结构设计原理—单层厂房56资料.ppt

钢筋混凝土结构设计单层工业厂房（5-6）,袁广林,5单层厂房柱,一.柱的形式,1.矩形截面柱：外形简单，施工方便，但混凝土用量多，自重大；2.工字柱：材料用量较矩形合理，自重较矩形柱轻，但较双肢柱重；,5单层厂房柱,3.双肢柱：平腹杆，施工方便，孔洞便于布置管道；斜腹杆，桁架形式，承受水平力能力较高；双肢柱较工形轻，但整体刚度较差，结构复杂。4.管柱：采用高速离心法生产。,5单层厂房柱,应用范围：矩形矩形或工字形工字形双肢柱,5单层厂房柱,二.矩形、工字形柱的设计1.截面尺寸（刚度要求）（1）设计时参考类似厂房（标高、吊车起重相仿），柱尺寸选用。（2）参照书，柱距6m的单跨或多跨厂房矩形或工形截面柱最小截面尺寸的限制。,5单层厂房柱,5单层厂房柱,5单层厂房柱,2.截面设计（配筋计算）按偏压构件进行配筋计算，且多为对称配筋。计算长度见下表。,5单层厂房柱,3.吊装,5单层厂房柱,翻身吊，强度和裂缝不必验算。平吊，计算简图如图。（1）计算荷载：自重1.5（动力系数），得控制截面计算弯矩值；（2）计算截面1、2、3；吊点设在变阶处；（3）强度验算，按双筋受弯构件进行验算，采用弯矩设计值；,5单层厂房柱,（4）裂缝宽度验算：a.按下式算出控制截面纵向受拉钢筋应力：b控制截面平均裂缝间距:c控制截面平均裂缝宽度:d控制截面最大裂缝宽度:,5单层厂房柱,4.构造要求混凝土强度等级C20，C25，C30，C35，C40；纵向受力筋：HRB400或HRB335；箍筋：HPB235或HRB335。柱内纵向钢筋的净距不应小于50mm，对水平浇筑的预制柱，其最小净距不应小于25mm和纵向钢筋直径。垂直于弯矩作用的纵向受力钢筋的中距不应大于350mm。,5单层厂房柱,5.柱在排架平面外的强度验算柱在排架平面外的强度，按轴心受压截面进行验算，验算条件为：式中最大设计轴向力；构件稳定系数；混凝土轴心抗压设计强度；纵向钢筋抗压设计强度；柱截面积；全部纵筋截面积（包括符合受力筋构造条件的纵向构造钢筋）。,5单层厂房柱,三.牛腿设计设计牛腿的目的是在不加大柱截面情况下，加大支承面积，保证构件的可靠连接，并有利于构件的安装。,5单层厂房柱,设计内容：确定牛腿截面，配筋计算和构造设计。时长牛腿，按悬臂梁设计；时短牛腿，下面讨论。,5单层厂房柱,1.应力状态与破坏类型牛腿在荷载作用下大体经历弹性阶段、裂缝出现与开展阶段、破坏阶段。（1）弹性阶段,环氧树脂牛腿模型光弹试验结果,5单层厂房柱,（2）裂缝出现与开展阶段,在荷载达极限荷载的2040%时，在牛腿根部出现裂缝，但其发展缓慢，不影响牛腿的受力性能。大约在极限荷载4060%时，在加载板内侧附近出现裂缝，继续加载，随值的不同，牛腿的裂缝开展形态和破坏形态都有所不同。,5单层厂房柱,（3）几种破坏形态,弯压破坏,5单层厂房柱,（3）几种破坏形态,斜压破坏,5单层厂房柱,（3）几种破坏形态,剪切破坏,5单层厂房柱,（3）几种破坏形态,由于存在垂直荷载和较大的水平荷载的共同作用，而牛腿外侧高度过小，导致在加载板内侧发生根部受拉破坏。,斜拉破坏,5单层厂房柱,（3）几种破坏形态,局部承压破坏,传力垫板尺寸过小。,5单层厂房柱,2.牛腿截面尺寸,B1吊车轨道中心与吊车端头距离。由吊车产品目录查得。一般：Q=520t，B1=230mm；B2吊车端部与上柱内边空隙；B3上柱内边与定位轴线间距离；B1+B2+B3=750mm,5单层厂房柱,根据使用荷载下不出现斜裂缝或仅出现微裂缝的要求，要进行斜截面的抗裂性验算以确定牛腿截面尺寸（h）：作用于牛腿顶部按荷载标准效应组合计算的竖向力值；作用于牛腿顶部按荷载标准效应组合计算的水平拉力值；系数。对需进行疲劳验算的牛腿：=0.65；其他牛腿：=0.80。a作用点至下柱边缘的水平距离，此时应考虑安装偏差20mm，当a0时，取a=0；b牛腿宽度（同柱）。,5单层厂房柱,为防止局部承压破坏，要求牛腿支承面上局部压应力：混凝土轴心抗压强度；A牛腿支承面上的局部受压面积。,5单层厂房柱,3.牛腿配筋计算与构造,5单层厂房柱,5单层厂房柱,纵筋构造：宜采用HRB335或HRB400（RRB400）0.6%；0.2%，不少于4根；直径d12mm箍筋直径6mm12mm；间距100150mm；面积在上部2h0/3范围内，水平箍筋总面积As纵筋。弯筋对限制牛腿裂缝的开展作用较大，所以为防止一旦发生斜裂缝开展过大，当a/h00.3时，应设弯筋AW2/3As；0.0015bh0；不小于3根；d12mm。,6抗风柱设计（1）,一.抗风柱尺寸,抗风柱从基础顶面至平面外支承点的距离。,6抗风柱设计（2）,二.抗风柱内力计算1.计算简图抗风柱顶部支承点可视作不动铰支座；底部支承可视作固定支座，位于基础顶面。当山墙重量由基础梁承受时，抗风柱可作为变截面受弯构件，主要承受风载（自重可忽略）。当山墙重量由连系梁承受时，抗风柱应作为变截面压弯构件，承受风载、墙体重量产生的竖向力和力矩。,6抗风柱设计（3）