混凝土结构讲义一一

12单层厂房TheSingle-storyFactoryBuildingFramestructures在厂房端部横向定位轴线与山墙边缘重合,将山墙内侧第一排柱中心内移500mm；伸缩缝两边的中心线向两边移动500mm.柱网的布置应符合《厂房建筑模数协调标准》GBJ6-68跨度在18M和18M以下时，采用30M的模数；跨度在18M以上时，采用60M的模数；3Theplaneplacementofthestructure单层厂房的平面布置包括柱网布置，吊车梁，维护墙布置，屋面梁，天沟板布置，基础与基础梁布置等。4Thedeformationgaps变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。1）伸缩缝(temperaturegap)结构体系很长时，温度应力过大。通过设置伸缩缝来解决。最大伸缩缝间距：处于室内或土中100M处于露天时70M2）沉降缝（settlementgap）:解决不均匀沉降问题。3）防震缝（Seismicgap）:当建筑物平面、立面复杂，结构高度或刚度相差很大时。Theplacementofbrace单层厂房的支撑体系分为屋盖支撑体系和柱间支撑体系两部分。1）屋盖支撑屋盖支撑包括屋架上、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和纵向水平系杆、天窗架支撑。2）柱间支撑柱间支撑的主主要作用是增增强厂房的纵纵向刚度和稳稳定性。以下下情况设置（1）厂房内设置置重级工作制制吊车，或中中、轻级工作作制吊车起重重量在10吨以上；（2）厂房跨度在18米及18米以上，或柱柱高在8米以上；（3）纵向柱的总总数每排在7根以下；（4）设有3吨及3吨以上吊车；；（5）露天吊车的的柱列。维护结构布置置单层厂房的围围护结构包括括屋面板、墙墙体、抗风柱柱、圈梁、连连系（墙）梁梁、过梁、基基础梁等构件件。(1)抗风柱抗风柱一般与与基础刚接，，与屋架上弦弦交接。抗风柱一般应应满足两个要要求：一、是在水平方向向上必须与屋屋架有可靠的的连接以保证证有效传递风风荷载；二、是保证在竖向向应允许两者者之间有一定定相对位移的的可能性。（2）圈梁、连系系梁、过梁和和基础梁圈梁的作用是将墙墙体与排架柱柱、抗风柱等等连接在一起起，以增加厂厂房的整体刚刚度；连系梁的作用是联系系纵向柱列，，以增强厂房房的纵向刚度度并传递风荷荷载到纵向排排架。过梁的作用是承受受门窗洞口上上的墙体重量量。基础梁的作用承受围围护墙体的重重量。12.3单层厂房结构构主要构件选选型(自学)12.4排架内力分析析12.4.1计算简图（一）、计算算单元（二）、计算算假定与计算算简图（1）柱上端与屋屋架（或屋面面梁）铰接；；（2）柱下端与基基础固接；（3）排架横梁为为无轴向变形形的刚杆，横横梁的两端处处的水平位移移相等；（4）排架柱的高高度有固定段段支柱顶铰接接点处；（5）排架的跨度度以厂房的轴轴线为准。12.4.2荷载的计算12.4.2.1永久荷载(1)屋架自重:柱顶以上所有有永久荷载的的综合G1通过屋架的支支点作用于柱柱顶。作用点点位于厂房定定位轴线内侧侧150mm处。(2)上柱自重G2上柱自重G2对下柱的偏心心距为e2，则G2对下柱的偏心心距为（3）下柱自重G3G3作用于下柱，，与下柱中心心线重合；（4）吊车梁及轨轨道等自重G412.4.2.2可变荷载厂房的可变荷荷载包括:屋面活荷载、、吊车荷载和和风荷载三部部分。（1）屋面活荷载载：包括屋面面均布活荷载载、雪荷载和和积灰荷载三三部分。包括屋面均布布活荷载：查查规范。雪荷载：式中，Sk为雪荷载标准准值；为屋面积灰分分布系数；S0为基本雪压(KN/m2):它是以一般空空旷平坦地面面上统计所得得30年一遇最大积积雪自重确定定的。积灰荷载：查查阅荷载规范范。12.4.2.3吊车荷载吊车荷载与吊吊车工作频繁繁程度有关:吊车工作制频繁程度轻级运行时间占全部生产时间不足15%中级运行时间占全部生产时间在15-45%之间重级运行时间占全部生产时间超过45%吊车竖向荷载载Dmax(或Dmin)最大轮压Pmax，k:当小车在额定定最大起重量量并开到大车车的极限状态态位置时，在在大车的每一一个车轮产生生的轮压。在另一侧的轮轮压称为最小小轮压Pmin,k。Pmax,k可以根据吊车车型号、规格格等条件查阅阅有关资料。。式中，和分别为大车和和小车的自重重（标准值）），均以吨计计；为吊车的额定起起重量；重力加速度。。最大轮压设计计值Pmax和最小设计值Pmin取值如下：柱最大竖向吊车车荷载Dmax，Dmin参与组合的吊车台数吊车工作制轻级和中级重级和超重级240.90.80.950.85当两台吊车满起起重量并开到到如下位置时时，柱子将产产生最大竖向向力。根据影响线的的概念，P=1，则柱子产生的的内力为图2.37多台吊车的荷荷载折减系数数Dmax和Dmin对下柱都是偏偏心压力，转转换成作用在在下柱顶面的的轴向压力和和弯矩。e4—吊车梁支座钢钢垫板的中心心线之下柱轴轴线的距离。。（2）吊车横向水水平荷载Tmax小车吊起起重重量以后，在在启动和刹车车时产生的惯惯性力，即为为横向水平荷荷载。吊车的横向刹刹车力平均传传给两侧的结结构。在计算吊车横横向水平荷载载作用下的排排架结构内力力时，无论是是单跨还是多多跨最多开率率两台吊车同同时刹车。对于Q不超过50T的吊车，每一一个大车轮传传递的水平荷荷载为：为横向水平荷载载系数：当时，对于软吊钩：：当时，当时，对于硬吊钩：：（3）吊车纵向水水平荷载T0吊车纵向水平平荷载是桥式式吊车在厂房房纵向启动和和刹车时产生生的惯性力。。对于单跨和多多跨厂房只考考虑两台吊车车同时刹车。。n为吊车每侧的的制动轮数，，对于一般四四轮吊车n=1.2.4.2.4风荷载垂直于厂房各各部分表面的的风荷载标准准值（kN/m2）：—基本风压(kN/m2),不小于0.25kN/m2基本风压：以以当地比较空空旷平坦地面面上离地10米高由统计所所得的30年一遇10分钟内平均最最大风速为为标准准，按公式—z高度处的风振振系数，对于于单层厂房—风荷载体型系系数；—风荷载高度变变化系数；风荷载高度变变化系数，根根据地面粗糙糙程度查表选选取。A类：近海、海海面、海岛、、海岸及沙漠漠地区；B类：田野、乡乡村、丛林、、丘陵以及房房屋比较稀疏疏的中小城镇镇和大城市郊郊区；C类：有密集建建筑群的大城城市郊区。排架计算单元元宽度范围内内风荷载的设设计值为：柱顶以上水平平集中风荷载载设计值为：：12.4.3排架内力分析析12.4.3.1登高排架内力力计算计算的总的原原则是按刚度度分配的方法法.(1)阶梯形柱位移移的计算主要的目的是是求柱子的剪剪切刚度12.4.3.2柱顶水平集中中力作用下（（剪力分配法法）由于横梁为刚刚度无限大，，所以各柱顶顶点的位移相相等。12.4.3.3任意荷载作用用下任意荷载作用用下，等高排排架的内力计计算步骤如下下：（1）在排架柱顶顶附加不动铰铰支座，求出出支反力；（2）车处不动铰铰支座，在此此排架柱上反反向作用支座座反力R，已恢复到原来来的实际情况况；（3）叠加上述两两种情况的内内力。12.4.4不等高排架内内力计算（自自学）12.4.5排架内力组合排架内力组合的目目的是求出控制界界面的最不利内力力,作为柱和基础设计计的依据.12.4.5.1控制截面控制截面是指对柱柱配筋和基础设计计起控制作用的截截面.上柱底面I-I,牛腿顶面II-II,下柱底面III-III.12.4.5.2荷载效应组合为了求出控制截面面的最不利内力,就必须按这些荷载载同时出现的可能能性进行组合.可变荷载的组合值值系数，当有两个个或两个以上可变变荷载参与组合，，且其中有风荷载载时，取，其余情况下，常见的荷载组合：：(1)永久荷载+0.85（风荷载+吊车荷载+屋面活荷载）(2)永久荷载+0.85（风荷载+屋面活荷载）(3)永久荷载+吊车荷载+屋面活荷载(4)永久荷载+0.85（风荷载+吊车荷载）(5)永久荷载+吊车荷载(6)永久荷载+风荷载12.4.5.3内力组合一般考虑以下四种种内力组合:（1）+Mmax及相应的N、V；（2）-Mmax及相应的N、V；（3）Nmax及相应的M、V；（4）Nmin及相应的M、V；进行内力组合时应应当注意以下主要要问题:（1）永久荷载在任何何一种内力组合时时都应存在:（2）吊车荷载Dmax应当分别作用在左左柱和右柱；（3）在考虑吊车横向向水平荷载时，必必须考虑竖向水平平吊车荷载；（4）应当考虑左右两两个方向的横向水水平作用；（5）风荷载的作用方方向考虑左右两种种情况；12.5单层厂房结构主要要构件设计12.5.1钢筋混凝土屋架设设计要点（自学））12.5.2钢筋混凝土柱设计计12.5.2.1矩形和I字形截面柱设计(1)柱的计算长度见表2.22（P137）(2)吊装、运输阶段的的承载力和裂缝宽度验算结构构件在吊装时时的动力系数采用1.5,吊装时混凝土的强强度采用设计强度的70%,计算简图如下:12.5.2.2牛腿设计按照集中力作用线线至柱下边缘的距距离a1,分为两种：a1>h0,长牛腿a1<=h0,短牛腿（1）牛腿的受力特点点和破坏形态弹性阶段、裂缝出出现与开展阶段、、破坏阶段。裂缝的出现与开展展：20%-40%极限荷载，出现裂裂缝1；40%-60%极限荷载，出现裂裂缝2；80%极限荷载，出现裂裂缝3；破坏形态：压弯破坏：见图（（a）斜压破坏：见图（（b,c）剪切破坏：见图（（d）(2)牛腿截面尺寸的确确定一般以斜截面的抗抗裂度为控制条件件，即以控制其在在使用阶段不出现现或仅出现细微斜斜裂缝为准。-作用于牛腿顶部按按荷载标准值组合合计算的竖向力值值；-作用于牛腿顶部按按荷载标准值组合合计算的水平拉力力值；-裂缝控制系数。疲疲劳验算其其它牛腿-竖向力作用点至下下柱边缘的距离；；-牛腿宽度；-牛腿与下柱交接面面的垂直截面的有有效高度；（3）牛腿的承载能力力计算（a）纵向受拉钢筋的确确定（b）水平箍筋和弯起钢钢筋的构造要求《规范》规定：水平钢筋的的直径6-12mm，间距100-150mm，且在上部2/3h，总面积不少于受拉拉钢筋总面积的1/3；当a/h0>=0.3时，应设置弯起钢钢筋，范围在l/6-l/2之间，截面面积不不少于受拉钢筋截截面面积的2/3，且不应少于0.0015bh,不少于3根，直径不应小于于12mm.12.5.3钢筋混凝土柱下独独立基础12.5.3.1概述种类:独立基础;条形基础;十字交叉基础;筏板基础;桩基础等.12.5.3.2柱下扩展基础的设设计(1)独立基础底面尺寸寸的确定A轴心受压柱下基础础：设d为基础埋置深度，，基础和土的平均均重度为B偏心受压柱下基础础假定基础底面的压压力按线性分布，，基础边缘的最大大和最小应力：M-作用于基础底面的的弯矩设计值；W-基础底面面积的抵抵抗矩，则当e<l/6时，pmin>0,地基反力分布图为为梯形；当e=l/6时，pmin=0,地基反力分布图为为三