7.2 结构计算
7.2.1 栈桥跨间结构宜与下部支承结构整体分析。
7.2.2 栈桥结构应进行纵、横向水平地震作用计算。在抗震设防烈度为8度和9度，且栈桥跨度大于24m或采用长悬臂结构时，尚应进行竖向地震作用计算。
7.2.3 采用砌体结构支承时，栈桥纵向墙体应落地支承，端部应采用横墙封闭，中部应根据抗震设防烈度适当增设抗震横墙。栈桥楼、屋面应采用现浇钢筋混凝土结构，栈桥结构可按砌体房屋设计。
7.2.4 当跨间结构采用钢筋混凝土结构并采用钢筋混凝土柱支承时，宜采用纵横向框架结构。纵向可采用单层框架结构，横向可采用多层框架结构。
7.2.5 当跨间结构选用钢桁架结构并采用钢筋混凝土柱支承时，钢桁架宜采用简支型式，下部单排钢筋混凝土柱沿栈桥纵向宜按悬臂柱设计，横向应按有侧移框架设计。当采用连续桁架型式时，纵向可按排架体系设计，横向应按有侧移框架体系设计。
7.2.6 当跨间结构采用钢桁架结构和钢柱支承时，其计算模型可与钢筋混凝土柱相同。当柱采用H型钢截面时，应注意H型钢的布置方向，采用单列柱支承时，应保证沿栈桥纵向柱脚形成刚接，并应避免采用摇摆柱，支承结构横向宜加斜撑形成桁架体系。
7.2.7 采用连续结构的栈桥，应计算活荷载不利布置时的荷载效应。
7.2.8 当栈桥采用连续结构时，支承结构的横向刚度宜接近。与两端建筑相连时，中部支承体系的横向刚度尚应与两端建筑的水平刚度相协调。
7.2.9 当支承结构埋在煤堆中时，应计入煤堆对支承结构的附加作用，附加作用可按下列方法计算：
1 柱承受煤侧向压力范围可按下列公式计算：
1)当柱宽度(直径)不大于1m时，作用在每一柱上的煤压力计算宽度可按下式计算：
式中：bs——煤压力计算宽度(m)；
b——柱的宽度或直径(m)；
n——每行(列)柱数，n≥2。
2)当柱宽度(直径)大于1m时，作用在每一柱上的煤压力计算宽度可按下式计算：
式中：bs——煤压力计算宽度(m)；
b——柱的宽度或直径(m)；
n——每行(列)柱数，n≥2。
2 横梁承受煤竖直压力可按下列公式计算：
1)横梁顶部承受的煤垂直压力Pvn可按梯形楔体计算：
式中：sn——第n层梁顶的埋深(m)；
sn+1——第n+1层梁顶的埋深(m)；
b——梁宽(m)；
γ——堆料重力密度；
φ——堆料内摩擦角。
2)楔体与垂线的夹角可按下式计算：
式中：α——楔体与垂线的夹角。
3)横梁侧面承受煤的竖直摩擦力可按下式计算：
式中：sn——第n层梁顶的埋深(m)；
μ——堆料与结构构件间的摩擦系数；
k——堆料侧压力系数；
hn——第n层梁的高度(m)。
3 横梁单侧煤的侧向压力可按下式计算：
式中：sn——第n层梁顶的埋深(m)；
hn——第n层梁的高度(m)。
4 煤堆对支承结构的附加作用，应按可能出现的煤堆分布工况计算。
7.2.10 埋入煤堆中的钢筋混凝土支承结构，除应进行承载力、刚度和抗震计算外，尚应进行煤压作用下构件的裂缝宽度验算，最大裂缝宽度不得大于0.2mm。
7.2.11 跨间结构采用钢桁架时，上下弦支撑可按支承于封闭刚架处的桁架计算，栈桥悬挑端的封闭刚架不应作为支点。上下弦支撑计算时，可不计交叉斜杆中受压斜杆的作用。
7.2.12 承重桁架按平面桁架计算时，上下弦杆的内力应与上下弦支撑的弦杆内力组合后再用于杆件设计。
7.2.13 支座处的封闭刚架应具有足够的刚度和承载力。封闭刚架应能承受上下弦支撑传来的水平荷载和承重桁架传来的垂直荷载。
7.2.14 斜桁架下端支座可采用固定铰支座，上端和中部支座可采用滑动铰支座，支座应保证足够的承载力和刚度。
7.2.15 栈桥的下弦横梁可采用方钢管或H型钢，横梁除应承受下弦支撑传来的轴向力外，尚应承受楼板作用下的弯矩和剪力。
7.2.16 当钢桁架采用钢管空心球体系时，空心球节点在轴力、弯矩作用下的承载力可分别按下列公式计算。
1 单项荷载作用下圆钢管空心球节点的承载力，应按下列公式计算：
1)轴向拉力作用下：
式中：Nt——轴向拉力设计值(N)；
Ntu——轴向拉力作用下空心球节点的受拉承载力设计值(N)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——钢管外径(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)；
ηt——受拉空心球加劲肋承载力提高系数，不加肋ηt＝1.0，加肋ηt＝1.1。
2)轴向压力作用下：
式中：Nc——轴向压力设计值(N)；
Ncu——轴向压力作用下空心球节点的受压承载力设计值(N)；
D——空心球的外径(mm)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——钢管外径(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)；
ηc——受压空心球加劲肋承载力提高系数，不加肋ηc＝1.0，加肋ηc＝1.4。
3)弯矩作用下：
式中：M——弯矩设计值(N·mm)；
Mu——弯矩作用下空心球节点的受弯承载力设计值(N·mm)；
D——空心球的外径(mm)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——钢管外径(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)；
ηm——受弯空心球加劲肋承载力提高系数，不加肋ηm＝1.0，加肋ηm＝1.5。
2 单项荷载作用下方钢管空心球节点的承载力，应按下列公式计算：
1)轴向拉力作用下：
式中：Nt——轴向拉力设计值(N)；
Ntu——轴向拉力作用下空心球节点的受压承载力设计值(N)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——方钢管边长(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)；
ηt——受拉空心球加劲肋承载力提高系数，不加肋ηt＝1.0，加肋ηt＝1.1。
2)轴向压力作用下：
式中：Nc——轴向压力设计值(N)；
Ncu——轴向压力作用下空心球节点的受压承载力设计值(N)；
D——空心球的外径(mm)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——方钢管边长(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)；
ηc——受压空心球加劲肋承载力提高系数，不加肋ηc＝1.0，加肋ηc＝1.4。
3)弯矩作用下：
式中：M——弯矩设计值(N·mm)；
Mu——弯矩作用下空心球节点的受弯承载力设计值(N·mm)：
D——空心球的外径(mm)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——方钢管边长(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)；
ηm——受弯空心球加劲肋承载力提高系数，不加肋ηm＝1.0，加肋ηm＝1.5。
3 单项荷载作用下H型钢空心球节点的承载力，应按下列公式计算：
1)轴向拉力作用下：
式中：Nt——轴向拉力设计值(N)；
Ntu——轴向拉力作用下空心球节点的受拉承载力设计值(N)；
t——空心球壁厚(mm)；
h——H型钢高度(mm)；
b——H型钢翼缘宽度(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)；
ηt——受拉空心球加劲肋承载力提高系数，不加肋ηt＝1.0，加肋ηt＝1.1。
2)轴向压力作用下：
式中：Nc——轴向压力设计值(N)；
Ncu——轴向压力作用下空心球节点的受压承载力设计值(N)；
D——空心球的外径(mm)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——H型钢截面宽度(mm)；
h——H型钢截面高度(mm)；
tw——H型钢腹板厚度(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)。
3)弯矩作用下：
式中：M——弯矩设计值(N·mm)；
Mu——弯矩作用下空心球节点的受弯承载力设计值(N·mm)；
D——空心球的外径(mm)；
t——空心球壁厚(mm)；
b——H型钢截面宽度(mm)；
h——H型钢截面高度(mm)；
tw——H型钢腹板厚度(mm)；
f——钢材强度设计值(N/mm²)。
4 轴力与弯矩共同作用下空心球节点的承载力，应按下列公式计算：
1)轴向拉力与弯矩共同作用下：
式中：Nt——轴向拉力设计值(N)；
Ntu——轴向拉力作用下空心球节点的受拉承载力设计值(N)；
M——弯矩设计值(N·mm)；
Mu——弯矩作用下空心球节点的受弯承载力设计值(N·mm)。
2)轴向压力与弯矩共同作用下：
式中：Nc——轴向压力设计值(N)；
Ncu——轴向压力作用下空心球节点的受压承载力设计值(N)；
M——弯矩设计值(N·mm)；
Mu——弯矩作用下空心球节点的受弯承载力设计值(N·mm)。
5 当采用焊接空心球节点承受弯矩时，宜在内部加肋板。
6 当空心球节点的空心球壁厚和圆钢管壁厚满足下列公式时，可不计算空心球的受拉承载力：
1)空心球有肋时：
2)空心球无肋时：
7.2.17 钢筋混凝土结构的地道可按封闭刚架计算。采用混凝土结构或砌体结构的地道可按排架结构计算。
7.2.18 储煤场返煤地道应计入堆料荷载对侧壁及顶板的附加压力。
7.2.19 当地基为不均匀地基或贮料荷载不均匀时，返煤地道沿纵向可按箱形截面弹性地基梁计算。
7.2.20 转载站结构分析时，除应计算自身恒载、活载、风载等常规荷载外，尚应计入相邻结构传来的荷载及带式输送机水平拉力的作用。
7.2.21 作用于转载站缓冲仓竖壁上的荷载应按漏斗的重心分配。当为群仓时，尚应按空仓、满仓的荷载效应组合计算。
7.2.22 带缓冲仓的转载站，宜按空间结构体系分析，也可按下列规定计算：
1 当仓壁全跨布置时，竖壁的线刚度计算应计入斜壁有效宽度的影响；
2 每个斜壁的有效宽度可取仓壁跨度的1/6，且不应大于斜壁厚度的6倍。
7.2.23 缓冲仓的仓壁计算和构造措施尚应符合现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计标准》GB 50077的有关规定。
7.2.1、7.2.2 这两条规定了栈桥结构的计算方法和计算原则。本标准给出的栈桥抗震计算的原则比现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191-2012的规定略显严格。但随着建筑结构计算程序的成熟，栈桥整体计算及水平地震作用的计算也趋于简单，已无须简化。而大跨结构和长悬臂结构需进行竖向地震计算则是现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010(2016年版)的要求。
7.2.3～7.2.6 这几条分别给出了各种支承条件下栈桥结构的整体计算模型。需要引起结构设计人员注意的有以下两点：
(1)尽量采用简支桁架。这是因为近年来采用连续桁架的栈桥屡有事故发生。在分段施工吊装过程中因桁架杆件内力反号导致拉杆弯曲的现象屡见不鲜；在使用过程中由于支承结构不均匀下沉导致连续栈桥破坏的情况也很多。山西晋中某焦化厂输煤栈桥采用两跨连续桁架，由于中部支承结构基础浸水下陷，使得中部支架直接挂在了桁架上，不但没起到支承作用，反而成了桁架的跨中荷载，直接造成了栈桥的整体破坏。由于栈桥结构一般较长，很难保证每个支架的地基条件均匀一致，而支承结构又长年暴露在室外，基础浸水下沉的情况难以避免，因此设计时应尽量避免采用连续桁架。
(2)避免采用摇摆柱。近年来，随着轻钢结构在我国的推广，上下两端均为铰接的摇摆柱也在栈桥支承结构设计中有所体现。这一做法值得商榷：一方面，栈桥纵横两向的水平支承刚度本来就很弱，摇摆柱对水平支承刚度没有任何帮助作用，反而需要其他柱来维持稳定，会加大其他柱的计算长度；另一方面，摇摆柱的使用也给施工造成了很大困难，在桁架施工吊装过程中，其支承结构始终处于不稳定状态，很难保证定位。因此，本标准规定避免使用摇摆柱。
7.2.7 当确有必要采用连续栈桥时，计算时应考虑可能发生的各种活荷载不利组合。内蒙古某矿采用钢桁架连续栈桥，由于钢结构制造厂商在设计时未考虑活荷载的不利布置，在开始安装楼板时就发生了多根杆件弯曲的现象。弯杆现象甚至波及最远端的一跨，而且每跨楼板安装时，都会有新的杆件继续弯曲，最后不得不整体加固。
7.2.8 本条对连续栈桥的水平支承刚度提出了概念设计要求。支承结构的水平刚度等同于栈桥水平方向的弹性支承刚度，如果相差较大，跨间结构会产生较大的附加应力。调整支承结构的横向刚度可通过调整柱截面、横向柱距、横梁间距等方法实现。对于倾斜的连续栈桥，较高的支承结构应采用较大的柱截面、较大的横向柱距和较密的横梁间距。
7.2.9 过去支承结构埋入煤堆时，对煤压力荷载认识不够，设计时一般仅取梁、柱宽度范围内的煤柱压力。但从实际调查发现，梁柱的破坏很严重，梁柱所受的实际荷载要大得多，这一荷载与煤的物理性质(如粒度、凝聚力、内摩擦角、含水量等)有较大关系，煤越黏煤压越大。曾有资料介绍，横梁的受荷范围可取梁宽的3倍～5倍，但这一结论缺乏理论依据。
本标准按照挡土墙后土体破坏的特征来分析煤的滑动面，显然滑动面以上的煤对横梁才有竖向作用。
图14中煤柱Ⅰ和煤柱Ⅱ的摩擦角显然就是煤的内摩擦角，按照库伦理论：
对煤柱Ⅰ取水平向平衡：
对整个楔形煤柱取竖向平衡：
经简化，横梁顶部煤垂直压力可按下式计算：
式中：E、R——分别为Ⅰ区堆料对Ⅱ区堆料及滑移面的作用力；
G1、G2——分别为Ⅰ区、Ⅱ区堆料自重；
ф——堆料内摩擦角；
b、h一一分别为横梁宽度及埋深。
柱承受煤堆侧向压力的计算范围参照岩土工程有关标准制定，单柱支承时，单柱侧向压力可参照本标准落煤筒的计算方法确定。
7.2.10 考虑到煤堆中水分和其他有害成分的腐蚀作用，埋入煤堆中的混凝土构件应进行抗裂计算。
7.2.11 悬挑端的封闭刚架仅用于避免悬挑部分发生扭曲，其自身随桁架节点整体移动，不能作为支撑桁架的支点。
7.2.12 支撑桁架的弦杆与承重桁架的弦杆是同一构件，在风载等水平力作用下，弦杆将产生一定的内力。这一内力应与承重桁架在竖向荷载作用下产生的弦杆内力组合叠加。
7.2.13 支座处的封闭刚架是各榀桁架的支点，除满足承载力要求外，应构造加大截面以具有足够的刚度。
7.2.14 固定铰支座一般设置于支承高度较低的一端，这主要是避免让较高的支承结构承受水平力，同时也避免了由于桁架下滑引起的下弦杆件附加拉力。支座应具备足够的水平刚度和承载力。
7.2.15 栈桥下弦支撑桁架的直腹杆一般兼作楼面结构的横梁，设计时应考虑楼板传来的附加弯矩和剪力。
7.2.16 钢桁架采用钢管空心球体系，节点假定为铰接进行计算，这样空心球节点仅承担拉或压的轴向力。但对于矿井栈桥中的钢桁架，在桁架平面外也可能承担一定的弯矩和剪力。
本条关于空心球节点轴向拉压承载力的计算公式和相关内容是根据天津大学几十年来的理论分析和实验研究成果总结提炼而成的，天津大学所完成的成果除了基于理论推导、有限元数值分析和大量的节点破坏试验外，更重要的是还包括了关于空心球节点的贴片云纹干涉法试验。
受拉承载力计算是根据所得出的冲切破坏的机理，通过采用冲剪法，运用第四强度理论并考虑一定的安全度推导得出的。受压承载力计算公式是根据试验所得出的受压空心球节点失稳破坏的机理，通过多因素多水平分析和回归分析得出的。
对于同时承担弯矩的空心球节点，天津大学、浙江大学均开展了相关的研究，本标准公式是在相关试验和理论分析相结合的基础上提出的。研究表明，剪力对焊接空心球节点的承载力影响较小，可以忽略不计，所以公式中没有考虑剪力的影响。
把本标准与现行其他标准中采用的空心球承载力计算公式、实验数据等进行了对比分析和研究，发现本标准的公式不仅能反映空心球的受拉和受压破坏机理，且其得出的承载力值与试验数值最接近。
本条文中提出的一项构造措施，使得空心球节点的壁厚t和与之相连接的钢管壁厚δ之比t/δ满足一定条件时，受拉承载力不必计算，具体推导如下：
受拉球节点承载力公式如式(7.2.16-1)所示，而钢管的承载力为：
目前常用的钢管有ф60×3.5、ф76×3.85、ф89×4.0、ф108×4.5、ф114×5、ф127×6、ф140×8、ф159×10、12等。经统计计算后得出δ/d的平均值约为0.05，故将δ＝0.05d代入得：
当Nt≥Ntube时，节点承载力可以不算，故有：
整理后得：
空心球加助时：
空心球不加肋时：
所以当焊接空心球节点的空心球壁厚t和钢管壁厚δ满足本条文的规定时，受拉承载力可不计算。
本次修订根据试验和大量的数值模拟分析结果增加了H型钢空心球节点的承载力计算公式。
7.2.19 一般情况下可不进行地道的纵向强度计算，但当纵向荷载不均匀、地基土压缩性较大、压缩层较深时，宜做纵向计算。
7.2.20 带式输送机水平拉力可按输送机中心线至相邻两轴线距离的反比分配到框架上。
7.2.22 斜壁的有效宽度是参照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010(2015年版)确定的。整体计算时，竖壁的线刚度也可由截面矩形部分面积的线刚度做修改后确定。
