混凝土结构设计单层厂房学习教案

1、会计学1混凝土结构设计单层厂房混凝土结构设计单层厂房(chngfng)第一页，共115页。一、单厂的特点 1、建筑特点 面积及空间大。 采光：大窗户和天窗。 通风：天窗。 运转：水平及垂直运转，需设吊车。2、结构特点：构件(gujin)跨度大、基础大。 荷载大，吊车有时达几百吨，且承受动载。 3、施工特点：基本采用予制装配式，构件(gujin)多，重量大，土方量大。标高尺寸要求严格。第1页/共115页第二页，共115页。吊车(dioch)吨位：50KN（50T），跨 度：15M，柱顶标高：8M。结构形式：RC柱或砖柱屋 架：RC、轻钢、木混合。第2页/共115页第三页，共115页。 吊车(di

2、och)吨位：1500KN（150T） 跨 度 ：36M。 结构形式：钢屋盖，RC柱。3、中型(zhngxng)厂房：规模在大小中间。 第3页/共115页第四页，共115页。 构件种类少，适宜(shy)于予制装配，受力明确，设计施工方便，采用较多。 横梁(hn lin)与柱顶铰接。第4页/共115页第五页，共115页。横梁与柱顶为刚接，用于无吊车(dioch)或吊车(dioch)起重小的厂房。第5页/共115页第六页，共115页。第6页/共115页第七页，共115页。第7页/共115页第八页，共115页。最重要部分，材料用量及土建造价占全部工程的40。两种屋盖结构(jigu)：有檩体系：屋架上

3、设檩，檩上放小型屋面板或互材。 特点：荷载重复传递，不经济，且刚度、 整体性不好，较少采用。无檩体系：大型屋面板直接放在屋架上。 （屋面大梁上）第8页/共115页第九页，共115页。第9页/共115页第十页，共115页。第10页/共115页第十一页，共115页。 简支于柱牛腿，承受吊车荷载(hzi)。 特点：承受反复动载，应作疲劳验算。 形式：鱼腹式：最合理的形式，用于12M大 柱距厂房（施工制作不易）。桁架式：结构轻巧，承力小，用于小起重吊车 的轻型厂房。等高T型、型梁：用于中型厂房。第11页/共115页第十二页，共115页。 承受屋盖、吊车梁、边系梁传来的水平及竖向荷载及外墙水平风载，并传

4、至基础(jch)。截面造型：双肢柱第12页/共115页第十三页，共115页。5、基础：承受整个上部荷载，并传给地基。常用：矩形(jxng)单独基础。第13页/共115页第十四页，共115页。(外墙：围护作用，承受风载及自重，具有一定(ydng)的 刚度、稳定性和保温隔热性。 抗风柱：承受山墙风载，并传给纵向(zn xin)柱列。 沿山墙每68米一根。 圈梁：增加墙与柱子(zh zi)的连接及整体性，不承受墙重，主要起拉结作用。 应尽可能封闭、现浇。 在柱顶及吊车梁柱高处设置 第14页/共115页第十五页，共115页。(连系梁:高低跨时，置于牛腿上，承受柱外皮(悬墙) 墙重，可起到增强纵向钢度，

5、传递风载的 作用，多为予制。（可代替牛腿处的圈过梁：窗口处设，承窗上墙重，当洞口把圈梁隔断时， 过梁应起附加圈梁的作用，其截面尺寸(ch cun)应不小 于圈梁，搭接长度同右。 基础梁：承外墙重，并传至基础。 第15页/共115页第十六页，共115页。第16页/共115页第十七页，共115页。第17页/共115页第十八页，共115页。第18页/共115页第十九页，共115页。第19页/共115页第二十页，共115页。第20页/共115页第二十一页，共115页。第21页/共115页第二十二页，共115页。第22页/共115页第二十三页，共115页。第23页/共115页第二十四页，共115页。伸缩

6、缝处：定位轴线与缝中心线重合(chngh)，柱中心线向 两边偏移600 (p91图） 。 目的：同上，屋面板和墙板与其它柱距相同，数据同一。第24页/共115页第二十五页，共115页。第25页/共115页第二十六页，共115页。 与屋架标志尺寸，柱子的尺寸及吊车吨位(dnwi)有关，屋架 标志跨度L定位轴线距 纵向定位轴线与墙的位置、柱尺寸及吊车吨位(dnwi)有关。 吊车吨位(dnwi)Q吊30T时：采用封闭结合（即纵向定位轴线 与屋架标志尺寸相应）此时屋面板铺至屋架边缘，定位 轴线与墙内皮重合。 标准厂房，一般吊车轨距Lk厂房标志跨度L1.5米， 所以吊车轨中心至定位轴线之距为750。第2

7、6页/共115页第二十七页，共115页。温度变化(binhu)时，房屋、地上部分热胀冷缩，而地下部分受温度变化(binhu)影响很小，使上部结构变形受到限制，从而产生温度压力，引起土墙、屋面柱裂。第27页/共115页第二十八页，共115页。设缝方法:目前较多采用沿厂房纵、横向设温度缝的方法，把厂房分为(fn wi)若干温度缝区段。以减小内压力。作法：纵向设双柱，把结构从基础顶面以上全分开 横向在柱顶设滚轴支座。（多跨时）最大间距：与厂房类型及围护结构有关 第28页/共115页第二十九页，共115页。与结构上部层数荷载或土质情况有较大区别时，应在变化处设缝。作用：以免不均匀沉降引起上部结构开裂。

8、作法：从基础到顶部安全分开。 单厂排架结构可以(ky)不设，因为排架结构可以(ky)适应不均匀沉陷，当单厂设毗邻或附属砖结构房屋时（生活间、办公室、库房），两跨吊车吨位相差悬殊，应分开。沉降缝应将建筑物从基础到屋顶全部分开，当两边发生不同沉降时不致相互作用。沉降缝可兼作伸缩缝。 第29页/共115页第三十页，共115页。 对有抗震设计(shj)要求的厂房，当结构平面刚度、质量变化大时，由于连接部位压力集中，易破坏，应设抗震缝将其分开。此外，震区、沉降缝宽与温度缝均应满足抗震缝的要求，以免两部分相互撞击，导致破坏。特点：基础不分。第30页/共115页第三十一页，共115页。厂房(chngfng)

9、的标高 屋架下弦底标高 H1 吊车轨顶标高H2 天窗：解决采光与通风问题，有以下2种设置(shzh)方式。 纵向天窗 横向天窗 .第31页/共115页第三十二页，共115页。第32页/共115页第三十三页，共115页。第33页/共115页第三十四页，共115页。厂房(chngfng)的剖面形式按厂房高度不同分为：等高多跨、不等高多跨。按屋盖组成不同分为：有檩、无檩。按主体结构分为：横向(hn xin)承重结构、纵向承重结构。 第34页/共115页第三十五页，共115页。使厂房形成整体的空间骨架(gji)，保证其空间刚度。施工和正常使用时，保证构件的稳定和安全承受和传递某些水平荷载（吊车水平载纵

10、向制 动力、山墙风载、纵向地震力）第35页/共115页第三十六页，共115页。包括：屋盖支撑(zh chng) 屋架上、下弦横向水平支撑(zh chng)、 屋架下弦纵向水平支撑(zh chng)、 垂直支撑(zh chng)、系杆 柱间支撑(zh chng) 上柱柱间支撑(zh chng) 下柱柱间支撑(zh chng) 第36页/共115页第三十七页，共115页。第37页/共115页第三十八页，共115页。第38页/共115页第三十九页，共115页。第39页/共115页第四十页，共115页。第40页/共115页第四十一页，共115页。第41页/共115页第四十二页，共115页。第42页/共

11、115页第四十三页，共115页。第43页/共115页第四十四页，共115页。第44页/共115页第四十五页，共115页。第45页/共115页第四十六页，共115页。第46页/共115页第四十七页，共115页。第47页/共115页第四十八页，共115页。第48页/共115页第四十九页，共115页。力。力。温度区段中部与上部柱间支撑温度区段中部与上部柱间支撑对应的部位。对应的部位。第49页/共115页第五十页，共115页。分析方法部分情况考虑空间作用的平面排架分析方法。纵向平面排架：刚度大，一般(ybn)不作计算。 本节解决(jiju)的主要问题：求出排架在各种荷载作用下，控制截面的不利内力，作为

12、柱截面设计依据。求出柱子传给基础的最不利内力，作为基础设计依据。 第50页/共115页第五十一页，共115页。一、计算假定与计算简图1计算假定。(1)屋架或屋面大梁与柱顶连接处,设为铰接(实际用予埋件焊牢,抵抗转动的能力很小)(2)柱下端嵌固于基础顶面：实际作法予制柱插入拓口基础一定深度，其间用高标号细石砖浇筑密实。(3)屋架、屋面梁，视为钢性连杆，忽略(hl)轴向变形，水平力作用下，排架两端柱顶位移相等。第51页/共115页第五十二页，共115页。第52页/共115页第五十三页，共115页。1.排架柱轴线取上下(shngxi)柱各自的几何中心线,所以变截面柱时,轴线为折线。2.柱高H取柱顶到

13、基顶3.上柱高Hu取牛腿顶面至柱顶4.EI1、EI2系根据假定的柱子断面算出值，当与最后选定尺寸误差30时，可以不重算。 第53页/共115页第五十四页，共115页。 (1)屋盖体系(tx)重:包括屋架、屋面板、屋面构造作法、支撑、天窗架、与屋架相连的设备管道，天沟板。以集中力p1的形式作用于柱顶（2）上、下柱自重(zzhng)：p2、p3。（3）吊车梁及轨道重：p4： (4)墙重p5第54页/共115页第五十五页，共115页。第55页/共115页第五十六页，共115页。3)积灰荷载(kN/m2):对于生产中有大量排灰的厂房及其邻近建筑，按荷载规范采用。屋面(wmin)活荷载(kN/m2)=积

14、灰荷载(kN/m2)+屋面(wmin)均布荷载或雪载两者中较大者(kN/m2)第56页/共115页第五十七页，共115页。说明:屋面均布活载与雪荷载不同时考虑的原因如下:屋面均布活荷载就是指施工时的荷载，基本雪压S0系以一般空旷平坦地面上统计得的50年一遇的最大积雪自重为标准确定的。将屋面均布活荷载和雪荷载同时考虑，就意味着在下50年一遇的鹅毛大雪的同时进行施工，这显然是不现实的。也就是说，二者同时出现的概率很小，故仅用其中较大者参加(cnji)组合。 第57页/共115页第五十八页，共115页。3.吊车荷载(1)吊车工作制 以吊车开动时间占生产总时间的比例(bl)来分：15，轻级工作制。25

15、，中级工作制。40，重级工作制。(2)桥式吊车的竖向轮压单层工业厂房中较多使用桥式吊车,竖向荷载是由吊车轮压产生的.第58页/共115页第五十九页，共115页。吊车基本参数: G:吊车总重 Q:额定最大起重量 B:桥宽 K:轨距 Pmax :最大轮压 （Pmin:最小轮压）按吊车规格(最大起重、跨度(kud)、工作制)：从吊车产品说明书查得。吊车最大、最小轮压 ：当小车与最大额定吊重开到大车一端极端位置时，该端大车每个轮子的压力Pmax 相应另一端轮压为Pmin 。Pmax +Pmin=（G+Q)/2 第59页/共115页第六十页，共115页。第60页/共115页第六十一页，共115页。吊车(

16、dioch)在吊车(dioch)梁上行走;吊车(dioch)梁两端支承在排架柱上。吊车(dioch)竖向荷载就是指当大车作用在吊车(dioch)梁上，吊车(dioch)梁两端在柱牛腿顶面产生的竖向压力，即柱对吊车(dioch)梁的垂直反力。 吊车(dioch)往复运行，柱上的压力也随之变化，可应用影响线原理求。 最大荷载位置：两台吊车(dioch)（荷载）紧挨并行，当其中一台吊车(dioch)的一个最大轮压正好处于计算排架柱顶的位置时，该柱有最大竖向力。第61页/共115页第六十二页，共115页。第62页/共115页第六十三页，共115页。：多台吊车(dioch)荷载折减系数。 第63页/共1

17、15页第六十四页，共115页。注:1）Dmax（Mmax）在A柱时Dmin（Mmin）在B柱;同样可以(ky)Dmax（Mmax）在B柱同时Dmin（Mmin）在A柱。 (4)吊车竖向荷载作用(zuyng)下的计算简图第64页/共115页第六十五页，共115页。(5)桥式吊车的水平(shupng)荷载 作用在排架柱上的吊车横向水平(shupng)力。小车刹车及启动时，（由于小车及重物的惯性引起）施加给桥架（大车）的摩擦力。传递：小车轮吊车桥架（大车）钢轨吊车梁柱子第65页/共115页第六十六页，共115页。该水平力作用于吊车(dioch)梁顶面（因为它由埋设在吊车(dioch)梁顶面的连接件传

18、给上柱）方向可左、可右。第66页/共115页第六十七页，共115页。实测表明：小车制动力可近似简化(jinhu)为由支承吊车桥的两侧相应的排架柱共同承受，各分担50，即小车刹车力均分由大车四个轮子承受。一四轮桥式吊车荷载运行时，每个轮子上产生的横向水平制动力为（标准值）Q ：吊车额定起重量的重力荷载(hzi)g ：卷扬机小车的重力荷载(hzi)：横向水平制动系数 第67页/共115页第六十八页，共115页。根据荷载规范：对单跨、多跨厂房的每个排架，参与水平荷载组合的吊车台数最多两台，在T的作用下，反力影响线同Dmax ，所以吊车施加于排架上的横向水平力标准值： ：多台吊车荷载折减系数(xsh)

19、。 ：对单跨时有两种可能（左、右），双跨时有四种可能。第68页/共115页第六十九页，共115页。值值Pmax,k=1l5kN，大车质量，大车质量m1=18t。第69页/共115页第七十页，共115页。第70页/共115页第七十一页，共115页。吊车梁支座竖向反力影响(yngxing)线及求Dmax时的吊车位置 第71页/共115页第七十二页，共115页。第72页/共115页第七十三页，共115页。第73页/共115页第七十四页，共115页。第74页/共115页第七十五页，共115页。第75页/共115页第七十六页，共115页。第76页/共115页第七十七页，共115页。第77页/共115页第

20、七十八页，共115页。第78页/共115页第七十九页，共115页。第79页/共115页第八十页，共115页。属于按等高排架计算(j sun)的两种情况 第80页/共115页第八十一页，共115页。第81页/共115页第八十二页，共115页。第82页/共115页第八十三页，共115页。第83页/共115页第八十四页，共115页。柱的剪力分配(fnpi)系数(悬臂梁）第84页/共115页第八十五页，共115页。第85页/共115页第八十六页，共115页。第86页/共115页第八十七页，共115页。第87页/共115页第八十八页，共115页。第88页/共115页第八十九页，共115页。第89页/共1

21、15页第九十页，共115页。第90页/共115页第九十一页，共115页。(3) 撤消 附加的 不 动铰支座(zh zu)为 了 撤消 附加的不 动铰支座(zh zu) ，需在排架 的 柱顶 施加水平 集 中 力 -RA 和-RB，如图(b)所示。因为A柱与B柱相同，故剪力分配系数=1/2 ，于是在 -RA及-RB作用下，各柱分配到的柱顶剪力：VA，2= VB，2 =(一RA一RB) /2 =(12.17一4.24)/2 = 3.97kN (+ ) 第91页/共115页第九十二页，共115页。第92页/共115页第九十三页，共115页。第93页/共115页第九十四页，共115页。第94页/共11

22、5页第九十五页，共115页。第95页/共115页第九十六页，共115页。空间作用空间作用 系数：系数：第96页/共115页第九十七页，共115页。mk称为荷载(hzi)作用下的厂房空间作用分配系数，mk 1 mk愈小，空间作用愈大。第97页/共115页第九十八页，共115页。; ;确定控制截面上可能控制配筋量的确定控制截面上可能控制配筋量的内力内力(M(M、N N、V)V)之间的搭配，即确之间的搭配，即确定最不利内力组合。定最不利内力组合。第98页/共115页第九十九页，共115页。第99页/共115页第一百页，共115页。第100页/共115页第一百零一页，共115页。其中包括风荷载，那么进

23、行对应其中包括风荷载，那么进行对应的内力组合时，应将上述各种活的内力组合时，应将上述各种活荷载的内力叠加后乘以组合系数荷载的内力叠加后乘以组合系数085085，然后与恒载下的内力叠加。，然后与恒载下的内力叠加。其他情况组合系数取其他情况组合系数取1010。第101页/共115页第一百零二页，共115页。面上的最不利内力或最不利内力面上的最不利内力或最不利内力组合为目标，来选择荷载组合形组合为目标，来选择荷载组合形式，再对其进行内力组合。式，再对其进行内力组合。第102页/共115页第一百零三页，共115页。第103页/共115页第一百零四页，共115页。第104页/共115页第一百零五页，共115页。第105页/共115页第一百零六页，共115页。