單層工業(yè)廠房

單層工業(yè)廠房第一頁，編輯于星期六：十四點五分。排架結(jié)構(gòu)門式剛架結(jié)構(gòu)

（1）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)

11.1單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點1結(jié)構(gòu)組成第二頁，編輯于星期六：十四點五分。2混合結(jié)構(gòu)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對無吊車或吊車噸位不超過5t、跨度在15m以內(nèi)、柱頂標(biāo)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)————

（2）按生產(chǎn)規(guī)?？煞譃椋捍笮?、中型和小型；

（3）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)1結(jié)構(gòu)組成11.1單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點第三頁，編輯于星期六：十四點五分。3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(fēng)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11.1單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點1結(jié)構(gòu)組成第四頁，編輯于星期六：十四點五分。4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)11.1單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點1結(jié)構(gòu)組成第五頁，編輯于星期六：十四點五分。5——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11.1單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點1結(jié)構(gòu)組成第六頁，編輯于星期六：十四點五分。6——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(fēng)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(fēng)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(fēng)荷載縱向平面排架組成及荷載圖11.1單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)組成與受力特點1結(jié)構(gòu)組成第七頁，編輯于星期六：十四點五分。7

1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(fēng)柱的頂端水平支座，承受由山墻傳來的風(fēng)荷載和其他縱向水平荷載，并傳至廠房縱向柱列。布置：當(dāng)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(zhì)量不能保證且抗風(fēng)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(dāng)設(shè)有天窗，且天窗通過廠房端部的第二柱間或通過伸縮縫，應(yīng)在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置，并在天窗范圍內(nèi)沿縱向設(shè)置1～3道通長的受壓系桿，將天窗范圍內(nèi)各榀屋架與上弦橫向水平支撐連系起來。11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第八頁，編輯于星期六：十四點五分。8

上弦橫向水平支撐布置1屋蓋支撐布置11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第九頁，編輯于星期六：十四點五分。93.3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)成的水平桁架。作用：將山墻風(fēng)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：當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車，或廠房內(nèi)有較大振動，或山墻風(fēng)荷載通過抗風(fēng)柱傳至屋架下弦，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段兩端的第一或第二柱間設(shè)置，宜與上弦橫向水平支撐設(shè)置在同一柱間。下弦橫向水平支撐布置2屋蓋支撐布置11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十頁，編輯于星期六：十四點五分。10（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)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(cè)向穩(wěn)定。

布置：當(dāng)設(shè)有軟鉤橋式吊車且廠房高度大、吊車起重量較大，應(yīng)在屋架下弦端節(jié)間沿廠房縱向通長或局部設(shè)置一道；當(dāng)已設(shè)有下弦橫向水平支撐時，為保證廠房空間剛度，應(yīng)盡可能與橫向水平支撐連接，以形成封閉的水平支撐系統(tǒng)?？v向水平支撐布置2屋蓋支撐布置11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十一頁，編輯于星期六：十四點五分。11（4）垂直支撐構(gòu)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W形。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(yīng)與下弦橫向水平支撐布置在同一柱間內(nèi)。當(dāng)廠房跨度小于18m且無天窗時，一般可不設(shè)垂直支撐和水平系桿；當(dāng)廠房跨度18～30m、屋架間距為6m、采用大型屋面板時，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間，屋架跨中設(shè)置一道垂直支撐；當(dāng)屋架跨度大于30m時，應(yīng)在每一伸縮縫區(qū)段端部的第一或第二柱間，屋架跨度1/3左右的節(jié)點處設(shè)置兩道垂直支撐。2屋蓋支撐布置11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十二頁，編輯于星期六：十四點五分。12垂直支撐和水平系桿布置圖2屋蓋支撐布置11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十三頁，編輯于星期六：十四點五分。13（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(dāng)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(dāng)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11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十四頁，編輯于星期六：十四點五分。14（6）天窗架支撐構(gòu)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(cè)向穩(wěn)定；將天窗端壁上的風(fēng)荷載傳給屋架。布置：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(shè)置在天窗端部第一柱間內(nèi)。橫向位置（道）：一般垂直支撐設(shè)置在天窗兩側(cè)。水平系桿：在未設(shè)置上弦橫向水平支撐的天窗架間設(shè)置；應(yīng)在上弦節(jié)點處設(shè)置柔性系桿；對有檁屋蓋體系，檁條可以代替柔性系桿。2屋蓋支撐布置11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十五頁，編輯于星期六：十四點五分。153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(fēng)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11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十六頁，編輯于星期六：十四點五分。16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(fēng)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(dāng)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

11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十七頁，編輯于星期六：十四點五分。174圍護結(jié)構(gòu)布置

抗風(fēng)柱一般與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接；當(dāng)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。抗風(fēng)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(fēng)柱抗風(fēng)柱與屋架上、下弦連接構(gòu)造11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十八頁，編輯于星期六：十四點五分。18（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(fēng)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(dāng)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11.2單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)布置與支撐布置第十九頁，編輯于星期六：十四點五分。191排架計算簡圖（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11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第二十頁，編輯于星期六：十四點五分。20（2）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(jié)構(gòu)通常作如下假定：柱下端與基礎(chǔ)頂面為剛接；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。

根據(jù)上述假定，可得到橫向排架的計算簡圖。11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合1排架計算簡圖第二十一頁，編輯于星期六：十四點五分。21橫向排架的計算簡圖11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合1排架計算簡圖第二十二頁，編輯于星期六：十四點五分。222排架荷載計算

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(fēng)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(dāng)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）：11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第二十三頁，編輯于星期六：十四點五分。23（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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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：11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合2排架荷載計算

第二十四頁，編輯于星期六：十四點五分。24吊車豎向荷載：

和

的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)值。

當(dāng)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：11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合2排架荷載計算

第二十五頁，編輯于星期六：十四點五分。25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：11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合2排架荷載計算

第二十六頁，編輯于星期六：十四點五分。263.5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(biāo)準(zhǔn)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：11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合2排架荷載計算

第二十七頁，編輯于星期六：十四點五分。27式中——基本風(fēng)壓值（kN/m2），是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離

——高度z處的風(fēng)振系數(shù)；——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；——風(fēng)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(fēng)速為標(biāo)準(zhǔn)確定的風(fēng)壓值；（4）風(fēng)荷載：垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）按下式計算：

11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合2排架荷載計算

第二十八頁，編輯于星期六：十四點五分。283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11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第二十九頁，編輯于星期六：十四點五分。29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(dāng)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

11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第三十頁，編輯于星期六：十四點五分。30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

11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第三十一頁，編輯于星期六：十四點五分。31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

11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第三十二頁，編輯于星期六：十四點五分。324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(dāng)柱高度較大時，下柱中間某截面也可能為控制截面。當(dāng)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。11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第三十三頁，編輯于星期六：十四點五分。33（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4內(nèi)力組合11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第三十四頁，編輯于星期六：十四點五分。34（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。4內(nèi)力組合11.3單層工業(yè)廠房鉸接排架的內(nèi)力分析與組合第三十五頁，編輯于星期六：十四點五分。351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)?！痘炷两Y(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－11.4單層工業(yè)廠房排架柱設(shè)計第三十六頁，編輯于星期六：十四點五分。36

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。11.5牛腿設(shè)計第三十七頁，編輯于星期六：十四點五分。37（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)11.5牛腿設(shè)計第三十八頁，編輯于星期六：十四點五分。38裂縫出現(xiàn)與開展階段

：試驗表明，當(dāng)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(dāng)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。

11.5牛腿設(shè)計第三十九頁，編輯于星期六：十四點五分。39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11.5牛腿設(shè)計第四十頁，編輯于星期六：十四點五分。40（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(biāo)準(zhǔn)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。11.5牛腿設(shè)計第四十一頁，編輯于星期六：十四點五分。41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(dāng)a<0.3h0時，取a=0.3h0；

fy——為縱向受拉鋼筋強度設(shè)計值。

11.5牛腿設(shè)計第四十二頁，編輯于星期六：十四點五分。423.6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(dāng)牛腿的剪跨比a/h0≥0.3時，宜設(shè)置彎起鋼筋?？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。

11.5牛腿設(shè)計第四十三頁，編輯于星期六：十四點五分。43

（1）軸心荷載作用下的基礎(chǔ)：在軸心荷載作用下，基礎(chǔ)底面的壓力為均勻分布，設(shè)計時應(yīng)滿足：

軸心受壓基礎(chǔ)壓力分布

若基礎(chǔ)的埋置深度為d，基礎(chǔ)及其上填土的平均重度為,則，可得基礎(chǔ)底面面積為：

11.6柱下單獨基礎(chǔ)設(shè)計第四十四頁，編輯于星期六：十四點五分。44（2）偏心荷載作用下的基礎(chǔ)：在偏心荷載作用下，基礎(chǔ)底面的壓力為線性分布。偏心受壓基礎(chǔ)壓力分布11.6柱下單獨基礎(chǔ)設(shè)計第四十五頁，編輯于星期六：十四點五分。45基礎(chǔ)底面邊緣的壓力可按下式計算：取，并將代入，可將基礎(chǔ)底面邊緣的壓力值寫成如下形式：11.6柱下單獨基礎(chǔ)設(shè)計第四十六頁，編輯于星期六：十四點五分。46在偏心荷載作用下，基礎(chǔ)底面的壓力值應(yīng)符合下式要求：

在確定偏心荷載作用下基礎(chǔ)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(chǔ)的底面面積；再考慮基礎(chǔ)底面彎矩的影響，將基礎(chǔ)底面積適當(dāng)增加（20-40）%，初步選定基礎(chǔ)底面的邊長l和b，計算偏心荷載作用下基礎(chǔ)底面的壓力值，然后驗算是否滿足要求；如不滿足，應(yīng)調(diào)整基礎(chǔ)底面尺寸重新驗算，直至滿足為止。11.6柱下單獨基礎(chǔ)設(shè)計第四十七頁，編輯于星期六：十四點五分。47

獨立基礎(chǔ)的高度除應(yīng)滿足構(gòu)造要求外，還應(yīng)根據(jù)柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處混凝土的受沖切承載力計算確定?；A(chǔ)沖切破壞示意圖11.6柱下單獨基礎(chǔ)設(shè)計第四十八頁，編輯于星期六：十四點五分。48

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，對矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力應(yīng)按下列公式驗算：

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