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1、第四节 排架的内力计算 一、排架的计计算简图简图 1、计算单元的确定 计算单元 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 2排架结构的基本假定 (1)柱下端固接于基础顶面，横梁铰接在 柱上； (2)横梁为没有轴向变形的刚性杆件。 3排架结构的计算简图 (a)排架结构 (b)变截面排架柱的实际轴 线(c)排架结构计算简图 二、排架上的荷载载 1恒载载 (1)屋盖恒载 (a)屋盖荷载与上、 下柱的关系 (b)计 算简图 包括屋面构造层、屋面板、天窗架、屋架、 屋盖支撑以及与屋架连接的各种管道的重力 荷载。它们都以集中力Gl的形式施加于柱顶 ，作用点位于屋架上下弦几何中心线汇
2、交处 (对标准屋架通常在纵向定位轴线内侧l50mm 处)。Gl对上柱截面中心往往有偏心距el，对 下柱截面中心又增加另一偏心距e2(e2为上下 柱中心线间距)，所以Gl对柱顶截面中心有一 个外力矩Glel，对变截面处下柱截面中心有 一个附加力矩Gle2，如上图(b)所示。 (2)柱、吊车梁和轨道联结重力荷载 a)就位后的柱和吊车梁 (I固定柱用的钢楔)(b)柱重力荷 载用下的计算简图(c)吊车梁和轨道结 作用下的计算简图 柱的重力荷载G2、G3分别按上、下柱(下柱 包括牛腿)的实际体积计算。上柱自重G2作用 于上柱重心，它的作用线与上柱中心线相重 合，对下柱截面中心线有偏心距e2，对牛腿 顶面
3、处下柱截面中心有一个外力矩G2e2；下 柱自重G3作用于下柱的重心，它的作用线与 下柱中心线相重合，如上图(b)所示。 吊车梁和轨道联结的重力荷载G4可从 相应的标准图集中查得，轨道联结也可 按12kN/m沿吊车梁长度方向的均布荷 载计算。G4的作用线与吊车梁轨道中心 线相重合，距柱纵向定位轴线一般为 750mm，并作用在柱牛腿顶面。G4对下 柱截面中心的偏心距离为e4，故G4对下 柱截面中心有一外力矩G4e4，如上图(c) 所示。 (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，
4、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 如上图 (b)所示 2吊车荷载 吊车荷载是移动荷载，作用在厂房排架 上的桥式吊车荷载一般有三种形式： (1)吊车竖向荷载Dmax、Dmin；(2)吊车横 向水平荷载Tmax；(3)吊车纵向水平荷载 。第(1)、(2)种作用在厂房横向排架上 (如上图所示)，第(3)种作用在厂房纵 向排架上。 (1)吊车竖向荷载 最大轮压Pmax和最小轮压Pmin 吊车竖向荷载是吊车满载运行时通过轮 压传给排架柱的竖向移动荷载。桥式吊 车竖向荷载标准值应采用吊车的最大轮 压Pmax和吊车的最小轮压Pmin。当吊车满 载且卷扬机小车行驶到吊车桥架一
5、侧的 极限位置时，小车所在一侧轮压将出现 最大轮压Pmax；同时，另一侧吊车轮压 出现最小轮压Pmin(见上图)。 多台吊车的荷载折减系数 当有多台吊车时，对一层吊车单跨厂房 的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于2 台；对一层吊车多跨厂房的每个排架，不宜 多于4台。对于多层吊车的单跨或多跨厂房， 应按实际使用情况考虑。当按两台或两台以 上吊车计算排架时，多台吊车的竖向荷载标 准值应乘以下表所示的折减系数后采用， 这是考虑到多台吊车同时满载，且小车位置 也同时处于最不利位置的概率是很小的。 多台吊车的荷载折减系数 表 参与组合的吊车 台数 吊车工作制 轻、中 级 重、超重 级 2 0.9 0.
6、95 40.8 0.85 吊车对排架柱产生的最大竖向荷载Dmax 和最小竖向荷载Dmin 一般预制吊车梁为简支梁，利用简支梁的反 力影响线可求出吊车对排架柱产生的最大竖 向荷载Dmax(另一侧排架柱为最小竖向荷载 Dmin)。分析表明，只有当两台吊车挨紧运行 ，且其中起重量大的一台的轮子行至排架柱 的位置时(见上图)，作用于计算排架柱的吊 车竖向荷载才是最大值Dmax(另一侧排架柱为 最小值Dmin)。由反力影响线得(见上图)： Dmax=Pimaxyi Dmin=Piminyi 式中Pimax、Pimin分别为第i台吊车最大、最小 轮压，yi为各轮压对应的反力影响线的竖值 。 桥式吊车基本参
7、数Pmax、Pmin、桥宽B、轮 距K等，可按所采用的桥式吊车规格，从产品 说明书或有关专业标准中查得。在上图中， B1、K1为吊车1的桥宽和轮距；B2、K2为吊车2 的桥宽和轮距；C为两台吊车最大轮压P1max和 P2max作用点的间距(见上图)，其值为 C=(B1-K1)/2+(B2-K2)/2 吊车竖向荷载对排架下柱产生的力 矩Mmax、Mmin 最大(最小)竖向荷载Dmax(Dmin)对下柱几何中 心线产生的力矩为 Mmax=Dmaxe4 Mmin=Dmine4 式中e4为吊车梁中心线和下柱中心线间的距 离。求出Dmax、Dmin、Mmax、Mmin后即可得到排 架在吊车竖向荷载作用下
8、的计算简图，如上 图所示。值得注意的是，Dmax、Mmax也可能施 加在B柱上，与此相应的是Dmin、Mmin作用在A 柱上。 (2)吊车横向水平荷载 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，如上图所示。考虑多 台吊车水平荷载时，由于同时制动的机遇很 小，荷载规范规定：对单跨或多跨厂房 的每个排架，参与组合的吊车台数不应多
9、于 2台。计算排架承受的水平荷载标准值时， 也应乘以荷载折减系数。因此，对一般4 轮桥式吊车，每个轮子上产生的横向水平荷 载标准值T，可按下式计算： T=(Q+Q1)g/4 (kN) 式中Q 吊车的额定起重量(t)； Q1横行小车重量(t)； g 重力加速度(9.81，可近似取10) ； 横向水平荷载系数(或称小车制动 力系数)。 对于软钩吊车： 当Q10t时，=12； 当Q=1550t时，=10； 当Q75t时，=8； 对于硬钩吊车 =20。 吊车横向最大水平荷载Tmax作用下的计 算简图 吊车横向水平荷载也是移动荷载，也要 用影响线才能求出吊车对排架柱产生的 最大水平荷载Tmax。吊车的位
10、置与计算 吊车竖向荷载Dmax时相同，所用公式类 似，即： Tmax=Ti yi 吊车横向水平荷载作用下的计算简 图如上图所示。 (3)吊车纵向水平荷载 桥式吊车的纵向水平荷载是吊车的大车在启 动或制动时引起的惯性力产生的，通过大车 制动轮与钢轨间 的摩擦传给厂房纵向结构 。因此，吊车纵向水平荷载的作用点位于刹 车轮与轨道的接触点，其方向与轨道方向一 致。作用在一边轨道上的吊车纵向水平荷载 标准值Te可按下式计算(取吊车的大车制动 力系数为0.1)： Te=0.1nPmax 式中n吊车每侧制动轮数(一台四轮桥式 吊车，n=1)； Pmax刹车轮的最大轮压。 3风荷载 4. 雪荷载、屋面积灰荷载和屋面均布活 荷载 (1)雪荷载 作用于屋面水平投影面上的雪荷载 标准值Sk(kN/m2) (2)屋面积灰荷载 应按荷载规 定确定。 (3)屋面均布活荷载 不上人屋面均布活荷载，按0.7 kN/m2计算。详见荷载规范。