單層廠房結(jié)構(gòu)課件

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第3章單層廠房結(jié)構(gòu)教材作者：史慶軒課件制作：謝啟芳課件審查：李曉文混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第3章單層廠房結(jié)構(gòu)教材作者：史慶軒第三章單層廠房結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容及重點(diǎn)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(jì)橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析柱的設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析柱的設(shè)計(jì)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：重點(diǎn)：第三章單層廠房結(jié)構(gòu)本章主要內(nèi)容及重點(diǎn)概述結(jié)構(gòu)組成第三章單層廠房結(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(jī)械設(shè)備和產(chǎn)品的不同，按層數(shù)分類，可分為：?jiǎn)螌訌S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(jī)械廠的煉鋼、軋鋼、鑄造、鍛壓、金工、裝配等車(chē)間，一般因設(shè)有大型機(jī)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(jì)成單層廠房——————第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.1概述1工業(yè)廠房的分第三章單層廠房結(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(duì)無(wú)吊車(chē)或吊車(chē)噸位不超過(guò)5t、跨度在15m以內(nèi)、柱頂標(biāo)高不超過(guò)8m且無(wú)特殊工藝要求的小型廠房，可采用混合結(jié)構(gòu)對(duì)有重型吊車(chē)、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)?？煞譃椋捍笮?、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)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.1概述混合結(jié)構(gòu)鋼筋混凝第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.1概述2單層廠房的分類

排架結(jié)構(gòu)門(mén)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)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.1概述2單層廠房的分第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成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(gè)復(fù)雜的空間受力體系，可將結(jié)構(gòu)整體分為以下幾個(gè)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(chē)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.柱間支撐第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成1結(jié)構(gòu)組成第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成屋蓋結(jié)構(gòu)——有檁體系無(wú)檁體系——由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋蓋支撐組成，有時(shí)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)1結(jié)構(gòu)組成

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成屋蓋結(jié)構(gòu)——有檁體第三章單層廠房結(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(guò)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——橫向排架第三章單層廠房結(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(chē)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(chē)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(guò)屋蓋結(jié)構(gòu)傳來(lái)的縱向風(fēng)荷載等圍護(hù)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——縱向排架第三章單層廠房結(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(guò)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(hù)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(fēng)，承受其上屋面板傳來(lái)的荷載及天窗上的風(fēng)荷載等，并將它們傳給屋架托架當(dāng)柱距比屋架間距大時(shí)，用以支撐屋架，并將荷載傳給柱1結(jié)構(gòu)組成

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.2結(jié)構(gòu)組成單層第三章單層廠房結(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(lái)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(chē)梁、外墻、柱間支撐等傳來(lái)的豎向和水平荷載，并將它們傳給基礎(chǔ)同時(shí)為橫向排架和縱向排架中的構(gòu)件抗風(fēng)柱承受山墻傳來(lái)的風(fēng)荷載，并將它們傳給屋蓋結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)也是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分支撐體系屋蓋支撐加強(qiáng)屋蓋結(jié)構(gòu)空間剛度，保證屋架的穩(wěn)定，將風(fēng)荷載傳給排架結(jié)構(gòu)柱間支撐加強(qiáng)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(hù)結(jié)構(gòu)外縱墻山墻廠房的圍護(hù)構(gòu)件，承受風(fēng)荷載及其自重連系梁連系縱向柱列，增強(qiáng)廠房的縱向剛度，并將風(fēng)荷載傳遞給縱向柱列，同時(shí)還承受其上部墻體的重量圈梁加強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載引起的不利影響過(guò)梁承受門(mén)窗洞口上部墻體的重量，并將它們傳給門(mén)窗兩側(cè)墻體基礎(chǔ)梁承受?chē)o(hù)墻體的重量，并將它們傳給基礎(chǔ)吊車(chē)梁承受吊車(chē)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(jiǎn)支在柱牛腿上基礎(chǔ)承受柱、基礎(chǔ)梁傳來(lái)的全部荷載，并將它們傳給地基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)件作用備注第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置工業(yè)設(shè)計(jì)要求方案設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段施工圖階段確定柱網(wǎng)布置等平面問(wèn)題

1廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟一個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，一般包括工藝設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)（如水、暖、電等）等幾方面。就單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，可分為方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖繪制等三個(gè)階段?！_定結(jié)構(gòu)形式、標(biāo)高等剖面問(wèn)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(jì)算簡(jiǎn)圖荷載計(jì)算及排架內(nèi)力分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件（柱、基礎(chǔ)等）設(shè)計(jì)——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(diǎn)大樣圖第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置工業(yè)設(shè)計(jì)要求第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置

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(qiáng)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(lái)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(wú)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(guò)廠房端部的第二柱間或通過(guò)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(zhǎng)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(lái)。第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置2屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置

上弦橫向水平支撐布置2屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置上弦橫向水平支撐布第三章單層廠房結(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(dòng)。布置：當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車(chē)，或廠房?jī)?nèi)有較大振動(dòng)，或山墻風(fēng)荷載通過(guò)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屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（2）下弦橫向水平第三章單層廠房結(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(qiáng)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(qiáng)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(chē)且廠房高度大、吊車(chē)起重量較大，應(yīng)在屋架下弦端節(jié)間沿廠房縱向通長(zhǎng)或局部設(shè)置一道；當(dāng)已設(shè)有下弦橫向水平支撐時(shí)，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屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（3）縱向水平支撐第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（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(wú)天窗時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(diǎn)處設(shè)置兩道垂直支撐。

2屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（4）垂直支撐構(gòu)成第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置垂直支撐和水平系桿布置圖2屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置垂直支撐和水平系第三章單層廠房結(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(chē)或有其它水平振動(dòng)時(shí)屋架下弦側(cè)向顫動(dòng)。布置：當(dāng)屋蓋設(shè)置垂直支撐時(shí)，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(diǎn)處，設(shè)置通長(zhǎng)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(diǎn)處和屋架上弦屋脊節(jié)點(diǎn)處的通長(zhǎng)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(shí)，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屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（5）水平系桿構(gòu)成第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（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(diǎn)處設(shè)置柔性系桿；對(duì)有檁屋蓋體系，檁條可以代替柔性系桿。

2屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（6）天窗架支撐構(gòu)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置天窗架支撐布置2屋蓋支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置天窗架支撐布置2第三章單層廠房結(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(jì)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(chē)縱向水平制動(dòng)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第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置3柱間支撐布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置分類：對(duì)于有吊車(chē)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(zhǎng)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(lái)的內(nèi)力、吊車(chē)縱向制動(dòng)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(shí)，可采用門(mén)架式支撐。門(mén)架式柱間支撐3柱間支撐布置

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置分類：對(duì)于有吊車(chē)的第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置布置：當(dāng)設(shè)有A6～A8的吊車(chē)，或A1～A5的吊車(chē)起重量≥10t時(shí)或廠房跨度≥18m，或柱高≥8m時(shí)或廠房每列縱向柱總數(shù)＜7根時(shí)或設(shè)有3t以上的懸掛吊車(chē)時(shí)或露天吊車(chē)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(duì)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

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置布置：當(dāng)設(shè)有A6～第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置優(yōu)點(diǎn)：縱向水平荷載作用下傳力路線較短；廠房?jī)啥说臏囟壬炜s變形較小；廠房縱向構(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

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置優(yōu)點(diǎn)：縱向水平荷載第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置4圍護(hù)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(shí)，也可與下弦鉸接或同時(shí)與上、下弦鉸接?？癸L(fēng)柱與屋架之間一般采用豎向可以移動(dòng)、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(shí)，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)造第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置4圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（2）圈梁、連系梁、過(guò)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(qiáng)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(dòng)荷載對(duì)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(qiáng)廠房的縱向剛度、傳遞縱向水平荷載的作用。當(dāng)墻體開(kāi)有門(mén)窗洞口時(shí)，需設(shè)置鋼筋混凝土過(guò)梁，以支承洞口上部墻體的重量。在進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)盡可能地將圈梁、連系梁和過(guò)梁結(jié)合起來(lái)，使一種梁能兼作兩種或三種梁的作用，以簡(jiǎn)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(lái)承托圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)布置第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.3結(jié)構(gòu)布置（2）圈梁、連系梁第三章單層廠房結(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(chē)梁、墻板、連系梁、基礎(chǔ)梁、柱和基礎(chǔ)等。無(wú)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(wú)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:第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸第三章單層廠房結(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)件的選型第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定第三章單層廠房結(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(diǎn)為鉸接，頂節(jié)點(diǎn)為剛接；三鉸拱的支座節(jié)點(diǎn)和頂節(jié)點(diǎn)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)件的選型第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定桁架式屋架：當(dāng)廠房跨度較大時(shí)，采用桁架式屋架較經(jīng)濟(jì)，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(duì)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)件的選型第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定桁架第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4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(fēng)，同時(shí)承受屋面板傳來(lái)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)件的選型第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定（2）吊車(chē)梁：吊車(chē)梁除直接承受吊車(chē)起重、運(yùn)行和制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的各種往復(fù)移動(dòng)荷載外，它還具有將廠房的縱向荷載傳遞至縱向柱列、加強(qiáng)廠房縱向剛度等作用。吊車(chē)梁的類型吊車(chē)梁一般根據(jù)吊車(chē)的起重量、工作級(jí)別、臺(tái)數(shù)、廠房的跨度和柱距等因素選用。1主要構(gòu)件的選型第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4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(fēng)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(fēng)柱一般由上柱和下柱組成，無(wú)牛腿，上柱為矩形截面，下柱一般為I形截面。第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定2第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4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(guò)大，造成吊車(chē)輪與軌道過(guò)早磨損，影響吊車(chē)的正常運(yùn)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(chē)起重量和柱的類型兩個(gè)因素外，還應(yīng)考慮廠房跨數(shù)和高度、柱的型式、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)造、施工和吊裝等。2柱第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4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(dú)立基礎(chǔ)（也稱擴(kuò)展基礎(chǔ)）。按施工方法可分為預(yù)制柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和現(xiàn)澆柱下獨(dú)立基礎(chǔ)兩種。對(duì)裝配式鋼筋混凝土單層廠房排架結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的獨(dú)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)的類型第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定3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1排架計(jì)算見(jiàn)圖（1）計(jì)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(gè)典型的區(qū)段，作為排架的計(jì)算單元。計(jì)算單元和計(jì)算模型第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析1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）基本假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖：為了簡(jiǎn)化計(jì)算，對(duì)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(jì)算簡(jiǎn)圖。1排架計(jì)算見(jiàn)圖第三章單層廠房結(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)力分析橫向排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖1排架計(jì)算見(jiàn)圖第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析橫向排第三章單層廠房結(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(chē)荷載和風(fēng)荷載等，除吊車(chē)荷載外，其它荷載均取自計(jì)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(hù)墻體時(shí)，排架柱承受著計(jì)算單元范圍內(nèi)連系梁、墻體和窗等重力荷載。吊車(chē)梁和軌道及連接件自重G3。柱自重G4（G5）：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

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

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析恒載第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（2）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(xiàng)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(duì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其臨近建筑時(shí)，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(shí)考慮，取兩者中的較大值；當(dāng)有屋面積灰荷載時(shí)，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(shí)考慮。注：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

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)力分析吊車(chē)豎向荷載：

和

的標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算式中、——表示第臺(tái)吊車(chē)的最大輪壓和最小輪壓；

——與吊車(chē)輪壓相對(duì)應(yīng)的支座反力影響線的豎向坐標(biāo)值。當(dāng)計(jì)算吊車(chē)梁及其連接的強(qiáng)度時(shí)，吊車(chē)豎向荷載應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)。注：計(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車(chē)豎向荷載時(shí)，對(duì)單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)不宜多于2臺(tái)；對(duì)多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。（3）吊車(chē)荷載：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)豎第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)橫向水平荷載：吊車(chē)總的橫向水平荷載可按下式取值：式中——吊車(chē)的額定起重量；——小車(chē)重量；——重力加速度；——橫向水平荷載系數(shù)。對(duì)于一般四輪橋式吊車(chē)，大車(chē)每一輪子傳遞給吊車(chē)梁的橫向水平制動(dòng)力

為：

式中為第個(gè)大車(chē)輪子的橫向水平制動(dòng)力?？紤]多臺(tái)吊車(chē)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(chē)臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2臺(tái)。注：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)橫第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)縱向水平荷載：吊車(chē)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(chē)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(chē)輪數(shù)之和，對(duì)于一般的四輪吊車(chē)，n=1。無(wú)論單跨或多跨廠房，在計(jì)算吊車(chē)縱向水平荷載時(shí)，一側(cè)的整個(gè)縱向排架上最多只能考慮2臺(tái)吊車(chē)。注：2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)縱第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析式中——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(jì)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(jì)算：

2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

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(kāi)，在各柱頂?shù)那锌谏献饔靡粚?duì)相應(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3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(jì)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(shí)，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(jìn)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)力分析式中第三章單層廠房結(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(wú)關(guān)，但F的作用位置對(duì)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€(gè)步驟來(lái)進(jìn)行這種情況下的排架內(nèi)力分析。對(duì)承受任意荷載作用的排架，先在排架柱頂部附加一個(gè)不動(dòng)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(dòng)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)力分析剪力分第三章單層廠房結(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(dòng)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(jì)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)力分析撤除假第三章單層廠房結(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(jìn)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4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(dāng)各榀排架柱頂均受有水平集中力R，且廠房?jī)啥藷o(wú)山墻時(shí)每一榀排架都相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的平面排架。當(dāng)各榀排架柱頂均受有水平集中力R，但廠房?jī)啥擞猩綁r(shí)，山墻則通過(guò)屋蓋等縱向聯(lián)系構(gòu)件對(duì)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(dāng)僅其中一榀排架柱頂作用水平集中力R，且廠房?jī)啥藷o(wú)山墻時(shí)，則直接受荷排架通過(guò)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(dāng)僅其中一榀排架柱頂作用水平集中力R，但廠房?jī)啥擞猩綁r(shí)，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5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(dāng)結(jié)構(gòu)布置或荷載分布不均勻時(shí)，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(dú)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)力分析廠房第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（2）吊車(chē)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(yàn)資料及理論分析，給出了吊車(chē)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(chē)起重量（t）廠房長(zhǎng)度（m）≤60＞60有檁屋蓋兩端無(wú)山墻或一端有山墻≤300.900.85兩端有山墻≤300.85無(wú)檁屋蓋兩端無(wú)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6內(nèi)力組合

所謂內(nèi)力組合，就是將排架柱在各單項(xiàng)荷載作用下的內(nèi)力，按照它們?cè)谑褂眠^(guò)程中同時(shí)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(jì)算的依據(jù)。（1）柱的控制截面

控制截面是指對(duì)截面配筋起控制作用的截面。當(dāng)柱高度較大時(shí)，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(shí)，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。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6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）荷載效應(yīng)組合對(duì)于一般排架結(jié)構(gòu)，荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)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（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）內(nèi)力組合注意事項(xiàng)每次內(nèi)力組合時(shí)，都必須考慮恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。

每次內(nèi)力組合時(shí)，只能以一種內(nèi)力為目標(biāo)來(lái)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(chē)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(chē)橫向水平荷載Tmax同時(shí)作用在同一跨內(nèi)的兩個(gè)柱子上，向左或向右，組合時(shí)只能選取其中一個(gè)方向。6內(nèi)力組合第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)1截面設(shè)計(jì)（1）截面配筋計(jì)算在對(duì)柱進(jìn)行受壓承載力計(jì)算或驗(yàn)算時(shí)，柱的偏心距增大系數(shù)

或穩(wěn)定系數(shù)

與柱的計(jì)算長(zhǎng)度有關(guān)?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》根據(jù)單層廠房的實(shí)際支承及受力特點(diǎn)，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)所給出的計(jì)算長(zhǎng)度。剛性屋蓋單層廠房排架柱、露天吊車(chē)柱和棧橋柱的計(jì)算長(zhǎng)度柱的類型排架方向垂直排架方向有柱間支撐無(wú)柱間撐無(wú)吊車(chē)廠房柱單跨1.5H1.0H1.2H兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊車(chē)廠房柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱1.0Hl0.8Hl1.0Hl露天吊車(chē)柱和棧橋柱2.0Hl1.0Hl－第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)1截第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（2）構(gòu)造要求

柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)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(guò)5%。

柱內(nèi)縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于50mm；對(duì)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(jì)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（2）構(gòu)造要第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)2牛腿設(shè)計(jì)

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(chē)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(diǎn)至牛腿根部柱邊緣水平距離的不同分為兩類：

時(shí)為長(zhǎng)牛腿，按懸臂梁進(jìn)行設(shè)計(jì)；

時(shí)為短牛腿，是一個(gè)變截面短懸臂深梁。第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)2牛腿設(shè)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（1）牛腿的受力特點(diǎn)及破壞形態(tài)

試驗(yàn)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(kāi)展和最后破壞三個(gè)階段。

彈性階段

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

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（1）牛腿的第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)裂縫出現(xiàn)與開(kāi)展階段

：試驗(yàn)表明，當(dāng)荷載達(dá)到極限荷載的20%~40%時(shí)，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(xì)小且開(kāi)展較慢，對(duì)牛腿的受力性能影響不大；當(dāng)荷載達(dá)到極限荷載的40%~60%時(shí)，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(jì)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)裂縫出現(xiàn)與開(kāi)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)2牛腿設(shè)計(jì)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)斜壓破壞第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)2牛腿設(shè)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（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(jì)時(shí)以下列經(jīng)驗(yàn)公式作為抗裂控制條件來(lái)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(jì)算的豎

β——裂縫控制系數(shù)；

a——豎向力的作用點(diǎn)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(jì)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（2）牛腿截第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)值。2牛腿設(shè)計(jì)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)牛腿尺寸第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（3）縱向受力鋼筋計(jì)算與構(gòu)造計(jì)算簡(jiǎn)圖：試驗(yàn)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(lái)描述。牛腿的計(jì)算簡(jiǎn)圖2牛腿設(shè)計(jì)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（3）縱向受第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)縱向受力鋼筋計(jì)算：在豎向力設(shè)計(jì)值Fv和水平拉力設(shè)計(jì)值Fh共同作用下，通過(guò)對(duì)A點(diǎn)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(jì)值和水平拉力設(shè)計(jì)值；

a——意義同前，當(dāng)a<0.3h0時(shí)，取a=0.3h0；

fy——為縱向受拉鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。

2牛腿設(shè)計(jì)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)縱向受力鋼筋第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)牛腿配筋構(gòu)造構(gòu)造要求：2牛腿設(shè)計(jì)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)牛腿配筋構(gòu)造第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（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(jìn)行斜截面受剪承載力計(jì)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(shí)，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(jì)

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（4）水平箍第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)3柱的吊裝驗(yàn)算柱在其自重作用下為受彎構(gòu)件，其計(jì)算簡(jiǎn)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(gè)控制截面。柱的吊裝方式及計(jì)算簡(jiǎn)圖第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)3柱的吊第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)4抗風(fēng)柱的設(shè)計(jì)抗風(fēng)柱承受山墻傳來(lái)的風(fēng)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(fēng)柱與端屋架相碰，應(yīng)將抗風(fēng)柱的上部截面高度適當(dāng)減小，形成變截面柱?？癸L(fēng)柱計(jì)算簡(jiǎn)圖（1）抗風(fēng)柱尺寸的確定

抗風(fēng)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?？癸L(fēng)柱的柱頂標(biāo)高應(yīng)低于屋架上弦中心線50mm；同時(shí)抗風(fēng)柱變階處的標(biāo)高應(yīng)低于屋架下弦底邊200mm。

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)4抗風(fēng)柱第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（2）計(jì)算簡(jiǎn)圖及內(nèi)力分析抗風(fēng)柱頂部一般支承在端屋架的上弦節(jié)點(diǎn)處，支承點(diǎn)可視為不動(dòng)鉸支座；

柱底部固定于基礎(chǔ)頂面；當(dāng)屋架下弦設(shè)有橫向水平支撐時(shí)，抗風(fēng)柱亦可與屋架下弦相連接，作為抗風(fēng)柱的另一個(gè)不動(dòng)鉸支座；當(dāng)在山墻內(nèi)側(cè)設(shè)置水平抗風(fēng)梁或抗風(fēng)桁架時(shí)，則抗風(fēng)梁（或桁架）也為抗風(fēng)柱的一個(gè)支座。由于山墻的重量一般由基礎(chǔ)梁承受，故抗風(fēng)柱主要承受風(fēng)荷載，若忽略抗風(fēng)柱自重，則可按變截面受彎構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)山墻處設(shè)有連系梁時(shí)，則抗風(fēng)柱可按變截面的偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。4抗風(fēng)柱的設(shè)計(jì)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.6柱的設(shè)計(jì)（2）計(jì)算簡(jiǎn)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.7柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1基礎(chǔ)的分類與設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)（擴(kuò)展基礎(chǔ)）根據(jù)其受力性能可分為：軸心受壓基礎(chǔ)偏心受壓基礎(chǔ)(2)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容：基礎(chǔ)的形式；埋置深度；底面尺寸；基礎(chǔ)高度；底板的配筋計(jì)算；對(duì)一些重要的建筑物或土質(zhì)較為復(fù)雜的地基，尚應(yīng)進(jìn)行變形或穩(wěn)定性驗(yàn)算；當(dāng)獨(dú)立基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算柱下獨(dú)立基礎(chǔ)頂面的局部受壓承載力。第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.7柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1基礎(chǔ)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.7柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2基礎(chǔ)底面尺寸

（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(jì)時(shí)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：

第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.7柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)2基礎(chǔ)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.7柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（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2基礎(chǔ)底面尺寸第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.7柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（2第三章單層廠房結(jié)構(gòu)3.7