單層廠房的資料

單層廠房的資料第1頁(yè)/共53頁(yè)第一節(jié)、概述一、單層工業(yè)廠房的特點(diǎn)：1、房屋空間尺度大。2、廠房?jī)?nèi)設(shè)吊車，吊車運(yùn)行會(huì)引起房屋的振動(dòng)。3、高溫、煙塵、有毒或腐蝕性物質(zhì)環(huán)境，采光、通風(fēng)、排氣、保溫、防護(hù)有特殊要求。4、廠房的平面、立面、剖面形式呈現(xiàn)多樣性。綜上所述，空間尺度大、荷載數(shù)值大且種類多是單層廠房的顯著特點(diǎn)。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度看：空曠的結(jié)構(gòu)體系、卻要承受很大的荷載作用，單廠結(jié)構(gòu)體系必須具有足夠空間剛度，才能滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。第2頁(yè)/共53頁(yè)第3頁(yè)/共53頁(yè)二、單層廠房的分類1、排架結(jié)構(gòu)體系混凝土排架結(jié)構(gòu)剛度大，能適用較大噸位的吊車。排架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件一般采取現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、養(yǎng)護(hù)、然后吊裝，各構(gòu)件間采用預(yù)埋鐵件焊接以形成結(jié)構(gòu)整體。鋸齒形廠房屬于一種特殊的排架結(jié)構(gòu)，多見(jiàn)于晝夜連續(xù)生產(chǎn)的紡織類企業(yè)。砼單層廠房最常見(jiàn)的兩種結(jié)構(gòu)：第4頁(yè)/共53頁(yè)排架的結(jié)構(gòu)型式第5頁(yè)/共53頁(yè)等高排架設(shè)計(jì)不等高排架設(shè)計(jì)第6頁(yè)/共53頁(yè)剛架結(jié)構(gòu)體系門式剛架屬于梁柱合一的結(jié)構(gòu)型式，因而構(gòu)件種類少，且構(gòu)件截面還可隨力的變化做成變截面，故結(jié)構(gòu)輕巧。門式剛架一般分段預(yù)制，然后通過(guò)螺栓或焊接連成整體，也屬于預(yù)制、裝配式施工的結(jié)構(gòu)體系。門式剛架的缺點(diǎn)是剛度差，承載時(shí)易產(chǎn)生“跨變”現(xiàn)象，因而只能用于屋蓋輕、無(wú)吊車或吊車起重量≤100KN，且跨度和高度都較小的廠房和倉(cāng)庫(kù)第7頁(yè)/共53頁(yè)剛架的結(jié)構(gòu)型式與計(jì)算簡(jiǎn)圖第8頁(yè)/共53頁(yè)其他結(jié)構(gòu)形式和其他結(jié)構(gòu)材料的廠房可見(jiàn)教材或其他資料，單廠結(jié)構(gòu)選型可參照下表：廠房跨度（m）柱頂高度（m）吊車噸位（KN）結(jié)構(gòu)選型＜15＜5≤50磚排架結(jié)構(gòu)＞36＞2500全鋼結(jié)構(gòu)其他鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼屋架+鋼筋混凝土柱第9頁(yè)/共53頁(yè)第二節(jié)裝配式鋼筋混凝土排架廠房的組成和布置第10頁(yè)/共53頁(yè)排架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件組成第11頁(yè)/共53頁(yè)橫向平面排架按“平均承載原則”，一榀橫向平面排架負(fù)載區(qū)寬度為相鄰柱距中～中的范圍。橫向平面排架第12頁(yè)/共53頁(yè)縱向平面排架“縱向某一柱列+柱上相應(yīng)梁+柱下相應(yīng)基礎(chǔ)”，則稱為縱向平面排架。第13頁(yè)/共53頁(yè)主要荷載的傳力路徑第14頁(yè)/共53頁(yè)支撐的作用與布置原則支撐系統(tǒng)的作用有兩個(gè)：（1）保證廠房的空間剛度以抵抗振動(dòng)或有效傳遞水平力；（2）防止結(jié)構(gòu)或構(gòu)件平面外失穩(wěn)。支撐系統(tǒng)可分兩類：（1）屋蓋結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)；（2）柱間支撐系統(tǒng)。第15頁(yè)/共53頁(yè)第三節(jié)裝配式排架結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件選型一、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn)圖集為提高單廠建筑工業(yè)化水平，我國(guó)設(shè)計(jì)人員做了大量工作，并取得明顯成效：建筑參數(shù)模數(shù)化程度已相當(dāng)高，已基本實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配化，排架廠房構(gòu)件多數(shù)可查用標(biāo)準(zhǔn)圖集。二、主要構(gòu)件的選型1、屋面構(gòu)件預(yù)應(yīng)力混凝土大型屋面板，規(guī)格為1.5m×6m×0.24m，又稱雙肋槽板。第16頁(yè)/共53頁(yè)檁條和瓦材：檁條跨度為4～6米，擱置于相鄰屋架上；與檁條垂直方向安裝瓦材。第17頁(yè)/共53頁(yè)屋架或屋面梁第18頁(yè)/共53頁(yè)柱排架柱種類繁多，常見(jiàn)的有單肢和雙肢兩大類：第19頁(yè)/共53頁(yè)當(dāng)≤600時(shí)，宜采用矩形柱；當(dāng)=（600～1400）時(shí)，宜采用工形截面，翼緣厚度不宜小于100，腹板厚度不宜小于80，某些柱段仍宜采用矩形截面，為方便拆模，翼緣斜向取尺寸25。第20頁(yè)/共53頁(yè)抗風(fēng)柱：又稱山墻柱。其作用是承受山墻傳來(lái)的水平風(fēng)荷載，并將力傳給基礎(chǔ)和屋蓋結(jié)構(gòu)?？癸L(fēng)柱上端與屋架弦桿的連接構(gòu)造有螺栓連接和彈簧板連接兩種，第21頁(yè)/共53頁(yè)吊車梁：第22頁(yè)/共53頁(yè)基礎(chǔ)及基礎(chǔ)梁基礎(chǔ)梁與基礎(chǔ)、圍護(hù)墻、室外地坪的位置關(guān)系第23頁(yè)/共53頁(yè)第四節(jié)排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析一、基本計(jì)算假定1.計(jì)算假定（1）屋架與柱頂鉸接；（2）柱固結(jié)于基礎(chǔ)頂面；（3）屋架視為柱頂處的一根橫梁，在排架平面內(nèi)剛度∞；（4）用柱截面的幾何形心線代替柱；第24頁(yè)/共53頁(yè)二、計(jì)算簡(jiǎn)圖

上下柱形心差對(duì)結(jié)構(gòu)的影響可歸結(jié)為變階截面處力的等效變化，故計(jì)算簡(jiǎn)圖不必采用折線，為區(qū)分上下柱，下柱用雙線形式。第25頁(yè)/共53頁(yè)荷載統(tǒng)計(jì)一般以計(jì)算單元寬度B（一般為6m）為準(zhǔn)。但廠房設(shè)計(jì)需按兩臺(tái)吊車考慮，而每臺(tái)吊車大車架寬度接近柱距B，故考慮實(shí)際影響，吊車荷載計(jì)算寬度應(yīng)取2B。三、排架荷載計(jì)算

（1）屋蓋恒載屋架（或屋面梁）、天窗架、屋面板（包括其上的防水、保溫、隔熱等）、屋蓋支撐等，這些重力荷載最終通過(guò)屋架各弦桿的交匯點(diǎn)以集中力的形式傳遞到排架柱頂，按照標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)約定，集中力的作用點(diǎn)位置安排在縱向定位軸線的內(nèi)側(cè)150mm處1、豎向荷載第26頁(yè)/共53頁(yè)（2）排架柱自重以單階柱為例，上柱自重和下柱自重分別按“自重荷載標(biāo)準(zhǔn)值=體積×材料容重”計(jì)算，表達(dá)成兩個(gè)集中力分別作用在各自重心點(diǎn)處；有牛腿時(shí)，可劃入下柱自重。（3）吊車梁及軌道聯(lián)結(jié)自重查同名標(biāo)準(zhǔn)圖集，即可取得相應(yīng)荷載數(shù)據(jù)。第27頁(yè)/共53頁(yè)（4）屋面活載包括：屋面均布活載、屋面雪載、屋面積灰荷載三部分，其中，屋面均布活載與雪載不同時(shí)考慮，僅取其中較大者。第28頁(yè)/共53頁(yè)2、水平風(fēng)荷載風(fēng)荷載是一種沿水平方向作用的活荷載，垂直作用于建筑物表面，計(jì)算公式如下：式中：---垂直于建筑物某立面區(qū)域單位面積的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；z---高度Z處的風(fēng)振系數(shù)；---風(fēng)載體形系數(shù)或不同形體建筑物的表面風(fēng)力與基本風(fēng)壓的比；取值可查相關(guān)規(guī)范。第29頁(yè)/共53頁(yè)---風(fēng)壓高度變化系數(shù)，其值與地面粗糙度有關(guān)，取值見(jiàn)后頁(yè)表：第30頁(yè)/共53頁(yè)離地面或海平面高度（m）地面粗糙程度類別ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.81.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.93702.201.861.451.02802.271.951.541.11902.342.021.621.191002.402.091.701.271502.642.382.031.612002.832.612.301.922502.992.802.542.193003.122.972.752.453503.123.122.942.684003.123.123.122.91≥4503.123.123.123.12

風(fēng)壓高度變化系數(shù)第31頁(yè)/共53頁(yè)w0---基本風(fēng)壓（kN/m2），可查《建筑荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》。第32頁(yè)/共53頁(yè)3.吊車荷載吊車荷載是一種特殊的活荷載，作用方向既有豎向，又有水平方向，水平方向又分沿廠房橫向和縱向兩種。（1）吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值、第33頁(yè)/共53頁(yè)---橫向排架上輪壓作用側(cè)的吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值；---橫向排架上輪壓作用側(cè)的吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值；---按統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)對(duì)多臺(tái)吊車的豎向荷載和水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值采取的折減系數(shù)，見(jiàn)下表：參與組合的吊車臺(tái)數(shù)工作制A1～A5A6～A820.90.9530.850.9040.80.85第34頁(yè)/共53頁(yè)---各輪壓對(duì)應(yīng)的反力影響線數(shù)值?？紤]活荷載分項(xiàng)系數(shù)后，上述計(jì)算則為設(shè)計(jì)值：第35頁(yè)/共53頁(yè)（2）吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)值對(duì)于四輪吊車，取：（設(shè)計(jì)值）第36頁(yè)/共53頁(yè)三、排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題主要有：?jiǎn)我缓奢d排架的內(nèi)力計(jì)算與內(nèi)力圖;內(nèi)力控制截面位置確定；不同階段各控制截面的各種內(nèi)力的最不利數(shù)值分析；承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算問(wèn)題。1、單一荷載排架的內(nèi)力計(jì)算與內(nèi)力圖的繪制:對(duì)于等高排架,最簡(jiǎn)單的分析方法為剪力分配法;對(duì)于不等高排架,則采用力法分析.這兩種方法在混凝土結(jié)構(gòu)教材和力學(xué)教材均有詳細(xì)闡述，此不贅述。第37頁(yè)/共53頁(yè)２、控制截面柱控制截面的位置和數(shù)量則是根據(jù)排架內(nèi)力圖形確定的。以單階柱為例：變階處因偏心吊車荷載或因上下柱存在形心差的緣故，常出現(xiàn)作用，造成該截面彎矩圖突變，從而形成上、下柱的兩個(gè)控制截面，通常寫成上柱控制截面Ⅰ-Ⅰ和下柱控制截面Ⅱ-Ⅱ；從內(nèi)力圖容易看出，基頂截面也是下柱的控制截面，通常寫成Ⅲ-Ⅲ。綜上所述，單階排架柱的內(nèi)力控制截面一般有三個(gè)：上柱Ⅰ-Ⅰ，下柱Ⅱ-Ⅱ，基頂Ⅲ-Ⅲ，其中Ⅲ-Ⅲ同時(shí)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供內(nèi)力。第38頁(yè)/共53頁(yè)排架柱的控制截面第39頁(yè)/共53頁(yè)內(nèi)力組合應(yīng)兼顧以下因素：⑴荷載效應(yīng)組合⑵內(nèi)力組合項(xiàng)（3）控制截面內(nèi)力組合兼顧因素多，手工計(jì)算只能采用列表的形式，表格設(shè)計(jì)大同小異，但均需反映上述內(nèi)容。因表格一般較大，內(nèi)力組合表的形式可參見(jiàn)教材。第40頁(yè)/共53頁(yè)３、排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合方法在解得單一荷載下的各類內(nèi)力并繪制內(nèi)力圖后，需綜合考慮各種影響因素的基礎(chǔ)上，組合篩選出因多種荷載可能同時(shí)作用使控制截面上可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力組。這樣的篩選過(guò)程稱為內(nèi)力組合。內(nèi)力組合的目的就是計(jì)算各控制截面的內(nèi)力的最不利數(shù)值—即取得配筋最大的內(nèi)力組；第41頁(yè)/共53頁(yè)第五節(jié)排架柱設(shè)計(jì)排架柱的設(shè)計(jì)有：截面設(shè)計(jì)、吊裝驗(yàn)算、牛腿設(shè)計(jì)三個(gè)內(nèi)容。1、截面設(shè)計(jì)取控制截面的不利內(nèi)力組，按偏壓截面進(jìn)行控制截面的配筋計(jì)算，截面設(shè)計(jì)公式中柱的計(jì)算長(zhǎng)度可按下表取：第42頁(yè)/共53頁(yè)柱的類型排架方向垂直排架方向有柱間支撐無(wú)柱間支撐無(wú)吊車房屋柱單跨1.5H1.0H1.2H兩跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊車房屋柱上柱2.0Hu1.25H1.5H下柱1.0HL0.8HL1.0HL露天吊車柱和棧橋柱2.0HL1.0HL—采用剛性屋蓋的單層工業(yè)廠房排架柱、露天吊車柱和棧橋柱的計(jì)算長(zhǎng)度第43頁(yè)/共53頁(yè)表中H--為從基礎(chǔ)頂面算起的柱子全高；HL---為從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車梁底面或現(xiàn)澆式吊車梁頂面的柱子下部高度；Hu---為從裝配式吊車梁底面或從現(xiàn)澆式吊車梁頂面算起的柱子上部高度；第44頁(yè)/共53頁(yè)2、柱的吊裝驗(yàn)算對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、吊裝施工的構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行吊裝設(shè)計(jì)與驗(yàn)算，并在施工圖表達(dá)，如；吊裝時(shí)構(gòu)件混凝土應(yīng)達(dá)到的強(qiáng)度、吊點(diǎn)位置、是否必須翻身起吊等。計(jì)算注意以下問(wèn)題：（1）自重荷載應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.5；（2）因吊裝系暫時(shí)性受力，其安全等級(jí)應(yīng)比使用階段降低一級(jí)；（3）柱的混凝土強(qiáng)度一般按設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%考慮，當(dāng)必須高于該值方可進(jìn)行吊裝時(shí)，務(wù)必在施工圖上注明；（4）吊裝驗(yàn)算時(shí)，畫出相應(yīng)的吊裝簡(jiǎn)圖，按受彎構(gòu)件的承載力和裂縫寬度驗(yàn)算公式計(jì)算即可。第45頁(yè)/共53頁(yè)柱的吊裝驗(yàn)算第46頁(yè)/共53頁(yè)3、牛腿設(shè)計(jì)牛腿可分為兩類：a≤h0稱為短牛腿，a＞h0稱為長(zhǎng)牛腿。第47頁(yè)/共53頁(yè)長(zhǎng)牛腿受力與懸臂梁相同，工程中可按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)；短牛腿受力屬于變截面深梁，其受力和桿系構(gòu)件不同。短牛腿的受力性能優(yōu)于長(zhǎng)牛腿，故排架柱多采用短牛腿。下面介紹短牛腿的設(shè)計(jì)方法。第48頁(yè)/共53頁(yè)牛腿設(shè)計(jì)牛腿設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：確定足夠大的牛腿截面尺寸，以控制斜裂縫縫隙不過(guò)寬；通過(guò)牛腿承載力計(jì)算，確定縱筋數(shù)量；通過(guò)加載板局部受壓驗(yàn)算，防止板下混凝土局部受壓破壞；構(gòu)造設(shè)計(jì)，防止出現(xiàn)其他問(wèn)題第49頁(yè)/共53頁(yè)（1）截面尺寸的確定根據(jù)試驗(yàn)，裂縫控制公式為：式中：—作用于牛腿頂部按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力值；

—作用于牛腿頂部按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的水平