雙向板按彈性理論的計算方法

1、雙向板按彈性理論的計算方法( 一) 雙向板按彈性理論的計算方法1單跨雙向板的彎矩計算為便于應(yīng)用，單跨雙向板按彈性理論計算， 已編制成彎矩系數(shù)表， 供設(shè)計者查用。 在教材的附表中，列出了均布荷載作用下， 六種不同支承情況的雙向板彎矩系數(shù)表。 板的彎矩可按下列公式計算：M = 彎矩系數(shù)× (g+p)l x22為單向連續(xù)板（ mb 為連續(xù)梁）考慮塑性內(nèi)力重分布的彎矩系數(shù)。 式中M 為跨中或支座單位板寬內(nèi)的彎矩(kN·m/m)；g 、 p 為板上恒載及活載設(shè)計值(kN/m2) ；lx 為板的計算跨度(m) 。2多跨連續(xù)雙向板的彎矩計算(1) 跨中彎矩雙向板跨中彎矩的最不利活載位置圖

2、多跨連續(xù)雙向板也需要考慮活載的最不利位置。當(dāng)求某跨跨中最大彎矩時， 應(yīng)在該跨布置活載，并在其前后左右每隔一區(qū)格布置活載， 形成如上圖 (a) 所示棋盤格式布置。 圖(b) 為 A-A 剖面中第 2、第 4 區(qū)格板跨中彎矩的最不利活載位置。為了能利用單跨雙向板的彎矩系數(shù)表， 可將圖 (b) 的活載分解為圖 (c) 的對稱荷載情況和圖(d) 的反對稱荷載情況， 將圖 (c) 與 (d) 疊加即為與圖 (b) 等效的活載分布 。在對稱荷載作用下， 板在中間支座處的轉(zhuǎn)角很小，可近似地認為轉(zhuǎn)角為零， 中間支座均可視為固定支座。 因此，所有中間區(qū)格均可按四邊固定的單跨雙向板計算； 如邊支座為簡支， 則邊區(qū)

3、格按三邊固定、 一邊簡支的單跨雙向板計算； 角區(qū)格按兩鄰邊固定、 兩鄰邊簡支的單跨雙向板計算。在反對稱荷載作用下， 板在中間支座處轉(zhuǎn)角方向一致，大小相等接近于簡支板的轉(zhuǎn)角， 所有中間支座均可視為簡支支座。 因此，每個區(qū)格均可按四邊簡支的單跨雙向板計算。將上述兩種荷載作用下求得的彎矩疊加， 即為在棋盤式活載不利位置下板的跨中最大彎矩。(2) 支座彎矩支座彎矩的活載不利位置， 應(yīng)在該支座兩側(cè)區(qū)格內(nèi)布置活載， 然后再隔跨布置， 考慮到隔跨活載的影響很小， 可假定板上所有區(qū)格均滿布荷載(g+p) 時得出的支座彎矩，即為支座的最大彎矩。這樣，所有中間支座均可視為固定支座，邊支座則按實際情況考慮， 因此可

4、直接由單跨雙向板的彎矩系數(shù)表查得彎矩系數(shù)，計算支座彎距。當(dāng)相鄰兩區(qū)格板的支承情況不同或跨度 ( 相差小于 20) 不等時，則支座彎距可偏安全地取相鄰兩區(qū)格板得出的支座彎矩的較大值。( 二) 雙向板按塑性理論的計算方法1雙向板的塑性鉸線及破壞機構(gòu)(1) 四邊簡支雙向板的塑性鉸線及破壞機構(gòu)(a)簡支雙向板的裂縫(b) 簡支雙向板的塑性分布圖鉸線及破壞機構(gòu)圖均布荷載作用的四邊簡支雙向板， 板中不僅作用有兩個方向的彎矩和剪力， 同時還作用有扭矩。由于短跨方向彎矩較大， 故第一批裂縫出現(xiàn)在短跨跨中的板底，且與長跨平行 ( 上圖 a) 。近四角處，彎矩減小，而扭矩增大，彎矩和扭矩組合成斜向主彎矩。 隨荷載

5、增大， 由于主彎矩的作用，跨中裂縫向四角發(fā)展。繼續(xù)加大荷載，短跨跨中鋼筋應(yīng)力將首先到達屈服，彎矩不再增加，變形可繼續(xù)增大， 裂縫開展，使與裂縫相交的鋼筋陸續(xù)屈服，形成如上圖 (b) 所示的塑性鉸線，直到塑性鉸線將板分成以“鉸軸”相連的板塊，形成機構(gòu)，頂部混凝土受壓破壞， 板到達極限承載力。由于塑性鉸線之間的板塊處于彈性階段， 變形很小，而塑性鉸線截面已進入屈服狀態(tài)， 有很大的局部變形。因此，在均布荷載作用下，可忽略板塊的彈性變形，假設(shè)各板塊為剛片， 變形 ( 轉(zhuǎn)角) 集中于塑性鉸線處，塑性鉸線為剛片 ( 板塊 ) 的交線，故塑性鉸線必定為直線。 當(dāng)板發(fā)生豎向位移時，各板塊必各繞一旋轉(zhuǎn)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動

6、。 例如上圖 (b) 中板塊 A 繞 ab 軸( 支座 ) 轉(zhuǎn)動，板塊 B 繞 ad 軸( 支座 ) 轉(zhuǎn)動。因此兩相鄰板塊之間的塑性鉸線 ea 必然通過兩個板塊旋轉(zhuǎn)軸的交點 a。上述塑性鉸線的基本特征， 可用來推斷板形成機構(gòu)時的塑性鉸線位置。(2) 四邊連續(xù)雙向板的塑性鉸線及破壞機構(gòu)均布荷載作用下四邊連續(xù)雙向板的塑性鉸線及破壞機構(gòu)圖當(dāng)板為四邊連續(xù)板時， 最大彎矩位于短跨的支座處，因此第一批裂縫出現(xiàn)在板頂面沿長邊支座上，第二批裂縫出現(xiàn)在短跨跨中的板底或板頂面沿短邊支座上 ( 由于長跨的支座負彎矩所產(chǎn)生的) 。隨荷載增加，短跨跨中裂縫分叉向四角發(fā)展，四邊連續(xù)板塑性鉸線的形成次序是， 短跨支座截面負

7、彎矩鋼筋首先屈服， 彎矩不再增加， 然后短跨跨中彎矩急劇增大， 到達屈服。在短跨支座及跨中截面屈服形成塑性鉸線后， 短跨方向剛度顯著降低。繼續(xù)增加的荷載將主要由長跨方向負擔(dān)，直到長跨支座及跨中鋼筋相繼屈服， 形成機構(gòu)，到達極限承載力，其塑性鉸線如上圖所示。與簡支板不同的是四邊連續(xù)板支座處的塑性鉸代替了簡支板支座的實際鉸。2均布荷載作用下雙向板的極限荷載雙向板四個板塊的極限平衡受力圖(1)按塑性理論計算雙向板的基本公式(四邊連續(xù)雙向板的極限荷載 )為了簡化計算，可取角部塑性鉸線傾斜角為45o。按照均布荷載作用下四邊連續(xù)雙向板的塑性鉸線及破壞機構(gòu)圖（取虛位移=1）利用虛功原理，或按照雙向板四個板塊

8、的極限平衡受力圖利用力矩平衡方程， 可求得按塑性理論計算雙向板的基本公式 ( 四邊連續(xù)雙向板的極限荷載) ：ql x2(3l y-l x)/12=2Mx+2My+Mx'+Mx ”+My'+My ”式中 q 為均布極限荷載；l x、l y 分別為短跨、長跨（凈跨） ；Mx、My 分別為跨中塑性鉸線上兩個方向的總彎矩：Mx=l ymxMy=l x mymx、my 分別為跨中塑性鉸線上兩個方向單位寬度內(nèi)的極限彎矩；Mx' 、Mx”、My' 、My”分別為兩個方向支座塑性鉸線上的總彎矩：Mx'=Mx”=l ymx'=l y mx”My'=My”=

9、l x my'=l xmy”mx'=mx”、my'=my”分別為兩個方向支座塑性鉸線上單位寬度內(nèi)的極限彎矩。(2)按塑性理論計算四邊簡支雙向板的極限荷載四邊簡支雙向板屬四邊連續(xù)板的特例, 令M'=M”=M'=M ”=0, 即為四邊簡支雙向板的極xxyy限荷載計算公式：qlx2(3ly-lx)/24=M+Mxy3雙向板的設(shè)計公式(1) 兩個方向彎矩比值的選定設(shè)計雙向板時，通常已知板的荷載設(shè)計值q和凈跨 l x、l y，要求計算板的彎距和配筋。在四邊連續(xù)板的一般情況下，有4 個未知量： mx、my、mx'=mx”、my'=my”，而只有一個方

10、程式，不可能求得唯一的解，故需先選定彎矩間的比值、：=m/myx=m'/m =m”/m =m'/m =m”/myxxxxyyy設(shè)板的長短跨比 n=l y /l x，通?？扇?1/n 2。為了避免 值過小 ( <1.5) 使支座截面彎矩調(diào)幅過大， 導(dǎo)致裂縫的過早開展； 并考慮到將支座負彎矩鋼筋在距支座邊 l x/4 處截斷，為避免形成局部破壞機構(gòu)，降低極限荷載， 值也不應(yīng)大于 2.5 。設(shè)計時可取 =1.5 2.5 。(2) 跨中鋼筋全部伸入支座時的彎距和配筋如跨中鋼筋全部伸入支座， 則由基本公式可求得 mx ：mx=(3n-1)qlx2/24(n+ )(1+ )由選定的

11、、 可依次計算 my、mx'=mx”、my'=my”，再根據(jù)這些彎矩計算跨中及支座截面所需配置的受力鋼筋。(3) 四邊連續(xù)板跨中鋼筋截斷或彎起時的彎距和配筋四邊連續(xù)板跨中鋼筋的截斷或彎起圖為充分利用鋼筋， 可將連續(xù)板的跨中正彎矩鋼筋在一定距離處截斷， 或彎起一部分作為支座負彎矩鋼筋。 但如果截斷鋼筋的數(shù)量過多， 有可能使截斷 ( 或彎起 ) 處鋼筋先達到屈服， 形成新的極限荷載較低的破壞機構(gòu)。為防止出現(xiàn)這種情況，通常在距支座 l x/4 處將跨中正彎矩鋼筋截斷或彎起一半， 如上圖所示。 采用上圖所示的截斷鋼筋位置和數(shù)量，將不會形成新的破壞機構(gòu)。對于四邊連續(xù)板，由基本公式可求得

12、mx ：mx=(3n-1)qlx2/122(n-0.25)+1.5 +2n+2 4設(shè)計公式的應(yīng)用雙向板樓蓋的計算，一般先從中間區(qū)格開始，如上圖中板 B1，然后再計算邊區(qū)格板 B2 及 B3，最后計算角區(qū)格 B4。(1)中間區(qū)格板板 B1 為四邊連續(xù)板，按照已知的荷載設(shè)計值q、凈跨 l x、l y 及選定的 、 值，采用前述有關(guān)公式可求得 mx，并依次算出 my、 mx'=mx”、my'=my”，再根據(jù)這些彎矩計算跨中及支座截面所需配置的受力鋼筋。(2)邊區(qū)格板板 B2 為三邊連續(xù)，一短邊簡支(my '=0) 。另一短邊支座 a 是 B2 與 B1 的公共支座，其配筋在計

13、算板 B1 時已確定，即 B2 板的支座彎矩 my”為已知，計算時需將 my'=0 及已知的 my”代入基本公式，按選定的 、 值可求得 mx，并依次算出 my、mx'=mx ”，再根據(jù)這些彎矩計算跨中及支座截面所需配置的受力鋼筋。如考慮在距支座l x/4 處將跨中正彎矩鋼筋截斷或彎起一半， 則按下式求 mxmx=(3n-1)qlx 2/12-my”/2(n- 0.25)+1.5 +2n板 B3 為三邊連續(xù)，一長邊簡支 (mx '=0) 。另一長邊支座 b 的配筋在計算板 B1 時已確定，即B3 板的支座彎矩 mx”為已知，計算時將 mx'=0 及已知的 mx”

14、代入基本公式，按選定的 、 值可求得 mx，并依次算出 my、my'=my ”，再根據(jù)這些彎矩計算跨中及支座截面所需配置的受力鋼筋。如考慮在距支座 l x/4 處將跨中正彎矩鋼筋截斷或彎起一半，則按下式求 mxmx=(3n-1)qlx 2/12-nm x”/2(n- 0.25)+1.5 +2 (3)角區(qū)格板板 B4 為兩相鄰邊連續(xù)， 其余兩邊簡支。 其連續(xù)支座 c 與 d 的配筋，在計算板 B2 與板 B3 時已經(jīng)確定，即支座 d 的彎矩 mx”和支座 c 的彎矩my”均為已知，且跨中鋼筋宜全部伸入簡支支座，則：m=(3n-1)qlx2/12-m”-nm ”/2(n+ )xyx( 三)

15、 雙向板的配筋構(gòu)造1. 彎矩折減系數(shù)在設(shè)計周邊與梁整體連接的雙向板時， 應(yīng)考慮極限狀態(tài)下周邊支承梁對板的推力的有利影響，截面的彎矩設(shè)計值可予以折減。 折減系數(shù)按下列規(guī)定采用：(1)對于連續(xù)板中間區(qū)格的跨中截面和中間支座截面，折減系數(shù)為 0.8 ；(2)對于邊區(qū)格的跨中截面和自樓板邊緣算起的第二支座截面：當(dāng) l /l<1.5時，折減系數(shù)為0.8 ；b當(dāng) 1.5 lb/l 2時，折減系數(shù)為 0.9 ；式中 l b 為邊區(qū)格沿樓板邊緣方向的跨度， l 為垂直于樓板邊緣方向的跨度。(3)對于角區(qū)格的各截面，不應(yīng)折減。2. 鋼筋布置(1) 板的有效高度與內(nèi)力臂系數(shù)由于短跨方向的彎矩比長跨方向彎矩大

16、， 故短跨方向的受力鋼筋應(yīng)放在長跨方向受力鋼筋的外側(cè) ( 在跨中正彎矩截面短跨方向鋼筋放在下排；支座負彎矩截面短跨方向鋼筋放在上排 ) ，以充分利用板的有效高度 h0。在估計 h0 時：短向h0=h-20mm；長向 h0=h-30mm。在計算單位板寬內(nèi)的受力鋼筋截面面積As=m/f ys h0 時，內(nèi)力臂系數(shù) s 可取 0.9 0.95 。(2) 鋼筋分帶布置問題當(dāng)按彈性理論計算求得的最大彎矩配筋時，考慮到近支座處彎矩比計算的最大彎矩小得多，為了節(jié)約鋼材，可將兩個方向的跨中正彎矩配筋在距支座 l x /4 寬度內(nèi)減少一半 ( 見上圖 ) 。但支座處的負彎矩配筋應(yīng)按計算值均勻布置。 支座負彎矩鋼

17、筋可在距支座不小于 l x/6 處截斷一半，其余的一半可在距支座不小于 l x/4 處截斷，或彎下作為跨中正彎矩配筋。當(dāng)按塑性理論計算時， 鋼筋布置已反映在所選用的彎矩計算公式中， 跨中鋼筋的配筋數(shù)量不分中間帶及邊帶。 當(dāng)邊支座為簡支時， 邊區(qū)格及角區(qū)格與樓板邊緣垂直的跨中鋼筋一般不宜截斷，或通過計算確定截斷鋼筋的數(shù)量及位置。支座上負彎矩鋼筋可在伸入板內(nèi)不少于 l x/4處截斷。(3) 邊支座構(gòu)造鋼筋及角部附加鋼筋簡支板角部裂縫圖無論按彈性或塑性理論計算， 邊支座一般按簡支支座考慮，計算上取 M=0。但實際上由于磚墻或邊梁的約束作用， 仍存在有一定的負彎矩， 故需在簡支支座的頂部設(shè)置構(gòu)造鋼筋，

18、 其數(shù)量與單向板的要求相同。 角區(qū)格的角部受荷后有翹起的趨勢 ( 見上圖 ) ，如支座處有磚墻壓住， 限制了板的翹起，角部板的頂面將出現(xiàn)見如上圖所示斜裂縫。為了控制這種裂縫的發(fā)展， 需在簡支板的角部 l x /4 范圍內(nèi)配置頂部附加鋼筋 ( 參見本章第四節(jié)板中構(gòu)造鋼筋圖 ) 。( 四) 雙向板支承梁的計算(a) 、(b) 、(c) 雙向板支承梁的荷載圖(d) 梯形或三角形(e)等效均布荷載圖分布荷載圖雙向板傳給兩個方向支承梁的荷載， 可按下述近似方法計算：從板的四角作 45o 線，將每一區(qū)格板分為四塊， 每塊面積內(nèi)的荷載傳給與其相鄰的支承梁上 ( 見上圖 a) 。因此，板傳給長邊支承梁的荷載為

19、梯形分布 ( 見上圖 b) ，傳給短邊支承梁的荷載為三角形分布 ( 見上圖 c) 。承受梯形或三角形分布荷載的連續(xù)梁 ( 見上圖 d) ，其內(nèi)力分析可根據(jù)固端彎矩相等的條件，換算成等效的均布荷載 q（換算公式見上圖 e) 。多跨連續(xù)梁可利用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法或教材附表計算等效荷載 q 作用下的支座彎矩。 再根據(jù)求得的支座彎矩和每跨的實際荷載分布， 按平衡關(guān)系求各跨的跨中彎矩。當(dāng)考慮塑性內(nèi)力重分布時， 可在按彈性理論計算求得的支座彎矩基礎(chǔ)上， 應(yīng)用調(diào)幅法選定支座彎矩，再按實際荷載分布計算跨中彎矩。雙向板支承梁的載面配筋計算和構(gòu)造要求與單向板樓蓋中的梁相同。( 一) 排架的計算簡圖1計算單元的確定2排架

20、結(jié)構(gòu)的基本假定3排架結(jié)構(gòu)的計算簡圖(a) 排架 (b) 變截面排架柱的 (c)排架結(jié)構(gòu)計結(jié)構(gòu)實際軸線算簡圖(1)排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸結(jié)點處。排架柱的軸線為柱的幾何中心線。 當(dāng)柱為變截面柱時，排架柱的軸線為一折線。上柱高 Hu，下柱高 Hl ，全柱高 H，上柱截面慣性矩為 I u，下柱截面慣性矩為 I l ，如上圖 (b) 所示。(2)排架的跨度以廠房的軸線為準。 橫梁用一條線來代表 (EA=) ，計算簡圖如上圖 (c) 。由上圖(b) 改用上圖 (c) ，需在柱的變截面處增加一個力偶 M，M 等于上柱傳下的豎向力乘以上下柱幾何中心線的間距 e 。( 二) 排架上的荷載1恒載(1) 屋

21、蓋恒載(a)屋蓋荷載與上、下柱的關(guān)系 (b)計算簡圖包括屋面構(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 的形式施加于柱頂， 作用點位于屋架上下弦?guī)缀沃行木€匯交處 ( 對標準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(e 2 為上下柱中心線間距 ) ，所以 Gl 對柱頂截面中心有一個外力矩 Glel ，對變截面處下柱截面中心有一個附加力矩 Gle2，如上圖(b) 所示。(2) 柱、吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)重力荷載(a)就位后的柱和(c)吊車梁和吊車梁(b)柱重力荷軌道聯(lián)

22、結(jié)(I 固定柱用載用下作用下的的計算簡圖的鋼楔 ) 計算簡圖柱的重力荷載 G2、G3 分別按上、下柱 ( 下柱包括牛腿 ) 的實際體積計算。上柱自重 G2 作用于上柱重心，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 e2，對牛腿頂面處下柱截面中心有一個外力矩 G2e2；下柱自重 G3 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 (b) 所示。吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)的重力荷載 G4 可從相應(yīng)的標準圖集中查得，軌道聯(lián)結(jié)也可按 12kN/m沿吊車梁長度方向的均布荷載計算。 G4 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 750mm，并作用在柱牛腿頂面。 G4 對下

23、柱截面中心的偏心距離為 e4，故 G4 對下柱截面中心有一外力矩 G4e4，如上圖 (c) 所示。(3) 墻體荷載(a) 墻體作用示 (b)墻體作用下計算意圖簡圖當(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， 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算簡圖如上圖 (b) 所示。2吊車荷載吊車荷載作用示意圖吊車荷載是移動荷載， 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。

24、 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) 吊車豎向荷載最大輪壓 Pmax 和最小輪壓 Pmin吊車豎向荷載是吊車滿載運行時通過輪壓傳給排架柱的豎向移動荷載。 橋式吊車豎向荷載標準值應(yīng)采用吊車的最大輪壓 Pmax 和吊車的最小輪壓 Pmin。當(dāng)?shù)踯嚌M載且卷揚機小車行駛到吊車橋架一側(cè)的極限位置時， 小車所在一側(cè)輪壓將出現(xiàn)最大輪壓 Pmax；同時，另一側(cè)吊車輪壓出現(xiàn)最小輪壓 Pmin ( 見上圖 ) 。多臺吊車的荷載折減系數(shù)當(dāng)有多臺吊車時， 對一層吊車單跨廠房的每個排架，參與組合的吊車臺數(shù)不宜多于 2 臺；對一層吊車多跨廠房的每個

25、排架，不宜多于 4 臺。對于多層吊車的單跨或多跨廠房， 應(yīng)按實際使用情況考慮。當(dāng)按兩臺或兩臺以上吊車計算排架時，多臺吊車的豎向荷載標準值應(yīng)乘以下表所示的折減系數(shù) 后采用，這是考慮到多臺吊車同時滿載，且小車位置也同時處于最不利位置的概率是很小的。多臺吊車的荷載折減系數(shù)表吊車工作制參與組合的吊輕、中 重、超重車臺數(shù)級級20.90.9540.80.85吊車對排架柱產(chǎn)生的最大豎向荷載 Dmax 和最小豎向荷載 Dmin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)兩臺吊車挨緊運行， 且其中起重

26、量大的一臺的輪子行至排架柱的位置時 ( 見上圖) ，作用于計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)：Dmax=Pimax yi Dmin =Pimin yi式中 Pimax 、Pimin 分別為第 i 臺吊車最大、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)?B、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)標準中查得。在上圖中， B1、K1 為吊車 1 的橋?qū)捄洼喚啵?B2、K2 為吊車 2 的橋?qū)捄洼喚啵?C 為兩臺吊車最大輪壓 P1max 和 P2max 作

27、用點的間距 ( 見上圖 ) ，其值為C=(B1-K1)/2+(B 2-K2)/2吊車豎向荷載對排架下柱產(chǎn)生的力矩Mmax、Mmin最大 ( 最小 ) 豎向荷載 Dmax(Dmin ) 對下柱幾何中心線產(chǎn)生的力矩為Mmax=Dmaxe4Mmin =Dmin e4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) 吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載 T橋式吊車的橫向水平荷載是由

28、吊車上的小車在啟動或制動時引起的慣性力而產(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。因此，吊車橫向水平荷載施加于排架的作用點，就在吊車梁頂面標高處，且有向左或向右兩種可能性，如上圖所示?？紤]多臺吊車水平荷載時，由于同時制動的機遇很小，荷載規(guī)范規(guī)定：對單跨或多跨廠房的每個排架， 參與組合的吊車臺數(shù)不應(yīng)多于2 臺。計算排架承受的水平荷載標準值時，也應(yīng)乘以荷載折減系數(shù) 。因此，對一般 4 輪橋式吊車，每個輪子上產(chǎn)生的橫向水平荷載標準值 T，可按下式計算：T=(Q+Q1)g/4(kN)式中 Q 吊車的額定起重量(t) ；

29、Q1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)( 或稱小車制動力系數(shù))。對于軟鉤吊車：當(dāng) Q10t 時， =12；當(dāng) Q=1550t 時， =10；當(dāng) Q75t 時， =8；對于硬鉤吊車 =20。吊車橫向最大水平荷載Tmax 作用下的計算簡圖吊車橫向水平荷載也是移動荷載， 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。吊車的位置與計算吊車豎向荷載Dmax時相同，所用公式類似，即：Tmax=Ti y i吊車橫向水平荷載作用下的計算簡圖如上圖所示。(3) 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或制動時引起的慣性力產(chǎn)生的

30、，通過大車制動輪與鋼軌間的摩擦傳給廠房縱向結(jié)構(gòu)。因此，吊車縱向水平荷載的作用點位于剎車輪與軌道的接觸點，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準值 Te 可按下式計算 ( 取吊車的大車制動力系數(shù)為 0.1) ：Te=0.1nPmax式中 n吊車每側(cè)制動輪數(shù) ( 一臺四輪橋式吊車， n=1) ；Pmax剎車輪的最大輪壓。計算吊車縱向水平荷載引起的廠房縱向結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時，對單跨或多跨廠房的每個縱向排架，參與組合的吊車臺數(shù)均不應(yīng)多于 2 臺。吊車縱向水平荷載將由同一伸縮縫區(qū)段內(nèi)各柱共同承受，按各柱沿廠房縱向的抗側(cè)剛度大小比例分配。當(dāng)有柱間支撐時， 全部縱向水平荷載可考慮由柱間支撐

31、承受。3風(fēng)荷載作用于單層廠房表面上的風(fēng)荷載與受風(fēng)表面的形狀、所處的地理位置、周圍環(huán)境、離地面高度有關(guān)。荷載規(guī)范規(guī)定，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標準值 Wk(kN/m2) ，按下式計算：Wk=Z S ZWO式中Z Z 高度處的風(fēng)振系數(shù)，僅在高度大于 30m且高寬比大干 1.5 的房屋結(jié)構(gòu)，以及基本自振周期 T1 大于 0.25s 的塔架、桅桿、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)中才予考慮，單層廠房結(jié)構(gòu)一般不在此列，故單廠結(jié)構(gòu)中Z=1； S風(fēng)荷載體型系數(shù)，是指風(fēng)作用在建筑物表面所引起的實際壓力 ( 或吸力 ) 與理論風(fēng)壓的比值。主要與建筑物的體型和尺度有關(guān)。荷載規(guī)范中列出多種基本體型的風(fēng)荷載體型系數(shù)，供設(shè)計時采用；

32、Z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)離地面高度及地面粗糙度類別，查表確定；WO基本風(fēng)壓 (kN/m2) ，是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地 10m 高統(tǒng)計所得的、 30 年一遇10 分 鐘 平 均最 大風(fēng) 速VO(m/s) 為 標 準 ，按2WO=VO /1600 確定的風(fēng)壓值。荷載規(guī)范給出了全國基本風(fēng)壓分布圖。作用于單層廠房排架結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載可分為兩部分：(1)柱頂以下的風(fēng)荷載，可近似地按豎向均布荷載 q 計，風(fēng)壓高度系數(shù)偏安全地按柱頂標高計算。(2)柱頂 ( 屋架下弦 ) 以上的風(fēng)荷載，通過屋架以集中力 FW的形式作用于排架柱頂。 這時的風(fēng)壓高度變化系數(shù)均可按天窗檐口處標高計算， 也可按各部分平均高出室

33、外地面的高度計算。風(fēng)荷載作用下的計算簡圖如上圖所示。4. 雪荷載、屋面積灰荷載和屋面均布活荷載這三種荷載都是作用在屋面上的可變荷載，都以相同的途徑傳至柱頂， 其計算簡圖同屋蓋恒載。在進行單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計時， 考慮到屋面均布活荷載與雪荷載相遇的可能性很小， 荷載規(guī)范規(guī)定，屋面均布活荷載，不應(yīng)與雪荷載同時考慮，而應(yīng)取兩者中的較大值。 當(dāng)有屋面積灰荷載時，它應(yīng)與屋面均布活荷載或屋面雪荷載中之較大值同時取用。(1)雪荷載作用于屋面水平投影面上的雪荷載標準值Sk(kN/m2) ，按下式計算：Sk =r SO式中 r 屋面積雪分布系數(shù) , 與屋面形式、朝向及風(fēng)力等有關(guān)。荷載規(guī)范規(guī)定了多種典型屋面的屋面積雪

34、分布系數(shù)，供設(shè)計時采用；SO基本雪壓 (kN/m2) 是以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計所得 30 年一遇最大積雪的自重確定的，荷載規(guī)范中給出了全國基本雪壓分布圖。(2)屋面積灰荷載當(dāng)設(shè)計生產(chǎn)中有大量排灰的廠房 ( 如冶金、鑄造、水泥等行業(yè)的建筑 ) 及其鄰近建筑時，需考慮廠房屋面積灰荷載， 其取值應(yīng)按荷載規(guī)定確定。(3)屋面均布活荷載不上人屋面的均布活荷載指施工階段及使用階段進行屋面維修時的荷載。 對鋼筋混凝土屋面 ( 包括挑檐、雨篷 ) 上的屋面均布活荷載，按 0.7 kN/m 2 計算。其他屋面構(gòu)造的屋面均布活荷載取值，詳見荷載規(guī)范 。( 三) 排架的內(nèi)力分析1等高排架的內(nèi)力計算(1) 對稱

35、荷載、對稱排架排架頂端無側(cè)移，排架可簡化為上端為不動鉸、下端為固定端的單獨豎向柱進行計算， 如上圖所示，屋蓋恒載通常屬于此種情況。頂端為不動鉸、下端為固定端的變截面單獨豎向柱在任意荷載下的內(nèi)力計算， 可用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法進行求解，也可直接查用有關(guān)計算圖表。(2) 非對稱荷載、對稱排架或?qū)ΨQ荷載、非對稱排架這類排架的頂端有側(cè)移，計算可分兩步進行：第一步先在排架的直接受荷柱頂附加一個不動鉸支座以阻止水平側(cè)移， 求得該不動鉸支座的反力 Ri 。此時排架中所有橫梁及其它各柱均不受力，可設(shè)想將它們從整個排架結(jié)構(gòu)中拿掉。 因此，第一步計算就如同上端為不動鉸、 下端為固定端的單獨豎向柱的計算，如上圖 (b) 所示；第二步撤除附加不動鉸支座， 并將 Ri 以反方向