单层厂房结构.pptx

8.1 8.1单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置 8.1.18.1.1单层厂房的结构组成单层厂房的结构组成 1 1、承重结构、承重结构 承重结构构件包括屋面板、天窗架、屋架、承重结构构件包括屋面板、天窗架、屋架、柱、吊车梁和基础等，这些构件又分别组成柱、吊车梁和基础等，这些构件又分别组成屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架结屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架结构。构。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第1页/共63页8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第2页/共63页 图图8-3 8-3 单层厂房的结构组成单层厂房的结构组成 1 1屋面板；屋面板；2 2天沟板；天沟板；3 3天窗架；天窗架；4 4屋屋架；架；5 5托架；托架；6 6吊车梁；吊车梁；7 7排架柱；排架柱；8 8抗风柱；抗风柱；9 9基础；基础；1010连系梁；连系梁；1111基础梁；基础梁；1212天窗架垂直支撑；天窗架垂直支撑；1313屋架下弦横向水屋架下弦横向水平支撑；平支撑；1414屋架端部垂直支撑；屋架端部垂直支撑；1515柱间柱间支撑支撑8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第3页/共63页 屋盖结构屋盖结构 屋盖结构分为有檩体系和无檩体系。屋盖结构分为有檩体系和无檩体系。有檩体系由小型屋面板、檩条、和屋架（包括屋盖有檩体系由小型屋面板、檩条、和屋架（包括屋盖支撑）组成；支撑）组成；无檩体系由大型屋面板、屋架或屋面梁无檩体系由大型屋面板、屋架或屋面梁 （包括屋盖支撑）组成，有时为满足工艺要求需抽柱（包括屋盖支撑）组成，有时为满足工艺要求需抽柱时，时，还设有托架。还设有托架。单层厂房中多采用无檩屋盖。单层厂房中多采用无檩屋盖。屋盖结构的主要作用是承受屋面活荷载、雪载、自屋盖结构的主要作用是承受屋面活荷载、雪载、自重以及其他荷载，并将这些荷载传给排架柱。重以及其他荷载，并将这些荷载传给排架柱。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第4页/共63页 横向平面排架横向平面排架 横向平面排架由横梁（屋架或屋面梁）、横横向平面排架由横梁（屋架或屋面梁）、横向柱列和基础组成，承担着厂房的主要荷载，向柱列和基础组成，承担着厂房的主要荷载，包括屋盖荷载（屋盖自重、雪荷载及屋面活包括屋盖荷载（屋盖自重、雪荷载及屋面活荷载等）、吊车荷载（竖向荷载及横向水平荷载等）、吊车荷载（竖向荷载及横向水平荷载）、横向风荷载及纵横墙（或墙板）荷载）、横向风荷载及纵横墙（或墙板）的自重等，并将其传至基础和地基。的自重等，并将其传至基础和地基。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第5页/共63页纵向平面排架纵向平面排架纵向平面排架由纵向柱列、连系梁、吊车梁、纵向平面排架由纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑和基础等组成，其作用是保证厂房柱间支撑和基础等组成，其作用是保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，并承受屋盖结构结构的纵向刚度和稳定性，并承受屋盖结构（通过山墙和天窗端壁）传来的纵向风荷载、（通过山墙和天窗端壁）传来的纵向风荷载、吊车纵向制动力、纵向地震作用等，再将其吊车纵向制动力、纵向地震作用等，再将其传至地基。传至地基。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第6页/共63页2 2、围护结构、围护结构围护结构由纵墙、横墙（山墙）、连系梁、围护结构由纵墙、横墙（山墙）、连系梁、抗风柱（有时设抗风梁或桁架）和基础梁等抗风柱（有时设抗风梁或桁架）和基础梁等构件组成，兼有围护和承重作用。主要是承构件组成，兼有围护和承重作用。主要是承受自重及作用在墙面上的风荷载。受自重及作用在墙面上的风荷载。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第7页/共63页8.1.28.1.2单层厂房结构的传力途径单层厂房结构的传力途径单层厂房结构所承受的荷载分为竖向荷载和单层厂房结构所承受的荷载分为竖向荷载和水平荷载两大类。竖向荷载包括屋面上的恒水平荷载两大类。竖向荷载包括屋面上的恒载、活载、各承重结构构件及围护结构等非载、活载、各承重结构构件及围护结构等非承重构件自重、吊车自重及吊车竖向活荷载承重构件自重、吊车自重及吊车竖向活荷载等。水平荷载包括横向及纵向风载、吊车的等。水平荷载包括横向及纵向风载、吊车的横向水平荷载和纵向水平荷载以及水平地震横向水平荷载和纵向水平荷载以及水平地震作用等。作用等。单层厂房结构的传力途径见单层厂房传力路单层厂房结构的传力途径见单层厂房传力路线示意图线示意图 8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第8页/共63页8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第9页/共63页8.1.38.1.3单层厂房的结构布置单层厂房的结构布置1 1、柱网布置、柱网布置柱网布置就是确定柱子纵向定位轴线之间的柱网布置就是确定柱子纵向定位轴线之间的尺寸（跨度）和横向定位轴线之间的尺寸尺寸（跨度）和横向定位轴线之间的尺寸（柱距）。（柱距）。柱网布置的一般原则是：符合生产工艺和正柱网布置的一般原则是：符合生产工艺和正常使用的要求；建筑和结构方案经济合理；常使用的要求；建筑和结构方案经济合理；在施工方法上具有先进性和合理性；符合厂在施工方法上具有先进性和合理性；符合厂房建筑统一化标准化的基本原则；适应生产房建筑统一化标准化的基本原则；适应生产发展和技术进步的要求。发展和技术进步的要求。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第10页/共63页厂房跨度在厂房跨度在18m18m及以下时，应采用及以下时，应采用3m3m的倍数；的倍数；在在18m18m以上时，应采用以上时，应采用6m6m的倍数。厂房柱距一的倍数。厂房柱距一般采用般采用6m6m或或6m6m的倍数。当工艺布置和技术经的倍数。当工艺布置和技术经济有明显的优越性时，也可扩大柱距，采用济有明显的优越性时，也可扩大柱距，采用21m21m、27m27m和和33m33m跨度和跨度和9m9m柱距或其他柱距柱距或其他柱距 2 2、变形缝、变形缝变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。伸缩缝伸缩缝当房屋的长度或宽度过大时，为减小房屋结当房屋的长度或宽度过大时，为减小房屋结构中的温度应力，应设置伸缩缝。构中的温度应力，应设置伸缩缝。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第11页/共63页沿厂房的横向伸缩缝应从基础顶面开始，将沿厂房的横向伸缩缝应从基础顶面开始，将相邻两个温度区段的上部结构构件完全分开，相邻两个温度区段的上部结构构件完全分开，并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在温度并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在温度变化时，沿纵向可自由变形。伸缩缝处应采变化时，沿纵向可自由变形。伸缩缝处应采用双排柱、双屋架（屋面梁），伸缩缝处双用双排柱、双屋架（屋面梁），伸缩缝处双柱基础可不分开，做成连在一起的双杯口基柱基础可不分开，做成连在一起的双杯口基础。础。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第12页/共63页8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第13页/共63页沉降缝沉降缝当相邻厂房高度相差悬殊（当相邻厂房高度相差悬殊（10m10m以上）、地基土的压以上）、地基土的压缩性有显著差异、厂房结构（或基础）类型有明显缩性有显著差异、厂房结构（或基础）类型有明显不同、厂房各部分的施工时间先后相差较长时，为不同、厂房各部分的施工时间先后相差较长时，为避免由于地基不均匀沉降在结构中产生附加应力使避免由于地基不均匀沉降在结构中产生附加应力使结构破坏，应设置沉降缝。结构破坏，应设置沉降缝。沉降缝应从屋顶至基础完全分开，以使缝两侧结构沉降缝应从屋顶至基础完全分开，以使缝两侧结构发生不同沉降时互不影响，从而保证房屋的安全和发生不同沉降时互不影响，从而保证房屋的安全和使用功能。使用功能。沉降缝的最小宽度不得小于沉降缝的最小宽度不得小于50mm50mm，沉降缝可兼做伸，沉降缝可兼做伸缩缝。缩缝。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第14页/共63页防震缝防震缝防震缝是为了减轻地震震害而采取的措施之防震缝是为了减轻地震震害而采取的措施之一，当相邻跨厂房高度相差悬殊、厂房结构一，当相邻跨厂房高度相差悬殊、厂房结构类型和刚度有明显不同时，应设置防震缝将类型和刚度有明显不同时，应设置防震缝将房屋划分为简单规则的结构单元，使其在地房屋划分为简单规则的结构单元，使其在地震作用下互不影响。震作用下互不影响。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第15页/共63页3 3、支撑布置、支撑布置支撑的主要作用是加强厂房结构的空间刚度，支撑的主要作用是加强厂房结构的空间刚度，保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全，有效传递纵向水平荷载（风荷载、吊车全，有效传递纵向水平荷载（风荷载、吊车纵向水平荷载及地震作用等）；同时还起着纵向水平荷载及地震作用等）；同时还起着把风荷载、吊车水平荷载和水平地震作用等把风荷载、吊车水平荷载和水平地震作用等传递到相应承重构件的作用。传递到相应承重构件的作用。单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑。撑。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第16页/共63页屋盖支撑屋盖支撑屋盖支撑系统包括上、下弦横向水平支撑、屋盖支撑系统包括上、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、天窗架支撑下弦纵向水平支撑、垂直支撑、天窗架支撑以及纵向水平系杆。以及纵向水平系杆。屋盖上弦横向水平支撑系指布置在屋架上弦屋盖上弦横向水平支撑系指布置在屋架上弦（或屋面梁上翼缘）平面内的水平支撑，是（或屋面梁上翼缘）平面内的水平支撑，是由交叉角钢和屋架上弦杆组成的水平桁架，由交叉角钢和屋架上弦杆组成的水平桁架，布置在厂房端部及温度区段两端的第一或第布置在厂房端部及温度区段两端的第一或第二柱间二柱间 8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第17页/共63页8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第18页/共63页屋盖下弦水平支撑屋盖下弦水平支撑屋盖下弦水平支撑系指布置在屋架下弦平面屋盖下弦水平支撑系指布置在屋架下弦平面内的水平支撑，包括下弦横向水平支撑和下内的水平支撑，包括下弦横向水平支撑和下弦纵向水平支撑。弦纵向水平支撑。垂直支撑及水平系杆垂直支撑及水平系杆垂直支撑是指在相邻两榀屋架之间由角钢与垂直支撑是指在相邻两榀屋架之间由角钢与屋架的直腹杆组成的垂直桁架。屋架的直腹杆组成的垂直桁架。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第19页/共63页第20页/共63页柱间支撑柱间支撑柱间支撑是由交叉的型钢和相邻两柱组成的柱间支撑是由交叉的型钢和相邻两柱组成的立面桁架，柱间支撑按其位置分为上柱柱间立面桁架，柱间支撑按其位置分为上柱柱间支撑和下柱柱间支撑。分别位于吊车梁上部支撑和下柱柱间支撑。分别位于吊车梁上部和下部。和下部。柱间支撑一般设置在伸缩缝区段两端与屋盖柱间支撑一般设置在伸缩缝区段两端与屋盖横向水平支撑相对应的柱距以及伸缩缝区段横向水平支撑相对应的柱距以及伸缩缝区段中央或临近中央的柱距，并在柱顶设置通长中央或临近中央的柱距，并在柱顶设置通长的刚性连系杆以传递水平作用力。的刚性连系杆以传递水平作用力。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第21页/共63页4 4、围护结构布置、围护结构布置抗风柱设置在山墙内侧，承受山墙传来的风抗风柱设置在山墙内侧，承受山墙传来的风荷载。荷载。圈梁的作用是将墙体与厂房柱箍在一起，以圈梁的作用是将墙体与厂房柱箍在一起，以增强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀增强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载等对厂房产生不利影响。沉降或较大振动荷载等对厂房产生不利影响。连系梁的作用是连系纵向柱列，以增强厂房连系梁的作用是连系纵向柱列，以增强厂房的纵向刚度并传递风荷载到纵向柱列；此外，的纵向刚度并传递风荷载到纵向柱列；此外，还承受其上部墙体的自重。还承受其上部墙体的自重。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第22页/共63页过梁的作用是承受门窗洞口上的墙体自重。过梁的作用是承受门窗洞口上的墙体自重。在进行厂房结构布置时，应尽可能将圈梁、在进行厂房结构布置时，应尽可能将圈梁、连系梁和过梁结合起来，以节约材料，简化连系梁和过梁结合起来，以节约材料，简化施工。施工。基础梁的作用是承受围护墙体的自重，并将基础梁的作用是承受围护墙体的自重，并将其传给柱下单独基础，而不另设墙基础其传给柱下单独基础，而不另设墙基础 。基础梁底部离地基土表面应预留基础梁底部离地基土表面应预留100mm100mm的空隙，的空隙，使梁可随柱基础一起沉降而不受地基土的约使梁可随柱基础一起沉降而不受地基土的约束，同时还可防止地基土冻胀时将梁顶裂。束，同时还可防止地基土冻胀时将梁顶裂。8.1 8.1 单层厂房结构的组成和布置单层厂房结构的组成和布置第23页/共63页8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点8.2.18.2.1排架的计算简图排架的计算简图1 1、计算单元、计算单元由于横向排架沿厂房纵向一般为等间距均匀排列，由于横向排架沿厂房纵向一般为等间距均匀排列，作用于厂房上的各种荷载（吊车荷载除外）沿厂房作用于厂房上的各种荷载（吊车荷载除外）沿厂房纵向基本为均匀分布，计算时可以通过任意相邻纵纵向基本为均匀分布，计算时可以通过任意相邻纵向柱距的中心线截取出有代表性的一段作为整个结向柱距的中心线截取出有代表性的一段作为整个结构的横向平面排架的计算单元，除吊车等移动荷载构的横向平面排架的计算单元，除吊车等移动荷载以外，阴影部分就是排架的负荷范围，或称从属面以外，阴影部分就是排架的负荷范围，或称从属面积。积。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第24页/共63页2 2、计算简图、计算简图在确定排架结构的计算简图时，为简化计算在确定排架结构的计算简图时，为简化计算作了以下假定：作了以下假定：柱上端与屋架（或屋面梁）为铰接；柱上端与屋架（或屋面梁）为铰接；柱下端固接于基础顶面；柱下端固接于基础顶面；排架横梁为无轴向变形刚性杆，横梁两侧排架横梁为无轴向变形刚性杆，横梁两侧柱顶的水平位移相等；柱顶的水平位移相等；排架柱的高度由固定端算至柱顶铰结点处，排架柱的高度由固定端算至柱顶铰结点处，排架柱的轴线为柱的几何中心线。排架柱的轴线为柱的几何中心线。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第25页/共63页第26页/共63页8.2.28.2.2排架上的荷载排架上的荷载作用在排架上的荷载有恒荷载和活荷载两类。作用在排架上的荷载有恒荷载和活荷载两类。恒荷载一般包括屋盖自重恒荷载一般包括屋盖自重G G1 1、上柱自重、上柱自重G G2 2、下、下柱自重柱自重G G3 3、吊车梁与轨道联结件等自重、吊车梁与轨道联结件等自重G G4 4及有及有时支承时支承 在柱牛腿上的围护结构自重在柱牛腿上的围护结构自重G G5 5等。等。活荷载一般包括屋面活荷载活荷载一般包括屋面活荷载Q Q1 1、吊车竖向荷、吊车竖向荷载载D Dmaxmax（D Dminmin）、吊车横向水平荷载）、吊车横向水平荷载T Tmaxmax、横向、横向均布风荷载均布风荷载q q及作用于排架柱顶的集中风荷载及作用于排架柱顶的集中风荷载F Fw w等等 8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第27页/共63页第28页/共63页1 1、恒荷载、恒荷载屋盖自重屋盖自重G G1 1屋盖自重包括屋面各构造层、屋面板、天窗屋盖自重包括屋面各构造层、屋面板、天窗架、屋架或屋面梁、屋盖支撑等自重。架、屋架或屋面梁、屋盖支撑等自重。G G1 1对上柱有偏心距对上柱有偏心距e e1 1，对柱顶有力矩，对柱顶有力矩M M1 1=G G1 1e e1 1；对下柱变截面处有力矩；对下柱变截面处有力矩M M 1 1 G G1 1e e2 2 8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第29页/共63页第30页/共63页柱自重柱自重G G2 2和和G G3 3上、下柱的自重上、下柱的自重G G2 2和和G G3 3分别沿上、下柱中心线分别沿上、下柱中心线作用，作用，G G2 2在牛腿顶面处，对下柱有力矩在牛腿顶面处，对下柱有力矩M M 2 2=G G2 2e e2 2。吊车梁与轨道联结件等自重吊车梁与轨道联结件等自重G G4 4吊车梁与轨吊车梁与轨道联结件等自重道联结件等自重G G4 4沿吊车梁的中心作用于牛沿吊车梁的中心作用于牛腿顶面，对下柱截面中心线有偏心距腿顶面，对下柱截面中心线有偏心距e e4 4，在，在牛腿顶面处形成力矩牛腿顶面处形成力矩M M 3 3 G G4 4e e4 4。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第31页/共63页第32页/共63页2 2、屋面活荷载、屋面活荷载屋面活荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载及积灰荷屋面活荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载及积灰荷载。屋面活荷载载。屋面活荷载Q Q1 1，通过屋架以集中力的形式作用，通过屋架以集中力的形式作用于柱顶，其作用位置与屋盖自重于柱顶，其作用位置与屋盖自重G G1 1相同。相同。3 3、吊车荷载、吊车荷载桥式吊车在排架上产生的荷载有竖向荷载桥式吊车在排架上产生的荷载有竖向荷载D Dmaxmax（或（或D Dminmin）、横向水平荷载）、横向水平荷载T Tmaxmax及吊车纵向水平荷载及吊车纵向水平荷载T Te e。吊车竖向荷载吊车竖向荷载D Dmaxmax（或（或D Dminmin）吊车最大轮压吊车最大轮压P Pmaxmax与最小轮压与最小轮压P Pminmin当小车吊有额定最大起重量行驶至大车某一侧端头当小车吊有额定最大起重量行驶至大车某一侧端头极限位置时，小车所在一侧的每个大车轮压即为吊极限位置时，小车所在一侧的每个大车轮压即为吊车的最大轮压车的最大轮压P Pmaxmax，同时另外一侧的每个大车轮压即，同时另外一侧的每个大车轮压即为最小轮压为最小轮压P Pminmin。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第33页/共63页8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第34页/共63页吊车竖向荷载吊车竖向荷载D Dmaxmax（或（或D Dminmin）当两台吊车满载靠紧并行，其中较大一台吊当两台吊车满载靠紧并行，其中较大一台吊车的内轮正好运行至计算排架柱的位置时，车的内轮正好运行至计算排架柱的位置时，作用于最大轮压作用于最大轮压P Pmaxmax一侧排架柱上的吊车荷载一侧排架柱上的吊车荷载为最大值为最大值D Dmaxmax；同时，在另一侧的排架柱上，；同时，在另一侧的排架柱上，则由最小轮压则由最小轮压P Pminmin产生的竖向荷载为最小值产生的竖向荷载为最小值D Dminmin。D Dmaxmax 或或D Dminmin可根据吊车最不利位置和吊可根据吊车最不利位置和吊车梁支座反力影响线求得：车梁支座反力影响线求得：D Dmaxmax=P Pmaxmaxy yi i D Dminmin=P Pminminy yi i 8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第35页/共63页第36页/共63页吊车横向水平荷载吊车横向水平荷载T Tmaxmax吊车的横向水平荷载吊车的横向水平荷载T Tmaxmax是当小车沿厂房横向运动时，是当小车沿厂房横向运动时，由于启动或突然制动产生的惯性力，由于启动或突然制动产生的惯性力，吊车横向水平荷载作用位置在吊车梁顶面，且同时吊车横向水平荷载作用位置在吊车梁顶面，且同时作用于吊车两侧的排架柱上，方向相同作用于吊车两侧的排架柱上，方向相同吊车的横向水平制动力也是移动荷载，其最不利作吊车的横向水平制动力也是移动荷载，其最不利作用位置与吊车的竖向轮压相同，所以，吊车最大横用位置与吊车的竖向轮压相同，所以，吊车最大横向水平荷载标准值向水平荷载标准值T Tmaxmax，也需根据吊车的最不利位置，也需根据吊车的最不利位置和吊车梁支座反力影响线确定。和吊车梁支座反力影响线确定。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第37页/共63页4 4、风荷载、风荷载垂直作用在建筑物表面上的均布风荷载垂直作用在建筑物表面上的均布风荷载为简化计算，将柱顶以下建筑物表面上的风荷载沿为简化计算，将柱顶以下建筑物表面上的风荷载沿高度取为均匀分布，其值分别为高度取为均匀分布，其值分别为q q1 1（迎风面的风压（迎风面的风压力）和力）和q q2 2（背风面的风吸力），风压高度变化系数（背风面的风吸力），风压高度变化系数z z按柱顶标高取值。按柱顶标高取值。屋面传来的集中风荷载屋面传来的集中风荷载作用于柱顶以上的风荷载，通过屋架以集中力作用于柱顶以上的风荷载，通过屋架以集中力F Fw w形形式施加于排架柱顶，其值为屋架高度范围内的外墙式施加于排架柱顶，其值为屋架高度范围内的外墙迎风面、背风面的风荷载及坡屋面上风荷载的水平迎风面、背风面的风荷载及坡屋面上风荷载的水平分力的总和。分力的总和。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第38页/共63页8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第39页/共63页8.2.38.2.3排架内力计算方法简介排架内力计算方法简介1 1、单跨排架在恒荷载及屋面活荷载作用下的内力计、单跨排架在恒荷载及屋面活荷载作用下的内力计算算在恒载在恒载G G1 1、G G2 2、G G3 3、G G4 4及屋面活荷载及屋面活荷载Q Q1 1作用下，一般作用下，一般属于结构对称、荷载也对称的情况，可按无侧移排属于结构对称、荷载也对称的情况，可按无侧移排架计算。架计算。2 2、在风荷载及吊车荷载作用下的排架内力计算、在风荷载及吊车荷载作用下的排架内力计算在风荷载及吊车荷载作用下，为荷载不对称的情况，在风荷载及吊车荷载作用下，为荷载不对称的情况，可视柱顶为有侧移的排架进行内力计算可视柱顶为有侧移的排架进行内力计算 8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第40页/共63页吊车竖向荷载吊车竖向荷载D Dmaxmax（或（或D Dminmin）作用下内力计）作用下内力计算算吊车竖向荷载吊车竖向荷载D Dmaxmax（或（或D Dminmin）作用于牛腿顶面）作用于牛腿顶面并对下柱截面有偏心，可将其简化为作用于并对下柱截面有偏心，可将其简化为作用于柱截面形心的轴向力和附加力矩，按下图计柱截面形心的轴向力和附加力矩，按下图计算，然后叠加而得。算，然后叠加而得。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第41页/共63页第42页/共63页当当M MDmaxDmax作用在作用在A A柱时，排架柱的内力计算可按柱时，排架柱的内力计算可按下图进行。下图进行。第43页/共63页吊车水平荷载作用下排架内力计算吊车水平荷载作用下排架内力计算第44页/共63页风荷载作用下排架内力计算风荷载作用下排架内力计算第45页/共63页第46页/共63页8.2.48.2.4排架内力组合排架内力组合1 1、控制截面、控制截面控制截面是指对柱内钢筋量计算起控制作用控制截面是指对柱内钢筋量计算起控制作用的截面，也就是内力最大截面。在一般的单的截面，也就是内力最大截面。在一般的单阶排架柱中，通常上柱底部截面阶排架柱中，通常上柱底部截面-，下柱下柱牛腿顶截面牛腿顶截面-，下柱底截面，下柱底截面-为控制为控制截面。截面。柱底柱底-截面的内力也是基础设计的依据。截面的内力也是基础设计的依据。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第47页/共63页2 2、内力组合、内力组合对排架柱各控制截面，应考虑以下四种内力组合：对排架柱各控制截面，应考虑以下四种内力组合：+M Mmaxmax及相应的及相应的N N、V V；M Mmaxmax及相应的及相应的N N、V V；N Nmaxmax及相应的及相应的M M、V V；N Nminmin及相应的及相应的M M、V V。在进行内力组合时，还须注意以下问题：在进行内力组合时，还须注意以下问题：恒载必须参与每一种组合；恒载必须参与每一种组合；吊车竖向荷载吊车竖向荷载D Dmaxmax可分别作用于左柱和右柱，只能可分别作用于左柱和右柱，只能选择其中一种参与组合；选择其中一种参与组合；8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第48页/共63页吊车水平荷载吊车水平荷载T Tmaxmax向右和向左只能选其中一种参与向右和向左只能选其中一种参与组合；组合；风荷载向右、向左方向只能选其一参与组合；风荷载向右、向左方向只能选其一参与组合；组合组合N Nmaxmax或或N Nminmin时，应使弯矩时，应使弯矩M M最大，对于轴力为零，最大，对于轴力为零，而弯矩不为零的荷载（如风荷载）也应考虑组合。而弯矩不为零的荷载（如风荷载）也应考虑组合。在考虑吊车横向水平荷载在考虑吊车横向水平荷载T Tmaxmax时，必然有时，必然有D Dmaxmax（或（或D Dminmin）参与组合，即）参与组合，即“有有T T必有必有D D”；但在考虑吊车荷；但在考虑吊车荷载载D Dmaxmax（或（或D Dminmin）时，该跨不一定作用有该吊车的横）时，该跨不一定作用有该吊车的横向水平荷载，即向水平荷载，即“有有D D不一定有不一定有T T”。8.2 8.2 单层厂房排架结构的内力计算要点单层厂房排架结构的内力计算要点第49页/共63页8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱8.3.1柱截面设计柱截面设计1、柱计算长度的确定、柱计算长度的确定柱计算长度按规范表格确定柱计算长度按规范表格确定(见教材表见教材表8-2)2、柱截面配筋计算、柱截面配筋计算根据排架计算求得的各控制截面最不利的内力组合根据排架计算求得的各控制截面最不利的内力组合M和和N，分别对上柱和下柱进行配筋计算。分别对上柱和下柱进行配筋计算。通常，弯矩通常，弯矩M和轴力和轴力N对配筋的影响有以下四条规则：对配筋的影响有以下四条规则：大偏压截面：当大偏压截面：当M不变时，不变时，N越小，配筋量越小，配筋量As越多；越多；大偏压截面：当大偏压截面：当N不变时，不变时，M越大，配筋量越大，配筋量As越多；越多；小偏压截面：当小偏压截面：当M不变时，不变时，N越大，配筋量越大，配筋量As越多；越多；小偏压截面：当小偏压截面：当N不变时，不变时，M越大，配筋量越大，配筋量As越多。越多。8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第50页/共63页3 3、柱运输、吊装阶段的验算、柱运输、吊装阶段的验算排架柱在吊装阶段的受力与使用阶段不同，排架柱在吊装阶段的受力与使用阶段不同，其吊点一般位于牛腿下边缘，荷载是柱自重，其吊点一般位于牛腿下边缘，荷载是柱自重，力学简图类似于外伸梁，而且此时混凝土强力学简图类似于外伸梁，而且此时混凝土强度通常还未达到设计要求，因而需进行施工度通常还未达到设计要求，因而需进行施工阶段柱的承载力和裂缝宽度验算。验算时柱阶段柱的承载力和裂缝宽度验算。验算时柱自重应考虑施工时振动的影响乘以动力系数自重应考虑施工时振动的影响乘以动力系数1.51.5，混凝土强度等级一般按设计规定值的，混凝土强度等级一般按设计规定值的70%70%考虑，但安全等级可比使用阶段低一级。考虑，但安全等级可比使用阶段低一级。8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第51页/共63页第52页/共63页8.3.28.3.2牛腿的受力特点与构造牛腿的受力特点与构造1 1、牛腿的受力特点、牛腿的受力特点根据牛腿上竖向力根据牛腿上竖向力F Fv v作用线至下柱边缘（牛作用线至下柱边缘（牛腿根部）水平距离腿根部）水平距离a a的大小，将牛腿分为两类：的大小，将牛腿分为两类：当当a ah h0 0时，为长牛腿，受力特点与悬臂梁相时，为长牛腿，受力特点与悬臂梁相似；当似；当a ah h0 0时，为短牛腿时，为短牛腿(h h0 0为牛腿与下柱交为牛腿与下柱交接处垂直截面的有效高度接处垂直截面的有效高度)。厂房柱的牛腿多为短牛腿。厂房柱的牛腿多为短牛腿。8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第53页/共63页在荷载作用下，牛腿上部产生与牛腿上表面在荷载作用下，牛腿上部产生与牛腿上表面基本平行且比较均匀的主拉应力，而在从加基本平行且比较均匀的主拉应力，而在从加载点到牛腿下部与柱交接点的连线附近则呈载点到牛腿下部与柱交接点的连线附近则呈主压应力状态（混凝土斜向压力带）。在竖主压应力状态（混凝土斜向压力带）。在竖向荷载和水平拉力作用下，牛腿的受力特点向荷载和水平拉力作用下，牛腿的受力特点可简化三角形桁架，其水平拉杆由牛腿顶部可简化三角形桁架，其水平拉杆由牛腿顶部的水平纵向受拉钢筋组成，斜压杆由竖向力的水平纵向受拉钢筋组成，斜压杆由竖向力作用点与牛腿根部之间的混凝土组成。作用点与牛腿根部之间的混凝土组成。8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第54页/共63页8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第55页/共63页牛腿截面宽度一般与柱宽相同，牛腿的总高度h以使用阶段不出现斜裂缝为控制条件来确定，规范给出了以下经验公式:牛腿的外边缘高度h1不应小于h/3（h为牛腿总高度），且不应小于200mm；底面倾角要求不大于45。8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第56页/共63页3 3、牛腿顶面纵向受力钢筋面积的确定、牛腿顶面纵向受力钢筋面积的确定牛腿顶面纵向受力钢筋面积由承受竖向力所牛腿顶面纵向受力钢筋面积由承受竖向力所需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的水平锚需的受拉钢筋和承受水平拉力所需的水平锚筋组成，按下式计算：筋组成，按下式计算：A As +s +4 4、牛腿钢筋的构造要求、牛腿钢筋的构造要求8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第57页/共63页8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第58页/共63页8.3.38.3.3柱与其它构件的连接构造柱与其它构件的连接构造1 1、屋架（或屋面梁）与柱连接、屋架（或屋面梁）与柱连接8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第59页/共63页2 2、吊车梁与柱的连接、吊车梁与柱的连接8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第60页/共63页3 3、墙与柱的连接、墙与柱的连接4 4、柱间支撑与柱的连接、柱间支撑与柱的连接8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第61页/共63页第62页/共63页5、屋架（或屋面梁）与山墙抗风柱连接8.3 8.3 单层厂房排架柱单层厂房排架柱第63页/共63页