【正文】 四、荷載計(jì)算 恒載 （ 1）屋蓋自重 G1：天窗自重、屋面構(gòu)造自重、屋架自重 屋面均布荷載匯集： 三氈四油防水層上鋪小石子： 25mm厚水泥沙漿找平層： 100mm厚珍珠巖制品保溫層： 一氈二油隔氣層： 25 厚水泥沙漿找平層： 6m預(yù)應(yīng)力大型屋面板： 合計(jì)： KN/m2 屋蓋結(jié)構(gòu)自重由屋架傳給排架柱的柱頂 G1 按負(fù)荷范圍計(jì)算： 其值為：屋面結(jié)構(gòu)傳來(lái)： *6*21*= 天窗架傳來(lái)： 34KN 天溝板傳來(lái)： *6= 屋架自重標(biāo)準(zhǔn)值： 95/2= 合計(jì)： G1= 對(duì)于 A ， C 軸 柱 ： G1A=G1C= 。對(duì)柱頂?shù)钠木鄀1A=e1C=250150=100mm。如 圖 5 所示。 對(duì)于中柱： G1B =2*=。對(duì)柱頂?shù)钠木?e1B=0。如 圖 6 所示。 單層廠房課程設(shè)計(jì) 9 圖 5 圖 6 （ 2）柱自重：上柱 G下柱 G3 上柱 G2： 對(duì) 于邊柱： G2A=G2C=*=。其偏心距 e2A=e2C=650250=400mm 對(duì)于中柱： G2B， K=*=。其偏心距 e2B=0。 下柱 G3： 對(duì)于邊柱： G3A=G3C=**=。其偏心距 e4A=e4C=0 對(duì)于中柱： G3B=**= KN。其偏心距 e4B=0 （ 3）吊車梁及軌道自重 G4： 邊柱牛腿處： G4A=G4C=38+*6= 。其偏心距e3A=e3C=750650=100mm 對(duì)于中柱牛腿處： G4B 左 =G4B ， K 左 = 。其偏心距： e3B 左=e3B=750mm。 （ 4）墻自重 G5： 為了確定墻體的荷載，需要計(jì)算墻體的凈高：基礎(chǔ)頂標(biāo)高為 。軌頂標(biāo)高 +10m。檐口標(biāo)高 為： 10++=。基礎(chǔ)梁高： ，因此，墻體凈高為： +=。窗寬 4m，窗高 +=。 基 礎(chǔ) 連 系 梁 與 上 部 墻 體 自 重 ： * （ *64* ）+*4*=。 基礎(chǔ)連系梁自重： *6= 基 礎(chǔ) 連 系 梁 與 上 部 墻 體 自 總 重 ： G6A ， K=G6C ， 單層廠房課程設(shè)計(jì) 10 K=+= 。 這項(xiàng)荷載直接作用在基礎(chǔ)頂面。對(duì)下柱中心線的偏心距為：e6A=e6C=120+650=770mm。 各永久荷載的大小和作用位置如圖 7所示： 圖 7 活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖 7 各永久荷載、活荷載的打大?。?KN）和作用位置 GB K=298 . 3 7 K NG2 A ，K= 5 K NGB K=298 . 3 7 K NG 1 AK 7 K Ne 1A = 100 m mQ AK =e 2A = 400 m mG 3A , K = K Ne 3A = 100 m me 6A = 770 m mG 6A , K = KN G 4A ， K = KNG 4B ， K = KNG 4C ， K = KNe 6 = 770 m mG 6C ， K = KN CBAG 1 AK = 7 K Ne 1A = 100 m me 3A = 100 m mG 3 ， K = K NG 3B ， K 右= K Ne 3B ， K 右 = 750 m me 3B ， K 左 = 750 m mG 3B ， K 左= K NQ CK = BK R = BK L = 單層廠房課程設(shè)計(jì) 11 屋面活荷載 按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB500092020，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 屋面雪荷載： ，不考慮積灰荷載，故僅按屋面活荷載計(jì)算。 活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 如下所示： 圖 8 活荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 吊車 荷載 AB、 BC 跨吊車為兩臺(tái) 200/50， A4 級(jí)工作制（中級(jí)工作制）。 最小輪壓計(jì)算： AB 跨： KMINP , = 2 ,3,2,1 KGKGG K ?? KMAXP , = 2300264? 187=45KN 吊車豎向荷載 KMAXD , 、 KMIND , 的計(jì)算，按每跨兩臺(tái)吊車同時(shí)工作且達(dá)到最大起重量考慮。按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB500092020 的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為 ? =。吊車荷載的計(jì)算利用吊車支座反力影響線求得。 AB跨吊車豎向荷載 DMAX， K、 DMIN， K 的計(jì)算： DMAX， K=? PMAX?IY=*187（ 1+++） = DMIN， K=MAXMINPP DMAX=*G 1bk =M 1ak =M 2ak KNM 1bk =G 1ak =M 1bk =4 .7 3KNM M 1ck =3 .1 5KNMM 2ck =1 2. 6KNMQ 1ck =31 .5KNQ bk =31 .5KN 單層廠房課程設(shè)計(jì) 12 吊車豎向荷載 DMAX， K、 DMIN， K 的作用位置與 G3作用位置相同。 吊車水平荷載 TMAX， K的計(jì)算，按每跨 2 臺(tái)吊車同時(shí)工作且達(dá)到最大起重量考慮。 按 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》 GB500092020 的規(guī)定，吊車荷載的折減系數(shù)為 ? =，吊車水平系數(shù) ? =。吊車水平荷載的計(jì)算也可利用吊車豎向荷載計(jì)算時(shí)吊車糧支座反力影響線求的。 每各車輪傳遞的水平力的標(biāo)準(zhǔn)值： TK=1/4? （ G2， K+G3， K） =1/4**（ +200） = 則 AB 跨的吊車傳給排架的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： TMAX， K=TK*DMAX， K/PMAX， K=*各跨吊車水平荷載 TMAX， K作用在吊車梁頂面，即作用在距吊車梁頂 處。 風(fēng)載 封閉式帶天窗的雙跨雙坡屋面 的 風(fēng)載體型系數(shù) 查荷載規(guī)范表 第 14項(xiàng)。 確定 q q Fw，繪制示意圖。 本地區(qū)基本風(fēng)壓 Wo=。 在左風(fēng)情況下，天窗處的 μ s 的確定： a=18m,h=,因此 a4h,所以μs=+ 。 作用在柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載按均布考慮，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按注頂標(biāo)高取值。 柱頂至屋脊間屋蓋部分的風(fēng)荷載，仍取為均布的，其對(duì)排架的作用則按作用在柱頂?shù)乃郊酗L(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Fw考慮。 這時(shí)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按天窗檐口取值； 柱頂至室外地面的高度為： Z=++= 天窗檐口至室外地面的高度為 ： Z=++++=. 按線性內(nèi)插法確定 μz: 柱頂 : )1015()()( ???????z? 天窗檐口處 : )1015()()( ???????z? 左風(fēng)情況下風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 : q1k=μ s1μ zWoB=***6=q2k=μ s2μ zWoB=***6=柱頂以上的風(fēng)荷載可轉(zhuǎn)化為一個(gè)水平集中力計(jì)算 ,其風(fēng)壓高度變化系數(shù)統(tǒng)一按天窗檐口處 μz= 取值 .其標(biāo)準(zhǔn)值為 : Fwk=Σμ sμ zWohB =[(+)***6*]+[(+)***6*]+[(0.6+++)***6*]+[(++)***6*]=30.27KN 單層廠房課程設(shè)計(jì) 13 右風(fēng)和左風(fēng)情況對(duì)稱 ,方向相反。 Fwk= Fwk=q1k=33KN/Mq1k=33KN/Mq1k= 圖 9 風(fēng)荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 五、內(nèi)力分析 本單層廠房是兩胯的對(duì)稱結(jié)構(gòu)， C 主和 A 柱受力完全一樣，因此只要計(jì)算 AB 就可以了。 本廠房為兩跨 等高排架，可用剪力分配法進(jìn)行排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算。在各種 荷載作用柱頂按可動(dòng)鉸支座計(jì)算，不考慮廠房的空間工作。這里規(guī)定柱頂不動(dòng)鉸支 座反力 R，柱頂剪力 V和水平荷載自左向右為正，截面彎矩以柱左側(cè)受拉為正， 柱的軸力以受壓為正。 計(jì)算剪力分配系數(shù) ? 單位力 作用下懸臂柱的柱頂位移： Δ u=H3/(C0ECIL) C0=3/[1+λ 3(1n)/n] 計(jì)算有關(guān)參數(shù)： AC柱：λ =Hu/H=； n=Iu/IL=5208*106/(*106)= C0=3/[1+λ 3(1n)/n]=3/[1+ ()/]= B柱：λ =Hu/H=； n=Iu/IL=*106/（ *106） = C0=3/[1+λ 3(1n)/n]=3/[1+ ()/]= 單位力作用下懸臂柱的柱頂位移： A， C 柱：Δ uA=Δ uC= H3/ (C0ECIL)=120503/（ *EC**106） = 單層廠房課程設(shè)計(jì) 14 B， B 柱：Δ uB= H3/ (C0ECIL)=120503/（ *EC**106） =令 Ki=1/Δui K=Ka+kb+kc=1/Δ uA +1Δ uB /+1/Δ uc= EC 所以，三 根柱的剪力分配系數(shù)為： η A=K A/K=。 η B =K B /K=。 ηc=Kc/K=0. 2798 驗(yàn)算：η A+η B +ηc≈ 當(dāng)柱頂有水平荷載 F時(shí)，求出剪力分配系數(shù)后，即可求出柱頂剪力： VA=η AF； VB=η BF； Vc=η cF 求出柱頂剪力后，即可按懸臂柱繪出結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖。下面進(jìn)行各種荷載走 作用下排架的內(nèi)力。 恒載下排架內(nèi)力： 圖 10 永久荷載作用下雙跨排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖 對(duì) M 作用進(jìn)行排架分析，對(duì) 圖 10中的豎向荷載所產(chǎn)生的軸力直接累加。 各柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力： C1=*[1λ 2(n1)/n]/[1λ 3(1n)/n]=*[()/]/[1+ ()/= G 1ak =29 KNG 2ck =21 .875 KNG 1ck =29 KNG 2Bk =30 .625 KNG 1bk =59 KNM 1ck =2 9. 837KNMM 2ck =12 8KNMM 1ak =2 9. 837KNMG 2ak =21 .875 KNM 2ak=12 8KNM 單層廠房課程設(shè)計(jì) 15 C3=*(1λ 2)/[1λ 3(1n)/n]= *()/[1+0 A柱：λ = ； n =()/]= R1=MC1/H=*() R2=MC3/H=*() 所以 RA=R1+R2=（ ?） B柱： RB=0 C柱： RC=RA=（ ?） 所以：假設(shè)的排架柱頂不動(dòng)鉸支座的支座反力之和 R=RA+ RB+ RC=0 所以：各柱頂?shù)膶?shí)際剪力為： VA= RA=（ ?） VB= RB=0 VC= （ ?） 圖 11 各 柱頂?shù)膶?shí)際剪力求出后，即可按懸臂柱進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算?，F(xiàn)把各柱的軸力 算過(guò)程敘述如下，彎矩和剪力的計(jì)算從略。排架的彎矩圖，柱底剪力（向左為正）和軸力圖如圖 12 所示。 柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算： AC柱：柱頂： N= 上柱底： N=+= 下柱頂： N=+= 下柱底： N=+= B柱：柱頂： N= Q 1Ak = 31 .5 KNM 1Bk = 4. 72 5K NMQ 1Bk = 31 .5 KN Q 1Bk = 31 .5 KN Q 1Ck = 31 .5 KNM 1Ck = 3 . 1 5KNMM 2Ck = 1 2 . 6KNMM 1