排架的荷载计算与内力分析
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剪力分配法进行排架内力计算的步骤剪力分配法进行排架内力计算,可真是一门有趣的学问!嘿,首先想象一下,建筑就像一位优雅的舞者,跳动在风中。
每个部分都在默默配合,谁都不想出错,这可真是考验团队合作的时刻。
那我们就来聊聊剪力分配法的步骤,轻松一点,让这个话题不再严肃。
想象一下,我们要在一个大型的舞台上布置演员,每个演员都要承担起自己的角色。
这时候,架构师就得考虑到每根梁和柱的负荷。
就像一个家庭聚会,大家都想尽量多吃一点,但要确保最后的披萨能分到每个人的手里。
剪力分配法的核心就是在这一点上:如何将剪力合理分配给每一个部分,确保它们都能稳稳当当地“站着”。
然后,咱们得了解这些力的来源。
想象一下,一场大雨来临,屋顶上雨水聚集,压力就增加了。
为了搞清楚这些力量的来源,我们需要进行静力平衡的分析。
就像是校对账本,所有的收入和支出都得清清楚楚,不能有漏网之鱼。
咱们得确定各个节点的剪力。
就像是推销员,在推销自己的产品时,得知道哪个客户需要什么。
每根梁的剪力,就像是每个客户的需求,必须精确。
我们通过计算,能得出每根梁上需要承担的剪力。
这个过程可得仔细,不能掉以轻心。
然后,我们就来分配这些剪力了。
哎,别小看这个步骤,它就像是给队伍分配任务,谁负责哪一块。
一般来说,我们会用比例分配的方式来计算,也就是说,看每根梁的支撑能力,然后按比例分配这些剪力。
别忘了,最终得保证所有的剪力总和是零,才能保证整个结构的稳定性。
咱们来聊聊内力计算。
这个就像是在算每个人的表现,得好好评估一下每个部分的承载能力。
通过计算内力,我们能更清晰地了解哪根梁有可能会“打瞌睡”,从而提前采取措施,避免发生意外。
咱们可不想看到“剧组”里的某个演员突然摔倒,得尽早预防呀!然后呢,还得考虑到各种可能的外部因素,比如风的吹袭、地震的颤动。
这些就像是意外的观众,突然跑来捣乱,得随时准备应对。
结构在设计的时候,得考虑到这些,才能确保在突发情况下依旧稳如老狗。
最终,我们得总结一下这些计算结果,确保所有的内力都是合理的。
§12.2 排架计算 12.2.1排架计算简图1.计算单元作用在厂房排架上的各种荷载,如结构自重、雪荷载、风荷载等(吊车荷载除外),沿厂房纵向都是均匀分布的;横向排架的间距一般都是相等的。
在不考虑排架间的空间作用的情况下,每一中间的横向排架所承担的荷载及受力情况是完全相同的。
计算时,可通过任意两相邻排架的中线,截取一部分厂房作为计算单元。
第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析1 排架计算简图(1)计算单元:可在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一个典型的区段,作为排架的计算单元。
计算单元和计算模型第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析(2)基本假定和计算简图:为了简化计算,对于钢筋混凝土排架结构通常作如下假定:柱下端与基础顶面为刚接;柱顶与排架横梁(屋架或屋面梁)为铰接;横梁(即屋架或屋面梁)为轴向刚度很大的刚性连杆。
根据上述假定,可得到横向排架的计算简图。
1 排架计算见图第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析横向排架的计算简图1 排架计算见图12.2.2 荷载计算 第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析2 排架结构上的荷载作用在横向排架结构上的荷载有恒载、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载和风荷载等,除吊车荷载外,其它荷载均取自计算单元范围内。
(1)恒载:屋盖自重G 1:屋盖自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天沟板、天窗架、屋面构造层以及屋盖支撑等重力荷载。
悬墙自重G2 :当设有连系梁支承围护墙体时,排架柱承受着计算单元范围内连系梁、墙体和窗等重力荷载。
吊车梁和轨道及连接件自重G3 。
柱自重G4(G5):第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析恒载作用位置及相应的排架计算简图2 排架结构上的荷载第三章单层厂房结构3.5 横向排架结构内力分析(2)屋面活荷载:包括屋面均布活荷载、屋面雪荷载和屋面积灰荷载三部分。
其荷载分项系数均为1.4。
屋面均布活荷载:屋面水平投影面上的屋面均布活荷载标准值,按下列情况取:不上人的屋面为0.5kN/m 2;上人的屋面为2.0kN/m 2。
一、概述等高排架是建筑工地上常见的一种脚手架结构,用于支撑和搭设施工人员或物料。
在实际施工过程中,等高排架需要承受各种不同的荷载,如风荷载、活载、静荷载等。
了解等高排架在不同荷载作用下的内力计算步骤,对于保证排架的稳定性和安全性具有重要意义。
二、静态荷载作用下的内力计算步骤1. 建立等高排架的结构模型在进行内力计算之前,首先需要对等高排架进行结构分析,建立荷载作用下的结构模型。
可以根据实际情况采用不同的计算方法,如梁柱模型、有限元模型等。
2. 荷载分析对于静态荷载作用下的等高排架,需要进行荷载分析,包括分析荷载的大小、方向和作用点位置等。
根据具体情况,可以考虑风荷载、自重荷载、施工荷载等。
3. 内力计算通过建立结构模型和荷载分析,可以进行等高排架内力的计算。
根据静力学的原理,可以计算出等高排架在不同部位受力的情况,包括受力大小、受力方向等。
4. 结果分析对于内力计算的结果,需要进行全面的分析和评估。
根据计算结果,可以判断等高排架的承载能力和稳定性,为后续的施工和使用提供参考依据。
三、动态荷载作用下的内力计算步骤1. 建立动态荷载模型对于等高排架在动态荷载作用下的内力计算,需要首先建立相应的动态荷载模型。
根据实际情况,可以考虑施工机械的振动、人员活动带来的荷载等。
2. 振动分析对于动态荷载作用下的等高排架,需要进行振动分析,包括振动的频率、振幅、方向等。
通过振动分析,可以评估等高排架在动态荷载下的受力情况。
3. 内力计算在建立动态荷载模型和振动分析的基础上,进行等高排架内力的计算。
根据动力学的原理,可以计算出等高排架在动态荷载下的受力情况,包括受力大小、受力方向等。
4. 结果评估对于动态荷载作用下的内力计算结果,需要进行全面的评估。
根据计算结果,可以判断等高排架在动态荷载下的承载能力和稳定性,为施工安全提供参考依据。
四、结论通过上述静态荷载和动态荷载作用下的内力计算步骤,可以全面、客观地评估等高排架的受力情况。
排架结构内力计算解析排架结构是指在工程中,通过柱、梁、墙、板等构件按照一定的规律排列组合而成的承重体系。
内力是指在结构中各个构件所受到的力的大小及其作用方向。
计算内力是工程力学中重要的内容,可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性。
一般来说,内力的计算可以通过正交分析法、力法和位移法等方法来进行。
下面就正交分析法进行内力计算进行解析:正交分析法是一种常见的结构分析方法,通过将结构分解为数个单元,利用等效荷载、位移辩识和边界条件来计算结构内力。
具体步骤如下:1.绘制受力图:首先根据结构的几何形状和荷载条件,绘制结构的受力图。
受力图包括结构中各个构件的受力情况,如柱上的压力、梁上的弯矩等。
2.划分单元:将结构划分为数个单元,每个单元可以是柱、梁、墙等。
单元的划分应满足力的闭合条件和构件之间的连接条件。
3.确定单元受力状态:根据受力图和单元划分,确定每个单元的受力状态。
受力状态包括构件的内力方向和大小。
4.建立位移辩识方程:利用力的平衡条件和结构刚度方程,建立位移辩识方程。
位移辩识方程用于描述结构的变形和位移关系。
5.解位移辩识方程:利用位移辩识方程求解结构中各个节点的位移。
位移求解可以采用矩阵方法,如刚度法、位移法等。
6.求解内力:利用位移解求得的节点位移,结合各个构件的刚度和长度,计算每个单元的内力。
内力计算可以采用平衡条件、应变能原理等方法。
7.检验结构稳定性和安全性:根据计算得到的内力值,检验结构的稳定性和安全性。
结构的稳定性可以通过计算结构的屈曲和侧向位移等指标进行评估。
结构的安全性可以通过计算结构的强度和应力等指标进行评估。
以上就是正交分析法进行内力计算的基本步骤。
在实际工程中,为了准确计算内力,还需要考虑结构的材料性能和加载条件等因素。
因此,在进行内力计算前,需要对结构的材料性能进行测试和分析,同时要对结构的荷载条件和边界条件进行详细的研究和分析。
混凝土结构课程学习难点和重点第1章绪论重点:(1)混凝土结构中配筋的主要作用与基本要求。
(2)混凝土与钢筋共同工作的条件。
(3)本课程的主要内容、要求和学习方法。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能重点:(1)钢筋的应力-应变全曲线特性及其数学模型。
(2)单轴向受压下混凝土的应力-应变全曲线及其数学模型。
(3)混凝土的立方体强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度及相互间的关系。
(4)复合应力状态下混凝土的强度,三向受压状态下混凝土的变形特点。
(5)混凝土弹性模量、变形模量的概念。
(6)混凝土徐变、收缩与膨胀的性能。
(7)钢筋与混凝土的粘结性能。
难点:(1)钢筋的应力-应变全曲线特性及其数学模型。
(2)单轴向受压下混凝土的应力-应变全曲线及其数学模型。
(3)钢筋与混凝土的粘结性能。
第3章按近似概率理论的极限状态设计法重点:(1)结构可靠度的基本原理,可靠指标的基本含义。
(2)承载能力极限状态和正常使用极限状态实用设计表达式。
(3)荷载和材料的分项系数,荷载和材料强度的标准值和设计值。
难点:(1)结构可靠度的基本原理。
第4章受弯构件的正截面受弯承载力重点:(1)适筋梁正截面受弯三个受力阶段的概念,包括截面上应力与应变的分布、破坏形态、纵向受拉钢筋配筋率对破坏形态的影响、三个工作阶段在混凝土结构设计中的应用等。
(2)混凝土构件正截面承载力计算的基本假定及其在受弯构件正截面受弯承载力计算中的应用。
(3)单筋、双筋矩形与T形截面受弯构件正截面受弯承载力的计算方法,纵筋的主要构造要求。
难点:(1)适筋梁正截面受弯三个受力阶段截面上应力与应变的分布。
第5章受弯构件的斜截面承载力重点:(1)无腹筋梁斜裂缝出现前后的应力状态。
(2)无腹筋梁斜截面受剪破坏的三种形态以及腹筋对斜截面受剪破坏形态的影响。
(3)受弯构件斜截面受剪承载力的计算模型、计算方法及限制条件。
难点:(1)受弯构件斜截面受剪承载力计算方法。
(2)梁内纵筋的弯起、截断及锚固,受弯构件钢筋的布置等构造要求。
荷载计算图2.2-3 荷载作用位置◆恒载:●屋盖恒载F1(包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑自重);●上柱自重F2、牛腿自重F3、下柱自重F6;●吊车梁及轨道、连接件等自重F4;●围护墙体自重F5(包括柱牛腿上连系梁、围护墙、柱上的墙板)。
◆活载●屋面活载Q1;●吊车荷载吊车横向水平荷载Tmax吊车竖向荷载Dmax、Dmin;●风载q、Fw。
图2.2-4恒载F1作用的位置图2.2-5 恒载作用下排架结构的计算简图1.屋盖恒载F1包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑的自重,按屋面构造详图及各种构件标准图进行计算。
◆F1的作用位置●当采用屋架时,F1通过屋架上、下弦中心线的交点作用于柱顶,一般屋架上、下弦中心线的交点至柱外边缘的距离为150mm;●当采用屋面梁时,F1通过梁端支承垫板的中心线作用于柱顶。
◆屋盖恒载F1作用内力计算简图●将屋面横梁截断,在柱顶加以不动铰支座,简化为一次超静定悬臂梁进行内力计算;●在计算过程中,可将柱顶偏心屋面恒载移至相应上柱或下柱的截面中心线处,并附加偏心弯矩。
图2.2-6 F1内力计算简图2.恒载F2、F3、F4、F5计算方法同F1。
对竖向偏心荷载F2、F3、F4、F5换算成轴心荷载和偏心弯矩时,相应的换算偏心弯矩为:●M2=F2∙e2 式中e2为上、下柱轴线间的距离;作用于下柱柱顶截面中心;●M3=F3 ∙e3 式中e3为牛腿截面中心线至下柱中心线的距离;作用于牛腿梯形截面中心;●M4=F4 ∙e4 式中e4为吊车梁纵向至下柱截面中心线之间的距离;作用于吊车梁轨道中心;●M5=F5 ∙e5 式中 e5为连系梁中心线至柱中心线间的距离;作用于柱上牛腿连系梁截面中心。
图2.2-7 其它恒载内力计算简图3.屋面活荷载Q1包括屋面均布活荷载、雪荷载及积灰荷载,按屋面的水平投影面积计算。
(1)屋面均布活荷载:● 一般不上人的钢筋混凝土屋面:0.5kN/m2 ● 轻屋面、瓦材屋面:0.3kN/m2(2) 积灰荷载:由GB50009-2001查得(3)雪荷载:k r 0S S μ=● 屋面均布活荷载不与雪荷载同时组合,取大值参与组合。
(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×(g+p)l x2式中M 为跨中或支座单位板宽内的弯矩(kN·m/m);g、p为板上恒载及活载设计值(kN/m2);l x为板的跨度(m)。
2.多跨连续双向板的弯矩计算(1)跨中弯矩双向板跨中弯矩的最不利活载位置图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。
(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。
单层工业厂房排架柱内力计算作者:张旭忠来源:《城市建设理论研究》2013年第28期摘要:主要讲述排架结构的计算原理、过程以及结合实例计算排架柱内力关键词:厂房排架柱内力计算中图分类号:TU198 文献标识码:A在石油化工生产中,经常会有大跨度的单层工业厂房。
由于工艺要求不同,厂房的高度、跨度、跨数和吊车起重量等因素,使厂房柱定型化和标准化的工作很难进行。
目前虽然有一些单层厂房柱的标准图,但大多数单层工业厂房柱仍然需要设计者自行设计。
单层工业厂房的横向结构体系可分为:排架结构和刚架结构。
按材料性质可分为:单层钢筋混凝土柱厂房、单层钢结构厂房以及单层砖柱厂房。
本文主要讲述单层钢筋混凝土柱厂房排架柱的计算方法。
1 排架柱计算步骤及假定1.1 计算步骤主要如下:1.1.1根据厂房平、剖面布置图确定排架计算简图。
1.1.2计算作用在排架柱上的各项荷载。
1.1.3分别对各项荷载作用下排架柱进行内力计算,求出各控制截面的内力值。
1.1.4对各控制截面进行最不利荷载作用下内力组合,求出最不利内力。
1.1.5验算刚度(水平位移值)。
排架结构上作用的荷载除吊车等移动荷载之外,一般沿厂房的纵向是均匀布置的,各横向排架的刚度基本相同。
为简化计算,将厂房按横向平面排架进行内力分析计算。
1.2平面排架内力计算时需做以下基本假定:1.2.1柱子顶端与屋架(或屋面梁)为铰接(一般屋架或屋面梁端部和上柱用预埋钢板焊接,抵抗弯矩的能力很小,只能有效地传递竖向力和水平力,所以假定为铰接)。
1.2.2柱子下端与基础顶面为刚接。
1.2.3屋架或屋面梁为没有轴向变形的刚性杆(对屋面梁或刚度较大的屋架,受力后轴向变形很小,可视为无轴向变形的刚性杆即EA=+∞)。
排架柱内力计算过程排架可分为等高排架和不等高排架。
等高排架指排架柱各柱柱顶标高相同或柱顶标高虽不相同但有倾斜横梁相连。
不等高排架是指相邻的高跨与低跨在一列柱处搭接,两跨横梁不在同一标高上。