当前位置：文档之家 › 第二章 单层工业厂房排架计算2

第二章 单层工业厂房排架计算2

  • 格式：ppt
  • 大小：1.11 MB
  • 文档页数：93

下载文档原格式

  / 93

合集下载

单层工业厂房排架设计

单层工业厂房排架设计
35
单层工业厂房设计
三、排架计算 （1）计算单元：不抽柱的标准排架单元划分很简单，对于抽柱排架，计算单元的划分要
与实际的荷载情况一致，包括风荷载、屋面荷载及吊车荷载等。注意计算单元中包括 的柱子愈多，计算结果越偏于不安全，所以一定要按真实的受力情况划分计算单元， 计算单元的划分见附图。 (2)计算简图：见附图 (3)作用于排架上的荷载： 恒载：屋面自重（作用于柱顶，根据情况偏心），吊车梁、辅助桁架及安全走道自重 （作用于牛腿节点），墙皮自重（作用于柱外皮，注意偏心），柱自重（作用于形心）
4
单层工业厂房设计
标准图中的吊车梁
5
单层工业厂房设计
6
单层工业厂房设计
标准图中的屋面板
7
单层工业厂房设计
• 边列柱定位：边 柱与轴线的关系 主要决定与边柱 的上柱，吊车及 安全走道距上柱 边缘的距离、上 柱的结构要求尺 寸，见右图（图 二）。
8
单层工业厂房设计
• 中柱定位：中柱的定位及断面取决于上柱与轴线的关系及轴线两 侧跨度内吊车轨面标高，当两侧吊车高度相同且肩梁顶标高相同 时，可按工艺提供的吊车与厂房轴线的关系确定，一般情况下柱 中心即轴线，上柱设置人孔，两侧吊车轨道距离需大于2000mm 才能满足上柱的结构要求；如两侧轨面标高不一致，且两侧吊车 均需设置安全走道，一般高差需大于4500mm才能布置的下，当 两侧高度差在4500以内时，如布置两侧安全走道，需调整吊车 轨道与轴线的关系，或设置插入距，见附图。
23
单层工业厂房设计
24
单层工业厂房设计
二、剖面设计 • 厂房高度取决于吊车轨面标高（工艺专业确定）及吊车的高度（吊车样本），吊车最高点与屋架
下弦的最小距离（安全规范规定），确定完边柱柱顶标高后按照屋面要求的坡度确定中柱的柱顶 标高。 • 高低跨设置（柱顶）：对于连续多跨厂房当相邻跨高度相差不大时，尽量设计为等高跨厂房，以 减少结构构件，增加厂房刚度。见图。 • 相邻吊车等高：当相邻两跨吊车轨面标高相差不大时，尽量设计为等高轨面，以减少吊车的辅助 桁架，节省投资。见图。 • 边柱定位取决于上柱断面及吊车端部距离上柱内边缘的距离。

2.2排架结构分析

2.2排架结构分析

Dmax, k 、Dmin, k
小车开到极限位置时轮子受到的压力（轮 压），由根据平衡条件得：
n Pmax,k Pmin,k G Q g 2 Pmax,k Pmin,k G Q g
49
《荷载规范》规定：对于一层吊车厂房： 水平荷载最多考虑2台；多跨时，竖向荷载 最多考虑4台。
max min
吊车竖向荷载是作用在厂房横向排架柱上的 吊车梁最大支座反力 Dmax 和 Dmin 。 Pmax和 Pmin分别由 Dmax Dmin 所产生，与厂 房内的吊车台数和吊车作用位置有关。厂房 中同一跨内可能有多台吊车，根据厂房纵向 柱距大小和横向跨数以及各吊车同时聚集在 同一柱距范围内的可能性。

（3）下柱自重F3 ，其大小可根 据截面尺寸、钢筋混凝土容重 及下柱高度（含牛腿，近似） 150
F1
e1
F2
750
计算，其作用位置见图；

（4）吊车梁和轨道零件自重F4 ，
F4
其大小可根据标准图集或生产
厂家的说明书查得，其作用位
e0 e 4
置见图；
F3
32

（5）支承在柱外牛
腿上的维护墙自重 F5 ，其大小可根据 墙体截面 尺寸、容 重及高度计算，其作 用位置见图；

每个轮子受到的刹车力：
根据试验计算；
根据影响线原理求得公式
56
吊车横向水平荷载标准值
57
¢ 吊车横向水平荷载标准值 Tmax,k
（大车行驶中刹车引起的惯性力） 传力过程： 小车惯性力
● ●
●
解力法方程，求出多余未知力；
按静定问题求作最后内力图。
5
●
（4）举例

单层工业厂房课程设计计算书(完整版)

单层工业厂房课程设计计算书(完整版)

《单层工业厂房混凝土排架课程设计》1.1 柱截面尺寸确定由图2可知柱顶标高为12.4 m，牛腿顶面标高为8.6m ，设室内地面至基础顶面的距离为0.5m ，则计算简图中柱的总高度H、下柱高度l H、上柱高度Hu分别为：H=12.4m+0.5m=12.9m，H =8.6m+0.5m=9.1mlHu=12.9m－9.1m=3.8m根据柱的高度、吊车起重量及工作级别等条件，可由表2.4.2并参考表2.4.4确定柱截面尺寸，见表1。

本例仅取一榀排架进行计算，计算单元和计算简图如图1所示。

1.2 荷载计算1.2.1 恒载(1).屋盖恒载：两毡三油防水层 0.35KN/m220mm厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2100mm厚水泥膨胀珍珠岩保温层 4×0.1=0.4 KN/m2一毡二油隔气层 0.05 KN/m215mm厚水泥砂浆找平层； 20×0.015=0.3 KN/m2预应力混凝土屋面板（包括灌缝） 1.4 KN/m22.900 KN/m2天窗架重力荷载为2×36 KN /榀，天沟板2.02 KN/m，天沟防水层、找平层、找坡层1.5 KN/m，屋架重力荷载为106 KN /榀，则作用于柱顶的屋盖结构重力荷载设计值为：=1.2×(2.90 KN/m2×6m×24m/2＋2×36 KN/2＋2.02 KN/m×6mG1＋1.5 KN/m×6m＋106 KN/2) =382.70 KN(2) 吊车梁及轨道重力荷载设计值：G=1.2×（44.2kN＋1.0KN/m×6m）=50.20 KN3(3）柱自重重力荷载设计值：上柱 G 4A = G 4B =1.2×4kN/m ×3.8m =18.24 KN 下柱 G 5A = G 5B =1.2×4.69kN/m ×9.1m =51.21KN各项恒载作用位置如图2所示。

单层工业厂房

单层工业厂房
· 2.3. 1 厂房平面布置
· 1 . 柱网布置： 要考虑工艺 、经济 、模数化等因素。 · 厂房承重柱的纵向和横向定位轴线所形成的网络 ，称为柱网 。柱网布
置就是确定纵向定位轴线之间（跨度） 和横向定位轴线之间（柱距） 的尺寸。
· 在结构平面布置中 ， 厂房的跨度≤18m时 ，取3m的倍数； ＞18m 则 取6m的倍数 。厂房的柱距 ，一般取6m或6m倍数。
· （ 2） 柱下端与基础固接；
· （ 3） 排架横梁为无轴向变形的刚杆 ， 横梁两端处柱的水平位移相等； · （4） 排架柱的高度由固定端算至柱顶铰接处；
· （ 5 ）排架的跨度以厂房的轴线为准。
第三十五页 ，共九十三页。
· 2.5.2 排架上的荷载 · 1. 恒载
· 屋盖恒载G1 （包括屋面构造层 、屋面板 、天沟板 、天窗架、
第六页 ，共九十三页。
· 2. 纵 、横向平面排架 · 横向平面排架： 包括横梁(屋架) 、柱及基础。
第七页 ，共九十三页。
· 纵向平面排架 :
· 由连系梁 、 吊车梁 、纵向柱列（包括柱间支撑） 和基础组成 。作 用主要是保证厂房结构的纵向稳定和刚度 ， 承受作用在厂房结构 上的纵向水平荷载 ， 并将其传给地基 ， 同时也承受因温度变化和 收缩变形而产生的内力 。
第十九页 ，共九十三页。
第二十页 ，共九十三页。
· 3.连系梁：
· 单层厂房的外墙一般做成自承重墙 ， 不宜设置墙梁（亦称连系梁） 。
当墙的高度超过一定限度（例如15m以上） ，墙体的砌体强度不 足以承受本身自重时 ， 需要在墙下布置连系梁 。连系梁两端支 承在柱牛腿上 ， 并通过牛腿将墙体荷载传给柱子。
· 2 .3 .3围护结构的布置 · 1.抗风柱布置

混凝土结构设计

混凝土结构设计

围护结构
8．围护结构 围护结构包括纵墙和横墙(山墙)及由连系梁、抗风柱 (有时还有抗风梁或抗风桁架)和基础梁等组成的排架。这些 构件所承受的荷载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙 面的风荷载。 单层厂房传力路线见图2-8。
基础
图2-6 杯形基础 （a）锥形；（b）阶梯形；（c）高杯形
图2-7 桩基础
二、变形缝
防震缝：
是为了减轻厂房地震灾害而采取的有效措施之一。当厂房 平、立面布置复杂或结构高度或则度相差很大，以及在厂房侧 边贴建生活间、变电所、炉子间等附属建筑时，应设置防震缝 将相邻部分分开。地震区的厂房，其伸缩缝和沉降缝均应符合 防震缝的要求。
三、支撑的作用和布置原则
(1)屋面梁(屋架)间的垂直支撑及水平系杆 垂直支撑和下弦水平系杆是用以保证屋架的整体稳定(抗 倾覆)以及防止在吊车工作时(或有其他振动)屋架下弦的侧向 颤动。上弦水平系杆则用以保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的 侧向稳定(防止局部失稳)。
结构布置
厂房跨度在18m及以下时，应采用扩大模数30M数列； 在18m以上时，应采用扩大模数60M数列。当跨度在18m 以上，工艺布置有明显优越性，也可采用扩大模数30M数 列：厂房的柱距应采用扩大模数60M数列。目前从经济指 标、材料用量和施工条件等方面衡量，特别是高度较低的 厂房，采用6m柱距比12m柱距优越。但从现代工业发展趋 势来看，扩大柱距对增加厂房有效面积提高设备布置和工 艺布置的灵活性，机械化施工中减少结构构件的数量和加 快施工进度等，都是有利的。当然，由于构件尺寸增大， 也始制作、运输和吊装带来不便。
第二章 单层工业厂房



§2.1 单层厂房的结构型式、结构组成 和结构布置 §2.2 排架计算 §2.3 单层厂房柱 §2.4 柱下独立基础 §2.5 吊车梁

单层工业厂房排架柱内力计算

单层工业厂房排架柱内力计算

单层工业厂房排架柱内力计算摘要：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, 了解厂房使用功能对厂房立面的影响以及单层厂房立面处理常采用的手法。

关键词：厂房排架柱内力计算在石油化工生产中，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。

一.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=＋∞）。

二.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。

2.1等高排架柱内力计算方法一般用剪力分配法。

单层厂房结构型式与排架计算2


返回
返回
(2)吊车横向水平荷载 ①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，如下图所示。
返回
(3)墙体荷载
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G5，e5 为墙体中心线到排架柱中心线的距离，墙体荷载作 用下的计算简图如下图所示 。
2. 吊车荷载
Fp,max
Fp,max
Fp,min
Fp,min
返回
2．排架结构的基本假定
(1)通常屋架与柱顶用预埋钢板焊接，可视为 铰接，它只能传递竖向力和水平力，不能传递弯 矩；
(2)排架柱(预制)插入基础杯口有一定深度， 柱和基础间用高等级细石混凝土浇筑密实，柱与 基础连接处可视为固定端，固定端位于基础顶面；
(3)排架横梁(屋架或屋面梁)刚度很大，受力 后的轴向变形可忽略不计，简化为一刚性连杆， 即排架受力后，横梁两端的柱顶水平位移相等。
返回
μS——风荷载体型系数，是指风作用在建筑物表 面所引起的实际压力(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；
μZ——风压高度变化系数，根据离地面高度及地 面粗糙度类别，查表确定；
WO——基本风压(kN/m2)，是以当地比较空旷平坦 地面上离地10m高统计所得的、50年一遇10分钟平均 最大风速VO(m/s)为标准，按WO=VO2/1600确定的风压值。

单层工业厂房排架结构设计计算书

核准通过，归档资料。

未经允许，请勿外传！目录一设计资料 (1)1.工程概况 (1)2.设计要求 (1)3.设计资料 (1)3.1荷载 (1)3.2工程地质资料 (2)3.3材料 (2)二结构选型和结构布置 (3)三.排架的荷载计算 (5)1.恒载 (5)1.1屋盖部分传来的恒载P1p (5)1.2柱自重P2p和P3p (6)1.3混凝土吊车梁及轨道中的P4p (6)2.活荷载 (6)2.1屋面活荷载P1Q (6)2.2吊车荷载 (6)四、内力分析 (9)1..................................................................................................................................................... 恒载作用下的排架内力 .. (9)1. 1 由P1p 产生的弯矩和轴力 (9)1.2由柱自重产生的弯矩和轴力 (10)1.3由P4p 产生的弯矩和轴力 (10)2.屋面活载作用下的排架内力 (11)3.1最大轮压作用于A 柱时 (11)3.2最大轮压作用于B 柱时 (12)4.吊车水平制动力作用下的排架内力 (13)4.1T max 向左作用 (13)4.2T max 向右作用 (14)5.风荷载作用下的排架内力 (14)5.1左来风情况 (14)5.2右来风情况 (14)五、内力组合 (15)六、排架柱设计 (19)1. A 轴柱 (19)1.1设计资料 (19)1.2内力 (19)1.3配筋计算（采用对称配筋） (20)1.4牛腿计算 (24)1.5吊装阶段验算 (25)1.6柱中吊环的设计 (27)七柱下单独基础 (30)1.. 基础设计参数 (30)2.荷载 (30)3.确定基础底面尺寸 (30)5. 基础冲切承载力验算 (31)6.配筋计算 (32)单层工业厂房排架结构设计设计资料1. 工程概况某锻工车间为一单层单跨钢筋混凝土装配式结构，跨度18m, 长度66m ，选用两台中级工作制桥式吊车，轨顶标高9.8m ，考虑散热通风要求，需设置天窗及挡风板2. 设计要求①. 完成屋面板、屋架、天窗架、天沟、吊车梁、基础梁等构件的选型，幵初步确定排架柱的截面尺寸；②. 进行结构布置（包括支撑布置）③. 排架荷载计算；④. 排架内力计算；⑤. 排架内力组合；⑤. 柱子配筋设计（包括牛腿）⑦. 柱下单独基础设计；⑧. 绘制施工图（1 号图纸及2 号图纸各一张），内容包括⑴ 基础平面布置图及基础配筋图⑵ 屋盖结构布置及结构平面布置图⑶ 柱子配筋图3. 设计资料3.1 荷载钢筋混凝土容重25KN/m 3一砖墙（单面粉刷） 4.92KN/m 220mm 水泥砂浆找平0.4 KN/m 2钢门窗自重0.4 KN/m 2钢轨及垫层0.6 KN/m 2二毡三油防水层0.35 KN/m 2（沿斜面）屋面活荷载0.5 KN/m 2（沿水平面）屋面积灰荷载0.5 KN/m 2（沿水平面）施工活荷载0.5 KN/m 2（沿水平面）3.2 工程地质资料 由勘察报告提供的资料，天然地面下 1.2m 处为老土层，修正后的地基承载力 为120 KN/m 2，地下水位在地面下 1.3m （标高-1.45m ）3.3 材料 混凝土：柱C30，基础C15钢筋：受力筋为HRB335级钢筋，钢箍、预埋件及吊钩为 HPB235级钢筋 砌体：M5砖，M2.5砂浆I 1Iii"TlIE1I 1n1 /I1 1□1 1 f 1 置 丨1勺丨丄置 1 1r1 ■丄」一 1—卜■置丁位1 1 车1 -天窗位置-___-1! 位1 吊丁 1L 」吊11rJn~F1 Li11 1 i f11\ 1££ I mu miiiT^kIIfiEIIIIs---------------------------图1 建筑平面图+17.520结构选型和结构布置1. 屋面板采用1.5m X 6m 预应力钢筋混凝土屋面板［G410（ —）、（二）］,板自重1.3，嵌缝 重0.1 （均沿屋架斜面方向）2. 天沟板| ___ _____图4 天沟板截面尺寸（单位：mm ）3. 天窗架门型钢筋混凝土天窗架（G316 ）的示意图如图5。

厂房2：排架内力计算

Fw Q[(s1 s2 )zh1 (s3 s4 )zhz ]z0 B
1.40.8 0.41.049 2.15m - 0.6 0.51.0781.05m
1.0 0.5kN/m2 6.0m
10.89kN
14.2.3排架内力分析
1 等高排架内力计算 计算的总的原则是按刚度分配的方法. (1)阶梯形柱位移的计算 主要的目的是求柱子的剪切刚度 K 1
10.1m
对于B柱
n 0.281 0.356
1 2 1 1
C1
3 2
1
3
1
n 1
1.781
n
RB
M 1B H
C1
5.67kN m 1.781 1.00kN
10.1
R RA RB 1.31kN 1.00kN 2.31kN ()
将R反作用于柱顶，计算相应的柱顶剪力，并与相应的柱顶不动铰支 座反力叠加，可得屋面活荷载作用于AB跨时的柱顶剪力，即
yi
为横向水平荷载系数：
当 Q 10t 时， 0.12 软吊钩： 当 Q 15 50t 时， 0.10
当 Q 75t 时， 0.08
对于硬 吊钩：
0.20
吊车荷载计算示例：
吊车的参数：20 / 5t
Q 200kN g 68.6kN
Pmax 174kN
Pmin 37.5kN B 5.2m
（2）吊车横向水平荷载：
作用于每一个轮子上的吊车横向水平制动力为：
T 1 a(Q g) 1 0.1 (200kN 68.6kN ) 6.715kN
4
4
作用于排架柱上的吊车横向水平荷载设计值为：
Tmax QT yi 1.4 6.715kN 2.15 21.30kN

02单层厂房结构结构(课件)

2 单层厂房结构设计2.0 单层工业厂房结构设计基本要求本课程设计的基本要求是：●通过课程设计，掌握工业建筑设计的特点，装配式混凝土排架的受力特点；●掌握单层工业厂房荷载特点、传力路径，掌握厂房抗力构件的形式及组成方案；●掌握装配式结构中标准构件的选型；●掌握单层工业厂房排架的内力分析、内力组合和构件截面设计方法；●正确理解和运用构造措施，保证结构正常工作条件；●掌握表达设计意图的正确方法，包括各部分图纸的作用、应达到的深度和正确的表示方式。

2.1 结构类型和结构体系方案设计：●确定结构类型和结构体系；●结构布置；●构件选型。

结构类型：●混合结构●钢结构●混凝土结构结构体系：●排架结构：由屋架或屋面梁、柱和基础组成，柱顶与屋架铰接，柱底与基础顶面固接。

适用范围：跨度可超过30m，高度可达20～30m或更大，吊车吨位可达150t甚至更大。

刚架结构：由横梁、柱和基础组成。

柱顶与横梁刚接，为同一构件，柱底与基础一般为铰接，有时也采用刚接。

如二铰门架（门架顶点为刚接）、三铰门架（门架顶点为铰接）。

适用范围：无吊车或吊车吨位不超过10t，跨度不超过18m的中、小型单层厂房或仓库。

2.2 排架结构组成及荷载传递2.2.1 结构组成（图2.2.1）排架柱顶以上部分各构件，包括屋面板、天窗架、屋架、托架等。

屋盖结构体系：●无檩屋盖结构体系：由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑所组成，有时还包括天窗架和托架。

●有檩屋盖结构体系：由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成。

单层工业厂房主要采用无檩屋盖结构形式。

2、纵、横向平面排架●横向平面排架（图 2.2.2），由横梁（屋架或屋面梁）和横向柱列（包括基础）所组成，是厂房的基本承重结构。

●纵向平面排架（图 2.2.3），由连系梁、吊车梁、纵向柱列（包括基础）和柱间支撑等组成。

围护结构包括：纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、连系梁、基础梁等构件。

2.2.2 荷载传递1、荷载分类永久荷载（恒荷载）：包括各种构件、围护结构及固定设备的自重。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。






（2） 上柱自重 上柱自重标准值用G2k表示，设计值 用G2表示，它沿上柱中心线作用。 （3） 吊车梁及轨道等零件自重标准值用 G3k表示，设计值用G3表示，它沿吊车梁 中心线作用于牛腿顶面，一般吊车梁中心 线到柱外边缘（边柱）或柱中心线（中柱） 的距离为750mm。 （4） 下柱自重 下柱自重标准值用G4k表示，设计值 用G4表示，它沿下柱中心线作用。
柱总高H2=柱顶标高+基础底面标高的绝对值－初步拟定的基础高度； 上部柱高H1=柱顶标高－轨顶标高+轨道构造高度+吊车梁支撑处的吊车 梁高； 上、下部柱的截面弯曲刚度EI1、 EI2，由混凝土强度等级以及预先假定 的柱截面形状和尺寸确定。这里I1、I2分别为上、下部柱的截面惯性矩。
图2 .2 排架计算简图



（3） 铰接排架的横梁（屋架）的刚度很 大，受力后的轴向变形可忽略不计。排架受力 后横梁两端两个柱子的柱顶水平位移相等。 （4） 排架柱的高度由固定端算至柱顶铰 接处，排架柱的轴线为柱的几何中心线。当柱 为变截面时，排架柱的轴线为一折线，如图 2 .2(a)、(b)所示。 （5） 排架的跨度以厂房的纵向定位轴线 为准，计算简图如图2 .2(c)所示。只需在变截 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间距离e。

T0,k=n/10Pmax
n—吊车一边轨道上的刹车轮数
图2 .9 吊车纵向水平荷载





【例2 .1】有单跨单层厂房，跨度为24m， 柱距为6m，设计时考虑两台As级工作制 20/5t桥式软钩吊车，求作用于排架柱上的 Dmax,k、Dmin,k、Tmax,k。 【解】（1） 查《ZQ1—62》得： 吊车桥距lK=22.5m时， 吊车最大宽度B=5600mm； 大车轮距K=4400mm； 小车重Qlk=77.2kN; 吊车最大轮压Pmax,k=202kN； 吊车最小轮压Pmin,k=60kN。
Tk=1/4α(Qck+Qlk) =6.93kN Tmax,k= β Tk ∑yi = 13.28kN


（5） 支承在柱牛腿上的围护结构等自重 支承在柱牛腿上的围护结构等自重标 准值用G5k表示，设计值用G5表示，它沿 承重梁中心线作用在柱牛腿顶面。 （6） 墙体荷载 当墙直接砌筑在基础梁上或大型墙板 直接搁置在基础上时，它们对排架柱无竖 向作用力，它们对排架的作用是传递墙面 上的水平风荷载给排架柱。
M min,k =D min,k e4

e4_— 吊车梁支座刚垫板的中心线至下部 柱轴线的距离。


吊车最大轮压的设计值Pmax=γQPmax,k，吊车最 小轮压的设计值Pmin=γQPmin,k ，故作用在排架 上的吊车竖向荷载设计值Dmax=γQDmax,k， Dmin=γQDmin,k，这里的γQ是吊车荷载的荷载分 项系数，γQ=1.4。 由于Dmax可以发生在左柱，也可以发生在右 柱，因此在Dmax和Dmin作用下单跨排架的计算 应考虑左右两种荷载情况。
图2 .6 简支吊车梁的支座反力影响线


由于多台吊车共同作用时，各台吊 车荷载不能同时达到最大值，因此应将 各吊车荷载的最大值进行折减。 当两台吊车完全相同时，其标准值
Dmax,k、Dmin,k按下列公式计算： Dmax,k=β∑yiPmax,k Dmin,k=β∑yiPmin,k=Dmax,kPmin,k/Pmax,k
图2.7 吊车荷载
图2 .8 吊车横向水平制动力


对于各类四轮桥式吊车，当其小车 满载运行中突然刹车时，在大车每一轮 子上所产生的横向水平制动力的标准值 为： Tk=1/4α(Qck+Qlk)
α—吊车横向水平荷载系数，现行《建筑结构荷载规范》 规定： 对于软钩吊车： 当额定起重量Q ≤10t时， α =0.12； 当额定起重量15t＜ Q ＜50t时， α =0.10；
2.1.2.1 恒荷载


各种恒荷载的数值可按材料重力密度和结 构的有关尺寸由计算得到，标准构件可以 从标准图上直接查得。在排架计算中，取 恒荷载的荷载分项系数γG=1.2。 （1） 屋面恒荷载
屋面恒荷载标准值用G1k表示，设计值用G1 表示，它包括各种构造层屋面板、天沟板、 屋 架、天窗、天窗架、屋架支撑、托架等自重。 一般来说，G1对上柱截面的几何中心有一个偏 心距e1，G1对下柱截面的几何中心又增加了附 加偏心距e2，如图2.3所示。


（2） 确定吊车的最不利位置及柱支座 反力影响线，如图2 .8所示。 （3） 计算Dmax,k、Dmin,k、Tmax,k
y
i=1
4
i
2.13

查表得折减系数β =0.9。 Dmax,k=β∑yiPmax,k =387.23kN Dmin,k=Dmax,kPmin,k/Pmax,k=75.02kN

图2 .1 排架计算单元及计算简图



为简化计算，根据构造特点，对确定 排架的计算简图时，有以下计算假定: （1） 屋架或屋面大梁与柱顶连接处， 仅用预埋钢板焊牢，它抵抗转动的能力很 小，计算中只考虑传递垂直力和水平剪力， 按铰接结点考虑。 （2） 排架柱与基础的连接做法是： 预制柱插入基础杯口一定深度，柱和基础 间用高强度等级细石混凝土浇筑密实。因 此排架柱与基础连接处按固定端位于基础 顶面。
吊车对排架的作用有竖向荷载、横向水平荷载和 纵向水平荷载，现分别叙述如下：
（1） 吊车竖向荷载 吊车竖向荷载是一种通过轮压传给排架柱的 移动荷载，由吊车额定起重量、大车自重、小车 自重三部分组成。如图2 .5所示。 当小车吊有额定起重质量开到大车某一极限位置 时，如图2 .5所示。在这一侧的每个大车的轮压称 为吊车的最大轮压标准值Pmax,k，在另一侧的轮压 称为最小轮压标准值Pmin,k， Pmax,k与Pmin,k同时发生。


图2.5 桥式吊车荷载


对于四轮吊车的最小轮压标准值 Pmin,k可按下式计算： Pmin,k=1/2 (Qbk+Qlk+Qck)-Pmax,k
Qbk、Qlk—分别为大车、小车的自重标准值，以 “KN”计，等于各自的质量m1、m2（以“t”计） 与重力加速度g 的乘积， Qbk = m1 g ，Qlk = m2 g； Qck—与吊车额定起重质量Q相对应的重力标准值， 以“KN”计，等于以“t”计的额定起吊质量Q与 重力加速度g 的乘积， Qck = Q g


排架计算是为柱和基础设计提供内力数据的，主 要内容为：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。 计算单元： 单层厂房是一个复杂的空间结构，实际计算 时，可根据厂房的构造和荷载特点进行简化并确 定计算简图。由相邻柱距的中部截取一个典型区 段，称为计算单元，如图2 .1所示。图中斜线部分 就是除吊车等移动的荷载以外的排架的负荷范围， 或称荷载从属面积。
2 .1.2.3 吊车荷载

吊车按生产工艺要求和吊车本身构造特点 有多种不同的型号和规格。 桥式吊车为厂房中常用的一种吊车形式， 桥式吊车由大车（桥架）和小车组成，大车在 吊车梁的轨道上沿厂房纵向行驶，小车在大车 桥架的轨道上沿横向运行；带有吊钩的起重卷 扬机安装在小车上，如图2 .5所示。





每榀排架上作用的吊车竖向荷载指的是 几台吊车组合后通过吊车梁传给柱的可能 的最大反力。 由于吊车荷载是移动荷载，每榀排架 上作用的吊车竖向荷载组合值需用影响线 原理求出。作用在排架上的吊车竖向荷载 的组合值与吊车的台数及吊车沿厂房纵向 运行所处位置有关。 当两台吊车挨紧并行，且其中一台起 重量较大的吊车轮子正好运行至计算排架 上，而两台吊车的其余轮子分布在相邻两 柱距之间时，吊车竖向荷载组合值可达最 大，如图2.6所示。
图2 .3 排架上的荷载
图2 .4 排架在屋面恒荷载作用下的计算简图和柱的内力图
2 .1.2.2 屋面活荷载



屋面活荷载标准值用Q1k表示，设计 值用Q1表示，作用点和计算简图与屋盖 恒荷载相同。 屋面活荷载包括屋面均布活荷载、 雪荷载和积灰荷载三种。均按屋面的水 平投影面积计算。 （1） 屋面均布活荷载 屋面均布活荷载按《荷载规范》采 用。对不上人屋面，其屋面均布活荷载 标准值为0.5KN/m2。
当额定起重量Q ≥75t时， α =0.08；
对于硬钩吊车取α =0.20 。

每个大车轮传给吊车轨道的横向水平制动 力T确定后，即可按计算吊车竖向荷载 Dmax,k和Dmin,k的方法计算Tmax,k： Tmax,k= β Tk ∑yi= 1/4αβ(Qck+Qlk) ∑yi 如果两台吊车作用下的Dmax,k以求得， 则两台吊车作用下的Tmax可直接由Dmax 求得 Tmax=Dmax● Tk /Pmax,k



（3） 积灰荷载 对生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑物 应考虑积灰荷载，可由《荷载规范》查得。 排架计算时，屋面均布活荷载不与雪荷载同时组 合，仅取两者中的较大值。屋面灰积荷载应与雪 荷载和屋面均布活荷载两者中的大值同时组合。 屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载都属于 可变荷载，都按屋面水平投影面积计，其荷载分 项系数都取γQ=1.4。


（3） 吊车纵向水平荷载T0 吊车纵向水平荷载T0是指吊车沿厂房纵向 运行中突然刹车时，由吊车自重和吊重物的惯 性力在厂房纵向排架柱上所产生的水平制动力， 它是通过每侧的制动轮传至两侧吊车轨道，然 后再由吊车梁传给纵向柱列或柱间支撑，如图 2 .8所示。 每台吊车纵向水平制动力的标准值为：
2 .1.2 排架荷载计算


作用在排架上的荷载分为恒荷载和活荷载两类， 如图2 .3所示。 恒荷载一般包括屋盖自重，上柱自重，下柱自重， 吊车梁和轨道零件自重，以及有时支撑在牛腿上 的维护结构等重力等。活荷载一般包括屋面活荷 载，吊车荷载，均布风载，以及作用在屋盖支撑 处的集中风荷载等。 集中荷载的作用点要根据实际情况确定。当采用 屋架时，屋盖荷载可以认为是通过屋架节点处上 弦与下弦中心线的交点作用在柱上的；当采用屋 面梁时，可认为是通过梁端支撑垫板的中心线作 用在柱顶的。