混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).

1、主講：沈睿麟1混凝土結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法混凝土結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法21.1 混凝土結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)一、結(jié)構(gòu)的功能要求安全性適用性耐久性可靠性3普通房屋 50年紀(jì)念性建筑 100年臨時(shí)建筑 5年構(gòu)件易于替換的 25年4定義：施加在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力和引起結(jié)構(gòu)外部變形或約束變形的原因，統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)上的作用，簡稱作用。5直接作用：直接作用在結(jié)構(gòu)上的集中力或分布力，通常稱為荷載。（自重）間接作用：以變形形式作用在結(jié)構(gòu)上的作用。（溫度變化）永久作用、可變作用、偶然作用永久荷載G表示，可變荷載Q表示。6由作用引起的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的反應(yīng)，稱為作用效應(yīng)，用S表示。當(dāng)作用為荷載時(shí)，對應(yīng)的作用效應(yīng)稱為荷載效應(yīng)。荷載和

2、荷載效應(yīng)之間為線性相關(guān)。由于荷載的量值時(shí)不確定值，因而由荷載引起的荷載效應(yīng)S也是不確定值，即二者均為隨機(jī)變量。7結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受荷載效應(yīng)的能力，稱為結(jié)構(gòu)抗力，用R表示。結(jié)構(gòu)抗力是不確定值，所以結(jié)構(gòu)抗力是隨機(jī)變量。8整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定特定狀態(tài)狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求1、承載能力極限-安全性2、正常使用極限-適用性、耐久性9當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下列狀態(tài)，認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài)：（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞（2）整個(gè)結(jié)構(gòu)或其一部分作為剛體失去平衡（3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系（4）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（5）結(jié)構(gòu)因局部破壞而發(fā)生連續(xù)坍塌（6）地基喪失承載力而破壞（7）結(jié)構(gòu)或結(jié)

3、構(gòu)構(gòu)件的疲勞破壞10當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)下列狀態(tài)，認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)（1）影響正常使用或外觀的變形（2）影響正常使用或耐久性的局部破壞（3）影響正常使用的振動(dòng)（4）影響正常使用的其他特定狀態(tài)11結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以不超過承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)為原則。這種設(shè)計(jì)方法稱為極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法。12可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的能力能力可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的概率概率13結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)000SRZR-結(jié)構(gòu)抗力，抵抗荷載效應(yīng)的能力S-荷載效應(yīng)，荷載引起的內(nèi)力與變形14結(jié)構(gòu)的失效概率)0()(0ZPdZZfPfZ0的概率稱

4、之為結(jié)構(gòu)的可靠度ps=1-pf1522SRSRZZ-算術(shù)平均值-標(biāo)準(zhǔn)差可靠指標(biāo)與失效概率之間有一一對應(yīng)關(guān)系1617延性破壞：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前有明顯變形或其它預(yù)兆的破壞類型。因?yàn)橛忻黠@破壞，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，標(biāo)準(zhǔn)可稍低脆性破壞：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在破壞前無明顯變形或其它預(yù)兆的破壞類型。因?yàn)闆]有明顯破壞，標(biāo)準(zhǔn)可稍高設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的、作為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)所應(yīng)達(dá)到的可靠指標(biāo)，稱為設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)18直接用目標(biāo)可靠指標(biāo)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，比較復(fù)雜用分離函數(shù)把目標(biāo)可靠指標(biāo)通過變換與材料抗力分項(xiàng)系數(shù)、荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)聯(lián)系起來，使用設(shè)計(jì)表達(dá)式R為抗力分項(xiàng)系數(shù)， R 可分離為鋼筋和混凝土分項(xiàng)系數(shù)S C

5、 。SF為荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)Rk為抗力標(biāo)準(zhǔn)值。Sk為荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)計(jì)表達(dá)式為：19抗力分項(xiàng)系數(shù)R 和荷載效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)SF的來源與目標(biāo)可靠指標(biāo)有關(guān)【設(shè)計(jì)表達(dá)式是由推導(dǎo)而來】 ，所以分項(xiàng)系數(shù)可以按照目標(biāo)可靠指標(biāo)通過反算來確定。在設(shè)計(jì)表達(dá)式中就隱含了結(jié)構(gòu)的失效概率，設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有某一可靠概率的保證。2021結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，表示材料強(qiáng)度的基本代表值。1、鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值222、混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fck-混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值ftk-混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值23混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 :混凝土材料的分項(xiàng)系數(shù)，取1.4鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ：鋼筋的材料分項(xiàng)系數(shù)，取1.11.524定義：設(shè)計(jì)中用以驗(yàn)算極限狀

6、態(tài)所采用的荷載量值即為荷載代表值。1、標(biāo)準(zhǔn)值：是荷載的基本代表值。是指其在結(jié)構(gòu)的使用期間可能出現(xiàn)的最大荷載值。 永久荷載gk 可變荷載qk2、組合值：多個(gè)荷載同時(shí)作用。用標(biāo)準(zhǔn)值乘以組合系數(shù)c 253、頻遇值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，在結(jié)構(gòu)上時(shí)而出現(xiàn)的量值較大的荷載值。用標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇值系數(shù)f 4、準(zhǔn)永久值：在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，經(jīng)常作用在結(jié)構(gòu)上的可變荷載。用標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)q 26永久荷載的設(shè)計(jì)值： G=GGkG:永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)。永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時(shí)（通常遇到的情況），對由可變荷載效應(yīng)控制的組合， G =1.2。對由永久荷載效應(yīng)控制的組合， G =1.35。當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時(shí)， G =

7、1.0。驗(yàn)算傾覆、滑移或漂浮時(shí)， G =0.9永久荷載比第一活荷載大2.8倍以上時(shí)，永久荷載效應(yīng)控制27可變荷載的設(shè)計(jì)值： Q=QQkQ:可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)。一般取Q =1.4。當(dāng)樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載應(yīng)取Q=1.328293031S CS 正常使用極限狀態(tài)的荷載組合的效應(yīng)設(shè)計(jì)值C結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用要求的規(guī)定限值，例如變形、裂縫、振幅、加速度、應(yīng)力等的限值，應(yīng)按各有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。3233作用在梁上的均布永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk，簡支梁跨度l341.某兩端簡支的混凝土梁，安全等級為2級。計(jì)算跨度為8m，梁上均布荷載為：gk=18kN/

8、m，qk=8kN/m，求梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值3536（2014.10）37（2014.4）1.關(guān)于荷載代表值，下列說法中不正確的是A.可變荷載的主要代表值有標(biāo)準(zhǔn)值、組合值和準(zhǔn)永久值B.永久荷載的代表值只有標(biāo)準(zhǔn)值C.荷載組合值不可能大于其標(biāo)準(zhǔn)值D.荷載準(zhǔn)永久值可用于承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)中38（2014.4） 21.結(jié)構(gòu)的失效概率越小，結(jié)構(gòu)的_越高。（2014.4） 22.對于正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗(yàn)算應(yīng)分別采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、準(zhǔn)永久組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮_的影響。39（2012.10） 1關(guān)于概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，下列敘述中正確的是A失效概率pf越小，可靠指標(biāo)越大B.延性破壞的目標(biāo)可靠指

9、標(biāo)比脆性破壞的大C結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限D(zhuǎn).各類作用（荷載）的分項(xiàng)系數(shù)均大于140（2011.10）1荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合適用于 【 】 A結(jié)構(gòu)抗傾覆驗(yàn)算 B結(jié)構(gòu)抗滑移驗(yàn)算 C結(jié)構(gòu)抗震承載力計(jì)算 D結(jié)構(gòu)裂縫控制驗(yàn)算2我國建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，普通房屋和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)使用年限為【 】 A100年 B50年 C25年 D5年41（2011.10）21結(jié)構(gòu)可靠度不會(huì)等于 。42（2010.10）1.與結(jié)構(gòu)抗力無關(guān)的因素是 A.設(shè)計(jì)強(qiáng)度 B.設(shè)計(jì)彎矩 C.截面尺寸 D.鋼筋直徑2.永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)G=1.35適用于 A.由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合 B.由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合

10、C.荷載效應(yīng)的偶然組合 D.荷載效應(yīng)的頻遇組合43（2010.10）21.荷載效應(yīng)S和結(jié)構(gòu)抗力R都是具有各自分布規(guī)律的_變量。22.與失效概率限值pf相對應(yīng)的可靠指標(biāo)稱為_可靠指標(biāo)，記作。44單層廠房單層廠房4546 單層廠房的特點(diǎn)n單層廠房結(jié)構(gòu)的跨度大、高度大、承受的荷載大，可以構(gòu)成較單層廠房結(jié)構(gòu)的跨度大、高度大、承受的荷載大，可以構(gòu)成較大的空間。大的空間。n廠房內(nèi)可采用水平運(yùn)輸設(shè)備，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮動(dòng)力廠房內(nèi)可采用水平運(yùn)輸設(shè)備，因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮動(dòng)力荷載的影響。荷載的影響。n可充分利用地基的承載力布置大型設(shè)備基礎(chǔ)，生產(chǎn)重型產(chǎn)品。可充分利用地基的承載力布置大型設(shè)備基礎(chǔ)，生產(chǎn)重型

11、產(chǎn)品。n可利用屋蓋進(jìn)行天然采光和自然通風(fēng)，在不采用人工照明和機(jī)可利用屋蓋進(jìn)行天然采光和自然通風(fēng)，在不采用人工照明和機(jī)械通風(fēng)的情況下，也可以布置較大跨度和多跨度的大面積廠房。械通風(fēng)的情況下，也可以布置較大跨度和多跨度的大面積廠房。n擴(kuò)建和改建方便，可適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。擴(kuò)建和改建方便，可適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。n結(jié)構(gòu)便于定型設(shè)計(jì)，使構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，可提結(jié)構(gòu)便于定型設(shè)計(jì)，使構(gòu)配件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，可提高構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化和現(xiàn)場施工機(jī)械化的程度，縮短設(shè)計(jì)和施高構(gòu)配件生產(chǎn)工業(yè)化和現(xiàn)場施工機(jī)械化的程度，縮短設(shè)計(jì)和施工時(shí)間。工時(shí)間。n單廠占地多。單廠占地多。（一） 4849 50512、 5

12、25355總結(jié)：單廠結(jié)構(gòu)所承受的豎向和水平荷載，基本總結(jié)：單廠結(jié)構(gòu)所承受的豎向和水平荷載，基本 都是傳遞給柱，再由柱傳遞給基礎(chǔ)和地基。都是傳遞給柱，再由柱傳遞給基礎(chǔ)和地基。因此：屋架、柱、基礎(chǔ)因此：屋架、柱、基礎(chǔ)是單廠的是單廠的主要承重主要承重構(gòu)件，構(gòu)件， 吊車梁也是主要承重構(gòu)件吊車梁也是主要承重構(gòu)件單 層 廠 房 2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置模數(shù)制：模數(shù)制：100mm為基本單位，用為基本單位，用M表示表示單 層 廠 房2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房n沉降縫在單層廠房中很少設(shè)置，只有當(dāng)廠房各部分吊沉降縫在單層廠房中很少設(shè)置，只有當(dāng)廠房各部分吊車起重量

13、有很大差別、相鄰廠房高差在車起重量有很大差別、相鄰廠房高差在10m10m以上，廠房以上，廠房所在部位地基差別巨大或下臥層土質(zhì)有很大差別時(shí)才所在部位地基差別巨大或下臥層土質(zhì)有很大差別時(shí)才設(shè)置沉降縫。設(shè)置沉降縫。n沉降縫的做法是從基礎(chǔ)開始構(gòu)件全部分開，允許縫兩沉降縫的做法是從基礎(chǔ)開始構(gòu)件全部分開，允許縫兩邊建筑有不同沉降而不致?lián)p壞整個(gè)建筑物。沉降縫可邊建筑有不同沉降而不致?lián)p壞整個(gè)建筑物。沉降縫可兼作溫度縫用兼作溫度縫用 2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房n位于地震區(qū)的單層廠房，如因生產(chǎn)工藝或使用要求而位于地震區(qū)的單層廠房，如因生產(chǎn)工藝或使用要求而使平、立面布置復(fù)雜或結(jié)構(gòu)相鄰

14、部分的剛度和高度相使平、立面布置復(fù)雜或結(jié)構(gòu)相鄰部分的剛度和高度相差較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫將相鄰兩部分分開。差較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置防震縫將相鄰兩部分分開。n防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)較低的房屋高度確定。防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)較低的房屋高度確定。三縫的存在給立面處理帶來了麻煩，盡量少三縫的存在給立面處理帶來了麻煩，盡量少設(shè)縫或不設(shè)縫，設(shè)縫或不設(shè)縫， 2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置68單 層 廠 房 2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置平面屋架在其本身平面內(nèi)由于弦桿與腹桿構(gòu)成了三平面屋架在其本身平面內(nèi)由于弦桿與腹桿構(gòu)成了三角形的角形的幾何不變鉸接體系幾何不變鉸接體系而具有而具有較大的剛度較大的剛度

15、，但在垂直于，但在垂直于屋架平面方向屋架平面方向( (通稱屋架平面外通稱屋架平面外) )，不設(shè)支撐體系的平面屋，不設(shè)支撐體系的平面屋架卻架卻不能保持其幾何不變不能保持其幾何不變。為什么需要設(shè)置屋蓋支撐？為什么需要設(shè)置屋蓋支撐？其它的屋架則用較少數(shù)量的其它的屋架則用較少數(shù)量的上、下弦系桿上、下弦系桿與上述空間桁與上述空間桁架架結(jié)構(gòu)體系相連，使整個(gè)屋蓋成為具有足夠架架結(jié)構(gòu)體系相連，使整個(gè)屋蓋成為具有足夠空間幾何不變空間幾何不變性性、穩(wěn)定性穩(wěn)定性和和剛度剛度的屋蓋結(jié)構(gòu)體系。的屋蓋結(jié)構(gòu)體系。支撐根據(jù)：支撐根據(jù)：房屋跨度房屋跨度高度高度柱網(wǎng)布置柱網(wǎng)布置屋蓋結(jié)構(gòu)形式屋蓋結(jié)構(gòu)形式荷載作用情況進(jìn)行布置荷載作用

16、情況進(jìn)行布置1 1、 上弦橫向水平支撐上弦橫向水平支撐各種屋蓋，包括天窗架各種屋蓋，包括天窗架都要都要設(shè)置設(shè)置布置在房屋或縱向溫度縫區(qū)布置在房屋或縱向溫度縫區(qū)兩端第一或第二柱間兩端第一或第二柱間橫向間距不超過橫向間距不超過6060米，米，大于大于60m60m時(shí)應(yīng)在區(qū)段中間時(shí)應(yīng)在區(qū)段中間增加增加上弦橫向水上弦橫向水平支撐。平支撐。 抵抗端墻傳來風(fēng)載；增加屋蓋橫向剛度；抵抗端墻傳來風(fēng)載；增加屋蓋橫向剛度；減小屋架上弦計(jì)算長度。減小屋架上弦計(jì)算長度。2 2、 下弦橫向水平支撐下弦橫向水平支撐 抵抗端墻傳來風(fēng)載；抵抗端墻傳來風(fēng)載；增加屋蓋橫向剛度；減小增加屋蓋橫向剛度；減小屋架下弦計(jì)算長度屋架下弦計(jì)算

17、長度 當(dāng)屋架跨度當(dāng)屋架跨度18m18m； 有橋式吊車、屋架下弦有橋式吊車、屋架下弦有懸掛吊車、抗風(fēng)柱支撐在有懸掛吊車、抗風(fēng)柱支撐在屋架下弦時(shí)；屋架下弦時(shí)； 采用下弦彎折的屋架以采用下弦彎折的屋架以及山墻抗風(fēng)柱支承于屋架下及山墻抗風(fēng)柱支承于屋架下弦時(shí)。弦時(shí)。 與上弦橫向水平支撐同與上弦橫向水平支撐同開間設(shè)置。開間設(shè)置。上弦平面上弦平面下弦平面下弦平面3 3、 縱向水平支撐縱向水平支撐 形成封閉體系，增加屋蓋縱形成封閉體系，增加屋蓋縱向剛度；承受和傳遞吊車橫向水向剛度；承受和傳遞吊車橫向水平制動(dòng)力。平制動(dòng)力。有重級工作制或大噸位吊車或鍛有重級工作制或大噸位吊車或鍛錘等振動(dòng)設(shè)備時(shí)設(shè)；錘等振動(dòng)設(shè)備時(shí)設(shè)

18、；屋架下弦有縱向或橫向吊車軌屋架下弦有縱向或橫向吊車軌道時(shí)設(shè)；道時(shí)設(shè)；有托架時(shí)設(shè)；有托架時(shí)設(shè)；屋架跨度或房屋高度較高時(shí)；屋架跨度或房屋高度較高時(shí)；設(shè)在下弦端節(jié)間，與下弦橫向設(shè)在下弦端節(jié)間，與下弦橫向水平支撐構(gòu)成封閉支撐系統(tǒng)水平支撐構(gòu)成封閉支撐系統(tǒng)；三角形屋架或某些特殊情況，縱三角形屋架或某些特殊情況，縱向水平支撐也可設(shè)于上弦平面。向水平支撐也可設(shè)于上弦平面。上弦平面上弦平面下弦平面下弦平面4 4、 垂直支撐垂直支撐 使相鄰兩屋架形成幾何不變空間體系，維持屋架端部及中間使相鄰兩屋架形成幾何不變空間體系，維持屋架端部及中間截面的豎向穩(wěn)定。截面的豎向穩(wěn)定。設(shè)在有上弦橫向支撐的柱間；設(shè)在有上弦橫向支撐

19、的柱間；對梯形屋架，至少設(shè)三道，跨度大于對梯形屋架，至少設(shè)三道，跨度大于3030米或有天窗時(shí)增設(shè)；米或有天窗時(shí)增設(shè)；對三角形屋架，跨度對三角形屋架，跨度18m18m時(shí)中間設(shè)一道，超過時(shí)中間設(shè)一道，超過18m18m設(shè)兩道設(shè)兩道梯形屋架，當(dāng)梯形屋架，當(dāng)l30m時(shí)在兩端以及跨度時(shí)在兩端以及跨度 l3處處或天窗架側(cè)柱處共設(shè)四道。或天窗架側(cè)柱處共設(shè)四道。l /3l /3l /3當(dāng)屋蓋有天窗架時(shí)，對天窗架也應(yīng)與屋架一樣布置天窗當(dāng)屋蓋有天窗架時(shí)，對天窗架也應(yīng)與屋架一樣布置天窗架上弦橫向水平支撐和垂直支撐以及相應(yīng)系桿。垂直支撐通架上弦橫向水平支撐和垂直支撐以及相應(yīng)系桿。垂直支撐通常設(shè)于相鄰兩榀天窗架的側(cè)柱間平

20、面內(nèi)，天窗架跨度常設(shè)于相鄰兩榀天窗架的側(cè)柱間平面內(nèi)，天窗架跨度12m時(shí)還設(shè)于中央豎桿間平面內(nèi)。時(shí)還設(shè)于中央豎桿間平面內(nèi)。 g 天窗架垂直支天窗架垂直支撐；撐； d 天窗架上弦橫天窗架上弦橫向水平支撐向水平支撐;天窗架支撐：5 5、 系桿系桿 保證無橫向支撐的其他屋架的側(cè)向穩(wěn)定，充當(dāng)屋架上保證無橫向支撐的其他屋架的側(cè)向穩(wěn)定，充當(dāng)屋架上下弦的側(cè)向支撐點(diǎn)。分為剛性系桿和柔性系桿下弦的側(cè)向支撐點(diǎn)。分為剛性系桿和柔性系桿上弦平面內(nèi)上弦平面內(nèi)，大型屋面板可為系桿（焊牢），因此一般在屋脊及，大型屋面板可為系桿（焊牢），因此一般在屋脊及兩端設(shè)系桿。有檁屋蓋中，檁條可以代替上弦系桿，但必須滿足系兩端設(shè)系桿。有檁

21、屋蓋中，檁條可以代替上弦系桿，但必須滿足系桿要求。桿要求。 ；下弦平面內(nèi)下弦平面內(nèi)，在跨中或跨中附近設(shè)置設(shè)置一道或兩道系桿。，在跨中或跨中附近設(shè)置設(shè)置一道或兩道系桿。垂直支撐平面內(nèi)垂直支撐平面內(nèi) ，一般設(shè)置上、下系桿；，一般設(shè)置上、下系桿；在屋架支座節(jié)點(diǎn)處和上弦屋脊節(jié)點(diǎn)處在屋架支座節(jié)點(diǎn)處和上弦屋脊節(jié)點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置通常應(yīng)設(shè)置通常剛性系桿剛性系桿，支，支座節(jié)點(diǎn)處如有鋼筋混凝土圈梁，此處剛性系桿可不考慮；座節(jié)點(diǎn)處如有鋼筋混凝土圈梁，此處剛性系桿可不考慮；當(dāng)橫向支撐做在端部第二開間時(shí)，當(dāng)橫向支撐做在端部第二開間時(shí)，端部開間的所有系桿端部開間的所有系桿應(yīng)按應(yīng)按剛剛性系桿性系桿設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) ；天窗側(cè)柱處，下弦跨中

22、或跨中附近天窗側(cè)柱處，下弦跨中或跨中附近設(shè)置柔性系桿。設(shè)置柔性系桿。設(shè)置原則：設(shè)置原則：屋蓋支撐的布置屋蓋支撐的布置 (a)(a)上弦橫向水平支撐布置上弦橫向水平支撐布置(b)(b)下弦橫向與縱向水平支撐布置下弦橫向與縱向水平支撐布置(c)(c)天窗架上弦橫向水平支撐天窗架上弦橫向水平支撐(d)(d)屋架支座與跨中垂直支撐屋架支座與跨中垂直支撐(e)(e)天窗架側(cè)豎桿垂直支撐天窗架側(cè)豎桿垂直支撐 柱間支撐布置 構(gòu)成：由交叉鋼桿件組成，交叉傾角宜取45，支撐鋼構(gòu)件的截面尺寸需經(jīng)承載力和穩(wěn)定計(jì)算確定 。 柱間支撐是縱向平面排架中最主要的抗側(cè)力構(gòu)件。作用：提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性；將吊車縱向水平制

23、動(dòng)力、山墻及天窗端壁的風(fēng)荷載、縱向水平地震作用等傳至基礎(chǔ)。柱間支撐作用示意圖分類：對于有吊車的廠房，按其位置可分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐。 上柱柱間支撐 ：位于牛腿上部，并在柱頂設(shè)置通長的剛性系桿；承受作用在山墻及天窗壁端的風(fēng)荷載，并保證廠房上部的縱向剛度。 下柱柱間支撐 ：位于牛腿下部；承受上部支撐傳來的內(nèi)力、吊車縱向制動(dòng)力和縱向水平地震作用等，并將其傳至基礎(chǔ) 。 形式：十字交叉形；當(dāng)柱間要通行或放置設(shè)備，或柱距較大而不宜采用交叉支撐時(shí)，可采用門架式支撐。 門架式柱間支撐3 柱間支撐布置 布置：當(dāng)設(shè)有A6A8的吊車，或A1A5的吊車起重量10t時(shí)或廠房跨度18m，或柱高8m時(shí)或廠房每列縱

24、向柱總數(shù)7根時(shí)或設(shè)有3t以上的懸掛吊車時(shí)或露天吊車棧橋的柱列，應(yīng)設(shè)置柱間支撐。上柱柱間支撐設(shè)置：一般在伸縮縫區(qū)段兩端與屋蓋橫向水平支撐相對應(yīng)的柱間以及伸縮縫區(qū)段中央或臨近中央的柱間 。 下柱柱間支撐設(shè)置：在伸縮縫區(qū)段中部與上柱柱間支撐相應(yīng)的位置 。 單 層 廠 房布置在伸縮縫區(qū)段的中央或臨近中央，上部柱間支撐在第一個(gè)柱距內(nèi)也應(yīng)同時(shí)布置843 圍護(hù)結(jié)構(gòu)布置 抗風(fēng)柱一般與基礎(chǔ)剛接，與屋架上弦鉸接；當(dāng)屋架設(shè)有下弦橫向水平支撐時(shí)，也可與下弦鉸接或同時(shí)與上、下弦鉸接。抗風(fēng)柱與屋架之間一般采用豎向可以移動(dòng)、水平方向又有較大剛度的彈簧板連接；如廠房沉降量較大時(shí)，宜采用槽形孔螺栓連接。（1）抗風(fēng)柱單 層 廠

25、房 12.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房 12.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房 12.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房 2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房 2.1單層廠房的結(jié)構(gòu)型式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置單 層 廠 房 12.2 排架結(jié)構(gòu)計(jì)算為柱和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)提供內(nèi)力數(shù)據(jù)92單 層 廠 房 2.2 排架結(jié)構(gòu)計(jì)算94*屋架端部和上柱柱頂一般用鋼板焊接，可簡化為鉸接點(diǎn)*排架柱插入杯口一定深度后，一般用高等級細(xì)石混凝土灌注，可按固接點(diǎn)考慮*屋架可簡化為一無

26、窮剛度體*排架柱高由基礎(chǔ)頂算至上柱柱頂。軸線為柱的幾何軸線*排架跨度以廠房的軸線為準(zhǔn)假設(shè)：1.柱下端固接于基礎(chǔ)頂面，屋面梁或屋架鉸接于柱上2.屋面梁或屋架沒有軸向變形95超靜定結(jié)構(gòu)：具有多余約束的結(jié)構(gòu)。幾何特征：具有多余約束的幾何不變體系。ABCxAyByAFFFFFycACBDxAyAyBFFFF 靜力特征：反力和內(nèi)力不能僅由平衡條件全部解出。 外部一次超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)部一次超靜定結(jié)構(gòu)一、超靜定結(jié)構(gòu)的靜力特征和幾何特征q l28ABCBq l64q l32 2 2q l64 2AABCAB0.5l0.5llqq思考：多余約束是多余的嗎？從幾何角度與結(jié)構(gòu)的受力特性和使用要求兩方面討論。 超靜定結(jié)構(gòu)

27、的優(yōu)點(diǎn)為: 1. 內(nèi)力分布均勻 2. 抵抗破壞的能力強(qiáng)一次超靜定為例?1X關(guān)鍵：力法基本未知量99梁、剛架位移計(jì)算公式 只考慮彎曲變形 100lPoMMdsEI xEIMMd1111xEIMMdP1P1積分式積分式: : LPoM MdsEI 等直桿等直桿EIEI常數(shù)常數(shù): : 1LPoM MdsEI 圖圖乘原理公式乘原理公式 圖乘法圖乘法將積分轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形相乘將積分轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形相乘 xC yCC形心形心xy0 0ddxABM 圖圖AMP圖圖BxM考察考察MP和和M圖圖 曲線曲線 直線直線 MPM由圖可見：由圖可見： Mx tg 代入積分式有代入積分式有: : BPAM MdxBAtgx dcPt

28、gxd MP圖對圖對oy的面積矩的面積矩 cPyPcx cyBPAx tgM dx得圖乘法公式：得圖乘法公式： 11LPCoM MdsyEIEI 其中其中: : PM圖的面積圖的面積 ( (教材用教材用A A表示表示) ) CyPM圖形心位置所對應(yīng)的圖形心位置所對應(yīng)的 M圖中的豎標(biāo)圖中的豎標(biāo) 2.2.圖乘注意事項(xiàng)圖乘注意事項(xiàng) 1 1）桿件是直桿，）桿件是直桿，EIEI必須是常數(shù)；必須是常數(shù)； （ 均為直線時(shí)可互換）；均為直線時(shí)可互換）； PMM2 2） 必須取自直線圖必須取自直線圖 Cy3） 圖為折線或圖為折線或 在基線兩側(cè)時(shí)都需分段圖乘；在基線兩側(cè)時(shí)都需分段圖乘； PMM4 4）圖形的）圖形

29、的 或或 很難計(jì)算時(shí)，不宜用圖乘法。很難計(jì)算時(shí)，不宜用圖乘法。 Cy 技巧：恰當(dāng)運(yùn)用疊加原理技巧：恰當(dāng)運(yùn)用疊加原理 乘積乘積“、”規(guī)定規(guī)定 與與 同側(cè)為同側(cè)為，不同側(cè)為，不同側(cè)為 Cy3.3.常用圖形的常用圖形的 面積及形心面積及形心 【例1】求解圖示超靜定梁，并作彎矩圖1041051061、屋面均布活荷載不上人的屋面為0.5kN/m2上人的屋面為 2.0kN/m2107108；積雪全跨均勻分布。取排架計(jì)算時(shí)，可近似按由荷載規(guī)范確定。屋面積雪分布系數(shù)，確定；年一遇最大積雪的自重概率統(tǒng)計(jì)所得平坦地面上基本雪壓值，當(dāng)?shù)乜諘?50)/(020rrrksmkNss109110單 層 廠 房1 1、作用

30、、作用在排架上的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值在排架上的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值D Dmaxmax，D Dminminn 吊車豎向荷載是吊車滿載運(yùn)行時(shí)通過吊車豎向荷載是吊車滿載運(yùn)行時(shí)通過輪壓傳給排架柱的豎向移動(dòng)荷載。橋式輪壓傳給排架柱的豎向移動(dòng)荷載。橋式吊車由大車和小車組成，大車在吊車梁吊車由大車和小車組成，大車在吊車梁上沿廠房縱向行駛，小車在大車橋架上上沿廠房縱向行駛，小車在大車橋架上沿橫向行駛，帶有吊鉤的起重卷揚(yáng)機(jī)安沿橫向行駛，帶有吊鉤的起重卷揚(yáng)機(jī)安裝在小車上。裝在小車上。吊車吊車荷載計(jì)算單 層 廠 房n 最大輪最大輪壓可根據(jù)壓可根據(jù)起重機(jī)基本參數(shù)和尺寸系列起重機(jī)基本參數(shù)和尺寸系列或吊或吊車車廠家提供的資料

31、查得。廠家提供的資料查得。kmax,k3,k2,k1,kmin,P-2GGGPG G1,k1,k分別為大車、小車的自重標(biāo)準(zhǔn)值，等于各分別為大車、小車的自重標(biāo)準(zhǔn)值，等于各自質(zhì)量自質(zhì)量t t與重力加速度的乘積與重力加速度的乘積G G1,k1,km m 1 1g g； G G2,k2,km m 2 2g g；，G G2,k2,kG G3,k3,k與吊車額定起重量與吊車額定起重量Q Q對應(yīng)的重力標(biāo)準(zhǔn)值，對應(yīng)的重力標(biāo)準(zhǔn)值，等于額定起重量等于額定起重量t t與重力加速度的乘積與重力加速度的乘積G G3,k3,kQgQg； 荷載計(jì)算單位單位移動(dòng)荷載作用移動(dòng)荷載作用下內(nèi)力變化規(guī)律的下內(nèi)力變化規(guī)律的圖形稱為內(nèi)力

32、影響圖形稱為內(nèi)力影響線。影響線時(shí)研究線。影響線時(shí)研究移動(dòng)荷載作用的基移動(dòng)荷載作用的基本本工具工具113單 層 廠 房根據(jù)根據(jù)影響線原理，影響線原理，排架柱最大排架柱最大支座反力支座反力:Dmax,k=Pmax,k(y1+y2+y3+y4)考慮多臺(tái)吊車同時(shí)作用的可能性：考慮多臺(tái)吊車同時(shí)作用的可能性：Dmax,k= Pmax,kyi排架柱排架柱最小最小支座反力支座反力:Dmin,k = Pmin,kyi= Dmax,k.Pmin,k/ Pmax,k式式中中: yi各大車輪子下影響線縱標(biāo)的總和；各大車輪子下影響線縱標(biāo)的總和； 多多臺(tái)臺(tái)吊車的荷載折減吊車的荷載折減系數(shù)系數(shù)荷載計(jì)算參與組合的吊車臺(tái)數(shù)參與

33、組合的吊車臺(tái)數(shù)吊車工作級別吊車工作級別A1A1A5A5A6A6A8A82 50.953 30.850.850.900.904 50.85單 層 廠 房吊車最大輪壓設(shè)計(jì)值：吊車最大輪壓設(shè)計(jì)值：P Pmaxmax= =Q Q P Pmax,kmax,k Q Q 吊車的荷載分項(xiàng)系數(shù)，吊車的荷載分項(xiàng)系數(shù)，.吊車最小輪壓設(shè)計(jì)值：吊車最小輪壓設(shè)計(jì)值：P Pminmin= =Q Q P Pmin,kmin,k作用在排架上的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值：作用在排架上的吊車豎向荷載設(shè)計(jì)值：D Dmaxmax= = Q Q D Dmax,kmax,kD Dminmin=

34、 = Q Q D Dmin,kmin,k 12.2.2 荷載計(jì)算單 層 廠 房應(yīng)注意吊車應(yīng)注意吊車D Dmaxmax可以發(fā)生在左可以發(fā)生在左柱也可能發(fā)生的右柱兩種情況柱也可能發(fā)生的右柱兩種情況 e e4 4 吊車梁支座鋼墊板的中心至下柱中心線的吊車梁支座鋼墊板的中心至下柱中心線的距離。距離。對下柱截面，對下柱截面， D Dmaxmax、D Dminmin有偏心，從而引起偏心有偏心，從而引起偏心彎矩彎矩M Mmaxmax、M MminminM Mmaxmax=D=Dmaxmaxe e4 4 M Mminmin=D=Dminmine e4 4 荷載計(jì)算Dmax在左柱Dmax在右柱單 層 廠 房n

35、橋式吊車的水平荷載有縱向水平荷載和橫向水平荷載。橋式吊車的水平荷載有縱向水平荷載和橫向水平荷載。n 橋式吊車的縱向水平荷載是吊車的大車在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)引起的慣性力產(chǎn)生的，通過橋式吊車的縱向水平荷載是吊車的大車在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)引起的慣性力產(chǎn)生的，通過大車制動(dòng)輪與鋼軌間的摩擦傳給廠房縱向結(jié)構(gòu)。大車制動(dòng)輪與鋼軌間的摩擦傳給廠房縱向結(jié)構(gòu)。n 吊車縱向水平荷載的作用點(diǎn)：剎車輪與軌道的接觸點(diǎn)，其方向與軌道方向一致。吊車縱向水平荷載的作用點(diǎn)：剎車輪與軌道的接觸點(diǎn)，其方向與軌道方向一致。 荷載計(jì)算單 層 廠 房。動(dòng)摩擦系數(shù)，取0.1剎車輪與鋼軌間的滑1。對于一般四輪吊車，n 所有剎車輪數(shù)之和，n施加在一邊軌道上；

36、nPT：車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用在一邊軌道上的吊max0荷載計(jì)算單 層 廠 房n 橋式吊車的橫向水平荷載是由吊車上橋式吊車的橫向水平荷載是由吊車上的小車在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)引起的慣性力而的小車在啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)引起的慣性力而產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。n 通過小車的剎車輪與軌道之間的摩擦力傳給大車，再通過大車輪在軌道頂傳給吊車通過小車的剎車輪與軌道之間的摩擦力傳給大車，再通過大車輪在軌道頂傳給吊車梁，最后由吊車梁與柱的連接鋼板傳給排架柱。梁，最后由吊車梁與柱的連接鋼板傳給排架柱。n T T的作用點(diǎn)：吊車梁頂面標(biāo)高處，且有向左或向右兩種可能性。的作用點(diǎn)：吊車梁頂面標(biāo)高處，且有向左或向右兩種可能性。（2 2）作用）作用

37、在排架上的吊車橫向水在排架上的吊車橫向水平荷載設(shè)計(jì)值平荷載設(shè)計(jì)值T Tmaxmax荷載計(jì)算單 層 廠 房n 吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按小車重力標(biāo)準(zhǔn)值和額定起重量吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按小車重力標(biāo)準(zhǔn)值和額定起重量標(biāo)準(zhǔn)值之和乘以橫向水平荷載系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值之和乘以橫向水平荷載系數(shù)，總的吊車橫向水平荷載標(biāo)，總的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值準(zhǔn)值T Ti,ki,k為：為：吊車橫向水平荷載系數(shù)吊車橫向水平荷載系數(shù)對于軟鉤吊車：當(dāng)額定起重量對于軟鉤吊車：當(dāng)額定起重量Q310tQ310t時(shí)，時(shí)，0.120.12 當(dāng)額定起重量當(dāng)額定起重量15t15tQ3Q350t50t時(shí)，時(shí)，0.100.10 當(dāng)額定起重量當(dāng)額定起重

38、量Q3 75tQ3 75t時(shí)，時(shí)，0.080.08對于硬鉤吊車：對于硬鉤吊車： 0.20 0.20 荷載計(jì)算單 層 廠 房n 吊車的橫向水平荷載應(yīng)等分于橋架吊車的橫向水平荷載應(yīng)等分于橋架的兩端，通常大車的輪子總數(shù)為的兩端，通常大車的輪子總數(shù)為4 4，即，即每側(cè)輪子為每側(cè)輪子為2 2個(gè)，因此通過一個(gè)輪子傳個(gè)，因此通過一個(gè)輪子傳遞的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：遞的吊車橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：1414n 吊車為移動(dòng)荷載，吊車對排架產(chǎn)生的最大橫向水平荷載也應(yīng)根據(jù)影響線確定，影響吊車為移動(dòng)荷載，吊車對排架產(chǎn)生的最大橫向水平荷載也應(yīng)根據(jù)影響線確定，影響線的位置與產(chǎn)生豎向荷載線的位置與產(chǎn)生豎向荷載D Dmaxm

39、ax、D Dminmin相同：相同：14若已知若已知D Dmaxmax，則，則T Tmaxmax=D=DmaxmaxT Tk kP Pmax,kmax,k荷載計(jì)算單 層 廠 房注意小車剎注意小車剎車有左右兩車有左右兩種方向種方向單跨兩種荷單跨兩種荷載情況；載情況；雙跨有四種雙跨有四種荷載情況。荷載情況。荷載計(jì)算單 層 廠 房n多臺(tái)吊車的水平荷載：多臺(tái)吊車的水平荷載：不論是單跨還是多跨，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于不論是單跨還是多跨，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2 2臺(tái)。臺(tái)。n多臺(tái)吊車豎向荷載：多臺(tái)吊車豎向荷載：一層吊車單跨一層吊車單跨廠房的每個(gè)排架：廠房的每個(gè)排架：參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于參與組

40、合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于2 2臺(tái)；臺(tái)；一層吊車多跨一層吊車多跨廠房廠房的每個(gè)排架的每個(gè)排架：參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于4 4臺(tái)；臺(tái)；3 3、多、多臺(tái)吊車的組合臺(tái)吊車的組合荷載計(jì)算124【課堂練習(xí)】（2014.4）某單跨單層廠房，柱距6m，設(shè)計(jì)時(shí)考慮兩臺(tái)205tA5級工作制橋式吊車，其最大、最小輪壓標(biāo)準(zhǔn)值分別為Pmax，k=180kN、Pmin，k=46.5kN，吊車位置及影響線如題39圖所示。試計(jì)算影響線中的y2、y3、和y4及支座豎向反力最大設(shè)計(jì)值Dmax和最小設(shè)計(jì)值Dmin。(提示：兩臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù)=0.9，吊車荷載的分項(xiàng)系數(shù) =1.4)125單 層 廠 房作用

41、作用在排架上的風(fēng)荷載是由在排架上的風(fēng)荷載是由計(jì)算單元計(jì)算單元這部分這部分墻面和屋面墻面和屋面?zhèn)髁Φ膫髁Φ?，作，作用用方向垂直于建筑物表面，有風(fēng)壓力和風(fēng)吸力。方向垂直于建筑物表面，有風(fēng)壓力和風(fēng)吸力。)/(20mknwwzszk 。單層廠房，的度小于高度處的風(fēng)振系數(shù)，高0 . 130 zzmZ 基本風(fēng)壓0風(fēng)壓高度變化系數(shù)z（1 1）垂直于主要承重結(jié)構(gòu)建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值）垂直于主要承重結(jié)構(gòu)建筑物表面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值風(fēng)荷載體型系數(shù)s荷載計(jì)算單 層 廠 房基本風(fēng)壓0風(fēng)荷載體型系數(shù)s21風(fēng)作用在建筑物表面所引起的實(shí)際壓力或吸力與基本風(fēng)壓的風(fēng)作用在建筑物表面所引起的實(shí)際壓力或吸力與基本風(fēng)壓的比值。主要表

42、示建筑物在穩(wěn)定風(fēng)壓下的靜態(tài)風(fēng)壓（吸）力分比值。主要表示建筑物在穩(wěn)定風(fēng)壓下的靜態(tài)風(fēng)壓（吸）力分布規(guī)律，主要與建筑物的體形和尺寸有關(guān)?？砂床家?guī)律，主要與建筑物的體形和尺寸有關(guān)?？砂春奢d規(guī)范荷載規(guī)范表表.1查用查用?！? +”指對受風(fēng)面的推力，指對受風(fēng)面的推力，“- -”對受風(fēng)對受風(fēng)面的面的吸吸力力荷載計(jì)算128單 層 廠 房風(fēng)壓高度變化系數(shù)與建筑物的高度和地面粗糙度有關(guān)，地面風(fēng)壓高度變化系數(shù)與建筑物的高度和地面粗糙度有關(guān)，地面粗糙度分為粗糙度分為A A、B B、C C、D D四類，可根據(jù)高度和地面粗糙度查荷四類，可根據(jù)高度和地面粗糙度查荷載規(guī)范。載規(guī)范。風(fēng)壓高度變化系數(shù)z荷載計(jì)算A

43、 類指近海海面和海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)B 類指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏 的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)C 類指有密集建筑群的城市市區(qū)D 類指有密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。130單 層 廠 房)/(20mknwwzsgzkZ高度處的陣風(fēng)系數(shù)。gz（2 2）當(dāng)計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)）當(dāng)計(jì)算維護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)荷載計(jì)算單 層 廠 房n 作用于單層廠房排架結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載可分為兩部分：作用于單層廠房排架結(jié)構(gòu)上的風(fēng)荷載可分為兩部分：（1 1）柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載，可近似地按豎向均布荷載計(jì)，風(fēng)）柱頂以下墻面上的風(fēng)荷載，可近似地按豎向均布荷載計(jì)，風(fēng) 壓高度系數(shù)偏安全地按柱頂標(biāo)高確定。壓高度系數(shù)偏安全地按柱頂標(biāo)高確定。

44、 當(dāng)基礎(chǔ)頂面至室外地坪距離不大時(shí)，風(fēng)荷載可按柱全高計(jì)算，當(dāng)基礎(chǔ)頂面至室外地坪距離不大時(shí)，風(fēng)荷載可按柱全高計(jì)算， 不再減去地面以下的部分，當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況不再減去地面以下的部分，當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況 計(jì)算。計(jì)算。計(jì)算單元寬度02220111BBwBwqBwBwqzskkzskk 12.2.2 荷載計(jì)算單 層 廠 房（2 2）柱頂）柱頂( (屋架下弦屋架下弦) )以上的風(fēng)荷載，仍取為垂直于屋面的均布荷以上的風(fēng)荷載，仍取為垂直于屋面的均布荷載，但僅考慮其水平分力對排架的作用，通過屋架以集中力的載，但僅考慮其水平分力對排架的作用，通過屋架以集中力的形式作用于排架柱頂形式作用于排

45、架柱頂。KKKWWW2_1_KW1_作用在豎直面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按柱頂至檐口頂部作用在豎直面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值，按柱頂至檐口頂部的距離的距離h h1 1計(jì)算；計(jì)算；KW2_作用在坡屋面上的風(fēng)荷載水平分力標(biāo)準(zhǔn)值的合力，按作用在坡屋面上的風(fēng)荷載水平分力標(biāo)準(zhǔn)值的合力，按檐口頂部至屋脊的的距離檐口頂部至屋脊的的距離h h2 2計(jì)算。計(jì)算。荷載計(jì)算單 層 廠 房荷載計(jì)算135136單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房12.2.3 剪力分配法計(jì)算等高排架 等高排架等高排架：柱頂水平位移相等的排架。：柱頂水平位移相等的排架。 有柱頂標(biāo)高相同和柱頂標(biāo)高不相同兩種。有柱頂標(biāo)高相同和柱頂標(biāo)高不相同兩種。排架

46、橫梁剛度無窮大、橫梁無軸向變形排架橫梁剛度無窮大、橫梁無軸向變形荷載作用下，所有柱頂?shù)乃轿灰凭嗟?。荷載作用下，所有柱頂?shù)乃轿灰凭嗟?。?層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房n 求柱頂剪力方法：求柱頂剪力方法： 1 1 先求橫梁內(nèi)力，再求柱頂剪力（力法），適于各種排架。先求橫梁內(nèi)力，再求柱頂剪力（力法），適于各種排架。 2 2 剪力分配法，適于計(jì)算等高剪力分配法，適于計(jì)算等高排架內(nèi)力排架內(nèi)力。單階懸臂柱在柱頂單位水平力作用下的柱頂位移單階懸臂柱在柱頂單位水平力作用下的柱頂位移u1HHuEcILEcIuLcLcIECHnIEHu03331113) 11(13,30nCIInHHLuuC0

47、單階柱水平位移系數(shù)，查附錄四。剪力分配法計(jì)算等高排架單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房11剪力分配法計(jì)算等高排架單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房 1. 1. 柱頂作用水平柱頂作用水平集中力集中力F F時(shí)時(shí)的剪力分配的剪力分配u1=u設(shè)有n根柱，柱頂水平位移：各柱的柱頂剪力求出各柱的柱頂剪力求出后，各柱可按獨(dú)立的后，各柱可按獨(dú)立的懸臂柱計(jì)算懸臂柱計(jì)算內(nèi)力內(nèi)力各柱的柱頂剪力，各柱的柱頂剪力，自左向右取正號(hào)，自左向右取正號(hào)，反之為負(fù)反之為負(fù)。單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房2. 2. 任意荷載作用時(shí)的剪力分配任意荷載作用時(shí)的剪力分配（a）（b）（c）（d）1)先在柱頂附加

48、不動(dòng)鉸支座（b或c所示）阻止位移，并求出不動(dòng)支座水平反力R，必須查附錄四求解2）撤銷附加的不動(dòng)鉸支座，在此排架柱頂施加反向作用的R3）將上述兩種狀態(tài)疊加，以恢復(fù)原狀，即疊加上述兩個(gè)步驟中求出的內(nèi)力就是排架的實(shí)際內(nèi)力1421431441451461471、控制截面控制截面是指構(gòu)件某一區(qū)段中對截面配筋起控制作用的那些截面。 上柱的底部截面的彎矩和軸力比上柱其它截面要大，故上柱的截面是控制截面； 下柱的上部截面在吊車豎向荷載作用下彎矩值最大，故下柱的截面為控制截面； 下柱的底部截面(位于基礎(chǔ)頂面)通常在吊車橫向水平制動(dòng)力和風(fēng)荷載作用下彎矩值最大，而且設(shè)計(jì)基礎(chǔ)時(shí)也需要截面的內(nèi)力,故下柱的截面為控制截面

49、。148單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房2. 2. 不同種類內(nèi)力的不同種類內(nèi)力的組合組合單層廠房排架柱的內(nèi)力有單層廠房排架柱的內(nèi)力有彎矩彎矩M M、軸力、軸力N N和和剪力剪力V V，三種不三種不同的內(nèi)力如何搭配，其截面承載力才是最不利同的內(nèi)力如何搭配，其截面承載力才是最不利？。、及相應(yīng)的）4（；、及相應(yīng)的）3（；、及相應(yīng)的）2（;、及相應(yīng)的）1（minmaxmaxmaxVMNVMNVNMVNM單層廠房排架柱為單層廠房排架柱為偏心受壓構(gòu)件偏心受壓構(gòu)件，對柱的截面配筋起控制作用的，對柱的截面配筋起控制作用的是是彎矩彎矩M M、軸力、軸力N N，剪力剪力V V一般不起控制作用。一般情況下

50、，可按一般不起控制作用。一般情況下，可按以下四個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行不利內(nèi)力組合：以下四個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行不利內(nèi)力組合：對稱配筋時(shí)，對稱配筋時(shí)，（1 1）、（）、（2 2）合并為一種合并為一種組合，即組合，即MmaxMmax及及相應(yīng)的相應(yīng)的N N和和V V。內(nèi)力組合單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房通常，上述四種內(nèi)力組合已能滿足設(shè)計(jì)要求，但在某些通常，上述四種內(nèi)力組合已能滿足設(shè)計(jì)要求，但在某些情況下，他們可能并不是最不利的。情況下，他們可能并不是最不利的。有時(shí)有時(shí)M M雖然不是最大，而比最大值略小，而其對應(yīng)的軸雖然不是最大，而比最大值略小，而其對應(yīng)的軸力力N N小很多，則這組內(nèi)力的偏心矩小很多，則這組內(nèi)力

51、的偏心矩e e0 0最大，配筋量最多，最大，配筋量最多，有可能成為最不利的內(nèi)力。有可能成為最不利的內(nèi)力。內(nèi)力組合單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房3. 3. 同一種內(nèi)力的組合內(nèi)力組合的原則同一種內(nèi)力的組合內(nèi)力組合的原則n 對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，其承載能力極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)基本對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，其承載能力極限狀態(tài)的荷載效應(yīng)基本組合可按組合可按荷載規(guī)范荷載規(guī)范的簡化規(guī)則進(jìn)行組合：的簡化規(guī)則進(jìn)行組合：n 對于不同的荷載（如恒荷載、活荷載）引起的同一種內(nèi)力，荷載對于不同的荷載（如恒荷載、活荷載）引起的同一種內(nèi)力，荷載如何組合才能使這種內(nèi)力最不利如何組合才能使這種內(nèi)力最不利? ? （1

52、1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合：）由可變荷載效應(yīng)控制的組合：上面上面QiKniQiGKGKQQGKGSSSSSS1119.0)2)1恒荷載作用效應(yīng)最大的活恒荷載作用效應(yīng)最大的活荷載荷載荷載荷載 12.2.4 內(nèi)力組合單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房QiKciniQiGKGSSS1（2 2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合：）由永久荷載效應(yīng)控制的組合：組合值系數(shù)組合值系數(shù)cici對風(fēng)荷載為對風(fēng)荷載為0.60.6，其他活荷載為，其他活荷載為0.70.7。本項(xiàng)組合的可變荷載應(yīng)取為和恒荷載的方向一致，本項(xiàng)組合的可變荷載應(yīng)取為和恒荷載的方向一致，不一致的可變荷載不予組合，如水平風(fēng)荷載，水平不一致的可變荷

53、載不予組合，如水平風(fēng)荷載，水平吊車荷載。切記！吊車荷載。切記！最后的內(nèi)力應(yīng)取由可變荷載效應(yīng)控制和永久荷載效最后的內(nèi)力應(yīng)取由可變荷載效應(yīng)控制和永久荷載效應(yīng)控制的內(nèi)力的應(yīng)控制的內(nèi)力的 12.2.4 內(nèi)力組合單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房4. 4. 內(nèi)力組合注意事項(xiàng)內(nèi)力組合注意事項(xiàng)2 2）每次組合都必須包含恒荷載；）每次組合都必須包含恒荷載；3 3）當(dāng)?。┊?dāng)取N Nmaxmax或或N Nminmin為內(nèi)力組合目標(biāo)時(shí)，應(yīng)使相應(yīng)的為內(nèi)力組合目標(biāo)時(shí)，應(yīng)使相應(yīng)的M M絕對值絕對值盡可能的大，因此對于不產(chǎn)生軸向力而產(chǎn)生彎矩的荷載項(xiàng)盡可能的大，因此對于不產(chǎn)生軸向力而產(chǎn)生彎矩的荷載項(xiàng)（如風(fēng)荷載和吊車水

54、平荷載）中的彎矩值也應(yīng)該組合進(jìn)去；（如風(fēng)荷載和吊車水平荷載）中的彎矩值也應(yīng)該組合進(jìn)去；4 4） 風(fēng)荷載有左風(fēng)和右風(fēng)兩種情況，每次組合只能取其中風(fēng)荷載有左風(fēng)和右風(fēng)兩種情況，每次組合只能取其中一種；一種； 1 1）每次組合以一種內(nèi)力為目標(biāo)來決定其他荷載項(xiàng)的取舍；）每次組合以一種內(nèi)力為目標(biāo)來決定其他荷載項(xiàng)的取舍； 12.2.4 內(nèi)力組合單 層 廠 房單 層 廠 房單 層 廠 房注意注意D Dmaxmax（或（或D Dminmin）與）與T Tmaxmax的關(guān)系：的關(guān)系： 有有T T必有必有D D； 有有D D未必有未必有T T注意取用的吊車荷載注意取用的吊車荷載數(shù)目數(shù)目5 5）對吊車荷載應(yīng)注意以下三

55、點(diǎn)：）對吊車荷載應(yīng)注意以下三點(diǎn)： 在恒荷載任一種活荷載的內(nèi)力組合中，只能在吊車的豎向荷在恒荷載任一種活荷載的內(nèi)力組合中，只能在吊車的豎向荷載載D Dmaxmax或或D Dminmin與吊車水平荷載與吊車水平荷載T Tmaxmax兩者中取一種；兩者中取一種； 12.2.4 內(nèi)力組合6 6） 柱底水平剪力對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生彎矩，故在組合截面柱底水平剪力對基礎(chǔ)底面產(chǎn)生彎矩，故在組合截面-的內(nèi)力時(shí)，要把相應(yīng)的水平剪力值求出。的內(nèi)力時(shí)，要把相應(yīng)的水平剪力值求出。 各個(gè)排架或山墻都不能單獨(dú)變形，而是各個(gè)排架或山墻都不能單獨(dú)變形，而是互相制約成一個(gè)整體，這種排架與排架互相制約成一個(gè)整體，這種排架與排架、排架與山

56、墻之間相互關(guān)聯(lián)的整體作用、排架與山墻之間相互關(guān)聯(lián)的整體作用稱為廠房的整體空間作用。稱為廠房的整體空間作用。155一：一：各橫向排架之間必須有縱向構(gòu)件相聯(lián)；各橫向排架之間必須有縱向構(gòu)件相聯(lián)；產(chǎn)生單廠整體空間作用的條件：產(chǎn)生單廠整體空間作用的條件：規(guī)范規(guī)范：在吊車荷載作用下，可考慮廠房整體空間作用。：在吊車荷載作用下，可考慮廠房整體空間作用。單 層 廠 房排架計(jì)算中的兩個(gè)問題1. 1. 縱向柱距不等的排架內(nèi)力分析縱向柱距不等的排架內(nèi)力分析有時(shí)因工藝需要，在局部區(qū)段少放若干根柱，形成有時(shí)因工藝需要，在局部區(qū)段少放若干根柱，形成縱向柱距不等的情況，俗稱縱向柱距不等的情況，俗稱“抽柱抽柱”。單 層 廠

57、房1. 1. 縱向柱距不等的排架內(nèi)力分析縱向柱距不等的排架內(nèi)力分析當(dāng)屋面剛度較大，或者設(shè)有可靠的下弦縱向水平支當(dāng)屋面剛度較大，或者設(shè)有可靠的下弦縱向水平支撐，可以選取較寬的計(jì)算單元，并且假定計(jì)算單元撐，可以選取較寬的計(jì)算單元，并且假定計(jì)算單元中同一柱列的柱頂水平位移相等。中同一柱列的柱頂水平位移相等。排架計(jì)算中的兩個(gè)問題單 層 廠 房因此計(jì)算單元內(nèi)的幾榀排架可以合并為一榀排架來因此計(jì)算單元內(nèi)的幾榀排架可以合并為一榀排架來計(jì)算，合并后的排架柱的慣性矩應(yīng)按合并后考慮，計(jì)算，合并后的排架柱的慣性矩應(yīng)按合并后考慮，A A、C C軸線的柱為軸線的柱為2 2根，即根，即1 1根加根加2 2個(gè)半根。個(gè)半根。

58、1. 1. 縱向柱距不等的排架內(nèi)力分析縱向柱距不等的排架內(nèi)力分析排架計(jì)算中的兩個(gè)問題單 層 廠 房2. 2. 排架的水平位移驗(yàn)算排架的水平位移驗(yàn)算一般情況下，當(dāng)排架柱的截面尺寸滿足一定要求時(shí)，剛度一般情況下，當(dāng)排架柱的截面尺寸滿足一定要求時(shí)，剛度足夠大，可以不必驗(yàn)算其水平位移。只是在某些情況下足夠大，可以不必驗(yàn)算其水平位移。只是在某些情況下（如大噸位吊車）才有必要加以驗(yàn)算。（如大噸位吊車）才有必要加以驗(yàn)算。 12.2.6 排架計(jì)算中的兩個(gè)問題單 層 廠 房 12.3.1單層廠房柱的型式單 層 廠 房n實(shí)腹矩形實(shí)腹矩形截面柱：構(gòu)造簡單、施工方便，但重量大，截面柱：構(gòu)造簡單、施工方便，但重量大，用

59、料多，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差。適于截面高度小于用料多，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較差。適于截面高度小于700mm700mm的裝的裝配式偏心受壓柱以及牛腿以上的上柱。配式偏心受壓柱以及牛腿以上的上柱。n工字型截面柱：形式合理，能比較充分地發(fā)揮截面上工字型截面柱：形式合理，能比較充分地發(fā)揮截面上混凝土的承載作用，而且整體性好，施工方便，適用混凝土的承載作用，而且整體性好，施工方便，適用范圍廣。柱截面高度為范圍廣。柱截面高度為6006001400mm1400mm。在設(shè)有橋式吊車。在設(shè)有橋式吊車的廠房中，上柱和牛腿附近高度內(nèi)要做成實(shí)腹矩形截的廠房中，上柱和牛腿附近高度內(nèi)要做成實(shí)腹矩形截面；下柱插入基礎(chǔ)杯口高度內(nèi)的一段也要做成實(shí)腹

60、矩面；下柱插入基礎(chǔ)杯口高度內(nèi)的一段也要做成實(shí)腹矩形截面。形截面。單層廠房柱的型式單 層 廠 房n平腹桿或斜腹桿雙肢柱：平腹桿雙肢柱構(gòu)造較簡單，平腹桿或斜腹桿雙肢柱：平腹桿雙肢柱構(gòu)造較簡單，制作方便，肢部整齊的矩形孔洞便于布置工藝管道，制作方便，肢部整齊的矩形孔洞便于布置工藝管道，但受力性能不如斜腹桿雙肢柱。斜腹桿雙肢柱呈桁架但受力性能不如斜腹桿雙肢柱。斜腹桿雙肢柱呈桁架形式，桿件內(nèi)力基本為軸力，彎距很小，混凝土承載形式，桿件內(nèi)力基本為軸力，彎距很小，混凝土承載能力得到充分利用。能力得到充分利用。n雙肢柱特點(diǎn)：截面高度大，吊車豎向荷載可以通過柱雙肢柱特點(diǎn)：截面高度大，吊車豎向荷載可以通過柱肢的軸