理论教育 荷载、内力分析和桥梁结构操作

荷载、内力分析和桥梁结构操作

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:《建筑结构荷载规范》规定:5.2.1 工业建筑楼面在生产使用或安装检修时,由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载,均应按实际情况考虑,可采用等效均布活荷载代替。在设备所占区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载。平台密肋铺板面层和结构自重标准值为5kN/m2,堆放检修材料的荷载标准值为30kN/m2。根据《钢结构设计规范》3.2.4条,由检修材料所产生的荷载,主梁乘以折减系数0.85。

荷载、内力分析和桥梁结构操作

建筑结构荷载规范》规定:

5.2.1 工业建筑楼面在生产使用或安装检修时,由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载,均应按实际情况考虑,可采用等效均布活荷载代替。对设备位置固定的情况,可直接按固定位置对结构进行计算,但应考虑因设备安装和维修过程中的位置变化可能出现的最不利效应。工业建筑楼面堆放原料或成品较多、较重的区域,应按实际情况考虑;一般的堆放情况可按均布活荷载或等效均布活荷载考虑。

注:1.楼面等效均布活荷载,包括计算次梁、主梁和基础时的楼面活荷载,可分别按本规范附录C的规定确定;

2.对于一般金工车间、仪器仪表生产车间、半导体器件车间、棉纺织车间、轮胎准备车间和粮食加工车间,当缺乏资料时,可按本规范附录D采用。

5.2.2 工业建筑楼面(包括工作平台)上无设备区域的操作荷载,包括操作人员、一般工具、零星原料和成品的自重,可按均布活荷载2.0kN/m2考虑。在设备所占区域内可不考虑操作荷载和堆料荷载。生产车间的楼梯活荷载,可按实际情况采用,但不宜小于3.5kN/m2。生产车间的参观走廊活荷载,可采用3.5kN/m2

5.2.3 工业建筑楼面活荷载的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数除本规范附录D中给出的以外,应按实际情况采用;但在任何情况下,组合值和频遇值系数不应小于0.7,准永久值系数不应小于0.6。

钢结构设计规范》的规定:

3.2.4 计算冶炼车间或其他类似车间的工作平台结构时,由检修材料所产生的荷载,可乘以下列的折减系数:

主梁: 0.85;

柱(包括基础): 0.75。

【2.2.4】 转炉修砌平台检修荷载的折减

条件:某转炉修砌平台,设计使用年限50年,检修炉衬时堆存耐火砖活荷载20kN/m2,自重4kN/m2

要求:计算平台柱时,求均布荷载的设计值。

【详解】

(1)根据《建筑结构荷载规范》3.2.4条,由可变荷载控制时,自重分项系数取1.2,活载分项系数取1.3。

(2)根据《钢结构设计规范》3.2.4条,计算柱时乘以折减系数0.75。

q=1.2×4+1.3×1.0×0.75×20=24.3kN/m2

【简解】 根据《荷规》3.2.4条和《钢规》3.2.4条:

q=1.2×4+1.3×1.0×0.75×20=24.3kN/m2

真题 【2.2.5】 (2000年一级考题,因规范改版,原题已作修改。)

条件:某冶炼车间操作平台设计使用年限50年,图2.2.5为剖面图,平台均布检修活荷载标准值20kN/m2,平台结构自重标准值2kN/m2,梁跨度9m,柱间距5m,柱顶与横梁铰接,柱底与基础固接,各列柱纵向均设有柱间支撑,平台面为铺钢板梁,横梁跨中设有单轨吊车,其作用荷载标准值P=100kN,平台柱自重可忽略不计。

要求:求AB柱在恒荷载和活荷载作用下的轴压比设计值。

【详解】

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图 2.2.5

(1)根据《建筑结构荷载规范》3.2.4条,恒荷载分项系数取1.2,BD梁端剪力设计值:

978-7-111-46312-2-Part01-107.jpg

(2)活荷载作用下柱AB柱的轴压力设计值:

1)根据《钢结构设计规范》3.2.4条,由检修材料所产生的荷载,柱乘以折减系数0.75。

2)根据《建筑结构荷载规范》3.2.4条,检修荷载20kN/m2>4kN/m2,活荷载分项系数取1.3。

3)平台均布检修活荷载产生的柱轴力设计值为

978-7-111-46312-2-Part01-108.jpg

4)根据《建筑结构荷载规范》6.3.1条,柱子不直接承受动力荷载,不必考虑动力系数,仅考虑活荷载分项系数1.4,根据表6.4.1,吊车荷载的组合系数取0.7。

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(3)轴压力设计值:N=54+487.75=541.75kN

【简解】

(1)根据《荷规》3.2.4条,恒荷载下梁端剪力设计值:978-7-111-46312-2-Part01-110.jpg

(2)活荷载下柱AB柱的轴力:

1)根据《钢规》3.2.4条,柱的折减系数0.75。

2)根据《荷规》3.2.4条,分项系数取1.3。

3)检修活荷载下的柱轴力:978-7-111-46312-2-Part01-111.jpg

4)根据《荷规》6.3.1条,吊车荷载下的柱轴力:978-7-111-46312-2-Part01-112.jpg

Nq=438.75+0.7×70=487.75kN

(3)轴压力设计值:N=54+487.75=541.75kN

真题 【2.2.6】 (2000年一级考题,因规范改版,原题已作修改。)

钢结构重型工作平台,设计使用年限100年,平台柱网尺寸为5m×8m,即主梁间距5m,跨度8m,梁与柱铰接。平台密肋铺板面层和结构自重标准值为5kN/m2,堆放检修材料的荷载标准值为30kN/m2。主梁的跨中弯矩设计值(kN·m)应为下列何项数值?

(A)810 (B)1400 (C)1566 (D)1920

【答案】 (C)

【详解】

(1)根据《建筑结构荷载规范》3.2.4条,活载分项系数取1.3。

(2)根据《建筑结构荷载规范》表3.2.5注2及条文说明,荷载标准值可控的活荷载指那些不会随时间明显变化的荷载,如楼面均布活荷载中的书库、储藏室、机房、停车库,以及工业楼面均布活荷载等,因此设计使用年限的调整系数γL取1.0。

(3)根据《钢结构设计规范》3.2.4条,由检修材料所产生的荷载,主梁乘以折减系数0.85。

(4)根据《建筑结构荷载规范》3.2.3条,由可变荷载控制的效应设计值:

q=(1.2×5+1.3×1.0×30×0.85)×5=195.75kN/m(www.daowen.com)

由永久荷载控制的效应设计值:

q=(1.35×5+1.3×1.0×0.7×30×0.85)×5=149.78kN/m

取195.75kN/m

(5)主梁的跨中弯矩设计值:978-7-111-46312-2-Part01-113.jpg,(C)正确。

【简解】

(1)根据《荷规》3.2.4条,γQ=1.3。

(2)根据《荷规》表3.2.5注2及条文说明,γL取1.0。

(3)根据《钢规》3.2.4条,主梁折减系数0.85。

(4)根据《荷规》3.2.3条

可变荷载控制:q=(1.2×5+1.3×1.0×30×0.85)×5=195.75kN/m

永久荷载控制:q=(1.35×5+1.3×1.0×0.7×30×0.85)×5=149.78kN/m

取195.75kN/m

(5)978-7-111-46312-2-Part01-114.jpg,(C)正确。

真题 【2.2.7】 (2000年二级考题,因规范改版,原题已作修改。)

条件:某冶炼车间工作钢结构平台的主梁如图2.2.6所示,设计使用年限50年,平台堆放检修材料的均布活荷载标准值为20kN/m2,平台结构自重标准值2kN/m2,梁端与钢柱简支,梁跨度9m,间距5m,上铺密肋钢铺板,能保证主梁上翼缘平面外的稳定。梁跨中设有电动葫芦,荷载标准值100kN。

要求:强度计算时,求梁的弯矩设计值

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图 2.2.6

【详解】

(1)根据《建筑结构荷载规范》3.2.4条,均布活荷载分项系数取1.3;根据3.2.5条荷载调整系数取1.0。

(2)根据《钢结构设计规范》3.2.4条,主梁的荷载折减系数取0.85,则均布线荷载标准值为:0.85×20×5=85kN/m。

(3)均布活荷载标准值作用下梁的跨中弯矩:

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(4)根据《建筑结构荷载规范》6.3.1条和《钢结构设计规范》3.1.6条,计算梁弯矩时需考虑电动葫芦的动力系数1.05,根据表6.4.1,吊车荷载组合值系数0.7,集中荷载标准值作用下梁的跨中弯矩为

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(5)恒荷载标准值作用下梁的跨中弯矩:

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(6)由可变荷载控制的效应设计值:

Sd=1.2×SG1k+1.3×1.0×SQ1k+1.4×0.7×SQ2k

=1.2×101.25+1.3×1.0×860.625+1.4×0.7×236.25

=1471.84kN·m

由永久荷载控制的效应设计值:

Sd=1.35×SG1k+1.3×1.0×0.7×SQ1k+1.4×0.7×SQ2k

=1.35×101.25+1.3×1.0×0.7×860.625+1.4×0.7×236.25

=1151.38kN·m

取1471.84kN·m

【简解】

(1)根据《荷规》3.2.4条,γQ=1.3;3.2.5条,γL=1.0。

(2)根据《钢规》3.2.4条,主梁折减系数0.85,0.85×20×5=85kN/m。

(3)978-7-111-46312-2-Part01-119.jpg

(4)根据《荷规》6.3.1条和《钢规》3.1.6条,电动葫芦的动力系数1.05。

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(5)978-7-111-46312-2-Part01-121.jpg

(6)可变荷载控制:

Sd=1.2×SG1k+1.3×1.0×SQ1k+1.4×0.7×SQ2k

=1.2×101.25+1.3×1.0×860.625+1.4×0.7×236.25

=1471.84kN·m

永久荷载控制:

Sd=1.35×SG1k+1.3×1.0×0.7×SQ1k+1.4×0.7×SQ2k

=1.35×101.25+1.3×1.0×0.7×860.625+1.4×0.7×236.25

=1151.38kN·m

取1471.84kN·m

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