第十二章單層廠房排架(新)

1、dd1第十二章第十二章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)單層廠房排架結(jié)構(gòu)12.1 單層廠房的結(jié)構(gòu)組成與布置單層廠房的結(jié)構(gòu)組成與布置12.2 排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析12.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計12.4 柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計計12.5 屋面構(gòu)件屋面構(gòu)件12.6 吊車梁設(shè)計要點吊車梁設(shè)計要點 單層廠房是從事生產(chǎn)及科研等單層廠房是從事生產(chǎn)及科研等工作必不可少的一種房屋形式，它工作必不可少的一種房屋形式，它廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工等多廣泛應(yīng)用于冶金、機(jī)械、化工等多種生產(chǎn)領(lǐng)域，像煉鋼車間、軋鋼車種生產(chǎn)領(lǐng)域，像煉鋼車間、軋鋼車間、鑄造車間、金工車間、鍛壓車間、鑄造車間、金工車間、鍛壓車間、裝配車間以

2、及大型實驗室等；間、裝配車間以及大型實驗室等； 由于這類房屋均有較重由于這類房屋均有較重 的的 設(shè)設(shè)備、產(chǎn)品尺寸大且重，一般不能采備、產(chǎn)品尺寸大且重，一般不能采用多層廠房。用多層廠房。 概述概述 某些工業(yè)生產(chǎn)過程會產(chǎn)生高溫、煙塵、有毒某些工業(yè)生產(chǎn)過程會產(chǎn)生高溫、煙塵、有毒或腐蝕性物質(zhì)，故房屋必須滿足采光、通風(fēng)、排或腐蝕性物質(zhì)，故房屋必須滿足采光、通風(fēng)、排氣、保溫、防護(hù)等要求。氣、保溫、防護(hù)等要求。 廠房首先應(yīng)滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程的需要廠房首先應(yīng)滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程的需要因此，廠房的平面、立面、剖面形式呈現(xiàn)多樣性因此，廠房的平面、立面、剖面形式呈現(xiàn)多樣性 單層廠房的幾個顯著特點單層廠房的幾個

3、顯著特點: 空間尺度大空間尺度大; 荷載數(shù)值大且種類多荷載數(shù)值大且種類多; 受生產(chǎn)因素制約等。受生產(chǎn)因素制約等。12.1.1 12.1.1 單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)種類單層工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)種類按結(jié)構(gòu)材料按結(jié)構(gòu)材料砌體混合結(jié)構(gòu)（砌體混合結(jié)構(gòu)（鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)m15, t 5lQ）m36, t250lQ）（12.1 12.1 單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)組成與布置單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)組成與布置按結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)形式排架結(jié)構(gòu)（等高、不等高、鋸齒形）排架結(jié)構(gòu)（等高、不等高、鋸齒形）剛架結(jié)構(gòu)（兩鉸門架、三鉸門架）剛架結(jié)構(gòu)（兩鉸門架、三鉸門架）鋼鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)混凝土混合結(jié)構(gòu)單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成

4、與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類結(jié)構(gòu)種類等高排架等高排架不等高排架不等高排架鋸齒型排架鋸齒型排架12.1.2 12.1.2 單層排架結(jié)構(gòu)組成單層排架結(jié)構(gòu)組成單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成1）屋面板2）天溝板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊車梁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）屋架下弦橫向支撐14）屋架垂直支撐15）柱間支撐一、柱網(wǎng)布置一、柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)是豎向承重構(gòu)件柱網(wǎng)是豎向承重構(gòu)件縱橫向定位軸線所形縱橫向定位軸線所形成的網(wǎng)格。成的網(wǎng)格。柱距應(yīng)采用柱距應(yīng)采用6 6米或米或6 6米米的倍數(shù)；的倍數(shù)；

5、跨度在跨度在1818米以下采用米以下采用3 3米的倍數(shù)，在米的倍數(shù)，在1818米以米以上采用上采用6 6米的倍數(shù)。米的倍數(shù)。12.1.3 12.1.3 單層排架結(jié)構(gòu)布置單層排架結(jié)構(gòu)布置單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置二、定位軸線二、定位軸線墻、邊柱與縱向定位軸線的關(guān)系：墻、邊柱與縱向定位軸線的關(guān)系：D柱距柱距6 6米、無吊車或米、無吊車或邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線重合，邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線重合，稱封閉結(jié)合。稱封閉結(jié)合。t20Q柱距柱距6 6米、米、邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線之間加邊柱外緣和墻內(nèi)緣與軸線之間加聯(lián)系尺寸聯(lián)系尺

6、寸D=125D=125，稱非封閉結(jié)合。，稱非封閉結(jié)合。tQ5032柱距柱距1212米、或米、或聯(lián)系尺寸聯(lián)系尺寸D=250D=250、500500。tQ50單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置中柱與縱向定位軸線的關(guān)系：中柱與縱向定位軸線的關(guān)系：等高跨等高跨: :上柱中心線與縱向軸線重合上柱中心線與縱向軸線重合單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置h/2h/2A=DtQ20高跨高跨tQ32高跨高跨A=DA=D單柱單柱高低跨高低跨CBA=B+C+DDC

7、BA=B+CtQ20高跨高跨A=B+CA=B+CtQ32高跨高跨A=B+C+DA=B+C+D高低跨高低跨雙柱雙柱墻、柱與橫向定位軸線的關(guān)系：墻、柱與橫向定位軸線的關(guān)系：柱柱伸縮縫和端部處伸縮縫和端部處一般部位處柱中心線與軸線重合一般部位處柱中心線與軸線重合600600600墻墻非承重墻：墻內(nèi)緣與軸線重合非承重墻：墻內(nèi)緣與軸線重合承重墻：承重墻： 墻內(nèi)緣與墻內(nèi)緣與軸線的距軸線的距離為半磚離為半磚或半磚的或半磚的倍數(shù)。倍數(shù)。單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置三、變形縫設(shè)置三、變形縫設(shè)置伸縮縫伸縮縫橫向伸縮縫一般采用雙柱；

8、縱向伸縮縫一般采用單柱。橫向伸縮縫一般采用雙柱；縱向伸縮縫一般采用單柱。沉降縫沉降縫一般不設(shè)。下列情況之一設(shè)：一般不設(shè)。下列情況之一設(shè)：相鄰部位高差很大；相鄰部位高差很大；相鄰跨吊車起重量懸殊；相鄰跨吊車起重量懸殊；下臥土層有很大變化；下臥土層有很大變化；各部分施工時間相差很長。各部分施工時間相差很長?？拐鹂p抗震縫當(dāng)廠房平、立面布置復(fù)雜或結(jié)構(gòu)高度、剛度相差很大時設(shè)置。當(dāng)廠房平、立面布置復(fù)雜或結(jié)構(gòu)高度、剛度相差很大時設(shè)置。單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置四、廠房的剖面布置四、廠房的剖面布置高度高度自室內(nèi)地面至柱頂?shù)母?/p>

9、度應(yīng)為自室內(nèi)地面至柱頂?shù)母叨葢?yīng)為300300的倍數(shù)；的倍數(shù)；自室內(nèi)地面至牛腿的高度應(yīng)為自室內(nèi)地面至牛腿的高度應(yīng)為300300的倍數(shù)；的倍數(shù)；自室內(nèi)地面至吊車軌道的標(biāo)志高度應(yīng)為自室內(nèi)地面至吊車軌道的標(biāo)志高度應(yīng)為600600的倍數(shù)。的倍數(shù)。凈空要求凈空要求屋架下弦與吊車架外輪廓線的距離屋架下弦與吊車架外輪廓線的距離 ；吊車架外緣與柱內(nèi)緣距離吊車架外緣與柱內(nèi)緣距離 mmHC220)75(100)50(802tQmmtQmmB、軌道中心線與縱向軸線的距離軌道中心線與縱向軸線的距離mm750單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置凈

10、空五、支撐布置五、支撐布置柱間支撐柱間支撐作用：保證廠房縱向排架的作用：保證廠房縱向排架的剛度和穩(wěn)定；將水平荷載傳剛度和穩(wěn)定；將水平荷載傳至基礎(chǔ)。至基礎(chǔ)。單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置位置：伸縮縫區(qū)段中央或位置：伸縮縫區(qū)段中央或臨近中央。臨近中央。位置：伸縮縫區(qū)段位置：伸縮縫區(qū)段屋架垂直支撐及水平系桿屋架垂直支撐及水平系桿作用：增加屋架的側(cè)向穩(wěn)定，防止上下弦桿的側(cè)向顫動。作用：增加屋架的側(cè)向穩(wěn)定，防止上下弦桿的側(cè)向顫動。圖圖兩端，三道。兩端，三道。位置：伸縮縫區(qū)段兩端。位置：伸縮縫區(qū)段兩端。屋架下弦橫向水平支撐屋

11、架下弦橫向水平支撐作用：將屋架下弦受到的水平力傳至柱頂。作用：將屋架下弦受到的水平力傳至柱頂。單廠設(shè)計12.1 組成與布置組成與布置12.1 .1結(jié)構(gòu)種類12.1 .2結(jié)構(gòu)組成12.1 .3結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置六、抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁布置六、抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁布置屋架縱向水平支撐屋架縱向水平支撐作用：增強(qiáng)排架間的協(xié)同工作能力。作用：增強(qiáng)排架間的協(xié)同工作能力。位置：屋架兩端部位。位置：屋架兩端部位。屋架上弦橫向水平支撐屋架上弦橫向水平支撐作用：增強(qiáng)屋蓋整體剛度和上弦的側(cè)向穩(wěn)定，將抗風(fēng)柱傳來作用：增強(qiáng)屋蓋整體剛度和上弦的側(cè)向穩(wěn)定，將抗風(fēng)柱傳來的風(fēng)荷載傳給排架柱。的風(fēng)荷載傳

12、給排架柱。圖圖圖圖圖圖（下弦，柱高不小于（下弦，柱高不小于15m，吊車噸位大于，吊車噸位大于50T）位置：伸縮縫區(qū)段兩端。位置：伸縮縫區(qū)段兩端。12.2.1 12.2.1 分析模型分析模型一、計算單元一、計算單元 從整體結(jié)構(gòu)中選取有代從整體結(jié)構(gòu)中選取有代表性的一部分作為計算的對象，表性的一部分作為計算的對象，該部分稱為計算單元。該部分稱為計算單元。 單層工業(yè)廠房是由縱橫向排架組成的空間結(jié)構(gòu)。為方便，單層工業(yè)廠房是由縱橫向排架組成的空間結(jié)構(gòu)。為方便，可簡化為縱、橫向平面排架分別進(jìn)行分析。除進(jìn)行抗震和溫度可簡化為縱、橫向平面排架分別進(jìn)行分析。除進(jìn)行抗震和溫度應(yīng)力分析，縱向排架一般不計算。應(yīng)力分析，

13、縱向排架一般不計算。12.2 12.2 排架結(jié)構(gòu)荷載與內(nèi)力分析排架結(jié)構(gòu)荷載與內(nèi)力分析AB計算單元計算單元12345二、結(jié)構(gòu)簡圖二、結(jié)構(gòu)簡圖柱子下端固接于基礎(chǔ)頂面，橫梁與柱鉸接；柱子下端固接于基礎(chǔ)頂面，橫梁與柱鉸接；橫梁為沒有軸向變形的剛桿。橫梁為沒有軸向變形的剛桿。uEIABlEIuEIlEIuHH用柱截面的幾何形心線代替柱用柱截面的幾何形心線代替柱三、荷載計算三、荷載計算恒載恒載屋蓋自重屋蓋自重上柱自重上柱自重下柱自重下柱自重吊車梁及軌道自重吊車梁及軌道自重活載活載屋面活載屋面活載吊車荷載吊車荷載1F1F形式、大小、作用位置、方向。形式、大小、作用位置、方向。2F3F4FWqq、21風(fēng)荷載風(fēng)

14、荷載1507501F4F1e2F0e4e3F1M1M2M2M恒載下計算簡圖恒載下計算簡圖111eFM440212)(eFeFFM恒載下軸力圖恒載下軸力圖1F421FFF3421FFFF1F21FF 421FFF3421FFFF恒載恒載5M5MmaxMminM活載下計算簡圖活載下計算簡圖155eFM4maxmaxeDMmaxTmaxTW1q2q4minmineDM單廠設(shè)計12.1 組成與布置12.2 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析12.2 .1分析模型分析模型風(fēng)向1s5 . 01h2hSLkWkhWkkwBSW22sinhBwShwBSwBSWkkkkh單廠設(shè)計12.1 組成與布置12.2 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析1

15、2.2 .1分析模型分析模型風(fēng)載風(fēng)載例題：某市郊廠房例題：某市郊廠房計算單元寬度計算單元寬度計算左來風(fēng)時的荷載數(shù)值？計算左來風(fēng)時的荷載數(shù)值？解：（解：（1 1）柱上線荷載計算：查表）柱上線荷載計算：查表z z101.0012.3 z151.14（2 2）柱頂集中風(fēng)荷載計算：查表得）柱頂集中風(fēng)荷載計算：查表得：z z151.1418.22 z201.25吊車荷載吊車荷載豎向荷載豎向荷載橫向水平荷載橫向水平荷載縱向水平荷載縱向水平荷載minmaxDD、maxT0T最大輪壓與最小輪壓最大輪壓與最小輪壓當(dāng)小車吊有額定起重量開到橋架某一極限位置時，在這一側(cè)產(chǎn)當(dāng)小車吊有額定起重量開到橋架某一極限位置時，在

16、這一側(cè)產(chǎn)生的輪壓；與最大輪壓相對應(yīng)的另一側(cè)輪壓稱最小輪壓。生的輪壓；與最大輪壓相對應(yīng)的另一側(cè)輪壓稱最小輪壓。單廠設(shè)計12.1 組成與布置12.2 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析12.2 .1分析模型分析模型K橋式吊車按照使用的繁重程橋式吊車按照使用的繁重程度分為輕級度分為輕級(A1A3)、中級、中級(A4、A5)、重級、重級(A6、A7)和特和特重級重級(A8)四個載荷狀態(tài)。四個載荷狀態(tài)。最大輪壓與最小輪壓最大輪壓與最小輪壓最大輪壓最大輪壓 可從產(chǎn)品目錄可從產(chǎn)品目錄中查得；最小輪壓中查得；最小輪壓 可可由下式確定：由下式確定：maxPminPmaxmin)(21PQgGP單廠設(shè)計12.1 組成與布置12.2

17、 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析12.2 .1分析模型分析模型吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值kkDDmin,max,、iikyPDmaxmax,iikyPDminmin,如果兩臺吊車相同，則如果兩臺吊車相同，則ikyPDmaxmax,maxminmax,min,PPDDkkxP2maxP1maxP1maxP2maxK1K2y2y3y4y1=1B1B2 吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值（小車吊有重物剎車時引起的慣性力）（小車吊有重物剎車時引起的慣性力）傳力過程：小車慣性力傳力過程：小車慣性力大車大車吊車梁吊車梁排架柱排架柱作用位置：吊車梁頂面作用位置：吊車梁頂面作用方向：垂直軌道作用方向：垂

18、直軌道m(xù)axT橫向制動系數(shù)。橫向制動系數(shù)。tQtQtQ7508. 0501610. 01012. 0軟鉤4/ )(gQTi每個輪子上的橫向水平制動力：每個輪子上的橫向水平制動力：iikyTTmax,如果吊車相同如果吊車相同，maxmax,max,PTDTikk同樣，利用影響線可以確定柱子受到的水平力同樣，利用影響線可以確定柱子受到的水平力單廠設(shè)計12.1 組成與布置12.2 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析12.2 .1分析模型分析模型硬鉤硬鉤 0.2 吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值max01 . 0 nPT 按一側(cè)所有制動輪最大輪壓之和的按一側(cè)所有制動輪最大輪壓之和的10%10%確定：確定：（

19、大車行駛中剎車引起的慣性力）（大車行駛中剎車引起的慣性力）作用位置：軌道頂面作用位置：軌道頂面作用方向：沿軌道方向作用方向：沿軌道方向 多臺吊車的組合系數(shù)多臺吊車的組合系數(shù)2 2臺臺輕、中級輕、中級重、特重級重、特重級4 4臺臺輕、中級輕、中級重、特重級重、特重級3 3臺臺輕、中級輕、中級重、特重級重、特重級9 . 095. 085. 085. 08 . 09 . 0對于一層吊車廠房：對于一層吊車廠房： 水平荷載最多考慮水平荷載最多考慮2 2臺；臺；豎向荷載單跨時最多考慮豎向荷載單跨時最多考慮2臺，臺，多跨時，最多考慮多跨時，最多考慮4 4臺。臺。單廠設(shè)計12.1 組成與布置12.2 結(jié)構(gòu)分析

20、結(jié)構(gòu)分析12.2 .1分析模型分析模型 確定構(gòu)件的內(nèi)力控制截面位置和個數(shù)；確定構(gòu)件的內(nèi)力控制截面位置和個數(shù)； 先計算單一荷載作用時的各類內(nèi)力并繪制其內(nèi)力圖。先計算單一荷載作用時的各類內(nèi)力并繪制其內(nèi)力圖。 然后，在綜合考慮各種單一荷載的基礎(chǔ)上，組合、篩選出控然后，在綜合考慮各種單一荷載的基礎(chǔ)上，組合、篩選出控制截面上可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力組。制截面上可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力組。 按照這樣的思路，一個首要的問題是：按照這樣的思路，一個首要的問題是： 應(yīng)能正確地確定橫向排架上單一荷載布置的應(yīng)能正確地確定橫向排架上單一荷載布置的 種類和數(shù)量。其把握的原則是：不遺漏、不種類和數(shù)量。其把握的原則是：不遺漏、不

21、重復(fù)具體情況、具體分析。重復(fù)具體情況、具體分析。12.2.2 12.2.2 等高排架的內(nèi)力計算等高排架的內(nèi)力計算IIIIIIIIIIII 單跨排架時，單一荷載布置數(shù)應(yīng)有8種 若改為等高雙跨，單一荷載布置數(shù)應(yīng)有12種 一、柱的抗側(cè)剛度一、柱的抗側(cè)剛度設(shè)柱頂作用一單位力發(fā)生的位移為設(shè)柱頂作用一單位力發(fā)生的位移為， 代表柱頂發(fā)生單位側(cè)向位移時柱內(nèi)的剪力，代表柱頂發(fā)生單位側(cè)向位移時柱內(nèi)的剪力，定義為柱的抗側(cè)（推）剛度，用定義為柱的抗側(cè)（推）剛度，用D D表示。表示。lEICH031HuEIlEIuHlH) 11(1330nCluIIn HHu單一荷載作用時排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力求解方法單一荷載作用時排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力

22、求解方法單階柱柱頂位移系數(shù)單階柱柱頂位移系數(shù) 二、單階柱頂反力系數(shù)二、單階柱頂反力系數(shù)三、剪力分配法三、剪力分配法柱頂作用集中荷載柱頂作用集中荷載1VFiniVnVniiVF1由平衡條件：由平衡條件：由物理條件：由物理條件：由幾何條件：由幾何條件：可求得：可求得：njjinjjiiDD11/1/1稱為柱稱為柱i i的剪力分配系數(shù)。的剪力分配系數(shù)。單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析2.2 .1分析模型2.2 .2內(nèi)力計算內(nèi)力計算任意荷載作用任意荷載作用5M5MmaxMminMmaxTW1q2q5M5MmaxMminMmaxTW1q2q第一步：在柱頂增加不動鉸支座，查表求出支座反力

23、（第一步：在柱頂增加不動鉸支座，查表求出支座反力（支座反力引起的柱頂剪力）支座反力引起的柱頂剪力）第二步：撤除不動鉸支座，并將支座反力反向施加于柱頂，將所有柱頂水平力代數(shù)第二步：撤除不動鉸支座，并將支座反力反向施加于柱頂，將所有柱頂水平力代數(shù)和按分配系數(shù)分配給各柱頂和按分配系數(shù)分配給各柱頂?shù)谌剑簩⑶皟刹浇Y(jié)果疊加，即得到原柱剪力。繼而求彎矩。第三步：將前兩步結(jié)果疊加，即得到原柱剪力。繼而求彎矩。注意，注意，支座反力由左向右為正，反之為負(fù)；柱頂剪力使構(gòu)件順時針轉(zhuǎn)動為正，反之支座反力由左向右為正，反之為負(fù)；柱頂剪力使構(gòu)件順時針轉(zhuǎn)動為正，反之為負(fù)。正好一致為負(fù)。正好一致 。單廠設(shè)計2.1 組成與布置

24、2.2 結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)分析2.2 .1分析模型2.2 .2內(nèi)力計算內(nèi)力計算2.3 2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計IIIIIIIIIIII2.3.12.3.1控制截面控制截面 構(gòu)件設(shè)計時一般選取若干個可構(gòu)件設(shè)計時一般選取若干個可靠度較低因而對整個構(gòu)件起控制作靠度較低因而對整個構(gòu)件起控制作用的截面進(jìn)行設(shè)計，這些截面稱為用的截面進(jìn)行設(shè)計，這些截面稱為控制截面?？刂平孛妗?.3 2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3.2 2.3.2 荷載組合荷載組合1.21.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+1.4+1.41 1項活荷載標(biāo)準(zhǔn)值項活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （對于單層排架結(jié)構(gòu)，可以采用簡化組合）（對于單層排架結(jié)構(gòu)，可以采用簡化組合

25、）可變荷載效應(yīng)控制可變荷載效應(yīng)控制 1.2 1.2恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+ 1.4+ 1.4 0.90 0.90(2(2項或項或2 2項以上項以上活荷載標(biāo)準(zhǔn)值）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值）永久荷載效應(yīng)控制永久荷載效應(yīng)控制 1.35 1.35恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值+ 1.4+ 1.4所有活荷載的組合值所有活荷載的組合值單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3 .2內(nèi)力組合內(nèi)力組合2.3.3 2.3.3 內(nèi)力組合內(nèi)力組合 最大彎矩（絕對值）及相應(yīng)的軸力和剪力；最大彎矩（絕對值）及相應(yīng)的軸力和剪力； 最大軸力相應(yīng)的彎矩和剪力；最大軸力相應(yīng)的彎矩和剪力；

26、最小軸力及相應(yīng)的彎矩和剪力。最小軸力及相應(yīng)的彎矩和剪力。 注意事項注意事項每一項組合必須包括恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力；每一項組合必須包括恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力；有有T T必有必有D D，有，有D D可以沒有可以沒有T T；組合最大軸力和最小軸力時，組合最大軸力和最小軸力時，軸力為零的軸力為零的項應(yīng)考慮進(jìn)去，以使彎矩絕對值最大。項應(yīng)考慮進(jìn)去，以使彎矩絕對值最大。鋼筋砼鋼筋砼N NM M曲線曲線*單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3 .2內(nèi)力組合2.3 .3截面設(shè)計截面設(shè)計2.3.3 2.3.3 混凝土柱截面設(shè)計混凝土柱截面設(shè)計平腹桿斜腹桿宜用矩形柱；

27、宜用矩形柱；工字形工字形宜用雙肢柱。宜用雙肢柱。一、截面形式一、截面形式宜用工字形柱；宜用工字形柱；或矩形柱；或矩形柱；單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3 .2內(nèi)力組合2.3 .3截面設(shè)計截面設(shè)計二、截面配筋二、截面配筋取最不利內(nèi)力組合，按偏壓構(gòu)件設(shè)計。幾組試算。取最不利內(nèi)力組合，按偏壓構(gòu)件設(shè)計。幾組試算。偏壓構(gòu)件的承載力計算需用到計算長度。偏壓構(gòu)件的承載力計算需用到計算長度。，相應(yīng)的計算長度，相應(yīng)的計算長度 為為 。對兩端為不動鉸支座的構(gòu)件，其臨界荷載為：對兩端為不動鉸支座的構(gòu)件，其臨界荷載為：對于其它支承的構(gòu)件，將其換算為具有與

28、兩端鉸支座相同臨界對于其它支承的構(gòu)件，將其換算為具有與兩端鉸支座相同臨界荷載的受壓構(gòu)件，即荷載的受壓構(gòu)件，即單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3 .2內(nèi)力組合2.3 .3截面設(shè)計截面設(shè)計三、吊裝驗算三、吊裝驗算驗算內(nèi)容驗算內(nèi)容：承載力和裂：承載力和裂縫寬度；縫寬度；荷載荷載：自重，考慮動力系：自重，考慮動力系數(shù)數(shù)1.5；安全等級安全等級：降一級，乘系數(shù)：降一級，乘系數(shù)0.9。如果不滿足，增加吊點或調(diào)整配筋。如果不滿足，增加吊點或調(diào)整配筋。單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3

29、.2內(nèi)力組合2.3 .3截面設(shè)計2.3.4 2.3.4 牛腿設(shè)計牛腿設(shè)計長牛腿長牛腿短牛腿短牛腿一、試驗研究一、試驗研究 應(yīng)力分布應(yīng)力分布: :牛腿上部主拉應(yīng)力跡線基本上與牛腿邊緣平行；牛腿上部主拉應(yīng)力跡線基本上與牛腿邊緣平行；牛腿下部主壓應(yīng)力跡線大致與牛腿下部主壓應(yīng)力跡線大致與abab連線平行；連線平行；牛腿中、下部主拉應(yīng)力跡線是傾斜的。牛腿中、下部主拉應(yīng)力跡線是傾斜的。2.3 .4牛腿設(shè)計牛腿設(shè)計單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3 .2內(nèi)力組合2.3 .3截面設(shè)計2.3 .4牛腿設(shè)計牛腿設(shè)計裂縫開展裂縫開展當(dāng)達(dá)到極限值的當(dāng)達(dá)到極

30、限值的2040%，出現(xiàn)垂直裂縫，出現(xiàn)垂直裂縫；在極限荷載的在極限荷載的4060%，出現(xiàn)第一條斜裂縫，出現(xiàn)第一條斜裂縫；約極限荷載的約極限荷載的80%，突然出現(xiàn)第二條斜裂縫，突然出現(xiàn)第二條斜裂縫。破壞形態(tài)破壞形態(tài)剪切破壞剪切破壞斜壓破壞斜壓破壞彎壓破壞彎壓破壞局部承壓破壞局部承壓破壞截面尺寸截面尺寸二、截面設(shè)計（截面尺寸、截面配筋、構(gòu)造）二、截面設(shè)計（截面尺寸、截面配筋、構(gòu)造）截面高度根據(jù)斜截面抗裂，按下式確定：截面高度根據(jù)斜截面抗裂，按下式確定：作用在牛腿頂部的豎向力標(biāo)準(zhǔn)組合值；作用在牛腿頂部的豎向力標(biāo)準(zhǔn)組合值；作用在牛腿頂部的水平力標(biāo)準(zhǔn)組合值；作用在牛腿頂部的水平力標(biāo)準(zhǔn)組合值；裂縫控制系數(shù)，

31、需作疲勞驗算的牛腿取裂縫控制系數(shù)，需作疲勞驗算的牛腿取0.650.65，其余，其余0.80.8；b b 牛腿寬度，同柱寬；牛腿寬度，同柱寬；a a 考慮安裝偏差考慮安裝偏差20mm20mm，當(dāng)，當(dāng)a0a0取取a=0a=0。為防止局部受壓破壞，加載板尺寸應(yīng)滿足：為防止局部受壓破壞，加載板尺寸應(yīng)滿足：截面配筋截面配筋抵抗豎向力產(chǎn)生的彎矩所需鋼筋抵抗豎向力產(chǎn)生的彎矩所需鋼筋近似取近似取抵抗水平力所需鋼筋抵抗水平力所需鋼筋單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3 .2內(nèi)力組合2.3 .3截面設(shè)計2.3 .4牛腿設(shè)計牛腿設(shè)計構(gòu)造構(gòu)造水平箍筋：水平箍

32、筋：彎起鋼筋：彎起鋼筋：范圍內(nèi)箍筋總面積范圍內(nèi)箍筋總面積不少于不少于應(yīng)設(shè)彎起筋，應(yīng)設(shè)彎起筋，不能用縱向鋼筋兼作彎起鋼筋不能用縱向鋼筋兼作彎起鋼筋面積不少于面積不少于不少于不少于2根，根，單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計排架柱設(shè)計2.3 .1荷載組合2.3 .2內(nèi)力組合2.3 .3截面設(shè)計2.3 .4牛腿設(shè)計牛腿設(shè)計2.4 2.4 柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計柱下獨立基礎(chǔ)設(shè)計獨立基礎(chǔ)形式：獨立基礎(chǔ)形式：杯形基礎(chǔ)杯形基礎(chǔ)(a)(a)、(b)(b)、(c)(c)板肋式基礎(chǔ)（杯口、肋板肋式基礎(chǔ)（杯口、肋板預(yù)制）板預(yù)制）(d)(d)殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)(e)(e)倒圓臺板式基礎(chǔ)倒圓臺板式基礎(chǔ)

33、(f)(f)樁基樁基2.4.1 2.4.1 概述概述a)b)杯口杯底預(yù)制柱c)底板肋d)e)f)單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.4 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計2.4 .2平板式基礎(chǔ)平板式基礎(chǔ)2.4.2 2.4.2 獨立基礎(chǔ)設(shè)計獨立基礎(chǔ)設(shè)計一、地基基礎(chǔ)破壞類型一、地基基礎(chǔ)破壞類型地基破壞地基破壞沖切破壞沖切破壞受彎破壞受彎破壞二、設(shè)計內(nèi)容：二、設(shè)計內(nèi)容：地基計算（確定底板尺寸）地基計算（確定底板尺寸）抗沖切承載力計算（確定基礎(chǔ)高度）抗沖切承載力計算（確定基礎(chǔ)高度）受彎承載力計算（確定底板配筋）受彎承載力計算（確定底板配筋）構(gòu)造（根據(jù)工程經(jīng)驗）構(gòu)造（根據(jù)工程經(jīng)

34、驗）基礎(chǔ)是絕對剛性的；基礎(chǔ)是絕對剛性的；基底某點反力與該點的地基沉降成正比?；啄滁c反力與該點的地基沉降成正比。三、地基計算三、地基計算假定假定軸心受壓基礎(chǔ)軸心受壓基礎(chǔ)afAGFp取取單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.4 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計2.4 .2平板式基礎(chǔ)平板式基礎(chǔ)單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.4 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計2.4 .2平板式基礎(chǔ)平板式基礎(chǔ)偏心受壓基礎(chǔ)偏心受壓基礎(chǔ)令當(dāng) 時，地基承載力應(yīng)滿足：地基承載力應(yīng)滿足：合力作用點距基礎(chǔ)近邊之距合力作用點距基礎(chǔ)近邊之距 單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2

35、 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.4 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計2.4 .2平板式基礎(chǔ)平板式基礎(chǔ)四、抗沖切承載力計算四、抗沖切承載力計算沿柱邊沖切沿變階處沖切NMpnh0450450NMpnh0450450h0h0h0h0bbbtABCDEFh0h0h0h0bbbtABDEFCNMpnh0450450NMpnh0450450h0h0h0h0bbbtABCDEFh0h0h0h0bbbtABDEFC五、受彎承載力計算五、受彎承載力計算短邊方向：短邊方向：長邊方向：長邊方向：Npnh0IAs2As1bhClbCABCD*II*e2IIIIe1偏壓方向時 垂直偏壓方向時 六、構(gòu)造要求六、構(gòu)造要求材

36、料材料混凝土：混凝土：C20C20；鋼筋：鋼筋：保護(hù)層厚度保護(hù)層厚度有有100100厚素混凝土墊層時，為厚素混凝土墊層時，為3535；沒有墊層時為；沒有墊層時為7070。插入深度插入深度1h2h1h應(yīng)滿足應(yīng)滿足表表12-1312-13的要求（與柱截面形式和截面尺寸有關(guān)）的要求（與柱截面形式和截面尺寸有關(guān)）縱筋錨固要求縱筋錨固要求單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.4 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計基礎(chǔ)設(shè)計2.4 .2平板式基礎(chǔ)平板式基礎(chǔ)杯底厚度杯底厚度 、杯壁厚度、杯壁厚度見表見表12-1412-14。杯壁配筋杯壁配筋柱軸心或小偏心受壓且柱軸心或小偏心受壓且時可不配筋；時

37、可不配筋；，大偏心受壓且，大偏心受壓且柱軸心或小偏心受壓且柱軸心或小偏心受壓且時可按表時可按表構(gòu)造配筋；構(gòu)造配筋；其它情況按計算配筋。其它情況按計算配筋。1h2h2.5.1 2.5.1 概述概述屋面板屋面板屋架（屋面梁）屋架（屋面梁）無檁體系無檁體系檁條檁條屋架（屋面梁）屋架（屋面梁）有檁體系有檁體系瓦（瓦楞鐵皮、石棉瓦、波形鋼板、鋼絲網(wǎng)水泥板）瓦（瓦楞鐵皮、石棉瓦、波形鋼板、鋼絲網(wǎng)水泥板）2.5 2.5 屋面構(gòu)件屋面構(gòu)件2.5.2 2.5.2 屋架設(shè)計屋架設(shè)計69一、屋架種類一、屋架種類混凝土屋架混凝土屋架鋼筋混凝土三角形屋架鋼筋混凝土三角形屋架鋼筋混凝土折線形屋架鋼筋混凝土折線形屋架預(yù)應(yīng)力

38、混凝土折線形屋架預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架預(yù)應(yīng)力混凝土梯形屋架預(yù)應(yīng)力混凝土梯形屋架預(yù)應(yīng)力混凝土直腹桿屋架預(yù)應(yīng)力混凝土直腹桿屋架鋼屋架鋼屋架組合屋架組合屋架三角形鋼屋架三角形鋼屋架梯形鋼屋架梯形鋼屋架矩形鋼屋架矩形鋼屋架曲拱鋼屋架曲拱鋼屋架單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.5 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計2.5 屋面構(gòu)件屋面構(gòu)件2.5 .2屋架設(shè)計屋架設(shè)計一、種類一、種類二、屋架形式與桿件尺寸要求二、屋架形式與桿件尺寸要求高跨比高跨比1/101/101/61/6，外形應(yīng)接近簡支梁的彎矩圖。，外形應(yīng)接近簡支梁的彎矩圖。混凝土屋架混凝土屋架節(jié)間長度：上弦節(jié)間長度：上弦3 3米、

39、米、4.54.5米、米、6 6米；下弦米；下弦4.54.5米、米、6 6米；米；桿件尺寸：桿件尺寸： 上弦不小于上弦不小于200200180180；下弦不小于；下弦不小于200 200 140140；腹；腹桿不小于桿不小于100 100 100100；長細(xì)比不大于；長細(xì)比不大于4040（拉）、（拉）、3535（壓）（壓）鋼屋架鋼屋架節(jié)間長度：上弦節(jié)間長度：上弦1.51.5米或米或3 3米，有檁體系米，有檁體系0.80.83m3m；下弦；下弦3 3米；米；長細(xì)比：受壓長細(xì)比：受壓150150；受拉；受拉350350（250250）單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.5

40、 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計2.5 屋面構(gòu)件屋面構(gòu)件2.5 .2屋架設(shè)計屋架設(shè)計一、種類二、形狀與尺寸二、形狀與尺寸2.2.荷載組合荷載組合恒載恒載+ +全跨活載；全跨活載；恒載恒載+ +半跨活載；半跨活載；屋架與支撐自重屋架與支撐自重+ +半跨屋面板自重半跨屋面板自重+ +施工荷載。施工荷載。3.3.內(nèi)力內(nèi)力上弦：彎矩和軸向壓力；上弦：彎矩和軸向壓力；腹桿和下弦：軸力。腹桿和下弦：軸力。三、屋架內(nèi)力分析三、屋架內(nèi)力分析自重（建筑層、屋面板、屋架、支撐）自重（建筑層、屋面板、屋架、支撐）活載（屋面活載、雪載、積灰載）活載（屋面活載、雪載、積灰載）施工荷載施工荷載1.荷載荷載活載：屋面活載與雪載較

41、大者活載：屋面活載與雪載較大者+積灰載積灰載4.4.計算模型計算模型按多跨折線連續(xù)梁計算上弦彎按多跨折線連續(xù)梁計算上弦彎矩（主彎矩）和各支座反力；矩（主彎矩）和各支座反力；將支座反力將支座反力R R反作用于屋架相應(yīng)節(jié)點，反作用于屋架相應(yīng)節(jié)點，按鉸接按鉸接桁架計算桿件軸力。桁架計算桿件軸力。5. 5. 計算模型的誤差及措施計算模型的誤差及措施鉸接（對腹桿的影響不大）鉸接（對腹桿的影響不大）實際上，由于腹桿的變形，使上弦節(jié)點產(chǎn)生位移，從而使在實際上，由于腹桿的變形，使上弦節(jié)點產(chǎn)生位移，從而使在上弦桿中引起附加彎矩，稱為次彎矩。上弦桿中引起附加彎矩，稱為次彎矩。上弦節(jié)點為不動鉸支座上弦節(jié)點為不動鉸支

42、座措施：將上弦桿和端部斜桿的截面（鋼結(jié)構(gòu)）或配筋量（混措施：將上弦桿和端部斜桿的截面（鋼結(jié)構(gòu)）或配筋量（混凝土結(jié)構(gòu)）適當(dāng)增加。凝土結(jié)構(gòu)）適當(dāng)增加。單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.5 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計2.5 屋面構(gòu)件屋面構(gòu)件2.5 .2屋架設(shè)計屋架設(shè)計一、種類二、形狀與尺寸三、內(nèi)力分析三、內(nèi)力分析單廠設(shè)計2.1 組成與布置2.2 結(jié)構(gòu)分析2.3 排架柱設(shè)計2.5 .1概述2.4 基礎(chǔ)設(shè)計2.5 屋架構(gòu)件屋架構(gòu)件2.5 .2屋架設(shè)計2.5.3 2.5.3 屋面其他構(gòu)件屋面其他構(gòu)件一、屋面板一、屋面板二、檁條二、檁條三、托架三、托架四、天窗架四、天窗架2.5 .3 屋面其它構(gòu)件屋面其它構(gòu)件2.6.1 2.6.1 概述概述2.6