鋼結構廠房PPT

1、1 2 排架結構排架結構 門式剛架結構門式剛架結構 （1）按承重結構體系可分為：排架結構和剛架結構按承重結構體系可分為：排架結構和剛架結構 一、一、 單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點 1 1 結構組成結構組成 3 混合結構混合結構 鋼筋混凝鋼筋混凝 土結構土結構 對無吊車或吊車噸位不超過對無吊車或吊車噸位不超過5t、跨度在、跨度在15m以內、柱頂標高以內、柱頂標高 不超過不超過8m且無特殊工藝要求的小型廠房，可采用混合結構且無特殊工藝要求的小型廠房，可采用混合結構 對有重型吊車、跨度大于對有重型吊車、跨度大于36m或有特殊工藝要求的大型廠房，或有特殊工藝要求的大

2、型廠房， 可采用全鋼結構或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的結構可采用全鋼結構或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的結構 （2）按生產規(guī)模可分為：大型、中型和小型按生產規(guī)模可分為：大型、中型和小型 ； （3）按主要承重材料可分為：按主要承重材料可分為： 鋼結構鋼結構 除上述情況以外的單層廠房均可采用混凝土結構。而且除特除上述情況以外的單層廠房均可采用混凝土結構。而且除特 殊情況之外，一般均采用裝配式鋼筋混凝土結構殊情況之外，一般均采用裝配式鋼筋混凝土結構 1 1 結構組成結構組成 一、一、 單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點 4 單層廠房結構是由一些構件組成的一個復雜的空間受力

3、體系，可將結構單層廠房結構是由一些構件組成的一個復雜的空間受力體系，可將結構 整體分為以下幾個子結構體系整體分為以下幾個子結構體系: 單層廠房結構單層廠房結構 1. 屋面板屋面板 2. 天溝板天溝板 3. 天窗架天窗架 4. 屋架屋架 5. 托架托架 6. 吊車梁吊車梁 7.排架柱排架柱 8. 抗風柱抗風柱 9. 基基 礎礎 10. 連系梁連系梁 11. 基礎梁基礎梁 12. 天窗架垂天窗架垂 直支撐直支撐 13. 屋架下弦屋架下弦 橫向水平支撐橫向水平支撐 14.屋架端部屋架端部 垂直支撐垂直支撐 15. 柱間支撐柱間支撐 一、一、 單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點單層工業(yè)廠房的結構組成與受

4、力特點 1 1 結構組成結構組成 5 屋蓋結構屋蓋結構 有檁體系有檁體系 無檁體系無檁體系 由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋 蓋支撐組成，有時還包括有天窗架蓋支撐組成，有時還包括有天窗架 和托架等構件和托架等構件 由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋 支撐所組成支撐所組成 屋蓋結構屋蓋結構 一、一、 單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點 1 1 結構組成結構組成 6 橫向排架橫向排架 結結 構構 由橫梁、橫向柱由橫梁、橫向柱 列及其基礎所組列及其基礎所組 成的平面骨架，成的平面骨架， 是廠房的基本承是廠房的基本承

5、重結構。廠房承重結構。廠房承 受的豎向荷載及受的豎向荷載及 橫向水平荷載主橫向水平荷載主 要通過橫向平面要通過橫向平面 排架傳至基礎及排架傳至基礎及 地基地基 橫向平面排架組成及荷載圖橫向平面排架組成及荷載圖 一、一、 單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點 1 1 結構組成結構組成 7 縱向排架縱向排架 結結 構構 由連系梁、吊車梁、縱向柱列、柱間支撐和基礎等構件組由連系梁、吊車梁、縱向柱列、柱間支撐和基礎等構件組 成的縱向平面骨架。作用是保證廠房結構的縱向穩(wěn)定性和成的縱向平面骨架。作用是保證廠房結構的縱向穩(wěn)定性和 剛度，承受吊車縱向水平荷載、縱向水平地震作用、溫度

6、剛度，承受吊車縱向水平荷載、縱向水平地震作用、溫度 應力以及作用在山墻及天窗架端壁并通過屋蓋結構傳來的應力以及作用在山墻及天窗架端壁并通過屋蓋結構傳來的 縱向風荷載等縱向風荷載等 圍護結構圍護結構 位于廠房的四周，包括縱墻、橫墻（山墻）、抗風柱、連位于廠房的四周，包括縱墻、橫墻（山墻）、抗風柱、連 系梁、基礎梁等構件。這些構件所承受的荷載，主要是墻系梁、基礎梁等構件。這些構件所承受的荷載，主要是墻 體和構件的自重以及作用在墻面上的風荷載體和構件的自重以及作用在墻面上的風荷載 縱向平面排架縱向平面排架 組成及荷載圖組成及荷載圖 一、一、 單層工業(yè)廠房的結構組成與受力特點單層工業(yè)廠房的結構組成與受

7、力特點 1 1 結構組成結構組成 8 1 1 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 （1）上弦橫向水平支撐）上弦橫向水平支撐 屋蓋支撐包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、縱向水平支撐、屋蓋支撐包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、縱向水平支撐、 垂直支撐、縱向水平系桿、天窗架支撐等。垂直支撐、縱向水平系桿、天窗架支撐等。 構成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架上弦桿構成的水平構成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架上弦桿構成的水平 桁架。桁架。 作用：保證屋架上弦的側向穩(wěn)定性；增強屋蓋的整體剛度；作為山墻作用：保證屋架上弦的側向穩(wěn)定性；增強屋蓋的整體剛度；作為山墻 抗風柱的頂端水平支座，承

8、受由山墻傳來的風荷載和其他縱向水平荷抗風柱的頂端水平支座，承受由山墻傳來的風荷載和其他縱向水平荷 載，并傳至廠房縱向柱列。載，并傳至廠房縱向柱列。 布置：當屋蓋為有檁體系，或屋蓋為無檁體系，但屋面板與屋架的連布置：當屋蓋為有檁體系，或屋蓋為無檁體系，但屋面板與屋架的連 接質量不能保證且抗風柱與屋架上弦連接，每一伸縮縫區(qū)段端部第一接質量不能保證且抗風柱與屋架上弦連接，每一伸縮縫區(qū)段端部第一 或第二柱間布置；當設有天窗，且天窗通過廠房端部的第二柱間或通或第二柱間布置；當設有天窗，且天窗通過廠房端部的第二柱間或通 過伸縮縫，應在第一或第二柱間的天窗范圍內設置，并在天窗范圍內過伸縮縫，應在第一或第二柱

9、間的天窗范圍內設置，并在天窗范圍內 沿縱向設置沿縱向設置13道通長的受壓系桿，將天窗范圍內各榀屋架與上弦橫道通長的受壓系桿，將天窗范圍內各榀屋架與上弦橫 向水平支撐連系起來。向水平支撐連系起來。 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 9 上弦橫向水平支撐布置上弦橫向水平支撐布置 1 1 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 10 （2）下弦橫向水平支撐）下弦橫向水平支撐 構成：沿廠房跨度方向用交叉角構成：沿廠房跨度方向用交叉角 鋼、直腹桿和屋架下弦桿構成的鋼、直腹桿和屋架下弦桿構成的 水平桁架

10、水平桁架 。 作用：將山墻風荷載及縱向水平作用：將山墻風荷載及縱向水平 荷載傳至縱向柱列；防止屋架下荷載傳至縱向柱列；防止屋架下 弦側向振動。弦側向振動。 布置：當屋架下弦設有懸掛吊車，布置：當屋架下弦設有懸掛吊車， 或廠房內有較大振動，或山墻風或廠房內有較大振動，或山墻風 荷載通過抗風柱傳至屋架下弦，荷載通過抗風柱傳至屋架下弦， 應在每一伸縮縫區(qū)段兩端的第一應在每一伸縮縫區(qū)段兩端的第一 或第二柱間設置，宜與上弦橫向或第二柱間設置，宜與上弦橫向 水平支撐設置在同一柱間。水平支撐設置在同一柱間。 下弦橫向水平支撐布置下弦橫向水平支撐布置 2 2 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的

11、結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 11 （3）縱向水平支撐）縱向水平支撐 構成：由交叉角鋼、直桿和屋架下弦第一節(jié)間組成的縱向水平桁架構成：由交叉角鋼、直桿和屋架下弦第一節(jié)間組成的縱向水平桁架 。 作用：加強屋蓋結構的橫向水平剛度；保證橫向水平荷載的縱向分布，作用：加強屋蓋結構的橫向水平剛度；保證橫向水平荷載的縱向分布， 加強廠房的空間工作；保證托架上弦的側向穩(wěn)定。加強廠房的空間工作；保證托架上弦的側向穩(wěn)定。 布置：當設有軟鉤橋布置：當設有軟鉤橋 式吊車且廠房高度大、式吊車且廠房高度大、 吊車起重量較大，應吊車起重量較大，應 在屋架下弦端節(jié)間沿在屋架下弦端節(jié)間沿 廠房縱向通長或

12、局部廠房縱向通長或局部 設置一道；當已設有設置一道；當已設有 下弦橫向水平支撐時，下弦橫向水平支撐時， 為保證廠房空間剛度，為保證廠房空間剛度， 應盡可能與橫向水平應盡可能與橫向水平 支撐連接，以形成封支撐連接，以形成封 閉的水平支撐系統(tǒng)。閉的水平支撐系統(tǒng)。 縱向水平支撐布置縱向水平支撐布置 2 2 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 12 （4）垂直支撐）垂直支撐 構成：由角鋼桿件與屋架直腹桿組成的垂直桁架，形式為十字交叉形構成：由角鋼桿件與屋架直腹桿組成的垂直桁架，形式為十字交叉形 或或W形。形。 作用：保證屋架受荷后在平面

13、外的穩(wěn)定；傳遞縱向水平力。作用：保證屋架受荷后在平面外的穩(wěn)定；傳遞縱向水平力。 布置：應與下弦橫向水平支撐布置在同一柱間內。布置：應與下弦橫向水平支撐布置在同一柱間內。 當廠房跨度小于當廠房跨度小于18m且無天窗時，一般可不設垂直支撐和水且無天窗時，一般可不設垂直支撐和水 平系桿；平系桿； 當廠房跨度當廠房跨度1830m、屋架間距為、屋架間距為6m、采用大型屋面板時，、采用大型屋面板時， 應在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間，屋架跨中設置應在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間，屋架跨中設置 一道垂直支撐；一道垂直支撐； 當屋架跨度大于當屋架跨度大于30m時，應在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或時，

14、應在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或 第二柱間，屋架跨度第二柱間，屋架跨度1/3左右的節(jié)點處設置兩道垂直支撐。左右的節(jié)點處設置兩道垂直支撐。 2 2 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 13 垂直支撐和水平系桿布置圖垂直支撐和水平系桿布置圖 2 2 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 14 （5）水平系桿）水平系桿 構成：分為上弦水平系桿和下弦水平系桿構成：分為上弦水平系桿和下弦水平系桿 。 作用：上弦水平系桿是為保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側向穩(wěn)定；作用：上弦水平系

15、桿是為保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側向穩(wěn)定； 下弦水平系桿是為防止在吊車或有其它水平振動時屋架下弦側向顫動。下弦水平系桿是為防止在吊車或有其它水平振動時屋架下弦側向顫動。 布置：當屋蓋設置垂直支撐時，未設置垂直支撐的屋架間，在相應于布置：當屋蓋設置垂直支撐時，未設置垂直支撐的屋架間，在相應于 垂直支撐平面內的屋架上弦和下弦節(jié)點處，設置通長的水平系桿。垂直支撐平面內的屋架上弦和下弦節(jié)點處，設置通長的水平系桿。 剛性系桿（壓桿）：凡設在屋架端部主要支承節(jié)點處和屋架上弦剛性系桿（壓桿）：凡設在屋架端部主要支承節(jié)點處和屋架上弦 屋脊節(jié)點處的通長水平系桿，均應采用剛性系桿；當屋架橫向水屋脊節(jié)點處的通長

16、水平系桿，均應采用剛性系桿；當屋架橫向水 平支撐設在伸縮縫區(qū)段兩端的第二柱間內時，第一柱間內的水平平支撐設在伸縮縫區(qū)段兩端的第二柱間內時，第一柱間內的水平 系桿均應采用剛性系桿。系桿均應采用剛性系桿。 柔性系桿（拉桿）：其余均可采用柔性系桿。柔性系桿（拉桿）：其余均可采用柔性系桿。 2 2 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 15 （6）天窗架支撐）天窗架支撐 構成：包括天窗架上弦橫向水平支撐、天窗架間的垂直支撐和水平系桿。構成：包括天窗架上弦橫向水平支撐、天窗架間的垂直支撐和水平系桿。 作用：保證天窗架上弦的側向穩(wěn)定作用：保證

17、天窗架上弦的側向穩(wěn)定 ；將天窗端壁上的風荷載傳給屋架；將天窗端壁上的風荷載傳給屋架 。 布置：布置： 縱向位置（柱間）縱向位置（柱間） ：一般天窗架上弦橫向水平支撐和垂直支撐均設：一般天窗架上弦橫向水平支撐和垂直支撐均設 置在天窗端部第一柱間內。置在天窗端部第一柱間內。 橫向位置（道）橫向位置（道） ：一般垂直支撐設置在天窗兩側。：一般垂直支撐設置在天窗兩側。 水平系桿水平系桿 ：在未設置上弦橫向水平支撐的天窗架間設置；應在上弦：在未設置上弦橫向水平支撐的天窗架間設置；應在上弦 節(jié)點處設置柔性系桿；對有檁屋蓋體系，檁條可以代替柔性系桿。節(jié)點處設置柔性系桿；對有檁屋蓋體系，檁條可以代替柔性系桿。

18、 2 2 屋蓋支撐布置屋蓋支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 16 3 3 柱間支撐布置柱間支撐布置 構成：由交叉鋼桿件構成：由交叉鋼桿件 組成，交叉傾角宜取組成，交叉傾角宜取 45，支撐鋼構件的，支撐鋼構件的 截面尺寸需經承載力截面尺寸需經承載力 和穩(wěn)定計算確定和穩(wěn)定計算確定 。 柱間支撐是縱向平面排架中最主要的抗側力構件。柱間支撐是縱向平面排架中最主要的抗側力構件。 作用：提高廠房的縱向作用：提高廠房的縱向 剛度和穩(wěn)定性；將吊車剛度和穩(wěn)定性；將吊車 縱向水平制動力、山墻縱向水平制動力、山墻 及天窗端壁的風荷載、及天窗端壁的風荷載、 縱向水平

19、地震作用等傳縱向水平地震作用等傳 至基礎。至基礎。 柱間支撐作用示意圖柱間支撐作用示意圖 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 17 分類：對于有吊車的廠房，按其位置可分為上柱柱間支撐和下分類：對于有吊車的廠房，按其位置可分為上柱柱間支撐和下 柱柱間支撐。柱柱間支撐。 上柱上柱柱間支撐柱間支撐 ：位于牛腿上部，并在柱頂設置通長的剛性系位于牛腿上部，并在柱頂設置通長的剛性系 桿；桿；承受作用在山墻及天窗壁端的風荷載，并保證廠房上部承受作用在山墻及天窗壁端的風荷載，并保證廠房上部 的縱向剛度。的縱向剛度。 下柱下柱柱間支撐柱間支撐 ：位于牛腿下部；位于牛腿下部

20、；承受上部支撐傳來的內力、承受上部支撐傳來的內力、 吊車縱向制動力和縱向水平地震作用等，并將其傳至基礎吊車縱向制動力和縱向水平地震作用等，并將其傳至基礎 。 形式：十字交叉形；當柱形式：十字交叉形；當柱 間要通行或放置設備，或間要通行或放置設備，或 柱距較大而不宜采用交叉柱距較大而不宜采用交叉 支撐時，可采用門架式支支撐時，可采用門架式支 撐。撐。 門架式柱間支撐門架式柱間支撐 3 3 柱間支撐布置柱間支撐布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 18 4 4 圍護結構布置圍護結構布置 抗風柱一般與基礎剛抗風柱一般與基礎剛 接，與屋架上弦鉸接；當接，與屋

21、架上弦鉸接；當 屋架設有下弦橫向水平支屋架設有下弦橫向水平支 撐時，也可與下弦鉸接或撐時，也可與下弦鉸接或 同時與上、下弦鉸接。抗同時與上、下弦鉸接?？?風柱與屋架之間一般采用風柱與屋架之間一般采用 豎向可以移動、水平方向豎向可以移動、水平方向 又有較大剛度的彈簧板連又有較大剛度的彈簧板連 接；如廠房沉降量較大時，接；如廠房沉降量較大時， 宜采用槽形孔螺栓連接。宜采用槽形孔螺栓連接。 （1）抗風柱）抗風柱 抗風柱與屋架上、下弦連接構造抗風柱與屋架上、下弦連接構造 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 19 （2）圈梁、連系梁、過梁和基礎梁圈梁、連系梁、過梁

22、和基礎梁 圈梁是設置于墻體內并與柱子連接的現(xiàn)澆鋼筋混凝土構件，其作用圈梁是設置于墻體內并與柱子連接的現(xiàn)澆鋼筋混凝土構件，其作用 是將墻體與排架柱、抗風柱等箍在一起，以增強廠房的整體剛度，防止是將墻體與排架柱、抗風柱等箍在一起，以增強廠房的整體剛度，防止 由于地基的不均勻沉降或較大的振動荷載對廠房產生不利影響。由于地基的不均勻沉降或較大的振動荷載對廠房產生不利影響。 連系梁除承受墻體荷載外，還具有連系縱向柱列、增強廠房的縱向連系梁除承受墻體荷載外，還具有連系縱向柱列、增強廠房的縱向 剛度、傳遞縱向水平荷載的作用。剛度、傳遞縱向水平荷載的作用。 當墻體開有門窗洞口時，需設置鋼筋混凝土過梁，以支承洞

23、口上部當墻體開有門窗洞口時，需設置鋼筋混凝土過梁，以支承洞口上部 墻體的重量。墻體的重量。 在進行圍護結構布置時，應盡可能地將圈梁、連系梁和過梁結合起在進行圍護結構布置時，應盡可能地將圈梁、連系梁和過梁結合起 來，使一種梁能兼作兩種或三種梁的作用，以簡化構造，節(jié)約材料，方來，使一種梁能兼作兩種或三種梁的作用，以簡化構造，節(jié)約材料，方 便施工。便施工。 在單層廠房中，一般采用基礎梁來承托圍護墻體的重量，并將其傳在單層廠房中，一般采用基礎梁來承托圍護墻體的重量，并將其傳 至柱基礎頂面，而不另做墻基礎，以使墻體和柱的沉降變形一致。至柱基礎頂面，而不另做墻基礎，以使墻體和柱的沉降變形一致。 4 4 圍

24、護結構布置圍護結構布置 二、二、 單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置單層工業(yè)廠房的結構布置與支撐布置 20 1 1 排架計算簡圖排架計算簡圖 （1）計算單元：可在結構平面圖上由相鄰柱距的中線截出一個典型的計算單元：可在結構平面圖上由相鄰柱距的中線截出一個典型的 區(qū)段，作為排架的計算單元。區(qū)段，作為排架的計算單元。 計算單元和計算模型計算單元和計算模型 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 21 （2）基本假定和計算簡圖基本假定和計算簡圖 ：為了簡化計算，對于鋼筋混凝土排架結：為了簡化計算，對于鋼筋混凝土排架結 構通常作如下假定：構通常作如下假定： 柱

25、下端與基礎頂面為剛接；柱下端與基礎頂面為剛接； 柱頂與排架橫梁（屋架或屋面梁）為鉸接；柱頂與排架橫梁（屋架或屋面梁）為鉸接； 橫梁（即屋架或屋面梁）為軸向剛度很大的剛性連桿。橫梁（即屋架或屋面梁）為軸向剛度很大的剛性連桿。 根據上述假定，可得到橫向排架的計算簡圖。根據上述假定，可得到橫向排架的計算簡圖。 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 1 1 排架計算簡圖排架計算簡圖 22 橫向排架的計算簡圖橫向排架的計算簡圖 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 1 1 排架計算簡圖排架計算簡圖 23 2 2

26、排架荷載計算排架荷載計算 作用在橫向排架結構上的荷載有恒載、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、吊作用在橫向排架結構上的荷載有恒載、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、吊 車荷載和風荷載等，除吊車荷載外，其它荷載均取自計算單元范圍內。車荷載和風荷載等，除吊車荷載外，其它荷載均取自計算單元范圍內。 （1）恒載）恒載 ： 屋蓋自重屋蓋自重G1 ：屋蓋自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天溝板、天：屋蓋自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天溝板、天 窗架、屋面構造層以及屋蓋支撐等重力荷載。窗架、屋面構造層以及屋蓋支撐等重力荷載。 懸墻自重懸墻自重G2 ：當設有連系梁支承圍護墻體時，排架柱承受著計算：當設有連系梁支承圍護墻體

27、時，排架柱承受著計算 單元范圍內連系梁、墻體和窗等重力荷載。單元范圍內連系梁、墻體和窗等重力荷載。 吊車梁和軌道及連接件自重吊車梁和軌道及連接件自重G3 。 柱自重柱自重G4（G5） ： 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 24 （2）屋面活荷載屋面活荷載 ：包括屋面均布活荷載、屋面雪荷載和屋面積灰荷載：包括屋面均布活荷載、屋面雪荷載和屋面積灰荷載 三部分。其荷載分項系數均為三部分。其荷載分項系數均為1.4。 屋面均布活荷載屋面均布活荷載 ：屋面水平投影面上的屋面均布活荷載標準值，按：屋面水平投影面上的屋面均布活荷載標準值，按 下列情況?。翰簧先?/p>

28、的屋面為下列情況取：不上人的屋面為0.5kN/m2；上人的屋面為；上人的屋面為2.0kN/m2。 屋面雪荷載屋面雪荷載 ：屋面水平投影面上的雪荷載標準值：屋面水平投影面上的雪荷載標準值 (kN/m2) 式中式中: 為基本雪壓為基本雪壓 (kN/m2)； 為屋面積雪分布系數。為屋面積雪分布系數。 k s kr 0 ss 0 s r 屋面積灰荷載屋面積灰荷載 ：對設計生產中有大量排灰的廠房及其臨近建筑時，：對設計生產中有大量排灰的廠房及其臨近建筑時， 應考慮屋面積灰荷載的影響。應考慮屋面積灰荷載的影響。 屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，取兩者中的較大值；當有屋屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，取

29、兩者中的較大值；當有屋 面積灰荷載時，積灰荷載應與雪荷載或不上人的屋面均布活荷載兩面積灰荷載時，積灰荷載應與雪荷載或不上人的屋面均布活荷載兩 者中的較大值同時考慮。者中的較大值同時考慮。 注：注： 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 2 2 排架荷載計算排架荷載計算 25 吊車豎向荷載吊車豎向荷載 ： 和和 的標準值按下式計算的標準值按下式計算 式中式中 、 表示第表示第 臺吊車的最大輪壓和最小輪壓；臺吊車的最大輪壓和最小輪壓； 與吊車輪壓相對應的支座反力影響線的豎向坐標值。與吊車輪壓相對應的支座反力影響線的豎向坐標值。 maxmax ii DP

30、y minmin ii DPy maxi P mini P 當計算吊車梁及其連接的強度時，吊車豎向荷載應乘以動力系數。當計算吊車梁及其連接的強度時，吊車豎向荷載應乘以動力系數。 注：注： max D min D i y i 計算排架考慮多臺吊車豎向荷載時，對單跨廠房的每個排架，參計算排架考慮多臺吊車豎向荷載時，對單跨廠房的每個排架，參 與組合的吊車臺數不宜多于與組合的吊車臺數不宜多于2臺；對多跨廠房的每個排架，不宜臺；對多跨廠房的每個排架，不宜 多于多于4臺。臺。 （3）吊車荷載吊車荷載 ： 三、單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合三、單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 2 2 排架荷載計算

31、排架荷載計算 26 吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載 ： 吊車總的橫向水平荷載可按下式取值：吊車總的橫向水平荷載可按下式取值： 式中式中 吊車的額定起重量；吊車的額定起重量； 小車重量；小車重量； 重力加速度；重力加速度； 橫向水平荷載系數。橫向水平荷載系數。 1 ()TQQ g Q 1 Q g 對于一般四輪橋式吊車，大車每一輪子傳遞給吊車梁的橫向對于一般四輪橋式吊車，大車每一輪子傳遞給吊車梁的橫向 水平制動力水平制動力 為：為： 式中式中 為第為第 個大車輪子的橫向水平制動力。個大車輪子的橫向水平制動力。 1 1 () 4 TQQ g max i i TT y i Ti T 考慮多臺吊車水平

32、荷載時，對單跨或多跨廠房的每個排架，參考慮多臺吊車水平荷載時，對單跨或多跨廠房的每個排架，參 與組合的吊車臺數不應多于與組合的吊車臺數不應多于2臺。臺。 注：注： 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 2 2 排架荷載計算排架荷載計算 27 吊車縱向水平荷載：吊車縱向水平荷載： 吊車縱向水平荷載標準值吊車縱向水平荷載標準值T0，按作用在一邊軌道上所有剎車輪的，按作用在一邊軌道上所有剎車輪的 最大輪壓之和的最大輪壓之和的10%采用，即采用，即 式中，式中，n為施加在一邊軌道上所有剎車輪數之和，對于一般的四輪為施加在一邊軌道上所有剎車輪數之和，對于一般

33、的四輪 吊車，吊車，n=1。 0max 10TnP 無論單跨或多跨廠房，在計算吊車縱向水平荷載時，一側的無論單跨或多跨廠房，在計算吊車縱向水平荷載時，一側的 整個縱向排架上最多只能考慮整個縱向排架上最多只能考慮2臺吊車。臺吊車。 注：注： 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 2 2 排架荷載計算排架荷載計算 28 式中式中 基本風壓值（基本風壓值（kN/m2），是以當地比較空曠平坦地面上離），是以當地比較空曠平坦地面上離 高度高度z處的風振系數；處的風振系數； 風壓高度變化系數；風壓高度變化系數； 風荷載體型系數。風荷載體型系數。 z z s 0

34、 w 地地10m高處統(tǒng)計所得的高處統(tǒng)計所得的50年一遇年一遇10分鐘平均最大風速為標分鐘平均最大風速為標 準確定的風壓值；準確定的風壓值； （4）風荷載風荷載 ： 垂直于建筑物表面上的風荷載標準值垂直于建筑物表面上的風荷載標準值 （kN/m2）按下式計算：）按下式計算： ks0 zz ww k w 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 2 2 排架荷載計算排架荷載計算 29 3 3 等高排架內力分析等高排架內力分析 （1）柱頂水平集中力作用下等高排架內力分析柱頂水平集中力作用下等高排架內力分析 ： 在柱頂水平集中力作用下，等高排架各柱頂側移相等，沿

35、橫在柱頂水平集中力作用下，等高排架各柱頂側移相等，沿橫 梁與柱的連接處將各柱的柱頂切開，在各柱頂的切口上作用一對梁與柱的連接處將各柱的柱頂切開，在各柱頂的切口上作用一對 相應的剪力相應的剪力 。 i V 1 1 1 i iin i i VFF 柱頂水平集中力作用下等高排架的變形和內力柱頂水平集中力作用下等高排架的變形和內力 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 30 1 1 1 i in i i 1i i 式中式中 第第 i 根排架柱的抗側移剛度（或抗剪剛度），即懸臂根排架柱的抗側移剛度（或抗剪剛度），即懸臂 第第 i 根排架柱的剪力分配系數，按下

36、式計算：根排架柱的剪力分配系數，按下式計算： 求得柱頂剪力求得柱頂剪力Vi 后，用平衡條件可得排架柱各截面的彎矩后，用平衡條件可得排架柱各截面的彎矩 和剪力。和剪力。 當排架結構柱頂作用水平集中力當排架結構柱頂作用水平集中力F時，各柱的剪力按其抗時，各柱的剪力按其抗 剪剛度與各柱抗剪剛度總和的比例關系進行分配。剪剛度與各柱抗剪剛度總和的比例關系進行分配。 柱柱頂產生單位側移所需施加的水平力柱柱頂產生單位側移所需施加的水平力 注：注： 3 3 等高排架內力分析等高排架內力分析 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 31 剪力分配系數必滿足剪力分配系數

37、必滿足 。 1 i 各柱的柱頂剪力各柱的柱頂剪力Vi僅與僅與F 的大小有關，而與其作用在排架左側的大小有關，而與其作用在排架左側 或右側柱頂處位置無關，但或右側柱頂處位置無關，但F 的作用位置對橫梁內力有影響。的作用位置對橫梁內力有影響。 （2）任意荷載作用下等高排架內力分析任意荷載作用下等高排架內力分析 ：等高排架在任意荷載作用：等高排架在任意荷載作用 下，為了利用剪力分配法求解，通?？刹捎靡韵氯齻€步驟來進行這種情況下，為了利用剪力分配法求解，通?？刹捎靡韵氯齻€步驟來進行這種情況 下的排架內力分析。下的排架內力分析。 對承受任意荷載作用的排架，先在排架柱頂部附加一個不動鉸對承受任意荷載作用的

38、排架，先在排架柱頂部附加一個不動鉸 支座以阻止其側移，則各柱為單階一次超靜定柱，應用柱頂反支座以阻止其側移，則各柱為單階一次超靜定柱，應用柱頂反 力系數可求得各柱反力力系數可求得各柱反力Ri及相應的柱端剪力，柱頂假想的不動及相應的柱端剪力，柱頂假想的不動 鉸支座總反力為鉸支座總反力為 。 i RR 3 3 等高排架內力分析等高排架內力分析 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 32 撤除假想的附加不動鉸支座，將支座總反力撤除假想的附加不動鉸支座，將支座總反力R反向作用于排架反向作用于排架 柱頂，應用剪力分配法可求出柱頂水平力柱頂，應用剪力分配法可求

39、出柱頂水平力R作用下各柱頂剪作用下各柱頂剪 力力 。iR 將前面的計算結果相疊加，可得到在任意荷載作用下排架柱頂將前面的計算結果相疊加，可得到在任意荷載作用下排架柱頂 剪力剪力 ，然后可求出各柱的內力。，然后可求出各柱的內力。 ii RR 任意荷載作用下等高排架內力分析任意荷載作用下等高排架內力分析 3 3 等高排架內力分析等高排架內力分析 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 33 4 4 內力組合內力組合 所謂內力組合，就是將排架柱在各單項荷載作用下的內力，按照它所謂內力組合，就是將排架柱在各單項荷載作用下的內力，按照它 們在使用過程中同時出現(xiàn)

40、的可能性，求出在某些荷載共同作用下，柱控們在使用過程中同時出現(xiàn)的可能性，求出在某些荷載共同作用下，柱控 制截面可能產生的最不利內力，作為柱和基礎配筋計算的依據。制截面可能產生的最不利內力，作為柱和基礎配筋計算的依據。 （1）柱的控制截面柱的控制截面 控制截面是指對截面配筋起控制作用的截面。控制截面是指對截面配筋起控制作用的截面。 當柱高度較大時，下柱中間某截面也可能為控制截面。當柱高度較大時，下柱中間某截面也可能為控制截面。 當柱上作用有較大的集中荷載（如懸墻重量等）時，可根據當柱上作用有較大的集中荷載（如懸墻重量等）時，可根據 其內力大小還需將集中荷載作用處的截面作為控制截面。其內力大小還需

41、將集中荷載作用處的截面作為控制截面。 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 34 （2）荷載效應組合荷載效應組合 對于一般排架結構，荷載效應組合的設計值對于一般排架結構，荷載效應組合的設計值S應從下列組合值中取應從下列組合值中取 最不利值確定：最不利值確定： 由可變荷載效應控制的組合由可變荷載效應控制的組合 11 1.2 GkQQ k SSS 1 1.20.9 n GkQiQik i SSS 由永久荷載效應控制的組合由永久荷載效應控制的組合 1 1.35 n GkQiciQik i SSS 4 4 內力組合內力組合 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的

42、內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 35 （3）不利內力組合不利內力組合 通常選擇以下四種內力組合作為截面最不利內力組合：通常選擇以下四種內力組合作為截面最不利內力組合： +Mmax及相應的及相應的N，V； Mmax及相應的及相應的N，V； Nmax及相應的及相應的M，V； Nmin及相應的及相應的M，V。 4 4 內力組合內力組合 三、三、 單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合單層工業(yè)廠房鉸接排架的內力分析與組合 36 1 1 截面設計截面設計 （1）截面配筋計算）截面配筋計算 在對柱進行受壓承載力計算或驗算時，柱的偏心距增大系數在對柱進行受壓承載力計算或驗算時，柱的偏心距增

43、大系數 或或 穩(wěn)定系數穩(wěn)定系數 與柱的計算長度有與柱的計算長度有 關。關。混凝土結構設計規(guī)范混凝土結構設計規(guī)范根據單根據單 層廠房的實際支承及受力特點，結合工程經驗所給出的計算長度層廠房的實際支承及受力特點，結合工程經驗所給出的計算長度 。 0 l 0 l 剛性屋蓋單層廠房排架柱、露天吊車柱和棧橋柱的計算長度剛性屋蓋單層廠房排架柱、露天吊車柱和棧橋柱的計算長度 柱的類型柱的類型排排 架架 方方 向向 垂直排架方向垂直排架方向 有柱間支撐有柱間支撐無柱間撐無柱間撐 無吊車無吊車 廠房柱廠房柱 單單 跨跨1.5H1.0H1.2H 兩跨及多跨兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H 有吊車有吊車 廠房柱

44、廠房柱 上上 柱柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu 下下 柱柱1.0Hl0.8Hl1.0Hl 露天吊車柱和棧橋柱露天吊車柱和棧橋柱2.0Hl1.0Hl 四、四、 單層工業(yè)廠房排架柱設計單層工業(yè)廠房排架柱設計 37 在廠房結構鋼筋混凝土柱中，常在其支承屋架、托架、吊車梁在廠房結構鋼筋混凝土柱中，常在其支承屋架、托架、吊車梁 和連系梁等構件的部位，設置從柱側面伸出的短懸臂，稱為牛腿。和連系梁等構件的部位，設置從柱側面伸出的短懸臂，稱為牛腿。 牛腿按承受的豎向力作用點至牛腿根部柱邊緣水平距離的不同牛腿按承受的豎向力作用點至牛腿根部柱邊緣水平距離的不同 分為兩類：分為兩類： 時為長牛腿，按懸臂梁進行設

45、計；時為長牛腿，按懸臂梁進行設計； 時為短牛腿時為短牛腿 ，是一個變截面短懸臂深梁。，是一個變截面短懸臂深梁。 0 ah 0 ah 五、牛腿設計五、牛腿設計 38 （1）牛腿的受力特點及破壞形態(tài)牛腿的受力特點及破壞形態(tài) 試驗研究表明，從加載至破壞，牛腿大體經歷彈性、裂縫出現(xiàn)與開展和試驗研究表明，從加載至破壞，牛腿大體經歷彈性、裂縫出現(xiàn)與開展和 最后破壞三個階段。最后破壞三個階段。 彈性階段彈性階段 ： 通過通過 環(huán)環(huán) 氧樹脂牛腿模型的氧樹脂牛腿模型的 光彈試驗，得到了光彈試驗，得到了 主應力跡線。主應力跡線。 牛腿的應力狀態(tài)牛腿的應力狀態(tài) 0 /0.5a h 五、牛腿設計五、牛腿設計 39 裂

46、縫出現(xiàn)與開展階段裂縫出現(xiàn)與開展階段 ： 試驗表明，當荷載達到極限荷載的試驗表明，當荷載達到極限荷載的20%40%時，由于上柱根部與時，由于上柱根部與 牛腿交界處的主拉應力集中現(xiàn)象，在該處首先出現(xiàn)自上而下的豎向裂牛腿交界處的主拉應力集中現(xiàn)象，在該處首先出現(xiàn)自上而下的豎向裂 縫，裂縫細小且開展較慢，對牛腿的受力性能影響不大；縫，裂縫細小且開展較慢，對牛腿的受力性能影響不大； 當荷載達到極限荷載的當荷載達到極限荷載的40%40%60%60%時，在加載墊板內側附近出現(xiàn)一條時，在加載墊板內側附近出現(xiàn)一條 斜裂縫，其方向大體與主壓應力軌跡線平行。斜裂縫，其方向大體與主壓應力軌跡線平行。 五、五、 牛腿設計

47、牛腿設計 40 破壞階段破壞階段 ：隨隨a/h0值的不同，牛腿主要有以下幾種破壞形態(tài)：值的不同，牛腿主要有以下幾種破壞形態(tài)： 彎壓破壞彎壓破壞 剪切破壞剪切破壞 牛腿的破壞形態(tài)牛腿的破壞形態(tài) 斜壓破壞斜壓破壞 五、五、 牛腿設計牛腿設計 41 （2）牛腿截面尺寸的確定牛腿截面尺寸的確定 牛腿的截面寬度與柱寬相同。牛腿的截面寬度與柱寬相同。 牛腿截面尺寸通常以不出現(xiàn)斜裂縫作為控制條件。牛腿截面尺寸通常以不出現(xiàn)斜裂縫作為控制條件。設計時以下列設計時以下列 經驗公式作為抗裂控制條件來確定牛腿的截面尺寸：經驗公式作為抗裂控制條件來確定牛腿的截面尺寸： bstk0 vs vs 0 1 0.5 0.5 F

48、f bh F a F h 式中式中Fvk、Fhk分別為作用于牛腿頂部按荷載效應標準組合計算的豎分別為作用于牛腿頂部按荷載效應標準組合計算的豎 裂縫控制系數；裂縫控制系數； a豎向力的作用點至下柱邊緣的水平距離豎向力的作用點至下柱邊緣的水平距離 向力和水平拉力值；向力和水平拉力值； b牛腿寬度；牛腿寬度； h0牛腿與下柱交接處的垂直截面有效高度。牛腿與下柱交接處的垂直截面有效高度。 五、五、 牛腿設計牛腿設計 42 縱向受力鋼筋計算縱向受力鋼筋計算 ：在豎向力設計值：在豎向力設計值Fv和水平拉力設計值和水平拉力設計值Fh共同作共同作 用下，通過對用下，通過對 A 點取力矩平衡可得：點取力矩平衡可

49、得： 近似取近似取 ， ，則由上式可得縱向受力鋼筋，則由上式可得縱向受力鋼筋 總截面面積總截面面積As為為 式中式中 Fv、Fh分別為作用在牛腿頂部的豎向力設計值和水平拉力設計值；分別為作用在牛腿頂部的豎向力設計值和水平拉力設計值； a意義同前，當意義同前，當a0.3h0時，取時，取a=0.3h0； fy為縱向受拉鋼筋強度設計值。為縱向受拉鋼筋強度設計值。 vhs0syss0 F aFhaf Ah s 0.85 s0ss0 /1.2hah vh s y0y 1.2 0.85 F aF A f hf 五、五、 牛腿設計牛腿設計 43 （4）水平箍筋及彎起鋼筋水平箍筋及彎起鋼筋 在牛腿的截面尺寸滿

50、足公式的抗裂條件后，可不進行斜截面受剪承載在牛腿的截面尺寸滿足公式的抗裂條件后，可不進行斜截面受剪承載 力計算，只需按下述構造要求設置水平箍筋和彎起鋼筋。力計算，只需按下述構造要求設置水平箍筋和彎起鋼筋。 水平箍筋的直徑應取水平箍筋的直徑應取6-12mm6-12mm，間距，間距100-150mm100-150mm，且在上部，且在上部2 2h h0 0/3/3范圍內范圍內 的水平箍筋總截面面積不應小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的的水平箍筋總截面面積不應小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的1/21/2。 當牛腿的剪跨比當牛腿的剪跨比a a/ /h h0 00.30.3時，宜設置彎起鋼筋。時，宜設置

51、彎起鋼筋。 縱向受拉鋼筋不得兼作彎起鋼筋?？v向受拉鋼筋不得兼作彎起鋼筋。 彎起鋼筋的錨固同縱向受力鋼筋。彎起鋼筋的錨固同縱向受力鋼筋。 五、五、 牛腿設計牛腿設計 44 （1 1）軸心荷載作用下的基礎）軸心荷載作用下的基礎 ：在軸心荷載作用下，基礎底面的壓在軸心荷載作用下，基礎底面的壓 力為均勻分布，設計時應滿足：力為均勻分布，設計時應滿足： 軸心受壓基礎壓力分布軸心受壓基礎壓力分布 kk ka NG pf A 若基礎的埋置深度為若基礎的埋置深度為d， 基礎及其上填土的平均重基礎及其上填土的平均重 度為度為 , ,則則 ，可，可 得基礎底面面積為：得基礎底面面積為： 0 k0 GdA k a0

52、 N A fd 六、六、 柱下單獨基礎設計柱下單獨基礎設計 45 （2）偏心荷載作用下的基礎偏心荷載作用下的基礎 ：在偏心荷載作用下，基礎底面的壓力：在偏心荷載作用下，基礎底面的壓力 為線性分布。為線性分布。 偏心受壓基礎壓力分布偏心受壓基礎壓力分布 六、六、 柱下單獨基礎設計柱下單獨基礎設計 46 基礎底面邊緣的壓力可按下式計算：基礎底面邊緣的壓力可按下式計算： 取取 ，并將，并將 代入，可將基礎底面邊緣的壓力值寫代入，可將基礎底面邊緣的壓力值寫 成如下形式：成如下形式： k,max bkbk k,min p NM pAW bkkkwk NNGN bkkwkw k MMV hNe 0bkbk

53、 /eMN 2 /6Wlb k,max bk0 k,min 6 1 p Ne plbb 六、六、 柱下單獨基礎設計柱下單獨基礎設計 47 在偏心荷載作用下，基礎底面的壓力值應符合下式要求：在偏心荷載作用下，基礎底面的壓力值應符合下式要求： 在確定偏心荷載作用下基礎的底面尺寸時，一般采用試算法。首先在確定偏心荷載作用下基礎的底面尺寸時，一般采用試算法。首先 按軸心荷載作用下初步估算基礎的底面面積；再考慮基礎底面彎矩的影按軸心荷載作用下初步估算基礎的底面面積；再考慮基礎底面彎矩的影 響，將基礎底面積適當響，將基礎底面積適當增加（增加（20-40）%，初步選定基礎底面的邊長，初步選定基礎底面的邊長l

54、和和b， 計算偏心荷載作用下基礎底面的壓力值，然后驗算是否滿足要求；如不計算偏心荷載作用下基礎底面的壓力值，然后驗算是否滿足要求；如不 滿足，應調整基礎底面尺寸重新驗算，直至滿足為止。滿足，應調整基礎底面尺寸重新驗算，直至滿足為止。 k,maxa 1.2pf k,maxk,min a 2 pp pf 六、六、 柱下單獨基礎設計柱下單獨基礎設計 48 獨立基礎的高度除應滿足構造要求外，還應根據柱與基礎交接處以及基獨立基礎的高度除應滿足構造要求外，還應根據柱與基礎交接處以及基 礎變階處混凝土的受沖切承載力計算確定。礎變階處混凝土的受沖切承載力計算確定。 基礎沖切破壞示意圖基礎沖切破壞示意圖 六、六、 柱下單獨基礎設計柱下單獨基礎設計 49 建筑地基基礎設計規(guī)范建筑地基基礎設計規(guī)范規(guī)定，對矩形截面柱的矩形基礎，柱規(guī)定，對矩形截面柱的矩形基礎，柱 與基礎交接處以及基礎變階處的受沖切承載力應按下列公式驗算：與基礎交接處以及基礎變階處的受沖切承載力應按下列公式驗算： lhptm0 0.7Ff a h ljl Fp A mtb ()/2aaa 六、六、 柱下單獨基礎設計柱下單獨基礎設計 50 獨立基礎底板的受力狀態(tài)可看作在地基土反力作用下支承于柱上獨立基礎底板的受力狀態(tài)可看作在地基土反力作用下支承于柱上 倒置的變截面懸臂