【正文】 2）考慮一根吊車梁上兩臺(tái)吊車荷載作用下的內(nèi)力（兩個(gè)輪子時(shí)） 記梁上兩輪壓P之間的距離為，離A支座較近的輪壓距梁上梁上兩輪壓合力2P的距離為，離A支座較近的輪壓到A支座的距離為x。荷載布置如下圖所示，為使吊車梁產(chǎn)生最大彎矩，則：圖 3 兩臺(tái)吊車兩個(gè)輪子的最不利荷載布置情況A點(diǎn)的剪力由豎向荷載產(chǎn)生的吊車梁的最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值：豎向荷載產(chǎn)生的吊車梁最大彎矩處的相應(yīng)剪力值：由橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的吊車梁最大彎矩為：3）由同樣的分析可知，一臺(tái)吊車（2個(gè)輪子時(shí)）荷載作用下，吊車梁產(chǎn)生的彎矩沒(méi)有一臺(tái)吊車（1個(gè)輪子時(shí)）荷載作用下，吊車梁產(chǎn)生的彎矩大。故只需要計(jì)算吊車梁產(chǎn)生的最大剪力。豎向荷載產(chǎn)生的吊車梁的最大剪力為橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的吊車梁最大剪力為4）一臺(tái)吊車荷載作用下的內(nèi)力（一個(gè)輪子時(shí)）豎向荷載產(chǎn)生的吊車梁最大彎矩標(biāo)準(zhǔn)值最大彎矩處的相應(yīng)剪力值吊車梁支座處的最大剪力橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的吊車梁最大彎矩橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的吊車梁最大剪力取吊車梁為單軸對(duì)稱工字形截面，尺寸為，且兩螺栓孔中心到y(tǒng)軸的距離都為90mm。1） 截面特性2） 扣除孔洞后的截面特性工字型截面上翼緣對(duì)y軸的截面特性1）正應(yīng)力驗(yàn)算。按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定計(jì)算上翼緣正應(yīng)力，由前內(nèi)力計(jì)算知吊車梁的最大彎矩，而橫向最大彎矩。由于吊車梁要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，、且考慮動(dòng)荷載效應(yīng)，即動(dòng)力系數(shù)。則滿足要求。下翼緣應(yīng)力滿足要求。2）剪應(yīng)力驗(yàn)算。由內(nèi)力計(jì)算知吊車梁的最大剪力。吊車梁截面的最大剪應(yīng)力滿足要求。3）腹板的局部應(yīng)力驗(yàn)算。吊車軌高140mm，則集中荷載在腹板計(jì)算高度邊緣處的假定分布長(zhǎng)度（22）集中荷載增大系數(shù)，集中荷載，承受移動(dòng)集中荷載吊車輪壓作用的吊車梁，腹板計(jì)算高度邊緣的壓應(yīng)力（23）滿足要求。4）腹板計(jì)算高度邊緣處的折算應(yīng)力因?yàn)榕c同號(hào)，取，則滿足要求。1）依照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，當(dāng)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定性。（24）因此在集中荷載作用下梁的整體穩(wěn)定性的等效臨界彎矩系數(shù)（25）受壓翼緣對(duì)y軸的慣性軸受拉翼緣對(duì)y軸的慣性軸截面不對(duì)稱性系數(shù)（26）影響系數(shù)（27）梁的整體穩(wěn)定性系數(shù)（28）用代替，則（29）滿足要求。2）腹板的局部穩(wěn)定性。因?yàn)椋驗(yàn)榫植繅簯?yīng)力的存在，所以應(yīng)在腹板處配置橫向加勁肋，同時(shí)也應(yīng)在支座處配置支撐加勁肋。橫向加勁肋的間距在和之間，這里取間距，且在腹板兩側(cè)對(duì)稱布置橫向加勁肋。橫向加勁肋的外伸寬度 ，令而加勁肋的厚度，令腹板邊緣處彎曲壓應(yīng)力的最大值為平均剪應(yīng)力為邊緣的局部壓應(yīng)力為（210）所以由于，用于腹板受剪計(jì)算時(shí)的通用高厚比則因?yàn)?，用于腹板受局部壓力?jì)算時(shí)的通用高厚比（211）則腹板的局部穩(wěn)定驗(yàn)算（212）所以腹板的局部穩(wěn)定性滿足要求。支座加勁肋采用兩端均刨平并與上、下翼緣板頂緊的平板式支座加勁肋2100x10。加勁肋的示意圖如圖4：吊車梁支座處的最大反力 從而可以算得支座加勁肋的端面承受的壓應(yīng)力如下圖 4 支座加勁肋示意圖支座加勁肋的穩(wěn)定計(jì)算腹板為加勁肋提供承壓支持的寬度加勁肋屬于b類截面，則穩(wěn)定性系數(shù)，腹板平面外加勁肋的穩(wěn)定性所以支座加勁肋的穩(wěn)定性滿足要求。由前面的內(nèi)力計(jì)算可知，一臺(tái)吊車產(chǎn)生的最大豎向彎矩為，最大橫向彎矩為。而驗(yàn)算吊車梁的撓度時(shí)應(yīng)按的臺(tái)吊車的荷載標(biāo)準(zhǔn)值的最大效應(yīng)計(jì)算，且不乘以動(dòng)力系數(shù)。則吊車梁的豎向撓度為：吊車梁的橫向撓度為：所以吊車梁的變形滿足要求。吊車梁一般都要進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。按照規(guī)范要求，只考慮一臺(tái)起重量最大的吊車的作用，且不計(jì)動(dòng)力系數(shù)。1） 最大彎矩處吊車梁截面下翼緣的連接焊縫處主體鋼結(jié)構(gòu)的疲勞應(yīng)力幅 查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（中級(jí)工作制吊車）。且根據(jù)附表E知構(gòu)件和連接類別均為2類。所以最大彎矩處的截面疲勞強(qiáng)度滿足要求。2） 橫向加勁肋下端部（離腹板下邊緣60mm）附近主體金屬的疲勞應(yīng)力幅查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》附表E知，構(gòu)件和連接類別均為4類。則，所以橫向加勁肋處的疲勞強(qiáng)度也滿足要求。 結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載、屋面雪荷載和吊車荷載參照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB 50009—20012）。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值參照《門式鋼架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS 102：2002）附錄A?；撅L(fēng)壓值為，風(fēng)荷載高度變化系數(shù)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》的規(guī)定采用，地面粗糙度為B類。 1)恒載計(jì)算屋面板及保溫層自重標(biāo)準(zhǔn)值：檁條自重標(biāo)準(zhǔn)值：懸掛設(shè)備自重標(biāo)準(zhǔn)值：墻面（含墻梁）自重標(biāo)準(zhǔn)值：2)活荷載計(jì)算屋面活荷載：雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值：3)風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（計(jì)算的是中間區(qū)的風(fēng)荷載，斜梁從左至右編號(hào)為①~④）左風(fēng)下各構(gòu)件所受的荷載值：左柱風(fēng)荷載 （壓力）斜梁①風(fēng)荷載 （吸力）斜梁②風(fēng)荷載 （吸力）斜梁③風(fēng)荷載 （吸力）斜梁④風(fēng)荷載 （吸力）右拄風(fēng)荷載 （吸力）右風(fēng)下各構(gòu)件所受的荷載值：左柱風(fēng)荷載 （吸力）斜梁①風(fēng)荷載 （吸力）斜梁②風(fēng)荷載 （吸力）斜梁③風(fēng)荷載 （吸力）斜梁④風(fēng)荷載 （吸力）右拄風(fēng)荷載 （壓力）4)吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值（考慮吊車梁的自重影響）按最大輪壓作用在一側(cè)吊車梁上計(jì)算的牛腿最大反力：邊柱 中柱 按最小輪壓作用在一側(cè)吊車梁上計(jì)算的牛腿最大反力：邊柱 中柱 橫向荷載作用下的牛腿最大反力 5)鋼架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算(1）屋面與檁條引起的線荷載為。(2）由于屋面活荷載大于雪荷載，所以取屋面活荷載，由屋面活荷載引起的線荷載為。6)地震荷載計(jì)算(1）一般重力荷載計(jì)算，因?yàn)閺S房為兩跨等高剛架，結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如下，為一個(gè)單質(zhì)點(diǎn)體系。圖 5 地震荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖(2）質(zhì)點(diǎn)集中重力荷載計(jì)算柱頂標(biāo)高處計(jì)算基本周期時(shí)：計(jì)算地震作用時(shí)：吊車梁面標(biāo)高處吊車在一側(cè)柱上的牛腿反力(3）排架基本周期計(jì)算邊柱的側(cè)移剛度為中柱的側(cè)移剛度為所以在單位力作用下兩跨等高排架在單位力作用下的柱頂水平位移則排架的基本周期(4）地震力計(jì)算。地震烈度按7度（）考慮，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地震分組是第二組，所以特征周期值：。因?yàn)?。?13）其中，衰減指數(shù)阻尼調(diào)整系數(shù)所以作用于結(jié)構(gòu)頂部的總地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值。吊車橫向水平地震作用，牛腿高度6m，跨度為18m，柱距為6m，屋面坡度為1:15。門式剛架一般采用等截面柱，且等截面柱的柱的截面高度應(yīng)取柱高的1/10~1/20。剛架橫梁的截面高度一般可按跨度的1/30~1/40（實(shí)腹梁）確定。剛架梁、柱截面選用焊接H形實(shí)腹截面，一般腹板厚度為6mm，翼緣板厚可采用10mm或12mm，考慮到吊車荷載較大，可適當(dāng)加厚腹板和翼緣板厚度。截面高度與寬度之比h/b可取2~5，又剛架柱為壓彎構(gòu)件，其h/b可取較小值。截面的高度h與寬度b通常以10mm為模數(shù)，而選擇翼緣板厚度時(shí)，以2mm為模數(shù)，腹板厚度可取6mm，超過(guò)6mm以2mm為模數(shù)。綜合考慮，邊柱截面定為，中柱承受的荷載較大，截面定為；梁截面定為。1） 先手算一種荷載情況，選屋面活荷載滿布情況計(jì)算內(nèi)力。根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的規(guī)定：剛接排架中，軸線坡度小于1/7的雙坡橫梁，計(jì)算簡(jiǎn)圖可用一根直線代替。所以屋面活荷載下的鋼架計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：圖 6 屋面活荷載作用簡(jiǎn)圖而構(gòu)件的截面參數(shù)如下表所示：表 2 構(gòu)件截面參數(shù)構(gòu)件截面形式面積（）繞x軸慣性矩（）繞y軸慣性矩（）邊柱12208中柱20416梁10060 因?yàn)楸緩S房是對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故只用取結(jié)構(gòu)的一半進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下：圖 7 屋面活荷載半結(jié)構(gòu)作用簡(jiǎn)圖（1）采用位移法求解該鋼架，選取基本結(jié)構(gòu)和基本未知力如下圖所示：圖 8 位移法求解的基本結(jié)構(gòu)（2）建立位移法方程 記邊柱和橫梁的線剛度分別為、。則代入到位移法方程中，解得。由此得到剛架的內(nèi)力圖：圖 9 手算荷載的彎矩圖（kNm） 圖 10 手算荷載的剪力圖（kN）圖 11 手算荷載的軸力圖（以壓應(yīng)力為正kN）2） 其他工況下的剛架內(nèi)力利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器來(lái)求解，結(jié)果如下:（1）恒載作用 墻面（含墻梁）自重為梁自重為邊柱自重為中柱自重為吊車梁及軌道自重為則吊車梁作用于牛腿處的集中力為 剛架柱的截面確定后，吊車軌道中心線至邊柱中心線和中柱中心線的距離分別為：（邊柱）（中柱） 吊車梁荷載向柱中心簡(jiǎn)化的集中彎矩為（邊柱）（中柱） 圖 12 恒載作用簡(jiǎn)圖圖 13 恒載作用下的彎矩圖（kNm）圖 14 恒載作用下的剪力圖（kN）圖 15 恒載作用下的軸力圖（kN）（2）活載作用圖 16 活載作用簡(jiǎn)圖圖 17 活載作用下的彎矩圖（kNm）圖 18 活載作用下的剪力圖（kN）圖 19 活載作用下的軸力圖（kN）（3）風(fēng)荷載作用左風(fēng)：圖 20 左風(fēng)荷載作用于剛架的簡(jiǎn)圖圖 21 左風(fēng)荷載作用于剛架上的彎矩圖（kNm）圖 22 左風(fēng)荷載作用于剛架上的剪力圖（kN）圖 23 左風(fēng)荷載作用于剛架上的軸力圖（kN）右風(fēng)：圖 24 右風(fēng)荷載作用于剛架的簡(jiǎn)圖圖 25 右風(fēng)荷載作用于剛架上的彎矩圖（kNm）圖 26 右風(fēng)荷載作用于剛架上的剪力圖（kN）圖 27 右風(fēng)荷載作用于剛架上的軸力圖（kN）（4）地震作用（作用于結(jié)構(gòu)頂部的總地震剪力對(duì)整個(gè)剛架有效，而作用于吊車梁頂面的吊車橫向水平地震作用只對(duì)柱有效，先計(jì)算總地震剪力的效果）左地震：圖 28 左地震作用簡(jiǎn)圖圖 29 左地震作用下的彎矩圖（kNm）圖 30 左地震作用下的剪力圖（kN）圖 31 左地震作用下的軸力圖（kN）右地震：圖 32 右地震作用簡(jiǎn)圖圖 33 右地震作用下的彎矩圖（kNm）圖 34 右地震作用下的剪力圖（kN）圖 35 右地震作用下的軸力圖（kN） 再考慮吊車橫向水平地震作用的效果，可按柱頂為不動(dòng)鉸簡(jiǎn)圖進(jìn)行計(jì)算，即只考慮吊車地震作用對(duì)柱的影響，由于三根柱等高，故可只考慮一根柱分別受左右地震的內(nèi)力圖。對(duì)于荷載作用簡(jiǎn)圖，將吊車梁頂面的地震作用向牛腿處的柱中心簡(jiǎn)化，集中力，而集中力偶。 圖 36 吊車橫向水平左地震的作用簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖 圖 37吊車橫向水平右地震的作用簡(jiǎn)圖及內(nèi)力圖說(shuō)明：在吊車地震作用下，柱的軸力為0，故沒(méi)有列出柱的軸力圖。且考慮廠房空間工作影響的調(diào)整。（5）吊車荷載 剛架柱的截面確定后。而一跨剛架上牛腿承受的最大豎向力，對(duì)應(yīng)的最小豎向力是（沒(méi)有乘以折減系數(shù)）。把牛腿上作用的吊車荷載向柱的中心簡(jiǎn)化，則柱還受到力偶作用。邊柱中柱受到的力偶分別是：（邊柱）（中柱） 而最小豎向力對(duì)應(yīng)的力偶，邊柱是，中注是。a. 僅有左跨有吊車作用，且作用于邊柱（只考慮豎向荷載）圖 38 左跨吊車豎向荷載作用于邊柱的簡(jiǎn)圖圖 39 左跨吊車豎向荷載作用于邊柱的彎矩圖（kNm）圖 40 左跨吊車豎向荷載作用于邊柱的剪力圖（kN）圖 41 左跨吊車豎向荷載作用于邊柱的軸力圖（kN）b. 僅有左跨有吊車作用，且作用于中柱（只考慮豎向荷載）圖 42 左跨吊車豎向荷載作用于中柱的簡(jiǎn)圖圖 43 左跨吊車豎向荷載作用于中柱的彎矩圖（kNm）圖 44 左跨吊車豎向荷載作用于中柱的剪力圖（kN）圖 45 左跨吊車豎向荷載作用于中柱的軸力圖（kN）c. 僅有右跨有吊車作用，且作用于中柱（只考慮豎向荷載）圖 46 右跨吊車豎向荷載作用于中柱的簡(jiǎn)圖圖 47 右跨吊車豎向荷載作用于中柱的彎矩圖（kNm）圖 48 右跨吊車豎向荷載作用于中柱的剪力圖（kN）圖 49 右跨吊車豎向荷載作用于中柱的軸力圖（kN）d. 僅有右跨有吊車作用，且作用于邊柱（只考慮豎向荷載）圖 50 右跨吊車豎向荷載作用于邊柱的簡(jiǎn)圖圖 51 右跨吊車豎向荷載作用于邊柱的彎矩圖（kNm）圖 52 右跨吊車豎向荷載作用于邊柱的剪力圖（kN）圖 53 右跨吊車豎向荷載作用于邊柱的軸力圖（kN）e. 僅有左跨有吊車作用，且向左作用（只考慮橫向荷載）圖 54 左跨吊車橫向荷載向左作用的簡(jiǎn)圖圖 55 左跨吊車橫向荷載向左作用的彎矩圖（kNm）圖 56 左跨吊車橫向荷載向左作用的剪力圖（kN）圖 57 左跨吊車橫向荷載向左作用的軸力圖（kN）f. 僅有左跨有吊車作用，且向右作用（只考慮橫向荷載）圖 58 左跨吊車橫向荷載向右作用的簡(jiǎn)圖圖 59 左跨吊車橫向荷載向右作用的彎矩圖（kNm）圖 60 左跨吊車橫向荷載向右作用的剪力圖（kN）圖 61 左跨吊車橫向荷載向右作用的軸力圖（kN）g. 僅有右跨有吊車作用，且向左作用（只考慮橫向荷載）圖 62 右跨吊車橫向荷載向左作用的簡(jiǎn)圖圖 63 右跨吊車橫向荷載向左作用的彎