第13章單層廠房1ppt課件

1、第12章樓蓋第13章單層廠房12章樓蓋 13.1 單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置1一.廠房的結(jié)構(gòu)型式單層廠房按結(jié)構(gòu)材料分類 1.混合結(jié)構(gòu)：磚柱+鋼筋混凝土屋架或木屋架或輕鋼結(jié)構(gòu)屋架，用于 小型廠房；2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)：鋼筋混凝土柱+鋼屋架；用于大型廠房；3.全鋼結(jié)構(gòu)：鋼結(jié)構(gòu)柱+鋼屋架；大中型廠房。單層廠房按結(jié)構(gòu)形式分類1.排架結(jié)構(gòu)：柱與屋架鉸接、柱與基礎(chǔ)剛接，有單跨、多跨、等高 和不等高等情況；（見圖13-1概述12.1 概述第12章樓蓋 12.1 概述2.剛架結(jié)構(gòu)：柱與橫梁剛接、柱與基礎(chǔ)鉸接，有三鉸剛架靜定） 和兩鉸剛架超靜定）。（見圖13-3）本章重點(diǎn)：裝配式鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)單層

2、廠房的主要設(shè)計(jì)問題， 其余類型的廠房，原理相同或相似。二.單層廠房的結(jié)構(gòu)組成與傳力路線1.結(jié)構(gòu)組成見圖13-4）（1屋蓋結(jié)構(gòu)A.組成：屋面板+屋架或屋面梁+天窗架+托架B.分類：無檁屋蓋屋面板直接支承在屋架上），用于大中型廠房；見附圖 有檁屋蓋屋面板支承在檁條上，檁條支承在屋架上）， 用于小型廠房。C.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+根底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+根底B.作用：承

3、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（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，構(gòu)成 空間結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)廠房空間剛度。（6根底見附圖）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）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

4、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）（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

5、：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)范支撐的分類：屋蓋程度支撐和柱間縱向支撐；（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

6、墻上的縱向風(fēng)荷載傳遞給柱和基礎(chǔ)。（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，如下圖；B.連系梁：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C.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

7、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(jiǎn)圖、荷載計(jì)算、控制截面內(nèi)力計(jì)算和組合，配筋根據(jù)偏心受力構(gòu)件計(jì)算。一.計(jì)算簡(jiǎn)圖見附圖）1.排架計(jì)算簡(jiǎn)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(duì)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。uH1.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

8、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；（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；1F2F3F4F5F2.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，其大小面分布可直接查荷載規(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

9、，荷載分項(xiàng)系數(shù)均取1.4； 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(hào)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(Q1F3.吊車荷載 主要考慮四輪吊車； 吊車分級(jí)：A.輕級(jí)工作制），使用較少；B.中級(jí)工作制）， 使用較多；C.重級(jí)或特重級(jí)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)輪子受到的壓力輪壓），由附圖根據(jù)平衡條件得：

10、 minmax,DDK3K2K1kkGGGpp2,min,max,)( 由上式即可推出公式13-2），各符號(hào)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(tái)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討論：A. 作用于左柱時(shí)， 一定同時(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

11、； 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討論：A. 有分別向左剎車和向右剎車兩種情況； B.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

12、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 將上柱以上合力求得后，認(rèn)為其通過上柱頂傳給排架，如下圖，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)向上柱頂W1q2q 在前述荷載作用下，排架有兩種情況，即柱頂無位移對(duì)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

13、） A.由于結(jié)構(gòu)和荷載對(duì)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 注意到圖 僅產(chǎn)生軸力， 和 均為靜定結(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柱距跨度橫向排架無檁屋蓋有檁屋蓋屋面板檁條吊車梁牛腿柱抗風(fēng)柱水平支撐（黃色）縱向支撐（紅色）基礎(chǔ)基礎(chǔ)梁維護(hù)墻室外地平柱AAAABB12345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)(QF12F3F4F5Flhuhbb)(mm1502heu1mm150)(2h2heul0外牛腿廠房縱向廠房橫向k3G,k1G,k2G,kpmax,kpmax,kpmin,大車小車吊車梁重物kpmax,kpmax,