混凝土與砌體結構設計—單層廠房10級2

1、M1M1MM排架在荷載作用下的計算簡圖排架在荷載作用下的計算簡圖恒荷載作用M6M6M6M6屋架活荷載作用排架在荷載作用下的計算簡圖排架在荷載作用下的計算簡圖吊車豎向荷載作用MmaxMminDmax作用在左柱作用在左柱MminMmaxDmax作用在右柱作用在右柱排架在荷載作用下的計算簡圖排架在荷載作用下的計算簡圖吊車橫向水平荷載作用Tmax向左作用向左作用Tmax向右作用向右作用TmaxTmaxTmaxTmax排架在荷載作用下的計算簡圖排架在荷載作用下的計算簡圖風荷載作用左風作用左風作用右風作用右風作用q1q2Wq2W以上計算簡圖如何進行內力分析和計算？q1三、內力計算三、內力計算用剪力分配法計

2、算等高排架用剪力分配法計算等高排架等高排架等高排架在荷載作用下，各排架柱在荷載作用下，各排架柱柱頂水平位移相等柱頂水平位移相等的排架。的排架。不等高排架不等高排架 在荷載作用下，各排架柱在荷載作用下，各排架柱柱頂水平位移不相等柱頂水平位移不相等的排架。的排架。等高排架等高排架不等高排架不等高排架用剪力分配法計算等高排架用剪力分配法計算等高排架luuIIn,HH,)n(C 1113301u 1、單階懸臂柱的抗側移剛度、單階懸臂柱的抗側移剛度llIECHnIEHuc033c3)11(1 311u1要使柱頂產(chǎn)生單位水平要使柱頂產(chǎn)生單位水平位移，需在柱頂施加位移，需在柱頂施加1/u的水平力。的水平力。

3、u1反映了柱抵抗側移的能反映了柱抵抗側移的能力，稱為力，稱為抗側移剛度抗側移剛度，記作記作D0。用剪力分配法計算等高排架用剪力分配法計算等高排架aaD0FF1、單階懸臂柱的抗側移剛度、單階懸臂柱的抗側移剛度 某單階懸臂柱，抗側移剛某單階懸臂柱，抗側移剛度為度為D0，欲使柱頂產(chǎn)生大小為，欲使柱頂產(chǎn)生大小為a的水平側移，需施加水平力的水平側移，需施加水平力的大小的大小F= 。 aD0 某單層廠房排架，柱抗側某單層廠房排架，柱抗側移剛度為移剛度為D01和和D02，欲使排架，欲使排架產(chǎn)生大小為產(chǎn)生大小為a的水平側移，需的水平側移，需施加水平力的大小施加水平力的大小F= 。 D01D02aaF2、柱頂作

4、用水平集中力時的剪力分配、柱頂作用水平集中力時的剪力分配用剪力分配法計算等高排架用剪力分配法計算等高排架D01D02D03uuuF無軸向變形無軸向變形無軸向變形無軸向變形FFVVV321FuDuDuD0302010i030201DFDDDFu010i1DDFV020i2DDFV030i3DDFVuDV011uDV022uDV033F1F2F3010i1DDFV020i2DDFV030i3DDFVF1F2F3用剪力分配法計算等高排架用剪力分配法計算等高排架2、柱頂作用水平集中力時的剪力分配、柱頂作用水平集中力時的剪力分配iD0nD0iD01FFDDFVii00ii?i3、任意荷載作用時的剪力分配

5、、任意荷載作用時的剪力分配用剪力分配法計算等高排架用剪力分配法計算等高排架TmaxTmaxABTmaxTmaxABTmaxTmaxABBARR BARR TmaxTmaxABBARR ATmaxARBTmaxBRRA、RB可可由附圖查出由附圖查出3、任意荷載作用時的剪力分配、任意荷載作用時的剪力分配TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR 用剪力分配法計算等高排架用剪力分配法計算等高排架 在排架柱頂附在排架柱頂附加不動鉸支座以加不動鉸支座以阻止水平位移，阻止水平位移，求出水平反力求出水平反力R。得到得到VA1、VB1 撤銷附加的撤銷附加的不動鉸支座，不動鉸

6、支座，取消荷載，將取消荷載，將反力反力R反向反向施加施加于排架柱頂。于排架柱頂。得到得到VA2、VB2 疊加上述兩種疊加上述兩種狀態(tài)下的柱頂剪狀態(tài)下的柱頂剪力，得實際柱頂力，得實際柱頂剪力。按懸臂柱剪力。按懸臂柱分析得排架柱實分析得排架柱實際內力際內力3、任意荷載作用時的剪力分配、任意荷載作用時的剪力分配TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR ATmaxARBTmaxBRA1ARV B1BRV AB)(BARR )(BAA2ARRV)(BAB2BRRVTmaxA2A1AVVVB2B1BVVVAAVBTmaxBV 一單跨排架如圖所示，兩柱截面形狀和尺寸等均

7、相同，上柱一單跨排架如圖所示，兩柱截面形狀和尺寸等均相同，上柱Iu=21.3108mm4，下柱，下柱Il=195.38108mm4。由吊車豎向荷載在牛。由吊車豎向荷載在牛腿頂面處產(chǎn)生的彎矩分別為腿頂面處產(chǎn)生的彎矩分別為M1=462.25kNm，M2=110.75 kNm，求，求兩個排架柱各自的柱底彎矩。兩個排架柱各自的柱底彎矩。 M 1AB390012800M 2提示：提示：3CHMR ) 11(115 . 1323nCHHuluIIn 某金工車間的橫剖面外形尺寸及風荷載體形系數(shù)如圖所示，基本風壓某金工車間的橫剖面外形尺寸及風荷載體形系數(shù)如圖所示，基本風壓值值0=0.45kN/m2，地面粗糙度

8、類別為，地面粗糙度類別為B，上柱高，上柱高3.6m，柱距柱距6m，A柱與柱與B柱相同，上、下柱截面尺寸分別為柱相同，上、下柱截面尺寸分別為400mm400mm和和400mm600mm，用剪力分配法計算風荷載設計值及排架內力設計值。用剪力分配法計算風荷載設計值及排架內力設計值。解：解：一、風荷載設計值一、風荷載設計值1、作計算簡圖、作計算簡圖2、求均布風荷載設計值、求均布風荷載設計值q1、q23、求柱頂集中風荷載設計值、求柱頂集中風荷載設計值W二、風荷載作用下內力計算二、風荷載作用下內力計算1、加不動鉸支座，求其反力、加不動鉸支座，求其反力2、撤銷不動鉸支座，在排架柱頂施加、撤銷不動鉸支座，在排

9、架柱頂施加反向反力反向反力3、疊加、疊加1、2得真實柱頂剪力得真實柱頂剪力4、根據(jù)求得的柱頂剪力作彎矩圖和剪、根據(jù)求得的柱頂剪力作彎矩圖和剪力圖力圖1.0TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR 排架同時受到多種荷載作用，對任一種荷載作用下排架結構的排架同時受到多種荷載作用，對任一種荷載作用下排架結構的內力均可通過內力均可通過剪力分配法剪力分配法算得，后可通過算得，后可通過疊加疊加得多種荷載作用下排得多種荷載作用下排架內力。架內力。用剪力分配法計算等高排架用剪力分配法計算等高排架四、內力組合四、內力組合 在排架所受的多種荷載中，除結構自重為恒載外，其余均在

10、排架所受的多種荷載中，除結構自重為恒載外，其余均為活載。多種活載同時作用在結構上，又同時使其內力達到最大為活載。多種活載同時作用在結構上，又同時使其內力達到最大值的概率極小，因此對活荷載來說，應引入值的概率極小，因此對活荷載來說，應引入荷載組合系數(shù)荷載組合系數(shù)c，考慮考慮荷載組合荷載組合的問題。的問題。 通過以上方法可求得排架任意截面任意截面的內力，截面設通過以上方法可求得排架任意截面任意截面的內力，截面設計時取用計時取用何截面何截面內力？內力？控制截面控制截面的概念。的概念。 在每種可能的荷載組合下，通過剪力分配法，都可得出一在每種可能的荷載組合下，通過剪力分配法，都可得出一組內力組內力（M

11、，V，N），），稱為稱為內力組合內力組合，那組內力組合，那組內力組合最不利最不利？1、控制截面、控制截面控制截面：構件某一區(qū)段內對截面配筋起控制作用的截面上上 柱柱下下 柱柱 一般上柱底面一般上柱底面I-I截面截面（牛腿頂面）（牛腿頂面）內力最大，故一般內力最大，故一般I-I截面截面為上柱的控為上柱的控制截面制截面 一般下柱頂面一般下柱頂面-截面截面（牛腿（牛腿頂面以下截面）和頂面以下截面）和-截面截面（基礎（基礎頂面以上截面）內力較大，為下柱的頂面以上截面）內力較大，為下柱的控制截面，同時控制截面，同時-截面截面也是基礎也是基礎設計的依據(jù)設計的依據(jù)2、荷載組合、荷載組合恒載恒載屋面活載屋面活

12、載吊車豎向活載吊車豎向活載風載風載以上荷載可能出現(xiàn)的荷載組合有若干種，如：以上荷載可能出現(xiàn)的荷載組合有若干種，如：+ ？對各荷載組合，控制截面內力如何計算？對各荷載組合，控制截面內力如何計算？ ？哪個荷載組合得出的內力組合（？哪個荷載組合得出的內力組合（M、N、V）最不利？）最不利？吊車橫向水平活載吊車橫向水平活載 ？對各荷載組合，控制截面內力如何計算？對各荷載組合，控制截面內力如何計算？ 建筑結構荷載規(guī)范建筑結構荷載規(guī)范規(guī)定，對于一般排架、框架結構，可采規(guī)定，對于一般排架、框架結構，可采用簡化規(guī)則，在下列荷載效應組合中取不利值確定：用簡化規(guī)則，在下列荷載效應組合中取不利值確定：（1）由可變荷

13、載效應控制的組合）由可變荷載效應控制的組合“恒荷載恒荷載”+ +任一種任一種“活荷載活荷載”“恒荷載恒荷載”+ +0.9（任意兩種或兩種以上（任意兩種或兩種以上“活荷載活荷載”）Q1KQ1GKGSSSQiKQi1GKG9 . 0SSSni（2）由永久荷載效應控制的組合）由永久荷載效應控制的組合“恒荷載恒荷載”+ +ci（任意兩種或兩種以上（任意兩種或兩種以上“活荷載活荷載”）QiKciQi1GK35. 1SSSni？哪個荷載組合得出的內力組合（？哪個荷載組合得出的內力組合（M、N、V）最不利？）最不利？排架柱是排架柱是偏心受壓構件偏心受壓構件大偏心受壓構件大偏心受壓構件小偏心受壓構件小偏心受壓

14、構件M越大，越大，N越小越危險越小越危險M越大，越大，N越大越危險越大越危險軸壓軸壓純彎純彎故一般考慮以下四種內力組合：故一般考慮以下四種內力組合：（1）+Mmax及相應的及相應的N和和V（2）-Mmin及相應的及相應的N和和V（3）Nmax及相應的及相應的M和和V（4）Nmin及相應的及相應的M和和V由于柱一般為對稱配筋，故（由于柱一般為對稱配筋，故（1）（2）可合并為：）可合并為：VNM和及相應的max內力組合內力組合：根據(jù)各種荷載可能同時出現(xiàn)的情況，求出在：根據(jù)各種荷載可能同時出現(xiàn)的情況，求出在某些荷某些荷載作用下載作用下柱控制截面柱控制截面可能產(chǎn)生的最不利內力可能產(chǎn)生的最不利內力，作為

15、柱和基礎配，作為柱和基礎配筋計算的依據(jù)。筋計算的依據(jù)。內力組合必須以以上內力組合必須以以上四種組合四種組合為目標，結果源自各種為目標，結果源自各種荷載組合荷載組合下計算得的內力。下計算得的內力。3、內力組合、內力組合-控制截面控制截面內力組合內力組合荷載組合荷載組合+Mmax及相應的及相應的N和和V-Mmin及相應的及相應的N和和VNmax及相應的及相應的M和和VNmin及相應的及相應的M和和V+Mmax及相應的及相應的N和和V-Mmin及相應的及相應的N和和VNmax及相應的及相應的M和和VNmin及相應的及相應的M和和V+Mmax及相應的及相應的N和和V-Mmin及相應的及相應的N和和VN

16、max及相應的及相應的M和和VNmin及相應的及相應的M和和V荷載類型荷載類型荷載編號荷載編號恒荷載恒荷載活荷載活荷載M、V、N圖圖M、V、N圖圖M、V、N圖圖M、V、N圖圖 M、V、N圖圖荷載荷載+0.9（任意兩種或兩種以上活載）（任意兩種或兩種以上活載）荷載荷載+任一種活載任一種活載內力設計值內力設計值組合項目組合項目組合項目組合項目MNVMNV內力組合表內力組合表內力組合注意事項內力組合注意事項每次組合每次組合以一種內力為目標以一種內力為目標來決定荷載項的取舍。來決定荷載項的取舍。每次組合都必須包括每次組合都必須包括恒荷載恒荷載項。項。當取當取Nmax或或Nmin為組合目標時，應使為組合

17、目標時，應使相應的相應的M絕對值盡可能大絕對值盡可能大。風荷載中有左風和右風兩種，每次組合風荷載中有左風和右風兩種，每次組合只能取其中一種只能取其中一種。吊車豎向荷載吊車豎向荷載Dmax和和Dmin可能作用在同一跨廠房的左柱上，也可能可能作用在同一跨廠房的左柱上，也可能作用在右柱上，兩者只能作用在右柱上，兩者只能選擇一種參加組合選擇一種參加組合。內力組合注意事項內力組合注意事項多臺吊車荷載參與組合時，應考慮多臺吊車荷載參與組合時，應考慮吊車荷載折減系數(shù)吊車荷載折減系數(shù)。由于柱底水平剪力對基礎底面產(chǎn)生彎矩，故對于由于柱底水平剪力對基礎底面產(chǎn)生彎矩，故對于-截面，必須組截面，必須組合合剪力剪力V。

18、T與與D的關系：的關系：有有T必有必有D（實際情況）；有（實際情況）；有D也要有也要有T（求最不利內力所需）（求最不利內力所需）吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載Tmax作用在同一跨內的兩個柱子上，向左或向右，作用在同一跨內的兩個柱子上，向左或向右，只能選取只能選取其中一種參加組合其中一種參加組合。一、柱的形式一、柱的形式矩形矩形工字形工字形雙肢柱雙肢柱通常根據(jù)柱截面高度通常根據(jù)柱截面高度h選取截面形式。選取截面形式。h600mm宜采用矩形截面柱宜采用矩形截面柱600h800采用工字形或矩形截面柱采用工字形或矩形截面柱900h1400宜采用工字形截面柱宜采用工字形截面柱h1400宜采用雙肢柱宜采

19、用雙肢柱二、矩形和工字形截面柱的設計二、矩形和工字形截面柱的設計1、截面尺寸、截面尺寸 柱截面尺寸除應保證柱截面尺寸除應保證承載力承載力要求外，還應保證排架柱具有要求外，還應保證排架柱具有足夠的足夠的剛度剛度，以防止廠房橫向和縱向變形過大，影響廠房的正，以防止廠房橫向和縱向變形過大，影響廠房的正常使用。常使用。 根據(jù)剛度要求，根據(jù)剛度要求，6m柱距廠房柱和露天棧橋柱的最小截面尺柱距廠房柱和露天棧橋柱的最小截面尺寸可參考表寸可參考表12-3。 根據(jù)荷載組合求得的內力組合（根據(jù)荷載組合求得的內力組合（M、V、N），按），按鋼筋混凝土鋼筋混凝土偏心受壓構件偏心受壓構件進行截面設計計算，一般為進行截面

20、設計計算，一般為對稱配筋對稱配筋。其中計算長度。其中計算長度l0按表按表12-4取用。取用。2、截面設計、截面設計大小偏心的判別？大偏心時大小偏心的判別？大偏心時As=As=? 小偏心時小偏心時As=As=?（上冊第（上冊第5章）章）3、吊裝驗算、吊裝驗算排架柱平臥預制排架柱翻身起吊排架柱平臥起吊平吊和翻身吊驗算時有何異同？（施工方便、滿足承載力和裂縫限值平吊和翻身吊驗算時有何異同？（施工方便、滿足承載力和裂縫限值要求等角度）要求等角度）AsAsAsAs單點起吊多點起吊 單點起吊吊裝驗算時，最不利受力單點起吊吊裝驗算時，最不利受力階段為吊點剛離開地面時，此時柱底端階段為吊點剛離開地面時，此時柱

21、底端擱置在地面上，柱為在其自重下的擱置在地面上，柱為在其自重下的受彎受彎構件構件。 由此時的計算簡圖可知，一般可取由此時的計算簡圖可知，一般可取上柱柱底上柱柱底、牛腿根部牛腿根部和和下柱跨中下柱跨中三個控三個控制截面。制截面。根據(jù)排架柱的長度，可采取根據(jù)排架柱的長度，可采取單點起吊單點起吊和和多點起吊多點起吊方案。方案。吊裝驗算時，應注意：吊裝驗算時，應注意：1、考慮施工振動，柱、考慮施工振動，柱自重應乘以動自重應乘以動力系數(shù)力系數(shù)1.5。2、吊裝驗算為臨時性驗算，構件、吊裝驗算為臨時性驗算，構件安安全等級可全等級可較其使用階段的安全等級較其使用階段的安全等級降降低一級低一級。3、吊裝時，、吊

22、裝時，混凝土強度混凝土強度一般一般按設計按設計強度的強度的70%考慮考慮。即：吊裝時，混。即：吊裝時，混凝土強度不得低于設計強度的凝土強度不得低于設計強度的70%。6、多點起吊時多點起吊時，吊裝方法應，吊裝方法應與施工單位共同商定并進行相應的驗與施工單位共同商定并進行相應的驗算算。4、吊裝驗算包括、吊裝驗算包括承載力承載力和和裂縫控制裂縫控制驗算。（上冊第驗算。（上冊第3和第和第8章）章）5、吊裝驗算配筋不足時，、吊裝驗算配筋不足時，可在局部區(qū)段加配短鋼筋可在局部區(qū)段加配短鋼筋。牛腿高度：牛腿高度：h牛腿根部有效高度：牛腿根部有效高度：h0（h0=h-as）牛腿端部高度：牛腿端部高度：h1豎向

23、力豎向力FV作用點至下柱邊緣距離：作用點至下柱邊緣距離：a短牛腿短牛腿長牛腿長牛腿ah0ah0三、牛腿設計三、牛腿設計按懸臂梁設計按變截面深梁設計1、牛腿試驗研究結果、牛腿試驗研究結果牛腿上部，主拉應力跡線基本與牛腿牛腿上部，主拉應力跡線基本與牛腿上邊緣平行，且沿長度方向比較均勻。上邊緣平行，且沿長度方向比較均勻。（1）彈性階段）彈性階段牛腿斜邊，主壓應力跡線大致與加載牛腿斜邊，主壓應力跡線大致與加載點點b到牛腿下部與柱的交點到牛腿下部與柱的交點a的連線的連線ab平平行。行。牛腿與上柱交界處有應力集中現(xiàn)象。牛腿與上柱交界處有應力集中現(xiàn)象。（2）裂縫的出現(xiàn)與展開）裂縫的出現(xiàn)與展開F達到破壞荷載的

24、達到破壞荷載的20%40%時，在牛腿頂時，在牛腿頂面與上柱交接處出現(xiàn)豎向裂縫，開展很小，面與上柱交接處出現(xiàn)豎向裂縫，開展很小，影響不大。影響不大。FF達到破壞荷載的達到破壞荷載的40%60%時，在加載板時，在加載板內側附近出現(xiàn)第一條斜裂縫。內側附近出現(xiàn)第一條斜裂縫。FFF達到破壞荷載的達到破壞荷載的80%左右左右時，加載板外側時，加載板外側突然出現(xiàn)第二條斜裂縫，預示牛腿即將破壞。突然出現(xiàn)第二條斜裂縫，預示牛腿即將破壞。所謂不允許出現(xiàn)斜裂縫是指加載板內側的斜所謂不允許出現(xiàn)斜裂縫是指加載板內側的斜裂縫而言，它是確定牛腿截面尺寸的主要依裂縫而言，它是確定牛腿截面尺寸的主要依據(jù)。據(jù)。（3）牛腿的破壞形

25、態(tài)）牛腿的破壞形態(tài)牛腿的破壞形態(tài)主要取決于牛腿的破壞形態(tài)主要取決于a/h0值，主要有三種破壞形態(tài)：值，主要有三種破壞形態(tài)：當當a/h00.75和和縱向受力鋼筋配筋率較低縱向受力鋼筋配筋率較低時時。 第一條斜裂縫出現(xiàn)后，隨荷載增加，不斷第一條斜裂縫出現(xiàn)后，隨荷載增加，不斷向受壓區(qū)延伸，水平縱向受力鋼筋應力隨之增向受壓區(qū)延伸，水平縱向受力鋼筋應力隨之增大并逐漸達到屈服，裂縫外側混凝土繞牛腿與大并逐漸達到屈服，裂縫外側混凝土繞牛腿與柱交點轉動，混凝土壓碎而破壞。柱交點轉動，混凝土壓碎而破壞。當當a/h00.1或或邊緣高度邊緣高度h1較小較小時，發(fā)生時，發(fā)生純剪破壞純剪破壞。 沿加載板內側接近豎直截面

26、的純剪破壞。沿加載板內側接近豎直截面的純剪破壞。 牛腿與下柱交界面上出現(xiàn)一系列短斜裂縫，最牛腿與下柱交界面上出現(xiàn)一系列短斜裂縫，最后牛腿沿此斜裂縫從柱上切下而遭破壞。后牛腿沿此斜裂縫從柱上切下而遭破壞。當當a/h0=0.10.75時，發(fā)生時，發(fā)生斜壓斜壓或或斜拉破壞斜拉破壞。 沿斜裂縫外側出現(xiàn)一批短而細斜裂縫，最終斜沿斜裂縫外側出現(xiàn)一批短而細斜裂縫，最終斜裂縫貫通，混凝土壓碎，導致牛腿破壞。裂縫貫通，混凝土壓碎，導致牛腿破壞。 不出現(xiàn)短斜裂縫，由于主拉應力較大，而在加不出現(xiàn)短斜裂縫，由于主拉應力較大，而在加載板內側出現(xiàn)一條通長斜裂縫，牛腿沿次裂縫破壞。載板內側出現(xiàn)一條通長斜裂縫，牛腿沿次裂縫破

27、壞。斜壓破壞斜壓破壞斜拉破壞斜拉破壞當當加載板過小加載板過小或或混凝土強度過低混凝土強度過低時，由于局部時，由于局部壓應力很大，導致加載板下的混凝土局部壓碎壓應力很大，導致加載板下的混凝土局部壓碎破壞。破壞。（4）牛腿在豎向力和水平拉力共同作用下的受力情況）牛腿在豎向力和水平拉力共同作用下的受力情況由于水平拉力的作用，裂縫將提前出現(xiàn)。由于水平拉力的作用，裂縫將提前出現(xiàn)。由于水平拉力的作用，牛腿承載力有所降低。由于水平拉力的作用，牛腿承載力有所降低。有水平拉力作用的牛腿與沒有水平拉力的牛有水平拉力作用的牛腿與沒有水平拉力的牛腿的破壞規(guī)律相似。腿的破壞規(guī)律相似。2、牛腿設計、牛腿設計確定截面尺寸確

28、定截面尺寸承載力計算承載力計算配筋構造配筋構造確定截面尺寸確定截面尺寸牛腿的截面尺寸應根據(jù)牛腿的截面尺寸應根據(jù)斜裂縫控制條件斜裂縫控制條件和和構造要求構造要求確定。確定。牛腿截面寬度牛腿截面寬度b牛腿截面寬度牛腿截面寬度b：與排架柱寬度相同：與排架柱寬度相同牛腿截面高度牛腿截面高度h：？。：？。牛腿頂面長牛腿頂面長：e+B+C1（C1100mm）eBC1牛腿外邊緣高度牛腿外邊緣高度h1：不應太小，否：不應太小，否則將發(fā)生剪切破壞，則將發(fā)生剪切破壞，h1不應小于不應小于h/3，且不應小于且不應小于200mm。傾角傾角：不應太大，不應大于：不應太大，不應大于45（一般?。ㄒ话闳?5 ）h1h1eB

29、C1確定截面尺寸確定截面尺寸牛腿截面高度牛腿截面高度h由斜裂縫控制要求決定。由斜裂縫控制要求決定。00tkvkhkVK5 . 0)5 . 01 (habhfFFF裂縫控制系數(shù)裂縫控制系數(shù)按荷載標準組合計算的豎向力值、按荷載標準組合計算的豎向力值、水平拉力值水平拉力值豎向力作豎向力作用點至下用點至下柱邊緣的柱邊緣的水平距離水平距離 此外，此外，牛腿加載板尺寸牛腿加載板尺寸不能過小，否則將導致加載板處局部承壓不能過小，否則將導致加載板處局部承壓能力不足。能力不足。cvk75. 0fAF 若局部受壓驗算不滿足，可采取若局部受壓驗算不滿足，可采取加大受壓面積加大受壓面積、提高混凝土強度等提高混凝土強度

30、等級級、或、或設置鋼筋網(wǎng)片設置鋼筋網(wǎng)片等措施。等措施。承載力計算承載力計算縱向受拉鋼筋縱向受拉鋼筋視為水平拉桿視為水平拉桿豎向力作用點至牛豎向力作用點至牛腿根部的斜向混凝腿根部的斜向混凝土視為斜壓桿土視為斜壓桿)(shvsyazFaFzAfsyAfFABAB:0BM085. 0hz yh0s0yvs)85. 01 (85. 0fFhahfaFA0.2yh0yvs2 . 185. 0fFhfaFA（當（當a0.3h0時，取時，取0.3h0）azas配筋構造配筋構造縱向受拉鋼筋縱向受拉鋼筋級別級別直徑直徑配筋率配筋率根數(shù)根數(shù)宜采用宜采用HRB335級或級或HRB400（RRB400）級）級不應小于

31、不應小于12mm承受豎向力的縱筋配筋率不應小于承受豎向力的縱筋配筋率不應小于0.2%，也不，也不宜大于宜大于0.6%承受豎向力的縱筋不宜少于承受豎向力的縱筋不宜少于4根，承受水平拉力根，承受水平拉力的水平錨筋不宜少于的水平錨筋不宜少于2跟跟布置布置平行于牛腿頂面，直通至牛腿外邊緣，再沿斜邊平行于牛腿頂面，直通至牛腿外邊緣，再沿斜邊下彎，不得作為彎起鋼筋下彎，不得作為彎起鋼筋錨固錨固一端沿牛腿下邊緣下彎，伸入下柱內一端沿牛腿下邊緣下彎，伸入下柱內150mm后后截斷；另一端伸入柱內，并有足夠的錨固長度截斷；另一端伸入柱內，并有足夠的錨固長度箍箍 筋筋直徑直徑間距間距配筋量配筋量設置條件設置條件應取

32、用應取用612mm100150mm上部上部2h0/3范圍內的水平箍筋總截面面積不應小范圍內的水平箍筋總截面面積不應小于承受豎向力的水平縱筋截面面積的于承受豎向力的水平縱筋截面面積的1/2當當a/h00.3時，宜設置彎起鋼筋時，宜設置彎起鋼筋級別級別宜采用宜采用HRB335或或HRB400級級位置位置彎起鋼筋與豎向力作用點到牛腿下邊緣連線的彎起鋼筋與豎向力作用點到牛腿下邊緣連線的交點應位于該連線上部交點應位于該連線上部1/61/2范圍內范圍內彎起鋼筋彎起鋼筋配筋量配筋量截面面積不應少于承受豎向力的水平縱筋截面面積不應少于承受豎向力的水平縱筋截面面積的截面面積的1/2，根數(shù)不少于，根數(shù)不少于2根根

33、直徑直徑不宜小于不宜小于12mm地基地基上部荷載上部荷載 基基 礎礎 地地 基基排架柱排架柱-截面?zhèn)鱽斫孛鎮(zhèn)鱽韮攘攘A梁傳來的基礎梁基礎梁傳來的基礎梁自重及上部墻體重自重及上部墻體重單層廠房柱下獨立基礎形式：單層廠房柱下獨立基礎形式：按受力形式分按受力形式分軸心受壓軸心受壓偏心受壓偏心受壓按施工方法分按施工方法分預制基礎預制基礎現(xiàn)澆基礎現(xiàn)澆基礎按埋置深度分按埋置深度分淺埋基礎淺埋基礎深埋基礎深埋基礎一、概述一、概述階梯形基礎階梯形基礎錐形基礎錐形基礎 單層廠房柱下獨立基礎常用形式是單層廠房柱下獨立基礎常用形式是擴展基礎擴展基礎，基礎與預制柱連接部，基礎與預制柱連接部分做成分做成杯口杯口，又

34、稱為，又稱為杯形基礎杯形基礎。根據(jù)剖面形狀可分為。根據(jù)剖面形狀可分為階梯形基礎階梯形基礎和和錐形錐形基礎基礎。 當基礎埋置較深時，為不使預制柱過長和增加柱的種類，常將基礎當基礎埋置較深時，為不使預制柱過長和增加柱的種類，常將基礎上部高度增大，形成上部高度增大，形成短柱短柱，并將杯口升高，做成，并將杯口升高，做成高杯口基礎高杯口基礎。高杯口基礎高杯口基礎 柱下獨立基礎還有柱下獨立基礎還有預制板肋基礎預制板肋基礎、殼體基礎殼體基礎、倒圓臺基礎倒圓臺基礎、倒橢圓臺倒橢圓臺基礎基礎等。但一般不常用。當?shù)鼗鶙l件較差時，一般常采用等。但一般不常用。當?shù)鼗鶙l件較差時，一般常采用樁基礎樁基礎。二、柱下擴展基礎

35、的設計二、柱下擴展基礎的設計確定基礎底面尺寸確定基礎高度底板配筋計算構造處理及繪制施工圖確定基礎底面尺寸 計算基地反力時假定計算基地反力時假定基礎是絕對基礎是絕對剛性剛性且且地基土反力線性分布地基土反力線性分布。 基礎底面尺寸由基礎底面尺寸由地基承載力地基承載力和和地地基變形條件基變形條件確定。確定。在在選定地基持力層選定地基持力層和和埋置深度埋置深度后，鋼砼柱下獨立基礎的設計主要包括：后，鋼砼柱下獨立基礎的設計主要包括： 一般單層工業(yè)廠房的柱下基礎，一般單層工業(yè)廠房的柱下基礎，一般不作地基變形驗算一般不作地基變形驗算。lb柱柱l柱柱lbl變階處變階處變階處變階處軸心受壓基礎AGNpkkk基底

36、反力基底反力afdAGmkdfNAmak偏心受壓基礎kkWkkkwkkbkNNNWMAGNppbkkbkmin,kmax,kkkkNk+GkhwwkkkbkeNhVMMkpk,maxPk,minWMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心受壓基礎blA eGNM)(bkbk6/2lbW )61 (kbkmin,kmax,kbeAGNpp當當eb/6時，時，pk，min0amin,kmax,kk2fppp基底平均反力基底平均反力amaxk,2 . 1fpPk,maxPk,min基底最大反力基底最大反力WMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心受壓基礎blA eGNM)(bkbk6/2l

37、bW )61 (kbkmin,kmax,kbeAGNpp當當e=b/6時，時，pk，min=0Pk,maxamax,kk20fpp基底平均反力基底平均反力amaxk,2 . 1fp基底最大反力基底最大反力Pk,min=0WMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心受壓基礎blA eGNM)(bkbk6/2lbW )61 (kbkmin,kmax,kbeAGNpp當當eb/6時，時，pk，min0 說明基底將產(chǎn)生拉應力，但因基礎與說明基底將產(chǎn)生拉應力，但因基礎與地基接觸面地基接觸面不可能受拉不可能受拉，因此，因此這部分基礎這部分基礎底面與地基間是脫離的底面與地基間是脫離的。Pk,maxPk,

38、maxNbk+Gk的實際作用點的實際作用點aalGNp3)(2kbkmax,kamax,kk2fpp基底平均反力基底平均反力amaxk,2 . 1fp基底最大反力基底最大反力確定基礎底面尺寸Pk,maxPk,minPk,max3aPk,maxamin,kmax,kk2fppp基底平均反力基底平均反力amaxk,2 . 1fp基底最大反力基底最大反力先按軸心受壓基礎確定所需基礎底面面積先按軸心受壓基礎確定所需基礎底面面積A0；將面積將面積A0增大增大20%40%；考慮偏心距大小，初步選定長、短邊尺寸；考慮偏心距大小，初步選定長、短邊尺寸；驗算上二式要求是否滿足，如不滿足，加大截面尺寸，直至滿驗算

39、上二式要求是否滿足，如不滿足，加大截面尺寸，直至滿 足承載力要求。足承載力要求。偏心受壓基礎確定基礎高度基礎高度應滿足基礎高度應滿足構造要求構造要求和和柱與基礎交接處混凝土受沖切承載力柱與基礎交接處混凝土受沖切承載力的要求。的要求。構造要求構造要求：t杯壁厚度杯壁厚度a2基礎邊緣高度基礎邊緣高度h1柱插入深度柱插入深度a1杯底厚度杯底厚度hc柱截面高度柱截面高度h2基礎上階高度基礎上階高度h基礎高度基礎高度 錐形基礎的邊緣高度錐形基礎的邊緣高度a2不宜小于不宜小于300mm，階梯型基礎的每階高度宜為，階梯型基礎的每階高度宜為300500mm。a2也不應小于也不應小于a1。1150hah杯底厚度

40、，杯底厚度，查表查表12-5柱插入深度，有柱插入深度，有3個要求：個要求：（1）表）表12-4（2）滿足柱受力鋼筋錨固要求和柱吊裝時穩(wěn)定性的要求）滿足柱受力鋼筋錨固要求和柱吊裝時穩(wěn)定性的要求（3）h10.05倍柱長倍柱長基礎受沖切承載力驗算基礎受沖切承載力驗算： 基礎高度（或變階處高度）不夠時，柱傳給基礎的荷載將使基礎基礎高度（或變階處高度）不夠時，柱傳給基礎的荷載將使基礎發(fā)生發(fā)生沖切破壞。沖切破壞。 需對需對柱與基礎交接處柱與基礎交接處及及基礎變階處基礎變階處的基礎高度進行驗算。的基礎高度進行驗算。沿柱邊大致呈沿柱邊大致呈4545方向的截面被拉脫方向的截面被拉脫沖切面沖切面柱與基礎交接處柱與

41、基礎交接處aaa基礎變階處基礎變階處aaa 為防止沖切破壞，須使為防止沖切破壞，須使沖切面外的地基反力所產(chǎn)生的沖切力沖切面外的地基反力所產(chǎn)生的沖切力Fl小小于于沖切面處混凝土的受沖切承載力沖切面處混凝土的受沖切承載力。h0?沖切力沖切力FllFsplA 扣除基礎自重扣除基礎自重及上土重后及上土重后的地基的地基土單位面積上的土單位面積上的靜靜反力設計值反力設計值，對偏，對偏心受壓基礎可取最心受壓基礎可取最大地基土單位面積大地基土單位面積凈反力設計值。凈反力設計值。 沖切驗算時取沖切驗算時取用的部分基底面積用的部分基底面積（沖切面積，將基（沖切面積，將基地面積分為四部分，地面積分為四部分，取用取用

42、最不利最不利一側的一側的面積。面積。aaa柱與基礎交接處柱與基礎交接處hAl=？Al=？混凝土的受沖切力承載力混凝土的受沖切力承載力aaa0mthp7 . 0hafhp：受沖切承載力截面高度影響系數(shù)：受沖切承載力截面高度影響系數(shù)tf：混凝土抗拉強度設計值：混凝土抗拉強度設計值0h：截面有效高度，取兩個方向截面：截面有效高度，取兩個方向截面ma：沖切錐體最不利一側的計算長度：沖切錐體最不利一側的計算長度取沖切錐體上邊長取沖切錐體上邊長at和下邊長和下邊長ab的的平均值。平均值。2btmaaa左側圖中，左側圖中，at為柱短邊尺寸（截面寬為柱短邊尺寸（截面寬度），度），ab為柱短邊尺寸為柱短邊尺寸+

43、2h0。柱與基礎交接處柱與基礎交接處lFh有效高度的平均值有效高度的平均值0mthp7 . 0hafFl基礎變階處基礎變階處aaa混凝土的受沖切力承載力混凝土的受沖切力承載力hp：受沖切承載力截面高度影響系數(shù)：受沖切承載力截面高度影響系數(shù)tf：混凝土抗拉強度設計值：混凝土抗拉強度設計值0h左側圖中，左側圖中，at為基礎上階寬，為基礎上階寬，ab為基礎上為基礎上階寬階寬+2h01。ma：沖切錐體最不利一側的計算長度：沖切錐體最不利一側的計算長度取沖切錐體上邊長取沖切錐體上邊長at和下邊長和下邊長ab的的平均值。平均值。2btmaaa有效高度的平均值有效高度的平均值：截面有效高度，取兩個方向截面：

44、截面有效高度，取兩個方向截面左側圖中，左側圖中，at為為 ，ab為為 。ma：沖切錐體最不利一側的計算長度：沖切錐體最不利一側的計算長度取沖切錐體上邊長取沖切錐體上邊長at和下邊長和下邊長ab的的平均值。平均值。2bmaaat0mth7 . 0hafFllFlAps左側圖中，左側圖中，Al為陰影部分面積為陰影部分面積 若基礎地面線落在45線（即沖切破壞錐體）以內時，可不進行沖切驗算。 設計時，一般先根據(jù)構造要求確定基礎高度，然后按沖切驗算，如不滿足，則需增大基礎高度重新驗算，直至滿足。底板配筋計算 在地基在地基凈反力設計值凈反力設計值ps的作的作用下，基礎將在用下，基礎將在兩個方向均向上兩個方

45、向均向上彎曲彎曲。因此需在。因此需在兩個方向均配置兩個方向均配置受力鋼筋受力鋼筋。 配筋計算控制截面一般取配筋計算控制截面一般取柱與柱與基礎交接處基礎交接處或或基礎變階處基礎變階處。 計算兩個方向的彎矩時，把基礎計算兩個方向的彎矩時，把基礎視作視作固定在柱周邊或變階處的四面固定在柱周邊或變階處的四面挑出的倒置的懸臂板挑出的倒置的懸臂板。lb變階處變階處 計算彎矩時，為簡化計算，將基計算彎矩時，為簡化計算，將基礎底板劃分為礎底板劃分為四塊獨立的懸臂板四塊獨立的懸臂板。柱柱h0Ih0 短向的鋼筋一般置于長向鋼筋的短向的鋼筋一般置于長向鋼筋的上面。上面。軸心受壓基礎)2()(241t2tsIalbb

46、pM)2()(241t2tsbbalpMI0yII9 . 0hfMAs）（dhfMhfMAsI0y0y9 . 09 . 0柱柱lb變階處變階處h0Ih0柱邊軸心受壓基礎)2()(241t2tsIalbbpM)2()(241t2tsbbalpMI0yII9 . 0hfMAs）（dhfMhfMAsI0y0y9 . 09 . 0變階處lb變階處變階處h0Ih0偏心受壓基礎)()(2(121I ,maxs,I ,maxs,21IlppppalaMssI0yII9 . 0hfMAs任意截面的彎矩計算公式：任意截面的彎矩計算公式：I-I截面：取截面：取a=at柱邊柱柱lb變階處變階處h0Ih0a)(2()

47、(481mins,maxs,2ppbbalM）（dhfMAsI0y9 . 0偏心受壓基礎任意截面的彎矩計算公式：任意截面的彎矩計算公式：-截面：取截面：取a=at，b=bt柱邊柱柱lb變階處變階處h0Ih0ablb變階處變階處h0Ih0偏心受壓基礎)()(2(121I ,maxs,I ,maxs,21IlppppalaMss任意截面的彎矩計算公式：任意截面的彎矩計算公式：I0yII9 . 0hfMAsI-I截面：取截面：取a=at變階處lb變階處變階處h0Ih0偏心受壓基礎任意截面的彎矩計算公式：任意截面的彎矩計算公式：）（dhfMAsI0y9 . 0-截面：取截面：取a=at，b=bt變階處

48、)(2()(481mins,maxs,2ppbbalM構造要求1、混凝土、混凝土混凝土強度等級不宜低于混凝土強度等級不宜低于C202、鋼、鋼 筋筋底板受力鋼筋一般采用底板受力鋼筋一般采用HRB400、HRB335或或HPB235級級最小直徑不宜小于最小直徑不宜小于8mm，間距不宜大于，間距不宜大于200mm有墊層時，保護層厚度不宜小于有墊層時，保護層厚度不宜小于35mm無墊層時，保護層厚度不宜小于無墊層時，保護層厚度不宜小于70mm基礎底板長邊大于或等于基礎底板長邊大于或等于2.5m時，長邊鋼筋可縮短時，長邊鋼筋可縮短10%，宜交錯布置宜交錯布置3、墊、墊 層層基礎下通常做素混凝土（一般為基礎下通常做素混凝土（一般為C10）墊層）墊層墊層厚度通常為墊層厚度通常為100mm墊層面積比基礎底面面積大，通常每端伸出基礎邊墊層面積比基礎底面面積大，通常每端伸出基礎邊100mm4、插、插 筋筋詳見教材詳見教材P161 已知：某單層多跨廠房預制排架柱的截面為400mm600mm，采用柱下擴展基礎；杯口頂面的