第13章單層廠房PPT課件

1、1C.作用：承擔(dān)自重、屋面風(fēng)荷載、雪荷載、積灰荷載及施工荷載 （維修人員和小型工具）并傳遞給柱。（2）橫向排架（見附圖）A.組成：橫梁（屋架或屋面梁）+橫向柱+基礎(chǔ)B.作用：承受豎向荷載和橫向荷載（風(fēng)載與吊車橫向水平剎車力）（3）縱向排架（見圖13-5）A.組成：縱向柱列+連系梁+吊車梁+柱間支承+基礎(chǔ)B.作用：承受豎向荷載和縱向荷載（風(fēng)載與吊車縱向水平剎車力）（4）吊車梁（見附圖）A.支承在牛腿上B.承受吊車豎向荷載和水平剎車力第1頁/共27頁2（5）支撐（見附圖）A.分類：屋蓋支撐和柱間支承B.作用：屋蓋支撐水平連接各榀屋架、柱間支承連接相鄰柱，形成 空間結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)廠房空間剛度。（6）基礎(chǔ)

2、（見附圖）A.分類：現(xiàn)澆柱的柱下基礎(chǔ)；預(yù)制柱的柱下基礎(chǔ)B.作用：承受柱及柱傳來的荷載和基礎(chǔ)梁傳來的荷載（7）維護(hù)結(jié)構(gòu)（見圖13-4）A.組成：墻體、連系梁、抗風(fēng)柱、基礎(chǔ)梁等B.作用：形成完整的廠房、增加空間剛度2.傳力路線（見圖13-6）第2頁/共27頁3三.單層廠房的結(jié)構(gòu)布置1.柱網(wǎng)布置布置目的：確定定位軸線，形成柱網(wǎng)，即柱網(wǎng)布置。布置原則：（見附圖）（1）縱軸線布置在柱外邊緣，橫軸線布置在柱的中心線；（2）柱距和跨度應(yīng)符合模數(shù)要求；柱距一般為3米、6米、9米和12米；跨度一般為12米、15米、18米、21米和24米（預(yù)應(yīng)力屋架）；（3）符合使用要求且考慮擴(kuò)建等問題。2.變形縫（1）類型：伸

3、縮縫（減少溫度應(yīng)力）、沉降縫（減少不均勻沉降 產(chǎn)生的應(yīng)力）和防震縫（減少地震應(yīng)力）第3頁/共27頁4（2）布置方法A.伸縮縫：當(dāng)縱向尺寸較大時(shí)，沿建筑物縱向從基礎(chǔ)頂面開始將上 部結(jié)構(gòu)分開（如圖13- 8），伸縮縫的間距可查規(guī)范；B.沉降縫：當(dāng)建筑物相鄰部分高度相差較大時(shí)（10米以上）、兩跨 間吊車額定起重量相差交大時(shí)、相鄰建筑物地基承載力 相差較大時(shí)，應(yīng)布置沉降縫，將相鄰建筑物從基礎(chǔ)到頂 部完全分開；C.防震縫：當(dāng)建筑物相鄰部位剛度相差較大時(shí)，應(yīng)在交界處設(shè)置。3.單層廠房的支撐支撐的作用：提高廠房的空間整體剛度；支撐的細(xì)部：參見標(biāo)準(zhǔn)圖集或規(guī)范第4頁/共27頁5支撐的分類：屋蓋（水平）支撐和柱間

4、（縱向）支撐；（1）屋蓋支撐：將各榀屋架在水平方向連系起來，各種類型見圖 13-9、圖13-10、圖13-11、圖13-12、圖13-13、圖 13-14、圖13-15和圖13-16；（2）柱間支撐：將各榀排架柱沿廠房縱向連系起來，傳遞荷載縱 向水平至基礎(chǔ)，各種類型見圖13-17、圖13-18和圖 13-19；4.抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁的功能和布置原則（1）抗風(fēng)柱（見附圖）布置位置：山墻上（具體構(gòu)造見圖13-20）主要作用：將作用在山墻上的縱向風(fēng)荷載傳遞給柱和基礎(chǔ)。第5頁/共27頁6（2）圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁A.圈梁：布置于墻體內(nèi)，用于增強(qiáng)房屋的整體剛度，如圖所示；B.連系梁

5、：用于增強(qiáng)廠房的縱向剛度，布置位置如圖；圈梁連系梁（外）牛腿柱柱縱向受力鋼筋拉筋墻體第6頁/共27頁7C.過梁：布置在墻體洞口上，支撐其上部墻體荷載；D.基礎(chǔ)梁：布置在基礎(chǔ)頂面，支撐其上部墻體荷載，見圖13-22。 連系梁、過梁及基礎(chǔ)梁均可直接選用標(biāo)準(zhǔn)圖集。13.2 排架計(jì)算 單層廠房排架結(jié)構(gòu)為空間結(jié)構(gòu)，可視為橫向平面排架與縱向平面排架的組合，如附圖所示。 由于縱向排架柱較多、抗側(cè)剛度較大、每根柱子受力不大，所以一般情況下不須計(jì)算，僅在考慮抗震和溫度應(yīng)力時(shí)加以驗(yàn)算。 主要荷載由橫向排架承擔(dān)，所以重點(diǎn)討論其計(jì)算方法。 橫向排架的計(jì)算內(nèi)容為：確定計(jì)算簡圖、荷載計(jì)算、控制截面內(nèi)力計(jì)算和組合，配筋根據(jù)

6、偏心受力構(gòu)件計(jì)算。第7頁/共27頁8一.計(jì)算簡圖（見附圖）1.排架計(jì)算簡圖的基本假定（1）柱下端固接于基礎(chǔ)頂面，上端與屋架或屋面梁鉸接；（2）屋面梁或屋架無軸向變形，即軸向剛度無限大的桿；2.排架幾何尺寸（1）柱總高H=柱頂標(biāo)高+基底標(biāo)高的絕對值-基礎(chǔ)高度；（2）上柱高度 =柱頂標(biāo)高-軌頂標(biāo)高+軌道高度+吊車梁高度；（3）其余幾何參數(shù)見以上附圖二.荷載計(jì)算 作用在排架結(jié)構(gòu)上的荷載主要有恒載和活載（見圖13-24），下面分別介紹各種荷載的計(jì)算原理及方法。uH第8頁/共27頁91.恒載（主要為結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重）（1）屋蓋結(jié)構(gòu)自重傳來的荷載 ，其大小可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集或生產(chǎn) 廠家的說明書查得，其作用位置見附

7、圖；（2）上柱自重 ，其大小可根據(jù)截面尺寸、鋼筋混凝土容重及上 柱高度計(jì)算，其作用位置見附圖；（3）下柱自重 ，其大小可根據(jù)截面尺寸、鋼筋混凝土容重及下 柱高度（含牛腿，近似）計(jì)算，其作用位置見附圖；（4）吊車梁和軌道零件自重 ，其大小可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集或生產(chǎn) 廠家的說明書查得，其作用位置見附圖；（5）支承在柱外牛腿上的維護(hù)墻自重 ，其大小可根據(jù)墻體截面 尺寸、容重及高度計(jì)算，其作用位置見附圖；1F2F3F4F5F第9頁/共27頁102.屋面活荷載 屋面活荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載，其大?。娣植迹┛芍苯硬楹奢d規(guī)范，然后按屋面水平投影面積計(jì)算合力；規(guī)范中均為標(biāo)準(zhǔn)值，荷載分項(xiàng)系數(shù)均取1

8、.4； 的作用點(diǎn)同 ，附圖。（1）屋面均布活荷載 按屋面是否上人及相應(yīng)施工荷載查荷載規(guī)范；（2）雪荷載 按公式（13-1）計(jì)算，式中符號見相應(yīng)說明；（3）屋面積灰荷載 按廠房類型查荷載規(guī)范；（4）屋面活荷載組合原則： Qs1Q2Q3Q321QQQQ),max(Q1F第10頁/共27頁113.吊車荷載 主要考慮四輪吊車； 吊車分級：A.輕級（工作制），使用較少；B.中級（工作制）， 使用較多；C.重級或特重級（工作制），使用時(shí)滿載 且十分頻繁。 吊車荷載：豎向荷載（自重+起吊重量） 水平荷載（水平剎車力，分橫向和縱向）（1）作用在排架（柱）上的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值 小車開到極限位置時(shí)輪子受到的壓力

9、（輪壓），由附圖根據(jù)平衡條件得： minmax,DDK3K2K1kkGGGpp2,min,max,)(第11頁/共27頁12 由上式即可推出公式（13-2），各符號見書上說明。 作用在排架（柱）上的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值 即為吊車梁的反力，該反力可由結(jié)構(gòu)力學(xué)影響線方法（見附圖）求得如下式： 考慮多臺吊車同時(shí)作用的情況較少，引入折減系數(shù)（見表13-3）后，得： 相應(yīng)的設(shè)計(jì)值為：minmax,DDikkypDmax,max,ikkypDmin,min,ikkypDmax,max,ikkypDmin,min,kQDDmax,maxkQDDmin,min第12頁/共27頁13討論：A. 作用于左柱時(shí)， 一

10、定同時(shí)作用于右柱； 作用于右柱時(shí)， 一定同時(shí)作用于左柱； 上述兩種情況應(yīng)在求內(nèi)力時(shí)分別考慮； B. 和 不可能同時(shí)作用于同一側(cè)柱；（2）作用在排架（柱）上的吊車水平荷載設(shè)計(jì)值有兩類：縱向水平剎車力，大車剎車時(shí)產(chǎn)生，由縱向排架承擔(dān)； 橫向水平剎車力，小車剎車時(shí)產(chǎn)生，由橫向排架承擔(dān)，是 討論重點(diǎn)。橫向水平剎車力作用點(diǎn)：通過吊車梁頂面?zhèn)鹘o柱；（見附圖）每個(gè)輪子受到的剎車力：根據(jù)試驗(yàn)由公式（13-6）計(jì)算； 根據(jù)影響線原理（見附圖）求得公式（13-7）或（13-8）。maxDminDmaxDminDminDmaxDmaxTmaxT第13頁/共27頁14討論：A. 有分別向左剎車和向右剎車兩種情況； B

11、.不可能出現(xiàn)同時(shí)向左和向右剎車的情況； C.在荷載組合時(shí)，有 時(shí)，可能有或沒有 ； 沒有 時(shí)，一定沒有 。4.風(fēng)荷載（1）基本計(jì)算方法見公式（13-9）及其說明；（2）作用在單層廠房排架結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載計(jì)算 以左風(fēng)（即風(fēng)自左向右吹）為例加以說明。將風(fēng)的作用分成三部分，即上柱頂以上部分； 上柱頂以下迎風(fēng)面部分； 上柱頂以下背風(fēng)面部分。maxTminmaxDD或maxTminmaxDD或maxT第14頁/共27頁15 將上柱以上合力求得后，認(rèn)為其通過上柱頂傳給排架，如圖所示，具體計(jì)算見書上說明。三.排架內(nèi)力計(jì)算方法 排架內(nèi)力一般采用剪力分配法計(jì)算，現(xiàn)根據(jù)該法的原理介紹單層單跨排架的查表計(jì)算方法。風(fēng)向

12、上柱頂W1q2q第15頁/共27頁16 在前述荷載作用下，排架有兩種情況，即柱頂無位移（對稱荷載下）和柱頂有位移，現(xiàn)結(jié)合排架所承受的各種荷載分別討論。1.柱頂無位移的情況 作用下的內(nèi)力計(jì)算（見附圖） A.由于結(jié)構(gòu)和荷載對稱，可取一半討論，即 ； B. 將縱向力平移至上柱軸線得： ； C. 將縱向力平移至上柱軸線得： ； D.查P.536附圖10-2得： ； E.查P.536附圖10-2得： ； F.綜合以上可得： ，(見附圖）)(QF1)()(ba )()()(dcb)()()(fec)()(hd )()(gf )()()()(hgea第16頁/共27頁17 注意到圖 僅產(chǎn)生軸力， 和 均為靜

13、定結(jié)構(gòu)，所以很容易求得相應(yīng)內(nèi)力并作內(nèi)力圖。)(e)(g)(h第17頁/共27頁18柱距跨度橫向排架無檁屋蓋有檁屋蓋屋面板檁條第18頁/共27頁19吊車梁牛腿柱抗風(fēng)柱第19頁/共27頁20水平支撐（黃色）縱向支撐（紅色）基礎(chǔ)基礎(chǔ)梁維護(hù)墻室外地平柱第20頁/共27頁21AAAABB12345計(jì)算單元HuH橫向排架縱向排架牛腿頂部基礎(chǔ)高度HuH00.ucIEucIElcIElcIE上柱頂標(biāo)高基頂基底標(biāo)高軌頂標(biāo)高吊車梁高度軌道高度第21頁/共27頁22)(QF12F3F4F5Flhuhbb)(mm1502heu1mm150)(2h2heul0外牛腿第22頁/共27頁23廠房縱向廠房橫向k3G,k1G,k2G,kpmax,kpmax,kpmin,大車小車吊車梁重物第23頁/共27頁24kpmax,kpmax,kpmax,kpmax,)(min,kp)(min,kp)(min,kp)(min,kpkDmax,)(m