第三章單層廠房ppt課件

1、第三章 單層廠房排架構(gòu)造第二講 主講：姚紅梅 希望學(xué)院土木系構(gòu)造教研室地基反力墻梁根底梁柱下獨(dú)立根底天窗架自重三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析1. 排架構(gòu)造單層廠房所受的荷載和傳力途徑橫向平面排架所受的荷載橫向平面排架所受的荷載屋面板荷載雪荷載或積灰荷載風(fēng)吸力風(fēng)壓力程度地震作用屋架自重吊車橫向程度制動(dòng)力墻重墻重根底及土自重設(shè)備重作為吊車的豎向荷載的一部分傳給吊車梁吊車豎向荷載柱重三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析1. 排架構(gòu)造單層廠房所受的荷載和傳力途徑橫向平面排架荷載的傳送途徑橫向平面排架荷載的傳送途徑豎向荷載雪灰、屋面荷載屋面板屋架天窗架吊車輪壓吊車梁牛腿墻體分量墻梁排架柱根底地基根底梁三、排架荷載計(jì)算

2、及內(nèi)力分析1. 排架構(gòu)造單層廠房所受的荷載和傳力途徑橫向平面排架荷載的傳送途徑橫向平面排架荷載的傳送途徑程度荷載風(fēng)荷載墻體、屋蓋地震吊車橫向程度制動(dòng)力吊車梁排架柱根底地基屋蓋屋蓋構(gòu)造柱間支撐屋蓋橫向程度支撐抗風(fēng)柱山墻程度荷載風(fēng)荷載山墻地震吊車縱向程度制動(dòng)力吊車梁縱向排架柱柱間支撐根底地基屋蓋抗風(fēng)柱屋蓋橫向程度支撐聯(lián)絡(luò)梁三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析1. 排架構(gòu)造單層廠房所受的荷載和傳力途徑縱向平面排架所受的荷載及其傳送途徑縱向平面排架所受的荷載及其傳送途徑吊車縱向程度制動(dòng)力風(fēng)荷載程度地震作用三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析2. 排架分析時(shí)的計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖根本計(jì)算單元根本計(jì)算單元以橫向排架為主以橫向排

3、架為主18000B根 本 計(jì) 算 單元600A1234567600060006000600060006000600根本假定：1柱下端固接于根底頂面，橫梁或屋架鉸接在柱上。2橫梁在排架平面內(nèi)的軸壓剛度為無(wú)限大，受力后不產(chǎn)生軸向變形。按平面排架計(jì)算時(shí)，一榀排架的負(fù)荷范圍可由相鄰柱距的中線截出一個(gè)有代表性的單元圖的陰影部分，稱為計(jì)算單元。三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析2. 排架分析時(shí)的計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖固結(jié)EI2E I = ABLeEI1EI1EI2鉸結(jié)MEI1ABLE I = MEI1EI2EI2上柱柱頂牛腿頂面根底頂面e預(yù)埋件焊接鉸接高標(biāo)號(hào)細(xì)石混凝土灌注ABL*屋

4、架端部和上柱柱頂普通用鋼板焊接，可簡(jiǎn)化屋架端部和上柱柱頂普通用鋼板焊接，可簡(jiǎn)化為鉸接點(diǎn)為鉸接點(diǎn)*排架柱插入杯口一定深度后，普通用高等級(jí)細(xì)排架柱插入杯口一定深度后，普通用高等級(jí)細(xì)石混凝土灌注，可按固接點(diǎn)思索石混凝土灌注，可按固接點(diǎn)思索*屋架可簡(jiǎn)化為一無(wú)窮剛度體屋架可簡(jiǎn)化為一無(wú)窮剛度體*排架柱高由根底頂算至上柱柱頂。軸線為柱的排架柱高由根底頂算至上柱柱頂。軸線為柱的幾何軸線幾何軸線*排架跨度以廠房的軸線為準(zhǔn)排架跨度以廠房的軸線為準(zhǔn)三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值屋蓋荷載屋蓋荷載P1P1e1P1P1*P1中的恒載包括屋面構(gòu)造層、屋面板、天窗架、中的恒載包括屋面構(gòu)造層、屋面板、天窗架

5、、屋架及屋面支撐系統(tǒng)的自重，可根據(jù)構(gòu)件的容屋架及屋面支撐系統(tǒng)的自重，可根據(jù)構(gòu)件的容重和尺寸算出重和尺寸算出,規(guī)范構(gòu)件也可直接從規(guī)范圖上查規(guī)范構(gòu)件也可直接從規(guī)范圖上查出。出。*P1中的活載包括雪荷載、屋面活載和積灰荷載中的活載包括雪荷載、屋面活載和積灰荷載*P1有偏心時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖上要附加彎矩有偏心時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖上要附加彎矩P 1 e1P1P1P1e1P1e2P1e2 恒載作用位置及相應(yīng)的排架計(jì)算簡(jiǎn)圖恒載作用位置及相應(yīng)的排架計(jì)算簡(jiǎn)圖 闡明：闡明： 柱、吊車梁及軌道等構(gòu)件吊裝就位后，屋架尚柱、吊車梁及軌道等構(gòu)件吊裝就位后，屋架尚未安裝，此時(shí)還形不成排架構(gòu)造，故柱在其自重、未安裝，此時(shí)還形不成排架構(gòu)造，

6、故柱在其自重、吊車梁及軌道等自重重力荷載作用下，應(yīng)按豎向懸吊車梁及軌道等自重重力荷載作用下，應(yīng)按豎向懸臂柱進(jìn)展內(nèi)力分析。但思索到此種受力形狀比較暫臂柱進(jìn)展內(nèi)力分析。但思索到此種受力形狀比較暫短，且不會(huì)對(duì)柱控制截面內(nèi)力產(chǎn)生較大影響，為簡(jiǎn)短，且不會(huì)對(duì)柱控制截面內(nèi)力產(chǎn)生較大影響，為簡(jiǎn)化計(jì)算，通常仍按排架構(gòu)造進(jìn)展內(nèi)力分析?；?jì)算，通常仍按排架構(gòu)造進(jìn)展內(nèi)力分析。三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值屋蓋荷載屋蓋荷載P1*屋面活載系指不上人屋面思索施工、檢修時(shí)的屋面活載系指不上人屋面思索施工、檢修時(shí)的活荷載，亦按屋面程度投影思索，普通為活荷載，亦按屋面程度投影思索，普通為0.30.7kN/m2

7、*機(jī)械、冶金、水泥廠的廠房屋面，應(yīng)思索屋面機(jī)械、冶金、水泥廠的廠房屋面，應(yīng)思索屋面積灰荷載，可查閱積灰荷載，可查閱*屋面活載不與雪荷載同時(shí)思索，取兩者中的大屋面活載不與雪荷載同時(shí)思索，取兩者中的大值值*積灰荷載應(yīng)與屋面活載和雪荷載兩者中的大值積灰荷載應(yīng)與屋面活載和雪荷載兩者中的大值同時(shí)思索同時(shí)思索P1e1P1P1P 1 e1P1P1P1e1P1e2P1e2三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值屋蓋荷載屋蓋荷載P1*屋面程度投影面上的雪荷載按下式計(jì)算屋面程度投影面上的雪荷載按下式計(jì)算0SSrk屋面積雪分布系數(shù)，當(dāng)屋面積雪分布系數(shù)，當(dāng)屋面坡度小于屋面坡度小于25時(shí)取時(shí)取為為1.0根本雪

8、壓，以當(dāng)?shù)仄教垢狙海援?dāng)?shù)仄教箍臻煹孛嫔辖y(tǒng)計(jì)所得空闊地面上統(tǒng)計(jì)所得50年一遇最大積雪自重確年一遇最大積雪自重確定，可查閱定，可查閱P1e1P1P1P 1 e1P1P1P1e1P1e2P1e2三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值風(fēng)荷載風(fēng)荷載0zszk根本風(fēng)壓，以當(dāng)?shù)仄教箍臻煹馗撅L(fēng)壓，以當(dāng)?shù)仄教箍臻煹孛嫔想x地面面上離地面10m高統(tǒng)計(jì)所得高統(tǒng)計(jì)所得50年一遇年一遇10分中平均最大風(fēng)速分中平均最大風(fēng)速v0m/s，按，按W0= v02/1600確確定，詳細(xì)數(shù)值可查閱定，詳細(xì)數(shù)值可查閱風(fēng)振系數(shù)，對(duì)于高度大于風(fēng)振系數(shù)，對(duì)于高度大于30 m且高寬比大于且高寬比大于1.5的房屋，應(yīng)思的房屋，

9、應(yīng)思索其影響，其值大于索其影響，其值大于1風(fēng)載高度變化系數(shù)，詳細(xì)數(shù)值風(fēng)載高度變化系數(shù)，詳細(xì)數(shù)值可查閱可查閱風(fēng)載體型系數(shù)，詳細(xì)數(shù)值可查風(fēng)載體型系數(shù)，詳細(xì)數(shù)值可查閱閱三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值-0.2-0.6+0.8+0.6-0.6-0.5-0.7-0.7風(fēng)向+0.8+06-0.2-0.7-0.7-0.6-0.5-0.6-0.6-0.5-0.4ha風(fēng)向當(dāng)a4h時(shí)為0.2當(dāng)a4h時(shí)為0.6-0.5風(fēng)荷載體形系數(shù)風(fēng)荷載體形系數(shù)闡明：闡明：排架內(nèi)力分析時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，柱頂以下風(fēng)荷載排架內(nèi)力分析時(shí)，為簡(jiǎn)化計(jì)算，柱頂以下風(fēng)荷載q1q1、q2q2可按均布思索，可按均布思索，Z Z按柱頂

10、標(biāo)高處取值；柱頂以上風(fēng)按柱頂標(biāo)高處取值；柱頂以上風(fēng)荷載按作用于柱頂?shù)某潭燃辛奢d按作用于柱頂?shù)某潭燃辛WFW思索圖，此程思索圖，此程度集中力度集中力FWFW包括柱頂以上屋架支座高度范圍內(nèi)墻體迎包括柱頂以上屋架支座高度范圍內(nèi)墻體迎風(fēng)面、背風(fēng)面和屋面風(fēng)荷載的程度力的總和。計(jì)算風(fēng)面、背風(fēng)面和屋面風(fēng)荷載的程度力的總和。計(jì)算FWFW時(shí)風(fēng)壓高度變化系數(shù)時(shí)風(fēng)壓高度變化系數(shù)Z Z取為：有天窗時(shí)按天窗檐口標(biāo)取為：有天窗時(shí)按天窗檐口標(biāo)高取值；無(wú)天窗時(shí)按廠房檐口標(biāo)高取值。高取值；無(wú)天窗時(shí)按廠房檐口標(biāo)高取值。風(fēng)的方向是恣意的，要思索左、右兩種能夠。風(fēng)的方向是恣意的，要思索左、右兩種能夠。q1、q2、FW的風(fēng)荷載

11、設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：式中,B為計(jì)算單元寬度; 為風(fēng)荷載的分項(xiàng)系數(shù)， =1.4; 風(fēng)荷載的組合值和準(zhǔn)永久值系數(shù)可分別取0.6和0。為屋面斜長(zhǎng)。wwl11102220121 1342201sinwkwzswkwzsnwwkiwsszssziqw Bw Bqw Bw BFw Blhhw B 【例題】【例題】 某廠房排架各部尺寸如下圖，按B類地面，屋面坡度為1:10，排架的間距為6m，根本風(fēng)壓值w=0.40kN/m2。求：作用在排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值圖b。標(biāo)高11.4m處，Z=1.04 ；標(biāo)高12.5m處Z=1.07;標(biāo)高13.0m處Z=1.08 ；標(biāo)高15.55 m處，Z=1.16 【解】 風(fēng)荷載體型系

12、數(shù)，如圖b所示，那么得作用在廠房排架邊柱上的均布風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 迎風(fēng)面： q1=1.40.81.040.406=2.80kN/m 背風(fēng)面 ： q2=1.40.51.040.406=1.75kN/m 作用于柱頂標(biāo)高以上集中風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)值： FW=1.40.8+0.51.071.1+-0.2+0.61.080.5+0.6+0.61.162.55 0.46 =17.8kN 三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值P2P2P5P5P3P3e4e5P1P1P1e1P 1 e1P1e1P1P1e2P4 +Dmax DminTmaxP1e2-P4 e4 -Dmax Dmin e4 P4 +Dmax

13、DminP4 + Dmin Dmax Tmax吊車梁傳來(lái)的荷載吊車梁傳來(lái)的荷載*吊車梁和軌道的自重吊車梁和軌道的自重P4按資料的容重按資料的容重和構(gòu)件的尺寸算得。和構(gòu)件的尺寸算得。*吊車梁和軌道的自重吊車梁和軌道的自重P4、吊車垂直輪、吊車垂直輪壓引起的荷載壓引起的荷載DmaxDmin、吊車、吊車程度制動(dòng)時(shí)的程度作用力程度制動(dòng)時(shí)的程度作用力Tmax 橋式吊車由大車橋架和小車組成。大車在吊車梁軌道上沿廠房縱向行駛，小車在橋架大車上沿廠房橫向運(yùn)轉(zhuǎn)圖,大車和小車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都能夠產(chǎn)生制動(dòng)剎車力。因此，吊車荷載有豎向荷載和橫向荷載兩種，而吊車程度荷載又分為縱向和橫向兩種。 橋式吊車的受力情況橋式吊車的受力情

14、況 三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值T t raG(大車重)P maxP maxPminPminTTg(小車重)Q(起分量)吊車梁排架柱TT最大和最小輪壓最大和最小輪壓2,min,maxQgGPPkk 吊車梁接受的吊車輪壓力是一組挪動(dòng)荷載，其支座反力應(yīng)該用反力影響線的原理求出。吊車梁支座反力即為吊車梁傳給柱子的豎向荷載。 當(dāng)兩臺(tái)吊車并行，吊車輪子的最不利位置如下圖。圖中B，K分別為大車寬和輪距。a吊車梁支座反力影響線吊車梁支座反力影響線 b 三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值CBB吊車寬K吊車輪距PmaxPmaxPmaxPmaxK吊車梁i-1ii+1y3y4y

15、2y1001吊車輪壓引起的豎向荷載吊車輪壓引起的豎向荷載4minmin4maxmaxeDMeDMKKKiKDKiKDKPPDyPDyPDmax,min,maxmin,minmax,maxKQKQDDDD,minmin,maxmax三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值吊車輪壓引起的豎向荷載吊車輪壓引起的豎向荷載*對(duì)單跨廠房的一個(gè)排架最多思索兩臺(tái)吊車，對(duì)單跨廠房的一個(gè)排架最多思索兩臺(tái)吊車， 對(duì)多跨廠房的一個(gè)排架最多思索四臺(tái)吊車。對(duì)多跨廠房的一個(gè)排架最多思索四臺(tái)吊車。* Dmax、Dmin的作用位置的作用位置三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值吊車橫向程度制動(dòng)力軟鉤吊車吊

16、車橫向程度制動(dòng)力軟鉤吊車T t raG(大車重)P maxP maxPminPminTTg(小車重)Q(起分量)吊車梁排架柱TTtratratra0.12()98kN0.1()147 490kN0.08()735kNTQgQTQgQTQgQ吊車的起分量吊車的起分量小車的自重小車的自重三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值吊車橫向程度制動(dòng)力硬鉤吊車吊車橫向程度制動(dòng)力硬鉤吊車T t raG(大車重)P maxP maxPminPminTTg(小車重)Q(起分量)吊車梁排架柱TTtra0.20()TQg三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值車輪傳給吊車梁的程度荷載車輪傳給吊車

17、梁的程度荷載T t raG(大車重)P maxP maxPminPminTTg(小車重)Q(起分量)吊車梁排架柱TT* 對(duì)四輪橋式吊車對(duì)四輪橋式吊車wtraKnTT 4traKTT 三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值BB吊車寬K吊車輪距PmaxPmaxPmaxPmaxTTTTK吊車梁i-1ii+1y3y4y2y1001iKDKyTT,max排架的程度荷載排架的程度荷載kKPTDTmax,maxmax或：KQTT,maxmax三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載規(guī)范值排架的程度荷載排架的程度荷載*無(wú)論是單跨廠房還是多跨廠房，每榀排架最多思索兩臺(tái)吊車無(wú)論是單跨廠房還是多跨廠房，每榀排架最多思索兩臺(tái)吊車* Tmax的方向應(yīng)思索向左向右兩種能夠性的方向應(yīng)思索向左向右兩種能夠性【例題】 v知某單層單跨廠房，跨度為18m，柱距為6m，設(shè)計(jì)時(shí)思索兩臺(tái)中級(jí)任務(wù)制起分量為10t的橋式軟鉤吊車，吊車橋架跨度L=16.5m，由