混凝土結構及砌體結構-第十二章單層工業(yè)廠房結構課件

1、第第12章章 單層工業(yè)廠房結構單層工業(yè)廠房結構主要學習內(nèi)容v單層廠房的結構組成、結構布置及構件選型v單層廠房的荷載計算v排架計算v內(nèi)力組合工業(yè)建筑有哪些特點？工業(yè)建筑有哪些種類？1、工業(yè)建筑的特點.建筑設計應滿足生產(chǎn)工藝要求；.工業(yè)建筑內(nèi)部空間大；.屋頂面積大，構造復雜；.結構承載力大，采用大型構件。12.1 概述概述2、工業(yè)建筑的分類、工業(yè)建筑的分類按廠房用途分類按廠房用途分類.主要生產(chǎn)廠房主要生產(chǎn)廠房用于完成由原料到成品的主要生產(chǎn)工序的廠房。例如，機械制造廠中的鑄造車間、機械加工車間及裝配車間等。.輔助生產(chǎn)廠房輔助生產(chǎn)廠房為主要生產(chǎn)廠房服務的各類廠房。例如，機械制造廠中的機修車間、工具車間

2、等。.動力用廠房動力用廠房為全廠提供能源和動力供應的廠房。例如，機械制造廠中的變電站、發(fā)電站、鍋爐房壓縮空氣站等。.儲藏用庫房儲藏用庫房用來儲存生產(chǎn)原料、半成品或成品的倉庫。例如，油料庫、金屬材料庫、成品庫等。.運輸工具用房運輸工具用房用于停放、檢修各種運輸工具的庫房。例如，汽車庫、電瓶車庫等。v3.結構類別結構類別 磚混結構 主要用于廠房跨度小于15 m，高度小于8 m的無吊車的小型廠房。磚混結構的主要缺點是承載力較低，整體性差。 鋼結構 主要用于廠房跨度大于36m，吊車起重量大于150 t的大型廠房。鋼結構造價較高。 鋼筋混凝土 用于上述之間的中型廠房。由于鋼筋混凝土單層廠房結構具有整體性

3、好、抗側剛度大、造價相對較低等優(yōu)點，故在實際工程中被較多采用。 v4.結構形式結構形式 排架結構和剛架結構排架結構由橫梁（或屋架）、立柱和基礎三部分組成。其特點是梁與柱鉸接，柱子與基礎為固接。剛架結構也是由梁、柱及基礎所組成。所不同的是梁與柱為剛性連接，柱與基礎為鉸接。 v. 鋼筋混凝土單層廠房結構設計內(nèi)容： 1）結構布置 2）荷載計算 3）內(nèi)力計算 4）內(nèi)力組合 5）柱承載力計算 6）柱下基礎設計 7）繪制施工圖12.1.2 結構組成及荷載傳遞1結構組成v 屋蓋結構屋蓋結構（1）作用：）作用： 承受屋面上的豎向荷載；承受屋面上的豎向荷載； 與立柱組成橫向排架結構；與立柱組成橫向排架結構； 起

4、圍護作用，保溫、隔熱、防雨雪。起圍護作用，保溫、隔熱、防雨雪。（2）種類：）種類： 屋蓋有兩種類型：屋蓋有兩種類型： 無檁體系屋蓋無檁體系屋蓋由大型屋面板、屋架或屋面梁、屋架支撐由大型屋面板、屋架或屋面梁、屋架支撐所組成，如圖所組成，如圖 (b)所示。所示。 有檁體系屋蓋有檁體系屋蓋由小型屋面板、檀條、屋架或屋面梁、屋由小型屋面板、檀條、屋架或屋面梁、屋架支承所組成，如圖架支承所組成，如圖 (a)所示。所示。 v 橫向平面排架 橫向平面排架是由屋架（屋面梁）、橫向柱列和基礎組成，是單層廠房的基本承重結構。 v 圍護結構v 縱向平面排架2荷載傳遞v、荷載、荷載主要荷載可分為兩大類：主要荷載可分為

5、兩大類：豎向荷載豎向荷載和和水平荷載水平荷載豎向荷載豎向荷載包括：屋蓋自重、屋面荷載、雪荷載、吊車豎向荷載、包括：屋蓋自重、屋面荷載、雪荷載、吊車豎向荷載、柱重、墻重等。柱重、墻重等。水平荷載水平荷載包括：橫向水平風荷載、吊車橫向制動力、水平地震包括：橫向水平風荷載、吊車橫向制動力、水平地震作用等。作用等。 、荷載的傳遞途徑、荷載的傳遞途徑12.2 單層工業(yè)廠房的結構組成和布置v1、平面布置、平面布置任務任務： 確定柱網(wǎng)尺寸、廠房跨度、變形縫的位置。 （1）柱網(wǎng)布置 柱網(wǎng)各排架柱的縱向、橫向定位軸線形成的網(wǎng)格。 任務確定縱橫定位軸線在平面上的相對位置。 布置原則布置原則： 滿足生產(chǎn)工藝及使用要

6、求： 遵守國家有關廠房建筑統(tǒng)一模數(shù)的規(guī)定，提高設計標準化水平。廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則規(guī)定：廠房跨度應滿足： 當L18 m時,以6 m為模數(shù),即24 m、30 m、36 m，. 廠房柱距一般為6 m,當有特殊要求時,也可有7.5m、9m柱距。 v2 變形縫的布置 廠房的變形縫包括三種：伸縮縫、沉降縫、防震縫。v3 圍護結構 圍護結構包含抗風柱、圈梁、連系梁、過梁、基礎梁及墻體。 （1）抗風柱 布置在山墻內(nèi)側，將山墻分成幾個區(qū)段，使山墻上的風荷載一部分直接傳給縱向柱列，另一部分通過抗風柱下傳至基礎，上由屋蓋傳至縱向柱列。 抗風柱上部與屋蓋鉸接,下部與基礎固接。當廠房柱高 ,跨度L =912 m時，

7、可采用磚壁柱作抗風柱，一般都采用鋼筋混凝土抗風柱。（2）圈梁 作用：增加墻體的整體性及廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降或較大振動的荷載對墻體產(chǎn)生的不利影響。 設置：置于圍護墻內(nèi)，在同一標高處連續(xù)設置形成封閉的環(huán)。設置位置根據(jù)廠房具體情況確定，即： 當檐口標高小于8 m時，在檐口附近設一道圈梁； 當檐口標高大于8 m時，宜增設一道； 對有橋式吊車的廠房，還應在吊車梁標高處增設一道。 （3）基礎梁 基礎梁是用來承托上部圍護墻的重量，并將其傳給基礎，使墻體與柱子具有相同的沉降，因而在有落地墻體處均應布置基礎梁?；A梁一般是直接放置在柱基的杯口上，當基礎埋深較深時，可將基礎梁放置在砼墊塊上。v2

8、 支撐系統(tǒng)布置 （1）屋蓋支撐 橫向水平支撐橫向水平支撐：在第一或第二柱間，沿廠房跨度方向用十字交叉角鋼與屋架上弦或下弦相連形成水平桁架。 角鋼與屋架上弦桿相連稱為上弦橫向水平支撐,如圖所示。 角鋼與屋架下弦桿相連稱為下弦橫向水平支撐,如圖所示。 v縱向水平支撐縱向水平支撐：設在屋架下弦端部節(jié)間，沿廠房縱向，用十字交叉角鋼與下弦桿相連。支撐可沿縱向全長設置，也可在局部設置。如圖所示。 v垂直支撐與水平系桿垂直支撐與水平系桿：在相鄰兩屋架之間的同一鉛垂面上，用十字交叉角鋼連接兩屋架的上下弦節(jié)點，構成屋架間垂直支撐，設置要求為： 當廠房跨度L18 m30 m時，在第一或第二柱間設一道垂直支撐； 當

9、跨度L30 m時，應在屋架跨度的1/3節(jié)點處設兩道垂直支撐； 對于梯形屋架，還應在端部設垂直支撐。 在未設垂直支撐的其余各柱間，應在對應于垂直支撐的平面內(nèi)沿屋架上弦和下弦節(jié)點設置通長的水平系桿。 垂直支撐如圖所示。v（2）柱間支撐形式：一般采用十字交叉形桿件，交叉角以45為宜，也可在3555之間選擇。 設置條件： 設有吊臂式吊車或3 t以上的懸掛式吊車； 設有重級工作制吊車或設有起重量Q10t的中、輕級工作制吊車； 廠房跨度L18m，或柱高8m； 廠房縱向柱列中的柱數(shù)7； 設置部位：通常設置在溫度區(qū)段中部，這樣有利于溫度變化時，廠房兩端自由變形。對于上部柱間支撐，還可在兩端加設，如圖所示。 構

10、件選型v屋蓋結構構件、支承、吊車梁、墻板、連系梁和基礎梁等可在工業(yè)廠房構件標準圖集中選用合適的構件。v柱和基礎進行設計。柱的選型v廠房柱常用的柱形有：矩形截面柱、工字形截面柱、雙肢柱。 1、矩形截面柱、矩形截面柱（如圖 (a)所示）。 特點特點：外形和構造簡單，制作方便，但構件自重大，材料用量多，經(jīng)濟指標較差。 用途用途：主要用于軸心受壓柱、現(xiàn)澆柱及截面高度小于500 mm的裝配式偏心受壓柱。柱的選型2、工字形截面柱、工字形截面柱（如圖 (b)所示） 特點特點：比矩形柱的自重小，省材料，且承載力及剛度也較大。 用途用途：當柱截面高度為600mm1200 mm時,廣泛應用。柱的選型3、雙肢柱、雙

11、肢柱（如圖 (c)(d)所示） 形式形式：有平腹桿雙肢柱與斜腹桿雙肢柱兩種。該柱是在矩形柱或工字形柱的基礎上，為了減小自重在中部挖出一些洞而形成。 特點特點：自重輕、省材料、受力合理。但整體剛度差、構造較復雜，一般用于水平荷載較大或柱高較大的廠房中。 柱形選擇應考慮廠房柱的承載能力，橫向剛度、柱形選擇應考慮廠房柱的承載能力，橫向剛度、吊車情況、柱高、柱距等因素。吊車情況、柱高、柱距等因素。柱的選型 柱形選擇應考慮廠房柱的承載能力，橫向剛度、吊柱形選擇應考慮廠房柱的承載能力，橫向剛度、吊車情況、柱高、柱距等因素。一般可參考下表初定。車情況、柱高、柱距等因素。一般可參考下表初定。 續(xù)表續(xù)表12.3

12、 排架計算v任務任務：將實際的廠房簡化為一理想的力學模型。：將實際的廠房簡化為一理想的力學模型。廠房的平面布置如圖所示。廠房的平面布置如圖所示。 12.3.1 排架的計算簡圖的確定排架的計算簡圖的確定v對該結構進行簡化以得到計算簡圖，簡化原則如下： 1、柱下端與基礎為剛接，上端與屋架為鉸接。 2、廠房的屋蓋平面內(nèi)為剛性，不發(fā)生軸向變形。12.3.1 排架的計算簡圖的確定排架的計算簡圖的確定v如果是雙跨廠房，其平面布置圖及橫剖面圖如圖(a)(b)所示，計算簡圖如 (c)所示。 12.3.1 排架的計算簡圖的確定排架的計算簡圖的確定v任務任務：確定作用在排架上：確定作用在排架上各種荷載的性質、大小

13、及各種荷載的性質、大小及作用位置。作用位置。 永久性荷載永久性荷載包括：屋蓋包括：屋蓋自重自重G1；懸墻自重；懸墻自重G2 ；吊；吊車梁、軌道及連接件自重車梁、軌道及連接件自重G3 ；上柱自重；上柱自重G4 ；下柱自；下柱自重重G5等。等。 可變荷載可變荷載包括：屋面活包括：屋面活荷載荷載Q1；吊車豎向荷載；吊車豎向荷載Dmax及及Dmin；吊車橫向水；吊車橫向水平荷載平荷載Tmax；均布風荷載；均布風荷載q1及及q2；屋蓋支撐處的集；屋蓋支撐處的集中風荷載中風荷載Fw等。等。 12.3.2 排架荷載計算排架荷載計算1. 永久荷載永久荷載、可變荷載計算、可變荷載計算 v（1）屋面活荷載 包括包

14、括：屋面均布活荷載、雪荷載、屋面積灰荷載。屋面均布活荷載：屋面均布活荷載：為施工或檢修荷載，一般按荷載規(guī)范取用，當荷載較大時，可按實際荷載計算。屋面雪荷載：屋面雪荷載：Sk=rS0屋面積灰荷載：屋面積灰荷載：由荷載規(guī)范中查得。屋面活載組合：屋面活載組合：考慮到上述三種活載同時出現(xiàn)的可能性，荷載規(guī)范規(guī)定：屋面均布活載與雪荷載不同時考慮，取二者中的較大者。 、可變荷載計算、可變荷載計算 v（2）吊車豎向荷載Dmax及及Dmin 、可變荷載計算、可變荷載計算 v（2）吊車豎向荷載Dmax及及Dmin Dmax指吊車在滿載運行時，,吊車梁作用在廠房橫向排架柱上的最大壓力。 Dmin與Dmax相對應的排

15、架另一側柱上的壓力。 、可變荷載計算、可變荷載計算 v（2）吊車豎向荷載Dmax及及DminPmax和和Pmin可根據(jù)吊車型號、規(guī)格查產(chǎn)品目錄得到。 由于由于Dmax可以發(fā)生在左柱，也可以發(fā)生在右可以發(fā)生在左柱，也可以發(fā)生在右柱，因此計算時應考慮圖示的兩種情況。柱，因此計算時應考慮圖示的兩種情況。 v（3）吊車橫向水平荷載、可變荷載計算、可變荷載計算 Tmax指載有額定最大起重量的小車在行駛中突然剎車在排架柱上產(chǎn)生的水平制動力。Tmax的作用位置在吊車梁頂面。有正反兩個方向。v（3）吊車橫向水平荷載、可變荷載計算、可變荷載計算 計算Tmax時與Dmax一樣，考慮2臺吊車作用，并且按大車行駛到最

16、不利位置時小車同時剎車的情況考慮。根據(jù)大車輪子所產(chǎn)生的水平推力T 可按下式計算Tmax 。 對于各類四輪吊車，當小車滿載運行突然剎車時，大車各輪的制動力T為： v（4）風荷載Wk 風荷載的作用范圍計算單元范圍內(nèi)的縱墻面及屋蓋上。在迎風面產(chǎn)生正壓為風壓力，在背風面產(chǎn)生負壓為風吸力。根據(jù)規(guī)定，風荷載標準標值Wk按下式計算： 、可變荷載計算、可變荷載計算 v（4）風荷載Wk 、可變荷載計算、可變荷載計算 B計算單元寬度，一般計算單元寬度，一般B=6 m或或12 m。Q 可變荷載分頂系數(shù)，可變荷載分頂系數(shù)， Q =1.4。 注意注意：風荷載是變向的，在排：風荷載是變向的，在排架分析時，應考慮左吹風與右

17、吹架分析時，應考慮左吹風與右吹風兩種情況。風兩種情況。 12.3.3 排架內(nèi)力分析排架內(nèi)力分析v內(nèi)力分析的任務內(nèi)力分析的任務確定排架柱在各種荷載作用下，各控制確定排架柱在各種荷載作用下，各控制截面上的內(nèi)力，并繪制出排架柱的彎矩圖、軸力圖及剪力圖截面上的內(nèi)力，并繪制出排架柱的彎矩圖、軸力圖及剪力圖（M圖、圖、N圖及圖及V圖）。圖）。 v等高排架的內(nèi)力分析等高排架的內(nèi)力分析等高排架等高排架指各柱頂標高均相同的排架。指各柱頂標高均相同的排架。 等高排架的特點等高排架的特點當橫梁剛度當橫梁剛度EA視為無窮大時，各柱柱視為無窮大時，各柱柱頂具有相同的水平位移，即頂具有相同的水平位移，即u1=u2=ui=

18、un，如圖所示。，如圖所示。 等高排架在水平荷載作用下的內(nèi)力分析方法采用等高排架在水平荷載作用下的內(nèi)力分析方法采用剪力剪力分配法分配法。 v（1）在柱頂水平集中力）在柱頂水平集中力F作用下作用下 切口處代之一對剪力切口處代之一對剪力Vi 切開后的排架拄頂作用有水平力切開后的排架拄頂作用有水平力Vi，在，在Vi作用下產(chǎn)生柱頂位作用下產(chǎn)生柱頂位移為移為ui，根據(jù)上面分析可得：，根據(jù)上面分析可得： 11niiuFuvui值可按值可按附錄附錄B(B1)計算，由計算，由ui可求出分配系數(shù)可求出分配系數(shù)i，從而求，從而求出各柱頂剪力出各柱頂剪力Vi，最后按靜定懸臂柱求出在已知，最后按靜定懸臂柱求出在已知V

19、i作用下的柱作用下的柱截面內(nèi)力。截面內(nèi)力。v 由此可見，剪力分配法就是將作用在頂部的水平集中力由此可見，剪力分配法就是將作用在頂部的水平集中力F按抗側剛度分配給各柱按抗側剛度分配給各柱,再按靜定懸臂柱求解柱子內(nèi)力的方法。再按靜定懸臂柱求解柱子內(nèi)力的方法。第第i根柱的根柱的剪力分配系數(shù)剪力分配系數(shù)，它等，它等于于i柱的抗側剛度與整個排架柱柱的抗側剛度與整個排架柱總的杭側剛度的比值總的杭側剛度的比值,且且 各柱頂剪力：各柱頂剪力：（2）在任意荷載作用下）在任意荷載作用下v均布風荷載作用下 反力反力R1和和R2可用附錄可用附錄B(B8)求出。求出。將原結構分解為將原結構分解為(b)和和(c)兩個部兩

20、個部分分 求解求解(b)排架的柱頂剪力排架的柱頂剪力Vi1 Vi1=Ri求出總支反力求出總支反力求解求解(c)排架的柱頂剪力排架的柱頂剪力Vi2 迭加圖中迭加圖中(b)與與(c)各柱頂?shù)募袅?，各柱頂?shù)募袅?，得柱頂總剪力得柱頂總剪力根?jù)柱頂剪力根據(jù)柱頂剪力Vi及柱上所受均布及柱上所受均布荷載計算各柱的彎矩。荷載計算各柱的彎矩。 （3）其他荷載作用下v根據(jù)上述解題原理，可求出任意荷載（如Dmax 、 Tmax 等）作用下柱子的內(nèi)力，不同的荷載作用下，在不動鉸支座中所產(chǎn)生的支反力Ri，可分別按附錄B(B2) 、附圖B(B3) 、附圖B(B4) 、附圖B(B5) 、附圖B(B6) 、附圖B(B7)求解

21、。計算步驟與風荷載作用下的步驟完全相同。 作業(yè)作業(yè)12.3.4 排架內(nèi)力組合排架內(nèi)力組合v1、柱子控制截面選擇、柱子控制截面選擇 控制截面就是對柱子配筋量起控制作用的某些截面。 v2、荷載效應組合、荷載效應組合 考慮到多種可變荷載同時同時達到其最大值的可能性很小，所以在進行組合時，除恒載外，多種可變荷載組合時，予以適當降低，即乘以荷載組合系數(shù)（1.0）。 12.3.4 排架內(nèi)力組合排架內(nèi)力組合v2、荷載效應組合、荷載效應組合 排架結構常見的荷載效應組合有以下幾種情況：排架結構常見的荷載效應組合有以下幾種情況： （1）恒載風載 （2）恒載屋面活載 （3）恒載吊車荷載 （4）恒載屋面活載吊車荷載

22、（5）恒載0.85（風載屋面活載） （6）恒載0.85（風載吊車荷載） （7）恒載0.85（風載屋面活載吊車荷載） 其中(1)、(5)、(7)為主要組合形式12.3.4 排架內(nèi)力組合排架內(nèi)力組合v3、內(nèi)力組合類型、內(nèi)力組合類型 單層廠房柱屬于偏心受壓構件，縱向配筋決定于M與N，故對柱的控制截面只需對M、N進行最不利組合。同時由于在柱的截面上存在著正負彎矩，排架柱一般采用對稱配筋。 由偏壓構件的破壞特征可知，對大偏壓構件，當N基本不變時，M越大越危險，而當M不變時，N越小越危險，所需As越多。小偏壓是受壓破壞，當一個不變時，另一個越大越危險，用鋼量As越大。 12.3.4 排架內(nèi)力組合排架內(nèi)力組

23、合v3、內(nèi)力組合類型、內(nèi)力組合類型 根據(jù)上述討論，在未確定偏心類型時，一般應考根據(jù)上述討論，在未確定偏心類型時，一般應考慮以下四種內(nèi)力組合類型：慮以下四種內(nèi)力組合類型： （1）+Mmax及相應的N、V （2）-Mmax及相應的N、V （3） Nmax及相應的M、V （4） Nmin及相應的M、V 設計經(jīng)驗表明，按上述四種模式確定的最不利內(nèi)力組合，一般能保證結構的安全。 12.3.4 排架內(nèi)力組合排架內(nèi)力組合v4、內(nèi)力組合注意事項、內(nèi)力組合注意事項 （1）每次組合，只能以一種內(nèi)力）每次組合，只能以一種內(nèi)力+Mmax 、 -Mmax 、 Nmax或或Nmin為目標為目標,決定活荷載的取舍，并按這些

24、荷載求得相應的其決定活荷載的取舍，并按這些荷載求得相應的其余兩種內(nèi)力。余兩種內(nèi)力。 （2）恒載產(chǎn)生的內(nèi)力在任一種組合中，都必須考慮。）恒載產(chǎn)生的內(nèi)力在任一種組合中，都必須考慮。 （3）風荷載有左風與右風兩種情況，但對一種組合只能取二）風荷載有左風與右風兩種情況，但對一種組合只能取二者之一。者之一。（4）吊車豎向荷載有）吊車豎向荷載有Dmax和和Dmin，組合時也只能取二者之一。，組合時也只能取二者之一。（5）吊車水平荷載）吊車水平荷載Tmax有左右兩個方向，組合時取二者之有左右兩個方向，組合時取二者之一。一。 （6）在同一跨內(nèi)，）在同一跨內(nèi)， Dmax和和Dmin與與Tmax不一定同時發(fā)生，故

25、在不一定同時發(fā)生，故在組合中有組合中有Dmax或或Dmin時，不一定要有時，不一定要有Tmax 。但在組合中有。但在組合中有Tmax時，則必有時，則必有Dmax或或Dmin，因為吊車水平荷載不可能脫離，因為吊車水平荷載不可能脫離其豎向荷載而單獨存在。其豎向荷載而單獨存在。12.3.4 排架內(nèi)力組合排架內(nèi)力組合v 4、內(nèi)力組合注意事項、內(nèi)力組合注意事項 （7）在每一種組合中，）在每一種組合中，M、N、V都是相對應的，即是在相同荷載作用都是相對應的，即是在相同荷載作用下產(chǎn)生的。此外，在組合下產(chǎn)生的。此外，在組合Nmax或或Nmin時，對于時，對于N = 0的內(nèi)力，雖然將其的內(nèi)力，雖然將其組合并不改

26、變組合并不改變N值，但只要增大了值，但只要增大了M，也是截面的不利組合。，也是截面的不利組合。 （8）對于有多臺吊車的廠房）對于有多臺吊車的廠房,荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定：吊車豎向荷載，對單規(guī)定：吊車豎向荷載，對單跨廠房，最多只考慮跨廠房，最多只考慮2臺吊車；多跨廠房最多考慮臺吊車；多跨廠房最多考慮4臺。吊車水平荷載，臺。吊車水平荷載，無論單跨或多跨廠房，最多只考慮無論單跨或多跨廠房，最多只考慮2臺。同時又規(guī)定：多臺吊車引起的臺。同時又規(guī)定：多臺吊車引起的內(nèi)力參與組合時，對其內(nèi)力要按表中規(guī)定進行折減。內(nèi)力參與組合時，對其內(nèi)力要按表中規(guī)定進行折減。 12.3.4 排架內(nèi)力組合排架內(nèi)力組合吊車數(shù)（臺）

27、工作制（級）折減系數(shù)2中、輕 0.9重0.954中、輕0.8 重0.851.一等高排架如題圖所示，A柱與C柱相同， 。A、B、C三柱上柱 ，全柱高H=13.2 m。排架承受集中荷載F=12.45 kN。試用剪力分配法求解排架柱的剪力。 2.題圖所示兩跨等高排架結構，在各種標準荷載作用下算得A柱-截面內(nèi)力如表所示，吊車為中級工作制。試對此截面進行內(nèi)力組合。1/u反映了柱子抵抗反映了柱子抵抗側移的能力側移的能力,故稱故稱1/u為柱子的為柱子的抗側剛抗側剛度。度。12.4 柱網(wǎng)的選擇柱網(wǎng)的選擇柱網(wǎng)柱網(wǎng)-廠房柱子在平面上排列所形成的網(wǎng)格。柱子縱向定位軸線間的距離為跨度，決定了屋架的尺寸；橫向定位軸線間

28、的距離為柱距，決定了吊車梁、屋面板的跨度尺寸。（一）選擇柱網(wǎng)的原則（一）選擇柱網(wǎng)的原則1.滿足生產(chǎn)工藝提出的要求；2.符合廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)準則的規(guī)定；3.全面協(xié)調(diào)跨度和柱距，盡量使柱網(wǎng)統(tǒng)一，使建筑平面合理；4.擴大柱網(wǎng)，提高廠房的通用性和經(jīng)濟合理性。（二）廠房跨度的確定（二）廠房跨度的確定1.滿足工藝要求滿足工藝要求2.符合模數(shù)協(xié)調(diào)標準符合模數(shù)協(xié)調(diào)標準跨度須滿足廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準的相關規(guī)定。當跨度小于18m時，按3m的倍數(shù)增加，即9m、12m、15m、18m；當跨度大于18m時，按6m的倍數(shù)增加，即24m、30m、36m。3.經(jīng)濟合理經(jīng)濟合理（三）柱距的確定（三）柱距的確定6m柱距是一般采用

29、的基本柱距，在實際工程中應用較廣，經(jīng)濟效果較好，但6m柱距不便布置設備，廠房的通用性也較差。1.托架承重方案托架承重方案托架承重方案也稱局部抽柱法。托架梁托架梁2.不帶托架承重方案不帶托架承重方案不帶托架承重方案的柱距一般為12m，與其配套的為12m系列構件，這種方案的柱網(wǎng)尺寸較大，結構形式簡單，工業(yè)化水平較高，有較強的通用性和靈活性。三、單層廠房高度的確定三、單層廠房高度的確定（一）廠房高度與模數(shù)（一）廠房高度與模數(shù)單層廠房的高度單層廠房的高度-由室內(nèi)地面到屋頂承重結構下表面的距離。如果屋頂承重結構是傾斜的，則廠房高度是由室內(nèi)地面到屋頂承重結構的最低點。1.無吊車廠房無吊車廠房無吊車廠房地柱

30、頂標高由最大生產(chǎn)設備的高度和安裝、檢修設備時所需的高度確定，同時還應滿足采光和通風等要求。2.有吊車廠房有吊車廠房有吊車廠房地高度受吊車類型、吊車布置方式等因素的影響，應考慮生產(chǎn)設備的最大高度、被吊物體的最大高度等參數(shù)。（二）柱頂標高的確定（二）柱頂標高的確定有吊車廠房的柱頂標高：有吊車廠房的柱頂標高： 其中軌頂標高：其中軌頂標高： 式中： 生產(chǎn)設備，室內(nèi)分隔墻或檢修時需要的高度； 吊車運行時安全超越高度，一般為400500； 被吊物件的最大高度； 吊鉤吊運工件的繩索最小高度，根據(jù)加工件的大小確定； 吊鉤至軌頂面的最小距離； 吊車軌頂至小車頂面的凈空尺寸； 屋架下弦至吊車小車頂面之間的安全間隙

31、。543211hhhhhH761hhHH1h2h3h4h5h5h6h7h（三）廠房內(nèi)部空間的利用（三）廠房內(nèi)部空間的利用廠房高度對工程造價有直接的影響，充分利用廠房內(nèi)部空間，降低廠方高度，可以有效地降低造價。四、單層廠房的采光與通風四、單層廠房的采光與通風（一）天然采光（一）天然采光1.側面采光 側面采光分單側采光和雙側采光。2.上部采光3.混合采光1.熱壓通風熱壓通風2.風壓通風風壓通風（二）自然通風（二）自然通風3.冷加工車間的自然通風冷加工車間的自然通風合理布置側向進出風口位置，選擇通風有效地進排風口形式與構造，合理組織氣流路徑，形成穿堂風。4.熱車間的通風熱車間的通風五、單層廠房的剖面

32、形式五、單層廠房的剖面形式第五節(jié)第五節(jié) 定位軸線的標定定位軸線的標定平行于廠房長平行于廠房長度方向的定位度方向的定位軸線，為軸線，為縱向縱向定位軸線定位軸線垂直于廠房垂直于廠房長度方向的長度方向的定位軸線，定位軸線，為為橫向定位橫向定位軸線軸線廠房定位軸線是確定廠房主要承重構件位置的基準線，同時也是施工放線、設備安裝定位的依據(jù)。標志定位軸線時，應滿足生產(chǎn)工藝的要求并注意減少構件的類型和規(guī)格，擴大構件預制裝配化程度及在不同結構類型廠房中的通用互換性，提高廠房建筑的工業(yè)化水平。一、橫向定位軸線一、橫向定位軸線橫向定位軸線主要用來標定屋面板、吊車梁、外墻板、縱向支承等縱向構件的標尺寸長度。（一）中間

33、柱與橫向定位軸線的聯(lián)系一）中間柱與橫向定位軸線的聯(lián)系廠房中間柱的橫向定位軸線一般與中柱的中心線和屋架中心線重合。1.山墻為砌體承重墻山墻為砌體承重墻當山墻為砌體承重墻時，橫向定位軸線可設在墻體中心線或距墻體內(nèi)緣為墻材塊體半塊長或半塊長倍數(shù)的位置上。（二）山墻與橫向定位軸線的聯(lián)系（二）山墻與橫向定位軸線的聯(lián)系2.山墻為非承重墻山墻為非承重墻 當山墻為非承重墻時，山墻處的橫向定位軸線一般與墻體內(nèi)緣重合，端部柱的中心線向內(nèi)移600。保證山墻抗風柱能通至屋架上弦，使抗風柱與屋架正常連接，將山墻的水平風荷載傳至屋面和排架柱。3.橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的聯(lián)系聯(lián)系變形縫處

34、柱子中心線自定位軸線各向兩側移600。這種定位軸線的標定方法，可以保證屋面板、吊車梁等縱向聯(lián)系構件的標志尺寸規(guī)格不變，有利于構件尺寸規(guī)格的統(tǒng)一，簡化接縫處的構造做法。但屋面板、吊車梁、墻板等構件在橫向變形縫處會出現(xiàn)局部的懸挑。二、縱向定位軸線二、縱向定位軸線（一）外墻、邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系（一）外墻、邊柱與縱向定位軸線的聯(lián)系在有吊車的廠房中：為使吊車與結構規(guī)格相協(xié)調(diào)，有如下關系 式中： 縱向定位軸線間的距離，即廠房跨度； 吊車跨度，即吊車輪距； 縱向定位軸線至吊車軌道中心線的距離，一般取750；當?shù)踯嚻鹬亓看笥?0t或有構造要求時，取1000；eLLK2LKLe對普通起重吊車，為保證吊車的

35、安全運行，應有式中： 吊車的端部尺寸； 廠房柱上柱截面高度； 為保證吊車安全運行的安全空隙，其大小根據(jù)吊車起重量和安全要求確定。KhBe)(BhK1.封閉式結合封閉式結合 封閉式結合的縱向定位軸線與柱外緣和墻內(nèi)緣重合，屋架和屋面板緊靠外墻內(nèi)緣。封閉式結合適用于無吊車或只有懸掛式吊車及吊車起重量小于20t、柱距為6m的廠房。2.非封閉式結合非封閉式結合 非封閉式結合的縱向定位軸線與柱子外緣有一個距離，并使屋面板與墻內(nèi)緣也有一定的空隙。距離 稱為聯(lián)系尺寸，應符合3M擴大模數(shù)，可以用來調(diào)整吊車安全空隙，保證吊車的安全運行。 在非封閉式結合中：屋面板與墻體內(nèi)緣的空隙在非封閉式結合中：屋面板與墻體內(nèi)緣的

36、空隙應做處理。應做處理?？障犊障犊障犊障犊障犊障叮?）無變形縫等高跨中柱）無變形縫等高跨中柱 等高跨的中柱，其上柱中心線應與縱向定位軸線相重合。 若由于吊車起重量或構造等要求需設插入距時，一般采用單柱雙定為軸線的標定方法（二）中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系（二）中柱與縱向定位軸線的聯(lián)系1.等高跨中柱等高跨中柱（2）設變形縫等高跨中柱）設變形縫等高跨中柱 單柱縱向變形縫雙柱縱向變形縫（1）無變形縫不等高跨中柱）無變形縫不等高跨中柱當?shù)踯嚻鹬亓啃∮?0t時，高跨上柱外緣和封墻內(nèi)緣應與縱向定位軸線相重合。當?shù)踯嚻鹬亓枯^大時，為保證吊車的安全運行，需增加聯(lián)系尺寸 。當高低跨兩屋架端部之間設置有厚度為 的封墻

37、或既有封墻又有聯(lián)系尺寸時 。caicaatt2.不等高跨中柱不等高跨中柱（2）有變形縫不等高跨中柱）有變形縫不等高跨中柱當兩跨廠房內(nèi)吊車起重量相差較大或不等高跨高差當兩跨廠房內(nèi)吊車起重量相差較大或不等高跨高差較大或變形縫寬度較大時，應考慮在不等高跨處采用較大或變形縫寬度較大時，應考慮在不等高跨處采用雙柱方案。雙柱方案。（三）縱橫跨相交處定位（三）縱橫跨相交處定位軸線軸線 有縱橫跨相交的廠房，一般在交接處設置變形縫，兩側結構實際是各自獨立的體系。 縱橫跨應有各自的柱列和定位軸線，各柱的定位軸線按前述各原則標定。12.5 12.5 柱下獨立基礎柱下獨立基礎12.5.112.5.1概述概述1.1.基

38、礎設計滿足的條件：基礎設計滿足的條件：地基具有足夠的地基具有足夠的穩(wěn)定性穩(wěn)定性： 地基不發(fā)生過大變形及足夠的承載能力。地基不發(fā)生過大變形及足夠的承載能力。基礎具有足夠的基礎具有足夠的強度、剛度和耐久性強度、剛度和耐久性： 基礎本身不發(fā)生沖切、受彎和剪切破壞?；A本身不發(fā)生沖切、受彎和剪切破壞。2.2.基礎設計滿足的條件：基礎設計滿足的條件：上部承重結構（柱、墻）傳來的作用力上部承重結構（柱、墻）傳來的作用力（MM、V V、N N) ) ; ;地基土層的性質及承載力地基土層的性質及承載力（f fa a) ) ; ;3.3.基礎設計的內(nèi)容：基礎設計的內(nèi)容：基礎的形式：基礎的形式：剛性基礎剛性基礎v

39、svs柔性基礎柔性基礎剛性基礎：剛性基礎：磚、毛石、素混凝土、片石混凝土等基礎磚、毛石、素混凝土、片石混凝土等基礎柔性基礎：柔性基礎：鋼筋混凝土基礎鋼筋混凝土基礎埋置深度：埋置深度：淺基礎（淺基礎（d dL且且d 5m) vsvs深基礎（深基礎（d 5m）淺基礎：淺基礎：單獨基礎、條形基礎、十字交叉基礎、箱基、筏形等單獨基礎、條形基礎、十字交叉基礎、箱基、筏形等深基礎：深基礎：樁基礎、沉井基礎、地下連續(xù)墻等樁基礎、沉井基礎、地下連續(xù)墻等基礎底面尺寸：基礎底面尺寸：b b、L基礎高度：基礎高度：h h底板的配筋計算：底板的配筋計算：縱向縱向A As1s1橫向橫向As2選型及埋深等詳見選型及埋深等

40、詳見地基基礎等教程地基基礎等教程4.4.柱下獨立基礎的形式：柱下獨立基礎的形式：n按按受力性能受力性能來分來分軸心受壓軸心受壓基礎基礎偏心受壓偏心受壓基礎基礎n按按施工方法施工方法來分來分預制預制柱基礎柱基礎現(xiàn)澆現(xiàn)澆柱基礎柱基礎n按按截面形式截面形式來分來分錐形錐形基礎基礎階梯形階梯形基礎基礎樁基樁基12.5.2 12.5.2 柱下擴展基礎的設計柱下擴展基礎的設計u柱下擴展基礎的典型破壞形態(tài)柱下擴展基礎的典型破壞形態(tài)u設計內(nèi)容：設計內(nèi)容：按按地基承載力地基承載力確定基礎確定基礎底面尺寸底面尺寸 防止防止(a)沉降過大沉降過大;按按抗沖切承載力驗算抗沖切承載力驗算確定基礎確定基礎的高度的高度 防

41、止防止(b)沖切破壞沖切破壞;按按基礎受彎承載力基礎受彎承載力計算計算基礎基礎底板鋼筋底板鋼筋 防止防止(c)彎曲破壞。彎曲破壞。地基的設計地基的設計基礎本身的設計基礎本身的設計1.確定基礎底面尺寸確定基礎底面尺寸假定：假定：u基礎本身絕對剛度；基礎本身絕對剛度；u地基土反力為線性分布。地基土反力為線性分布。（1 1）軸心受壓柱下基礎的底面尺寸軸心受壓柱下基礎的底面尺寸 ： 基礎底面的壓力為均勻分布，設計時應基礎底面的壓力為均勻分布，設計時應滿足：滿足：kkkaNGpfA0ka0NAfd 若基礎的埋置深度為若基礎的埋置深度為d d，基礎及其上填土的平均重度為，基礎及其上填土的平均重度為 , ,

42、則則 ，可得基礎底面面積為：，可得基礎底面面積為： k0GdA方形基礎方形基礎ALbwhy（2 2）偏心受壓柱下基礎的底面尺寸偏心受壓柱下基礎的底面尺寸 ： 偏心受壓基礎壓力分偏心受壓基礎壓力分布布基礎底面邊緣的壓力可按下式計算：基礎底面邊緣的壓力可按下式計算：k,maxbkbkk,minpNMpAWbkkkwkNNGNbkkwkwkMMV hNe取取 ，并將，并將 代入，可將基礎底面邊緣的壓力值為：代入，可將基礎底面邊緣的壓力值為：0bkbk/eMN2/6Wlbk,maxbk0k,min61pNeplbb在偏心荷載作用下，基礎底面的壓力值應符合下式要求：在偏心荷載作用下，基礎底面的壓力值應符

43、合下式要求：k,maxa1.2pfk,maxk,mina2pppf偏心受壓柱下基礎的底面尺寸偏心受壓柱下基礎的底面尺寸試算法試算法的流程的流程2. 2. 確定基礎高度確定基礎高度 獨立基礎的高度獨立基礎的高度應根據(jù)柱與基礎交接處以及基礎變階處應根據(jù)柱與基礎交接處以及基礎變階處混凝土的混凝土的受沖切承載力受沖切承載力計算計算確定。確定?；A沖切破壞示意圖基礎沖切破壞示意圖u基礎底板的荷載基礎底板的荷載u作用于基礎底板上的荷載有：作用于基礎底板上的荷載有：u由柱傳來的由柱傳來的MM、N N和和V V；u基礎與填土自重基礎與填土自重GG；u基礎底板上產(chǎn)生的向上的線性反力基礎底板上產(chǎn)生的向上的線性反力P Pmaxmax 和和Pmin。u凈反力：凈反力： 沖切破壞僅由柱傳來的集中荷載沖切破壞僅由柱傳來的集中荷載M、N和和V產(chǎn)生，將此部分反力稱為凈反力產(chǎn)生，將此部分反力稱為凈反力Pn,max