建筑單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第2章單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第2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2章單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（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

2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）工業(yè)廠房的分類

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————2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系混合結(jié)構(gòu)（2）單層廠房的分類（結(jié)構(gòu)類型）

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)

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：混合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系鋼筋混凝土結(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)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)

2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系

單層廠房的分類（結(jié)構(gòu)體系）

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)

裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)是單層廠房中應(yīng)用最廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，它是由屋架或屋面梁、柱和基礎(chǔ)所組成，柱頂與屋架為鉸接，柱底與基礎(chǔ)頂面固結(jié)。排架結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成等高、不等高、單跨或多跨等多種形式。排架結(jié)構(gòu)的跨度可以超過(guò)30m，高度可達(dá)20~30m或更大，吊車(chē)噸位可達(dá)1500kN甚至更大。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系排架結(jié)構(gòu)第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系裝配式鋼筋混凝土門(mén)式剛架

是由橫梁、柱和基礎(chǔ)所組成。與排架結(jié)構(gòu)不同的是，門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)的柱和橫梁剛接為同一構(gòu)件，而柱和基礎(chǔ)一般為鉸接，也可以采用剛接。門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)適用于屋蓋較輕的無(wú)吊車(chē)或吊車(chē)噸位不超過(guò)100kN，跨度不超過(guò)18m，檐口高度不超過(guò)10m的中小型單層廠房或倉(cāng)庫(kù)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.1結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系

門(mén)式剛架結(jié)構(gòu)第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2結(jié)構(gòu)組成及荷載傳遞2.2結(jié)構(gòu)組成及荷載傳遞

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2.2.1結(jié)構(gòu)的組成第三章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1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)

屋蓋結(jié)構(gòu)由排架柱頂以上部分構(gòu)件（包括屋面板、天窗架、屋架、托架等）所組成，其作用主要是圍護(hù)和承重，以及采光與通風(fēng)。第三章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成

屋蓋結(jié)構(gòu)第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.2.1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。2縱橫向平面排架第三章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.2.1結(jié)構(gòu)組成橫向平面排架組成及荷載圖第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.2.1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2縱、橫向平面排架

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.2.1結(jié)構(gòu)組成縱向平面排架組成及荷載圖第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.2.1結(jié)構(gòu)組成位于廠房的四周，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。3圍護(hù)結(jié)構(gòu)

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1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

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1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，并將荷載傳給柱第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1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)的一部分第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成構(gòu)件名稱構(gòu)件作用備注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)第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1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)第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成構(gòu)件名稱構(gòu)件作用備注吊車(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，并將它們傳給地基第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成2.2.2荷載傳遞

作用在縱橫向平面排架上的荷載可以分為永久荷載和可變荷載。永久荷載包括各種構(gòu)件、維護(hù)結(jié)構(gòu)及固定設(shè)備上的自重；可變荷載包括屋面活載、雪荷載、積灰荷載、風(fēng)荷載和吊車(chē)荷載等。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成豎向荷載傳遞第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成橫向水平荷載傳遞第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.2.1結(jié)構(gòu)組成縱向水平荷載傳遞單層廠房中的橫向排架是主要承重結(jié)構(gòu)，而屋架、吊車(chē)梁、排架柱和基礎(chǔ)是主要承重構(gòu)件。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置

在單層廠房的結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系確定之后，即可根據(jù)廠房生產(chǎn)工藝等各項(xiàng)要求，進(jìn)行廠房結(jié)構(gòu)布置、支撐布置和圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置等。2.3.1廠房平面布置1.柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置的原則，首先應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝及使用要求，在此前提下力求建筑平面和結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理；另外，還應(yīng)遵守廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則的規(guī)定，為廠房設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化合施工機(jī)械化創(chuàng)造條件。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置2.3結(jié)構(gòu)布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置《廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則》規(guī)定：

廠房跨度Ｌ應(yīng)滿足：

當(dāng)L≤18m

時(shí)，以3m為模數(shù)，即9m、12m、15m、18m。

當(dāng)L＞18m時(shí)，以6m為模數(shù)，即24m、30m、36m。

廠房柱距一般為6m，當(dāng)有特殊要求時(shí)，可局部抽柱，形成12

m柱距。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置

柱網(wǎng)尺寸一經(jīng)確定，下列因素也隨之確定：

廠房跨度——指縱向定位軸線之間的尺寸，也就是橫向柱距。

廠房柱距——指柱子橫向定位軸線之間的尺寸。

屋架跨度——屋架沿廠房橫向布置，支承于柱頂部，所以屋架的跨度就等于廠房跨度。

吊車(chē)梁的跨度——沿廠房縱向布置，支承于兩柱的牛腿之上，故梁跨等于柱距。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置2變形縫廠房的變形縫包括三種：伸縮縫、沉降縫、防震縫。伸縮縫由于材料的熱脹冷縮性質(zhì)，致使廠房隨溫度變化而產(chǎn)生變形，如圖所示，且廠房平面尺寸越大，積累變形越大，從而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力也越大，有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂或破壞。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置

為避免這種不利影響，可將廠房劃分開(kāi)，用減小長(zhǎng)度的方法來(lái)減小溫度引起的變形及應(yīng)力。在相鄰段之間留有一定寬度的縫隙，供膨脹變形用，這個(gè)縫即稱為伸縮縫。對(duì)于裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，當(dāng)有墻體封閉時(shí)，伸縮縫的最大間距為100m，當(dāng)無(wú)墻體封閉處于露天時(shí)，縫的最大間距為70m。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置2變形縫沉降縫：?jiǎn)螌訌S房結(jié)構(gòu)對(duì)地基不均勻沉降有較好的適應(yīng)能力，故在一般的單層廠房中可不設(shè)沉降縫。當(dāng)廠房相鄰兩部分高度相差大于10m，或吊車(chē)起重量相差懸殊，地基承載力或下臥層土質(zhì)有較大差別等，應(yīng)考慮設(shè)置沉降縫。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置2變形縫防震縫：位于地震區(qū)的單層廠房，如因生產(chǎn)工藝或使用要求而使其平、立面布置復(fù)雜或結(jié)構(gòu)相鄰兩部分的剛度和高度相差較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫將相鄰兩部分分開(kāi)，防震縫的兩側(cè)應(yīng)布置墻或者柱。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置

2.3.2支撐布置（1）上弦橫向水平支撐單層廠房支撐分屋蓋支撐和柱間支撐兩類。

1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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置

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2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.3結(jié)構(gòu)布置

上弦橫向水平支撐布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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)。下弦橫向水平支撐布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置（2）下弦橫向水平支撐布置：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第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置（3）縱向水平支撐構(gòu)成：由交叉角鋼、直腹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。縱向水平支撐布置第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置（3）縱向水平支撐布置：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)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置（4）垂直支撐布置：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。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置

垂直支撐和水平系桿布置圖第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置（5）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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置（6）天窗架支撐布置：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。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置天窗架支撐布置第２章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置２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。柱間支撐作用示意圖第２章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置２柱間支撐布置

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２章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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。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２柱間支撐布置

第２章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置上柱柱間支撐：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)。

２柱間支撐布置

第２章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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。２柱間支撐布置

第２章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置上柱柱間支撐設(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。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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?。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)

2.3結(jié)構(gòu)布置２.3.3

圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置抗風(fēng)柱與屋架上、下弦連接構(gòu)造單層廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)：包括屋面板，墻體、抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過(guò)梁、基礎(chǔ)梁等構(gòu)件。其作用是承受風(fēng)、積雪、雨水、地震作用，以及地基產(chǎn)生不均勻沉降所引起的內(nèi)力。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置２.3.3

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)柱與屋架的連接應(yīng)該滿足兩個(gè)條件：水平方向可靠連接、垂直方向允許有一定的相互位移。1抗風(fēng)柱抗風(fēng)柱與屋架上、下弦連接構(gòu)造第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置2圈梁、連系梁、過(guò)梁和基礎(chǔ)梁

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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置定位軸線

沿廠房跨度方向的軸線稱為縱向定位軸線，沿廠房柱距方向的軸線稱為橫向定位軸線，如圖所示。定位軸線可以確定柱的相對(duì)位置，以便施工定位。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置定位軸線之間的距離與主要構(gòu)件的標(biāo)志尺寸是一致的，并且符合建筑模數(shù)。標(biāo)志尺寸是指構(gòu)件的實(shí)際尺寸加上兩端的構(gòu)造尺寸。如大型屋面板的實(shí)際尺寸為1490mm×5970mm，標(biāo)志尺寸為1500mm×6000mm；18m屋面梁的實(shí)際長(zhǎng)度為17950mm，標(biāo)志尺寸為18000mm。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置縱向定位軸線：當(dāng)縱向定位軸線之間的距離與屋面梁（或屋架）的標(biāo)志尺寸相一致時(shí)，屋面梁的標(biāo)志尺寸與縱墻內(nèi)皮重合，這種軸線稱為封閉式縱向定位軸線。

為了吊車(chē)梁和柱的構(gòu)造連接以及吊車(chē)的安全行駛，吊車(chē)的軌距Lk

應(yīng)小于廠房跨度L，通常情況下L-Lk=1500mm，故吊車(chē)軌道中心至縱向定位軸線的距離為750mm

。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置

橫向定位軸線：一般通過(guò)柱截面的幾何形心，其間距為柱距。

當(dāng)橫向定位軸線與屋面板的標(biāo)志尺寸一致時(shí)，廠房盡端橫向定位軸線與內(nèi)墻皮重合，將山墻處端柱中心線內(nèi)移500mm，這時(shí)端部屋面板成為一端懸臂板，其目的是使端屋架和山墻抗風(fēng)柱的位置不發(fā)生沖突，屋面板端部與山墻內(nèi)皮重合，形成封閉式橫向定位軸線。為了與山墻處屋面板的構(gòu)造統(tǒng)一，伸縮縫兩邊的柱中心線也必須向內(nèi)移500mm，使伸縮縫中心線與橫向定位軸線重合。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.3結(jié)構(gòu)布置作業(yè)：1.與民用建筑比較，工業(yè)廠房具有哪些特點(diǎn)？2.單層廠房有哪幾種結(jié)構(gòu)類型？如何選擇？3.單層廠房的結(jié)構(gòu)形式有幾種？4.排架結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)點(diǎn)？5.鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括哪些內(nèi)容？6.試述屋面板、屋架、吊車(chē)梁、柱子及支撐的作用。7.試說(shuō)明單層廠房橫向平面排架承受的豎向荷載的傳力途徑。8.單層廠房橫向水平排架承受的水平荷載有哪些？它們是如何傳遞？9.單層廠房縱向平面排架承受哪些水平荷載？寫(xiě)出其傳力途徑。

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2.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定單層廠房結(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。除了柱和基礎(chǔ)外，這些構(gòu)件可以根據(jù)工程的具體情況，從標(biāo)準(zhǔn)圖集中選用合適的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件。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。2.4.1

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。1屋面板: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各種形式的屋面板

2

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。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屋架：屋架是屋蓋結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件，它直接承受屋面荷載，有時(shí)還承受懸掛吊車(chē)、管道等吊重，對(duì)保證廠房的剛度起重要作用。屋架按形式可分為屋面梁、兩鉸（或三鉸）拱屋架和桁架式屋架三大類。（1）屋面梁：屋面梁的外形有單坡和雙坡兩種。（2）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。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）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。各種形式屋架的內(nèi)力（f/L=1/6）

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

4

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。天窗架的形式

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

4

天窗架和托架

：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。

托架的形式第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.4構(gòu)件選型與截面尺寸確定2.4.2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。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2.4.3柱1柱的形式：按作用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2.4.3柱矩形截面的柱缺點(diǎn)是在偏心受壓時(shí)不能充分發(fā)揮截面上混凝土的承載作用，故自重大，費(fèi)材料，但構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，在小型廠房中使用。截面高度在700mm以內(nèi)。

工字形截面柱的截面形式合理，能比較充分地發(fā)揮截面上混凝土的承載的承載作用，而且整體性好，施工方便，適用范圍廣。常用柱截面高度為600-1400mm時(shí)采用。

當(dāng)柱的截面高度大于1400mm時(shí)，采用平腹桿或斜腹桿雙肢柱?？癸L(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(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。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2.4.4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。1基礎(chǔ)的類型

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2.5排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析單層廠房結(jié)構(gòu)方案確定之后，接著就是結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。單層廠房結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)體系，目前除對(duì)縱向抗震計(jì)算采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型外，一般將其間化為縱、橫向平面排架分別計(jì)算。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2.5排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析

縱向平面排架計(jì)算是為了設(shè)計(jì)柱間支撐。

橫向平面排架承受屋面荷載，且廠房的跨度、高度及吊車(chē)起重量變化較大，因此必須對(duì)橫向平面排架進(jìn)行內(nèi)力分析。其目的是求出排架柱各控制截面在各種荷載作用下的內(nèi)力，以此作為設(shè)計(jì)柱子的依據(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2.5.1排架計(jì)算簡(jiǎn)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；固定端的位置在基礎(chǔ)頂面。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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析橫向排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖排架計(jì)算簡(jiǎn)圖第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2.5.2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)。永久性荷載包括：

屋蓋自重G1，懸墻自重G2；吊車(chē)梁、軌道及連接件自重G3；上柱自重G4；下柱自重G5等。

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2.5.2排架結(jié)構(gòu)上的荷載

可變荷載包括：屋面活荷載Q1；吊車(chē)豎向荷載Dmax及Dmin;吊車(chē)橫向水平荷載Tmax

；均布風(fēng)荷載q1及q2；屋蓋支撐處的集中風(fēng)荷載Fw

等。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?？紤]面荷載的范圍：計(jì)算單元寬度內(nèi)屋蓋的全部重量。荷載形式：計(jì)算單元內(nèi)的屋蓋系統(tǒng)的總重量通過(guò)屋架的兩端以集中力的形式傳至柱頂。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析作用位置：其作用點(diǎn)的位置，根據(jù)實(shí)際連接情況而定。如采用屋架，屋架端部腹桿與下弦桿中心線的交點(diǎn)垂線即為作用位置。采用屋面梁時(shí)，通過(guò)梁端墊板中心線作用于柱頂。如圖中虛線所示。根據(jù)屋架與柱頂連接構(gòu)造的定型設(shè)計(jì)要求，無(wú)論屋架與柱的形式如何，作用點(diǎn)均位于廠房定位軸線內(nèi)側(cè)150mm處。

（2）懸墻自重G2：計(jì)算單元內(nèi)的縱墻、連系梁及窗的自重,按實(shí)際尺寸計(jì)算。作用點(diǎn)在墻體形心處。對(duì)下柱有偏心距為e2。

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

（3）吊車(chē)梁及軌道等自重：

按設(shè)計(jì)所選用的型號(hào)，根據(jù)吊車(chē)梁標(biāo)準(zhǔn)圖集提供的數(shù)據(jù)確定；

作用位置：吊車(chē)梁中心線作用于牛腿頂面，一般距縱向定位軸線750mm，相對(duì)于下柱形心的偏心距為e3。

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

（4）柱自重

上、下柱自重G4與G5按柱體積及標(biāo)準(zhǔn)重度計(jì)算。其作用位置分別沿各自的形心線作用于上、下柱的底部，G4對(duì)下柱的偏心距為e0。

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析第2章單層廠房結(jié)構(gòu)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。以豎向集中荷載的方式作用于柱頂，作用點(diǎn)同屋蓋恒載。屋面均布活荷載：屋面水平投影面上的屋面均布活荷載標(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)。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：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3風(fēng)荷載：風(fēng)荷載的作用范圍——計(jì)算單元范圍內(nèi)的縱墻面及屋蓋上。在迎風(fēng)面產(chǎn)生正壓為風(fēng)壓力，在背風(fēng)面產(chǎn)生負(fù)壓為風(fēng)吸力。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：

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；——高度z處的風(fēng)振系數(shù)，對(duì)高度小于30m的單層廠房，取=1——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)所在地區(qū)的地面粗糙程度和離地面高度查表而得；

——風(fēng)荷載體型系數(shù)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析風(fēng)荷載的簡(jiǎn)化：

作用在柱頂以下墻面上的水平風(fēng)載近似按均布荷載計(jì)算，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)按柱頂?shù)母叨热≈?。作用在柱頂以上屋蓋部分的風(fēng)荷載，按廠房檐口的高度取值，只計(jì)算其水平分力并按集中力考慮；當(dāng)計(jì)算屋架斜面上的風(fēng)荷載時(shí)，可根據(jù)屋頂（或天窗頂）標(biāo)高確定。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析風(fēng)荷載體型系數(shù)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4吊車(chē)荷載：第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析大車(chē)的最不利位置與吊車(chē)豎向荷載Dmax

和Dmin

對(duì)某一個(gè)柱子而言，當(dāng)?shù)踯?chē)行駛到某一位置時(shí)，柱上受到的豎向荷載最大，這一位置就是大車(chē)的最不利位置。

設(shè)計(jì)時(shí)，一般考慮兩臺(tái)吊車(chē)并行，如圖所示。排架柱所受到的壓力即為該柱所支承的吊車(chē)梁受到的反力。由影響線原理可知，兩臺(tái)并行吊車(chē)，當(dāng)其中一臺(tái)的一個(gè)最大輪壓P1max作用在某柱軸線處，而另一臺(tái)與它緊靠并行時(shí)，即為兩臺(tái)吊車(chē)相對(duì)于該柱的最不利位置。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析大車(chē)的最不利位置與吊車(chē)豎向荷載Dmax

和Dmin

此時(shí)在Pmax作用的一側(cè),產(chǎn)生Dmax。由于Pmax

與Pmin同時(shí)出現(xiàn)，并分別作用于左右兩側(cè)的吊車(chē)梁上，所以，當(dāng)一側(cè)柱受Dmax作用時(shí)，另一側(cè)柱則相應(yīng)地由Pmin產(chǎn)生Dmin

。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)豎向荷載Dmax

和Dmin

的計(jì)算

根據(jù)影響線原理，吊車(chē)豎向荷載的設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算：第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)豎向荷載Dmax

和Dmin

的計(jì)算式中P1max

、P2max——兩臺(tái)起重量不同的吊車(chē)的最大輪壓，且P1max>P2max

。

P1min

、P2min——兩臺(tái)起重量不同的吊車(chē)的最小輪壓，且P1min>P2min

。

yi

——與吊車(chē)輪壓相對(duì)應(yīng)的梁支座反力影響線的豎標(biāo)。該值表示在對(duì)應(yīng)點(diǎn)作用單位集中力P＝１時(shí)，在排架柱上產(chǎn)生的壓力。由圖可知，

y1

=1，按比例關(guān)系可求出其

yi值。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)豎向荷載Dmax

和Dmin

的作用位置

Dmax

和Dmin沿吊車(chē)梁的中線作用于牛腿頂面。如圖(a)所示。它們相對(duì)于下柱截面形心具有偏距e3

。將偏心壓力換算為作用在下柱頂面的軸心壓力和彎矩的組合，如圖(b)所示。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析吊車(chē)豎向荷載Dmax

和Dmin

的作用位置

由于Dmax可以發(fā)生在左柱，也可以發(fā)生在右柱，因此計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮兩種情況。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（2）吊車(chē)橫向水平荷載

——指載有額定最大起重量的小車(chē)在行駛中突然剎車(chē)在排架柱上產(chǎn)生的水平制動(dòng)力。

的作用位置——在吊車(chē)梁頂面。如圖所示。有正反兩個(gè)方向。

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（2）吊車(chē)橫向水平荷載

計(jì)算時(shí)與Dmax

一樣，考慮2臺(tái)吊車(chē)作用，并且按大車(chē)行駛到最不利位置時(shí)小車(chē)同時(shí)剎車(chē)的情況考慮。根據(jù)大車(chē)輪子所產(chǎn)生的水平推力T

可下式計(jì)算。式中T1、T2——兩臺(tái)起重量不同的吊車(chē)單個(gè)大車(chē)輪子產(chǎn)生的水平制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值，且T1>T2。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析為了計(jì)算方便，可將橫向水平制動(dòng)力在兩邊軌道上平均分配，即每邊軌道上的橫向水平制動(dòng)力為，對(duì)于一般四輪橋式吊車(chē)，每一輪子作用在軌道上的橫向水平制動(dòng)力為：式中：

Q為吊車(chē)的額定起重量的重力荷載，g為小車(chē)的重力荷載。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析式中：橫向水平制動(dòng)力系數(shù)α按下列規(guī)定取值。軟鉤吊車(chē)：當(dāng)額定起重量不大于100kN時(shí)，應(yīng)取0.12；當(dāng)額定起重量為160-500kN時(shí)，應(yīng)取0.10；當(dāng)額定其重量不小于750kN時(shí)，應(yīng)取0.08。硬鉤吊車(chē)：取0.2。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(3)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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析當(dāng)廠房縱向有柱間支撐時(shí)，全部吊車(chē)縱向水平荷載由柱間支撐承受，當(dāng)廠房無(wú)柱間支撐時(shí)，全部吊車(chē)縱向水平荷載由同一伸縮縫區(qū)段內(nèi)的全部柱承受。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：第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析由于多臺(tái)吊車(chē)同時(shí)滿載的可能性較小，所以當(dāng)多臺(tái)吊車(chē)參與組合時(shí)，其內(nèi)力應(yīng)乘以相應(yīng)的荷載折減系數(shù)。參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)吊車(chē)工作級(jí)別A1~A5A6~A720.900.9530.850.9040.800.85作業(yè)題1、某金工車(chē)間，外形尺寸及各部分風(fēng)載體型系數(shù)如圖所示，已知柱頂標(biāo)高為10.5m，h1=2.3，h2=1.4，排架計(jì)算寬度B=6m。該地區(qū)基本風(fēng)壓，地面粗糙度為B類，分項(xiàng)系數(shù)為1.4。求作用在排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值？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2、有一單跨廠房，跨度24m，柱距6m，設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩臺(tái)中級(jí)工作制橋式軟鉤吊車(chē)，起重量為100kN的吊車(chē)的參數(shù)有：輪距為4400mm，吊車(chē)寬度為5550mm，最大輪壓為125kN，最小輪壓為47kN；起重量為150kN的吊車(chē)的參數(shù)有：輪距為4400mm，吊車(chē)寬度為5550mm，最大輪壓為185kN，最小輪壓為58kN；求排架柱上吊車(chē)梁最大支座反力標(biāo)準(zhǔn)值Dmax,Dmin？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2.5.3等高排架內(nèi)力分析

排架內(nèi)力分析就是求排架結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下柱各截面的彎矩和剪力，而只要求出排架柱頂剪力，問(wèn)題就變成靜定懸臂柱的內(nèi)力分析。求柱頂剪力有兩種基本方法：一種是先求橫梁內(nèi)力，再求柱頂剪力，這就是力法，此法可用來(lái)計(jì)算各種排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力；另一種方法是直接求柱頂剪力，即剪力分配法，它只適用于計(jì)算等高排架的內(nèi)力。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2.5.3等高排架內(nèi)力分析

等高排架是指在荷載作用下各柱柱頂側(cè)移全部相等的排架。用剪力分配法分析任意荷載作用下等高排架內(nèi)力時(shí)，需要用到單階超靜定柱在各種荷載作用下的柱頂反力。1單階一次超靜定柱在任意荷載作用下的樁頂反力根據(jù)變形條件可得：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2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F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。則有：平衡條件第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2柱頂水平集中力作用下等高排架內(nèi)力分析：由于假定橫梁為無(wú)軸向變形的剛性桿件，故有下列變形條件：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2柱頂水平集中力作用下等高排架內(nèi)力分析：根據(jù)形常數(shù)的物理意義，可得下列物理?xiàng)l件：第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析式中——第i根排架柱的抗側(cè)移剛度（或抗剪剛度），即懸臂柱柱頂產(chǎn)生單位側(cè)移所需施加的水平力

——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。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。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，故稱剪力分配法。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3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，無(wú)法用上述的剪力分配法直接求解柱頂剪力?？紤]到受荷載柱將一部分荷載通過(guò)自身受力直接傳遞給基礎(chǔ)，另一部分荷載則通過(guò)橫梁傳給其他柱，因此，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。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）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。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（2）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。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（3）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。

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2.5.4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)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析習(xí)題課：

1有一單跨廠房,跨度24m,柱距6m,設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩臺(tái)200/50kN中級(jí)工作制橋式軟鉤單閘吊車(chē),吊車(chē)橋架跨度22.5m,求

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2某金工車(chē)間，外形尺寸及各部分風(fēng)載體型系數(shù)如圖所示，已知柱頂標(biāo)高為+12.3m,排架計(jì)算寬度B=6m。該地區(qū)基本風(fēng)壓地面粗糙度為B類。求作用在排架上的風(fēng)荷載。h1=2.3m,h2=1.4m

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3一等高排架如圖所示，A柱與C柱相同，A、B、C三柱上柱高全柱高H=13.2m。排架承受集中荷載F=12.45kN。試用剪力分配法求解排架柱的剪力。

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4求如圖所示兩跨等高排架在風(fēng)荷載作用下的彎矩圖和柱底剪力值。

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2.5.5單層廠房排架考慮整體空間作用的計(jì)算

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。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

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。由于吊車(chē)是局部荷載，故在吊車(chē)荷載作用下，可按考慮廠房空間作用的方法計(jì)算排架內(nèi)力。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

如果把屋蓋看作一根在水平面上受力的梁，而各榀橫向排架作為梁的彈性支座。直接受荷排架對(duì)應(yīng)的支座反力為R0，則R0<R，我們把R0與R之比，稱為單個(gè)荷載作用下的空間作用分配系數(shù)，以表示，在彈性階段，排架柱頂?shù)乃轿灰婆c其所受荷載成正比，故空間作用分配系數(shù)又可以表示成位移之比。即：第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析上述空間作用分配系數(shù)，只考慮廠房承受一個(gè)集中荷載時(shí)的情況。實(shí)際上，廠房在吊車(chē)荷載作用下，并不是只有單個(gè)荷載作用，而是同時(shí)多個(gè)荷載作用。因此，在確定多個(gè)荷載作用下的系數(shù)時(shí)，需要考慮各榀排架之間的相互影響。表中給出的系數(shù)值，供參考。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析廠房情況吊車(chē)起重量（kN）廠房長(zhǎng)度（m）≤60＞60有檁屋蓋兩端無(wú)山墻或一端有山墻≤3000.900.85兩端有山墻≤3000.85無(wú)檁屋蓋兩端無(wú)山墻或一端有山墻≤750廠房跨度（m）12~27＞2712~27＞270.900.850.850.80兩端有山墻≤7500.80注：１廠房山墻應(yīng)為實(shí)心墻，如有開(kāi)洞，洞口對(duì)山墻水平截面面積削弱不超過(guò)50%。

2廠房設(shè)有伸縮縫時(shí)，廠房長(zhǎng)度應(yīng)按一個(gè)伸縮縫區(qū)段的長(zhǎng)度計(jì)，且伸縮縫處應(yīng)視為無(wú)山墻。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3考慮廠房空間整體作用時(shí)排架內(nèi)力分析計(jì)算步驟先假定排架柱頂無(wú)側(cè)移，求出在吊車(chē)水平荷載Tmax作用下的柱頂反力R（或RA,RB)以及相應(yīng)的柱頂剪力；將柱頂反力R乘以空間分配系數(shù)，并將它反方向施加于可側(cè)移的平面排架上，求出各柱剪力；將上述兩項(xiàng)計(jì)算求得的柱頂剪力疊加，即為考慮空間作用的柱頂剪力；根據(jù)柱頂剪力及柱上實(shí)際所受的荷載，可求出各柱的內(nèi)力。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2.5.6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。在荷載作用下，柱的內(nèi)力是沿長(zhǎng)度變化的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)內(nèi)力圖和截面的變化情況，選取幾個(gè)控制截面進(jìn)行內(nèi)力的最不利組合，以此作為配筋計(jì)算的依據(jù)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析對(duì)于上柱，其底部Ｉ－Ｉ截面的內(nèi)力通常比其它截面大。對(duì)于下柱，其牛腿頂面II－II和柱底Ⅲ－Ⅲ截面的內(nèi)力一般比其它截面大。所以在柱子設(shè)計(jì)中，通常選Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ及Ⅲ-Ⅲ截面為控制截面，并組合其最不利內(nèi)力分別作為上柱、下柱及基礎(chǔ)配筋的依據(jù)。

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2內(nèi)力組合原則對(duì)于一般排架結(jié)構(gòu)，一般是分別算出各種荷載單獨(dú)作用時(shí)柱各截面的內(nèi)力值。為了求出柱控制截面上可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力，還必須考慮這些單項(xiàng)荷載同時(shí)出現(xiàn)的可能性，即進(jìn)行荷載效應(yīng)組合。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：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2內(nèi)力組合原則由可變荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合：采用該組合時(shí)，參與組合的可變荷載可僅限于豎向荷載。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2內(nèi)力組合原則根據(jù)上述原則，對(duì)不考慮抗震設(shè)防的單廠結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行以下7中可能的組合。1）1.2×恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.9×1.4×（活載+風(fēng)荷載+吊車(chē)荷載）標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)2）1.2×恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.9×1.4×（風(fēng)荷載+吊車(chē)荷載）標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)3）1.2×恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.9×1.4×（活載+風(fēng)荷載）標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)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2內(nèi)力組合原則4）1.2×恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+0.9×1.4×（活載+吊車(chē)荷載）標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)5）1.2×恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)6）1.2×恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)7）1.35×恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)+1.4×（活載+吊車(chē)荷載）標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)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3內(nèi)力組合項(xiàng)目排架結(jié)構(gòu)受力后，柱內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生彎矩、軸力和剪力。因此，排架柱為偏心受壓構(gòu)件，其縱向受力鋼筋的數(shù)量與控制截面的彎矩和軸力有關(guān)。由于彎矩和軸力同時(shí)存在，通常難以判別哪一種彎矩和軸力的組合是決定截面配筋的最不利內(nèi)力。同時(shí)由于在柱的截面上存在著正負(fù)彎矩，排架柱一般采用對(duì)稱配筋。對(duì)于Ⅲ-Ⅲ截面，即是柱底也是基礎(chǔ)頂面,由于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需要，應(yīng)進(jìn)行M、N和V的組合。

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3內(nèi)力組合項(xiàng)目由偏壓構(gòu)件的破壞特征可知，對(duì)大偏壓構(gòu)件，當(dāng)N基本不變時(shí)，M越大越危險(xiǎn)，而當(dāng)M不變時(shí)，N越小越危險(xiǎn)，所需越多。小偏壓是受壓破壞，當(dāng)一個(gè)不變時(shí)，另一個(gè)越大越危險(xiǎn)，用鋼量越大。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析因此，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：（1）

+Mmax及相應(yīng)的N，V；（2）

–Mmax及相應(yīng)的N，V；（3）

Nmax及相應(yīng)的M(+Mmax

或者–Mmax），V；（4）

Nmin及相應(yīng)的M(+Mmax

或者–Mmax），

V。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析因此，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：（1）

+Mmax及相應(yīng)的N，V；（2）

–Mmax及相應(yīng)的N，V；對(duì)于（1）（2）兩項(xiàng)組合，當(dāng)彎矩取為最大正值或最大負(fù)值時(shí)，相應(yīng)的軸力就唯一的確定了。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.5橫向排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析因此，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：（3）Nmax及相應(yīng)的M(+Mmax

或者–Mmax），V；（4）Nmin及相應(yīng)的M(+Mmax

或者–Mmax），

V。對(duì)于（3）（4）兩種組合，當(dāng)軸力取定為最大或最小值時(shí)，相應(yīng)的彎矩可能不只是一種，這是因?yàn)樵陲L(fēng)荷載和吊車(chē)水平荷載作用時(shí)，軸力為零，但都產(chǎn)生彎矩。因此，要取相應(yīng)可能產(chǎn)生的最大正彎矩和負(fù)彎矩。

一般情況下，按照上述四項(xiàng)內(nèi)力組合，已經(jīng)能滿足工程設(shè)計(jì)的要求。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4內(nèi)力組合注意事項(xiàng)（1）每次內(nèi)力組合時(shí)，都必須考慮恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。

（2）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。（3）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。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4內(nèi)力組合注意事項(xiàng)

（4）在同一跨內(nèi)Dmax或Dmin與Tmax不一定同時(shí)發(fā)生，故組合Dmax或Dmin產(chǎn)生的內(nèi)力時(shí)，不一定要組合Tmax產(chǎn)生的內(nèi)力。但在組合Tmax時(shí)，則必有Dmax或Dmin，因?yàn)榈踯?chē)水平荷載不能脫離吊車(chē)豎向荷載單獨(dú)作用。（5）風(fēng)荷載有向左、向右吹兩種情況，只能選擇一種參加組合。

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（6）由于多臺(tái)吊車(chē)同時(shí)滿載的可能性較小，所以當(dāng)多臺(tái)吊車(chē)參與組合時(shí)，其內(nèi)力應(yīng)乘以相應(yīng)的荷載折減系數(shù)。參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)吊車(chē)工作級(jí)別A1~A5A6~A720.900.9530.850.9040.800.85第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.6柱的設(shè)計(jì)2.6柱的設(shè)計(jì)預(yù)制鋼筋混凝土排架柱的設(shè)計(jì)，包括選擇柱的形式、確定截面尺寸、配筋計(jì)算、吊裝驗(yàn)算、牛腿設(shè)計(jì)等。2.6.1截面設(shè)計(jì)1截面配筋計(jì)算根據(jù)排架內(nèi)力組合得到的各控制截面最不利內(nèi)力M、N、V及所確定的柱截面形式和尺寸，按偏心受壓構(gòu)件對(duì)柱進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)。一般采用對(duì)稱配筋。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.6柱的設(shè)計(jì)2.6柱的設(shè)計(jì)在對(duì)柱進(jìn)行受壓承載力計(jì)算或驗(yàn)算時(shí)，需要考慮二階效應(yīng)的影響。

《混凝土結(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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)2.6柱的設(shè)計(jì)

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－注：表中有吊車(chē)房屋排架柱的計(jì)算長(zhǎng)度，當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車(chē)荷載時(shí)，可按無(wú)吊車(chē)房屋柱的計(jì)算長(zhǎng)度采用，但上柱的計(jì)算長(zhǎng)度仍可按有吊車(chē)房屋采用。當(dāng)表中有吊車(chē)房屋排架柱的上柱在排架方向的計(jì)算長(zhǎng)度，僅適用于Hu/Hl≥0.3的情況，當(dāng)Hu/Hl

<0.3時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度宜采用2.5Hu。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6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%。當(dāng)偏心受壓柱的截面高度大于600mm時(shí)，在側(cè)面應(yīng)設(shè)置直徑為10～16mm的縱向構(gòu)造鋼筋，并應(yīng)相應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋和拉筋。

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(d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。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6柱的設(shè)計(jì)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。柱中的箍筋應(yīng)為封閉式。箍筋間距不應(yīng)大于400mm，且不應(yīng)大于構(gòu)件截面的短邊尺寸，同時(shí)在綁扎骨架中不應(yīng)大于15d，在焊接骨架中不應(yīng)大于20d,d為縱向鋼筋的最小直徑。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6柱的設(shè)計(jì)箍筋直徑不應(yīng)小于d/4，且不應(yīng)小于6mm，d為縱向鋼筋的最大直徑。當(dāng)柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過(guò)3%時(shí)，箍筋直徑不宜小于8mm，間距不應(yīng)大于10d（d為縱向鋼筋的最大直徑），且不應(yīng)大于200mm。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6柱的設(shè)計(jì)2.6.2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，按本節(jié)方法設(shè)計(jì)。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6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。

（1）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。上邊緣附近的主拉應(yīng)力跡線大致與上邊緣平行，牛腿斜邊主壓應(yīng)力跡線大致與ab連線平行，壓應(yīng)力分布也比較均勻。牛腿的應(yīng)力狀態(tài)第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6柱的設(shè)計(jì)（2）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①，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②，其方向大體與主壓應(yīng)力軌跡線平行。

第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6柱的設(shè)計(jì)（3）破壞階段：繼續(xù)加載，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：當(dāng)0.75<a/h0<1且縱向配筋率偏低時(shí)，隨著荷載增加，斜裂縫②不斷向受壓區(qū)延伸，縱筋應(yīng)力不斷增加并逐漸達(dá)到屈服強(qiáng)度，這是斜裂縫②外側(cè)部分繞牛腿下部與柱的交接點(diǎn)處轉(zhuǎn)動(dòng)，致使受壓區(qū)混凝土壓碎而引起破壞。

設(shè)計(jì)中用配置足夠數(shù)量的縱向受拉鋼筋來(lái)避免出現(xiàn)這種破壞現(xiàn)象。第2章單層廠房結(jié)構(gòu)

2.6柱的設(shè)計(jì)

斜壓破壞：當(dāng)a/h0=0.1~0.75，隨著荷載增加，在斜裂縫②