知識(shí)資料鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(六)(新版)知識(shí)資料

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁(yè)/共頁(yè)支承梁的內(nèi)力可按彈性理論式考慮內(nèi)力塑性重分布的調(diào)幅法計(jì)算。4.無(wú)梁樓蓋無(wú)梁樓蓋的計(jì)算主意可按彈性理論、塑性理論計(jì)算。其中,按彈性理論計(jì)算主意中有經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法(或稱直接設(shè)計(jì)法)、等效框架法等。經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算時(shí),不考慮可變荷載的不利布置,按所有均布荷載作用,求得每個(gè)區(qū)格板在兩個(gè)方向的總彎矩值,然后將該彎矩值乘以一個(gè)系數(shù)再分配給柱上板帶和跨中板帶的支座和跨中截面,再舉行配筋。當(dāng)按塑性理論計(jì)算時(shí),考慮可變荷載的不利布置,板的破壞情況有:一類是內(nèi)跨在帶形可變荷載作用下,浮上平行于帶形荷載方向的跨中塑性鉸線和支座塑性鉸線;另一類是在延續(xù)滿布可變荷載作用下,每個(gè)區(qū)格內(nèi)的跨中板帶浮上正彎矩的塑性鉸線,柱頂及柱上板帶浮上負(fù)彎矩的塑性鉸線。在豎向荷載作用下,有柱帽的無(wú)梁樓板內(nèi)跨因?yàn)榇嬖谥讽斪饔?故按塑性理論計(jì)算結(jié)果應(yīng)予考慮折減。除邊跨及邊支座外,其余部分截面的彎矩設(shè)計(jì)值可乘0.8的折減系數(shù)。無(wú)梁樓蓋的配筋。板的配筋分成柱上板帶、跨中板帶,當(dāng)跨中或支座的同一區(qū)域兩個(gè)方向具有同號(hào)彎矩時(shí),應(yīng)將較大彎矩方向的受力鋼筋置于外層。柱帽的配筋應(yīng)按柱帽邊緣處平板的抗沖切承載力計(jì)算箍筋量。無(wú)梁樓蓋的周邊應(yīng)設(shè)置邊梁,其截面高度不小于板厚的2.5倍,且邊梁需配抗扭的構(gòu)造鋼筋。5.單層廠房的組成和布置單層廠房的結(jié)構(gòu)組成包括屋蓋結(jié)構(gòu)、柱子、吊車梁、支撐、基礎(chǔ),以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)。屋蓋結(jié)構(gòu)分無(wú)檁和有檁兩種體系。無(wú)檁體系由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋蓋支撐)所組成;有檁體系由小型屋面板、檁條、屋架(包括屋蓋支撐).所組成。屋蓋結(jié)構(gòu)偶爾還設(shè)有天窗架、托架,屋蓋結(jié)構(gòu)起圍護(hù)和承重雙重作用。支撐包括屋架支撐、天窗架支撐和柱間支撐等,其作用是:保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向及橫向水平剛度,并將平面結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)成整體空間結(jié)構(gòu),加強(qiáng)廠房的穩(wěn)定性和空間剛度;傳遞某些局部水平荷截(如縱向風(fēng)荷載、吊車縱向制動(dòng)力等)到主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件;在施工和使用階段,保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性。屋蓋支撐可分為上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、垂直支撐及系桿等。(1)橫向水平支撐上弦橫向水平支撐的作用是:構(gòu)成剛性框,增強(qiáng)屋蓋的整體剛度,保證屋架上弦或屋面梁上翼緣的側(cè)向穩(wěn)定,同時(shí)將山墻抗風(fēng)柱傳來(lái)的風(fēng)力傳遞到(縱向)排架柱。下弦橫向水平支撐的作用是:當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車或其它設(shè)備產(chǎn)生水平力時(shí),或當(dāng)抗風(fēng)柱與屋架下弦銜接,抗風(fēng)柱風(fēng)力傳至下弦時(shí),能保證水平力或風(fēng)力傳至排架柱。上弦、下弦橫向水平支撐的布置要求見第十五章鋼結(jié)構(gòu)鋼屋蓋部分。當(dāng)天窗能過(guò)伸縮縫時(shí),則應(yīng)在伸縮縫處天窗缺口下設(shè)置上弦橫向水平撐。(2)屋面梁(屋架)間的垂直支撐及水平系桿垂直支撐和下弦水平系桿作用是保證屋架的整體穩(wěn)定以及防止在吊車工作時(shí)(或有其他振動(dòng)時(shí))屋架下弦的側(cè)向顫動(dòng)。上弦水平系桿則用以保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定。垂直支撐及水平系桿的布置要求見第十五章鋼結(jié)構(gòu)鋼屋蓋部分。(3)屋面架(屋架)間的縱向水平支撐下弦縱向水平支撐的作用是:保證橫向水平力的縱向分布,增強(qiáng)排架的空間工作,提高廠房剛度。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照廠房跨度、跨數(shù)和高度,屋蓋承重結(jié)構(gòu)計(jì)劃,吊車起分量及工作制等因素考慮在下弦平面逼近支座端部節(jié)間中設(shè)置。如廠房設(shè)有橫向水平支撐時(shí),則縱向水平支撐應(yīng)盡可能同橫向水平支撐形成封閉的支撐體系。當(dāng)廠房設(shè)有托架時(shí)必須設(shè)置縱向水平支撐。倘若只在部分柱間設(shè)有托架,則必須在設(shè)有托架的柱間和兩端相鄰的一個(gè)柱間設(shè)置縱向水平支撐,以承受屋架傳來(lái)的橫向風(fēng)力。(4)天窗架間的支撐天窗架間支撐包括天窗橫向水平支撐和天窗端垂直支撐,它們的作用是將天窗端壁的風(fēng)力(或縱向地震力)傳遞給屋蓋系統(tǒng)和增強(qiáng)天窗系統(tǒng)的空間剛度。當(dāng)屋蓋為有檁體系或無(wú)檁體系中大型屋面板與屋架銜接不符合要求時(shí),應(yīng)設(shè)置天窗架上弦橫和水平支撐,此外,在天窗架端跨的兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置垂直支撐。天窗架的支撐與屋架上弦支撐應(yīng)盡可能布置在同一個(gè)柱間。柱間支撐,它的作用是提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性;把吊車縱向制動(dòng)力和山墻抗風(fēng)柱經(jīng)屋蓋系統(tǒng)傳來(lái)的風(fēng)力(或縱向地震力)再經(jīng)柱間支撐傳給基礎(chǔ)。對(duì)于有吊車的廠房,柱間支撐分上部和下部?jī)煞N,前者位于吊車梁上部,用以承受作用在山墻上的風(fēng)力并保證廠房上部的縱向剛度;后者位于吊車梁下部,承受上部支撐傳來(lái)的力和吊車梁傳來(lái)的吊車縱向制動(dòng)力,并把它們傳至基礎(chǔ)。6.排架計(jì)算排架計(jì)算內(nèi)容包括:決定計(jì)算簡(jiǎn)圖,此時(shí)應(yīng)決定柱子各段高度、截面尺寸,求得柱截面慣性矩;決定各項(xiàng)荷載;排架內(nèi)力分析,并求出各控制截面的內(nèi)力值;內(nèi)力組合,求出各控制截面的最不利組合;須要時(shí)應(yīng)驗(yàn)算排架的水平位移值。(1)計(jì)算假定柱下端固接于基礎(chǔ)頂面,柱上端與橫梁、屋面梁或屋架鉸接。但當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較差、變形較大,或有較大的地面荷載等,則應(yīng)考慮基礎(chǔ)位移、轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)排架內(nèi)力的影響。橫梁(屋面梁或屋架)在排架平面內(nèi)的軸壓剛度為無(wú)限大,不計(jì)軸向變形。但對(duì)于下弦桿采用圓鋼(或角鋼)的組合式屋架,二鉸、三鉸拱屋架,則應(yīng)考慮其軸向變形對(duì)排架內(nèi)力的影響。(2)排架荷載計(jì)算作用在排架上的荷載分為永遠(yuǎn)荷載和可變荷載兩類。其中,永遠(yuǎn)荷載包括屋蓋自重G1;上柱自重G2;下柱自重G3;吊車梁和軌道等自重G4;支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等分量G5?？勺兒奢d包括屋面活荷載Ql;吊車荷載T、D;均布風(fēng)載q1、q2及作用在屋蓋處的擴(kuò)散風(fēng)載Fw等。對(duì)于永遠(yuǎn)荷載,當(dāng)有偏心矩時(shí),豎向偏心壓力換算成軸心壓力和力矩。屋面活荷載包括屋面均布活載、雪載和積灰荷載,計(jì)算均按屋面的水平投影面積進(jìn)行,其作用通過(guò)屋架傳給上柱。需注重的是,屋面均布活載不應(yīng)與雪載同時(shí)組合。積灰荷載應(yīng)與屋面活荷載或雪荷載舉行組合,取組合值較大者舉行內(nèi)力計(jì)算。吊車荷載包括吊車豎向荷載和水平荷載。多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù) 表5.2.2參加組合的吊車臺(tái)數(shù)吊車工作級(jí)別Al~A5A6~A82340.90.850.80.950.90.85注:對(duì)于多層吊車的單跨或多跨廠房,計(jì)算排架時(shí),參加組合的吊車臺(tái)數(shù)及荷載的折減系數(shù),應(yīng)按實(shí)際情況考慮。(3)排架內(nèi)力分析與內(nèi)力組合單層廠房排架為超靜定結(jié)構(gòu),其超靜定次數(shù)等于其跨數(shù)。對(duì)于等高排架普通采用剪力分配法舉行計(jì)算。不等高排架則使勁法計(jì)算。內(nèi)力組合包括四種情況:①+Mmax及相應(yīng)的N、V;②-Mmax及相應(yīng)的N、V;③Nmax及相應(yīng)的士M(取絕對(duì)值較大者)、V;④Nmin及相應(yīng)的士M(取絕對(duì)值較大者)、V。內(nèi)力組合應(yīng)注重:①永遠(yuǎn)荷載在任何情況下都應(yīng)參加組合；②在吊車豎向荷載中，對(duì)單跨廠房應(yīng)在Dmax和Dmin中兩者取一，對(duì)一層吊車的多跨廠房，因普通按不多于4臺(tái)吊車考慮，因此，對(duì)D最多只能在不同跨各取一項(xiàng)；③同一跨內(nèi)的Dmax和Dmin（水平荷載設(shè)計(jì)值）不一定同時(shí)產(chǎn)生，組合時(shí)不能僅組合Tmax'即Tmax不能脫離吊車豎向荷載而單獨(dú)存在;=4\*GB3④Tmax、風(fēng)荷載可左、可右,兩者取一;=5\*GB3⑤組合Nmax或Nmin時(shí),應(yīng)使相應(yīng)的|±M|盡可能大些,異常是當(dāng)N=0,M≠0的情況,只要對(duì)截面不利,也應(yīng)參加組合。7.單層廠房柱的設(shè)計(jì)柱截面尺寸應(yīng)滿意剛度要求,柱計(jì)算長(zhǎng)度la的決定應(yīng)按《規(guī)范》決定。7.3.11軸心受壓和偏心受壓柱的計(jì)算長(zhǎng)度la可按下列規(guī)定決定:1剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和戰(zhàn)橋柱,其計(jì)算長(zhǎng)度1a可按表7.3.11-1剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天吊車柱和枝橋柱的計(jì)算長(zhǎng)度表7.3.11-1柱的類別l0排架方向垂直排架方向有柱間支撐無(wú)柱間支撐無(wú)吊車房屋柱單跨1.5H1.0H1.2H兩跨及多跨1.25H1.0H 1.2H有吊車房屋柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱1.0Hl0.8Hl1.0Hl露天吊車柱和棧橋柱2.0Hl1.0Hl——注:1表中H為從基礎(chǔ)頂面算起的柱子全高;Hl為從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子下部高度;Hu為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起的柱子上部高度;2表中有吊車房屋排架柱的計(jì)算長(zhǎng)度,當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載時(shí),可按無(wú)吊車房屋柱的計(jì)算長(zhǎng)度采用,但上柱的計(jì)算長(zhǎng)度仍可按有吊車房屋采用;3表中有吊車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。預(yù)制柱普通在混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以上時(shí),即可舉行吊裝就位。吊裝驗(yàn)算時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖應(yīng)按照吊裝主意而決定。需注重的是,吊裝驗(yàn)算時(shí)應(yīng)考慮動(dòng)力作用,即將柱自重乘以2牛腿的外邊緣高度h1不應(yīng)小于h/3,且不應(yīng)小于200mm。3在牛腿頂面的受壓面上,由豎向力Fvk所引起的局部壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)0.75元。(2)承載力計(jì)算常見的牛腿破壞為斜壓破壞,故將其計(jì)算模型視為以縱筋為水平拉桿,以混凝土壓力帶為斜壓桿的三角形析了架。10.8.2在牛腿中,由承受豎向力所需的受拉鋼筋截面面積和承受水平拉力所需的錨筋截面面積所組成的縱向受力鋼筋的總截面面積,應(yīng)符合下列規(guī)定:(10.8.2)此處,當(dāng)α<0.3h0時(shí),取α=0.3h0。式中Fv一一作用在牛腿頂部的豎向力設(shè)計(jì)值;Fh——作用在牛腿頂部的水平拉力設(shè)計(jì)值。(3)配筋的構(gòu)造要求10.8.3沿牛腿頂部配置的縱向受力鋼筋,宜采用HRB335級(jí)或HRB400級(jí)鋼筋。承受豎向力所需的縱向受力鋼筋的配筋率,按牛腿有效截面計(jì)算不應(yīng)小于0.2%及0.45ft/fy,也不宜大于0.6%,鋼筋數(shù)量不宜少于4根,直徑不宜小于12mm10.8.4牛腿應(yīng)設(shè)置水平箍筋,水平箍筋的直徑宜為6～12mm,間距宜為100～150mm,且在上部2h0/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不宜小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的二分之一。當(dāng)牛腿的剪跨比α/h0≥0.3時(shí),宜設(shè)置彎起鋼筋。彎起鋼筋宜采用HRB335級(jí)或HRB400級(jí)鋼筋,并宜使其與擴(kuò)散荷載作用點(diǎn)到牛腿斜邊下端點(diǎn)聯(lián)機(jī)的交點(diǎn)位于牛腿上部l/6至1/2之間的范圍內(nèi),l為該連線的長(zhǎng)度(圖10.8.1),其截面面積不宜小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的二分之一,根數(shù)不宜少于2根,直徑不宜小于12mm?？v向受拉鋼筋不得兼作彎起鋼筋。9.柱下單獨(dú)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單獨(dú)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:決定地基持力層:決定基礎(chǔ)埋置深度和基底尺寸;驗(yàn)算基礎(chǔ)高度;計(jì)算底板鋼筋及構(gòu)造處理。其中,地基持力層、基礎(chǔ)埋置深度和基底尺寸的內(nèi)容見第十二章土力學(xué)與地基基礎(chǔ)中相關(guān)內(nèi)容。(1)驗(yàn)算基礎(chǔ)高度基礎(chǔ)高度是按照柱與基礎(chǔ)交接處混凝土受沖切承載力的要求決定的。8.2.7擴(kuò)展基礎(chǔ)的計(jì)算,應(yīng)符合下列要求:對(duì)矩形截面柱的矩形基礎(chǔ),應(yīng)驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力;1柱的插入深度,可按表8.2.5-1選用,并應(yīng)滿意第8.2.3條鋼筋錨固長(zhǎng)度的要求及吊裝時(shí)柱的穩(wěn)定性。柱的插入深度hl(mm)表8.2.5-1矩形或工字形柱雙肢柱h<500500≤h<800800≤h<1000h>1000h~1.2hh0.9h且≥8000.8h且≥1000(l/3~2/3)ha(1.5~1.8)hb注:1h為柱截面長(zhǎng)邊尺寸;ha為雙肢柱全截面長(zhǎng)邊尺寸;hb為雙肢柱全截面短邊尺寸;2柱軸心受壓或小偏心受壓時(shí),hl可適當(dāng)減小,偏心距大于2h時(shí),hl應(yīng)適當(dāng)加大。2基礎(chǔ)的杯底厚度和杯壁厚度,.可按表8.2.5-2選用?；A(chǔ)的杯底厚度和杯壁厚度表8.2.5-2柱截面長(zhǎng)邊尺寸h(mm)杯底厚度al(mm)杯壁厚度t（mm）h<500500≤h<800800≤h<10001000≤h<15001500≤h<2000≥150≥200≥200≥250≥300150~200≥200≥300≥350≥400注:1雙肢柱的杯底厚度值,可適當(dāng)加大;2當(dāng)有基礎(chǔ)梁時(shí),基礎(chǔ)梁下的杯壁厚度,應(yīng)滿意其支承寬度的要求;3柱子插入杯口部分的表面應(yīng)鑿毛,柱子與杯口之間的空隙,應(yīng)用比基礎(chǔ)淚凝土強(qiáng)度等級(jí)高一級(jí)的細(xì)石混凝土充填密實(shí),當(dāng)達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%以上時(shí),方能舉行上部吊裝。3當(dāng)柱為軸心受壓或小偏心受壓且t/h2≥0.65時(shí),或大偏心受壓且t/h2≥0.75時(shí),杯壁可不配筋;當(dāng)柱為軸心受壓或小偏心受壓且0.5≤t/h2<0.65時(shí),杯壁可按表8.2.5-3構(gòu)造配筋;其它情況下,應(yīng)按計(jì)算配筋。杯壁構(gòu)造配筋表8.2.5-3柱截面長(zhǎng)邊尺寸(mm)h<10001000≤h<15001500≤h≤2000鋼筋直徑(mm)8~1010~1212~16注:表中鋼筋置于杯口頂部,每邊兩根(圖8.2.5)。三、解題指導(dǎo)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)注重理解塑性鉸、塑性內(nèi)力重分布及其運(yùn)用。各類樓蓋應(yīng)理解其計(jì)算原理,對(duì)板配筋構(gòu)造要求應(yīng)控制。廠房的組成與布置與第十五章鋼屋蓋有個(gè)性的地方,對(duì)照復(fù)習(xí)、理解。排架計(jì)算應(yīng)注意影響線的運(yùn)用、水平荷載與豎向荷載的折減問(wèn)題、吊車臺(tái)數(shù)的組合問(wèn)題。柱設(shè)計(jì)控制內(nèi)力組合、計(jì)算長(zhǎng)度1a取值規(guī)