【正文】 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）計(jì)算簡(jiǎn)圖 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）軸力圖 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）剪力圖 吊車(chē)縱向荷載（ Dmax在左邊邊柱）彎矩圖 35 ⑨ 吊車(chē)縱向荷載 Dmax， Dmin（ Dmax作用在中間柱） 吊車(chē)縱向荷載組合總共可得出四種組合，但是考慮到結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性和荷載的最不利組合，只需要在左邊一跨將吊車(chē)組合按 Dmax,Dmin和 Dmin， Dmax變化布置，在右邊一跨，為了得出中柱的最不利組合布置，右跨始終按 Dmax， Dmin布置。 按上述荷載種類(lèi)依次用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器計(jì)算在單個(gè)荷載作用下梁柱的內(nèi)力，其計(jì)算結(jié)果及簡(jiǎn)圖如 ① ~⑨ ：運(yùn)用得到的結(jié)果進(jìn)行內(nèi)力組合，從而進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)。單個(gè)荷載的大小在前面已經(jīng)得出，單個(gè)荷載的不同作用情況可分為以下 9 種形式： 屋面恒載（ 1 種）； 柱身恒載（ 1 種）； 屋面活載（ 1 種）； 風(fēng)荷載（ 2 種）； 吊車(chē)水平荷載（ 2 種）； 吊車(chē)豎向荷載（ 2 種）。 故計(jì)算時(shí)截面特性可取為： A=， Ix=54067 cm4 ， EA= kN， EI=?m2 。 考慮到此方案跨度大，彎矩相對(duì)較大。 通常，實(shí)際梁高要小于經(jīng)濟(jì)梁高，又因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)一般要考慮屈曲后強(qiáng)度，所以，初選梁 截面 HN500200101 6(A=， q=， Ix=45685cm4， Wx = 1827 cm3， Iy = 2138cm4， Wy = )。 . 梁柱截面估選 采用等截面梁簡(jiǎn)化算法，選擇 18m跨作為估算單元，梁端先按鉸接簡(jiǎn)單計(jì)算，則： ? ? 23 24 4 4 2 18 30 1 48 kN m8..M.?? ? ? ? 令xM fW?? ， 則 Wx近似值為 106mm3。由于廠房每跨柱中心線(xiàn)間的距離為 18m，而吊車(chē)跨度為 ，因此其作用點(diǎn)的位置偏離柱中心的 距離為： 1 8 1 6 5 0 7 5 7 5 02 . . m m m? ??。 1) 墻面荷載通過(guò)墻梁簡(jiǎn)潔傳遞于柱上，故可認(rèn)為其作用點(diǎn)偏移中心線(xiàn)的距離為柱截面高度的一半。 24 圖 簡(jiǎn)支吊車(chē)梁的支座反力影響線(xiàn) 吊車(chē)豎向荷載標(biāo)注值： ? ? ? ?m a x , k m a x , k0 . 9 1 1 9 . 3 2 1 0 . 3 2 5 8 5 . 9 5 0 . 7 2 5 0 . 1 5 8 2 1 0 . 5 9k NiD P y?? ? ? ? ? ? ? ??????? () ? ? ? ?m i n , k m i n , k0 . 9 3 9 . 4 3 1 0 . 3 2 5 3 5 . 1 2 0 . 7 2 5 0 . 1 5 8 7 4 . 9 3 k NiD P y?? ? ? ? ? ? ? ??? () 吊車(chē)豎向荷載設(shè)計(jì)值： m a x 1 . 4 2 1 0 . 5 9 2 9 4 . 7 8 k ND ? ? ? () m in 1 .4 7 4 .9 3 1 0 4 .9 0 k ND ? ? ? () 2) 橫向水平荷載 吊車(chē)橫向水平制動(dòng)力作用在吊車(chē)的豎向輪壓處。 1) 吊車(chē)豎向荷載（ Dmax和 Dmin） 吊車(chē)時(shí)移動(dòng)的，故作用于每榀排架上的吊車(chē)荷載組合值需應(yīng)用影響線(xiàn)原理求出，如圖 所示。輪壓標(biāo)注值考慮動(dòng)力系數(shù) ，增大系數(shù) ，且考慮雙吊車(chē)相互影響系數(shù) ，考慮后得到 Pmax,k = ， Pmin,k = . 由 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》可知，對(duì)于多跨廠房，在同一柱距內(nèi)出現(xiàn)超過(guò) 2臺(tái)吊車(chē)機(jī)會(huì)增加，但考慮隔跨吊車(chē)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響減弱，為了計(jì)算上的方便，容許在計(jì)算吊車(chē)豎向荷載時(shí)，最多只考慮 4臺(tái)吊車(chē)，計(jì)算水平荷載時(shí)，由于同時(shí)制動(dòng)機(jī)會(huì)很小，容許最多只考慮 2臺(tái)吊車(chē)。最大輪壓 85kN，最小輪壓 . 輪壓標(biāo)注值考慮動(dòng)力系數(shù) ，增大系數(shù) ，且考慮雙吊車(chē)相互影響系數(shù) ，考慮后得到 Pmax,k = ， Pmin,k = . ② 10 噸吊車(chē) 吊車(chē)跨度 ，吊車(chē)寬度 B = ，輪距 BQ = ，吊車(chē)總重 （即Qk = ），小車(chē)重 （即 Q2,k = ）。 圖 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 22 . 荷載計(jì)算 1. 荷載取值計(jì)算 屋蓋自重（標(biāo)準(zhǔn)值、坡向） 屋面恒載 kN/m2 剛架斜梁自重 kN/m2 Σ= kN/m2 屋面活載 kN/m2 基本雪壓 （屋面活載不與雪荷載同時(shí)考慮） kN/m2 0. 50 kN/m2 墻面恒載 kN/m2 柱自重 kN/m 風(fēng)荷載 kN/m2 2. 各部分作用荷載 (1) 屋面 恒載： 標(biāo)注值 6 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 活載： 標(biāo)注值 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (2) 墻面 恒載： 標(biāo)注值 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (3) 柱 恒載： 邊柱 標(biāo)注值 kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 中柱 標(biāo)注值 kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (4) 風(fēng)荷載 向風(fēng)面柱上 標(biāo)注值 k s z 0q μ μ wB? = 6 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 向風(fēng)面橫梁上 標(biāo)注值 qk = 6 = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m 背風(fēng)面柱上 標(biāo)注值 qk = = kN/m 23 設(shè)計(jì)值 = kN/m 背風(fēng)面橫梁上 標(biāo)注值 qk = = kN/m 設(shè)計(jì)值 = kN/m (5) 吊車(chē)梁（估取吊車(chē)梁自重 kN/m） 恒載 標(biāo)注值 = kN 設(shè)計(jì)值 = kN (6) 吊車(chē) 根據(jù)吊車(chē)荷載達(dá)到其額定值的頻繁程度，取本工程中 5t、 10t 吊車(chē)為中級(jí)?？蚣苡?jì)算單元的劃分應(yīng)根據(jù)柱網(wǎng)的布置確定，使縱向每列柱至少有一根柱參加框架工作，同時(shí)將受力最不利的柱劃入計(jì)算單元中。 隅撐布置 如圖 所示 。 (5) 在剛架的構(gòu)件轉(zhuǎn)折處，即柱頂轉(zhuǎn)角處和橫梁中央彎折處的受壓肢或受壓翼緣，應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐。此屋面支撐的檁條和 拉條 的 布置如圖 所示。 (3) 系桿： 系桿有剛性系桿和柔性系桿兩種，當(dāng)橫向水平支撐設(shè)置在房屋溫度區(qū)段端部第二個(gè)柱間時(shí)，第一個(gè)柱間的所有系桿均為剛性系桿，其他情況的系桿可用柔性系桿?？v向水平支撐和橫向水平支撐形成封閉體系將大大提高房屋的縱向剛度。 屋面支撐布置圖如圖 所示。對(duì)于下弦橫向水平支撐一般和柱間支撐設(shè)置 19 在同一開(kāi)間內(nèi)。由圖 到壓力作用，而圓鋼不能承受壓力，因此，撐桿應(yīng)按壓桿設(shè)計(jì)，一般設(shè)計(jì)為圓鋼外套鋼管，這樣撐桿既能承受拉力作用也能承受壓力作用。根據(jù)輕鋼規(guī)程要求，在屋脊的檐口處應(yīng)設(shè)置斜拉條和撐桿。在第一開(kāi)間設(shè)置壓桿且支撐節(jié)點(diǎn)與抗風(fēng)柱節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，風(fēng)荷載通過(guò)第一開(kāi)間設(shè)置的壓桿傳至第二開(kāi)間支撐的節(jié)點(diǎn)處，這樣支撐才能起作用。因此，計(jì)算支撐內(nèi)力時(shí)不考慮虛線(xiàn)所示的受壓斜桿，只考慮壓桿和受拉斜桿的作用。 . 支撐的布置 18 1. 屋面支撐的作用 屋面支撐的內(nèi)力計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 ，支撐的斜桿大多設(shè)計(jì) 為張緊的圓鋼，壓桿多設(shè)計(jì)為鋼管，節(jié)點(diǎn)荷載由抗風(fēng)柱傳遞。 縱向墻架布置圖 . 屋 面 支撐 輕鋼結(jié)構(gòu)中 屋面 支撐的作用主要是：保證結(jié)構(gòu)的空間整體穩(wěn)定；承擔(dān)和傳遞水平風(fēng)荷載；避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過(guò)大的振動(dòng)，支撐可作為屋架弦桿的側(cè)向支撐點(diǎn)，減小弦桿在屋架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，保證受壓弦桿的側(cè)向穩(wěn)定；保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便， 屋面 的安裝工作一般是從房屋溫度區(qū)段的一端開(kāi)始的，首先用支撐將兩相鄰屋架連系起來(lái)組成一個(gè)基本空間穩(wěn)定體，在此基礎(chǔ)上即可順序進(jìn)行其他構(gòu)件的安裝。其作用是支撐墻體，保證墻體的穩(wěn)定，并將墻體承受的風(fēng)荷載傳遞到廠房骨架和基礎(chǔ)上。在最上層墻梁處宜設(shè)斜拉條將拉力傳至承重柱或墻架柱。若有條形窗或房屋較高且墻梁 跨度較大時(shí)，墻架柱的數(shù)量應(yīng)計(jì)算確定，當(dāng)墻梁需要承受墻板及自重時(shí)，應(yīng)考慮雙向彎曲。 (2) 墻梁可設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)支或連續(xù)構(gòu)件，兩端支承在剛架柱上。為使其上部連接不至于承受屋架或剛架的豎向荷載，常采用彈簧板與屋架或剛架的弦桿連接，以便將墻架柱的水平荷載傳到支撐節(jié)點(diǎn)上。 (5) 山墻墻架中，一般在墻角另設(shè)墻架角柱，當(dāng)山墻緊靠房屋端柱時(shí)，也可不設(shè)墻架角柱，而直接將山墻墻梁支承于縱墻的墻梁上。 (3) 山墻可設(shè)置由斜梁，抗風(fēng)柱和墻梁組成的山墻墻架或采用門(mén)式剛架。 1. 墻架布置 (1) 門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)側(cè)墻墻梁的布置，應(yīng)考慮設(shè)置門(mén)窗，挑檐，雨篷等構(gòu)件和圍護(hù)材料的要求。墻架構(gòu)件間墻面的面積不應(yīng)過(guò)大，以保證墻面有足夠的強(qiáng)度和剛度。在高廠房中，為了減少墻架柱的跨度，常在墻梁柱中部設(shè)置一些水平方向的抗風(fēng)桁架。在非承重墻中，墻架構(gòu)件除了傳遞作用在墻面上的風(fēng)力外，尚需承受墻身的自重，并傳遞至墻架柱及主要橫向框架柱中，然后再傳遞至基礎(chǔ)。其布置圖見(jiàn)圖 所示。 門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐 ，宜采用張緊的十字 16 交叉圓鋼支撐，用特別的連接件與梁柱腹板連接，連接件能適應(yīng)不同的夾角。 綜合以上的考慮，本工程沿縱向設(shè)置四道支撐，分別設(shè)在 ○2 ~○3軸間， ○9 ~○10軸間 、 ○17~○18軸間和 ○24~○25軸間 。 端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第二個(gè)開(kāi)間，這種情況下，在第一開(kāi)間的相應(yīng)位置宜設(shè)置剛性系桿，剛架柱轉(zhuǎn)折處（如柱頂和屋脊）也宜設(shè)置剛性系桿。當(dāng)在柱的兩個(gè)肢的平面內(nèi)成對(duì)設(shè)置時(shí)，在吊車(chē)肢的平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，除承受吊車(chē)縱向水平荷載外，還承受與屋蓋肢下層支撐按軸線(xiàn)距離分配傳來(lái)的風(fēng)力，靠墻的外肢平面內(nèi)設(shè)置的下層支撐，只承受端墻傳來(lái)的風(fēng)力與吊車(chē)肢下層支撐按軸線(xiàn)距離分配受力。左右，上層支撐在柱間距大時(shí)可改用斜撐桿；下層大或十字 撐妨礙生產(chǎn)空間時(shí)，可采用門(mén)架式支撐。 2. 柱間支撐的形式和計(jì)算 柱間支撐按結(jié)構(gòu)形式可分為十字交叉式，八字式，門(mén)架式等。只有當(dāng)?shù)踯?chē)位置高而車(chē)間總長(zhǎng)度又很短時(shí)，下層支撐設(shè)在兩 15 端不會(huì)產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，而對(duì)廠房縱向剛度卻能提高很多，這時(shí)放在兩端才是合理的。 柱間支撐由兩部分組成：在吊車(chē)梁以上的部分稱(chēng)為上層支撐，吊車(chē)梁以下部分稱(chēng)為下層支撐，下層之間支撐與柱和吊車(chē)梁一起在縱向組成剛性很大的懸臂桁架，顯然，將下層支撐布置在溫度區(qū)段的端部，在溫度變化的影響方面將是很不利的。再利用選取的截面進(jìn)行驗(yàn)算。橫梁擬采用變截面工字形鋼，鋼材擬采用 Q235B。 此門(mén)式剛架主要尺寸為： (1) 跨度： 218=36m (2) 柱高：邊柱： 中柱 (3) 柱距： 6m 2. 門(mén)式剛架柱及橫梁 柱擬采用等截面實(shí)腹式柱。按這種布置方法，屋面荷載全部由剛架承受 ,抗風(fēng)柱不承受上部剛架傳遞的豎向荷載，只承受墻體和自身的重量和風(fēng)荷載 ,抗風(fēng)柱布置與東西邊跨除中間柱的柱網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上，抗風(fēng)柱布置圖見(jiàn)圖 陰影柱子，東西共八根。 2. 抗風(fēng)柱布置 按傳統(tǒng)抗風(fēng)柱布置。 9. 廠房?jī)?nèi)凈高： 6m 10. 廠區(qū)通道：寬度為 8m 11. 混凝土材料規(guī)格：基礎(chǔ)混凝土 ≥C30，墊層混凝土 ≥C15。吊車(chē)荷載另給。 8. 荷載條件： 荷載類(lèi)型 A 組 B 組 活載 屋面活載 kN/m2 kN/m2 基本風(fēng)壓 kN/m2 kN/m2 基本雪壓 kN/m2 kN/m2 恒載 屋面恒載 kN/m2 kN/m2 墻面恒載 kN/m2 kN/m2 基本地震烈度 7176。 6. 吊車(chē)資料：廠房為雙跨，各跨內(nèi)設(shè)有 1 臺(tái) 5t 吊車(chē)和 1 臺(tái) 10t 吊車(chē)，各跨內(nèi)總共設(shè)有 2 臺(tái)吊車(chē)，雙跨共計(jì) 4 臺(tái)吊車(chē)， 吊車(chē)梁軌頂標(biāo)高為 4m。標(biāo)高 ，鋼板間夾有離心超細(xì)玻璃絲棉卷氈作為保溫材料。 圖 剛架結(jié)構(gòu)示意圖 4. 屋面結(jié)構(gòu)： 屋面板采用波高為 130mm，波與波之間距離為 300mm，單塊壓型板有效寬度為 600mm 的壓型鋼板 Y130300600，即 W600 型，采用雙跨雙坡式實(shí)腹式門(mén)式剛架作為主體承重結(jié)構(gòu)，剛架斜梁坡度為 1： 20，屋面同其坡度，采用內(nèi)天溝有組織排水。 1. 廠房跨度： 2 18 36m?? 2. 廠房長(zhǎng)度： 25 6 150m?? 3. 柱子間距：縱向 25 跨 ，跨度均為 6m；橫向 6 跨，跨度均為 6m。