资源描述
任务书
一、 设计题目
某金属装配车间双跨等高厂房。
二、 设计内容
1、 计算排架所受的各项荷载。
2、 计算各种荷载作用下的排架内力(吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用)。
3、 边柱(A、C轴线)及中柱(B轴线)的柱及牛腿设计,柱下独立基础设计。
4、 绘制施工图:柱模板图和配筋图,基础模板图和配筋图。
三、 设计资料
1、 金属结构车间为两跨厂房,跨度为18m。厂房总长60m,柱距6m。厂房标高:室内地面±0.000,室外地面-1.500,吊车轨顶标高一班8.000、二班10.00,屋架下弦标高一班10.400、二班12.400。
2、 厂房每跨内设两台吊车,A4级工作制,起重量单学号15/3。吊车其它参数参见 “5~50/5t一般用途电动桥式起重机基本参数和尺寸(ZQ1-62系列)”。
3、 建设地点为某城市,基本雪压0.35kN/m2,基本风压0.40kN/m。厂房自然地面以下1.6m为粉砂土,密实状态,不液化,可作为持力层,地基承载力特性值=150kPa,土的天然重度为18kN/m3,内摩擦角30°,地下水位-2.000m。
4、 厂房标准构件选用及荷载标准值如下:
1) 屋架采用21m梯形钢屋架,按《建筑结构荷载规范》附录A“常用构件和材料的自重”,按0.12+0.011L(含支撑,按屋面水平投影面积计算,单位kN/m2;L为跨度,以m计)计算屋架自重标准值(涉及支撑)。屋架侧端高度1.4m,屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。
2) 吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁,梁高900mm,自重标准值29kN/根,轨道及零件自重0.8kN/m,轨道及垫层构造高度200mm。
3) 天窗采用矩形纵向天窗,每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN(涉及自重、侧板、窗扇、支撑等的自重)。天窗侧板高度2.6m,天窗架坡屋顶高度0.3m。
4) 天沟板自重标准值为2.02kN/m。
5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙,自重5.2 kN/m2。钢窗:自重0.45 kN/m2,窗宽4.0m,窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上,基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kN/m。
6、 材料:混凝土强度等级C20~C30;柱的纵向钢筋采用HRB335或HRB400,其余钢筋I级。
7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下:
三毡四油防水层上铺小石子:0.4 kN/m2;
25mm厚水泥砂浆找平层:0.5 kN/m2;
100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4 kN/m2;
一毡二油隔汽层:0.05 kN/m2;
25mm厚水泥砂浆找平层:0.5 kN/m2;
6m预应力大型屋面板:1.4 kN/m2。
四、 设计规定
1、 计算内容完整,计算对的,有必要的示意图。
2、 计算书装订:封皮、任务书、计算书,格式采用统一模板,可电子录入后打印(单面或双面打印均可),也可手写但不得用铅笔书写。
3、 计算书部分表述符合专业规定。所有示意图、表格都有编号,安排在正文引用的附近位置。示意图线条规整、笔迹清楚、整洁。
4、 施工图符合建筑制图规范的规定。
计算书
一、设计资料
(一)、设计题目
某金属装配车间双跨等高厂房。
(二)、设计内容
1、计算排架所受的各项荷载。
2、计算各种荷载作用下的排架内力(吊车荷载不考虑厂房的空间整体作用)。
3、边柱(A、C轴线)及中柱(B轴线)的柱及牛腿设计,柱下独立基础设计。
4、绘制施工图:柱模板图和配筋图,基础模板图和配筋图。
(三)、设计资料
1、金属结构车间为两跨厂房,跨度均为21m。厂房总长54m,柱距6m。厂房标高:室内地面±0.000,室外地面-1.500,吊车轨顶标高10.00,屋架下弦标高12.400。
2、厂房每跨内设两台吊车,A4级工作制,起重量20/5t。吊车其它参数由表-1给出。
吊车位置
起重量(KN)
桥跨LK(m)
小车重g(KN)
最大轮压Pmax,k(KN)
大车轮距K(m)
大车宽B(m)
车高H(m)
吊车总重(KN)
左跨(AB)吊车
200/50
19.5
70.1
187
4.4
5.6
2.184
264
右跨(BC)吊车
200/50
19.5
70.1
187
4.4
5.6
2.814
264
表-1 吊车的有关参数参数表
3、建设地点为某城市,基本雪压0.30kN/m2,基本风压0.50kN/m2,冻结深度1.6m。厂房自然地坪下0.6m为回填土,回填土的下层8m为均匀粘土,地基承载力特性值=240kPa,土的天然重度为17.5kN/m3,土质分布均匀。下层为粗砂土,地基承载力特性值=350kPa,地下水位-5.5m。
4、厂房标准构件选用及荷载标准值如下:
(1)、屋架采用21m梯形钢屋架,按《建筑结构荷载规范》附录A“常用构件和材料的自重”,按0.12+0.011L(含支撑,按屋面水平投影面积计算,单位kN/m2;L为跨度,以m计)计算屋架自重标准值(涉及支撑)。屋架侧端高度1.4m,屋架在天窗架侧板处的高度为1.7m。
(2)、吊车梁选用钢筋混凝土等截面吊车梁,梁高900mm,自重标准值29kN/根,轨道及零件自重0.8kN/m,轨道及垫层构造高度200mm。
(3)、天窗采用矩形纵向天窗,每榀天窗架每侧传给屋架的竖向荷载为34kN(涉及自重、侧板、窗扇、支撑等的自重)。天窗侧板高度2.6m,天窗架坡屋顶高度0.3m。
(4)、天沟板自重标准值为2.02kN/m。
5、 围护墙采用240mm厚粉刷墙,自重5.2 kN/m2。钢窗:自重0.45 kN/m2,窗宽4.0m,窗高4.8m。围护墙直接支撑于基础梁上,基础梁截面为240mm×450mm。基础梁自重2.7kN/m。
6、 材料:混凝土强度等级C20~C30;柱的纵向钢筋采用HRB335或HRB400,其余钢筋I级。
7、 屋面卷材防水法及荷载标准值如下:
三毡四油防水层上铺小石子:0.4 kN/m2;
25mm厚水泥砂浆找平层:0.5 kN/m2;
100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4 kN/m2;
一毡二油隔汽层:0.05 kN/m2;
25mm厚水泥砂浆找平层:0.5 kN/m2;
6m预应力大型屋面板:1.4 kN/m2。
二、材料的选用
混凝土强度等级为C25,柱的纵向钢筋采用HRB335级,其余钢筋采用I级。
三、计算简图及柱截面几何参数的拟定
1、计算简图
本装配车间工艺无特殊规定,荷载分布均匀。故选具有代表性的排架进行结构设计。排架的负荷范围如图-1所示。结构计算简图如图-2所示。
下面来拟定结构计算简图中的几何尺寸。
图-1 排架的负荷范围
图-2 结构计算简图
2、柱截面几何参数的拟定
(1)、基础的埋置深度及基础高度:
考虑冻结深度及回填土层,选取基础至室外地面为1.8m。初步估计基础的高度为1.0m,则基础顶面标高为-0.95m。
(2)、牛腿顶面标高拟定:
轨顶标高为10m,吊车梁高0.9m,轨道及垫层高度为0.2m。可得牛腿顶标高为10-1.1=8.9m。
(3)、上柱标高的拟定:
屋架下弦标高为12.4m,既上柱顶的标高为12.4m。
(4)、计算简图中上柱和下柱的高度尺寸拟定:
上柱高:HU =12.4-8.9=3.5m
下柱高:HL=8.9+0.95=9.85m
柱的总高度:.H=13.35m
(5)、柱截面拟定:上柱选矩形截面,下柱选工字形截面
对于下柱截面高度h:由于下柱HL=8.9+0.95=9.85m,吊车梁及轨道构造高度为1.1m,因此,基础顶至吊车梁顶的高度Hk=9.85+1.1=10.95m<11m;
下柱截面高度h≥HK/9=10.95/9=1.22m。
下柱截面宽度B≥HL/20=9.85/20=0.4925m。并且B≥400m。
对于上柱截面重要考虑构造规定,一般截面尺寸不小于400*400mm。
对于本设计边柱,即A,C轴柱(图-3所示):
上柱取500*500mm
下柱取500*1300*100mm
对于本设计中柱,即B轴柱(图-4所示):
上柱取500*700mm
下柱取500*1500*100mm
图-3 图-4
(6)、截面几何特性和柱的自重计算
截面几何特性涉及:截面面积A,排架方向惯性矩IX和回转半径RX,垂直于排架方向惯性矩IY和回转半径RY。单位长度柱的自重用G表达。
(a)A,C轴柱截面几何特性:
上柱:A=500*500=250*103mm2
G=25*0.25=6.25KN/m
IX=IY=(1/12)*500*5003=5208*106 mm4
RX=RY=(IX/A)1/2=141.82mm
下柱:
IX=(1/12)*100*13003+4[(1/12)*200*1003+200*100*6002]+4[(1/36)*25*(550-(25/3)) 2]
=50109.38*106mm4
IY=2*(1/12)*100*5003+(1/12)*(1300-200)*1003+4[(1/36)*25*2023+(1/2)*200*25*(50+(200/3)2)
=2333.33*106mm4
RX=(IX/A)1/2=477.25mm
RY=(IY/A)1/2=102.99mm
(b)中柱B轴柱截面几何特性:
上柱:A=500*700=350*103mm2
G=25*0.35=8.75KN/m
IX=(1/12)*500*7003=14291.67*106mm4
IY=(1/12)*700*5003=7291.672*106mm4
RX=(IX/A)1/2=202.07mm
RY=(IY/A)1/2=144.34mm
下柱:A=2*500*700+100*1300+4*1/2*25*200=240*103mm
G=25*0.24=6.00KN/m
IX=(1/12)*100*15003+4[(1/12)*200*1003+200*100*7002]+4[(1/36)*
200*25+1/2*200*25(650-(25/3)) 2]
=71509.38*106mm4
IY=2*(1/12)*100*5003+(1/12)*(1500-200)*1003+4[(1/36)*25*2023+(1/2)*200*25*(50+(200/3)2)=2350*106mm4
RX=(IX/A)1/2=545.85mm
RY=(IY/A)1/2=98.95mm
为便于后面使用,各柱的截面几何特性列于表-2。
柱号
A
(*103)
IX
(*106mm4)
IY
(*106mm4)
RX
(mm)
RY
(mm)
G
(KN/m)
A,C上柱
250
5208
5208
144.3
149.3
6.25
A,C下柱
220
50109.38
2333.33
471.25
102.99
5.5
B上柱
350
14291.67
7291.67
202.07
144.34
8.75
B下柱
240
71509.38
2350
545.85
98.95
6
表-2 各柱的截面几何特性
四、荷载计算
1、恒载
(1)屋盖自重G1:天窗自重、屋面构造自重、屋架自重
屋面均布荷载汇集:
三毡四油防水层上铺小石子:0.4KN/m2
25mm厚水泥沙浆找平层:0.5KN/m2
100mm厚珍珠岩制品保温层:0.4KN/m2
一毡二油隔气层:0.05KN/m2
25厚水泥沙浆找平层:0.5KN/m2
6m预应力大型屋面板:1.4KN/m2
合计:3.25 KN/m2
屋盖结构自重由屋架传给排架柱的柱顶G1按负荷范围计算:
其值为:屋面结构传来:3.25*6*21*0.5=204.75KN
天窗架传来:34KN
天沟板传来:2.02*6=12.12KN
屋架自重标准值:95/2=47.5KN
合计: G1=298.37KN
对于A,C轴柱:G1A=G1C=298.37KN。对柱顶的偏心距e1A=e1C=250-150=100mm。如图-5所示。
对于中柱:G1B =2*298.37=596.74KN。对柱顶的偏心距e1B=0。如图-6所示。
图-5 图-6
(2)柱自重:上柱G2、下柱G3
上柱G2:
对于边柱:G2A=G2C=6.25*3.5=21.875KN。其偏心距e2A=e2C=650-250=400mm
对于中柱:G2B,K=8.75*3.5=30.625KN。其偏心距e2B=0。
下柱G3:
对于边柱:G3A=G3C=8.55*5.5*1.1=51.78KN。其偏心距e4A=e4C=0
对于中柱:G3B=6.00*8.55*1.1=56.43 KN。其偏心距e4B=0
(3)吊车梁及轨道自重G4:
边柱牛腿处:G4A=G4C=38+0.8*6=43.8KN。其偏心距e3A=e3C=750-650=100mm
对于中柱牛腿处:G4B左=G4B,K左=43.8KN 。其偏心距:e3B左=e3B=750mm。
(4)墙自重G5:
为了拟定墙体的荷载,需要计算墙体的净高:基础顶标高为-0.950m。轨顶标高+10m。檐口标高为:10+2.4+1.4=13.8m。基础梁高:0.45m,因此,墙体净高为:13.8+0.95-0.45=14.3m。窗宽4m,窗高4.8+1.8=6.6m。
基础连系梁与上部墙体自重:5.2*(14.3*6-4*6.6)+0.45*4*6.6=282.264KN。
基础连系梁自重:2.7*6=16.2KN
基础连系梁与上部墙体自总重:G6A,K=G6C,K=282.264+16.2=298.464KN 。
这项荷载直接作用在基础顶面。对下柱中心线的偏心距为:e6A=e6C=120+650=770mm。
各永久荷载的大小和作用位置如图-7所示:
图-7 活荷载作用下双跨排架的计算简图
图-7 各永久荷载、活荷载的打大小(KN)和作用位置
2、屋面活荷载
按《建筑结构荷载规范》GB50009-2023,屋面活荷载标准值:0.5KN/m2
屋面雪荷载:0.3KN/m2,不考虑积灰荷载,故仅按屋面活荷载计算。
活荷载作用下双跨排架的计算简图如下所示:
图-8 活荷载作用下双跨排架的计算简图
3、吊车荷载
AB、BC 跨吊车为两台200/50,A4级工作制(中级工作制)。
最小轮压计算:
AB跨:=-=-187=45KN
吊车竖向荷载、的计算,按每跨两台吊车同时工作且达成最大起重量考虑。按《建筑结构荷载规范》GB50009-2023的规定,吊车荷载的折减系数为=0.9。吊车荷载的计算运用吊车支座反力影响线求得。
AB跨吊车竖向荷载DMAX,K、DMIN,K的计算:
DMAX,K=PMAX=0.9*187(1+1.6/6+4.8/6+0.4/6)=359.04
DMIN,K= DMAX=359.04*45.0/187=86.4KN
吊车竖向荷载DMAX,K、DMIN,K的作用位置与G3作用位置相同。
吊车水平荷载TMAX,K的计算,按每跨2台吊车同时工作且达成最大起重量考虑。按《建筑结构荷载规范》GB50009-2023的规定,吊车荷载的折减系数为=0.9,吊车水平系数=1.0。吊车水平荷载的计算也可运用吊车竖向荷载计算时吊车粮支座反力影响线求的。
每各车轮传递的水平力的标准值:
TK=1/4(G2,K+G3,K)=1/4*0.1*(70.1+200)=6.76KN
则AB跨的吊车传给排架的水平荷载标准值:
TMAX,K=TK*DMAX,K/PMAX,K=6.76*359.04/187=12.97KN
各跨吊车水平荷载TMAX,K作用在吊车梁顶面,即作用在距吊车梁顶0.9m处。
4、风载
封闭式带天窗的双跨双坡屋面的风载体型系数查荷载规范表7.3.1第14项。
拟定q1、q2、Fw,绘制示意图。
本地区基本风压Wo=0.5KN/M2。
在左风情况下,天窗处的μs的拟定:a=18m,h=2.8m,因此a>4h,所以μs=+0.6。
作用在柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑,其风压高度变化系数可按注顶标高取值。
柱顶至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标准值Fw考虑。
这时的风压高度变化系数可按天窗檐口取值;
柱顶至室外地面的高度为:Z=7.6+0.15+2.4=10.35m
天窗檐口至室外地面的高度为:Z=7.6+0.15+2.4+1.3+2.6=15.65m.
按线性内插法拟定μz:
柱顶:
天窗檐口处:
左风情况下风荷载的标准值:
q1k=μs1μzWoB=0.8*1.01*0.55*6=2.667KN/M
q2k=μs2μzWoB=0.4*1.01*0.55*6=1.333KN/M
柱顶以上的风荷载可转化为一个水平集中力计算,其风压高度变化系数统一按天窗檐口处μz=1.1582取值.其标准值为:
Fwk=ΣμsμzWohB
=[(0.8+0.4)*1.1582*0.55*6*1.4]+[(0.4-0.2+0.5-0.5)*1.1582*0.55*6*1.3]+[(0.6+0.6+0.6+0.5)*1.1582*0.55*6*2.6]+[(0.7-0.7+0.6+0.6)*1.1582*0.55*6*0.3]=30.27KN
右风和左风情况对称,方向相反。
图-9 风荷载作用下双跨排架的计算简图
五、内力分析
本单层厂房是两胯的对称结构,C主和A柱受力完全同样,因此只要计算AB
就可以了。
本厂房为两跨等高排架,可用剪力分派法进行排架结构的内力计算。在各种
荷载作用柱顶按可动铰支座计算,不考虑厂房的空间工作。这里规定柱顶不动铰支
座反力R,柱顶剪力V和水平荷载自左向右为正,截面弯矩以柱左侧受拉为正,
柱的轴力以受压为正。
1、计算剪力分派系数
单位力作用下悬臂柱的柱顶位移:Δu=H3/(C0ECIL) C0=3/[1+λ3(1-n)/n]
计算有关参数:
AC柱:λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290;n=Iu/IL=5208*106/(51942.92*106)=0.104
C0=3/[1+λ3(1-n)/n]=3/[1+0.2903 (1-0.104)/0.104]=2.479
B柱:λ=Hu/H=3.5/12.05=0.290;n=Iu/IL=14291.67.5*106/(74060.88*106)=0.1998
C0=3/[1+λ3(1-n)/n]=3/[1+0.0.2903 (1-0.1998)/0.0.1998]=2.733
单位力作用下悬臂柱的柱顶位移:
A, C柱:ΔuA=ΔuC= H3/ (C0ECIL)=120503/(2.479*EC*50109.375*106)=14.085/ EC
B, B柱:ΔuB= H3/ (C0ECIL)=120503/(2.733*EC*71509.375*106)=18.953/ EC
令Ki=1/Δui
K=Ka+kb+kc=1/ΔuA +1ΔuB /+1/Δuc=0.2537 EC
所以,三根柱的剪力分派系数为:
ηA=K A/K=0.2798; ηB =K B /K=0.440; ηc=Kc/K=0.2798
验算:ηA+ηB +ηc≈1.0
当柱顶有水平荷载F时,求出剪力分派系数后,即可求出柱顶剪力:
VA=ηAF;VB=η BF;Vc=ηcF
求出柱顶剪力后,即可按悬臂柱绘出结构的内力图。下面进行各种荷载走
作用下排架的内力。
2、恒载下排架内力:
图-10 永久荷载作用下双跨排架的计算简图
对M作用进行排架分析,对图-10中的竖向荷载所产生的轴力直接累加。
各柱顶不动铰支座的支座反力:
C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.104-1)/0.104]/[1+0.2903
(1-0.104)/0.104=2.1376
C3=1.5*(1-λ2)/[1-λ3(1-n)/n]= 1.5*(1-0.2902)/[1+0
A柱:λ= 0.290;n =0.104.2903(1-0.104)/0.104]=1.1353
R1=MC1/H=29.837*2.1376/12.05=5.2929KN()
R2=MC3/H=125.908*1.1353/12.05=11.8625KN()
所以RA=R1+R2=17.1154KN()
B柱:RB=0
C柱:RC=-RA=-17.1154KN()
所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+ RB+ RC=0
所以:各柱顶的实际剪力为:
VA= RA=17.1154KN()
VB= RB=0
VC= -17.1154KN()
图-11
各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算。现把各柱的轴力算过程叙述如下,弯矩和剪力的计算从略。排架的弯矩图,柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-12所示。柱轴力标准值计算:
AC柱:柱顶:N=298.37KN
上柱底:N=298.37+21.875=320.245KN
下柱顶:N=320.245+43.8=364.045KN
下柱底:N=364.045+51.78=415.825KN
B柱:柱顶:N=596.74KN
上柱底:N=596.74+30.625=627.365KN
下柱顶:N=627.365+43.8*2=714.965KN
下柱底:N=714.965+56.43=771.395KN
(a) 永久荷载作用下的弯矩(KNM)图和柱底剪力(KN) (b)永久荷载作用下的轴力(KN)
图-12 永久荷载作用下排架的内力图
3、屋面活荷载下的内力
A柱:λ=Hu/H=0.290;n=Iu/IL=0.104;C1=2.1376;C3=1.1353
R1=M1AKC1/H=3.15*2.1376/12.05=0.559 KN()
R2=M2AKC3/H=12.6*1.1353/12.05=1.187KN()
所以RA=R1+R2=1.746KN()
B柱:λ=Hu/H=0.290;n=Iu/IL=0.199
C1=1.5*[1-λ2(n-1)/n]/[1-λ3(1-n)/n]=1.5*[1-0.2902(0.1998-1)/0.197]/[1+0.2903
(1-0.1998)/0.1998]=1.827
RB=R1=M1bkC1/H=4.725*1.827/12.05=0.716KN()
C柱:Rc=0
-9.1474
V=-0.689
-3.0135
V=-0.367
V=1.057
-8.30245
-6.0095
0.5495
-4.74
-12.3
-2.4115
所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=2.462KN()
所以:各柱顶的实际剪力为:
VA= RA-ηAR=1.057KN()
VB=RB-ηB R=-0.367 KN()
VC=Rc-ηcR=-0.689 KN()
ΣVi≈0
各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算。
4、吊车荷载作用下的排架内力(不考虑厂房整体空间工作)
(1)、AB跨有吊车荷载,Dmax,k作用在A柱,Dmin,k作用在B
柱时排架内力分析,其计算简图如图-14所示。
A柱:λ==0.290;n==0.104;C3=1.1353
RA=R2=C3=35.904*1.1353/12.05=-3.3827( 图-14
B柱:λ==0.290;n==0.1998;
C3=1.5*(1-λ2)/[1+λ3(-1)]= 1.5*(1-0.2902)/[1+0.2903(-1)]=1.25175
所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=3.3487( )
所以:各柱顶的实际剪力为:
0
各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算,排架的弯距图,柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-15所示。
(a) Dmax,k在A柱时的轴力(KN) (b) Dmax,k作用在A柱时的弯距和柱底剪力
图-15
(2)、AB跨有吊车荷载,Dmax,k作用在B柱,Dmin,k作用在A柱时排架内力分析,其计算简图如图-16所示。
A柱:λ==00290;n==0.104;C3=1.1353
RA=R2=C3=-3.3827( )
B柱:λ==0.290;n==0.1998;
C3=1.5*(1-λ2)/[1+λ3(-1)]= 1.5*(1-0.2902)/[1+0.2903(-1)]=1.25175
RB=R2=C3=64.8*1.25175/12.05=6.7314KN( ) 图-16
C柱:RC=0
所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=+3.3487( )
所以:各柱顶的实际剪力为:
VA=RA-ηAR=--3.3827-0.2798*3.3487= -4.3197( )
VB=RB-ηBR=6.7314-0.440*3.3487=5.2580( )
VC=RC-ηCR=-0.2798*3.3487=-0.93697( )
0
各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算,排架的弯距图,柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-17所示。
图-17
(3)、BC跨有吊车荷载,Dmax,k作用在B柱,Dmin,k作用在C柱时排架内力分析,其计算简图如图-18所示。
B柱:λ==0.300;n==0.200;C3=1.31
RB=R2=C3=353.87*1.31/13.45= -34.47 )
C柱:λ==0.260;n==0.104;
RC=R2=C3=11.66*1.215/13.45=1.05KN( )
A柱:RA=0
所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-33.42( )
所以:各柱顶的实际剪力为:
VA=RA-ηAR=0.282*33.42= 9.42KN( )
VB=RB-ηBR=-34.47+0.434*33.42=-19.97KN( )
VC=RC-ηCR=1.01+0.282*33.42=10.47KN( )
0
各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算,排架的弯距图,柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-19所示。
图-18
(a) Dmax,k在B柱时的轴力(KN) (b) Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力
图-19
(4)、BC跨有吊车荷载,Dmax,k作用在C柱,Dmin,k作用在B
B柱:λ==0.260;n==0.200;C3=1.31
RA=R2=C3=-87.47*1.31/13.45= -8.52( )
C柱:λ==0.260;n==0.104;C3=1.215
RC=R2=C3=47.18*1.215/13.45=4.26KN( )
A柱:RA=0
所以:假设的排架柱顶不动铰支座的支座反力之和R=RA+RB+RC=-4.26( )
所以:各柱顶的实际剪力为:
VA=RA-ηAR=0.282*4.26= 1.20KN( )
图-20 Dmax,k作用在C柱,Dmin,k作用在D柱时排架计算简图..
VB=RB-ηBR=-8.52+0.434*4.26=-6.67KN( )
VC=RC-ηCR=4.26+0.282*4.26=6.11KN( )
0
各柱顶的实际剪力求出后,即可按悬臂柱进行内力计算,排架的弯距图,柱底剪力(向左为正)和轴力图如图-21所示。
(a) Dmax,k在B柱时的轴力(KN) (b) Dmax,k作用在B柱时的弯距和柱底剪力
图-21 BC跨有吊车Dmax,k作用在C柱时排架内力图
(5)、作用于AB跨,即 AB跨有吊车
吊车水平荷载Tmax,k的作用点距柱顶的距离y=3.5-0.9=2.6m;y/Hu=0.743。因此排架柱顶不动铰支座的支座反力系数C4需用线形内插法拟定。
A、 C柱:λ=0290;n= 0.104;
当y=0. 7 Hu时:
C4=[2-2.1λ+λ3(0.243/n+0.1)]/{2[1+λ3(1/n-1)]}=0.698
当y=0. 8 Hu时:
C4=[2-2.4λ+λ3(0.112/n+0.1)]/{2[1+λ3(1/n-1)]}=0.654
所以当y=0. 743Hu时:C4=0.582+(0.743-0.7)(0.532-0.582)(0.8-0.7)=0.607
B柱:λ= 0.290;n= 0.1998
C4=[2-2.1λ+λ3(0.234/n+0.1)]/
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