單層廠房排架結(jié)構(gòu)課件——同濟(jì)大學(xué)

1、第三章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院建筑工程系顧祥林一、概述1. 單層廠房的應(yīng)用和類型單層工業(yè)廠房能提供一個(gè)大的室內(nèi)空間，且廠房中一般配有水平和垂直運(yùn)輸工具，因此在工業(yè)建筑中得到廣泛的應(yīng)用。重工業(yè)生產(chǎn)中的煉鋼、鑄造、裝配、機(jī)修、金工輕工業(yè)生產(chǎn)中的紡織一、概述1. 單層廠房的應(yīng)用和類型按生產(chǎn)規(guī)模：單層廠房可分為大、中、小型廠房按組成材料：單層廠房可分為 混合結(jié)構(gòu)廠房（吊車噸位50kN，跨度 15m，柱距 6m） 鋼結(jié)構(gòu)廠房（吊車噸位150kN，跨度 36m，柱特殊工藝要求如100kN以上鍛錘） 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)廠房按結(jié)構(gòu)形式：單層廠房可分為排架結(jié)構(gòu)排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)一、概述2. 單層廠房的

2、特點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程和車間內(nèi)部運(yùn)輸比較容易組織小型工部中型工部大型工部露天倉庫總裝配小型工部中型工部大型工部露天倉庫總裝配一、概述2. 單層廠房的特點(diǎn)可以充分利用地基承載力，在地面上放置較重的、有較大振動的機(jī)器可以設(shè)置天窗，用以天然采光和自然通風(fēng)擴(kuò)建、改建比較方便構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化。具有裝配式房屋的共性占地面積大一、概述3. 單層廠房排架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟工藝設(shè)計(jì)要求方案設(shè)計(jì)階段技術(shù)設(shè)計(jì)階段施工圖階段結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件設(shè)計(jì)選擇結(jié)構(gòu)構(gòu)件排架荷載的計(jì)算和內(nèi)力分析結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)布置圖構(gòu)件施工圖節(jié)點(diǎn)大樣圖定柱網(wǎng)等平面問題定結(jié)構(gòu)形式標(biāo)高等剖面問題定結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型問題結(jié)構(gòu)布置二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置1.

3、單層廠房的組成天窗架屋架屋架下弦水平支撐排架柱基礎(chǔ)圍護(hù)墻屋面板天溝板連系梁天窗架垂直支撐托架抗風(fēng)柱屋 架 端部 垂 直支撐吊車梁柱間支撐基礎(chǔ)梁屋蓋系統(tǒng)梁柱系統(tǒng)基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)圍護(hù)系統(tǒng)二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置2. 單層廠房的其它形式大型設(shè)備高側(cè)窗（采光通風(fēng)）有坡地面北采光北二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置3. 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置模數(shù)*以100mm為基本單位，用M表示（模數(shù)）*廠房建筑構(gòu)件的截面尺寸，宜取M /2或1 M進(jìn)階*廠房的跨度18m時(shí)，跨度取3m（30M ）的倍數(shù)*廠房的跨度18m時(shí)，跨度取6m（60M ）的倍數(shù)，當(dāng)工藝布置有明顯的優(yōu)越性時(shí)，跨度亦可用21m、27m、33m*廠房的柱距一般取6m

4、或6m （60M ）的倍數(shù)，個(gè)別亦可采用9m*廠房自室內(nèi)地坪至柱頂和牛腿面的高度取3M 的倍數(shù)，二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置3. 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置橫向定位軸線（跨度方向的軸線，用1、2、3、表示）屋面板屋架吊車梁排架柱600600600060006000600060006000600018765432！二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置3. 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置縱向定位軸線（柱距方向的軸線，用A、B、C、表示）AB3 B2 B1LkLA750LkL750750AB屋架吊車吊車產(chǎn)品說明書吊車起重量500kN時(shí)，B280mm，其它，B2100mm排架內(nèi)力分析定LAB3 B2 B1LkA750聯(lián)系尺寸ac75

5、0二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置3. 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置縱向定位軸線（柱距方向的軸線，用A、B、C、表示）B1B2B2B1B3B3BA750A750BA750B1B2B2B1B3B3A750C750750ai/2ai/2插入距二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置3. 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置B2B3A750B1BA750B3CBB2B1750插入距ai縱向定位軸線（柱距方向的軸線，用A、B、C、表示）二、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置3. 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置抗風(fēng)柱18000屋架或屋面梁吊車梁排架柱B外墻A1234567600060006000600060006000600600屋面板天溝板天溝板柱網(wǎng)及結(jié)構(gòu)的平面布置圖二、

6、單層廠房組成和結(jié)構(gòu)布置3. 承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置變形縫（伸縮逢、沉降縫和抗震縫）溫度區(qū)段氣溫升高時(shí)T氣溫升高時(shí)溫度區(qū)段溫度區(qū)段伸縮縫T 4h時(shí)為0.6-0.5風(fēng)荷載體型系數(shù)三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析3. 排架上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載TmaxTmaxq2P2+ P4Dmax(Dmin)+ P5P1e2+ P2e2+P5e5- P4 e4-Dmax(Dmin)e4P1e2+ P2e2+P5e5- P4 e4-Dmin(Dmax)e4P2+ P4Dmin(Dmax)+ P5P1P1P1e1P1e1q1ABW*柱頂以下的風(fēng)載按均布荷載計(jì)算，屋面與天窗架所受的風(fēng)荷載一般折算成作用在柱頂上的集中風(fēng)荷載* 風(fēng)荷載

7、的方向是任意的，應(yīng)考慮左、右兩種可能性三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析4. 等高排架的內(nèi)力分析對稱荷載下的對稱結(jié)構(gòu)-柱頂無側(cè)移=+三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析4. 等高排架的內(nèi)力分析不對稱荷載下的對稱結(jié)構(gòu)或?qū)ΨQ荷載下的不對稱結(jié)構(gòu)+=Tmax TmaxR1+R2Tmax TmaxR1R2+=M1 M2q1R1-R2 M2R1R2M1q1三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析4. 等高排架的內(nèi)力分析M1aAJuJlHHlHuM1Raa1HsH2Hu/31Hu+Hl/3HuHu+2Hl/3Ha m11MamaaMR1)32(21)3(2132212lulllululuuaHHHHEJHHHHEJHHEJu設(shè)Hu=H，H

8、l=（1-）H，Ju=nJl，則有l(wèi)laEJHCEJHn30331)11(1 31)11(1 330nC實(shí)際上是二階懸臂柱的柔度系數(shù)頂部鉸接底部固接變截面桿三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析4. 等高排架的內(nèi)力分析M1aAJuJlHHlHuM1Raa1HsH2Hu/31Hu+Hl/3HuHu+2Hl/3Ha m11M)1 (22)(122luulamEJHHHHHEJHMCHMCMRaama1321012)1 () 11(11232)1 (32203nCC頂部鉸接底部固接變截面桿三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析4. 等高排架的內(nèi)力分析頂部鉸接底部固接變截面桿M1aAJuJlHHlHuM1Ra求得Ra后RaH

9、uM1-RaHuRa同理可求出各種荷載作用下同理可求出各種荷載作用下單階柱的系數(shù)單階柱的系數(shù)C1C12，制成，制成表格以備查用，見教材附錄表格以備查用，見教材附錄3-2三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析4. 等高排架的內(nèi)力分析柱頂有水平集中荷載作用時(shí)的內(nèi)力分析VaVbVcABCPabcPABCabc根據(jù)導(dǎo)得的柔度系數(shù)cccabbaaaVVVccccbbbbaaaaVVVPcba)111(cbaP三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析4. 等高排架的內(nèi)力分析柱頂有水平集中荷載作用時(shí)的內(nèi)力分析VaVbVcABCPabcPABCabcPPVPPVPPVccbaccbcbabbacbaaa)111(1)111(1)111

10、(1剪力分配系數(shù)柱的抗側(cè)剛度三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析5. 不等高排架的內(nèi)力分析半鉸結(jié)點(diǎn)不等高排架的計(jì)算簡圖三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析5. 不等高排架的內(nèi)力分析柱頂有水平集中荷載作用時(shí)的內(nèi)力分析tABCBPBabdcX1X1X2X2ddbbabdc11tdbbdHbHbu采用力法cdbadbddccbdbbaaXXXXXXP122211)(物理意義見上圖，可查閱附錄3的有關(guān)表格求X1、X2三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析5. 不等高排架的內(nèi)力分析abcABCM1M1abdcX1X1X2X2dtcdbadbdMdbdccbdbMbbaaMaXMXXXMXXM122222111求X1、X2柱上作用其他荷

11、載時(shí)的內(nèi)力分析三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析6. 單層廠房排架的內(nèi)力分析中的空間作用單層廠房空間工作的概念PPPPPPP基本計(jì)算單元aPPPPPPP山墻b三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析6. 單層廠房排架的內(nèi)力分析中的空間作用PPPPPPPcPd單層廠房空間工作的概念排架之間的相互制約作用稱排架之間的相互制約作用稱為單層廠房結(jié)構(gòu)的空間作用為單層廠房結(jié)構(gòu)的空間作用三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析6. 單層廠房排架的內(nèi)力分析中的空間作用單層廠房結(jié)構(gòu)空間分配系數(shù)P21+1P1PP1屋蓋結(jié)構(gòu)ABCDE21PPP11PPm水平荷載P作用下C排架柱頂?shù)膶?shí)際位移排架的空間作用系數(shù)水平荷載P作用下單榀排架柱頂?shù)膶?shí)際位移三、排

12、架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析6. 單層廠房排架的內(nèi)力分析中的空間作用等高多跨廠房結(jié)構(gòu)空間分配系數(shù)niisnsmnmmmnm1211111111等高多跨排架的空間作用分配系數(shù)排架的跨數(shù)第i跨排架的單跨空間作用分配系數(shù)，按教材表3-5、表3-6取用三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析6. 單層廠房排架的內(nèi)力分析中的空間作用考慮廠房結(jié)構(gòu)空間作用時(shí)的實(shí)用計(jì)算方法TmaxTmaxABABTmaxTmaxRaRaRbRbAB-m(Ra +Rb)-am(Ra +Rb)-bm(Ra +Rb)ABRa-am ( Ra +Rb)Rb-bm ( Ra +Rb)TmaxTmax=+=直接采用空間模型對廠房進(jìn)直接采用空間模型對廠房進(jìn)行分

13、析時(shí)，無需考慮行分析時(shí)，無需考慮m！三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析7. 排架荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合原則*1.2永久荷載效應(yīng)+0.9 (1.4 風(fēng)載效應(yīng)+1.4 活荷載效應(yīng)+1.4 吊車荷載效應(yīng))*1.2永久荷載效應(yīng)+0.9 (1.4 風(fēng)載效應(yīng)+1.4 吊車荷載效應(yīng))*1.2永久荷載效應(yīng)+0.9 (1.4 風(fēng)載效應(yīng)+1.4 活荷載效應(yīng))*1.2永久荷載效應(yīng)+ 0.9 (1.4 活荷載效應(yīng)+1.4 吊車荷載效應(yīng))*1.2永久荷載效應(yīng)+1.4 吊車荷載效應(yīng)*1.2永久荷載效應(yīng)+1.4 風(fēng)載效應(yīng)*1.2永久荷載效應(yīng)+1.4 活荷載效應(yīng)niikCiQiQikQQkGGQCQCGC2111niikQiQik

14、GGQCGC1一般框架、排架三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析7. 排架荷載效應(yīng)組合荷載效應(yīng)組合原則*1.35永久荷載效應(yīng)+1.4 0.6 風(fēng)載效應(yīng)+1.4 0.7 活荷載效應(yīng)+1.4 0.7 吊車荷載效應(yīng)*1.35永久荷載效應(yīng)+1.4 0.6 風(fēng)載效應(yīng)+1.4 0.7 活荷載效應(yīng)*1.35永久荷載效應(yīng)+1.4 0.6 風(fēng)載效應(yīng)+1.4 0.7 吊車荷載效應(yīng)*1.35永久荷載效應(yīng)+1.4 0.7 活荷載效應(yīng)+1.4 0.7 吊車荷載效應(yīng)*1.35永久荷載效應(yīng)+1.4 0.7 活荷載效應(yīng)*1.35永久荷載效應(yīng)+1.4 0.6 風(fēng)載效應(yīng)*1.35永久荷載效應(yīng)+1.4 0.7 吊車荷載效應(yīng)niikCiQiQ

15、ikGGQCGC1三、排架荷載計(jì)算及內(nèi)力分析7. 排架荷載效應(yīng)組合注意事項(xiàng)*永久荷載任何情況下都存在*吊車垂直荷載有最大輪壓分別作用在一跨兩個(gè)柱子上的情況,每次只選其中一項(xiàng)參加組合*有吊車水平荷載時(shí)，必有垂直荷載。反之不一定*吊車水平荷載有兩個(gè)方向，每次只選一項(xiàng)參加組合*風(fēng)有左來風(fēng)和右來風(fēng)兩種情況，每次只選一項(xiàng)參加組合四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)1. 柱的結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸肩梁平腹桿肢桿斜腹桿上柱下柱牛腿吊 車梁750 750結(jié)構(gòu)形式四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)1. 柱的結(jié)構(gòu)形式和截面尺寸矩形截面高度一般在700mm以內(nèi)工字形截面高度一般為8001600mm教材中表3-7截面尺寸保證廠房的橫向剛度雙肢柱的截面

16、高度可參考教材中表3-7再增大10%四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)2. 矩形和I形截面排架柱的配筋計(jì)算材料力學(xué)中一般根材料力學(xué)中一般根據(jù)支承情況來確定據(jù)支承情況來確定柱的計(jì)算長度柱的計(jì)算長度柱的計(jì)算長度排架柱上部為鉸接下部為固接地基土具有壓縮性有聯(lián)系梁、吊車梁、圈梁等與柱相連材料力學(xué)的方法？教材中表3-9給出了具體的規(guī)定四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)2. 矩形和I形截面排架柱的配筋計(jì)算柱的配筋計(jì)算-同一般壓彎構(gòu)件基頂IIIIIIIIIIIII-I截面上柱的彎矩和軸力都最大I-I截面作截面作為上柱的控為上柱的控制截面制截面II-II截面下柱在吊車垂直荷載下的彎矩最大III-III截面下柱在吊車水平荷載下的彎矩最大，

17、軸力也最大II-II、III-III截面作截面作為下柱的控為下柱的控制截面制截面四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)2. 矩形和I形截面排架柱的配筋計(jì)算基頂IIIIIIIIIIII柱的配筋計(jì)算問題：問題：由荷載效應(yīng)組合可知，同一截面可求出多組內(nèi)力，那么哪組內(nèi)力對配筋起控制作用？解決方法：解決方法：*對應(yīng)每組內(nèi)力均求出配筋，取配筋大者進(jìn)行設(shè)計(jì)，此法工作量大、煩瑣*按一定原則選取最不利的幾組內(nèi)力進(jìn)行分析比較，此法方便、適用四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)2. 矩形和I形截面排架柱的配筋計(jì)算柱的配筋計(jì)算-內(nèi)力和配筋的關(guān)系A(chǔ)s1(As2)小偏心受壓大偏心受壓As1(As2)As1As2As1As2NM2)4)3)1)根據(jù)M-N關(guān)

18、系，得出下列四條規(guī)則：1）大偏壓，M不變時(shí)，N越小，As越大2）大偏壓，N不變時(shí)， M越大，As越大3）小偏壓，M不變時(shí)，N越大，As越大4）小偏壓，N不變時(shí)， M越大，As越大四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)2. 矩形和I形截面排架柱的配筋計(jì)算柱的配筋計(jì)算-最不利的內(nèi)力1）大偏壓，M不變時(shí)，N越小，As越大2）大偏壓，N不變時(shí)， M越大，As越大3）小偏壓，M不變時(shí)，N越大，As越大4）小偏壓，N不變時(shí)， M越大，As越大*最大正彎矩Mmax及相應(yīng)的軸力N*最大負(fù)彎矩-Mmax及相應(yīng)的軸力N*最大軸力Nmax及相應(yīng)的最大正彎矩Mmax或最大負(fù)彎矩-Mmax*最小軸力Nmin及相應(yīng)的最大正彎矩Mmax或最

19、大負(fù)彎矩-Mmax四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)2. 矩形和I形截面排架柱的配筋計(jì)算柱在平面外的承載力驗(yàn)算-吊車起重量490kN，或起重量294kN且柱距為12mPmaxPmaxPmaxPmaxR2R1eeMy0.35My0.7My0.3MyeRRMy)(21吊車梁反力的偏心距吊車最不利位置時(shí)，吊車梁傳給牛腿的反力差，可由影響線來求得。四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)牛腿的分類Fvaash0hFvaash0hah0，短牛腿ah0，長牛腿，設(shè)計(jì)方法同一般鋼筋混凝土懸臂梁四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)牛腿的受力特點(diǎn)與破壞形態(tài)-彈性階段FvBA主拉應(yīng)力主壓應(yīng)力*荷載Fv較小時(shí)，牛腿基本處于彈性受力階

20、段h0Fvaas*在Fv達(dá)極限荷載的20 40%時(shí)，牛腿根部出現(xiàn)裂縫 ；在Fv達(dá)極荷載的40 60%時(shí)，出現(xiàn)裂縫*繼續(xù)加載，隨著a/h0值的不同，牛腿的破壞形態(tài)各不相同四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)FvBA主拉應(yīng)力主壓應(yīng)力h0Fvaas牛腿的受力特點(diǎn)與破壞形態(tài)-彎壓破壞當(dāng)0.75a/h0 1時(shí)，裂縫逐漸發(fā)展，裂縫以外的部分繞牛腿和下柱的交點(diǎn)轉(zhuǎn)動，最后壓區(qū)混凝土被壓碎，牛腿破壞四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)Fvaash0Fvaash0FvBA主拉應(yīng)力主壓應(yīng)力h0Fvaas牛腿的受力特點(diǎn)與破壞形態(tài)-斜壓破壞當(dāng)0.145時(shí)，取=45,10tgcahhs四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)

21、牛腿的截面尺寸-計(jì)算公式FhsFvsc1caash0h1h當(dāng)當(dāng)Fvs Vcr時(shí)，牛腿不會開裂時(shí)，牛腿不會開裂00/5 . 05 . 01hafbhFFFtkvshsvs按短期荷載效應(yīng)組合計(jì)算的豎向壓力值按短期荷載效應(yīng)組合計(jì)算的橫向拉力值四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)牛腿的截面尺寸FhsFvsc1caash0h1h*為了防止發(fā)生非根部受拉破壞， h1h/3，且要求h1200mm*為了防止發(fā)生保護(hù)層剝落，c170mm*為了防止發(fā)生局部受壓破壞，要求Fvs/A 0.75fc（A牛腿面上局部承壓面積），否則應(yīng)加大局部受壓面積、提高混凝土強(qiáng)度或在牛腿中增設(shè)鋼筋網(wǎng)片四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)

22、計(jì)牛腿的配筋設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求-縱筋（按計(jì)算確定）h0FhFvh0h0+ash0AsfyaFvFhAB四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)h0+ash0AsfyaFvFhAB牛腿的配筋設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求-縱筋（按計(jì)算確定）對A點(diǎn)取矩)(00shvysahFaFhfA000)(hfahFhfaFAyshyvs設(shè)計(jì)時(shí)取0.85, ，則有2 . 100hahs四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)牛腿的配筋設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求-縱筋（按計(jì)算確定）h0+ash0AsfyaFvFhAB)3 . 03 . 0(2 . 185. 0000hahafFhfaFAyhyvs時(shí)，取當(dāng)牛腿頂部豎向力設(shè)計(jì)值牛腿頂部水平拉力設(shè)計(jì)值四、

23、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)牛腿的配筋設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求-縱筋（按計(jì)算確定）*縱筋宜采用HRB335或HRB400（RRB400）級鋼筋*承受豎向力的縱向受力鋼筋按全截面計(jì)算的最大配筋率為0.6%，最小配筋率為0.2%和0.45ft/fy中的大者*縱筋不得少于4根，直徑不應(yīng)小于12mm，不得兼作彎筋0.4laFvFhh1h0has15d 15d*縱筋伸入上柱的錨固長度，采用直線型錨固時(shí)，不應(yīng)小于la，其他如圖*牛腿面上的水平力通過預(yù)埋件直接傳給縱筋，抵抗水平力的縱筋不得少于2根，直徑不得少于12mm四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)牛腿的配筋設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求-縱筋（按構(gòu)造要求確定）15d0.4

24、laFvFhh1h0has15d*箍筋的直徑為612mm，間距為100150mm，配筋范圍為整個(gè)牛腿*牛腿上部2h0/3范圍內(nèi)水平箍筋的總截面積不宜小于承受Fv的受拉鋼筋總截面積的一半四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)3. 牛腿的設(shè)計(jì)15dl/2l/60.4laFvFhh1h0hasl15d牛腿的配筋設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求-彎筋（按構(gòu)造要求確定）*當(dāng)h0/a0.3時(shí)，牛腿中應(yīng)設(shè)彎筋，彎筋的配筋范圍為牛腿上部l/6 l/2的范圍內(nèi)*彎筋應(yīng)采用HRB335或HRB400（RRB400）級鋼筋，鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm，彎筋的截面積不應(yīng)小于受拉鋼筋截面積的一半，且不應(yīng)小于0.001bh，彎筋的根數(shù)不少于2根四、單層廠房

25、柱的設(shè)計(jì)4. 矩形和I形截面排架柱的構(gòu)造ll*矩形截面柱混凝土的強(qiáng)度等級不宜低于C20，I形截面柱混凝土的強(qiáng)度等級不宜低于C25*柱縱向受力鋼筋的直徑不應(yīng)小于12mm，縱筋的間距應(yīng)大于等于50mm，但不得大于350mm*上、下柱縱向受力鋼筋應(yīng)在牛腿面以下搭接，搭接長度按下式計(jì)算，且ll300mm（受拉時(shí)），ll 200mm（受壓時(shí)） ：混凝土和縱筋alll受拉鋼筋錨固長度鋼筋搭接長度修正系數(shù)，其值參見教材中表3-10取用四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)4. 矩形和I形截面排架柱的構(gòu)造ll縱筋*伸入根部的牛腿縱向鋼筋的下彎位置不應(yīng)與上、下柱的縱向受力鋼筋相重合*牛腿縱向鋼筋與彎筋宜放置上、下兩排*柱截面高度

26、大于600mm時(shí)，在側(cè)面應(yīng)設(shè)置直徑為1016mm的縱向受力鋼筋，并應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的附加箍筋或拉筋四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)4. 矩形和I形截面排架柱的構(gòu)造b400h400h600附加鋼筋b400hht0時(shí)，按梁計(jì)算*雙肢柱混凝土的強(qiáng)度等級不宜小于C30，肢桿縱筋的配筋率宜在0.4%3%之間，腹桿縱筋的配筋率宜在0.55%2%之間四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)6. 雙肢柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)腹桿中縱筋的錨固（箍筋的構(gòu)造見教材的有關(guān)內(nèi)容）hchchw15d0.4la0.4lahw15d四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)7. 抗風(fēng)柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)尺寸的確定200屋面板屋架上弦屋架下弦連接鋼板山墻60050抗風(fēng)柱*抗風(fēng)柱的截面尺寸按教材中表3-6選

27、用*柱頂?shù)陀谖菁苌舷抑行木€50mm*上、下柱交界處的標(biāo)高應(yīng)低于屋架下弦邊緣200mm，避免屋架發(fā)生撓度時(shí)和抗風(fēng)柱相碰四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)7. 抗風(fēng)柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)上柱計(jì)算長度：2.0Hu 1.5 Hu 2.5 Hu下柱計(jì)算長度：1.25Hl 1.0 Hl 1.0 HlqHuHlH屋面板屋架上弦屋架下弦連接鋼板山墻60050抗風(fēng)柱200計(jì)算簡圖和受力分析四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)7. 抗風(fēng)柱的設(shè)計(jì)要點(diǎn)抗風(fēng)柱的設(shè)計(jì)屋面板屋架上弦屋架下弦連接鋼板山墻60050抗風(fēng)柱200*有墻傳來荷載時(shí)，抗風(fēng)柱按偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)*無墻傳來荷載時(shí)，抗風(fēng)柱主要承受風(fēng)載，按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)四、單層廠房柱的設(shè)計(jì)8. 矩形和I形截面柱運(yùn)輸

28、和吊裝驗(yàn)算112233吊點(diǎn)彎矩圖*柱受的荷載主要為其自重，應(yīng)乘以動力系數(shù)1.5*吊裝驗(yàn)算系臨時(shí)性的，構(gòu)件安全等級可較其使用階段降低一級*當(dāng)柱變階處的配筋不足時(shí)，可在該區(qū)域加配短鋼筋五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 屋面板預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板*常用規(guī)格為1.5m6m，有時(shí)也可采用3m 6m和3m 9m五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 屋面梁和屋架屋面梁*屋面梁一般按簡支梁設(shè)計(jì)*屋面梁梁端不小于600mm，上翼緣的寬度一般為240350mm，高度為100160mm，使屋面板有足夠的支撐長度。下翼緣的寬度一般為240mm，高度為120mm。梁臥制時(shí)腹板的厚度不應(yīng)小于60mm，立制時(shí)腹板的厚度不應(yīng)小于80m

29、m，預(yù)應(yīng)力筋通過區(qū)段不應(yīng)小于120mm*屋面梁的選型見教材表3-11五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 屋面梁和屋架屋架的選型和尺寸*屋架的選型見教材表3-11*屋架的高跨比一般為1/101/6，桿件的截面形式一般為矩形，受力較大的上弦也可做成T形、I形或管形。上弦截面的寬度不應(yīng)小于200mm，高度不應(yīng)小于180mm，下弦截面高度不應(yīng)小于140mm。腹桿的最小截面尺寸不小于120mm 100mm，其中心線與截面短邊尺寸之比不應(yīng)大于40（拉桿）和35（壓桿）五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 屋面梁和屋架屋架的荷載*屋架的荷載主要有恒載和活載兩種：恒載包括屋面構(gòu)造層和構(gòu)件的自重；活載包括屋面活載、雪荷載、積

30、灰荷載、懸掛吊車等。*計(jì)算活載時(shí)應(yīng)考慮下列問題： 1）屋面活載和雪荷載不同時(shí)考慮，取兩者中的大值； 2）風(fēng)載一般情況下是吸力，起減小屋架內(nèi)力的作用，設(shè)計(jì)時(shí)可不予考慮五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 屋面梁和屋架屋架的荷載效應(yīng)組合活載恒載活載恒載屋面板重活載恒載使用階段施工階段五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 屋面梁和屋架屋架的內(nèi)力分析上弦連續(xù)梁支座的反力，可按簡支梁近似求得五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 屋面梁和屋架屋架的內(nèi)力分析實(shí)際上，屋架上弦的節(jié)點(diǎn)與連續(xù)梁不完全一樣，有位移；屋架的節(jié)點(diǎn)也不都完全是鉸節(jié)點(diǎn)。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)位移或剛性連接會產(chǎn)生次內(nèi)力或次應(yīng)力?？紤]次內(nèi)力的影響，對跨度小于30m的屋架，計(jì)算截面的

31、承載力時(shí)應(yīng)乘以強(qiáng)度降低系數(shù)， 的取值如下：*預(yù)應(yīng)力混凝土多邊形和梯形屋架的上弦桿 =0.91.0*鋼筋混凝土多邊形和梯形屋架的上弦桿 =0.81.0*上述屋架的受壓腹桿 =0.80.9*上述屋架的受拉腹桿和下弦拉桿 =1.0五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 屋面梁和屋架屋架的扶直與吊裝1234P1P1P2q扶直時(shí)應(yīng)考慮動力系數(shù)1.5吊裝時(shí)，上弦受拉，應(yīng)進(jìn)行吊裝驗(yàn)算，其他構(gòu)件可不進(jìn)行驗(yàn)算五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 天窗架荷載荷載：屋面?zhèn)鱽淼娜亢奢d+天窗架的重量+天窗側(cè)板和窗扇的重量+天窗側(cè)面的風(fēng)荷載等內(nèi)力分析內(nèi)力分析：先按三鉸拱計(jì)算各鉸接點(diǎn)的反力，再按三角形封閉桁架計(jì)算桿件的內(nèi)力配筋設(shè)計(jì)配筋設(shè)計(jì)

32、：同一般鋼筋混凝土構(gòu)件五、單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 托架荷載荷載：屋架傳來的全部荷載和自重。還應(yīng)考慮山墻傳來的縱向水平荷載，一般情況下，當(dāng)豎向荷載400kN時(shí)，縱向水平力= 80kN；當(dāng)豎向荷載500kN時(shí)，縱向水平力= 120kN。內(nèi)力分析內(nèi)力分析：節(jié)點(diǎn)荷載下按桁架。屋架反力和托架中心線有偏心時(shí)要考慮整體受扭配筋設(shè)計(jì)配筋設(shè)計(jì)：同一般鋼筋混凝土構(gòu)件扶直吊裝扶直吊裝：同屋架六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁上的荷載吊車梁除了自身及軌道的自重吊車梁除了自身及軌道的自重外主要為吊車傳來的荷載。外主要為吊車傳來的荷載。吊車荷載的特點(diǎn)*一組移動的集中荷載（豎向垂直輪壓和水平制動力）*具有沖擊和振動作用

33、*是重復(fù)荷載*在吊車梁上產(chǎn)生扭矩六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁上的荷載*當(dāng)?shù)踯嚵旱目缍?2m時(shí)，如同一跨內(nèi)有兩臺以上的吊車，計(jì)算吊車梁承載力、抗裂度、變形及裂縫時(shí)，用較大噸位的相鄰兩臺吊車；驗(yàn)算疲勞時(shí)，按最大噸位的一臺吊車考慮，且不考慮橫向水平荷載*懸掛吊車及中、輕級工作制的軟鉤吊車，動力系數(shù)為1.05*重級工作制的軟鉤吊車、硬鉤吊車及其它特種吊車，動力系數(shù)為1.1六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁的內(nèi)力-按影響線求得l1(l-l1)/ll1P1P2P3P4K1K2Cl1P1P2P3P4K1K2Cl1P1P2P3P4K1K2Cl1P1P2P3P4K1K2CP1P2P3P4K1K2Cl1

34、lII六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁的內(nèi)力-按影響線求得MmaxMmaxVmaxVmax注意：梁的絕對最大彎矩不在梁的跨中！注意：梁的絕對最大彎矩不在梁的跨中！六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁的內(nèi)力-扭矩e1PmaxTez彎 曲 中心安裝誤差引起的偏心距，一般不超過20mmzTeePT1max1動力系數(shù)六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁的配筋設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求e1PmaxTez彎 曲 中心*按彎、剪、扭構(gòu)件進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)*鋼筋混凝土吊車梁，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C30*預(yù)應(yīng)力混凝土吊車梁，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)小于C40*非預(yù)應(yīng)力鋼筋一般采用HPB400或PPB400*截面尺寸lbhhhbl

35、hff)101151(,)715 . 81()4171(,)51101(上翼緣在T作用下受彎六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁的疲勞驗(yàn)算-疲勞的基本概念fmaxfmin加卸載200萬次后材料破壞當(dāng)材料的應(yīng)力不斷地由最小值fmin升到最大值fmax，又退到最小值，經(jīng)過200萬次加卸載后，盡管材料的最大應(yīng)力始終底于一次受力時(shí)的極限應(yīng)力，材料也會破壞-疲勞破壞fmax稱為材料的疲勞強(qiáng)度， f =fmax -fmin稱為疲勞應(yīng)力幅鋼筋的疲勞指標(biāo)混凝土的疲勞指標(biāo)疲勞指標(biāo)的取值見混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）的有關(guān)規(guī)定六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁的疲勞驗(yàn)算-基本假定fmaxfmi

36、n加卸載200萬次后材料破壞*梁截面保持為平面*受壓區(qū)、受拉區(qū)混凝土的法向應(yīng)力分布圖形均為三角形*采用換算截面進(jìn)行計(jì)算六、單層廠梁的設(shè)計(jì)1. 吊車梁吊車梁的疲勞驗(yàn)算吊車梁正截面的疲勞驗(yàn)算吊車梁正截面的疲勞驗(yàn)算fsyfsfpyfpftfctfcfccftfctfffff應(yīng)力幅受拉區(qū)非預(yù)應(yīng)力鋼筋的力幅受拉區(qū)預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)拉應(yīng)力時(shí)壓應(yīng)力時(shí)應(yīng)力受壓區(qū)混凝土邊緣纖維應(yīng)力受拉區(qū)混凝土邊緣纖維maxmaxmax吊車梁斜截面的疲勞驗(yàn)算吊車梁斜截面的疲勞驗(yàn)算ftftpf吊車梁斜截面主拉應(yīng)力六、單層廠梁的設(shè)計(jì)2. 基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁的形式與構(gòu)造基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁b1bh*墻厚為240mm時(shí)，b=300mm，b1=200mm；

37、墻厚為370mm時(shí)，b=400mm，b1=300mm；h=（1/151/10）l*混凝土的強(qiáng)度等級一般為C20*梁中的鋼筋宜取HRB335，梁的保護(hù)層厚度取為35mm六、單層廠梁的設(shè)計(jì)2. 基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁的內(nèi)力分析-采用彈性半空間無限體作用有集中荷載時(shí)的結(jié)果xh/2h/2hp0R平面的寬度為b，則離邊界h處任意點(diǎn)的豎向應(yīng)力為2223)(2xhbRhy當(dāng)x=0時(shí)bhRbhRpy64. 020max等效的原則p0的大小不變，應(yīng)力分布曲線的面積不變六、單層廠梁的設(shè)計(jì)2. 基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁上的荷載1.57h01.57h01.57h01.57h0l0=1.05lnlnRRRRqp0p0=1.28(R-0.5q

38、l0)/h0q = 梁自重l將鋼筋混凝土梁等效成砌體，則折算的梁高為：309 . 0mcEEhh 砌體的彈性模量混凝土的彈性模量基礎(chǔ)梁的梁高六、單層廠梁的設(shè)計(jì)2. 基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁的內(nèi)力分析1.57h01.57h01.57h01.57h0l0=1.05lnlnRRRRqp0p0=1.28(R-0.5ql0)/h0q = 梁自重ll0=1.05lnl0/2l0/3高度上的墻重虛線內(nèi)的墻體重量傳至梁上其它情況下的彎矩和剪力無洞墻體或洞口在45線以外的彎矩彎矩六、單層廠梁的設(shè)計(jì)2. 基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁的配筋設(shè)計(jì)基礎(chǔ)梁的配筋設(shè)計(jì)同一般鋼筋混凝土梁基礎(chǔ)梁的配筋設(shè)計(jì)同一般鋼筋混凝土梁七、預(yù)埋件的設(shè)計(jì)1. 預(yù)埋件的形式lat錨板，按構(gòu)造要求確定錨 筋 ， 按計(jì) 算 和 構(gòu)造 要 求 確定dc1c1b1b1ccb七、預(yù)埋件的設(shè)計(jì)2. 預(yù)埋件的計(jì)算承受法向拉力的預(yù)埋件latN錨板錨筋dc1c1b1b1ccbysbufANN8 . 00ybsfNA8 . 0考慮到預(yù)埋件重要性和復(fù)雜性引入的安全儲備系數(shù)考慮到錨板引起錨筋內(nèi)的剪