单层工业厂房排架结构计算.docx

第三节 单层工业厂房排架结构计算
1．计算简图及柱的计算参数
（1）计算简图
见图11。
（2）柱的计算参数
根据柱子的截面尺寸，列出计算参数如下表。
表4
计算参数
柱 号
截面尺寸（mm）
面积（mm2）
惯性矩（mm4）
自重（kN/m）
A、C
上柱
□400×400
1.6×105
21.3×108
4.0
下柱
I 400×900×100×150
1.875×105
195.38×108
4.69
B
上柱
□400×600
2.4×105
72×108
6.0
下柱
I 400×1000×100×150
1.975×105
256.34×108
4.94
2．荷载计算
（1）永久荷载
①屋盖自重
三毡四油上铺小石子防水层 1.2×0.35=0.42 kN/m2
80 mm泡沫砼保温层 1.2×0.48=0.576 kN/m2
20mm水泥砂浆找平层 1.2×0.40=0.48 kN/m2
预应力混凝土屋面板 1.2×1.5=1.8kN/m2
支撑 1.2×0.15=0.18 kN/m2
g=3.46kN/m2
屋架自重 1.2×112.8kN/榀=135.36kN/榀
则作用于柱顶的屋盖结构自重
kN

图 11

②柱自重
A、C轴上柱：··kN
下柱：
B轴上柱：
下柱：4kN
③吊车梁及轨道自重
kN
各项永久荷载及其作用位置见图12，屋架荷载传至柱顶作用位置为轴线内侧150mm（详见95G415(三)，P.107）。
（2）屋面活荷载
由《建筑结构荷载规范》查得屋面活载荷标准值为0.7kN/m2（因屋面活荷载大于雪荷载，故不考虑雪荷载）。
kN
活荷载作用位置与屋盖自重作用位置相同，如图12中括号所示。
（3）吊车荷载
吊车计算参数 表5
跨度（m）
起重量
Q（kN）
跨度
Lk（m）
最大轮压
Pmax(kN)
最小轮压
Pmin(m)
轮距
K（m）
吊车宽
B（m）
吊车总重
G+g（kN）
小车重
g（kN）
24
200/50
22.5
202
60
4.4
5.6
324
77.2
50
22.5
90
41
3.55
4.66
212
19.9
根据B与K，算得吊车梁支座反力影响线中各轮压对应点的座标值如图13所示。依据该图求得作用于柱上的吊车竖向荷载。
①吊车竖向荷载
·β··

·β··

图 12

②吊车横向水平刹车力（作用于吊车梁顶）
当吊车起重量≤100kN时，，=150～500kN时，，则200/50kN吊车一个轮子的水平刹车力为
·β·kN，
50kN吊车一个轮子的水平刹车力为
·β·kN
1）当AB跨或BC跨各有二台吊车刹车时
·kN
2）当AB跨与BC跨各一台200/50kN吊车同时刹车时
·kN

图 13

（4）风荷载
由设计资料该地区基本风压为kN/m2，按B类地面粗糙度，从《建筑结构荷载规范》查得风压高度变化系数为：
柱顶（按m取）
屋顶（按檐口取）
风载体型系数如图14（a）所示，故风荷载标准值为
kN/m2
kN/m2
则作用到排架计算简图上的风载设计值为（标高参考图5）：
··=kN/m
··=kN/m
柱顶到屋脊间屋盖部分的风荷载仍取为均布的，其对排架的作用则按作用在柱顶的水平集中风荷载考虑，则

风荷载作用下的计算简图如图14（b）所示。

图 14
3．内力分析
（1）剪力分配系数的计算
A、C轴柱：；；查课本附录10-1（P.535），
则
B轴柱：；；查课本附录10-1（P.535），=2.82
则
各柱的剪力分配系数
=0.286

(2)永久荷载
①屋盖自重作用
将图12屋盖自重荷载简化为图15（a）,
其中 kN
kN
kN·m
·kN·m
由于图15（a）所示排架的计算简图为对称结构，在对称荷载作用下排架无侧多，各柱可按上端为不动铰支座计算，故中柱无弯距。
由A、C柱：；，查课本附录10-2得=2.15，
=2.15kN （→）*
查课本附录10-3得，，kN （→）
则 kN （→）
kN （←）
在与、共同作用下，可以作出排架的弯距图、轴图图及柱底剪力，如图15（b）、（c）所示。
②柱及吊车梁自重作用
由于在安装柱子时尚未吊装屋架，此时柱顶之间无联系，没有形成排架，故不产生柱顶反力，则按悬臂柱分析其内力。计算简图如图16（a）所示。
A柱： ·kN·m
kN
kN
·kN·m
B柱： kN
kN
kN
排架各柱的弯矩图、轴力图如图16（b）、（c）所示。
（3）屋面活荷载作用
AB跨作用有屋面活载
由屋架传至柱顶的压力为kN，由它在A、B柱柱顶及变阶处引起的
弯矩分别为
·kN·m
kN·m
kN·m
计算简图如图17（a）所示。
计算不动铰支座反力
A柱：由前知，
kN （→）
kN （→）
则 kN （→）
B柱：n=0.281，λ=0.298，查课本附录10-2知
kN （→）
则排架柱顶不动胶支座总反力为
kN （→）
将反向作用于排架柱顶，按分配系数求得排架各柱顶剪力（，）。
（→）
（←）
（←）
排架各柱的弯矩图、轴力图如图17（b）、（c）所示。
② BC跨作用有屋面活荷载
由于结构对称，故只需将AB跨作用屋面活荷情况的A柱与C柱之内力对换并将内力变号即可，其排架各柱内力见图18。

图 15

图 16

图 17

图 18