單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)

1、2單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)本章主要介紹：單層廠房的組成、傳力途徑本章主要介紹：單層廠房的組成、傳力途徑及設(shè)計內(nèi)容；單層廠房的結(jié)構(gòu)布置；排架的內(nèi)力及設(shè)計內(nèi)容；單層廠房的結(jié)構(gòu)布置；排架的內(nèi)力計算；單層廠房柱設(shè)計；單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件計算；單層廠房柱設(shè)計；單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型；各構(gòu)件間的連接。重點是單層廠房的組的選型；各構(gòu)件間的連接。重點是單層廠房的組成、受力特點、支撐的布置、構(gòu)件選型、排架內(nèi)成、受力特點、支撐的布置、構(gòu)件選型、排架內(nèi)力計算、構(gòu)件間的連接。力計算、構(gòu)件間的連接。 本章提要本章提要本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容2.1 概述概述2.2 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的組成、單層工業(yè)廠房排架結(jié)

2、構(gòu)的組成、傳力途徑及設(shè)計內(nèi)容傳力途徑及設(shè)計內(nèi)容2.3 單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置2.4 單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型2.5 單層廠房排架內(nèi)力計算單層廠房排架內(nèi)力計算2.6 單層廠房柱的設(shè)計單層廠房柱的設(shè)計2.7 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件間的單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件間的連接構(gòu)造連接構(gòu)造2.1 概述概述2.1.1 單層廠房的結(jié)構(gòu)類型單層廠房的結(jié)構(gòu)類型2.1.1.1 按材料分按材料分 單層廠房的結(jié)構(gòu)按其承重結(jié)構(gòu)的材料來分，有單層廠房的結(jié)構(gòu)按其承重結(jié)構(gòu)的材料來分，有混合結(jié)構(gòu)混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和和鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)等類型。等類型。 混合結(jié)構(gòu)的主要承

3、重結(jié)構(gòu)為墻或帶壁柱墻，屋混合結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)為墻或帶壁柱墻，屋架可用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)。架可用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)。 中型以上廠房大多選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。中型以上廠房大多選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 單層廠房的結(jié)構(gòu)按其施工方法來分，有單層廠房的結(jié)構(gòu)按其施工方法來分，有裝配式裝配式和和現(xiàn)澆式現(xiàn)澆式兩種。兩種。目前除特殊情況外，均采用裝配式鋼筋混凝土目前除特殊情況外，均采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 2.1.1.2 按施工方法分按施工方法分1.排架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu) 裝配式單層廠房的主要承重結(jié)構(gòu)是屋架或屋面裝配式單層廠房的主要承重結(jié)構(gòu)是屋架或屋面梁、柱和基礎(chǔ)。當(dāng)屋架與柱頂為鉸接

4、，柱與基礎(chǔ)頂梁、柱和基礎(chǔ)。當(dāng)屋架與柱頂為鉸接，柱與基礎(chǔ)頂面為剛接時，這樣組成的結(jié)構(gòu)叫面為剛接時，這樣組成的結(jié)構(gòu)叫排架排架。隨著生產(chǎn)工藝及使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可隨著生產(chǎn)工藝及使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可設(shè)計成等高或不等高、單跨或多跨的各種形式（如設(shè)計成等高或不等高、單跨或多跨的各種形式（如圖圖2.1所示）。所示）。 2.1.1.3 按承重結(jié)構(gòu)的形式分按承重結(jié)構(gòu)的形式分2.剛架結(jié)構(gòu)剛架結(jié)構(gòu) 鋼筋混凝土門式剛架鋼筋混凝土門式剛架。鋼筋混凝土門式剛架的。鋼筋混凝土門式剛架的基本特點是柱和屋架（橫梁）合并為同一個構(gòu)件，基本特點是柱和屋架（橫梁）合并為同一個構(gòu)件，柱與基礎(chǔ)的連接為鉸接或剛接。柱與基礎(chǔ)的連

5、接為鉸接或剛接。 門式剛架種類很多，目前在單層廠房中用得較門式剛架種類很多，目前在單層廠房中用得較多的是兩鉸和三鉸兩種形式。同樣，門式剛架也可多的是兩鉸和三鉸兩種形式。同樣，門式剛架也可用于多跨廠房。如圖用于多跨廠房。如圖2.2所示。所示。圖2.1鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu) 圖2.2鋼筋混凝土門式剛架 2.2 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的組成、單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的組成、傳力途徑及設(shè)計內(nèi)容傳力途徑及設(shè)計內(nèi)容單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)通常由橫向平面排架和單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)通常由橫向平面排架和縱向平面排架及支撐系統(tǒng)連成一個整體的空間結(jié)構(gòu)縱向平面排架及支撐系統(tǒng)連成一個整體的空間結(jié)構(gòu)體系，由下列構(gòu)件組成，如圖體系，由下

6、列構(gòu)件組成，如圖2.4所示。所示。 2.2.1 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的組成單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)的組成圖2.4裝配式鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu) 1）屋面板2）天溝板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊車梁7）排架柱8）抗風(fēng)柱9）基礎(chǔ)10）連系梁11）基礎(chǔ)梁12）天窗架垂直支撐13）屋架下弦橫向支撐14）屋架垂直支撐15）柱間支撐2 2、單層排架結(jié)構(gòu)組成、單層排架結(jié)構(gòu)組成屋蓋結(jié)構(gòu)分屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁無檁和和有檁有檁兩種體系，兩種體系，無檁體系無檁體系由由大型屋面板、屋面梁或屋架以及屋蓋支撐所組成，大型屋面板、屋面梁或屋架以及屋蓋支撐所組成，如圖如圖2.5所示。所示。有檁體系有檁體系由小型屋面板、檁條、屋架（包

7、括屋由小型屋面板、檁條、屋架（包括屋蓋支撐）組成，如圖蓋支撐）組成，如圖2.6所示。所示。屋蓋結(jié)構(gòu)有時還有天窗架、托架，其屋蓋結(jié)構(gòu)有時還有天窗架、托架，其作用主要作用主要是圍護(hù)和承重（承受屋蓋結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載、是圍護(hù)和承重（承受屋蓋結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載、雪荷載和其它荷載），以及采光和通風(fēng)。雪荷載和其它荷載），以及采光和通風(fēng)。 墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外墻、抗風(fēng)柱、墻梁、基礎(chǔ)包括外墻、抗風(fēng)柱、墻梁、基礎(chǔ)梁等，其作用主要是圍護(hù)和承重。梁等，其作用主要是圍護(hù)和承重。 2.2.1.1 屋蓋和墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系屋蓋和墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系圖2.5無檁體系 圖2.6有檁體系 橫向平面排架橫向平面排架是由是

8、由屋面梁或屋架、橫向柱列和屋面梁或屋架、橫向柱列和基礎(chǔ)基礎(chǔ)等組成，它是廠房基本承重結(jié)構(gòu)。等組成，它是廠房基本承重結(jié)構(gòu)。廠房橫向排架承受豎向荷載（如結(jié)構(gòu)自重、屋廠房橫向排架承受豎向荷載（如結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載和吊車豎向荷載等）及橫向水平荷載（如面活荷載和吊車豎向荷載等）及橫向水平荷載（如風(fēng)荷載、吊車橫向制動力和地震作用等）。如圖風(fēng)荷載、吊車橫向制動力和地震作用等）。如圖2.7所示。所示。 2.2.1.2 橫向排架結(jié)構(gòu)體系橫向排架結(jié)構(gòu)體系圖2.7單層廠房的荷載 縱向排架結(jié)構(gòu)體系縱向排架結(jié)構(gòu)體系是由是由縱向柱列和基礎(chǔ)、連系縱向柱列和基礎(chǔ)、連系梁和柱間支撐梁和柱間支撐等組成。等組成。其作用是保證廠房結(jié)

9、構(gòu)的縱向穩(wěn)定和承重，廠其作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定和承重，廠房縱向排架主要承受縱向水平荷載，如縱向風(fēng)荷載、房縱向排架主要承受縱向水平荷載，如縱向風(fēng)荷載、吊車縱向制動力、縱向地震作用和溫度應(yīng)力等。如吊車縱向制動力、縱向地震作用和溫度應(yīng)力等。如圖圖2.8所示。所示。 2.2.1.3 縱向排架結(jié)構(gòu)體系縱向排架結(jié)構(gòu)體系圖2.8廠房的縱向排架 1風(fēng)力；2吊車縱向制動力；3連系梁；4柱間支撐；5吊車梁；6柱 2.2.2 荷載的傳遞荷載的傳遞永久荷載永久荷載是長期作用在廠房結(jié)構(gòu)上的不變荷載是長期作用在廠房結(jié)構(gòu)上的不變荷載（恒荷載），如各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件、圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備（恒荷載），如各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件、圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及設(shè)

10、備的自重等。的自重等。 2.2.2.1 永久荷載永久荷載可變荷載是作用在廠房結(jié)構(gòu)上的活荷載，主要可變荷載是作用在廠房結(jié)構(gòu)上的活荷載，主要有：有：（1） 雪荷載雪荷載，以基本雪壓所算得的在廠房各屋，以基本雪壓所算得的在廠房各屋面上的積雪重量。面上的積雪重量。（2） 風(fēng)荷載風(fēng)荷載，以基本風(fēng)壓所算得的在廠房各部，以基本風(fēng)壓所算得的在廠房各部分表面上的風(fēng)壓（吸）力。分表面上的風(fēng)壓（吸）力。（3） 吊車荷載吊車荷載，吊車起吊重物在廠房內(nèi)運行時，吊車起吊重物在廠房內(nèi)運行時的移動集中荷載包括吊車豎向荷載和吊車水平荷載的移動集中荷載包括吊車豎向荷載和吊車水平荷載（4） 積灰荷載積灰荷載，大量排灰的廠房及其鄰近

11、建筑，大量排灰的廠房及其鄰近建筑，應(yīng)考慮積灰荷載。應(yīng)考慮積灰荷載。（5） 施工荷載施工荷載，廠房在施工或檢修時的荷載。，廠房在施工或檢修時的荷載。 2.2.2.2 可變荷載可變荷載作用在單層廠房結(jié)構(gòu)上所有荷載按其作用方向作用在單層廠房結(jié)構(gòu)上所有荷載按其作用方向可分為可分為豎向荷載、橫向水平荷載以及縱向水平荷載豎向荷載、橫向水平荷載以及縱向水平荷載三種。三種。 荷載的傳遞，特別是水平荷載的傳遞，實際上荷載的傳遞，特別是水平荷載的傳遞，實際上很復(fù)雜的，而不是簡單的直接傳遞，為了清楚起見，很復(fù)雜的，而不是簡單的直接傳遞，為了清楚起見，再把上面分析的荷載傳遞路線綜合成圖表來表達(dá)，再把上面分析的荷載傳遞

12、路線綜合成圖表來表達(dá)，如圖如圖2.9所示。所示。在一般的單層廠房中，橫向排架是主要承重結(jié)在一般的單層廠房中，橫向排架是主要承重結(jié)構(gòu)，而屋架、吊車梁、柱和基礎(chǔ)是廠房中的主要承構(gòu)，而屋架、吊車梁、柱和基礎(chǔ)是廠房中的主要承重構(gòu)件。重構(gòu)件。 2.2.2.3 偶然荷載偶然荷載圖2.9 荷載傳遞路線圖 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)建筑設(shè)計資料，單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)建筑設(shè)計資料，以及堅固適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行結(jié)以及堅固適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。構(gòu)設(shè)計。單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容：單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容：（1） 確定結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置；確定結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置；（2

13、） 確定主要承重構(gòu)件；確定主要承重構(gòu)件；（3） 進(jìn)行排架內(nèi)力分析與組合；進(jìn)行排架內(nèi)力分析與組合；（4） 排架柱設(shè)計；排架柱設(shè)計；（5） 確定主要構(gòu)件之間的連接構(gòu)造。確定主要構(gòu)件之間的連接構(gòu)造。 2.2.3 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容2.3 單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上形成的有規(guī)律的網(wǎng)格稱為形成的有規(guī)律的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)柱網(wǎng)。柱子。柱子縱向定位軸線縱向定位軸線間間的距離稱為的距離稱為跨度跨度，橫向定位軸線橫向定位軸線的距離稱為的距離稱為柱距柱距。確定柱網(wǎng)尺寸時，首先要滿足生產(chǎn)

14、工藝要求，尤確定柱網(wǎng)尺寸時，首先要滿足生產(chǎn)工藝要求，尤其是工藝設(shè)備的布置；其次是根據(jù)建筑材料、結(jié)構(gòu)形其是工藝設(shè)備的布置；其次是根據(jù)建筑材料、結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效果，以及提高建筑工業(yè)化式、施工技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效果，以及提高建筑工業(yè)化程度和建筑處理、擴(kuò)大生產(chǎn)、技術(shù)改造等方面因素來程度和建筑處理、擴(kuò)大生產(chǎn)、技術(shù)改造等方面因素來確定；此外，還應(yīng)滿足模數(shù)制的要求。確定；此外，還應(yīng)滿足模數(shù)制的要求。 2.3.1 柱網(wǎng)的布置柱網(wǎng)的布置（1） 跨度跨度單層廠房的跨度在單層廠房的跨度在18m以下時，應(yīng)采用以下時，應(yīng)采用30M數(shù)列數(shù)列（1M=100mm)，即，即9m、12m、15m、18m；在；在18m以

15、以上時，應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)上時，應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列，即數(shù)列，即24m、30m、36m等。如圖等。如圖2.10所示。所示。（2） 柱距柱距單層廠房的柱距應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)單層廠房的柱距應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列，見圖數(shù)列，見圖2.10。單層廠房山墻處的抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)大模數(shù)單層廠房山墻處的抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)大模數(shù)15M數(shù)列。數(shù)列。圖2.10 跨度和柱距示意圖 （1）伸縮縫伸縮縫 為減少廠房結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，可設(shè)置伸縮縫，為減少廠房結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，可設(shè)置伸縮縫，將廠房結(jié)構(gòu)分成若干溫度區(qū)段。將廠房結(jié)構(gòu)分成若干溫度區(qū)段。 伸縮縫的一般做法是從基礎(chǔ)頂面開始將相鄰溫伸縮縫的一般做法是從基礎(chǔ)頂面開始將相鄰溫度區(qū)

16、段的上部結(jié)構(gòu)完全分開，在伸縮縫兩側(cè)設(shè)置并度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)完全分開，在伸縮縫兩側(cè)設(shè)置并列的雙排柱、雙榀屋架，而基礎(chǔ)可做成將雙排柱連列的雙排柱、雙榀屋架，而基礎(chǔ)可做成將雙排柱連在一起的雙杯口基礎(chǔ)。在一起的雙杯口基礎(chǔ)。 2.3.2 變形縫的設(shè)置變形縫的設(shè)置（2）沉降縫沉降縫 由于單層廠房結(jié)構(gòu)主要是由簡支構(gòu)件裝配而成，由于單層廠房結(jié)構(gòu)主要是由簡支構(gòu)件裝配而成，因地基發(fā)生不均勻沉降在構(gòu)件中產(chǎn)生的附加內(nèi)力不因地基發(fā)生不均勻沉降在構(gòu)件中產(chǎn)生的附加內(nèi)力不大，所以在單層廠房結(jié)構(gòu)中，除主廠房結(jié)構(gòu)與生活大，所以在單層廠房結(jié)構(gòu)中，除主廠房結(jié)構(gòu)與生活間等附屬建筑物相連接處外，很少采用沉降縫。間等附屬建筑物相連接處外，很

17、少采用沉降縫。 當(dāng)廠房高差大于當(dāng)廠房高差大于10m，地基承載力或下臥土層有地基承載力或下臥土層有巨大差異及施工間隔相差很久時應(yīng)考慮設(shè)置沉降縫。巨大差異及施工間隔相差很久時應(yīng)考慮設(shè)置沉降縫。沉降縫應(yīng)將建筑物從基礎(chǔ)到屋頂全部分開，以沉降縫應(yīng)將建筑物從基礎(chǔ)到屋頂全部分開，以使縫兩邊發(fā)生不同沉降時不至于相互影響。使縫兩邊發(fā)生不同沉降時不至于相互影響。 （3）防震縫防震縫 防震縫是為減輕震害而采取的措施之一。當(dāng)廠防震縫是為減輕震害而采取的措施之一。當(dāng)廠房平面、立面復(fù)雜，結(jié)構(gòu)高度或剛度相差很大，以房平面、立面復(fù)雜，結(jié)構(gòu)高度或剛度相差很大，以及在廠房側(cè)邊布置附房，如生活間、變電所、爐子及在廠房側(cè)邊布置附房，

18、如生活間、變電所、爐子間等時，設(shè)置抗震縫將相鄰部分分開，防震縫的寬間等時，設(shè)置抗震縫將相鄰部分分開，防震縫的寬度在廠房縱橫跨交接處可采用度在廠房縱橫跨交接處可采用100150mm，其它情，其它情況可采用況可采用5090mm。 支撐的作用，從圖支撐的作用，從圖2.11所舉的有檁屋蓋體系廠房所舉的有檁屋蓋體系廠房支撐布置中可以看出：如果不設(shè)支撐時，山墻上的支撐布置中可以看出：如果不設(shè)支撐時，山墻上的風(fēng)力風(fēng)力W將從將從A點傳至點傳至B點，這樣不僅廠房整體剛度點，這樣不僅廠房整體剛度差，穩(wěn)定性也難于保證。如設(shè)了支撐，山墻上的風(fēng)差，穩(wěn)定性也難于保證。如設(shè)了支撐，山墻上的風(fēng)力力W則從則從A點傳至點傳至12

19、3456,再傳至柱間支再傳至柱間支撐，最后傳至基礎(chǔ)。撐，最后傳至基礎(chǔ)。支撐的主要作用是：支撐的主要作用是：(1) 保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向及橫向水平剛度；保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向及橫向水平剛度；(2) 在施工和使用階段，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性；在施工和使用階段，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性；(3) 將某些將某些水平荷載水平荷載傳給主要承重結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)。傳給主要承重結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)。 2.3.3 支撐的布置支撐的布置圖2.11 有檁屋蓋體系廠房支撐作用示意圖 屋蓋支撐屋蓋支撐包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐及系桿等。平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐及系桿等。

20、1.橫向水平支撐橫向水平支撐橫向水平支撐橫向水平支撐（見圖見圖2.12）是由是由交叉角鋼交叉角鋼和屋架和屋架上弦或下弦組成的上弦或下弦組成的水平桁架水平桁架。其作用是，加強屋蓋。其作用是，加強屋蓋結(jié)構(gòu)在縱向水平面內(nèi)的剛度，將山墻抗風(fēng)柱所承受結(jié)構(gòu)在縱向水平面內(nèi)的剛度，將山墻抗風(fēng)柱所承受的縱向水平力傳到兩側(cè)柱列上去，布置在溫度區(qū)段的縱向水平力傳到兩側(cè)柱列上去，布置在溫度區(qū)段的兩端。設(shè)置在屋架上弦平面內(nèi)的稱為的兩端。設(shè)置在屋架上弦平面內(nèi)的稱為上弦橫向水上弦橫向水平支撐平支撐；設(shè)置在屋架下弦平面內(nèi)的稱為；設(shè)置在屋架下弦平面內(nèi)的稱為下弦橫向水下弦橫向水平支撐平支撐。2.3.3.1 屋蓋支撐屋蓋支撐2.縱

21、向水平支撐縱向水平支撐（這里）（這里）縱向水平支撐縱向水平支撐（見圖（見圖2.13）一般是由交叉角鋼等一般是由交叉角鋼等鋼桿件和屋架下弦第一節(jié)間組成的水平桁架。其作鋼桿件和屋架下弦第一節(jié)間組成的水平桁架。其作用是加強屋蓋結(jié)構(gòu)在橫向水平面內(nèi)的剛性。用是加強屋蓋結(jié)構(gòu)在橫向水平面內(nèi)的剛性。3.垂直支撐及水平系桿垂直支撐及水平系桿 垂直支撐一般是由垂直支撐一般是由角鋼桿件角鋼桿件與與屋架的直腹桿屋架的直腹桿或或天窗架的立柱天窗架的立柱組成的組成的垂直桁架垂直桁架。屋架垂直支撐根據(jù)。屋架垂直支撐根據(jù)屋架高度不同做成十字交叉形或屋架高度不同做成十字交叉形或W形天窗架，垂直形天窗架，垂直支撐一般做成斜叉形。

22、支撐一般做成斜叉形。垂直支撐的作用是保證屋架及天窗架在承受荷垂直支撐的作用是保證屋架及天窗架在承受荷載后的平面外穩(wěn)定；載后的平面外穩(wěn)定；并將屋架上弦平面內(nèi)的水平荷并將屋架上弦平面內(nèi)的水平荷載傳遞到屋架下弦平面內(nèi)載傳遞到屋架下弦平面內(nèi)，所以垂直支撐與橫向水，所以垂直支撐與橫向水平支撐配合作用。平支撐配合作用。4.天窗架支撐天窗架支撐天窗架支撐天窗架支撐包括包括天窗上弦水平支撐天窗上弦水平支撐和和天窗架間天窗架間垂直支撐垂直支撐。天窗架支撐的作用是增強整體剛度，保證其系天窗架支撐的作用是增強整體剛度，保證其系統(tǒng)的空間穩(wěn)定性，并把端壁上的水平風(fēng)荷載傳給屋統(tǒng)的空間穩(wěn)定性，并把端壁上的水平風(fēng)荷載傳給屋架

23、。架。天窗架支撐一般均設(shè)置在天窗架的兩端，如圖天窗架支撐一般均設(shè)置在天窗架的兩端，如圖2.15所示。所示。 圖2.12 橫向水平支撐布置圖 圖2.13 縱向水平支撐布置 圖2.14 斜撐式垂直支撐 圖2.15 天窗架上弦橫向 柱間支撐一般采用交叉鋼斜桿組成。交叉傾角柱間支撐一般采用交叉鋼斜桿組成。交叉傾角在在3555之間，以之間，以45為宜，鋼桿件的截面尺寸為宜，鋼桿件的截面尺寸需經(jīng)強度和穩(wěn)定計算確定（如圖需經(jīng)強度和穩(wěn)定計算確定（如圖2.16(a)所示）。當(dāng)所示）。當(dāng)柱間因交通、設(shè)備布置或柱距較大而不能采用交叉柱間因交通、設(shè)備布置或柱距較大而不能采用交叉斜桿式支撐時，可以做成門架式支撐，如圖斜

24、桿式支撐時，可以做成門架式支撐，如圖2.16(b)所示。所示。 柱間支撐的作用柱間支撐的作用是是保證廠房的縱向剛度保證廠房的縱向剛度和和穩(wěn)定穩(wěn)定性，吊車縱向制動力性，吊車縱向制動力和和山墻縱向風(fēng)荷載山墻縱向風(fēng)荷載及及縱向地震縱向地震力力經(jīng)屋蓋系統(tǒng)傳遞到兩縱向柱列上去。經(jīng)屋蓋系統(tǒng)傳遞到兩縱向柱列上去。 2.3.3.2 柱間支撐柱間支撐柱間支撐布置：柱間支撐布置：一般一般上柱柱間支撐上柱柱間支撐設(shè)置在溫度設(shè)置在溫度區(qū)段兩側(cè)與屋蓋橫向水平支撐相對應(yīng)的柱間，以及區(qū)段兩側(cè)與屋蓋橫向水平支撐相對應(yīng)的柱間，以及溫度區(qū)段中央溫度區(qū)段中央或臨近中央的柱間，或臨近中央的柱間，下柱柱間支撐下柱柱間支撐設(shè)設(shè)置在溫度區(qū)

25、段中部與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置。置在溫度區(qū)段中部與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置。 柱間支撐的布置原則：柱間支撐的布置原則：凡屬下列情況之一的一凡屬下列情況之一的一般廠房需設(shè)置柱間支撐。般廠房需設(shè)置柱間支撐。（1） 設(shè)有重級工作制吊車或中輕級工作制吊車設(shè)有重級工作制吊車或中輕級工作制吊車起重量起重量10t時；時；（2） 廠房跨度廠房跨度18m或柱高或柱高8m時；時；（3） 縱向柱的總數(shù)每排縱向柱的總數(shù)每排7根；根；（4） 設(shè)有設(shè)有3t及及3t以上懸掛吊車時；以上懸掛吊車時；（5） 露天吊車柱列。露天吊車柱列。圖2.16 柱間支撐 當(dāng)用磚砌體作為廠房圍護(hù)墻時，一般要設(shè)置圈當(dāng)用磚砌體作為廠房圍護(hù)墻時，一般

26、要設(shè)置圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁。梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁。圈梁的作用是圈梁的作用是將墻體同廠房柱箍在一起，以加將墻體同廠房柱箍在一起，以加強廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降、較強廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降、較大振動荷載或地震對廠房引起的不利影響。圈梁設(shè)大振動荷載或地震對廠房引起的不利影響。圈梁設(shè)在墻內(nèi)，并與柱用鋼筋拉接。圈梁不承受墻體重量，在墻內(nèi)，并與柱用鋼筋拉接。圈梁不承受墻體重量，故柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。故柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。圈梁的布置與墻體高度、廠房的剛度要求及地圈梁的布置與墻體高度、廠房的剛度要求及地基情況有關(guān)?；闆r有關(guān)。 2.3.4 圈梁、連續(xù)梁、過梁

27、和基礎(chǔ)梁的布置圈梁、連續(xù)梁、過梁和基礎(chǔ)梁的布置圈梁應(yīng)連續(xù)設(shè)置在墻體的同一水平面上，并盡圈梁應(yīng)連續(xù)設(shè)置在墻體的同一水平面上，并盡可能沿整個建筑物形成封閉狀。如圖可能沿整個建筑物形成封閉狀。如圖2.17。 圈梁的截面寬度宜與墻厚相同。圈梁的截面寬度宜與墻厚相同。 連系梁的作用是連系梁的作用是連系縱向柱列，以增強廠房的連系縱向柱列，以增強廠房的縱向剛度，并將風(fēng)荷載傳給縱向柱列。此外，連系縱向剛度，并將風(fēng)荷載傳給縱向柱列。此外，連系梁還承受其上面墻體的重量。連梁通常是預(yù)制的，梁還承受其上面墻體的重量。連梁通常是預(yù)制的，兩端擱置在柱牛腿上，用螺栓或電焊與牛腿連接。兩端擱置在柱牛腿上，用螺栓或電焊與牛腿連

28、接。 過梁的作用是過梁的作用是承托門窗洞口上部墻體的重量。承托門窗洞口上部墻體的重量。 在一般廠房中，通常用基礎(chǔ)梁來承受圍護(hù)墻體在一般廠房中，通常用基礎(chǔ)梁來承受圍護(hù)墻體的重量，如圖的重量，如圖2.18。 圖2.17 圈梁的搭接長度 圖2.18 基礎(chǔ)梁的擱置 2.4 單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型單層廠房結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型 選用構(gòu)件時的主要依據(jù)。選用構(gòu)件時的主要依據(jù)。一般可根據(jù)兩種一般可根據(jù)兩種方法選用：方法選用：（1） 根據(jù)荷載或?qū)ω?fù)荷的限制條件根據(jù)荷載或?qū)ω?fù)荷的限制條件（2） 根據(jù)允許的最大內(nèi)力（彎矩和剪力）根據(jù)允許的最大內(nèi)力（彎矩和剪力）（1） 無檁體系屋面構(gòu)件無檁體系屋面構(gòu)件無檁體系采用大型

29、屋面板，適用于大中型單層廠無檁體系采用大型屋面板，適用于大中型單層廠房。各種無檁體系屋蓋的類型、特點、尺寸、允許均房。各種無檁體系屋蓋的類型、特點、尺寸、允許均布荷載及適用條件見表布荷載及適用條件見表2.1。（2） 屋面板屋面板有檁體系屋面板類型、尺寸、特點及適用條件見有檁體系屋面板類型、尺寸、特點及適用條件見表表2.2。（3） 檁條檁條檁條與屋架上弦的連接一般采用焊接。鋼筋混凝檁條與屋架上弦的連接一般采用焊接。鋼筋混凝土檁條類型、跨度等見表土檁條類型、跨度等見表2.3。2.4.1 屋面構(gòu)件選型屋面構(gòu)件選型表表2.1 屋面板類型表屋面板類型表 表表2.2 有檁體系屋面板有檁體系屋面板 表表2.

30、3 鋼筋混凝土檁條類型表鋼筋混凝土檁條類型表 屋架或屋面梁屋架或屋面梁直接承受屋面荷載直接承受屋面荷載；有些廠房的屋；有些廠房的屋架（或屋面梁）還承受架（或屋面梁）還承受懸掛吊車懸掛吊車、管道管道或或其它工藝設(shè)其它工藝設(shè)備及天窗架備及天窗架等荷載，并和屋蓋支撐系統(tǒng)一起，保證屋等荷載，并和屋蓋支撐系統(tǒng)一起，保證屋蓋水平和垂直方向的剛度和穩(wěn)定性。蓋水平和垂直方向的剛度和穩(wěn)定性。目前常用的鋼筋混凝土屋架的形式及其適用條件目前常用的鋼筋混凝土屋架的形式及其適用條件見表見表2.4。2.4.2 屋架選型屋架選型表表2.4 鋼筋混凝土屋架類型表鋼筋混凝土屋架類型表 吊車梁是吊車梁是有吊車廠房的重要承重構(gòu)件，

31、它直接承有吊車廠房的重要承重構(gòu)件，它直接承受吊車起重、運行、制動時產(chǎn)生的受吊車起重、運行、制動時產(chǎn)生的各種往復(fù)移動荷載各種往復(fù)移動荷載。為此吊車梁除了要滿足一般梁的為此吊車梁除了要滿足一般梁的強度、抗裂度、剛度強度、抗裂度、剛度等要求外，還要滿足等要求外，還要滿足疲勞強度疲勞強度的要求。同時，吊車梁的要求。同時，吊車梁還傳遞廠房縱向荷載（如山墻上的風(fēng)荷載）。還傳遞廠房縱向荷載（如山墻上的風(fēng)荷載）。吊車梁的選用一般按吊車的吊車梁的選用一般按吊車的起重能力、跨度和吊起重能力、跨度和吊車工作制車工作制的不同，可采用不同形式。常用鋼筋混凝土的不同，可采用不同形式。常用鋼筋混凝土吊車梁見表吊車梁見表2.

32、5。 2.4.3 吊車梁選型吊車梁選型表表2.5 常用鋼筋混凝土吊車梁常用鋼筋混凝土吊車梁 柱主要承受屋蓋和吊車梁等豎向荷載、風(fēng)荷載及柱主要承受屋蓋和吊車梁等豎向荷載、風(fēng)荷載及吊車產(chǎn)生的縱向和橫向水平荷載，有時還承受墻體、吊車產(chǎn)生的縱向和橫向水平荷載，有時還承受墻體、管道設(shè)備等荷載。所以，管道設(shè)備等荷載。所以，柱應(yīng)具有足夠的抗壓和抗彎柱應(yīng)具有足夠的抗壓和抗彎能力能力。 目前柱子標(biāo)準(zhǔn)圖集給出了一些柱子的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，目前柱子標(biāo)準(zhǔn)圖集給出了一些柱子的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，但大多數(shù)情況還需要設(shè)計者自行設(shè)計。常用柱的類型但大多數(shù)情況還需要設(shè)計者自行設(shè)計。常用柱的類型見圖見圖2.19。 常用柱距常用柱距6m的柱截面尺寸

33、參見表的柱截面尺寸參見表3.1、3.2（p89）。）。 2.4.4 常用柱選型常用柱選型圖2.19 柱的類型 (a) 矩形柱；(b) 工字形柱；(c) 預(yù)制空腹板工字形柱；(d) 單肢管柱；(e) 雙肢柱；(f) 平腹桿雙肢柱；(g） 斜腹桿雙肢柱；(h) 雙肢管柱 柱截面尺寸參考表（柱距柱截面尺寸參考表（柱距6m) 2.5 單層廠房排架內(nèi)力計算單層廠房排架內(nèi)力計算單層廠房結(jié)構(gòu)實際上是一空間結(jié)構(gòu)體系，為了計單層廠房結(jié)構(gòu)實際上是一空間結(jié)構(gòu)體系，為了計算方便，一般分別按縱、橫兩個方向作為平面排架來算方便，一般分別按縱、橫兩個方向作為平面排架來分析，即假定各個橫向平面排架（或縱向平面排架）分析，即假

34、定各個橫向平面排架（或縱向平面排架）均單獨工作。均單獨工作。計算單元：計算單元：單層廠房是一個復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，實際計算時，單層廠房是一個復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，實際計算時，可根據(jù)廠房的構(gòu)造和荷載特點進(jìn)行簡化并確定計算簡可根據(jù)廠房的構(gòu)造和荷載特點進(jìn)行簡化并確定計算簡圖，如圖圖，如圖2.20所示。由相鄰柱距的中部截取一個典型所示。由相鄰柱距的中部截取一個典型區(qū)段，稱為區(qū)段，稱為計算單元計算單元，如圖，如圖2.20所示。所示。 2.5.1 計算假定和計算簡圖計算假定和計算簡圖為簡化計算，根據(jù)構(gòu)造特點，對確定排架的計算為簡化計算，根據(jù)構(gòu)造特點，對確定排架的計算簡圖時，簡圖時，有以下計算假定有以下計算假定:（1

35、） 屋架或屋面大梁與柱頂連接處，僅用預(yù)埋屋架或屋面大梁與柱頂連接處，僅用預(yù)埋鋼板焊牢，它抵抗轉(zhuǎn)動的能力很小，計算中只考慮傳鋼板焊牢，它抵抗轉(zhuǎn)動的能力很小，計算中只考慮傳遞垂直力和水平剪力，按遞垂直力和水平剪力，按鉸接結(jié)點鉸接結(jié)點考慮?？紤]。（2） 排架柱與基礎(chǔ)的連接做法是：預(yù)制柱插入排架柱與基礎(chǔ)的連接做法是：預(yù)制柱插入基礎(chǔ)杯口一定深度，柱和基礎(chǔ)間用高強度等級細(xì)石混基礎(chǔ)杯口一定深度，柱和基礎(chǔ)間用高強度等級細(xì)石混凝土澆筑密實。因此排架柱與基礎(chǔ)連接處按凝土澆筑密實。因此排架柱與基礎(chǔ)連接處按固定端固定端位位于基礎(chǔ)頂面。于基礎(chǔ)頂面。 （3） 鉸接排架的橫梁（屋架）的剛度很大，受鉸接排架的橫梁（屋架）的剛

36、度很大，受力后的軸向變形可忽略不計。排架受力后橫梁兩端兩力后的軸向變形可忽略不計。排架受力后橫梁兩端兩個柱子的柱頂水平位移相等。個柱子的柱頂水平位移相等。（4） 排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸接處，排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸接處，排架柱的計算軸線為柱的幾何中心線。當(dāng)柱為變截面排架柱的計算軸線為柱的幾何中心線。當(dāng)柱為變截面時，排架柱的軸線為一折線，如圖時，排架柱的軸線為一折線，如圖2.20(a)、(b)所示。所示。（5） 排架的跨度以廠房的縱向定位軸線為準(zhǔn)，排架的跨度以廠房的縱向定位軸線為準(zhǔn)，計算簡圖如圖計算簡圖如圖2.20(c)所示。所示。圖2.20 排架計算簡圖 （1） 屋面恒荷載屋面恒

37、荷載屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值用屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值用G1k表示，設(shè)計值用表示，設(shè)計值用G1表示，表示，它包括各種構(gòu)造層屋面板、天溝板、它包括各種構(gòu)造層屋面板、天溝板、 屋架、天窗、天屋架、天窗、天窗架、屋架支撐、托架等自重。一般來說，窗架、屋架支撐、托架等自重。一般來說，G1對上柱對上柱截面的幾何中心有一個偏心距截面的幾何中心有一個偏心距e1，G1對下柱截面的幾對下柱截面的幾何中心又增加了附加偏心距何中心又增加了附加偏心距e2，如圖，如圖2.22所示。所示。 2.5.2 排架荷載計算排架荷載計算2.5.2.1 恒荷載恒荷載作用在排架上的荷載分為恒荷載和活荷載兩類，作用在排架上的荷載分為恒荷載和活荷載兩類，

38、如圖如圖2.21所示。所示。 （2） 上柱自重上柱自重上柱自重標(biāo)準(zhǔn)值用上柱自重標(biāo)準(zhǔn)值用G2k表示，設(shè)計值用表示，設(shè)計值用G2表示，表示，它沿上柱中心線作用。它沿上柱中心線作用。（3） 吊車梁及軌道等零件自重標(biāo)準(zhǔn)值用吊車梁及軌道等零件自重標(biāo)準(zhǔn)值用G4k表示，設(shè)表示，設(shè)計值用計值用G4表示，它沿吊車梁中心線作用于牛腿頂面，表示，它沿吊車梁中心線作用于牛腿頂面，一般吊車梁中心線到柱外邊緣（邊柱）或柱中心線一般吊車梁中心線到柱外邊緣（邊柱）或柱中心線（中柱）的距離為（中柱）的距離為750mm。（4） 下柱自重下柱自重下柱自重標(biāo)準(zhǔn)值用下柱自重標(biāo)準(zhǔn)值用G3k表示，設(shè)計值用表示，設(shè)計值用G3表示，表示，它沿

39、下柱中心線作用。它沿下柱中心線作用。（5） 支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等自重支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等自重支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等自重標(biāo)準(zhǔn)值用支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等自重標(biāo)準(zhǔn)值用G5k表示，設(shè)計值用表示，設(shè)計值用G5表示，它沿承重梁中心線作用在柱表示，它沿承重梁中心線作用在柱牛腿頂面。牛腿頂面。（6） 墻體荷載墻體荷載當(dāng)墻直接砌筑在基礎(chǔ)梁上或大型墻板直接擱置在當(dāng)墻直接砌筑在基礎(chǔ)梁上或大型墻板直接擱置在基礎(chǔ)上時，它們對排架柱無豎向作用力，它們對排架基礎(chǔ)上時，它們對排架柱無豎向作用力，它們對排架的作用是傳遞墻面上的水平風(fēng)荷載給排架柱。的作用是傳遞墻面上的水平風(fēng)荷載給排架柱。圖2.21 排架上的荷

40、載 圖2.22 排架在屋面恒荷載作用下的計算簡圖和柱的內(nèi)力圖 屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值用屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值用Q1k表示，設(shè)計值用表示，設(shè)計值用Q1表示，表示，作用點和計算簡圖與屋蓋恒荷載相同。作用點和計算簡圖與屋蓋恒荷載相同。屋面活荷載屋面活荷載包括包括屋面均布活荷載、雪荷載和積屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載灰荷載三種。均按屋面的水平投影面積計算。三種。均按屋面的水平投影面積計算。（1） 屋面均布活荷載屋面均布活荷載屋面均布活荷載按屋面均布活荷載按荷載規(guī)范荷載規(guī)范采用。當(dāng)施工采用。當(dāng)施工荷載較大時，則按實際情況采用。荷載較大時，則按實際情況采用。2.5.2.2 屋面活荷載屋面活荷載（2） 雪荷載雪荷載

41、雪荷載雪荷載是積雪重量，為積雪深度和平均積雪密是積雪重量，為積雪深度和平均積雪密度的乘積。屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值度的乘積。屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk計算式為：計算式為：Sk=rS0 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值；雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值； 屋面積雪分布系數(shù)；屋面積雪分布系數(shù)； 基本雪壓?；狙?。（3） 積灰荷載積灰荷載對生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近建筑物應(yīng)對生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近建筑物應(yīng)考慮積灰荷載，可由考慮積灰荷載，可由荷載規(guī)范荷載規(guī)范查得。查得。kSr0S注意：注意： 屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時考慮，只考慮屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時考慮，只考慮兩者中的較大值。兩者中的較大值。 當(dāng)有積灰荷載時，積灰荷載應(yīng)與雪荷

42、載或屋面均當(dāng)有積灰荷載時，積灰荷載應(yīng)與雪荷載或屋面均布活荷載兩者中的較大值同時考慮。布活荷載兩者中的較大值同時考慮。吊車按生產(chǎn)工藝要求和吊車本身構(gòu)造特點有多吊車按生產(chǎn)工藝要求和吊車本身構(gòu)造特點有多種不同的型號和規(guī)格。種不同的型號和規(guī)格。 橋式吊車為廠房中常用的一種吊車形式，橋式橋式吊車為廠房中常用的一種吊車形式，橋式吊車由大車（橋架）和小車組成，如圖吊車由大車（橋架）和小車組成，如圖2.23所示。所示。 吊車對排架的作用吊車對排架的作用有豎向荷載、橫向水平荷載有豎向荷載、橫向水平荷載和縱向水平荷載，現(xiàn)分別敘述如下：和縱向水平荷載，現(xiàn)分別敘述如下： （1） 吊車豎向荷載吊車豎向荷載吊車豎向荷載吊

43、車豎向荷載是一種通過輪壓傳給排架柱的移是一種通過輪壓傳給排架柱的移動荷載，由吊車額定起重量、大車自重、小車自重動荷載，由吊車額定起重量、大車自重、小車自重三部分組成。如圖三部分組成。如圖2.23所示。所示。 2.5.2.3 吊車荷載吊車荷載對于四輪吊車的最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值對于四輪吊車的最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmin,k可按下式可按下式計算：計算：Pk,min=1/2 (Gk+gk+Qk) - Pk,max每榀排架上作用的吊車豎向荷載指的是幾臺吊每榀排架上作用的吊車豎向荷載指的是幾臺吊車組合后通過吊車梁傳給柱的可能的最大反力。車組合后通過吊車梁傳給柱的可能的最大反力。由于吊車荷載是移動荷載，每榀排架上作用的

44、由于吊車荷載是移動荷載，每榀排架上作用的吊車豎向荷載組合值需用吊車豎向荷載組合值需用影響線原理求出影響線原理求出。作用在。作用在排架上的吊車豎向荷載的組合值與排架上的吊車豎向荷載的組合值與吊車的臺數(shù)吊車的臺數(shù)及吊及吊車沿廠房縱向運行車沿廠房縱向運行所處位置所處位置有關(guān)。有關(guān)。 當(dāng)兩臺吊車挨緊并行，且其中當(dāng)兩臺吊車挨緊并行，且其中一臺起重量較大一臺起重量較大的吊車輪子正好運行至計算排架上的吊車輪子正好運行至計算排架上，而兩臺吊車的，而兩臺吊車的其余輪子分布在相鄰兩柱距之間時，吊車豎向荷載其余輪子分布在相鄰兩柱距之間時，吊車豎向荷載組合值可達(dá)最大組合值可達(dá)最大，其標(biāo)準(zhǔn)值，其標(biāo)準(zhǔn)值D k , max

45、、D k , min, 按下列按下列公式計算：公式計算： D k,max= y i P ik,max= (y1+y2)P 1k , max+(y3+y4)P2k , maxD k,min= y i P ik,min= (y1+y2)P1k , min +(y3+y4)P2k , min 當(dāng)小車吊在額定最大起重量當(dāng)小車吊在額定最大起重量Q Q開開到大車某一極限位置時，在這一側(cè)的每個大車輪壓到大車某一極限位置時，在這一側(cè)的每個大車輪壓為吊車的最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，在另一側(cè)的為最小輪壓為吊車的最大輪壓標(biāo)準(zhǔn)值，在另一側(cè)的為最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值。標(biāo)準(zhǔn)值。min.max.,ikikPPiy各大車輪子下影響線縱標(biāo)的總和

46、；各大車輪子下影響線縱標(biāo)的總和； 多臺吊車的荷載折減系數(shù)，按表多臺吊車的荷載折減系數(shù)，按表3.33.3查得。查得。 橋式吊車按其橋式吊車按其利用等級利用等級（按使用期內(nèi)要求的總工按使用期內(nèi)要求的總工作循環(huán)次數(shù)分級作循環(huán)次數(shù)分級）和和荷載狀態(tài)荷載狀態(tài)（吊車達(dá)到其額定值吊車達(dá)到其額定值的頻繁程度的頻繁程度）分成分成個工作級別個工作級別級級級級。輕級；輕級；中級；中級；重級；重級；超重級。超重級。吊車豎向荷載吊車豎向荷載 Dk,max和和Dk,min沿吊車梁的中心線沿吊車梁的中心線作用在牛腿頂面。它們是相對于下柱截面具有偏心作用在牛腿頂面。它們是相對于下柱截面具有偏心距距e4的偏心壓力。的偏心壓力。

47、 Dk,max和和Dk,min應(yīng)換算成作用于下柱應(yīng)換算成作用于下柱頂面的軸力和力矩，如圖頂面的軸力和力矩，如圖2.25(a)所示。所示。 4min.min.4max.max. eDMeDMkkkk 4e吊車梁支座鋼墊板的中心線至下柱軸線的距離。吊車梁支座鋼墊板的中心線至下柱軸線的距離。（2） 吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載T吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載是指載有重物的小車在左右是指載有重物的小車在左右行駛中突然剎車時，由于吊車行駛中突然剎車時，由于吊車Gk和小車和小車gk的慣性力的慣性力而在廠房排架柱上所產(chǎn)生的橫向水平制動力。而在廠房排架柱上所產(chǎn)生的橫向水平制動力。橫向制動力應(yīng)等分作用在排

48、架的兩側(cè)柱子上，橫向制動力應(yīng)等分作用在排架的兩側(cè)柱子上，它的方向有左右兩種可能性，如圖它的方向有左右兩種可能性，如圖2.25(b)所示。所示。 吊車橫向水平制動力本應(yīng)按兩側(cè)柱子的剛度大吊車橫向水平制動力本應(yīng)按兩側(cè)柱子的剛度大小分配，但為簡化計算，小分配，但為簡化計算，荷載規(guī)范荷載規(guī)范允許近似地允許近似地平均分配給兩側(cè)排架柱，如圖平均分配給兩側(cè)排架柱，如圖2.26所示。所示。 對于各類四輪橋式吊車，當(dāng)其小車滿載運行中對于各類四輪橋式吊車，當(dāng)其小車滿載運行中突然剎車時，在大車每一輪子上所產(chǎn)生的橫向水平突然剎車時，在大車每一輪子上所產(chǎn)生的橫向水平制動力的標(biāo)準(zhǔn)值為：制動力的標(biāo)準(zhǔn)值為：Tk=1/4(Qk

49、+gk) 每個大車輪傳給吊車軌道的橫向水平制動力每個大車輪傳給吊車軌道的橫向水平制動力T確確定后，即可按計算吊車豎向荷載定后，即可按計算吊車豎向荷載Dk,max和和Dk,min 的方的方法計算法計算Tk,max ：nikkikikTyyTyyTyT1243121max,（3） 吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載T0吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載T0是指吊車沿廠房縱向運行是指吊車沿廠房縱向運行中突然剎車時，由吊車自重和吊重物的慣性力在廠中突然剎車時，由吊車自重和吊重物的慣性力在廠房縱向排架柱上所產(chǎn)生的水平制動力，它是通過每房縱向排架柱上所產(chǎn)生的水平制動力，它是通過每側(cè)的制動輪傳至兩側(cè)吊車軌道，然

50、后再由吊車梁傳側(cè)的制動輪傳至兩側(cè)吊車軌道，然后再由吊車梁傳給縱向柱列或柱間支撐，如圖給縱向柱列或柱間支撐，如圖2.27所示。所示。 每臺吊車縱向水平制動力的標(biāo)準(zhǔn)值為：每臺吊車縱向水平制動力的標(biāo)準(zhǔn)值為：T0,k=n/10Pk,max 【例【例2-1】有單跨單層廠房，跨度為有單跨單層廠房，跨度為24m，柱距為，柱距為6m，設(shè)，設(shè)計時考慮兩臺計時考慮兩臺A5級工作制級工作制20/5t（主鉤、副鉤）橋式軟鉤主鉤、副鉤）橋式軟鉤吊車，求作用于排架柱上的吊車，求作用于排架柱上的Dmax、Dmin、Tmax?！窘饨狻浚?） 查附表查附表17得：得：吊車橋距吊車橋距l(xiāng)K=22.5m時，時，吊車最大寬度吊車最大

51、寬度B=5600mm；大車輪距大車輪距K=4400mm；小車重小車重gk=77.2kN;吊車最大輪壓吊車最大輪壓 P kmax=202kN；吊車最小輪壓吊車最小輪壓P kmin =60kN。（2） 確定吊車的最不利位置及柱支座反力影響線，確定吊車的最不利位置及柱支座反力影響線，如圖如圖2.28所示。所示。 （3） 計算計算 Dkmax、Dkmin、Tkmax圖2.23橋式吊車荷載 圖2.25 吊車荷載 圖2.26 吊車橫向水平制動力 圖2.27 吊車縱向水平荷載 圖2.28 吊車梁反力影響線 垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計算：計算： 基本風(fēng)壓

52、值，按荷載規(guī)范中基本風(fēng)壓值，按荷載規(guī)范中“全國基本全國基本風(fēng)壓分布圖風(fēng)壓分布圖”查取，但不得小于查取，但不得小于0.30.3kN/m2kN/m2； z z高度處的風(fēng)振系數(shù)，對單層廠房。高度處的風(fēng)振系數(shù)，對單層廠房。 風(fēng)荷載體型系數(shù)，附表風(fēng)荷載體型系數(shù)，附表1818。 風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)按地面粗糙度由附風(fēng)壓高度變化系數(shù)，應(yīng)按地面粗糙度由附表表1919確定確定。2.5.2.4 風(fēng)荷載風(fēng)荷載1zzsz0wwzszk0w 排架計算時作用在不同位置處風(fēng)荷載的計算原則：排架計算時作用在不同位置處風(fēng)荷載的計算原則：（1） 作用在排架柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載按均作用在排架柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載按均布考慮，迎風(fēng)

53、面為布考慮，迎風(fēng)面為q1，背風(fēng)面為，背風(fēng)面為q2，其風(fēng)壓高度變化，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按柱頂標(biāo)高取值。系數(shù)可按柱頂標(biāo)高取值。（2） 作用于作用于柱頂以上柱頂以上屋蓋部分的風(fēng)荷載仍取為屋蓋部分的風(fēng)荷載仍取為均布荷載，但對排架的作用則按作用在柱頂?shù)募芯己奢d，但對排架的作用則按作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載風(fēng)荷載FW考慮，其考慮，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)取值如下：有取值如下：有矩形天窗時，按天窗檐口取值；無矩形天窗時，按矩形天窗時，按天窗檐口取值；無矩形天窗時，按廠房檐口標(biāo)高取值。廠房檐口標(biāo)高取值。（3） 作用在排架上的風(fēng)荷載如圖作用在排架上的風(fēng)荷載如圖2.30所示，其所示，其設(shè)計值分別按下式

54、計算：設(shè)計值分別按下式計算：q1=Qwk1B=Qs1zw0B(kN/m) q2= Qwk2B=Qs2zw0B(kN/m) BwhBwFzisiQkniQW01風(fēng)向1s5 . 01h2hSLkWkhWkkwBSW22sinhBwShwBSwBSWkkkkh【例例2-2】如圖如圖2.31所示。柱距為所示。柱距為6m的單跨單層廠房，建的單跨單層廠房，建于天津市郊區(qū)，求作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計值。于天津市郊區(qū)，求作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計值。 【解解】從從荷載規(guī)范荷載規(guī)范中查得天津市基本風(fēng)壓為中查得天津市基本風(fēng)壓為w0=0.4kN/m2；風(fēng)荷載體型系數(shù)；風(fēng)荷載體型系數(shù)s值如圖值如圖2.31(b)所示。計

55、所示。計算單元寬度算單元寬度B=6m。（1） 柱頂以下風(fēng)荷載按均布荷載計算，風(fēng)壓高度變柱頂以下風(fēng)荷載按均布荷載計算，風(fēng)壓高度變化系數(shù)化系數(shù)z按柱頂標(biāo)高計算，由按柱頂標(biāo)高計算，由荷載規(guī)范荷載規(guī)范查得查得15m高高度處度處z=0.84;10m高處高處z=0.71；故；故12m高度處：高度處：z=0.76q1=Qs1zw0B=2.04kN/m()q2=Qs2zw0B=1.28kN/m()（2） 計算作用于柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載計算作用于柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載w風(fēng)壓高度變化系數(shù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按天窗檐口處標(biāo)高（按天窗檐口處標(biāo)高（+17.920）計算。由計算。由荷載規(guī)范荷載規(guī)范查得查得20m高度處，高度處，z=0

56、.94，故，故17.92m高度處：高度處：z=0.90W=20.34kN（）作用于排架風(fēng)荷載如圖作用于排架風(fēng)荷載如圖2.32所示。所示。圖2.30 橫向排架上的風(fēng)荷載 圖2.31 (a) 廠房剖面圖；(b) 計算簡圖及s值 圖2.32作用于排架風(fēng)荷載 等高排架等高排架就是指在排架計算簡圖中，各柱柱頂標(biāo)就是指在排架計算簡圖中，各柱柱頂標(biāo)高相同，如圖高相同，如圖2.33所示。所示。2.5.3 排架的內(nèi)力計算排架的內(nèi)力計算2.5.3.1 等高排架內(nèi)力分析等高排架內(nèi)力分析排架內(nèi)力分析排架內(nèi)力分析就是確定排架柱在各種荷載就是確定排架柱在各種荷載單獨單獨作作用下各個控制截面上的內(nèi)力，并繪制各排架柱的彎矩用

57、下各個控制截面上的內(nèi)力，并繪制各排架柱的彎矩M圖、軸力圖、軸力N圖及剪力圖及剪力V圖。圖。 等高排架內(nèi)力分析方法是等高排架內(nèi)力分析方法是剪力分配法剪力分配法。按剪力分。按剪力分配法求出各柱配法求出各柱柱頂剪力柱頂剪力，然后按獨立懸臂柱計算在，然后按獨立懸臂柱計算在已知剪力和外荷載作用下任意截面的內(nèi)力。已知剪力和外荷載作用下任意截面的內(nèi)力。（1 1）抗剪剛度抗剪剛度 當(dāng)單位水平力當(dāng)單位水平力作用于單階懸臂柱柱頂時作用于單階懸臂柱柱頂時，柱頂水平位移可由力學(xué)方法求得柱頂水平位移可由力學(xué)方法求得：11131113300/332nCIInHHCEIHnEIHlululHuHlHlIuI 若使柱頂產(chǎn)生單

58、位水平位移若使柱頂產(chǎn)生單位水平位移，則所需施加于柱頂則所需施加于柱頂?shù)牧椋旱牧椋?即抗剪剛度即抗剪剛度 k k ，反映柱抵抗側(cè)移的能力。反映柱抵抗側(cè)移的能力。11（2） 當(dāng)排架柱頂作用水平集中荷載當(dāng)排架柱頂作用水平集中荷載F時，時，如圖如圖2.34所示所示。 由于橫梁為剛性連桿，所以各柱柱頂水平位移相由于橫梁為剛性連桿，所以各柱柱頂水平位移相等。即：等。即：uA=uB=uC=u 如沿橫梁與柱的連接部位將各柱柱頂切開，因柱如沿橫梁與柱的連接部位將各柱柱頂切開，因柱頂是鉸無彎矩，在各柱的切口上代替一對相應(yīng)剪力頂是鉸無彎矩，在各柱的切口上代替一對相應(yīng)剪力VA、VB、VC，并取橫梁為脫離體，則由平

59、衡條件，并取橫梁為脫離體，則由平衡條件X=0得：得：F=VA+VB+VC 設(shè)各柱柱頂在單位水平集中力作用下柱頂位移為設(shè)各柱柱頂在單位水平集中力作用下柱頂位移為A、B和和C。則在柱頂剪力。則在柱頂剪力VA、VB、VC作用下，各作用下，各柱柱頂水平位移為：柱柱頂水平位移為：uA=VAAuB=VBBuC=VCC即：即：VA=uA/A=u/A =k A uVB=uB/B=u/B =k B uVC=uC/C=u/C =k C u得：得：kA+kB+kC=Fu=1/(kA + kB + kC ) F則各柱柱頂剪力為：則各柱柱頂剪力為：VA=u kA = kA /(kA + kB + kC ) F=AFVB

60、=u kB = kB /(kA + kB + kC ) F =BFVC=u kC = kC /(kA + kB + kC ) F= CF即即Vi=iF（3） 當(dāng)任意荷載作用時當(dāng)任意荷載作用時在任意荷載作用下，排架柱的計算分為在任意荷載作用下，排架柱的計算分為兩個步驟兩個步驟：第一步：第一步：先在排架柱頂附加一個不動鉸支座以阻先在排架柱頂附加一個不動鉸支座以阻止水平側(cè)移，止水平側(cè)移，如圖如圖2.35所示所示，求出支座反力，求出支座反力R（可利（可利用附表算出）。用附表算出）。第二步：第二步：撤除附加不動鉸支座，并將撤除附加不動鉸支座，并將R以反方向以反方向作用于排架柱頂，作用于排架柱頂，如圖如圖