最新单层厂房幻灯片.ppt

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1、第一节、概述第一节、概述一、单层工业厂房的特点：一、单层工业厂房的特点：1、房屋空间尺度大。2、厂房内设吊车，吊车运行会引起房屋的振动。3、高温、烟尘、有毒或腐蚀性物质环境，采光、通风、排气、 保温、防护有特殊要求。4、厂房的平面、立面、剖面形式呈现多样性。综上所述，空间尺度大、荷载数值大且种类多是单层厂房的显著特点。从结构设计的角度看：空旷的结构体系、却要承受很大的荷载作用，单厂结构体系必须具有足够空间刚度，才能满足结构设计要求。其他结构形式和其他结构材料的厂房可见教材或其他资料，单厂结构选型可参照下表： 厂房跨度（m）柱顶高度（m）吊车吨位（KN）结构选型15550砖排架结构362500全

2、钢结构其他钢筋混凝土结构或钢屋架+钢筋混凝土柱第二节第二节 装配式钢筋混凝土排架厂房的组成和布置装配式钢筋混凝土排架厂房的组成和布置排架结构的构件组成 横向平面排架 按“平均承载原则”，一榀横向平面排架负载区宽度为相邻柱距中中的范围。横向平面排架 纵向平面排架 “纵向某一柱列+柱上相应梁+柱下相应基础”，则称为纵向平面排架。主要荷载的传力路径 排 架 柱屋面竖向荷载屋面板屋架或屋面梁 檩条有檩体系时无檩体系时吊车竖向荷载吊车梁悬挂吊车或管道吊车横向水平荷载吊车纵向水平荷载柱间支撑刚性框纵墙风载纵墙山墙风载山墙抗风柱屋盖支撑刚性框柱间支撑刚性框相应基础墙体重量基础梁联系梁或墙梁支撑的作用与布置原

3、则支撑的作用与布置原则支撑系统的作用有两个：（1）保证厂房的空间刚度以抵抗振动或有效传递水平力；（2）防止结构或构件平面外失稳。支撑系统可分两类：（1）屋盖结构支撑系统；（2）柱间支撑系统 。第三节第三节 装配式排架结构主要构件选型装配式排架结构主要构件选型一、设计标准化与标准图集为提高单厂建筑工业化水平，我国设计人员做了大量工作，并取得明显成效：建筑参数模数化程度已相当高，已基本实现预制装配化，排架厂房构件多数可查用标准图集。二、主要构件的选型1、屋面构件预应力混凝土大型屋面板，规格为1.5m6m0.24m，又称双肋槽板。 檩条和瓦材：檩条跨度为46米，搁置于相邻屋架上；与檩条垂直方向安装瓦

4、材。屋架或屋面梁 预应力混凝土单坡屋面梁预应力混凝土双坡屋面梁预应力混凝土空腹屋面梁混凝土三角形屋架预应力混凝土折线形屋架预应力混凝土梯形屋架柱 排架柱种类繁多，常见的有单肢和双肢两大类： 矩形截面工形截面双肢截面当600时，宜采用矩形柱；当=（6001400）时，宜采用工形截面，翼缘厚度不宜小于100，腹板厚度不宜小于80，某些柱段仍宜采用矩形截面，为方便拆模，翼缘斜向取尺寸25。抗风柱：又称山墙柱。其作用是承受山墙传来的水平风荷载，并将力传给基础和屋盖结构。抗风柱上端与屋架弦杆的连接构造有螺栓连接和弹簧板连接两种， 吊车梁： 基础及基础梁 基础梁与基础、围护墙、室外地坪的位置关系 第四节第

5、四节 排架结构的内力分析排架结构的内力分析一、基本计算假定一、基本计算假定1.计算假定（1）屋架与柱顶铰接；（2）柱固结于基础顶面；（3）屋架视为柱顶处的一根横梁，在排架平面内刚度；（4）用柱截面的几何形心线代替柱；二、计算简图二、计算简图 上下柱形心差对结构的影响可归结为变阶截面处力的等效变化，故计算简图不必采用折线，为区分上下柱，下柱用双线形式。荷载统计一般以计算单元宽度B（一般为6m）为准。但厂房设计需按两台吊车考虑，而每台吊车大车架宽度接近柱距B，故考虑实际影响，吊车荷载计算宽度应取2B。三、排架荷载计算三、排架荷载计算 （1）屋盖恒载屋架（或屋面梁）、天窗架、屋面板（包括其上的防水、

6、保温、隔热等）、屋盖支撑等，这些重力荷载最终通过屋架各弦杆的交汇点以集中力的形式传递到排架柱顶，按照标准的设计约定，集中力的作用点位置安排在纵向定位轴线的内侧150mm处 1、竖向荷载（2）排架柱自重以单阶柱为例，上柱自重和下柱自重分别按“自重荷载标准值=体积材料容重”计算，表达成两个集中力分别作用在各自重心点处；有牛腿时，可划入下柱自重。（3）吊车梁及轨道联结自重查同名标准图集，即可取得相应荷载数据。 （4）屋面活载包括：屋面均布活载、屋面雪载、屋面积灰荷载三部分，其中，屋面均布活载与雪载不同时考虑，仅取其中较大者。 2、水平风荷载风荷载是一种沿水平方向作用的活荷载，垂直作用于建筑物表面，计

7、算公式如下： 0wwzszk式中： -垂直于建筑物某立面区域单位面积的风荷载标准值（kN/m2）；kwkwz-高度Z处的风振系数； s-风载体形系数或不同形体建筑物的表面风力与基本风压的比； 取值可查相关规范。 z-风压高度变化系数，其值与地面粗糙度有关，取值见后页表： 离地面或海平面高度（m）地面粗糙程度类别ABCD51.171.000.740.62101.381.000.740.62151.521.140.740.62201.631.250.840.62301.81.421.000.62401.921.561.130.73502.031.671.250.84602.121.771.350.

8、93702.201.861.451.02802.271.951.541.11902.342.021.621.191002.402.091.701.271502.642.382.031.612002.832.612.301.922502.992.802.542.193003.122.972.752.453503.123.122.942.684003.123.123.122.914503.123.123.123.12 风压高度变化系数w0-基本风压（kN/m2），可查建筑荷载设计规范。 3.吊车荷载吊车荷载是一种特殊的活荷载，作用方向既有竖向，又有水平方向，水平方向又分沿厂房横向和纵向两种。（1）

9、吊车竖向荷载设计值、ikkyPDmax,max,ikkyPDmin,min,ikkyPDmax,max,kkiPDymax,max,ikkyPDmin,min,kkkPPDmax,min,max,kDmax,-横向排架上轮压作用侧的吊车竖向荷载标准值； kDmin,-横向排架上轮压作用侧的吊车竖向荷载标准值； -按统计观点对多台吊车的竖向荷载和水平荷载标准值采取 的折减系数，见下表： 参与组合的吊车台数工作制A1A5A6A820.90.9530.850.9040.80.85iy-各轮压对应的反力影响线数值。 考虑活荷载分项系数后，上述计算则为设计值： kiQikQDyPDmax,max,max

10、kQikQDyPDmin,min,min（2）吊车横向水平荷载设计值 对于四轮吊车，取： kkkGgT3241kkkkPTDTmax,max,max,kkPTDTmax,maxmax（设计值）三、排架结构的内力计算三、排架结构的内力计算结构设计要解决的问题主要有：单一荷载排架的内力计算与内力图;内力控制截面位置确定；不同阶段各控制截面的各种内力的最不利数值分析；承载力极限状态和正常使用极限状态的计算问题。1、单一荷载排架的内力计算与内力图的绘制:对于等高排架,最简单的分析方法为剪力分配法;对于不等高排架,则采用力法分析.这两种方法在混凝土结构教材和力学教材均有详细阐述，此不赘述。、控制截面柱控

11、制截面的位置和数量则是根据排架内力图形确定的。以单阶柱为例：变阶处因偏心吊车荷载或因上下柱存在形心差的缘故，常出现作用，造成该截面弯矩图突变，从而形成上、下柱的两个控制截面，通常写成上柱控制截面-和下柱控制截面-；从内力图容易看出，基顶截面也是下柱的控制截面，通常写成-。综上所述，单阶排架柱的内力控制截面一般有三个：上柱-，下柱-，基顶-，其中-同时为基础设计提供内力。排架柱的控制截面内力组合应兼顾以下因素： 荷载效应组合内力组合项（3）控制截面 内力组合兼顾因素多，手工计算只能采用列表的形式，表格设计大同小异，但均需反映上述内容。因表格一般较大，内力组合表的形式可参见教材。、排架结构的内力组

12、合方法在解得单一荷载下的各类内力并绘制内力图后，需综合考虑各种影响因素的基础上，组合筛选出因多种荷载可能同时作用使控制截面上可能出现的最不利内力组。这样的筛选过程称为内力组合。内力组合的目的就是计算各控制截面的内力的最不利数值即取得配筋最大的内力组； 第五节第五节 排架柱设计排架柱设计排架柱的设计有：截面设计、吊装验算、牛腿设计三个内容。1、截面设计取控制截面的不利内力组，按偏压截面进行控制截面的配筋计算，截面设计公式中柱的计算长度可按下表取：柱的类型排架方向垂直排架方向有柱间支撑无柱间支撑无吊车房屋柱单跨1.5H1.0H1.2H两跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊车房屋柱上柱2.0Hu1

13、.25H1.5H下柱1.0HL0.8HL1.0HL露天吊车柱和栈桥柱2.0HL1.0HL采用刚性屋盖的单层工业厂房排架柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度表中H-为从基础顶面算起的柱子全高；HL-为从基础顶面至装配式吊车梁底面或现浇式吊车梁顶面的柱子下部高度；Hu-为从装配式吊车梁底面或从现浇式吊车梁顶面算起的柱子上部高度；2、柱的吊装验算对于现场预制、吊装施工的构件，在结构设计时应进行吊装设计与验算，并在施工图表达，如；吊装时构件混凝土应达到的强度、吊点位置、是否必须翻身起吊等。计算注意以下问题：（1）自重荷载应乘以动力系数1.5；（2）因吊装系暂时性受力，其安全等级应比使用阶段降低一级；（3）

14、柱的混凝土强度一般按设计强度的70%考虑，当必须高于该值方可进行吊装时，务必在施工图上注明；（4）吊装验算时，画出相应的吊装简图，按受弯构件的承载力和裂缝宽度验算公式计算即可。柱的吊装验算 3、牛腿设计 牛腿可分为两类：ah0称为短牛腿，ah0称为长牛腿。长牛腿受力与悬臂梁相同，工程中可按受弯构件设计；短牛腿受力属于变截面深梁，其受力和杆系构件不同。短牛腿的受力性能优于长牛腿，故排架柱多采用短牛腿。下面介绍短牛腿的设计方法。牛腿设计牛腿设计内容包括：确定足够大的牛腿截面尺寸，以控制斜裂缝缝隙不过宽；通过牛腿承载力计算，确定纵筋数量；通过加载板局部受压验算，防止板下混凝土局部受压破坏；构造设计，

15、防止出现其他问题 （1）截面尺寸的确定根据试验，裂缝控制公式为： 005 . 05 . 01habhfFFFtkvkhkvk式中： 作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的 竖向力值； 作用于牛腿顶部按荷载效应标准组合计算的水平拉力值； 裂缝控制系数；根据牛腿不同使用条件，对支撑吊车梁的牛腿，取0.65；对其他牛腿，取0.80；vkFhkF（2）承载力计算根据光弹性试验，计算简图近似取成三角形桁架，其中，纵筋为桁架拉杆，斜向混凝土柱为桁架压杆。yhyvsfFfaFA2 . 185. 0（3）局部承压验算cvkfAF75. 0混凝土结构设计规范规定：由竖向力所引起的局部压应力不应超过0.75即：（4）牛腿构造要求详见教材或混凝土结构设计规范有关条款。53 结束语结束语