畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)鋼筋混凝土單層廠(chǎng)房設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)概述 從廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)所用的材料，可將其劃分為三類(lèi)，即磚混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土。磚混結(jié)構(gòu)主要用于廠(chǎng)房跨度小于15 m，高度小于8 m的無(wú)吊車(chē)的小型廠(chǎng)房。磚混結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是承載力較低，整體性差。    鋼結(jié)構(gòu)主要用于廠(chǎng)房跨度大于36m，吊車(chē)起重量大于150 t的大型廠(chǎng)房。鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)較高。    鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用于上述之間的中型廠(chǎng)房。由于鋼筋混凝土單層廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)具有整體性好、抗側(cè)剛度大、造價(jià)相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，故在實(shí)際工程中被較多采用。非地震區(qū)的單層廠(chǎng)房的設(shè)計(jì)步驟如下圖示:第一節(jié) 結(jié)構(gòu)布置1.1平面

2、布置 任務(wù)： 確定柱網(wǎng)尺寸、廠(chǎng)房跨度、變形縫的位置。    1） 布置原則：    滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝與使用要求：    遵守國(guó)家有關(guān)廠(chǎng)房建筑統(tǒng)一模數(shù)的規(guī)定，提高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化水平。廠(chǎng)房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則規(guī)定：廠(chǎng)房跨度應(yīng)滿(mǎn)足    當(dāng)時(shí),以3 m為模數(shù),即9 m、12 m、15 m、18 m。    當(dāng)L18 m時(shí),以6 m為模數(shù),即24 m、30 m、36 m、. 

3、   廠(chǎng)房柱距一般為6 m,當(dāng)有特殊要求時(shí),可局部抽柱,形成12 m柱距。柱網(wǎng)布置如圖2-2所示。圖2-2  廠(chǎng)房跨度指縱向定位軸線(xiàn)之間的尺寸，也就是橫向柱距。    廠(chǎng)房柱距指柱子橫向定位軸線(xiàn)之間的尺寸。    屋架跨度屋架沿廠(chǎng)房橫向布置，支承于柱頂部，所以屋架的跨度就等于廠(chǎng)房跨度。    吊車(chē)梁的跨度沿廠(chǎng)房縱向布置，支承于兩柱的牛腿之上，故梁跨等于柱距。2）變形縫的布置廠(chǎng)房的變形縫包括三種：伸縮縫、沉降縫、防震縫

4、。伸縮縫由于材料的熱脹冷縮性質(zhì)，致使廠(chǎng)房隨溫度變化而產(chǎn)生變形，如圖2-3（a）所示，且廠(chǎng)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。為避免這種不利影響，可將廠(chǎng)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與應(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(chēng)為伸縮縫。如圖2-3 (b)所示。圖2-3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100 m，當(dāng)無(wú)墻體封閉處于露天時(shí)，縫的最大間距為70 m。沉降縫對(duì)于單層廠(chǎng)房排架結(jié)構(gòu)，能較好地適應(yīng)地基不均勻沉降，一般可不設(shè)置沉降縫。防震縫對(duì)于較規(guī)則的廠(chǎng)房可不設(shè)防震縫。1.2剖面布置&

5、#160; 在柱網(wǎng)布置的基礎(chǔ)上，根據(jù)吊車(chē)的噸位、型號(hào)與吊車(chē)軌頂標(biāo)高等參數(shù)，確定沿廠(chǎng)房高度排架柱各部分尺寸。廠(chǎng)房剖面如圖2-4所示。圖2-4除滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求外，還應(yīng)符合下列建筑模數(shù)的規(guī)定：1）室地面至柱頂高度應(yīng)為300的倍數(shù)；2）室地面至柱牛腿頂面也應(yīng)為300的倍數(shù)。1.3 屋蓋結(jié)構(gòu)布置（1）屋面板。 屋面板按全國(guó)通用圖集G410（一）選用。（2）天溝板。天溝板按全國(guó)通用圖集G410（三）選用。 （3）天窗架。天窗架按全國(guó)通用圖集G316選用。（4）屋架。屋架按全國(guó)通用圖集G415（三）選用。（5）吊車(chē)梁。吊車(chē)梁有普通鋼筋混凝土的和預(yù)應(yīng)力混凝土的兩種當(dāng)起重量較大（Q20t），跨度較大

6、（L6m）時(shí)，宜優(yōu)先采用預(yù)應(yīng)力混凝土吊車(chē)梁。吊車(chē)梁按全國(guó)通用圖集G323選用。 常用吊車(chē)梁的形式與規(guī)格如下表所示：1.4支撐系統(tǒng)布置  （1）屋蓋支撐   橫向水平支撐：在第一或第二柱間，沿廠(chǎng)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(chēng)為上弦橫向水平支撐,如圖2-5所示。圖2-5角鋼與屋架下弦桿相連稱(chēng)為下弦橫向水平支撐,如圖2-6所示。圖2-6縱向水平支撐：設(shè)在屋架下弦端部節(jié)間，沿廠(chǎng)房縱向，用十字交叉角鋼與下弦桿相連。支撐可沿縱向全長(zhǎng)設(shè)置（如圖2-6），也可在局部

7、設(shè)置。如圖2-7所示。圖2-7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(diǎn)，構(gòu)成屋架間垂直支撐，設(shè)置要求為：    1）當(dāng)廠(chǎng)房跨度L18 m30 m時(shí)，在第一或第二柱間設(shè)一道垂直支撐；    2）當(dāng)跨度L30 m時(shí)，應(yīng)在屋架跨度的1/3節(jié)點(diǎn)處設(shè)兩道垂直支撐；    3）對(duì)于梯形屋架，還應(yīng)在端部設(shè)垂直支撐。    在未設(shè)垂直支撐的其余各柱間，應(yīng)在對(duì)應(yīng)于垂直支撐的平面沿屋架上弦和下弦節(jié)點(diǎn)設(shè)置通長(zhǎng)的

8、水平系桿。垂直支撐如圖2-8所示。圖2-8 （2）柱間支撐    一般采用十字交叉形桿件，交叉角以45°為宜，也可在35°55°之間選擇。設(shè)置條件： 1）設(shè)有吊臂式吊車(chē)或3 t以上的懸掛式吊車(chē)；2）設(shè)有重級(jí)工作制吊車(chē)或設(shè)有起重量的中、輕級(jí)工作制吊車(chē)；廠(chǎng)房跨度，或柱高；3）廠(chǎng)房縱向柱列中的柱數(shù)。通常設(shè)置在溫度區(qū)段中部，這樣有利于溫度變化時(shí)，廠(chǎng)房?jī)啥俗杂勺冃?。?duì)于上部柱間支撐，還可在兩端加設(shè)，如圖2-9所示。圖2-91.5 圍護(hù)結(jié)構(gòu) （1）抗風(fēng)柱 抗風(fēng)柱上部與屋蓋鉸接,下部與基礎(chǔ)固接。當(dāng)廠(chǎng)房柱高,跨度時(shí)，可采用磚壁柱作

9、抗風(fēng)柱，一般都采用鋼筋混凝土抗風(fēng)柱。 （2）圈梁 置于圍護(hù)墻，在同一標(biāo)高處連續(xù)設(shè)置形成封閉的環(huán)。設(shè)置位置根據(jù)廠(chǎng)房具體情況確定，即：當(dāng)檐口標(biāo)高小于8 m時(shí)，在檐口附近設(shè)一道圈梁；當(dāng)檐口標(biāo)高大于8 m時(shí)，宜增設(shè)一道；對(duì)有橋式吊車(chē)的廠(chǎng)房，還應(yīng)在吊車(chē)梁標(biāo)高處增設(shè)一道。 （3）基礎(chǔ)梁 基礎(chǔ)梁一般是直接放置在柱基的杯口上，當(dāng)基礎(chǔ)埋深較深時(shí)，可將基礎(chǔ)梁放置在砼墊塊上，如圖2-10所示。圖2-10第二節(jié) 荷載計(jì)算2.1 計(jì)算簡(jiǎn)圖將實(shí)際的廠(chǎng)房簡(jiǎn)化為一理想的力學(xué)模型。廠(chǎng)房的平面布置如圖2-11(a)所示。圖2-11從中取出一典型區(qū)段作為計(jì)算單元，如圖中陰影所示。計(jì)算單元的寬度為一個(gè)柱距，該圍的全部荷載由本單元的排

10、架承擔(dān)。計(jì)算單元的橫剖面如圖2-11中(b)所示，對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化以得到計(jì)算簡(jiǎn)圖，簡(jiǎn)化原則如下：    1）柱下端與基礎(chǔ)為剛接，上端與屋架為鉸接；    2）廠(chǎng)房的屋蓋平面為剛性，不發(fā)生軸向變形。    根據(jù)上面的假定，得到排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-11中(c)所示。    如果是雙跨廠(chǎng)房，其平面布置圖與橫剖面圖如圖2-12(a)(b)所示，計(jì)算簡(jiǎn)圖如2-12 (c)所示。圖2-122.2荷載計(jì)算   

11、0;橫向排架上作用的荷載如圖2-13所示。其中永久性荷載包括:屋蓋自重,懸墻自重；吊車(chē)梁、軌道與連接件自重；上柱自重；下柱自重等。    可變荷載包括:屋面活荷載；吊車(chē)豎向荷載與;吊車(chē)橫向水平荷載；均布風(fēng)荷載與；屋蓋支撐處的集中風(fēng)荷載等。圖2-131）永久性荷載計(jì)算  （1）屋蓋自重中包含：屋架、屋面板、屋面上的找平層、保溫層、防水層等構(gòu)造層、屋蓋支撐系統(tǒng)的自重。   的計(jì)算依據(jù)：屋面構(gòu)造詳圖、屋面結(jié)構(gòu)布置圖、屋架等構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)圖集、建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)（）等。   考慮面荷載的圍：

12、計(jì)算單元寬度屋蓋的全部重量。   的作用位置：計(jì)算單元的屋蓋系統(tǒng)的總重量通過(guò)屋架的兩端以集中力的形式傳至柱頂。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(xiàn)的交點(diǎn)垂線(xiàn)即為的作用位置。采用屋面梁時(shí)，通過(guò)梁端墊板中心線(xiàn)作用于柱頂。如圖2-14中虛線(xiàn)所示圖2-14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，的作用點(diǎn)均位于廠(chǎng)房定位軸線(xiàn)側(cè)150mm處。    一般情況下，與上柱形心線(xiàn)有一偏心距，由圖2-14可知，其中為上柱截面高度。   （2）懸墻自重

13、60;   中包含:計(jì)算單元的縱墻、連系梁與窗的自重,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，,其中為下柱截面高度，為連系梁截面寬度。   （3）吊車(chē)梁與軌道等自重    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；    的作用位置：吊車(chē)梁中心線(xiàn)作用于牛腿頂面，相對(duì)于下柱形心的偏心距為，根據(jù)具體布置計(jì)算。   （4）柱自重、    上、下柱自重與按柱體積與標(biāo)準(zhǔn)重度

14、計(jì)算。其作用位置分別沿各自的形心線(xiàn)作用于上、下柱的底部，對(duì)下柱的偏心距為。    排架上作用的恒載如圖2-15所示。    如用直線(xiàn)代替柱軸線(xiàn)，則恒載作用下排架的力計(jì)算簡(jiǎn)圖如2-16(a)所示。由于豎向力、在柱中只引起軸心壓力，故這些荷載引起的柱力不必通過(guò)排架分析。需要通過(guò)排架分析確定柱子力的只有偏心力矩,，。這三組力矩如圖2-16（b）所示。     基礎(chǔ)梁承受縱墻與窗自重，該荷載直接作用于基礎(chǔ)頂面，對(duì)排架的力分析沒(méi)影響，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮。圖2-15 圖2-16）可變荷載計(jì)

15、算   （1）屋面活荷載    屋面活荷載包括：屋面均布活荷載、雪荷載、屋面積灰荷載。    屋面均布活荷載：為施工或檢修荷載，一般按荷載規(guī)取用，當(dāng)荷載較大時(shí)，可按實(shí)際荷載計(jì)算。    屋面雪荷載    根據(jù)屋面形式按荷載規(guī)的規(guī)定計(jì)算：    式中:基本雪壓，由荷載規(guī)中“全國(guó)雪壓分布圖”查得。     屋面積雪分布系數(shù)

16、，由荷載規(guī)查得。    屋面積灰荷載    對(duì)于生產(chǎn)中有大量排灰的廠(chǎng)房（如鑄造、煉鋼車(chē)間等），應(yīng)考慮屋面積灰荷載。積灰荷載的標(biāo)準(zhǔn)值由荷載規(guī)中查得。    屋面活載組合：考慮到上述三種活載同時(shí)出現(xiàn)的可能性，荷載規(guī)規(guī)定：屋面均布活載與雪荷載不同時(shí)考慮，取二者中的較大者。    荷載形式與作用位置：屋面活載的計(jì)算圍為計(jì)算單元的水平投影面積。它與一樣，也是通過(guò)屋架或屋面梁的兩端部以集中力的形式作用于柱頂面，其作用點(diǎn)的位置與一樣。 &#

17、160; （）吊車(chē)豎向荷載與    如圖2-17所示，橋式吊車(chē)由橋架（大車(chē)）與橋架上的小車(chē)組成。大車(chē)在吊車(chē)梁軌道上沿廠(chǎng)房縱向運(yùn)行，而小車(chē)則在大車(chē)軌道上沿廠(chǎng)房橫向運(yùn)行，帶有吊鉤的起重卷?yè)P(yáng)機(jī)安裝在小車(chē)上起吊重物。圖2-17橋式吊車(chē)作用在橫向排架上的吊車(chē)荷載有豎向荷載與，橫向水平荷載兩種。    指吊車(chē)在滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，,吊車(chē)梁作用在廠(chǎng)房橫向排架柱上的最大壓力。    與相對(duì)應(yīng)的排架另一側(cè)柱上的壓力。    吊車(chē)荷載是動(dòng)荷載，隨著大車(chē)和

18、小車(chē)運(yùn)行所處的位置不同,吊車(chē)在某一個(gè)排架柱上產(chǎn)生的壓力也不一樣。為了確定和,首先必須確定小車(chē)在大車(chē)上的極限位置和大車(chē)在廠(chǎng)房縱向行走時(shí)對(duì)某柱的最不利位置。    小車(chē)的極限位置與和    小車(chē)的極限位置即為小車(chē)所能到達(dá)的最邊緣位置。載重小車(chē)在大車(chē)上的位置不同，對(duì)大車(chē)兩端產(chǎn)生的壓力不同。當(dāng)載有額定最大起重量的小車(chē)開(kāi)到大車(chē)某一側(cè)的極限位置時(shí)，吊車(chē)在該側(cè)每個(gè)大車(chē)的輪壓稱(chēng)為吊車(chē)的最大輪壓，相應(yīng)地另一側(cè)的大車(chē)輪壓稱(chēng)為最小輪壓。與為吊車(chē)的極限輪壓，二者同時(shí)作用在排架的兩端。（見(jiàn)圖2-17）   可根

19、據(jù)吊車(chē)型號(hào)、規(guī)格查產(chǎn)品目錄得到，同時(shí)可求出四輪吊車(chē)的大車(chē)的最不利位置與和    當(dāng)?shù)踯?chē)在吊車(chē)梁上沿廠(chǎng)房縱向運(yùn)行時(shí)，吊車(chē)的位置不同，吊車(chē)梁傳給各柱的豎向荷載也不同。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。該位置的確定要利用影響線(xiàn)原理。     設(shè)計(jì)時(shí)，一般考慮兩臺(tái)吊車(chē)并行，如圖2-18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(xiàn)原理可知，兩臺(tái)并行吊車(chē)，當(dāng)其中一臺(tái)的一個(gè)最大輪壓作用在某柱軸線(xiàn)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

20、最不利位置,此時(shí)在作用的一側(cè),產(chǎn)生。由于與同時(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)柱受作用時(shí)，另一側(cè)柱則相應(yīng)地由產(chǎn)生。圖2-18    吊車(chē)豎向荷載與的計(jì)算    根據(jù)影響線(xiàn)原理，吊車(chē)豎向荷載的設(shè)計(jì)值可按下式計(jì)算： 與的作用位置    與沿吊車(chē)梁的中線(xiàn)作用于牛腿頂面。如圖2-19(a)所示。它們相對(duì)于下柱截面形心具有偏距。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2-19(b)所示，只需按彎矩進(jìn)行排架分析。   

21、60; 由于可以發(fā)生在左柱，也可以發(fā)生在右柱，因此計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮圖2-20所示的兩種情況。圖2-19 圖2-20   （3）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2-21所示。有正反兩個(gè)方向。圖2-21 圖2-22    計(jì)算時(shí)與一樣，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（見(jiàn)圖2-22）。根據(jù)大車(chē)輪子所產(chǎn)生的水平推力T 可按下式計(jì)算。式中兩臺(tái)起重量不同的吊車(chē)單個(gè)

22、大車(chē)輪子產(chǎn)生的水平制動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)值，且。    其余符號(hào)同前。    對(duì)于各類(lèi)四輪吊車(chē)，當(dāng)小車(chē)滿(mǎn)載運(yùn)行突然剎車(chē)時(shí)，大車(chē)各輪的制動(dòng)力T為：應(yīng)當(dāng)指出，由于小車(chē)是沿廠(chǎng)房橫向左右運(yùn)行，因此即可同時(shí)向左，又可同時(shí)向右。對(duì)于單跨廠(chǎng)房如圖2-23(a)所示，多跨廠(chǎng)房如(b)所示。另外，計(jì)算吊車(chē)的時(shí)，無(wú)論是單跨或是多跨廠(chǎng)房，按發(fā)生的可能性，最多只考慮臺(tái)吊車(chē)同時(shí)剎車(chē)。圖2-23    （4）風(fēng)荷載     風(fēng)荷載的作用圍計(jì)算單元圍的縱墻面與屋蓋上。

23、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。    根據(jù)規(guī)定，風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)值按下式計(jì)算：如圖2-24所示，有正有負(fù)，正值表示風(fēng)壓力，即風(fēng)荷載垂直指向受荷面，負(fù)值表示風(fēng)吸力，即風(fēng)載垂直離開(kāi)受荷面。 圖2-24    風(fēng)荷載的形式（如圖2-25a所示）    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，其按柱頂?shù)母叨热≈怠６饔迷谥斠陨衔萆w部分的風(fēng)荷載，按廠(chǎng)房檐口的高度取值，只計(jì)算其水平分力并按集中力考慮。（圖中）該風(fēng)荷載通過(guò)屋蓋與柱頂?shù)倪B接件作用于柱頂。

24、0;   作用在圖中排架上的風(fēng)荷載可分別按下式計(jì)算： 注意：風(fēng)荷載是可變向的，在排架分析時(shí)，應(yīng)考慮左吹風(fēng)與右吹風(fēng)兩種情況。圖2-25第三節(jié) 力計(jì)算3.1 等排架的力分析力分析的任務(wù)確定排架柱在各種荷載作用下，各控制截面上的力，并繪制出排架柱的彎矩圖、軸力圖與剪力圖（M圖、N圖與V圖）。等高排架指各柱頂標(biāo)高均一樣的排架。   等高排架的特點(diǎn)當(dāng)橫梁剛度EA視為無(wú)窮大時(shí)，等高排架在任意水平荷載作用下，各柱柱頂具有一樣的水平位移，即，如圖2-26(a)所示。圖2-26等高排架在水平荷載作用下的力分析方法采用剪力分配法。  

25、 （1）在柱頂水平集中力F作用下等高排架在柱頂作用一水平集中力F，在F作用下，柱頂產(chǎn)生水平位移。沿柱頂將橫梁與柱切開(kāi)，在切口處代之一對(duì)剪力，如圖2-26(b)所示。取橫梁為脫離體，由平衡條件有：要使柱頂產(chǎn)生單位水平位移即，則需在柱頂施加的水平集中力，即為柱的抗剪強(qiáng)度為，有等高排架，當(dāng)各跨橫梁時(shí)，有：，得：由此可得：式中稱(chēng)為第根柱的剪力分配系數(shù)。值可按附錄附圖計(jì)算，由可求出分配系數(shù)，從而求出各柱頂剪力，最后按靜定懸臂柱求出在已知作用下的柱截面力。由此可見(jiàn)，剪力分配法就是將作用在頂部的水平集中力F按抗側(cè)剛度分配給各柱,再按靜定懸臂柱求解柱子力的方法。（2）在任意荷載作用下 &#

26、160;  均布風(fēng)荷載作用下，如圖2-27(a)所示。圖2-27對(duì)于上述結(jié)構(gòu)，不能直接應(yīng)用剪力分配法求解其力，但可通過(guò)間接的方法利用其原理解決問(wèn)題，其分析步驟如下：    將原結(jié)構(gòu)如圖2-27（a）分解為(b)和(c)兩個(gè)部分，在(b)排架柱頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座，以阻止排架側(cè)移。在風(fēng)荷載的作用下，在附加支座將產(chǎn)生支反力R。為保證組合結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)(a)受力一樣，故在結(jié)構(gòu)（c）中柱頂施加一個(gè)反方向力R。    求解(b)排架的柱頂剪力    由于橫梁剛度，故(

27、b)中各柱頂位移，從而可以將(b)排架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為如圖中(d)所示的兩個(gè)一次超靜定柱，其反力分別為和。應(yīng)用力法或查附錄1附圖8即可求出在均布水平荷載作用下各柱頂?shù)姆戳?，其也就是該柱頂?shù)募袅?。求出總支反力R        求解（c）排架的柱頂剪力    圖中(c)排架為一柱頂作用水平集中力的等高排架，可應(yīng)用剪力分配法求解其力，即按各柱的抗側(cè)剛度將R分配到各柱，得到各柱頂剪力。    迭加圖中(b)與(c)各柱頂?shù)募袅?，得柱頂總剪?#160

28、;       根據(jù)柱頂剪力與柱上所受均布荷載計(jì)算各柱的彎矩。    根據(jù)上述解題原理，可求出任意荷載（如、等）作用下柱子的力，不同的荷載作用下，在不動(dòng)鉸支座中所產(chǎn)生的支反力，可分別按附錄附圖1-附圖8求解。計(jì)算步驟與風(fēng)荷載作用下的步驟完全一樣。3.2 力組合1）控制截面    上柱，其底部I-I截面；下柱，其牛腿頂面II-II和柱底III-III截面。）荷載效應(yīng)組合 組合原則. 由可變荷載效應(yīng)控制的組合：當(dāng)有多個(gè)可變荷載作用時(shí)：當(dāng)只有一個(gè)可變荷

29、載作用時(shí)：. 由永久荷載效應(yīng)控制的組合： 組合種類(lèi)根據(jù)以上原則，對(duì)不考慮抗震設(shè)防的單層廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)，按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行力分析時(shí)，需進(jìn)行以下幾種組合：.由可變荷載效應(yīng)控制的組合：） 1.2永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值+0.91.4(風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值)；） 1.2永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值+0.91.4(風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值)；） 1.2永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值+0.91.4(風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)值)；） 1.2永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4任意一個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值（風(fēng)荷載、吊車(chē)荷載或屋面活荷載）；.由永久荷載效應(yīng)控制的組合：） 1.35永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4(0.6風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值+0.7吊車(chē)荷載標(biāo)準(zhǔn)

30、值+0.7屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值)。3）力組合與相應(yīng)的、；與相應(yīng)的、；與相應(yīng)的、；與相應(yīng)的、。4）力組合注意事項(xiàng)   （1）每次組合，只能以一種力、或?yàn)槟繕?biāo),決定活荷載的取舍，并按這些荷載求得相應(yīng)的其余兩種力。   （2）恒載產(chǎn)生的力在任一種組合中，都必須考慮。   （3）風(fēng)荷載有左風(fēng)與右風(fēng)兩種情況，但對(duì)一種組合只能取二者之一。   （4）吊車(chē)豎向荷載有和，組合時(shí)也只能取二者之一。   （5）吊車(chē)水平荷載有左右兩個(gè)方向，組合時(shí)取二者之一。 &

31、#160; （6）在同一跨，和與不一定同時(shí)發(fā)生，故在組合中有或時(shí)，不一定要有。但在組合中有時(shí)，則必有或，因?yàn)榈踯?chē)水平荷載不可能脫離其豎向荷載而單獨(dú)存在。   （7）在每一種組合中，M、N、V都是相對(duì)應(yīng)的，即是在一樣荷載作用下產(chǎn)生的。此外，在組合或時(shí)，對(duì)于N = 0的力，雖然將其組合并不改變N值，但只要增大了M，也是截面的不利組合。   （8）對(duì)于有多臺(tái)吊車(chē)的廠(chǎng)房,荷載規(guī)規(guī)定：吊車(chē)豎向荷載，對(duì)單跨廠(chǎng)房，最多只考慮2臺(tái)吊車(chē)；多跨廠(chǎng)房最多考慮4臺(tái)。吊車(chē)水平荷載，無(wú)論單跨或多跨廠(chǎng)房，最多只考慮2臺(tái)。同時(shí)又規(guī)定：多臺(tái)吊車(chē)引起的力參與組

32、合時(shí)，對(duì)其力要按下表的規(guī)定進(jìn)行折減。第四節(jié) 柱的設(shè)計(jì)4.1 排架柱的形式柱形選擇應(yīng)考慮廠(chǎng)房柱的承載能力，橫向剛度、吊車(chē)情況、柱高、柱距等因素。一般可參考表2-1和表2-2初定。廠(chǎng)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：外形和構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作方便，但構(gòu)件自重大，材料用量多，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差。主要用于軸心受壓柱、現(xiàn)澆柱與截面高度小于700 mm的裝配式偏心受壓柱。2）工字形截面柱：比矩形柱的自重小，省材料，且承載力與剛度也較大。當(dāng)柱截面高度為700 mm1400 mm時(shí),廣泛應(yīng)用。3）雙肢柱：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(chǔ)上，為了減小自重在

33、中部挖出一些洞而形成。自重輕、省材料、受力合理。但整體剛度差、構(gòu)造較復(fù)雜，一般用于水平荷載較大或柱高較大的廠(chǎng)房中。圖2-284.2 柱截面尺寸的確定柱的截面尺寸要滿(mǎn)足承載力與剛度要求。表2-1給出了6 m柱距滿(mǎn)足剛度要求的柱高柱寬的最小限值，表2-2和表2-3給出了廠(chǎng)房柱的截面形式與參考尺寸，供設(shè)計(jì)時(shí)參考，此外對(duì)工字形截面柱，其翼緣高度不宜小于100 mm，腹板厚度不宜小于80 mm。4.3 柱截面配筋計(jì)算根據(jù)排架力組合得到的各控制截面最不利力M、N、V與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(chēng)配筋。柱計(jì)算長(zhǎng)度L按表2-4確定。4.4 運(yùn)輸與吊裝驗(yàn)算 廠(chǎng)

34、房柱一般為預(yù)制柱，要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸和吊裝的施工階段，因此要進(jìn)行該階段的承載力與裂縫寬度驗(yàn)算。    吊裝方式：有翻身吊和平吊兩種方式。一般采用翻身吊（圖2-29），吊點(diǎn)一般設(shè)在牛腿下邊緣處。    計(jì)算簡(jiǎn)圖：為作用分布荷載的簡(jiǎn)支梁，各部分荷載即自重。    力計(jì)算：取分項(xiàng)系數(shù)，同時(shí)考慮1.5的起吊動(dòng)力系數(shù)，分別求出上柱底截面的、牛腿下邊緣的與下柱跨中最大彎矩截面的，彎矩圖如2-29所示。    如采用翻身吊，吊裝時(shí)截面的受力方向與使用階段一致

35、，按矩形或工字形截面進(jìn)行承載力與裂縫寬度驗(yàn)算。式中為自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以動(dòng)力系數(shù)產(chǎn)生的應(yīng)力。    吊裝階段的裂縫寬度允許值一般取為0.2 mm。圖2-294.5 牛腿設(shè)計(jì) 牛腿為支承吊車(chē)梁或連系梁等構(gòu)件，在廠(chǎng)房柱側(cè)面伸出的懸臂部分。    牛腿的分類(lèi)分為兩類(lèi)    當(dāng)時(shí)，為短牛腿，如圖2-30(a)所示。    當(dāng)時(shí)，為長(zhǎng)牛腿，如圖2-30(b)所示。    其中：豎向荷載作用點(diǎn)到牛腿下部柱

36、邊緣的水平距離。    牛腿根部垂直截面的有效高度。    牛腿的設(shè)計(jì)長(zhǎng)牛腿按懸臂梁計(jì)算力并配筋；短牛腿是變截面的懸臂深梁，其應(yīng)力狀態(tài)與破壞特征不同于懸臂梁，（如圖2-31所示），應(yīng)按下述方法設(shè)計(jì)。圖2-301）截面尺寸的確定 截面寬度一般與柱同寬；    截面高度h按使用階段不開(kāi)裂為控制條件確定；一般先假設(shè)牛腿高度h，再按下列公式驗(yàn)算。圖2-31圖2-32計(jì)算簡(jiǎn)圖    牛腿破壞時(shí)的受力狀態(tài)與計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖2-33所示。

37、60;  正截面承載力計(jì)算    由計(jì)算簡(jiǎn)圖得，牛腿中縱向受拉鋼筋可按三角桁架拉桿的承載力計(jì)算，對(duì)A點(diǎn)取矩由得：，則斜截面承載力    由試驗(yàn)研究知，如牛腿的截面尺寸滿(mǎn)足前述的抗裂要求，又按構(gòu)造要求配置了水平箍筋和彎起鋼筋，則斜截面承載力可得到保證而不必驗(yàn)算。   局部受壓驗(yàn)算    為防止牛腿頂面加載板下混凝土局部受壓破壞，須按下式驗(yàn)算局部抗壓強(qiáng)度，即     式中A局部受壓面積。A=

38、a·b，其a、b分別為加載板的長(zhǎng)度和寬度。    混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。    當(dāng)局部抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算不滿(mǎn)足時(shí)，應(yīng)采用增大加載板面積或在其下面設(shè)置鋼筋網(wǎng)等措施處理。圖2-332）牛腿的構(gòu)造要求 縱向受力鋼筋    外形：宜采用變形鋼筋；   幾何尺寸：應(yīng)滿(mǎn)足圖2-34的要求；其為牛腿外緣至吊車(chē)梁外邊緣的距離，。 鋼筋布置：應(yīng)滿(mǎn)足圖2-34的要求。  水平箍筋   直徑

39、：為6 mm12 mm。  間距：為100 mm150 mm（見(jiàn)圖2-35），且在上部圍水平箍筋總截面面積應(yīng)滿(mǎn)足的要求。 彎起鋼筋    設(shè)置條件：當(dāng)牛腿的剪跨比時(shí)，設(shè)彎筋。    設(shè)置部位：宜布置在牛腿上部之間，如圖2-35所示。  截面面積：應(yīng)滿(mǎn)足與。    根數(shù)與直徑：直徑不小于12 mm，根數(shù)不少于3根。圖2-34 圖2-35第五節(jié) 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)5.1基礎(chǔ)底面尺寸的確定1、軸心受壓基礎(chǔ) 基礎(chǔ)形式如圖2-3

40、6所示，由于軸心受壓假定基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力為均勻分布，其，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下式式中上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力設(shè)計(jì)值。     G基礎(chǔ)自重設(shè)計(jì)值和基礎(chǔ)上土重標(biāo)準(zhǔn)值；     A基礎(chǔ)底面面積；     經(jīng)寬度和深度修正后的地基承載力設(shè)計(jì)值。圖2-36    d為基礎(chǔ)埋置深度，并設(shè)基礎(chǔ)和其上土的重度為（），則，代入上式可得：由上式求得A,先定基礎(chǔ)底面的一個(gè)邊長(zhǎng)a,則可求出另一個(gè)邊長(zhǎng)。一般情況下,軸壓基礎(chǔ)其底面為正方形即。、偏心受壓基礎(chǔ)  假定偏心受壓基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力按線(xiàn)性非均勻分布。如圖2-37所示。基礎(chǔ)底面最大壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值基礎(chǔ)底面最小壓應(yīng)力設(shè)計(jì)值基礎(chǔ)面積，基礎(chǔ)底面面積的彈性抵抗矩，作用于基礎(chǔ)底面德軸向力設(shè)計(jì)值，令，并代入上式得由上式可知：當(dāng)時(shí)，基底全部為壓應(yīng)力，如圖2-37(a)所示；當(dāng)時(shí)，地基反力為三角形（圖2-37(b)）；當(dāng)時(shí)，表明基礎(chǔ)底面將產(chǎn)生部分拉應(yīng)力區(qū)，由于基礎(chǔ)與地基的接觸面是不可能承受拉應(yīng)力的，所以，這部分基礎(chǔ)面積與地基之間是脫離的。（如圖2-37(c)），這時(shí)承受地基反力的基礎(chǔ)面積