排架结构内力计算.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.5 排架结构内力计算,横向排架,与纵向排架,排架计算：为柱、基础设计提供内力数据,主要内容：确定计算简图；,荷载计算；,柱控制截面的内力分析和内力组合；,排架的水平位移。,1,2,2.5.1 排架结构计算计算简图,1、计算单元和从属面积,3,2、计算假定与计算简图,假定,：,柱下端固接于基础顶面；屋架、屋面梁铰接在柱上；,屋面梁或屋架没有轴向变形；,假定与实际工程的差异,4,假定,：,跨度；柱高。,柱总高,H,柱顶标高基础地面标高的绝对值初拟基础高度,上柱柱高,H,u,柱顶标高轨顶标高轨道构造高度吊车梁支承处的吊车梁高,上柱和下柱的截面抗弯刚度：,EI,U,和,EI,L,5,2.5.2 排架结构上的荷载计算,1、恒载：,屋盖自重,G,1,、上柱自重,G,2,、吊车梁和轨道自重,G,4,、下柱自重,G,3,、柱牛腿上的围护结构重量,G,5,。,注：考虑施工顺序,6,2.5.2 排架结构上的荷载计算,1、恒载：,屋盖自重,G,1,、上柱自重,G,2,、吊车梁和轨道自重,G,4,、下柱自重,G,3,、柱牛腿上的围护结构重量,G,5,。,注：考虑施工顺序,7,2.5.2 排架结构上的荷载计算,竖向偏心力的换算,8,2、屋面活荷载：,屋面均布活荷载、雪荷载和屋面积灰荷载。,作用位置同屋面自重。,考虑三者组合：屋面均布活荷载+屋面积灰荷载,雪荷载+屋面积灰荷载,两者取较大值,Q,1,9,3、吊车荷载：,吊车竖向荷载、吊车水平荷载。,吊车种类（悬挂吊车、手动吊车、电动葫芦及桥式吊车）；,吊车工作制（轻、中、重和超重级A8）,工作制,重 级,A6A7,中 级,A4A5,轻 级,A1A3,经常起重量/额定起重量（%）,50100,50,每小时平均操作次数,240,120,60,接电持续率,J,C,（%）,40,25,15,平均50年使用次数,600万次,300万次,运行速度（m/min）,80150,6090,60,10,（1）作用在排架上的吊车竖向荷载,D,max,和,D,min,Q,c,Q,2,Q,1,P,max,P,min,P,min,P,max,D,min,D,max,11,（1）作用在排架上的吊车竖向荷载,D,max,和,D,min,12,（1）作用在排架上的吊车竖向荷载,D,max,和,D,min,D,max,y,1,y,3,y,4,y,2,D,max,影响线,13,吊车竖向荷载作用的两种情况,D,max,D,min,D,max,D,min,M,max,M,min,M,max,M,min,14,Q,c,Q,2,Q,1,（2）作用在排架上的吊车横向荷载,T,max,T,T,max,15,T,T,T,T,T,max,16,（2）作用在排架上的吊车横向荷载,Tmax,T T T T,T,max,y,1,y,3,y,4,y,2,D,max,影响线,17,T,max,作用下单跨排架的荷载情况,T,max,T,max,吊车梁顶面,T,max,T,max,18,T,max,作用下两跨排架的荷载情况,19,（3）吊车纵向水平荷载,T,0,n,吊车每侧的制动轮数。,只考虑两台吊车,同时,刹车。,20,多台吊车组合,吊车竖向荷载：单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于两台；多跨厂房的每个排架，不宜多于四台，,吊车水平荷载：单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于两台。,21,4、风荷载,风荷载标准值：,迎风面上的均布风荷载：,背风面上的均布风荷载：,柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：,22,4、风荷载,风荷载标准值：,迎风面上的均布风荷载：,背风面上的均布风荷载：,柱顶至屋脊的屋盖部分的风荷载：,23,单跨排架需要单独考虑的八种荷载情况,两跨排架则需单独考虑十二种荷载情况,24,2.5.3 等高排架内力分析,A,B,C,柱顶水平位移相等的排架等高排架。,25,A,B,C,2.5.3 等高排架内力分析,柱顶水平位移相等的排架等高排架。,26,柱顶水平位移相等的排架等高排架。,A,B,C,2.5.3 等高排架内力分析,27,1、阶梯形柱的柱顶位移计算,单阶悬臂柱的侧移刚度,1,P,=1,1/,28,2、柱顶作用水平集中力的情况,u,i,=u,A,B,C,F,u,1,=u,u,n,=u,V,1,V,i,V,n,29,2、柱顶作用水平集中力的情况,u,i,=u,A,B,C,F,u,1,=u,u,n,=u,V,1,V,i,V,n,30,2、柱顶作用水平集中力的情况,u,i,=u,A,B,C,F,u,1,=u,u,n,=u,V,1,V,i,V,n,31,R,A,+R,B,R,A,+R,A,R,A,R,B,3、任意荷载作用下的情况,=,+,=,+,T,max,T,max,A,B,T,max,T,max,A,B,T,max,A,T,max,B,A,B,32,R,A,+R,B,R,A,+R,A,R,A,R,B,=,+,=,+,T,max,T,max,A,B,T,max,A,T,max,B,A,B,A,B,+,33,R,A,R,B,+,+,T,max,A,T,max,B,A,B,+,34,A,B,C,2.5.4 不等高排架内力分析,二次超静定结构，力法解决,X,1,X,2,35,2.5.5 单层厂房排架考虑整体空间作用的计算,1、空间作用的基本概念,当单层厂房各榀之间的刚度不同，或各榀所受的荷载不同时，它们各自在荷载作用下的位移就会受到其他排架的制约。这种排架之间互相制约的作用称为单层厂房结构的空间作用。,36,37,柱顶水平位移的比较,38,柱顶水平位移的比较,39,2、,吊车荷载下厂房整体空间作用的计算方法,（1）单个荷载作用下的厂房整体空间作用分配系数,称为单个荷载作用下厂房整体空间作用分配系数。,40,(2),吊车荷载作用下单层厂房的整体空间作用分配系数,41,（3）多跨厂房排架的整体空间作用分配系数,T,max,T,max,A,B,C,42,（4）多跨不等高厂房排架的整体空间作用分配系数,柱高差系数,43,（5）吊车荷载下厂房整体空间作用的计算方法,44,R,A,+R,B,(,R,A,+R,B,),R,A,=C,5,T,max,R,B,=C,5,T,max,=,+,=,+,T,max,T,max,A,B,T,max,T,max,A,B,T,max,A,T,max,B,A,B,45,R,A,+R,B,=,+,=,+,T,max,T,max,A,B,T,max,A,T,max,B,A,B,A,B,+,R,A,=C,5,T,max,R,B,=C,5,T,max,(,R,A,+R,B,),46,2.5.6 内力组合,1、柱的控制截面,对柱配筋和基础设计起控制作用的截面,47,2.5.6 内力组合,2、荷载效应组合,由可变荷载效应控制：,由永久荷载效应控制：,48,2.5.6 内力组合,2、荷载效应组合,（1）,永久荷载+0.9（屋面活荷载+吊车荷载）,（2）永久荷载+风载,（3）永久荷载+吊车荷载,（4）永久荷载+0.9（风荷载+吊车荷载）,（5）永久荷载+0.9（风荷载+屋面活荷载）,（6）永久荷载+0.9（风荷载+吊车荷载+屋面活荷载）,49,2.5.6 内力组合,3、内力组合,最,不利内力,最大配筋量。,偏心受压构件的内力,M,、,N,、,V,（,1,）,+,M,max,及相应的,N,、,V,；,（,2,）,M,max,及相应的,N,、,V,；,（,3,）,N,max,及相应的,M,、,V,；,（,4,）,N,min,及相应的,M,、,V,。,50,内力组合时应注意以下几点：,（1）任何一组最不利内力中都必须包括恒载引起的内力；,（2）以第一内力（绝对值）最大为组合条件；,（3）,D,max,作用在,A,柱上即不能作用在,B,柱；,（4）有,T,max,必有,D,，有,D,不一定有,T,max,；,（5）吊车横向水平荷载(向左或向右)可视组合的需要；,（6）风荷载可左可右，任选一种，但不可同时考虑；,（7）组合,N,min,时，对,N=0,的风荷载也应考虑；,（8）注意,M,虽然不是最大值而比最大值略小，而它对应的,N,减小很多的情况。,51,荷载类型,恒载,（1）,屋面活荷载,（2）,D,MAX,(3,a,),D,MIN,(3,b,),T,MAX,左向右,(4,a,),T,MAX,右向左,(4,b,),左风,(5,a,),右风,(5,b,),M,(,kNm,),27.28,5.91,-51.7,-45.6,17.7,-17.7,42.71,-48.4,N,(,kN,),317.9,53.63,0,0,0,0,0,0,V,(,kN,),排架 A 柱截面内力,52,排架 A 柱截面内力,荷载类型,恒载,（1）,屋面活荷载,（2）,D,MAX,(3,a,),D,MIN,(3,b,),T,MAX,左向右,(4,a,),T,MAX,右向左,(4,b,),左风,(5,a,),右风,(5,b,),M,(,kNm,),-32.1,-7.50,160.6,3.29,17.7,-17.7,42.7,-48.4,N,(,kN,),368.2,53.63,530.8,122.3,0,0,0,0,V,(,kN,),53,排架 A 柱截面内力,荷载类型,恒载,（1）,屋面活荷载,（2）,D,max,(3,a,),D,min,(3,b,),T,max,左向右,(4,a,),T,max,右向左,(4,b,),左风,(5,a,),右风,(5,b,),M,(,kNm,),-6.94,-0.95,-56.1,-89.0,165.8,-165.8,219.8,-203,N,(,kN,),418.5,53.63,530.8,122.3,0,0,0,0,V,(,kN,),2.96,0.77,-12.3,-10.9,17.40,17.40,27.98,-22.7,54,2.5.7 排架计算中的几个问题,1、纵向柱距不等的排架内力分析,计算单元,55,2.5.7 排架计算中的几个问题,1、纵向柱距不等的排架内力分析,计算简图,56,计算荷载以及还原,2.5.7 排架计算中的几个问题,1、纵向柱距不等的排架内力分析,57,2.5.7 排架计算中的几个问题,2,、吊车梁反力,差,引起的纵向力矩,M,y,58,2.5.7 排架计算中的几个问题,2,、吊车梁反力,差,引起的纵向力矩,M,y,59,2.5.8 排架的横向水平位移计算,验算位置,水平位移限值,60,