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1、,第11章 单层厂房结构,单层厂房结构的组成和布置排架结构计算 单层厂房排架柱设计柱下钢筋混凝土独立基础单层厂房各构件与柱的连接单层厂房屋盖结构吊车梁,单层工业厂房的结构形式,按结构材料,砌体混合结构（,钢结构,钢筋混凝土结构,）,）,（,11.1 概述,钢混凝土混合结构,等高排架,不等高排架,锯齿型排架,11.2 单层厂房结构的组成和布置11.2.1 结构的组成,1）屋面板,2）天沟板,3）天窗架,4）屋架,5）托架,6）吊车梁,7）排架柱,8）抗风柱,9）基础,10）连系梁,11）基础梁,12）天窗架垂直支撑,13）屋架下弦横向支撑,14）屋架垂直支撑,15）柱间支撑,5,11.2.2 支
2、撑的布置,柱间支撑,作用：保证厂房纵向排架的刚度和稳定；将水平荷载传至基础。,位置：伸缩缝区段中央或临近中央。,6,位置：伸缩缝区段两端。,屋架下弦横向水平支撑,作用：将屋架下弦受到的水平力传至柱顶。,7,11.2.3 变形缝,伸缩缝,横向伸缩缝一般采用双柱；纵向伸缩缝一般采用单柱。,沉降缝,一般不设。下列情况之一设：,相邻部位高差很大；相邻跨吊车起重量悬殊；下卧土层有很大变化；各部分施工时间相差很长。,抗震缝,当厂房平、立面布置复杂或结构高度、刚度相差很大时设置。,单层工业厂房是由纵横向排架组成的空间结构。为方便，可简化为纵、横向平面排架分别进行分析。除进行抗震和温度应力分析，纵向排架一般不
3、计算。,11.3 排架计算,三、荷载计算,恒载,屋盖自重,上柱自重,下柱自重,吊车梁及轨道自重,活载,屋面活载,吊车荷载,形式、大小、作用位置、方向。,风荷载,恒载,风载,吊车荷载,竖向荷载,横向水平荷载,纵向水平荷载,K,桥式吊车按照使用的频繁程度分为轻级(A1A3)、中级(A4、A5)、重级(A6、A7)和特重级(A8)四个载荷状态。,最大轮压与最小轮压,最大轮压 可从产品目录中查得；最小轮压 可由下式确定：,吊车横向水平荷载标准值,（小车吊有重物刹车时引起的惯性力）,传力过程：小车惯性力,大车,吊车梁,排架柱,作用位置：吊车梁顶面,作用方向：垂直轨道,活载下计算简图,吊车纵向水平荷载标准
4、值,按一侧所有制动轮最大轮压之和的10%确定：,（大车行驶中刹车引起的惯性力）,作用位置：轨道顶面,作用方向：沿轨道方向,对于一层吊车厂房：水平荷载最多考虑2台；多跨时，竖向荷载最多考虑4台。,11.3.3 排架内力计算,1.变截面柱的反力计算,设柱顶作用一单位力发生的位移为,，,代表柱顶发生单位侧向位移时柱内的剪力，定义为柱的抗侧（推）刚度，用D表示。,与,、,有关。,2.等高排架内力计算（1）柱顶作用集中荷载,由平衡条件：,由物理条件：,由几何条件：,（2）任意荷载作用,在柱顶加上不动铰支座，利用图表求出内力和支座反力；,将支座反力反向作用于柱顶，求出内力；,将上述两种情况的内力叠加。,3
5、.不等高排架内力计算（了解）,（2）荷载组合,1.2恒荷载标准值+1.41项活荷载标准值,（对于单层排架结构，可以采用简化组合）,可变荷载效应控制,1.2恒荷载标准值+1.4 0.90(2项或2项以上活荷载标准值）,4.内力组合,（1）控制截面,组合内容,最大弯矩及相应的轴力和剪力；,最大轴力相应的弯矩和剪力；,最小轴力及相应的弯矩和剪力。,11.4 单层厂房柱11.4.1 柱子形式,宜用矩形柱；,工字形,宜用双肢柱。,宜用工字形柱；,或矩形柱；,11.4.2 矩形、工字形截面柱的设计,取最不利内力组合，按偏压构件设计。,偏压构件的承载力计算需用到计算长度。,，相应的计算长度 为。,对两端为不
6、动铰支座的构件，其临界荷载为：,对于其它支承的构件，将其换算为具有与两端铰支座相同临界荷载的受压构件，即,根据杆系稳定理论：,对于双跨排架，,偏于安全，规范分别取 和。,无吊车荷载,对于等高等截面单跨排架，,有吊车荷载,考虑房屋的空间作用，即不仅考虑同一排架内各柱参加工作；而且还考虑相邻排架的协同工作。因此，可将上端近似简化为不动铰支座。,当，时，。,规范分别取 和。,变截面上段：,变截面下段：,，,（2）吊装阶段柱的验算,验算内容：承载力和裂缝宽度；,荷载：自重，考虑动力系数1.5；,安全等级：降一级，乘系数0.9。,如果不满足，增加吊点或调整配筋。,2.3.4 牛腿设计,长牛腿,短牛腿,1
7、.牛腿的受力特征,应力分布,牛腿上部主拉应力迹线基本上与牛腿边缘平行；,牛腿下部主压应力迹线大致与ab连线平行；,牛腿中、下部主拉应力迹线是倾斜的。,裂缝开展,当达到极限值的2040%，出现垂直裂缝；,在极限荷载的4060%，出现第一条斜裂缝；,约极限荷载的80%，突然出现第二条斜裂缝。,破坏形态,2.牛腿截面尺寸的确定,截面高度根据斜截面抗裂，按下式确定：,作用在牛腿顶部的竖向力标准组合值；,作用在牛腿顶部的水平力标准组合值；,裂缝控制系数，需作疲劳验算的牛腿取0.65，其余0.8；,b 牛腿宽度，同柱宽；,a 考虑安装偏差20mm，当a0取a=0。,为防止局部受压破坏，加载板尺寸应满足：,
8、3.牛腿顶面水平拉杆设计,抵抗竖向力产生的弯矩所需钢筋,近似取,抵抗水平力所需钢筋,4.牛腿斜截面承载力及构造要求,水平箍筋：,弯起钢筋：,范围内箍筋总面积不少于,应设弯起筋，,不能用纵向钢筋兼作弯起钢筋,面积不少于,不少于2根，,11.5 柱下独立基础（扩展基础）,独立基础形式：,平板式基础（杯形基础）(a)、(b)、(c),板肋式基础（杯口、肋板预制）(d),壳体基础(e),倒圆台板式基础(f),桩基,11.5.1 概述,11.5.2 独立基础设计,地基基础破坏类型,地基破坏,基础是绝对刚性的；,基底某点反力与该点的地基沉降成正比。,1.基础底边尺寸,假定,轴心受压基础,取,对于甲级、乙级和部分丙级建筑，还需进行变形验算。,偏心受压基础,令,当 时，,地基承载力应满足：,2.基础高度及冲切验算,基础高度尚应满足抗剪承载力：,3.配筋计算,4.构造要求,材料,混凝土：C20；钢筋：,保护层厚度,有100厚素混凝土垫层时，为35；没有垫层时为70。,插入深度,应满足,表2-5的要求（与柱截面形式和截面尺寸有关）,纵筋锚固要求,吊装时的稳定要求（5%柱长）,杯底厚度、杯壁厚度,见表2-6。,杯壁配筋,柱轴心或小偏心受压且,时可不配筋；,，大偏心受压且,柱轴心或小偏心受压且,时可按构造配筋；,其它情况按计算配筋。,
