1、dd1第第2 2章章 單層排架結構單層排架結構2.1 單層廠房的結構組成與布置單層廠房的結構組成與布置2.2 排架結構分析排架結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.4 柱下獨立基礎設計柱下獨立基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.6 吊車梁設計要點吊車梁設計要點22.1.1 2.1.1 單層工業廠房的結構種類單層工業廠房的結構種類按結構材料按結構材料砌體混合結構（砌體混合結構（鋼結構鋼結構鋼筋混凝土結構鋼筋混凝土結構m15, t 5lQ）m36, t250lQ）（2.1 2.1 單層工業廠房結構組成與布置單層工業廠房結構組成與布置按結構形式按結構形式排架結構（等高、不等高、鋸齒形）排架結構（等

2、高、不等高、鋸齒形）剛架結構（兩鉸門架、三鉸門架）剛架結構（兩鉸門架、三鉸門架）鋼鋼混凝土混合結構混凝土混合結構3單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類結構種類等高排架等高排架不等高排架不等高排架鋸齒型排架鋸齒型排架42.1.2 2.1.2 單層排架結構組成單層排架結構組成單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組成結構組成1）屋面板2）天溝板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊車梁7）排架柱8）抗風柱9）基礎10）連系梁11）基礎梁12）天窗架垂直支撐13）屋架下弦橫向支撐14）屋架垂直支撐15）柱間支撐5一、柱網布置一、柱網布置柱網是豎向承重構

3、件柱網是豎向承重構件縱橫向定位軸線所形縱橫向定位軸線所形成的網格。成的網格。柱距應采用柱距應采用6 6米或米或6 6米米的倍數；的倍數；跨度在跨度在1818米以下采用米以下采用3 3米的倍數，在米的倍數，在1818米以米以上采用上采用6 6米的倍數。米的倍數。2.1.3 2.1.3 單層排架結構布置單層排架結構布置單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組成2.1 .3結構布置結構布置6二、定位軸線二、定位軸線墻、邊柱與縱向定位軸線的關系：墻、邊柱與縱向定位軸線的關系：D 柱距柱距6 6米、無吊車或米、無吊車或邊柱外緣和墻內緣與軸線重合，邊柱外緣和墻內緣與軸線重

4、合，稱封閉結合。稱封閉結合。t20Q 柱距柱距6 6米、米、邊柱外緣和墻內緣與軸線之間加邊柱外緣和墻內緣與軸線之間加聯系尺寸聯系尺寸D=125D=125，稱非封閉結合。，稱非封閉結合。tQ5032 柱距柱距1212米、或米、或聯系尺寸聯系尺寸D=250D=250、500500。tQ50單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組成2.1 .3結構布置結構布置7中柱與縱向定位軸線的關系：中柱與縱向定位軸線的關系：等高跨等高跨上柱中心線與縱向軸線重合上柱中心線與縱向軸線重合h/2h/2單柱單柱高低跨高低跨雙柱雙柱tQ20高跨高跨tQ32高跨高跨A=DA=DtQ20高跨

5、高跨A=B+CA=B+CtQ32高跨高跨A=B+C+DA=B+C+DA=DCBA=B+CCBA=B+C+DD單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組成2.1 .3結構布置結構布置8墻、柱與橫向定位軸線的關系：墻、柱與橫向定位軸線的關系：柱柱伸縮縫和端部處伸縮縫和端部處一般部位處柱中心線與軸線重合一般部位處柱中心線與軸線重合600600600墻墻非承重墻：墻內緣與軸線重合非承重墻：墻內緣與軸線重合承重墻：承重墻： 墻內緣與墻內緣與軸線的距軸線的距離為半磚離為半磚或半磚的或半磚的倍數。倍數。單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組

6、成2.1 .3結構布置結構布置9三、變形縫設置三、變形縫設置伸縮縫伸縮縫橫向伸縮縫一般采用雙柱；縱向伸縮縫一般采用單柱。橫向伸縮縫一般采用雙柱；縱向伸縮縫一般采用單柱。沉降縫沉降縫一般不設。下列情況之一設：一般不設。下列情況之一設： 相鄰部位高差很大；相鄰部位高差很大； 相鄰跨吊車起重量懸殊；相鄰跨吊車起重量懸殊； 下臥土層有很大變化；下臥土層有很大變化； 各部分施工時間相差很長。各部分施工時間相差很長。抗震縫抗震縫當廠房平、立面布置復雜或結構高度、剛度相差很大時設置。當廠房平、立面布置復雜或結構高度、剛度相差很大時設置。單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構

7、組成2.1 .3結構布置結構布置10四、廠房的剖面布置四、廠房的剖面布置高度高度自室內地面至柱頂的高度應為自室內地面至柱頂的高度應為300300的倍數；的倍數；自室內地面至牛腿的高度應為自室內地面至牛腿的高度應為300300的倍數；的倍數；自室內地面至吊車軌道的標志高度應為自室內地面至吊車軌道的標志高度應為600600的倍數。的倍數。凈空要求凈空要求屋架下弦與吊車架外輪廓線的距離屋架下弦與吊車架外輪廓線的距離 ；吊車架外緣與內緣的間距吊車架外緣與內緣的間距 mmHC220)75(100)50(802tQmmtQmmB、軌道中心線與縱向軸線的距離軌道中心線與縱向軸線的距離mm750單廠設計2.1

8、 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組成2.1 .3結構布置結構布置凈空11五、支撐布置五、支撐布置柱間支撐柱間支撐作用：保證廠房縱向排架的作用：保證廠房縱向排架的剛度和穩定；將水平荷載傳剛度和穩定；將水平荷載傳至基礎。至基礎。單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組成2.1 .3結構布置結構布置位置：伸縮縫區段中央或位置：伸縮縫區段中央或臨近中央。臨近中央。位置：伸縮縫區段兩端。位置：伸縮縫區段兩端。屋架垂直支撐及水平系桿屋架垂直支撐及水平系桿作用：增加屋架的側向穩定，防止上下弦桿的側向顫動。作用：增加屋架的側向穩定，防止上下弦桿的側向

9、顫動。圖圖12位置：伸縮縫區段兩端。位置：伸縮縫區段兩端。屋架下弦橫向水平支撐屋架下弦橫向水平支撐作用：將屋架下弦受到的水平力傳至柱頂。作用：將屋架下弦受到的水平力傳至柱頂。單廠設計2.1 組成與布置組成與布置2.1 .1結構種類2.1 .2結構組成2.1 .3結構布置結構布置六、抗風柱、圈梁、連系梁、過梁和基礎梁布置六、抗風柱、圈梁、連系梁、過梁和基礎梁布置屋架縱向水平支撐（下弦）屋架縱向水平支撐（下弦）作用：增強排架間的協同工作能力。作用：增強排架間的協同工作能力。位置：伸縮縫區段兩端。位置：伸縮縫區段兩端。屋架上弦橫向水平支撐屋架上弦橫向水平支撐作用：增強屋蓋整體剛度和上弦的側向穩定，將

10、抗風柱傳來作用：增強屋蓋整體剛度和上弦的側向穩定，將抗風柱傳來的風荷載傳給排架柱。的風荷載傳給排架柱。圖圖圖圖圖圖132.2.1 2.2.1 分析模型分析模型一、計算單元一、計算單元 從整體結構中選取有代從整體結構中選取有代表性的一部分作為計算的對表性的一部分作為計算的對象，該部分稱為計算單元。象，該部分稱為計算單元。單層工業廠房是由縱橫向排架組成的空間結構。為方便，可簡單層工業廠房是由縱橫向排架組成的空間結構。為方便，可簡化為縱、橫向平面排架分別進行分析。除進行抗震和溫度應力化為縱、橫向平面排架分別進行分析。除進行抗震和溫度應力分析，縱向排架一般不計算。分析，縱向排架一般不計算。二、結構簡圖

11、二、結構簡圖柱子下端固接于基礎頂面，橫梁與柱鉸接；柱子下端固接于基礎頂面，橫梁與柱鉸接；橫梁為沒有軸向變形的剛桿。橫梁為沒有軸向變形的剛桿。2.2 2.2 排架結構分析排架結構分析uEIABlEIuEIlEIuHHAB計算單元計算單元1234514三、荷載計算三、荷載計算恒載恒載屋蓋自重屋蓋自重上柱自重上柱自重下柱自重下柱自重吊車梁及軌道自重吊車梁及軌道自重活載活載屋面活載屋面活載吊車荷載吊車荷載1F1F形式、大小、作用位置、方向。形式、大小、作用位置、方向。2F3F4FWqq、215F單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型風荷載風荷載151507501

12、F4F1e2F0e4e3F1M1M2M2M恒載下計算簡圖恒載下計算簡圖111eFM440212)(eFeFFM恒載下軸力圖恒載下軸力圖1F21FF 421FFF3421FFFF1F21FF 421FFF3421FFFF單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型恒載恒載16風向1s5 . 01h2hSLkWkhWkkwBSW22sinhBwShwBSwBSWkkkkh單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型風載風載17吊車荷載吊車荷載豎向荷載豎向荷載橫向水平荷載橫向水平荷載縱向水平荷載縱向水平荷載minmaxDD、maxT

13、0T最大輪壓與最小輪壓最大輪壓與最小輪壓當小車吊有額定起重量開到橋架某一極限位置時，在這一側產當小車吊有額定起重量開到橋架某一極限位置時，在這一側產生的輪壓；與最大輪壓相對應的另一側輪壓稱最小輪壓。生的輪壓；與最大輪壓相對應的另一側輪壓稱最小輪壓。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型K橋式吊車按照使用的頻繁程橋式吊車按照使用的頻繁程度分為輕級度分為輕級(A1A3)、中級、中級(A4、A5)、重級、重級(A6、A7)和特和特重級重級(A8)四個載荷狀態。四個載荷狀態。18最大輪壓與最小輪壓最大輪壓與最小輪壓最大輪壓最大輪壓 可從產品目錄可從產品目錄中查得

14、；最小輪壓中查得；最小輪壓 可可由下式確定：由下式確定：maxPminPmaxmin)(21PQgGP單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型吊車豎向荷載標準值吊車豎向荷載標準值kkDDmin,max,、iikyPDmaxmax,iikyPDminmin,如果兩臺吊車相同，則如果兩臺吊車相同，則ikyPDmaxmax,maxminmax,min,PPDDkkxP2maxP1maxP1maxP2maxK1K2y2y3y4y1=1B1B219吊車橫向水平荷載標準值吊車橫向水平荷載標準值 （小車吊有重物剎車時引起的慣性力）（小車吊有重物剎車時引起的慣性力）傳力過

15、程：小車慣性力傳力過程：小車慣性力大車大車吊車梁吊車梁排架柱排架柱作用位置：吊車梁頂面作用位置：吊車梁頂面作用方向：垂直軌道作用方向：垂直軌道maxT橫向制動系數。橫向制動系數。tQtQtQ7508. 0501610. 01012. 0軟鉤4/ )(gQTi每個輪子上的橫向水平制動力：每個輪子上的橫向水平制動力：iikyTTmax,如果吊車相同，如果吊車相同，maxmax,max,PTDTkk同樣，利用影響線可以確定柱子受到的水平力同樣，利用影響線可以確定柱子受到的水平力單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型205M5MmaxMminM活載下計算簡圖活載

16、下計算簡圖155eFM4maxmaxeDMmaxTmaxTW1q2q4minmineDM單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型21吊車縱向水平荷載標準值吊車縱向水平荷載標準值max01 . 0 PT 按一側所有制動輪最大輪壓之和的按一側所有制動輪最大輪壓之和的10%10%確定：確定：（大車行駛中剎車引起的慣性力）（大車行駛中剎車引起的慣性力）作用位置：軌道頂面作用位置：軌道頂面作用方向：沿軌道方向作用方向：沿軌道方向多臺吊車的組合系數多臺吊車的組合系數2 2臺臺輕、中級輕、中級重、特重級重、特重級4 4臺臺輕、中級輕、中級重、特重級重、特重級3 3臺臺輕

17、、中級輕、中級重、特重級重、特重級9 . 095. 085. 085. 08 . 09 . 0對于一層吊車廠房：水平對于一層吊車廠房：水平荷載最多考慮荷載最多考慮2 2臺；多跨時，臺；多跨時，豎向荷載最多考慮豎向荷載最多考慮4 4臺。臺。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型分析模型222.2.2 2.2.2 等高排架的內力計算等高排架的內力計算一、柱的抗側剛度一、柱的抗側剛度設柱頂作用一單位力發生的位移為設柱頂作用一單位力發生的位移為u， 代表柱頂發生單位側向位移時柱內的剪代表柱頂發生單位側向位移時柱內的剪力，定義為柱的抗側（推）剛度，用力，定義為柱的抗側（推

18、）剛度，用D D表示。表示。u/1lEICHu031uHuEIlEIuHlH) 11(1330nCluIIn HHu與與、有關。有關。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算內力計算30/1HEICuDl23二、剪力分配法二、剪力分配法柱頂作用集中荷載柱頂作用集中荷載1VF1uiunuiVnVniiVF1由平衡條件：由平衡條件：iiiuDV由物理條件：由物理條件：由幾何條件：由幾何條件：niuuu1可求得：可求得：FViinjjinjjiiuuDD11/1/1稱為柱稱為柱i i的剪力分配系數。的剪力分配系數。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結

19、構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算內力計算24任意荷載作用任意荷載作用5M5MmaxMminMmaxTW1q2q5M5MmaxMminMmaxTW1q2qR在柱頂加上不動鉸支座，利用圖表求出內力和支座反力；在柱頂加上不動鉸支座，利用圖表求出內力和支座反力；將支座反力反向作用于柱頂，求出內力；將支座反力反向作用于柱頂，求出內力；將上述兩種情況的內力疊加。將上述兩種情況的內力疊加。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算內力計算25單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2.

20、3 2.2.3 水平位移計算水平位移計算為了保證吊車的正常運行，需要控制廠房的水平位移。為了保證吊車的正常運行，需要控制廠房的水平位移。正常使用極限狀態，考慮一臺最大吊車的橫向水平荷載作用，正常使用極限狀態，考慮一臺最大吊車的橫向水平荷載作用，吊車梁頂處的水平位移吊車梁頂處的水平位移 應滿足：應滿足：Kumm10Ku且且1800KKHu2200KKHu（輕、中級工作制）（輕、中級工作制）（重、特重級工作制）（重、特重級工作制）2.2 .3位移計算位移計算ABHKmaxTmaxTKu當當mm5Ku時可不驗算相對位移。時可不驗算相對位移。262.2.4 2.2.4 排架計算模型的討論排架計算模型的

21、討論一、排架的整體空間作用一、排架的整體空間作用基本概念基本概念結構均勻、荷載均勻結構均勻、荷載均勻FFFFFau結構不均勻、荷載均勻結構不均勻、荷載均勻FFFFFbu結構均勻、荷載不均勻結構均勻、荷載不均勻Fcu單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論27單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論在在b b、c c兩種情況下，其最大側向位移量兩種情況下，其最大側向位移量即在即在b b、c c兩種情況的

22、側移小于按平面排架計算的側移。兩種情況的側移小于按平面排架計算的側移。aubucu、 這種排架與排架、排架與山墻之間相互關聯的作用稱為整體空這種排架與排架、排架與山墻之間相互關聯的作用稱為整體空間作用。間作用。空間工作的條件：空間工作的條件：或者結構不均勻、或者荷載不均勻；或者結構不均勻、或者荷載不均勻；各排架之間有聯系（即屋蓋有一定的整體剛度）。各排架之間有聯系（即屋蓋有一定的整體剛度）。吊車荷載考慮整體空間作用的計算方法吊車荷載考慮整體空間作用的計算方法柱頂在單個荷載作用下的空間作用分配系數柱頂在單個荷載作用下的空間作用分配系數km28kFku平面排架平面排架kF平面排架平面排架kkuu

23、xFxkFF 平面排架平面排架kukukF空間排架空間排架kkxkmFFF稱為空間作稱為空間作用分配系數用分配系數kkkuum當某榀排架柱頂作用水平力當某榀排架柱頂作用水平力 時，如果考慮排架整體空間作時，如果考慮排架整體空間作用，該排架僅承擔用，該排架僅承擔 ，其余部分由其它排架承擔。，其余部分由其它排架承擔。kFkkFm29單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論吊車荷載作用下的考慮空間作用的計算方法吊車荷載作用下的考慮空間作用的計算方法maxTmaxTmax52TCR max52TCmRkm

24、axTmax5TCmax5TCmaxTmax5)1 (TCmkmax5)1 (TCmkmax5TCmkmax5TCmk考慮空間作用后，上柱彎矩增大；下柱彎矩減小。考慮空間作用后，上柱彎矩增大；下柱彎矩減小。30二、屋架、地基變形對內力的影響二、屋架、地基變形對內力的影響平衡條件：平衡條件：FVVBA物理條件：物理條件：AAAuDVBBBuDVBuAuxuBu幾何條件：幾何條件：AxBuuuEAxLuxBVX 橫梁變形橫梁變形單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論AuBuEAA AB BADBDF

25、L LBVXAV31單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論EAABDDFLEAABDDFL左右兩種情況A柱的剪力是否相同？32單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論地基不均勻沉降地基不均勻沉降ABFmaxDminD地基不均勻沉降對排架內力有無影響？地基不均勻沉降對排架內力有無影響？ABF地基轉動地基轉動33單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2

26、.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論三、柱長不同的等高排架計算三、柱長不同的等高排架計算ABCuuuEIEIEIABC34單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論四、四、抽柱后的計算模型抽柱后的計算模型ABC123計算單元計算單元uAEI2ABClAEI2uCEI2lCEI2uBEIlBEI將計算單元內的排架合并。將計算單元內的排架合并。35恒載和風荷載的計算方法用一般排架。吊車荷載不同，恒載和風荷載的計算方法用一般排架。吊車荷載不同，B B軸柱軸柱按加長吊車梁的影響線確定；按加長吊車梁

27、的影響線確定；A A和和C C軸柱應考慮作用在軸柱應考慮作用在、柱子上相應值的一半，即柱子上相應值的一半，即max2Dmax1Pmax2Pmax1Pmax2P1D3D231max2maxDDDD求得內力后，求得內力后， A A和和C C軸柱的彎矩、剪力除軸柱的彎矩、剪力除2 2得到原結構單根得到原結構單根柱的內力，軸力根據實際受荷情況確定。柱的內力，軸力根據實際受荷情況確定。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析結構分析2.2 .1分析模型2.2 .2內力計算2.2 .3位移計算2.2 .4模型討論模型討論ABC123計算單元計算單元362.3 2.3 排架柱設計排架柱設計2.3.1 2.

28、3.1 荷載組合荷載組合1.21.2恒荷載標準值恒荷載標準值+1.4+1.41 1項活荷載標準值項活荷載標準值（對于單層排架結構，可以采用簡化組合）（對于單層排架結構，可以采用簡化組合）可變荷載效應控制可變荷載效應控制1.21.2恒荷載標準值恒荷載標準值+ 1.4+ 1.4 0.90 0.90(2(2項或項或2 2項以上項以上活荷載標準值）活荷載標準值）永久荷載效應控制永久荷載效應控制1.351.35恒荷載標準值恒荷載標準值+ 1.4+ 1.4所有活荷載的組合值所有活荷載的組合值IIIIIIIIIIII2.3.2 2.3.2 內力組合內力組合一、控制截面一、控制截面構件設計時一般選取若干個可靠

29、度較低因而對整構件設計時一般選取若干個可靠度較低因而對整個構件起控制作用的截面進行設計，這些截面稱個構件起控制作用的截面進行設計，這些截面稱為控制截面。為控制截面。37單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合內力組合二、組合內容二、組合內容 最大彎矩及相應的軸力和剪力；最大彎矩及相應的軸力和剪力； 最大軸力相應的彎矩和剪力；最大軸力相應的彎矩和剪力； 最小軸力及相應的彎矩和剪力。最小軸力及相應的彎矩和剪力。三、注意事項三、注意事項每一項組合必須包括恒荷載產生的內力；每一項組合必須包括恒荷載產生的內力；有有T T必有必有D D

30、，有，有D D可以沒有可以沒有T T；組合最大軸力和最小軸力時，軸力為零的組合最大軸力和最小軸力時，軸力為零的項應考慮進去。項應考慮進去。uNuM鋼筋砼鋼筋砼N NM M曲線曲線*38單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計截面設計2.3.3 2.3.3 混凝土柱截面設計混凝土柱截面設計平腹桿斜腹桿mmh600宜用矩形柱；宜用矩形柱；mmh800600工字形工字形mmh1400900宜用雙肢柱。宜用雙肢柱。mmh1400一、截面形式一、截面形式宜用工字形柱；宜用工字形柱；或矩形柱；或矩形柱；從剛度要求出發

31、，需滿足表從剛度要求出發，需滿足表2- 3 的要求。的要求。39單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計截面設計二、截面配筋二、截面配筋取最不利內力組合，按偏壓構件設計。取最不利內力組合，按偏壓構件設計。偏壓構件的承載力計算需用到計算長度。偏壓構件的承載力計算需用到計算長度。，相應的計算長度，相應的計算長度 為為 。對兩端為不動鉸支座的構件，其臨界荷載為：對兩端為不動鉸支座的構件，其臨界荷載為：202HEINl對于其它支承的構件，將其換算為具有與兩端鉸支座相同臨界對于其它支承的構件，將其換算為具有與兩端鉸

32、支座相同臨界荷載的受壓構件，即荷載的受壓構件，即22)( HEINl0HH40根據桿系穩定理論：根據桿系穩定理論：HH43. 10對于雙跨排架，對于雙跨排架，HH18. 10偏于安全，規范分別取偏于安全，規范分別取 和和 。H5 . 1H25. 1單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計截面設計無吊車荷載無吊車荷載HlNHlN對于等高等截面單跨排架，對于等高等截面單跨排架，柱的計算長度 l0l0垂直排架方向柱 的 類 別排架方向有柱間支撐無柱間支撐單 跨1.5H1.0H1.2H無吊車廠房柱兩跨及多跨1.2

33、5H1.0H1.2H上 柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu有吊車廠房柱下 柱1.0Hl0.8 Hl1.0Hl露天吊車柱和棧橋柱2.0Hl1.0Hl41單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計截面設計有吊車荷載有吊車荷載考慮房屋的空間作用，即不僅考慮同一排架內考慮房屋的空間作用，即不僅考慮同一排架內各柱參加工作；而且還考慮相鄰排架的協同工各柱參加工作；而且還考慮相鄰排架的協同工作。因此，可將上端近似簡化為不動鉸支座。作。因此，可將上端近似簡化為不動鉸支座。lNHuHHl當當 ， 時，時， 。uuHHHl)7

34、 . 07 . 0(0規范分別取規范分別取 和和 。lHl03/ulHHlHl 0變截面上段：變截面上段：變截面下段：變截面下段：)tan(3，33ulluHHII12. 0/ulIIuHl0 . 20lHl0 . 10uEIlEI42單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計截面設計三、吊裝驗算三、吊裝驗算驗算內容驗算內容：承載：承載力和裂縫寬度；力和裂縫寬度；荷載荷載：自重，考慮動：自重，考慮動力系數力系數1.5；安全等級安全等級：降一級，乘系數：降一級，乘系數0.9。四、構造四、構造如果不滿足，增加吊

35、點或調整配筋。如果不滿足，增加吊點或調整配筋。43單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計2.3.4 2.3.4 牛腿設計牛腿設計主拉應力跡線主壓應力跡線0ha 0ha 長牛腿長牛腿短牛腿短牛腿一、試驗研究一、試驗研究Fa0hh應力分布應力分布 牛腿上部主拉應力跡線基本上與牛腿邊緣平行；牛腿上部主拉應力跡線基本上與牛腿邊緣平行； 牛腿下部主壓應力跡線大致與牛腿下部主壓應力跡線大致與abab連線平行；連線平行； 牛腿中、下部主拉應力跡線是傾斜的。牛腿中、下部主拉應力跡線是傾斜的。2.3 .4牛腿設計牛腿設計

36、44單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計2.3 .4牛腿設計牛腿設計裂縫開展裂縫開展當達到極限值的當達到極限值的2040%，出現垂直裂縫，出現垂直裂縫；在極限荷載的在極限荷載的4060%，出現第一條斜裂縫，出現第一條斜裂縫；約極限荷載的約極限荷載的80%，突然出現第二條斜裂縫，突然出現第二條斜裂縫。F破壞形態破壞形態剪切破壞剪切破壞1 . 0/0ha斜壓破壞斜壓破壞75. 01 . 0/0ha彎壓破壞彎壓破壞75. 0/0haF局部承壓破壞局部承壓破壞45單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.

37、3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計2.3 .4牛腿設計牛腿設計截面尺寸截面尺寸二、截面設計（截面尺寸、截面配筋、構造）二、截面設計（截面尺寸、截面配筋、構造）截面高度根據斜截面抗裂，截面高度根據斜截面抗裂，按下式確定：按下式確定：005 . 05 . 01habhfFFFtkvkhkvkvkF作用在牛腿頂部的豎向力標準組合值；作用在牛腿頂部的豎向力標準組合值；hkF作用在牛腿頂部的水平力標準組合值；作用在牛腿頂部的水平力標準組合值；裂縫控制系數，需作疲勞驗算的牛腿取裂縫控制系數，需作疲勞驗算的牛腿取0.650.65，其余，其余0.80.8；b

38、b 牛腿寬度，同柱寬；牛腿寬度，同柱寬；a a 考慮安裝偏差考慮安裝偏差20mm20mm，當，當a0a0取取a=0a=0。為防止局部受壓破壞，加載板尺寸應滿足：為防止局部受壓破壞，加載板尺寸應滿足：AfFcvs75. 046截面配筋截面配筋yh0yvsfF2 . 1hf85. 0aFAvFa0h0hhF抵抗豎向力產生的彎矩所需鋼筋抵抗豎向力產生的彎矩所需鋼筋yvsfhaFA01近似取近似取85. 01sA抵抗水平力所需鋼筋抵抗水平力所需鋼筋2sA020)(hfAhaFysshyhyhssfFfhFhaA2 . 1)(002單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2

39、.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計2.3 .4牛腿設計牛腿設計47構造構造水平箍筋：水平箍筋：彎起鋼筋：彎起鋼筋：上柱下柱彎起鋼筋ahlaas范圍內箍筋總面積范圍內箍筋總面積不少于不少于3/20h2/1sA126150100ds，3 . 0/0ha應設彎起筋，應設彎起筋，不能用縱向鋼筋兼作彎起鋼筋不能用縱向鋼筋兼作彎起鋼筋面積不少于面積不少于01%15. 02/bhAs、不少于不少于2根，根，12d單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計排架柱設計2.3 .1荷載組合2.3 .2內力組合2.3 .3截面設計2.3 .4牛腿設計牛腿設計482.4 2.

40、4 柱下獨立基礎設計柱下獨立基礎設計獨立基礎形式：獨立基礎形式：平板式基礎（杯形基礎）平板式基礎（杯形基礎）(a)(a)、(b)(b)、(c)(c)板肋式基礎（杯口、肋板肋式基礎（杯口、肋板預制）板預制）(d)(d)殼體基礎殼體基礎(e)(e)倒圓臺板式基礎倒圓臺板式基礎(f)(f)樁基樁基2.4.1 2.4.1 概述概述a)b)杯口杯底預制柱c)底板肋d)e)f)49單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.4 .1概述2.4 基礎設計基礎設計2.4 .2平板式基礎平板式基礎2.4.2 2.4.2 平板式獨立基礎設計平板式獨立基礎設計一、地基基礎破壞類型一、地基基礎破壞

41、類型地基破壞地基破壞沖切破壞沖切破壞受彎破壞受彎破壞二、設計內容：二、設計內容：地基計算（確定底板尺寸）地基計算（確定底板尺寸）抗沖切承載力計算（確定基礎高度）抗沖切承載力計算（確定基礎高度）受彎承載力計算（確定底板配筋）受彎承載力計算（確定底板配筋）構造（根據工程經驗）構造（根據工程經驗）50基礎是絕對剛性的；基礎是絕對剛性的；基底某點反力與該點的地基沉降成正比。基底某點反力與該點的地基沉降成正比。三、地基計算三、地基計算假定假定軸心受壓基礎軸心受壓基礎akkkfAGFppkFkGd取取AdGmkdfFAmak對于甲級、乙級和部分丙級建筑，還需進行變形驗算。對于甲級、乙級和部分丙級建筑，還需

42、進行變形驗算。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.4 .1概述2.4 基礎設計基礎設計2.4 .2平板式基礎平板式基礎51單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.4 .1概述2.4 基礎設計基礎設計2.4 .2平板式基礎平板式基礎偏心受壓基礎偏心受壓基礎WMblGFppkkkkkminmax令)/(kkkGFMe當 時，maxkpkFkGh0kMkVkkGF hVMMkkk0kVminkpb)61 (minmaxbeblGFppkkkk6/be laGFpkkk3)(2max地基承載力應滿足：地基承載力應滿足：aakfpfpppkkk2 .

43、12maxminmax52單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.4 .1概述2.4 基礎設計基礎設計2.4 .2平板式基礎平板式基礎四、抗沖切承載力計算四、抗沖切承載力計算沿柱邊沖切沿變階處沖切基礎高度尚應滿足抗剪承載力：基礎高度尚應滿足抗剪承載力：AfVt7 . 007 . 0hbfFmttApFst2btmbbbNMpnh0450450NMpnh0450450h0h0h0h0bbbtABCDEFh0h0h0h0bbbtABDEFC53單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.4 .1概述2.4 基礎設計基礎設計2.4 .2平板式基礎平板式基礎

44、五、受彎承載力計算五、受彎承載力計算)2()(2412ccnlblhbpM短邊方向：短邊方向：IylslhfMA09 . 0長邊方向：長邊方向：)2()(2412ccnbbblpM)(9 . 00dhfMAIIytsNpnh0IAs2As1bhClbCABCD*II*e2IIIIe154單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.4 .1概述2.4 基礎設計基礎設計2.4 .2平板式基礎平板式基礎六、構造要求六、構造要求材料材料混凝土：混凝土：C20C20；鋼筋：鋼筋：1002008、，sd保護層厚度保護層厚度有有100100厚素混凝土墊層時，為厚素混凝土墊層時，為3535

45、；沒有墊層時為；沒有墊層時為7070。插入深度插入深度1a2a1h2ht5050752001a1h應滿足應滿足表表2-52-5的要求（與柱截面形式和截面尺寸有關）的要求（與柱截面形式和截面尺寸有關）縱筋錨固要求縱筋錨固要求吊裝時的穩定要求（吊裝時的穩定要求（5%5%柱長）柱長）55單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.4 .1概述2.4 基礎設計基礎設計2.4 .2平板式基礎平板式基礎六、構造要求六、構造要求杯底厚度杯底厚度 、杯壁厚度、杯壁厚度見表見表2-62-6。杯壁配筋杯壁配筋柱軸心或小偏心受壓且柱軸心或小偏心受壓且65. 0/2ht時可不配筋；時可不配筋；1a

46、t，大偏心受壓且，大偏心受壓且75. 0/2ht柱軸心或小偏心受壓且柱軸心或小偏心受壓且65. 0/5 . 02ht時可按構造配筋；時可按構造配筋；其它情況按計算配筋。其它情況按計算配筋。1a2a1h2ht5050752001a2.5.1 2.5.1 概述概述屋面板屋面板屋架（屋面梁）屋架（屋面梁）無檁體系無檁體系檁條檁條屋架（屋面梁）屋架（屋面梁）有檁體系有檁體系瓦（瓦楞鐵皮、石棉瓦、波形鋼板、鋼絲網水泥板）瓦（瓦楞鐵皮、石棉瓦、波形鋼板、鋼絲網水泥板）2.5 2.5 屋面構件屋面構件2.5.2 2.5.2 屋架設計屋架設計57一、屋架種類一、屋架種類混凝土屋架混凝土屋架鋼筋混凝土三角形屋架

47、鋼筋混凝土三角形屋架鋼筋混凝土折線形屋架鋼筋混凝土折線形屋架預應力混凝土折線形屋架預應力混凝土折線形屋架預應力混凝土梯形屋架預應力混凝土梯形屋架預應力混凝土直腹桿屋架預應力混凝土直腹桿屋架鋼屋架鋼屋架組合屋架組合屋架三角形鋼屋架三角形鋼屋架梯形鋼屋架梯形鋼屋架矩形鋼屋架矩形鋼屋架曲拱鋼屋架曲拱鋼屋架單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類一、種類58二、屋架形式與桿件尺寸要求二、屋架形式與桿件尺寸要求高跨比高跨比1/101/101/61/6，外形應接近簡支梁的彎矩圖。，外形應接近簡支

48、梁的彎矩圖。混凝土屋架混凝土屋架節間長度：上弦節間長度：上弦3 3米、米、4.54.5米、米、6 6米；下弦米；下弦4.54.5米、米、6 6米；米；桿件尺寸：桿件尺寸： 上弦不小于上弦不小于200200180180；下弦不小于；下弦不小于200 200 140140；腹；腹桿不小于桿不小于100 100 100100；長細比不大于；長細比不大于4040（拉）、（拉）、3535（壓）（壓）鋼屋架鋼屋架節間長度：上弦節間長度：上弦1.51.5米或米或3 3米，有檁體系米，有檁體系0.80.83m3m；下弦；下弦3 3米；米；長細比：受壓長細比：受壓150150；受拉；受拉350350（25025

49、0）單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸二、形狀與尺寸59三、屋架內力分析三、屋架內力分析1.1.計算模型計算模型按多跨折線連續梁計算上按多跨折線連續梁計算上弦彎矩（主彎矩）；弦彎矩（主彎矩）；按鉸接按鉸接桁架計算桿件軸力。桁架計算桿件軸力。1R2R3R1R2R11RP 22RP 22RP 11RP 33RP 2.2.荷載荷載自重（建筑層、屋面板、自重（建筑層、屋面板、 屋架、支撐）屋架、支撐）活載（屋面活載、雪載、活載（屋面活載、雪載、 積灰載）積灰載）施工荷載施

50、工荷載2/5 . 0mkN單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析三、內力分析603.3.荷載組合荷載組合恒載恒載+ +全跨全跨 屋面活載（雪載）屋面活載（雪載）+ +積灰載積灰載 ；恒載恒載+ +半跨雪載或灰載；半跨雪載或灰載；屋架與支撐自重屋架與支撐自重+ +半跨半跨 屋面板自重屋面板自重+ +施工荷載施工荷載 。4.4.內力內力上弦：彎矩和軸向壓力；上弦：彎矩和軸向壓力；腹桿和下弦：軸力。腹桿和下弦：軸力。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.

51、3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析三、內力分析615. 5. 計算模型的誤差及措施計算模型的誤差及措施鉸接（對腹桿的影響不大）鉸接（對腹桿的影響不大）實際上，由于腹桿的變形，使上弦節點產生位移，從而使在實際上，由于腹桿的變形，使上弦節點產生位移，從而使在上弦桿中引起附加彎矩，稱為次彎矩。上弦桿中引起附加彎矩，稱為次彎矩。上弦節點為不動鉸支座上弦節點為不動鉸支座措施：將上弦桿和端部斜桿的截面（鋼結構）或配筋量（混措施：將上弦桿和端部斜桿的截面（鋼結構）或配筋量（混凝土結構）適當增加。凝土結構）適當增

52、加。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析三、內力分析62四、鋼屋架構件設計四、鋼屋架構件設計1.1.桿件的計算長度桿件的計算長度平面內平面內弦桿、支座斜桿、支座豎桿弦桿、支座斜桿、支座豎桿llx0其他腹桿其他腹桿llx8 . 00平面外平面外弦桿弦桿1 0lly支座斜桿、支座豎桿和其他腹桿支座斜桿、支座豎桿和其他腹桿lly0斜平面斜平面支座斜桿、支座豎桿支座斜桿、支座豎桿ll 0其他腹桿其他腹桿ll9 . 00（側向支承點間距）（側向支承點間距）單廠設計

53、2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析四、構件設計四、構件設計63當弦桿側向支承點間的距離為兩倍節當弦桿側向支承點間的距離為兩倍節間長度，且兩個節間桿件的內力不等間長度，且兩個節間桿件的內力不等時，平面外計算長度按下式取：時，平面外計算長度按下式取：)25. 075. 01210NNll （支撐1l1N2N1l1N2N1N2N，較大的壓力，取正號；較大的壓力，取正號；較小的壓力或拉力，拉力取負號。較小的壓力或拉力，拉力取負號。105 . 0 ll 單廠設計2.1

54、組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析四、構件設計四、構件設計642.2.截面選型截面選型屋架上弦屋架上弦：平面外計算長度一般為平面內計算長度的兩倍，：平面外計算長度一般為平面內計算長度的兩倍，如無局部彎矩，故宜采用短肢相拼的如無局部彎矩，故宜采用短肢相拼的T T形截面，形截面，支座斜桿：支座斜桿：因平面內和平面外計算長度相等，采用長肢相拼的因平面內和平面外計算長度相等，采用長肢相拼的T T形截面比較合理；形截面比較合理；9 . 26 . 2/xyii如有較大的局部彎矩，

55、可采用長肢相拼的如有較大的局部彎矩，可采用長肢相拼的T T形截面，以提高平形截面，以提高平面內的抗彎能力，此時面內的抗彎能力，此時0 . 175. 0/xyii單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析四、構件設計四、構件設計65屋架下弦屋架下弦：平面外計算長度一般很大，故宜：平面外計算長度一般很大，故宜采用短肢相拼的采用短肢相拼的T T形截面。形截面。計算長度范圍內的墊板數不應少于計算長度范圍內的墊板數不應少于2 2塊。塊。其他腹桿其他腹桿：因：因xyll0

56、025. 1T T形截面，形截面，5 . 13 . 1/xyii與豎向支撐相連的豎腹桿宜采用等肢角鋼組成的與豎向支撐相連的豎腹桿宜采用等肢角鋼組成的十字形截面，使節點連接不偏心；軸力特別小的十字形截面，使節點連接不偏心；軸力特別小的腹桿也可采用單角鋼。腹桿也可采用單角鋼。，宜采用等肢角鋼組成的，宜采用等肢角鋼組成的5080152040i(80i)IIII單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析四、構件設計四、構件設計663.3.截面計算截面計算軸心拉桿：軸心

57、拉桿：fNAn軸心壓桿：軸心壓桿：fNAnfNA（強度要求，當截面無削弱時可不計算）（強度要求，當截面無削弱時可不計算）（穩定要求）（穩定要求）假定長細比（弦桿假定長細比（弦桿7070100100，腹桿，腹桿100100120120）查得查得 值值計算計算A A，同時算出，同時算出，/00yyxxlili根據根據yxiiA、選擇角鋼，用實際的選擇角鋼，用實際的 進行穩定驗算，如不滿足重新選進行穩定驗算，如不滿足重新選擇，直至滿足。擇，直至滿足。 yxiiA、單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋

58、架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析四、構件設計四、構件設計67偏心受拉：偏心受拉：fWMANnxxxnx截面塑性發展系數，動力荷載取截面塑性發展系數，動力荷載取1 1；nxW受拉最大纖維的凈截面抵抗矩。受拉最大纖維的凈截面抵抗矩。偏心受壓：偏心受壓：強度要求：強度要求：fWMANnxxxnnxW受壓最大纖維的凈截面抵抗矩。受壓最大纖維的凈截面抵抗矩。平面內穩定：平面內穩定：fNNWMANExxxxmxx)8 . 01 (1x平面內軸壓構件穩定系數；平面內軸壓構件穩定系數；xW1平面內受壓纖維毛截面抵抗矩平面內受壓纖維毛截面抵抗矩ExN歐拉臨界力；歐拉臨界力；mx等效彎矩系數。等效彎矩系數

59、。平面外穩定：平面外穩定：fWMANxbxtxy1b受彎構件的整體穩定系數；受彎構件的整體穩定系數；tx等效彎矩系數。等效彎矩系數。單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析四、構件設計四、構件設計684.4.節點設計節點設計一般要求一般要求 各桿件的形心線應盡量與屋架幾何軸線重合，并匯交于節點中心，各桿件的形心線應盡量與屋架幾何軸線重合，并匯交于節點中心，考慮到施工方便，肢背到軸線的距離可取考慮到施工方便，肢背到軸線的距離可取5mm5mm的倍數；的倍數； 對

60、變截面弦桿，宜采用肢背平齊的連接方式，變截面的兩部分形對變截面弦桿，宜采用肢背平齊的連接方式，變截面的兩部分形心線的中線應與屋架幾何軸線重合；心線的中線應與屋架幾何軸線重合；桿件形心線桿件形心線屋架軸線單廠設計2.1 組成與布置2.2 結構分析2.3 排架柱設計2.5 .1概述2.4 基礎設計2.5 屋面構件屋面構件2.5 .2屋架設計屋架設計一、種類二、形狀與尺寸三、內力分析四、構件設計四、構件設計69 節點板上各桿件之間的凈距不宜小于節點板上各桿件之間的凈距不宜小于20mm20mm； 桿件端部宜采用直切，即切割面與軸線垂直，為了減小節點板桿件端部宜采用直切，即切割面與軸線垂直，為了減小節點