第九章建筑機(jī)構(gòu)

1、第九章單層廠房排架結(jié)構(gòu),第一節(jié)單層廠房的組成和布置第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算第三節(jié)單層廠房柱的設(shè)計(jì),第一節(jié)單層廠房的組成和布置,在工業(yè)建筑中，如冶金、機(jī)械、紡織、化工等工業(yè)廠房，要求有較大的跨度、較高的空間和較大的起重機(jī)起重量，且其機(jī)器設(shè)備和產(chǎn)品較重，適宜采用單層廠房的形式。 鋼筋混凝土單層廠房的承重結(jié)構(gòu)主要由屋架(或屋面梁)、柱和基礎(chǔ)組成，按主要承重結(jié)構(gòu)形式分為排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)兩種。排架結(jié)構(gòu)是柱與屋架(或屋面梁)為鉸接

2、，而與基礎(chǔ)為剛接所組成的結(jié)構(gòu)(圖9-1),具有傳力明確、構(gòu)造簡單、施工方便等特點(diǎn)，適合于預(yù)制裝配，是日前常用的單層廠房的結(jié)構(gòu)形式。剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是柱與屋架(或屋面梁)剛接成一個(gè)構(gòu)件，而與基礎(chǔ)通常為鉸接。剛架結(jié)構(gòu)有三鉸門式剛架(頂節(jié)點(diǎn)為鉸接)和兩鉸門式剛架(頂節(jié)點(diǎn)為剛接)兩種形式，如圖9-2所示。本章主要介紹鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房。一、單層廠房的結(jié)構(gòu)組成與傳力途徑1.結(jié)構(gòu)組成單層廠房排架結(jié)構(gòu)通常由下列結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成并相互連接成

3、整體，如圖9-3所示。,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,(1)屋蓋結(jié)構(gòu)?；炷廖萆w結(jié)構(gòu)由屋面板(包括天溝板)、屋架或屋面梁(包括屋蓋支撐)組成，有時(shí)還設(shè)有天窗架和托架等?；炷廖萆w結(jié)構(gòu)分無擦和有擦兩種屋蓋體系，將大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上的稱為無擦屋蓋體系;將小型屋面板或瓦材支承在擦條上，再將擦條支承在屋架上的稱為有擦屋蓋體系。在屋蓋結(jié)構(gòu)中，屋面板起圍護(hù)作用并承受作用在板上的荷載，再將這些荷載傳至屋架或屋面梁;屋架或屋

4、面梁是屋面承重構(gòu)件，承受屋蓋結(jié)構(gòu)自重和屋面板傳來的活荷載，并將這些荷載傳至排架柱。天窗架支承在屋架或屋面梁上，也是一種屋面承重構(gòu)件。(2)橫向平面排架。橫向平面排架由橫梁(屋架或屋面梁)、橫向柱列和基礎(chǔ)組成，是廠房的基本承重結(jié)構(gòu)。廠房結(jié)構(gòu)承受的豎向荷載、橫向水平荷載以及橫向水平地震作用都是由橫向平面排架承擔(dān)并傳至地基的。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,(3)縱向平面排架?？v向平面排架由縱向柱列、連系梁、起重機(jī)梁、柱

5、間支撐和基礎(chǔ)等組成，其作用是保證廠房的縱向穩(wěn)定性和剛性，并承受作用在山墻、天窗端壁以及通過屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向風(fēng)荷載、起重機(jī)縱向水平荷載等，再將其傳至地基，如圖9-4所示。另外它還承受縱向水平地震作用、溫度應(yīng)力等。 (4)起重機(jī)梁。起重機(jī)梁一般為裝配式的，簡支在柱的牛腿上，主要承受起重機(jī)豎向荷載、橫向或縱向水平荷載，并將它們分別傳至橫向或縱向平面排架。起重機(jī)梁是直接承受起重機(jī)動(dòng)力荷載的構(gòu)件。 (5)支撐。單層廠房的支撐包括

6、屋蓋支撐和柱間支撐兩種，其作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用階段的穩(wěn)定和安全，同時(shí)起著把風(fēng)荷載、起重機(jī)水平荷載或水平地震作用等傳遞到相應(yīng)承重構(gòu)件的作用。 (6)基礎(chǔ)。基礎(chǔ)承受柱和基礎(chǔ)梁傳來的荷載并將它們傳至地基。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,(7)圍護(hù)結(jié)構(gòu)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括縱墻、橫墻(山墻)及由連系梁、抗風(fēng)柱(有時(shí)還有抗風(fēng)梁或抗風(fēng)析架)和基礎(chǔ)梁等組成的墻架。這些構(gòu)件所承受的荷載，主要是墻體和構(gòu)件的

7、自重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載等。 2.傳力途徑 單層廠房結(jié)構(gòu)所承受的荷載分為豎向荷載和水平荷載兩大類。豎向荷載包括屋面上的恒荷載、活荷載、各承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件及圍護(hù)結(jié)構(gòu)等非承重構(gòu)件自重、起重機(jī)自重及起重機(jī)豎向活荷載等。水平荷載包括橫向及縱向風(fēng)荷載、起重機(jī)的橫向水平荷載和縱向水平荷載以及水平地震作用等。 單層廠房結(jié)構(gòu)的傳力路線如圖9-5所示。 由圖9-5可看出，單層廠房結(jié)構(gòu)所承受的各種荷載，大部分都傳遞給排架柱，再由排

8、架柱傳至基礎(chǔ)及地基。所以，排架柱是受力最復(fù)雜、最重要的受力構(gòu)件。在有起重機(jī)的廠房中，起重機(jī)梁也是非常重要的承重構(gòu)件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以重視。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,二、單層廠房的結(jié)構(gòu)布置 1.柱網(wǎng)布置 單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上形成的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定柱子縱向定位軸線之間的尺寸(跨度)和橫向定位軸線之間的尺寸(柱距)。柱網(wǎng)布置既是確定柱位置的依據(jù)，也是確定屋面板、屋架和起重機(jī)梁

9、等構(gòu)件尺寸(跨度)的依據(jù)，柱網(wǎng)布置的恰當(dāng)與否將直接影響廠房結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)合理性和先進(jìn)性。 柱網(wǎng)布置的一般原則是:符合生產(chǎn)工藝和正常使用的要求;建筑和結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理;在施工方法上具有先進(jìn)性和合理性;符合廠房建筑統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則;適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的要求。 廠房跨度在18m及以下時(shí)，應(yīng)采用3m的倍數(shù);在18m以上時(shí)，應(yīng)采用6m的倍數(shù)。廠房柱距一般采用6 m或6 m的倍數(shù)。當(dāng)工藝布置和技術(shù)經(jīng)濟(jì)有明顯的優(yōu)越性時(shí)，也可擴(kuò)

10、大柱距，采用21m, 27m和33m跨度和9m柱距或其他柱距。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,2.定位軸線 縱向定位軸線一般用編號A、B、C…表示。對于無起重機(jī)或起重機(jī)起重量不大于30t的廠房，邊柱外邊緣、縱墻內(nèi)邊緣、縱向定位軸線三者相重合，形成封閉結(jié)合，如圖9-6 (a)所示?？v向定位軸線之間的距離，即跨度五與起重機(jī)軌距Lk之間一般有如下關(guān)系: (9-1) (9-2)式中，

11、 Lk為起重機(jī)跨度，即起重機(jī)軌道中心線間的距離，可由起重機(jī)規(guī)格查得;e為起重機(jī)軌道中心線至縱向定位軸線間的距離，一般取750 mm; B1為起重機(jī)軌道中心線至起重機(jī)橋架外邊緣的距離，可由起重機(jī)規(guī)格查得;B2為起重機(jī)橋架外邊緣至上柱內(nèi)邊緣的凈空寬度，當(dāng)起重機(jī)起重量不大于50 t時(shí)，取B2>=80 mm，當(dāng)起重機(jī)起重量大于50 t時(shí)，取B2 >=100 mm;從為邊柱的上柱截面高度或中柱邊緣至其縱向定位軸線的距離。,上一頁,下

12、一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,對邊柱，當(dāng)按計(jì)算e<=750mm時(shí)，取e=750 mm，如圖9-6(a)所示;對中柱，當(dāng)為多跨等高廠房時(shí)，按計(jì)算e<= 750 mm，也取e=750 mm，縱向定位軸線與上柱中心線重合，如圖9-6(b)所示。 橫向定位軸線一般通過柱截面的兒何中心，用編號①、②、③…表示。在廠房縱向盡端處，橫向定位軸線位于山墻內(nèi)邊緣，并把端柱中心線內(nèi)移600 mm，同樣在伸縮兩側(cè)的柱中心線也須向兩邊各

13、移600 mm，使伸縮縫中心線與橫向定位軸線重合，如圖9-7所示。 3.變形縫 變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫三種。 (1)伸縮縫。隨著氣溫的變化，房屋結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，這種溫度變化將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生溫度應(yīng)力，引起結(jié)構(gòu)變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使墻面、屋面和構(gòu)件等拉裂。因此，當(dāng)房屋的長度或?qū)挾冗^大時(shí)，為減小房屋結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力，應(yīng)設(shè)置伸縮縫。當(dāng)建筑物的長度超過規(guī)定限值，又未采取可靠的構(gòu)造措施或施工措施時(shí)，其伸縮縫間距不宜超過表

14、9-1的限值。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,沿廠房的橫向伸縮縫應(yīng)從基礎(chǔ)頂面開始，將相鄰兩個(gè)溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件完全分開，并留出一定寬度的縫隙，使上部結(jié)構(gòu)在溫度變化時(shí)，沿縱向可自由變形。伸縮縫處應(yīng)采用雙排柱、雙屋架(屋面梁)，伸縮縫處雙柱基礎(chǔ)可不分開，做成連在一起的雙杯口基礎(chǔ)。 (2)沉降縫。在建筑物的荷載和高度存在較大差異處，地基土的壓縮性有顯著差異處，結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系有明顯不同處，基礎(chǔ)類型或基礎(chǔ)處理不

15、一致處，廠房各部分的施工時(shí)間先后相差較長時(shí)，應(yīng)設(shè)置沉降縫。 沉降縫應(yīng)從屋頂至基礎(chǔ)完全分開，以使縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)生不同沉降時(shí)互不影響，從而保證房屋的安全和使用功能。沉降縫的最小寬度不得小于50 mm，沉降縫可兼作伸縮縫。 (3)防震縫。防震縫是為廠減輕地震震害而采取的措施之一，當(dāng)相鄰跨廠房高度相差懸殊、廠房結(jié)構(gòu)類型和剛度有明顯不同時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫。防震縫將房屋劃分為簡單規(guī)則的形狀，使每一部分成為獨(dú)立的抗震單元，使其在地震作用

16、下互不影響。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,防震縫兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)完全分開，且防震縫的最小寬度宜滿足規(guī)范的要求，以防止地震時(shí)縫兩側(cè)的獨(dú)立單元發(fā)生碰撞。防震縫的具體設(shè)置應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50011-2001)的要求。地震區(qū)中的伸縮縫和沉降縫的寬度，均應(yīng)符合防震縫的要求。 4.支撐 支撐的主要作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用階段的穩(wěn)定和安全，有效傳遞縱向水平荷載(風(fēng)荷載、起

17、重機(jī)縱向水平荷載及地震作用等);同時(shí)還起著把風(fēng)荷載、起重機(jī)水平荷載和水平地震作用等傳遞到相應(yīng)承重構(gòu)件的作用。 單層廠房的支撐體系包括屋蓋支撐和柱間支撐。 (1)屋蓋支撐。屋蓋支撐系統(tǒng)包括上、下弦橫向水平支撐，下弦縱向水平支撐，垂直支撐，天窗架支撐以及縱向、水平系桿。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,①上弦橫向水平支撐。屋蓋上弦橫向水平支撐系指布置在屋架上弦(或屋面梁上翼緣)平面內(nèi)的水平支撐，是由交叉角鋼

18、和屋架上弦桿組成的水平析架，布置在廠房端部及溫度區(qū)段兩端的第一或第二柱間，如圖9-8所示。其作用是增強(qiáng)屋蓋的整體剛度，保證屋架上弦或屋面梁上翼緣的側(cè)向穩(wěn)定，將山墻抗風(fēng)柱傳來的風(fēng)荷載傳至兩側(cè)柱列上。 對跨度較大的無擦體系屋蓋且無天窗時(shí)，若采用大型屋面板且與屋架有可靠連接(有三點(diǎn)焊牢且屋面板縱肋間的空隙用C15或C20細(xì)石混凝土灌實(shí))，則可認(rèn)為屋面板能起到上弦橫向水平支撐的作用，而不需設(shè)置上弦橫向水平支撐。 ②下弦水平支撐。屋蓋下弦水平

19、支撐系指布置在屋架下弦平面內(nèi)的水平支撐，包括下弦橫向水平支撐和下弦縱向水平支撐。設(shè)置下弦橫向水平支撐的目的是作為屋蓋垂直支撐的支點(diǎn)，將屋架下弦受到的縱向水平荷載傳至縱向排架柱列，防止下弦桿產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)廠房跨度L>=18m時(shí)，宜設(shè)于廠房端部及伸縮縫處第一柱間，如圖9-9所示。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,屋蓋下弦縱向水平支撐是由交叉角鋼等鋼桿件和屋架下弦第一節(jié)間組成的水平析架。其作用是加強(qiáng)屋蓋結(jié)構(gòu)在橫向水平面內(nèi)

20、的剛度，保證橫向水平荷載的縱向分布，增強(qiáng)各排架間的空間作用。當(dāng)屋蓋設(shè)有托架時(shí)，還可以保證托架上翼緣的側(cè)向穩(wěn)定，并將托架區(qū)域內(nèi)的橫向水平荷載有效地傳到相鄰柱上。 當(dāng)設(shè)置下弦縱向水平支撐時(shí)，為保證廠房空間剛度，必須同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的下弦橫向水平支撐，形成封閉的水平支撐系統(tǒng)，如圖9-9所示。 ③垂直支撐及水平系桿。垂直支撐是指在相鄰兩揣屋架之間由角鋼與屋架的直腹桿組成的垂直析架，如圖9-10所示。垂直支撐和水平系桿的作用是保證屋架

21、在安裝和使用階段的側(cè)向穩(wěn)定，防止在起重機(jī)工作時(shí)屋架下弦的側(cè)向顫動(dòng)，上弦水平系桿則可保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側(cè)向穩(wěn)定。 當(dāng)廠房跨度L<=18m且無天窗時(shí)，可不設(shè)垂直支撐和水平系桿;當(dāng)廠房跨度為18~30 m時(shí)，在屋架跨中設(shè)一道垂直支撐;,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,當(dāng)廠房跨度L >30 m時(shí)，在屋架1/3跨度左右布置兩道對稱垂直支撐;當(dāng)屋架端部高度大于1.2m時(shí)，還應(yīng)在屋架兩端各布置一道垂直支撐。當(dāng)

22、屋蓋設(shè)置垂直支撐時(shí)，應(yīng)在未設(shè)置垂直支撐的屋架間，在相應(yīng)于垂直支撐平面內(nèi)的屋架上弦和下弦節(jié)點(diǎn)處設(shè)置通長的水平系桿。 屋蓋垂直支撐應(yīng)與下弦橫向水平支撐布置在同一柱距內(nèi)。 ④天窗架支撐。天窗架支撐包括設(shè)置在天窗兩端第一柱間的上弦橫向水平支撐和沿天窗架兩側(cè)邊設(shè)置的垂直支撐。其作用是保證天窗架上弦的側(cè)向穩(wěn)定，將天窗端壁上的風(fēng)荷載傳遞給屋架。 天窗架支撐應(yīng)設(shè)置在天窗架兩端的第一柱距內(nèi)，盡可能與屋架上弦橫向水平支撐布置在同一柱

23、間。 (2)柱間支撐。柱間支撐一般包括上部柱間支撐、中部柱間支撐及下部柱間支撐，如圖9-11所示。柱間支撐通常采用十字交叉形支撐，它具有構(gòu)造簡單、傳力直接和剛度較大等特點(diǎn)。交叉桿件的傾角一般在35o~50o之間。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,在特殊情況下，因生產(chǎn)工藝的要求及結(jié)構(gòu)空間的限制，可以采用其他形式的支撐。當(dāng)l/h>=2時(shí)可采用人字形支撐;l/h>=2.5時(shí)可采用八字形支撐;當(dāng)柱距為l5

24、m且h2較小時(shí)，采用斜柱式支撐比較合理。 柱間支撐的作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向剛度和穩(wěn)定，并將水平荷載(包括天窗端壁部和廠房山墻上的風(fēng)荷載、起重機(jī)縱向水平制動(dòng)力以及作用于廠房縱向的其他荷載)傳至基礎(chǔ)。 凡屬下列情況之一者，應(yīng)設(shè)置柱間支撐: ①廠房內(nèi)設(shè)有懸臂起重機(jī)或3t及以上懸掛起重機(jī)。 ②廠房內(nèi)設(shè)有重級工作制起重機(jī)，或設(shè)有中級、輕級工作制起重機(jī)，起重量在10 t及以上。 ③廠房跨度在18m以上或柱高在8m

25、以上。 ④縱向柱列的總數(shù)在7根以下。 ⑤露天起重機(jī)棧橋的柱列。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,柱間支撐應(yīng)布置在伸縮縫區(qū)段的中央或臨近中央(上部柱間支撐在廠房兩端第一個(gè)柱距內(nèi)也應(yīng)同時(shí)設(shè)置)，如圖9-12所示，這樣有利于在溫度變化或混凝土收縮時(shí)，廠房可較自由變形而不致產(chǎn)生較大的溫度或收縮應(yīng)力。還應(yīng)在柱頂設(shè)置通長剛性連系桿來傳遞荷載，當(dāng)屋架端部設(shè)有下弦連系桿時(shí)，也可不設(shè)柱頂連系桿。 柱間支撐一般采用鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)廠

26、房設(shè)有中級或輕級工作制起重機(jī)時(shí)，柱間支撐亦可采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的布置 (1)抗風(fēng)柱。單層廠房的山墻受風(fēng)面積較大，一般需在山墻內(nèi)側(cè)設(shè)置抗風(fēng)柱將山墻分成兒個(gè)區(qū)格，使山墻面受到的風(fēng)荷載的一部分(靠近縱向柱列的區(qū)格)直接傳至縱向柱列，另一部分則經(jīng)抗風(fēng)柱下端直接傳至基礎(chǔ)和經(jīng)上端通過屋蓋系統(tǒng)傳至縱向柱列。 抗風(fēng)柱一般與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接(也可只與下弦鉸接或同時(shí)與上、下弦鉸接)。,上一頁,下一頁,返回,第

27、一節(jié)單層廠房的組成和布置,抗風(fēng)柱上端與屋架的連接必須滿足兩個(gè)要求:一是在水平方向必須與屋架有可靠的連接，以保證有效地傳遞風(fēng)荷載;二是在豎向應(yīng)允許兩者之間有一定的豎向相對位移，以防止廠房與抗風(fēng)柱沉降不均勻時(shí)產(chǎn)生不利影響。所以，抗風(fēng)柱和屋架一般采用豎向可以移動(dòng)、水平向又有較大剛度的彈簧板連接;若廠房沉降較大時(shí)，則宜采用螺栓連接。 (2)圈梁、連系梁、過梁、基礎(chǔ)梁。用砌體作為廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，一般要設(shè)置圈梁或連系梁、過梁及基礎(chǔ)梁。

28、①圈梁。圈梁的作用是增強(qiáng)房屋的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載等對廠房的不利影響。圈梁置于墻體內(nèi)，和柱連接，柱對它僅起拉結(jié)作用。通常，柱上不需設(shè)置支承圈梁的牛腿。 圈梁的布置與墻體高度、對廠房剛度的要求以及地基情況有關(guān)。一般單層廠房圈梁布置的原則是:對無橋式起重機(jī)的廠房，當(dāng)墻厚=<240mm ,檐口標(biāo)高為5~8m時(shí)，應(yīng)在檐口附近布置一道，,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,當(dāng)檐高大于8m時(shí)，

29、宜增設(shè)一道;對有橋式起重機(jī)或較大振動(dòng)設(shè)備的廠房，除在檐口或窗頂布置圈梁外，尚宜在起重機(jī)梁標(biāo)高處或其他適當(dāng)位置增設(shè)一道;外墻高度大于15m時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增設(shè)。 圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上，并形成封閉圈。當(dāng)圈梁被門窗洞口截?cái)鄷r(shí)，應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁，附加圈梁與圈梁的搭接長度不應(yīng)小于其垂直距離的二倍，且不得小于1.0 m，如圖9-13所示。 圈梁的截面寬度宜與墻厚相同，當(dāng)墻厚h>=240 mm時(shí)，其寬度不宜小

30、于2h/3。圈梁高度應(yīng)為砌體每層厚度的倍數(shù)，且不小于120 mm。圈梁的縱向鋼筋不宜小于 ,鋼筋的搭接長度為1. 2la(la為錨固長度)，箍筋間距不大于250 mm。當(dāng)圈梁兼作過梁時(shí)，過梁部分配筋應(yīng)按計(jì)算確定。 圈梁可采用現(xiàn)澆或預(yù)制裝配現(xiàn)澆接頭方式?；炷翉?qiáng)度等級，現(xiàn)澆的不宜低于C15,預(yù)制的不宜低于C20。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置,②連系梁。連系梁的作用是連系縱向柱列，以增強(qiáng)廠房

31、的縱向剛度并傳遞風(fēng)荷載到縱向柱列;此外，還承受其上部墻體的自重。 連系梁通常為預(yù)制的簡支梁，兩端擱置在柱外側(cè)牛腿上，可采用螺栓連接或焊接連接。 ③過梁。過梁的作用是承受門窗洞口上的墻體自重。在進(jìn)行廠房結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)盡可能將圈梁、連系梁和過梁結(jié)合起來，以節(jié)約材料，簡化施工。 ④基礎(chǔ)梁。在一般廠房中，基礎(chǔ)梁的作用是承受圍護(hù)墻體的自重，并將其傳給柱下單獨(dú)基礎(chǔ)，而不另設(shè)墻基礎(chǔ)。,上一頁,下一頁,返回,第一節(jié)單層廠房的組成和布置

32、,基礎(chǔ)梁底部離地基土表面應(yīng)預(yù)留100 mm的空隙，使梁可隨柱基礎(chǔ)一起沉降而不受地基土的約束，同時(shí)還可防止地基土凍脹時(shí)將梁頂裂?；A(chǔ)梁與柱一般不連接(一級抗震等級的基礎(chǔ)梁頂面應(yīng)增設(shè)預(yù)埋件與柱焊接)，將基礎(chǔ)梁直接擱置在柱基礎(chǔ)杯口上，當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，則放置在基礎(chǔ)上面的混凝土墊塊上，如圖9-14所示。當(dāng)廠房高度不大且地基較好、柱基礎(chǔ)又埋得較淺時(shí)，也可不設(shè)基礎(chǔ)梁而做磚石或混凝土的墻基礎(chǔ)。,上一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,一、排架結(jié)

33、構(gòu)的計(jì)算單元和計(jì)算簡圖 單層廠房排架結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，為簡化計(jì)算，一般分為橫向和豎向平面排架。由于橫向平面排架承擔(dān)著廠房的大部分主要荷載，因此，單層廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，排架的計(jì)算分析主要以橫向平面排架為主?？v向柱列只有在考慮地震時(shí)才進(jìn)行計(jì)算。 1.計(jì)算單元 由于橫向排架沿廠房縱向一般為等間距均勻排列，作用于廠房上的各種荷載(起重機(jī)荷載除外)沿廠房縱向基本為均勻分布，計(jì)算時(shí)可以通過任意相鄰縱向柱距的中心線

34、截取出有代表性的一段作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的橫向平面排架的計(jì)算單元，如圖9-15 ( a)中的陰影部分所示。除起重機(jī)等移動(dòng)荷載以外，陰影部分就是排架的負(fù)荷范圍，或稱從屬面積。 2.計(jì)算簡圖 在確定排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖時(shí)，為簡化計(jì)算作廠以下假定:,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,(1)柱上端與屋架(或屋面梁)為鉸接。屋架或屋面梁在柱頂一般采用預(yù)埋鋼板焊接或預(yù)埋螺栓與柱連接，在構(gòu)造上只能傳遞豎向力和水平力，而不能傳遞彎矩，

35、故計(jì)算時(shí)按鉸接結(jié)點(diǎn)考慮。 (2)柱下端固接于基礎(chǔ)頂面。由于預(yù)制排架柱插人基礎(chǔ)杯口有足夠的深度，并用高強(qiáng)度等級的細(xì)石混凝土澆筑密實(shí)，因此，排架柱與基礎(chǔ)連接處可按固定端考慮。 (3)排架橫梁為無軸向變形剛性桿，橫梁兩側(cè)柱頂?shù)乃轿灰葡嗟?。一般單層廠房結(jié)構(gòu)中常用的鋼筋混凝土屋架或預(yù)應(yīng)力混凝土屋架，下弦剛度較大，均符合這一假定。(4)排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸接結(jié)點(diǎn)處，排架柱的軸線為柱的兒何中心線。當(dāng)柱為變截面柱時(shí)，取上柱和下柱截面重

36、心的連線，排架柱的軸線為一折線。 根據(jù)以上假定，橫向排架的計(jì)算簡圖如圖9-15 (b)所示。在計(jì)算簡圖中，橫線代表屋架(橫梁)下緣，連接于柱頂。柱總高H取基礎(chǔ)頂面至柱頂?shù)木嚯x，上柱高H1為牛腿頂面至柱頂?shù)木嚯x，下柱高H2為基礎(chǔ)頂面至牛腿頂面的距離。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,上、下柱的截面慣性矩分別為I1和I2，截面抗彎剛度分別取Ecl1和EcI2，其中，Ec為混凝土彈性模量。排架的跨度L應(yīng)為下柱重心

37、線間的距離，一般取排架柱的軸線間距。 柱總高H=柱頂標(biāo)高+基礎(chǔ)底面標(biāo)高的絕對值-初步擬定的基礎(chǔ)高度; 上部柱高Hu=柱頂標(biāo)高-軌頂標(biāo)高+軌道構(gòu)造高度+起重機(jī)梁支承處的起重機(jī)梁高。 上、下部柱的截面彎曲剛度Ecl1 、 EcI2，由混凝土強(qiáng)度等級以及預(yù)先假定的柱截面形狀和尺寸確定。這里， I1、 I2分別為上、下部柱的截面慣性矩。 二、排架的荷載計(jì)算 作用在排架上的荷載分恒荷載和活荷載兩類。恒荷載一般包括

38、屋蓋自重F1、上柱自重F2、下柱自重F3、起重機(jī)梁和軌道零件自重F4，以及有時(shí)支承在牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等重力F5等?；詈奢d一般包括屋面活荷載F6，,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,起重機(jī)荷載Tmax和Dmax或Dmin，均布風(fēng)荷載q1、 q2以及作用在屋蓋支承處的集中風(fēng)荷載W等。圖9-16所示為上述作用在排架上的荷載。 1.恒荷載 各種恒荷載的數(shù)值可按材料重力密度和結(jié)構(gòu)的有關(guān)尺寸由計(jì)算得到，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件可從

39、標(biāo)準(zhǔn)圖上直接查得。在排架計(jì)算中，取恒荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù) 。 2.屋面均布活荷載 房屋建筑的屋面，其水平投影面上的屋面均布活荷載，應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2001)中表4.3.1采用。對不上人屋面，其屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5 kN/m2。 3.雪荷載 作用在建筑物或構(gòu)筑物頂面上計(jì)算用的雪壓，稱為雪荷載。屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算:

40、(9-3),上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,sk--雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2); --屋面積雪分布系數(shù)，應(yīng)根據(jù)不同類型的屋頂形式，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2001)中表6.2.1采用;排架計(jì)算時(shí)，可近似按積雪全跨均勻分布考慮，取 ;s0--基本雪壓(kN/m2)，它是以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計(jì)所得50年一遇最大積雪的自重確定的。各地的基本雪壓應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷載

41、規(guī)范》(GB 50009-2001)附錄D中附表D. 4給出的50年一遇的雪壓采用。 山區(qū)的雪荷載應(yīng)通過實(shí)測調(diào)查后確定。如無實(shí)測資料時(shí)，可按當(dāng)?shù)剜徑諘缙教沟孛娴幕狙┖奢d乘以系數(shù)1. 2采用。 4.起重機(jī)荷載 單層廠房中常用的起重機(jī)有懸掛式起重機(jī)、手動(dòng)起重機(jī)、橋式起重機(jī)等，一般采用橋式起重機(jī)。起重機(jī)共有A1~A8共8個(gè)工作級別。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,橋式起重機(jī)在排架上產(chǎn)生的荷載有豎向荷

42、載},.,x(或D,a, > ,橫向水平荷載幾1}l、及起重機(jī)縱向水平荷載，I’。0 (1)起重機(jī)豎向荷載Dmax(或Dmin)。 ①起重機(jī)最大輪壓Pmax與最小輪壓Pmin。起重機(jī)豎向荷載是指起重機(jī)在運(yùn)行時(shí)，通過作用于起重機(jī)梁上的輪壓傳給排架柱的荷載。當(dāng)小車吊有額定最大起重量行駛至大車某一側(cè)端頭極限位置時(shí)，小車所在一側(cè)的每個(gè)大車輪壓即為起重機(jī)的最大輪壓Pmax ，同時(shí)另外一側(cè)的每個(gè)大車輪壓即為最小輪壓Pmin ，如

43、圖9-17所示。 Pmax和Pmin可根據(jù)所選用的起重機(jī)型號規(guī)格由產(chǎn)品目錄或手冊查得。 ②起重機(jī)豎向荷載Dmax (或Dmin)。起重機(jī)最大輪壓Pmax與最小輪壓Pmin同時(shí)產(chǎn)生，分別作用在兩側(cè)的起重機(jī)梁上，經(jīng)由起重機(jī)梁兩端傳給柱子的牛腿。起重機(jī)是一組移動(dòng)荷載，起重機(jī)在縱向的運(yùn)行位置，直接影響其輪壓對柱子所產(chǎn)生的豎向荷載，因此必須用起重機(jī)梁的支座反力影響線求得由Pmax 對排架柱所產(chǎn)生的最大豎向荷載值Dmax 。,上一頁,下一頁

44、,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,由起重機(jī)輪壓作用于排架柱上的起重機(jī)豎向荷載Dmax和Dmin，除與小車行駛的位置有關(guān)外，還與廠房內(nèi)的起重機(jī)臺數(shù)以及大車沿廠房縱向運(yùn)行的位置有關(guān)。 當(dāng)計(jì)算同一跨內(nèi)可能有多臺起重機(jī)作用在排架上所產(chǎn)生的豎向荷載時(shí)，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2001)規(guī)定，對單跨廠房一般按不多于兩臺起重機(jī)考慮，對于多跨廠房一般按不多于四臺起重機(jī)考慮。 當(dāng)兩臺起重機(jī)滿載靠緊并行，其中較大一臺起重機(jī)的內(nèi)

45、輪正好運(yùn)行至計(jì)算排架柱的位置時(shí)，作用于最大輪壓Pmax一側(cè)排架柱上的起重機(jī)荷載為最大值Dmax，如圖9-18所示;與此同時(shí)，在另一側(cè)的排架柱上，則由最小輪壓Pmin產(chǎn)生豎向荷載為最小Dmin。 Dmax或Dmin可根據(jù)圖9-18所示的起重機(jī)最不利位置和起重機(jī)梁支座反力影響線求得: (9-4) (9-5),上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,--起重機(jī)最不利位置時(shí)，各輪子下影響線豎向坐標(biāo)值之

46、和，可根據(jù)起重機(jī)的寬度B和輪距K確定。 起重機(jī)豎向荷載Dmax與Dmin沿起重機(jī)梁的中心線作用于牛腿頂面。 由于Dmax既可發(fā)生在左柱，也可發(fā)生在右柱，因此在計(jì)算排架時(shí)兩種情況均應(yīng)考慮。 (2)起重機(jī)橫向水平荷載Tmax。起重機(jī)的橫向水平荷載Tmax是當(dāng)小車沿廠房橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于啟動(dòng)或突然制動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，通過小車制動(dòng)輪與橋架上導(dǎo)軌之間的摩擦力傳給大車，再通過大車輪均勻傳給大車軌道和起重機(jī)梁，然后由起重機(jī)梁與上柱的連接

47、鋼板傳給兩側(cè)排架柱。起重機(jī)橫向水平荷載作用位置在起重機(jī)梁頂面，且同時(shí)作用于起重機(jī)兩側(cè)的排架柱上，方向相同。 當(dāng)四輪起重機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)，每個(gè)大車輪引起的橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為:,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,(9-6) --橫向制動(dòng)力系數(shù)，取值規(guī)定如下:軟鉤起重機(jī)：硬鉤起重機(jī)： 起重機(jī)的橫向水平制動(dòng)力也是移動(dòng)荷載，其最不利作用位置與圖9-18起重機(jī)的豎向輪壓相同，所以，起重機(jī)對排架柱產(chǎn)生的最大

48、橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Tmax ，也需根據(jù)起重機(jī)的最不利位置和起重機(jī)梁支座反力影響線確定，即: (9-7)由于小車是沿橋架向左、右運(yùn)行，有左、右兩種制動(dòng)情況，因此計(jì)算排架時(shí)，起重機(jī)的橫向水平荷載應(yīng)考慮向左和向右兩種情況，如圖9-19所示。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,(3)起重機(jī)縱向水平荷載Te。起重機(jī)縱向水平荷載是由起重機(jī)的大車突然啟動(dòng)或制動(dòng)引起的縱向水平慣性力，它由大車的制動(dòng)輪與軌道的摩擦，經(jīng)起

49、重機(jī)梁傳到縱向柱列或柱間支撐。 當(dāng)廠房有柱間支撐時(shí)，全部起重機(jī)縱向水平荷載由柱間支撐承受;當(dāng)廠房無柱間支撐時(shí)，全部起重機(jī)縱向水平荷載由同一伸縮區(qū)段內(nèi)的所有各柱共同承受。在橫向排架結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中，一般不考慮起重機(jī)縱向水平荷載。 5.屋面積灰荷載 設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近建筑物時(shí)，應(yīng)考慮積灰荷載。對于具有一定除塵設(shè)施和保證清灰制度的機(jī)械、冶金、水泥廠的廠房屋面，其水平投影面上的屋面積灰荷載應(yīng)分別按《建筑結(jié)構(gòu)

50、荷載規(guī)范》(GB 50009-2001)中表4. 4. 1-1和表4. 4. 1-2采用。對于屋面上易形成灰堆處，在設(shè)計(jì)屋面板、擦條時(shí)，積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值可乘以下列增大系數(shù):在高低跨處兩倍于屋面高差但不大于6m的分布寬度內(nèi)取2.0，在天溝處不大于3m的分布寬度內(nèi)取1. 4。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,排架計(jì)算時(shí)，屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)組合，僅取兩者中的較大值。屋面積灰荷載應(yīng)與雪荷載和屋面均布活荷載兩者中的較大

51、值同時(shí)組合。 屋面均布活荷載、雪荷載、屋面積灰荷載都屬于可變荷載，都按屋面水平投影面積計(jì)，其荷載分項(xiàng)系數(shù)都取 6.風(fēng)荷載 作用在建筑物或構(gòu)筑物表面上計(jì)算用的風(fēng)壓稱為風(fēng)荷載。 (1)垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載。當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí)，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計(jì)算: (9-8)wk--風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2); --高度二處的風(fēng)振系數(shù)，對單層廠房， --風(fēng)荷載體

52、型系數(shù); --風(fēng)壓高度變化系數(shù);w0--基本風(fēng)壓(kN/m2)。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,基本風(fēng)壓是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高度處，統(tǒng)計(jì)所得的50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速v0(m/s)為標(biāo)準(zhǔn)，按 確定的風(fēng)壓，此處 為空氣的密度(t/m3)，可按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009-2001)附錄D.2確定。 基本風(fēng)壓應(yīng)按《建筑結(jié)構(gòu)荷

53、載規(guī)范》(GB 50009-2001)中全國基本風(fēng)壓分布圖和附表D. 4給出的數(shù)據(jù)采用，但不得小于0. 30 kN/m2。 風(fēng)載體型系數(shù)是指風(fēng)作用在建筑物表面所引起的實(shí)際壓力(或吸力)與基本風(fēng)壓的比值。它表示建筑物表面在穩(wěn)定風(fēng)壓作用下的靜態(tài)壓力分布規(guī)律，主要與建筑物的體形和尺寸有關(guān)，按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》( GB 50009-2001)表7. 3. 1的規(guī)定采用。圖9-20 (a)、(b)中分別給出了封閉式雙坡屋面和封閉式雙跨

54、雙坡屋面的風(fēng)載體型系數(shù)。 (2)屋面?zhèn)鱽淼募酗L(fēng)荷載。作用于柱頂以上的風(fēng)荷載，通過屋架以集中力Fw形式施加于排架柱頂，其值為屋架高度范圍內(nèi)的外墻迎風(fēng)面、背風(fēng)面的風(fēng)荷載及坡屋面上風(fēng)荷載的水平分力的總和，,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,如圖9-21所示，計(jì)算時(shí)也取為均布荷載。此時(shí)的風(fēng)壓高度變化系數(shù) 按下述情況確定:有矩形天窗時(shí)，取天窗檐口標(biāo)高;無矩形天窗時(shí)，按廠房檐口標(biāo)高取值。進(jìn)行排架計(jì)算時(shí)，將柱頂以上的風(fēng)荷

55、載以集中力Fw的形式作用于排架柱頂，其計(jì)算簡圖如圖9-21所示。 由于風(fēng)載是可以變向的，因此在排架計(jì)算時(shí)，要考慮左風(fēng)和右風(fēng)兩種情況。 三、排架的內(nèi)力計(jì)算 在進(jìn)行排架內(nèi)力分析之前，首先要確定排架上有哪兒種可能單獨(dú)考慮的荷載情況。以單跨排架為例，若不考慮地震作用，可能有以下8種單獨(dú)作用的荷載情況: (1)恒荷載(G1、G2、G3、G4等)。 (2)屋面活荷載(Q1)。 (3)起重機(jī)豎向荷載Dmax作

56、用于左柱(Dmin作用于右柱)。 (4)起重機(jī)豎向荷載Dmax作用于右柱(Dmin作用于左柱)。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,(5)起重機(jī)水平荷載Tmax作用于左、右柱，方向由左向右。(6)起重機(jī)水平荷載Tmax作用于左、右柱，方向由右向左。(7)風(fēng)荷載(Fw、q1、q2)，方向由左向右。(8)風(fēng)荷載(Fw、q1、q2)，方向由右向左。 需要單獨(dú)考慮的荷載確定之后，即可對每種荷載情況利用結(jié)構(gòu)

57、力學(xué)的方法進(jìn)行排架內(nèi)力計(jì)算，再進(jìn)行最不利內(nèi)力組合。 1.單跨排架在恒荷載及屋面活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 在恒荷載G1、G2、G3、G4及屋面活荷載Q1作用下，一般屬于結(jié)構(gòu)對稱、荷載也對稱的情況，可按無側(cè)移排架計(jì)算。由于在排架計(jì)算簡圖中假定橫梁為無軸向變形的剛性連桿，所以排架柱可按圖9-22 (a)所示的簡圖計(jì)算內(nèi)力。 根據(jù)對排架上的荷載分析可知， G1對上柱及下柱截面均有偏心， Q1對上、下柱也有偏心且偏心距與G

58、1相同， G2、G3對下柱截面也有偏心，在計(jì)算中可將G1、G2、G4及Q1簡化為作用在柱截面中心的軸力和作用在相應(yīng)柱頂(上柱)及牛腿頂面(下柱)處的力矩M1和M2。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,由于G1、G2、G3、G4及Q1作用于柱截面形中心時(shí)只引起柱的軸向力，不引起彎矩和剪力，所以可按圖9-23計(jì)算柱截面的彎矩和剪力。 2.在風(fēng)荷載及起重機(jī)荷載作用下的排架內(nèi)力計(jì)算 在風(fēng)荷載及起重機(jī)荷載作用下為荷載不

59、對稱的情況，可視柱頂為有側(cè)移的排架進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，如圖9-22 (b)所示。 (1)起重機(jī)豎向荷載Dmax(或Dmin)作用下的內(nèi)力計(jì)算。起重機(jī)豎向荷載Dmax(或Dmin)作用于牛腿頂面并對下柱截面有偏心，可將其簡化為作用于柱截面中心的軸向Dmax(或Dmin)和附加力矩MD,max(或MD,min)，按圖9-24所示簡圖分別計(jì)算，然后疊加而得。 當(dāng)MD,max作用在④柱時(shí)，排架柱的內(nèi)力計(jì)算如圖9-25所示，其排架柱內(nèi)力可由圖

60、9-25 (b)和圖9-25 (c)的內(nèi)力疊加得到 (2)起重機(jī)水平荷載作用下的排架內(nèi)力計(jì)算。在起重機(jī)水平荷載Tmax作用下，其排架柱的內(nèi)力可由圖9-26 (b)和圖9-26 (c)的內(nèi)力疊加得到。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,(3)風(fēng)荷載作用下的排架內(nèi)力計(jì)算。排架在風(fēng)荷載Fw、q1、q2作用下的計(jì)算簡圖可由圖9-27 (a)與圖9-27 (b)疊加而得。其中圖9-27(a)可分解為Fw、q1、q2分別作用

61、時(shí)的受力情況，如圖9-28所示。 當(dāng)風(fēng)荷載由右向左作用時(shí)，A、B柱的內(nèi)力分別與從左向右作用時(shí)B、A柱的內(nèi)力數(shù)值相等，符號相反。 四、排架結(jié)構(gòu)的控制截面和內(nèi)力組合 1.控制截面 控制截面是指對柱內(nèi)鋼筋量計(jì)算起控制作用的截面，也就是內(nèi)力最大截面。在一般的單階排架柱中，上柱各截面是相同的，通常上柱底部截面I-I的內(nèi)力最大，因此取I-I截面為上柱的控制截面;在下柱中，通常各截面也是相同的，而牛腿頂截面II-II在起重機(jī)豎向荷

62、載作用下彎矩最大，柱底截面III-III在風(fēng)荷載和起重機(jī)水平荷載作用下彎矩最大，且軸力也最大，故取II-II和III-III截面為下柱的控制截面，,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,如圖9-29所示。下柱的縱筋按II-II和III-III截面中鋼筋用量大者配置。柱底III-III截面的內(nèi)力也是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)。 2.內(nèi)力組合 排架柱各控制截面的內(nèi)力包括彎矩M、軸力N和剪力V，屬偏心受壓構(gòu)件，剪力V對排架柱的配筋

63、影響較小。 由偏心受壓正截面的M-N相關(guān)曲線可知，構(gòu)件可在不同彎矩M和軸力N的組合下達(dá)到其極限承載力。M和N內(nèi)力對截面最不利的具體搭配，需要進(jìn)行內(nèi)力組合才能進(jìn)行判斷。對排架柱各控制截面，一般應(yīng)考慮以下四種內(nèi)力組合: (1)+Mmax及相應(yīng)的N, V; (2 )-Mmax及相應(yīng)的N, V; (3) Nmax及相應(yīng)的M, V; (4) Nmin及相應(yīng)的M, V。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷

64、載及內(nèi)力計(jì)算,在這四種內(nèi)力組合中，第(1), (2), (4)組是以構(gòu)件可能出現(xiàn)大偏心受壓破壞進(jìn)行組合的;第(3)組則是從構(gòu)件可能出現(xiàn)小偏心受壓破壞進(jìn)行組合的。全部內(nèi)力組合可使柱避免出現(xiàn)任何一種破壞形式。各控制截面的鋼筋就是按這四種內(nèi)力組合所計(jì)算出的鋼筋用量最大者配置的。 在進(jìn)行內(nèi)力組合時(shí)，還須注意以下問題: (1)恒荷載必須參與每一種組合。 (2)起重機(jī)豎向荷載Dmax可分別作用于左柱和右柱，只能選擇其中一種參與組合

65、。 (3)起重機(jī)水平荷載Tmax向右與向左只能選其中一種參與組合。 (4)風(fēng)荷載向右、向左方向只能選其一參與組合。,上一頁,下一頁,返回,第二節(jié)排架結(jié)構(gòu)荷載及內(nèi)力計(jì)算,(5)組合凡Nmax或Nmin時(shí)，應(yīng)使彎矩M最大，對于軸力為零而彎矩不為零的荷載(如風(fēng)荷載)也應(yīng)考慮組合。 (6)在考慮起重機(jī)橫向水平荷載Tmax時(shí)，必然有Dmax(或Dmin)參與組合，即“有T必有D”;但在考慮起重機(jī)荷載Dmax(或Dmin)時(shí)

66、，該跨不一定作用有該起重機(jī)的橫向水平荷載，即“有D不一定有T。,上一頁,返回,第三節(jié)單層廠房柱的設(shè)計(jì),一、柱下獨(dú)立基礎(chǔ) 柱的基礎(chǔ)是單層廠房中的重要受力構(gòu)件，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載都是通過基礎(chǔ)傳至地基的。按受力形式，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)有軸心受壓和偏心受壓兩種，在單層廠房中，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)一般是偏心受壓的。按施工方法，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)可分為預(yù)制柱下基礎(chǔ)和現(xiàn)澆柱下基礎(chǔ)兩種。 單層廠房柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的常用形式是擴(kuò)展基礎(chǔ)，有階梯形和錐形兩類，如圖9

67、-30所示。預(yù)制柱下基礎(chǔ)因與預(yù)制柱連接的部分做成杯口，故又稱為杯形基礎(chǔ)。 1.確定基礎(chǔ)底面尺寸 基礎(chǔ)底面尺寸是根據(jù)地基承載力條件和地基變形條件確定的。由于柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)的底面積不太大，故假定基礎(chǔ)是絕對剛性且地基土反力為線性分布。 (1)軸心受壓柱下基礎(chǔ)。軸心受壓時(shí)，假定基礎(chǔ)底面的壓力為均勻分布，如圖9-31所示，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下式要求:,下一頁,返回,第三節(jié)單層廠房柱的設(shè)計(jì),(9-9)Nk--相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上

68、部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值;Gk--基礎(chǔ)及基礎(chǔ)上方土的重力標(biāo)準(zhǔn)值;A--基礎(chǔ)底面面積;fa--經(jīng)過深度和寬度修正后的地基承載力特征值。設(shè)d為基礎(chǔ)埋置深度，并設(shè)基礎(chǔ)及其上土的重力密度的平均值為(可近似取 代入上式可得 (9-10)設(shè)計(jì)時(shí)先按式(9-8)算得A，再選定基礎(chǔ)底面積的一個(gè)邊長b,即可求得另一邊長l

69、=A/b，當(dāng)采用正方形時(shí),上一頁,下一頁,返回,第三節(jié)單層廠房柱的設(shè)計(jì),(2)偏心受壓柱下基礎(chǔ)。當(dāng)偏心荷載作用下基礎(chǔ)底面全截面受壓時(shí)，假定基礎(chǔ)底面的壓力按線性非均勻分布，如圖9-32 (a)所示，這時(shí)基礎(chǔ)底面邊緣的最大和最小壓力可按下式計(jì)算: (9-11)Mbk--作用于基礎(chǔ)底面的力矩標(biāo)準(zhǔn)組合值，Mbk=Mk+NwkewNbk--由柱和基礎(chǔ)梁傳至基礎(chǔ)底面的軸向力標(biāo)準(zhǔn)組合值，Nbk= Nb+Nwk。Nwk--基礎(chǔ)