单层厂房结构型式与排架计算.pptx

第二章第二章 单层厂房单层厂房第1页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计2.4柱下独立基础柱下独立基础柱下独立基础柱下独立基础2.4.1 柱下独立基础的型式柱下独立基础的型式 单层厂房一般采用预制柱下基础，其主要形式有杯形单层厂房一般采用预制柱下基础，其主要形式有杯形基础（分梯形和锥形）、高杯基础、爆扩桩基础和预制桩基础（分梯形和锥形）、高杯基础、爆扩桩基础和预制桩基础。基础。基础类型基础类型第2页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计第2章混凝土结构设计混凝土结构设计基础按受力特点分为：基础按受力特点分为：轴心受压基础轴心受压基础偏心受压基础偏心受压基础基础按施工方法分为：基础按施工方法分为：现浇柱下基础现浇柱下基础预制柱下杯形基础预制柱下杯形基础第3页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计基础的作用和设计要求基础的作用和设计要求作用：将上部结构的荷载通过基础安全均匀地扩作用：将上部结构的荷载通过基础安全均匀地扩散到地基土中。散到地基土中。v 应有足够大的基础外形尺寸应有足够大的基础外形尺寸(与荷载重和与荷载重和地基承载力有关地基承载力有关)；v 应有足够的基底配筋应有足够的基底配筋(受弯计算受弯计算)。v 应有足够的基础高度应有足够的基础高度(冲切验算冲切验算)；要求：要求：第4页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计2.4.2 柱下扩展基础的设计按地基承载力确定基础底面尺寸按受冲切承载力确定基础高度和变阶处高度按基础受弯承载力计算底板配筋构造处理及绘制施工图柱下扩展基础设计的主要内容为柱下扩展基础设计的主要内容为:第5页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计1.确定基础底面尺寸基础底面尺寸根据承载力条件和地基变形条件确定修正后的地基土的承载修正后的地基土的承载力特征值为：力特征值为：fav轴心受压柱下基础轴心受压柱下基础上部结构传至基础顶面的上部结构传至基础顶面的荷载效应标准值为：荷载效应标准值为：F基础埋深为基础埋深为d，基础自重和基，基础自重和基 底以上土重度的平均值为底以上土重度的平均值为 ，可近似取，可近似取 。第6页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计第2章混凝土结构设计混凝土结构设计基础底面积的确定条件是：基础底面积的确定条件是：第7页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计v偏心受压柱下基础偏心受压柱下基础上部结构传来的荷载标准值：上部结构传来的荷载标准值：Nk、Mk、Vk，地基土的承载力设计值：地基土的承载力设计值：第8页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计 基底的线性分布基底的线性分布的应力的应力 应满应满足以下条件：足以下条件：第9页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计式中，式中，A基底面积基底面积 A=bl；W基底截面的抵抗矩，矩形截面：基底截面的抵抗矩，矩形截面：e 所有外力对基底面积形心轴的偏心距，所有外力对基底面积形心轴的偏心距，可由材料力学公式求解：可由材料力学公式求解：第10页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计将e和W带入上式得:由上式可知，当eb/6时，pmin0，这时地基反力为梯形；当e=b/6时，pmin=0，这时地基反力为三角形；当e b/6时，pmin 0，这说明基础底面积的一部分将产生拉力，实际上这是不可能的，基础与地基将会脱离。第11页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计当当 ea/6 时，用下式计算时，用下式计算pmax:式中式中 a合力作用点至基础底面最大受压边缘的距离，即：合力作用点至基础底面最大受压边缘的距离，即：v偏心受压基础采用试算法，其步骤如下：偏心受压基础采用试算法，其步骤如下：先按轴心受压基础公式估算基底面积，求得先按轴心受压基础公式估算基底面积，求得A1;考虑偏心的影响，将基底面积考虑偏心的影响，将基底面积A1增大增大1.21.4倍，倍，即即:按公式计算基底边缘最大和最小应力。按公式计算基底边缘最大和最小应力。带入偏压基础基底应力条件式验算是否满足要求，带入偏压基础基底应力条件式验算是否满足要求，不满足时对基底面积进行调整，直到满足为止。不满足时对基底面积进行调整，直到满足为止。第12页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计2.基础高度的确定 基础高度是由构造条件及基础抗冲切条件确定的。基础高度是由构造条件及基础抗冲切条件确定的。基础高度首先应满足柱插入杯口深度和杯口基基础高度首先应满足柱插入杯口深度和杯口基 础底面最小厚度的要求。础底面最小厚度的要求。当基础高度不够时，柱传给基础的荷载会使当基础高度不够时，柱传给基础的荷载会使 基础发生大致成基础发生大致成45方向的冲切锥体破坏。方向的冲切锥体破坏。第13页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计第2章混凝土结构设计混凝土结构设计 冲切验算简图冲切验算简图式中，式中，bm冲切破坏冲切破坏 锥体截面上边长锥体截面上边长 bt和下边长和下边长bb的的 平均值：平均值：第14页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计第2章混凝土结构设计混凝土结构设计 bt冲切破坏锥体斜截面的上边长，当计算柱与基础冲切破坏锥体斜截面的上边长，当计算柱与基础 交接处的冲切承载力时取柱宽；当计算基础变阶交接处的冲切承载力时取柱宽；当计算基础变阶 处的冲切承载力时，取上阶宽；处的冲切承载力时，取上阶宽；bb冲切破坏锥体斜截面的下边长，当计算柱与基础冲切破坏锥体斜截面的下边长，当计算柱与基础 交接处的冲切承载力时取柱宽加两倍该处的基础交接处的冲切承载力时取柱宽加两倍该处的基础 有效高度；当计算基础变阶处的冲切承载力时，有效高度；当计算基础变阶处的冲切承载力时，取上阶宽加两倍该处的基础有效高度；取上阶宽加两倍该处的基础有效高度；h0基础冲切破坏锥体的有效高度：柱与基础交接处基础冲切破坏锥体的有效高度：柱与基础交接处 为为 ；变阶处为；变阶处为 ；ft混凝土抗拉强度设计值；混凝土抗拉强度设计值；第15页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计第2章混凝土结构设计混凝土结构设计 A考虑冲切荷载时取用的面积：考虑冲切荷载时取用的面积：当当 时，时，当当时，时，pn在荷载设计值作用下基础底面单位面积上地的在荷载设计值作用下基础底面单位面积上地的 净反力设计值，当为轴心受压基础时即为基底净反力设计值，当为轴心受压基础时即为基底 均布净反力设计值；当为偏心受压基础时，即均布净反力设计值；当为偏心受压基础时，即 为最大压应力净反力。为最大压应力净反力。截面高度影响系数，当截面高度影响系数，当h2000mm时，取时，取 ，其间按线性内插法，其间按线性内插法 取用。取用。第16页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计第2章混凝土结构设计混凝土结构设计3.3.基础板底配筋的确定基础板底配筋的确定 基础底板在地基础底板在地基净反力作用下，基净反力作用下，在两个方向都会产在两个方向都会产生弯曲，其受力如生弯曲，其受力如同支承于柱的反向同支承于柱的反向悬臂结构。因此，悬臂结构。因此，需在板底两个方向需在板底两个方向都配有钢筋来抵抗都配有钢筋来抵抗正截面受弯破坏。正截面受弯破坏。板底配筋计算简图板底配筋计算简图第17页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计第2章混凝土结构设计混凝土结构设计长边方向长边方向-截面的计算截面的计算 由弯矩可确定在截面的受力钢筋由弯矩可确定在截面的受力钢筋短边方向短边方向-截面的计算截面的计算 相应在短边方向所需的钢筋为：相应在短边方向所需的钢筋为：第18页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计4.4.构造要求构造要求 基础构造要求基础构造要求 v锥形基础边缘高度一般取锥形基础边缘高度一般取a2200mm,且且a2 a1和和a2hc/4，一般取，一般取tan=3.04.0。第19页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计阶形基础分阶：阶形基础分阶：三阶：三阶：h 1000mm二阶：二阶：h=500 1000mm一阶：一阶：h 500mm每阶高度一般取：每阶高度一般取：300 500 mm 矩形和工字形截面柱 hc 1000(1.01.2)hc hc0.9hc且且8000.8hc且且1000柱的插入深度柱的插入深度h1第20页/共21页单层厂房混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计混凝土房屋结构设计1.单层厂房排架结构中，哪些构件是主要承重构件，支撑的主要作用是什么？本讲：思考题本讲：思考题2.吊车荷载是怎样求得的？3.什么是荷载组合，什么是内力组合，内力组合时应注意哪些事项？返回4.排架内力分析的步骤是什么？第21页/共21页