形天窗时，按天窗檐口取值；无矩形天窗时，按厂房檐口标高取值。有矩形天窗时，按天窗檐口取值；无矩形天窗时，按厂房檐口标高取值。 Wk 应分成两部分计算应分成两部分计算 Wk = W1k + W2k W2k=Fs2-Fs1 =（s2-s1）zw0h2B 风荷载的设计值风荷载的设计值W、q1、q2等于其标准值乘以风荷载分项系数等于其标准值乘以风荷载分项系数 Q ，Q=1.4。 排架计算时，应考虑左风和右风两种情况。排架计算时，应考虑左风和右风两种情况。23;第十五章 单层厂房15.2排架计算檐口檐口

30、Wq2+0.8风向风向=1121h1-0.5h2-0.5s= - 0.6q1h2h1-0.6-0.5F1F2s=h2/sin s15 -0.630 0 60 +0.8中间值按插值计算中间值按插值计算W2k=Fs2-Fs1 =（s2-s1）zw0h2B24;第十五章 单层厂房15.2排架计算三、用剪力分配法计算等高排架三、用剪力分配法计算等高排架等高排架等高排架柱顶水平位移相等的排架柱顶水平位移相等的排架 柱顶标高相等；柱顶标高相等；柱顶标高虽不等，但有倾斜横梁贯通柱顶标高虽不等，但有倾斜横梁贯通 单层厂房排架结构是一个超静定结构，可以用力法来单层厂房排架结构是一个超静定结构，可以用力法来计算内

31、力，但是对于各柱柱顶水平位移相等的等高排架，计算内力，但是对于各柱柱顶水平位移相等的等高排架，则可以用更为简单的剪力分配法来计算。则可以用更为简单的剪力分配法来计算。 25;第十五章 单层厂房15.2排架计算剪力分配法剪力分配法由结构力学可知，当单位水平力作用于单阶悬臂柱柱顶时，柱顶水平位移为由结构力学可知，当单位水平力作用于单阶悬臂柱柱顶时，柱顶水平位移为 式中：式中：lclcIECHnIEH0323)11(13HHuluIIn 111330nC系数系数C0可查手册。可查手册。u 越大，说明柱变形能越大，说明柱变形能力越大，力越大， u称为柱的柔度系数。反之，若称为柱的柔度系数。反之，若要使

32、柱顶产生单位侧移，则需加水平力要使柱顶产生单位侧移，则需加水平力1/u ，1/u越大，说明柱抵抗侧移的能力越大，说明柱抵抗侧移的能力越大，越大，1/u称为柱的侧移刚度或抗剪刚度。称为柱的侧移刚度或抗剪刚度。uHHuHHuu11EcIuEcIuEcIlEcIl26;第十五章 单层厂房15.2排架计算当柱顶作用水平力时的剪力分配当柱顶作用水平力时的剪力分配当柱顶作用水平集中力当柱顶作用水平集中力F时，设有时，设有n 根柱，任一柱根柱，任一柱i的抗剪刚度的抗剪刚度1/ui ，则其分担的，则其分担的柱顶剪力柱顶剪力Vi ，可由力的平衡条件和变形条件求得。按抗剪刚度定义，有，可由力的平衡条件和变形条件求

33、得。按抗剪刚度定义，有Fu1=uv1v1ui=uvivivnvnun=uniniuuV111uuVii1各柱顶剪力之和为各柱顶剪力之和为因各柱顶水平位移相等得因各柱顶水平位移相等得niniuuV111FVni1由由得得Fuuni111各柱顶剪力为各柱顶剪力为niiiuu111FFuuViniii111各柱顶剪力分配系数各柱顶剪力分配系数27;第十五章 单层厂房15.2排架计算注意：柱顶集中力作用在左侧和右侧，不影响柱顶剪力。注意：柱顶集中力作用在左侧和右侧，不影响柱顶剪力。各柱顶剪力求出后，可按悬臂柱求柱中内力。各柱顶剪力求出后，可按悬臂柱求柱中内力。28;第十五章 单层厂房15.2排架计算任

34、意荷载作用时的剪力分配任意荷载作用时的剪力分配 当排架上有任意荷载作用时，为了利用剪力分配系数进行计算，可把计算过程分当排架上有任意荷载作用时，为了利用剪力分配系数进行计算，可把计算过程分成三步：成三步：1)先在柱顶加一水平不动铰支座阻止水平位移，求出水平支反力先在柱顶加一水平不动铰支座阻止水平位移，求出水平支反力R；2)撤撤消附加的不动铰支座，在此排架柱顶加上反向作用的消附加的不动铰支座，在此排架柱顶加上反向作用的R；这相当于把不动铰支座去；这相当于把不动铰支座去掉，使排架恢复到原实际情况。可以利用剪力分配法计算；掉，使排架恢复到原实际情况。可以利用剪力分配法计算； 3)将上面两步的计算将上

35、面两步的计算结果叠加，即可求出排架的实际内力。（下页图）结果叠加，即可求出排架的实际内力。（下页图） 符号规定：柱顶剪力、柱顶水平集中力、柱顶不动铰支座反力，凡是自左向右作符号规定：柱顶剪力、柱顶水平集中力、柱顶不动铰支座反力，凡是自左向右作用的取为正号，反之取为负号。用的取为正号，反之取为负号。29;第十五章 单层厂房15.2排架计算TmaxTmaxTmaxBABAATmaxTmaxTmaxRARBRA +RBRA +RBBBA30;第十五章 单层厂房15.2排架计算四、内力组合四、内力组合控制截面控制截面构件某一区段中承载力相对最低的截面，对该区段的配构件某一区段中承载力相对最低的截面，对

36、该区段的配筋设计有控制作用。排架计算只需要计算控制截面的内力。筋设计有控制作用。排架计算只需要计算控制截面的内力。 I- I截面：牛腿顶，上柱底，因上柱截面配筋相同，截面：牛腿顶，上柱底，因上柱截面配筋相同， I- I截面内力最大。截面内力最大。 - 截面：牛腿顶，下柱顶，弯矩最大。截面尺寸按下柱，不计牛腿截面：牛腿顶，下柱顶，弯矩最大。截面尺寸按下柱，不计牛腿尺寸影响。尺寸影响。 - 截面：下柱底，基础顶，轴力最大。截面：下柱底，基础顶，轴力最大。 如果下柱高度太大，如果下柱高度太大， 或或 - 截面算出配筋不多，可在下柱中部再取截面算出配筋不多，可在下柱中部再取一个截面。一个截面。II31

37、;第十五章 单层厂房15.2排架计算荷载组合荷载组合 前面求出了各种荷载单独作用下控制截面上的内力，这些内力常不是单独作用前面求出了各种荷载单独作用下控制截面上的内力，这些内力常不是单独作用在结构上的。在结构上的。 荷载组合时考虑：荷载组合时考虑：A、哪几种荷载同时作用是最不利的？、哪几种荷载同时作用是最不利的？B、几种活荷载同时作用又同时达到其设计值的概率不大，所以要用活荷载组合、几种活荷载同时作用又同时达到其设计值的概率不大，所以要用活荷载组合系数系数。荷载规范规定一般框、排架结构，可用下列简化规则取不利组合：荷载规范规定一般框、排架结构，可用下列简化规则取不利组合： 恒载恒载+任一活荷载

38、任一活荷载 恒载恒载+0.9(任一两个或两个以上活荷载之和）任一两个或两个以上活荷载之和）32;第十五章 单层厂房15.2排架计算内力组合内力组合考虑同一控制截面，考虑同一控制截面，N、M和水平剪力和水平剪力V三种内力的搭配问题。三种内力的搭配问题。 排架是偏心受压构件，纵筋计算主要取决于轴向力排架是偏心受压构件，纵筋计算主要取决于轴向力N和弯矩和弯矩M，通常有四种内力组合控，通常有四种内力组合控制：制：+Mmax及相应及相应N和和V； -Mmax及相应及相应N和和V； Nmax及相应及相应M和和V；Nmin及相应及相应M和和V当柱和基础采用对称配筋时，第当柱和基础采用对称配筋时，第 、两种内

39、力合并为一，即、两种内力合并为一，即|M|max及相应的及相应的N和和V。 通常，这四种内力组合已能满足要求，但也有特殊情况：如大偏压时，通常，这四种内力组合已能满足要求，但也有特殊情况：如大偏压时，M稍小，但稍小，但N减减少很多，会使配筋量增多。少很多，会使配筋量增多。组合时注意：组合时注意：恒载必须有；恒载必须有； 突出内力目标项；突出内力目标项；突出轴力时稍带突出突出轴力时稍带突出M； 左、右风只择一；左、右风只择一； 有有T 必有必有D ；有；有D也要也要T；吊车多台要折减；柱底截面要算剪力。；吊车多台要折减；柱底截面要算剪力。33;第十五章 单层厂房15.2排架计算五、单厂排架考虑整

40、体工作的概念五、单厂排架考虑整体工作的概念 34;第十五章 单层厂房15.2排架计算五、单厂排架考虑整体工作的概念五、单厂排架考虑整体工作的概念 FFFFFF F纵向联系构件纵向联系构件ua(a)F纵向联系构件纵向联系构件uc(c)Fud纵向联系构件纵向联系构件(d)厂房整体工作厂房整体工作 图示为单厂在柱顶水平荷载图示为单厂在柱顶水平荷载作用下，因结构或荷载情况不作用下，因结构或荷载情况不同产生的四种柱顶水平位移示同产生的四种柱顶水平位移示意图。意图。(a)各排架水平位移相同，互不各排架水平位移相同，互不牵制，属平面排架；牵制，属平面排架；( b)有山墙，约束其它排架，有山墙，约束其它排架，

41、 ub ua ；(c)未直接受力排架帮助受力，未直接受力排架帮助受力，且也产生侧移；且也产生侧移；( d)有山墙，约束其它排架，有山墙，约束其它排架， ud uc ；FFFFFF Fub纵向联系构件纵向联系构件(b)山墙山墙35;第十五章 单层厂房15.2排架计算厂房整体空间作用：排架与排架、排架与山墙之间的相互关联的整体作用。厂房整体空间作用：排架与排架、排架与山墙之间的相互关联的整体作用。产生厂房整体空间作用条件：产生厂房整体空间作用条件：各横向排架间必须有纵向构件将其联系各横向排架间必须有纵向构件将其联系(山墙是刚度极大的排架）；山墙是刚度极大的排架）；各横向排架彼此情况不同（结构不同或

42、荷载不同）。各横向排架彼此情况不同（结构不同或荷载不同）。 36;第十五章 单层厂房15.2排架计算把空间排架中直接承载的排架与平面排架比较：把空间排架中直接承载的排架与平面排架比较： uk uk 平面排架要提供全部柱顶反力来平衡外荷载平面排架要提供全部柱顶反力来平衡外荷载Fk，空间排架由所有排架和山墙一起承，空间排架由所有排架和山墙一起承受外荷载受外荷载Fk，直接承载的排架只提供其中的一部分反力，直接承载的排架只提供其中的一部分反力Fk， 其余部分（其余部分（Fk Fk）通）通过连系构件的传递作用由其它排架和山墙承受。过连系构件的传递作用由其它排架和山墙承受。 因相同情况下，局部荷载下的整体

43、空间作用比均布荷载下的大，故只对吊车荷载才因相同情况下，局部荷载下的整体空间作用比均布荷载下的大，故只对吊车荷载才考虑厂房的整体空间作用。考虑厂房的整体空间作用。ukFkFk平面排架平面排架ukFkFk考虑空间作用考虑空间作用的排架的排架Fk =FkFkuk37;第十五章 单层厂房15.2排架计算（2）吊车荷载下整体空间作用的计算）吊车荷载下整体空间作用的计算单个荷载作用下厂房整体空间作用分配系数单个荷载作用下厂房整体空间作用分配系数mk 单个力单个力F k作用时作用时 由于假设结构为弹性，力与柱顶水平位移成正比，所以由于假设结构为弹性，力与柱顶水平位移成正比，所以 mk称为单个荷载作用下的厂

44、房整体空间作用分配系数，称为单个荷载作用下的厂房整体空间作用分配系数， mk60有檩屋盖两端无山墙及一端有山墙300.950.85两端有山墙300.85无檩屋盖两端无山墙及一端有山墙75跨度(m)1227271227270.900.850.850.80两端有山墙750.8039;第十五章 单层厂房123A计算单元计算单元BC2EcIuA2EcIlAEcIuBEcIlB2EcIuC2EcIlCABC六、排架计算中的几个问题六、排架计算中的几个问题15.2排架计算纵向柱距不等的排架内力分析纵向柱距不等的排架内力分析 有时工艺要求，某处抽柱，或中列柱距比边列柱距大。有时工艺要求，某处抽柱，或中列柱距

45、比边列柱距大。 当屋面刚度大，或有可靠的下弦纵向水平支撑时，可选较宽的计算单元。假定计算单当屋面刚度大，或有可靠的下弦纵向水平支撑时，可选较宽的计算单元。假定计算单元中同一柱列的柱顶水平位移相同。计算单元内的几榀排架可合并为一榀平面排架来计元中同一柱列的柱顶水平位移相同。计算单元内的几榀排架可合并为一榀平面排架来计算其合力。合并后的平面排架的惯性矩应按合并考虑。计算时应注意：算其合力。合并后的平面排架的惯性矩应按合并考虑。计算时应注意：40;第十五章 单层厂房15.2排架计算 计算单元的纵向宽度不宜大于计算单元的纵向宽度不宜大于24m。（考虑刚性）。（考虑刚性） 合并排架的恒、风荷载计算方法与

46、一般排架同，但吊车荷载应按计算单元的中间排合并排架的恒、风荷载计算方法与一般排架同，但吊车荷载应按计算单元的中间排架产生的架产生的D 2max 、D 2min和和T 2max时的吊车位置计算。图示合并排架的吊车荷载为时的吊车位置计算。图示合并排架的吊车荷载为maxminmaxminPPDD231max2maxDDDDmaxmaxmaxPTDTPmaxPmaxPmaxPmaxD1DmaxD3按计算简图和荷载求得内力后，必须还按计算简图和荷载求得内力后，必须还原，以求得柱子真正内力，如两柱合并计原，以求得柱子真正内力，如两柱合并计算的，这时将其算的，这时将其M、V除以除以2,但对轴力但对轴力N，则不能除以则不能除以2,而按真实情况计算，用而按真实情况计算，用D2