單層廠房結(jié)構(gòu)型式與排架計(jì)算2

1、混凝土房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二章第二章 單層廠房單層廠房第二章第二章 單層廠房單層廠房單層廠房3返回2.2 排架計(jì)算排架計(jì)算目的：確定柱和基礎(chǔ)的內(nèi)力。目的：確定柱和基礎(chǔ)的內(nèi)力。內(nèi)容：確定計(jì)算簡(jiǎn)圖、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析和內(nèi)容：確定計(jì)算簡(jiǎn)圖、荷載計(jì)算、內(nèi)力分析和內(nèi)力組合。內(nèi)力組合。2.2.12.2.1排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖排架的計(jì)算簡(jiǎn)圖1. 計(jì)算單元計(jì)算單元 按平面結(jié)構(gòu)計(jì)算，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和受力狀按平面結(jié)構(gòu)計(jì)算，根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和受力狀況，選取最有代表性的計(jì)算單元。況，選取最有代表性的計(jì)算單元。單層廠房4第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算單元的選取計(jì)算單元的選取單層廠房5返回單層廠房6返回2 2排

2、架結(jié)構(gòu)的基本假定排架結(jié)構(gòu)的基本假定 (1)通常屋架與柱頂用預(yù)埋鋼板焊接，可視為鉸接，它只能傳遞豎向力和水平力，不能傳遞彎矩； (2)排架柱(預(yù)制)插入基礎(chǔ)杯口有一定深度，柱和基礎(chǔ)間用高等級(jí)細(xì)石混凝土澆筑密實(shí)，柱與基礎(chǔ)連接處可視為固定端，固定端位于基礎(chǔ)頂面； (3)排架橫梁(屋架或屋面梁)剛度很大，受力后的軸向變形可忽略不計(jì)，簡(jiǎn)化為一剛性連桿，即排架受力后，橫梁兩端的柱頂水平位移相等。 單層廠房7返回3 3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 (1)排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸結(jié)點(diǎn)處。排架柱的軸線為柱的幾何中心線。當(dāng)柱為變截面柱時(shí)，排架柱的軸線為一折線。上柱高Hu，下柱高Hl，全柱高H，上柱截

3、面慣性矩為Iu，下柱截面慣性矩為Il，如上圖(b)所示。 (2)排架的跨度以廠房的軸線為準(zhǔn)。橫梁用一條線來代表(EA=)，計(jì)算簡(jiǎn)圖如上圖(c)。由上圖(b)改用上圖(c)，需在柱的變截面處增加一個(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的間距e 。 單層廠房8返回(a)排架結(jié)構(gòu)(b)變截面排架柱的實(shí)際軸線(c)排架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 單層廠房9 計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖單層廠房10返回1 1恒載恒載（由材料重度計(jì)算，注意作用位置） 2.2.22.2.2排架結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算排架結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算v 屋蓋恒載屋蓋恒載G1 v吊車梁和軌道及連接件的重力荷載吊車梁和軌道及連接件的重力荷載G3v懸墻自重重力荷載

4、懸墻自重重力荷載G2v柱自重重力荷載柱自重重力荷載G4單層廠房11(1)(1)屋蓋恒載屋蓋恒載 包括屋面構(gòu)造層、屋面板、天窗架、屋架、屋蓋支撐以及與屋架連接的各種管道的重力荷載。它們都以集中力Gl的形式施加于柱頂，作用點(diǎn)位于屋架上下弦?guī)缀沃行木€匯交處(對(duì)標(biāo)準(zhǔn)屋架通常在縱向定位軸線內(nèi)側(cè)l50mm處)。Gl對(duì)上柱截面中心往往有偏心距el，對(duì)下柱截面中心又增加另一偏心距e2(e2為上下柱中心線間距)，所以Gl對(duì)柱頂截面中心有一個(gè)外力矩Glel，對(duì)變截面處下柱截面中心有一個(gè)附加力矩Gle2，如上圖(b)所示。 單層廠房12返回(a)屋蓋荷載與上、下柱的關(guān)系 (b) 計(jì)算簡(jiǎn)圖 單層廠房13返回(2)(2

5、)柱、吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)重力荷載柱、吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)重力荷載 柱的重力荷載G2、G3分別按上、下柱(下柱包括牛腿)的實(shí)際體積計(jì)算。上柱自重G2作用于上柱重心，它的作用線與上柱中心線相重合，對(duì)下柱截面中心線有偏心距e2，對(duì)牛腿頂面處下柱截面中心有一個(gè)外力矩G2e2；下柱自重G3作用于下柱的重心，它的作用線與下柱中心線相重合。 吊車梁和軌道聯(lián)結(jié)的重力荷載G4可從相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖集中查得，軌道聯(lián)結(jié)也可按12kN/m沿吊車梁長(zhǎng)度方向的均布荷載計(jì)算。G4的作用線與吊車梁軌道中心線相重合，距柱縱向定位軸線一般為750mm，并作用在柱牛腿頂面。G4對(duì)下柱截面中心的偏心距離為e4，故G4對(duì)下柱截面中心有一外力矩G4

6、e4。 單層廠房14返回單層廠房15返回(3)(3)墻體荷載墻體荷載 當(dāng)外墻墻體或大型墻板擱置在連系梁(墻梁)上，連系梁又支承在柱的牛腿上時(shí)，排架柱將受到墻體、墻體上的窗重以及連系梁自重產(chǎn)生的偏心荷載G5，e5為墻體中心線到排架柱中心線的距離，墻體荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示 。 單層廠房16返回2. 吊車荷載吊車荷載 吊車荷載示意圖吊車荷載示意圖p,minFp,maxFp,minFp,maxF單層廠房17吊車荷載是移動(dòng)荷載，作用在廠房排架上的橋式吊車荷載一般有三種形式：(1)吊車豎向荷載Dmax、Dmin；(2)吊車橫向水平荷載Tmax；(3)吊車縱向水平荷載。第(1)、(2)種作用在廠房

7、橫向排架上(如下圖所示)，第(3)種作用在廠房縱向排架上。 單層廠房18返回(1)(1)吊車豎向荷載吊車豎向荷載 最大輪壓最大輪壓P Pmaxmax和最小輪壓和最小輪壓P Pminmin 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。橋式吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)采用吊車的最大輪壓Pmax和吊車的最小輪壓Pmin。當(dāng)?shù)踯嚌M載且卷?yè)P(yáng)機(jī)小車行駛到吊車橋架一側(cè)的極限位置時(shí)，小車所在一側(cè)輪壓將出現(xiàn)最大輪壓Pmax；同時(shí)，另一側(cè)吊車輪壓出現(xiàn)最小輪壓Pmin(見下圖)。 單層廠房19返回多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù)多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù) 當(dāng)有多臺(tái)吊車時(shí)，對(duì)一層吊車單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)

8、不宜多于2臺(tái)；對(duì)一層吊車多跨廠房的每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。對(duì)于多層吊車的單跨或多跨廠房，應(yīng)按實(shí)際使用情況考慮。當(dāng)按兩臺(tái)或兩臺(tái)以上吊車計(jì)算排架時(shí)，多臺(tái)吊車的豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)乘以下表所示的折減系數(shù)后采用，這是考慮到多臺(tái)吊車同時(shí)滿載，且小車位置也同時(shí)處于最不利位置的概率是很小的。 參與組合的吊車臺(tái)數(shù)吊車載荷狀態(tài)等級(jí)輕級(jí)和中級(jí)中級(jí)和特重級(jí)20.900.9530.850.9040.800.85注：對(duì)于多層吊車的單跨或多跨廠房，計(jì)算排架時(shí)，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)及荷載的折減系數(shù)，應(yīng)按實(shí)際情況考慮。單層廠房20返回吊車對(duì)排架柱產(chǎn)生的最大豎向荷載吊車對(duì)排架柱產(chǎn)生的最大豎向荷載D Dmaxmax和最小豎向荷和最小豎

9、向荷載載D Dminmin 一般預(yù)制吊車梁為簡(jiǎn)支梁，利用簡(jiǎn)支梁的反力影響線可求出吊車對(duì)排架柱產(chǎn)生的最大豎向荷載Dmax(另一側(cè)排架柱為最小豎向荷載Dmin)。分析表明，只有當(dāng)兩臺(tái)吊車挨緊運(yùn)行，且其中起重量大的一臺(tái)的輪子行至排架柱的位置時(shí)(見上圖)，作用于計(jì)算排架柱的吊車豎向荷載才是最大值Dmax(另一側(cè)排架柱為最小值Dmin)。由反力影響線得(見下圖)： 單層廠房21返回 Dmax=Pimaxyi Dmin=Piminyi 式中Pimax、Pimin分別為第i臺(tái)吊車最大、最小輪壓； yi為各輪壓對(duì)應(yīng)的反力影響線的豎值。單層廠房22返回橋式吊車基本參數(shù)Pmax、Pmin、橋?qū)払、輪距K等，可按所

10、采用的橋式吊車規(guī)格，從產(chǎn)品說明書或有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中查得。在上圖中，B1、K1為吊車1的橋?qū)捄洼喚啵籅2、K2為吊車2的橋?qū)捄洼喚啵籆為兩臺(tái)吊車最大輪壓P1max和P2max作用點(diǎn)的間距(見上圖)，其值為 C=(B1-K1)/2+(B2-K2)/2 單層廠房23返回吊車豎向荷載對(duì)排架下柱產(chǎn)生的力矩吊車豎向荷載對(duì)排架下柱產(chǎn)生的力矩M Mmaxmax、M Mminmin 最大(最小)豎向荷載Dmax(Dmin)對(duì)下柱幾何中心線產(chǎn)生的力矩為 Mmax=Dmaxe4 Mmin=Dmine4 式中e4為吊車梁中心線和下柱中心線間的距離。求出Dmax、Dmin、Mmax、Mmin后即可得到排架在吊車豎向荷載作

11、用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如下圖所示。值得注意的是，Dmax、Mmax也可能施加在B柱上，與此相應(yīng)的是Dmin、Mmin作用在A柱上。 單層廠房24返回單層廠房25返回(2)(2)吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載 吊車橫向水平荷載吊車橫向水平荷載T T 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)引起的慣性力而產(chǎn)生的。 荷載規(guī)范建議吊車的橫向水平荷載在兩邊軌道上平均分配，分別由車輪傳至軌頂，并經(jīng)軌道和埋設(shè)在吊車梁頂面的連接件傳給上柱。因此，吊車橫向水平荷載施加于排架的作用點(diǎn)，就在吊車梁頂面標(biāo)高處，且有向左或向右兩種可能性，如下圖所示。 單層廠房26返回 考慮多臺(tái)吊車水平荷載時(shí)，由于同時(shí)制動(dòng)的機(jī)遇

12、很小，荷載規(guī)范規(guī)定：對(duì)單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2臺(tái)。計(jì)算排架承受的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，也應(yīng)乘以荷載折減系數(shù)。因此，對(duì)一般4輪橋式吊車，每個(gè)輪子上產(chǎn)生的橫向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值T，可按下式計(jì)算：?jiǎn)螌訌S房27返回T=(Q+Q1)g/4 (kN) 式中Q 吊車的額定起重量(t)；Q1橫行小車重量(t)； g 重力加速度(9.81，可近似取10)； 橫向水平荷載系數(shù)(或稱小車制動(dòng)力系數(shù))。 對(duì)于軟鉤吊車： 當(dāng)Q10t時(shí)，=12；當(dāng)Q=1550t時(shí)，=10； 當(dāng)Q75t時(shí)，=8； 對(duì)于硬鉤吊車 =20。 單層廠房28返回 吊車橫向最大水平荷載吊車橫向最大水平荷載T Tmaxmax作用

13、下的計(jì)算簡(jiǎn)圖作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖 吊車橫向水平荷載也是移動(dòng)荷載，也要用影響線才能求出吊車對(duì)排架柱產(chǎn)生的最大水平荷載Tmax。吊車的位置與計(jì)算吊車豎向荷載Dmax時(shí)相同，所用公式類似，即： Tmax=Ti yi 吊車橫向水平荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示。 單層廠房29返回 (3)(3)吊車縱向水平荷載吊車縱向水平荷載 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)。因此，吊車縱向水平荷載的作用點(diǎn)位于剎車輪與軌道的接觸點(diǎn)，其方向與軌道方向一致。作用在一邊軌道上的吊車縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值Te可按下式計(jì)算(取吊車的大車制動(dòng)力系數(shù)為0.1)：

14、 Te=0.1nPmax 式中n吊車每側(cè)制動(dòng)輪數(shù)(一臺(tái)四輪橋式吊車，n=1)； Pmax剎車輪的最大輪壓。 單層廠房30返回計(jì)算吊車縱向水平荷載引起的廠房縱向結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時(shí)，對(duì)單跨或多跨廠房的每個(gè)縱向排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)均不應(yīng)多于2臺(tái)。吊車縱向水平荷載將由同一伸縮縫區(qū)段內(nèi)各柱共同承受，按各柱沿廠房縱向的抗側(cè)剛度大小比例分配。當(dāng)有柱間支撐時(shí)，全部縱向水平荷載可考慮由柱間支撐承受。 單層廠房31返回 3 3風(fēng)荷載風(fēng)荷載 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)柱頂以下的風(fēng)荷載，可近似地按豎向均布荷載q計(jì)，風(fēng)壓高度系數(shù)偏安全地按柱頂標(biāo)高計(jì)算。(2)柱頂(屋架下弦)以上的風(fēng)荷載，通過屋架

15、以集中力FW的形式作用于排架柱頂。這時(shí)的風(fēng)壓高度變化系數(shù)均可按天窗檐口處標(biāo)高計(jì)算，也可按各部分平均高出室外地面的高度計(jì)算。風(fēng)荷載作用下的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下圖所示。 單層廠房32第3章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 風(fēng)荷載的計(jì)算風(fēng)荷載的計(jì)算單層廠房33返回 作用于單層廠房表面上的風(fēng)荷載與受風(fēng)表面的形狀、所處的地理位置、周圍環(huán)境、離地面高度有關(guān)。荷載規(guī)范規(guī)定，垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值Wk(kN/m2)，按下式計(jì)算： Wk=Z S ZWO 式中ZZ高度處的風(fēng)振系數(shù)，僅在高度大于30m且高寬比大干1.5的房屋結(jié)構(gòu)，以及基本自振周期T1大于0.25s的塔架、桅桿、煙囪等高聳結(jié)構(gòu)中才予考慮，單廠結(jié)構(gòu)中Z=

16、1； 單層廠房34返回S風(fēng)荷載體型系數(shù)，是指風(fēng)作用在建筑物表面所引起的實(shí)際壓力(或吸力)與理論風(fēng)壓的比值。主要與建筑物的體型和尺度有關(guān)。荷載規(guī)范中列出多種基本體型的風(fēng)荷載體型系數(shù)，供設(shè)計(jì)時(shí)采用；Z風(fēng)壓高度變化系數(shù)，根據(jù)離地面高度及地面粗糙度類別，查表確定；WO基本風(fēng)壓(kN/m2)，是以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計(jì)所得的、50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速VO(m/s)為標(biāo)準(zhǔn)，按WO=VO2/1600確定的風(fēng)壓值。單層廠房35單層廠房36單層廠房37單層廠房38返回 4. 4. 雪荷載、屋面積灰荷載和屋面均布活荷載雪荷載、屋面積灰荷載和屋面均布活荷載 這三種荷載都是作用在屋面上的可變荷載

17、，都以相同的途徑傳至柱頂，其計(jì)算簡(jiǎn)圖同屋蓋恒載。在進(jìn)行單層廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到屋面均布活荷載與雪荷載相遇的可能性很小，荷載規(guī)范規(guī)定，屋面均布活荷載，不應(yīng)與雪荷載同時(shí)考慮，屋面均布活荷載，不應(yīng)與雪荷載同時(shí)考慮，而應(yīng)取兩者中的較大值而應(yīng)取兩者中的較大值。當(dāng)有屋面積灰荷載時(shí)，它應(yīng)與屋面均布活荷載或屋面雪荷載中之較大值同時(shí)取用。(1)屋面積灰荷載屋面積灰荷載當(dāng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)中有大量排灰的廠房(如冶金、鑄造、水泥等行業(yè)的建筑)及其鄰近建筑時(shí)，需考慮廠房屋面積灰荷載，其取值應(yīng)按荷載規(guī)定確定。單層廠房39單層廠房40返回(2)雪荷載雪荷載作用于屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk(kN/m2)，按下式計(jì)算： Sk

18、=rSO 式中r屋面積雪分布系數(shù), 與屋面形式、朝向及風(fēng)力等有關(guān)。荷載規(guī)范規(guī)定了多種典型屋面的屋面積雪分布系數(shù)，供設(shè)計(jì)時(shí)采用； SO基本雪壓(kN/m2)是以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計(jì)所得30年一遇最大積雪的自重確定的，荷載規(guī)范中給出了全國(guó)基本雪壓分布圖。單層廠房41單層廠房42單層廠房43返回 (3)屋面均布活荷載屋面均布活荷載不上人屋面的均布活荷載指施工階段及使用階段進(jìn)行屋面維修時(shí)的荷載。對(duì)鋼筋混凝土屋面(包括挑檐、雨篷)上的屋面均布活荷載，按0.5 kN/m2計(jì)算。其他屋面構(gòu)造的屋面均布活荷載取值，詳見荷載規(guī)范。 單層廠房44單層廠房45第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.3 用剪

19、力分配法計(jì)算高用剪力分配法計(jì)算高排架排架 排架的內(nèi)力分析方法與排架的形式及荷載的作用方式有關(guān)，可采用力法和位移法進(jìn)行分析。 等高排架與不等高排架 單位水平力作用在單階懸臂柱頂時(shí)，柱頂位移的計(jì)算。 柱的“抗剪剛度”或“側(cè)移剛度”：當(dāng)使柱頂產(chǎn)生單位水平位移時(shí)，所需施加的力的大小單層廠房46第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 柱頂水平集中力作用下等高排架的內(nèi)力分析柱頂水平集中力作用下等高排架的內(nèi)力分析 單層廠房47第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)v 柱頂作用的水平力與各柱頂?shù)乃郊袅ζ胶庵斪饔玫乃搅εc各柱頂?shù)乃郊袅ζ胶?1n1niiFVVV v 橫梁軸向剛度無窮大，各柱頂?shù)奈灰葡嗟葯M梁軸

20、向剛度無窮大，各柱頂?shù)奈灰葡嗟?12n v 各柱的柱頂剪力和柱頂位置的關(guān)系各柱的柱頂剪力和柱頂位置的關(guān)系iiiV1 利用解超靜定結(jié)構(gòu)的三個(gè)條件：平衡條件、變形條件和物理?xiàng)l件求解柱頂剪力。單層廠房48第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11/1/iiiniiVFF v 解聯(lián)立方程求得各柱柱頂剪力解聯(lián)立方程求得各柱柱頂剪力niiii1/1/1式中式中 為第為第i根柱的剪力分配系數(shù)：根柱的剪力分配系數(shù)：i 在柱頂集中力作用下，可直接用剪力分配法求解。單層廠房49第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 任意荷載作用下等高排架的內(nèi)力分析任意荷載作用下等高排架的內(nèi)力分析 任意荷載作用下等高排架的內(nèi)力分析任意

21、荷載作用下等高排架的內(nèi)力分析單層廠房50第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 不能直接應(yīng)用剪力法，但通過柱頂加鉸支連桿可以通過轉(zhuǎn)換用剪力分配法求解。分四步走：v 在排架柱頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座，限制其水平側(cè)移；在排架柱頂附加一個(gè)不動(dòng)鉸支座，限制其水平側(cè)移；v 疊加上述計(jì)算結(jié)果，可得到排架在任意荷載作用下的疊加上述計(jì)算結(jié)果，可得到排架在任意荷載作用下的 柱頂剪力，至此，排架各柱的內(nèi)力即可求解。柱頂剪力，至此，排架各柱的內(nèi)力即可求解。v 此時(shí)排架變?yōu)槎喔淮纬o定柱，利用柱頂反力系數(shù)此時(shí)排架變?yōu)槎喔淮纬o定柱，利用柱頂反力系數(shù) 可求得各柱頂反力可求得各柱頂反力Ri及相應(yīng)的柱端剪力，則柱頂假想及相應(yīng)的

22、柱端剪力，則柱頂假想 的不動(dòng)鉸支座反力為的不動(dòng)鉸支座反力為 ; iRRv 撤除不動(dòng)鉸支座，將撤除不動(dòng)鉸支座，將R反向加于排架柱頂，用剪反向加于排架柱頂，用剪 力分配法將其分配給各柱，求得柱頂分為力分配法將其分配給各柱，求得柱頂分為 ;Ri單層廠房51第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.4 內(nèi)力組合內(nèi)力組合1. 柱的控制截面柱的控制截面 內(nèi)力組合就是確定柱的控制截面和相應(yīng)的最不利內(nèi)力，并進(jìn)行荷載組合。 柱的控制截面柱的控制截面v -上柱柱底截面上柱柱底截面 v -牛腿頂面牛腿頂面 v -下柱柱底截面下柱柱底截面 單層廠房52第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 荷載組合荷載組合 通過組合

23、求出可能出現(xiàn)的最不利內(nèi)力v荷載規(guī)范荷載規(guī)范規(guī)定荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值規(guī)定荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S，應(yīng)，應(yīng) 從下列組合值中取最不利值：從下列組合值中取最不利值：2-19GkQcQ k11.35niiiiSSS GkQQ k11.20.9niiiSSS 2-18 請(qǐng)注意：當(dāng)（2-18）式中n=1時(shí)，組合系數(shù)0.9應(yīng)改為1.0。單層廠房53第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 內(nèi)力組合項(xiàng)目?jī)?nèi)力組合項(xiàng)目 v偏心受壓柱的破壞形態(tài)有兩種：大偏心受壓和小偏心受壓柱的破壞形態(tài)有兩種：大偏心受壓和小 偏心受壓，故對(duì)控制截面考慮四種最不利內(nèi)力組偏心受壓，故對(duì)控制截面考慮四種最不利內(nèi)力組 合：合： Mmax及相應(yīng)的及

24、相應(yīng)的N、V Mmin及相應(yīng)的及相應(yīng)的N、VNmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的M、VNmin及相應(yīng)的及相應(yīng)的M、V 彎矩、軸力和配筋關(guān)系圖彎矩、軸力和配筋關(guān)系圖單層廠房54第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 內(nèi)力組合注意事項(xiàng)內(nèi)力組合注意事項(xiàng) v無論什么情況，恒載必須參加組合；無論什么情況，恒載必須參加組合；v 目的在于得到最大內(nèi)力，其他為最大內(nèi)力的對(duì)應(yīng)值；目的在于得到最大內(nèi)力，其他為最大內(nèi)力的對(duì)應(yīng)值；v Dmax作用在作用在A柱，柱， 和和Dmax作用在作用在B柱不可能同時(shí)出柱不可能同時(shí)出現(xiàn)，所以不可能在同一組組合中出現(xiàn)；現(xiàn)，所以不可能在同一組組合中出現(xiàn)；v Tmax參加組合時(shí)，必有垂直荷載項(xiàng)參加組

25、合時(shí)，必有垂直荷載項(xiàng)D(Dmax或或Dmin)，而，而垂直荷載參加組合時(shí)，不一定有垂直荷載參加組合時(shí)，不一定有Tmax項(xiàng)項(xiàng)(未必剎車未必剎車)；v 風(fēng)荷載，左風(fēng)、右風(fēng)不同時(shí)存在，故不同時(shí)參加組合；風(fēng)荷載，左風(fēng)、右風(fēng)不同時(shí)存在，故不同時(shí)參加組合；v 求求Nmin時(shí)，時(shí)，N = 0的風(fēng)荷載應(yīng)參加組合。的風(fēng)荷載應(yīng)參加組合。單層廠房55第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.5 排架考慮整體空間作用的計(jì)算排架考慮整體空間作用的計(jì)算1. 廠房整體空間作用的基本概念廠房整體空間作用的基本概念 廠房空間作用分析廠房空間作用分析單層廠房56第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 吊車荷載作用下考慮吊車荷載作

26、用下考慮廠房整體空間作用的排架廠房整體空間作用的排架內(nèi)力分析內(nèi)力分析 排架與排架、排架與山墻之間的相互制約作用，稱為廠房的整體空間作用。 吊車荷載為局部荷載，可按考慮廠房空間作用的方法計(jì)算吊車荷載作用下的排架內(nèi)力。v 實(shí)用中采用空間作用分配系數(shù)實(shí)用中采用空間作用分配系數(shù)來考慮廠房的來考慮廠房的 荷載，該系數(shù)實(shí)質(zhì)上是考慮空間作用排架的側(cè)荷載，該系數(shù)實(shí)質(zhì)上是考慮空間作用排架的側(cè) 移移與按平面排架計(jì)算時(shí)的柱頂側(cè)移與按平面排架計(jì)算時(shí)的柱頂側(cè)移 0的比的比 值。值。單層廠房57第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 考慮廠房整體空間作用時(shí)排架內(nèi)力計(jì)算步驟考慮廠房整體空間作用時(shí)排架內(nèi)力計(jì)算步驟 考慮廠房空

27、間作用時(shí)排架的內(nèi)力計(jì)算考慮廠房空間作用時(shí)排架的內(nèi)力計(jì)算iiiVRR RRViii 比較：?jiǎn)螌訌S房58第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3單層廠房柱單層廠房柱2.3.1 柱的型式柱的型式 柱的設(shè)計(jì)包括柱的形式的選擇、確定截面尺寸、配筋計(jì)算、吊裝驗(yàn)算、牛腿設(shè)計(jì)等。矩形、工字形、雙肢柱。矩形、工字形、雙肢柱。柱的形式柱的形式單層廠房59第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.2 矩形、工字形柱的設(shè)計(jì)矩形、工字形柱的設(shè)計(jì)1. 截面尺寸和外形構(gòu)造尺寸截面尺寸和外形構(gòu)造尺寸 設(shè)計(jì)柱子的截面尺寸時(shí)不僅考慮承載力，還需設(shè)計(jì)柱子的截面尺寸時(shí)不僅考慮承載力，還需考慮廠房柱的剛度要求?？紤]廠房柱的剛度要求。單

28、層廠房60第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 截面配筋計(jì)算截面配筋計(jì)算 柱按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算配筋：柱按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算配筋：斜截面正截面大偏心小偏心對(duì)稱配筋非對(duì)稱配筋單層廠房61第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于大偏心受壓，對(duì)于大偏心受壓， M接近，接近，N小不利；小不利；對(duì)于小偏心受壓，對(duì)于小偏心受壓， M接近，接近，N大不利；大不利；無論什么情況，無論什么情況，N接近，接近， M大不利。大不利。對(duì)稱配筋時(shí)，取對(duì)稱配筋時(shí)，取|Mmax|及相應(yīng)的及相應(yīng)的N；Nmax及相應(yīng)的及相應(yīng)的M；Nmin及相應(yīng)的及相應(yīng)的M。v內(nèi)力組合的取舍：內(nèi)力組合的取舍：v受壓構(gòu)件按規(guī)范確定計(jì)算長(zhǎng)度受壓構(gòu)件按規(guī)

29、范確定計(jì)算長(zhǎng)度l0。單層廠房62第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 吊裝運(yùn)輸階段的承載力和裂縫寬度計(jì)算吊裝運(yùn)輸階段的承載力和裂縫寬度計(jì)算 柱的吊裝方式及簡(jiǎn)圖柱的吊裝方式及簡(jiǎn)圖 單層廠房63第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)v吊裝采用一點(diǎn)吊時(shí)，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿的根部，吊車吊裝采用一點(diǎn)吊時(shí)，吊點(diǎn)設(shè)在牛腿的根部，吊車 驗(yàn)算的控制截面有上柱柱底、牛腿根部和下柱跨驗(yàn)算的控制截面有上柱柱底、牛腿根部和下柱跨 中三個(gè)控制截面。中三個(gè)控制截面。v吊裝方法有平吊和翻身吊兩種；吊裝方法有平吊和翻身吊兩種；v吊裝時(shí)，柱自重的分項(xiàng)系數(shù)取吊裝時(shí)，柱自重的分項(xiàng)系數(shù)取1.2；應(yīng)考慮動(dòng)力系；應(yīng)考慮動(dòng)力系 數(shù)數(shù)1.5；結(jié)構(gòu)的重

30、要性系數(shù)取；結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)取0.9。v應(yīng)注意不同的起吊方法，柱的受力狀態(tài)不同，截應(yīng)注意不同的起吊方法，柱的受力狀態(tài)不同，截 面尺寸和可利用鋼筋的數(shù)量不同。面尺寸和可利用鋼筋的數(shù)量不同。 ksks0s0.87Mh A 2-22v吊裝時(shí)通過限制鋼筋應(yīng)力來限制裂縫寬度。吊裝時(shí)通過限制鋼筋應(yīng)力來限制裂縫寬度。單層廠房64第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4. 構(gòu)造要求構(gòu)造要求 v受力縱筋：直徑受力縱筋：直徑 d12mm, 當(dāng)當(dāng)h600mm時(shí)時(shí) d1016mm，全部縱向配筋率不宜超過，全部縱向配筋率不宜超過 5%。v混凝土強(qiáng)度等級(jí)：混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C20v箍筋：直徑箍筋：直徑 d6 mm, 間距間距400 mm,且且 柱寬柱寬b;當(dāng)當(dāng)h600 mm、d1016 mm時(shí)，箍時(shí)，箍 筋應(yīng)為封閉式。筋應(yīng)為封閉式。單層廠房65第2章混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.3 牛腿設(shè)計(jì)牛腿設(shè)計(jì) 牛腿設(shè)置在柱上，用來支承屋架、托架、吊車