《单层厂房结构》-2教学课件

《单层厂房结构》(2)幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！《单层厂房结构》(2)幻灯片本课件PPT仅供大家学●单层工业厂房的结构形式按结构材料砌体混合结构（钢结构钢筋混凝土结构））（11.1概述按结构形式排架结构（等高、不等高、锯齿形）刚架结构（两铰门架、三铰门架）钢——混凝土混合结构●单层工业厂房的结构形式按结构材料砌体混合结构（钢结构钢筋混等高排架不等高排架锯齿型排架等高排架不等高排架锯齿型排架11.2单层厂房结构的组成和布置11.2.1结构的组成1）屋面板2）天沟板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊车梁7）排架柱8）抗风柱9）基础10）连系梁11）基础梁12）天窗架垂直支撑13）屋架下弦横向支撑14）屋架垂直支撑15）柱间支撑11.2单层厂房结构的组成和布置1）屋面板2）天沟板3）天11.2.2支撑的布置柱间支撑作用：保证厂房纵向排架的刚度和稳定；将水平荷载传至基础。位置：伸缩缝区段中央或临近中央。位置：伸缩缝区段两端。屋架垂直支撑及水平系杆作用：增加屋架的侧向稳定，防止上下弦杆的侧向颤动。11.2.2支撑的布置柱间支撑作用：保证厂房纵向排架的刚位置：伸缩缝区段两端。屋架下弦横向水平支撑作用：将屋架下弦受到的水平力传至柱顶。屋架纵向水平支撑（下弦）作用：增强排架间的协同工作能力。位置：伸缩缝区段两端。屋架上弦横向水平支撑作用：增强屋盖整体刚度和上弦的侧向稳定，将抗风柱传来的风荷载传给排架柱。位置：伸缩缝区段两端。屋架下弦横向水平支撑作用：将屋架下弦受11.2.3变形缝伸缩缝横向伸缩缝一般采用双柱；纵向伸缩缝一般采用单柱。沉降缝一般不设。下列情况之一设：¢相邻部位高差很大；¢相邻跨吊车起重量悬殊；¢下卧土层有很大变化；¢各部分施工时间相差很长。抗震缝当厂房平、立面布置复杂或结构高度、刚度相差很大时设置。11.2.3变形缝伸缩缝横向伸缩缝一般采用双柱；纵向伸缩11.3.1排架计算简图从整体结构中选取有代表性的一部分作为计算的对象，该部分称为计算单元。单层工业厂房是由纵横向排架组成的空间结构。为方便，可简化为纵、横向平面排架分别进行分析。除进行抗震和温度应力分析，纵向排架一般不计算。柱子下端固接于基础顶面，横梁与柱铰接；横梁为没有轴向变形的刚杆。11.3排架计算ABuHHAB计算单元1234511.3.1排架计算简图从整体结构中选取有代表性三、荷载计算恒载屋盖自重上柱自重下柱自重吊车梁及轨道自重活载屋面活载吊车荷载形式、大小、作用位置、方向。风荷载三、荷载计算恒载屋盖自重上柱自重下柱自重吊车梁及轨道自重活载150750恒载下计算简图恒载下轴力图恒载150750恒载下计算简图恒载下轴力图恒载风向风载风向风载吊车荷载竖向荷载横向水平荷载纵向水平荷载最大轮压与最小轮压当小车吊有额定起重量开到桥架某一极限位置时，在这一侧产生的轮压；与最大轮压相对应的另一侧轮压称最小轮压。K桥式吊车按照使用的频繁程度分为轻级(A1~A3)、中级(A4、A5)、重级(A6、A7)和特重级(A8)四个载荷状态。吊车荷载竖向荷载横向水平荷载纵向水平荷载最大轮压与最小轮压当最大轮压与最小轮压最大轮压可从产品目录中查得；最小轮压可由下式确定：吊车竖向荷载标准值如果两台吊车相同，则xP2maxP1maxP1maxP2maxK1K2y2y3y4y1=1B1B2最大轮压与最小轮压最大轮压可从产品目录中查得；最小轮压吊车横向水平荷载标准值（小车吊有重物刹车时引起的惯性力）传力过程：小车惯性力大车吊车梁排架柱作用位置：吊车梁顶面作用方向：垂直轨道——横向制动系数。每个轮子上的横向水平制动力：如果吊车相同，同样，利用影响线可以确定柱子受到的水平力吊车横向水平荷载标准值（小车吊有重物刹车时引起的惯性力）传力活载下计算简图活载下计算简图吊车纵向水平荷载标准值按一侧所有制动轮最大轮压之和的10%确定：（大车行驶中刹车引起的惯性力）作用位置：轨道顶面作用方向：沿轨道方向多台吊车的组合系数2台轻、中级重、特重级4台轻、中级重、特重级3台轻、中级重、特重级对于一层吊车厂房：水平荷载最多考虑2台；多跨时，竖向荷载最多考虑4台。吊车纵向水平荷载标准值按一侧所有制动轮最大轮压之和的10%确11.3.3排架内力计算1.变截面柱的反力计算设柱顶作用一单位力发生的位移为，代表柱顶发生单位侧向位移时柱内的剪力，定义为柱的抗侧（推）刚度，用D表示。与、有关。11.3.3排架内力计算1.变截面柱的反力计算设柱顶作用2.等高排架内力计算（1）柱顶作用集中荷载由平衡条件：由物理条件：由几何条件：可求得：称为柱i的剪力分配系数。2.等高排架内力计算由平衡条件：由物理条件：由几何条件：可求（2）任意荷载作用在柱顶加上不动铰支座，利用图表求出内力和支座反力；将支座反力反向作用于柱顶，求出内力；将上述两种情况的内力叠加。（2）任意荷载作用在柱顶加上不动铰支座，利用图表求出内力和支3.不等高排架内力计算（了解）ABCABC3.不等高排架内力计算（了解）ABCABC（2）荷载组合1.2×恒荷载标准值+1.4×1项活荷载标准值（对于单层排架结构，可以采用简化组合）可变荷载效应控制1.2×恒荷载标准值+1.4×0.90×(2项或2项以上活荷载标准值）永久荷载效应控制1.35×恒荷载标准值+1.4×所有活荷载的组合值4.内力组合（1）控制截面IIIIIIIIIIII（3）内力组合构件设计时一般选取若干个可靠度较低因而对整个构件起控制作用的截面进行设计，这些截面称为控制截面。（2）荷载组合1.2×恒荷载标准值+1.4×1项活荷载标准值组合内容¢最大弯矩及相应的轴力和剪力；¢最大轴力相应的弯矩和剪力；¢最小轴力及相应的弯矩和剪力。注意事项每一项组合必须包括恒荷载产生的内力；有T必有D，有D可以没有T；组合最大轴力和最小轴力时，轴力为零的项应考虑进去。钢筋砼N~M曲线**组合内容¢最大弯矩及相应的轴力和剪力；¢最大轴力相应的弯矩和11.4单层厂房柱11.4.1柱子形式平腹杆斜腹杆宜用矩形柱；工字形宜用双肢柱。宜用工字形柱；或矩形柱；11.4单层厂房柱平腹杆斜腹杆宜用矩形柱；工字形宜用双肢柱11.4.2矩形、工字形截面柱的设计取最不利内力组合，按偏压构件设计。偏压构件的承载力计算需用到计算长度。，相应的计算长度为。对两端为不动铰支座的构件，其临界荷载为：对于其它支承的构件，将其换算为具有与两端铰支座相同临界荷载的受压构件，即11.4.2矩形、工字形截面柱的设计取最不利内力组合，按根据杆系稳定理论：对于双跨排架，偏于安全，规范分别取和。无吊车荷载HH对于等高等截面单跨排架，根据杆系稳定理论：对于双跨排架，偏于安全，规范分别取有吊车荷载考虑房屋的空间作用，即不仅考虑同一排架内各柱参加工作；而且还考虑相邻排架的协同工作。因此，可将上端近似简化为不动铰支座。HuHHl当，时，。规范分别取和。变截面上段：变截面下段：，有吊车荷载考虑房屋的空间作用，即不仅考虑同一排架内各柱参加工（2）吊装阶段柱的验算¢验算内容：承载力和裂缝宽度；¢荷载：自重，考虑动力系数1.5；¢安全等级：降一级，乘系数0.9。如果不满足，增加吊点或调整配筋。（2）吊装阶段柱的验算¢验算内容：承载力和裂缝宽度；¢荷载：2.3.4牛腿设计长牛腿短牛腿1.牛腿的受力特征应力分布¢牛腿上部主拉应力迹线基本上与牛腿边缘平行；¢牛腿下部主压应力迹线大致与ab连线平行；¢牛腿中、下部主拉应力迹线是倾斜的。2.3.4牛腿设计长牛腿短牛腿1.牛腿的受力特征应力分布¢裂缝开展¢当达到极限值的20~40%，出现垂直裂缝①；¢在极限荷载的40~60%，出现第一条斜裂缝②；¢约极限荷载的80%，突然出现第二条斜裂缝③。①②③破坏形态¢剪切破坏¢斜压破坏¢弯压破坏¢局部承压破坏裂缝开展¢当达到极限值的20~40%，出现垂直裂缝①；¢在极2.牛腿截面尺寸的确定截面高度根据斜截面抗裂，按下式确定：——作用在牛腿顶部的竖向力标准组合值；——作用在牛腿顶部的水平力标准组合值；——裂缝控制系数，需作疲劳验算的牛腿取0.65，其余0.8；b——牛腿宽度，同柱宽；a——考虑安装偏差20mm，当a<0取a=0。为防止局部受压破坏，加载板尺寸应满足：2.牛腿截面尺寸的确定截面高度根据斜截面抗裂，——作用在牛腿3.牛腿顶面水平拉杆设计抵抗竖向力产生的弯矩所需钢筋近似取抵抗水平力所需钢筋3.牛腿顶面水平拉杆设计抵抗竖向力产生的弯矩所需钢筋近似取抵4.牛腿斜截面承载力及构造要求水平箍筋：弯起钢筋：范围内箍筋总面积不少于应设弯起筋，不能用纵向钢筋兼作弯起钢筋面积不少于不少于2根，4.牛腿斜截面承载力及构造要求水平箍筋：弯起钢筋：范围内箍筋11.5柱下独立基础（扩展基础）独立基础形式：平板式基础（杯形基础）(a)、(b)、(c)板肋式基础（杯口、肋板预制）(d)壳体基础(e)倒圆台板式基础(f)桩基11.5.1概述a)b)杯口杯底预制柱c)底板肋d)e)f)11.5柱下独立基础（扩展基础）独立基础形式：平板式基础（11.5.2独立基础设计地基基础破坏类型地基破坏冲切破坏受弯破坏设计内容：¢地基计算（确定底板尺寸）¢抗冲切承载力计算（确定基础高度）¢受弯承载力计算（确定底板配筋）¢构造（根据工程经验）11.5.2独立基础设计地基基础破坏类型地基破坏冲切破坏¢基础是绝对刚性的；¢基底某点反力与该点的地基沉降成正比。1.基础底边尺寸假定轴心受压基础取对于甲级、乙级和部分丙级建筑，还需进行变形验算。¢基础是绝对刚性的；¢基底某点反力与该点的地基沉降成正比。1偏心受压基础令当时，地基承载力应满足：偏心受压基础令当时，地基承载力应满足：2.基础高度及冲切验算沿柱边冲切沿变阶处冲切基础高度尚应满足抗剪承载力：NMpnh0450450NMpnh0450450h0h0h0h0bbbtABCDEFh0h0h0h0bbbtABDEFC2.基础高度及冲切验算沿柱边冲切沿变阶处冲切基础高度尚应满足3.配筋计算短边方向：长边方向：Npnh0IAs2As1bhClbCABCD*II*e2IIIIe13.配筋计算短边方向：长边方向：Npnh0IAs2As1bh4.构造要求材料混凝土：C20；钢筋：保护层厚度有100厚素混凝土垫层时，为35；没有垫层时为70。插入深度应满足表2-5的要求（与柱截面形式和截面尺寸有关）纵筋锚固要求吊装时的稳定要求（5%柱长）4.构造要求材料混凝土：C20；保护层厚度有100厚素混凝土杯底厚度、杯壁厚度见表2-6。杯壁配筋柱轴心或小偏心受压且时可不配筋；，大偏心受压且柱轴心或小偏心受压且时可按构造配筋；其它情况按计算配筋。杯底厚度、杯壁厚度见表2-6。杯壁配筋柱轴心或小偏心受《单层厂房结构》(2)幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！《单层厂房结构》(2)幻灯片本课件PPT仅供大家学●单层工业厂房的结构形式按结构材料砌体混合结构（钢结构钢筋混凝土结构））（11.1概述按结构形式排架结构（等高、不等高、锯齿形）刚架结构（两铰门架、三铰门架）钢——混凝土混合结构●单层工业厂房的结构形式按结构材料砌体混合结构（钢结构钢筋混等高排架不等高排架锯齿型排架等高排架不等高排架锯齿型排架11.2单层厂房结构的组成和布置11.2.1结构的组成1）屋面板2）天沟板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊车梁7）排架柱8）抗风柱9）基础10）连系梁11）基础梁12）天窗架垂直支撑13）屋架下弦横向支撑14）屋架垂直支撑15）柱间支撑11.2单层厂房结构的组成和布置1）屋面板2）天沟板3）天11.2.2支撑的布置柱间支撑作用：保证厂房纵向排架的刚度和稳定；将水平荷载传至基础。位置：伸缩缝区段中央或临近中央。位置：伸缩缝区段两端。屋架垂直支撑及水平系杆作用：增加屋架的侧向稳定，防止上下弦杆的侧向颤动。11.2.2支撑的布置柱间支撑作用：保证厂房纵向排架的刚位置：伸缩缝区段两端。屋架下弦横向水平支撑作用：将屋架下弦受到的水平力传至柱顶。屋架纵向水平支撑（下弦）作用：增强排架间的协同工作能力。位置：伸缩缝区段两端。屋架上弦横向水平支撑作用：增强屋盖整体刚度和上弦的侧向稳定，将抗风柱传来的风荷载传给排架柱。位置：伸缩缝区段两端。屋架下弦横向水平支撑作用：将屋架下弦受11.2.3变形缝伸缩缝横向伸缩缝一般采用双柱；纵向伸缩缝一般采用单柱。沉降缝一般不设。下列情况之一设：¢相邻部位高差很大；¢相邻跨吊车起重量悬殊；¢下卧土层有很大变化；¢各部分施工时间相差很长。抗震缝当厂房平、立面布置复杂或结构高度、刚度相差很大时设置。11.2.3变形缝伸缩缝横向伸缩缝一般采用双柱；纵向伸缩11.3.1排架计算简图从整体结构中选取有代表性的一部分作为计算的对象，该部分称为计算单元。单层工业厂房是由纵横向排架组成的空间结构。为方便，可简化为纵、横向平面排架分别进行分析。除进行抗震和温度应力分析，纵向排架一般不计算。柱子下端固接于基础顶面，横梁与柱铰接；横梁为没有轴向变形的刚杆。11.3排架计算ABuHHAB计算单元1234511.3.1排架计算简图从整体结构中选取有代表性三、荷载计算恒载屋盖自重上柱自重下柱自重吊车梁及轨道自重活载屋面活载吊车荷载形式、大小、作用位置、方向。风荷载三、荷载计算恒载屋盖自重上柱自重下柱自重吊车梁及轨道自重活载150750恒载下计算简图恒载下轴力图恒载150750恒载下计算简图恒载下轴力图恒载风向风载风向风载吊车荷载竖向荷载横向水平荷载纵向水平荷载最大轮压与最小轮压当小车吊有额定起重量开到桥架某一极限位置时，在这一侧产生的轮压；与最大轮压相对应的另一侧轮压称最小轮压。K桥式吊车按照使用的频繁程度分为轻级(A1~A3)、中级(A4、A5)、重级(A6、A7)和特重级(A8)四个载荷状态。吊车荷载竖向荷载横向水平荷载纵向水平荷载最大轮压与最小轮压当最大轮压与最小轮压最大轮压可从产品目录中查得；最小轮压可由下式确定：吊车竖向荷载标准值如果两台吊车相同，则xP2maxP1maxP1maxP2maxK1K2y2y3y4y1=1B1B2最大轮压与最小轮压最大轮压可从产品目录中查得；最小轮压吊车横向水平荷载标准值（小车吊有重物刹车时引起的惯性力）传力过程：小车惯性力大车吊车梁排架柱作用位置：吊车梁顶面作用方向：垂直轨道——横向制动系数。每个轮子上的横向水平制动力：如果吊车相同，同样，利用影响线可以确定柱子受到的水平力吊车横向水平荷载标准值（小车吊有重物刹车时引起的惯性力）传力活载下计算简图活载下计算简图吊车纵向水平荷载标准值按一侧所有制动轮最大轮压之和的10%确定：（大车行驶中刹车引起的惯性力）作用位置：轨道顶面作用方向：沿轨道方向多台吊车的组合系数2台轻、中级重、特重级4台轻、中级重、特重级3台轻、中级重、特重级对于一层吊车厂房：水平荷载最多考虑2台；多跨时，竖向荷载最多考虑4台。吊车纵向水平荷载标准值按一侧所有制动轮最大轮压之和的10%确11.3.3排架内力计算1.变截面柱的反力计算设柱顶作用一单位力发生的位移为，代表柱顶发生单位侧向位移时柱内的剪力，定义为柱的抗侧（推）刚度，用D表示。与、有关。11.3.3排架内力计算1.变截面柱的反力计算设柱顶作用2.等高排架内力计算（1）柱顶作用集中荷载由平衡条件：由物理条件：由几何条件：可求得：称为柱i的剪力分配系数。2.等高排架内力计算由平衡条件：由物理条件：由几何条件：可求（2）任意荷载作用在柱顶加上不动铰支座，利用图表求出内力和支座反力；将支座反力反向作用于柱顶，求出内力；将上述两种情况的内力叠加。（2）任意荷载作用在柱顶加上不动铰支座，利用图表求出内力和支3.不等高排架内力计算（了解）ABCABC3.不等高排架内力计算（了解）ABCABC（2）荷载组合1.2×恒荷载标准值+1.4×1项活荷载标准值（对于单层排架结构，可以采用简化组合）可变荷载效应控制1.2×恒荷载标准值+1.4×0.90×(2项或2项以上活荷载标准值）永久荷载效应控制1.35×恒荷载标准值+1.4×所有活荷载的组合值4.内力组合（1）控制截面IIIIIIIIIIII（3）内力组合构件设计时一般选取若干个可靠度较低因而对整个构件起控制作用的截面进行设计，这些截面称为控制截面。（2）荷载组合1.2×恒荷载标准值+1.4×1项活荷载标准值组合内容¢最大弯矩及相应的轴力和剪力；¢最大轴力相应的弯矩和剪力；¢最小轴力及相应的弯矩和剪力。注意事项每一项组合必须包括恒荷载产生的内力；有T必有D，有D可以没有T；组合最大轴力和最小轴力时，轴力为零的项应考虑进去。钢筋砼N~M曲线**组合内容¢最大弯矩及相应的轴力和剪力；¢最大轴力相应的弯矩和11.4单层厂房柱11.4.1柱子形式平腹杆斜腹杆宜用矩形柱；工字形宜用双肢柱。宜用工字形柱；或矩形柱；11.4单层厂房柱平腹杆斜腹杆宜用矩形柱；工字形宜用双肢柱11.4.2矩形、工字形截面柱的设计取最不利内力组合，按偏压构件设计。偏压构件的承载力计算需用到计算长度。，相应的计算长度为。对两端为不动铰支座的构件，其临界荷载为：对于其它支承的构件，将其换算为具有与两端铰支座相同临界荷载的受压构件，即11.4.2矩形、工字形截面柱的设计取最不利内力组合，按根据杆系稳定理论：对于双跨排架，偏于安全，规范分别取和。无吊车荷载HH对于等高等截面单跨排架，根据杆系稳定理论：对于双跨排架，偏于安全，规范分别取有吊车荷载考虑房屋的空间作用，即不仅考虑同一排架内各柱参加工作；而且还考虑相邻排架的协同工作。因此，可将上端近似简化为不动铰支座。HuHHl当，时，。规范分别取和。变截面上段：变截面下段：，有吊车荷载考虑房屋的空间作用，即不仅考虑同一排架内各柱参加工（2）吊装阶段柱的验算¢验算内容：承载力和裂缝宽度；¢荷载：自重，考虑动力系数1.5；¢安全等级：降一级，乘系数0.9。如果不满足，增加吊点或调整配筋。（2）吊装阶段柱的验算¢验算内容：承载力和裂缝宽度；¢荷载：2.3.4牛腿设计长牛腿短牛腿1.牛腿的受力特征应力分布¢牛腿上部主拉应力迹线基本上与牛腿边缘平行；¢牛腿下部主压应力迹线大致与ab连线平行；¢牛腿中、下部主拉应力迹线是倾斜的。2.3.4牛腿设计长牛腿短牛腿1.牛腿的受力特征应力分布¢裂缝开展¢当达到极限值的20~40%，出现垂直裂缝①；¢在极限荷载的40~60%，出现第一条斜裂缝②；¢约极限荷载的80%，突然出现第二条斜裂缝③。①②③破坏形态¢剪切破坏¢斜压破坏¢弯压破坏¢局部承压破坏裂缝开展¢当达到极限值的20~40%，出现垂直裂缝①；¢在极2.牛腿截面尺寸的确定截面高度根据斜截面抗裂，按下式确定：——作用在牛腿顶部的竖向力标准组合值；——作用在牛腿顶部的水平力标准组合值；——裂缝控制系数，需作疲劳验算的牛腿取0.65，其余0.8；b——牛腿宽度，同柱宽；a——考虑安装偏差20mm，当a<0取a=0。为防止局部受压破坏，加载板尺寸应满足：2.牛腿截面尺寸的确定截面高度根据斜截面抗裂，——作用在牛腿3.牛腿顶面水平拉杆设计抵抗竖向力产生的弯矩所需钢筋近似取抵抗水平力所需钢筋3.牛腿顶面水平拉杆设计抵抗竖向力产生的弯矩所需钢筋近似取抵4.牛腿斜截面承载力及构造要求水平箍筋：弯起钢筋：范围内箍筋总面积不少于应设弯起筋，不能用纵向钢筋兼作弯起钢筋面积不少于不少于2根，4.牛腿斜