單混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)原理9單層廠房課件

1、 1 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 1.了解單層廠房的結(jié)構(gòu)組成、結(jié)構(gòu)布置原則及構(gòu)件選型。 2.掌握單層廠房排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析及組合方法。 3.掌握單層廠房柱和柱下單獨(dú)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法和基本構(gòu)造要求。 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 2 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第一節(jié) 概 述第二節(jié) 排架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成第三節(jié) 排架結(jié)構(gòu)的布置和構(gòu)件選型第四節(jié) 排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析與組合第五節(jié) 排架柱的設(shè)計(jì)第六節(jié) 柱下單獨(dú)基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 3 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第一節(jié) 概 述1.單層廠房的建筑特點(diǎn)可形成高大的使用空間，易滿足生產(chǎn)工藝要求，便于組織內(nèi)部交通運(yùn)輸，有利于較重生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品放置，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)工業(yè)

2、化，現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械化等。常用鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)。2.工程應(yīng)用廣泛用運(yùn)于冶金、機(jī)械制造、電機(jī)制造、化工以及紡織工業(yè)等建筑。3.排架結(jié)構(gòu)的定義屋架或屋面梁與柱（稱排架柱）為鉸接，而柱與基礎(chǔ)為剛結(jié)的結(jié)構(gòu)體系。 4 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)4.排架結(jié)構(gòu)的類形及選用 多跨排架(如圖)： 跨度較小且生產(chǎn)工藝和使用要求相同或相近的一些車間。 等高排架(如圖)：生產(chǎn)工藝要求相鄰跨高差較小。1)按生產(chǎn)工藝和使用要求分類 單跨排架(如圖)：用于跨度較大，相鄰廠房有較大干擾的車間。 5 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)不等高排架(如圖)： 生產(chǎn)工藝要求相鄰跨高差較大。 6 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 2）按排架結(jié)構(gòu)所用材

3、料分類 鋼筋混凝土-磚排架：由鋼筋混凝土屋架或屋面梁、燒 結(jié)普通粘土磚柱和基礎(chǔ)組成。一 般用于跨度不大于15m，柱頂標(biāo)高 不大于6.6m、無(wú)吊車或吊車起重量 小于5t的中小型廠房。 鋼筋混凝土排架：由鋼筋混凝土的屋架或屋面梁、柱 及基礎(chǔ)組成?？捎糜诳缍炔淮笥?6 m、檐高不大于20 m、吊車起重量 不超過(guò)200t的大部分工業(yè)廠房。 鋼-鋼筋混凝土排架：由鋼屋架、鋼筋混凝土柱和基礎(chǔ) 組成?？捎糜诳缍却笥?6 m、吊車 起重量超過(guò)250t的重型工業(yè)廠房。 7 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第二節(jié) 排架結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成單層裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)廠房的組成（如圖） 8 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)一、屋蓋結(jié)

4、構(gòu)1.屋面板 承受屋面構(gòu)造層重、積灰荷載、雪荷載等，并傳遞給其下的支承構(gòu)件。2.天窗架 承受天窗架上的屋面板及天窗傳來(lái)的荷載，并傳給屋架。3.屋架或屋面梁 承受大型屋面板或檁條、天窗架及懸掛吊車等傳來(lái)的全部屋蓋荷載，并傳至排架柱頂。 9 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)4.托架 承受支承在托架上屋架傳來(lái)的荷載，并傳給支承柱。5.屋蓋支撐 組成：屋架上弦橫向水平支撐、屋架下弦橫向及縱向水平支撐、屋架垂直支撐及水平系桿和天窗架支撐。 作用：承受、傳遞屋架平面外的水平荷載，保證屋架桿件在平面外的穩(wěn)定，增加屋蓋結(jié)構(gòu)的整體剛度。 10 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)二、橫向平面排架 作用：承受廠房結(jié)構(gòu)受到的豎向荷

5、載和橫向水平荷載，并傳給基礎(chǔ)及地基。 組成：橫向柱列、屋架或屋面梁（統(tǒng)稱橫梁）和基礎(chǔ)（如圖）。 11 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)1.排架柱 承受廠房的主要荷載，并傳給基礎(chǔ)。2.基礎(chǔ) 承受排架柱和基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載，并傳遞擴(kuò)散到地基。 橫向平面排架是廠房的基本承力結(jié)構(gòu)，必須進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定其可靠性。 12 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)三、縱向平面排架 組成：縱向柱列、連系梁、吊車梁、柱間支撐及基礎(chǔ)等（如圖）。 作用：保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向剛度和穩(wěn)定性，承受廠房結(jié)構(gòu)受到的縱向水平荷載，并傳給基礎(chǔ)。 13 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)1.連系梁 構(gòu)造：一般為預(yù)制鋼筋混凝土梁，兩端支承在柱外側(cè)牛腿上，用預(yù)埋件

6、或螺栓與牛腿連接。 作用：承受連系梁上墻體及窗重，并傳給排架柱；連系縱向柱列增強(qiáng)廠房縱向剛度。2.吊車梁 作用：承受吊車傳來(lái)的豎向荷載和橫向或縱向水平荷載，并傳給牛腿和橫向或縱向平面排架；連系縱向柱列，增強(qiáng)廠房縱向剛度的作用。 縱向平面排架一般不進(jìn)行計(jì)算，僅采用構(gòu)造措施。但當(dāng)縱向柱子小于7根或需要考慮地震作用時(shí)，就要對(duì)縱向平面排架進(jìn)行計(jì)算。 14 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)四、圍護(hù)結(jié)構(gòu) 由縱墻、橫墻（山墻）、圈梁、基礎(chǔ)梁、抗風(fēng)柱等組成。 抗風(fēng)柱承受廠房端橫墻（山墻）傳來(lái)的風(fēng)荷載，并傳給屋蓋結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)。 15 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)五、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要工作 結(jié)構(gòu)布置。 標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件選型。 排架內(nèi)力

7、分析。 柱和基礎(chǔ)配筋計(jì)算。 繪制結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置圖。 繪制柱和基礎(chǔ)施工圖。 16 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第三節(jié) 排架結(jié)構(gòu)的布置和構(gòu)件選型一、結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)布置 柱網(wǎng)指廠房承重柱的縱向定位軸線（跨度）和橫向定位軸線（柱距）在平面上形成的網(wǎng)格，需根據(jù)生產(chǎn)工藝和使用要求確定。 柱網(wǎng)尺寸一般應(yīng)符合如圖所示要求。 17 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 18 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)變形縫的設(shè)置（1）伸縮縫 作用：減少溫度變化引起廠房的屋面、墻體等開(kāi)裂，影響廠房的正常使用。 間距要求：裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距，在室內(nèi)或土中時(shí)為100 m；在露天時(shí)為70 m。 工程做法：橫向伸縮縫從基礎(chǔ)頂面開(kāi)始

8、，將相鄰兩個(gè)溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件全部分開(kāi)； 19 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 伸縮縫處采用雙柱、雙屋架（屋面梁），縱墻和各構(gòu)件間留出一定寬度的縫隙（如圖）。 縱向伸縮縫是將伸縮縫一側(cè)的屋架或屋面梁用滾軸式支座與柱相連（如圖）。 20 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（2）沉降縫 作用：防止地基沉降影響廠房的使用功能。 設(shè)置情況：廠房相鄰兩部分高差很大（10 m以上）、兩跨間吊車起重量相差較大、地基承載力或土的壓縮性有較大的差異、廠房各部分的施工時(shí)間先后相差較長(zhǎng)時(shí)需考慮設(shè)置。 工程做法：從屋頂至基礎(chǔ)完全分開(kāi)。（3）防震縫 作用：減輕地震對(duì)廠房的震害。 設(shè)置情況：廠房的建筑平面、立面復(fù)雜或結(jié)構(gòu)相鄰部分

9、的剛度、高度相差較大時(shí)需設(shè)置。 工程做法：從基礎(chǔ)頂面開(kāi)始沿廠房全高設(shè)置。 地震區(qū)廠房中設(shè)置的伸縮縫或沉降縫均應(yīng)符合防震縫的要求。 21 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)廠房高度 廠房高度根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備高度、吊車規(guī)格尺寸和起吊運(yùn)行高度以及生產(chǎn)使用、檢修所需的高度確定， 同時(shí)符合建筑模數(shù)的要求。二、構(gòu)件選型及布置1.屋蓋構(gòu)件（1）屋面板 單層廠房常用預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板（如圖）。設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)所需屋面板的形式、尺寸、承載力等，在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)圖中選定其編號(hào)，并在屋面板布置圖中標(biāo)出。施工時(shí)，則按屋面板編號(hào)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖要求進(jìn)行制作。 22 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（2）天窗架 常用鋼筋混凝土天窗架由兩個(gè)三角形剛架在

10、頂節(jié)點(diǎn)處及底部與屋架焊接而成（如圖）。（3）屋面梁和屋架 常用的鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土屋面梁或屋架的形式如圖所示。設(shè)計(jì)和施工時(shí)，可按標(biāo)準(zhǔn)圖的要求選用和制作。 （a）雙坡屋面梁 （b）三角形屋架 23 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) （c）折線形屋架 （d）梯形屋架（4）托架 常用預(yù)應(yīng)力混凝土三角形托架和折線形托架如圖所示。 24 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（5）屋蓋支撐的布置原則 1）屋架上弦橫向水平支撐。 設(shè)置在廠房端部或溫度區(qū)段兩端第一或第二柱間的屋架上弦平面內(nèi)(如圖)。 25 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)2）屋架下弦橫向水平支撐。 設(shè)置在與上弦橫向水平支撐同一柱間的屋架下弦平面內(nèi)(如圖)。

11、26 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)3）屋架下弦縱向水平支撐。 沿屋架下弦端部第一節(jié)間通長(zhǎng)設(shè)置(如圖)。 27 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)4）屋架垂直支撐和水平系桿。 設(shè)置在與橫向支撐相應(yīng)柱間的屋架中部或屋架端部，并在下弦設(shè)置相應(yīng)的通長(zhǎng)水平系桿(如圖)。 28 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)5）天窗架支撐。 設(shè)置在天窗的兩端及具有柱間支撐的柱間(如圖)。 以上各種支撐的具體布置方法及與其他構(gòu)件的連接構(gòu)造，可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集。 29 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)2. 吊車梁、柱及柱間支撐（1）吊車梁 通常采用鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土T型或I型截面吊車梁。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)吊車的工作制或工作級(jí)別、跨度、起重量和臺(tái)

12、數(shù)從相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖中選用，并在結(jié)構(gòu)布置圖中標(biāo)明其編號(hào)。（2）柱 1）排架柱 常用截面形式及選用（如圖） 30 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)(a)矩形截面柱； (b)工字形截面柱； (c)雙肢柱 31 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 矩形截面： 柱的截面高度h500mm時(shí)采用； 矩形或工字形截面：柱的截面高度 h=600mm800mm時(shí)采用； 工字形截面：柱的截面高度h=900mm1200mm 時(shí)采用； 工字形截面柱或雙肢柱：柱的截面高度 h=1300mm1500mm時(shí)采用； 雙肢柱： 柱的截面高度h1600mm時(shí)采用。 截面尺寸 根據(jù)截承載力、剛度及工程經(jīng)驗(yàn)或有關(guān)資料確定。 32 第十一章 單層廠房排

13、架結(jié)構(gòu)2）抗風(fēng)柱 鋼筋混凝土抗風(fēng)柱與山墻、屋架的連接及計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖）。 33 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（3）柱間支撐 1）柱間支撐分類 上柱柱間支撐 下柱柱間支撐2）柱間支撐的位置 上柱柱間支撐：設(shè)置在溫度區(qū)段的兩端與屋蓋 橫向水平支撐相對(duì)應(yīng)的柱間， 以及溫度區(qū)段中部的柱間。 下柱柱間支撐：設(shè)置在溫度區(qū)段的中部，且與 上柱柱間支撐相對(duì)應(yīng)的柱間。3）柱間支撐的作用 承受山墻傳來(lái)的縱向風(fēng)荷載和吊車縱向水平荷 載，并傳至基礎(chǔ)。 提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性。 34 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)4）設(shè)置柱間支撐的情況： 廠房跨度超過(guò)18m，或柱高超過(guò)8m； 設(shè)有重級(jí)工作制吊車，或設(shè)有起重量不小于10t

14、的 中、輕級(jí)工作制吊車； 設(shè)有起重量不小于3t的懸掛吊車； 縱向柱列的總根數(shù)少于7根； 露天吊車棧橋的柱列。 柱間支撐可由標(biāo)準(zhǔn)（通用）圖選用，結(jié)構(gòu)布置圖中標(biāo)出相應(yīng)編號(hào)。 35 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)3. 圈梁和基礎(chǔ)梁（1）圈梁 1）構(gòu)造要求 在墻體的同一水平面上由現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)成封閉狀，并和柱中伸出的預(yù)埋拉筋連結(jié)。截面寬度宜與墻厚相同，當(dāng)墻厚大于240mm時(shí)，其寬度不宜小于2/3墻厚。截面高度不應(yīng)小于120mm 。梁中的縱向鋼筋不應(yīng)少于410，綁扎接頭的搭接長(zhǎng)度按受拉鋼筋考慮，箍筋間距不應(yīng)大于300mm。圈梁兼作過(guò)梁時(shí)，過(guò)梁部分的鋼筋按計(jì)算另行增配。 2）作用 增強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的整體剛度，防

15、止因地基不均勻沉降或較大振動(dòng)作用等對(duì)廠房產(chǎn)生的不利影響。 36 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 3）設(shè)置的原則 無(wú)吊車的磚砌圍護(hù)墻廠房，當(dāng)檐口標(biāo)高為5 m8 m時(shí)，應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道；當(dāng)檐口標(biāo)高大于8 m時(shí)，應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。 無(wú)吊車的砌塊圍護(hù)墻廠房，當(dāng)檐口標(biāo)高為4 m5 m時(shí)，應(yīng)在檐口標(biāo)高處設(shè)置圈梁一道；當(dāng)檐口標(biāo)高大于5 m時(shí)，應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。 設(shè)有吊車或較大振動(dòng)設(shè)備的單層廠房，除在檐口或窗頂標(biāo)高處設(shè)置圈梁外，尚應(yīng)增加設(shè)置數(shù)量。 37 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（2）基礎(chǔ)梁1）作用 支承基礎(chǔ)梁上的圍護(hù)墻，并將圍護(hù)墻重傳給基礎(chǔ)。2）構(gòu)造要求 通常為預(yù)制鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁（如圖）。基礎(chǔ)梁支承處應(yīng)

16、座漿，梁頂面一般位于室內(nèi)地坪以下50mm處，梁底面以下應(yīng)預(yù)留100mm的空隙，以保證基礎(chǔ)梁可隨基礎(chǔ)一起沉降。 基礎(chǔ)梁可從標(biāo)準(zhǔn)（通用）圖集中選用。 38 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)4.基礎(chǔ)1）形式 階形基礎(chǔ)和錐形基礎(chǔ)，統(tǒng)稱杯形基礎(chǔ)（如圖）。 2）特點(diǎn) 構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，適用于地基土質(zhì)較均勻，基礎(chǔ)持力層距地面較淺，地基承載力較大，柱傳來(lái)的荷載不大的一般廠房。 在實(shí)際工程中，可根據(jù)柱傳來(lái)的荷載、地基承載力等采用其他形式的基礎(chǔ)。 39 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第四節(jié) 排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析與組合 計(jì)算目的：獲得排架柱在各種荷載作用下控制截面的最不利內(nèi)力，作為設(shè)計(jì)柱和基礎(chǔ)的依據(jù)。 計(jì)算內(nèi)容：確定計(jì)算簡(jiǎn)圖

17、、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析和內(nèi)力組合。一、計(jì)算簡(jiǎn)圖1.計(jì)算單元 40 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 一般取兩相鄰柱距中線至中線的一段作為計(jì)算單元，如圖中的陰影部分。計(jì)算單元范圍內(nèi)的荷載完全由該單元的橫向排架承擔(dān)。吊車荷載不可按計(jì)算單元考慮。 41 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 2.基本假定3.計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)基本假定，橫向排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖。（1）排架柱下端固接于基礎(chǔ)頂面。（2）排架柱上端與橫梁（屋架或屋面梁的統(tǒng)稱）鉸接。（3）橫梁為軸向變形可忽略不計(jì)的剛性連桿。 42 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)二、荷載計(jì)算 作用于廠房橫向排架上的荷載（如圖）。 恒荷載：屋蓋自重G1、上柱自重G2、下柱自重G3、吊車梁與

18、軌道聯(lián)結(jié)件自重G4等。 活荷載：屋面活荷載Q1、吊車豎向荷載Dmax、吊車橫向水平荷載Tmax、橫向均布風(fēng)荷載q及作用于排架柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載Fw等。 43 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)1. 恒荷載（1）屋蓋自重G1 1）數(shù)值計(jì)算：計(jì)算單元范圍內(nèi)的屋面構(gòu)造層、屋面構(gòu)件及支撐等，根據(jù)工程做法及屋蓋構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖等進(jìn)行計(jì)算。 2）作用位置：以集中力的形式作用于柱頂。采用屋架時(shí)，G1的作用線通過(guò)屋架上、下弦中心線的交點(diǎn)（如圖）；采用屋面梁時(shí)，G1的作用線通過(guò)梁端支承墊板的中心線。 44 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 3）計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖） M1= G1 e1， M1= G1 e2。（2）柱自重G2和G3 1）數(shù)

19、值計(jì)算：按上、下柱的的截面尺寸和高度（下柱包括牛腿）計(jì)算。 45 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 2）作用位置：G2和G3分別作用于上、下柱底部截面中心線處，G2對(duì)下柱截面中心線有 e2（如圖）。 3）計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖）。 46 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（3）吊車梁與軌道聯(lián)結(jié)等自重G4 1）數(shù)值計(jì)算：根據(jù)所選用的構(gòu)配件，由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖集中查得，軌道聯(lián)結(jié)也可按1kN/m2kN/m計(jì)算。 2）作用位置：沿吊車梁的中線作用于牛腿頂面，對(duì)下柱截面中心線有偏心距 e4，(如圖)。 3）計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖）。 47 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 當(dāng)考慮G1 、G2、G3、G4共同作用時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖）， M2=

20、M1+ M2M3。 2.屋面活荷載 屋面活荷載包括屋面積灰荷載、雪荷載及屋面均布活荷載。屋面活荷載Q1的計(jì)算范圍、作用形式及位置同屋蓋自重G1。 48 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（1）屋面積灰荷載 當(dāng)設(shè)計(jì)的廠房在生產(chǎn)過(guò)程中有大量的排灰或與其相鄰時(shí)，應(yīng)考慮屋面積灰荷載。積灰荷載按荷載規(guī)范的規(guī)定取值。（2）雪荷載 屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk按下式計(jì)算： 式中 屋面積雪分布分?jǐn)?shù)，由荷載規(guī)范 查得； 基本雪壓（kN/m2）,按荷載規(guī)范 給出的50年一遇的雪壓采用。 49 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（3）屋面均布活荷載 按荷載規(guī)范的規(guī)定采用。不上人屋面的屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.5kN/ m2。

21、 屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時(shí)組合，僅取兩者中的較大值。積灰荷載應(yīng)與雪荷載或不上人的屋面均布活荷載兩者中的較大值同時(shí)考慮。3.吊車荷載（1）吊車的分類 50 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)按主要承重結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)瘟菏胶蜆蚴剑Ｓ脴蚴降踯?。按吊鉤的種類分： 軟鉤和硬鉤，一般采用軟鉤吊車。按動(dòng)力來(lái)源分： 手動(dòng)和電動(dòng)，多采用電動(dòng)吊車。按運(yùn)行頻繁程度分：輕級(jí)工作制運(yùn)行時(shí)間不超過(guò) 全部 生產(chǎn)時(shí)間15%，如檢修設(shè)備的吊車。重級(jí)工作制運(yùn)行時(shí)間超過(guò)全部生產(chǎn) 時(shí)間40%的，如軋鋼廠吊車。中級(jí)工作制介于輕級(jí)和重級(jí)工作制 之間，使用最多的吊車。 吊車起重量Q的表示：如20/5t，表明吊車主鉤額定起重量為20t，副鉤額定起

22、重量為5t。 51 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（2）吊車組成及運(yùn)行（如圖）（3）吊車豎向荷載Dmax與Dmin 由吊車最大和最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmax與Pmin在兩側(cè)排架柱上產(chǎn)生的吊車最大豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Dmax和最小豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值Dmin，可根據(jù)如圖所示吊車的最不利布置和吊車梁的支座反力影響線計(jì)算確定。 52 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) Pmax與Pmin可根據(jù)吊車型號(hào)、規(guī)格由產(chǎn)品樣本或有關(guān)資料中查得。 53 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 當(dāng)單跨廠房中設(shè)有相同的兩臺(tái)吊車時(shí)，Dmax和Dmin計(jì)算公式為Dmax=Pmaxyi Dmin=Pminyi=式中 yi吊車最不利布置時(shí)，各輪子下影響線 豎向坐標(biāo)

23、值之和，可根據(jù)吊車的寬度 B和輪距K確定。 54 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 計(jì)算吊車豎向荷載時(shí)，應(yīng)按荷載規(guī)范規(guī)定確定參與組合的吊車臺(tái)數(shù)。 吊車豎向荷載的作用位置和計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖），MDmax=Dmax e4 ， MDmin=Dmin e4 。 55 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（4）吊車橫向水平荷載Tmax 當(dāng)小車吊有額定最大重量Q的物件在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的橫向水平慣性力稱為吊車橫向水平荷載。 吊車橫向水平荷載作用在吊車梁的頂面，且同時(shí)作用于吊車兩側(cè)的排架柱上，方向相同（如圖）。 56 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 荷載規(guī)范規(guī)定：吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取橫行小車重量g與額定最大起重量Q之和的

24、百分?jǐn)?shù)，并允許近似地平均分配給大車的各輪。 對(duì)常用的四輪吊車，每個(gè)大車輪引起的橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為 式中 橫向制動(dòng)力系數(shù)，對(duì)軟鉤吊車，當(dāng) Q10t時(shí)，=12%； 當(dāng)Q =1650t 時(shí)，=10%；當(dāng)Q75t時(shí)，=8%； 對(duì)硬鉤吊車，=20%。 57 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 吊車對(duì)排架柱產(chǎn)生的最大橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Tmax，可利用計(jì)算吊車豎向荷載Dmax方法求得（如圖）。 58 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 計(jì)算吊車橫向水平荷載時(shí)，按荷載規(guī)范規(guī)定規(guī)定確定參與組合的吊車臺(tái)數(shù)。 考慮小車往返運(yùn)行，吊車橫向水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖）。 59 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（5）吊車縱向水平荷載Te

25、 吊車縱向水平荷載由大車制動(dòng)引起的慣性力產(chǎn)生，經(jīng)吊車梁傳到縱向柱列或柱間支撐。 荷載規(guī)范規(guī)定：吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Te應(yīng)按作用在一邊軌道上所有剎車輪的最大輪壓Pmax之和的10%采用。對(duì)每側(cè)有一個(gè)制動(dòng)輪的四輪吊車，可按下式計(jì)算 Te=0.1Pmax 計(jì)算吊車縱向水平荷載時(shí)，按荷載規(guī)范規(guī)定確定參與組合的吊車臺(tái)數(shù)。 排架計(jì)算中，對(duì)多臺(tái)吊車的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值和水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以折減系數(shù) 。 60 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 4.風(fēng)荷載Wk=zszWo 橫向排架承擔(dān)的風(fēng)荷載按計(jì)算單元考慮，并按如下兩部分作用于橫向排架結(jié)構(gòu)（如圖）。 1) 柱頂以下均勻分布的q1和q2。 2) 柱頂以上水平集中風(fēng)荷載F

26、w。 排架內(nèi)力分析時(shí)，應(yīng)考慮風(fēng)向改變對(duì)橫向排架受力的影響。 荷載規(guī)范規(guī)定：垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk（kN/m2）按下式計(jì)算： 61 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)三、內(nèi)力分析 單跨等高橫向排架在荷載作用下的內(nèi)力采用實(shí)用方法計(jì)算時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖為柱頂不動(dòng)鉸支排架和柱頂有側(cè)移鉸接排架（如圖）。 62 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)1.柱頂不動(dòng)鉸支排架 恒荷載（G1、G2、G3、G4等）以及屋面活荷載（Q1）作用下，可按柱頂不動(dòng)鉸支排架計(jì)算內(nèi)力。假定橫梁為剛性連桿，可按圖所示單根柱計(jì)算簡(jiǎn)圖分析柱的內(nèi)力。 63 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 將各荷載轉(zhuǎn)換為分別作用在柱頂和牛腿頂面的力矩M1和M2及沿上、

27、下柱軸線作用的集中力后，可按右圖計(jì)算柱的截面彎矩和剪力。 由結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求得在M1和M2分別作用下的柱頂反力R1和R2（如圖）為 64 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 式中 C1柱頂力矩M1作用下的柱頂反力系數(shù)， 由本章相應(yīng)附圖查得； C2牛腿頂面力矩M2作用下的柱頂反力系 數(shù)，由本章相應(yīng)附圖查得。 柱頂反力R1和R2的方向按實(shí)際受力情況確定。當(dāng)求得M1和M2共同作用下的柱頂反力（R= R1+ R2）后，即可按懸臂柱計(jì)算截面彎矩和剪力。 65 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)2.柱頂有側(cè)移鉸接排架（1）吊車豎向荷載作用 吊車豎向荷載Dmax和Dmin同時(shí)分別作用在兩側(cè)柱的內(nèi)力，可由圖a和圖b的內(nèi)力計(jì)算結(jié)

28、果疊加而得。（a）Dmax作用在A柱； （b）Dmin作用在B柱 66 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 對(duì)圖a，Dmax僅對(duì)A柱下柱產(chǎn)生軸向力，故可按如圖所示計(jì)算排架柱的截面彎矩和剪力。 67 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)計(jì)算步驟： 1）在排架柱頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座，按柱頂為不動(dòng)鉸支排架計(jì)算牛腿頂面處MDmax作用下的柱頂反力RDmax和柱的內(nèi)力。此時(shí)RDmax為 柱頂反力系數(shù)C2仍由本章相應(yīng)附圖查得。 2）將柱頂反力RDmax反向作用于有側(cè)移鉸接排架柱頂，得單層單跨對(duì)稱排架柱頂剪力 ，然后按懸臂柱計(jì)算柱的內(nèi)力。 68 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)3）將上述兩步所得柱的內(nèi)力疊加，即得Dmax作用于A柱

29、時(shí)排架柱的內(nèi)力。 同理，可求得吊車豎向荷載Dmin作用在B柱和Dmin作用于A柱、Dmax作用于B柱時(shí)排架柱的內(nèi)力。（2）吊車水平荷載作用 單跨對(duì)稱排架在Tmax作用下的各柱內(nèi)力，可按圖所示的懸臂柱直接計(jì)算。 同理，當(dāng)Tmax的作用方向向左時(shí)，也可用上述方法計(jì)算內(nèi)力。 69 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)（3）風(fēng)荷載作用 在風(fēng)荷載Fw、q1、q2作用下，單跨排架柱內(nèi)力可由如圖2種內(nèi)力狀態(tài)疊加求得。 70 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 對(duì)圖a所示受力情況，可由如圖3種受力情況疊加得到。 1）Fw作用的情況，柱頂反力RFW=FW，柱中不產(chǎn)生內(nèi)力。 2）q1作用的情況，僅需對(duì)A柱按上端為不動(dòng)鉸支下端為固定

30、的單根柱計(jì)算柱頂反力Rq1和柱中內(nèi)力。柱頂反力Rq1為Rq1=C4H2q1 式中 C4均布風(fēng)荷載作用下的柱頂反力系數(shù)，由本章相應(yīng)附圖查得。 71 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 3) q2作用的情況，采用與q1作用時(shí)相同的方法分析計(jì)算。柱頂反力Rq2為Rq2=C4H2q2 將上述3種受力情況疊加，得圖a所示排架柱的內(nèi)力和柱頂總反力Rw。 對(duì)Rw反向作用的圖b情況，柱頂剪力 當(dāng)風(fēng)荷載由右向左作用時(shí)，A柱的內(nèi)力與向右作用時(shí)B柱的內(nèi)力符號(hào)相反、數(shù)值相等。 72 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)四、內(nèi)力組合1.控制截面 控制截面是指排架柱內(nèi)力最大、對(duì)配筋起控制作用的截面。對(duì)單階柱，上柱底部截面-、下柱牛腿頂面截

31、面-及柱底截面（基礎(chǔ)頂面）-為控制截面。 73 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)2.荷載效應(yīng)組合排架柱的每一個(gè)控制截面有如下幾種可能的組合： 1.2SGK+0.91.4（SQLK+SQWK+SQHK） 1.2SGK+0.91.4（SQWK +SQHK） 1.2SGK+0.91.4（SQLK+SQWK） 1.2SGK+1.4（SQLK+ SQHK） 1.2SGK+1.4SQWK 1.2SGK+1.4SQHK 式中SGK、SQLK、SQWK、SQHK分別為按恒荷載、屋面活荷載、風(fēng)荷載、吊車荷載的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值。 以上六種組合中的最不利值，即為控制截面的內(nèi)力。 74 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)3.

32、內(nèi)力組合的項(xiàng)目 單層廠房的排架柱為偏心受壓構(gòu)件。一般采用對(duì)稱配筋。對(duì)于矩形、工字形截面柱的每一個(gè)控制截面，可考慮以下四項(xiàng)不利內(nèi)力組合： +Mmax與相應(yīng)的N、V； Mmax與相應(yīng)的N、V； Nmax與相應(yīng)的可能最大M； Nmin與相應(yīng)的可能最大M。 上述四項(xiàng)內(nèi)力組合中，前兩項(xiàng)和第四項(xiàng)可能為大偏心受壓情況，第三項(xiàng)可能發(fā)生小偏心受壓情況。按此四項(xiàng)進(jìn)行組合，一般可滿足結(jié)構(gòu)可靠度要求。 75 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)4.組合時(shí)注意的問(wèn)題 對(duì)排架柱的控制截面進(jìn)行最不利內(nèi)力組合時(shí)，應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： 恒荷載參與每一種組合。 吊車豎向荷載Dmax作用于A柱和Dmin作用于A柱，只能選其中一種參與組合。 吊車

33、水平荷載Tmax作用方向向右與向左只能選其中一種參與組合。 有吊車豎向荷載Dmax（Dmin）應(yīng)同時(shí)考慮吊車水平荷載Tmax作用的可能。 風(fēng)荷載作用方向向右與向左只能選其中一種參與組合。 組合Nmax或Nmin項(xiàng)時(shí)，對(duì)于軸向力為零，而彎矩不為零的荷載（如風(fēng)荷載）也應(yīng)考慮參與組合。 76 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第五節(jié) 排架柱的設(shè)計(jì) 鋼筋混凝土排架柱設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容已在前述的章節(jié)中作過(guò)介紹，本節(jié)主要敘述排架柱的計(jì)算長(zhǎng)度、吊裝驗(yàn)算和牛腿設(shè)計(jì)。一、柱的計(jì)算長(zhǎng)度 計(jì)算偏心受壓構(gòu)件的偏心增大系數(shù)時(shí)，柱的計(jì)算長(zhǎng)度l0按規(guī)范給出的值取用。二、柱的吊裝驗(yàn)算 1）驗(yàn)算內(nèi)容 鋼筋混凝土預(yù)制排架柱在運(yùn)輸和吊裝時(shí)的受

34、力狀態(tài)與使用時(shí)不同，需進(jìn)行吊裝時(shí)的承載力和裂縫寬度驗(yàn)算。 77 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)2）計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)平吊和翻身吊時(shí)的吊點(diǎn)位置，其計(jì)算簡(jiǎn)圖分別如圖所示。吊裝時(shí)柱承受的荷載為其自重乘以動(dòng)力系數(shù)1.5。 78 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)3）截面形式與尺寸 按實(shí)際受力方向確定。對(duì)于平吊時(shí)的H形截面，可簡(jiǎn)化為寬度為2hf、高度為bf的矩形截面（如圖） 4）驗(yàn)算方法 按第三章受彎構(gòu)件進(jìn)行承載力驗(yàn)算，考慮此時(shí)的受力狀態(tài)為臨時(shí)性，故可將安全等級(jí)降低一級(jí)。 按第五章進(jìn)行裂縫寬度驗(yàn)算。 79 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)三、牛腿設(shè)計(jì)1. 牛腿的支承情況 牛腿支承屋架（屋面梁）、吊車梁、連系梁等構(gòu)件，并將這些

35、構(gòu)件承受的荷載傳給排架柱（如圖）。 80 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 2. 牛腿的分類 長(zhǎng)牛腿： a/ h01.0，可按懸臂梁進(jìn)行設(shè)計(jì)。 短牛腿： a/h01.0。簡(jiǎn)稱牛腿，按下述方法設(shè)計(jì)。3.牛腿的應(yīng)力狀態(tài) 按照牛腿承受的豎向力作用點(diǎn)至牛腿根部的水平距a與牛腿有效高度h0之比分為 在混凝土開(kāi)裂前，牛腿的應(yīng)力狀態(tài)處于彈性階段；其主拉應(yīng)力跡線集中分布在牛腿頂部一個(gè)較窄的區(qū)域內(nèi)，主壓應(yīng)力跡線則密集分布于豎向力作用點(diǎn)到牛腿根部之間的范圍內(nèi)；在牛腿和上柱相交處具有應(yīng)力集中現(xiàn)象（如圖）。 81 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)4.牛腿的破壞形態(tài)1）剪切破壞 當(dāng)a/h00.1，即牛腿的截面尺寸較小時(shí)，或牛腿中箍

36、筋配置過(guò)少時(shí)，可能發(fā)生（如圖）。2）斜壓破壞 當(dāng)a/h0=0.10.75，豎向力作用點(diǎn)與牛腿根部之間的主壓應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗壓強(qiáng)度時(shí)，將發(fā)生（如圖）。 82 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)3）彎壓破壞 當(dāng)a/h00.75或牛腿頂部的縱向受力鋼筋配置不滿足要求時(shí)，可能發(fā)生（如圖）。4）局部受壓破壞 當(dāng)牛腿的寬度過(guò)小或支承墊板尺寸較小時(shí)，在豎向力作用下，可能發(fā)生（如圖）。 83 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 5.牛腿的截面尺寸 1上柱； 2下柱； 3彎起鋼筋； 4水平箍筋 84 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)一般以不出現(xiàn)斜裂縫為控制條件，即應(yīng)符合下式要求： 牛腿的外邊緣高度h1不應(yīng)小于其高度h的1/3，且不

37、應(yīng)小于200 mm。 牛腿挑出下柱邊緣的長(zhǎng)度C應(yīng)使吊車梁外側(cè)至牛腿外邊緣的距離C1不小于70mm，以保證牛腿頂部的局部受壓承載力。 牛腿的底面傾角一般不超過(guò)45。當(dāng)C100mm時(shí)，可取=0，即取牛腿底面為水平面。 牛腿頂部的局部受壓面上，由豎向力FvK引起的局部壓應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)0.75fc。 85 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)6.牛腿的配筋及構(gòu)造1）牛腿的工作狀況 以頂部縱向受力鋼筋為水平拉桿，豎向力作用點(diǎn)與牛腿根部之間的受壓混凝土為斜向壓桿的三角形桁架（如圖）。 86 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)2）牛腿的配筋計(jì)算 縱向受力鋼筋總截面面積AS，由承受豎向力的受拉鋼筋截面面積和承受水平拉力的錨筋截面

38、面積組成，可按下式計(jì)算： 式中 a0.3h0時(shí)，取a=0.3h0。 87 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)3）牛腿的配筋構(gòu)造 牛腿頂部的縱向受力鋼筋宜采用HRB335級(jí)或HRB400級(jí)鋼筋。承受豎向力FV的受拉鋼筋配筋率，按牛腿的有效截面計(jì)算不應(yīng)小于0.2%及0.45ft/fy，也不宜大于0.6%；鋼筋的數(shù)量不宜少于4根，直徑不宜小于12mm。 全部縱向受力鋼筋宜沿牛腿外邊緣向下伸入下柱內(nèi)150mm后截?cái)唷Ｉ烊肷现腻^固長(zhǎng)度，當(dāng)采用直線錨固時(shí)不應(yīng)小于受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度la；當(dāng)上柱尺寸不滿足直線錨固要求時(shí)，可將鋼筋向下彎折，從上柱內(nèi)邊算起的水平段長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.45la，向下彎折的豎直段應(yīng)取15d。

39、88 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 牛腿應(yīng)設(shè)置水平箍筋。水平箍筋可采用HPB235級(jí)鋼筋，直徑宜為612mm，間距宜為100150mm，且在牛腿上部2h0/3范圍內(nèi)的水平箍筋總截面面積不宜小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的二分之一。 當(dāng)牛腿的a/h00.3時(shí)，宜增設(shè)彎起鋼筋。彎起鋼筋的種類一般與縱向受力鋼筋相同，并宜使其與豎向力作用點(diǎn)到牛腿斜邊下端點(diǎn)連線的交點(diǎn)位于牛腿上部l/6 至 l/2 之間的范圍內(nèi)，l為該連線的長(zhǎng)度（如圖）。彎起鋼筋的截面積不宜小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的二分之一，根數(shù)不宜少于2根，直徑不宜小于12mm。 彎起鋼筋沿牛腿外邊緣向下伸入下柱內(nèi)的長(zhǎng)度和伸入上柱的錨固長(zhǎng)度要

40、求與牛腿的縱向受力鋼筋相同。 89 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)第六節(jié) 柱下單獨(dú)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一、概述1.杯形基礎(chǔ)的受力分類1）軸心受壓基礎(chǔ)2）偏心受壓基礎(chǔ)2.杯形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)內(nèi)容1）基礎(chǔ)底面尺寸的確定。2）基礎(chǔ)高度的確定。3）基礎(chǔ)配筋計(jì)算。 90 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)二、軸心受壓基礎(chǔ)由上式可得1. 基礎(chǔ)底面尺寸的確定 根據(jù)地基承載力確定基礎(chǔ)的底面尺寸時(shí)（如圖），應(yīng)滿足下式要求： 91 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu)2.基礎(chǔ)高度的確定（1）尺寸構(gòu)造要求 錐形基礎(chǔ)邊緣高度a2不宜小于200mm；階梯形基礎(chǔ)每階高度宜為300 500mm；基礎(chǔ)底面長(zhǎng)寬邊長(zhǎng)之比值為12。（如圖） 92 第十一章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) 柱插入基礎(chǔ)杯口中的深度h1應(yīng)保證柱與基礎(chǔ)為剛接，同時(shí)滿足柱中受力鋼筋的錨固長(zhǎng)度la和柱吊裝時(shí)的穩(wěn)