单混凝土结构与砌体结构原理9单层厂房课件.ppt

1、 第十一章第十一章 单层厂房排架结构单层厂房排架结构 1.1.了解单层厂房的结构组成、结构布置原则及构了解单层厂房的结构组成、结构布置原则及构件选型。件选型。2.2.掌握单层厂房排架结构的内力分析及组合方法。掌握单层厂房排架结构的内力分析及组合方法。3.3.掌握单层厂房柱和柱下单独基础的设计计算方掌握单层厂房柱和柱下单独基础的设计计算方法和基本构造要求。法和基本构造要求。第一节 概 述第二节 排架结构的结构组成第三节 排架结构的布置和构件选型第四节 排架结构的内力分析与组合第五节 排架柱的设计第六节 柱下单独基础设计 第一节第一节 概概 述述1.1.单层厂房的建筑特点单层厂房的建筑特点可形成高

2、大的使用空间，易满足生产工艺要求，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，可实现构件生产工业化，现场施工机械化等。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。常用钢筋混凝土排架结构。2.2.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。及纺织工业等建筑。3.3.排架结构的定义排架结构的定义屋架或屋面梁与柱（称排架柱）为铰接，而柱与屋架或屋面梁与柱（称排架柱）为铰接，而柱与基础为刚结的结构体系。基础为

3、刚结的结构体系。4.4.排架结构的类形及选用排架结构的类形及选用 多跨排架多跨排架(如图如图)：跨度较小且生产工艺和使用跨度较小且生产工艺和使用要求相同或相近的一些车间。要求相同或相近的一些车间。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。1)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(如图如图)：用于跨度：用于跨度较大，相邻厂房有较大干扰的较大，相邻厂房有较大干扰的车间。车间。不等高排架不等高排架(如图如图)：生产工艺要求相邻跨高差较大。生产工艺要求相邻跨高差较大。2 2）按排架结构所用材料分类）按排架结构所用材料分类

4、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。一结普通粘土砖柱和基础组成。一 般用于跨度不大于般用于跨度不大于15m15m，柱顶标高，柱顶标高 不大于不大于6.6m6.6m、无吊车或吊车起重量、无吊车或吊车起重量 小于小于5t5t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。可用于跨度不大于及基础组成。可用于跨度不大于36 36 m m、檐高不大于、檐高不大于20 m20 m、吊车起重量、吊车起重量 不超过不超过200t200t的大

5、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、钢筋混凝土柱和基由钢屋架、钢筋混凝土柱和基础础 组成。可用于跨度大于组成。可用于跨度大于36 m36 m、吊车、吊车 起重量超过起重量超过250t250t的重型工业厂房。的重型工业厂房。第二节第二节 排架结构的结构组成排架结构的结构组成单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房的组成（如图）单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房的组成（如图）一、屋盖结构一、屋盖结构1.1.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。递给其下的支承构件。2.2.天窗架天窗架

6、承受天窗架上的屋面板及天窗传来的荷载，并传承受天窗架上的屋面板及天窗传来的荷载，并传给屋架。给屋架。3.3.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。来的全部屋盖荷载，并传至排架柱顶。4.4.托架托架 承受支承在托架上屋架传来的荷载，并传给支承受支承在托架上屋架传来的荷载，并传给支承柱。承柱。5.5.屋盖支撑屋盖支撑 组成：组成：屋架上弦横向水平支撑、屋架下弦横向及屋架上弦横向水平支撑、屋架下弦横向及纵向水平支撑、屋架垂直支撑及水平系杆和天窗架支纵向水平支撑、屋架垂直支撑及水平系杆和天窗架支撑

7、。撑。作用：作用：承受、传递屋架平面外的水平荷载，保证承受、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。屋架杆件在平面外的稳定，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 作用作用：承受：承受厂房结构受到的厂房结构受到的竖向荷载和横向竖向荷载和横向水平荷载，并传水平荷载，并传给基础及地基。给基础及地基。组成组成：横向柱列、屋架或屋面梁（统称横梁）和基：横向柱列、屋架或屋面梁（统称横梁）和基础（如图）。础（如图）。1.1.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。2.2.基础基础 承受排架柱和基础梁传来的荷载，并

8、传递扩散到承受排架柱和基础梁传来的荷载，并传递扩散到地基。地基。横向平面排架是厂房的基本承力结构，必须进行横向平面排架是厂房的基本承力结构，必须进行设计计算，确定其可靠性。设计计算，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：纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑及基础等（如图）。基础等（如图）。作用作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，承受：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。厂房结构受到的纵向水平荷载，并传给基础。1.1.连系梁连系梁 构造：构造：一般为预制钢筋混凝土梁，两端支承在柱一般为预制钢筋混凝土

9、梁，两端支承在柱外侧牛腿上，用预埋件或螺栓与牛腿连接。外侧牛腿上，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；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。连系纵向柱列增强厂房纵向刚度。2.2.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，增强厂房纵向刚度的作用。向柱列，增强厂房纵向刚度的作用。纵向平面排架一般不进行计算，仅采用构造措施。纵向平面排架一般不进行计算，仅采用构造措施。但当纵向柱

10、子小于但当纵向柱子小于7根或需要考虑地震作用时，就要对根或需要考虑地震作用时，就要对纵向平面排架进行计算。纵向平面排架进行计算。四、围护结构四、围护结构 由纵墙、横墙（山墙）、圈梁、基础梁、抗风柱由纵墙、横墙（山墙）、圈梁、基础梁、抗风柱等组成。等组成。抗风柱承受厂房端横墙（山墙）传来的风荷载，抗风柱承受厂房端横墙（山墙）传来的风荷载，并传给屋盖结构和基础。并传给屋盖结构和基础。五、结构设计的主要工作五、结构设计的主要工作l 结构布置。结构布置。l 标准构件选型。标准构件选型。l 排架内力分析。排架内力分析。l 柱和基础配筋计算。柱和基础配筋计算。l 绘制结构构件布置图。绘制结构构件布置图。l

11、 绘制柱和基础施工图。绘制柱和基础施工图。第三节 排架结构的布置和构件选型一、结构布置一、结构布置柱网布置柱网布置 柱网指厂房承重柱的纵向定位轴线（跨度）和横柱网指厂房承重柱的纵向定位轴线（跨度）和横向定位轴线（柱距）在平面上形成的网向定位轴线（柱距）在平面上形成的网格，需根据生格，需根据生产工艺和使用要求确定。产工艺和使用要求确定。柱网尺寸一般应符合如图所示要求。柱网尺寸一般应符合如图所示要求。变形缝的设置变形缝的设置（1 1）伸缩缝）伸缩缝 作用：作用：减少温度变化引起厂房的屋面、墙体等开减少温度变化引起厂房的屋面、墙体等开裂，影响厂房的正常使用。裂，影响厂房的正常使用。间距要求：间距要求

12、：装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距，在室内或土中时为大间距，在室内或土中时为100 m；在露天时为；在露天时为70 m。工程做法：工程做法：横向伸缩缝从基础顶面开始，将相邻两横向伸缩缝从基础顶面开始，将相邻两个温度区段的上部结构构件全部分开；个温度区段的上部结构构件全部分开；伸缩缝处采用双柱、双屋架伸缩缝处采用双柱、双屋架（屋面梁），纵墙和各构件间留（屋面梁），纵墙和各构件间留出一定宽度的缝隙（如图）。出一定宽度的缝隙（如图）。纵向伸缩缝是将伸缩缝一侧纵向伸缩缝是将伸缩缝一侧的屋架或屋面梁用滚轴式支座与的屋架或屋面梁用滚轴式支座与柱相连（如图）。柱相连

13、（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。设置情况：设置情况：厂房相邻两部分高差很大（厂房相邻两部分高差很大（10 m以以上）、两跨间吊车起重量相差较大、地基承载力或土上）、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、厂房各部分的施工时间先后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。相差较长时需考虑设置。工程做法：工程做法：从屋顶至基础完全分开。从屋顶至基础完全分开。（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。设置情况：设置情况：厂房的建筑平面、立面复

14、杂或结构相厂房的建筑平面、立面复杂或结构相邻部分的刚度、高度相差较大时需设置。邻部分的刚度、高度相差较大时需设置。工程做法：工程做法：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。厂房高度厂房高度 厂房高度根据生产设备高度、吊车规格尺寸和起厂房高度根据生产设备高度、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，吊运行高度以及生产使用、检修所需的高度确定，同时符合建筑模数的要求。同时符合建筑模数的要求。二、构件选型及布置二、构件选型及布置1.1.屋盖构件屋盖构件

15、（1）屋面板）屋面板 单层厂房常用预应力混凝土屋面板（如图）。设单层厂房常用预应力混凝土屋面板（如图）。设计时，可根据所需屋面板的形式、尺寸、承载力等，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在相应标准图中选定其编号，并在屋面板布置编号，并在屋面板布置图中标出。施工时，则图中标出。施工时，则按屋面板编号相应的标按屋面板编号相应的标准图要求进行制作。准图要求进行制作。（2）天窗架）天窗架 常用钢筋混凝土天窗架由两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个三角形刚架在顶节点处及底部与屋架焊接而成（如图）。与屋架焊接而成（如图）。（3）屋面梁和屋架）屋面梁和屋架

16、 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 （b）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（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）屋架上弦横向水平支撑。）屋架上弦横向水平支撑。设置在厂房端部或温度区段两端第一或第二柱间设置在厂房端部或温度区段两端第一或第二柱间的屋架上弦平面

17、的屋架上弦平面内内(如图如图)。2 2）屋架下弦横向水平支撑。）屋架下弦横向水平支撑。设置在与上弦横向水平支撑同一柱间的屋架下弦设置在与上弦横向水平支撑同一柱间的屋架下弦平面内平面内(如图如图)。3）屋架下弦纵向水平支撑。）屋架下弦纵向水平支撑。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)。4）屋架垂直支撑和水平系杆。）屋架垂直支撑和水平系杆。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)。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

18、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)。以上各种支撑的具体布置方法及与其他构件的连以上各种支撑的具体布置方法及与其他构件的连接构造，可查阅有关标准图集。接构造，可查阅有关标准图集。2.2.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 通常采用钢筋混凝土、预应力混凝土通常采用钢筋混凝土、预应力混凝土T型或型或I型截型截面吊车梁。设计时可根据吊车的工作制或工作级别、面吊车梁。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，并在结跨度、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。构布置图中标明其编号。（2）柱）柱 1）排架

19、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）(a)(a)矩形截面柱；矩形截面柱；(b)(b)工字形截面柱；工字形截面柱；(c)(c)双肢柱双肢柱 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时采用；时采用；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

20、时采用。时采用。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 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钢筋混凝土抗风柱与山墙、屋架的连接及计算简图（如图）。图（如图）。（3 3）柱间支撑）柱间支撑 1 1）柱间支撑分类）柱间支撑分类 上柱柱间支撑上柱柱间支撑 下柱柱间支撑下柱柱间支撑2 2）柱间支撑的位置）柱间支撑的位置 上柱柱间支撑：设置在温度区段的两端与屋盖上柱柱间支撑：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，横向水平支撑相对应的柱间，以及温度区段中部的柱间。以及温度区段中部的柱间。下柱柱间

21、支撑：设置在温度区段的中部，且与下柱柱间支撑：设置在温度区段的中部，且与 上柱柱间支撑相对应的柱间。上柱柱间支撑相对应的柱间。3 3）柱间支撑的作用）柱间支撑的作用 承受山墙传来的纵向风荷载和吊车纵向水平荷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。载，并传至基础。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。4）设置柱间支撑的情况：）设置柱间支撑的情况：l 厂房跨度超过厂房跨度超过18m，或柱高超过，或柱高超过8m；l 设有重级工作制吊车，或设有起重量不小于设有重级工作制吊车，或设有起重量不小于10t的的 中、轻级工作制吊车；中、轻级工作制吊车；l 设有起重量不小于设

22、有起重量不小于3t的悬挂吊车；的悬挂吊车；l 纵向柱列的总根数少于纵向柱列的总根数少于7根；根；l 露天吊车栈桥的柱列。露天吊车栈桥的柱列。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 1）圈梁）圈梁 1）构造要求）构造要求 在墙体的同一水平面上由现浇钢筋混凝土构成封在墙体的同一水平面上由现浇钢筋混凝土构成封闭状，并和柱中伸出的预埋拉筋连结。截面宽度宜与闭状，并和柱中伸出的预埋拉筋连结。截面宽度宜与墙厚相同，当墙厚大于墙厚相同，当墙厚大于240mm时，其宽度不宜小于时，其宽度不宜小于2/3墙

23、厚。截面高度不应小于墙厚。截面高度不应小于120mm。梁中的纵向钢。梁中的纵向钢筋不应少于筋不应少于410，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于考虑，箍筋间距不应大于300mm。圈梁兼作过梁时，。圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋按计算另行增配。过梁部分的钢筋按计算另行增配。2）作用）作用 增强厂房结构的整体刚度，防止因地基不均匀沉增强厂房结构的整体刚度，防止因地基不均匀沉降或较大振动作用等对厂房产生的不利影响。降或较大振动作用等对厂房产生的不利影响。3）设置的原则）设置的原则l 无吊车的砖砌围护墙厂房，当檐口标高为无吊车的砖砌围护墙厂房，当檐口标高为5

24、 m8 m时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于8 m时，应增加设置数量。时，应增加设置数量。l 无吊车的砌块围护墙厂房，当檐口标高为无吊车的砌块围护墙厂房，当檐口标高为4 m5 m时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于5 m时，应增加设置数量。时，应增加设置数量。l 设有吊车或较大振动设备的单层厂房，除在檐口或设有吊车或较大振动设备的单层厂房，除在檐口或窗顶标高处设置圈梁外，尚应增加设置数量。窗顶标高处设置圈梁外，尚应增加设置数量。（2 2）基础梁）基础梁1）作用）作用 支承基础梁上的

25、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支承处应座浆，梁顶面一般位于室内地坪以下50mm处，梁底面以下应预留处，梁底面以下应预留100mm的空隙，以保证基础梁的空隙，以保证基础梁可随基础一起沉降。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。4.4.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

26、简单，施工方便，适用于地基土质较均匀，构造简单，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房。荷载不大的一般厂房。在实际工程中，可根据柱传来的荷载、地基承载在实际工程中，可根据柱传来的荷载、地基承载力等采用其他形式的基础。力等采用其他形式的基础。第四节 排架结构的内力分析与组合 计算目的：计算目的：获得排架柱在各种荷载作用下控制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。截面的最不利内力，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、内力分确定计算

27、简图、荷载计算、内力分析和内力组合。析和内力组合。一、计算简图一、计算简图1.1.计算单元计算单元 一般取两相邻柱距中线至中线的一段作为计算单一般取两相邻柱距中线至中线的一段作为计算单元，如图中的阴影部分。计算单元范围内的荷载完全元，如图中的阴影部分。计算单元范围内的荷载完全由该单元的横向排架承担。吊车荷载不可按计算单元由该单元的横向排架承担。吊车荷载不可按计算单元考虑。考虑。2.2.基本假定基本假定3.3.计算简图计算简图 根据基本假定，横向根据基本假定，横向排架的计算简图如图。排架的计算简图如图。（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

28、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。二、荷载计算二、荷载计算 作用于厂房横向排架上的荷作用于厂房横向排架上的荷载（如图）。载（如图）。恒荷载：恒荷载：屋盖自重屋盖自重G1、上柱、上柱自重自重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、吊车竖向荷载车竖向荷载Dmax、吊车横向水平、吊车横向水平荷载荷载Tmax、横向均布风荷载、横向均布风荷载q及及作用于排架柱顶的集中风荷载作用于排架柱顶的集中风荷载Fw等

29、。等。1.恒荷载恒荷载（1）屋盖自重）屋盖自重G1 1）数值计算：计算单元范围）数值计算：计算单元范围内的屋面构造层、屋面构件及支内的屋面构造层、屋面构件及支撑等，根据工程做法及屋盖构件撑等，根据工程做法及屋盖构件标准图等进行计算。标准图等进行计算。2）作用位置：以集中力的形）作用位置：以集中力的形式作用于柱顶。采用屋架时，式作用于柱顶。采用屋架时，G1的作用线通过屋架上、下弦中心的作用线通过屋架上、下弦中心线的交点（如图）；采用屋面梁线的交点（如图）；采用屋面梁时，时，G1的作用线通过梁端支承垫的作用线通过梁端支承垫板的中心线。板的中心线。3）计算简图（如图）计算简图（如图）M1=G1 e1

30、，M1=G1 e2。（2）柱自重）柱自重G2和和G3 1）数值计算：按上、下柱的的截面尺寸和高）数值计算：按上、下柱的的截面尺寸和高度（下柱包括牛腿）计算。度（下柱包括牛腿）计算。2）作用位置：）作用位置：G2和和G3分别作用于上、下柱底部截分别作用于上、下柱底部截面中心线处，面中心线处，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）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：根据所选用的构配件，由相应的标）数值计算：根据所选用的构配件，由相应的标准图集中查得，轨道联结也可按准图集中查得，轨道联结也可按1

31、kN/m2kN/m计算。计算。2）作用位置：沿吊车梁的中线作用于牛腿顶面，）作用位置：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对下柱截面中心线有偏心距 e4，(如图如图)。3）计算简图（如图）。）计算简图（如图）。当考虑当考虑G1、G2、G3、G4共同作用时，计算简图共同作用时，计算简图（如图），（如图），M2=M1+M2M3。2.屋面活荷载屋面活荷载 屋面活荷载包括屋面积灰荷载、雪荷载及屋面均屋面活荷载包括屋面积灰荷载、雪荷载及屋面均布活荷载。屋面活荷载布活荷载。屋面活荷载Q1的计算范围、作用形式及位的计算范围、作用形式及位置同屋盖自重置同屋盖自重G1。（1）屋面积灰荷载）屋面

32、积灰荷载 当设计的厂房在生产过程中有大量的排灰或与其相当设计的厂房在生产过程中有大量的排灰或与其相邻时，应考虑屋面积灰荷载。积灰荷载按邻时，应考虑屋面积灰荷载。积灰荷载按荷载规范荷载规范的规定取值。的规定取值。（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：0SSrk 式中式中 屋面积雪分布分数，由屋面积雪分布分数，由荷载规范荷载规范 查得；查得；基本雪压（基本雪压（kN/m2）,按按荷载规范荷载规范 给出的给出的50年一遇的雪压采用。年一遇的雪压采用。r0S（3 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的规定采用。不

33、上人屋面的屋的规定采用。不上人屋面的屋面均布活荷载标准值取面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。积灰荷载应与雪荷载或不上人的两者中的较大值。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。3.3.吊车荷载吊车荷载（1 1）吊车的分类）吊车的分类 按主要承重结构分：按主要承重结构分：单梁式和桥式，常用桥式吊车。单梁式和桥式，常用桥式吊车。按吊钩的种类分：按吊钩的种类分：软钩和硬钩，一般采用软钩吊车。软钩和硬钩，一般采用软钩吊车。按动力来源分：按动

34、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。按运行频按运行频繁程度分：繁程度分：轻级工作制轻级工作制运行时间不超过运行时间不超过 全部全部 生产时间生产时间15%，如检修设备的吊车。，如检修设备的吊车。重级工作制重级工作制运行时间超过全部生产运行时间超过全部生产 时间时间40%的，如轧钢厂吊车。的，如轧钢厂吊车。中级工作制中级工作制介于轻级和重级工作制介于轻级和重级工作制 之间，使用最多的吊车。之间，使用最多的吊车。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，表明吊车主钩额定起重量为起重量为20t，副钩额定起重量为，副钩额定起重量为5t。（2

35、2）吊车组成及运行（如图）吊车组成及运行（如图）（3）吊车竖向荷载）吊车竖向荷载Dmax与与Dmin 由吊车最大和最小轮压标准值由吊车最大和最小轮压标准值Pmax与与Pmin在两侧排在两侧排架柱上产生的吊车最大竖向荷载标准值架柱上产生的吊车最大竖向荷载标准值Dmax和最小竖和最小竖向荷载标准值向荷载标准值Dmin，可根据如图所示吊车的最不利布，可根据如图所示吊车的最不利布置和吊车梁的支座反力影响线计算确定。置和吊车梁的支座反力影响线计算确定。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。当单跨厂房中当单跨厂房中设有相同的两台

36、设有相同的两台吊车时，吊车时，Dmax和和Dmin计算公式为计算公式为Dmax=Pmaxyi Dmin=Pminyi=maxmaxminDPP式中式中 yi吊车最不利布置时，各轮子下影响线吊车最不利布置时，各轮子下影响线 竖向坐标值之和，可根据吊车的宽度竖向坐标值之和，可根据吊车的宽度 B和轮距和轮距K确定。确定。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）吊车横向水平荷载

37、）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，产生的物件在启动或制动时，产生的横向水平惯性力称为吊车横的横向水平惯性力称为吊车横向水平荷载。向水平荷载。吊车横向水平荷载作用在吊吊车横向水平荷载作用在吊车梁的顶面，且同时作用于吊车梁的顶面，且同时作用于吊车两侧的排架柱上，方向相同车两侧的排架柱上，方向相同（如图）。（如图）。荷载规范荷载规范规定：吊车横向水平荷载标准值可取规定：吊车横向水平荷载标准值可取横行小车重量横行小车重量g与额定最大起重量与额定最大起重量Q之和的百分数，并之和的百分数，并允许近似地平均分配给大车的各轮。允许近似地平均分配给大

38、车的各轮。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4)(QgT 式中式中 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）。iyTTmax 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规定

39、规定确定参与组合的吊车台数。定规定确定参与组合的吊车台数。考虑小车往返运行，吊车横向水平荷载作用下考虑小车往返运行，吊车横向水平荷载作用下的计算简图（如图）。的计算简图（如图）。（5）吊车纵向水平荷载）吊车纵向水平荷载Te 吊车纵向水平荷载由大车制动引起的惯性力产生，吊车纵向水平荷载由大车制动引起的惯性力产生，经吊车梁传到纵向柱列或柱间支撑。经吊车梁传到纵向柱列或柱间支撑。荷载规范荷载规范规定：吊车纵向水平荷载标准值规定：吊车纵向水平荷载标准值Te应应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压Pmax之和之和的的10%采用。对每侧有一个制动轮的四轮吊车，可按采

40、用。对每侧有一个制动轮的四轮吊车，可按下式计算下式计算 Te=0.1Pmax 计算吊车纵向水平荷载时，按计算吊车纵向水平荷载时，按荷载规范荷载规范规定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。4.4.风荷载风荷载Wk=z zs sz zWo o 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)柱顶以下均匀柱顶以下均匀分布的分布的q1和和q

41、2。2)柱顶以上水平柱顶以上水平集中风荷载集中风荷载Fw。排架内力分析时，排架内力分析时，应考虑风向改变对横应考虑风向改变对横向排架受力的影响。向排架受力的影响。荷载规范荷载规范规定：垂直于建筑物表面上的风荷载规定：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：三、内力分析三、内力分析 单跨等高横向排架在荷载作用下的内力采用实单跨等高横向排架在荷载作用下的内力采用实用方法计算时，计算简图为用方法计算时，计算简图为柱顶不动铰支排架柱顶不动铰支排架和和柱柱顶有侧移铰接排架顶有侧移铰接排架（如图）。（如图）。1.1.柱顶不动铰支排架柱顶不动铰支排架 恒荷载（恒荷载

42、（G1、G2、G3、G4等）等）以及屋面活荷载（以及屋面活荷载（Q1）作用下，）作用下，可按柱顶不动铰支排架计算内力。可按柱顶不动铰支排架计算内力。假定横梁为刚性连杆，可按图所假定横梁为刚性连杆，可按图所示单根柱计算简图分析柱的内力。示单根柱计算简图分析柱的内力。将各荷载转换为分将各荷载转换为分别作用在柱顶和牛腿顶别作用在柱顶和牛腿顶面的力矩面的力矩M1和和M2及沿上、及沿上、下柱轴线作用的集中力下柱轴线作用的集中力后，可按右图计算柱的后，可按右图计算柱的截面弯矩和剪力。截面弯矩和剪力。由结构力学方法求得在由结构力学方法求得在M1和和M2分别作用下的分别作用下的柱顶反力柱顶反力R1和和R2（如

43、图）为（如图）为 2111HMCR 2222HMCR 式中式中 C1柱顶力矩柱顶力矩M1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；C2牛腿顶面力矩牛腿顶面力矩M2作用下的柱顶反力系作用下的柱顶反力系 数，由本章相应附图查得。数，由本章相应附图查得。柱顶反力柱顶反力R1和和R2的方向按实际受力情况确定。的方向按实际受力情况确定。当求得当求得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，即可按悬臂柱计算截面弯矩和剪力。后，即可按悬臂柱计算截面弯矩和剪力。2.2.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

44、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。（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，故可按如柱下柱产生轴向力，故可按如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。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）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不动铰支排架计算牛腿顶面处MDmax作用下的柱顶反作用下的柱顶反力力R

45、Dmax和柱的内力。此时和柱的内力。此时RDmax为为 2max2maxHMCRDD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。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 ，然后按悬臂柱计算柱的内力。然后按悬臂柱计算柱的内力。max5.0DiRV 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作用于作用于A柱时排架柱的内力。柱时排架柱的内力。同理，可求得吊车竖向荷载同理，可求得吊车竖向荷载Dmin作用在作用在B柱和柱和Dmin作用

46、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。（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作作用下的各柱内力，可按图用下的各柱内力，可按图所示的悬臂柱直接计算。所示的悬臂柱直接计算。同理，当同理，当Tmax的作用方的作用方向向左时，也可用上述方向向左时，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 在风荷载在风荷载Fw、q1、q2作用下，单跨排架柱内力作用下，单跨排架柱内力可由如图可由如图2种内力状态叠加求得。种内力状态叠加求得。对图对图a所示受力情况，可由如图所示受力情况，可由如图3种受力情况叠加种受力情况叠

47、加得到。得到。1）Fw作用的情况，柱顶反力作用的情况，柱顶反力RFW=FW，柱中不产生，柱中不产生内力。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下柱按上端为不动铰支下端为固定的单根柱计算柱顶反力端为固定的单根柱计算柱顶反力Rq1和柱中内力。柱顶和柱中内力。柱顶反力反力Rq1为为Rq1=C4H2q1 式中式中 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作用时相同的方法分析计算。柱顶反力析计算。柱顶反力Rq2为为Rq2=C4H2q2 将上

48、述将上述3种受力情况叠加，得图种受力情况叠加，得图a所示排架柱的所示排架柱的内力和柱顶总反力内力和柱顶总反力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。wiRV5.0 四、内力组合四、内力组合1.1.控制截面控制截面 控制截面是指排架柱控制截面是指排架柱内力最大、对配筋起控制内力最大、对配筋起控制作用的截面。对单阶柱，作用的截面。对单阶柱，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-及柱底及柱底截面（基

49、础顶面）截面（基础顶面）-为为控制截面。控制截面。2.2.荷载效应组合荷载效应组合排架柱的每一个控制截面有如下几种可能的组合：排架柱的每一个控制截面有如下几种可能的组合：l 1.2SGK+0.91.4（SQLK+SQWK+SQHK）l 1.2SGK+0.91.4（SQWK+SQHK）l 1.2SGK+0.91.4（SQLK+SQWK）l 1.2SGK+1.4（SQLK+SQHK）l 1.2SGK+1.4SQWKl 1.2SGK+1.4SQHK 式中式中SGK、SQLK、SQWK、SQHK分别为按恒荷载、屋分别为按恒荷载、屋面活荷载、风荷载、吊车荷载的标准值计算的荷载效面活荷载、风荷载、吊车荷载

50、的标准值计算的荷载效应值。应值。以上六种组合中的最不利值，即为控制截面的内力。以上六种组合中的最不利值，即为控制截面的内力。3.3.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：l +Mmax与相应的与相应的N、V；l Mmax与相应的与相应的N、V；l Nmax与相应的可能最大与相应的可能最大M；l 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