單層工業(yè)廠房

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第2章單層廠房結(jié)構(gòu)主講：劉小敏第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

本章主要內(nèi)容及重點概述結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)布置構(gòu)件選型與截面設(shè)計橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析柱的設(shè)計柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析柱的設(shè)計柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計主要內(nèi)容：重點：第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.1概述1

工業(yè)廠房的分類

工業(yè)廠房由于生產(chǎn)性質(zhì)、工藝流程、機械設(shè)備和產(chǎn)品的不同，按層數(shù)分類，可分為：單層廠房多層廠房層數(shù)混合的廠房如精密儀表、電子、食品等工業(yè)如化學(xué)工業(yè)、熱電廠等如冶金或機械廠的煉鋼、軋鋼、鑄造、鍛壓、金工、裝配等車間，一般因設(shè)有大型機器或設(shè)備，產(chǎn)品較重且輪廓尺寸較大，故宜直接在地面上生產(chǎn)而設(shè)計成單層廠房——————廠房的設(shè)計特點廠房：為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，要滿足生產(chǎn)工藝要求，也要為工作人員提供良好的工作環(huán)境和勞動保護條件。在設(shè)計過程中，按照生產(chǎn)使用要求，認真研究和分析單層廠房的特點，力求做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠、施工方便。廠房的設(shè)計特點單層廠房的結(jié)構(gòu)特點：

(1)跨度大、高度大，荷載大，構(gòu)件內(nèi)力、截面尺寸大，用料多。

(2)承受動力荷載(吊車、動力機械設(shè)備等)，考慮動力荷載

(3)空曠型結(jié)構(gòu)，僅在四周設(shè)置柱和墻。柱是承受屋蓋荷載、墻體荷載、吊車荷載以及地震作用的主要構(gòu)件。

(4)基礎(chǔ)受力大，因此對工程地質(zhì)勘察需提出較高的要求，并作深入的分析，以確定地基承載力和基礎(chǔ)埋置深度、形式與尺寸。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.1概述混合結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

2單層廠房的分類

對無吊車或吊車噸位不超過5t、跨度在15m以內(nèi)、柱頂標高不超過8m且無特殊工藝要求的小型廠房，可采用混合結(jié)構(gòu)對有重型吊車、跨度大于36m或有特殊工藝要求的大型廠房，可采用全鋼結(jié)構(gòu)或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的結(jié)構(gòu)————

（1）按生產(chǎn)規(guī)模可分為：大型、中型和小型；

（2）按主要承重材料可分為：

鋼結(jié)構(gòu)

——除上述情況以外的單層廠房均可采用混凝土結(jié)構(gòu)。而且除特殊情況之外，一般均采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.1概述2單層廠房的分類

排架結(jié)構(gòu)

門式剛架結(jié)構(gòu)

（3）按承重結(jié)構(gòu)體系可分為：排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)

排架和剛架的定義1、排架：排架結(jié)構(gòu)由屋架(或屋面梁)、柱和基礎(chǔ)組成，柱與屋架鉸接，與基礎(chǔ)剛接。根據(jù)工藝和使用要求，分等高、不等高、鋸齒形等式。鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)是單廠結(jié)構(gòu)的基本形式，跨度可超過30m，高度可達20～30m或更高，吊車噸位可達150t甚至更大。2、剛架：由橫梁、柱和基礎(chǔ)組成。柱與橫梁剛接，與基礎(chǔ)鉸接。常用的是裝配式鋼筋混凝土門式剛架(梁柱合一鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))。門式剛架的特點門式剛架：按其橫梁形式的不同，分為人字形、弧形兩種；按頂節(jié)點連接方式，分為三鉸門、兩鉸門式剛架門式剛架的特點：

(1)梁柱合一，構(gòu)件種類少，制作較簡單，且結(jié)構(gòu)輕巧；

(2)門式剛架的橫梁是人字形或弧形的，內(nèi)部空間較大；

(3)柱與橫梁的截面高度可隨內(nèi)力(主要是彎矩)變化，構(gòu)件截面一般為矩形，也可為工字形或空腹式，節(jié)約材料和減輕自重；

(4)橫梁在荷載作用下產(chǎn)生水平推力，柱頂?shù)目缍扔兴兓褐D(zhuǎn)角處易產(chǎn)生早期裂縫，跨度較大時影響吊車安全行駛；

(5)構(gòu)件呈“廠”形或‘‘Y”形，這使構(gòu)件的翻身、起吊和對中就位等都比較麻煩，跨度大時尤為嚴重。門式剛架適用范圍：跨度不超過18m，檐高不超過l0m，無吊車或吊車噸位不超過l0t的倉庫或車間建筑中。食堂、體育館等公共性建筑也可采用門式剛架，其跨度可大一些。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成2.2.1結(jié)構(gòu)組成

單層廠房結(jié)構(gòu)是由一些構(gòu)件組成的一個復(fù)雜的空間受力體系，可將結(jié)構(gòu)整體分為以下幾個子結(jié)構(gòu)體系:單層廠房結(jié)構(gòu)1.屋面板2.天溝板3.天窗架4.屋架5.托架6.吊車梁7.排架柱8.抗風柱9.基礎(chǔ)10.連系梁11.基礎(chǔ)梁12.天窗架垂直支撐13.屋架下弦橫向水平支撐14.屋架端部垂直支撐15.柱間支撐第2章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成屋蓋結(jié)構(gòu)——有檁體系無檁體系——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和托架等構(gòu)件——由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支撐所組成

屋蓋結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.2結(jié)構(gòu)組成——橫向排架結(jié)構(gòu)

由橫梁、橫向柱列及其基礎(chǔ)所組成的平面骨架，是廠房的基本承重結(jié)構(gòu)。廠房承受的豎向荷載及橫向水平荷載主要通過橫向平面排架傳至基礎(chǔ)及地基橫向平面排架組成及荷載圖2.2.1結(jié)構(gòu)組成

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.2結(jié)構(gòu)組成——縱向排架結(jié)構(gòu)

由連系梁、吊車梁、縱向柱列、柱間支撐和基礎(chǔ)等構(gòu)件組成的縱向平面骨架。作用是保證廠房結(jié)構(gòu)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、溫度應(yīng)力以及作用在山墻及天窗架端壁并通過屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向風荷載等圍護結(jié)構(gòu)——位于廠房的四周，包括縱墻、橫墻（山墻）、抗風柱、連系梁、基礎(chǔ)梁等構(gòu)件。這些構(gòu)件所承受的荷載，主要是墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻面上的風荷載縱向平面排架組成及荷載圖2.2.1結(jié)構(gòu)組成

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成單層廠房結(jié)構(gòu)中，縱向平面排架和橫向平面排架間主要通過屋蓋結(jié)構(gòu)和支撐體系相連接而形成空間結(jié)構(gòu)，各構(gòu)件及其作用為單層廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其作用

構(gòu)件名稱構(gòu)件作用備注屋蓋結(jié)構(gòu)屋面板承受屋面構(gòu)造層自重、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載以及施工荷載等，并將它們傳給屋架（屋面梁），具有覆蓋、圍護和傳遞荷載的作用支撐在屋架（屋面梁）或檁條上天溝板屋面排水并承受屋面積水及天溝板上的構(gòu)造層自重、施工荷載等，并將它們傳給屋架天窗架形成天窗以便于采光和通風，承受其上屋面板傳來的荷載及天窗上的風荷載等，并將它們傳給屋架托架當柱距比屋架間距大時，用以支撐屋架，并將荷載傳給柱2.2.1結(jié)構(gòu)組成

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成構(gòu)件名稱構(gòu)件作用備注屋蓋結(jié)構(gòu)屋架或屋面梁與柱形成橫向排架結(jié)構(gòu)，承受屋蓋上的全部豎向荷載，并將它們傳給柱檁條支撐小型屋面板（或瓦材），承受屋面板傳來的荷載，并將它們傳給屋架有檁體系屋蓋中采用柱排架柱承受屋蓋結(jié)構(gòu)、吊車梁、外墻、柱間支撐等傳來的豎向和水平荷載，并將它們傳給基礎(chǔ)同時為橫向排架和縱向排架中的構(gòu)件抗風柱承受山墻傳來的風荷載，并將它們傳給屋蓋結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)也是圍護結(jié)構(gòu)的一部分支撐體系屋蓋支撐加強屋蓋結(jié)構(gòu)空間剛度，保證屋架的穩(wěn)定，將風荷載傳給排架結(jié)構(gòu)柱間支撐加強廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性，承受并傳遞縱向水平荷載至排架柱或基礎(chǔ)1結(jié)構(gòu)組成

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成構(gòu)件名稱構(gòu)件作用備注圍護結(jié)構(gòu)外縱墻山墻廠房的圍護構(gòu)件，承受風荷載及其自重連系梁連系縱向柱列，增強廠房的縱向剛度，并將風荷載傳遞給縱向柱列，同時還承受其上部墻體的重量圈梁加強廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降或較大振動荷載引起的不利影響過梁承受門窗洞口上部墻體的重量，并將它們傳給門窗兩側(cè)墻體基礎(chǔ)梁承受圍護墻體的重量，并將它們傳給基礎(chǔ)吊車梁承受吊車豎向和橫向或縱向水平荷載，并將它們分別傳給橫向或縱向排架簡支在柱牛腿上基礎(chǔ)承受柱、基礎(chǔ)梁傳來的全部荷載，并將它們傳給地基1結(jié)構(gòu)組成

2.2.2荷載傳遞橫向排架是主要的承重結(jié)構(gòu)，屋架、排架柱和基礎(chǔ)是主要的承重構(gòu)件。豎向荷載傳遞圖2.2.2荷載傳遞橫向水平荷載傳遞圖2.2.2荷載傳遞縱向水平荷載傳圖2.3結(jié)構(gòu)布置2.3.1廠房平面布置

單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。合理程度關(guān)系到廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全可靠和經(jīng)濟合理，以及廠房面積的使用和施工速度等問題。主要尺寸和標高符合《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》規(guī)定的統(tǒng)一模數(shù)制，lOOmm為基本單位，用“M”表示。目的：使構(gòu)配件逐步達到統(tǒng)一，提高設(shè)計標準化、生產(chǎn)工廠化和施工機械化的水平。2.3結(jié)構(gòu)布置(一)平面與剖面布置結(jié)構(gòu)平面的主要尺寸都由定位軸線表示。橫向定位軸線：與橫向平面排架平行的軸線，以阿拉伯數(shù)字表示；縱向定位軸線：與橫向軸線垂直的軸線，以大寫字母表示。柱網(wǎng)：縱橫向定位軸線在平面上排列所形成的網(wǎng)格。2.3結(jié)構(gòu)布置1、定位軸線定位軸線間的距離應(yīng)和主要構(gòu)件標志尺寸一致，且符合模數(shù)。標志尺寸：構(gòu)件的實際尺寸加上兩端必要的構(gòu)造尺寸。與橫向定位軸線有關(guān)的承重構(gòu)件:屋面板、吊車梁、連系梁、基礎(chǔ)梁、縱向支撐等構(gòu)件。橫向定位軸線與這些構(gòu)件標志尺寸一致，橫向定位軸線通過：柱幾何中心、屋架中心線、屋面板等橫向接縫?！?/p>

山墻內(nèi)側(cè)第一排柱中心內(nèi)移500mm，端部橫向定位軸線與山墻內(nèi)邊緣重合，端部屋面板為一端伸臂板2.3結(jié)構(gòu)布置使端部屋面板與中部屋面板的長度相同，屋面板端頭與山墻內(nèi)邊緣重合，屋面不留縫隙，形成封閉式橫向定位軸線端屋架和山墻抗風柱的位置不發(fā)生沖突。同樣，伸縮縫兩邊的柱中心線亦需向兩邊移500mm，而使伸縮縫中心線與橫向定位軸線重合。2.3結(jié)構(gòu)布置定位軸線布置原則：①要有利于標準構(gòu)件的選用、構(gòu)造節(jié)點的簡化和施工方便等；②凡是承重墻(或非承重墻)、柱，都要設(shè)置定位軸線，定位軸線間尺寸和主要構(gòu)件標志尺寸一致，符合建筑模數(shù)要求；③定位軸線的具體位置，總是沿屋面板的接縫處、屋架端部外側(cè)設(shè)置、或與屋架的側(cè)面中心重合。橫向與墻、柱中心線重合，縱向通過墻內(nèi)緣或柱外緣。2.3結(jié)構(gòu)布置2、柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置：確定柱的位置，也是確定屋面板、屋架和吊車梁等構(gòu)件跨度的依據(jù)，并涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置。柱網(wǎng)布置原則：符合生產(chǎn)工藝和正常使用的要求；建筑和結(jié)構(gòu)經(jīng)濟合理；結(jié)構(gòu)形式、施工方法具有先進性和合理性；符合建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準；適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)革新的要求。柱網(wǎng)尺寸模數(shù)：跨度≤18m，應(yīng)采用擴大模數(shù)30M數(shù)列跨度>18m，應(yīng)采用擴大模數(shù)60M數(shù)列柱距，采用擴大模數(shù)60M數(shù)列抗風柱柱距：宜采用擴大模數(shù)15M數(shù)列2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置3、構(gòu)件的平面布置平面布置：除柱網(wǎng)布置外，還有吊車梁、圍護墻布置，屋面梁(屋架)、屋面板、天溝板布置；基礎(chǔ)與基礎(chǔ)梁布置等。應(yīng)注意：①邊列柱、抗風柱、墻體(外縱墻和山墻)和定位軸線的關(guān)系；·②兩端第一柱間和伸縮縫處：吊車梁、屋面板、天溝板；③基礎(chǔ)梁和基礎(chǔ)、柱的關(guān)系，尤其四個角部2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置4、變形縫設(shè)置

變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫三種。

①伸縮縫作用：上部結(jié)構(gòu)隨氣溫變化水平方向自由變形，減小溫度應(yīng)力。設(shè)置：伸縮縫將廠房從基礎(chǔ)頂面到屋面完全分開，留出一定縫隙。伸縮縫之間距離：對于裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)室內(nèi)或土中，其伸縮縫的最大間距為100m；露天時，其伸縮縫的最大間距為70m。超過上述規(guī)定或有特殊要求時，應(yīng)進行溫度應(yīng)力驗算。橫向伸縮縫：伸縮縫處橫向定位軸線不變，在該軸線左右設(shè)雙排柱和屋架，雙杯口基礎(chǔ)，柱、屋架中心線都向兩邊移500mm。雙柱伸縮縫?？v向伸縮縫：采用單柱伸縮縫，設(shè)置兩條縱向定位軸線，將伸縮縫一側(cè)的屋架或屋面梁擱置在活動支座上。高低跨處，低跨屋架擱置在活動支座上，采用兩條縱向定位軸線，并設(shè)插入距教材。2.3結(jié)構(gòu)布置②沉降縫作用：在縫兩邊發(fā)生不同沉降時而不致?lián)p壞整個建筑物。設(shè)置：沉降縫應(yīng)將建筑物從屋頂?shù)交A(chǔ)底面全部分開。沉降縫可兼做伸縮縫。單層廠房結(jié)構(gòu)主要是由簡支構(gòu)件裝配而成，因地基不均勻沉降引起的不利影響較小。一般單層廠房中可不設(shè)沉降縫，只在特殊情況下才考慮設(shè)置：廠房相鄰兩部分高度相差很大(如10m以上)兩跨間吊車起重量相差懸殊地基承載力或下臥層土質(zhì)有很大差別廠房各部分的施工時間先后相差很長土壤壓縮程度不同等情況2.3結(jié)構(gòu)布置③防震縫作用：減輕廠房震害而采取的措施之一。平面、立面復(fù)雜，結(jié)構(gòu)高度或剛度相差很大，廠房側(cè)邊布置附屬用房(如生活間、變電所、爐子間等)時，應(yīng)設(shè)置防震縫。設(shè)置：防震縫應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)都完全分開，寬度：在廠房縱橫跨交接處100～150mm，其它情況50～90mm。地震區(qū)的廠房，其伸縮縫和沉降縫均應(yīng)符合防震縫的要求。2.3結(jié)構(gòu)布置5、剖面布置

①廠房高度

高度：室內(nèi)地面至柱頂(或下?lián)问轿菁芟孪业酌?的距離。廠房的高度、軌頂標高是廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中的兩個重要參數(shù)，要綜合考慮生產(chǎn)工藝和建筑結(jié)構(gòu)兩方面的因素才能確定。具體確定方法詳見《房屋建筑學(xué)》教材中工業(yè)建筑設(shè)計部分。在確定廠房高度時，應(yīng)按照《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》的規(guī)定，考慮建筑模數(shù)的要求。自室內(nèi)地面至柱頂?shù)母叨群团Ｍ让娴母叨葢?yīng)為擴大模數(shù)3M數(shù)列。連續(xù)多跨：高度不一：構(gòu)造復(fù)雜、計算麻煩、構(gòu)件規(guī)格多、整體剛度差處理方法：不設(shè)高低跨的高差限值高跨一側(cè)僅一個低跨，高差≤2.1M高跨一側(cè)兩個連續(xù)低跨，高差≤2.1M高跨一側(cè)三個以上連續(xù)低跨，高差≤2.1M2.3結(jié)構(gòu)布置5、剖面設(shè)計（1）廠房高度廠房的高度指室內(nèi)地面至柱頂(或下?lián)问轿菁芟孪业酌?的距離。廠房的高度和軌頂標高是廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計中的兩個重要參數(shù)，要綜合考慮生產(chǎn)工藝和建筑結(jié)構(gòu)兩方面的因素才能確定。確定廠房高度的原則是：在滿足生產(chǎn)工藝前提下，盡可能合理地降低廠房高度，以便減小柱的內(nèi)力，減少圍護結(jié)構(gòu)面積，降低造價；同時又要考慮減少構(gòu)件種類，簡化連接構(gòu)造，保證施工方便等因素。2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置②廠房跨度廠房跨度上根據(jù)生產(chǎn)工藝要求確定，同時滿足《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》的要求，以便采用標準預(yù)制構(gòu)件。對于有吊車的廠房，跨度L可采用下列公式確定

L＝Lk+2ee＝B+C+h1

Lk——吊車跨度，即吊車軌道中心線間的距離，吊車規(guī)格表查；

e——吊車軌道中心線至縱向定位軸線間的距離一般取750mm,吊車起重量大于75t，宜為1000mm；梁式吊車而廠房為混合結(jié)構(gòu)時，宜為500mm；

B——吊車橋架的外邊緣至吊車軌道中心線的距離，其值可由吊車規(guī)格表查得，一般在200—400mm之間；C——吊車橋架外邊緣至上柱內(nèi)邊緣的凈空寬度，當?shù)踯嚻鹬亓啃∮诨虻扔?0t時，C≥80mm；當?shù)踯嚻鹬亓看笥?5t時，C≥100mm；

H1——邊柱上柱內(nèi)邊緣或中柱邊緣至柱縱向定位軸線的距離.2.3.2支撐布置

在裝配式鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)中，支撐體系是聯(lián)系屋架、柱等主要構(gòu)件，并使其構(gòu)成整體的重要組成部分，對單層廠房抗震設(shè)計尤為重要。支撐布置不當，不僅會影響廠房的正常使用，甚至可能引起工程質(zhì)量事故。應(yīng)根據(jù)當?shù)氐牡卣鹪O(shè)防烈度，執(zhí)行現(xiàn)行的國家建筑標準設(shè)計圖集。支撐的作用：1、施工、使用階段，保證結(jié)構(gòu)幾何穩(wěn)定性屋蓋結(jié)構(gòu)、縱向結(jié)構(gòu)——幾何可變體系。2、保證橫向結(jié)構(gòu)平面外剛度、結(jié)構(gòu)縱向剛度、空間整體性3、為結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供適當?shù)膫?cè)向支承點，改善它們的側(cè)向穩(wěn)定性如：屋架弦桿、柱的側(cè)向支承點，減小計算長度。4、將某些水平荷載(如風荷載、縱向吊車制動力、縱向地震作用等)傳給主要承重結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置工業(yè)設(shè)計要求方案設(shè)計階段技術(shù)設(shè)計階段施工圖階段確定柱網(wǎng)布置等平面問題

1廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟一個建設(shè)項目的設(shè)計，一般包括工藝設(shè)計、建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計和設(shè)備設(shè)計（如水、暖、電等）等幾方面。就單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，可分為方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖繪制等三個階段?！_定結(jié)構(gòu)形式、標高等剖面問題選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型確定結(jié)構(gòu)布置——確定結(jié)構(gòu)計算簡圖荷載計算及排架內(nèi)力分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件（柱、基礎(chǔ)等）設(shè)計——結(jié)構(gòu)布置圖（屋面、柱、基礎(chǔ)等）構(gòu)件布置與配筋圖節(jié)點大樣圖

2屋蓋支撐布置（1）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、垂直支撐、縱向水平系桿、天窗架支撐等。構(gòu)成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架上弦桿構(gòu)成的水平桁架。

作用：保證屋架上弦的側(cè)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。布置方式：在廠房端部及溫度區(qū)段兩端的第一或第二柱間。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置

上弦橫向水平支撐布置2屋蓋支撐布置2屋蓋支撐布置

(a)

跨度較大的無檁體系屋蓋，當屋面板與屋架焊接質(zhì)量不能保證，且抗風柱與屋架上弦連接時需設(shè)。屋面板三點焊接，且屋面板縱肋間空隙用C15或C20細石混凝土灌實，可認為無檁體系屋蓋剛度相當大，可不設(shè)；(b)

屋面設(shè)置的天窗通到廠房端部的第二柱間或通過伸縮縫，在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置上弦橫向水平支撐，并在天窗范圍縱向設(shè)置一至三道通長系桿；

(c)

屋架形式為鋼筋混凝土拱形及梯形時，應(yīng)在每一個伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間布置上弦橫向水平支撐。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置（2）下弦橫向水平支撐構(gòu)成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹桿和屋架下弦桿構(gòu)成的水平架。作用：將山墻風荷載及縱向水平荷載傳至縱向柱列；防止屋架下弦側(cè)向振動。布置：

(一般設(shè)于端部及伸縮縫第一柱間)(a)抗風柱與屋架下弦連接，縱向水平力通過下弦傳遞；

(b)廠房內(nèi)有較大的振動源，設(shè)有硬鉤橋式吊車或5t及以上的鍛錘；

(c)縱向運行的懸掛吊車(或電葫蘆)吊點設(shè)在屋架下弦時，在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設(shè)置。下弦橫向水平支撐布置2屋蓋支撐布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置（3）縱向水平支撐構(gòu)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(jié)構(gòu)在橫向水平面內(nèi)的剛度，保證橫向水平荷載的縱向分布，增強排架的空間作用。可保證托架上緣的側(cè)向穩(wěn)定，將托架區(qū)域的橫向水平風荷載傳到相鄰柱。

布置：(a)有托架時，布置在托架所在柱間及向兩端延伸一個柱間

(b)軟鉤橋式吊車，但廠房高大，吊車噸位較重(單跨廠房柱高15～18m以上，中級工作制吊車30t以上)：等高多跨廠房，沿邊列柱的屋架下弦端部各通長布置一道，較小跨度的單跨廠房，沿下弦中部通長布置一道

(c)硬鉤橋式吊車或5t以上鍛錘；吊車噸位大或剛度有特殊要求，沿中間柱列適當增設(shè)一道。縱向水平支撐盡可能與橫向水平支撐連接成封閉水平支撐系統(tǒng)縱向水平支撐布置2屋蓋支撐布置2屋蓋支撐布置（4）垂直支撐布置方式：角鋼桿件與屋架垂直腹桿或天窗架立柱組成垂直桁架。形式：屋架高度小于3M，十字交叉形，高度3～4M，W形；天窗架垂直支撐一般做成斜叉形。作用：保證屋架、天窗架承受荷載后的平面外穩(wěn)定和安裝時的結(jié)構(gòu)安全；將屋架上弦平面內(nèi)的水平荷載傳遞到下弦平面內(nèi)。因此，垂直支撐宜與橫向水平支撐配合使用。2屋蓋支撐布置設(shè)置：a屋架的跨≤18m，且無天窗，一般可不設(shè)。b屋架跨度較大18m<L<30m，中間設(shè)一道c屋架跨度較大≥30m，對稱設(shè)置兩道d屋架下弦懸掛式吊車節(jié)點處e梯形屋架在屋架端部支承處設(shè)置位置：溫度縫區(qū)段兩端第一或第二柱間(與上弦橫向水平支撐在同一柱間)，并在相應(yīng)的下弦節(jié)點處設(shè)置通長水平系桿，以增加屋架下弦的側(cè)向剛度。垂直支撐和水平系桿布置圖2屋蓋支撐布置屋架的垂直支撐，宜按下列要求設(shè)置表第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置（5）水平系桿構(gòu)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(cè)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(cè)向顫動。布置：當屋蓋設(shè)置垂直支撐時，未設(shè)置垂直支撐的屋架間，在相應(yīng)于垂直支撐平面內(nèi)的屋架上弦和下弦節(jié)點處，設(shè)置通長的水平系桿。剛性系桿（壓桿）：凡設(shè)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(yīng)采用剛性系桿；當屋架橫向水平支撐設(shè)在伸縮縫區(qū)段兩端的第二柱間內(nèi)時，第一柱間內(nèi)的水平系桿均應(yīng)采用剛性系桿。柔性系桿（拉桿）：其余均可采用柔性系桿。2屋蓋支撐布置2屋蓋支撐布置（6）天窗架支撐：天窗架上弦水平支撐、天窗架間的垂直支撐位置：天窗架兩端，一般與屋架上弦橫向水平支撐在同一柱間作用：保證天窗架上弦的側(cè)向穩(wěn)定，把天窗端壁上的水平風荷載傳遞給屋架。天窗架支撐布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置3柱間支撐布置

構(gòu)成：由交叉鋼桿件組成，交叉傾角宜取45°，支撐鋼構(gòu)件的截面尺寸需經(jīng)承載力和穩(wěn)定計算確定

。

柱間支撐是縱向平面排架中最主要的抗側(cè)力構(gòu)件。作用：提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性；將吊車縱向水平制動力、山墻及天窗端壁的風荷載、縱向水平地震作用等傳至基礎(chǔ)。柱間支撐作用示意圖第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置分類：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。上柱柱間支撐：位于牛腿上部，并在柱頂設(shè)置通長的剛性系桿；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。

下柱柱間支撐：位于牛腿下部；承受上部支撐傳來的內(nèi)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(chǔ)。

形式：十字交叉形；當柱間要通行或放置設(shè)備，或柱距較大而不宜采用交叉支撐時，可采用門架式支撐。

門架式柱間支撐3柱間支撐布置

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置布置：當設(shè)有A6～A8的吊車，或A1～A5的吊車起重量≥10t時或廠房跨度≥18m，或柱高≥8m時或廠房每列縱向柱總數(shù)＜7根時或設(shè)有3t以上的懸掛吊車時或露天吊車棧橋的柱列，應(yīng)設(shè)置柱間支撐。上柱柱間支撐設(shè)置：一般在伸縮縫區(qū)段兩端與屋蓋橫向水平支撐相對應(yīng)的柱間以及伸縮縫區(qū)段中央或臨近中央的柱間

。

下柱柱間支撐設(shè)置：在伸縮縫區(qū)段中部與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置

。

3柱間支撐布置

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置優(yōu)點：縱向水平荷載作用下傳力路線較短；廠房兩端的溫度伸縮變形較?。粡S房縱向構(gòu)件的伸縮受柱間支撐的約束較小，所引起的結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力也較小。

柱間支撐與伸縮變形的關(guān)系3柱間支撐布置

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置4圍護結(jié)構(gòu)布置抗風柱一般與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接；當屋架設(shè)有下弦橫向水平支撐時，也可與下弦鉸接或同時與上、下弦鉸接?？癸L柱與屋架之間一般采用豎向可以移動、水平方向又有較大剛度的彈簧板連接；如廠房沉降量較大時，宜采用槽形孔螺栓連接。（1）抗風柱抗風柱與屋架上、下弦連接構(gòu)造第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.3結(jié)構(gòu)布置（2）圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁

圈梁是設(shè)置于墻體內(nèi)并與柱子連接的現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)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，防止由于地基的不均勻沉降或較大的振動荷載對廠房產(chǎn)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(shè)置鋼筋混凝土過梁，以支承洞口上部墻體的重量。在進行圍護結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)盡可能地將圈梁、連系梁和過梁結(jié)合起來，使一種梁能兼作兩種或三種梁的作用，以簡化構(gòu)造，節(jié)約材料，方便施工。在單層廠房中，一般采用基礎(chǔ)梁來承托圍護墻體的重量，并將其傳至柱基礎(chǔ)頂面，而不另做墻基礎(chǔ)，以使墻體和柱的沉降變形一致。4圍護結(jié)構(gòu)布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定1主要構(gòu)件的選型單層廠房結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件有屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件、支撐、吊車梁、墻板、連系梁、基礎(chǔ)梁、柱和基礎(chǔ)等。無檁體系屋蓋常采用預(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。無檁體系屋蓋還可采用預(yù)應(yīng)力F形屋面板，用于自防水非卷材屋面，以及預(yù)應(yīng)力自防水保溫屋面板、鋼筋加氣混凝土板等。（1）屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件

有檁體系屋蓋常采用預(yù)應(yīng)力混凝土槽瓦、波形大瓦等小型屋面板。屋面板:第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定

檁條：檁條擱在屋架或屋面梁上，起著支承小型屋面板并將屋面荷載傳給屋架的作用。它與屋架間用預(yù)埋鋼板焊接，并與屋蓋支撐一起保證屋蓋結(jié)構(gòu)的整體剛度和穩(wěn)定性。各種形式的屋面板1主要構(gòu)件的選型第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定

屋面梁和屋架：按型式可分為屋面梁、兩鉸（或三鉸）拱屋架和桁架式屋架三大類。屋面梁：屋面梁的外形有單坡和雙坡兩種。兩鉸（或三鉸）拱屋架：兩鉸拱的支座節(jié)點為鉸接，頂節(jié)點為剛接；三鉸拱的支座節(jié)點和頂節(jié)點均為鉸接。兩鉸拱的上弦為鋼筋混凝土構(gòu)件，三鉸拱的上弦可用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。

兩鉸（或三鉸）拱屋架

1主要構(gòu)件的選型第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

構(gòu)件選型與截面尺寸確定桁架式屋架：當廠房跨度較大時，采用桁架式屋架較經(jīng)濟，它在單層廠房中應(yīng)用非常普遍。桁架式屋架的矢高和外形對屋架受力均有較大影響，一般取高跨比為1/6~1/8較為合理，其外形有三角形、拱形、梯形、折線形等幾種。各種形式屋架德內(nèi)力（f/L=1/6）

1主要構(gòu)件的選型第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

構(gòu)件選型與截面尺寸確定

天窗架和托架

：天窗架：天窗架的作用是形成天窗以便采光和通風，同時承受屋面板傳來的豎向荷載和作用在天窗上的水平荷載，并將它們傳給屋架。托架：一般為12m跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土三角形或折線形構(gòu)件，上弦為鋼筋混凝土壓桿，下弦為預(yù)應(yīng)力混凝土拉桿。

天窗架的形式

托架的形式1主要構(gòu)件的選型第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

構(gòu)件選型與截面尺寸確定（2）吊車梁：吊車梁除直接承受吊車起重、運行和制動時產(chǎn)生的各種往復(fù)移動荷載外，它還具有將廠房的縱向荷載傳遞至縱向柱列、加強廠房縱向剛度等作用。吊車梁的類型吊車梁一般根據(jù)吊車的起重量、工作級別、臺數(shù)、廠房的跨度和柱距等因素選用。1主要構(gòu)件的選型第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

構(gòu)件選型與截面尺寸確定2柱（1）柱的形式：主要有排架柱和抗風柱兩類。鋼筋混凝土排架柱一般由上柱、下柱和牛腿組成，其結(jié)構(gòu)型式可概括為單肢柱和雙肢柱兩類。上柱一般為矩形截面或環(huán)形截面；下柱的截面形式較多，根據(jù)其截面形式可分為矩形截面柱、I形柱、雙肢柱和管柱等幾類。

柱的形式抗風柱一般由上柱和下柱組成，無牛腿，上柱為矩形截面，下柱一般為I形截面。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定（2）柱的截面尺寸：柱的截面尺寸除應(yīng)滿足承載力的要求外，還應(yīng)保證具有足夠的剛度，以免廠房變形過大，造成吊車輪與軌道過早磨損，影響吊車的正常運行，或?qū)е聣w和屋蓋產(chǎn)生裂縫，影響廠房的正常使用。柱的截面尺寸除了考慮吊車起重量和柱的類型兩個因素外，還應(yīng)考慮廠房跨數(shù)和高度、柱的型式、圍護結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造、施工和吊裝等。2柱第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定3基礎(chǔ)

單層廠房的柱下基礎(chǔ)一般采用獨立基礎(chǔ)（也稱擴展基礎(chǔ)）。按施工方法可分為預(yù)制柱下獨立基礎(chǔ)和現(xiàn)澆柱下獨立基礎(chǔ)兩種。對裝配式鋼筋混凝土單層廠房排架結(jié)構(gòu)，常見的獨立基礎(chǔ)形式主要有杯形基礎(chǔ)、高杯基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)等?；A(chǔ)的類型排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)是由各種承重構(gòu)件相互連接形成的空間骨架。分為：橫向平面排架縱向平面排架荷載主要通過橫向平面排架結(jié)構(gòu)傳到地基上。橫向平面排架結(jié)構(gòu)以固定的間距（柱距）沿縱向排列，每一個柱距為一計算單元，結(jié)構(gòu)計算的基本單元，一般柱間距取6M。橫向平面排架結(jié)構(gòu)(以下簡稱排架)的內(nèi)力分析方法主要解決兩個問題：

(1)求出排架柱荷載作用下起控制截面的最不利內(nèi)力，作為柱截面設(shè)計和承載力校核的依據(jù)；

(2)求出柱傳給基礎(chǔ)的最不利內(nèi)力，作為基礎(chǔ)設(shè)計的依據(jù)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析1排架計算（1）計算單元：可在結(jié)構(gòu)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。

計算單元和計算模型1排架計算

(1)計算單元范圍：由相鄰柱距的中線截出的一個典型區(qū)段，如圖。除吊車等移動荷載以外，計算單元就是排架的負荷范圍，或稱從屬面積。計算單元上的荷載由該單元內(nèi)的橫向排架承擔。吊車荷載，不可能在所有排架上同時出現(xiàn)，不按計算單元考慮，根據(jù)與該排架相連的兩邊吊車梁傳給柱子的荷載來計算。

(2)計算假定與計算簡圖確定排架結(jié)構(gòu)的計算簡圖時，作以下假定：

(a)柱上端與屋架(或屋面梁)鉸接；

(b)柱下端與基礎(chǔ)固接；

(c)排架橫梁為無軸向變形的剛桿，柱頂水平位移相等一般鋼筋混凝土屋架或預(yù)應(yīng)力混凝土屋架適用。鋼筋混凝土組合式屋架或兩鉸、三鉸拱屋架考慮軸向變形

(d)柱高度由固定端至柱頂鉸結(jié)點，柱的軸線幾何中心線。變截面柱的軸線為一折線。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析橫向排架的計算簡圖1排架計算見圖第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

作用在橫向排架結(jié)構(gòu)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(nèi)。（1）恒載

：屋蓋自重G1

：屋蓋自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天溝板、天窗架、屋面構(gòu)造層以及屋蓋支撐等重力荷載。懸墻自重G2：當設(shè)有連系梁支承圍護墻體時，排架柱承受著計算單元范圍內(nèi)連系梁、墻體和窗等重力荷載。吊車梁和軌道及連接件自重G3。柱自重G4（G5）：第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

恒載作用位置及相應(yīng)的排架計算簡圖2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（2）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三部分。其荷載分項系數(shù)均為1.4。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，按下列情況?。翰簧先说奈菝鏋?.5kN/m2；上人的屋面為2.0kN/m2。屋面雪荷載：屋面水平投影面上的雪荷載標準值(kN/m2)

式中:為基本雪壓(kN/m2)；為屋面積雪分布系數(shù)。屋面積灰荷載：對設(shè)計生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其臨近建筑時，應(yīng)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；當有屋面積灰荷載時，積灰荷載應(yīng)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。注：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

2排架結(jié)構(gòu)上的荷載屋面活荷載作用下的排架計算簡圖2排架結(jié)構(gòu)上的荷載吊車荷載示意圖2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

(3)吊車荷載工作制：根據(jù)吊車荷載達到其額定值的頻繁程度將吊車工作制度分為輕級、中級、重級、超重級。吊車荷載分類：豎向荷載Dmax(或Dmin)

橫向水平荷載Tmax、Tmin

縱向水平荷載T豎向荷載：當小車吊在額定最大起重量Q開到大車一端的極限位置，該側(cè)的每個大車輪壓稱為吊車的最大輪壓Pmax,k(標準值)，另一側(cè)為最小輪壓(標準值)Pmin,k。吊車輪壓應(yīng)考慮數(shù)臺吊車不利組合：單跨廠房最多考慮兩臺吊車；多跨廠房最多考慮四臺吊車。

Pmax,k根據(jù)吊車型號、規(guī)格等查閱產(chǎn)品目錄或起重運輸機械專業(yè)標準(ZQ工一62)得到。四輪吊車：

2(Pmax,k+Pmin,k)=(Q1,k+Q2,k+Q,k)g

設(shè)計值:標準值乘1.42排架結(jié)構(gòu)上的荷載

(3)吊車荷載

吊車是移動的，吊車豎向荷載組合值用影響線計算。兩臺吊車滿載并行，其中一臺的一個輪子（與另一吊車相鄰）正好位于計算排架柱上，另一臺吊車與它緊靠在一起的時候，傳給柱子上的壓力為最大。當一邊柱子承受由Pmax產(chǎn)生的最大豎向荷載Dmax時，另一邊柱子承受最小豎向荷載Dmin，Dmax和Dmin同時出現(xiàn)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車豎向荷載：

和

的標準值按下式計算式中、——表示第臺吊車的最大輪壓和最小輪壓；

——與吊車輪壓相對應(yīng)的支座反力影響線的豎向坐標值。當計算吊車梁及其連接的強度時，吊車豎向荷載應(yīng)乘以動力系數(shù)。注：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(shù)不宜多于2臺；對多跨廠房的每個排架，不宜多于4臺。（3）吊車荷載：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

(3)吊車荷載橫向水平制動力可近似考慮由兩側(cè)排架柱各負擔一半。

作用點：吊車的豎向輪壓處?！逗奢d規(guī)范》規(guī)定：吊車橫向水平荷載作用，單跨、多跨均最多考慮兩臺吊車同時制動。吊車豎向荷載和橫向水平荷載2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

(3)吊車荷載通常起重量Q≤50t的橋式吊車，其大車總輪數(shù)為4，每個大車輪傳遞的吊車橫向水平荷載標準值Tk：

Tk＝α（Q,k+Q1,k）·gα——橫向水平荷載系數(shù)(或小車制動力系數(shù))

對軟鉤吊車：當Q≤10t時，0.12；當Q＝15～50t時，0.10；當Q≥75t時，0.08；對硬鉤吊車：0.2。吊車在排架上產(chǎn)生最大橫向水平荷載標準值Tmax,k時的吊車位置與產(chǎn)生Dmax、Dmin相同。排架柱所受的最大橫向水平荷載標準值Tmax，k可由影響線求得第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車橫向水平荷載：吊車總的橫向水平荷載可按下式取值：式中——吊車的額定起重量；——小車重量；

——重力加速度；——橫向水平荷載系數(shù)。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

為：

式中為第個大車輪子的橫向水平制動力?？紤]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(shù)不應(yīng)多于2臺。注：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車縱向水平荷載：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最大輪壓之和的10%采用，即式中，n為施加在一邊軌道上所有剎車輪數(shù)之和，對于一般的四輪吊車，n=1。無論單跨或多跨廠房，在計算吊車縱向水平荷載時，一側(cè)的整個縱向排架上最多只能考慮2臺吊車。注：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析式中——基本風壓值（kN/m2），是以當?shù)乇容^空曠平坦地面上離

——高度z處的風振系數(shù)；

——風壓高度變化系數(shù)；

——風荷載體型系數(shù)。地10m高處統(tǒng)計所得的50年一遇10分鐘平均最大風速為標準確定的風壓值；（4）風荷載：垂直于建筑物表面上的風荷載標準值（kN/m2）按下式計算：

2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

(4)風荷載

風荷載的計算2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

(4)風荷載

墻面上均布風荷載：

…2-2…2-3

柱頂水平集中荷載：

…2-4第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析3等高排架內(nèi)力分析

（1）柱頂水平集中力作用下等高排架內(nèi)力分析：在柱頂水平集中力作用下，等高排架各柱頂側(cè)移相等，沿橫梁與柱的連接處將各柱的柱頂切開，在各柱頂?shù)那锌谏献饔靡粚ο鄳?yīng)的剪力。柱頂水平集中力作用下等高排架的變形和內(nèi)力第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析式中——第i根排架柱的抗側(cè)移剛度（或抗剪剛度），即懸臂

——第i根排架柱的剪力分配系數(shù)，按下式計算：

求得柱頂剪力Vi后，用平衡條件可得排架柱各截面的彎矩和剪力。當排架結(jié)構(gòu)柱頂作用水平集中力F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(guān)系進行分配。柱柱頂產(chǎn)生單位側(cè)移所需施加的水平力注：3等高排架內(nèi)力分析

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析剪力分配系數(shù)必滿足。各柱的柱頂剪力Vi僅與F的大小有關(guān)，而與其作用在排架左側(cè)或右側(cè)柱頂處位置無關(guān)，但F的作用位置對橫梁內(nèi)力有影響。（2）任意荷載作用下等高排架內(nèi)力分析：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的排架內(nèi)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支座以阻止其側(cè)移，則各柱為單階一次超靜定柱，應(yīng)用柱頂反力系數(shù)可求得各柱反力Ri及相應(yīng)的柱端剪力，柱頂假想的不動鉸支座總反力為。3等高排架內(nèi)力分析

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析撤除假想的附加不動鉸支座，將支座總反力R反向作用于排架柱頂，應(yīng)用剪力分配法可求出柱頂水平力R作用下各柱頂剪力。將前面的計算結(jié)果相疊加，可得到在任意荷載作用下排架柱頂剪力，然后可求出各柱的內(nèi)力。

任意荷載作用下等高排架內(nèi)力分析3等高排架內(nèi)力分析

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析4不等高排架內(nèi)力分析

不等高排架在任意荷載作用下，由于高、低跨的柱頂位移不相等，因此，不能用剪力分配法求解，其內(nèi)力通常用結(jié)構(gòu)力學(xué)中的力法進行分析。

式中，，，為基本結(jié)構(gòu)的柔度系數(shù)，可由單位力彎矩圖圖乘得到；、為載常數(shù)。兩跨不等高排架內(nèi)力分析第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析5考慮廠房整體空間作用的排架內(nèi)力分析

（1）廠房整體空間作用的概念當各榀排架柱頂均受有水平集中力R，且廠房兩端無山墻時每一榀排架都相當于一個獨立的平面排架。當各榀排架柱頂均受有水平集中力R，但廠房兩端有山墻時，山墻則通過屋蓋等縱向聯(lián)系構(gòu)件對其它各榀排架有不同程度的約束作用，使各榀排架柱頂水平位移呈曲線分布，且。當僅其中一榀排架柱頂作用水平集中力R，且廠房兩端無山墻時，則直接受荷排架通過屋蓋等縱向聯(lián)系構(gòu)件，受到非直接受荷排架的約束，使其柱頂?shù)乃轿灰茰p小，即。當僅其中一榀排架柱頂作用水平集中力R，但廠房兩端有山墻時，則直接受荷載排架受到非受荷排架和山墻兩種約束，故各榀排架的柱頂水平位移將更小，即。第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

廠房空間作用分析

當結(jié)構(gòu)布置或荷載分布不均勻時，由于屋蓋等縱向聯(lián)系構(gòu)件將各榀排架或山墻聯(lián)系在一起，故各榀排架或山墻的受力及變形都不是單獨的，而是相互制約。這種排架與排架，排架與山墻之間的相互制約作用，稱為廠房的整體空間作用。單層廠房整體空間作用的程度主要取決于屋蓋的水平剛度、荷載類型、山墻剛度和間距等因素。5考慮廠房整體空間作用的排架內(nèi)力分析

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（2）吊車荷載作用下考慮廠房整體空間作用的排架內(nèi)力分析根據(jù)試驗資料及理論分析，給出了吊車荷載作用下單層單跨的空間工作分配系數(shù)。廠房空間工作示意圖5考慮廠房整體空間作用的排架內(nèi)力分析

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析廠房情況吊車起重量（t）廠房長度（m）≤60＞60有檁屋蓋兩端無山墻或一端有山墻≤300.900.85兩端有山墻≤300.85無檁屋蓋兩端無山墻或一端有山墻≤75廠房跨度（m）12~27＞2712~27＞270.900.850.850.80兩端有山墻≤750.80單跨廠房空間作用分配系數(shù)5考慮廠房整體空間作用的排架內(nèi)力分析

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析6內(nèi)力組合

所謂內(nèi)力組合，就是將排架柱在各單項荷載作用下的內(nèi)力，按照它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(chǎn)生的最不利內(nèi)力，作為柱和基礎(chǔ)配筋計算的依據(jù)。（1）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。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(jù)其內(nèi)力大小還需將集中荷載作用處的截面作為控制截面。6內(nèi)力組合柱的控制截面柱的控制截面

Ⅰ-Ⅰ上柱柱底截面

Ⅱ-Ⅱ牛腿頂面

Ⅲ-Ⅲ下柱柱底截面

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（2）荷載效應(yīng)組合對于一般排架結(jié)構(gòu)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計值S應(yīng)從下列組合值中取最不利值確定：由可變荷載效應(yīng)控制的組合

由永久荷載效應(yīng)控制的組合6內(nèi)力組合第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（3）不利內(nèi)力組合通常選擇以下四種內(nèi)力組合作為截面最不利內(nèi)力組合：

+Mmax及相應(yīng)的N，V；

–Mmax及相應(yīng)的N，V；

Nmax及相應(yīng)的M，V；

Nmin及相應(yīng)的M，V。6內(nèi)力組合彎矩、軸力和配筋關(guān)系圖第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（4）內(nèi)力組合注意事項每次內(nèi)力組合時，都必須考慮恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。

每次內(nèi)力組合時，只能以一種內(nèi)力為目標來決定可變荷載的取舍，并求得與其相應(yīng)的其余兩種內(nèi)力。在吊車豎向荷載中，同一柱的同一側(cè)牛腿上有Dmax或Dmin作用，兩者只能選擇一種參加組合。吊車橫向水平荷載Tmax同時作用在同一跨內(nèi)的兩個柱子上，向左或向右，組合時只能選取其中一個方向。6內(nèi)力組合6內(nèi)力組合

（4）內(nèi)力組合注意事項Tmax參加組合時，必有垂直荷載項D(Dmax或Dmin)，而垂直荷載參加組合時，不一定有Tmax項(未必剎車)；

風荷載，左風、右風不同時存在，故不同時參加組合；求Nmin時，N=0的風荷載應(yīng)參加組合。6內(nèi)力組合規(guī)范對多臺吊車參加組合時，考慮到同時滿載的可能性較小，因此對吊車荷載乘以折減系數(shù)。

0.85

0.8

4

0.90

0.85

3

0.95

0.9

2A6~A8A1~A5

吊車工作級別參與組合的吊車臺數(shù)多臺吊車的荷載折減系數(shù)2.6柱的設(shè)計柱的設(shè)計包括柱的形式的選擇、確定截面尺寸、配筋計算、吊裝驗算、牛腿設(shè)計等。1.截面設(shè)計（1）截面配筋計算柱按偏心受壓構(gòu)件計算配筋斜截面正截面大偏心小偏心對稱配筋非對稱配筋第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計1截面設(shè)計（1）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(shù)

或穩(wěn)定系數(shù)

與柱的計算長度有關(guān)。《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》根據(jù)單層廠房的實際支承及受力特點，結(jié)合工程經(jīng)驗所給出的計算長度。

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排架方向垂直排架方向有柱間支撐無柱間撐無吊車廠房柱單跨1.5H1.0H1.2H兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊車廠房柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱1.0Hl0.8Hl1.0Hl露天吊車柱和棧橋柱2.0Hl1.0Hl－1截面設(shè)計

（1）截面配筋計算

內(nèi)力組合的取舍：對稱配筋時，取|Mmax|及相應(yīng)的N；Nmax及相應(yīng)的M；Nmin及相應(yīng)的M。對于大偏心受壓，M接近，N小不利；對于小偏心受壓，M接近，N大不利；無論什么情況，N接近，M大小不利。受壓構(gòu)件按規(guī)范確定計算長度L0。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計（2）構(gòu)造要求

柱的混凝土強度等級不宜低于C20，縱向受力鋼筋直徑d不宜小于12mm，全部縱向鋼筋的配筋率不宜超過5%。

柱內(nèi)縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于50mm；對水平澆筑的預(yù)制柱，其上部縱向鋼筋的最小凈間距不應(yīng)小于30mm和1.5d(為鋼筋的最大直徑)，下部縱向鋼筋的最小凈間距不應(yīng)小于25mm和d。偏心受壓柱中垂直于彎矩作用平面的縱向受力鋼筋以及軸心受壓柱中各邊的縱向受力鋼筋，其中距不宜大于300mm。1截面設(shè)計第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計2牛腿設(shè)計

在廠房結(jié)構(gòu)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(gòu)件的部位，設(shè)置從柱側(cè)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分為兩類：

時為長牛腿，按懸臂梁進行設(shè)計；

時為短牛腿，是一個變截面短懸臂深梁。2牛腿設(shè)計在廠房結(jié)構(gòu)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(gòu)件的部位，設(shè)置從柱側(cè)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分為兩類：

a＞h0時為長牛腿，按懸臂梁進行設(shè)計；

a≤h0

時為短牛腿，是一個變截面短懸臂深梁。牛腿類別第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計（1）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(jīng)歷彈性、裂縫出現(xiàn)與開展和最后破壞三個階段。

彈性階段

：通過環(huán)氧樹脂牛腿模型的光彈試驗，得到了主應(yīng)力跡線。牛腿的應(yīng)力狀態(tài)2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計裂縫出現(xiàn)與開展階段

：試驗表明，當荷載達到極限荷載的20%~40%時，由于上柱根部與牛腿交界處的主拉應(yīng)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；當荷載達到極限荷載的40%~60%時，在加載墊板內(nèi)側(cè)附近出現(xiàn)一條斜裂縫，其方向大體與主壓應(yīng)力軌跡線平行。

2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計2牛腿設(shè)計破壞階段：隨a/h0值的不同，牛腿主要有以下幾種破壞形態(tài)：

彎壓破壞

剪切破壞

牛腿的破壞形態(tài)斜壓破壞2牛腿設(shè)計彎壓破壞當1＞a/h0＞0.75時，且縱向鋼筋配筋率較低時，隨著荷載增加縱向鋼筋應(yīng)力不斷增加最終受拉鋼筋屈服，牛腿下部與柱相交的受壓區(qū)砼壓碎。斜壓破壞當a/h0

=0.1~0.75時，隨著荷載增加，整個壓桿范圍內(nèi)出現(xiàn)大量短小斜裂縫，最終形成一條通長斜裂縫而破壞，此時受拉鋼筋達到屈服強度。剪切破壞當a/h0

＜0.1時，牛腿與下柱的交接面上出現(xiàn)一系列短而細的斜裂縫，最后牛腿沿此裂縫從柱上切下而破壞。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計（2）牛腿截面尺寸的確定

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。設(shè)計時以下列經(jīng)驗公式作為抗裂控制條件來確定牛腿的截面尺寸：式中Fvk、Fhk——分別為作用于牛腿頂部按荷載效應(yīng)標準組合計算的豎

β——裂縫控制系數(shù)；

a——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；b——牛腿寬度；

h0——牛腿與下柱交接處的垂直截面有效高度。2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計

牛腿尺寸及配筋為了防止牛腿頂面加載墊板下混凝土的局部受壓破壞，墊板下的局部壓應(yīng)力應(yīng)滿足式中：A為局部受壓面積；fc為混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計（3）縱向受力鋼筋計算與構(gòu)造計算簡圖：試驗研究表明，牛腿在豎向力和水平拉力作用下，其受力特征可以用由牛腿頂部水平縱向受力鋼筋為拉桿和牛腿內(nèi)的斜向受壓混凝土為壓桿組成的三角桁架模型來描述。

牛腿的計算簡圖2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計縱向受力鋼筋計算：在豎向力設(shè)計值Fv和水平拉力設(shè)計值Fh共同作用下，通過對A點取力矩平衡可得：近似取，，則由上式可得縱向受力鋼筋總截面面積As為式中

Fv、Fh——分別為作用在牛腿頂部的豎向力設(shè)計值和水平拉力設(shè)計值；

a——意義同前，當a<0.3h0時，取a=0.3h0；

fy——為縱向受拉鋼筋強度設(shè)計值。

2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計牛腿配筋構(gòu)造構(gòu)造要求：2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計（4）水平箍筋及彎起鋼筋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(gòu)造要求設(shè)置水平箍筋和彎起鋼筋。

水平箍筋的直徑應(yīng)取6-12mm，間距100-150mm，且在上部2h0/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不應(yīng)小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的1/2。當牛腿的剪跨比a/h0≥0.3時，宜設(shè)置彎起鋼筋。縱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。2牛腿設(shè)計

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計3柱的吊裝驗算柱在其自重作用下為受彎構(gòu)件，其計算簡圖和彎矩圖如圖所示，一般取上柱柱底、牛腿根部和下柱跨中三個控制截面。

柱的吊裝方式及計算簡圖3柱的吊裝驗算吊裝方法有平吊和翻身吊兩種；吊裝采用一點吊時，吊點設(shè)在牛腿的根部，吊車驗算的控制截面有上柱柱底、牛腿根部和下柱跨中三個控制截面。應(yīng)注意不同的起吊方法，柱的受力狀態(tài)不同，截面尺寸和可利用鋼筋的數(shù)量不同。吊裝時，柱自重的分項系數(shù)取1.2；應(yīng)考慮動力系數(shù)1.5；結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)取0.9。吊裝時通過限制鋼筋應(yīng)力來限制裂縫寬度。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計4抗風柱的設(shè)計抗風柱承受山墻傳來的風荷載，其外邊緣與廠房橫向封閉軸線重合，離屋架中心線600mm。為了避免抗風柱與端屋架相碰，應(yīng)將抗風柱的上部截面高度適當減小，形成變截面柱?？癸L柱計算簡圖（1）抗風柱尺寸的確定

抗風柱截面尺寸除了滿足有關(guān)截面尺寸的限值外，上柱截面尺寸不宜小于350mm×300mm，下柱截面高度不宜小于600mm。抗風柱的柱頂標高應(yīng)低于屋架上弦中心線50mm；同時抗風柱變階處的標高應(yīng)低于屋架下弦底邊200mm。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

柱的設(shè)計（2）計算簡圖及內(nèi)力分析抗風柱