導讀:法在計算時需要設計人員確定各段柱計算長度。所以計算長度的設計就成為框排架結構設計的關鍵。按初參數法對上部排架柱的計算長度進行了計算。初參數法,框排架結構廠房設計分析。
關鍵詞:框排架結構,柱計算長度,初參數法
在工業(yè)廠房中經常遇見帶平臺的工業(yè)廠房,常見于輕工業(yè)廠房及火力發(fā)電廠主廠房,此類結構的基本特征為上部為帶吊車的排架結構,下部平臺為框架結構,常稱為框排架結構,其結構基本形式圖。
設計此類結構時,對于結構縱向,結構的基本形式是框架結構,按常規(guī)框架計算方法即可實現,而對于結構橫向,結構形式為框架和排架兩種結構形式的組合,設計時問題就比較復雜,需進行仔細考慮,下文主要就橫向框架的計算進行說明。
1.橫向框架內力計算
本文按以下簡圖(圖3,圖4)進行說明,H1,H2為下部框架的層高,H3為上部排架的下柱的高度,H4為上部排架的上柱高度,本文中把兩個邊柱稱為排架柱,內部柱稱為框架柱,實際工程中,有平臺梁和排架柱剛接和鉸接兩種情況,所以給出兩種情況下的簡圖。
圖3 計算簡圖一圖4 計算簡圖二
各種荷載的取值在規(guī)范中有比較明確的說明,對于一般設計人員不存在問題,按照彈性方法計算內力,現在的計算機普及,常規(guī)設計軟件也都可以比較準確的實現。
有了內力計算配筋時,對于排架和框架,梁配筋的計算一致的,而混凝土結構柱的設計現在都基本都習慣再按η-l0法計算,η-l0法在計算時需要設計人員確定各段柱計算長度;炷烈(guī)范明確給出了排架結構和框架結構中柱計算長度的確定方法,兩種結構為不同的方法,對于排架和框架組合在一起的結構形式規(guī)范則沒有給出確定方法,所以計算長度的設計就成為框排架結構設計的關鍵。
2.排架柱計算長度確定
內部框架柱,由于結構形式為規(guī)則的框架結構,計算長度按照混凝土結構設計規(guī)范《GB50010-2002》的7.3.11條有關框架柱的規(guī)定確定取值即可,下面主要說明兩邊排架柱的計算長度確定,按梁和柱兩種不同的連接方式分別進行說明(圖3,圖4)。
2.1平臺梁與排架柱剛接,簡圖一(圖3)
此時排架柱的H1和H2段,可以認為是底部框架的一部分,可依照混凝土結構設計規(guī)范7.3.11條有關框架柱規(guī)定進行取值。
對于上部排架,混凝土結構設計規(guī)范《GB50010-2002》僅規(guī)定了單層廠房排架柱的計算長度,對于本文所討論的排架柱在使用條件上顯然不合適,文獻4中對框排架結構,按初參數法對上部排架柱的計算長度進行了計算,最終分析結果建議上柱取3.0,下柱可取2.0。在參考文獻3中,對于初參數法,進一步分析,修正了初參數法在理論上的缺陷,認為按原初參數法計算的柱的計算長度上柱偏大,綜合這兩篇文獻,設計時建議下柱取2.0,上柱取2.0,排架柱的各段具體計算長度見表1。
表1 排架柱計算長度
2.2對于平臺梁和柱鉸接,簡圖二(圖4)
對于梁柱鉸接時,沒有詳細分析資料時,偏安全考慮,建議將整個結構看作一個單層排架結構,即H1,H2,H3段均看作是排架柱的下柱,計算簡圖見圖三,計算長度系數按混凝土結構設計規(guī)范有關單層廠房的規(guī)定取值,即有吊車荷載時取下柱取H1+H2+H3。
表2 排架柱計算長度
3.結論
通過分析框排架結構的設計特點,并就關鍵的框排架柱的計算長度取值問題進行了分析,提出了可供設計人員在設計時參考的數值。
參考文獻:
[1]中華人民共和國國家標準GB50010-2002混凝土結構設計規(guī)范[S]北京中國建筑工業(yè)出版社2002.
[2]王玉朋魏璉框排架上柱的計算長度[J].建筑科學,1989,(6):33-38
[3]劉毅朱占友等基于二階效應的排架柱計算長度研究[J].工程力學,25(4):146-151