第13章單層廠房結(jié)構(gòu)(孟憲宏)課件

第13章

單層廠房結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)特性和體系13.2結(jié)構(gòu)布置和主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件13.3排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析13.4鋼筋混凝土柱和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第13章單層廠房結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)特性和體系11.結(jié)構(gòu)特性1.結(jié)構(gòu)特性2為什么要設(shè)計(jì)層單層結(jié)構(gòu)？機(jī)器設(shè)備和產(chǎn)品較重，且需一定起重量的起重設(shè)備；生產(chǎn)工藝需要較大面積的生產(chǎn)空間；設(shè)備需要一定埋深的設(shè)備基礎(chǔ)；采光、通風(fēng)、保溫等功能需要；單層廠房結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化；設(shè)計(jì)和施工周期短；空間大，易布置；質(zhì)量好，且易控制。為什么要設(shè)計(jì)層單層結(jié)構(gòu)？機(jī)器設(shè)備和產(chǎn)品較重，且需一定起重量的32.結(jié)構(gòu)體系2.結(jié)構(gòu)體系4傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體系（包括天窗架、支撐、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等）結(jié)構(gòu)體系分類按廠房高度分類：有等高多跨；不等高多跨按廠房跨數(shù)分類：有單跨；多跨按屋蓋組成分類：有檁體系；無檁體系；露天按屋脊形式分類：有單屋脊；多屋脊；鋸齒形傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體系（包括天窗架、支撐、圍護(hù)結(jié)5按結(jié)構(gòu)承重方式分類：有橫向承重；縱向承重“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體系組成挑檐板天窗架屋面板連系梁吊車梁屋架墻體柱子基礎(chǔ)吊車基礎(chǔ)梁按結(jié)構(gòu)承重方式分類：有橫向承重；縱向承重“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體6結(jié)構(gòu)受力性能通常將該空間結(jié)構(gòu)體系簡化為橫向或縱向平面排架計(jì)算。其在豎向荷載（主要為重力荷載）和水平荷載（風(fēng)、吊車制動(dòng)力、水平地震作用)作用下具有較好的受力性能。但由于該結(jié)構(gòu)較空曠，其空間剛度較小，整體性差，因此抵御水平荷載作用的能力很弱。設(shè)計(jì)時(shí)通過設(shè)置各種支撐提高其空間剛度。結(jié)構(gòu)的傳力方式結(jié)構(gòu)受力性能通常將該空間結(jié)構(gòu)體系簡化為橫向或縱向平面排架計(jì)算7地基基礎(chǔ)基礎(chǔ)梁柱圍護(hù)結(jié)構(gòu)吊車梁風(fēng)荷載屋面地基基礎(chǔ)基礎(chǔ)梁柱圍護(hù)結(jié)構(gòu)吊車梁風(fēng)荷載屋面81.平剖面尺寸和

變形縫1.平剖面尺寸和

變形縫9根據(jù)生產(chǎn)工藝和建筑平面設(shè)計(jì)要求確定下列尺寸跨度跨度為18m和18m以下，應(yīng)采用3m的倍數(shù)；18m以上，宜采用6m的倍數(shù)。柱距柱距應(yīng)采用6m或6m的倍數(shù)。定位軸線50060005500變形縫（伸縮縫）《規(guī)范》規(guī)定，裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)變形縫最大間距宜取100m，露天取70m。（見教材圖示）根據(jù)生產(chǎn)工藝和建筑平面設(shè)計(jì)要求確定下列尺寸跨度跨度為18m和10橫向定位軸線

是垂直于廠房長度方向(即平行于屋架)的定位軸線。

廠房橫向定位軸線之間的距離是柱距。

橫向定位軸線標(biāo)注了廠房縱向構(gòu)件如屋面板、吊車梁長度的標(biāo)志尺寸、及其與屋架（或屋面梁）之間的相互關(guān)系。橫向定位軸線11①中間柱與橫向定位軸線的聯(lián)系

屋架（或屋面梁）支承在柱子的中心線上，中間柱的橫向定位軸線與柱的中心線相重合。②橫向伸縮縫、防震縫與定位軸線的聯(lián)系

橫向溫度伸縮縫和防震縫處采用雙柱雙屋架，設(shè)兩條橫向定位軸線，兩柱的中心線應(yīng)從定位軸線向縫的兩側(cè)各移600mm。兩條定位軸線間的插入距離A值，等于伸縮縫或防震縫的縫寬C。該處兩條橫向定位軸線與相鄰橫向定位軸線之間的距離與其他柱距保持一致。見下圖。③山墻與橫向定位軸線的聯(lián)系

單層廠房的山墻，按受力情況分為非承重墻和承重墻，其橫向定位軸線的劃分也不相同。①中間柱與橫向定位軸線的聯(lián)系

屋架（或屋面梁）支承在12第13章單層廠房結(jié)構(gòu)(孟憲宏)課件13·縱向定位軸線

是平行于廠房長度方向(即垂直于屋架)的定位軸線。

廠房縱向定位軸線之間的距離是跨度。

縱向定位軸線主要用來標(biāo)注廠房橫向構(gòu)件如屋架（或屋面梁）長度的標(biāo)志尺寸和確定屋架（或屋面梁）、排架柱等構(gòu)件間的相互關(guān)系。

縱向定位軸線的布置應(yīng)使廠房結(jié)構(gòu)和吊車的規(guī)格協(xié)調(diào)，保證吊車與柱之間留有足夠的安全距離。在支承式梁式吊車或橋式吊車的廠房設(shè)計(jì)中，由于屋架(或屋面梁)和吊車的設(shè)計(jì)生產(chǎn)制作都是標(biāo)準(zhǔn)化的，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿足L＝Lk+2e。

·縱向定位軸線14①外墻，邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

由于吊車起重量、柱距、跨度、有否安全走道板等因素的影響，邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系有兩種情況：

a.封閉式結(jié)合的縱向定位軸線

b.非封閉式結(jié)合的縱向定位軸線①外墻，邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

由于吊車起重量、柱距、15②中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

在多跨廠房中，中柱有平行等高跨和平行不等高跨兩種情況。②中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

在多跨廠房中，中柱有平行等高16第13章單層廠房結(jié)構(gòu)(孟憲宏)課件172.屋蓋結(jié)構(gòu)布置和

主要構(gòu)件2.屋蓋結(jié)構(gòu)布置和

主要構(gòu)件18單層廠房的屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁體系和有檁體系兩種。無檁體系組成：大型屋面板、天窗架、屋架和屋蓋支撐系統(tǒng)。有檁體系組成：小型屋面板（或瓦材）、檁條、天窗架、屋架和屋蓋支撐系統(tǒng)。有檁體系與無檁體系相比較，其構(gòu)件多、傳力途徑長、承載力低、屋蓋系統(tǒng)的剛度和整體性差。本章主要介紹無檁體系。屋面板預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，它適用于保溫或不保溫卷材防水屋面，屋面坡度不應(yīng)大于1/5。規(guī)格：，其與屋架上弦不少于三點(diǎn)焊接(焊縫長度不小于8mm，厚度不小于6mm）。單層廠房的屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁體系和有檁體系兩種。無檁體系組成：大19檁條檁條是置于屋架的上弦，將小型屋面板所承受的荷載傳至屋架的構(gòu)件，并與屋架焊接，以增加屋面體系的整體剛度。檁條的跨度一般為4m或6m。屋架上弦檁條小型屋面板（鋼混）屋架上弦檁條小型屋面板（型鋼）檁條檁條是置于屋架的上弦，將小型屋面板所承受的荷載傳至屋架的20屋架屋架是屋蓋體系的主要承重構(gòu)件，其主要作用：保持廠房內(nèi)部具有與跨度相應(yīng)的空間；作為排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析中的水平橫梁；直接承受其平面內(nèi)由屋面板、檁條、天窗架傳來的荷載及懸掛吊車、管線的吊重；與屋架支撐組成水平的和垂直的支撐體系，以保證屋蓋體系具有足夠的水平和豎向剛度和某些屋架構(gòu)件的穩(wěn)定性。屋架屋架是屋蓋體系的主要承重構(gòu)件，其主要作用：保持廠房內(nèi)部具21屋架型式和受力特點(diǎn)三角形屋架拱形屋架梯形屋架折線形屋架18~24m跨度的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土屋架多做成折線形，24m以上跨度的屋架可做成梯形屋架。無論哪種屋架，其合理的高跨比為1/6~1/8。18m以下跨度可做成組合屋架。屋架型式和受力特點(diǎn)三角形屋架拱形屋架梯形屋架折線形屋架18~22天窗架和托架常用的天窗架跨度為6m、9m。天窗架宜用鋼材制作，也可采用矩形截面的鋼筋混凝土天窗架。天窗架屋架有時(shí)由于生產(chǎn)工藝的需要，抽取某個(gè)柱子，其該柱所支撐的屋架由托架承擔(dān)。托架將屋面荷載傳至支撐托架的柱。托架的跨度一般為12m。三角形托架折線形托架天窗架和托架常用的天窗架跨度為6m、9m。天窗架宜用鋼材233.屋蓋支撐體系3.屋蓋支撐體系24為什么要設(shè)置屋蓋支撐?屋蓋支撐系統(tǒng)包括:天窗架支撐、屋架上弦支撐、屋架下弦支撐、屋架垂直支撐及水平系桿。天窗支撐由于一般天窗架跨度≤12m，可僅設(shè)天窗架垂直支撐，設(shè)置在天窗端部第一柱距及設(shè)有柱間支撐的柱距內(nèi)的天窗兩側(cè)。天窗架屋架天窗支撐為什么要設(shè)置屋蓋支撐?屋蓋支撐系統(tǒng)包括:天窗架支撐、屋架上弦25屋架上弦支撐在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間距內(nèi)布置在屋架上弦平面內(nèi)。其作用：(1）傳遞山墻風(fēng)荷載；(

2）其與屋架上弦形成水平桁架。(有天窗時(shí)沿屋脊設(shè)置水平系桿）伸縮縫區(qū)段伸縮縫區(qū)段第一柱間距第一柱間距第一柱間距第二柱間距第二柱間距上弦支撐屋架上弦剛性系桿上弦支撐屋架上弦支撐在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間距內(nèi)布置在屋架26屋架下弦支撐伸縮縫區(qū)段第一柱間距伸縮縫區(qū)段第一柱間距第一柱間距屋架下弦縱向水平支撐下弦橫向水平支撐水平柔性系桿屋架下弦支撐伸縮縫區(qū)段第一柱間距伸縮縫區(qū)段第一柱間距第一柱間27下弦水平支撐應(yīng)根據(jù)下列要求設(shè)置：當(dāng)廠房跨度≥18m時(shí)，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱距布置在屋架下弦平面內(nèi)；當(dāng)廠房跨度?18m時(shí)且山墻傳來的風(fēng)荷載由屋架上弦支撐傳遞時(shí)，可以不設(shè)；當(dāng)廠房有沿縱向運(yùn)行的懸掛吊車且吊點(diǎn)設(shè)在屋架下弦時(shí)，應(yīng)在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設(shè)置上述下弦水平支撐；當(dāng)具有下列情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦第一節(jié)點(diǎn)間組成水平桁架，即下弦縱向水平支撐：（1）廠房內(nèi)設(shè)有軟鉤橋式吊車且廠房高大，吊車起重量大下弦水平支撐應(yīng)根據(jù)下列要求設(shè)置：當(dāng)廠房跨度≥18m時(shí)，應(yīng)在每28時(shí)（如等高多跨廠房柱高>15m；無天窗>>18m，中級(jí)工作制吊車起重量≥50t時(shí)）；（2）廠房內(nèi)設(shè)有硬鉤橋式吊車（3）廠房內(nèi)設(shè)有懸掛吊車或設(shè)有較大振動(dòng)設(shè)備時(shí)；（4）廠房內(nèi)設(shè)有托架時(shí)，這時(shí)下弦縱向水平支撐應(yīng)布置在托架所在柱間，并向兩端各伸一個(gè)柱距。當(dāng)設(shè)置下弦縱向水平支撐時(shí)，為保證廠房空間剛度，必須同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的下弦橫向水平支撐，形成封閉水平支撐體系。屋架垂直支撐h十字交叉形h=2500～4000mmhW形h=1000～3000mm時(shí)（如等高多跨廠房柱高>15m；無天窗>>18m，中級(jí)工作29一般情況下，廠房跨度<18m可不設(shè)垂直支撐；跨度為18～30m時(shí)在屋架中部布置一道垂直支撐；跨度>30m時(shí)在屋架跨度1/3左右布置兩道垂直支撐。當(dāng)屋架端部高度>1.2m時(shí)，還應(yīng)在屋架兩端各布置一道垂直支撐。當(dāng)廠房伸縮縫區(qū)段>90m時(shí)，還應(yīng)在柱間支撐柱距內(nèi)增設(shè)一道垂直支撐。當(dāng)屋蓋設(shè)置垂直支撐時(shí)，應(yīng)在未設(shè)置垂直支撐的屋架間，在相應(yīng)垂直支撐平面內(nèi)的屋架上弦和下弦節(jié)點(diǎn)處，設(shè)置通長的水平系桿。凡設(shè)在屋架端部柱頂處和屋架上弦屋脊節(jié)點(diǎn)處的通長水平系桿，均應(yīng)采用剛性系桿，其余均可采用柔性系桿（剛性系桿可用2∟75×5、柔性系桿可用2∟70×5角鋼制成）。一般情況下，廠房跨度<18m可不設(shè)垂直支撐；跨度為18～30屋架支撐的組成屋蓋支撐一般用角鋼制成，其節(jié)間應(yīng)與屋架節(jié)間相適應(yīng)。交叉桿件的傾角為300

～600

。支撐桿件允許長細(xì)比見表13-1。其節(jié)點(diǎn)構(gòu)造查閱有關(guān)資料的構(gòu)造圖集。桿件截面按構(gòu)造確定，一般取用2∟45～2

∟70。屋架支撐的組成屋蓋支撐一般用角鋼制成，其節(jié)間應(yīng)與屋架節(jié)間相適314.梁、柱體系布置

和主要構(gòu)件4.梁、柱體系布置

和主要構(gòu)件32單廠結(jié)構(gòu)中梁系由吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁和圈梁組成；柱系由系列柱組成。柱、屋架和基礎(chǔ)組成的排架結(jié)構(gòu)體系將全部重力荷載及風(fēng)荷載和縱橫向水平地震作用傳至地基。因此，柱系是單廠結(jié)構(gòu)的最主要構(gòu)件。吊車梁吊車梁是承受橋式吊車垂直輪壓和水平制動(dòng)力的構(gòu)件。垂直輪壓縱向水平制動(dòng)力垂直輪壓橫向水平制動(dòng)力預(yù)埋件單廠結(jié)構(gòu)中梁系由吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁和圈梁組33吊車梁常用類型有：鋼筋混凝土等截面實(shí)腹吊車梁、混凝土和鋼組合梁、預(yù)應(yīng)力混凝土先（后）張法等截面吊車梁和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土變截面吊車梁。一般情況下，6m跨其重量5～10t的吊車梁采用鋼筋混凝土構(gòu)件；6m跨起重量15/3～30/5t

的吊車梁采用鋼筋混凝土構(gòu)件或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；6m跨起重量30/5t

以上的吊車梁和12m跨吊車梁一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。吊車梁一般根據(jù)起重量、吊車工作制、吊車跨度吊車臺(tái)數(shù)以及排架的柱間距等因數(shù)綜合考慮確定。連系梁和圈梁連系梁和圈梁的作用：⑴連系梁承受圍護(hù)墻的重力荷載并傳遞給排架柱，基礎(chǔ)梁也是連系梁；⑵圈梁將圍護(hù)墻、排架柱、山墻抗風(fēng)柱等連接在一起，增加結(jié)構(gòu)體系的整體剛度，可以降低地基不均勻沉降和振動(dòng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。圈梁在平面上應(yīng)盡可能沿整個(gè)廠房交圈。吊車梁常用類型有：鋼筋混凝土等截面實(shí)腹吊車梁、混34圈梁設(shè)置要求對(duì)有橋式吊車的廠房，須在柱頂附近和吊車梁標(biāo)高處各設(shè)一道圈梁；當(dāng)外墻高度超過15m時(shí)還應(yīng)增設(shè)，通常每4～6m高設(shè)一道；對(duì)無橋式吊車的廠房，須在柱頂附近設(shè)一道圈梁；當(dāng)外墻高度超過8m時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)；圈梁截面宜與墻體厚度等寬，當(dāng)墻厚>240mm時(shí)，不宜小于2/3墻厚。圈梁截面高度不宜小于120mm；圈梁可兼作門窗過梁。柱一般情況下，由于廠房設(shè)有吊車，因此單廠結(jié)構(gòu)體系的柱為變截面柱。鋼筋混凝土柱型式單肢柱：矩形、工字形、環(huán)形；圈梁設(shè)置要求對(duì)有橋式吊車的廠房，須在柱頂附近和吊車梁標(biāo)高處各35雙肢柱：平腹桿雙肢柱、斜腹桿雙肢柱；柱截面尺寸構(gòu)造要求教材截面尺寸參考表?？癸L(fēng)柱截面尺寸應(yīng)滿足下列要求：截面高度h2≥

Hx/25，且h2≥600mm。截面高度b2≥

Hy/35，且b2≥

350mm?？癸L(fēng)柱與屋架的連接詳見有關(guān)構(gòu)造詳圖。柱間支撐柱上柱柱間支撐下柱柱間支撐吊車梁承受山墻和屋蓋橫向水平支撐傳來的風(fēng)荷載、屋蓋傳來的縱向水平地震作用以及吊車梁傳來的吊車縱向水平制動(dòng)力，并將各荷載傳至基礎(chǔ)。此外，它還能提高單廠結(jié)構(gòu)體系的縱向剛度。雙肢柱：平腹桿雙肢柱、斜腹桿雙肢柱；抗風(fēng)柱截面尺寸應(yīng)滿足下列36設(shè)置位置上柱柱間支撐設(shè)置在伸縮縫區(qū)段兩側(cè)，并與屋架橫向水平支撐相對(duì)應(yīng)的柱間以及伸縮縫區(qū)段中央柱間；上柱柱間支撐設(shè)置在伸縮縫區(qū)段中部，并與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置。有下列情況時(shí)應(yīng)設(shè)置柱間支撐廠房跨度≥18m，或柱高≥8m；設(shè)有起重量≥10t的中、輕級(jí)工作制（A1~A5)吊車或設(shè)有重級(jí)工作制（A6、A7)吊車；設(shè)有起重量≥3t的懸掛吊車；露天吊車的柱列。設(shè)置位置上柱柱間支撐設(shè)置在伸縮縫區(qū)段兩側(cè)，并與屋架橫向水平支37柱間支撐的構(gòu)造要求當(dāng)柱截面高度≥600mm時(shí)，下柱柱間支撐應(yīng)設(shè)計(jì)成雙片，每片用單角鋼做成交叉形，兩片間用角鋼或綴條連接；交叉桿件的傾角一般為350~550；兩片支撐中心距等于柱高減去200mm（工字形截面柱取柱截面高度減翼緣高度)；雙肢柱的下柱柱間支撐宜設(shè)置在吊車梁的垂直平面內(nèi)；上柱柱間支撐一般為單片角鋼做成的交叉桿；柱間支撐的構(gòu)造要求當(dāng)柱截面高度≥600mm時(shí)，下柱柱間支撐應(yīng)385.基礎(chǔ)體系的布置

和主要構(gòu)件5.基礎(chǔ)體系的布置

和主要構(gòu)件39單廠結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)主要采用柱下獨(dú)立的現(xiàn)澆鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)，承受排架平面內(nèi)傳來的作用力（N、M、V）。有柱間支撐的柱下基礎(chǔ)尚需承受排架平面外柱間支撐傳來的作用力基礎(chǔ)類型有：單杯口基礎(chǔ)；雙杯口或多杯口基礎(chǔ)；高杯口基礎(chǔ)。整個(gè)廠房的基礎(chǔ)頂面宜在同一標(biāo)高，當(dāng)柱下基礎(chǔ)與設(shè)備基礎(chǔ)的布置發(fā)生沖突，或局部地質(zhì)條件較差，需將柱下基礎(chǔ)深埋時(shí)，為了不改變預(yù)制柱的長度，可采用高杯形基礎(chǔ)。

單廠結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)主要采用柱下獨(dú)立的現(xiàn)澆鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)，承受40獨(dú)立基礎(chǔ)的外形及外形尺寸構(gòu)造要求755050100100a2a1h1H1Hhta混凝土墊層填細(xì)石混凝土75100100ht混凝土墊層填細(xì)石混凝土錐形基礎(chǔ)階梯形基礎(chǔ)75ht填細(xì)石混凝土100100混凝土墊層H1杯口短柱基礎(chǔ)高杯口基礎(chǔ)75ht填細(xì)石混凝土樁樁基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)的外形及外形尺寸構(gòu)造要求755050100100a241錐形基礎(chǔ)的坡度tana≥2.5，a2

≥a1；階梯形基礎(chǔ)，當(dāng)H≤850mm時(shí)宜采用雙階，當(dāng)H≥900mm時(shí)宜采用三階，每階高300～500mm。鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)外形尺寸H1、a1、t的要求見教材表12；雙杯口基礎(chǔ)除兩杯口中心距為伸縮縫兩側(cè)雙柱中心距1000mm外，其余尺寸要求與單杯口基礎(chǔ)相同；高杯口基礎(chǔ)的柱插入深度H1和杯壁厚t的要求與一般杯口基礎(chǔ)相似，杯口、短柱的設(shè)計(jì)計(jì)算可參考有關(guān)資料；第13章單層廠房結(jié)構(gòu)(孟憲宏)課件42基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁一般為梯形截面?；A(chǔ)梁截面室外地面混凝土墊塊基礎(chǔ)梁室外地面基礎(chǔ)梁100基礎(chǔ)梁底空隙基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁一般為梯形截面。基礎(chǔ)梁截面室外地面混凝土墊塊基礎(chǔ)431.基本假定和計(jì)

算簡圖1.基本假定和計(jì)

算簡圖44基本假定(1)屋架與柱頂為鉸接，只傳遞N

和V，不傳遞M；(2)柱底嵌固于基礎(chǔ)，固定端位于基礎(chǔ)頂面，不考慮各種荷載引起的基礎(chǔ)角變形；(3)橫梁（或屋架）的軸向剛度無窮大，即不計(jì)其軸向變形的影響；(4)排架之間相互無聯(lián)系，即不考慮結(jié)構(gòu)的空間作用。（結(jié)構(gòu)的空間作用用修正內(nèi)力方法解決）?；炯俣?1)屋架與柱頂為鉸接，只傳遞N和V，不傳遞45計(jì)算簡圖ABLLBA計(jì)算單元計(jì)算簡圖ABLLBA計(jì)算單元46CABL1L2計(jì)算單元ABCABCCABL1L2計(jì)算單元ABCABC472.排架荷載計(jì)算

2.排架荷載計(jì)算

48屋蓋荷載1.屋蓋永久荷載屋蓋永久荷載包括屋面構(gòu)造層、屋面板、天窗架、屋架、屋蓋支撐體系重力荷載以及與屋架連接的各種重力荷載。以集中力G1作用于柱頂。HHlHuHNVM屋蓋荷載1.屋蓋永久荷載屋蓋永久荷載包括屋面構(gòu)造層、屋面板、492.屋面可變荷載屋面可變荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載。均布活荷載：施工階段的施工荷載和使用階段的維修荷載?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定不上人屋面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2

。雪荷載：按屋面水平投影面上的雪荷載計(jì)算。屋面雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)按下式計(jì)算(13–1)式中—基本風(fēng)壓；—屋面積雪分布系數(shù)。2.屋面可變荷載屋面可變荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰50積灰荷載：設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近廠房時(shí)，應(yīng)考慮廠房屋面水平投影面上的積灰荷載，《按荷載規(guī)范》取值。注意屋面均布活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮，兩者取較大值；積灰荷載應(yīng)與不上人屋面均布活荷載和雪荷載中的較大者同時(shí)考慮。屋面可變荷載以集中力的形式作用于柱頂，其作用點(diǎn)同屋蓋永久荷載；對(duì)多跨排架結(jié)構(gòu)，要考慮可變荷載分布對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。積灰荷載：設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近廠房時(shí)，應(yīng)考慮廠51柱、吊車梁和軌道及連接件重力載柱自重分別上、下柱的體積計(jì)算；吊車梁和軌道及連接件重力荷載可從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖查得，軌道及連接件重力荷載可按0.8～1.0kN/m估算。因?yàn)樵谝话闱闆r下，施工時(shí)柱和吊車梁安裝后再安裝屋架，故柱和吊車梁重力荷載作用下的內(nèi)力分析可將柱視為懸臂構(gòu)件計(jì)算。風(fēng)荷載柱頂以上的風(fēng)荷載通過屋架以集中力Fw的形式作用于柱頂；柱頂以下的風(fēng)荷載可近似按作用柱上計(jì)算。柱、吊車梁和軌道及連接件重力載柱自重分別上、下柱的體積計(jì)算；52風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2)(13–2)式中—某地區(qū)基本風(fēng)壓值；—風(fēng)荷載體型系數(shù)，是風(fēng)吹到廠房表面引起的壓力或吸力與理論風(fēng)壓的比值；—風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，與地面粗糙程度和所求風(fēng)壓值處離地面高度有關(guān)。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2)(13–2)式中53吊車荷載國家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB3811-83)參照國際標(biāo)準(zhǔn)《起重設(shè)備分級(jí)》(ISO4301-1980)的原則，吊車按其在使用期內(nèi)要求的總循環(huán)次數(shù)以及荷載達(dá)到其額定值的頻繁程度分成輕、中、重和超重級(jí)四種工作制。根據(jù)要求的利用的等級(jí)和荷載狀態(tài)，吊車分為8個(gè)工作級(jí)別：A1～A8。按吊車吊鉤的種類分為：軟鉤、硬鉤吊車荷載國家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB3811-83)參照541.吊車豎向荷載1.吊車豎向荷載55《荷載規(guī)范》規(guī)定：計(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車豎向荷載時(shí)，對(duì)一層吊車單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車數(shù)不宜多于2臺(tái)；對(duì)一層吊車多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。最大輪壓值通?？筛鶕?jù)吊車型號(hào)、規(guī)格等由產(chǎn)品目錄或有關(guān)設(shè)計(jì)手冊查得。對(duì)一般常用四輪吊車，其相應(yīng)的值為(13–3)(13–4)(13–5)《荷載規(guī)范》規(guī)定：計(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車豎向荷載時(shí)，對(duì)一層吊車56式中—各輪壓對(duì)應(yīng)反力影響線的坐標(biāo)值；—折減系數(shù)（考慮多臺(tái)吊車同時(shí)均滿載的荷載效應(yīng)折減系數(shù)。式中—各輪壓對(duì)應(yīng)反力影響線的坐標(biāo)值；—572.吊車橫向水平荷載對(duì)于四輪吊車滿載運(yùn)行時(shí)，每個(gè)輪子產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)值為(13–6)式中—橫向水平制動(dòng)力系數(shù)，對(duì)軟鉤吊車其值為：當(dāng)額定起重量Q≤10t時(shí)，a=0.12，Q＝16～50t時(shí)，a=0.10，當(dāng)Q≥75t時(shí)，a=0.08。對(duì)硬鉤吊車其值為：a=0.20。2.吊車橫向水平荷載對(duì)于四輪吊車滿載運(yùn)行時(shí)，每個(gè)輪子產(chǎn)生的橫58吊車施加在排架結(jié)構(gòu)上的橫向水平荷載為(13–7)《荷載規(guī)范》規(guī)定：考慮多臺(tái)吊車水平荷載時(shí)，對(duì)單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2臺(tái)。吊車施加在排架結(jié)構(gòu)上的橫向水平荷載為(13–7)《荷載規(guī)范》593.吊車縱向水平荷載吊車縱向水平制動(dòng)力與橋式吊車每側(cè)的制動(dòng)輪數(shù)和吊車的最大輪壓有關(guān)。吊車縱向水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為(13–8)式中—吊車每側(cè)制動(dòng)輪數(shù)，四輪橋式吊車n=1；—制動(dòng)輪在輪壓下與軌道間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。注意當(dāng)廠房有柱間支撐時(shí)，全部吊車縱向水平荷載由柱間支撐承擔(dān)；當(dāng)廠房無柱間支撐時(shí)，全部吊車縱向水平荷載由同一伸縮縫區(qū)段內(nèi)的所有各柱共同承擔(dān)；不論單跨或多跨廠房，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于兩臺(tái)。3.吊車縱向水平荷載吊車縱向水平制動(dòng)力與橋式吊車每側(cè)的制動(dòng)輪60墻體荷載基礎(chǔ)梁圈梁風(fēng)風(fēng)圈梁墻體荷載基礎(chǔ)梁圈梁風(fēng)風(fēng)圈梁613.排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力

計(jì)算方法3.排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力

計(jì)算方法62內(nèi)力計(jì)算方法先按平面排架計(jì)算內(nèi)力，再考慮廠房整體空間作用；計(jì)算排架在每種荷載作用的內(nèi)力，繪出排架柱內(nèi)力圖；確定柱的幾個(gè)關(guān)鍵控制截面；關(guān)鍵控制截面的內(nèi)力不利組合；根據(jù)控制截面的內(nèi)力最不利組合，進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。單階懸臂柱柱頂在單位力作用下的位移HHuHl令：則內(nèi)力計(jì)算方法先按平面排架計(jì)算內(nèi)力，再考慮廠房整體空間作用；單63由圖乘法求得(13–9)下端為固定上端為不動(dòng)鉸支座的單階柱在任意荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算HHuHl由圖乘法求得(13–9)下端為固定上端為不動(dòng)鉸支座的單階柱在64由柱頂?shù)淖冃螀f(xié)調(diào)條件可得(13–10)由圖乘法求得(13–11)由式(13–10)可得(13–12)單階變截面柱在各種荷載作用下的柱頂反力系數(shù)見教材的附表9。柱頂反力系數(shù)由柱頂?shù)淖冃螀f(xié)調(diào)條件可得(13–10)由圖乘法求得(13–165等高排架內(nèi)力計(jì)算1.排架柱頂作用集中荷載由基本假定：橫梁的軸剛度無窮大可得(13–13)(13–14)(13–15)等高排架內(nèi)力計(jì)算1.排架柱頂作用集中荷載由基本假定：橫梁的軸66將式(13–15)代入式(13–14)可得則(13–16)將式(13–16)代入式(13–15)可得(13–17)式中—第

i柱的剪力分配系數(shù)。將式(13–15)代入式(13–14)可得則(13–16)將672.排架在任意荷載作用下HHuHl2.排架在任意荷載作用下HHuHl68不等高排架內(nèi)力計(jì)算不等高排架適合用力法求解。由未知力x1、x2處的變形協(xié)調(diào)條件、求解x1、x2。(13–18)不等高排架內(nèi)力計(jì)算不等高排架適合用力法求解。由未知力x1、x694.排架結(jié)構(gòu)的

內(nèi)力組合4.排架結(jié)構(gòu)的

內(nèi)力組合70內(nèi)力組合的目的：將各種荷載單獨(dú)作用下計(jì)算的內(nèi)力，按照它們共同作用的可能性進(jìn)行組合，以便求出構(gòu)件控制截面的最不利內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值，作為構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)依據(jù)。控制截面內(nèi)力組合原則《荷載規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于承載力極限狀態(tài)的基本組合，一般排架的荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值為1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合(13–19)內(nèi)力組合的目的：將各種荷載單獨(dú)作用下計(jì)算的內(nèi)力，按照它們共同712）由永久荷載效應(yīng)控制的組合(13–20)根據(jù)上述組合原則，對(duì)不考慮抗震設(shè)防的單廠結(jié)構(gòu)，按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，需進(jìn)行以下可能的組合：①

1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+風(fēng)荷+吊車荷載)②

1.2*恒荷+0.9*1.4(風(fēng)荷+吊車荷載)③

1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+風(fēng)荷)④

1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+吊車荷載)⑤

1.2*恒荷+1.4*吊車荷載⑥

1.2*恒荷+1.4*風(fēng)荷2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合(13–20)根據(jù)上述組合原則，72內(nèi)力組合應(yīng)注意的問題：恒荷在任何一種內(nèi)力組合下都存在；吊車豎向荷載有分別作用在一跨廠房兩個(gè)柱上的兩種情況，每次只能選擇其中一種情況參加內(nèi)力組合；在選擇吊車橫向水平荷載時(shí)，該跨必然作用有吊車的相應(yīng)豎向荷載；但選擇吊車豎向荷載時(shí)，不一定存在該吊車相應(yīng)的橫向水平荷載；吊車橫向水平荷載，可能是任意一跨內(nèi)兩臺(tái)吊車引起的，存在作用在該跨兩個(gè)柱上及兩個(gè)方向制動(dòng)的兩種情況，只能選其中一種情況參加組合；也可能是任意兩跨內(nèi)由本跨一臺(tái)最大噸位吊車引起的，也存在作用在本跨兩個(gè)柱上以及兩個(gè)方向制動(dòng)的兩種情況。對(duì)每一跨來說，只能選擇上述兩種可能情況中的一種情況參加內(nèi)力組合；對(duì)整個(gè)排架結(jié)構(gòu)來說，可選擇任意兩跨的各一種橫向水平荷載參加內(nèi)力組合；內(nèi)力組合應(yīng)注意的問題：恒荷在任何一種內(nèi)力組合下都存在；73風(fēng)荷載有左或右風(fēng)壓作用方向，只能選擇其中一種參加內(nèi)力組合。內(nèi)力組合項(xiàng)目對(duì)實(shí)腹柱：M、N對(duì)柱截面配筋起控制作用，而V一般不起控制作用；空實(shí)腹柱：除考慮M、N外，還考慮V的影響；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)：要考慮M、N、V共同作用的影響。截面最不內(nèi)力組合：及相應(yīng)的、及相應(yīng)的、及相應(yīng)的或、及相應(yīng)的或、風(fēng)荷載有左或右風(fēng)壓作用方向，只能選擇其中一種參加內(nèi)力組合。內(nèi)741.鋼筋混凝土

柱設(shè)計(jì)1.鋼筋混凝土

柱設(shè)計(jì)75柱的計(jì)算長度《規(guī)范》規(guī)定：注：1.當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載實(shí)，可按無吊車廠房柱的計(jì)算長度采用；但2.表中*的值僅用于Hu/Hl≥3情況，當(dāng)Hu/Hl<3時(shí)，此值為2.5Hu。上柱計(jì)算長度仍按有吊車廠房采用。柱的計(jì)算長度《規(guī)范》規(guī)定：注：1.當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載實(shí)，762.柱的牛腿設(shè)計(jì)2.柱的牛腿設(shè)計(jì)77h02h01a1a2短牛腿a≤h0h0a長牛腿a>h0牛腿的應(yīng)力狀態(tài)主壓應(yīng)力跡線主拉應(yīng)力跡線h02h01a1a2短牛腿a≤h0h0a長牛腿a>h0牛78牛腿破壞形態(tài)h0a12彎壓破壞裂縫

①約為極限荷載的20%～40%，其走向是自上而下，此縫不形成破壞裂縫；裂縫

②約為極限荷載的40%～60%，其方向大致與主壓應(yīng)力跡線平行；（1）彎壓破壞當(dāng)1>a/h0>0.75或縱筋配置偏少時(shí)，斜裂縫②隨荷載的增加不斷向受壓區(qū)延伸，同時(shí)縱筋拉應(yīng)力不斷增加以至屈服，直至受壓區(qū)混凝土被壓碎而破壞。牛腿破壞形態(tài)h0a12彎壓破壞裂縫①約為極限荷載的20%79（2）斜壓破壞h0a123h0a124斜壓破壞當(dāng)a/h0＝0.1～0.75時(shí)。（3）剪切破壞h0a剪切破壞當(dāng)a/h0<0.1時(shí)。除上述三種主要破壞形態(tài)外,還有因墊板過小、牛腿頂面過窄而導(dǎo)致局壓破壞；牛腿下部邊緣坡度過陡，在豎向和橫向水平荷載共同作用下產(chǎn)生的非根部受拉破壞；縱筋因錨固不足導(dǎo)致的破壞；（2）斜壓破壞h0a123h0a124斜壓破壞當(dāng)a/h0＝80牛腿幾何尺寸的確定h1h牛腿應(yīng)與柱等寬；牛腿外邊緣高度h1≥h/3，且不應(yīng)小于200mm；牛腿外邊緣與吊車梁外邊緣的距離不宜小于70mm；牛腿底邊傾角a≤450。截面高度h0的經(jīng)驗(yàn)公式：(13–21)牛腿幾何尺寸的確定h1h牛腿應(yīng)與柱等寬；截面高度h0的經(jīng)驗(yàn)公81式中、—分別為作用于牛腿頂部按荷載短期效應(yīng)計(jì)算的豎向力和水平拉力的標(biāo)準(zhǔn)值；—裂縫控制系數(shù)，對(duì)支承吊車梁的牛腿取0.65，對(duì)其他牛腿取0.8；—應(yīng)考慮安裝偏差200mm，當(dāng)豎向力作用點(diǎn)位于下柱截面以內(nèi)時(shí)取a=0；—牛腿于下柱交接處垂直截面的有效高度：，當(dāng)a>450取a=450。牛腿局部受壓驗(yàn)算(13–22)式中—局壓面積。式中、—分別為作用于牛腿頂部82牛腿的配筋計(jì)算根據(jù)牛腿彎壓和斜壓兩種破壞形式，將牛腿簡化為三角桁架進(jìn)行計(jì)算。h00.85h00.85aS所以(13–23)當(dāng)a<0.3h0時(shí)，取a＝0.3h0。內(nèi)力臂取h0＝0.95h牛腿的配筋計(jì)算根據(jù)牛腿彎壓和斜壓兩種破壞形式，將牛腿簡化為三83牛腿的構(gòu)造ll6l3l2150f6f12@100@150縱筋的錨固長度應(yīng)過上柱中心線，la的水平段（包括圓弧段）的投影長度不應(yīng)小于0.4la，垂直段應(yīng)為15d；縱筋配筋率不應(yīng)小于0.2%及0.45ft/fy，不宜大于0.6%，直徑不應(yīng)小于12mm，根數(shù)不一少于4根；縱筋中承受水平拉力的那部分鋼筋（1.2Fh/fy)應(yīng)焊在與吊車梁或其它承受水平拉力構(gòu)件相連接的埋件上，焊接的鋼筋不應(yīng)少于2根，直徑不應(yīng)小于12mm。牛腿的構(gòu)造ll6l3l2150f6f12@100@150縱筋84若滿足式(13–21)的要求，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，只按構(gòu)造要求設(shè)置水平箍筋和彎起筋；箍筋：直徑6～12mm，間距100～150mm，在牛腿上部2/3h0范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不應(yīng)小于承受豎向力縱筋截面面積的1/2；彎起筋：彎起筋設(shè)置條件是a/h0≥0.3，直徑宜采用≥12mm，的HRB335級(jí)或HRB400級(jí)鋼筋，設(shè)置在牛腿上部l/6～l/2的之間的范圍內(nèi)，截面面積不少于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的1/2，根數(shù)不少于2根；若滿足式(13–21)的要求，可不進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，853.柱的吊裝驗(yàn)算3.柱的吊裝驗(yàn)算86《規(guī)范》裂縫驗(yàn)算簡化公式(13–23)為的鋼筋應(yīng)力，與縱筋直徑和有效配筋率有關(guān)，查教材圖可得?！兑?guī)范》裂縫驗(yàn)算簡化公式(13–23)為874.柱下獨(dú)立基礎(chǔ)

設(shè)計(jì)4.柱下獨(dú)立基礎(chǔ)

設(shè)計(jì)88偏心受壓基礎(chǔ)底面積的確定HDHDL1L2HDL1L2(13–24)偏心受壓基礎(chǔ)底面積的確定HDHDL1L2HDL1L2(13–89式中—基底以上混凝土和覆蓋土的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值，，其中為混凝土和覆蓋土平均重量的標(biāo)準(zhǔn)值20kN/m3；—基礎(chǔ)底面的截面抵抗矩，。式(13–24)也可寫成(13–25)當(dāng)e≤L1/6時(shí)，pkmin≥0，基底全部受壓；當(dāng)e>L1/6時(shí)，pkmin<0，基底部分受壓；HDL1L2式中—基底以上混凝土和覆蓋土的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值90根據(jù)圖示的平衡條件可得(13–26)確定偏壓基礎(chǔ)底面積的步驟：根據(jù)場地的地質(zhì)條件和工藝要求確定基礎(chǔ)埋深D；預(yù)估基底的邊長，取L1/L2=1.5左右；求pkmax，使其滿足下式要求由于地基土的壓縮性以及土反力的不均勻性，可能使基礎(chǔ)發(fā)生傾斜，甚至可能影響廠房的正常使用。因此，對(duì)基礎(chǔ)底面土壓應(yīng)力分布宜作以下限制：(1)對(duì)fa<180kN/m2、吊車起重量大于75t的單廠結(jié)構(gòu)柱基礎(chǔ)，要求求pkmin/pkmax≥

0.25；(13–27)根據(jù)圖示的平衡條件可得(13–26)確定偏壓基礎(chǔ)底面積的步驟91(2)對(duì)于承受一般吊車荷載的柱基礎(chǔ)，要求pkmin≥

0，（

pkmax

＋

pkmin

）/2≤fa；(3)對(duì)于僅有風(fēng)荷載而無吊車荷載的柱基礎(chǔ)，要求L/L1≥0.75。偏心受壓基礎(chǔ)高度驗(yàn)算ABDFECH0H0H02Lb1Lh2為了防止基礎(chǔ)發(fā)生沖切破壞，則土反力產(chǎn)生的局部剪力值Vl應(yīng)不大于基礎(chǔ)沖切破壞斜截面的抗剪承載力值Vu，即Vl≤Vu

。當(dāng)基礎(chǔ)的短邊寬度

L2>(b+2H0)時(shí)(13–28)(2)對(duì)于承受一般吊車荷載的柱基礎(chǔ)，要求pkmin≥092所以(13–29)式中—基礎(chǔ)底面邊緣最大凈土反力設(shè)計(jì)值；—基礎(chǔ)高度影響系數(shù)：當(dāng)基礎(chǔ)的短邊寬IJLKH0H0H02Lb1Lh2當(dāng)H≤800mm時(shí)，bh=1.0;當(dāng)H≥2000mm時(shí)，取bh=0.9，其間按線性內(nèi)插法取用。度

(b+2H0)≥L2≥(b+H0)時(shí)所以(13–29)式中—基礎(chǔ)底面邊緣最大凈93(13–30)(13–31)注意上述各公式僅適用于（L1-h）>（L2-b）的情況；杯形基礎(chǔ)尚應(yīng)對(duì)杯底厚度進(jìn)行沖切驗(yàn)算。此時(shí)基底反力只需按排架結(jié)構(gòu)自重產(chǎn)生的重力荷載及施工計(jì)算；H2H3H11a當(dāng)基礎(chǔ)外形有突變時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算變截面處的沖切承載力；基礎(chǔ)總高度和各變截面處的臺(tái)階的高度應(yīng)滿足基礎(chǔ)外形尺寸的構(gòu)造要求。(13–30)(13–31)注意上述各公式僅適用于（L1-h94偏心受壓基礎(chǔ)配筋計(jì)算2Lb1Lh(1)Ⅰ—Ⅰ截面由土反力產(chǎn)生的截面彎矩設(shè)計(jì)值(13–32)偏心受壓基礎(chǔ)配筋計(jì)算2Lb1Lh(1)Ⅰ—Ⅰ截面由土反力產(chǎn)生95(13–33)式中—受拉鋼筋重心至基礎(chǔ)底面的距離。當(dāng)基礎(chǔ)下有混凝土墊層時(shí)，鋼筋保護(hù)層厚度不小于40mm，a取45～50mm，無混凝土墊層時(shí)，鋼筋保護(hù)層厚度不小于70mm，a取75～80mm。(2)Ⅱ—Ⅱ截面分析方法同Ⅰ—Ⅰ截面，只是將換成。(13–34)(13–35)(13–33)式中—受拉鋼筋重心至96偏心受壓基礎(chǔ)的其它構(gòu)造要求基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C20；墊層厚度不宜小于70mm，墊層混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)為C10。受拉縱筋一般采用HPB235級(jí)鋼筋，其直徑f≤12mm，也可采用HRB335級(jí)鋼筋；基礎(chǔ)底面受拉鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不宜小于100mm，不宜大于200mm；基礎(chǔ)邊長大于2.5m時(shí)，鋼筋長度可取0.9l

，交錯(cuò)放置。杯壁配筋要求：當(dāng)柱為軸心受壓或小偏心受壓且t/h1≥0.65時(shí)，或柱為大偏心受壓且t/h1≥0.75時(shí)，杯壁內(nèi)可不配筋；當(dāng)柱為軸心受壓或小偏心受壓且0.5≤t/h1<0.65時(shí)，杯壁內(nèi)按表13－3配置構(gòu)造筋；基礎(chǔ)梁下的杯壁厚度還應(yīng)滿足基礎(chǔ)梁支承寬度的要求。偏心受壓基礎(chǔ)的其它構(gòu)造要求基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C297杯壁構(gòu)造配筋示意圖杯壁構(gòu)造配筋示意圖98第13章

單層廠房結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)特性和體系13.2結(jié)構(gòu)布置和主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件13.3排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析13.4鋼筋混凝土柱和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第13章單層廠房結(jié)構(gòu)13.1結(jié)構(gòu)特性和體系991.結(jié)構(gòu)特性1.結(jié)構(gòu)特性100為什么要設(shè)計(jì)層單層結(jié)構(gòu)？機(jī)器設(shè)備和產(chǎn)品較重，且需一定起重量的起重設(shè)備；生產(chǎn)工藝需要較大面積的生產(chǎn)空間；設(shè)備需要一定埋深的設(shè)備基礎(chǔ)；采光、通風(fēng)、保溫等功能需要；單層廠房結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化、施工機(jī)械化；設(shè)計(jì)和施工周期短；空間大，易布置；質(zhì)量好，且易控制。為什么要設(shè)計(jì)層單層結(jié)構(gòu)？機(jī)器設(shè)備和產(chǎn)品較重，且需一定起重量的1012.結(jié)構(gòu)體系2.結(jié)構(gòu)體系102傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體系（包括天窗架、支撐、圍護(hù)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等）結(jié)構(gòu)體系分類按廠房高度分類：有等高多跨；不等高多跨按廠房跨數(shù)分類：有單跨；多跨按屋蓋組成分類：有檁體系；無檁體系；露天按屋脊形式分類：有單屋脊；多屋脊；鋸齒形傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體系（包括天窗架、支撐、圍護(hù)結(jié)103按結(jié)構(gòu)承重方式分類：有橫向承重；縱向承重“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體系組成挑檐板天窗架屋面板連系梁吊車梁屋架墻體柱子基礎(chǔ)吊車基礎(chǔ)梁按結(jié)構(gòu)承重方式分類：有橫向承重；縱向承重“板－架－柱”結(jié)構(gòu)體104結(jié)構(gòu)受力性能通常將該空間結(jié)構(gòu)體系簡化為橫向或縱向平面排架計(jì)算。其在豎向荷載（主要為重力荷載）和水平荷載（風(fēng)、吊車制動(dòng)力、水平地震作用)作用下具有較好的受力性能。但由于該結(jié)構(gòu)較空曠，其空間剛度較小，整體性差，因此抵御水平荷載作用的能力很弱。設(shè)計(jì)時(shí)通過設(shè)置各種支撐提高其空間剛度。結(jié)構(gòu)的傳力方式結(jié)構(gòu)受力性能通常將該空間結(jié)構(gòu)體系簡化為橫向或縱向平面排架計(jì)算105地基基礎(chǔ)基礎(chǔ)梁柱圍護(hù)結(jié)構(gòu)吊車梁風(fēng)荷載屋面地基基礎(chǔ)基礎(chǔ)梁柱圍護(hù)結(jié)構(gòu)吊車梁風(fēng)荷載屋面1061.平剖面尺寸和

變形縫1.平剖面尺寸和

變形縫107根據(jù)生產(chǎn)工藝和建筑平面設(shè)計(jì)要求確定下列尺寸跨度跨度為18m和18m以下，應(yīng)采用3m的倍數(shù)；18m以上，宜采用6m的倍數(shù)。柱距柱距應(yīng)采用6m或6m的倍數(shù)。定位軸線50060005500變形縫（伸縮縫）《規(guī)范》規(guī)定，裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)變形縫最大間距宜取100m，露天取70m。（見教材圖示）根據(jù)生產(chǎn)工藝和建筑平面設(shè)計(jì)要求確定下列尺寸跨度跨度為18m和108橫向定位軸線

是垂直于廠房長度方向(即平行于屋架)的定位軸線。

廠房橫向定位軸線之間的距離是柱距。

橫向定位軸線標(biāo)注了廠房縱向構(gòu)件如屋面板、吊車梁長度的標(biāo)志尺寸、及其與屋架（或屋面梁）之間的相互關(guān)系。橫向定位軸線109①中間柱與橫向定位軸線的聯(lián)系

屋架（或屋面梁）支承在柱子的中心線上，中間柱的橫向定位軸線與柱的中心線相重合。②橫向伸縮縫、防震縫與定位軸線的聯(lián)系

橫向溫度伸縮縫和防震縫處采用雙柱雙屋架，設(shè)兩條橫向定位軸線，兩柱的中心線應(yīng)從定位軸線向縫的兩側(cè)各移600mm。兩條定位軸線間的插入距離A值，等于伸縮縫或防震縫的縫寬C。該處兩條橫向定位軸線與相鄰橫向定位軸線之間的距離與其他柱距保持一致。見下圖。③山墻與橫向定位軸線的聯(lián)系

單層廠房的山墻，按受力情況分為非承重墻和承重墻，其橫向定位軸線的劃分也不相同。①中間柱與橫向定位軸線的聯(lián)系

屋架（或屋面梁）支承在110第13章單層廠房結(jié)構(gòu)(孟憲宏)課件111·縱向定位軸線

是平行于廠房長度方向(即垂直于屋架)的定位軸線。

廠房縱向定位軸線之間的距離是跨度。

縱向定位軸線主要用來標(biāo)注廠房橫向構(gòu)件如屋架（或屋面梁）長度的標(biāo)志尺寸和確定屋架（或屋面梁）、排架柱等構(gòu)件間的相互關(guān)系。

縱向定位軸線的布置應(yīng)使廠房結(jié)構(gòu)和吊車的規(guī)格協(xié)調(diào)，保證吊車與柱之間留有足夠的安全距離。在支承式梁式吊車或橋式吊車的廠房設(shè)計(jì)中，由于屋架(或屋面梁)和吊車的設(shè)計(jì)生產(chǎn)制作都是標(biāo)準(zhǔn)化的，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿足L＝Lk+2e。

·縱向定位軸線112①外墻，邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

由于吊車起重量、柱距、跨度、有否安全走道板等因素的影響，邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系有兩種情況：

a.封閉式結(jié)合的縱向定位軸線

b.非封閉式結(jié)合的縱向定位軸線①外墻，邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

由于吊車起重量、柱距、113②中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

在多跨廠房中，中柱有平行等高跨和平行不等高跨兩種情況。②中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系

在多跨廠房中，中柱有平行等高114第13章單層廠房結(jié)構(gòu)(孟憲宏)課件1152.屋蓋結(jié)構(gòu)布置和

主要構(gòu)件2.屋蓋結(jié)構(gòu)布置和

主要構(gòu)件116單層廠房的屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁體系和有檁體系兩種。無檁體系組成：大型屋面板、天窗架、屋架和屋蓋支撐系統(tǒng)。有檁體系組成：小型屋面板（或瓦材）、檁條、天窗架、屋架和屋蓋支撐系統(tǒng)。有檁體系與無檁體系相比較，其構(gòu)件多、傳力途徑長、承載力低、屋蓋系統(tǒng)的剛度和整體性差。本章主要介紹無檁體系。屋面板預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，它適用于保溫或不保溫卷材防水屋面，屋面坡度不應(yīng)大于1/5。規(guī)格：，其與屋架上弦不少于三點(diǎn)焊接(焊縫長度不小于8mm，厚度不小于6mm）。單層廠房的屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁體系和有檁體系兩種。無檁體系組成：大117檁條檁條是置于屋架的上弦，將小型屋面板所承受的荷載傳至屋架的構(gòu)件，并與屋架焊接，以增加屋面體系的整體剛度。檁條的跨度一般為4m或6m。屋架上弦檁條小型屋面板（鋼混）屋架上弦檁條小型屋面板（型鋼）檁條檁條是置于屋架的上弦，將小型屋面板所承受的荷載傳至屋架的118屋架屋架是屋蓋體系的主要承重構(gòu)件，其主要作用：保持廠房內(nèi)部具有與跨度相應(yīng)的空間；作為排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析中的水平橫梁；直接承受其平面內(nèi)由屋面板、檁條、天窗架傳來的荷載及懸掛吊車、管線的吊重；與屋架支撐組成水平的和垂直的支撐體系，以保證屋蓋體系具有足夠的水平和豎向剛度和某些屋架構(gòu)件的穩(wěn)定性。屋架屋架是屋蓋體系的主要承重構(gòu)件，其主要作用：保持廠房內(nèi)部具119屋架型式和受力特點(diǎn)三角形屋架拱形屋架梯形屋架折線形屋架18~24m跨度的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土屋架多做成折線形，24m以上跨度的屋架可做成梯形屋架。無論哪種屋架，其合理的高跨比為1/6~1/8。18m以下跨度可做成組合屋架。屋架型式和受力特點(diǎn)三角形屋架拱形屋架梯形屋架折線形屋架18~120天窗架和托架常用的天窗架跨度為6m、9m。天窗架宜用鋼材制作，也可采用矩形截面的鋼筋混凝土天窗架。天窗架屋架有時(shí)由于生產(chǎn)工藝的需要，抽取某個(gè)柱子，其該柱所支撐的屋架由托架承擔(dān)。托架將屋面荷載傳至支撐托架的柱。托架的跨度一般為12m。三角形托架折線形托架天窗架和托架常用的天窗架跨度為6m、9m。天窗架宜用鋼材1213.屋蓋支撐體系3.屋蓋支撐體系122為什么要設(shè)置屋蓋支撐?屋蓋支撐系統(tǒng)包括:天窗架支撐、屋架上弦支撐、屋架下弦支撐、屋架垂直支撐及水平系桿。天窗支撐由于一般天窗架跨度≤12m，可僅設(shè)天窗架垂直支撐，設(shè)置在天窗端部第一柱距及設(shè)有柱間支撐的柱距內(nèi)的天窗兩側(cè)。天窗架屋架天窗支撐為什么要設(shè)置屋蓋支撐?屋蓋支撐系統(tǒng)包括:天窗架支撐、屋架上弦123屋架上弦支撐在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間距內(nèi)布置在屋架上弦平面內(nèi)。其作用：(1）傳遞山墻風(fēng)荷載；(

2）其與屋架上弦形成水平桁架。(有天窗時(shí)沿屋脊設(shè)置水平系桿）伸縮縫區(qū)段伸縮縫區(qū)段第一柱間距第一柱間距第一柱間距第二柱間距第二柱間距上弦支撐屋架上弦剛性系桿上弦支撐屋架上弦支撐在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱間距內(nèi)布置在屋架124屋架下弦支撐伸縮縫區(qū)段第一柱間距伸縮縫區(qū)段第一柱間距第一柱間距屋架下弦縱向水平支撐下弦橫向水平支撐水平柔性系桿屋架下弦支撐伸縮縫區(qū)段第一柱間距伸縮縫區(qū)段第一柱間距第一柱間125下弦水平支撐應(yīng)根據(jù)下列要求設(shè)置：當(dāng)廠房跨度≥18m時(shí)，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段端部第一或第二柱距布置在屋架下弦平面內(nèi)；當(dāng)廠房跨度?18m時(shí)且山墻傳來的風(fēng)荷載由屋架上弦支撐傳遞時(shí)，可以不設(shè)；當(dāng)廠房有沿縱向運(yùn)行的懸掛吊車且吊點(diǎn)設(shè)在屋架下弦時(shí)，應(yīng)在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設(shè)置上述下弦水平支撐；當(dāng)具有下列情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦第一節(jié)點(diǎn)間組成水平桁架，即下弦縱向水平支撐：（1）廠房內(nèi)設(shè)有軟鉤橋式吊車且廠房高大，吊車起重量大下弦水平支撐應(yīng)根據(jù)下列要求設(shè)置：當(dāng)廠房跨度≥18m時(shí)，應(yīng)在每126時(shí)（如等高多跨廠房柱高>15m；無天窗>>18m，中級(jí)工作制吊車起重量≥50t時(shí)）；（2）廠房內(nèi)設(shè)有硬鉤橋式吊車（3）廠房內(nèi)設(shè)有懸掛吊車或設(shè)有較大振動(dòng)設(shè)備時(shí)；（4）廠房內(nèi)設(shè)有托架時(shí)，這時(shí)下弦縱向水平支撐應(yīng)布置在托架所在柱間，并向兩端各伸一個(gè)柱距。當(dāng)設(shè)置下弦縱向水平支撐時(shí)，為保證廠房空間剛度，必須同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的下弦橫向水平支撐，形成封閉水平支撐體系。屋架垂直支撐h十字交叉形h=2500～4000mmhW形h=1000～3000mm時(shí)（如等高多跨廠房柱高>15m；無天窗>>18m，中級(jí)工作127一般情況下，廠房跨度<18m可不設(shè)垂直支撐；跨度為18～30m時(shí)在屋架中部布置一道垂直支撐；跨度>30m時(shí)在屋架跨度1/3左右布置兩道垂直支撐。當(dāng)屋架端部高度>1.2m時(shí)，還應(yīng)在屋架兩端各布置一道垂直支撐。當(dāng)廠房伸縮縫區(qū)段>90m時(shí)，還應(yīng)在柱間支撐柱距內(nèi)增設(shè)一道垂直支撐。當(dāng)屋蓋設(shè)置垂直支撐時(shí)，應(yīng)在未設(shè)置垂直支撐的屋架間，在相應(yīng)垂直支撐平面內(nèi)的屋架上弦和下弦節(jié)點(diǎn)處，設(shè)置通長的水平系桿。凡設(shè)在屋架端部柱頂處和屋架上弦屋脊節(jié)點(diǎn)處的通長水平系桿，均應(yīng)采用剛性系桿，其余均可采用柔性系桿（剛性系桿可用2∟75×5、柔性系桿可用2∟70×5角鋼制成）。一般情況下，廠房跨度<18m可不設(shè)垂直支撐；跨度為18～128屋架支撐的組成屋蓋支撐一般用角鋼制成，其節(jié)間應(yīng)與屋架節(jié)間相適應(yīng)。交叉桿件的傾角為300

～600

。支撐桿件允許長細(xì)比見表13-1。其節(jié)點(diǎn)構(gòu)造查閱有關(guān)資料的構(gòu)造圖集。桿件截面按構(gòu)造確定，一般取用2∟45～2

∟70。屋架支撐的組成屋蓋支撐一般用角鋼制成，其節(jié)間應(yīng)與屋架節(jié)間相適1294.梁、柱體系布置

和主要構(gòu)件4.梁、柱體系布置

和主要構(gòu)件130單廠結(jié)構(gòu)中梁系由吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁和圈梁組成；柱系由系列柱組成。柱、屋架和基礎(chǔ)組成的排架結(jié)構(gòu)體系將全部重力荷載及風(fēng)荷載和縱橫向水平地震作用傳至地基。因此，柱系是單廠結(jié)構(gòu)的最主要構(gòu)件。吊車梁吊車梁是承受橋式吊車垂直輪壓和水平制動(dòng)力的構(gòu)件。垂直輪壓縱向水平制動(dòng)力垂直輪壓橫向水平制動(dòng)力預(yù)埋件單廠結(jié)構(gòu)中梁系由吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁和圈梁組131吊車梁常用類型有：鋼筋混凝土等截面實(shí)腹吊車梁、混凝土和鋼組合梁、預(yù)應(yīng)力混凝土先（后）張法等截面吊車梁和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土變截面吊車梁。一般情況下，6m跨其重量5～10t的吊車梁采用鋼筋混凝土構(gòu)件；6m跨起重量15/3～30/5t

的吊車梁采用鋼筋混凝土構(gòu)件或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；6m跨起重量30/5t

以上的吊車梁和12m跨吊車梁一般采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。吊車梁一般根據(jù)起重量、吊車工作制、吊車跨度吊車臺(tái)數(shù)以及排架的柱間距等因數(shù)綜合考慮確定。連系梁和圈梁連系梁和圈梁的作用：⑴連系梁承受圍護(hù)墻的重力荷載并傳遞給排架柱，基礎(chǔ)梁也是連系梁；⑵圈梁將圍護(hù)墻、排架柱、山墻抗風(fēng)柱等連接在一起，增加結(jié)構(gòu)體系的整體剛度，可以降低地基不均勻沉降和振動(dòng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。圈梁在平面上應(yīng)盡可能沿整個(gè)廠房交圈。吊車梁常用類型有：鋼筋混凝土等截面實(shí)腹吊車梁、混132圈梁設(shè)置要求對(duì)有橋式吊車的廠房，須在柱頂附近和吊車梁標(biāo)高處各設(shè)一道圈梁；當(dāng)外墻高度超過15m時(shí)還應(yīng)增設(shè)，通常每4～6m高設(shè)一道；對(duì)無橋式吊車的廠房，須在柱頂附近設(shè)一道圈梁；當(dāng)外墻高度超過8m時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)；圈梁截面宜與墻體厚度等寬，當(dāng)墻厚>240mm時(shí)，不宜小于2/3墻厚。圈梁截面高度不宜小于120mm；圈梁可兼作門窗過梁。柱一般情況下，由于廠房設(shè)有吊車，因此單廠結(jié)構(gòu)體系的柱為變截面柱。鋼筋混凝土柱型式單肢柱：矩形、工字形、環(huán)形；圈梁設(shè)置要求對(duì)有橋式吊車的廠房，須在柱頂附近和吊車梁標(biāo)高處各133雙肢柱：平腹桿雙肢柱、斜腹桿雙肢柱；柱截面尺寸構(gòu)造要求教材截面尺寸參考表?？癸L(fēng)柱截面尺寸應(yīng)滿足下列要求：截面高度h2≥

Hx/25，且h2≥600mm。截面高度b2≥

Hy/35，且b2≥

350mm?？癸L(fēng)柱與屋架的連接詳見有關(guān)構(gòu)造詳圖。柱間支撐柱上柱柱間支撐下柱柱間支撐吊車梁承受山墻和屋蓋橫向水平支撐傳來的風(fēng)荷載、屋蓋傳來的縱向水平地震作用以及吊車梁傳來的吊車縱向水平制動(dòng)力，并將各荷載傳至基礎(chǔ)。此外，它還能提高單廠結(jié)構(gòu)體系的縱向剛度。雙肢柱：平腹桿雙肢柱、斜腹桿雙肢柱；抗風(fēng)柱截面尺寸應(yīng)滿足下列134設(shè)置位置上柱柱間支撐設(shè)置在伸縮縫區(qū)段兩側(cè)，并與屋架橫向水平支撐相對(duì)應(yīng)的柱間以及伸縮縫區(qū)段中央柱間；上柱柱間支撐設(shè)置在伸縮縫區(qū)段中部，并與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置。有下列情況時(shí)應(yīng)設(shè)置柱間支撐廠房跨度≥18m，或柱高≥8m；設(shè)有起重量≥10t的中、輕級(jí)工作制（A1~A5)吊車或設(shè)有重級(jí)工作制（A6、A7)吊車；設(shè)有起重量≥3t的懸掛吊車；露天吊車的柱列。設(shè)置位置上柱柱間支撐設(shè)置在伸縮縫區(qū)段兩側(cè)，并與屋架橫向水平支135柱間支撐的構(gòu)造要求當(dāng)柱截面高度≥600mm時(shí)，下柱柱間支撐應(yīng)設(shè)計(jì)成雙片，每片用單角鋼做成交叉形，兩片間用角鋼或綴條連接；交叉桿件的傾角一般為350~550；兩片支撐中心距等于柱高減去200mm（工字形截面柱取柱截面高度減翼緣高度)；雙肢柱的下柱柱間支撐宜設(shè)置在吊車梁的垂直平面內(nèi)；上柱柱間支撐一般為單片角鋼做成的交叉桿；柱間支撐的構(gòu)造要求當(dāng)柱截面高度≥600mm時(shí)，下柱柱間支撐應(yīng)1365.基礎(chǔ)體系的布置

和主要構(gòu)件5.基礎(chǔ)體系的布置

和主要構(gòu)件137單廠結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)主要采用柱下獨(dú)立的現(xiàn)澆鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)，承受排架平面內(nèi)傳來的作用力（N、M、V）。有柱間支撐的柱下基礎(chǔ)尚需承受排架平面外柱間支撐傳來的作用力基礎(chǔ)類型有：單杯口基礎(chǔ)；雙杯口或多杯口基礎(chǔ)；高杯口基礎(chǔ)。整個(gè)廠房的基礎(chǔ)頂面宜在同一標(biāo)高，當(dāng)柱下基礎(chǔ)與設(shè)備基礎(chǔ)的布置發(fā)生沖突，或局部地質(zhì)條件較差，需將柱下基礎(chǔ)深埋時(shí)，為了不改變預(yù)制柱的長度，可采用高杯形基礎(chǔ)。

單廠結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)主要采用柱下獨(dú)立的現(xiàn)澆鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)，承受138獨(dú)立基礎(chǔ)的外形及外形尺寸構(gòu)造要求755050100100a2a1h1H1Hhta混凝土墊層填細(xì)石混凝土75100100ht混凝土墊層填細(xì)石混凝土錐形基礎(chǔ)階梯形基礎(chǔ)75ht填細(xì)石混凝土100100混凝土墊層H1杯口短柱基礎(chǔ)高杯口基礎(chǔ)75ht填細(xì)石混凝土樁樁基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)的外形及外形尺寸構(gòu)造要求755050100100a2139錐形基礎(chǔ)的坡度tana≥2.5，a2

≥a1；階梯形基礎(chǔ)，當(dāng)H≤850mm時(shí)宜采用雙階，當(dāng)H≥900mm時(shí)宜采用三階，每階高300～500mm。鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)外形尺寸H1、a1、t的要求見教材表12；雙杯口基礎(chǔ)除兩杯口中心距為伸縮縫兩側(cè)雙柱中心距1000mm外，其余尺寸要求與單杯口基礎(chǔ)相同；高杯口基礎(chǔ)的柱插入深度H1和杯壁厚t的要求與一般杯口基礎(chǔ)相似，杯口、短柱的設(shè)計(jì)計(jì)算可參考有關(guān)資料；第13章單層廠房結(jié)構(gòu)(孟憲宏)課件140基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁一般為梯形截面。基礎(chǔ)梁截面室外地面混凝土墊塊基礎(chǔ)梁室外地面基礎(chǔ)梁100基礎(chǔ)梁底空隙基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁一般為梯形截面。基礎(chǔ)梁截面室外地面混凝土墊塊基礎(chǔ)1411.基本假定和計(jì)

算簡圖1.基本假定和計(jì)

算簡圖142基本假定(1)屋架與柱頂為鉸接，只傳遞N

和V，不傳遞M；(2)柱底嵌固于基礎(chǔ)，固定端位于基礎(chǔ)頂面，不考慮各種荷載引起的基礎(chǔ)角變形；(3)橫梁（或屋架）的軸向剛度無窮大，即不計(jì)其軸向變形的影響；(4)排架之間相互無聯(lián)系，即不考慮結(jié)構(gòu)的空間作用。（結(jié)構(gòu)的空間作用用修正內(nèi)力方法解決）?；炯俣?1)屋架與柱頂為鉸接，只傳遞N和V，不傳遞143計(jì)算簡圖ABLLBA計(jì)算單元計(jì)算簡圖ABLLBA計(jì)算單元144CABL1L2計(jì)算單元ABCABCCABL1L2計(jì)算單元ABCABC1452.排架荷載計(jì)算

2.排架荷載計(jì)算

146屋蓋荷載1.屋蓋永久荷載屋蓋永久荷載包括屋面構(gòu)造層、屋面板、天窗架、屋架、屋蓋支撐體系重力荷載以及與屋架連接的各種重力荷載。以集中力G1作用于柱頂。HHlHuHNVM屋蓋荷載1.屋蓋永久荷載屋蓋永久荷載包括屋面構(gòu)造層、屋面板、1472.屋面可變荷載屋面可變荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載。均布活荷載：施工階段的施工荷載和使用階段的維修荷載?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定不上人屋面均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為0.5kN/m2

。雪荷載：按屋面水平投影面上的雪荷載計(jì)算。屋面雪荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)按下式計(jì)算(13–1)式中—基本風(fēng)壓；—屋面積雪分布系數(shù)。2.屋面可變荷載屋面可變荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰148積灰荷載：設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近廠房時(shí)，應(yīng)考慮廠房屋面水平投影面上的積灰荷載，《按荷載規(guī)范》取值。注意屋面均布活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮，兩者取較大值；積灰荷載應(yīng)與不上人屋面均布活荷載和雪荷載中的較大者同時(shí)考慮。屋面可變荷載以集中力的形式作用于柱頂，其作用點(diǎn)同屋蓋永久荷載；對(duì)多跨排架結(jié)構(gòu)，要考慮可變荷載分布對(duì)結(jié)構(gòu)的不利影響。積灰荷載：設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近廠房時(shí)，應(yīng)考慮廠149柱、吊車梁和軌道及連接件重力載柱自重分別上、下柱的體積計(jì)算；吊車梁和軌道及連接件重力荷載可從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖查得，軌道及連接件重力荷載可按0.8～1.0kN/m估算。因?yàn)樵谝话闱闆r下，施工時(shí)柱和吊車梁安裝后再安裝屋架，故柱和吊車梁重力荷載作用下的內(nèi)力分析可將柱視為懸臂構(gòu)件計(jì)算。風(fēng)荷載柱頂以上的風(fēng)荷載通過屋架以集中力Fw的形式作用于柱頂；柱頂以下的風(fēng)荷載可近似按作用柱上計(jì)算。柱、吊車梁和軌道及連接件重力載柱自重分別上、下柱的體積計(jì)算；150風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2)(13–2)式中—某地區(qū)基本風(fēng)壓值；—風(fēng)荷載體型系數(shù)，是風(fēng)吹到廠房表面引起的壓力或吸力與理論風(fēng)壓的比值；—風(fēng)荷載高度變化系數(shù)，與地面粗糙程度和所求風(fēng)壓值處離地面高度有關(guān)。風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2)(13–2)式中151吊車荷載國家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB3811-83)參照國際標(biāo)準(zhǔn)《起重設(shè)備分級(jí)》(ISO4301-1980)的原則，吊車按其在使用期內(nèi)要求的總循環(huán)次數(shù)以及荷載達(dá)到其額定值的頻繁程度分成輕、中、重和超重級(jí)四種工作制。根據(jù)要求的利用的等級(jí)和荷載狀態(tài)，吊車分為8個(gè)工作級(jí)別：A1～A8。按吊車吊鉤的種類分為：軟鉤、硬鉤吊車荷載國家標(biāo)準(zhǔn)《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB3811-83)參照1521.吊車豎向荷載1.吊車豎向荷載153《荷載規(guī)范》規(guī)定：計(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車豎向荷載時(shí)，對(duì)一層吊車單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車數(shù)不宜多于2臺(tái)；對(duì)一層吊車多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。最大輪壓值通?？筛鶕?jù)吊車型號(hào)、規(guī)格等由產(chǎn)品目錄或有關(guān)設(shè)計(jì)手冊查得。對(duì)一般常用四輪吊車，其相應(yīng)的值為(13–3)(13–4)(13–5)《荷載規(guī)范》規(guī)定：計(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車豎向荷載時(shí)，對(duì)一層吊車154式中—各輪壓對(duì)應(yīng)反力影響線的坐標(biāo)值；—折減系數(shù)（考慮多臺(tái)吊車同時(shí)均滿載的荷載效應(yīng)折減系數(shù)。式中—各輪壓對(duì)應(yīng)反力影響線的坐標(biāo)值；—1552.吊車橫向水平荷載對(duì)于四輪吊車滿載運(yùn)行時(shí)，每個(gè)輪子產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)值為(13–6)式中—橫向水平制動(dòng)力系數(shù)，對(duì)軟鉤吊車其值為：當(dāng)額定起重量Q≤10t時(shí)，a=0.12，Q＝16～50t時(shí)，a=0.10，當(dāng)Q≥75t時(shí)，a=0.08。對(duì)硬鉤吊車其值為：a=0.20。2.吊車橫向水平荷載對(duì)于四輪吊車滿載運(yùn)行時(shí)，每個(gè)輪子產(chǎn)生的橫156吊車施加在排架結(jié)構(gòu)上的橫向水平荷載為(13–7)《荷載規(guī)范》規(guī)定：考慮多臺(tái)吊車水平荷載時(shí)，對(duì)單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2臺(tái)。吊車施加在排架結(jié)構(gòu)上的橫向水平荷載為(13–7)《荷載規(guī)范》1573.吊車縱向水平荷載吊車縱向水平制動(dòng)力與橋式吊車每側(cè)的制動(dòng)輪數(shù)和吊車的最大輪壓有關(guān)。吊車縱向水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為(13–8)式中—吊車每側(cè)制動(dòng)輪數(shù)，四輪橋式吊車n=1；—制動(dòng)輪在輪壓下與軌道間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。注意當(dāng)廠房有柱間支撐時(shí)，全部吊車縱向水平荷載由柱間支撐承擔(dān)；當(dāng)廠房無柱間支撐時(shí)，全部吊車縱向水平荷載由同一伸縮縫區(qū)段內(nèi)的所有各柱共同承擔(dān)；不論單跨或多跨廠房，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于兩臺(tái)。3.吊車縱向水平荷載吊車縱向水平制動(dòng)力與橋式吊車每側(cè)的制動(dòng)輪158墻體荷載基礎(chǔ)梁圈梁風(fēng)風(fēng)圈梁墻體荷載基礎(chǔ)梁圈梁風(fēng)風(fēng)圈梁1593.排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力

計(jì)算方法3.排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力

計(jì)算方法160內(nèi)力計(jì)算方法先按平面排架計(jì)算內(nèi)力，再考慮廠房整體空間作用；計(jì)算排架在每種荷載作用的內(nèi)力，繪出排架柱內(nèi)力圖；確定柱的幾個(gè)關(guān)鍵控制截面；關(guān)鍵控制截面的內(nèi)力不利組合；根據(jù)控制截面的內(nèi)力最不利組合，進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。單階懸臂柱柱頂在單位力作用下的位移HHuHl令：則內(nèi)力計(jì)算方法先按平面排架計(jì)算內(nèi)力，再考慮廠房整體空間作用；單161由圖乘法求得(13–9)下端為固定上端為不動(dòng)鉸支座的單階柱在任意荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算HHuHl由圖乘法求得(13–9)下端為固定上端為不動(dòng)鉸支座的單階柱在162由柱頂?shù)淖冃螀f(xié)調(diào)條件可得(13–10)由圖乘法求得(13–11)由式(13–10)可得(13–12)單階變截面柱在各種荷載作用下的柱頂反力系數(shù)見教材的附表9。柱頂反力系數(shù)由柱頂?shù)淖冃螀f(xié)調(diào)條件可得(13–10)由圖乘法求得(13–1163等高排架內(nèi)力計(jì)算1.排架柱頂作用集中荷載由基本假定：橫梁的軸剛度無窮大可得(13–13)(13–14)(13–15)等高排架內(nèi)力計(jì)算1.排架柱頂作用集中荷載由基本假定：橫梁的軸164將式(13–15)代入式(13–14)可得則(13–16)將式(13–16)代入式(13–15)可得(13–17)式中—第

i柱的剪力分配系數(shù)。將式(13–15)代入式(13–14)可得則(13–16)將1652.排架在任意荷載作用下HHuHl2.排架在任意荷載作用下HHuHl166不等高排架內(nèi)力計(jì)算不等高排架適合用力法求解。由未知力x1、x2處的變形協(xié)調(diào)條件、求解x1、x2。(13–18)不等高排架內(nèi)力計(jì)算不等高排架適合用力法求解。由未知力x1、x1674.排架結(jié)構(gòu)的

內(nèi)力組合4.排架結(jié)構(gòu)的

內(nèi)力組合168內(nèi)力組合的目的：將各種荷載單獨(dú)作用下計(jì)算的內(nèi)力，按照它們共同作用的可能性進(jìn)行組合，以便求出構(gòu)件控制截面的最不利內(nèi)力組合設(shè)計(jì)值，作為構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)依據(jù)。控制截面內(nèi)力組合原則《荷載規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于承載力極限狀態(tài)的基本組合，一般排架的荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值為1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合(13–19)內(nèi)力組合的目的：將各種荷載單獨(dú)作用下計(jì)算的內(nèi)力，按照它們共同1692）由永久荷載效應(yīng)控制的組合(13–20)根據(jù)上述組合原則，對(duì)不考慮抗震設(shè)防的單廠結(jié)構(gòu)，按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)，需進(jìn)行以下可能的組合：①

1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+風(fēng)荷+吊車荷載)②

1.2*恒荷+0.9*1.4(風(fēng)荷+吊車荷載)③

1.2*恒荷+0.9*1.4(活荷+風(fēng)荷)④

1.2*