建筑結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)實(shí)用教案

1、11.1 概述(i sh) （1） 廠房首先要滿足生產(chǎn)工藝的要求，并為工廠創(chuàng)造良好的勞動(dòng)衛(wèi)生條件，以利提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。 （2） 廠房內(nèi)一般都有笨重的機(jī)器設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備（吊車）等，這就要求廠房有較大的空間。同時(shí)，廠房結(jié)構(gòu)要承受較大的靜、動(dòng)荷載以及振動(dòng)或撞擊力等。 （3） 有的廠房在生產(chǎn)過程中會(huì)散發(fā)大量的余熱(y r)、煙塵、有害氣體、有侵蝕性的液體以及生產(chǎn)噪音等，這就要求廠房有良好的通風(fēng)和采光。11.1.1 單層工業(yè)廠房(chngfng)的特點(diǎn)第1頁/共205頁第一頁，共206頁。（4） 生產(chǎn)過程往往需要各種工程技術(shù)管網(wǎng)，如上下水、熱力(rl)、壓縮空氣、煤氣、氧氣管道和電力供應(yīng)等

2、。廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮各種管道的鋪設(shè)要求和它們的荷載。（5） 生產(chǎn)過程中有大量的原料、加工零件、半成品、成品、廢料等需要用電瓶車、汽車或火車進(jìn)行運(yùn)輸。廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮所采用的運(yùn)輸工具的通行問題。第2頁/共205頁第二頁，共206頁。11.1.2 單層廠房(chngfng)的結(jié)構(gòu)類型單層廠房的結(jié)構(gòu)按其承重結(jié)構(gòu)的材料來分，有混合結(jié)構(gòu)、鋼筋(gngjn)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等類型。 混合結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)為墻或帶壁柱墻，屋架可用鋼筋(gngjn)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)或輕鋼結(jié)構(gòu)。 中型以上廠房大多選用鋼筋(gngjn)混凝土結(jié)構(gòu)。 11.1.2.1 按材料(cilio)分第3頁/共205頁第三頁，共206頁

3、。單層廠房的結(jié)構(gòu)按其施工方法(fngf)來分，有裝配式和現(xiàn)澆式兩種。目前除特殊情況外，均采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 11.1.2.2 按施工(sh gng)方法分第4頁/共205頁第四頁，共206頁。1.排架結(jié)構(gòu) 裝配式單層廠房的主要承重結(jié)構(gòu)是屋架或屋面梁、柱和基礎(chǔ)。當(dāng)屋架與柱頂為鉸接，柱與基礎(chǔ)頂面為剛接時(shí)，這樣組成的結(jié)構(gòu)叫排架。排架結(jié)構(gòu)按其所用材料分鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)、鋼屋架和鋼筋混凝土柱組成的排架結(jié)構(gòu)、磚墻或磚垛代替(dit)鋼筋混凝土柱的磚排架結(jié)構(gòu)。隨著生產(chǎn)工藝及使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)成等高或不等高、單跨或多跨的各種形式（如圖11.1所示）。 11.1.2.3 按承重結(jié)構(gòu)(jig

4、u)的形式分第5頁/共205頁第五頁，共206頁。2.剛架結(jié)構(gòu) 剛架結(jié)構(gòu)也稱框架結(jié)構(gòu)，剛架結(jié)構(gòu)也是由橫梁、柱和基礎(chǔ)所組成(z chn)。 常用有鋼筋混凝土門式剛架和鋼框架結(jié)構(gòu)。（1） 鋼筋混凝土門式剛架。鋼筋混凝土門式剛架的基本特點(diǎn)是柱和屋架（橫梁）合并為同一個(gè)構(gòu)件，柱與基礎(chǔ)的連接為鉸接或剛接。 門式剛架種類很多，目前在單層廠房中用得較多的是兩鉸和三鉸兩種形式。同樣，門式剛架也可用于多跨廠房。如圖11.2所示。第6頁/共205頁第六頁，共206頁。（2） 鋼框架結(jié)構(gòu)。鋼框架結(jié)構(gòu)的屋架、柱、吊車梁等主要構(gòu)件均采用鋼結(jié)構(gòu)。廠房鋼柱的上柱升高至屋架上弦，屋架的上下弦均與上柱相連接，使屋架與柱形成剛接

5、，以提高廠房的橫向(hn xin)剛度。如圖11.3所示。 第7頁/共205頁第七頁，共206頁。圖11.1鋼筋(gngjn)混凝土排架結(jié)構(gòu) 第8頁/共205頁第八頁，共206頁。圖11.2鋼筋(gngjn)混凝土門式剛架 第9頁/共205頁第九頁，共206頁。圖11.3鋼框架結(jié)構(gòu) 第10頁/共205頁第十頁，共206頁。11.2 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)(jigu)的組成、傳力途徑及設(shè)計(jì)內(nèi)容 單層工業(yè)廠房排架結(jié)構(gòu)通常由橫向平面排架和縱向(zn xin)平面排架及支撐系統(tǒng)連成一個(gè)整體的空間結(jié)構(gòu)體系，由下列構(gòu)件組成，如圖11.4所示。 11.2.1 單層工業(yè)廠房(chngfng)排架結(jié)構(gòu)的組成第11

6、頁/共205頁第十一頁，共206頁。圖11.4裝配式鋼筋混凝土單層廠房(chngfng)結(jié)構(gòu) 第12頁/共205頁第十二頁，共206頁。屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁和有檁兩種體系，無檁體系由大型屋面板、屋面梁或屋架以及屋蓋支撐所組成，如圖11.5所示。有檁體系由小型屋面板、檁條、屋架（包括屋蓋支撐）組成，如圖11.6所示。屋蓋結(jié)構(gòu)有時(shí)還有天窗(tinchung)架、托架，其作用主要是圍護(hù)和承重（承受屋蓋結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載、雪荷載和其它荷載），以及采光和通風(fēng)。 墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括外墻、抗風(fēng)柱、墻梁、基礎(chǔ)梁等，其作用主要是圍護(hù)和承重。 11.2.1.1 屋蓋和墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系(tx)第13頁/共205頁第十三頁

7、，共206頁。圖11.5無檁體系(tx) 第14頁/共205頁第十四頁，共206頁。圖11.6有檁體系(tx) 第15頁/共205頁第十五頁，共206頁。橫向(hn xin)平面排架是由屋面梁或屋架、橫向(hn xin)柱列和基礎(chǔ)等組成，它是廠房基本承重結(jié)構(gòu)。廠房橫向(hn xin)排架承受豎向荷載（如結(jié)構(gòu)自重、屋面活荷載和吊車豎向荷載等）及橫向(hn xin)水平荷載（如風(fēng)荷載、吊車橫向(hn xin)制動(dòng)力和地震作用等）。如圖11.7所示。 11.2.1.2 橫向排架結(jié)構(gòu)(jigu)體系第16頁/共205頁第十六頁，共206頁。圖11.7單層廠房(chngfng)的荷載 第17頁/共205

8、頁第十七頁，共206頁?？v向排架結(jié)構(gòu)體系是由縱向柱列和基礎(chǔ)、連系梁和柱間支撐等組成。其作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定(wndng)和承重，廠房縱向排架主要承受縱向水平荷載，如縱向風(fēng)荷載、吊車縱向制動(dòng)力、縱向地震作用和溫度應(yīng)力等。如圖11.8所示。 11.2.1.3 縱向(zn xin)排架結(jié)構(gòu)體系第18頁/共205頁第十八頁，共206頁。圖11.8廠房(chngfng)的縱向排架 1風(fēng)力；2吊車縱向(zn xin)制動(dòng)力；3連系梁；4柱間支撐；5吊車梁；6柱 第19頁/共205頁第十九頁，共206頁。11.2.2 荷載(hzi)的傳遞永久荷載是長期作用在廠房結(jié)構(gòu)上的不變荷載（恒荷載），如各種(

9、zhn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件、圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及設(shè)備的自重等。 11.2.2.1 永久(yngji)荷載第20頁/共205頁第二十頁，共206頁。可變荷載是作用在廠房結(jié)構(gòu)上的活荷載，主要有：（1） 雪荷載，以基本(jbn)雪壓所算得的在廠房各屋面上的積雪重量。（2） 風(fēng)荷載，以基本(jbn)風(fēng)壓所算得的在廠房各部分表面上的風(fēng)壓（吸）力。（3） 吊車荷載，吊車起吊重物在廠房內(nèi)運(yùn)行時(shí)的移動(dòng)集中荷載包括吊車豎向荷載和吊車水平荷載（4） 積灰荷載，大量排灰的廠房及其鄰近建筑，應(yīng)考慮積灰荷載。（5） 施工荷載，廠房在施工或檢修時(shí)的荷載。 11.2.2.2 可變荷載(hzi)第21頁/共205頁第二十一頁，共206頁。作用

10、在單層廠房結(jié)構(gòu)上所有荷載按其作用方向可分為豎向荷載、橫向水平(shupng)荷載以及縱向水平(shupng)荷載三種。 荷載的傳遞，特別是水平(shupng)荷載的傳遞，實(shí)際上很復(fù)雜的，而不是簡單的直接傳遞，為了清楚起見，再把上面分析的荷載傳遞路線綜合成圖表來表達(dá)，如圖11.9所示。在一般的單層廠房中，橫向排架是主要承重結(jié)構(gòu)，而屋架、吊車梁、柱和基礎(chǔ)是廠房中的主要承重構(gòu)件。 11.2.2.3 偶然(u rn)荷載第22頁/共205頁第二十二頁，共206頁。圖11.9 荷載(hzi)傳遞路線圖 第23頁/共205頁第二十三頁，共206頁。單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)建筑設(shè)計(jì)資料，以及堅(jiān)固適用、技術(shù)

11、先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的原則(yunz)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：（1） 確定結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置；（2） 確定主要承重構(gòu)件；（3） 進(jìn)行排架內(nèi)力分析與組合；（4） 排架柱設(shè)計(jì)；（5） 確定主要構(gòu)件之間的連接構(gòu)造。 11.2.3 單層工業(yè)廠房(chngfng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容第24頁/共205頁第二十四頁，共206頁。11.3 單層工業(yè)廠房(chngfng)的結(jié)構(gòu)布置 單層廠房(chngfng)承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上形成的有規(guī)律的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)。柱子縱向定位軸線間的距離稱為跨度，橫向定位軸線的距離稱為柱距。 確定柱網(wǎng)尺寸時(shí)，首先要滿足生產(chǎn)工藝要求，尤其是工藝設(shè)備的布置；其次是

12、根據(jù)建筑材料、結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)效果，以及提高建筑工業(yè)化程度和建筑處理、擴(kuò)大生產(chǎn)、技術(shù)改造等方面因素來確定；此外，還應(yīng)滿足模數(shù)制的要求。 11.3.1 柱網(wǎng)的布置(bzh)第25頁/共205頁第二十五頁，共206頁。（1） 跨度單層廠房的跨度在18m以下時(shí)，應(yīng)采用30M數(shù)列（1M=100mm)，即9m、12m、15m、18m；在18m以上(yshng)時(shí)，應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列，即24m、30m、36m等。如圖11.10所示。（2） 柱距單層廠房的柱距應(yīng)采用擴(kuò)大模數(shù)60M數(shù)列，見圖11.10。單層廠房山墻處的抗風(fēng)柱柱距宜采用擴(kuò)大模數(shù)15M數(shù)列。第26頁/共205頁第二十六頁，共20

13、6頁。圖11.10 跨度(kud)和柱距示意圖 第27頁/共205頁第二十七頁，共206頁。 （1）伸縮縫 為減少廠房結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，可設(shè)置伸縮縫，將廠房結(jié)構(gòu)分成若干溫度區(qū)段。 伸縮縫的一般做法是從基礎(chǔ)頂面開始將相鄰溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)完全分開(fn ki)，在伸縮縫兩側(cè)設(shè)置并列的雙排柱、雙榀屋架，而基礎(chǔ)可做成將雙排柱連在一起的雙杯口基礎(chǔ)。 11.3.2 變形縫的設(shè)置(shzh)第28頁/共205頁第二十八頁，共206頁。（2）沉降縫由于單層廠房結(jié)構(gòu)主要是由簡支構(gòu)件裝配而成，因地基發(fā)生不均勻沉降在構(gòu)件中產(chǎn)生的附加內(nèi)力不大，所以在單層廠房結(jié)構(gòu)中，除主廠房結(jié)構(gòu)與生活間等附屬建筑物相連接處外，很少采用

14、(ciyng)沉降縫。 沉降縫應(yīng)將建筑物從基礎(chǔ)到屋頂全部分開，以使縫兩邊發(fā)生不同沉降時(shí)不至于相互影響。 第29頁/共205頁第二十九頁，共206頁。（3）防震(fngzhn)縫防震(fngzhn)縫是為減輕震害而采取的措施之一。當(dāng)廠房平面、立面復(fù)雜，結(jié)構(gòu)高度或剛度相差很大，以及在廠房側(cè)邊布置附房，如生活間、變電所、爐子間等時(shí)，設(shè)置抗震縫將相鄰部分分開，防震(fngzhn)縫的寬度在廠房縱橫跨交接處可采用100150mm，其它情況可采用5090mm。 第30頁/共205頁第三十頁，共206頁。支撐(zh chng)的作用，從圖11.11所舉的有檁屋蓋體系廠房支撐(zh chng)布置中可以看出：

15、如果不設(shè)支撐(zh chng)時(shí)，山墻上的風(fēng)力W將從A點(diǎn)傳至B點(diǎn)，這樣不僅廠房整體剛度差，穩(wěn)定性也難于保證。如設(shè)了支撐(zh chng)，山墻上的風(fēng)力W則從A點(diǎn)傳至123456,再傳至柱間支撐(zh chng)，最后傳至基礎(chǔ)。支撐(zh chng)的主要作用是：(1) 保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向及橫向水平剛度；(2) 在施工和使用階段，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性；(3) 將某些水平荷載傳給主要承重結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)。 11.3.3 支撐(zh chng)的布置第31頁/共205頁第三十一頁，共206頁。圖11.11 有檁屋蓋體系廠房支撐(zh chng)作用示意圖 第32頁/共205頁第三十二頁，共206頁。屋蓋支

16、撐包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐及系桿等。1.橫向水平支撐橫向水平支撐是由交叉(jioch)角鋼和屋架上弦或下弦組成的水平桁架。其作用是，加強(qiáng)屋蓋結(jié)構(gòu)在縱向水平面內(nèi)的剛度，將山墻抗風(fēng)柱所承受的縱向水平力傳到兩側(cè)柱列上去，布置在溫度區(qū)段的兩端。設(shè)置在屋架上弦平面內(nèi)的稱為上弦橫向水平支撐；設(shè)置在屋架下弦平面內(nèi)的稱為下弦橫向水平支撐。11.3.3.1 屋蓋支撐(zh chng)第33頁/共205頁第三十三頁，共206頁。（1） 上弦(shngxin)橫向水平支撐。當(dāng)屋蓋結(jié)構(gòu)的縱向平面內(nèi)的剛度不足，具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置上弦(shngxin)橫向水平支撐： 跨度

17、較大的無檁體系屋蓋，當(dāng)屋面板與屋架連接點(diǎn)的焊接質(zhì)量不能保證，且山墻抗風(fēng)柱與屋架上弦(shngxin)連接時(shí)； 廠房設(shè)有天窗，當(dāng)天窗通到廠房兩端的第二柱間或通過伸縮縫時(shí)，此時(shí)，應(yīng)在第一或第二柱間的天窗范圍內(nèi)設(shè)置上弦(shngxin)橫向水平支撐，并在天窗范圍內(nèi)沿縱向設(shè)置一至三道通長的受壓系桿，以保證屋架上弦(shngxin)的側(cè)向穩(wěn)定。 第34頁/共205頁第三十四頁，共206頁。（2） 下弦橫向水平支撐。當(dāng)具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置下弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐一般宜設(shè)于廠房端部及伸縮縫處第一柱間。 廠房跨度18m，或廠房跨度18m，且山墻上風(fēng)荷載由屋架上弦(shngxin)傳遞時(shí)； 屋架

18、下弦懸掛吊車的縱向水平荷載較大而通過垂直支撐傳力時(shí)，可在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設(shè)置； 當(dāng)廠房高度較大，縱向風(fēng)荷載由山墻抗風(fēng)柱傳至屋架下弦時(shí)； 廠房內(nèi)有較大的振動(dòng)荷載，吊車噸位大時(shí)。第35頁/共205頁第三十五頁，共206頁。2.縱向水平支撐縱向水平支撐一般是由交叉角鋼等鋼桿件和屋架下弦第一節(jié)間組成的水平桁架。其作用是加強(qiáng)屋蓋結(jié)構(gòu)在縱向水平面內(nèi)的剛性；在屋蓋設(shè)有托架時(shí)，還可以保證托架上緣的側(cè)向穩(wěn)定，并將托架區(qū)域內(nèi)的橫向(hn xin)水平風(fēng)力有效地傳到相鄰柱子上去。當(dāng)具有以下情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向水平支撐（1） 廠房內(nèi)設(shè)有托架時(shí)，則必須在設(shè)有托架的柱間和兩端相鄰的一個(gè)柱間設(shè)置下弦縱向水平支撐，見

19、圖11.13(a)。 第36頁/共205頁第三十六頁，共206頁。（2） 廠房內(nèi)設(shè)有軟鉤橋式吊車，廠房高大，吊車噸位大時(shí)（如單跨廠房柱高1518m以上，中級工作制吊車30t以上時(shí)）。如圖11.13(b)所示（3） 廠房內(nèi)設(shè)有硬鉤橋式吊車或5t級以上的鍛錘時(shí)，此時(shí)，布置要求如圖11.13(b)所示，當(dāng)?shù)踯噰嵨淮蠡驅(qū)S房剛度有特殊要求時(shí)，可沿中間(zhngjin)柱列適當(dāng)增設(shè)縱向水平支撐，如圖11.13(c)所示。 當(dāng)廠房已設(shè)有下弦橫向水平支撐時(shí)，則縱向水平支撐應(yīng)盡可能與橫向水平支撐連接，以形成封閉的水平支撐系統(tǒng)，如圖11.13（a)、(b)所示。 第37頁/共205頁第三十七頁，共206頁。3.

20、垂直支撐及水平系桿 垂直支撐一般是由角鋼桿件與屋架的直腹桿或天窗架的立柱組成的垂直桁架。屋架垂直支撐根據(jù)屋架高度不同(b tn)做成十字交叉形或W形天窗架，垂直支撐一般做成斜叉形。垂直支撐的作用是保證屋架及天窗架在承受荷載后的平面外穩(wěn)定；并傳遞縱向水平力，所以垂直支撐與橫向水平支撐配合作用。屋架的垂直支撐，宜按下列要求布置： 第38頁/共205頁第三十八頁，共206頁。（1） 當(dāng)屋架跨度大于18m小于30m時(shí)，垂直支撐應(yīng)布置在廠房端部第二柱間和伸縮縫兩邊第二柱間，并在屋架跨中設(shè)置一道垂直支撐和水平(shupng)系桿。 （2） 當(dāng)屋架跨度大于30m時(shí)，應(yīng)在屋架跨度的1/3左右節(jié)點(diǎn)處設(shè)置兩道垂直

21、支撐和水平(shupng)系桿。（3） 豎桿較高的折線形或梯形屋架之間，除按以上要求布置支撐外，在屋架的端部需增設(shè)垂直支撐和水平(shupng)系桿。（4） 當(dāng)屋架設(shè)有輕型懸掛吊車時(shí)，懸掛吊車節(jié)點(diǎn)位置可設(shè)置斜撐式垂直支撐，如圖11.14所示。第39頁/共205頁第三十九頁，共206頁。4.天窗架支撐天窗架支撐包括天窗上弦水平支撐和天窗架間垂直支撐。天窗架支撐的作用是增強(qiáng)整體剛度，保證其系統(tǒng)的空間穩(wěn)定性，并把端壁上的水平風(fēng)荷載傳給屋架。天窗架支撐一般均設(shè)置(shzh)在天窗架的兩端，如圖11.15所示。 第40頁/共205頁第四十頁，共206頁。圖11.12 橫向水平(shupng)支撐布置圖

22、第41頁/共205頁第四十一頁，共206頁。圖11.13 縱向(zn xin)水平支撐布置 第42頁/共205頁第四十二頁，共206頁。圖11.14 斜撐式垂直(chuzh)支撐 第43頁/共205頁第四十三頁，共206頁。圖11.15 天窗(tinchung)架上弦橫向 第44頁/共205頁第四十四頁，共206頁。柱間支撐一般采用交叉鋼斜桿組成。交叉傾角在3555之間，以45為宜，鋼桿件的截面尺寸需經(jīng)強(qiáng)度和穩(wěn)定計(jì)算確定（如圖11.16(a)所示）。當(dāng)柱間因交通、設(shè)備布置或柱距較大而不能采用交叉斜桿式支撐時(shí)，可以做成門架式支撐，如圖11.16(b)所示。 柱間支撐的作用是保證廠房的縱向剛度和穩(wěn)

23、定性，吊車縱向制動(dòng)力和山墻縱向風(fēng)荷載及縱向地震(dzhn)力經(jīng)屋蓋系統(tǒng)傳遞到兩縱向柱列上去。 11.3.3.2 柱間支撐(zh chng)第45頁/共205頁第四十五頁，共206頁。柱間支撐布置：一般上柱柱間支撐設(shè)置在溫度區(qū)段兩側(cè)與屋蓋橫向水平支撐相對應(yīng)的柱間，以及溫度區(qū)段中央或臨近中央的柱間，下柱柱間支撐設(shè)置在溫度區(qū)段中部與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置。 柱間支撐的布置原則：凡屬下列(xili)情況之一的一般廠房需設(shè)置柱間支撐。（1） 設(shè)有重級工作制吊車或中輕級工作制吊車起重量10t時(shí)；（2） 廠房跨度18m或柱高8m時(shí)；（3） 縱向柱的總數(shù)每排7根；第46頁/共205頁第四十六頁，共206頁。

24、（4） 設(shè)有3t及3t以上懸掛(xungu)吊車時(shí)； （5） 露天吊車柱列。第47頁/共205頁第四十七頁，共206頁。圖11.16 柱間支撐(zh chng) 第48頁/共205頁第四十八頁，共206頁。當(dāng)用磚砌體作為廠房(chngfng)圍護(hù)墻時(shí)，一般要設(shè)置圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁。圈梁的作用是將墻體同廠房(chngfng)柱箍在一起，以加強(qiáng)廠房(chngfng)的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降、較大振動(dòng)荷載或地震對廠房(chngfng)引起的不利影響。圈梁設(shè)在墻內(nèi)，并與柱用鋼筋拉接。圈梁不承受墻體重量，故柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。圈梁的布置與墻體高度、廠房(chngfng)的剛度要求

25、及地基情況有關(guān)。 11.3.4 圈梁、連續(xù)梁、過梁(u lin)和基礎(chǔ)梁的布置第49頁/共205頁第四十九頁，共206頁。圈梁應(yīng)連續(xù)設(shè)置在墻體的同一水平面上，并盡可能沿整個(gè)建筑物形成封閉狀。如圖11.17。 圈梁的截面寬度宜與墻厚相同。 連系梁的作用是連系縱向柱列，以增強(qiáng)廠房的縱向剛度，并將風(fēng)荷載傳給縱向柱列。此外，連續(xù)梁還承受其上面墻體的重量。連梁通常是預(yù)制的，兩端擱置在柱牛腿上，用螺栓或電焊與牛腿連接。 過梁的作用是承托(chn tu)門窗洞口上部墻體的重量。 在一般廠房中，通常用基礎(chǔ)梁來承受圍護(hù)墻體的重量。 第50頁/共205頁第五十頁，共206頁。圖11.17 圈梁的搭接(d ji)長

26、度 第51頁/共205頁第五十一頁，共206頁。11.4 單層廠房(chngfng)結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的選型 工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)圖集有三類：經(jīng)國家建委審定的全國通用標(biāo)準(zhǔn)圖集，適用于全國各地；經(jīng)某地區(qū)或某工業(yè)部門審定的通用圖集，適用于該地區(qū)或該部門所屬單位；經(jīng)某設(shè)計(jì)單位審定的定型圖集適用于該單位。這些圖集一般包括設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)施工說明、構(gòu)件選用表、結(jié)構(gòu)布置圖、連接大樣圖、模板圖、配筋圖、預(yù)埋件詳圖、鋼筋及鋼材用量表等幾個(gè)部分(b fen)，均屬結(jié)構(gòu)施工圖范疇。 11.4.1 單層廠房標(biāo)準(zhǔn)或通用定型構(gòu)件(gujin)的選擇方法第52頁/共205頁第五十二頁，共206頁。“設(shè)計(jì)和施工說明”包括構(gòu)件適用范圍，

27、主要設(shè)計(jì)依據(jù)，主要計(jì)算方法，使用材料，施工、制作及安裝要求(yoqi)等部分。選用構(gòu)件時(shí)要特別注意與施工說明內(nèi)容相吻合?！皹?gòu)件選用表”是選用構(gòu)件時(shí)的主要依據(jù)。一般可根據(jù)兩種方法選用：（1） 根據(jù)荷載或?qū)ω?fù)荷的限制條件（2） 根據(jù)允許的最大內(nèi)力（彎矩和剪力） 第53頁/共205頁第五十三頁，共206頁。（1） 無檁體系屋面構(gòu)件無檁體系采用大型(dxng)屋面板，適用于大中型單層廠房。各種無檁體系屋蓋的類型、特點(diǎn)、尺寸、允許均布荷載及適用條件見表11.1。（2） 屋面板有檁體系屋面板類型、尺寸、特點(diǎn)及適用條件見表11.2。（3） 檁條檁條與屋架上弦的連接一般采用焊接。鋼筋混凝土檁條類型、跨度等見表

28、11.3。11.4.2 屋面(wmin)構(gòu)件選型第54頁/共205頁第五十四頁，共206頁。表11.1 屋面板類型(lixng)表 第55頁/共205頁第五十五頁，共206頁。表11.2 有檁體系(tx)屋面板 第56頁/共205頁第五十六頁，共206頁。表11.3 鋼筋(gngjn)混凝土檁條類型表 第57頁/共205頁第五十七頁，共206頁。屋架或屋面梁直接承受屋面荷載；有些廠房的屋架（或屋面梁）還承受懸掛吊車、管道或其它(qt)工藝設(shè)備及天窗架等荷載，并和屋蓋支撐系統(tǒng)一起，保證屋蓋水平和垂直方向的剛度和穩(wěn)定性。目前常用的鋼筋混凝土屋架的形式及其適用條件見表11.4。屋面梁和屋架一般為平臥

29、制作，因此除按一般受彎構(gòu)件計(jì)算外，還應(yīng)進(jìn)行施工階段翻身扶直以及吊裝（或運(yùn)輸）時(shí)的驗(yàn)算，驗(yàn)算時(shí)應(yīng)將構(gòu)件自重乘以1.5的動(dòng)力系數(shù)。 11.4.3 屋架(wji)選型第58頁/共205頁第五十八頁，共206頁。表11.4 鋼筋(gngjn)混凝土屋架類型表 第59頁/共205頁第五十九頁，共206頁。第60頁/共205頁第六十頁，共206頁。吊車梁是有吊車廠房的重要承重構(gòu)件，它直接承受吊車起重、運(yùn)行、制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的各種往復(fù)(wngf)移動(dòng)荷載。為此吊車梁除了要滿足一般梁的強(qiáng)度、抗裂度、剛度等要求外，還要滿足疲勞強(qiáng)度的要求。同時(shí)，吊車梁還傳遞廠房縱向荷載（如山墻上的風(fēng)荷載）。吊車梁的選用一般按吊車的起重

30、能力、跨度和吊車工作制的不同，可采用不同形式。常用鋼筋混凝土吊車梁見表11.5。 11.4.4 吊車(dioch)梁選型第61頁/共205頁第六十一頁，共206頁。表11.5 常用(chn yn)鋼筋混凝土吊車梁 第62頁/共205頁第六十二頁，共206頁。柱主要承受屋蓋和吊車梁等豎向荷載、風(fēng)荷載及吊車產(chǎn)生的縱向和橫向水平荷載，有時(shí)還承受墻體、管道設(shè)備等荷載。所以，柱應(yīng)具有足夠的抗壓和抗彎能力。 目前柱子(zh zi)標(biāo)準(zhǔn)圖集CL335給出了一些柱子(zh zi)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，但大多數(shù)情況還需要設(shè)計(jì)者自行設(shè)計(jì)。常用柱的類型見圖11.19。 常用柱距6m的柱截面尺寸參見表11.6。 11.4.5

31、常用(chn yn)柱選型第63頁/共205頁第六十三頁，共206頁。圖11.19 柱的類型(lixng) (a) 矩形柱；(b) 工字形柱；(c) 預(yù)制(y zh)空腹板工字形柱；(d) 單肢管柱；(e) 雙肢柱；(f) 平腹桿雙肢柱；(g） 斜腹桿雙肢柱；(h) 雙肢管柱 第64頁/共205頁第六十四頁，共206頁。表11.6 柱截面尺寸(ch cun)參考表（柱距6m) 第65頁/共205頁第六十五頁，共206頁?；A(chǔ)支承廠房上部結(jié)構(gòu)的全部重量，然后傳遞到地基中去，因此基礎(chǔ)起著承上傳下的作用。選擇什么類型的基礎(chǔ)，主要取決于上部結(jié)構(gòu)荷載的大小和性質(zhì)、工程地質(zhì)條件等。一般情況下，可采用獨(dú)立的

32、杯形基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)的類型、特點(diǎn)(tdin)及適用條件見表11.7。 11.4.6 基礎(chǔ)(jch)選型第66頁/共205頁第六十六頁，共206頁。表11.7 基礎(chǔ)(jch)類型表 第67頁/共205頁第六十七頁，共206頁。第68頁/共205頁第六十八頁，共206頁。11.5 單層廠房(chngfng)排架內(nèi)力計(jì)算 單層廠房結(jié)構(gòu)實(shí)際上是一空間結(jié)構(gòu)體系，為了計(jì)算方便，一般分別按縱、橫兩個(gè)方向作為平面排架來分析，即假定各個(gè)橫向平面排架（或縱向平面排架）均單獨(dú)工作。 計(jì)算單元： 單層廠房是一個(gè)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，實(shí)際計(jì)算時(shí)，可根據(jù)廠房的構(gòu)造和荷載特點(diǎn)進(jìn)行簡化并確定計(jì)算簡圖，如圖11.20所示。由相鄰柱距的中

33、部截取一個(gè)典型區(qū)段(q dun)，稱為計(jì)算單元，如圖11.20所示。 11.5.1 計(jì)算(j sun)假定和計(jì)算(j sun)簡圖第69頁/共205頁第六十九頁，共206頁。為簡化計(jì)算，根據(jù)構(gòu)造特點(diǎn)，對確定排架的計(jì)算簡圖時(shí)，有以下計(jì)算假定:（1） 屋架或屋面大梁與柱頂連接處，僅用預(yù)埋鋼板焊牢，它抵抗轉(zhuǎn)動(dòng)的能力很小，計(jì)算中只考慮傳遞垂直力和水平剪力，按鉸接結(jié)點(diǎn)考慮。（2） 排架柱與基礎(chǔ)的連接做法是：預(yù)制柱插入基礎(chǔ)杯口一定深度，柱和基礎(chǔ)間用高強(qiáng)度等級細(xì)石混凝土澆筑(jiozh)密實(shí)。因此排架柱與基礎(chǔ)連接處按固定端位于基礎(chǔ)頂面。 第70頁/共205頁第七十頁，共206頁。（3） 鉸接排架的橫梁（屋架

34、）的剛度很大，受力后的軸向變形可忽略不計(jì)。排架受力后橫梁兩端兩個(gè)柱子的柱頂水平位移相等。（4） 排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸接處，排架柱的軸線為柱的幾何中心線。當(dāng)柱為變截面時(shí)，排架柱的軸線為一折線，如圖11.20(a)、(b)所示。（5） 排架的跨度以廠房的縱向定位軸線為準(zhǔn)，計(jì)算簡圖如圖11.20(c)所示。只需在變截面處增加(zngji)一個(gè)力偶M,M等于上柱傳下的豎向力乘以上下柱幾何中心線間距離e。 第71頁/共205頁第七十一頁，共206頁。第72頁/共205頁第七十二頁，共206頁。圖11.20 排架計(jì)算(j sun)簡圖 第73頁/共205頁第七十三頁，共206頁。（1） 屋面恒荷

35、載屋面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值用G1k表示，設(shè)計(jì)值用G1表示，它包括各種構(gòu)造層屋面板、天溝板、 屋架、天窗、天窗架、屋架支撐、托架等自重。一般來說，G1對上柱截面的幾何(j h)中心有一個(gè)偏心距e1，G1對下柱截面的幾何(j h)中心又增加了附加偏心距e2，如圖11.22所示。 11.5.2 排架荷載(hzi)計(jì)算10.5.2.1 恒荷載(hzi)作用在排架上的荷載分為恒荷載和活荷載兩類，如圖11.21所示。 第74頁/共205頁第七十四頁，共206頁。（2） 上柱自重上柱自重標(biāo)準(zhǔn)值用G2k表示，設(shè)計(jì)值用G2表示，它沿上柱中心線作用。（3） 吊車梁及軌道等零件自重標(biāo)準(zhǔn)值用G3k表示，設(shè)計(jì)值用G3表示，它沿

36、吊車梁中心線作用于牛腿頂面，一般吊車梁中心線到柱外邊緣(binyun)（邊柱）或柱中心線（中柱）的距離為750mm。（4） 下柱自重下柱自重標(biāo)準(zhǔn)值用G4k表示，設(shè)計(jì)值用G4表示，它沿下柱中心線作用。第75頁/共205頁第七十五頁，共206頁。（5） 支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等自重支承在柱牛腿上的圍護(hù)結(jié)構(gòu)等自重標(biāo)準(zhǔn)值用G5k表示，設(shè)計(jì)值用G5表示，它沿承重梁中心線作用在柱牛腿頂面。（6） 墻體荷載當(dāng)墻直接砌筑在基礎(chǔ)梁上或大型墻板直接擱置(gzh)在基礎(chǔ)上時(shí)，它們對排架柱無豎向作用力，它們對排架的作用是傳遞墻面上的水平風(fēng)荷載給排架柱。第76頁/共205頁第七十六頁，共206頁。圖11.21 排架上

37、的荷載(hzi) 第77頁/共205頁第七十七頁，共206頁。圖11.22 排架在屋面(wmin)恒荷載作用下的計(jì)算簡圖和柱的內(nèi)力圖 第78頁/共205頁第七十八頁，共206頁。屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值用Q1k表示，設(shè)計(jì)值用Q1表示，作用點(diǎn)和計(jì)算簡圖與屋蓋恒荷載相同。屋面活荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載三種。均按屋面的水平投影面積計(jì)算。（1） 屋面均布活荷載屋面均布活荷載按荷載規(guī)范采用(ciyng)。當(dāng)施工荷載較大時(shí)，則按實(shí)際情況采用(ciyng)。11.5.2.2 屋面(wmin)活荷載第79頁/共205頁第七十九頁，共206頁。（2） 雪荷載雪荷載是積雪重量，為積雪深度和平均(pngjn

38、)積雪密度的乘積。屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk計(jì)算式為：Sk=rS0（3） 積灰荷載對生產(chǎn)中有大量排灰的廠房及其鄰近建筑物應(yīng)考慮積灰荷載，可由荷載規(guī)范查得。第80頁/共205頁第八十頁，共206頁。吊車按生產(chǎn)工藝要求和吊車本身構(gòu)造特點(diǎn)有多種不同的型號和規(guī)格。 橋式吊車為廠房中常用的一種吊車形式，橋式吊車由大車（橋架）和小車組成(z chn)，如圖11.23所示。 吊車對排架的作用有豎向荷載、橫向水平荷載和縱向水平荷載，現(xiàn)分別敘述如下： （1） 吊車豎向荷載吊車豎向荷載是一種通過輪壓傳給排架柱的移動(dòng)荷載，由吊車額定起重量、大車自重、小車自重三部分組成(z chn)。如圖11.23所示。 11.5.2.3

39、 吊車(dioch)荷載第81頁/共205頁第八十一頁，共206頁。對于四輪吊車的最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值Pmin,k可按下式計(jì)算(j sun)：Pmin,k=1/2 (Qbk+Qlk+Qck)-Pmax,k每榀排架上作用的吊車豎向荷載指的是幾臺吊車組合后通過吊車梁傳給柱的可能的最大反力。由于吊車荷載是移動(dòng)荷載，每榀排架上作用的吊車豎向荷載組合值需用影響線原理求出。作用在排架上的吊車豎向荷載的組合值與吊車的臺數(shù)及吊車沿廠房縱向運(yùn)行所處位置有關(guān)。 第82頁/共205頁第八十二頁，共206頁。當(dāng)兩臺吊車挨緊并行，且其中一臺起重量較大的吊車輪子正好運(yùn)行至計(jì)算排架上，而兩臺吊車的其余輪子分布在相鄰兩柱距之間時(shí)，

40、吊車豎向荷載組合(zh)值可達(dá)最大，其標(biāo)準(zhǔn)值Dmax,k、Dmin,k按下列公式計(jì)算：Dmax,k=yiPimax,kDmin,k=yiPimin,k第83頁/共205頁第八十三頁，共206頁。吊車豎向荷載Dmax,k和Dmin,k沿吊車梁的中心線作用在牛腿頂面。它們是相對于下柱截面具有偏心距e4的偏心壓力(yl)。Dmax,k和Dmin,k應(yīng)換算成作用于下柱頂面的軸力和力矩，如圖11.25(a)所示。 max,kmax,k4min,kmin,k4M=DM=Dee第84頁/共205頁第八十四頁，共206頁。（2） 吊車橫向水平荷載(hzi)T吊車橫向水平荷載(hzi)是指載有重物的小車在左右行

41、駛中突然剎車時(shí)，由于吊車Qbk和小車Qlk的慣性力而在廠房排架柱上所產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力。橫向制動(dòng)力應(yīng)等分作用在排架的兩側(cè)柱子上，它的方向有左右兩種可能性，如圖11.25(b)所示。 吊車橫向水平制動(dòng)力本應(yīng)按兩側(cè)柱子的剛度大小分配，但為簡化計(jì)算，荷載(hzi)規(guī)范允許近似地平均分配給兩側(cè)排架柱，如圖11.26所示。 第85頁/共205頁第八十五頁，共206頁。對于各類四輪橋式吊車，當(dāng)其小車滿載運(yùn)行中突然剎車時(shí)，在大車每一輪子上所產(chǎn)生的橫向水平制動(dòng)力(dngl)的標(biāo)準(zhǔn)值為：Tk=1/4(Qck+Qlk) 每個(gè)大車輪傳給吊車軌道的橫向水平制動(dòng)力(dngl)T確定后，即可按計(jì)算吊車豎向荷載Dmax,

42、k和Dmin,k的方法計(jì)算Tmax,k：nmax,ki111222i=1T=y()()ikTyy Tyy T第86頁/共205頁第八十六頁，共206頁。（3） 吊車縱向水平荷載T0吊車縱向水平荷載T0是指吊車沿廠房縱向運(yùn)行中突然剎車時(shí)，由吊車自重和吊重物(zhn w)的慣性力在廠房縱向排架柱上所產(chǎn)生的水平制動(dòng)力，它是通過每側(cè)的制動(dòng)輪傳至兩側(cè)吊車軌道，然后再由吊車梁傳給縱向柱列或柱間支撐，如圖11.27所示。 每臺吊車縱向水平制動(dòng)力的標(biāo)準(zhǔn)值為：T0,k=n/10Pmax,k第87頁/共205頁第八十七頁，共206頁?！纠?1.1】有單跨單層廠房，跨度(kud)為24m，柱距為6m，設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩臺

43、As級工作制20/5t橋式軟鉤吊車，求作用于排架柱上的Dmax,k、Dmin,k、Tmax,k。【解】（1） 查ZQ162得：吊車橋距l(xiāng)K=22.5m時(shí)，吊車最大寬度B=5600mm；大車輪距K=4400mm；小車重Qlk=77.2kN;吊車最大輪壓Pmax,k=202kN；吊車最小輪壓Pmin,k=60kN。第88頁/共205頁第八十八頁，共206頁。（2） 確定吊車的最不利位置(wi zhi)及柱支座反力影響線，如圖11.28所示。 （3） 計(jì)算Dmax,k、Dmin,k、Tmax,k查表得折減系數(shù)=0.9。Dmax,k=387.23kNDmin,k=115.02kNTk=6.93kNTm

44、ax,k=13.28kN 4ii=1y2.13第89頁/共205頁第八十九頁，共206頁。圖11.23橋式吊車(dioch)荷載 第90頁/共205頁第九十頁，共206頁。圖11.25 吊車(dioch)荷載 第91頁/共205頁第九十一頁，共206頁。圖11.26 吊車(dioch)橫向水平制動(dòng)力 第92頁/共205頁第九十二頁，共206頁。圖11.27 吊車縱向水平(shupng)荷載 第93頁/共205頁第九十三頁，共206頁。圖11.28 吊車(dioch)梁反力影響線 第94頁/共205頁第九十四頁，共206頁。垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下式計(jì)算：wk=zszw0排架計(jì)算時(shí)

45、作用在不同位置處風(fēng)荷載的計(jì)算原則：（1） 作用在排架柱頂以下墻面(qin min)上的風(fēng)荷載按均布考慮，迎風(fēng)面為q1，背風(fēng)面為q2，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)可按柱頂標(biāo)高取值。11.5.2.4 風(fēng)荷載(hzi)第95頁/共205頁第九十五頁，共206頁。（2） 作用于柱頂以上(yshng)屋蓋部分的風(fēng)荷載仍取為均布荷載，但對排架的作用則按作用在柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載W考慮，其風(fēng)壓高度變化系數(shù)取值如下：有矩形天窗時(shí)，按天窗檐口取值；無矩形天窗時(shí)，按廠房檐口標(biāo)高取值。（3） 作用在排架上的風(fēng)荷載如圖11.30所示，其設(shè)計(jì)值分別按下式計(jì)算：q1=Qwk1B=Qs1zw0B(kN/m) q2=Qwk2B=Qs2zw

46、0B(kN/m) nQsiiz0i=1W=(h )w BkQB 第96頁/共205頁第九十六頁，共206頁?！纠?1.2】如圖11.31所示。柱距為6m的單跨單層廠房，建于天津市郊區(qū)，求作用于排架上的風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值。 【解】從荷載規(guī)范中查得天津市基本風(fēng)壓為w0=0.4kN/m2；風(fēng)荷載體型系數(shù)s值如圖11.31(b)所示。計(jì)算單元(dnyun)寬度B=6m。（1） 柱頂以下風(fēng)荷載按均布荷載計(jì)算，風(fēng)壓高度變化系數(shù)z按柱頂標(biāo)高計(jì)算，由荷載規(guī)范查得15m高度處z=0.84;10m高處z=0.71；故12m高度處：z=0.76q1=Qs1zw0B=2.04kN/m()q2=Qs2zw0B=1.28kN/

47、m()第97頁/共205頁第九十七頁，共206頁。（2） 計(jì)算作用于柱頂?shù)募酗L(fēng)荷載w風(fēng)壓高度(god)變化系數(shù)z按天窗檐口處標(biāo)高（+17.920）計(jì)算。由荷載規(guī)范查得20m高度(god)處，z=0.94，故17.92m高度(god)處：z=0.90W=20.34kN（）作用于排架風(fēng)荷載如圖11.32所示。第98頁/共205頁第九十八頁，共206頁。圖11.30 橫向(hn xin)排架上的風(fēng)荷載 第99頁/共205頁第九十九頁，共206頁。圖11.31 (a) 廠房(chngfng)剖面圖；(b) 計(jì)算簡圖及s值 第100頁/共205頁第一百頁，共206頁。圖11.32作用(zuyng)于排

48、架風(fēng)荷載 第101頁/共205頁第一百零一頁，共206頁。等高排架就是指在排架計(jì)算簡圖中，各柱柱頂標(biāo)高相同或柱頂標(biāo)高雖不同(b tn)，但柱頂有傾斜橫梁貫通連接的排架，如圖11.33所示。11.5.3 排架的內(nèi)力(nil)計(jì)算10.5.3.1 等高排架內(nèi)力(nil)分析排架內(nèi)力分析就是確定排架柱在各種荷載單獨(dú)作用下各個(gè)控制截面上的內(nèi)力，并繪制各排架柱的彎矩M圖、軸力N圖及剪力V圖。 第102頁/共205頁第一百零二頁，共206頁。（1） 當(dāng)排架柱頂作用水平集中荷載W時(shí)，如圖11.34所示。 由于橫梁為剛性連桿，所以(suy)各柱柱頂水平位移相等。即：A=B=C= 如沿橫梁與柱的連接部位將各柱柱

49、頂切開，因柱頂是鉸無彎矩，在各柱的切口上代替一對相應(yīng)剪力VA、VB、VC，并取橫梁為脫離體，則由平衡條件X=0得：W=VA+VB+VC 第103頁/共205頁第一百零三頁，共206頁。設(shè)各柱柱頂在單位(dnwi)水平集中力作用下柱頂位移為A、B和C。則在柱頂剪力VA、VB、VC作用下，各柱柱頂水平位移為：A=VAAB=VBBC=VCC即：VA=A/A=/AVB=B/B=/BVC=C/C=/C第104頁/共205頁第一百零四頁，共206頁。由公式(gngsh)（11.16)得：/A+/B+/C=W則各柱柱頂剪力為：VA=/A=AWVB=/B=BWVC=/C=CW即Vi=iW第105頁/共205頁

50、第一百零五頁，共206頁。（2） 當(dāng)任意荷載作用時(shí)在任意荷載作用下，排架柱的計(jì)算分為兩個(gè)步驟：第一步：先在排架柱頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座(zh zu)以阻止水平側(cè)移，如圖11.35所示，求出支座(zh zu)反力R（可利用附表算出）。第二步：撤除附加不動(dòng)鉸支座(zh zu)，并將R以反方向作用于排架柱頂，如圖11.35（c）所示，以恢復(fù)到原來結(jié)構(gòu)體系。第106頁/共205頁第一百零六頁，共206頁?！纠?1.3】一單層單跨廠房排架如圖11.36所示。A柱與B柱相同。I上A=I上B=2.13109mm4，I下A=I下B=5.876109mm4，上柱高H1=3.30m，全柱高H2=10.80m，排架上

51、作用(zuyng)有吊車最大橫向水平荷載Tmax=8.9kN，作用(zuyng)點(diǎn)距柱頂高度y=2.4m，求排架柱的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖。【解】（1） 計(jì)算幾何參數(shù)n=I上/I下=0.362=H1/H2=0.306（2） 求柱頂剪力 求支座反力Tmax作用(zuyng)點(diǎn)至柱頂高度y=2.4m，y/H1=0.728，即y=0.728H1，計(jì)算簡圖如圖11.37所示。 第107頁/共205頁第一百零七頁，共206頁。查附表17e(y=0.7H1)得C5=0.66。查附表17f(y=0.8H1)得C5=0.615。用插入法得，當(dāng)y=0.728H1時(shí)：C5=0.647Ra=TmaxC5-5.76kN(

52、)Rb=0Ra+Rb=5.76kN() 將（Ra+Rb)反向作用于柱頂并進(jìn)行分配確定(qudng)剪力分配系數(shù)：A=B=0.5第108頁/共205頁第一百零八頁，共206頁。A(Ra+Rb)=2.88kN() 求柱頂剪力將圖11.37(b)、（c)圖中各柱頂所產(chǎn)生(chnshng)的剪力疊加得：Va=5.76-2.88=2.88kN()Vb=-2.88kN()(3) 畫內(nèi)力圖如圖11.38所示。第109頁/共205頁第一百零九頁，共206頁?！纠?1.4】一等高排架如圖11.39(a)所示，已知W=5.66kN，q1=1.68kN/m,q=1.05kN/m，A柱與C柱相同，I上A=I上C=2.

53、13105cm4, I下A=I下C=9.23105cm4,I上B=4.17 105cm4,I下B=9.23105cm4。求柱的內(nèi)力并繪制(huzh)彎矩圖。 【解】 (1) 計(jì)算剪力分配系數(shù)=H1/H2=0.254A、C柱n=I上/I下=0.231B柱n=I1/I2=0.452 第110頁/共205頁第一百一十頁，共206頁。查附表17a得：A、C柱C0=2.85A=C=6941/EcmB柱C0=2.94B=6721/Ecm剪力分配(fnpi)系數(shù)：A=C=0.33B=0.34第111頁/共205頁第一百一十一頁，共206頁。(2) 計(jì)算各柱頂剪力由q1的作用求A柱鉸支座(zh zu)反力RA

54、。查附表17h得C11=0.361。RA=q1H2C11=7.41kN()在q2的作用下得：RC=q2H2C11=4.63kNR=RA+RC=12.04kN()拆除不動(dòng)鉸支座(zh zu)，將W+R=5.66+12.04=17.7kN反向作用于柱頂并分配，如圖11.39(b)、(c)所示。第112頁/共205頁第一百一十二頁，共206頁。VA=A(W+R)-RA=-1.57kN()VB=B(W+R)= 6kN()VC=C(W+R)-RC=1.2kN()（3） 繪制(huzh)彎矩圖（如圖11.40所示）。第113頁/共205頁第一百一十三頁，共206頁。圖11.33等高排架內(nèi)力(nil)分析

55、第114頁/共205頁第一百一十四頁，共206頁。圖11.34柱頂作用有集中(jzhng)荷載的等高排架 第115頁/共205頁第一百一十五頁，共206頁。圖11.35作用任意(rny)荷載的等高排架 第116頁/共205頁第一百一十六頁，共206頁。圖11.36 第117頁/共205頁第一百一十七頁，共206頁。圖11.37 吊車橫向(hn xin)荷載作用計(jì)算簡圖及柱頂剪力計(jì)算 第118頁/共205頁第一百一十八頁，共206頁。圖11.38 吊車橫向(hn xin)荷載作用內(nèi)力圖 第119頁/共205頁第一百一十九頁，共206頁。圖11.39 風(fēng)荷載作用(zuyng)下計(jì)算簡圖及柱頂剪力計(jì)

56、算 第120頁/共205頁第一百二十頁，共206頁。圖11.40風(fēng)荷載(hzi)作用下的彎矩圖 第121頁/共205頁第一百二十一頁，共206頁。不等高排架見圖11.41所示，在水平風(fēng)荷載作用下，排架中各柱水平側(cè)移D=E,F=G，而EG，所以內(nèi)力計(jì)算時(shí)不能采用剪力分配法，多采用力學(xué)方法(fngf)或借助于圖表進(jìn)行內(nèi)力分析。 以排架橫梁內(nèi)力作為基本未知量x1和x2，并取圖示基本結(jié)構(gòu)。此時(shí)，排架各柱在所有外荷載q1、q2、q3和多余未知力x1、x2的共同作用下，可列出力學(xué)方法(fngf)典型方程： 11.5.3.2 不等高排架內(nèi)力(nil)分析第122頁/共205頁第一百二十二頁，共206頁。D=

57、EF=G即：-(D+E)x1+EFx2+DEq=0EFx1-(E+F)x2+EGq=0聯(lián)立上述兩個(gè)方程，求解得到各橫梁內(nèi)力(nil)x1和x2后，即可按靜定懸臂柱求得排架各柱內(nèi)力(nil)。 第123頁/共205頁第一百二十三頁，共206頁。圖11.41不等高排架的內(nèi)力(nil)分析 第124頁/共205頁第一百二十四頁，共206頁?？刂平孛婢褪菍χ优浣盍科鹂刂谱饔玫哪承┙孛?。一般取上柱柱底截面為上柱的控制截面；對下柱，在吊車豎向荷載作用下，牛腿頂面處的彎矩最大，在風(fēng)荷載和吊車橫向水平荷載作用下，柱底截面的彎矩最大，因此通常(tngchng)取牛腿頂面和柱底這兩個(gè)截面為下柱的控制截面，如圖1

58、1.42所示。 11.5.4 排架的內(nèi)力(nil)組合11.5.4.1 控制(kngzh)載面的選擇第125頁/共205頁第一百二十五頁，共206頁。圖11.42 柱的控制(kngzh)截面 第126頁/共205頁第一百二十六頁，共206頁。由于在柱的截面上存在著正負(fù)(zhn f)彎矩，故排架柱常采用對稱配筋。對于柱底截面也是基礎(chǔ)頂面的柱截面，由于基礎(chǔ)計(jì)算的需要，尚應(yīng)有M、N和V的組合。 未確定柱截面大偏壓或小偏壓之前，對于矩形、工字形截面柱一般應(yīng)考慮以下四種內(nèi)力組合類型： （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

59、應(yīng)的M、V。 11.5.4.2 內(nèi)力(nil)組合第127頁/共205頁第一百二十七頁，共206頁。荷載規(guī)范中規(guī)定：對于一般排架結(jié)構(gòu)，荷載效應(yīng)的基本組合可采用簡化規(guī)則，并按下列組合值中取最不利值確定(qudng)：（1） 由可變荷載效應(yīng)控制的組合（2） 由永久荷載效應(yīng)控制的組合11.5.4.3 荷載(hzi)組合效應(yīng)0011n00i=1S=()S=(0.9)GGKQG KGGKQiGiKSSSSn00i=1S=()GGKQiciGiKSS 第128頁/共205頁第一百二十八頁，共206頁。（1） 每次組合只能以一種內(nèi)力(nil)+Mmax、-Mmax、Nmax或Nmin為目標(biāo)，決定活荷載的取舍

60、，并按這些荷載求得相應(yīng)的其余兩種內(nèi)力(nil)。（2） 恒荷載產(chǎn)生的內(nèi)力(nil)在任何一種內(nèi)力(nil)組合中都必須考慮。（3） 風(fēng)荷載有左吹風(fēng)或右吹風(fēng)兩種情況，組合時(shí)兩者只取其中之一。（4） 吊車橫向水平荷載Tmax同時(shí)作用在左、右兩側(cè)排架柱上，向左或向右。組合時(shí)只取其中之一。11.5.4.4 內(nèi)力(nil)組合注意事項(xiàng)第129頁/共205頁第一百二十九頁，共206頁。（5） 在同一跨內(nèi)Dmax和Dmin與Tmax不一定同時(shí)發(fā)生，故在組合中有Dmax或Dmin時(shí)，不一定要有Tmax，但在組合中有Tmax時(shí)，則必有Dmax或Dmin，因?yàn)榈踯囁胶奢d不可能脫離其豎向荷載而單獨(dú)存在。（6） 每