单层厂房(上课)教材课件.ppt

1、single-story factory单 层 厂 房重工业生产中的炼钢、铸造、装配、机重工业生产中的炼钢、铸造、装配、机修、修、金工金工 轻工业轻工业生产中的纺织生产中的纺织单 层 厂 房 单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房7等高排架等高排架不等高排架不等高排架锯齿型排架锯齿型排架单 层 厂 房 单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房总结：总结：单厂结构所承受的竖向和水平荷载，基本单厂结构所承受的竖向和水平荷载，基本 都是传递给柱，再由柱传递

2、给基础和地基。都是传递给柱，再由柱传递给基础和地基。因此：屋架、柱、基础是单厂的主要承重构件，因此：屋架、柱、基础是单厂的主要承重构件， 吊车梁也是主要承重构件吊车梁也是主要承重构件单 层 厂 房单 层 厂 房墙、柱与横向定位轴线的关系：墙、柱与横向定位轴线的关系：柱柱伸缩缝和端部处伸缩缝和端部处一般部位处柱中心线与轴线重合一般部位处柱中心线与轴线重合墙墙非承重墙：墙内缘与轴线重合非承重墙：墙内缘与轴线重合承重墙：承重墙： 墙内缘与轴线的距离为半砖或半砖的倍数。墙内缘与轴线的距离为半砖或半砖的倍数。单 层 厂 房温度区段的长度（伸缩缝间距）查混凝土设计规范单 层 厂 房单 层 厂 房n沉降缝在

3、单层厂房中很少设置，只有当沉降缝在单层厂房中很少设置，只有当厂房各部分吊厂房各部分吊车起重量有很大差别车起重量有很大差别、相邻厂房高差在相邻厂房高差在10m10m以上以上，厂房厂房所在部位地基差别巨大所在部位地基差别巨大或或厂房各部分的施工时间先后厂房各部分的施工时间先后相差很长相差很长时才设置沉降缝。时才设置沉降缝。n沉降缝的做法是从沉降缝的做法是从基础开始到屋顶全部分开基础开始到屋顶全部分开，允许缝，允许缝两边建筑有不同沉降而不致损坏整个建筑物。沉降缝两边建筑有不同沉降而不致损坏整个建筑物。沉降缝可兼作温度缝用可兼作温度缝用 单 层 厂 房n位于位于地震区的单层厂房地震区的单层厂房，如因生

4、产工艺或使用要求而，如因生产工艺或使用要求而使使平、立面布置复杂平、立面布置复杂或结构相邻部分的或结构相邻部分的刚度和高度刚度和高度相相差较大时，应设置防震缝将相邻两部分分开。差较大时，应设置防震缝将相邻两部分分开。n防震缝的宽度应根据较低的房屋高度确定。防震缝的宽度应根据较低的房屋高度确定。三缝的存在给立面处理带来了麻烦，尽量少三缝的存在给立面处理带来了麻烦，尽量少设缝或不设缝。伸缩缝和沉降缝要符合防震设缝或不设缝。伸缩缝和沉降缝要符合防震缝要求。缝要求。单 层 厂 房32位置：伸缩缝区段两端。位置：伸缩缝区段两端。屋架下弦横向水平支撑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

5、。作用：将屋架下弦受到的水平力传至柱顶。单厂设计2.1 组成与布置组成与布置2.1 .1结构种类2.1 .2结构组成2.1 .3结构布置结构布置六、抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁布置六、抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁布置屋架纵向水平支撑（下弦）屋架纵向水平支撑（下弦）作用：增强排架间的协同工作能力。作用：增强排架间的协同工作能力。位置：伸缩缝区段两端。位置：伸缩缝区段两端。屋架上弦横向水平支撑屋架上弦横向水平支撑作用：增强屋盖整体刚度和上弦的侧向稳定，将抗风柱传来作用：增强屋盖整体刚度和上弦的侧向稳定，将抗风柱传来的风荷载传给排架柱。的风荷载传给排架柱。图图图图图图单 层 厂 房单 层

6、 厂 房当当跨度较大跨度较大，抗风柱与屋架，抗风柱与屋架上弦连接上弦连接或有或有天窗天窗时，在每一伸缩时，在每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间距内布置在屋架上弦平面内，且上弦横缝区段端部第一或第二柱间距内布置在屋架上弦平面内，且上弦横向水平支撑间距不宜超过向水平支撑间距不宜超过60m60m。作用：将屋架下弦受到的水平力传作用：将屋架下弦受到的水平力传至柱顶至柱顶 n 当抗风柱与屋架当抗风柱与屋架下弦连接下弦连接，厂房内有，厂房内有较大振动设备较大振动设备( (如硬钩吊如硬钩吊车或车或5 5吨以上锻锤吨以上锻锤) )，有，有纵向运行的悬挂吊车纵向运行的悬挂吊车( (吊车设在屋架下弦吊车设在屋架下弦

7、) )或或大于大于18m18m跨的钢结构屋盖跨的钢结构屋盖均应设置。布置在均应设置。布置在每一伸缩缝区段端部第每一伸缩缝区段端部第一或第二柱间距内屋架下弦平面内一或第二柱间距内屋架下弦平面内，且，且宜与上弦横向水平支撑设置宜与上弦横向水平支撑设置在同一柱间在同一柱间。作用：增强屋盖整体刚度和上弦的侧向稳定，将抗风。作用：增强屋盖整体刚度和上弦的侧向稳定，将抗风柱传来的风荷载传给排架柱。柱传来的风荷载传给排架柱。单 层 厂 房作用：加强屋盖结构在横向水平面内的刚度。作用：加强屋盖结构在横向水平面内的刚度。布置原则：布置原则：支撑可沿纵向全长设置，也可在局部设置支撑可沿纵向全长设置，也可在局部设置

8、当厂房内有当厂房内有软钩吊车软钩吊车但但厂房高大厂房高大、吊车吨位大吊车吨位大( (起重量起重量5050吨吨) )；有硬钩吊车有硬钩吊车；有；有5 5吨悬挂吊车吨悬挂吊车或或有较大振动有较大振动时，时，可可沿边列柱的屋架下弦端部各布置一道通长的下弦纵向水沿边列柱的屋架下弦端部各布置一道通长的下弦纵向水平支撑平支撑，也可在单跨厂房中部或多跨厂房中间柱列处设置；，也可在单跨厂房中部或多跨厂房中间柱列处设置；当有托架时，该支撑应布置在托架所在柱间，并向两端各当有托架时，该支撑应布置在托架所在柱间，并向两端各延伸一个柱距。且应与下弦横向水平支撑连接，形成封闭延伸一个柱距。且应与下弦横向水平支撑连接，形

9、成封闭的水平支撑系统。的水平支撑系统。单 层 厂 房组成：组成：角钢角钢与与屋架直腹杆屋架直腹杆组成的交叉形或组成的交叉形或w w形垂直桁架形垂直桁架n 作用：增加屋架的侧向稳定，防止上下弦杆的侧向颤作用：增加屋架的侧向稳定，防止上下弦杆的侧向颤动。动。单 层 厂 房n 布置原则：应布置在与横向水平支撑相应的柱间布置原则：应布置在与横向水平支撑相应的柱间( (伸缩伸缩缝区段两端的第一或第二柱间缝区段两端的第一或第二柱间) )；当跨度；当跨度18m30m30m时在屋架跨时在屋架跨度度1/31/3左右布置二道，若屋架端部高度左右布置二道，若屋架端部高度1.2m1.2m，尚应在两端，尚应在两端各布置

10、一道。各布置一道。 单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房布置在伸缩缝区段的中央或临近中央，上部柱间支撑在第一个柱距内也应同时布置单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房 单 层 厂 房2h，且1000门窗圈梁附加圈梁h单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房排架计算的主要内容：排架计算的主要内容：单 层 厂 房单 层 厂 房1单 层 厂 房 v任务任务：确定作用在排架上：确定作用在排架上各种荷载的性质、大小及各种荷载的性质、大小及作用位置。作用位置。永久性荷载包括永久性荷载包括：屋盖：屋盖自重自重G1；悬墙自重；悬墙自重G2；吊；吊车梁、轨道

11、及连接件自重车梁、轨道及连接件自重G3；上柱自重；上柱自重G4；下柱自；下柱自重重G5等。等。可变荷载包括可变荷载包括：屋面活：屋面活荷载荷载Q1；吊车竖向荷载；吊车竖向荷载Dmax及及Dmin；吊车横向水；吊车横向水平荷载平荷载Tmax；均布风荷载；均布风荷载q1及及q2；屋盖支撑处的集；屋盖支撑处的集中风荷载中风荷载Fw等。等。12.2.2 排架荷载计算排架荷载计算排架柱风风荷荷载载柱柱自自重重吊车垂直荷载吊车垂直荷载屋盖集中风载屋盖集中风载屋盖自重屋盖自重吊车梁自重吊车梁自重围护自重围护自重排架柱计算简图吊车水平荷载吊车水平荷载单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单

12、层 厂 房./0 . 2;/5 . 022mkNmkN上人屋面：不上人屋面：；积雪全跨均匀分布。取排架计算时，可近似按由荷载规范确定。屋面积雪分布系数，确定；年一遇最大积雪的自重得平坦地面上概率统计所基本雪压值，当地空旷150)/(020rrrksmkNss单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房吊吊车车悬挂吊车：悬挂吊车：手动吊车、电动葫芦：手动吊车、电动葫芦：桥式吊车：桥式吊车：不列入排架计算，由有关支撑不列入排架计算，由有关支撑系统承受系统承受不考虑水平荷载不考虑水平荷载利用等级利用等级荷载状态荷载状态A1A1、A2A2、A3 A3 轻级轻级A4A4、A5 A5 中级中级A6A6、A7

13、A7、A8 A8 重级重级下面所讲的吊车荷载下面所讲的吊车荷载单 层 厂 房（1 1）作用在排架上的吊车竖向荷载设计值）作用在排架上的吊车竖向荷载设计值D Dmaxmax，D Dminminn 吊车竖向荷载吊车竖向荷载是是吊车满载运行时吊车满载运行时通过轮压传给通过轮压传给排架柱排架柱的竖向移动荷载。桥式吊车由大车和小车组成，大车在的竖向移动荷载。桥式吊车由大车和小车组成，大车在吊车梁上沿厂房纵向行驶，小车在大车桥架上沿横向行吊车梁上沿厂房纵向行驶，小车在大车桥架上沿横向行驶，带有吊钩的起重卷扬机安装在小车上。驶，带有吊钩的起重卷扬机安装在小车上。吊车吊车单 层 厂 房n 最大轮压和最小轮压可

14、根据吊车厂家提供的资料查得。最大轮压和最小轮压可根据吊车厂家提供的资料查得。kmax,k3,k2,k1,kmin,P-2GGGPG G1,k1,k分别为大车、小车的自重标准值，等于各分别为大车、小车的自重标准值，等于各自质量自质量t t与重力加速度的乘积与重力加速度的乘积G G1,k1,km m 1 1g g； G G2,k2,km m 2 2g g；，G G2,k2,kG G3,k3,k与吊车额定起质量与吊车额定起质量Q Q对应的重力标准值，对应的重力标准值，等于额定起重量等于额定起重量t t与重力加速度的乘积与重力加速度的乘积G G3,k3,kQgQg； 单 层 厂 房n 一般一般预制吊车

15、梁预制吊车梁为为简支梁简支梁，利用，利用简支梁的反力影响简支梁的反力影响线线可求出吊车对排架柱产生的可求出吊车对排架柱产生的最大、最小竖向荷载标准最大、最小竖向荷载标准值值D Dmaxmax、D Dminmin。n分析表明，只有当分析表明，只有当两台吊两台吊车挨紧运行车挨紧运行，且其中起重，且其中起重量大的一台的轮子行至排量大的一台的轮子行至排架柱轴线位置时，作用于架柱轴线位置时，作用于计算排架柱的吊车竖向荷计算排架柱的吊车竖向荷载才是最大值载才是最大值D Dmaxmax( (另一侧另一侧排架柱为最小值排架柱为最小值D Dminmin) )。单 层 厂 房D Dmax,kmax,k=P=Pma

16、x,kmax,kyyi iD Dmin,kmin,k=P=Pmin,kmin,kyyi i= D= Dmax,kmax,k单 层 厂 房吊车最大轮压设计值：吊车最大轮压设计值：P Pmaxmax= =Q Q P Pmax,kmax,k Q Q 吊车的荷载分项系数，吊车的荷载分项系数，1.4.1.4.吊车最小轮压设计值：吊车最小轮压设计值：P Pminmin= =Q Q P Pmin,kmin,k作用在排架上的吊车竖向荷载设计值：作用在排架上的吊车竖向荷载设计值：D Dmaxmax= = Q Q D Dmax,kmax,kD Dminmin= = Q Q D Dmin,kmin,k单 层 厂 房

17、应注意吊车应注意吊车D Dmaxmax可以发生在左可以发生在左柱，也可能发生的右柱柱，也可能发生的右柱 e e4 4 吊车梁支座钢垫板的中心至下柱中心线的吊车梁支座钢垫板的中心至下柱中心线的距离。距离。对下柱截面，对下柱截面， D Dmaxmax、D Dminmin有偏心，从而引起偏心有偏心，从而引起偏心弯矩弯矩M Mmaxmax、M MminminM Mmaxmax=D=Dmaxmaxe e4 4 M Mminmin=D=Dminmine e4 4 单 层 厂 房n 桥式吊车的水平荷载有桥式吊车的水平荷载有纵向水平荷载纵向水平荷载和和横向水平荷载。横向水平荷载。（2 2）作用在排架上的吊车横

18、向水平荷载设计值）作用在排架上的吊车横向水平荷载设计值T Tmaxmaxn 桥式吊车的桥式吊车的纵向水平荷载纵向水平荷载是吊车的是吊车的大车在启动或制动时引起大车在启动或制动时引起的惯性力的惯性力产生的，通过大车制动轮与钢轨间的摩擦传给厂房纵产生的，通过大车制动轮与钢轨间的摩擦传给厂房纵向结构。向结构。n 吊车纵向水平荷载吊车纵向水平荷载的作用点：的作用点：刹车轮与轨道的接触点刹车轮与轨道的接触点，其方，其方向与轨道方向一致。向与轨道方向一致。 单 层 厂 房。动摩擦系数，取0.1刹车轮与钢轨间的滑1。对于一般四轮吊车，n 所有刹车轮数之和，n施加在一边轨道上；nPT：车纵向水平荷载标准值作用

19、在一边轨道上的吊max0n 桥式吊车的桥式吊车的横向水平荷载横向水平荷载是由吊车上的是由吊车上的小车在启动或制动时引小车在启动或制动时引起的惯性力起的惯性力而产生的。而产生的。n 通过小车的刹车轮与轨道之间的摩擦力传给大车，再通过大车通过小车的刹车轮与轨道之间的摩擦力传给大车，再通过大车轮在轨道顶传给吊车梁，最后由吊车梁与柱的连接钢板传给排架轮在轨道顶传给吊车梁，最后由吊车梁与柱的连接钢板传给排架柱。柱。n T T的作用点：吊车梁顶面标高处，且有向左或向右两种可能性。的作用点：吊车梁顶面标高处，且有向左或向右两种可能性。单 层 厂 房n 吊车横向水平荷载标准值，应按小车重力标准值和额定起重量吊

20、车横向水平荷载标准值，应按小车重力标准值和额定起重量标准值之和乘以横向水平荷载系数标准值之和乘以横向水平荷载系数，总的吊车横向水平荷载标，总的吊车横向水平荷载标准值准值T Ti,ki,k为：为：吊车横向水平荷载系数吊车横向水平荷载系数对于软钩吊车：当额定起重量对于软钩吊车：当额定起重量Q310tQ310t时，时，0.120.12 当额定起重量当额定起重量15t15tQ3Q350t50t时，时，0.100.10 当额定起重量当额定起重量Q3 75tQ3 75t时，时，0.080.08对于硬钩吊车：对于硬钩吊车： 0.20 0.20 单 层 厂 房n 吊车的横向水平荷载应等分于桥架的两端，通常大车

21、的轮子总吊车的横向水平荷载应等分于桥架的两端，通常大车的轮子总数为数为4 4，因此通过一个轮子传递的吊车横向水平荷载标准值为：，因此通过一个轮子传递的吊车横向水平荷载标准值为：n 吊车为移动荷载，吊车对排架产生的最大横向水平荷载也应根吊车为移动荷载，吊车对排架产生的最大横向水平荷载也应根据影响线确定，影响线的位置与产生竖向荷载据影响线确定，影响线的位置与产生竖向荷载D Dmaxmax、D Dminmin相同：相同：14若已知若已知D Dmaxmax，则，则T Tmaxmax= =D DmaxmaxT Tk kP Pmax,kmax,k1414B2B2（吊车宽）K1（吊车轮距）P2maxP2ma

22、xP1maxP1maxT1T1T2T2K2吊车梁i-1ii+1y1y1y2y2001单 层 厂 房多台吊车的荷载折减系数多台吊车的荷载折减系数参与组合的吊车台数参与组合的吊车台数吊车工作级别吊车工作级别A1A1A5A5A6A6A8A82 20.90.90.950.953 30.850.850.900.904 40.80.80.850.85单 层 厂 房注意小车刹注意小车刹车有左右两车有左右两种方向种方向单跨两种荷单跨两种荷载情况；载情况；双跨有四种双跨有四种荷载情况。荷载情况。单 层 厂 房n多台吊车的水平荷载：多台吊车的水平荷载：不论是单跨还是多跨，参与组合的吊车台数不应多于不论是单跨还是多

23、跨，参与组合的吊车台数不应多于2 2台。台。n多台吊车竖向荷载：多台吊车竖向荷载：一层吊车单跨厂房一层吊车单跨厂房：参与组合的吊车台数：参与组合的吊车台数不宜多于不宜多于2 2台；台；一层吊车多跨厂房：一层吊车多跨厂房：参与组合的吊车台数参与组合的吊车台数不宜多于不宜多于4 4台；台；（3 3）多台吊车的组合）多台吊车的组合单 层 厂 房四、风荷载四、风荷载作用在建筑物或构筑物表面上计算用的风压作用在建筑物或构筑物表面上计算用的风压作用方向垂直于建筑物表面，有风压力和风吸力。作用方向垂直于建筑物表面，有风压力和风吸力。0wwzszk。0.1单层厂房，的30度小于高度处的风振系数，高zzmZ基本

24、风压0风压高度变化系数z（1 1）垂直于主要承重结构建筑物表面的风荷载标准值）垂直于主要承重结构建筑物表面的风荷载标准值风荷载体型系数s单 层 厂 房基本风压0风荷载体型系数s以当地空旷平坦地面上离地面以当地空旷平坦地面上离地面10m10m高度处，统计所得高度处，统计所得5050年一年一遇遇1010分钟平均最大风速为标准，按分钟平均最大风速为标准，按0 0 2 20 0确定的风压。确定的风压。基本风压可按基本风压可按荷载规范荷载规范中全国基本风压分布图或附表中全国基本风压分布图或附表D.4D.4的数据采用。的数据采用。21风作用在建筑物表面所引起的实际压力或吸力与基本风压的风作用在建筑物表面所

25、引起的实际压力或吸力与基本风压的比值。主要表示建筑物在稳定风压下的静态风压（吸）力分比值。主要表示建筑物在稳定风压下的静态风压（吸）力分布规律，主要与建筑物的布规律，主要与建筑物的体形和尺寸体形和尺寸有关。可按有关。可按荷载规范荷载规范表表7.3.17.3.1查用。查用。单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房风压高度变化系数与建筑物的风压高度变化系数与建筑物的高度和地面粗糙度高度和地面粗糙度有关，地面有关，地面粗糙度分为粗糙度分为A A、B B、C C、D D四类，可根据高度和地面粗糙度查荷四类，可根据高度和地面粗糙度查荷载规范。载规范。风压高度变化系数z单 层 厂 房)/(

26、20mknwwzsgzkZ高度处的阵风系数。gz（2 2）当计算维护结构时）当计算维护结构时维护结构的局部风压体型系数按下列规定取用：维护结构的局部风压体型系数按下列规定取用：1 1）外表面）外表面正压区：按荷载规范表正压区：按荷载规范表7.3.17.3.1采用；采用；负压区：墙面负压区：墙面1.01.0，墙角边，墙角边1.81.8，檐口、雨棚、遮阳板，檐口、雨棚、遮阳板2.02.02 2）内表面）内表面 对封闭式建筑物，按外表面风压的正负情况取对封闭式建筑物，按外表面风压的正负情况取0.20.2和和0.20.2。单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房2.2.3用剪力分配法计

27、算等高排架用剪力分配法计算等高排架 等高排架等高排架：柱顶水平位移相等的排架。：柱顶水平位移相等的排架。 有有柱顶标高相同柱顶标高相同和和柱顶标高不相同柱顶标高不相同两种。两种。排架横梁刚度无穷大、横梁无轴向变形排架横梁刚度无穷大、横梁无轴向变形荷载作用下，所有柱顶的水平位移均相等。荷载作用下，所有柱顶的水平位移均相等。单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房n 求柱顶剪力方法：求柱顶剪力方法： 1 1 先求横梁内力，再求柱顶剪力（先求横梁内力，再求柱顶剪力（力法力法），适于），适于各种排架各种排架。 2 2 剪力分配法剪力分配法，适于计算，适于计算等高排架（本章主要内容）等高排架（本章主要

28、内容）内力。内力。单阶悬臂柱在柱顶单位水平力作用下的柱顶位移单阶悬臂柱在柱顶单位水平力作用下的柱顶位移1HHuEcILEcIuLcLcIECHnIEH03331113) 11(13,30nCIInHHLuuC0单阶柱水平位移系数，查附录四。单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房11在柱顶施加单位力时，产生柱顶位移在柱顶施加单位力时，产生柱顶位移；反之，要使柱顶产生单位位移，则应在反之，要使柱顶产生单位位移，则应在柱顶施加柱顶施加 的力。的力。可见可见 反应了柱抵抗侧移的能力，一反应了柱抵抗侧移的能力，一般称为抗剪刚度或侧向刚度。般称为抗剪刚度或侧向刚度。11单 层 厂 房单 层 厂 房单

29、层 厂 房 1. 1. 柱顶作用水平集中力时的剪力分配柱顶作用水平集中力时的剪力分配1=i=n=单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房 niiniVVVVVF121由平衡条件得：FFDDDViniiniiiii1111故的剪力分配系数。柱ii ni21iiiiiDVDi，则的抗剪刚度为设任一柱1FDni11则：单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房1=i=n=各柱的柱顶剪力求出后，各柱可按独立的悬臂柱计各柱的柱顶剪力求出后，各柱可按独立的悬臂柱计算内力算内力vui值可按值可按附录附录四四计算计算，由，由ui可求出分配系数可求出分配系数i，从而求出各柱顶，从而求出各柱顶剪力剪力Vi，最后

30、按静定悬臂柱求出在已知，最后按静定悬臂柱求出在已知Vi作用下的柱截面内力。作用下的柱截面内力。v由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力由此可见，剪力分配法就是将作用在顶部的水平集中力F按抗侧按抗侧刚度分配给各柱刚度分配给各柱,再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。再按静定悬臂柱求解柱子内力的方法。第第i根柱的根柱的剪力分配系数剪力分配系数，它等，它等于于i柱的抗侧刚度与整个排架柱柱的抗侧刚度与整个排架柱总的杭侧刚度的比值总的杭侧刚度的比值,且且 各柱顶剪力：各柱顶剪力：1.一等高排架如题图所示，A柱与C柱相同， 。A、B、C三柱上柱 ，全柱高H=13.2 m。排架承受集中荷载F=12.4

31、5 kN。试用剪力分配法求解排架柱的剪力。 单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房2. 2. 任意荷载作用时的剪力分配任意荷载作用时的剪力分配单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房2. 2. 任意荷载作用时的剪力分配任意荷载作用时的剪力分配单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房2. 2. 任意荷载作用时的剪力分配任意荷载作用时的剪力分配（a）（b）（c）（d）单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房n 上柱的底部截面上柱的底部截面的的弯矩和轴力弯矩和轴力比上柱比上柱其它截面要大，故上柱的其它截面要大，故上柱的截面是控制截截面是控制截面；面；n 下柱的上部截面下柱的上部截面在在吊车

32、竖向荷载作用吊车竖向荷载作用下弯矩值最大下弯矩值最大，故下柱的，故下柱的截面为控制截截面为控制截面；面； n 下柱的底部截面下柱的底部截面( (位于基础顶面位于基础顶面)通常在通常在吊车吊车横向水平制动力和风荷载横向水平制动力和风荷载作用下作用下弯矩值最大弯矩值最大，而且设计，而且设计基础时也需要基础时也需要截面的内力截面的内力, ,故下柱的故下柱的截面截面为控制截面。为控制截面。 控制截面是指对柱子配筋和基础设计起控制作用的那些截面，非控制截面是指对柱子配筋和基础设计起控制作用的那些截面，非所有截面所有截面。单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房2. 2. 不同种类内力的组合不同种类内力

33、的组合内力组合的目标内力组合的目标单层厂房排架柱的内力有单层厂房排架柱的内力有弯矩弯矩M、轴力、轴力N和和剪力剪力V，三种不同的内三种不同的内力如何搭配，其截面承载力才是最不利？力如何搭配，其截面承载力才是最不利？问题一问题一。、及及相相应应的的）（；、及及相相应应的的）（；、及及相相应应的的）（、及及相相应应的的）（VMNVMNVNMVNM minmaxmaxmax432;1单层厂房排架柱为单层厂房排架柱为偏心受压构件偏心受压构件，对柱的截面配筋起控制作用的对柱的截面配筋起控制作用的是弯矩是弯矩M、轴力、轴力N，剪力，剪力V一般不起控制作用。一般情况下，可一般不起控制作用。一般情况下，可按以

34、下四个项目进行不利内力组合：按以下四个项目进行不利内力组合：对称配筋时，对称配筋时，（1 1）、（）、（2 2）合并为一种合并为一种组合，即组合，即 M max及及相应的相应的N和和V。As1(As2)小偏心受压大偏心受压As1(As2)As1As2As1As2NM2)4)3)1)2）大偏压，N不变时， M越大，As越大3）小偏压，M不变时，N越大，As越大4）小偏压，N不变时， M越大，As越大1）大偏压，M不变时，N越小，As越大2）大偏压，N不变时， M越大，As越大3）小偏压，M不变时，N越大，As越大4）小偏压，N不变时， M越大，As越大* *最大正弯矩最大正弯矩M Mmaxmax

35、及相应的轴力及相应的轴力N N*最大负弯矩-Mmax及相应的轴力N*最大轴力Nmax及相应的最大正弯矩Mmax或最大负弯矩-Mmax*最小轴力Nmin及相应的最大正弯矩Mmax或最大负弯矩-Mmax单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房通常，上述四种内力组合已能满足设计要求，但在某些通常，上述四种内力组合已能满足设计要求，但在某些情况下，他们可能并不是最不利的。情况下，他们可能并不是最不利的。有时有时M虽然不是最大，而比最大值略小，而其对应的轴虽然不是最大，而比最大值略小，而其对应的轴力力N小很多，则这组内力的偏心矩小很多，则这组内力的偏心矩e0最大，配筋量最多，最大，配筋量最多，有可能成

36、为最不利的内力。有可能成为最不利的内力。 12.2.4 内力组合单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房3. 3. 同一种内力的组合荷载效应的基本组合同一种内力的组合荷载效应的基本组合n 对于一般排架、框架结构，其对于一般排架、框架结构，其承载能力极限状态承载能力极限状态的的荷载效应荷载效应基本基本组合组合可按可按荷载规范荷载规范的的简化规则简化规则进行组合：进行组合：n 对于不同的荷载（如恒荷载、活荷载）引起的同一种内力，荷载对于不同的荷载（如恒荷载、活荷载）引起的同一种内力，荷载如何组合才能使这种内力最不利如何组合才能使这种内力最不利? ? 问题二问题二（1 1）由可变荷载效应控制的组合

37、：）由可变荷载效应控制的组合：上面上面QiKniQiGKKQQGKSSSSSS1119 . 02 . 1)22 . 1) 1恒荷载作用效应最大的活荷载恒荷载作用效应最大的活荷载荷载荷载单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房QiKciniQiGKSSS135. 1（2 2）由永久荷载效应控制的组合：）由永久荷载效应控制的组合：组合值系数组合值系数ci对风荷载为对风荷载为0.6，其他活荷载为，其他活荷载为0.7。荷载分项系数荷载分项系数Qi为为1.4。本项组合的可变荷载应取为和恒荷载的方向一致，本项组合的可变荷载应取为和恒荷载的方向一致，不一致的可变荷载不予组合，如水平风荷载，水平不一致的可变

38、荷载不予组合，如水平风荷载，水平吊车荷载。切记！吊车荷载。切记！最后的内力应取由可变荷载效应控制和永久荷载效最后的内力应取由可变荷载效应控制和永久荷载效应控制的内力的应控制的内力的单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房4. 4. 内力组合注意事项内力组合注意事项2 2）每次组合都必须包含恒荷载；）每次组合都必须包含恒荷载；3 3）当取）当取Nmax或或Nmin为内力组合目标时，应使相应的为内力组合目标时，应使相应的M绝绝对值尽可能的大，因此对于不产生轴向力而产生弯矩的荷对值尽可能的大，因此对于不产生轴向力而产生弯矩的荷载项（如风荷载和吊车水平荷载）中的弯矩值也应该组合载项（如风荷载和吊车水

39、平荷载）中的弯矩值也应该组合进去；进去；4 4） 风荷载风荷载有有左风左风和和右风右风两种情况，每次组合只能取其中两种情况，每次组合只能取其中一种；一种； 1 1）每次组合以一种内力为目标来决定其他荷载项的取舍；）每次组合以一种内力为目标来决定其他荷载项的取舍；单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房注意注意D Dmaxmax（或（或D Dminmin）与）与T Tmaxmax的关系：的关系： 有有T T必有必有D D； 有有D D未必有未必有T T； 有有D D也应有也应有T T恒恒+0.9+0.9（任意两种（任意两种或两种以上活荷载）。或两种以上活荷载）。注意取用的吊车荷载数目注意取用的

40、吊车荷载数目对于有多台吊车的厂房：吊车竖向荷载，对单跨厂房，最多只考虑对于有多台吊车的厂房：吊车竖向荷载，对单跨厂房，最多只考虑2台吊车；多跨厂房最多考虑台吊车；多跨厂房最多考虑4台。吊车水平荷载，无论单跨或多跨台。吊车水平荷载，无论单跨或多跨厂房，最多只考虑厂房，最多只考虑2台。同时又规定：多台吊车引起的内力参与组台。同时又规定：多台吊车引起的内力参与组合时，对其内力要按表中规定进行折减。合时，对其内力要按表中规定进行折减。5 5）对吊车荷载应注意以下三点：）对吊车荷载应注意以下三点： 在恒荷载任一种活荷载的内力组合中，只能在吊车的竖向荷在恒荷载任一种活荷载的内力组合中，只能在吊车的竖向荷载

41、载D Dmaxmax或或D Dminmin与吊车水平荷载与吊车水平荷载T Tmaxmax两者中取一种；两者中取一种；吊车数（台）工作制（级）折减系数2中、轻 0.9重0.954中、轻0.8 单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房6 6） 柱底水平剪力对基础底面产生弯矩，故在组合截面柱底水平剪力对基础底面产生弯矩，故在组合截面-的内力时，要把相应的水平剪力值求出。的内力时，要把相应的水平剪力值求出。 5. 5. 对内力组合值的评判对内力组合值的评判 M M相差不多时，相差不多时，对大偏心受压即对大偏心受压即M/N0.3h0的，的，N小的不利；小的不利；对小偏心受压即对小偏心受压即M/N0.3

42、h0的，的，N大的不利。大的不利。可按以下规则评判内力的组合值：可按以下规则评判内力的组合值：N N相差不多时，相差不多时，M M越大越不利越大越不利; ;四、单层厂房柱的设计2. 矩形和I形截面排架柱的配筋计算柱的配筋计算-内力和配筋的关系As1(As2)小偏心受压大偏心受压As1(As2)As1As2As1As2NM2)4)3)1)根据M-N关系，得出下列四条规则：1）大偏压，M不变时，N越小，As越大2）大偏压，N不变时， M越大，As越大3）小偏压，M不变时，N越大，As越大4）小偏压，N不变时， M越大，As越大四、单层厂房柱的设计2. 矩形和I形截面排架柱的配筋计算柱的配筋计算-最

43、不利的内力1）大偏压，M不变时，N越小，As越大2）大偏压，N不变时， M越大，As越大3）小偏压，M不变时，N越大，As越大4）小偏压，N不变时， M越大，As越大*最大正弯矩Mmax及相应的轴力N*最大负弯矩-Mmax及相应的轴力N*最大轴力Nmax及相应的最大正弯矩Mmax或最大负弯矩-Mmax*最小轴力Nmin及相应的最大正弯矩Mmax或最大负弯矩-Mmax单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房2.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念结构规则荷结构规则荷载规则载规则情况情况1 1：各排架水平位移相同，互不牵制。因此，与没有纵：各排架水平

44、位移相同，互不牵制。因此，与没有纵向构件连系的单个排架相同，都属于平面排架。向构件连系的单个排架相同，都属于平面排架。单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房结构规则荷结构规则荷载规则载规则结构不规则结构不规则荷载规则荷载规则情况情况2 2：厂房两端有山墙，且其侧向刚度很大，故该处水平位移很小，：厂房两端有山墙，且其侧向刚度很大，故该处水平位移很小，山墙对其他排架有不同程度的约束作用，故柱顶水平位移呈曲线。山墙对其他排架有不同程度的约束作用，故柱顶水平位移呈曲线。2.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房结

45、构规则荷结构规则荷载规则载规则结构规则结构规则荷载不规则荷载不规则结构不规则结构不规则荷载规则荷载规则情况情况3 3：厂房某一排架直接承受荷载作用时，：厂房某一排架直接承受荷载作用时，其他所有排架都因受到牵动而产生位移。其他所有排架都因受到牵动而产生位移。2.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房结构规则荷结构规则荷载规则载规则结构规则结构规则荷载不规则荷载不规则结构不规则结构不规则荷载规则荷载规则结构不规则结构不规则荷载不规则荷载不规则情况情况4 4：厂房某一排架直接承受荷载作用时，但厂房两端有山墙，：厂房

46、某一排架直接承受荷载作用时，但厂房两端有山墙，故各排架的位移最小。故各排架的位移最小。12.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念单 层 厂 房单 层 厂 房单 层 厂 房整体空间作用的基本概念：整体空间作用的基本概念：n 规范规范：在：在吊车荷载吊车荷载作用下，作用下，可可考虑厂房整体空间作用。考虑厂房整体空间作用。一：一：各横向排架之间必须有纵向构件相联；各横向排架之间必须有纵向构件相联；产生单厂整体空间作用的条件：产生单厂整体空间作用的条件：单 层 厂 房2.2.6排架计算中的两个问题排架计算中的两个问题1. 1. 纵向柱距不等的排架内力分析纵

47、向柱距不等的排架内力分析有时因工艺需要，在局部区段少放若干根柱，形成有时因工艺需要，在局部区段少放若干根柱，形成纵向柱距不等的情况，俗称纵向柱距不等的情况，俗称“抽柱抽柱”。单 层 厂 房2.2.6排架计算中的两个问题排架计算中的两个问题1. 1. 纵向柱距不等的排架内力分析纵向柱距不等的排架内力分析当屋面刚度较大，或者设有可靠的下弦纵向水平支当屋面刚度较大，或者设有可靠的下弦纵向水平支撑，可以选取较宽的计算单元，并且假定计算单元撑，可以选取较宽的计算单元，并且假定计算单元中同一柱列的柱顶水平位移相等。中同一柱列的柱顶水平位移相等。单 层 厂 房因此计算单元内的几榀排架可以合并为一榀排架来因此

48、计算单元内的几榀排架可以合并为一榀排架来计算，合并后的排架柱的惯性矩应按合并后考虑，计算，合并后的排架柱的惯性矩应按合并后考虑，A、C轴线的柱为轴线的柱为2 2根，即根，即1 1根加根加2 2个半根。个半根。2.2.6排架计算中的两个问题排架计算中的两个问题1. 1. 纵向柱距不等的排架内力分析纵向柱距不等的排架内力分析单 层 厂 房1 1）为使实际情况与上述假定基本相符，计算单元）为使实际情况与上述假定基本相符，计算单元的宽度不宜大于的宽度不宜大于24m24m。2 2）合并排架的恒荷载、风荷载的计算方法与一般）合并排架的恒荷载、风荷载的计算方法与一般排架相同，但吊车荷载则应按计算单元的中间排

49、架排架相同，但吊车荷载则应按计算单元的中间排架产生产生D2max、D2min和和T2max时的时的吊车位置来计算。即吊车位置来计算。即合并排架的吊车竖向荷载和水平荷载为：合并排架的吊车竖向荷载和水平荷载为：maxmaxmaxmaxminmaxmin31max2max2PTDTPPDDDDDD 边列柱中间排架的吊车位置及吊车荷载边列柱中间排架的吊车位置及吊车荷载应应注注意意以以下下几几点点单 层 厂 房3 3）按计算简图求出内力以后，必须进行还原，以求得柱的）按计算简图求出内力以后，必须进行还原，以求得柱的实际内力。实际内力。A、C轴线的轴线的M、V除以除以2即得各根柱的相应值，即得各根柱的相应

50、值，但但对于吊车荷载产生的轴向力对于吊车荷载产生的轴向力N，不能简单的除以，不能简单的除以2，而是，而是应该按这根柱实际所承受的吊车竖向荷载来计算。应该按这根柱实际所承受的吊车竖向荷载来计算。轴和轴最大轴和轴最大吊车荷载时的吊吊车荷载时的吊车位置是不一样车位置是不一样的的单 层 厂 房 课后思考题：课后思考题：边列柱柱距边列柱柱距6m，中列柱柱距，中列柱柱距12m，吊车桥架宽度，吊车桥架宽度B5.5m，轮距，轮距4.4m，吊车最大轮压为，吊车最大轮压为Pmax，求：，求：1.对边列柱，求作用在合并排架中间柱列上的吊车对边列柱，求作用在合并排架中间柱列上的吊车竖向荷载竖向荷载Dmax；2.对中列