《混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)》教材配套PPT課件
混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)教材配套PPT課件,混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu),教材,配套,PPT,課件
混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)模塊模塊9 9 單層廠房排架結(jié)構(gòu)單層廠房排架結(jié)構(gòu) 9.3單層廠房柱 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 9.2排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 (1)了解單層廠房的組成和布置。(2)掌握排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算及荷載計(jì)算方法。(3)熟悉排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合。(4)掌握柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和牛腿的設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)模塊模塊9 9 單層廠房排架結(jié)構(gòu)單層廠房排架結(jié)構(gòu)9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 鋼筋混凝土單層廠房的承重結(jié)構(gòu)主要由屋架(或屋面梁)、柱和基礎(chǔ)組成,其結(jié)構(gòu)按主要承重結(jié)構(gòu)形式的不同分為排架結(jié)構(gòu)和剛架結(jié)構(gòu)兩種。排架結(jié)構(gòu)是柱與屋架(或屋面梁)為鉸接,而與基礎(chǔ)為剛接所組成的結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖9-1),其具有傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便的特點(diǎn),適合于預(yù)制裝配,是目前常用的單層廠房的結(jié)構(gòu)形式。剛架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是柱與屋架(或屋面梁)剛接成一個(gè)構(gòu)件,而與基礎(chǔ)通常為鉸接。剛架結(jié)構(gòu)有三鉸門式剛架(頂節(jié)點(diǎn)為鉸接)和兩鉸門式剛架(頂節(jié)點(diǎn)為剛接)兩種形式,如圖9-2所示。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置圖9-2 鋼筋混凝土剛架結(jié)構(gòu)圖9-1 鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)(a)三鉸門式剛架 (b)兩鉸門式剛架 單層廠房的結(jié)構(gòu)組成9.1.19.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置圖9-3 單層廠房排架結(jié)構(gòu)的組成1屋面板;2天窗架垂直支承;3天窗架;4屋架;5抗風(fēng)柱;6屋架下弦橫向水平支承;7屋架端部垂直支承;8基礎(chǔ)梁;9基礎(chǔ);10排架柱;11吊車梁;12托架;13連系梁;14柱間支承;15天溝板9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 1 1)屋蓋結(jié)構(gòu))屋蓋結(jié)構(gòu) 混凝土屋蓋結(jié)構(gòu)由屋面板(包括天溝板)、屋架或屋面梁(包括屋蓋支承)組成,有時(shí)還設(shè)有天窗架和托架等?;炷廖萆w結(jié)構(gòu)分無(wú)檁和有檁兩種屋蓋體系,將大型屋面板直接支承在屋架或屋面梁上的稱為無(wú)檁屋蓋體系;將小型屋面板或瓦材支承在檁條上,并將檁條支承在屋架上的稱為有檁屋蓋體系。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置2 2)橫向平面排架)橫向平面排架 橫向平面排架由橫梁(屋架或屋面梁)、橫向柱列和基礎(chǔ)組成,是廠房的基本承重結(jié)構(gòu)。廠房結(jié)構(gòu)承受的豎向荷載、橫向水平荷載以及橫向水平地震作用都是由橫向平面排架承擔(dān)并傳至地基的。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 3 3)縱向平面排架)縱向平面排架 縱向平面排架由縱向柱列、連系梁、吊車梁、柱間支承和基礎(chǔ)等組成,其作用是保證廠房的縱向穩(wěn)定性和剛性,并承受作用在山墻、天窗端壁以及通過(guò)屋蓋結(jié)構(gòu)傳來(lái)的縱向風(fēng)荷載、起重機(jī)縱向水平荷載等,并將其傳至地基,如圖9-4所示。另外,它還承受縱向水平地震作用、溫度應(yīng)力作用等。圖9-4 縱向平面排架9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置4 4)吊車梁)吊車梁 吊車梁一般為裝配式,簡(jiǎn)支在柱的牛腿上,主要承受起重機(jī)豎向荷載、橫向或縱向水平荷載,并將它們分別傳至橫向或縱向平面排架。吊車梁是直接承受起重機(jī)動(dòng)力荷載的構(gòu)件。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置5 5)支承)支承 單層廠房的支承包括屋蓋支承和柱間支承兩種,其作用是加強(qiáng)廠房結(jié)構(gòu)的空間剛度,保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝和使用階段的穩(wěn)定與安全,同時(shí)起著把風(fēng)荷載、起重機(jī)水平荷載或水平地震作用等傳遞到相應(yīng)承重構(gòu)件的作用。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置6 6)基礎(chǔ))基礎(chǔ) 基礎(chǔ)承受柱和基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載并將它們傳至地基。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置7 7)圍護(hù)結(jié)構(gòu))圍護(hù)結(jié)構(gòu) 圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括縱墻、橫墻(山墻)及由連系梁、抗風(fēng)柱(有時(shí)還有抗風(fēng)梁或抗風(fēng)桁架)和基礎(chǔ)梁等組成的墻架。這些構(gòu)件所承受的荷載主要是墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載等。單層廠房的傳力途9.1.29.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置圖9-5 單層廠房的傳力路線示意圖 單層廠房的結(jié)構(gòu)布置9.1.39.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 1 1)定位軸線布置)定位軸線布置 (1)縱向定位軸線一般用編號(hào) 表示。對(duì)于無(wú)起重機(jī)或起重機(jī)起重量不大于30 t的廠房,邊柱外邊緣、縱墻內(nèi)緣、縱向定位軸線三者相重合,形成封閉結(jié)合,如圖9-6(a)所示??v向定位軸線之間的距離,即跨度 L與起重機(jī)跨度Lk之間一般有如下關(guān)系:(9-1)(9-2)9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 對(duì)邊柱,當(dāng)按計(jì)算e750 mm時(shí),取e=750 mm,如圖9-6(a)所示;對(duì)中柱,當(dāng)為多跨等高廠房時(shí),按計(jì)算e750 mm,也取e=750 mm,縱向定位軸線與上柱中心線重合,如圖9-6(b)所示。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置圖9-6 縱向定位軸線(a)邊柱 (b)中柱 9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 (2)橫向定位軸線一般通過(guò)柱截面的幾何中心,用編號(hào)、表示。在廠房縱向盡端處,橫向定位軸線位于山墻內(nèi)邊緣,并把端柱中心線內(nèi)移600 mm,同樣在伸縮兩側(cè)的柱中心線也須向兩邊各移600 mm,以使伸縮縫中心線與橫向定位軸線重合,如圖9-7所示。圖9-7 廠房的橫向定位軸線9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置2 2)柱網(wǎng)布置)柱網(wǎng)布置 單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上形成的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。柱網(wǎng)布置就是確定柱子縱向定位軸線之間的尺寸(跨度)和橫向定位軸線之間的尺寸(柱距)。柱網(wǎng)布置的一般原則:符合生產(chǎn)工藝和正常使用的要求;建筑和結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理;在施工方法上具有先進(jìn)性和合理性;符合廠房建筑統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則;適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的要求。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置3 3)變形縫布置)變形縫布置 (1)伸縮縫。隨著氣溫的變化,房屋結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象,這種溫度變化將在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生溫度應(yīng)力,引起結(jié)構(gòu)變形,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使墻面、屋面和構(gòu)件等拉裂。因此,當(dāng)房屋的長(zhǎng)度或?qū)挾冗^(guò)大時(shí),為減小房屋結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力,應(yīng)設(shè)置伸縮縫。當(dāng)建筑物的長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定限值,又未采取可靠的構(gòu)造措施或施工措施時(shí),其伸縮縫間距不宜超過(guò)表9-1的限值。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置表9-1 伸縮縫的最大間距 單位:mm9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 沿廠房的橫向伸縮縫應(yīng)從基礎(chǔ)頂面開(kāi)始,將相鄰兩個(gè)溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件完全分開(kāi),并留出一定寬度的縫隙,使上部結(jié)構(gòu)在溫度變化時(shí),沿縱向可自由變形。在伸縮縫處應(yīng)采用雙排柱、雙屋架(屋面梁),在伸縮縫處雙柱基礎(chǔ)可不分開(kāi),做成連在一起的雙杯口基礎(chǔ)。提提 示示9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 (2)沉降縫。沉降縫一般設(shè)置在以下幾處:在建筑物的荷載和高度存在較大差異處;地基土的壓縮性有顯著差異處;結(jié)構(gòu)類型和結(jié)構(gòu)體系有明顯不同處;基礎(chǔ)類型或基礎(chǔ)處理不一致處。在廠房各部分的施工時(shí)間先后相差較長(zhǎng)時(shí),也應(yīng)設(shè)置沉降縫。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 (3)防震縫。防震縫是為了減輕地震災(zāi)害而采取的措施之一,當(dāng)相鄰跨廠房高度相差懸殊、廠房結(jié)構(gòu)類型和剛度有明顯不同時(shí),應(yīng)設(shè)置防震縫。防震縫將房屋劃分為簡(jiǎn)單規(guī)則的形狀,使每一部分成為獨(dú)立的抗震單元,使其在地震作用下互不影響。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置4 4)支承布置)支承布置 (1)屋蓋支承。屋蓋支承系統(tǒng)包括上弦橫向水平支承,下弦水平支承,垂直支承,縱向水平系桿以及天窗架支承。上弦橫向水平支承,如圖9-8所示。圖9-8 屋蓋上弦橫向水平支承9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 下弦水平支承。屋蓋下弦水平支承是指布置在屋架下弦平面內(nèi)的水平支承,包括下弦橫向水平支承和下弦縱向水平支承。當(dāng)設(shè)置下弦縱向水平支承時(shí),為保證廠房空間的剛度,必須同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的下弦橫向水平支承,以形成封閉的水平支承系統(tǒng),如圖9-9所示。圖9-9 屋蓋下弦水平支承9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 垂直支承及縱向水平系桿。垂直支承是指在相鄰兩榀屋架之間由角鋼與屋架的直腹桿組成的垂直桁架,如圖9-10所示。圖9-10 屋蓋垂直支承(a)十字交叉形 (b)W形9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 當(dāng)廠房跨度 L 18 m且無(wú)天窗時(shí),可不設(shè)垂直支承和水平系桿;當(dāng)廠房跨度為1830 m時(shí),在屋架跨中設(shè)一道垂直支承;當(dāng)廠房跨度 L 30 m時(shí),在屋架1/3跨度左右布置兩道對(duì)稱的垂直支承;當(dāng)屋架端部高度大于1.2 m時(shí),還應(yīng)在屋架兩端各布置一道垂直支承。當(dāng)屋蓋設(shè)置垂直支承時(shí),應(yīng)在未設(shè)置垂直支承的屋架間,在相應(yīng)于垂直支承平面內(nèi)的屋架上弦和下弦節(jié)點(diǎn)處設(shè)置通長(zhǎng)的水平系桿。屋蓋垂直支承應(yīng)與下弦橫向水平支承布置在同一柱距內(nèi)。提提 示示9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 天窗架支承。天窗架支承包括設(shè)置在天窗兩端第一柱間的上弦橫向水平支承和沿天窗架兩側(cè)邊設(shè)置的垂直支承。其作用是保證天窗架上弦的側(cè)向穩(wěn)定,將天窗端壁上的風(fēng)荷載傳遞給屋架。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 (2)柱間支承。柱間支承一般包括上部、中部及下部柱間支承,如圖9-11所示。圖9-11 柱間支承1柱頂連系桿;2上部柱間支承;3下部柱間支承9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 柱間支承的形式如圖9-12所示。當(dāng) l /h 2時(shí),可采用人字形支承;當(dāng) l /h 2.5時(shí),可采用八字形支承;當(dāng)柱距為15 m且 h2較小時(shí),采用斜柱式支承比較合理。圖9-12 柱間支承的形式 1十字交叉形支承;2空腹門形支承;3大八字形支承;4小八字形支承;5單斜撐;6人字撐 9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 柱間支承的作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向剛度和穩(wěn)定,并將水平荷載(包括天窗端壁部和廠房山墻上的風(fēng)荷載、起重機(jī)的縱向水平制動(dòng)力以及作用于廠房縱向的其他荷載)傳至基礎(chǔ)。凡屬下列情況之一者,應(yīng)設(shè)置柱間支承:廠房?jī)?nèi)設(shè)有懸臂起重機(jī)或3 t及以上懸掛起重機(jī)。廠房?jī)?nèi)設(shè)有重級(jí)工作制起重機(jī),或設(shè)有中級(jí)、輕級(jí)工作制起重機(jī),起重量在10 t及以上。廠房跨度在18 m以上或柱高在8 m以上。縱向柱列的總數(shù)在7根以下。露天起重機(jī)棧橋的柱列。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 5 5)圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置)圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置 (1)抗風(fēng)柱。單層廠房的山墻受風(fēng)面積較大,一般需在山墻內(nèi)側(cè)設(shè)置抗風(fēng)柱將山墻分成幾個(gè)區(qū)格,使山墻面受到的風(fēng)荷載的一部分(靠近縱向柱列的區(qū)格)直接傳至縱向柱列,另一部分則經(jīng)抗風(fēng)柱下端直接傳至基礎(chǔ)和經(jīng)上端通過(guò)屋蓋系統(tǒng)傳至縱向柱列。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 (2)圈梁、連系梁、過(guò)梁、基礎(chǔ)梁。用砌體作為廠房的圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí),一般要設(shè)置圈梁或連系梁、過(guò)梁及基礎(chǔ)梁。圈梁的作用是增強(qiáng)房屋的整體剛度,防止由于地基的不均勻沉降或較大振動(dòng)荷載等對(duì)廠房的不利影響。圈梁位于墻體內(nèi),和柱連接,柱對(duì)它僅起拉結(jié)作用。通常柱上不需設(shè)置支承圈梁的牛腿。圈梁宜連續(xù)地設(shè)在同一水平面上,并形成封閉圈。當(dāng)圈梁被門窗洞口截?cái)鄷r(shí),應(yīng)在洞口上部增設(shè)相同截面的附加圈梁,附加圈梁與圈梁的搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于其垂直距離的兩倍,且不得小于1.0 m,如圖9-13所示。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置圖9-13 附加圈梁與圈梁的搭接 1附加圈梁;2圈梁9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置 連系梁。連系梁的作用是連系縱向柱列,以增強(qiáng)廠房的縱向剛度并傳遞風(fēng)荷載到縱向柱列;此外,它還承受其上部墻體的自重。過(guò)梁。過(guò)梁的作用是承受門窗洞口上的墻體自重?;A(chǔ)梁。在一般廠房中,基礎(chǔ)梁的作用是承受圍護(hù)墻體的自重,并將其傳給柱下單獨(dú)基礎(chǔ),而不另設(shè)墻基礎(chǔ)?;A(chǔ)梁與柱一般不連接(一級(jí)抗震等級(jí)的基礎(chǔ)梁頂面應(yīng)增設(shè)預(yù)埋件并與柱焊接),將基礎(chǔ)梁直接擱置在柱基礎(chǔ)杯口上,當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí),則放置在基礎(chǔ)上面的混凝土墊塊上,如圖9=14所示。9.1 9.1 單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置單層廠房的組成和結(jié)構(gòu)布置圖9-14 基礎(chǔ)梁布置 排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元與計(jì)算簡(jiǎn)圖9.2.19.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算1 1)排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元)排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算單元 由于橫向排架沿廠房縱向一般為等間距均勻排列,作用于廠房上的各種荷載(起重機(jī)荷載除外)基本上沿廠房縱向均勻分布,計(jì)算時(shí),可以通過(guò)任意相鄰縱向柱距的中心線截取出有代表性的一段作為整個(gè)結(jié)構(gòu)的橫向平面排架的計(jì)算單元,如圖9-15(a)中的陰影部分所示。除起重機(jī)等移動(dòng)荷載以外,陰影部分就是排架的負(fù)荷范圍,或稱從屬面積。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-15 橫向排架的計(jì)算單元和計(jì)算簡(jiǎn)圖(a)計(jì)算單元 (b)計(jì)算簡(jiǎn)圖9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 2 2)排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖)排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖 在確定排架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí),為簡(jiǎn)化計(jì)算做了以下假定:(1)柱上端與屋架(屋面梁)為鉸接。(2)柱下端固接于基礎(chǔ)頂面。(3)排架橫梁為無(wú)軸向變形剛性桿,橫梁兩側(cè)柱頂?shù)乃轿灰葡嗟?。?)排架柱的高度計(jì)取由固定端至柱頂鉸接節(jié)點(diǎn)處,排架柱的軸線為柱的幾何中心線。(5)當(dāng)柱為變截面柱時(shí),取上柱和下柱截面重心的連線,排架柱的軸線為一條折線。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 柱總高 H=柱頂標(biāo)高+基礎(chǔ)底面標(biāo)高的絕對(duì)值-初步擬定的基礎(chǔ)高度;上部柱高 H1=柱頂標(biāo)高-軌頂標(biāo)高+軌道構(gòu)造高度+吊車梁支承處的吊車梁高;上、下部柱的截面彎曲剛度 Ec I1、Ec I2由混凝土強(qiáng)度等級(jí)以及預(yù)先假定的柱截面形狀和尺寸確定。提提 示示 排架結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算9.2.29.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 作用在排架上的荷載分恒荷載和活荷載兩類。恒荷載一般包括屋蓋自重 F1、上柱自重 F2、下柱自重 F3、吊車梁和軌道零件自重 F4,以及有時(shí)支承在牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)自重 F5等?;詈奢d一般包括屋面活荷載F6,起重機(jī)荷載 Tmax和 Dmax或Dmin,均布風(fēng)載q1、q2,以及作用在屋蓋支承處的集中風(fēng)荷載 W等。如圖9-16所示為上述作用在排架上的荷載。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-16 作用在排架上的荷載9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算1 1)恒荷載的計(jì)算)恒荷載的計(jì)算 各種恒荷載的數(shù)值可按材料重力密度和結(jié)構(gòu)的有關(guān)尺寸由計(jì)算得到,標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件可從標(biāo)準(zhǔn)圖上直接查得。在排架計(jì)算中,取恒荷載的荷載分項(xiàng)系數(shù) G=1.2。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算2 2)屋面均布活荷載的計(jì)算)屋面均布活荷載的計(jì)算 房屋建筑屋面的水平投影面上的屋面均布活荷載,應(yīng)按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 500092012)中表5.3.1采用。對(duì)不上人屋面,其屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為0.5 kN/m2。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算3 3)雪荷載的計(jì)算)雪荷載的計(jì)算 作用在建筑物或構(gòu)筑物頂面上計(jì)算用的雪壓,稱作用在建筑物或構(gòu)筑物頂面上計(jì)算用的雪壓,稱作用在建筑物或構(gòu)筑物頂面上計(jì)算用的雪壓,稱為雪荷載。屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式為雪荷載。屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式為雪荷載。屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值按式(9-39-39-3)計(jì)算。)計(jì)算。)計(jì)算。ssskkk=r r r sss0 0 0 (9-39-39-3)9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算4 4)起重機(jī)荷載的計(jì)算)起重機(jī)荷載的計(jì)算 (1)起重機(jī)豎向荷載 Dmax(或 Dmin)。起重機(jī)豎向荷載是指起重機(jī)在運(yùn)行時(shí),通過(guò)作用于吊車梁上的輪壓傳給排架柱的荷載。當(dāng)起重機(jī)小車在額定最大起重量的情況下行駛至大車某一側(cè)端頭極限位置時(shí),小車所在一側(cè)的每個(gè)大車輪壓即為起重機(jī)的最大輪壓 Pmax,同時(shí)另外一側(cè)的每個(gè)大車輪壓即為最小輪壓 Pmin,如圖9-17所示。Pmax和 Pmin可根據(jù)所選用的起重機(jī)型號(hào)、規(guī)格由產(chǎn)品目錄或手冊(cè)查得。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-17 起重機(jī)最大輪壓與最小輪壓 當(dāng)兩臺(tái)起重機(jī)滿載靠緊并行,其中較大一臺(tái)起重機(jī)的內(nèi)輪正好運(yùn)行至計(jì)算排架柱的位置時(shí),作用于最大輪壓Pmax一側(cè)排架柱上的起重機(jī)荷載為最大值Dmax,如圖9-18所示;與此同時(shí),在另一側(cè)的排架柱上,則由最小輪壓 Pmin產(chǎn)生豎向荷載為 Dmin。Dmax或 Dmin可根據(jù)圖9-18所示的起重機(jī)最不利位置和吊車梁支座反力影響線求得。Dmax=Pmaxyi(9-4)Dmin=Pminyi(9-5)9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-18 起重機(jī)縱向運(yùn)行最不利位置及吊車梁支座反力影響線9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 (2)起重機(jī)橫向水平荷載Tmax。起重機(jī)的橫向水平荷載Tmax是當(dāng)小車沿廠房橫向運(yùn)動(dòng)時(shí),由于啟動(dòng)或突然制動(dòng)產(chǎn)生的慣性力,通過(guò)小車制動(dòng)輪與橋架上導(dǎo)軌之間的摩擦力傳給大車,再通過(guò)大車輪均勻地傳給大車軌道和吊車梁,然后由吊車梁與上柱的連接鋼板傳給兩側(cè)排架柱。起重機(jī)橫向水平荷載的作用位置在吊車梁頂面,且同時(shí)作用于起重機(jī)兩側(cè)的排架柱上,方向相同。當(dāng)四輪起重機(jī)滿載運(yùn)行時(shí),每個(gè)大車輪引起的橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為T=(g+Q)/4 (9-6)(3)起重機(jī)縱向水平荷載 Te。起重機(jī)縱向水平荷載是由起重機(jī)的大車突然啟動(dòng)或制動(dòng)引起的縱向水平慣性力,它由大車的制動(dòng)輪與軌道的摩擦,經(jīng)吊車梁傳到縱向柱列或柱間支承。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-11 柱間支承9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 當(dāng)廠房有柱間支承時(shí),起重機(jī)縱向水平荷載全部由柱間支承承受;當(dāng)廠房無(wú)柱間支承時(shí),起重機(jī)縱向水平荷載由同一伸縮區(qū)段內(nèi)的所有柱共同承受。在橫向排架結(jié)構(gòu)計(jì)算分析中,一般不考慮起重機(jī)縱向水平荷載。提提 示示 設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近建筑物時(shí),應(yīng)考慮積灰荷載。對(duì)于具有一定除塵設(shè)施和保證清灰制度的機(jī)械、冶金、水泥廠的廠房屋面,其水平投影面上的屋面積灰荷載應(yīng)分別按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 500092012)中表5.4.11和表5.4.1-2采用;對(duì)于屋面上易形成灰堆處,在設(shè)計(jì)屋面板、檁條時(shí),積灰荷載標(biāo)準(zhǔn)值可乘以增大系數(shù):在高低跨處兩倍于屋面高差但不大于6 m的分布寬度內(nèi)取2.0;在天溝處不大于3 m的分布寬度內(nèi)取1.4。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算5 5)屋面積灰荷載的計(jì)算)屋面積灰荷載的計(jì)算9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 在進(jìn)行排架結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí),屋面均布活荷載不與雪荷載同時(shí)組合,僅取兩者中的較大值。屋面積灰荷載應(yīng)與雪荷載和屋面均布活荷載兩者中的較大值同時(shí)組合。屋面均布活荷載、雪荷載、屋面積灰荷載均屬于可變荷載,均按屋面水平投影面積計(jì),其荷載分項(xiàng)系數(shù)均取 Q=1.4。提提 示示9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 6 6)風(fēng)荷載的計(jì)算)風(fēng)荷載的計(jì)算 作用在建筑物或構(gòu)筑物表面上計(jì)算用的風(fēng)壓稱為風(fēng)荷載。(1)當(dāng)計(jì)算主要承重結(jié)構(gòu)時(shí),垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按式(9-8)計(jì)算。wk=z s zw 0 (9-8)9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-20 封閉式雙坡屋面和封閉式雙跨雙坡屋面的風(fēng)載體型系數(shù)s(a)封閉式雙坡屋面 (b)封閉式雙跨雙坡屋面9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 (2)屋面?zhèn)鱽?lái)的集中風(fēng)荷載。作用于柱頂以上的風(fēng)荷載,通過(guò)屋架以集中力Fw的形式施加于排架柱頂,其值為屋架高度范圍內(nèi)的外墻迎風(fēng)面、背風(fēng)面的風(fēng)荷載及坡屋面上風(fēng)荷載的水平分力的總和,計(jì)算時(shí)也取為均布荷載,此時(shí)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按下述情況確定:有矩形天窗時(shí),取天窗檐口標(biāo)高;無(wú)矩形天窗時(shí),按廠房檐口標(biāo)高取值。進(jìn)行排架計(jì)算時(shí),將柱頂以上的風(fēng)荷載以集中力Fw的形式作用于排架柱頂,其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖9-21 所示。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-20 封閉式雙坡屋面和封閉式雙跨雙坡屋面的風(fēng)載體型系數(shù)s 排架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算9.2.39.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 在進(jìn)行排架內(nèi)力分析之前,首先要確定排架上有哪幾種可能單獨(dú)考慮的荷載情況,以單跨排架為例,若不考慮地震作用,可能有以下8種單獨(dú)作用的荷載情況:(1)恒荷載(G 1、G2、G3、G4等)。(2)屋面活荷載(Q1)。(3)起重機(jī)豎向荷載D max作用于左柱(Dmin作用于右柱)。(4)起重機(jī)豎向荷載 D max作用于右柱(Dmin作用于左柱)。(5)起重機(jī)水平荷載 Tmax作用于左、右柱,方向由左向右。(6)起重機(jī)水平荷載 Tmax作用于左、右柱,方向由右向左。(7)風(fēng)荷載(Fw、q1、q2),方向由左向右。(8)風(fēng)荷載(Fw、q1、q2),方向由右向左。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 1 1)單跨排架在恒荷載及屋面活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算)單跨排架在恒荷載及屋面活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 在恒荷載 G 1、G 2、G 3、G4及屋面活荷載 Q 1作用下,單跨排架一般屬于結(jié)構(gòu)對(duì)稱、荷載也對(duì)稱的情況,可按無(wú)側(cè)移排架計(jì)算。由于在排架計(jì)算簡(jiǎn)圖中假定橫梁為無(wú)軸向變形的剛性連桿,所以排架柱可按圖9-22(a)所示的簡(jiǎn)圖計(jì)算內(nèi)力。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-22 單跨等高排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖(a)無(wú)軸向變形的剛性連桿 (b)柱頂有側(cè)移的排架 根據(jù)對(duì)排架上的荷載分析可知,G1對(duì)上柱及下柱截面均有偏心,Q1對(duì)上、下柱也有偏心且偏心距與G1相同,G2、G4對(duì)下柱截面也有偏心,在計(jì)算中可將 G1、G2、G4及Q1簡(jiǎn)化為作用在柱截面形心的軸力和作用在相應(yīng)柱頂(上柱)及牛腿頂面(下柱)處的力矩 M1和M2。由于G1、G2、G3、G4及 Q1作用于柱截面形心時(shí),只引起柱的軸向力,不引起彎矩和剪力,所以可按圖9-23所示計(jì)算柱截面的彎矩和剪力。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-23 在力矩 M1、M 2作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算2 2)在風(fēng)荷載及起重機(jī)荷載作用下的排架內(nèi)力計(jì)算)在風(fēng)荷載及起重機(jī)荷載作用下的排架內(nèi)力計(jì)算 (1)在起重機(jī)豎向荷載Dmax(或Dmin)作用下的內(nèi)力計(jì)算。起重機(jī)豎向荷載Dmax(或D min)作用于牛腿頂面并對(duì)下柱截面有偏心,可將其簡(jiǎn)化為作用于柱截面中心的軸向力 Dmax(或Dmin)和附加力矩 MD,max(或 MD,min),按圖9-24所示簡(jiǎn)圖分別計(jì)算,然后疊加而得。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-24 在Dmax和Dmin分別作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖(a)Dmax作用在A柱 (b)Dmin作用在B柱9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 當(dāng)MD,max作用在A柱時(shí),排架柱的內(nèi)力可由圖9-25(b)和圖9-25(c)的內(nèi)力疊加得到。圖9-25 MD,max作用在A柱的內(nèi)力計(jì)算9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 (2)在起重機(jī)水平荷載作用下的排架內(nèi)力計(jì)算。在起重機(jī)水平荷載Tmax作用下,排架柱的內(nèi)力可由圖9-26(b)和圖9-26(c)的內(nèi)力疊加得到。圖9-26 兩跨等高排架在Tmax作用下的內(nèi)力計(jì)算9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 (3)在風(fēng)荷載作用下的排架內(nèi)力計(jì)算。排架在風(fēng)荷載Fw、q1、q2作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖可由圖9-27(a)與圖9-27(b)疊加而得。其中圖9-27(a)可分解為Fw、q1、q2分別單獨(dú)作用的受力情況,如圖9-28(a)、圖(b)、圖(c)所示。圖9-27 單跨排架風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-28 Fw、q1、q2分別作用的受力情況(a)Fw單獨(dú)作用的受力情況 (b)q1單獨(dú)作用的受力情況 (c)q2單獨(dú)作用的受力情況 排架結(jié)構(gòu)的控制截面與內(nèi)力組合9.2.49.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 排架結(jié)構(gòu)的控制截面是指對(duì)柱內(nèi)鋼筋量計(jì)算起控制作用的截面,也就是內(nèi)力最大的截面。在一般的單階排架柱中,上柱各截面是相同的,通常上柱底部截面的內(nèi)力最大,因此取截面為上柱的控制截面;在下柱中,通常各截面也是相同的,而牛腿頂截面在起重機(jī)豎向荷載作用下彎矩最大,柱底截面在風(fēng)荷載和起重機(jī)水平荷載作用下彎矩最大,且軸力也最大,故取和截面為下柱的控制截面,如圖9-29所示。1 1)排架結(jié)構(gòu)的控制截面)排架結(jié)構(gòu)的控制截面9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算圖9-29 單階排架柱的控制截面 由偏心受壓正截面的M-N 相關(guān)曲線可知,構(gòu)件可在不同彎矩 M 和軸力 N 的組合下達(dá)到其極限承載力。內(nèi)力 M 和 N 對(duì)截面最不利的具體搭配,需要進(jìn)行內(nèi)力組合才能進(jìn)行判斷。對(duì)排架柱各控制截面,一般應(yīng)考慮以下4種內(nèi)力組合:(1)+Mmax及相應(yīng)的 N 、V 。(2)-Mmax及相應(yīng)的 N 、V 。(3)Nmax及相應(yīng)的 M 、V 。(4)Nmin及相應(yīng)的 M 、V 。9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算9.2 9.2 排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載及內(nèi)力計(jì)算 在進(jìn)行內(nèi)力組合時(shí),還須注意以下問(wèn)題:(1)恒荷載必須參與每一種組合。(2)起重機(jī)豎向荷載Dmax可分別作用于左柱和右柱,但只能選擇其中一種參與組合。(3)起重機(jī)水平荷載Tmax向右與向左方向只能選其中一種參與組合。(4)風(fēng)荷載向右、向左方向只能選其中一種參與組合。(5)組合Nmax或 Nmin時(shí),應(yīng)使彎矩 M 最大,對(duì)于軸力為零,而彎矩不為零的荷載(如風(fēng)荷載)也應(yīng)考慮組合。(6)在考慮起重機(jī)橫向水平荷載 Tmax時(shí),必然有D max(或 Dmin)參與組合,即“有 T 必有 D ”;但在考慮起重機(jī)荷載 Dmax(或 Dmin)時(shí),該跨不一定作用有該起重機(jī)的橫向水平荷載,即“有 D 不一定有 T ”。提提 示示 柱下獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)9.3.19.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 柱的基礎(chǔ)是單層廠房中的重要受力構(gòu)件,上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載都是通過(guò)基礎(chǔ)傳至地基的。按受力形式的不同,柱下獨(dú)立基礎(chǔ)有軸心受壓柱下基礎(chǔ)和偏心受壓柱下基礎(chǔ)兩種,在單層廠房中,柱下獨(dú)立基礎(chǔ)一般是偏心受壓的。按施工方法不同,柱下獨(dú)立基礎(chǔ)可分為預(yù)制柱下基礎(chǔ)和現(xiàn)澆柱下基礎(chǔ)兩種。單層廠房柱下獨(dú)立基礎(chǔ)的常用形式是擴(kuò)展基礎(chǔ),有階梯形和錐形兩類,如圖9-30所示。預(yù)制柱下基礎(chǔ)因與預(yù)制柱連接的部分做成杯口,故又稱為杯形基礎(chǔ)。圖9-30 柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)的形式(a)現(xiàn)澆柱下階梯形基礎(chǔ) (b)階梯形杯口基礎(chǔ) (c)現(xiàn)澆柱下錐形基礎(chǔ) (d)錐形杯口基礎(chǔ)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱1 1)確定基礎(chǔ)底面尺寸)確定基礎(chǔ)底面尺寸 (1)軸心受壓柱下基礎(chǔ)。當(dāng)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)處于軸心受壓時(shí),假定基礎(chǔ)底面的壓力為均勻分布,如圖9-31所示。圖9-31 軸心受壓柱下基礎(chǔ)的計(jì)算簡(jiǎn)圖9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 (2)偏心受壓柱下基礎(chǔ)。當(dāng)偏心荷載作用在基礎(chǔ)底面時(shí),假定基礎(chǔ)底面的壓力按線性非均勻分布,如圖9-32(a)所示,這時(shí)基礎(chǔ)底面邊緣的最大和最小壓力可按式(9-11)計(jì)算。(9-11)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-32 偏心受壓基礎(chǔ)計(jì)算簡(jiǎn)圖9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 令e=Mbk/(Nbk+Gk),并將 W=lb2/6代入式(9-11)可得(9-12)但由于基礎(chǔ)與地基的接觸面是不可能受拉的,因此這部分基礎(chǔ)底面與地基之間是脫離的,即這時(shí)承受地基反力的基礎(chǔ)底面積不是 bl 而是3al,此時(shí) p k,max不能按式(9-12)計(jì)算,而應(yīng)按式(9-13)計(jì)算。pk,max=(9-13)(9-14)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 在確定偏心受壓柱下基礎(chǔ)的底面尺寸時(shí),應(yīng)符合下列要求:pk=fa (9-15)pk,max1.2fa (9-16)在式(9-16)中將地基承載力特征值提高20%的原因是:p k,max只在基礎(chǔ)邊緣的局部范圍內(nèi)出現(xiàn),而且 pk,max中的大部分是由活荷載而不是恒荷載產(chǎn)生的。9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 確定偏心受壓基礎(chǔ)的底面尺寸一般采用試算法:先按軸心受壓柱下基礎(chǔ)所需的底面積增大20%40%,初步選定長(zhǎng)、短邊尺寸,然后驗(yàn)算是否符合式(9-15)、式(9-16)的要求。如不符合,則需另行假定尺寸并重算,直至滿足要求為止。提提 示示9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 500072011)規(guī)定,對(duì)矩形截面柱的矩形基礎(chǔ),在柱與基礎(chǔ)交接處以及基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力可按下列公式計(jì)算:(9-17)(9-18)(9-19)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-33 階形基礎(chǔ)的受沖切承載力的截面位置(a)柱與基礎(chǔ)交接處 (b)基礎(chǔ)變階處1沖切破壞錐體最不利一側(cè)的斜截面;2沖切破壞錐體的底面線9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-34 沖切破壞錐體的底面在 l 方向落在基礎(chǔ)底面以外2 2)底板受力鋼筋計(jì)算)底板受力鋼筋計(jì)算 基礎(chǔ)底板在地基凈反力的作用下,在兩個(gè)方向上都將產(chǎn)生向上的彎曲,因此需在底板兩個(gè)方向都配置受力鋼筋。配筋計(jì)算的控制截面一般取在柱與基礎(chǔ)交接處或變階處(對(duì)階形基礎(chǔ))。計(jì)算(兩個(gè)方向)彎矩時(shí),把基礎(chǔ)視作固定在柱周邊或變階處(對(duì)階形基礎(chǔ))的四面挑出的倒置的懸臂板,如圖9-35所示。(1)軸心荷載作用下的基礎(chǔ)。9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-35 矩形基礎(chǔ)底板的計(jì)算簡(jiǎn)圖9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 則由圖9-35(a)得 M1=(9-20)沿長(zhǎng)邊 b 方向的受拉鋼筋截面面積 As可近似按式(9-21)計(jì)算。(9-21)同理,沿短邊 l 方向,對(duì)柱邊截面的彎矩M為 M=(9-22)則由圖9-35(a)得 M1=(9-20)沿長(zhǎng)邊 b 方向的受拉鋼筋截面面積 As可近似按式(9-21)計(jì)算。(9-21)同理,沿短邊 l 方向,對(duì)柱邊截面的彎矩M為 M=(9-22)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 沿短邊方向的鋼筋一般置于沿長(zhǎng)邊鋼筋的上面,沿短邊方向的鋼筋一般置于沿長(zhǎng)邊鋼筋的上面,如果兩個(gè)方向的鋼筋直徑均為如果兩個(gè)方向的鋼筋直徑均為 d d ,則截面,則截面的有效高度的有效高度 h h 0 0=h=h00-d -d ,于是,沿短邊方向的,于是,沿短邊方向的鋼筋截面面積鋼筋截面面積A Ass為為 A Ass=(9-239-23)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 (2)偏心荷載作用下的基礎(chǔ)。當(dāng)偏心距小于或等于 b /6時(shí),如圖9-35(b)所示,沿彎矩作用方向在任意截面處及垂直于彎矩作用方向在任意截面處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的彎矩設(shè)計(jì)值 M、M可分別按下列公式計(jì)算:M=(9-24)M=(9-25)3 3)構(gòu)造要求)構(gòu)造要求 (1)一般要求。軸心受壓柱下基礎(chǔ)的底面一般采用正方形。錐形基礎(chǔ)的邊緣高度不宜小于300 mm;階梯形基礎(chǔ)的每階高度宜為300500 mm。混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20。底板受力鋼筋一般采用HRB335級(jí)鋼筋,其最小直徑不宜小于8 mm,間距不宜大于200 mm。當(dāng)基礎(chǔ)底板的邊長(zhǎng)不小于2.5 m時(shí),沿此方向的鋼筋長(zhǎng)度可減短10%,但宜交錯(cuò)布置,如圖9-36所示。9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-36 基礎(chǔ)底邊邊長(zhǎng)不小于2.5 m時(shí)的底部配筋示意圖 9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-37 現(xiàn)澆柱基礎(chǔ)中插筋的構(gòu)造9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 (2)預(yù)制基礎(chǔ)的杯口形式和柱的插入深度。當(dāng)預(yù)制柱的截面為矩形及工字形時(shí),柱基礎(chǔ)采用單杯口形式;當(dāng)為雙肢柱時(shí),可采取雙杯口形式,也可采用單杯口形式。預(yù)制柱的杯口構(gòu)造如圖9-38所示。圖9-38 預(yù)制柱的杯口構(gòu)造9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 預(yù)制柱插入基礎(chǔ)杯口應(yīng)有足夠的深度,使柱可靠地嵌固在基礎(chǔ)中,柱的插入深度h1應(yīng)滿足表9-2的要求,同時(shí) h1還應(yīng)滿足柱縱向受力鋼筋錨固長(zhǎng)度的要求和柱吊裝時(shí)穩(wěn)定性的要求,即應(yīng)使 h1不小于0.05倍柱長(zhǎng)(吊裝時(shí)的柱長(zhǎng))。9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱表9-2 柱的插入深度 h1 單位:mm9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱表9-3 基礎(chǔ)的杯底厚度和杯壁厚度 單位:mm (3)無(wú)短柱基礎(chǔ)杯口的配筋構(gòu)造。當(dāng)柱為軸心或小偏心受壓且 t/h20.65時(shí),或大偏心受壓且 t /h20.75時(shí),杯壁可不配筋。當(dāng)柱為軸心或小偏心受壓且0.5 t /h20.65時(shí),杯壁可按表9-4的要求構(gòu)造配筋,鋼筋置于杯口頂部,每邊兩個(gè),如圖9-39(a)所示;在其他情況下,應(yīng)按計(jì)算配筋。當(dāng)雙杯口基礎(chǔ)的中間隔板寬度小于400 mm時(shí),應(yīng)在隔板內(nèi)配置 12200的縱向鋼筋和 8300的橫向鋼筋,如圖9-39(b)所示。9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-39 無(wú)短柱基礎(chǔ)的杯口配筋構(gòu)造 9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱表9-4 杯壁構(gòu)造配筋 柱截面設(shè)計(jì)9.3.29.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱表9-5 剛性屋蓋單層房屋排架柱、露天起重機(jī)柱和棧橋柱的計(jì)算長(zhǎng)度9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 柱截面設(shè)計(jì)的構(gòu)造要求:(1)矩形和工字形柱的混凝土強(qiáng)度等級(jí)常采用C20C30,當(dāng)軸向力大時(shí)宜用較高等級(jí)。(2)柱內(nèi)縱向受力鋼筋的直徑不宜小于12 mm,全部縱向受力鋼筋的配筋率不宜超過(guò)5%;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于或等于C50時(shí),全部縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.5%;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C50時(shí),全部縱向受力鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.6%,柱截面每邊縱向鋼筋的配筋率不應(yīng)小于0.2%。(3)柱內(nèi)縱向鋼筋的凈距不應(yīng)小于50 mm,對(duì)水平澆筑的預(yù)制柱,其最小凈距不應(yīng)小于25 mm且不應(yīng)小于縱向鋼筋的直徑。牛腿設(shè)計(jì)9.3.39.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱1 1)牛腿截面尺寸的確定)牛腿截面尺寸的確定 牛腿截面寬度一般與柱寬相同;牛腿的頂面長(zhǎng)度與吊車梁中線的位置、吊車梁端部的寬度 b c以及吊車梁至牛腿端部的距離c1有關(guān),一般吊車梁中線到上柱外邊緣的水平距離為750 mm,吊車梁至牛腿端部的水平距離 c1通常為70100 mm,如圖9-40所示。牛腿的總高度 h 以使用階段不出現(xiàn)斜裂縫為控制條件來(lái)確定,規(guī)范給出了初定牛腿的總高度 h 的驗(yàn)算公式為 Fvk (9-26)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-40 牛腿截面9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 2 2)牛腿頂面縱向受力鋼筋面積的確定)牛腿頂面縱向受力鋼筋面積的確定 牛腿頂面縱向受力鋼筋面積的計(jì)算可歸結(jié)為三角形桁架拉桿的計(jì)算,由承受豎向力所需的受拉鋼筋和承受水平拉力所需的水平錨筋組成,其總面積 As的計(jì)算式為 As (9-27)9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱 (1)縱向受力鋼筋的構(gòu)造。牛腿頂部的縱筋宜采用變形鋼筋,全部縱筋及彎起鋼筋應(yīng)沿牛腿外邊緣向下伸入下柱內(nèi)150 mm后截?cái)?,如圖9-41(a)所示。(2)箍筋和彎起鋼筋的構(gòu)造。牛腿中應(yīng)設(shè)置水平箍筋,以便形成鋼筋骨架并限制斜裂縫的開(kāi)展,如圖9-41(b)所示。9.3 9.3 單層廠房柱單層廠房柱圖9-41 牛腿的鋼筋構(gòu)造(a)縱筋構(gòu)造 (b)箍筋及彎起鋼筋構(gòu)造Thank you
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混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)
混凝土結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)
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《混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)》教材配套PPT課件,混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu),混凝土結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu),教材,配套,PPT,課件
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