注:
1??(1?C1?1.51??(321n)1n,C3?1.51??1??(32;Ri=(M1/H)C1+(M2/H)C3;Vi=εiR-Ri;
?1)?1)1nR=RA+RB+RC。 例如对于柱A
柱顶截面的弯距:M1=23.821kN.m
牛腿截面上的.弯距:M1+ VA Hu=21.578kN.m 牛腿截面下的弯距:M2+M1=21.578-38.3=-16.73kN.m 柱底截面弯距:M1+M2+ VA H 21.578-38.3= -16.73kN.m
同理可求出其他柱的截面弯距,见附图2-12b。柱轴力可直接根据作用在截面形心的竖向力确定,见例图2-13c。 2)屋面活载作用下的内力分析
屋面活载下的内力分析方法同屋盖自重作用下的内力分析。剪力分配过程列于例表2-5,例图2-14是屋面活载下的内力图。
表2-5 屋面活载下柱的剪力分配 项C1 C3 M1 M2 Ri 目 A柱 2.101.02 38.31×0. -38.31×-0.47(28 1=3.831 0.25=-9.58 →) B柱 2.101.02 -38.31×38.31×0.47(←28 0.1=-3.831 0.25=-9.58 ) εi Vi 0.5 0.47(→) 0.5 -0.47(←)
3)吊车竖向荷载作用下的内力分析
吊车竖向荷载有二种基本情况,如例图2-15所示。
A
B
Dmax Dmin Dmin Dmax A B
a)Dmax作用在A柱; b) Dmin作用在A柱;
例图2-15 吊车竖向荷载的2种基本情况
吊车竖向荷载下的计算简图也可以分解成两部分:作用于下柱截面形心的竖向力和作用在牛腿顶面的偏心力矩。在偏心力矩下的剪力分配过程列于例表2-6。例图2-16~2-19是吊车竖向荷载下内力图。
例表2-6吊车竖向荷载下柱剪力的分配 计算项目 C3 M2 Dmax作A柱 1.02 408.1×用于 0.45=183.645 A柱 B柱 1.02 -105.94×0.45=-47.673 Dmin作A柱 1.02 105.94×用于 0.45=47.673 A柱 B柱 1.02 -408.1×0.45=-183.645
Ri 15.61(←) -4.05(→) 4.05(←) -15.61 (→)
ΣRi 15.61-4.05 =11.56 4.05-15.61 =-11.56 εi 0.5 0.5 0.5 0.5 Vi -9.83 (←) 7.44(→) -7.44(←) 9.83(→)
4)吊车水平荷载作用下的内力分析
Tmax A B 图2-18 吊车水平荷载
吊车水平荷载下有两种情况,每种情况的荷载可以反向,如图2-18中的虚线所示。
吊车水平荷载的剪力分配过程见附表2-7,例图2-19是其内力图。
例表2-7吊车水平荷载下柱剪力的分配
计算项目 C5 T Ri=C5T ΣRi εi Vi A、B跨A柱 0.47 12.69 -5.96(-5.96-5.96=-10.5 0 (←) 作用←) 1.92 Tmax B柱 0.47 12.69 -5.96(0.5 0 (←) ←) 注:C5根据n、λ和吊车水平荷载的作用位置由附录2图2-5~2-7查得。
5)风荷载作用下的内力分析
风荷载作用下有两种情况。左吹向右风荷载下的剪力分配过程见附表2-8,例图2-20是风荷载下的内力图。因本例右吹向左风时的荷载值与左吹向右风时的荷载数值很接近(q1、q2大小相等,Fw=5.82kN、Fw’=5.82kN),可利用左吹向右风的内力图。 计算项目 C11 左A柱 0.32吹4 向B柱 0.32右4 风 例表2-8风荷载下柱剪力的分配 Q Ri=qHC11 W R=W+ΣRi 3.5 -13.6085.85.82-13.608-9.(←) 2 66=-17.448 2.2 -9.66(←) εi 0.5 0.5 Vi 1.974(→) -1.974(→) 例图2-19 A、B跨作用Tmax排架柱内力
四、内力组合
1.荷载组合
排架柱截面尺寸符合表2-3要求后,一般不需要进行正常使用极限的变形验算,仅需要进行承载力计算。承载能力极限状态采用荷载效应的基本组合。基本组合考虑两类情况:由活荷载效应控制的组合和由恒荷载效应控制的组合。
对于排架结构,由活荷载效应控制的组合可采用简化规则,取下列两种情况的较大值: ①γGSGK+γQ1SQ1K
此时恒载分项系数取1.35。
设计基础,确定基础底面尺寸时,需进行地基计算,此时上部结构传来的荷载效应采用标准组合。故对于下柱的Ⅲ—Ⅲ截面,尚需按下式进行荷载的标准组合:
S=SGK+ SQ1K+ ??ciSQiK
i?2nQin2.内力组合②γGSGK+0.9??i?1SQiK
式中 SGK、SQiK——分别为恒载标准值和活载标准值下的荷载效应,即内力; γG、γ
Qi
——为荷载和活载的分项系数,分别取1.2和1.4;
0.9——简化组合值系数。
由恒载效应控制的组合按下式进行
S=γGSGK+??Qi?QiSQiK
i?1n式中 ?Qi为活荷载的组合值系数,中级载荷状态吊车荷载的组合值系数为0.7。
排架柱属偏心受压构件,剪力一般不起控制作用(斜截面承载力一般能满足)。最不利内力组合包括:最大正弯矩及相应的轴力、最大负弯矩及相应的轴
力、最大轴力及相应的弯矩、最小轴力及相应的弯矩。当采用对称配筋时,前两项可合并为弯矩绝对值最大及相应的轴力。
每项组合,按一个目标(如弯矩最大)确定活荷载是否参与组合。需注意: 1)当组合中包含吊车水平荷载时,必须同时包含吊车竖向荷载;
2)由于吊车水平荷载最多考虑两台,故A、B跨作用Tmax和B、C跨作用Tmax两种情况(例表2-9中⑦、⑧)只能取一种;吊车水平荷载可反向,根据组合目标选择;
3)对于多跨厂房,吊车竖向荷载最多可以考虑四台吊车,所以例表2-9中的荷载种类③或④和⑤或⑥可以同时考虑,但③和④、⑤和⑥只能取其中一项; 4)同时考虑两台和同时考虑四台,多台吊车的荷载系数是不同的,对于中级载荷状态,前者为0.9,后者为0.8;
5)组合最大轴力和最小轴力时,轴力为零的项也应该包含进去。尽管这样做对轴力没有影响,但可使弯矩增大。轴力不变时,弯矩越大越不利。
3.内力组合值
柱A与柱B对称,故内力组合情况一致。柱A内力汇总表如下:
Ⅰ-Ⅰ Ⅱ-Ⅱ Ⅲ-Ⅲ M M 荷载类型 序号 M N N N (KN?m(KN?m(KN?m) (KN) (KN) (KN) ) ) 320.7恒载 ① 21.578 232.58 -16.73 277.38 -12.28 6 屋面活载 ② 3.831 38.31 -7.723 38.31 -4.057 38.31 吊Dmax在A③ 41.286 0 142.36 408.1 65.686 408.1 车柱 竖向Dmax在B105.9④ -31.248 0 16.425 105.94 -41.607 荷柱 4 载 吊车水20t的±平⑤ ±15.23 0 ±15.23 0 0 吊车 114.21 荷载 风左吹 ⑥ 22.58 0 22.58 0 228.3 0 荷V (KN) -0.57 -0.47 -9.83 -7.44 ±12.69 40.026