工学第十一章钢筋砼结构及砌体结构课件按新规范Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望 2 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构第一节第一节 概概 述述第二节第二节 排架结构的组成排架结构的组成第三节第三节 排架结构的布置和构件选型排架结构的布置和构件选型第四节第四节 排架结构的内力分析与组合排架结构的内力分析与组合第五节第五节 排架柱的设计排架柱的设计第六节第六节 柱下单独基础设计柱下单独基础设计 3 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构第一节第一节 概概 述述1.单层厂房的单层厂房的建筑特点建筑特点 可形成高大的使用空间，易满足生产工艺要求，便于组织可形成高大的使用空间，易满足生产工艺要求，便于组织内部交通运输，有利于较重生产设备和产品放置，可实现构件内部交通运输，有利于较重生产设备和产品放置，可实现构件生产工业化，现场施工机械化等。常用钢筋混凝土排架结构。生产工业化，现场施工机械化等。常用钢筋混凝土排架结构。2.工程应用工程应用 广泛用运于冶金、机械制造、电机制造、化工以及纺织工广泛用运于冶金、机械制造、电机制造、化工以及纺织工业等建筑。业等建筑。3.排架结构的排架结构的定义定义 屋架或屋面梁与柱（称排架柱）为铰接，柱与基础为刚结屋架或屋面梁与柱（称排架柱）为铰接，柱与基础为刚结的结构体系。的结构体系。 4 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 4.排架结构的排架结构的类形类形及及选用选用 1）按生产工艺和使用要求分类）按生产工艺和使用要求分类 单跨排架单跨排架（如图）：用于跨度（如图）：用于跨度 较大，相邻厂房有较大干扰的车间。较大，相邻厂房有较大干扰的车间。 多跨排架多跨排架( (如图如图) )： 跨度较小且跨度较小且 生产工艺和使用要求相同或相近的生产工艺和使用要求相同或相近的一些车间。一些车间。 等高排架等高排架( (如图如图) )：生产工艺要求相邻跨高差较小。生产工艺要求相邻跨高差较小。 不等高排架不等高排架( (如图如图) )： 生产工艺生产工艺要求相邻跨高差较大。要求相邻跨高差较大。 5 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）按排架结构所用材料分类）按排架结构所用材料分类 钢筋混凝土钢筋混凝土-砖排架砖排架：由钢筋混凝土屋架或屋面梁、烧结普：由钢筋混凝土屋架或屋面梁、烧结普通粘土砖柱和基础组成。一般用于跨度不大于通粘土砖柱和基础组成。一般用于跨度不大于15m，柱顶标高，柱顶标高不大于不大于6.6m、无吊车或吊车起重量小于、无吊车或吊车起重量小于5t的中小型厂房。的中小型厂房。 钢筋混凝土排架钢筋混凝土排架：由钢筋混凝土的屋架或屋面梁、柱及基：由钢筋混凝土的屋架或屋面梁、柱及基础组成。可用于跨度不大于础组成。可用于跨度不大于36 m、檐高不大于、檐高不大于20 m、吊车起、吊车起重量不超过重量不超过200t的大部分工业厂房。的大部分工业厂房。 钢钢-钢筋混凝土排架钢筋混凝土排架：由钢屋架、钢筋混凝土柱和基础组成。：由钢屋架、钢筋混凝土柱和基础组成。可用于跨度大于可用于跨度大于36 m、吊车起重量超过吊车起重量超过250t的重型工业厂房。的重型工业厂房。 6 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房的组成单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房的组成: 第二节第二节 排架结构的结构组成排架结构的结构组成 7 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构一、屋盖结构一、屋盖结构 1.屋面板屋面板 承受屋面构造层重、积灰荷载、雪荷载等，并传递给其下承受屋面构造层重、积灰荷载、雪荷载等，并传递给其下的支承构件。的支承构件。 2.天窗架天窗架 承受天窗架上的屋面板及天窗传来的荷载，并传给屋架。承受天窗架上的屋面板及天窗传来的荷载，并传给屋架。 3.屋架或屋面梁屋架或屋面梁 承受大型屋面板或檩条、天窗架及悬挂吊车等传来的全部承受大型屋面板或檩条、天窗架及悬挂吊车等传来的全部屋盖荷载，并传至排架柱顶。屋盖荷载，并传至排架柱顶。 4.托架托架 承受支承在托架上屋架传来的荷载，并传给支柱。承受支承在托架上屋架传来的荷载，并传给支柱。 8 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 5.屋盖支撑屋盖支撑 组成：组成：屋架上弦横向水平支撑、屋架下弦横向及纵向水平屋架上弦横向水平支撑、屋架下弦横向及纵向水平支撑支撑、屋架垂直支撑及水平系杆和天窗架支撑。、屋架垂直支撑及水平系杆和天窗架支撑。 作用：作用：承受、传递屋架平面外的水平荷载，保证屋架杆件承受、传递屋架平面外的水平荷载，保证屋架杆件在平面外的稳定，增加屋盖结构的整体刚度。在平面外的稳定，增加屋盖结构的整体刚度。二、横向平面排架二、横向平面排架 组成：组成：横向柱列、屋架或屋面梁（统称横梁）和基础（横向柱列、屋架或屋面梁（统称横梁）和基础（如如下图下图）。）。 作用：作用：承受厂房结构受到的竖向荷载和横向水平荷载，并承受厂房结构受到的竖向荷载和横向水平荷载，并传给基础及地基。传给基础及地基。 9 9第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 1010第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 1.排架柱排架柱 承受厂房的主要荷载，并传给基础。承受厂房的主要荷载，并传给基础。 2.基础基础 承受排架柱和基础梁传来的荷载承受排架柱和基础梁传来的荷载，并传递扩散到地基。，并传递扩散到地基。 横向平面排架横向平面排架是厂房的基本承力结构，是厂房的基本承力结构，必须必须进行设计计算，进行设计计算，确定其可靠性。确定其可靠性。三、纵向平面排架三、纵向平面排架 组成：组成：纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑及基础等纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑及基础等（如下图如下图）。）。 作用：作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，承受厂房结构受保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，承受厂房结构受到的纵向水平荷载，并传给基础。到的纵向水平荷载，并传给基础。 1 11 1第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 1.连系梁连系梁 构造：构造：一般为预制钢筋混凝土梁，两端支承在柱外侧牛腿一般为预制钢筋混凝土梁，两端支承在柱外侧牛腿上，用预埋件或螺栓与牛腿连接。上，用预埋件或螺栓与牛腿连接。 作用：作用：承受连系梁上墙体及窗重，并传给排架柱；连系纵承受连系梁上墙体及窗重，并传给排架柱；连系纵向柱列增强厂房纵向刚度。向柱列增强厂房纵向刚度。 1 12 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2.吊车梁吊车梁 作用：作用：承受吊车传来的竖向荷载和横向或纵向水平荷载，承受吊车传来的竖向荷载和横向或纵向水平荷载，并传给牛腿和横向或纵向平面排架；连系纵向柱列，增强厂房并传给牛腿和横向或纵向平面排架；连系纵向柱列，增强厂房纵向刚度的作用。纵向刚度的作用。 纵向平面排架纵向平面排架一般不进行计算，仅一般不进行计算，仅采用构造措施采用构造措施。但当纵。但当纵向柱子小于向柱子小于7根或需要考虑地震作用时，就要对纵向平面排架根或需要考虑地震作用时，就要对纵向平面排架进行计算进行计算。四、围护结构四、围护结构 由纵墙、横墙（山墙）、圈梁、基础梁、抗风柱等组成。由纵墙、横墙（山墙）、圈梁、基础梁、抗风柱等组成。 抗风柱抗风柱承受厂房端横墙（山墙）传来的风荷载，并传给屋承受厂房端横墙（山墙）传来的风荷载，并传给屋盖结构和基础。盖结构和基础。 1 13 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 五、结构设计的五、结构设计的主要工作主要工作 1）结构布置。）结构布置。 2）标准构件选型。）标准构件选型。 3）排架内力分析。）排架内力分析。 4）柱和基础配筋计算。）柱和基础配筋计算。 5）绘制结构构件布置图。）绘制结构构件布置图。 6）绘制柱和基础施工图）绘制柱和基础施工图。 1 14 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 一、结构布置一、结构布置 1.柱网布置柱网布置 柱网柱网指厂房承重柱的纵向定位轴线（跨度）和横向定位指厂房承重柱的纵向定位轴线（跨度）和横向定位轴线（柱距）在平面上形成的网格，需根据生产工艺和使用要轴线（柱距）在平面上形成的网格，需根据生产工艺和使用要求确定。求确定。第三节第三节 排架结构的布置和构件选型排架结构的布置和构件选型 1 15 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2.结构结构缝的设置缝的设置1）伸缩缝）伸缩缝 作用：作用：减少温度变化引起厂减少温度变化引起厂房的屋面、墙体等开裂，影响厂房的屋面、墙体等开裂，影响厂房的正常使用。房的正常使用。 间距：间距：装配式钢筋混凝土排架装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距，在室内或土结构的伸缩缝最大间距，在室内或土中时为中时为100 m；在露天时为在露天时为70 m。 做法：做法：横向伸缩缝从横向伸缩缝从基础顶基础顶面面开始，将相邻两个温度区段开始，将相邻两个温度区段的的上部结构构件全部分开上部结构构件全部分开； 1 16 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 横向横向伸缩缝伸缩缝处采用双柱、双屋架（屋面梁），纵墙和各构处采用双柱、双屋架（屋面梁），纵墙和各构件间留出一定宽度的缝隙（如图）。件间留出一定宽度的缝隙（如图）。 纵向伸缩缝纵向伸缩缝是将伸缩缝一侧的是将伸缩缝一侧的屋架或屋面梁用滚轴式支座与柱屋架或屋面梁用滚轴式支座与柱相连（如图）。相连（如图）。 2）沉降缝）沉降缝 作用：作用：防止地基沉降影响厂房的使用功能。防止地基沉降影响厂房的使用功能。 设置：设置：厂房相邻两部分高差很大（厂房相邻两部分高差很大（10 m以上）、两跨间吊以上）、两跨间吊车起重量相差较大、地基承载力或土的压缩性有较大的差异、车起重量相差较大、地基承载力或土的压缩性有较大的差异、厂房各部分的施工时间先后相差较长时需考虑设置。厂房各部分的施工时间先后相差较长时需考虑设置。 做法：做法：从从屋顶至基础完全分开屋顶至基础完全分开。 1 17 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 3）防震缝）防震缝 作用：作用：减轻地震对厂房的震害。减轻地震对厂房的震害。 设置：设置：厂房的建筑平面、立面复杂或结构相邻部厂房的建筑平面、立面复杂或结构相邻部分的刚度、高度相差较大时需设置。分的刚度、高度相差较大时需设置。 做法：做法：从基础顶面开始沿厂房全高设置。从基础顶面开始沿厂房全高设置。 地震区厂房中设置的伸缩缝或沉降缝均应符合防地震区厂房中设置的伸缩缝或沉降缝均应符合防震缝的要求。震缝的要求。 3.厂房高度厂房高度 根据生产设备高度、吊车规格尺寸和起吊运行高根据生产设备高度、吊车规格尺寸和起吊运行高度以及生产使用、检修所需的高度确定，度以及生产使用、检修所需的高度确定， 同时符合建同时符合建筑模数的要求。筑模数的要求。 1 18 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 二、构件选型及布置二、构件选型及布置 1.屋盖构件屋盖构件 （1）屋面板）屋面板 设计时，可根据所需屋面板的形式、尺寸、承载设计时，可根据所需屋面板的形式、尺寸、承载力等，在相应标准图中选定其编号，并在屋面板布置力等，在相应标准图中选定其编号，并在屋面板布置图中标出。施工时，则按屋面板编号相应的标准图要图中标出。施工时，则按屋面板编号相应的标准图要求进行制作。求进行制作。 （2）天窗架）天窗架 常用钢筋混凝土天窗架由两个常用钢筋混凝土天窗架由两个三角形刚架在顶节点处及底部与屋架三角形刚架在顶节点处及底部与屋架焊接而成（如图）。焊接而成（如图）。 1 19 9第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 （3）屋面梁和屋架）屋面梁和屋架 常用的钢筋混凝土、预应力混凝土屋面梁或屋架常用的钢筋混凝土、预应力混凝土屋面梁或屋架的形式如图所示。设计和施工时，可按标准图的要求的形式如图所示。设计和施工时，可按标准图的要求选用和制作。选用和制作。（a）双坡屋面梁）双坡屋面梁 b）三角形屋架）三角形屋架 （c）折线形屋架）折线形屋架 d）梯形屋架）梯形屋架 2020第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（4）托架）托架 常用预应力混凝土三角形托架和折线形托架如图常用预应力混凝土三角形托架和折线形托架如图所示。所示。（5）屋盖支撑的布置原则）屋盖支撑的布置原则 1）屋架）屋架上弦横向水平支撑上弦横向水平支撑。 设置在厂房端部或温度设置在厂房端部或温度区段两端第一或第二柱间的区段两端第一或第二柱间的屋架上弦平面内屋架上弦平面内( (如图如图) )。 2 21 1第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）屋架）屋架下弦横向水平支撑下弦横向水平支撑。 设置在与上弦横向水平支撑设置在与上弦横向水平支撑 同一柱间的屋架下弦平面内同一柱间的屋架下弦平面内( (如图如图) ) 3）屋架）屋架下弦纵向水平支撑下弦纵向水平支撑。 沿屋架下弦端部第一节间通长设置沿屋架下弦端部第一节间通长设置( (如图如图) )。 2 22 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 4）屋架）屋架垂直支撑垂直支撑和和水平系杆水平系杆。 设置在与横向支撑相应柱间的屋架中部或屋架端设置在与横向支撑相应柱间的屋架中部或屋架端部，并在下弦设置相应的通长水平系杆部，并在下弦设置相应的通长水平系杆( (如图如图) )。 2 23 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 5）天窗架支撑天窗架支撑。 设置在天窗的两端及具有柱间支撑的柱间设置在天窗的两端及具有柱间支撑的柱间( (如图如图) )。 各种支撑的具体布置方法及其连接构造，可查阅有各种支撑的具体布置方法及其连接构造，可查阅有关标准图集。关标准图集。 2 24 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构2. 吊车梁、柱及柱间支撑吊车梁、柱及柱间支撑（1）吊车梁吊车梁 常用钢筋混凝土、预应力常用钢筋混凝土、预应力混凝土混凝土T型或型或I型型截面吊截面吊车梁。设计时可根据吊车的工作制或工作级别、跨度、车梁。设计时可根据吊车的工作制或工作级别、跨度、起重量和台数从相应的标准图中选用，并在结构布置起重量和台数从相应的标准图中选用，并在结构布置图中标明其编号。图中标明其编号。（2）柱柱 1）排架柱）排架柱 常用截面形式及选用（如图）常用截面形式及选用（如图） 2 25 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 矩形截面矩形截面：柱的截面高度柱的截面高度h500mm时采用；时采用； 矩形或工字形截面矩形或工字形截面：柱的截面高度：柱的截面高度 h=600mm800mm时时采用；采用； 工字形截面工字形截面：柱的截面高度柱的截面高度h=900mm1200mm时采用；时采用； 工字形截面柱或双肢柱：工字形截面柱或双肢柱：柱的截面高度柱的截面高度h=1300mm1500mm时采用；时采用； 双肢柱双肢柱：柱的截面高度柱的截面高度h1600mm时采用时采用。 2 26 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 截面尺寸截面尺寸 根据截承载力、刚度及工程经验或有关资料确定。根据截承载力、刚度及工程经验或有关资料确定。 2）抗风柱）抗风柱 钢筋混凝土抗风柱与山墙、屋架的连接及计算简图（如钢筋混凝土抗风柱与山墙、屋架的连接及计算简图（如图）。图）。 2 27 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（3）柱间支撑柱间支撑 1）分类：分类：上柱支撑上柱支撑、下柱支撑下柱支撑 2）位置：位置： 上柱支撑：上柱支撑：设置在温度区段的两端与屋盖横向水平支撑相设置在温度区段的两端与屋盖横向水平支撑相对应的柱间，以及温度区段中部的柱间。对应的柱间，以及温度区段中部的柱间。 下柱支撑：下柱支撑：设置在温度区段的中部，且与上柱柱间支撑相设置在温度区段的中部，且与上柱柱间支撑相对应的柱间。对应的柱间。 3）作用：作用： 承受山墙传来的纵向风荷载和吊车纵向水平荷载，并传承受山墙传来的纵向风荷载和吊车纵向水平荷载，并传至基础。至基础。 提高厂房的纵向刚度和稳定性。提高厂房的纵向刚度和稳定性。 2 28 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 4）设置情况：（）设置情况：（自学辅导自学辅导） 柱间支撑可由标准（通用）图选用，结构布置图柱间支撑可由标准（通用）图选用，结构布置图中标出相应编号。中标出相应编号。3.圈梁和基础梁圈梁和基础梁（1）圈梁（）圈梁（自学辅导自学辅导） 1）构造要求）构造要求； 2）作用）作用； 3）设置的原则设置的原则； 2 29 9第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（2）基础梁）基础梁 1）作用：作用： 支承基础梁上的围护墙，并将围护墙重传给基础。支承基础梁上的围护墙，并将围护墙重传给基础。 2）构造要求：构造要求： 通常为预制钢筋混凝土简支梁（如图）。基础梁支承处通常为预制钢筋混凝土简支梁（如图）。基础梁支承处应座浆，梁顶面一般位于室内地坪以下应座浆，梁顶面一般位于室内地坪以下50mm处，梁底面以下处，梁底面以下应预留应预留100mm的空隙，以保证基础梁可随基础一起沉降。的空隙，以保证基础梁可随基础一起沉降。 基础梁可从标准（通用）图集中选用。基础梁可从标准（通用）图集中选用。 3030第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 4.基础基础 1）形式形式： 阶形基础和锥形基础，阶形基础和锥形基础， 统称杯形基础（如图）。统称杯形基础（如图）。 2）特点特点： 构造构造简单，施工方便，适用于地基土质较均匀，基础持力简单，施工方便，适用于地基土质较均匀，基础持力层距地面较浅，地基承载力较大，柱传来的荷载不大的一般厂层距地面较浅，地基承载力较大，柱传来的荷载不大的一般厂房。房。 实际工程中，可根据柱传来的荷载、地基承载力等采用其实际工程中，可根据柱传来的荷载、地基承载力等采用其他形式的基础。他形式的基础。 3 31 1第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 计算目的：计算目的：获得排架柱在各种荷载作用下控制截面的最不获得排架柱在各种荷载作用下控制截面的最不利内力，作为设计柱和基础的依据。利内力，作为设计柱和基础的依据。 计算内容：计算内容：确定计算简图、荷载计算、内力分析和内力组确定计算简图、荷载计算、内力分析和内力组合。合。一、计算简图一、计算简图 1.计算单元计算单元 计算单元范围内的荷载计算单元范围内的荷载（不含吊车荷载）完全由（不含吊车荷载）完全由该单元的横向排架承担。该单元的横向排架承担。 第四节第四节 排架结构的内力分析与组合排架结构的内力分析与组合 3 32 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2.基本假定基本假定 1）排架柱下端固接于基础顶面。）排架柱下端固接于基础顶面。 2）排架柱上端与横梁（屋架或屋面梁的统称）铰接。）排架柱上端与横梁（屋架或屋面梁的统称）铰接。 3）横梁为轴向变形可忽略不计的刚性连杆。）横梁为轴向变形可忽略不计的刚性连杆。 3.计算简图计算简图 横向排架的计算简图如图。横向排架的计算简图如图。 3 33 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构二、荷载计算二、荷载计算 恒荷载：恒荷载：屋盖自重屋盖自重G1、上柱自重上柱自重G2、下柱自重、下柱自重G3、吊车梁、吊车梁与轨道联结件自重与轨道联结件自重G4等。等。 活荷载：活荷载：屋面活荷载屋面活荷载Q1、吊车竖向荷载、吊车竖向荷载Dmax、吊车横向水、吊车横向水平荷载平荷载Tmax、横向均布风荷载、横向均布风荷载q及作用于排架柱顶的集中风荷及作用于排架柱顶的集中风荷载载Fw等。等。 1. 恒荷载恒荷载（1）屋盖自重）屋盖自重G1 1）数值计算：）数值计算：计算单元范围计算单元范围内的屋面构造层、屋面构件及支撑内的屋面构造层、屋面构件及支撑等，根据工程做法及屋盖构件标准等，根据工程做法及屋盖构件标准图等进行计算。图等进行计算。 3 34 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）作用位置：）作用位置：以集中力的形式作用于柱顶。采用屋架时，以集中力的形式作用于柱顶。采用屋架时，G1的作用线通过屋架上、下弦中心线的交点（如图）；采用屋的作用线通过屋架上、下弦中心线的交点（如图）；采用屋面梁时，面梁时，G1的作用线通过梁端支承垫板的中心线。的作用线通过梁端支承垫板的中心线。 3）计算简图（如图）：）计算简图（如图）：M1= G1 e1，M1= G1 e2 3 35 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 （2）柱自重）柱自重G2和和G3 1）数值计算：）数值计算：按上、下柱的的截面尺寸和高度（下柱包括按上、下柱的的截面尺寸和高度（下柱包括牛腿）计算。牛腿）计算。 2）作用位置：）作用位置：G2和和G3分别作用于上、下柱底部截面中心分别作用于上、下柱底部截面中心线处，线处，G2对下柱截面中心线有对下柱截面中心线有 e2（如图）（如图） 。 3）计算简图（如图）：）计算简图（如图）： 3 36 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（3）吊车梁与轨道联结等自重）吊车梁与轨道联结等自重G4 1）数值计算：）数值计算：根据所选用的构配件，由相应的标准图集中根据所选用的构配件，由相应的标准图集中查得，轨道联结也可按查得，轨道联结也可按1kN/m2kN/m计算。计算。 2）作用位置：）作用位置：沿吊车梁的中线作用于牛腿顶面，对下柱截沿吊车梁的中线作用于牛腿顶面，对下柱截面中心线有偏心距面中心线有偏心距 e4，如图。，如图。 3）计算简图（如图）：）计算简图（如图）： 3 37 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 当考虑当考虑G1 、G2、G3、G4共同作用时，计算共同作用时，计算简图（如图），简图（如图）， M2= M1+ M2M3。 3 38 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2.屋面活荷载屋面活荷载 屋面活荷载屋面活荷载Q1的计算范围、作用形式及位置同屋盖自重的计算范围、作用形式及位置同屋盖自重G1。（1）屋面积灰荷载）屋面积灰荷载 当需考虑屋面积灰荷载时，按荷载规范规定的积灰荷载当需考虑屋面积灰荷载时，按荷载规范规定的积灰荷载取值。取值。（2）雪荷载）雪荷载 屋面水平投影面上的雪荷载标准值屋面水平投影面上的雪荷载标准值Sk按下式计算：按下式计算：式中式中 屋面积雪分布分数，由荷载规范屋面积雪分布分数，由荷载规范 查得查得; 基本雪压（基本雪压（kN/m2）,按荷载规范给出的按荷载规范给出的50年一遇年一遇的雪压采用。的雪压采用。 3 39 9第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（3）屋面均布活荷载）屋面均布活荷载 按按荷载规范荷载规范规定采用。不上人屋面的屋面规定采用。不上人屋面的屋面均布活荷载标准值取均布活荷载标准值取0.5kN/ m2。 屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，仅取屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，仅取两者中的较大值两者中的较大值。积灰荷载应与雪荷载或不上人的积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。 4040第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构3.吊车荷载吊车荷载（1）吊车类型）吊车类型 按承重结构分：单梁式和桥式，常用桥式吊车。按承重结构分：单梁式和桥式，常用桥式吊车。 按吊钩的种类分：软钩和硬钩，一般采用软钩吊车。按吊钩的种类分：软钩和硬钩，一般采用软钩吊车。 按动力来源分：按动力来源分： 手动和电动，多采用电动吊车。手动和电动，多采用电动吊车。 按运行频繁程度分：按运行频繁程度分： 轻级轻级工作制工作制运行时间不超过全部生产时间运行时间不超过全部生产时间15%，如检，如检修设备的吊车。修设备的吊车。 重级重级工作制工作制运行时间超过全部生产时间运行时间超过全部生产时间40%的，如轧的，如轧钢厂吊车。钢厂吊车。 中级中级工作制工作制介于轻级和重级工作制之间，使用最多的介于轻级和重级工作制之间，使用最多的吊车。吊车。 吊车起重量吊车起重量Q的表示：如的表示：如20/5t，表明吊车主钩额定起重量，表明吊车主钩额定起重量为为20t，副钩额定起重量为，副钩额定起重量为5t。 4141第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（2）吊）吊车组成及运行图车组成及运行图 4 42 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（3）吊车竖向荷载）吊车竖向荷载Dmax与与Dmin Pmax与与Pmin可根据吊车型号、规格由产品样本或有可根据吊车型号、规格由产品样本或有关资料中查得。关资料中查得。 4 43 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 当单跨厂房中设有相同的两台吊车时，当单跨厂房中设有相同的两台吊车时，Dmax和和Dmin计算公式为计算公式为 Dmax=Pmaxyi Dmin=Pminyi= 式中式中 yi吊车最不利布置时，各轮子下影响线竖吊车最不利布置时，各轮子下影响线竖向坐标值之和，可根据吊车的宽度向坐标值之和，可根据吊车的宽度B和轮距和轮距K确定。确定。 4 44 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 计算吊车竖向荷载时，应按计算吊车竖向荷载时，应按荷载规范荷载规范规定确规定确定参与组合的吊车台数。定参与组合的吊车台数。 吊车竖向荷载的作用位置和计算简图（如图），吊车竖向荷载的作用位置和计算简图（如图），MDmax=Dmax e4 ， MDmin=Dmin e4 。 4 45 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（4）吊车横向水平荷载）吊车横向水平荷载Tmax 当小车吊有额定最大重量当小车吊有额定最大重量Q的物件在启动或制动时，产生的的物件在启动或制动时，产生的横向水平惯性力称为吊车横向水横向水平惯性力称为吊车横向水平荷载。平荷载。 吊车横向水平荷载作用在吊车梁吊车横向水平荷载作用在吊车梁的顶面，且同时作用于吊车两侧的排的顶面，且同时作用于吊车两侧的排架柱上，方向相同（如图）。架柱上，方向相同（如图）。 4 46 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 对常用的四轮吊车，每个大车轮引起的横向水平对常用的四轮吊车，每个大车轮引起的横向水平荷载标准值为荷载标准值为 横向制动力系数，对软钩吊车，当横向制动力系数，对软钩吊车，当 Q10t时，时，=12%； 当当Q =1650t时，时，=10%；当；当Q75t时，时，=8%；对硬钩吊车，；对硬钩吊车，=20%； 吊车对排架柱产生的最大横向水平荷载标准值吊车对排架柱产生的最大横向水平荷载标准值Tmax，可利用计算吊车竖向荷载，可利用计算吊车竖向荷载Dmax方法求得（如图）。方法求得（如图）。 4 47 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 计算吊车横向水平荷载时，按计算吊车横向水平荷载时，按荷载规范荷载规范规定规定确定参与组规定规定确定参与组合的吊车台数。合的吊车台数。 考虑小车往返运行，吊车横向考虑小车往返运行，吊车横向水平荷载作用下的计算简图（如图）水平荷载作用下的计算简图（如图）。 4 48 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构（5）吊车纵向水平荷载）吊车纵向水平荷载Te 荷载规范规定：吊车纵向水平荷载标准值荷载规范规定：吊车纵向水平荷载标准值Te应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压Pmax之之和的和的10%采用。对每侧有一个制动轮的四轮吊车，可采用。对每侧有一个制动轮的四轮吊车，可按下式计算按下式计算 Te=0.1Pmax 计算吊车纵向水平荷载时，按荷载规范规定计算吊车纵向水平荷载时，按荷载规范规定确定参与组合的吊车台数。确定参与组合的吊车台数。 排架计算中，对多台吊车的竖向荷载标准值和水排架计算中，对多台吊车的竖向荷载标准值和水平荷载标准值应乘以折减系数平荷载标准值应乘以折减系数 。 4949第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 4.风荷载风荷载 荷载规范规定：垂直于建筑物表面上的风荷载荷载规范规定：垂直于建筑物表面上的风荷载标准值标准值Wk（kN/m2）按下式计算：）按下式计算： Wk=zszWo 横向排架承担的风荷载按计算单元考虑，并按如横向排架承担的风荷载按计算单元考虑，并按如下两部分作用于横向排架结构（如图）。下两部分作用于横向排架结构（如图）。1) 柱顶以下均匀分布的柱顶以下均匀分布的q1和和q2。2) 柱顶以上水平集中风荷载柱顶以上水平集中风荷载Fw。 5050第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 排架内力分析时，应考虑风向改变对横向排架排架内力分析时，应考虑风向改变对横向排架受力的影响。受力的影响。 5 51 1第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构三、内力分析三、内力分析单跨等高横向排架采用实用方法计算内力时，计算简图：单跨等高横向排架采用实用方法计算内力时，计算简图：柱顶不动铰支排架、柱顶有侧移铰接排架。柱顶不动铰支排架、柱顶有侧移铰接排架。1.柱顶不动铰支排架柱顶不动铰支排架 恒荷载（恒荷载（G1、G2、G3、G4等）以及屋面活荷载（等）以及屋面活荷载（Q1）作）作用下，可按柱顶不动铰支排架计算内力。假定横梁为刚性连杆，用下，可按柱顶不动铰支排架计算内力。假定横梁为刚性连杆，可按图示单根柱计算简图分析柱的内力。可按图示单根柱计算简图分析柱的内力。 5 52 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 将各荷载转换为分别作用在柱顶和牛腿顶面的力将各荷载转换为分别作用在柱顶和牛腿顶面的力矩矩M1和和M2及沿上、下柱轴线作用的集中力后，可按及沿上、下柱轴线作用的集中力后，可按图计算柱的截面弯矩和剪力。图计算柱的截面弯矩和剪力。 5 53 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 由结构力学方法求得在由结构力学方法求得在M1和和M2分别作用下的柱分别作用下的柱顶反力顶反力R1和和R2（如图）为（如图）为 C1柱顶力矩柱顶力矩M1作用下的柱顶反力系数，由本作用下的柱顶反力系数，由本章相应附图查得；章相应附图查得； C2牛腿顶面力矩牛腿顶面力矩M2作用下的柱顶反力系数，作用下的柱顶反力系数，由本章相应附图查得。由本章相应附图查得。 5 54 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 柱顶反力柱顶反力R1和和R2的方向按实际受力情况确定。当的方向按实际受力情况确定。当求得求得M1和和M2共同作用下的柱顶反力（共同作用下的柱顶反力（R= R1+ R2）后，）后，即可按悬臂柱计算截面弯矩和剪力。即可按悬臂柱计算截面弯矩和剪力。 2.柱顶有侧移铰接排架柱顶有侧移铰接排架（1）吊车竖向荷载作用）吊车竖向荷载作用 吊车竖向荷载吊车竖向荷载Dmax和和Dmin同时分别作用在两侧柱同时分别作用在两侧柱的内力，可由图的内力，可由图a和图和图b的内力计算结果叠加而得。的内力计算结果叠加而得。 5 55 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 （a）Dmax作用在作用在A柱；柱； （b）Dmin作用在作用在B柱柱 对图对图a，Dmax仅对仅对A柱下柱产生轴向力，故可按下柱下柱产生轴向力，故可按下图所示计算排架柱的截面弯矩和剪力图所示计算排架柱的截面弯矩和剪力。 5 56 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构计算步骤计算步骤： 1）在排架柱顶附加一个不动铰支座，按柱顶为不）在排架柱顶附加一个不动铰支座，按柱顶为不动铰支排架计算牛腿顶面处动铰支排架计算牛腿顶面处MDmax作用下的柱顶反力作用下的柱顶反力RDmax和柱的内力。此时和柱的内力。此时RDmax为为 柱顶反力系数柱顶反力系数C2仍由本章相应附图查得。仍由本章相应附图查得。 5 57 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）将柱顶反力）将柱顶反力RDmax反向作用于有侧移铰接排架反向作用于有侧移铰接排架柱顶，得单层单跨对称排架柱顶剪力柱顶，得单层单跨对称排架柱顶剪力 ，然，然后按悬臂柱计算柱的内力。后按悬臂柱计算柱的内力。 3）将上述两步所得柱的内力叠加，即得）将上述两步所得柱的内力叠加，即得Dmax作用作用于于A柱时排架柱的内力。柱时排架柱的内力。 同理同理，可求得吊车竖向荷载，可求得吊车竖向荷载Dmin作用在作用在B柱和柱和Dmin作用于作用于A柱、柱、Dmax作用于作用于B柱时排架柱的内力。柱时排架柱的内力。 5 58 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 （2）吊车水平荷载作用）吊车水平荷载作用 单跨对称排架在单跨对称排架在Tmax作用作用下的各柱内力，可按图所示的悬下的各柱内力，可按图所示的悬臂柱直接计算。臂柱直接计算。 同理，同理，当当Tmax的作用方向向左时，也可用上述方的作用方向向左时，也可用上述方法计算内力。法计算内力。 （3）风荷载作用）风荷载作用 风荷载风荷载Fw、q1、q2作用下，单跨排架柱作用下，单跨排架柱内力可由如内力可由如图图2种种内力状态叠加求得。内力状态叠加求得。 5 59 9第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 对图对图a受力情况，由如下受力情况，由如下3种受力情况叠加得到。种受力情况叠加得到。 1）Fw作用的情况，柱顶反力作用的情况，柱顶反力RFW=FW，柱中不产，柱中不产生内力。生内力。 2）q1作用的情况，仅需对作用的情况，仅需对A柱按上端为不动铰支柱按上端为不动铰支下端为固定的单根柱计算柱顶反力下端为固定的单根柱计算柱顶反力Rq1和柱中内力。和柱中内力。柱顶反力柱顶反力Rq1为为 Rq1=C4H2q1 6060第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 C4均布风荷载作用下的柱顶反力系数，由本均布风荷载作用下的柱顶反力系数，由本章相应附图查得。章相应附图查得。 3) ) q2作用的情况，采用与作用的情况，采用与q1作用时相同的方法分析作用时相同的方法分析计算。柱顶反力计算。柱顶反力Rq2为为 Rq2=C4H2q2 将上述将上述3种受力情况叠加，得图种受力情况叠加，得图a所示排架柱的内所示排架柱的内力和柱顶总反力力和柱顶总反力Rw。 对对Rw反向作用的图反向作用的图b情况，柱顶剪力情况，柱顶剪力 。 当风荷载由右向左作用时，当风荷载由右向左作用时，A柱的内力与向右作柱的内力与向右作用时用时B柱的内力符号相反、数值相等。柱的内力符号相反、数值相等。 6 61 1第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构四、内力组合四、内力组合 1.控制截面控制截面 控制截面是指排架柱内力最控制截面是指排架柱内力最大、对配筋起控制作用的截面。大、对配筋起控制作用的截面。单阶柱单阶柱的的上柱底部截面上柱底部截面-、下柱下柱牛腿顶面截面牛腿顶面截面-及柱底截面及柱底截面（基础顶面）（基础顶面）-为控制截面。为控制截面。 2.荷载效应组合荷载效应组合 排架柱的每一个控制截面排架柱的每一个控制截面有如下几种可能的组合：有如下几种可能的组合： 6 62 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 1.2SGK+0.91.4（SQLK+SQWK+SQHK）1.2SGK+0.91.4（SQWK +SQHK）1.2SGK+0.91.4（SQLK+SQWK） 1.2SGK+1.4（SQLK+ SQHK）1.2SGK+1.4SQWK1.2SGK+1.4SQHK SGK、SQLK、SQWK、SQHK分别为按恒荷载、屋面分别为按恒荷载、屋面活荷载、风荷载、吊车荷载的标准值计算的荷载效应活荷载、风荷载、吊车荷载的标准值计算的荷载效应值。值。 以上六种组合中的最不利值，即为控制截面的内以上六种组合中的最不利值，即为控制截面的内力。力。 6 63 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构3.内力组合的项目内力组合的项目 单层厂房的排架柱为偏心受压构件。一般采用对单层厂房的排架柱为偏心受压构件。一般采用对称配筋。对于矩形、工字形截面柱的每一个控制截面，称配筋。对于矩形、工字形截面柱的每一个控制截面，可考虑以下四项不利内力组合：可考虑以下四项不利内力组合：+Mmax与相应的与相应的N、V；Mmax与相应的与相应的N、V；Nmax与相应的可能最大与相应的可能最大M；Nmin与相应的可能最大与相应的可能最大M。 上述四项内力组合中，前两项和第四项可能为大上述四项内力组合中，前两项和第四项可能为大偏心受压情况，第三项可能发生小偏心受压情况。按偏心受压情况，第三项可能发生小偏心受压情况。按此四项进行组合，一般可满足结构可靠度要求。此四项进行组合，一般可满足结构可靠度要求。 6 64 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 4.组合时注意的问题组合时注意的问题 对排架柱的控制截面进行最不利内力组合时，应对排架柱的控制截面进行最不利内力组合时，应注意如下几点：注意如下几点： 1)恒荷载参与每一种组合。恒荷载参与每一种组合。 2)吊车竖向荷载吊车竖向荷载Dmax作用于作用于A柱和柱和Dmin作用于作用于A柱，柱，只能选其中一种参与组合。只能选其中一种参与组合。 3)吊车水平荷载吊车水平荷载Tmax作用方向向右与向左只能选其作用方向向右与向左只能选其中一种参与组合。中一种参与组合。 4) 有吊车竖向荷载有吊车竖向荷载Dmax（Dmin）应同时考虑吊车水）应同时考虑吊车水平荷载平荷载Tmax作用的可能。作用的可能。 6 65 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 5) )风荷载作用方向向右与向左只能选其中一种参与风荷载作用方向向右与向左只能选其中一种参与组合。组合。 6) )组合组合Nmax或或Nmin项时，对于轴向力为零，而弯矩项时，对于轴向力为零，而弯矩不为零的荷载不为零的荷载（如风荷载）也应考虑参与组合。（如风荷载）也应考虑参与组合。 6 66 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构一、一、排架柱的计算长度排架柱的计算长度 计算偏心受压构件的弯矩增大系数时，柱的计计算偏心受压构件的弯矩增大系数时，柱的计算长度算长度l0可按表可按表11-5给出的值取用。给出的值取用。二、二、排架柱的吊装验算排架柱的吊装验算 1）验算内容）验算内容 因运输和吊装时的受力状态与使用时不同，需因运输和吊装时的受力状态与使用时不同，需进行吊装时的承载力和裂缝宽度验算。进行吊装时的承载力和裂缝宽度验算。第五节第五节 排架柱的设计排架柱的设计 6 67 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）计算简图）计算简图 根据平吊和翻身吊时的吊点位置，其计算简图根据平吊和翻身吊时的吊点位置，其计算简图分别如图所示。吊装时柱承受的荷载为其自重乘分别如图所示。吊装时柱承受的荷载为其自重乘以动力系数以动力系数1.5。 6 68 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 3）截面形式与尺寸）截面形式与尺寸 按实际受力方向确定。对于平吊时的按实际受力方向确定。对于平吊时的H形截面，形截面，可简化为宽度为可简化为宽度为2hf、高度为、高度为bf的矩形截面的矩形截面。 4）验算方法）验算方法 按受弯构件进行承载力验算，考虑此时为短暂按受弯构件进行承载力验算，考虑此时为短暂设计状况，故可将安全等级降低一级。设计状况，故可将安全等级降低一级。 按第五章进行裂缝宽度验算。按第五章进行裂缝宽度验算。 6 69 9第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构三、牛腿设计三、牛腿设计 1. 牛腿的支承情况牛腿的支承情况 2. 牛腿的分类牛腿的分类 长牛腿：长牛腿： a/ h01.0，可按悬臂梁进行设计。可按悬臂梁进行设计。 短牛腿：短牛腿： a/h01.0。简称牛腿，按下述方。简称牛腿，按下述方 法法设计。设计。 7070第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 3.牛腿的应力状态牛腿的应力状态 4.牛腿的破坏形态牛腿的破坏形态 1）剪切破坏。）剪切破坏。当当a/h00.1或牛腿或牛腿中箍筋配置过少时发生（如图）。中箍筋配置过少时发生（如图）。 7 71 1第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）斜压破坏。）斜压破坏。 当当a/h0=0.10.75发生（如发生（如右图右图）。）。 3）弯压破坏。）弯压破坏。 当当a/h00.75 或牛腿顶部的纵向受力钢筋配置或牛腿顶部的纵向受力钢筋配置 不满足要求时发生（如不满足要求时发生（如左图左图）。）。 4）局部受压破坏。）局部受压破坏。 当牛腿的宽度过小或支承垫板当牛腿的宽度过小或支承垫板尺寸较小时发生（如尺寸较小时发生（如右图右图）。）。 7 72 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构5.牛腿的截面尺寸牛腿的截面尺寸 牛腿的截面尺寸如图牛腿的截面尺寸如图所示。一般以不出现所示。一般以不出现斜裂缝为控制条件，斜裂缝为控制条件，即应符合下式要求：即应符合下式要求： 牛腿的牛腿的外边缘高度外边缘高度h1不应不应小于其高度小于其高度h的的1/3，且不应，且不应小于小于200 mm。 7 73 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 牛腿牛腿挑出下柱边缘的长度挑出下柱边缘的长度C应使吊车梁外侧至应使吊车梁外侧至牛腿外边缘的距离牛腿外边缘的距离C1不小于不小于70mm，以保证牛腿顶，以保证牛腿顶部的局部受压承载力。部的局部受压承载力。 牛腿的牛腿的底面倾角底面倾角一般不超过一般不超过45。当。当C100mm时，可取时，可取=0，即取牛腿底面为水平面。，即取牛腿底面为水平面。 牛腿顶部的牛腿顶部的局部受压面局部受压面上，由竖向力上，由竖向力FvK引起引起的局部压应力不应超过的局部压应力不应超过0.75fc。 7 74 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 6.牛腿的配筋及构造牛腿的配筋及构造 1）牛腿的工作状况）牛腿的工作状况 以顶部纵向受力钢筋为水平拉杆，竖向力作用以顶部纵向受力钢筋为水平拉杆，竖向力作用点与牛腿根部之间的受压混凝土为斜向压杆的三点与牛腿根部之间的受压混凝土为斜向压杆的三角形桁架。角形桁架。 7 75 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）牛腿的配筋计算）牛腿的配筋计算 纵向受力钢筋总截面面积纵向受力钢筋总截面面积AS，由承受竖向力，由承受竖向力的受拉钢筋截面面积和承受水平拉力的锚筋截面的受拉钢筋截面面积和承受水平拉力的锚筋截面面积组成面积组成，可按下式计算：，可按下式计算： a0.3h0时，取时，取a=0.3h0。 3）牛腿的配筋构造）牛腿的配筋构造（自学辅导自学辅导） 7 76 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构一、概述一、概述 1.受力分类受力分类 1）轴心受压基础）轴心受压基础 2）偏心受压基础）偏心受压基础 2.设计内容设计内容 1）基础底面尺寸的确定。）基础底面尺寸的确定。 2）基础高度的确定。）基础高度的确定。 3）基础）基础配筋计算。配筋计算。第六节第六节 柱下单独基础设计柱下单独基础设计 7 77 7第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构二、轴心受压基础二、轴心受压基础 1. 基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定 根据地基承载力确定基础根据地基承载力确定基础的底面尺寸时（如图），应满足的底面尺寸时（如图），应满足下式要求：下式要求： 由上式可得由上式可得 7 78 8第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2.基础高度的确定基础高度的确定（1）尺寸构造要求）尺寸构造要求 锥形基础边缘高度锥形基础边缘高度a2不宜小于不宜小于200mm；阶梯形基础每阶高；阶梯形基础每阶高度宜为度宜为300 500mm；基础底面长宽边长之比值为；基础底面长宽边长之比值为12。如图）。如图） 柱插入基础杯口中的柱插入基础杯口中的深度深度h1应保证柱与基础为应保证柱与基础为刚接，同时满足柱中受力刚接，同时满足柱中受力钢筋的锚固长度钢筋的锚固长度la和柱吊和柱吊装时的稳定要求。装时的稳定要求。 基础的杯底厚度基础的杯底厚度a1和杯和杯口顶部壁厚口顶部壁厚t应符合有关要求。应符合有关要求。 7 79 9第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 （2） 受冲切承载力验算受冲切承载力验算 轴心受压基础（如图）由基顶的竖向压力设计值轴心受压基础（如图）由基顶的竖向压力设计值N产产生的地基净反力生的地基净反力Pn为为 为防止发生冲切破坏，柱与基础交接处以及基础变阶为防止发生冲切破坏，柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力符合下式要求：处的受冲切承载力符合下式要求： 当不满足受冲切承载力的要求时，应考虑增大柱与基当不满足受冲切承载力的要求时，应考虑增大柱与基础交接处的基础高度以及基础变阶处下阶基础的高度础交接处的基础高度以及基础变阶处下阶基础的高度。 8080第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 8 81 1第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 3.基础配筋计算基础配筋计算 按固结于柱底的悬臂板按固结于柱底的悬臂板进行受弯承载力计算。计进行受弯承载力计算。计算截面一般取柱与基础交算截面一般取柱与基础交接处和基础变阶处的截面，接处和基础变阶处的截面，如柱与基础交接处的如柱与基础交接处的-和和-截面，其弯矩截面，其弯矩M和和M可分别按下列公式计算可分别按下列公式计算： 8 82 2第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 -和和-截面所需钢筋用量截面所需钢筋用量As和和As，可分别，可分别按下列公式计算按下列公式计算： 基础基础变阶处变阶处的计算截面，可用同样方法求得弯的计算截面，可用同样方法求得弯矩及相应的钢筋用量，但此时需将基础的上阶视矩及相应的钢筋用量，但此时需将基础的上阶视为柱为柱。 8 83 3第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构三、偏心受压基础三、偏心受压基础 确定偏心受压基础的底面尺寸、基础高度和确定偏心受压基础的底面尺寸、基础高度和配筋时，以基础底面压力较大一侧为控制。配筋时，以基础底面压力较大一侧为控制。 1.基础底面尺寸的确定基础底面尺寸的确定 1）当）当e0ka/6时，最大和时，最大和最小压力值分别按下列公式计算最小压力值分别按下列公式计算： 8 84 4第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2）当）当e0ka/6时，按下式时，按下式计算计算Pkmax 基础底面尺寸应同时满足基础底面尺寸应同时满足下列要求：下列要求： 偏心受压基础的底面为矩形时，可先按轴心受压公式偏心受压基础的底面为矩形时，可先按轴心受压公式计算基础底面积，然后将其扩大计算基础底面积，然后将其扩大1.21.4倍作为估算底面积，倍作为估算底面积，并使基础长短边长之比并使基础长短边长之比a /b =1.52.0。直至满足的要求。直至满足的要求。 8 85 5第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 2.基础高度的确定基础高度的确定 与前述的轴心受压基础相同。仅冲切荷载设与前述的轴心受压基础相同。仅冲切荷载设计值计值Fl按下式计算：按下式计算：Fl= PnmaxAl 3.基础配筋计算基础配筋计算 与前述的轴心受压基础相同。仅地基净反力与前述的轴心受压基础相同。仅地基净反力Pn采用平均值（如图），即计算采用平均值（如图），即计算-截面截面的弯矩的弯矩M时，时，Pn按下式确定：按下式确定： 8 86 6第十一章第十一章第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构单层厂房排架结构 计算计算-截面截面的弯矩的弯矩M时，时， Pn按下式确定按下式确定： 四、基础的构造要求四、基础的构造要求 （自学辅导自学辅导）