第九章 單層廠房排架結(jié)構(gòu) ppt課件

1、第九章單層工業(yè)廠房排架構(gòu)造本章主要引見：?jiǎn)螌訌S房的組成、傳力途本章主要引見：?jiǎn)螌訌S房的組成、傳力途徑及設(shè)計(jì)內(nèi)容；單層廠房的構(gòu)造布置；排架的徑及設(shè)計(jì)內(nèi)容；單層廠房的構(gòu)造布置；排架的內(nèi)力計(jì)算；單層廠房柱設(shè)計(jì)；單層廠房構(gòu)造主內(nèi)力計(jì)算；單層廠房柱設(shè)計(jì)；單層廠房構(gòu)造主要構(gòu)件的選型；各構(gòu)件間的銜接。重點(diǎn)是單層要構(gòu)件的選型；各構(gòu)件間的銜接。重點(diǎn)是單層廠房的組成、受力特點(diǎn)、支撐的布置、構(gòu)件選廠房的組成、受力特點(diǎn)、支撐的布置、構(gòu)件選型、排架內(nèi)力計(jì)算、構(gòu)件間的銜接。型、排架內(nèi)力計(jì)算、構(gòu)件間的銜接。 本章提要本章提要本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容9.1 概述概述9.2 單層工業(yè)廠房排架構(gòu)造的組成、傳力途單層工業(yè)廠房排架構(gòu)造

2、的組成、傳力途徑及設(shè)計(jì)內(nèi)容徑及設(shè)計(jì)內(nèi)容9.3 單層工業(yè)廠房的構(gòu)造布置單層工業(yè)廠房的構(gòu)造布置9.4 單層廠房構(gòu)造主要構(gòu)件的選型單層廠房構(gòu)造主要構(gòu)件的選型9.5 單層廠房排架內(nèi)力計(jì)算單層廠房排架內(nèi)力計(jì)算9.6 單層廠房柱的設(shè)計(jì)單層廠房柱的設(shè)計(jì)9.7 單層工業(yè)廠房構(gòu)造主要構(gòu)件間的銜接構(gòu)單層工業(yè)廠房構(gòu)造主要構(gòu)件間的銜接構(gòu)造造9.1 概述概述1 廠房首先要滿足消費(fèi)工藝的要求，并為工廠發(fā)明良好的勞動(dòng)衛(wèi)生條件，以利提高產(chǎn)質(zhì)量量和勞動(dòng)消費(fèi)率。2 廠房內(nèi)普通都有笨重的機(jī)器設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備吊車等，這就要求廠房有較大的空間。同時(shí)，廠房構(gòu)造要接受較大的靜、動(dòng)荷載以及振動(dòng)或撞擊力等。3 有的廠房在消費(fèi)過程中會(huì)分發(fā)大量

3、的余熱、煙塵、有害氣體、有侵蝕性的液體以及消費(fèi)噪音等，這就要求廠房有良好的通風(fēng)和采光。4 消費(fèi)過程往往需求各種工程技術(shù)管網(wǎng)，如上下水、熱力、緊縮空氣、煤氣、氧氣管道和電力供應(yīng)等。廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)思索各種管道的敷設(shè)要求和它們的荷載。5 消費(fèi)過程中有大量的原料、加工零件、半廢品、廢品、廢料等需求用電瓶車、汽車或火車進(jìn)展運(yùn)輸。廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)思索所采用的運(yùn)輸工具的通行問題。1. 單層工業(yè)廠房的特點(diǎn)單層工業(yè)廠房的特點(diǎn)2. 單層廠房的構(gòu)造類型單層廠房的構(gòu)造類型 按資料分：?jiǎn)螌訌S房的構(gòu)造按其承重構(gòu)造的資料來分，有混合構(gòu)造、鋼筋混凝土構(gòu)造和鋼構(gòu)造等類型。 按施工方法分：?jiǎn)螌訌S房的構(gòu)造按其施工方法來分，有裝配式和現(xiàn)澆

4、式兩種 按承重構(gòu)造的方式分：排架構(gòu)造；剛架構(gòu)造也稱框架構(gòu)造；鋼框架構(gòu)造圖9.1鋼筋混凝土排架構(gòu)造 圖9.2鋼筋混凝土門式剛架 圖9.3鋼框架構(gòu)造 9.2 排架構(gòu)造的組成、傳力途徑及設(shè)計(jì)內(nèi)容排架構(gòu)造的組成、傳力途徑及設(shè)計(jì)內(nèi)容 單層工業(yè)廠房排架構(gòu)造通常由橫向平面排架和縱向平面排架及支撐系統(tǒng)連成一個(gè)整體的空間構(gòu)造體系，由以下構(gòu)件組成，如圖9.4所示。 一、排架構(gòu)造的組成與傳力途徑一、排架構(gòu)造的組成與傳力途徑圖9.4裝配式鋼筋混凝土單層廠房構(gòu)造 橫向平面排架是由屋面梁或屋架、橫向柱列和根底等組成，它是廠房根本承重構(gòu)造。 廠房橫向排架接受豎向荷載如構(gòu)造自重、屋面活荷載和吊車豎向荷載等及橫向程度荷載如風(fēng)荷

5、載、吊車橫向制動(dòng)力和地震作用等。如圖9.5所示。 圖9.5單層廠房的荷載 縱向排架構(gòu)造體系是由縱向柱列和根底、連系梁和柱間支撐等組成。 其作用是保證廠房構(gòu)造的縱向穩(wěn)定和承重，廠房縱向排架主要接受縱向程度荷載，如縱向風(fēng)荷載、吊車縱向制動(dòng)力、縱向地震作用和溫度應(yīng)力等。如圖9.6所示。 9.2.1.3 縱向排架構(gòu)造體系縱向排架構(gòu)造體系圖9.6廠房的縱向排架 1風(fēng)力；2吊車縱向制動(dòng)力；3連系梁；4柱間支撐；5吊車梁；6柱 圖9.9 荷載傳送道路圖 荷載的傳送荷載的傳送 單層工業(yè)廠房構(gòu)造設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)資料，以及鞏固適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原那么進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)。 單層廠房構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 1確定構(gòu)

6、造方案，進(jìn)展構(gòu)造布置；2確定主要承重構(gòu)件； 3進(jìn)展排架內(nèi)力分析與組合； 4排架柱設(shè)計(jì)； 5確定主要構(gòu)件之間的銜接構(gòu)造。 9.2.3 單層工業(yè)廠房構(gòu)造設(shè)計(jì)的內(nèi)容單層工業(yè)廠房構(gòu)造設(shè)計(jì)的內(nèi)容9.3 單層工業(yè)廠房的構(gòu)造布置單層工業(yè)廠房的構(gòu)造布置 單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上構(gòu)成的有規(guī)律的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。柱子縱向定位軸線間的間隔稱為跨度，橫向定位軸線的間隔稱為柱距。 確定柱網(wǎng)尺寸時(shí)，首先要滿足消費(fèi)工藝要求，尤其是工藝設(shè)備的布置；其次是根據(jù)建筑資料、構(gòu)造方式、施工技術(shù)程度、經(jīng)濟(jì)效果，以及提高建筑工業(yè)化程度和建筑處置、擴(kuò)展消費(fèi)、技術(shù)改造等方面要素來確定；此外，還應(yīng)滿足模數(shù)制的要求。 9.3.1

7、柱網(wǎng)的布置柱網(wǎng)的布置 1 跨度 單層廠房的跨度在18m以下時(shí)，應(yīng)采用30M數(shù)列1M=100mm)，即9m、12m、15m、18m；在18m以上時(shí)，應(yīng)采用擴(kuò)展模數(shù)60M數(shù)列，即24m、30m、36m等。如圖9.10所示。 2 柱距 單層廠房的柱距應(yīng)采用擴(kuò)展模數(shù)60M數(shù)列，見圖9.10。 單層廠房山墻處的抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)展模數(shù)15M數(shù)列。圖9.10 跨度和柱距表示圖 1伸縮縫 為減少廠房構(gòu)造的溫度應(yīng)力，可設(shè)置伸縮縫，將廠房構(gòu)造分成假設(shè)干溫度區(qū)段。 伸縮縫的普通做法是從根底頂面開場(chǎng)將相鄰溫度區(qū)段的上部構(gòu)造完全分開，在伸縮縫兩側(cè)設(shè)置并列的雙排柱、雙榀屋架，而根底可做成將雙排柱連在一同的雙杯口根底。

8、9.3.2 變形縫的設(shè)置變形縫的設(shè)置 2沉降縫 由于單層廠房構(gòu)造主要是由簡(jiǎn)支構(gòu)件裝配而成，因地基發(fā)生不均勻沉降在構(gòu)件中產(chǎn)生的附加內(nèi)力不大，所以在單層廠房構(gòu)造中，除主廠房構(gòu)造與生活間等附屬建筑物相銜接處外，很少采用沉降縫。 沉降縫應(yīng)將建筑物從根底到屋頂全部分開，以使縫兩邊發(fā)生不同沉降時(shí)不至于相互影響。 3防震縫 防震縫是為減輕震害而采取的措施之一。當(dāng)廠房平面、立面復(fù)雜，構(gòu)造高度或剛度相差很大，以及在廠房側(cè)邊布置附房，如生活間、變電所、爐子間等時(shí)，設(shè)置抗震縫將相鄰部分分開，防震縫的寬度在廠房縱橫跨交接處可采用100150mm，其它情況可采用5090mm。 支撐的作用，從圖9.11所舉的有檁屋蓋體系

9、廠房支撐布置中可以看出：假設(shè)不設(shè)支撐時(shí)，山墻上的風(fēng)力W將從A點(diǎn)傳至B點(diǎn)，這樣不僅廠房整體剛度差，穩(wěn)定性也難于保證。如設(shè)了支撐，山墻上的風(fēng)力W那么從A點(diǎn)傳至123456,再傳至柱間支撐，最后傳至根底。支撐的主要作用是： (1) 保證廠房構(gòu)造的縱向及橫向程度剛度； (2) 在施工和運(yùn)用階段，保證構(gòu)造構(gòu)件的穩(wěn)定性； (3) 將某些程度荷載傳給主要承重構(gòu)造或根底。 9.3.3 支撐的布置支撐的布置圖9.11 有檁屋蓋體系廠房支撐作用表示圖 屋蓋支撐包括上弦橫向程度支撐、下弦橫向程度支撐、下弦縱向程度支撐、垂直支撐及系桿等。 1.橫向程度支撐 橫向程度支撐是由交叉角鋼和屋架上弦或下弦組成的程度桁架。其作

10、用是，加強(qiáng)屋蓋構(gòu)造在縱向程度面內(nèi)的剛度，將山墻抗風(fēng)柱所接受的縱向程度力傳到兩側(cè)柱列上去，布置在溫度區(qū)段的兩端。設(shè)置在屋架上弦平面內(nèi)的稱為上弦橫向程度支撐；設(shè)置在屋架下弦平面內(nèi)的稱為下弦橫向程度支撐。9.3.3.1 屋蓋支撐屋蓋支撐 1 上弦橫向程度支撐。 當(dāng)屋蓋構(gòu)造的縱向平面內(nèi)的剛度缺乏，具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置上弦橫向程度支撐： 跨度較大的無檁體系屋蓋，當(dāng)屋面板與屋架銜接點(diǎn)的焊接質(zhì)量不能保證，且山墻抗風(fēng)柱與屋架上弦銜接時(shí),如圖11.12(a)中的1； 廠房設(shè)有天窗，當(dāng)天窗通到廠房兩端的第二柱間或經(jīng)過伸縮縫時(shí)，此時(shí)，應(yīng)在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置上弦橫向程度支撐，并在天窗范圍內(nèi)沿縱向設(shè)置

11、一至三道通長的受壓系桿，以保證屋架上弦的側(cè)向穩(wěn)定。如圖11.12(c)、(d)中的2。 2 下弦橫向程度支撐。 當(dāng)具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置下弦橫向程度支撐，下弦橫向程度支撐普通宜設(shè)于廠房端部及伸縮縫處第一柱間，如圖11.12(a)、(c)中的3、4。 廠房跨度18m，或廠房跨度18m，且山墻上風(fēng)荷載由屋架上弦傳送時(shí)； 屋架下弦懸掛吊車的縱向程度荷載較大而經(jīng)過垂直支撐傳力時(shí)，可在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設(shè)置； 當(dāng)廠房高度較大，縱向風(fēng)荷載由山墻抗風(fēng)柱傳至屋架下弦時(shí)； 廠房內(nèi)有較大的振動(dòng)荷載，吊車噸位大時(shí)。 2.縱向程度支撐 縱向程度支撐普通是由交叉角鋼等鋼桿件和屋架下弦第一節(jié)間組成的程度桁架。其作

12、用是加強(qiáng)屋蓋構(gòu)造在橫向程度面內(nèi)的剛性；在屋蓋設(shè)有托架時(shí)，還可以保證托架上緣的側(cè)向穩(wěn)定，并將托架區(qū)域內(nèi)的橫向程度風(fēng)力有效地傳到相鄰柱子上去。 當(dāng)具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向程度支撐 1 廠房內(nèi)設(shè)有托架時(shí)，那么必需在設(shè)有托架的柱間和兩端相鄰的一個(gè)柱間設(shè)置下弦縱向程度支撐，見圖11.13(a)。 2 廠房內(nèi)設(shè)有軟鉤橋式吊車，廠房高大，吊車噸位大時(shí)如單跨廠房柱高1518m以上，中級(jí)任務(wù)制吊車30t以上時(shí)。如圖11.13(b)所示 3 廠房內(nèi)設(shè)有硬鉤橋式吊車或5t級(jí)以上的鍛錘時(shí)，此時(shí)，布置要求如圖11.13(b)所示，當(dāng)?shù)踯噰嵨淮蠡驅(qū)S房剛度有特殊要求時(shí)，可沿中間柱列適當(dāng)增設(shè)縱向程度支撐，如圖11.1

13、3(c)所示。 當(dāng)廠房已設(shè)有下弦橫向程度支撐時(shí)，那么縱向程度支撐應(yīng)盡能夠與橫向程度支撐銜接，以構(gòu)成封鎖的程度支撐系統(tǒng)，如圖11.13a)、(b)所示。 3.垂直支撐及程度系桿 垂直支撐普通是由角鋼桿件與屋架的直腹桿或天窗架的立柱組成的垂直桁架。屋架垂直支撐根據(jù)屋架高度不同做成十字交叉形或W形天窗架，垂直支撐普通做成斜叉形。 垂直支撐的作用是保證屋架及天窗架在接受荷載后的平面外穩(wěn)定；并傳送縱向程度力，所以垂直支撐與橫向程度支撐配協(xié)作用。 屋架的垂直支撐，宜按以下要求布置： 1 當(dāng)屋架跨度大于18m小于30m時(shí)，垂直支撐應(yīng)布置在廠房端部第二柱間和伸縮縫兩邊第二柱間，并在屋架跨中設(shè)置一道垂直支撐和程

14、度系桿。 2 當(dāng)屋架跨度大于30m時(shí)，應(yīng)在屋架跨度的1/3左右節(jié)點(diǎn)處設(shè)置兩道垂直支撐和程度系桿。 3 豎桿較高的折線形或梯形屋架之間，除按以上要求布置支撐外，在屋架的端部需增設(shè)垂直支撐和程度系桿。 4 當(dāng)屋架設(shè)有輕型懸掛吊車時(shí)，懸掛吊車節(jié)點(diǎn)位置可設(shè)置斜撐式垂直支撐，如圖11.14所示。 4.天窗架支撐 天窗架支撐包括天窗上弦程度支撐和天窗架間垂直支撐。 天窗架支撐的作用是加強(qiáng)整體剛度，保證其系統(tǒng)的空間穩(wěn)定性，并把端壁上的程度風(fēng)荷載傳給屋架。 天窗架支撐普通均設(shè)置在天窗架的兩端，如圖11.15所示。 圖11.12 橫向程度支撐布置圖 圖11.13 縱向程度支撐布置 圖11.14 斜撐式垂直支撐

15、圖11.15 天窗架上弦橫向 柱間支撐普通采用交叉鋼斜桿組成。交叉傾角在3555之間，以45為宜，鋼桿件的截面尺寸需經(jīng)強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算確定如圖11.16(a)所示。當(dāng)柱間因交通、設(shè)備布置或柱距較大而不能采用交叉斜桿式支撐時(shí)，可以做成門架式支撐，如圖11.16(b)所示。 柱間支撐的作用是保證廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性，吊車縱向制動(dòng)力和山墻縱向風(fēng)荷載及縱向地震力經(jīng)屋蓋系統(tǒng)傳送到兩縱向柱列上去。 11.3.3.2 柱間支撐柱間支撐 柱間支撐布置：普通上柱柱間支撐設(shè)置在溫度區(qū)段兩側(cè)與屋蓋橫向程度支撐相對(duì)應(yīng)的柱間，以及溫度區(qū)段中央或臨近中央的柱間，下柱柱間支撐設(shè)置在溫度區(qū)段中部與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置。 柱

16、間支撐的布置原那么：凡屬以下情況之一的普通廠房需設(shè)置柱間支撐。 1 設(shè)有重級(jí)任務(wù)制吊車或中輕級(jí)任務(wù)制吊車起分量10t時(shí)； 2 廠房跨度18m或柱高8m時(shí)； 3 縱向柱的總數(shù)每排7根； 4 設(shè)有3t及3t以上懸掛吊車時(shí)； 5 露天吊車柱列。圖11.16 柱間支撐 當(dāng)用磚砌體作為廠房圍護(hù)墻時(shí)，普通要設(shè)置圈梁、延續(xù)梁、過梁和根底梁。 圈梁的作用是將墻體同廠房柱箍在一同，以加強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降、較大振動(dòng)荷載或地震對(duì)廠房引起的不利影響。圈梁設(shè)在墻內(nèi)，并與柱用鋼筋拉接。圈梁不接受墻體分量，故柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。 圈梁的布置與墻體高度、廠房的剛度要求及地基情況有關(guān)。 11.3.4

17、 圈梁、延續(xù)梁、過梁和根底梁的布置圈梁、延續(xù)梁、過梁和根底梁的布置 圈梁應(yīng)延續(xù)設(shè)置在墻體的同一程度面上，并盡能夠沿整個(gè)建筑物構(gòu)成封鎖狀。如圖11.17。 圈梁的截面寬度宜與墻厚一樣。 延續(xù)梁的作用是連系縱向柱列，以加強(qiáng)廠房的縱向剛度，并將風(fēng)荷載傳給縱向柱列。此外，延續(xù)梁還接受其上面墻體的分量。連梁通常是預(yù)制的，兩端擱置在柱牛腿上，用螺栓或電焊與牛腿銜接。 過梁的作用是承托門窗洞口上部墻體的分量。 在普通廠房中，通常用根底梁來接受圍護(hù)墻體的分量，如圖11.18。 圖11.17 圈梁的搭接長度 圖11.18 根底梁的擱置 11.4 單層廠房構(gòu)造主要構(gòu)件的選單層廠房構(gòu)造主要構(gòu)件的選型型 工業(yè)廠房構(gòu)造

18、構(gòu)件規(guī)范圖集有三類：經(jīng)國家建委審定的全國通用規(guī)范圖集，適用于全國各地；經(jīng)某地域或某工業(yè)部門審定的通用圖集，適用于該地域或該部門所屬單位；經(jīng)某設(shè)計(jì)單位審定的定型圖集適用于該單位。這些圖集普通包括設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)施工闡明、構(gòu)件選用表、構(gòu)造布置圖、銜接大樣圖、模板圖、配筋圖、預(yù)埋件詳圖、鋼筋及鋼材用量表等幾個(gè)部分，均屬構(gòu)造施工圖范疇。 11.4.1 單層廠房規(guī)范或通用定型構(gòu)件的單層廠房規(guī)范或通用定型構(gòu)件的選擇方法選擇方法 “設(shè)計(jì)和施工闡明包括構(gòu)件適用范圍，主要設(shè)計(jì)根據(jù)，主要計(jì)算方法，運(yùn)用資料，施工、制造及安裝要求等部分。選用構(gòu)件時(shí)要特別留意與施工闡明內(nèi)容相吻合。 “構(gòu)件選用表是選用構(gòu)件時(shí)的主要根據(jù)。普通可

19、根據(jù)兩種方法選用： 1 根據(jù)荷載或?qū)ω?fù)荷的限制條件 2 根據(jù)允許的最大內(nèi)力彎矩和剪力 1 無檁體系屋面構(gòu)件 無檁體系采用大型屋面板，適用于大中型單層廠房。各種無檁體系屋蓋的類型、特點(diǎn)、尺寸、允許均布荷載及適用條件見表11.1。 2 屋面板 有檁體系屋面板類型、尺寸、特點(diǎn)及適用條件見表11.2。 3 檁條 檁條與屋架上弦的銜接普通采用焊接。鋼筋混凝土檁條類型、跨度等見表11.3。11.4.2 屋面構(gòu)件選型屋面構(gòu)件選型表表11.1 屋面板類型表屋面板類型表 表表11.2 有檁體系屋面板有檁體系屋面板 表表11.3 鋼筋混凝土檁條類型表鋼筋混凝土檁條類型表 屋架或屋面梁直接接受屋面荷載；有些廠房的屋

20、架或屋面梁還接受懸掛吊車、管道或其它工藝設(shè)備及天窗架等荷載，并和屋蓋支撐系一致同，保證屋蓋程度和垂直方向的剛度和穩(wěn)定性。 目前常用的鋼筋混凝土屋架的方式及其適用條件見表11.4。 屋面梁和屋架普通為平臥制造，因此除按普通受彎構(gòu)件計(jì)算外，還應(yīng)進(jìn)展施工階段翻身扶直以及吊裝或運(yùn)輸時(shí)的驗(yàn)算，驗(yàn)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件自重乘以1.5的動(dòng)力系數(shù)。 11.4.3 屋架選型屋架選型表表11.4 鋼筋混凝土屋架類型表鋼筋混凝土屋架類型表 吊車梁是有吊車廠房的重要承重構(gòu)件，它直接接受吊車起重、運(yùn)轉(zhuǎn)、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的各種往復(fù)挪動(dòng)荷載。為此吊車梁除了要滿足普通梁的強(qiáng)度、抗裂度、剛度等要求外，還要滿足疲勞強(qiáng)度的要求。同時(shí)，吊車梁還傳送

21、廠房縱向荷載如山墻上的風(fēng)荷載。 吊車梁的選用普通按吊車的起重才干、跨度和吊車任務(wù)制的不同，可采用不同方式。常用鋼筋混凝土吊車梁見表11.5。 11.4.4 吊車梁選型吊車梁選型表表11.5 常用鋼筋混凝土吊車梁常用鋼筋混凝土吊車梁 柱主要接受屋蓋和吊車梁等豎向荷載、風(fēng)荷載及吊車產(chǎn)生的縱向和橫向程度荷載，有時(shí)還接受墻體、管道設(shè)備等荷載。所以，柱應(yīng)具有足夠的抗壓和抗彎才干。 目前柱子規(guī)范圖集CL335給出了一些柱子的規(guī)范設(shè)計(jì)，但大多數(shù)情況還需求設(shè)計(jì)者自行設(shè)計(jì)。常用柱的類型見圖11.19。 常用柱距6m的柱截面尺寸參見表11.6。 11.4.5 常用柱選型常用柱選型圖11.19 柱的類型 (a) 矩

22、形柱；(b) 工字形柱；(c) 預(yù)制空腹板工字形柱；(d) 單肢管柱；(e) 雙肢柱；(f) 平腹桿雙肢柱；(g 斜腹桿雙肢柱；(h) 雙肢管柱 表表11.6 柱截面尺寸參考表柱距柱截面尺寸參考表柱距6m) 根底支承廠房上部構(gòu)造的全部分量，然后傳送到地基中去，因此根底起著承上傳下的作用。選擇什么類型的根底，主要取決于上部構(gòu)造荷載的大小和性質(zhì)、工程地質(zhì)條件等。普通情況下，可采用獨(dú)立的杯形根底。 根底的類型、特點(diǎn)及適用條件見表11.7。 11.4.6 根底選型根底選型表表11.7 根底類型表根底類型表 11.5 單層廠房排架內(nèi)力計(jì)算單層廠房排架內(nèi)力計(jì)算 單層廠房構(gòu)造實(shí)踐上是一空間構(gòu)造體系，為了計(jì)算

23、方便，普通分別按縱、橫兩個(gè)方向作為平面排架來分析，即假定各個(gè)橫向平面排架或縱向平面排架均單獨(dú)任務(wù)。 計(jì)算單元： 單層廠房是一個(gè)復(fù)雜的空間構(gòu)造，實(shí)踐計(jì)算時(shí)，可根據(jù)廠房的構(gòu)造和荷載特點(diǎn)進(jìn)展簡(jiǎn)化并確定計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖11.20所示。由相鄰柱距的中部截取一個(gè)典型區(qū)段，稱為計(jì)算單元，如圖11.20所示。 11.5.1 計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算假定和計(jì)算簡(jiǎn)圖 為簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)，對(duì)確定排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，有以下計(jì)算假定: 1 屋架或屋面大梁與柱頂銜接處，僅用預(yù)埋鋼板焊牢，它抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)的才干很小，計(jì)算中只思索傳送垂直力和程度剪力，按鉸接結(jié)點(diǎn)思索。 2 排架柱與根底的銜接做法是：預(yù)制柱插入根底杯口一定深度，柱和

24、根底間用高強(qiáng)度等級(jí)細(xì)石混凝土澆筑密實(shí)。因此排架柱與根底銜接處按固定端位于根底頂面。 3 鉸接排架的橫梁屋架的剛度很大，受力后的軸向變形可忽略不計(jì)。排架受力后橫梁兩端兩個(gè)柱子的柱頂程度位移相等。 4 排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸接處，排架柱的軸線為柱的幾何中心線。當(dāng)柱為變截面時(shí)，排架柱的軸線為一折線，如圖11.20(a)、(b)所示。 5 排架的跨度以廠房的縱向定位軸線為準(zhǔn)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11.20(c)所示。只需在變截面處添加一個(gè)力偶M,M等于上柱傳下的豎向力乘以上下柱幾何中心線間間隔e。 圖11.20 排架計(jì)算簡(jiǎn)圖 1 屋面恒荷載 屋面恒荷載規(guī)范值用G1k表示，設(shè)計(jì)值用G1表示，它包括各種構(gòu)

25、造層屋面板、天溝板、 屋架、天窗、天窗架、屋架支撐、托架等自重。普通來說，G1對(duì)上柱截面的幾何中心有一個(gè)偏心距e1，G1對(duì)下柱截面的幾何中心又添加了附加偏心距e2，如圖11.22所示。 11.5.2 排架荷載計(jì)算排架荷載計(jì)算10.5.2.1 恒荷載恒荷載作用在排架上的荷載分為恒荷載和活荷載兩類，如圖11.21所示。 2 上柱自重 上柱自重規(guī)范值用G2k表示，設(shè)計(jì)值用G2表示，它沿上柱中心線作用。 3 吊車梁及軌道等零件自重規(guī)范值用G3k表示，設(shè)計(jì)值用G3表示，它沿吊車梁中心線作用于牛腿頂面，普通吊車梁中心線到柱外邊緣邊柱或柱中心線中柱的間隔為750mm。 4 下柱自重 下柱自重規(guī)范值用G4k表

26、示，設(shè)計(jì)值用G4表示，它沿下柱中心線作用。 5 支承在柱牛腿上的圍護(hù)構(gòu)造等自重 支承在柱牛腿上的圍護(hù)構(gòu)造等自重規(guī)范值用G5k表示，設(shè)計(jì)值用G5表示，它沿承重梁中心線作用在柱牛腿頂面。 6 墻體荷載 當(dāng)墻直接砌筑在根底梁上或大型墻板直接擱置在根底上時(shí)，它們對(duì)排架柱無豎向作用力，它們對(duì)排架的作用是傳送墻面上的程度風(fēng)荷載給排架柱。圖11.21 排架上的荷載 圖11.22 排架在屋面恒荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖和柱的內(nèi)力圖 屋面活荷載規(guī)范值用Q1k表示，設(shè)計(jì)值用Q1表示，作用點(diǎn)和計(jì)算簡(jiǎn)圖與屋蓋恒荷載一樣。 屋面活荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載三種。均按屋面的程度投影面積計(jì)算。 1 屋面均布活荷載

27、屋面均布活荷載按采用。當(dāng)施工荷載較大時(shí)，那么按實(shí)踐情況采用。11.5.2.2 屋面活荷載屋面活荷載 2 雪荷載 雪荷載是積雪分量，為積雪深度和平均積雪密度的乘積。屋面雪荷載規(guī)范值Sk計(jì)算式為： Sk=rS0 3 積灰荷載 對(duì)消費(fèi)中有大量排灰的廠房及其臨近建筑物應(yīng)思索積灰荷載，可由查得。 吊車按消費(fèi)工藝要求和吊車本身構(gòu)造特點(diǎn)有多種不同的型號(hào)和規(guī)格。 橋式吊車為廠房中常用的一種吊車方式，橋式吊車由大車橋架和小車組成，如圖11.23所示。 吊車對(duì)排架的作用有豎向荷載、橫向程度荷載和縱向程度荷載，現(xiàn)分別表達(dá)如下： 1 吊車豎向荷載 吊車豎向荷載是一種經(jīng)過輪壓傳給排架柱的挪動(dòng)荷載，由吊車額定起分量、大車

28、自重、小車自重三部分組成。如圖11.23所示。 11.5.2.3 吊車荷載吊車荷載 對(duì)于四輪吊車的最小輪壓規(guī)范值Pmin,k可按下式計(jì)算： Pmin,k=1/2 (Qbk+Qlk+Qck)-Pmax,k 每榀排架上作用的吊車豎向荷載指的是幾臺(tái)吊車組合后經(jīng)過吊車梁傳給柱的能夠的最大反力。 由于吊車荷載是挪動(dòng)荷載，每榀排架上作用的吊車豎向荷載組合值需用影響線原理求出。作用在排架上的吊車豎向荷載的組合值與吊車的臺(tái)數(shù)及吊車沿廠房縱向運(yùn)轉(zhuǎn)所處位置有關(guān)。 當(dāng)兩臺(tái)吊車挨緊并行，且其中一臺(tái)起分量較大的吊車輪子正好運(yùn)轉(zhuǎn)至計(jì)算排架上，而兩臺(tái)吊車的其他輪子分布在相鄰兩柱距之間時(shí)，吊車豎向荷載組合值可達(dá)最大，其規(guī)范值

29、Dmax,k、Dmin,k按以下公式計(jì)算： Dmax,k=yiPimax,k =(y1+y1)P1max,k+(y2+y2)P2max,k Dmin,k=yiPimin,k =(y1+y1)P1min,k+(y2+y2)P2min,k 由于多臺(tái)吊車共同作用時(shí)，各臺(tái)吊車荷載不能同時(shí)到達(dá)最大值，因此應(yīng)將各吊車荷載的最大值進(jìn)展折減。當(dāng)兩臺(tái)吊車完全一樣時(shí)，可按下式計(jì)算： nmax,kmax,kii=1nmin,kmin,kii=1min,kmin,kmax,kmax,kD= PyD= PyPD=DP或 吊車豎向荷載Dmax,k和Dmin,k沿吊車梁的中心線作用在牛腿頂面。它們是相對(duì)于下柱截面具有偏心距

30、e4的偏心壓力。Dmax,k和Dmin,k應(yīng)換算成作用于下柱頂面的軸力和力矩，如圖11.25(a)所示。 max,kmax,k4min,kmin,k4M=DM=Dee 2 吊車橫向程度荷載T 吊車橫向程度荷載是指載有重物的小車在左右行駛中忽然剎車時(shí)，由于吊車Qbk和小車Qlk的慣性力而在廠房排架柱上所產(chǎn)生的橫向程度制動(dòng)力。 橫向制動(dòng)力應(yīng)等分作用在排架的兩側(cè)柱子上，它的方向有左右兩種能夠性，如圖11.25(b)所示。 吊車橫向程度制動(dòng)力本應(yīng)按兩側(cè)柱子的剛度大小分配，但為簡(jiǎn)化計(jì)算，允許近似地平均分配給兩側(cè)排架柱，如圖11.26所示。 對(duì)于各類四輪橋式吊車，當(dāng)其小車滿載運(yùn)轉(zhuǎn)中忽然剎車時(shí)，在大車每一輪

31、子上所產(chǎn)生的橫向程度制動(dòng)力的規(guī)范值為： Tk=1/4(Qck+Qlk) 每個(gè)大車輪傳給吊車軌道的橫向程度制動(dòng)力T確定后，即可按計(jì)算吊車豎向荷載Dmax,k和Dmin,k的方法計(jì)算Tmax,k： nmax,ki111222i=1T=y()()ikTyy Tyy T 3 吊車縱向程度荷載T0 吊車縱向程度荷載T0是指吊車沿廠房縱向運(yùn)轉(zhuǎn)中忽然剎車時(shí)，由吊車自重和吊重物的慣性力在廠房縱向排架柱上所產(chǎn)生的程度制動(dòng)力，它是經(jīng)過每側(cè)的制動(dòng)輪傳至兩側(cè)吊車軌道，然后再由吊車梁傳給縱向柱列或柱間支撐，如圖11.27所示。 每臺(tái)吊車縱向程度制動(dòng)力的規(guī)范值為： T0,k=n/10Pmax,k 【例11.1】有單跨單層

32、廠房，跨度為24m，柱距為6m，設(shè)計(jì)時(shí)思索兩臺(tái)As級(jí)任務(wù)制20/5t橋式軟鉤吊車，求作用于排架柱上的Dmax,k、Dmin,k、Tmax,k。 【解】1 查得： 吊車橋距l(xiāng)K=22.5m時(shí)， 吊車最大寬度B=5600mm； 大車輪距K=4400mm； 小車重Qlk=77.2kN; 吊車最大輪壓Pmax,k=202kN； 吊車最小輪壓Pmin,k=60kN。 2 確定吊車的最不利位置及柱支座反力影響線，如圖11.28所示。 3 計(jì)算Dmax,k、Dmin,k、Tmax,k 查表得折減系數(shù)=0.9。 Dmax,k=387.23kN Dmin,k=115.02kN Tk=6.93kN Tmax,k=

33、13.28kN 4ii=1y2.13圖11.23橋式吊車荷載 圖11.25 吊車荷載 圖11.26 吊車橫向程度制動(dòng)力 圖11.27 吊車縱向程度荷載 圖11.28 吊車梁反力影響線 垂直于建筑物外表上的風(fēng)荷載規(guī)范值應(yīng)按下式計(jì)算： wk=zszw0 排架計(jì)算時(shí)作用在不同位置處風(fēng)荷載的計(jì)算原那么： 1 作用在排架柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載按均布思索，迎風(fēng)面為q1，背風(fēng)面為q2，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按柱頂標(biāo)高取值。11.5.2.4 風(fēng)荷載風(fēng)荷載 2 作用于柱頂以上屋蓋部分的風(fēng)荷載仍取為均布荷載，但對(duì)排架的作用那么按作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載W思索，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)取值如下：有矩形天窗時(shí)，按天窗檐口取值；

34、無矩形天窗時(shí)，按廠房檐口標(biāo)高取值。 3 作用在排架上的風(fēng)荷載如圖11.30所示，其設(shè)計(jì)值分別按下式計(jì)算： q1=Qwk1B=Qs1zw0B(kN/m) q2=Qwk2B=Qs2zw0B(kN/m) nQsiiz0i=1W=(h )w BkQB 【例11.2】如圖11.31所示。柱距為6m的單跨單層廠房，建于天津市郊區(qū)，求作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值。 【解】從中查得天津市根本風(fēng)壓為w0=0.4kN/m2；風(fēng)荷載體型系數(shù)s值如圖11.31(b)所示。計(jì)算單元寬度B=6m。 1 柱頂以下風(fēng)荷載按均布荷載計(jì)算，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按柱頂標(biāo)高計(jì)算，由查得15m高度處z=0.84;10m高處z=0.71；故

35、12m高度處： z=0.76 q1=Qs1zw0B=2.04kN/m() q2=Qs2zw0B=1.28kN/m() 2 計(jì)算作用于柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載w 風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按天窗檐口處標(biāo)高+17.920計(jì)算。由查得20m高度處，z=0.94，故17.92m高度處： z=0.90 W=20.34kN 作用于排架風(fēng)荷載如圖11.32所示。 圖11.30 橫向排架上的風(fēng)荷載 圖11.31 (a) 廠房剖面圖；(b) 計(jì)算簡(jiǎn)圖及s值 圖11.32作用于排架風(fēng)荷載 等高排架就是指在排架計(jì)算簡(jiǎn)圖中，各柱柱頂標(biāo)高一樣或柱頂標(biāo)高雖不同，但柱頂有傾斜橫梁貫穿銜接的排架，如圖11.33所示。11.5.3 排架的內(nèi)力

36、計(jì)算排架的內(nèi)力計(jì)算10.5.3.1 等高排架內(nèi)力分析等高排架內(nèi)力分析排架內(nèi)力分析就是確定排架柱在各種荷載單獨(dú)作用下各個(gè)控制截面上的內(nèi)力，并繪制各排架柱的彎矩M圖、軸力N圖及剪力V圖。 1 當(dāng)排架柱頂作用程度集中荷載W時(shí)，如圖11.34所示。 由于橫梁為剛性連桿，所以各柱柱頂程度位移相等。即： A=B=C= 如沿橫梁與柱的銜接部位將各柱柱頂切開，因柱頂是鉸無彎矩，在各柱的切口上替代一對(duì)相應(yīng)剪力VA、VB、VC，并取橫梁為脫離體，那么由平衡條件X=0得： W=VA+VB+VC 設(shè)各柱柱頂在單位程度集中力作用下柱頂位移為A、B和C。那么在柱頂剪力VA、VB、VC作用下，各柱柱頂程度位移為： A=VA

37、A B=VBB C=VCC 即： VA=A/A=/A VB=B/B=/B VC=C/C=/C 由公式11.16)得： /A+/B+/C=W 那么各柱柱頂剪力為： VA=/A=AW VB=/B=BW VC=/C=CW 即 Vi=iW 2 當(dāng)恣意荷載作用時(shí) 在恣意荷載作用下，排架柱的計(jì)算分為兩個(gè)步驟： 第一步：先在排架柱頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座以阻止程度側(cè)移，如圖11.35所示，求出支座反力R可利用附表算出。 第二步：撤除附加不動(dòng)鉸支座，并將R以反方向作用于排架柱頂，如圖11.35c所示，以恢復(fù)到原來構(gòu)造體系。 【例11.3】一單層單跨廠房排架如圖11.36所示。A柱與B柱一樣。I上A=I上B=2.1

38、3109mm4，I下A=I下B=5.876109mm4，上柱高H1=3.30m，全柱高H2=10.80m，排架上作用有吊車最大橫向程度荷載Tmax=8.9kN，作用點(diǎn)距柱頂高度y=2.4m，求排架柱的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖。 【解】1 計(jì)算幾何參數(shù) n=I上/I下=0.362 =H1/H2=0.306 2 求柱頂剪力 求支座反力 Tmax作用點(diǎn)至柱頂高度y=2.4m，y/H1=0.728，即y=0.728H1，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11.37所示。 查附表17e(y=0.7H1)得C5=0.66。 查附表17f(y=0.8H1)得C5=0.615。 用插入法得，當(dāng)y=0.728H1時(shí)： C5=0.647 R

39、a=TmaxC5-5.76kN() Rb=0 Ra+Rb=5.76kN() 將Ra+Rb)反向作用于柱頂并進(jìn)展分配 確定剪力分配系數(shù)： A=B=0.5 A(Ra+Rb)=2.88kN() 求柱頂剪力 將圖11.37(b)、c)圖中各柱頂所產(chǎn)生的剪力疊加得： Va=5.76-2.88=2.88kN() Vb=-2.88kN() (3) 畫內(nèi)力圖 如圖11.38所示。 【例11.4】一等高排架如圖11.39(a)所示，知W=5.66kN，q1=1.68kN/m,q=1.05kN/m，A柱與C柱一樣，I上A=I上C=2.13105cm4, I下A=I下C=9.23105cm4,I上B=4.17 10

40、5cm4,I下B=9.23105cm4。求柱的內(nèi)力并繪制彎矩圖。 【解】 (1) 計(jì)算剪力分配系數(shù) =H1/H2=0.254 A、C柱 n=I上/I下=0.231 B柱 n=I1/I2=0.452 查附表17a得： A、C柱 C0=2.85 A=C=6941/Ecm B柱 C0=2.94 B=6721/Ecm 剪力分配系數(shù)： A=C=0.33 B=0.34 (2) 計(jì)算各柱頂剪力 由q1的作用求A柱鉸支座反力RA。查附表17h得C11=0.361。 RA=q1H2C11=7.41kN() 在q2的作用下得： RC=q2H2C11=4.63kN R=RA+RC=12.04kN() 撤除不動(dòng)鉸支座

41、，將W+R=5.66+12.04=17.7kN反向作用于柱頂并分配，如圖11.39(b)、(c)所示。 VA=A(W+R)-RA=-1.57kN() VB=B(W+R)= 6kN() VC=C(W+R)-RC=1.2kN() 3 繪制彎矩圖如圖11.40所示。圖11.33等高排架內(nèi)力分析 圖11.34柱頂作用有集中荷載的等高排架 圖11.35作用恣意荷載的等高排架 圖11.36 圖11.37 吊車橫向荷載作用計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱頂剪力計(jì)算 圖11.38 吊車橫向荷載作用內(nèi)力圖 圖11.39 風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱頂剪力計(jì)算 圖11.40風(fēng)荷載作用下的彎矩圖 不等高排架見圖11.41所示，在程度風(fēng)荷載

42、作用下，排架中各柱程度側(cè)移D=E,F=G，而EG，所以內(nèi)力計(jì)算時(shí)不能采用剪力分配法，多采用力學(xué)方法或借助于圖表進(jìn)展內(nèi)力分析。 以排架橫梁內(nèi)力作為根本未知量x1和x2，并取圖示根本構(gòu)造。此時(shí)，排架各柱在一切外荷載q1、q2、q3和多余未知力x1、x2的共同作用下，可列出力學(xué)方法典型方程： 11.5.3.2 不等高排架內(nèi)力分析不等高排架內(nèi)力分析 D=E F=G 即： -(D+E)x1+EFx2+DEq=0 EFx1-(E+F)x2+EGq=0 聯(lián)立上述兩個(gè)方程，求解得到各橫梁內(nèi)力x1和x2后，即可按靜定懸臂柱求得排架各柱內(nèi)力。 圖11.41不等高排架的內(nèi)力分析 控制截面就是對(duì)柱子配筋量起控制造用的

43、某些截面。 普通取上柱柱底截面為上柱的控制截面；對(duì)下柱，在吊車豎向荷載作用下，牛腿頂面處的彎矩最大，在風(fēng)荷載和吊車橫向程度荷載作用下，柱底截面的彎矩最大，因此通常取牛腿頂面和柱底這兩個(gè)截面為下柱的控制截面，如圖11.42所示。 11.5.4 排架的內(nèi)力組合排架的內(nèi)力組合11.5.4.1 控制載面的選擇控制載面的選擇圖11.42 柱的控制截面 由于在柱的截面上存在著正負(fù)彎矩，故排架柱常采用對(duì)稱配筋。對(duì)于柱底截面也是根底頂面的柱截面，由于根底計(jì)算的需求，尚應(yīng)有M、N和V的組合。 未確定柱截面大偏壓或小偏壓之前，對(duì)于矩形、工字形截面柱普通應(yīng)思索以下四種內(nèi)力組合類型： 1 +Mmax及相應(yīng)的N、V；

44、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。 11.5.4.2 內(nèi)力組合內(nèi)力組合 中規(guī)定：對(duì)于普通排架構(gòu)造，荷載效應(yīng)的根本組合可采用簡(jiǎn)化規(guī)那么，并按以下組合值中取最不利值確定： 1 由可變荷載效應(yīng)控制的組合 2 由永久荷載效應(yīng)控制的組合11.5.4.3 荷載組合效應(yīng)荷載組合效應(yīng)0011n00i=1S=()S=(0.9)GGKQG KGGKQiGiKSSSSn00i=1S=(0.9)GGKQiciGiKSS 1 每次組合只能以一種內(nèi)力+Mmax、-Mmax、Nmax或Nmin為目的，決議活荷載的取舍，并按這些荷載求得相應(yīng)的其他兩種內(nèi)力。 2 恒荷載產(chǎn)

45、生的內(nèi)力在任何一種內(nèi)力組合中都必需思索。 3 風(fēng)荷載有左吹風(fēng)或右吹風(fēng)兩種情況，組合時(shí)兩者只取其中之一。 4 吊車橫向程度荷載Tmax同時(shí)作用在左、右兩側(cè)排架柱上，向左或向右。組合時(shí)只取其中之一。11.5.4.4 內(nèi)力組合本卷須知內(nèi)力組合本卷須知 5 在同一跨內(nèi)Dmax和Dmin與Tmax不一定同時(shí)發(fā)生，故在組合中有Dmax或Dmin時(shí)，不一定要有Tmax，但在組合中有Tmax時(shí)，那么必有Dmax或Dmin，由于吊車程度荷載不能夠脫離其豎向荷載而單獨(dú)存在。 6 每一種組合中，M、N、V都是相對(duì)應(yīng)的，即使是在一樣荷載作用下產(chǎn)生的。此外在組合Nmax和Nmin時(shí)，對(duì)于N=0雖然將其組合不改動(dòng)N值，但

46、只需添加了M值，也是截面的不利組合。 【例11.5】單層單跨廠房排架內(nèi)力計(jì)算。 【解】1.設(shè)計(jì)資料 1 某機(jī)修車間，為單層單跨廠房，廠房總長為72m，跨度為24m，柱距為6m，設(shè)有兩臺(tái)30/5t A5級(jí)任務(wù)制吊車，車間平面如圖11.43所示。 2 屋面構(gòu)造及圍護(hù)構(gòu)造 屋面構(gòu)造：二氈三油防水層上鋪小石子； 25mm厚水泥砂漿找平層； 60mm厚水泥蛭石保溫層； 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土屋面板。 圍護(hù)構(gòu)造：240mm厚普通磚墻。 3 自然條件：根本風(fēng)壓0.35kN/m2； 根本雪壓0.20kN/m2。 建筑場(chǎng)地為級(jí)濕陷性黃土，修正后的地基承載力f=180kN/m2，地下水位低于地面6m，本例不思索地震作用

47、。 4 資料：鋼筋為HPB235級(jí)、HRB335。 混凝土：根底采用C15，柱采用C25。 2.構(gòu)造方案及主要承重構(gòu)件 根據(jù)廠房跨度、柱頂高度及吊車起分量大小，本車間采用鋼筋混凝土排架構(gòu)造。構(gòu)造剖面如圖11.44所示。 為保證屋蓋的整體性及空間剛度，屋蓋采用無檁體系。根據(jù)廠房詳細(xì)條件，柱間支撐設(shè)置位置如圖11.43所示 廠房主要承重構(gòu)件選用如下： 1 屋面板：采用規(guī)范圖G410一中的1.5m1.6m預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板YWB，板重規(guī)范值包括灌縫在內(nèi)為1.4kN/m2。 2屋架：采用規(guī)范圖集G415中的預(yù)應(yīng)力混凝土折線形屋架，其自重規(guī)范值為106kN/榀。 3 吊車梁：采用規(guī)范圖集G323中的鋼筋

48、混凝土吊車梁，DL11，其高度1.2m，其自重規(guī)范值為40.8kN/根，軌道及銜接件自重取0.8kN/m。 3.計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱截面幾何尺寸確實(shí)定 1 計(jì)算簡(jiǎn)圖 本車間為機(jī)修車間，工藝無特殊要求，構(gòu)造布置均勻，荷載分布也均勻。故可從整個(gè)廠房中選擇具有代表性的排架作為計(jì)算單元，如圖11.43所示。計(jì)算單元寬度B=6.0m。 根據(jù)建筑剖面及其構(gòu)造，確定廠房計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖11.45所示。其中上柱高H1=4.2m，下柱高H3=10.4m，柱總高H2=14.6m。 2 柱截面幾何參數(shù) 上柱截面：bh=500mm500mm，上柱截面A1=2.5105mm2，慣性矩I1=5.21109mm4。 下柱截面選用工字

49、形截面，b=500mm,h=1000mm,bw=120mm、hf=200mm。下柱截面積A2=2.815105mm2，慣性矩I2=35.6109mm4，柱截面尺寸如圖11.46所示。 4.荷載的計(jì)算 (1) 恒荷載設(shè)計(jì)值 屋蓋構(gòu)造自重設(shè)計(jì)值 屋架自重設(shè)計(jì)值： 1.2106=127.2kN/榀 故作用于兩端柱頂?shù)奈萆w構(gòu)造自重設(shè)計(jì)值為： P1=127.20.5+3.1926240.5=293.4kN 柱自重設(shè)計(jì)值 上柱： A1=2.5105mm2 上柱自重設(shè)計(jì)值： P2=31.5kN 下柱： A2=2.815105mm2 下柱自重設(shè)計(jì)值： P3=87.8kN 吊車梁及軌道自重設(shè)計(jì)值 P4=1.2(

50、40.8+60.8)=54.7kN 各恒荷載作用位置如圖11.47所示。 (2 屋面活荷載設(shè)計(jì)值 由查得屋面活荷載的規(guī)范值為0.7kN/m2，而雪荷載的規(guī)范值為0.2kN/m2，本車間不思索積灰荷載，故僅按活荷載計(jì)算。 P6=1.40.76240.5=70.6kN P6的作用位置與P1一樣，如圖11.47所示。 (3 吊車荷載設(shè)計(jì)值 本車間選用的吊車主要參數(shù)如下： 30/5t吊車，中級(jí)任務(wù)制吊車，吊車梁高1.2m B=6.15m,K=4.8m,Pmax,k=290kN,Pmin,k=70kN, Qck=302kN, Qlk=118kN 吊車梁支座反力影響線如圖11.48所示。 故作用于排架柱上

51、的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值 Dmax= 802kN Dmin=193.6kN 由于作用在每一個(gè)輪上的吊車橫向程度荷載規(guī)范值： Tk=1/4(Qck+Qlk) 對(duì)于30/5t的軟鉤吊車=0.1。 所以T=10.45kN 故作用于排架上的吊車程度荷載設(shè)計(jì)值為： Tmax=QTyi=28.89kN 4) 風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值 由查得，根本風(fēng)壓w0=0.35kN/m2，風(fēng)壓高度系數(shù)按B類地面取用。 柱頂：H=14.1m,z=1.11； 檐口：H=17.4m，z=1.19； 屋頂：H=18.8m，z=1.22。 風(fēng)載體型系數(shù)如圖11.49所示。 故風(fēng)荷載規(guī)范值為： w1= 0.311kN/m2 w2= 0.194kN

52、/m2 作用于排架上的風(fēng)荷載的設(shè)計(jì)值為： q1=Qw1B=2.61kN/m q2=Qw2B=1.63kN/m 柱頂集中力設(shè)計(jì)值為： W=14.06kN 風(fēng)荷載是可以改動(dòng)方向的，計(jì)算時(shí)需思索左來風(fēng)和右來風(fēng)兩種情況，因此風(fēng)荷載作用下排架計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11.50所示。 5.內(nèi)力分析 內(nèi)力計(jì)算所選取的控制截面為上柱柱底、下柱牛腿頂面及下柱柱底。內(nèi)力符號(hào)及控制截面如圖11.51所示。 幾何參數(shù)： n=I1/I2=0.146 =H1/H2=0.288 1 恒荷載作用下的內(nèi)力 計(jì)算簡(jiǎn)圖 由實(shí)踐恒荷載作用(圖11.47)得恒荷載作用下排架計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖11.52所示。 A柱柱頂： M1= 14.67kNm A柱

53、牛腿頂面： M2=-59.35kNm 計(jì)算柱頂剪力 由于恒荷載與排架對(duì)稱，排架不產(chǎn)生程度位移，即相當(dāng)于在排架柱頂有一程度鉸支座。由附表17求柱頂反力。 由附表得：C1=1.954，C3=1.207。 由M1引起的柱頂反力： Ra=1.963kN 由M2引起的柱頂反力： Ra=-4.91kN 所以RA=Ra+Ra=-2.95kN 故柱頂剪力： Va=2.95kN 內(nèi)力圖 恒荷載作用下的內(nèi)力圖如圖11.53所示，N圖、V圖從略。 (2 屋蓋活荷載作用下的內(nèi)力 計(jì)算簡(jiǎn)圖 屋蓋活荷載P6對(duì)排架的作用位置與P1一樣。 柱頂： M1= 3.53kNm 牛腿頂面： M2=-17.65kNm 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11

54、.54所示。 計(jì)算柱頂剪力 由M1引起的柱頂反力： Ra=0.472kN 由M2引起的柱頂反力： Ra=-1.459kN 所以RA= -0.987kN 故柱頂剪力： Va=0.987kN 內(nèi)力圖 屋蓋活荷載作用下的M圖，如圖11.55所示，V、N圖從略。 3 吊車豎向荷載作用下的內(nèi)力 計(jì)算簡(jiǎn)圖 當(dāng)Dmax作用在A柱時(shí)，Dmin同時(shí)作用在B柱。在把Dmax及Dmin移到下柱中心線上時(shí)，相應(yīng)產(chǎn)生的力矩為： Mmax= 321kNm Mmin= -77.44kNm 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11.56所示。 柱頂剪力 在A、B柱頂附加不動(dòng)鉸支座。 由n=0.146、=0.288、C3=1.207 Ra=26.5k

55、N Rb=-6.402kN Ra+Rb=20.098kN 將Ra+Rb)反向作用于柱頂并進(jìn)展分配，a=b=0.5)再分別與Ra、Rb疊加，即得柱頂剪力Va、Vb，如圖11.57所示。 Va=-16.45kN Vb=16.45kN 內(nèi)力圖 豎向荷載作用下內(nèi)力圖如圖11.58所示。 (4 吊車程度荷載作用下的內(nèi)力分析 吊車程度荷載作用下的內(nèi)力分析不思索廠房整體空間任務(wù)。 計(jì)算簡(jiǎn)圖 Tmax=28.89kN，作用點(diǎn)距柱頂高度y=3m。 y/H1=0.714,y=0.714H1 計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11.59(a)所示。 柱頂剪力 在排架柱頂附加不動(dòng)鉸支座，由n=0.146,=0.288,查附表(y=0.7H

56、1)并用插入法得 C5=0.624 那么Ra= -18.03kN Rb=0 將Ra+Rb)反向作用于柱頂并進(jìn)展分配，再分別疊加，即得柱頂剪力，如圖11.59b)、(c)所示。 Va=9.015kN Vb=-9.015kN 內(nèi)力圖 吊車橫向荷載作用下內(nèi)力圖見圖11.60所示。 (5 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力 計(jì)算簡(jiǎn)圖 左吹風(fēng)時(shí)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖11.61(a) 所示。 柱頂剪力 在排架柱頂附加不動(dòng)鉸支座，求在均布風(fēng)荷載左風(fēng)作用下柱頂反力，如圖11.61(b)所示。由n=0.146,=0.288，查附表得C11=0.342。 那么Ra= 13.03kN Rb= 8.kN R=Ra+Rb=21.169kN 撤

57、除不動(dòng)鉸支座，將 W+R=14.506+21.169=35.675kN 反向作用于柱頂并分配，如圖11.61(c)所示。 a(W+R)=17.838kN b(W+R)=17.838kN 疊加圖11.61(b)及圖11.61c)得柱頂總剪力 Va=4.808kN Vb=9.699kN 內(nèi)力圖 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力圖，如圖11.62所示。 6.排架內(nèi)力組合 排架內(nèi)力組合時(shí)，不思索廠房整體空間任務(wù)，對(duì)A柱進(jìn)展最不利內(nèi)力組合，詳細(xì)方法和數(shù)據(jù)見表11.9。 圖11.43 車間平面圖 圖11.44 構(gòu)造剖面圖 圖11.45 計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖11.46 柱截面尺寸 圖11.47 恒荷載作用位置 圖11.48 支座

58、反力影響線 圖11.49 風(fēng)載體型系數(shù)表示圖 圖11.50 風(fēng)荷載作用下排架計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖11.51 內(nèi)力符號(hào)及控制截面 圖11.52 恒荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖11.53 恒荷載作用下彎矩圖 圖11.54 屋蓋活荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖11.55 屋蓋活荷載作用下彎矩圖 圖11.56 吊車豎向荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖11.57 柱頂剪力 圖11.58 豎向荷載作用下內(nèi)力圖 圖11.59 吊車程度荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖11.60 吊車橫向荷載作用下內(nèi)力圖 圖11.61 風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖及柱頂剪力計(jì)算 圖11.62 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力圖 表表11.9 A柱內(nèi)力匯總及內(nèi)力組合表柱內(nèi)力匯總及內(nèi)力組合表 11.6 單

59、層廠房柱的設(shè)計(jì)單層廠房柱的設(shè)計(jì) 1 選擇柱型； 2 確定柱的外形尺寸； 3 柱的截面設(shè)計(jì)； 4 牛腿設(shè)計(jì)； 5 柱子在施工吊裝時(shí)的強(qiáng)度和裂痕寬度驗(yàn)算； 6 預(yù)埋件及其它銜接構(gòu)造的設(shè)計(jì)； 7 繪制施工圖。11.6.1 柱的計(jì)算內(nèi)容柱的計(jì)算內(nèi)容 柱在吊裝時(shí)的混凝土強(qiáng)度普通應(yīng)到達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%。吊裝方式有翻身吊和平吊兩種情況，如圖11.63(a)、(b)所示。 第二個(gè)問題是計(jì)算ss時(shí)Ms運(yùn)用自重規(guī)范值乘以動(dòng)力系數(shù)計(jì)算。運(yùn)輸?shù)跹b階段的最大裂痕寬度允許值wmax可取為0.2mm。 當(dāng)驗(yàn)算不滿足要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用調(diào)整或增設(shè)吊點(diǎn)以減少彎矩，或在吊裝時(shí)采用暫時(shí)加固措施來處理。11.6.2 運(yùn)輸及吊裝驗(yàn)算運(yùn)輸

60、及吊裝驗(yàn)算圖11.63 牛腿設(shè)計(jì)內(nèi)容主要有確定牛腿的截面尺寸、進(jìn)展配筋計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)。 牛腿按其所受豎向荷載作用點(diǎn)到牛腿下部與柱邊緣交接點(diǎn)的程度間隔a的大小，可把牛腿分為兩大類。 當(dāng)ah0時(shí)為短牛腿，如圖11.64(a)所示；當(dāng)ah0時(shí)為長牛腿，如圖11.64(b)所示。其中h0為牛腿根部垂直截面的有效高度。 當(dāng)為長牛腿時(shí)，與懸臂梁類似，按懸臂梁進(jìn)展計(jì)算。 11.6.3 牛腿設(shè)計(jì)牛腿設(shè)計(jì)圖11.64 牛腿荷載作用位置 從環(huán)氧樹脂牛腿模型光彈性實(shí)驗(yàn)得到牛腿的主應(yīng)力跡線，如圖11.65所示。 當(dāng)外荷載Fv為極限荷載的20%40%時(shí)，在牛腿主拉應(yīng)力跡線的密集區(qū)首先出現(xiàn)垂直裂痕，如圖11.66所示。