物理单混凝土结构与砌体结构原理单层厂房学习教案

1、会计学1物理单混凝土结构物理单混凝土结构(jigu)与砌体结构与砌体结构(jigu)原理单层厂房原理单层厂房第一页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构第一节 概 述第二节 排架结构(jigu)的结构(jigu)组成第三节 排架结构(jigu)的布置和构件选型第四节 排架结构的内力分析与组合第五节 排架柱的设计第六节 柱下单独基础设计第1页/共106页第二页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构第一节第一节 概概 述述1. 1.单层厂房的建筑特点单层厂房的建筑特点可形成高大的使用空间，易满足生产可形成高大的使用空间，易满足生产工艺要求，便于组织内部交

2、通运输，有利工艺要求，便于组织内部交通运输，有利于较重生产设备和产品放置，可实现构件于较重生产设备和产品放置，可实现构件生产工业化，现场施工机械化等。常用钢生产工业化，现场施工机械化等。常用钢筋混凝土排架结构筋混凝土排架结构(jigu)(jigu)。2. 2.工程应用工程应用广泛用运于冶金、机械制造、电机制广泛用运于冶金、机械制造、电机制造、化工以及纺织工业等建筑。造、化工以及纺织工业等建筑。3. 3.排架结构排架结构(jigu)(jigu)的定义的定义屋架或屋面梁与柱（称排架柱）为铰屋架或屋面梁与柱（称排架柱）为铰接，而柱与基础为刚结的结构接，而柱与基础为刚结的结构(jigu)(jigu)体

3、体系。系。第2页/共106页第三页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构4.4.排架结构排架结构(jigu)(jigu)的类形的类形及选用及选用 多跨排架多跨排架( (如图如图) )： 跨度较小且生产工艺和使用跨度较小且生产工艺和使用要求相同或相近的一些要求相同或相近的一些(yxi)(yxi)车间。车间。 等高排架等高排架( (如图如图) )：生产工艺要求相邻跨高差较小。：生产工艺要求相邻跨高差较小。1)1)按生产工艺和使用要求分类按生产工艺和使用要求分类 单跨排架单跨排架(如图如图)：用于跨度较：用于跨度较大，相邻厂房有较大干扰的车间。大，相邻厂房有较大干扰的车间。第3

4、页/共106页第四页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构不等高排架不等高排架(如图如图)： 生产工艺要求相邻跨高差生产工艺要求相邻跨高差(o ch)较大。较大。第4页/共106页第五页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 2 2）按排架结构所用材料分类）按排架结构所用材料分类 钢筋混凝土钢筋混凝土- -砖排架：由钢筋混凝土屋架或屋面梁、烧砖排架：由钢筋混凝土屋架或屋面梁、烧 结普通粘土砖柱和基础组成。一结普通粘土砖柱和基础组成。一 般用于跨度不大于般用于跨度不大于15m15m，柱顶标高，柱顶标高 不大于不大于6.6m6.6m、无吊车或吊车起重量、

5、无吊车或吊车起重量 小于小于5t5t的中小型厂房。的中小型厂房。 钢筋混凝土排架：由钢筋混凝土的屋架或屋面梁、柱钢筋混凝土排架：由钢筋混凝土的屋架或屋面梁、柱 及基础组成。可用于跨度不大于及基础组成。可用于跨度不大于36 36 m m、檐高不大于、檐高不大于20 m20 m、吊车起重量、吊车起重量 不超过不超过(chogu)200t(chogu)200t的大部分工业厂的大部分工业厂房。房。 钢钢- -钢筋混凝土排架：由钢屋架、钢筋混凝土柱和基础钢筋混凝土排架：由钢屋架、钢筋混凝土柱和基础 组成。可用于跨度大于组成。可用于跨度大于36 m36 m、吊车、吊车 起重量超过起重量超过(chogu)2

6、50t(chogu)250t的重型工业的重型工业厂房。厂房。第5页/共106页第六页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构第二节第二节 排架结构排架结构(jigu)(jigu)的结构的结构(jigu)(jigu)组成组成单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房(chngfng)的组成（如图）的组成（如图）第6页/共106页第七页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构一、屋盖结构一、屋盖结构1.屋面板屋面板 承受屋面构造层重、积灰荷载、雪荷载等，并传承受屋面构造层重、积灰荷载、雪荷载等，并传递给其下的支承构件递给其下的支承构件(

7、gujin)。2.天窗架天窗架 承受天窗架上的屋面板及天窗传来的荷载，并传承受天窗架上的屋面板及天窗传来的荷载，并传给屋架。给屋架。3.屋架或屋面梁屋架或屋面梁 承受大型屋面板或檩条、天窗架及悬挂吊车等传承受大型屋面板或檩条、天窗架及悬挂吊车等传来的全部屋盖荷载，并传至排架柱顶。来的全部屋盖荷载，并传至排架柱顶。第7页/共106页第八页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构4.4.托架托架 承受支承在托架上屋架传来的荷载，并传给支承柱承受支承在托架上屋架传来的荷载，并传给支承柱。5.5.屋盖支撑屋盖支撑 组成：屋架上弦横向水平支撑、屋架下弦横向及纵向组成：屋架上弦横向水平

8、支撑、屋架下弦横向及纵向水平支撑、屋架垂直支撑及水平系杆和天窗水平支撑、屋架垂直支撑及水平系杆和天窗(tinchung)(tinchung)架支撑。架支撑。 作用：承受、传递屋架平面外的水平荷载，保证屋架作用：承受、传递屋架平面外的水平荷载，保证屋架杆件在平面外的稳定，增加屋盖结构的整体刚度。杆件在平面外的稳定，增加屋盖结构的整体刚度。第8页/共106页第九页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构二、横向二、横向(hn xin)平面排架平面排架 作用：承受厂房结构受到的竖向荷载(hzi)和横向水平荷载(hzi)，并传给基础及地基。 组成组成：横向柱列、屋架或屋面梁（统称横

9、梁）和基础：横向柱列、屋架或屋面梁（统称横梁）和基础（如图）。（如图）。第9页/共106页第十页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构1.1.排架柱排架柱 承受厂房的主要荷载，并传给基础。承受厂房的主要荷载，并传给基础。2.2.基础基础 承受排架柱和基础梁传来的荷载，并传递扩散承受排架柱和基础梁传来的荷载，并传递扩散到地基到地基(dj)(dj)。 横向平面排架是厂房的基本承力结构，必须进横向平面排架是厂房的基本承力结构，必须进行设计计算，确定其可靠性。行设计计算，确定其可靠性。第10页/共106页第十一页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构三、纵向

10、三、纵向(zn xin)平面排架平面排架 组成：纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑(zh chng)及基础等（如图）。 作用作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，承受厂房：保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，承受厂房结构受到的纵向水平荷载，并传给基础。结构受到的纵向水平荷载，并传给基础。第11页/共106页第十二页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构1.1.连系梁连系梁 构造：一般构造：一般(ybn)(ybn)为预制钢筋混凝土梁，两为预制钢筋混凝土梁，两端支承在柱外侧牛腿上，用预埋件或螺栓与牛腿连接端支承在柱外侧牛腿上，用预埋件或螺栓与牛腿连接。 作用：承受连系梁上墙体及窗

11、重，并传给排架柱作用：承受连系梁上墙体及窗重，并传给排架柱；连系纵向柱列增强厂房纵向刚度。；连系纵向柱列增强厂房纵向刚度。2.2.吊车梁吊车梁 作用：承受吊车传来的竖向荷载和横向或纵向水作用：承受吊车传来的竖向荷载和横向或纵向水平荷载，并传给牛腿和横向或纵向平面排架；连系纵平荷载，并传给牛腿和横向或纵向平面排架；连系纵向柱列，增强厂房纵向刚度的作用。向柱列，增强厂房纵向刚度的作用。 纵向平面排架一般纵向平面排架一般(ybn)(ybn)不进行计算，仅采不进行计算，仅采用构造措施。但当纵向柱子小于用构造措施。但当纵向柱子小于7 7根或需要考虑地震根或需要考虑地震作用时，就要对纵向平面排架进行计算。

12、作用时，就要对纵向平面排架进行计算。第12页/共106页第十三页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构四、围护结构四、围护结构 由纵墙、横墙（山墙）、圈梁、基础梁、抗风柱等组由纵墙、横墙（山墙）、圈梁、基础梁、抗风柱等组成。成。 抗风柱承受厂房端横墙（山墙）传来的风荷载抗风柱承受厂房端横墙（山墙）传来的风荷载(hzi)，并传给屋盖结构和基础。，并传给屋盖结构和基础。第13页/共106页第十四页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构五、结构设计的主要工作五、结构设计的主要工作 结构布置。结构布置。 标准构件选型。标准构件选型。 排架内力分析排架内力分析

13、(fnx)。 柱和基础配筋计算。柱和基础配筋计算。 绘制结构构件布置图。绘制结构构件布置图。 绘制柱和基础施工图。绘制柱和基础施工图。第14页/共106页第十五页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构第三节 排架结构的布置(bzh)和构件选型一、结构布置(bzh)柱网布置(bzh) 柱网指厂房承重柱的纵向定位轴线（跨度）和横向定位轴线（柱距）在平面上形成的网格，需根据生产工艺和使用要求确定。 柱网尺寸一般应符合如图所示要求。 第15页/共106页第十六页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构第16页/共106页第十七页，共106页。第17页/共106

14、页第十八页，共106页。第18页/共106页第十九页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构变形缝的设置变形缝的设置（1 1）伸缩缝）伸缩缝 作用作用(zuyng)(zuyng)：减少温度变化引起厂房的屋面、墙体等：减少温度变化引起厂房的屋面、墙体等开裂，影响厂房的正常使用。开裂，影响厂房的正常使用。 间距要求：装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距，间距要求：装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距，在室内或土中时为在室内或土中时为100 m100 m；在露天时为；在露天时为70 m70 m。 工程做法：横向伸缩缝从基础顶面开始，将相邻两个工程做法：横向伸缩缝从基础顶面

15、开始，将相邻两个(lin )(lin )温度区段的上部结构构件全部分开；温度区段的上部结构构件全部分开； 第19页/共106页第二十页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 伸缩缝处采用双柱、双屋架（屋面伸缩缝处采用双柱、双屋架（屋面梁），纵墙和各构件间留出一定梁），纵墙和各构件间留出一定(ydng)(ydng)宽度的缝隙（如图）。宽度的缝隙（如图）。 纵向伸缩缝是将伸缩缝一侧纵向伸缩缝是将伸缩缝一侧的屋架或屋面的屋架或屋面(wmin)(wmin)梁用滚轴梁用滚轴式支座与柱相连（如图）。式支座与柱相连（如图）。第20页/共106页第二十一页，共106页。 第十一章 单层厂

16、房(chngfng)排架结构（2）沉降缝）沉降缝 作用：防止地基沉降影响厂房的使用功能。作用：防止地基沉降影响厂房的使用功能。 设置情况：厂房相邻两部分高差很大（设置情况：厂房相邻两部分高差很大（10 m以上）、以上）、两跨间吊车起重量相差较大、地基承载力或土的压缩性有两跨间吊车起重量相差较大、地基承载力或土的压缩性有较大的差异、厂房各部分的施工时间先后相差较长时需考较大的差异、厂房各部分的施工时间先后相差较长时需考虑设置。虑设置。 工程做法：从屋顶至基础完全分开。工程做法：从屋顶至基础完全分开。（3）防震缝）防震缝 作用：减轻地震对厂房的震害。作用：减轻地震对厂房的震害。 设置情况：厂房的建

17、筑平面、立面复杂或结构相邻部设置情况：厂房的建筑平面、立面复杂或结构相邻部分的刚度、高度相差较大时需设置。分的刚度、高度相差较大时需设置。 工程做法：从基础顶面开始工程做法：从基础顶面开始(kish)沿厂房全高设置。沿厂房全高设置。 地震区厂房中设置的伸缩缝或沉降缝均应符合防震缝地震区厂房中设置的伸缩缝或沉降缝均应符合防震缝的要求。的要求。第21页/共106页第二十二页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构厂房高度厂房高度(god) 厂房高度厂房高度(god)根据生产设备高度根据生产设备高度(god)、吊车规、吊车规格尺寸和起吊运行高度格尺寸和起吊运行高度(god)以及生

18、产使用、检修所需以及生产使用、检修所需的高度的高度(god)确定，确定， 同时符合建筑模数的要求。同时符合建筑模数的要求。二、构件选型及布置二、构件选型及布置1.屋盖构件屋盖构件（1）屋面板）屋面板 单层厂房常用预应力混凝土屋面板（如图）。设计时，可单层厂房常用预应力混凝土屋面板（如图）。设计时，可根据所需屋面板的形式、尺寸、承载力等，在相应标准图中选根据所需屋面板的形式、尺寸、承载力等，在相应标准图中选定其定其编号，并在屋面板布置编号，并在屋面板布置(bzh)图中标出。施工时，则图中标出。施工时，则按屋面板编号相应的标按屋面板编号相应的标准图要求进行制作。准图要求进行制作。第22页/共106

19、页第二十三页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（2）天窗架）天窗架 常用钢筋混凝土天窗架由两常用钢筋混凝土天窗架由两个三角形刚架在顶节点处及底部个三角形刚架在顶节点处及底部与屋架与屋架(wji)焊接而成（如图）焊接而成（如图）。（3）屋面梁和屋架）屋面梁和屋架 常用的钢筋混凝土、预应力混凝土屋面梁或屋架的形式如常用的钢筋混凝土、预应力混凝土屋面梁或屋架的形式如图所示。设计和施工时，可按标准图的要求选用图所示。设计和施工时，可按标准图的要求选用(xunyng)和和制作。制作。 （a）双坡屋面梁 （b）三角形屋架 第23页/共106页第二十四页，共106页。 第十一章 单

20、层厂房(chngfng)排架结构 （c）折线形屋架）折线形屋架(wji) （d）梯形屋架）梯形屋架(wji)（4）托架）托架(tu ji) 常用预应力混凝土三角形托架常用预应力混凝土三角形托架(tu ji)和折线形托和折线形托架架(tu ji)如图所示。如图所示。第24页/共106页第二十五页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（5）屋盖支撑的布置原则）屋盖支撑的布置原则 1）屋架上弦）屋架上弦(shngxin)横向水平支撑。横向水平支撑。 设置在厂房端部或温度区段两端第一或第二柱间的屋架上设置在厂房端部或温度区段两端第一或第二柱间的屋架上弦弦(shngxin)平面内平

21、面内(如图如图)。 第25页/共106页第二十六页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构2 2）屋架下弦横向水平支撑。）屋架下弦横向水平支撑。 设置设置(shzh)(shzh)在与上弦横向水平支撑同一柱间的在与上弦横向水平支撑同一柱间的屋架下弦平面内屋架下弦平面内( (如图如图) )。第26页/共106页第二十七页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构3）屋架下弦纵向水平支撑）屋架下弦纵向水平支撑(zh chng)。 沿屋架下弦端部第一节间通长设置沿屋架下弦端部第一节间通长设置(如图如图)。第27页/共106页第二十八页，共106页。 第十一章 单层

22、厂房(chngfng)排架结构4）屋架垂直支撑和水平系杆。）屋架垂直支撑和水平系杆。 设置在与横向支撑相应设置在与横向支撑相应(xingyng)柱间的屋架中柱间的屋架中部或屋架端部，并在下弦设置相应部或屋架端部，并在下弦设置相应(xingyng)的通长的通长水平系杆水平系杆(如图如图)。第28页/共106页第二十九页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构5）天窗架支撑。）天窗架支撑。 设置设置(shzh)在天窗的两端及具有柱间支撑的柱间在天窗的两端及具有柱间支撑的柱间(如图如图)。 以上各种支撑的具体布置方法及与其他构件的连接以上各种支撑的具体布置方法及与其他构件的连接构

23、造，可查阅有关构造，可查阅有关(yugun)标准图集。标准图集。第29页/共106页第三十页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构2. 2. 吊车梁、柱及柱间支撑吊车梁、柱及柱间支撑（1 1）吊车梁）吊车梁 通常采用钢筋混凝土、预应力混凝土通常采用钢筋混凝土、预应力混凝土T T型或型或I I型截面型截面吊车梁。设计时可根据吊车的工作制或工作级别、跨度、吊车梁。设计时可根据吊车的工作制或工作级别、跨度、起重量和台数从相应起重量和台数从相应(xingyng)(xingyng)的标准图中选用，并在的标准图中选用，并在结构布置图中标明其编号。结构布置图中标明其编号。（2 2）柱）

24、柱 1 1）排架柱）排架柱 常用截面形式及选用（如图）常用截面形式及选用（如图）第30页/共106页第三十一页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构(a)(a)矩形矩形(jxng)(jxng)截面柱；截面柱； (b) (b)工字形截面柱；工字形截面柱； (c) (c)双肢柱双肢柱第31页/共106页第三十二页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 矩形截面：矩形截面： 柱的截面高度柱的截面高度h500mm时采用；时采用； 矩形或工字形截面：柱的截面高度矩形或工字形截面：柱的截面高度 h=600mm800mm时采用；时采用； 工字形截面：柱的截面高度工

25、字形截面：柱的截面高度h=900mm1200mm 时采用；时采用； 工字形截面柱或双肢柱：柱的截面高度工字形截面柱或双肢柱：柱的截面高度 h=1300mm1500mm时采用；时采用； 双肢柱：双肢柱： 柱的截面高度柱的截面高度h1600mm时采用。时采用。 截面尺寸截面尺寸 根据截承载力、刚度根据截承载力、刚度(n d)及工程经验或有关资料确及工程经验或有关资料确定。定。第32页/共106页第三十三页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构2 2）抗风柱）抗风柱 钢筋混凝土抗风柱与山墙钢筋混凝土抗风柱与山墙(shnqing)(shnqing)、屋架的连接及计、屋架的连接及计

26、算简图（如图）。算简图（如图）。第33页/共106页第三十四页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（3 3）柱间支撑）柱间支撑(zh chng) (zh chng) 1 1）柱间支撑）柱间支撑(zh chng)(zh chng)分类分类 上柱柱间支撑上柱柱间支撑(zh chng)(zh chng) 下柱柱间支撑下柱柱间支撑(zh chng)(zh chng)2 2）柱间支撑的位置）柱间支撑的位置 上柱柱间支撑：设置在温度区段的两端与屋盖上柱柱间支撑：设置在温度区段的两端与屋盖 横向水平支撑相对应的柱间，横向水平支撑相对应的柱间， 以及温度区段中部的柱间。以及温度区段中部

27、的柱间。 下柱柱间支撑：设置在温度区段的中部，且与下柱柱间支撑：设置在温度区段的中部，且与 上柱柱间支撑相对应的柱间。上柱柱间支撑相对应的柱间。3 3）柱间支撑的作用）柱间支撑的作用 承受山墙传来的纵向风荷载和吊车纵向水平荷承受山墙传来的纵向风荷载和吊车纵向水平荷 载，并传至基础。载，并传至基础。 提高厂房的纵向刚度和稳定性。提高厂房的纵向刚度和稳定性。第34页/共106页第三十五页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构4）设置柱间支撑的情况：）设置柱间支撑的情况： 厂房厂房(chngfng)跨度超过跨度超过18m，或柱高超过，或柱高超过8m； 设有重级工作制吊车，或设有

28、起重量不小于设有重级工作制吊车，或设有起重量不小于10t的的 中、轻级工作制吊车；中、轻级工作制吊车； 设有起重量不小于设有起重量不小于3t的悬挂吊车；的悬挂吊车； 纵向柱列的总根数少于纵向柱列的总根数少于7根；根； 露天吊车栈桥的柱列。露天吊车栈桥的柱列。 柱间支撑可由标准（通用）图选用，结构布置图中标柱间支撑可由标准（通用）图选用，结构布置图中标出相应编号。出相应编号。第35页/共106页第三十六页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构3. 圈梁和基础梁圈梁和基础梁（1）圈梁）圈梁 1）构造要求）构造要求 在墙体的同一水平面上由现浇钢筋混凝土构成封闭在墙体的同一水平面

29、上由现浇钢筋混凝土构成封闭状，并和柱中伸出的预埋拉筋连结。截面宽度宜与墙厚状，并和柱中伸出的预埋拉筋连结。截面宽度宜与墙厚相同，当墙厚大于相同，当墙厚大于240mm时，其宽度不宜小于时，其宽度不宜小于2/3墙厚墙厚。截面高度不应小于。截面高度不应小于120mm 。梁中的纵向钢筋不应少。梁中的纵向钢筋不应少于于410，绑扎接头的搭接长度，绑扎接头的搭接长度(chngd)按受拉钢筋考按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于虑，箍筋间距不应大于300mm。圈梁兼作过梁时，过梁。圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋按计算另行增配。部分的钢筋按计算另行增配。 2）作用）作用 增强厂房结构的整体刚度，防止因地基不均匀沉

30、降增强厂房结构的整体刚度，防止因地基不均匀沉降或较大振动作用等对厂房产生的不利影响。或较大振动作用等对厂房产生的不利影响。第36页/共106页第三十七页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 3）设置的原则）设置的原则 无吊车的砖砌围护墙厂房无吊车的砖砌围护墙厂房(chngfng)，当檐口标高为，当檐口标高为5 m8 m时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于高大于8 m时，应增加设置数量。时，应增加设置数量。 无吊车的砌块围护墙厂房无吊车的砌块围护墙厂房(chngfng)，当檐口标高为，当檐口标高为4 m5 m时，应在檐口标

31、高处设置圈梁一道；当檐口标时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于高大于5 m时，应增加设置数量。时，应增加设置数量。 设有吊车或较大振动设备的单层厂房设有吊车或较大振动设备的单层厂房(chngfng)，除，除在檐口或窗顶标高处设置圈梁外，尚应增加设置数量。在檐口或窗顶标高处设置圈梁外，尚应增加设置数量。第37页/共106页第三十八页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（2 2）基础梁）基础梁1 1）作用）作用 支承基础梁上的围护墙，并将围护墙重传给基础支承基础梁上的围护墙，并将围护墙重传给基础。2 2）构造要求）构造要求 通常为预制钢筋混凝土简支梁（如图）。基础

32、梁通常为预制钢筋混凝土简支梁（如图）。基础梁支承处应座浆，梁顶面一般位于室内地坪以下支承处应座浆，梁顶面一般位于室内地坪以下50mm50mm处，处，梁底面以下应预留梁底面以下应预留100mm100mm的空隙的空隙(kngx)(kngx)，以保证基础，以保证基础梁可随基础一起沉降。梁可随基础一起沉降。 基础基础(jch)梁可从标准（通用）图集中选用。梁可从标准（通用）图集中选用。第38页/共106页第三十九页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构4.4.基础基础(jch)(jch)1 1）形式）形式 阶形基础阶形基础(jch)(jch)和锥形基础和锥形基础(jch)(jch

33、)，统称杯形基础，统称杯形基础(jch)(jch)（如图）。（如图）。 2）特点）特点 构造简单，施工方便，适用于地基土质较均匀构造简单，施工方便，适用于地基土质较均匀(jnyn)，基础持力层距地面较浅，地基承载力较大，柱传来的荷载，基础持力层距地面较浅，地基承载力较大，柱传来的荷载不大的一般厂房。不大的一般厂房。 在实际工程中，可根据柱传来的荷载、地基承载力等采在实际工程中，可根据柱传来的荷载、地基承载力等采用其他形式的基础。用其他形式的基础。第39页/共106页第四十页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构第四节 排架结构的内力(nil)分析与组合 计算目的：获得排架

34、柱在各种荷载作用下控制截面的最不利内力(nil)，作为设计柱和基础的依据。 计算内容：确定计算简图、荷载计算、内力(nil)分析和内力(nil)组合。一、计算一、计算(j sun)简简图图1.计算计算(j sun)单元单元 第40页/共106页第四十一页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 一般取两相邻柱距中线至中线的一段作为计算单元，一般取两相邻柱距中线至中线的一段作为计算单元，如图中的阴影部分。计算单元范围如图中的阴影部分。计算单元范围(fnwi)内的荷载完全内的荷载完全由该单元的横向排架承担。吊车荷载不可按计算单元考虑由该单元的横向排架承担。吊车荷载不可按计算单元

35、考虑。 第41页/共106页第四十二页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 2. 2.基本基本(jbn)(jbn)假定假定3.3.计算简图计算简图 根据基本假定根据基本假定(jidng)(jidng)，横向排架，横向排架的计算简图如图。的计算简图如图。（1）排架柱下端固接于基础顶面。）排架柱下端固接于基础顶面。（2）排架柱上端与横梁（屋架或屋面梁的统称）铰接。）排架柱上端与横梁（屋架或屋面梁的统称）铰接。（3）横梁为轴向变形可忽略不计的刚性连杆。）横梁为轴向变形可忽略不计的刚性连杆。第42页/共106页第四十三页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结

36、构二、荷载二、荷载(hzi)计算计算 作用于厂房横向排架上的荷载(hzi)（如图）。 恒荷载(hzi)：屋盖自重G1、上柱自重G2、下柱自重G3、吊车梁与轨道联结件自重G4等。 活荷载(hzi)：屋面活荷载(hzi)Q1、吊车竖向荷载(hzi)Dmax、吊车横向水平荷载(hzi)Tmax、横向均布风荷载(hzi)q及作用于排架柱顶的集中风荷载(hzi)Fw等。第43页/共106页第四十四页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构1. 恒荷载恒荷载（1）屋盖自重）屋盖自重G1 1）数值计算：计算单元范围）数值计算：计算单元范围内的屋面内的屋面(wmin)构造层、屋面构造层、屋

37、面(wmin)构件及支撑等，根据工构件及支撑等，根据工程做法及屋盖构件标准图等进行程做法及屋盖构件标准图等进行计算。计算。 2）作用位置：以集中力的形）作用位置：以集中力的形式作用于柱顶。采用屋架时，式作用于柱顶。采用屋架时，G1的作用线通过屋架上、下弦的作用线通过屋架上、下弦中心线的交点（如图）；采用屋中心线的交点（如图）；采用屋面面(wmin)梁时，梁时，G1的作用线的作用线通过梁端支承垫板的中心线。通过梁端支承垫板的中心线。第44页/共106页第四十五页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 3）计算）计算(j sun)简图（如图）简图（如图） M1= G1 e1，

38、 M1= G1 e2。（2）柱自重）柱自重(zzhng)G2和和G3 1）数值计算：按上、下柱的的截面尺寸和高）数值计算：按上、下柱的的截面尺寸和高度（下柱包括牛腿）计算。度（下柱包括牛腿）计算。第45页/共106页第四十六页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 2）作用位置：）作用位置：G2和和G3分别作用于上、下柱底部截面分别作用于上、下柱底部截面(jimin)中心线处，中心线处，G2对下柱截面对下柱截面(jimin)中心线有中心线有 e2（如图（如图）。）。 3）计算简图（如图）。）计算简图（如图）。第46页/共106页第四十七页，共106页。 第十一章 单层厂房

39、(chngfng)排架结构（3）吊车梁与轨道联结等自重）吊车梁与轨道联结等自重G4 1）数值计算：根据所选用的构配件，由相应的标准图集中）数值计算：根据所选用的构配件，由相应的标准图集中查得，轨道联结也可按查得，轨道联结也可按1kN/m2kN/m计算。计算。 2）作用位置：沿吊车梁的中线作用于牛腿顶面，对下柱截）作用位置：沿吊车梁的中线作用于牛腿顶面，对下柱截面面(jimin)中心线有偏心距中心线有偏心距 e4，(如图如图)。 3）计算简图（如图）。）计算简图（如图）。第47页/共106页第四十八页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 当考虑当考虑(kol)G1 、G2

40、、G3、G4共同作用时，计算简图共同作用时，计算简图（如图），（如图）， M2= M1+ M2M3。 2.屋面活荷载屋面活荷载 屋面活荷载包括屋面积灰荷载、雪荷载及屋面均布活屋面活荷载包括屋面积灰荷载、雪荷载及屋面均布活荷载。屋面活荷载荷载。屋面活荷载Q1的计算范围、作用形式及位置同屋的计算范围、作用形式及位置同屋(tn w)盖自重盖自重G1。第48页/共106页第四十九页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（1）屋面积）屋面积(min j)灰荷载灰荷载 当设计的厂房在生产过程中有大量的排灰或与其相邻当设计的厂房在生产过程中有大量的排灰或与其相邻时，应考虑屋面积时，应考

41、虑屋面积(min j)灰荷载。积灰荷载按荷载规灰荷载。积灰荷载按荷载规范的规定取值。范的规定取值。（2）雪荷载）雪荷载 屋面水平投影面上的雪荷载标准值屋面水平投影面上的雪荷载标准值Sk按下式计算：按下式计算：0SSrk 式中式中 屋面积雪分布屋面积雪分布(fnb)分数，由荷载规范分数，由荷载规范 查得；查得； 基本雪压（基本雪压（kN/m2）,按荷载规范按荷载规范 给出的给出的50年一遇的雪压采用。年一遇的雪压采用。r0S第49页/共106页第五十页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（3 3）屋面均布活荷载）屋面均布活荷载(hzi)(hzi) 按荷载按荷载(hzi)(

42、hzi)规范的规定采用。不上人屋规范的规定采用。不上人屋面的屋面均布活荷载面的屋面均布活荷载(hzi)(hzi)标准值取标准值取0.5kN/ m20.5kN/ m2。 屋面均布活荷载屋面均布活荷载(hzi)(hzi)不应与雪荷载不应与雪荷载(hzi)(hzi)同同时组合，仅取两者中的较大值。积灰荷载时组合，仅取两者中的较大值。积灰荷载(hzi)(hzi)应与雪应与雪荷载荷载(hzi)(hzi)或不上人的屋面均布活荷载或不上人的屋面均布活荷载(hzi)(hzi)两者中两者中的较大值同时考虑。的较大值同时考虑。3.3.吊车荷载吊车荷载(hzi)(hzi)（1 1）吊车的分类）吊车的分类第50页/共

43、106页第五十一页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构按主要承重结构分：单梁式和桥式，常用桥式吊车。按主要承重结构分：单梁式和桥式，常用桥式吊车。按吊钩的种类分：按吊钩的种类分： 软钩和硬钩，一般采用软钩和硬钩，一般采用(ciyng)软钩吊车软钩吊车。按动力来源分：按动力来源分： 手动和电动，多采用手动和电动，多采用(ciyng)电动吊车。电动吊车。按运行频按运行频繁程度分：繁程度分：轻级工作制轻级工作制运行时间不超过运行时间不超过 全部全部 生产生产(shngchn)时间时间15%，如检修设备，如检修设备的吊车。的吊车。重级工作制重级工作制运行时间超过全部生产运行时间

44、超过全部生产(shngchn) 时间时间40%的，如轧钢厂吊车。的，如轧钢厂吊车。中级工作制中级工作制介于轻级和重级工作制介于轻级和重级工作制 之间，使用最多的吊车。之间，使用最多的吊车。 吊车起重量吊车起重量Q的表示：如的表示：如20/5t，表明吊车主钩额定起重，表明吊车主钩额定起重量为量为20t，副钩额定起重量为，副钩额定起重量为5t。第51页/共106页第五十二页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（2 2）吊车组成）吊车组成(z chn)(z chn)及运行（如图）及运行（如图）（3）吊车竖向荷载）吊车竖向荷载Dmax与与Dmin 由吊车最大和最小轮压标准值由吊

45、车最大和最小轮压标准值Pmax与与Pmin在两侧在两侧(lin c)排架柱上产生的吊车最大竖向荷载标准值排架柱上产生的吊车最大竖向荷载标准值Dmax和最小竖向荷载标准值和最小竖向荷载标准值Dmin，可根据如图所示吊车的最，可根据如图所示吊车的最不利布置和吊车梁的支座反力影响线计算确定。不利布置和吊车梁的支座反力影响线计算确定。第52页/共106页第五十三页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 Pmax与与Pmin可根据吊车型号、规格由产品样本可根据吊车型号、规格由产品样本(yngbn)或有关资料中查得。或有关资料中查得。第53页/共106页第五十四页，共106页。 第十

46、一章 单层厂房(chngfng)排架结构 当单跨厂房中设当单跨厂房中设有相同的两台有相同的两台(lin ti)吊车时，吊车时，Dmax和和Dmin计算公式为计算公式为Dmax=Pmaxyi Dmin=Pminyi=maxmaxminDPP式中式中 yi吊车最不利布置时，各轮子吊车最不利布置时，各轮子(ln zi)下影响线下影响线 竖向坐标值之和，可根据吊车的宽度竖向坐标值之和，可根据吊车的宽度 B和轮距和轮距K确定。确定。第54页/共106页第五十五页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 计算吊车竖向荷载时，应按荷载规范计算吊车竖向荷载时，应按荷载规范(gufn)规定确

47、规定确定参与组合的吊车台数。定参与组合的吊车台数。 吊车竖向荷载的作用位置和计算简图（如图），吊车竖向荷载的作用位置和计算简图（如图），MDmax=Dmax e4 ， MDmin=Dmin e4 。第55页/共106页第五十六页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（4）吊车横向）吊车横向(hn xin)水水平荷载平荷载Tmax 当小车吊有额定最大重量当小车吊有额定最大重量Q的物件在启动或制动时，产生的物件在启动或制动时，产生的横向的横向(hn xin)水平惯性力水平惯性力称为吊车横向称为吊车横向(hn xin)水平水平荷载。荷载。 吊车横向吊车横向(hn xin)水平荷

48、水平荷载作用在吊车梁的顶面，且同载作用在吊车梁的顶面，且同时作用于吊车两侧的排架柱上时作用于吊车两侧的排架柱上，方向相同（如图）。，方向相同（如图）。第56页/共106页第五十七页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 荷载规范规定：吊车横向水平荷载标准值可取横荷载规范规定：吊车横向水平荷载标准值可取横行小车重量行小车重量g与额定最大起重量与额定最大起重量Q之和的百分数，并允许之和的百分数，并允许近似地平均分配给大车的各轮。近似地平均分配给大车的各轮。 对常用对常用(chn yn)的四轮吊车，每个大车轮引起的四轮吊车，每个大车轮引起的横向水平荷载标准值为的横向水平荷载标准

49、值为4)(QgT 式中式中 横向制动力横向制动力(dngl)系数，对软钩吊车，当系数，对软钩吊车，当 Q10t时，时，=12%； 当当Q =1650t 时，时，=10%；当；当Q75t时，时，=8%； 对硬钩吊车，对硬钩吊车，=20%。第57页/共106页第五十八页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 吊车对排架柱产生的最大横向水平荷载标准值吊车对排架柱产生的最大横向水平荷载标准值Tmax，可利用，可利用计算计算(j sun)吊车竖向荷载吊车竖向荷载Dmax方法求得（如图）。方法求得（如图）。iyTTmax第58页/共106页第五十九页，共106页。 第十一章 单层厂房

50、(chngfng)排架结构 计算吊车横向水平荷载时，按荷载规范规定计算吊车横向水平荷载时，按荷载规范规定规定确定参与组合的吊车台数。规定确定参与组合的吊车台数。 考虑考虑(kol)小车往返运行，吊车横向水平荷载作小车往返运行，吊车横向水平荷载作用下的计算简图（如图）。用下的计算简图（如图）。第59页/共106页第六十页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（5）吊车纵向水平荷载）吊车纵向水平荷载Te 吊车纵向水平荷载由大车制动引起的惯性力产生，经吊吊车纵向水平荷载由大车制动引起的惯性力产生，经吊车梁传到纵向柱列或柱间支撑车梁传到纵向柱列或柱间支撑(zh chng)。 荷载

51、规范规定：吊车纵向水平荷载标准值荷载规范规定：吊车纵向水平荷载标准值Te应按作应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压Pmax之和的之和的10%采采用。对每侧有一个制动轮的四轮吊车，可按下式计算用。对每侧有一个制动轮的四轮吊车，可按下式计算 Te=0.1Pmax 计算吊车纵向水平荷载时，按荷载规范规定确定参计算吊车纵向水平荷载时，按荷载规范规定确定参与组合的吊车台数。与组合的吊车台数。 排架计算中，对多台吊车的竖向荷载标准值和水平荷载排架计算中，对多台吊车的竖向荷载标准值和水平荷载标准值应乘以折减系数标准值应乘以折减系数 。第60页/共106页第六十一页，共1

52、06页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 4. 4.风荷载风荷载(hzi)(hzi)Wk=zszWo 横向排架承担的风荷载按计算单元考虑，并按如下两部横向排架承担的风荷载按计算单元考虑，并按如下两部分作用于横向排架结构（如图）。分作用于横向排架结构（如图）。 1) 柱顶以下柱顶以下(yxi)均匀均匀分布的分布的q1和和q2。 2) 柱顶以上水平柱顶以上水平集中风荷载集中风荷载Fw。 排架内力分析时，排架内力分析时，应考虑风向改变对横应考虑风向改变对横向排架受力的影响。向排架受力的影响。 荷载规范荷载规范规定：垂直于建筑物表面上的风荷载标准值规定：垂直于建筑物表面上的风荷载标准值W

53、k（kN/m2）按下式计算：）按下式计算：第61页/共106页第六十二页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构三、内力三、内力(nil)分析分析 单跨等高横向排架在荷载作用下的内力采用单跨等高横向排架在荷载作用下的内力采用(ciyng)实用方法计算时，计算简图为柱顶不动铰实用方法计算时，计算简图为柱顶不动铰支排架和柱顶有侧移铰接排架（如图）。支排架和柱顶有侧移铰接排架（如图）。第62页/共106页第六十三页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构1.1.柱顶不动铰支排架柱顶不动铰支排架 恒荷载（G1、G2、G3、G4等）以及屋面(wmin)活荷载（Q1

54、）作用下，可按柱顶不动铰支排架计算内力。假定横梁为刚性连杆，可按图所示单根柱计算简图分析柱的内力。第63页/共106页第六十四页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 将各荷载将各荷载(hzi)转换转换为分别作用在柱顶和牛腿为分别作用在柱顶和牛腿顶面的力矩顶面的力矩M1和和M2及沿及沿上、下柱轴线作用的集中上、下柱轴线作用的集中力后，可按右图计算柱的力后，可按右图计算柱的截面弯矩和剪力。截面弯矩和剪力。 由结构力学方法求得在由结构力学方法求得在M1和和M2分别分别(fnbi)作用下的柱顶反力作用下的柱顶反力R1和和R2（如图）为（如图）为第64页/共106页第六十五页，共

55、106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构2111HMCR 2222HMCR 式中式中 C1柱顶力矩柱顶力矩M1作用下的柱顶反力系数，作用下的柱顶反力系数， 由本章相应附图查得；由本章相应附图查得； C2牛腿顶面力矩牛腿顶面力矩M2作用下的柱顶反力系作用下的柱顶反力系 数，由本章相应附图查得。数，由本章相应附图查得。 柱顶反力柱顶反力R1和和R2的方向按实际的方向按实际(shj)受力情况确定。当受力情况确定。当求得求得M1和和M2共同作用下的柱顶反力（共同作用下的柱顶反力（R= R1+ R2）后，即可）后，即可按悬臂柱计算截面弯矩和剪力。按悬臂柱计算截面弯矩和剪力。第65页/共1

56、06页第六十六页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构2.2.柱顶有侧移铰接排架柱顶有侧移铰接排架（1 1）吊车竖向荷载作用）吊车竖向荷载作用(zuyng)(zuyng) 吊车竖向荷载吊车竖向荷载DmaxDmax和和DminDmin同时分别作用同时分别作用(zuyng)(zuyng)在两侧柱的内力，可由图在两侧柱的内力，可由图a a和图和图b b的内力的内力计算结果叠加而得。计算结果叠加而得。（a）Dmax作用在作用在A柱；柱； （b）Dmin作用在作用在B柱柱 第66页/共106页第六十七页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 对图对图a，Dma

57、x仅对仅对A柱下柱产生柱下柱产生(chnshng)轴向轴向力，故可按如图所示计算排架柱的截面弯矩和剪力。力，故可按如图所示计算排架柱的截面弯矩和剪力。第67页/共106页第六十八页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构计算步骤：计算步骤： 1）在排架柱顶附加一个）在排架柱顶附加一个(y )不动铰支座，按柱不动铰支座，按柱顶为不动铰支排架计算牛腿顶面处顶为不动铰支排架计算牛腿顶面处MDmax作用下的作用下的柱顶反力柱顶反力RDmax和柱的内力。此时和柱的内力。此时RDmax为为 2max2maxHMCRDD柱顶反力系数柱顶反力系数C2仍由本章仍由本章(bn zhn)相应附图

58、查得。相应附图查得。 2）将柱顶反力）将柱顶反力RDmax反向作用于有侧移铰接排架柱顶反向作用于有侧移铰接排架柱顶，得单层单跨对称排架柱顶剪力，得单层单跨对称排架柱顶剪力 ，然后按，然后按悬臂柱计算柱的内力。悬臂柱计算柱的内力。max5 . 0DiRV 第68页/共106页第六十九页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构3）将上述两步所得柱的内力叠加，即得）将上述两步所得柱的内力叠加，即得Dmax作用作用(zuyng)于于A柱时排架柱的内力。柱时排架柱的内力。 同理，可求得吊车竖向荷载同理，可求得吊车竖向荷载Dmin作用作用(zuyng)在在B柱和柱和Dmin作用作用(z

59、uyng)于于A柱、柱、Dmax作用作用(zuyng)于于B柱时排架柱的内力。柱时排架柱的内力。（2）吊车水平荷载作用）吊车水平荷载作用 单跨对称单跨对称(duchn)排架排架在在Tmax作用下的各柱内力，作用下的各柱内力，可按图所示的悬臂柱直接计可按图所示的悬臂柱直接计算。算。 同理，当同理，当Tmax的作用方的作用方向向左时，也可用上述方法向向左时，也可用上述方法计算内力。计算内力。第69页/共106页第七十页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构（3）风荷载作用）风荷载作用 在风荷载在风荷载Fw、q1、q2作用下，单跨排架柱内力作用下，单跨排架柱内力(nil)可由如

60、图可由如图2种内力种内力(nil)状态叠加求得。状态叠加求得。第70页/共106页第七十一页，共106页。 第十一章 单层厂房(chngfng)排架结构 对图对图a所示受力情况所示受力情况(qngkung)，可由如图，可由如图3种受种受力情况力情况(qngkung)叠加得到。叠加得到。 1）Fw作用的情况，柱顶反力作用的情况，柱顶反力RFW=FW，柱中不产生内，柱中不产生内力。力。 2）q1作用的情况，仅需对作用的情况，仅需对A柱按上端为不动铰支下端柱按上端为不动铰支下端(xi dun)为固定的单根柱计算柱顶反力为固定的单根柱计算柱顶反力Rq1和柱中内力。和柱中内力。柱顶反力柱顶反力Rq1为为