混凝土结构第4版:排架结构计算简图

单层厂房结构实际上是一空间结构体系，为了计算方便，一般分别按纵、横两个方向作为平面排架来分析，即假定各个横向平面排架（或纵向平面排架）均单独工作。

纵向平面排架的柱较多，且往往设置柱间支撑，其水平刚度较大，每根柱子所承受的荷载不大，一般不必计算（仅当柱子数量少，或需要考虑地震作用或温度内力时才进行计算）。因此，本章将着重讨论横向排架的计算。

1）计算单元

作用于厂房上的屋面荷载、雪荷载和风荷载等沿纵向都是均匀分布的，而厂房的柱距一般是相等的，这样，我们就可以通过任意相邻纵向柱距的中线，截取一个典型区段来进行计算，这个典型区段称为计算单元，如图14-26阴影部分所示。

图14-26 排架各列柱距相等时的计算单元和计算简图

当单层厂房因生产工艺要求各列柱距不等时，如果屋盖结构刚度很大，或设有可靠的下弦纵向水平支撑，可认为厂房的纵向屋盖构件把各横向排架连接成一个空间整体，这样就有可能根据具体情况，选取较宽的计算单元进行内力分析。例如，厂房边列柱距为6m，中列柱为12m，这时，可取2个开间作为计算单元，如图14-27所示。

图14-27 排架各列柱距不等时的计算单元和计算简图

2）计算简图(www.xing528.com)

（1）基本假定

为了简化计算，在确定其计算简图时可采用以下基本假定：

①屋架（或屋面梁）与柱顶为铰接，只能传递竖向轴力和水平剪力，不能传递弯矩；

②柱底嵌固于基础，固定端位于基础顶面，不考虑各种荷载引起的基础转动；

③横梁（屋架或屋面梁）的轴向刚度很大，排架受力后，横梁的轴向变形忽略不计，横梁两侧柱顶水平位移相等。

必须注意，上述假定是有条件的，不是在任何情况下都适用。例如，当柱插入杯口有一定深度，并用细石混凝土填实，与基础紧密地结成一体，且地基变形是受到控制的，基础转动很小，假定②是成立的。但遇到地质条件差，变形较大或有较大的地面堆载时，则假定②将不成立，此时应考虑基础位移和转动对排架内力的影响。又如，对于屋面梁或下弦杆刚度较大的屋架，假定③是成立的，但当采用组合式屋架或二铰、三铰拱屋架，假定③将不成立，此时应考虑其轴向变形（称为跨变）对排架内力的影响。

（2）排架柱的轴线、尺寸和刚度

在排架的计算简图中，柱的轴线取上柱和下柱截面重心的连线，变截面柱的轴线为一折线。柱的计算高度（总高度）H 取基础顶面至柱顶的距离。上部柱高Hu 取吊车梁底支承面至柱顶的距离。

上柱和下柱的截面抗弯刚度分别取EcIu 和EcIl。其中，Ec 为混凝土弹性模量，Iu 和Il分别为上柱和下柱的截面惯性矩。