混凝土结构课件

第1章概論第1章概論主要內容：建築結構的概念及其基本形式混凝土建築結構的形式建築結構設計的程式和內容混凝土建築結構的分析方法本課程的主要內容及特點重點：混凝土建築結構的形式基本建設工作程式及房屋建築工程的設計階段結構分析方法第1章概論1.1建築結構的概念及其基本形式建築結構：房屋建築的空間受力骨架體系，由豎向承重結構、水平承重結構和下部結構組成。建築結構的功能：滿足使用和美觀的需求，並且抵禦自然界的各種作用

建築結構的分類：（1）按用途：工業廠房結構和民用建築結構；（2）按體型和高度：單層結構、多層結構、高層結構和大跨結構；（3）按材料：鋼筋混凝土結構、鋼結構、砌體結構、木結構、薄膜充氣結構；（4）按主要結構型式：牆體結構、框架結構、筒體結構、拱結構、網架結構、空間薄壁結構。

第1章概論1.2混凝土建築結構的形式混凝土結構：素混凝土結構鋼筋混凝土結構預應力混凝土結構鋼-混凝土組合結構鋼骨混凝土結構鋼管混凝土結構

FRP混凝土結構常用的混凝土建築結構形式：單層混凝土建築結構多高層混凝土建築結構大跨結構第1章概論1.3建築結構設計的程式和內容1基本建設工作程式

介入質監和監理工作設計任務書技術設計階段投資控制選址專案立項建議書竣工驗收付諸施工過程施工圖審查階段施工圖設計階段初步設計階段方案設計階段可行性研究報告交付使用確定設計計畫決算編制施工圖預算修正概算編制概算造價估算基本建設工作程式和內容第1章概論1.3建築結構設計的程式和內容2房屋建築工程的設計階段（1）方案設計階（schemedesign）（2）初步設計階段（preliminarydesign）（3）技術設計階段（technicaldesign）（4）施工圖設計階段（workingdrawingdesign）結構方案的確定：確定結構形式確定結構體系是結構設計中最重要的一項工作，關係著結構設計成敗的關鍵。第1章概論1.4混凝土建築結構的分析方法結構分析：確定計算簡圖和分析方法進行荷載（作用）計算結構內力分析配筋計算，構造措施1基本原則對混凝土結構，合理地確定力學模型和選擇分析方法是提高設計品質、確保結構安全可靠的重要環節。基本原則：

（1）按《建築結構荷載規範》(GB50009-2002)及《建築抗震設計規範》(GB50011-2002)等國家標準規定的作用（荷載）及其組合，進行作用效應分析；第1章概論1.4混凝土建築結構的分析方法1基本原則（2）結構在施工和使用期的不同階段有多種受力狀況時，應分別進行結構分析；（3）結構分析所採用的計算圖形、邊界條件、荷載的取值與組合、材料性能的計算指標、初始應力和變形狀況等，應符合實際情況並有相應的構造措施；（4）結構分析方法基於三類基本方程：平衡方程、變形協調方程和材料本構方程；（5）宜根據結構類型、構件佈置、材料性能和受力特點選擇合理的分析方法；（6）電算結果應經判斷和校核。第1章概論1.4混凝土建築結構的分析方法線彈性分析方法考慮塑性內力重分佈的分析方法塑性極限分析方法非線性分析方法試驗分析方法2各種分析方法第1章概論1.5本課程的主要內容及特點1主要內容樓蓋結構

單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、無粘結預應力混凝土樓蓋、樓梯等。單層廠房結構單層廠房的組成和佈置，構件選型，排架結構內力分析、內力組合，排架柱、牛腿、柱下獨立基礎的受力性能和設計方法，抗風柱、屋架和吊車梁的設計要點，節點的連接及預埋件的設計方法等。第1章概論1.5本課程的主要內容及特點框架結構混凝土框架結構的承重方案，結構佈置，構件截面尺寸估算，計算簡圖，結構內力分析方法，梁柱構件配筋與構造，柱下條形基礎的設計等。2本課程的特點實踐性綜合性創造性結構方案和佈置及構造措施在結構設計中應予重視本章小結：建築結構是房屋建築的空間受力骨架體系，由豎向承重結構、水準承重結構和下部結構三部分組成。混凝土結構是指以普通混凝土為主製作的結構，是土木建築中應用最多的一種結構形式。建築結構設計是在可靠與經濟之間選擇一種平衡，房屋建築工程可分為方案設計、初步設計、技術設計和施工圖設計四個階段。混凝土結構設計中常用的計算方法有線彈性分析方法、考慮塑性內力重分佈的分析方法、塑性極限分析方法、非線性分析方法和試驗分析方法，應根據結構的重要性和使用要求、結構體系的特點、荷載（作用）狀況、要求的計算精度等合理選擇。第2章樓蓋和樓梯主要內容：受彎構件塑性鉸和結構內力重分佈單向板肋梁樓蓋設計雙向板肋梁樓蓋設計重點：單向板與雙向板受彎構件的塑性鉸和超靜定結構內力重分佈單向板肋梁樓蓋設計第二章樓蓋和樓梯2.1概述1樓蓋是房屋建築中的主要承重結構之一(a)單向板肋梁樓蓋(b)雙向板肋梁樓蓋(c)無梁樓蓋(d)密肋樓蓋第二章樓蓋和樓梯2.1概述(e)井式樓蓋(f)扁梁樓蓋樓蓋結構類型(typesoffloorsystems)1樓蓋是房屋建築中的主要承重結構之一第二章樓蓋和樓梯2.1概述2樓蓋結構選型

按施工方法，混凝土樓蓋可分為：現澆混凝土樓蓋裝配式混凝土樓蓋裝配整體式混凝土樓蓋

按結構形式，現澆混凝土樓蓋可分為：單向板肋梁樓蓋雙向板肋梁樓蓋無梁樓蓋密肋樓蓋井式樓蓋扁梁樓蓋第二章樓蓋和樓梯2.1概述《混凝土結構設計規範》(GB50010-2002)規定：（1）對兩邊支承的板，應按單向板計算。（2）對於四邊支承的板時，應按雙向板計算；時，宜按雙向板計算；按沿短邊方向受力的單向板計算時，應沿長邊方向佈置足夠數量的構造鋼筋；時，可按沿短邊方向受力的單向板計算。

注：－長邊長度；－短邊長度3單向板與雙向板單向板：荷載作用下，只在一個方向或主要在一個方向彎曲的板。雙向板：荷載作用下，在兩個方向彎曲，且不能忽略任一方向彎曲的板。第二章樓蓋和樓梯4梁、板截面尺寸（承載力和剛度）

構件種類高跨比（）備注多跨連續次梁多跨連續主梁單跨簡支梁1/18~1/121/14~1/81/14~1/8梁的寬高比（）一般為1/3~1/2，以50mm為模數單向板簡支連續≥1/35≥1/40最小板厚：屋面板≥60mm

民用建築樓板≥70mm

工業建築樓板≥80mm雙向板四邊簡支四邊連續≥1/45≥1/50高跨比中的取短向跨度板厚一般宜為80mm≤≤160mm密肋板單跨簡支多跨連續≥1/20≥1/25高跨比中的為肋高板厚：當肋間距≤700mm，

≥40mm當肋間距>700mm，≥50mm懸臂板≥1/12板的懸臂長度≤500mm，≥60mm板的懸臂長度>500mm，≥80mm無梁樓板無柱帽有柱帽≥1/30≥1/35h≥150mm梁、板截面的常用尺寸

第二章樓蓋和樓梯2.1概述5現澆整體式樓蓋結構內力分析方法

彈性理論有較大的安全儲備。塑性理論內力分析與截面計算相協調，結果比較經濟，但一般情況下結構的裂縫較寬，變形較大。板和次梁：按塑性理論分析內力主梁：按彈性理論分析內力主梁為樓蓋中的主要構件，要保證使用中有較好的性能。現澆鋼筋混凝土肋梁樓蓋第二章樓蓋和樓梯2.2受彎構件塑性鉸和結構內力重分佈1受彎構件的塑性鉸（plastichinge）

塑性鉸的形成

在鋼筋屈服截面，從鋼筋屈服到達到極限承載力，截面在外彎矩增加很小的情況下產生很大轉動，表現得猶如一個能夠轉動的鉸，稱為“塑性鉸”。鋼筋混凝土受彎構件的塑性鉸第二章樓蓋和樓梯2.2受彎構件塑性鉸和結構內力重分佈1受彎構件的塑性鉸

塑性轉角及塑性鉸的轉動能力（plasticrotationcapacity）塑性鉸轉角：

塑性鉸的轉動能力：影響塑性鉸轉動能力的因素：（1）鋼筋種類。受拉縱筋採用軟鋼（HPB235，HRB335，HRB400，

RRB400級鋼筋）時，較大。（2）受拉縱筋配筋率。較低時，較大。值直接與塑性鉸轉動能力有關。（3）混凝土的極限壓縮變形。極限壓縮變形大，較大。混凝土的強度等級低，箍筋用量多或受壓區縱筋較多時，都能增加混凝土的極限壓縮變形。第二章樓蓋和樓梯2.2受彎構件塑性鉸和結構內力重分佈1受彎構件的塑性鉸

塑性鉸的特點

（1）塑性鉸實際上具有一定長度，分析時可認為是一個截面；（2）塑性鉸能承受定值彎矩，即截面的屈服彎矩；（3）

對於單筋受彎構件，塑性鉸只能單向轉動；（4）

塑性鉸的轉動能力有限。

第二章樓蓋和樓梯2超靜定結構的塑性內力重分佈2.2受彎構件塑性鉸和結構內力重分佈塑性內力重分佈的過程（以矩形等截面兩跨連續梁為例）兩跨連續梁內力變化過程

第二章樓蓋和樓梯2超靜定結構的塑性內力重分佈

兩跨連續梁內力變化圖第一過程：裂縫出現～塑性鉸形成以前，原因為裂縫的形成和開展。第二過程：塑性鉸形成以後，原因為塑性鉸的轉動。

條件：（1）（2）適筋梁（3）達之前不發生剪切破壞2.2受彎構件塑性鉸和結構內力重分佈第二章樓蓋和樓梯2.2受彎構件塑性鉸和結構內力重分佈塑性內力重分佈的幅度

指截面彈性彎矩與該截面塑性鉸所能負擔彎矩的差值，通常以相對值表達：塑性內力重分佈的設計考慮

（1）“充分的內力重分佈”（2）“不充分的內力重分佈”（3）一個截面的屈服並不意味著結構破壞（4）塑性鉸截面不必考慮滿足變形連續條件，必須滿足平衡條件（5）一般調整幅度不應超過25%

2超靜定結構的塑性內力重分佈第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計1單向板肋梁樓蓋結構佈置

結構佈置包括柱網、承重牆、梁和板的佈置

應綜合考慮建築功能、造價及施工條件等，合理確定結構的平面佈置。根據工程實踐，常用跨度為：單向板：（1.7~2.5）m

次梁：（4~6）m

主梁

：（5~8）m結構平面佈置方案

(a)主梁橫向佈置(b)主梁縱向佈置(c)只佈置次梁單向板肋梁樓蓋佈置方案第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計計算簡圖2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯（1）板1）計算單元：1m寬板帶2）荷載：均布荷載3）連續梁：次梁、牆作為板的不動鉸支座

4）計算跨度：中間跨：邊跨（邊支座為砌體牆）：通常a為120mm（2）次梁1）荷載範圍：次梁左右各半跨板

2）荷載：均布荷載恒載：次梁左右各半跨板自重、次梁自重活載：次梁左右各半跨板上活載

2.3單向板肋梁樓蓋設計2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯3）連續梁：時，認為主梁是次梁的不動鉸支座，否則應取交叉梁系進行分析

4）計算跨度：中間跨：邊跨（邊支座為砌體牆）：通常a為240mm（3）主梁1）荷載範圍：主梁左右各半個主梁間距，次梁左右各半個次梁間距

2）荷載：集中荷載

3）連續梁：當較小，可將柱作為主梁的不動鉸支座框架：時，應考慮柱對主梁的轉動約束作用

4）計算跨度：與次梁相同，通常a為370mm2.3單向板肋梁樓蓋設計2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力連續梁、板的計算跨度(a)邊跨(a)中間跨第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計板和次梁的折算荷載

為了考慮次梁或主梁的抗扭剛度對內力的影響，採用增大恒載，減小活載的辦法，即：

板次梁次梁抗扭剛度對板的影響2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計活荷載不利佈置規律：（1）求某跨跨中，該跨佈置活荷載，然後隔跨佈置（2）求某跨跨中或，左、右跨佈置活荷載，然後隔跨佈置（3）求某支座，該支座左、右跨佈置活荷載，然後隔跨佈置（4）求某支座，與（3）相同連續梁的實際跨數5跨時：按5跨計算實際跨數<5跨時：按實際跨數考慮活荷載不利佈置（等跨或跨度差10%且各跨受荷相同的連續梁）2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計活荷載在不同跨間時的彎矩圖和剪力圖2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計內力計算

連續梁在各種荷載作用下，可按一般結構力學方法計算內力。對於等跨連續梁（或連續梁各跨跨度相差不超過10%），可由附表1查出相應的內力係數，利用下列公式計算跨內或支座截面的最大內力。在均布及三角形荷載作用下：在集中荷載作用下：2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計內力包絡圖

由內力疊合圖形的外包線構成，它反映出各截面可能產生的最大內力值，是設計時選擇截面和佈置鋼筋的依據。均布荷載作用下五跨連續梁的內力疊合圖和內力包絡圖2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計控制截面及其內力控制截面：對受力鋼筋計算起控制作用的截面梁跨以內：包絡圖中正彎矩最大值（配正鋼筋）負彎矩絕對值最大值（配負鋼筋）支座：支座邊緣處負彎矩最大值支座邊緣處剪力值：支座邊緣處彎矩值：（均布荷載）（集中荷載）2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計單向板肋梁樓蓋按彈性理論設計步驟（1）平面佈置（2）計算簡圖（3）內力計算，內力組合

（內力包絡圖）（4）截面設計（5）施工圖按彈性理論計算內力存在的問題（1）內力計算與截面設計不協調（2）浪費材料（3）支座鋼筋過密，施工品質不易保證2單向板肋梁樓蓋按彈性理論方法計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計

超靜定混凝土結構考慮塑性內力重分佈的計算方法：3單向板肋梁樓蓋按塑性理論方法計算結構內力

我國行業標準《鋼筋混凝土連續梁和框架考慮內力重分佈設計規程》（CECS51∶93）主要推薦用彎矩調幅法計算鋼筋混凝土連續梁、板和框架的內力極限平衡法塑性鉸法變剛度法強迫轉動法彎矩調幅法非線性全過程分析方法第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計彎矩調幅法截面彎矩調整的幅度：

對結構的彈性彎矩值和剪力值進行適當的調整，用以考慮結構因非彈性變形所引起的內力重分佈應用彎矩調幅法應遵循以下規定：（1）縱筋：HPB235、HRB335、HRB400、RRB400；混凝土：C20～C45（2）一般不宜超過0.25（3）不應超過，不宜小於（4）調整後的結構內力必須滿足靜力平衡條件：連續梁、板各控制截面的彎矩值不宜小於簡支梁彎矩值的1/3

3單向板肋梁樓蓋按塑性理論方法計算結構內力

第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計（5）應在可能產生塑性鉸的區段適當增加箍筋數量受剪配箍率：（防斜拉）

（6）必須滿足正常使用階段變形及裂縫寬度的要求，在使用階段不應出現塑性鉸用彎矩調幅法計算等跨連續梁、板內力(1)等跨連續梁各跨跨中及支座截面的彎矩設計值均布荷載：間距相同、大小相等的集中荷載：3單向板肋梁樓蓋按塑性理論方法計算結構內力

第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計（2）等跨連續梁的剪力設計值均布荷載：間距相同、大小相等的集中荷載：（3）等跨連續單向板，各跨跨中及支座截面的彎矩設計值均布荷載：

公式適用於：的等跨連續梁、板相鄰兩跨跨度相差小於的不等跨連續梁、板跨度值:計算跨中彎矩和支座剪力:取本跨跨度計算支座彎矩:取相鄰兩跨較大跨度

3單向板肋梁樓蓋按塑性理論方法計算結構內力

第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計按塑性理論計算內力中幾個問題的說明（1）計算跨度(兩支座塑性鉸之間的距離)

支承情況計算跨度梁板兩端與梁（柱）整體連接

淨跨長

淨跨長兩端支承在砌體牆上一端與梁（柱）整體連接，另一端支承在砌體牆上注：表中

為板的厚度；

為梁或板在砌體牆上的支承長度。

梁、板計算跨度3單向板肋梁樓蓋按塑性理論方法計算結構內力

第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計（2）荷載及內力次梁對板、主梁對次梁的轉動約束作用，以及活荷載的不利佈置等因素，在按彎矩調幅法分析結構時均已考慮。（3）適用範圍塑性理論方法不適用於下列情況:1）直接承受動力荷載作用的結構

2）輕質混凝土結構及其他特種混凝土結構

3）受侵蝕性氣體或液體嚴重作用的結構

4）預應力混凝土結構和二次受力的疊合結構

3單向板肋梁樓蓋按塑性理論方法計算結構內力

第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計板（1）配筋計算考慮板的拱作用效應，四周與梁整體連接的板區格，計算所得的彎矩值，可根據下列情況予以減少：1）中間跨的跨中及中間支座截面

:20%2）邊跨的跨中及從樓板邊緣算起的第二支座截面:3）角區格不應減少4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求20%10%

板可以按不配置箍筋的一般板類受彎構件進行斜截面受剪承載力驗算

上述規定適用於:單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋中的板按彈性理論、按塑性理論計算所得的彎矩

第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計（2）配筋構造

1）受力鋼筋鋼筋種類一般採用HPB235、HRB335常用直徑6mm、8mm、10mm、12mm，負鋼筋宜採用較大直徑間距一般不小於70mm板厚h≤150mm時，不宜大於200mm板厚h>150mm時，不宜大於1.5h，且不宜大於250mm

彎起式錨固好，整體性好，節約鋼筋，施工複雜分離式錨固較差，用鋼量稍高，但施工方便鋼筋彎鉤板底鋼筋：半圓彎鉤，上部負彎矩鋼筋：直鉤彎起、截斷一般按構造處理板相鄰跨度相差超過20%或各跨荷載相差較大時，應按彎矩包絡圖確定

4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求板中受力鋼筋配筋構造第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計連續板受力鋼筋兩種配置方式4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計2）構造鋼筋:包括分佈鋼筋、嵌入承重牆內的板面構造鋼筋、垂直於梁肋的板面構造鋼筋、板的溫度收縮鋼筋板中分布鋼筋構造要求

位置與受力鋼筋垂直，均勻佈置於受力鋼筋的內側作用澆築混凝土時固定受力鋼筋的位置抵抗收縮和溫度變化產生的內力承擔並分佈板上局部荷載產生的內力

直徑不宜小於6mm間距不宜大於250mm數量單向板中單位長度上的分佈鋼筋，截面面積不宜小於單位寬度上受力鋼筋截面面積的15%，且不宜小於該方向板截面面積的0.15%

4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計嵌入承重牆內的板面構造鋼筋垂直於梁肋的板面構造鋼筋板嵌入承重牆時的板面裂縫分佈4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計次梁

（1）正截面受彎承載力計算（2）斜截面受剪承載力計算（3）受力鋼筋的彎起和截斷次梁的配筋構造4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計主梁

（1）正截面受彎承載力計算（2）斜截面受剪承載力計算（3）受力鋼筋的彎起和截斷（按彎矩包絡圖確定）

（4）附加橫向鋼筋附加箍筋（優先採用）或附加吊筋

主梁支座處的截面有效高度4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求第二章樓蓋和樓梯2.3單向板肋梁樓蓋設計附加橫向鋼筋佈置4單向板肋梁樓蓋配筋計算及構造要求第二章樓蓋和樓梯

單塊矩形雙向板（單區格雙向板）

均布荷載作用下，按附表2計算板的彎矩：

m=表中彎矩係數×pl2

多跨連續雙向板（多區格雙向板）

（1）板跨中最大正彎矩計算（活荷載棋盤式佈置）分為兩種荷載情況：滿布同向荷載滿布反向荷載（2）支座處板最大負彎矩計算（活荷載近似按滿布）1雙向板肋梁樓蓋按彈性理論計算結構內力2.4雙向板肋梁樓蓋設計第二章樓蓋和樓梯2.4雙向板肋梁樓蓋設計棋盤式荷載佈置1雙向板肋梁樓蓋按彈性理論計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2.4雙向板肋梁樓蓋設計

雙向板樓蓋支承梁內力計算連續雙向板支承梁計算簡圖1雙向板肋梁樓蓋按彈性理論計算結構內力第二章樓蓋和樓梯2鋼筋混凝土雙向板極限承載力分析2.4雙向板肋梁樓蓋設計

試驗研究彈性開裂與裂縫相交的鋼筋屈服形成機構雙向板破壞時的裂縫分佈第二章樓蓋和樓梯2.4雙向板肋梁樓蓋設計

塑性鉸線及其確定

板中連續的一些截面均出現塑性鉸，連在一起稱為塑性鉸線板的極限荷載：當板中出現足夠數量的塑性鉸線後，板成為機動體系，達到其承載能力極限狀態而破壞，這時板所承受的荷載為板的極限荷載

板中塑性鉸線的分佈形式與以下因素有關：板的平面形狀周邊支承條件兩方向跨中、支座的配筋量荷載類型等2鋼筋混凝土雙向板極限承載力分析第二章樓蓋和樓梯2.4雙向板肋梁樓蓋設計均勻受荷雙向板破壞機構示例2鋼筋混凝土雙向板極限承載力分析第二章樓蓋和樓梯2.4雙向板肋梁樓蓋設計

結構極限承載力分析的基本原理（1）極限分析須滿足的三個條件

:極限條件機動條件平衡條件

（2）極限分析的具體解法:

上限解法（滿足機動條件及平衡條件）：

1）機動法或功能法——利用功能方程求解

2）極限平衡法——直接建立平衡方程求解下限解法（滿足極限條件及平衡條件）：

1）直接選取彎矩分佈方程

2）板帶法2鋼筋混凝土雙向板極限承載力分析第二章樓蓋和樓梯2.4雙向板肋梁樓蓋設計（3）極限分析：結構構件的截面尺寸、材料強度等已定，求結構所能負擔的極限荷載值極限設計：結構上所作用的荷載值已知，根據荷載作用下的結構內力值，確定結構構件的截面尺寸及材料強度等

極限條件平衡條件機動條件下限解法真實解上限解法找多種內力場，取其中最大荷載找多種破壞機構，取其中最小荷載（不滿足極限條件）（未破壞）2鋼筋混凝土雙向板極限承載力分析第二章樓蓋和樓梯3雙向板肋梁樓蓋按塑性理論計算

2.4雙向板肋梁樓蓋設計（1）將樓蓋劃分為不同的雙向板曲格（2）從中央區格開始，確定荷載，選定和各值，求出該區格板的跨中彎矩、以及支座彎矩（3）將支座彎矩值作為相鄰區格板的共界彎矩值，依次向外計算各區格板，直至樓蓋的邊區格板和角區格板

計算步驟

計算公式第二章樓蓋和樓梯4雙向板肋梁樓蓋的配筋計算與構造要求2.4雙向板肋梁樓蓋設計（1）彎矩設計值：可考慮拱作用，使板內力有所降低（2）截面有效高度：短跨：方向長跨：方向（3）配筋計算：

板的配筋計算

板的配筋構造（1）按彈性理論計算時：正彎矩鋼筋（中間板帶，邊板帶）負彎矩鋼筋（沿支座均勻配置）（2）按塑性理論計算時：配筋應符合內力計算的假定第二章樓蓋和樓梯2.4雙向板肋梁樓蓋設計中間板帶與邊板帶的正彎矩鋼筋配置4雙向板肋梁樓蓋的配筋計算與構造要求本章小結：樓蓋、樓梯都屬於梁板結構，其設計步驟包括：（1）結構選型和結構佈置；（2）結構計算（確定計算簡圖、荷載計算、內力分析、內力組合、截面配筋計算）；（3）結構構造設計及繪製施工圖。在荷載作用下，如果板是雙向彎曲雙向受力，為雙向板；否則為單向板。設計中可按板的支承情況和兩個方向跨度比值來區分。對單向板肋梁樓蓋，主梁按彈性理論計算內力，板和次梁按塑性理論計算。

本章小結：按塑性理論計算時要滿足：（1）平衡條件

（2）塑性條件：即要求塑性鉸有足夠的轉動能力（），同時塑性鉸轉動幅度不過大（）（3）適用性條件：滿足正常使用階段的變形和裂縫寬度限值雙向板可按彈性理論和塑性理論計算。按塑性理論計算時，有上限解法（機動法、極限平衡法）和下限解法（板帶法）第3章單層廠房結構第三章單層廠房結構

本章主要內容及重點概述結構組成結構佈置構件選型與截面設計橫向排架結構內力分析柱的設計柱下獨立基礎設計橫向排架結構內力分析柱的設計柱下獨立基礎設計主要內容：重點：第三章單層廠房結構3.1概述1

工業廠房的分類

工業廠房由於生產性質、工藝流程、機械設備和產品的不同，按層數分類，可分為：單層廠房多層廠房層數混合的廠房如精密儀錶、電子、食品等工業如化學工業、熱電廠等如冶金或機械廠的煉鋼、軋鋼、鑄造、鍛壓、金工、裝配等車間，一般因設有大型機器或設備，產品較重且輪廓尺寸較大，故宜直接在地面上生產而設計成單層廠房——————第三章單層廠房結構3.1概述混合結構鋼筋混凝土結構

2單層廠房的分類

對無吊車或吊車噸位不超過5t、跨度在15m以內、柱頂標高不超過8m且無特殊工藝要求的小型廠房，可採用混合結構對有重型吊車、跨度大於36m或有特殊工藝要求的大型廠房，可採用全鋼結構或由鋼筋混凝土柱與鋼屋架組成的結構————

（1）按生產規模可分為：大型、中型和小型；

（2）按主要承重材料可分為：

鋼結構

——除上述情況以外的單層廠房均可採用混凝土結構。而且除特殊情況之外，一般均採用裝配式鋼筋混凝土結構第三章單層廠房結構3.1概述2單層廠房的分類

排架結構

門式剛架結構

（3）按承重結構體系可分為：排架結構和剛架結構

第三章單層廠房結構3.2結構組成1結構組成

單層廠房結構是由一些構件組成的一個複雜的空間受力體系，可將結構整體分為以下幾個子結構體系:單層廠房結構1.屋面板2.天溝板3.天窗架4.屋架5.托架6.吊車梁7.排架柱8.抗風柱9.基礎10.連系梁11.基礎梁12.天窗架垂直支撐13.屋架下弦橫向水準支撐14.屋架端部垂直支撐15.柱間支撐第三章單層廠房結構3.2結構組成屋蓋結構——有檁體系無檁體系——由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋蓋支撐組成，有時還包括有天窗架和托架等構件——由小型屋面板、檁條、屋架及屋蓋支撐所組成

屋蓋結構1結構組成

第三章單層廠房結構3.2結構組成——橫向排架結構

由橫樑、橫向柱列及其基礎所組成的平面骨架，是廠房的基本承重結構。廠房承受的豎向荷載及橫向水準荷載主要通過橫向平面排架傳至基礎及地基橫向平面排架組成及荷載圖1結構組成

第三章單層廠房結構3.2結構組成——縱向排架結構

由連系梁、吊車梁、縱向柱列、柱間支撐和基礎等構件組成的縱向平面骨架。作用是保證廠房結構的縱向穩定性和剛度，承受吊車縱向水準荷載、縱向水準地震作用、溫度應力以及作用在山牆及天窗架端壁並通過屋蓋結構傳來的縱向風荷載等圍護結構——位於廠房的四周，包括縱牆、橫牆（山牆）、抗風柱、連系梁、基礎梁等構件。這些構件所承受的荷載，主要是牆體和構件的自重以及作用在牆面上的風荷載縱向平面排架組成及荷載圖1結構組成

第三章單層廠房結構3.2結構組成

單層廠房結構中，縱向平面排架和橫向平面排架間主要通過屋蓋結構和支撐體系相連接而形成空間結構，各構件及其作用為單層廠房結構構件及其作用

構件名稱構件作用備註屋蓋結構屋面板承受屋面構造層自重、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載以及施工荷載等，並將它們傳給屋架（屋面梁），具有覆蓋、圍護和傳遞荷載的作用支撐在屋架（屋面梁）或檁條上天溝板屋面排水並承受屋面積水及天溝板上的構造層自重、施工荷載等，並將它們傳給屋架天窗架形成天窗以便於採光和通風，承受其上屋面板傳來的荷載及天窗上的風荷載等，並將它們傳給屋架托架當柱距比屋架間距大時，用以支撐屋架，並將荷載傳給柱1結構組成

第三章單層廠房結構3.2結構組成構件名稱構件作用備註屋蓋結構屋架或屋面梁與柱形成橫向排架結構，承受屋蓋上的全部豎向荷載，並將它們傳給柱檁條支撐小型屋面板（或瓦材），承受屋面板傳來的荷載，並將它們傳給屋架有檁體系屋蓋中採用柱排架柱承受屋蓋結構、吊車梁、外牆、柱間支撐等傳來的豎向和水準荷載，並將它們傳給基礎同時為橫向排架和縱向排架中的構件抗風柱承受山牆傳來的風荷載，並將它們傳給屋蓋結構和基礎也是圍護結構的一部分支撐體系屋蓋支撐加強屋蓋結構空間剛度，保證屋架的穩定，將風荷載傳給排架結構柱間支撐加強廠房的縱向剛度和穩定性，承受並傳遞縱向水準荷載至排架柱或基礎1結構組成

第三章單層廠房結構3.2結構組成構件名稱構件作用備註圍護結構外縱牆山牆廠房的圍護構件，承受風荷載及其自重連系梁連系縱向柱列，增強廠房的縱向剛度，並將風荷載傳遞給縱向柱列，同時還承受其上部牆體的重量圈梁加強廠房的整體剛度，防止由於地基不均勻沉降或較大振動荷載引起的不利影響過梁承受門窗洞口上部牆體的重量，並將它們傳給門窗兩側牆體基礎梁承受圍護牆體的重量，並將它們傳給基礎吊車梁承受吊車豎向和橫向或縱向水準荷載，並將它們分別傳給橫向或縱向排架簡支在柱牛腿上基礎承受柱、基礎梁傳來的全部荷載，並將它們傳給地基1結構組成

第三章單層廠房結構3.3結構佈置工業設計要求

方案設計階段技術設計階段施工圖階段確定柱網佈置等平面問題

1廠房結構的設計步驟

一個建設專案的設計，一般包括工藝設計、建築設計、結構設計和設備設計（如水、暖、電等）等幾方面。就單層廠房結構設計而言，可分為方案設計、技術設計和施工圖繪製等三個階段。——確定結構形式、標高等剖面問題選擇結構構件類型確定結構佈置——確定結構計算簡圖荷載計算及排架內力分析結構構件（柱、基礎等）設計——結構佈置圖（屋面、柱、基礎等）構件佈置與配筋圖節點大樣圖第三章單層廠房結構3.3結構佈置

2屋蓋支撐佈置（1）上弦橫向水準支撐

屋蓋支撐包括上弦橫向水準支撐、下弦橫向水準支撐、縱向水準支撐、垂直支撐、縱向水準系杆、天窗架支撐等。構成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹杆和屋架上弦杆構成的水準桁架。

作用：保證屋架上弦的側向穩定性；增強屋蓋的整體剛度；作為山牆抗風柱的頂端水準支座，承受由山牆傳來的風荷載和其他縱向水準荷載，並傳至廠房縱向柱列。佈置：當屋蓋為有檁體系，或屋蓋為無檁體系，但屋面板與屋架的連接品質不能保證且抗風柱與屋架上弦連接，每一伸縮縫區段端部第一或第二柱間佈置；當設有天窗，且天窗通過廠房端部的第二柱間或通過伸縮縫，應在第一或第二柱間的天窗範圍內設置，並在天窗範圍內沿縱向設置1～3道通長的受壓系杆，將天窗範圍內各榀屋架與上弦橫向水準支撐連系起來。第三章單層廠房結構3.3結構佈置

上弦橫向水準支撐佈置2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置（2）下弦橫向水準支撐構成：沿廠房跨度方向用交叉角鋼、直腹杆和屋架下弦杆構成的水準桁架。作用：將山牆風荷載及縱向水準荷載傳至縱向柱列；防止屋架下弦側向振動。佈置：當屋架下弦設有懸掛吊車，或廠房內有較大振動，或山牆風荷載通過抗風柱傳至屋架下弦，應在每一伸縮縫區段兩端的第一或第二柱間設置，宜與上弦橫向水準支撐設置在同一柱間。下弦橫向水準支撐佈置2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置（3）縱向水準支撐構成：由交叉角鋼、直杆和屋架下弦第一節間組成的縱向水準桁架。作用：加強屋蓋結構的橫向水準剛度；保證橫向水準荷載的縱向分佈，加強廠房的空間工作；保證托架上弦的側向穩定。佈置：當設有軟鉤橋式吊車且廠房高度大、吊車起重量較大，應在屋架下弦端節間沿廠房縱向通長或局部設置一道；當已設有下弦橫向水準支撐時，為保證廠房空間剛度，應盡可能與橫向水準支撐連接，以形成封閉的水準支撐系統。縱向水準支撐佈置2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置（4）垂直支撐構成：由角鋼杆件與屋架直腹杆組成的垂直桁架，形式為十字交叉形或W形。作用：保證屋架受荷後在平面外的穩定；傳遞縱向水準力。佈置：應與下弦橫向水準支撐佈置在同一柱間內。當廠房跨度小於18m且無天窗時，一般可不設垂直支撐和水準系杆；當廠房跨度18～30m、屋架間距為6m、採用大型屋面板時，應在每一伸縮縫區段端部的第一或第二柱間，屋架跨中設置一道垂直支撐；當屋架跨度大於30m時，應在每一伸縮縫區段端部的第一或第二柱間，屋架跨度1/3左右的節點處設置兩道垂直支撐。

2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置

垂直支撐和水準系杆佈置圖2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置（5）水準系杆構成：分為上弦水準系杆和下弦水準系杆。作用：上弦水準系杆是為保證屋架上弦或屋面梁受壓翼緣的側向穩定；下弦水準系杆是為防止在吊車或有其他水準振動時屋架下弦側向顫動。佈置：當屋蓋設置垂直支撐時，未設置垂直支撐的屋架間，在相應於垂直支撐平面內的屋架上弦和下弦節點處，設置通長的水準系杆。剛性系杆（壓杆）：凡設在屋架端部主要支承節點處和屋架上弦屋脊節點處的通長水準系杆，均應採用剛性系杆；當屋架橫向水準支撐設在伸縮縫區段兩端的第二柱間內時，第一柱間內的水準系杆均應採用剛性系杆。柔性系杆（拉杆）：其餘均可採用柔性系杆。2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置（6）天窗架支撐構成：包括天窗架上弦橫向水準支撐、天窗架間的垂直支撐和水準系杆。作用：保證天窗架上弦的側向穩定；將天窗端壁上的風荷載傳給屋架。佈置：縱向位置（柱間）：一般天窗架上弦橫向水準支撐和垂直支撐均設置在天窗端部第一柱間內。橫向位置（道）：一般垂直支撐設置在天窗兩側。水準系杆：在未設置上弦橫向水準支撐的天窗架間設置；應在上弦節點處設置柔性系杆；對有檁屋蓋體系，檁條可以代替柔性系杆。

2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置天窗架支撐佈置2屋蓋支撐佈置第三章單層廠房結構3.3結構佈置3柱間支撐佈置

構成：由交叉鋼杆件組成，交叉傾角宜取45°，支撐鋼構件的截面尺寸需經承載力和穩定計算確定

。

柱間支撐是縱向平面排架中最主要的抗側力構件。作用：提高廠房的縱向剛度和穩定性；將吊車縱向水準制動力、山牆及天窗端壁的風荷載、縱向水準地震作用等傳至基礎。柱間支撐作用示意圖第三章單層廠房結構3.3結構佈置分類：對於有吊車的廠房，按其位置可分為上柱柱間支撐和下柱柱間支撐。上柱柱間支撐：位於牛腿上部，並在柱頂設置通長的剛性系杆；承受作用在山牆及天窗壁端的風荷載，並保證廠房上部的縱向剛度。

下柱柱間支撐：位於牛腿下部；承受上部支撐傳來的內力、吊車縱向制動力和縱向水準地震作用等，並將其傳至基礎。

形式：十字交叉形；當柱間要通行或放置設備，或柱距較大而不宜採用交叉支撐時，可採用門架式支撐。

門架式柱間支撐3柱間支撐佈置

第三章單層廠房結構3.3結構佈置佈置：當設有A6～A8的吊車，或A1～A5的吊車起重量≥10t時或廠房跨度≥18m，或柱高≥8m時或廠房每列縱向柱總數＜7根時或設有3t以上的懸掛吊車時或露天吊車棧橋的柱列，應設置柱間支撐。上柱柱間支撐設置：一般在伸縮縫區段兩端與屋蓋橫向水準支撐相對應的柱間以及伸縮縫區段中央或臨近中央的柱間

。

下柱柱間支撐設置：在伸縮縫區段中部與上柱柱間支撐相應的位置

。

3柱間支撐佈置

第三章單層廠房結構3.3結構佈置優點：縱向水準荷載作用下傳力路線較短；廠房兩端的溫度伸縮變形較小；廠房縱向構件的伸縮受柱間支撐的約束較小，所引起的結構溫度應力也較小。

柱間支撐與伸縮變形的關係3柱間支撐佈置

第三章單層廠房結構3.3結構佈置4圍護結構佈置

抗風柱一般與基礎剛接，與屋架上弦鉸接；當屋架設有下弦橫向水準支撐時，也可與下弦鉸接或同時與上、下弦鉸接。抗風柱與屋架之間一般採用豎向可以移動、水準方向又有較大剛度的彈簧板連接；如廠房沉降量較大時，宜採用槽形孔螺栓連接。（1）抗風柱抗風柱與屋架上、下弦連接構造第三章單層廠房結構3.3結構佈置（2）圈梁、連系梁、過梁和基礎梁

圈梁是設置於牆體內並與柱子連接的現澆鋼筋混凝土構件，其作用是將牆體與排架柱、抗風柱等箍在一起，以增強廠房的整體剛度，防止由於地基的不均勻沉降或較大的振動荷載對廠房產生不利影響。

連系梁除承受牆體荷載外，還具有連系縱向柱列、增強廠房的縱向剛度、傳遞縱向水準荷載的作用。當牆體開有門窗洞口時，需設置鋼筋混凝土過梁，以支承洞口上部牆體的重量。

在進行圍護結構佈置時，應盡可能地將圈梁、連系梁和過梁結合起來，使一種梁能兼作兩種或三種梁的作用，以簡化構造，節約材料，方便施工。在單層廠房中，一般採用基礎梁來承托圍護牆體的重量，並將其傳至柱基礎頂面，而不另做牆基礎，以使牆體和柱的沉降變形一致。4圍護結構佈置第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定1主要構件的選型

單層廠房結構的主要構件有屋蓋結構構件、支撐、吊車梁、牆板、連系梁、基礎梁、柱和基礎等。無檁體系屋蓋常採用預應力混凝土大型屋面板，它適用於保溫或不保溫卷材防水屋面，屋面坡度不應大於1/5。無檁體系屋蓋還可採用預應力F形屋面板，用於自防水非卷材屋面，以及預應力自防水保溫屋面板、鋼筋加氣混凝土板等。（1）屋蓋結構構件有檁體系屋蓋常採用預應力混凝土槽瓦、波形大瓦等小型屋面板。屋面板:第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定

檁條：檁條擱在屋架或屋面梁上，起著支承小型屋面板並將屋面荷載傳給屋架的作用。它與屋架間用預埋鋼板焊接，並與屋蓋支撐一起保證屋蓋結構的整體剛度和穩定性。各種形式的屋面板1主要構件的選型第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定

屋面梁和屋架：按型式可分為屋面梁、兩鉸（或三鉸）拱屋架和桁架式屋架三大類。屋面梁：屋面梁的外形有單坡和雙坡兩種。兩鉸（或三鉸）拱屋架：兩鉸拱的支座節點為鉸接，頂節點為剛接；三鉸拱的支座節點和頂節點均為鉸接。兩鉸拱的上弦為鋼筋混凝土構件，三鉸拱的上弦可用鋼筋混凝土或預應力混凝土構件。

兩鉸（或三鉸）拱屋架

1主要構件的選型第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定桁架式屋架：當廠房跨度較大時，採用桁架式屋架較經濟，它在單層廠房中應用非常普遍。桁架式屋架的矢高和外形對屋架受力均有較大影響，一般取高跨比為1/6~1/8較為合理，其外形有三角形、拱形、梯形、折線形等幾種。各種形式屋架德內力（f/L=1/6）

1主要構件的選型第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定

天窗架和托架：天窗架：天窗架的作用是形成天窗以便採光和通風，同時承受屋面板傳來的豎向荷載和作用在天窗上的水準荷載，並將它們傳給屋架。托架：一般為12m跨度的預應力混凝土三角形或折線形構件，上弦為鋼筋混凝土壓杆，下弦為預應力混凝土拉杆。

天窗架的形式

托架的形式1主要構件的選型第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定

（2）吊車梁：吊車梁除直接承受吊車起重、運行和制動時產生的各種往復移動荷載外，它還具有將廠房的縱向荷載傳遞至縱向柱列、加強廠房縱向剛度等作用。吊車梁的類型

吊車梁一般根據吊車的起重量、工作級別、台數、廠房的跨度和柱距等因素選用。1主要構件的選型第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定2柱

（1）柱的形式：主要有排架柱和抗風柱兩類。鋼筋混凝土排架柱一般由上柱、下柱和牛腿組成，其結構型式可概括為單肢柱和雙肢柱兩類。上柱一般為矩形截面或環形截面；下柱的截面形式較多，根據其截面形式可分為矩形截面柱、I形柱、雙肢柱和管柱等幾類。

柱的形式抗風柱一般由上柱和下柱組成，無牛腿，上柱為矩形截面，下柱一般為I形截面。第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定

（2）柱的截面尺寸：柱的截面尺寸除應滿足承載力的要求外，還應保證具有足夠的剛度，以免廠房變形過大，造成吊車輪與軌道過早磨損，影響吊車的正常運行，或導致牆體和屋蓋產生裂縫，影響廠房的正常使用。柱的截面尺寸除了考慮吊車起重量和柱的類型兩個因素外，還應考慮廠房跨數和高度、柱的型式、圍護結構的材料和構造、施工和吊裝等。2柱第三章單層廠房結構3.4構件選型與截面尺寸確定3基礎

單層廠房的柱下基礎一般採用獨立基礎（也稱擴展基礎）。按施工方法可分為預製柱下獨立基礎和現澆柱下獨立基礎兩種。對裝配式鋼筋混凝土單層廠房排架結構，常見的獨立基礎形式主要有杯形基礎、高杯基礎和樁基礎等。基礎的類型第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析1排架計算見圖

（1）計算單元：可在結構平面圖上由相鄰柱距的中線截出一個典型的區段，作為排架的計算單元。

計算單元和計算模型第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析

（2）基本假定和計算簡圖：為了簡化計算，對於鋼筋混凝土排架結構通常作如下假定：柱下端與基礎頂面為剛接；柱頂與排架橫樑（屋架或屋面梁）為鉸接；橫樑（即屋架或屋面梁）為軸向剛度很大的剛性連杆。

根據上述假定，可得到橫向排架的計算簡圖。1排架計算見圖第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析橫向排架的計算簡圖1排架計算見圖第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析2排架結構上的荷載

作用在橫向排架結構上的荷載有恒載、屋面活荷載、雪荷載、積灰荷載、吊車荷載和風荷載等，除吊車荷載外，其他荷載均取自計算單元範圍內。

（1）恒載：屋蓋自重G1

：屋蓋自重包括屋架或屋面梁、屋面板、天溝板、天窗架、屋面構造層以及屋蓋支撐等重力荷載。懸牆自重G2：當設有連系梁支承圍護牆體時，排架柱承受著計算單元範圍內連系梁、牆體和窗等重力荷載。吊車梁和軌道及連接件自重G3。柱自重G4（G5）：第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析

恒載作用位置及相應的排架計算簡圖2排架結構上的荷載

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析

（2）屋面活荷載：包括屋面均布活荷載、屋面雪荷載和屋面積灰荷載三部分。其荷載分項係數均為1.4。屋面均布活荷載：屋面水準投影面上的屋面均布活荷載標準值，按下列情況取：不上人的屋面為0.5kN/m2；上人的屋面為2.0kN/m2。屋面雪荷載：屋面水準投影面上的雪荷載標準值(kN/m2)

式中:為基本雪壓(kN/m2)；為屋面積雪分佈係數。屋面積灰荷載：對設計生產中有大量排灰的廠房及其臨近建築時，應考慮屋面積灰荷載的影響。屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，取兩者中的較大值；當有屋面積灰荷載時，積灰荷載應與雪荷載或不上人的屋面均布活荷載兩者中的較大值同時考慮。注：2排架結構上的荷載

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析吊車豎向荷載：

和

的標準值按下式計算式中、——表示第臺吊車的最大輪壓和最小輪壓；

——與吊車輪壓相對應的支座反力影響線的豎向座標值。

當計算吊車梁及其連接的強度時，吊車豎向荷載應乘以動力係數。注：計算排架考慮多臺吊車豎向荷載時，對單跨廠房的每個排架，參與組合的吊車台數不宜多於2臺；對多跨廠房的每個排架，不宜多於4臺。

（3）吊車荷載：2排架結構上的荷載

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析吊車橫向水準荷載：吊車總的橫向水準荷載可按下式取值：式中——吊車的額定起重量；——小車重量；

——重力加速度；——橫向水準荷載係數。

對於一般四輪橋式吊車，大車每一輪子傳遞給吊車梁的橫向水準制動力

為：

式中為第個大車輪子的橫向水準制動力。考慮多臺吊車水準荷載時，對單跨或多跨廠房的每個排架，參與組合的吊車台數不應多於2臺。注：2排架結構上的荷載

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析吊車縱向水準荷載：吊車縱向水準荷載標準值T0，按作用在一邊軌道上所有刹車輪的最大輪壓之和的10%採用，即式中，n為施加在一邊軌道上所有刹車輪數之和，對於一般的四輪吊車，n=1。無論單跨或多跨廠房，在計算吊車縱向水準荷載時，一側的整個縱向排架上最多只能考慮2臺吊車。注：2排架結構上的荷載

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析式中——基本風壓值（kN/m2），是以當地比較空曠平坦地面上離

——高度z處的風振係數；

——風壓高度變化係數；

——風荷載體型係數。地10m高處統計所得的50年一遇10分鐘平均最大風速為標準確定的風壓值；

（4）風荷載：垂直於建築物表面上的風荷載標準值（kN/m2）按下式計算：

2排架結構上的荷載

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析3等高排架內力分析

（1）柱頂水準集中力作用下等高排架內力分析：

在柱頂水準集中力作用下，等高排架各柱頂側移相等，沿橫樑與柱的連接處將各柱的柱頂切開，在各柱頂的切口上作用一對相應的剪力。柱頂水準集中力作用下等高排架的變形和內力第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析式中——第i根排架柱的抗側移剛度（或抗剪剛度），即懸臂

——第i根排架柱的剪力分配係數，按下式計算：

求得柱頂剪力Vi後，用平衡條件可得排架柱各截面的彎矩和剪力。當排架結構柱頂作用水準集中力F時，各柱的剪力按其抗剪剛度與各柱抗剪剛度總和的比例關係進行分配。柱柱頂產生單位側移所需施加的水準力注：3等高排架內力分析

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析剪力分配係數必滿足。各柱的柱頂剪力Vi僅與F的大小有關，而與其作用在排架左側或右側柱頂處位置無關，但F的作用位置對橫樑內力有影響。

（2）任意荷載作用下等高排架內力分析：等高排架在任意荷載作用下，為了利用剪力分配法求解，通常可採用以下三個步驟來進行這種情況下的排架內力分析。對承受任意荷載作用的排架，先在排架柱頂部附加一個不動鉸支座以阻止其側移，則各柱為單階一次超靜定柱，應用柱頂反力係數可求得各柱反力Ri及相應的柱端剪力，柱頂假想的不動鉸支座總反力為。3等高排架內力分析

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析撤除假想的附加不動鉸支座，將支座總反力R反向作用於排架柱頂，應用剪力分配法可求出柱頂水準力R作用下各柱頂剪力。將前面的計算結果相疊加，可得到在任意荷載作用下排架柱頂剪力，然後可求出各柱的內力。

任意荷載作用下等高排架內力分析3等高排架內力分析

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析4不等高排架內力分析

不等高排架在任意荷載作用下，由於高、低跨的柱頂位移不相等，因此，不能用剪力分配法求解，其內力通常用結構力學中的力法進行分析。

式中，，，為基本結構的柔度係數，可由單位力彎矩圖圖乘得到；、為載常數。兩跨不等高排架內力分析第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析5考慮廠房整體空間作用的排架內力分析

（1）廠房整體空間作用的概念當各榀排架柱頂均受有水準集中力R，且廠房兩端無山牆時每一榀排架都相當於一個獨立的平面排架。當各榀排架柱頂均受有水準集中力R，但廠房兩端有山牆時，山牆則通過屋蓋等縱向聯繫構件對其他各榀排架有不同程度的約束作用，使各榀排架柱頂水準位移呈曲線分佈，且。當僅其中一榀排架柱頂作用水準集中力R，且廠房兩端無山牆時，則直接受荷排架通過屋蓋等縱向聯繫構件，受到非直接受荷排架的約束，使其柱頂的水準位移減小，即。當僅其中一榀排架柱頂作用水準集中力R，但廠房兩端有山牆時，則直接受荷載排架受到非受荷排架和山牆兩種約束，故各榀排架的柱頂水準位移將更小，即。第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析

廠房空間作用分析

當結構佈置或荷載分佈不均勻時，由於屋蓋等縱向聯繫構件將各榀排架或山牆聯繫在一起，故各榀排架或山牆的受力及變形都不是單獨的，而是相互制約。這種排架與排架，排架與山牆之間的相互制約作用，稱為廠房的整體空間作用。

單層廠房整體空間作用的程度主要取決於屋蓋的水準剛度、荷載類型、山牆剛度和間距等因素。5考慮廠房整體空間作用的排架內力分析

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析

（2）吊車荷載作用下考慮廠房整體空間作用的排架內力分析

根據試驗資料及理論分析，給出了吊車荷載作用下單層單跨的空間工作分配係數。廠房空間工作示意圖5考慮廠房整體空間作用的排架內力分析

第三章單層廠房結構3.5橫向排架結構內力分析廠房情況吊車起重量（t）廠房長度（m）≤60＞60有檁屋蓋兩端無山牆或一端有山牆≤300.900.85兩端有山牆≤300.85無檁屋蓋兩端無山牆或一端有山牆≤75

廠房跨度（m）12~27＞2712~27＞270.900.850.850.80