排架的內(nèi)力計(jì)算ppt課件

1、第四節(jié) 排架的內(nèi)力計(jì)算一、排架的計(jì)算簡圖 1、計(jì)算單元的確定 計(jì)算單元計(jì)算單元計(jì)算時(shí)，可通過任意兩相鄰排架的中線，截取一部分廠房作為計(jì)算單元2 2排架結(jié)構(gòu)的基本假定排架結(jié)構(gòu)的基本假定 (1)柱下端固接于基礎(chǔ)頂面，橫梁鉸接在柱上；(2)橫梁為沒有軸向變形的剛性桿件。3 3排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖(a)排架結(jié)構(gòu) (b)變截面排架柱的實(shí)際軸線(c)排架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 二、排架上的荷載二、排架上的荷載1 1恒載恒載(1)(1)屋蓋恒載屋蓋恒載 (a)屋蓋荷載與上、下柱的關(guān)系(b)計(jì)算簡圖 包括屋面構(gòu)造層、屋面板、天窗架、屋架、屋蓋支撐以及與屋架連接的各種管道的重力荷載。它們都以集中力Gl的形

2、式施加于柱頂，作用點(diǎn)位于屋架上下弦?guī)缀沃行木€匯交處(對標(biāo)準(zhǔn)屋架通常在縱向定位軸線內(nèi)側(cè)l50mm處)。Gl對上柱截面中心往往有偏心距el，對下柱截面中心又增加另一偏心距e2(e2為上下柱中心線間距)，所以Gl對柱頂截面中心有一個(gè)外力矩Glel，對變截面處下柱截面中心有一個(gè)附加力矩Gle2，如上圖(b)所示。 (2)(2)柱、吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)重力荷載柱、吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)重力荷載a)就位后的柱和吊車梁(I固定柱用的鋼楔)(b)柱重力荷載用下的計(jì)算簡圖(c)吊車梁和軌道結(jié)作用下的計(jì)算簡圖柱的重力荷載柱的重力荷載G2G2、G3G3分別按上、下柱分別按上、下柱( (下柱下柱包括牛腿包括牛腿) )的實(shí)際體積

3、計(jì)算。上柱自重的實(shí)際體積計(jì)算。上柱自重G2G2作用作用于上柱重心，它的作用線與上柱中心線相重于上柱重心，它的作用線與上柱中心線相重合，對下柱截面中心線有偏心距合，對下柱截面中心線有偏心距e2e2，對牛腿，對牛腿頂面處下柱截面中心有一個(gè)外力矩頂面處下柱截面中心有一個(gè)外力矩G2e2G2e2；下；下柱自重柱自重G3G3作用于下柱的重心，它的作用線與作用于下柱的重心，它的作用線與下柱中心線相重合，如上圖下柱中心線相重合，如上圖(b)(b)所示。所示。 吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)的重力荷載吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)的重力荷載G4G4可從可從相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖集中查得，軌道聯(lián)結(jié)也可相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖集中查得，軌道聯(lián)結(jié)也可按按1 12kN

4、/m2kN/m沿吊車梁長度方向的均布荷沿吊車梁長度方向的均布荷載計(jì)算。載計(jì)算。G4G4的作用線與吊車梁軌道中心的作用線與吊車梁軌道中心線相重合，距柱縱向定位軸線一般為線相重合，距柱縱向定位軸線一般為750mm750mm，并作用在柱牛腿頂面。，并作用在柱牛腿頂面。G4G4對下對下柱截面中心的偏心距離為柱截面中心的偏心距離為e4e4，故，故G4G4對下對下柱截面中心有一外力矩柱截面中心有一外力矩G4e4G4e4，如上圖，如上圖(c)(c)所示。所示。(3)(3)墻體荷載墻體荷載當(dāng)外墻墻體或大型墻板擱置在連系梁(墻梁)上，連系梁又支承在柱的牛腿上時(shí)，排架柱將受到墻體、墻體上的窗重以及連系梁自重產(chǎn)生的

5、偏心荷載G5，e5為墻體中心線到排架柱中心線的距離，墻體荷載作用下的計(jì)算簡圖如上圖(b)所示 2 2吊車荷載吊車荷載吊車荷載是移動(dòng)荷載，作用在廠房排架上的橋式吊車荷載一般有三種形式：(1)吊車豎向荷載Dmax、Dmin；(2)吊車橫向水平荷載Tmax；(3)吊車縱向水平荷載。第(1)、(2)種作用在廠房橫向排架上(如上圖所示)，第(3)種作用在廠房縱向排架上。 (1)(1)吊車豎向荷載吊車豎向荷載 最大輪壓最大輪壓PmaxPmax和最小輪壓和最小輪壓Pmin Pmin 吊車豎向荷載是吊車滿載運(yùn)行時(shí)通過輪壓傳給排架柱的豎向移動(dòng)荷載。橋式吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)采用吊車的最大輪壓Pmax和吊車的最小輪

6、壓Pmin。當(dāng)?shù)踯嚌M載且卷揚(yáng)機(jī)小車行駛到吊車橋架一側(cè)的極限位置時(shí)，小車所在一側(cè)輪壓將出現(xiàn)最大輪壓Pmax；同時(shí)，另一側(cè)吊車輪壓出現(xiàn)最小輪壓Pmin(見上圖)。多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù)多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù) 當(dāng)有多臺(tái)吊車時(shí)，對一層吊車單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于2臺(tái)；對一層吊車多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。對于多層吊車的單跨或多跨廠房，應(yīng)按實(shí)際使用情況考慮。當(dāng)按兩臺(tái)或兩臺(tái)以上吊車計(jì)算排架時(shí)，多臺(tái)吊車的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以下表所示的折減系數(shù)后采用，這是考慮到多臺(tái)吊車同時(shí)滿載，且小車位置也同時(shí)處于最不利位置的概率是很小的。 多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù)多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù) 表表 參與

7、組合的吊車臺(tái)數(shù) 吊車工作制 輕、中級(jí) 重、超重級(jí) 2 0.9 0.95 40.8 0.85 吊車對排架柱產(chǎn)生的最大豎向荷載吊車對排架柱產(chǎn)生的最大豎向荷載DmaxDmax和最小豎向荷載和最小豎向荷載DminDmin一般預(yù)制吊車梁為簡支梁，利用簡支梁的反力影響線可求出吊車對排架柱產(chǎn)生的最大豎向荷載Dmax(另一側(cè)排架柱為最小豎向荷載Dmin)。分析表明，只有當(dāng)兩臺(tái)吊車挨緊運(yùn)行，且其中起重量大的一臺(tái)的輪子行至排架柱的位置時(shí)(見上圖)，作用于計(jì)算排架柱的吊車豎向荷載才是最大值Dmax(另一側(cè)排架柱為最小值Dmin)。由反力影響線得(見上圖)： D m a x = P i m a x y i D m i

8、 n = P i m i n y i 式中Pimax、Pimin分別為第i臺(tái)吊車最大、最小輪壓，yi為各輪壓對應(yīng)的反力影響線的豎值。 橋式吊車基本參數(shù)Pmax、Pmin、橋?qū)払、輪距K等，可按所采用的橋式吊車規(guī)格，從產(chǎn)品說明書或有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中查得。在上圖中，B1、K1為吊車1的橋?qū)捄洼喚啵籅2、K2為吊車2的橋?qū)捄洼喚?；C為兩臺(tái)吊車最大輪壓P1max和P2max作用點(diǎn)的間距(見上圖)，其值為 C=(B1-K1)/2+(B2-K2)/2吊車豎向荷載對排架下吊車豎向荷載對排架下柱產(chǎn)生的力矩柱產(chǎn)生的力矩MmaxMmax、MminMmin最大(最小)豎向荷載Dmax(Dmin)對下柱幾何中心線產(chǎn)生的力

9、矩為 Mmax=Dmaxe4 Mmin=Dmine4 式中e4為吊車梁中心線和下柱中心線間的距離。求出Dmax、Dmin、Mmax、Mmin后即可得到排架在吊車豎向荷載作用下的計(jì)算簡圖，如上圖所示。值得注意的是，Dmax、Mmax也可能施加在B柱上，與此相應(yīng)的是Dmin、Mmin作用在A柱上。(2)(2)吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載 吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載T T橋式吊車的橫向水平荷載是由吊車上的小車在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)引起的慣性力而產(chǎn)生的。荷載規(guī)范建議吊車的橫向水平荷載在兩邊軌道上平均分配，分別由車輪傳至軌頂，并經(jīng)軌道和埋設(shè)在吊車梁頂面的連接件傳給上柱。因而，吊車橫向水平荷載施加于排架

10、的作用點(diǎn)，就在吊車梁頂面標(biāo)高處，且有向左或向右兩種可能性，如上圖所示?？紤]多臺(tái)吊車水平荷載時(shí)，由于同時(shí)制動(dòng)的機(jī)遇很小，荷載規(guī)范規(guī)定：對單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2臺(tái)。計(jì)算排架承受的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，也應(yīng)乘以荷載折減系數(shù)。因而，對一般4輪橋式吊車，每個(gè)輪子上產(chǎn)生的橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值T，可按下式計(jì)算： T = ( Q + Q 1 ) g / 4 ( k N ) 式 中 Q 吊 車 的 額 定 起 重 量 ( t ) ；Q 1 橫 行 小 車 重 量 ( t ) ； g 重力加速度(9.81，可近似取10)； 橫向水平荷載系數(shù)(或稱小車制動(dòng)力系數(shù))。 對于軟鉤吊車： 當(dāng) Q

11、 1 0 t 時(shí) ， = 1 2 ；當(dāng) Q = 1 5 5 0 t 時(shí) ， = 1 0 ； 當(dāng) Q 7 5 t 時(shí) ， = 8 ； 對于硬鉤吊車 =20。吊車橫向最大水平荷載吊車橫向最大水平荷載TmaxTmax作用下的作用下的計(jì)算簡圖計(jì)算簡圖吊車橫向水平荷載也是移動(dòng)荷載，也要用影響線才能求出吊車對排架柱產(chǎn)生的最大水平荷載Tmax。吊車的位置與計(jì)算吊車豎向荷載Dmax時(shí)相同，所用公式類似，即： T m a x = T i y i 吊車橫向水平荷載作用下的計(jì)算簡圖如上圖所示。(3)(3)吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載橋式吊車的縱向水平荷載是吊車的大車在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)引起的慣性力產(chǎn)生的，通過大車制動(dòng)輪與鋼軌間的摩擦傳給廠房縱向結(jié)構(gòu)。因而，吊車縱向水平荷載的作用點(diǎn)位于剎車輪與軌道的接觸點(diǎn)，其方向與軌道方向一致。作用在一邊軌道上的吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Te可按下式計(jì)算(取吊車的大車制動(dòng)力系數(shù)為0.1)： Te=0.1nPmax 式中n吊車每側(cè)制動(dòng)輪數(shù)(一臺(tái)四輪橋式吊車，n=1)； Pmax剎車輪的最大輪壓。 3風(fēng)荷載4. 4. 雪荷載、屋面積灰荷載和屋面均布活雪荷載、屋面積灰荷載和屋面均布