混凝土与砌体结构设计—单层厂房级学习教案

1、会计学1混凝土与砌体混凝土与砌体(q t)结构设计结构设计单层厂房单层厂房级级第一页，共78页。排架在荷载排架在荷载(hzi)作用下的计算简图作用下的计算简图吊车(dioch)竖向荷载作用MmaxMminDmax作用在左柱作用在左柱MminMmaxDmax作用在右柱作用在右柱第1页/共78页第二页，共78页。排架在荷载作用排架在荷载作用(zuyng)下的计算简图下的计算简图吊车横向(hn xin)水平荷载作用Tmax向左作用向左作用Tmax向右作用向右作用TmaxTmaxTmaxTmax第2页/共78页第三页，共78页。排架在荷载作用排架在荷载作用(zuyng)下的计算简图下的计算简图风荷载(

2、hzi)作用左风作用左风作用右风作用右风作用q1q2Wq2W以上(yshng)计算简图如何进行内力分析和计算？q1第3页/共78页第四页，共78页。三、内力三、内力(nil)计算计算用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计算等高排架等高排架等高排架在荷载作用在荷载作用(zuyng)下，各排架柱柱顶水平位移相等下，各排架柱柱顶水平位移相等的排架。的排架。不等高排架不等高排架在荷载作用下，各排架柱在荷载作用下，各排架柱柱顶水平位移不相等柱顶水平位移不相等的排架。的排架。等高排架等高排架不等高排架不等高排架第4页/共78页第五页，共78页。用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计

3、算等高排架1u 1、单阶悬臂、单阶悬臂(xunb)柱的抗侧移刚度柱的抗侧移刚度11要使柱顶产生单位要使柱顶产生单位(dnwi)水平位移，需在柱顶施加水平位移，需在柱顶施加1/u的水平力。的水平力。反映了柱抵抗侧移的能力，反映了柱抵抗侧移的能力，称为称为抗侧移刚度抗侧移刚度，记作，记作D0。第5页/共78页第六页，共78页。用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计算等高排架aaD0FF1、单阶悬臂、单阶悬臂(xunb)柱的抗侧移刚度柱的抗侧移刚度 某单阶悬臂柱，抗侧移刚某单阶悬臂柱，抗侧移刚度为度为D0，欲使柱顶产生，欲使柱顶产生(chnshng)大小为大小为a的水平侧移，的水平侧移，

4、需施加水平力的大小需施加水平力的大小F= 。 某单层厂房排架，柱抗侧移某单层厂房排架，柱抗侧移刚度为刚度为D01和和D02，欲使排架产，欲使排架产生大小为生大小为a的水平侧移，需施的水平侧移，需施加水平力的大小加水平力的大小F= 。 D01D02aaF第6页/共78页第七页，共78页。2、柱顶作用、柱顶作用(zuyng)水平集中力时的剪力分配水平集中力时的剪力分配用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计算等高排架D01D02D03uuuF无轴向变无轴向变形形(bin xng)无轴向变无轴向变形形F第7页/共78页第八页，共78页。010i1DDFV020i2DDFV030i3DDFV

5、F1F2F3用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计算等高排架2、柱顶作用水平、柱顶作用水平(shupng)集中力时的剪力分配集中力时的剪力分配D0nD0iD01F第8页/共78页第九页，共78页。3、任意荷载作用、任意荷载作用(zuyng)时的剪力分配时的剪力分配用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计算等高排架TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxBARR TmaxTmaxBARR TmaxARTmaxBRRA、RB可可由附图由附图(f t)查出查出第9页/共78页第十页，共78页。3、任意荷载、任意荷载(hzi)作用时的剪力分配作用时的剪力分配TmaxTma

6、xTmaxTmaxTmaxTmaxBARR BARR 用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计算等高排架 在排架柱顶在排架柱顶附加附加(fji)(fji)不不动铰支座以阻动铰支座以阻止水平位移，止水平位移，求出水平反力求出水平反力R R。得到。得到VA1VA1、VB1VB1 撤销附加的撤销附加的不动铰支座，不动铰支座，取消荷载，将取消荷载，将反力反力R反向反向施加施加于排架柱顶。得于排架柱顶。得到到VA2、VB2 叠加上述两种叠加上述两种状态下的柱顶剪力，状态下的柱顶剪力，得实际柱顶剪力。得实际柱顶剪力。按悬臂柱分析得排按悬臂柱分析得排架柱实际内力架柱实际内力第10页/共78页第十一

7、页，共78页。3、任意荷载作用、任意荷载作用(zuyng)时的剪力分配时的剪力分配TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR ATmaxARBTmaxBRABTmaxAAVBTmaxBV第11页/共78页第十二页，共78页。 一单跨排架如图所示，两柱截面形状和尺寸等均相同，上柱一单跨排架如图所示，两柱截面形状和尺寸等均相同，上柱Iu=21.3108mm4，下柱，下柱Il=195.38108mm4。由吊车竖向荷载。由吊车竖向荷载(hzi)在牛腿顶面处产生的弯矩分别为在牛腿顶面处产生的弯矩分别为M1=462.25kNm，M2=110.75 kNm，求两个排架柱各

8、自的柱底弯矩。，求两个排架柱各自的柱底弯矩。 提示提示(tsh)：第12页/共78页第十三页，共78页。 某金工车间的横剖面外形尺寸及风荷载体形系数某金工车间的横剖面外形尺寸及风荷载体形系数(xsh)如图所示，基如图所示，基本风压值本风压值0=0.45kN/m2，地面粗糙度类别为，地面粗糙度类别为B，上柱高，上柱高3.6m，柱距，柱距6m，A柱与柱与B柱相同，上、下柱截面尺寸分别为柱相同，上、下柱截面尺寸分别为400mm400mm和和400mm600mm，用剪力分配法计算风荷载设计值及排架内力设计值。，用剪力分配法计算风荷载设计值及排架内力设计值。解：解：一、风荷载设计值一、风荷载设计值1、作

9、计算、作计算(j sun)简图简图2、求均布风荷载设计值、求均布风荷载设计值q1、q23、求柱顶集中风荷载设计值、求柱顶集中风荷载设计值W二、风荷载作用下内力计算二、风荷载作用下内力计算1、加不动铰支座，求其反力、加不动铰支座，求其反力2、撤销不动铰支座，在排架柱顶施加反向、撤销不动铰支座，在排架柱顶施加反向(fn xin)反力反力3、叠加、叠加1、2得真实柱顶剪力得真实柱顶剪力4、根据求得的柱顶剪力作弯矩图和剪力图、根据求得的柱顶剪力作弯矩图和剪力图1.0第13页/共78页第十四页，共78页。TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR 排架同时受到多种荷载

10、排架同时受到多种荷载(hzi)(hzi)作用，对任一种荷载作用，对任一种荷载(hzi)(hzi)作用下排架结构的内力均可通过剪力分配法算得，后可通过叠加得多种荷载作用下排架结构的内力均可通过剪力分配法算得，后可通过叠加得多种荷载(hzi)(hzi)作用下排架内力。作用下排架内力。用剪力分配用剪力分配(fnpi)法计算等高排架法计算等高排架第14页/共78页第十五页，共78页。四、内力四、内力(nil)组合组合 在排架所受的多种荷载中，除结构自重为恒载外，其余均为活载。多种活载同时作用在结构上，又同时使其内力达到在排架所受的多种荷载中，除结构自重为恒载外，其余均为活载。多种活载同时作用在结构上，

11、又同时使其内力达到(d do)(d do)最大值的概率极小，因此对活荷载来说，应引入荷载组合系数最大值的概率极小，因此对活荷载来说，应引入荷载组合系数cc，考虑荷载组合的问题。，考虑荷载组合的问题。 通过以上通过以上(yshng)(yshng)方法可求得排架任意截面任意截面的内力，截面设计时取用何截面内力？控制截面的概念。方法可求得排架任意截面任意截面的内力，截面设计时取用何截面内力？控制截面的概念。 在每种可能的荷载组合下，通过剪力分配法，都可得出一组内力在每种可能的荷载组合下，通过剪力分配法，都可得出一组内力（M，V，N），），称为称为内力组合内力组合，那组内力组合，那组内力组合最不利最不

12、利？第15页/共78页第十六页，共78页。1、控制、控制(kngzh)截面截面控制截面(jimin)：构件某一区段内对截面(jimin)配筋起控制作用的截面(jimin)上上 柱柱下下 柱柱 一般一般(ybn)上柱底面上柱底面I-I截面（牛截面（牛腿顶面）内力最大，故一般腿顶面）内力最大，故一般(ybn)I-I截面为上柱的控制截面截面为上柱的控制截面 一般下柱顶面一般下柱顶面-截面截面（牛腿顶面（牛腿顶面以下截面）和以下截面）和-截面截面（基础顶面以上（基础顶面以上截面）内力较大，为下柱的控制截面，同截面）内力较大，为下柱的控制截面，同时时-截面截面也是基础设计的依据也是基础设计的依据第16页

13、/共78页第十七页，共78页。2、荷载、荷载(hzi)组合组合恒载恒载屋面屋面(wmin)活载活载吊车吊车(dioch)竖向活载竖向活载风载风载以上荷载可能出现的荷载组合有若干种，如：以上荷载可能出现的荷载组合有若干种，如：+ ？对各荷载组合，控制截面内力如何计算？对各荷载组合，控制截面内力如何计算？ ？哪个荷载组合得出的内力组合（？哪个荷载组合得出的内力组合（M、N、V）最不利？）最不利？吊车横向水平活载吊车横向水平活载第17页/共78页第十八页，共78页。 ？对各荷载组合，控制截面？对各荷载组合，控制截面(jimin)内力如何计算？内力如何计算？ 建筑结构荷载规范规定，对于一般建筑结构荷载

14、规范规定，对于一般(ybn)排架、框架结构，排架、框架结构，可采用简化规则，在下列荷载效应组合中取不利值确定：可采用简化规则，在下列荷载效应组合中取不利值确定：（1）由可变荷载效应）由可变荷载效应(xioyng)控制的组合控制的组合“恒荷载恒荷载”+ +任一种任一种“活荷载活荷载”“恒荷载恒荷载”+ +0.9（任意两种或两种以上（任意两种或两种以上“活荷载活荷载”）（2）由永久荷载效应控制的组合）由永久荷载效应控制的组合“恒荷载恒荷载”+ +ci（任意两种或两种以上（任意两种或两种以上“活荷载活荷载”）第18页/共78页第十九页，共78页。？哪个荷载组合？哪个荷载组合(zh)得出的内力组合得出

15、的内力组合(zh)（M、N、V）最不利？）最不利？排架柱是偏心排架柱是偏心(pinxn)受受压构件压构件大偏心大偏心(pinxn)受压构件受压构件小偏心受压构件小偏心受压构件M越大，越大，N越小越危险越小越危险M越大，越大，N越大越危险越大越危险轴压轴压纯弯纯弯故一般考虑以下四种内力组合：故一般考虑以下四种内力组合：（1）+Mmax及相应的及相应的N和和V（2）-Mmin及相应的及相应的N和和V（3）Nmax及相应的及相应的M和和V（4）Nmin及相应的及相应的M和和V由于柱一般为对称配筋，故（由于柱一般为对称配筋，故（1）（2）可合并为：）可合并为：第19页/共78页第二十页，共78页。内力

16、组合：根据各种荷载可能同时出现的情况，求出在某些荷载作内力组合：根据各种荷载可能同时出现的情况，求出在某些荷载作用下柱控制截面可能产生的最不利用下柱控制截面可能产生的最不利(bl)内力，作为柱和基础配筋内力，作为柱和基础配筋计算的依据。计算的依据。内力组合必须内力组合必须(bx)以以上四种组合为目标，结果源自各种荷载组合下计以以上四种组合为目标，结果源自各种荷载组合下计算得的内力。算得的内力。3、内力、内力(nil)组合组合第20页/共78页第二十一页，共78页。-控制截面控制截面内力组合内力组合荷载组合荷载组合+Mmax及相应的及相应的N和和V-Mmin及相应的及相应的N和和VNmax及相应

17、的及相应的M和和VNmin及相应的及相应的M和和V+Mmax及相应的及相应的N和和V-Mmin及相应的及相应的N和和VNmax及相应的及相应的M和和VNmin及相应的及相应的M和和V+Mmax及相应的及相应的N和和V-Mmin及相应的及相应的N和和VNmax及相应的及相应的M和和VNmin及相应的及相应的M和和V荷载类型荷载类型荷载编号荷载编号恒荷载恒荷载活荷载活荷载M、V、N图图M、V、N图图M、V、N图图M、V、N图图 M、V、N图图荷载荷载+0.9（任意两种或两种以上活载）（任意两种或两种以上活载）荷载荷载+任一种活载任一种活载内力设计值内力设计值组合项目组合项目组合项目组合项目MNVM

18、NV内力内力(nil)组合表组合表第21页/共78页第二十二页，共78页。内力内力(nil)组合注意事项组合注意事项每次组合以一种内力每次组合以一种内力(nil)为目标来决定荷载项的取舍。为目标来决定荷载项的取舍。每次组合每次组合(zh)都必须包括恒荷载项。都必须包括恒荷载项。当取当取Nmax或或Nmin为组合目标时，应使为组合目标时，应使相应的相应的M绝对值尽可能大绝对值尽可能大。风荷载中有左风和右风两种，每次组合风荷载中有左风和右风两种，每次组合只能取其中一种只能取其中一种。吊车竖向荷载吊车竖向荷载Dmax和和Dmin可能作用在同一跨厂房的左柱上，也可能作用可能作用在同一跨厂房的左柱上，也

19、可能作用在右柱上，两者只能在右柱上，两者只能选择一种参加组合选择一种参加组合。第22页/共78页第二十三页，共78页。内力内力(nil)组合注意事项组合注意事项多台吊车荷载参与多台吊车荷载参与(cny)组合时，应考虑吊车荷载折减系数组合时，应考虑吊车荷载折减系数。由于柱底水平剪力对基础底面产生弯矩，故对于由于柱底水平剪力对基础底面产生弯矩，故对于-截面，必须截面，必须(bx)组合剪力组合剪力V。T与与D的关系：的关系：有有T必有必有D（实际情况）；有（实际情况）；有D也要有也要有T（求最不利内力所需）（求最不利内力所需）吊车横向水平荷载吊车横向水平荷载Tmax作用在同一跨内的两个柱子上，向左或

20、向右，只作用在同一跨内的两个柱子上，向左或向右，只能选取能选取其中一种参加组合其中一种参加组合。第23页/共78页第二十四页，共78页。一、柱的形式一、柱的形式(xngsh)矩形矩形(jxng)工字形工字形双肢柱双肢柱通常根据柱截面高度通常根据柱截面高度h选取截面形式。选取截面形式。h600mm宜采用矩形截面柱宜采用矩形截面柱600h800采用工字形或矩形截面柱采用工字形或矩形截面柱900h1400宜采用工字形截面柱宜采用工字形截面柱h1400宜采用双肢柱宜采用双肢柱第24页/共78页第二十五页，共78页。二、矩形和工字形截面二、矩形和工字形截面(jimin)柱的设计柱的设计1、截面、截面(j

21、imin)尺寸尺寸 柱截面尺寸除应保证承载力要求外，还应保证排架柱具有柱截面尺寸除应保证承载力要求外，还应保证排架柱具有足够足够(zgu)的刚度，以防止厂房横向和纵向变形过大，影响厂的刚度，以防止厂房横向和纵向变形过大，影响厂房的正常使用。房的正常使用。 根据刚度要求，根据刚度要求，6m柱距厂房柱和露天栈桥柱的最小截面尺柱距厂房柱和露天栈桥柱的最小截面尺寸可参考表寸可参考表12-3。 根据荷载组合求得的内力组合（根据荷载组合求得的内力组合（M、V、N），按），按钢筋混凝土偏心钢筋混凝土偏心受压构件受压构件进行截面设计计算，一般为进行截面设计计算，一般为对称配筋对称配筋。其中计算长度。其中计算长

22、度l0按表按表12-4取用。取用。2、截面设计、截面设计大小偏心的判别？大偏心时大小偏心的判别？大偏心时As=As=? 小偏心时小偏心时As=As=?（上册第（上册第5章）章）第25页/共78页第二十六页，共78页。3、吊装、吊装(diozhung)验算验算排架柱平卧预制(y zh)排架柱翻身(fn shn)起吊排架柱平卧起吊平吊和翻身吊验算时有何异同？（施工方便、满足承载力和裂缝限值平吊和翻身吊验算时有何异同？（施工方便、满足承载力和裂缝限值要求等角度）要求等角度）AsAsAsAs第26页/共78页第二十七页，共78页。单点起吊(qdio)多点起吊(qdio) 单点起吊吊装验算时，最不利受力

23、单点起吊吊装验算时，最不利受力阶段为吊点刚离开地面阶段为吊点刚离开地面(dmin)时，此时，此时柱底端搁置在地面时柱底端搁置在地面(dmin)上，柱为上，柱为在其自重下的受弯构件。在其自重下的受弯构件。 由此时的计算简图可知，一般可取由此时的计算简图可知，一般可取上柱上柱柱底柱底、牛腿根部牛腿根部和和下柱跨中下柱跨中三个控制截面。三个控制截面。根据排架柱的长度，可采取根据排架柱的长度，可采取单点起吊单点起吊和和多点起吊多点起吊方案。方案。第27页/共78页第二十八页，共78页。吊装验算吊装验算(yn sun)时，应注意：时，应注意：1、考虑施工、考虑施工(sh gng)振动，柱自重振动，柱自重

24、应乘以动力系数应乘以动力系数1.5。2、吊装验算为临时性验算，构件、吊装验算为临时性验算，构件(gujin)安全等级可较其使用阶段的安全等级可较其使用阶段的安全等级降低一级。安全等级降低一级。3、吊装时，、吊装时，混凝土强度混凝土强度一般一般按设计强按设计强度的度的70%考虑考虑。即：吊装时，混凝土。即：吊装时，混凝土强度不得低于设计强度的强度不得低于设计强度的70%。6、多点起吊时多点起吊时，吊装方法应，吊装方法应与施工单位共同商定并进行相应的验算与施工单位共同商定并进行相应的验算。4、吊装验算包括、吊装验算包括承载力承载力和和裂缝控制裂缝控制验算。（上册第验算。（上册第3和第和第8章）章）

25、5、吊装验算配筋不足时，、吊装验算配筋不足时，可在局部区段加配短钢筋可在局部区段加配短钢筋。第28页/共78页第二十九页，共78页。牛腿高度牛腿高度(god)(god)：h h牛腿根部牛腿根部(n b)(n b)有效高度：有效高度：h0h0（h0=h-ash0=h-as）牛腿端部高度牛腿端部高度(god)(god)：h1h1竖向力竖向力FV作用点至下柱边缘距离：作用点至下柱边缘距离：a短牛腿短牛腿长牛腿长牛腿ah0ah0三、牛腿设计三、牛腿设计按悬臂梁设计按变截面深梁设计第29页/共78页第三十页，共78页。1、牛腿试验、牛腿试验(shyn)研究结果研究结果牛腿上部，主拉应力迹线基本牛腿上部，

26、主拉应力迹线基本(jbn)与牛腿上与牛腿上边缘平行，且沿长度方向比较均匀。边缘平行，且沿长度方向比较均匀。（1）弹性）弹性(tnxng)阶段阶段牛腿斜边，主压应力迹线大致与加载牛腿斜边，主压应力迹线大致与加载点点b到牛腿下部与柱的交点到牛腿下部与柱的交点a的连线的连线ab平行。平行。牛腿与上柱交界处有应力集中现象。牛腿与上柱交界处有应力集中现象。第30页/共78页第三十一页，共78页。（2）裂缝的出现）裂缝的出现(chxin)与与展开展开F达到破坏荷载的达到破坏荷载的20%40%时，在牛腿顶面时，在牛腿顶面与上柱交接处出现与上柱交接处出现(chxin)竖向裂缝，开展很竖向裂缝，开展很小，影响不

27、大。小，影响不大。FF达到达到(d do)破坏荷载的破坏荷载的40%60%时，在加载时，在加载板内侧附近出现第一条斜裂缝。板内侧附近出现第一条斜裂缝。FFF达到破坏荷载的达到破坏荷载的80%左右左右时，加载板外侧突然出时，加载板外侧突然出现第二条斜裂缝，预示牛腿即将破坏。现第二条斜裂缝，预示牛腿即将破坏。所谓不允许出现斜裂缝是指加载板内侧的斜所谓不允许出现斜裂缝是指加载板内侧的斜裂缝而言，它是确定牛腿截面尺寸的主要依裂缝而言，它是确定牛腿截面尺寸的主要依据。据。第31页/共78页第三十二页，共78页。（3）牛腿的破坏）牛腿的破坏(phui)形态形态牛腿的破坏牛腿的破坏(phui)形态主要取决于

28、形态主要取决于a/h0值，主要有三种破坏值，主要有三种破坏(phui)形态：形态：当当a/h00.75和纵向和纵向(zn xin)受力钢筋配筋率受力钢筋配筋率较低时。较低时。 第一条斜裂缝出现后，随荷载增加，不断向受压区延伸，水平纵向受力钢筋应力随之增大并逐渐达到屈服，裂缝外侧混凝土绕牛腿与柱交点转动，混凝土压碎而破坏。第一条斜裂缝出现后，随荷载增加，不断向受压区延伸，水平纵向受力钢筋应力随之增大并逐渐达到屈服，裂缝外侧混凝土绕牛腿与柱交点转动，混凝土压碎而破坏。第32页/共78页第三十三页，共78页。当当a/h00.1或边缘或边缘(binyun)高度高度h1较小时，发生纯剪破坏。较小时，发生

29、纯剪破坏。 沿加载板内侧接近竖直截面的纯剪破坏沿加载板内侧接近竖直截面的纯剪破坏(phui)(phui)。 牛腿与下柱交界面上出现一系列短斜裂缝，最后牛腿沿此斜裂缝从柱上切下而遭破坏牛腿与下柱交界面上出现一系列短斜裂缝，最后牛腿沿此斜裂缝从柱上切下而遭破坏(phui)(phui)。当当a/h0=0.10.75时，发生时，发生(fshng)斜压或斜拉破斜压或斜拉破坏。坏。 沿斜裂缝外侧出现一批短而细斜裂缝，最终斜裂缝沿斜裂缝外侧出现一批短而细斜裂缝，最终斜裂缝贯通，混凝土压碎，导致牛腿破坏。贯通，混凝土压碎，导致牛腿破坏。 不出现短斜裂缝，由于主拉应力较大，而在加载板不出现短斜裂缝，由于主拉应力

30、较大，而在加载板内侧出现一条通长斜裂缝，牛腿沿次裂缝破坏。内侧出现一条通长斜裂缝，牛腿沿次裂缝破坏。斜压破坏斜压破坏斜拉破坏斜拉破坏第33页/共78页第三十四页，共78页。当加载板过小或混凝土强度当加载板过小或混凝土强度(qingd)过低时，由于局部过低时，由于局部压应力很大，导致加载板下的混凝土局部压碎破坏。压应力很大，导致加载板下的混凝土局部压碎破坏。（4）牛腿在竖向力和水平拉力）牛腿在竖向力和水平拉力(ll)共同作用下的受力情况共同作用下的受力情况由于水平拉力的作用，裂缝由于水平拉力的作用，裂缝(li fng)将提前出现。将提前出现。由于水平拉力的作用，牛腿承载力有所降低。由于水平拉力的

31、作用，牛腿承载力有所降低。有水平拉力作用的牛腿与没有水平拉力的牛腿的有水平拉力作用的牛腿与没有水平拉力的牛腿的破坏规律相似。破坏规律相似。第34页/共78页第三十五页，共78页。2、牛腿设计、牛腿设计(shj)确定截面尺寸确定截面尺寸承载力计算承载力计算配筋构造配筋构造确定截面尺寸确定截面尺寸牛腿的截面尺寸应根据牛腿的截面尺寸应根据(gnj)斜裂缝控制条件和构造要求确斜裂缝控制条件和构造要求确定。定。牛腿截面牛腿截面(jimin)宽度宽度b牛腿截面宽度牛腿截面宽度b：与排架柱宽度相同：与排架柱宽度相同牛腿截面高度牛腿截面高度h：？。：？。牛腿顶面长牛腿顶面长：e+B+C1（C1100mm）eB

32、C1牛腿外边缘高度牛腿外边缘高度h1：不应太小，否则将发生：不应太小，否则将发生剪切破坏，剪切破坏，h1不应小于不应小于h/3，且不应小于，且不应小于200mm。倾角倾角：不应太大，不应大于：不应太大，不应大于45（一般取（一般取45 ）h1第35页/共78页第三十六页，共78页。h1eBC1确定截面尺寸确定截面尺寸牛腿截面高度牛腿截面高度(god)h由斜裂缝控制要求决定。由斜裂缝控制要求决定。裂缝控制裂缝控制(kngzh)系数系数按荷载按荷载(hzi)标准组合计算的竖向力值、标准组合计算的竖向力值、水平拉力值水平拉力值竖向力作竖向力作用点至下用点至下柱边缘的柱边缘的水平距离水平距离 此外，此

33、外，牛腿加载板尺寸牛腿加载板尺寸不能过小，否则将导致加载板处局部承压能力不能过小，否则将导致加载板处局部承压能力不足。不足。 若局部受压验算不满足，可采取若局部受压验算不满足，可采取加大受压面积加大受压面积、提高混凝土强度等级提高混凝土强度等级、或、或设置钢筋网片设置钢筋网片等措施。等措施。第36页/共78页第三十七页，共78页。承载力计算承载力计算纵向纵向(zn xin)受拉钢受拉钢筋视为水平拉筋视为水平拉杆杆竖向力作用点至牛腿根竖向力作用点至牛腿根部部(n b)的斜向混凝的斜向混凝土视为斜压杆土视为斜压杆ABAB0.2（当（当a0.3h0时，取时，取0.3h0）azas第37页/共78页第

34、三十八页，共78页。配筋构造配筋构造纵向纵向(zn xin)受拉钢筋受拉钢筋级别级别(jbi)直径直径(zhjng)配筋率配筋率根数根数宜采用宜采用HRB335级或级或HRB400（RRB400）级）级不应小于不应小于12mm承受竖向力的纵筋配筋率不应小于承受竖向力的纵筋配筋率不应小于0.2%，也不宜，也不宜大于大于0.6%承受竖向力的纵筋不宜少于承受竖向力的纵筋不宜少于4根，承受水平拉力的根，承受水平拉力的水平锚筋不宜少于水平锚筋不宜少于2跟跟布置布置平行于牛腿顶面，直通至牛腿外边缘，再沿斜平行于牛腿顶面，直通至牛腿外边缘，再沿斜边下弯，不得作为弯起钢筋边下弯，不得作为弯起钢筋锚固锚固一端沿

35、牛腿下边缘下弯，伸入下柱内一端沿牛腿下边缘下弯，伸入下柱内150mm后截断；另后截断；另一端伸入柱内，并有足够的锚固长度一端伸入柱内，并有足够的锚固长度第38页/共78页第三十九页，共78页。箍箍 筋筋直径直径(zhjng)间距间距(jin j)配筋量配筋量设置设置(shzh)条件条件应取用应取用612mm100150mm上部上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面面积不应小于承范围内的水平箍筋总截面面积不应小于承受竖向力的水平纵筋截面面积的受竖向力的水平纵筋截面面积的1/2当当a/h00.3时，宜设置弯起钢筋时，宜设置弯起钢筋级别级别宜采用宜采用HRB335或或HRB400级级位置位置弯起钢筋与

36、竖向力作用点到牛腿下边缘连线的交弯起钢筋与竖向力作用点到牛腿下边缘连线的交点应位于该连线上部点应位于该连线上部1/61/2范围内范围内弯起钢筋弯起钢筋配筋量配筋量截面面积不应少于承受竖向力的水平纵筋截面面积截面面积不应少于承受竖向力的水平纵筋截面面积的的1/2，根数不少于，根数不少于2根根直径直径不宜小于不宜小于12mm第39页/共78页第四十页，共78页。地基地基(dj)上部荷载上部荷载 基基 础础 地地 基基排架柱排架柱-截面截面(jimin)(jimin)传来内力传来内力基础梁传来的基础梁自基础梁传来的基础梁自重及上部墙体重重及上部墙体重单层厂房柱下独立基础形式：单层厂房柱下独立基础形式

37、：按受力形式分按受力形式分轴心受压轴心受压偏心受压偏心受压按施工方法分按施工方法分预制基础预制基础现浇基础现浇基础按埋置深度分按埋置深度分浅埋基础浅埋基础深埋基础深埋基础一、概述一、概述第40页/共78页第四十一页，共78页。阶梯形基础阶梯形基础(jch)锥形基础锥形基础(jch) 单层厂房柱下独立基础常用形式单层厂房柱下独立基础常用形式(xngsh)是扩展基础，基础与预制柱连是扩展基础，基础与预制柱连接部分做成杯口，又称为杯形基础。根据剖面形状可分为阶梯形基础和锥形接部分做成杯口，又称为杯形基础。根据剖面形状可分为阶梯形基础和锥形基础。基础。 当基础埋置较深时，为不使预制柱过长和增加柱的种类

38、，常将基础上部高度增大，当基础埋置较深时，为不使预制柱过长和增加柱的种类，常将基础上部高度增大，形成形成短柱短柱，并将杯口升高，做成，并将杯口升高，做成高杯口基础高杯口基础。高杯口基础高杯口基础 柱下独立基础还有柱下独立基础还有预制板肋基础预制板肋基础、壳体基础壳体基础、倒圆台基础倒圆台基础、倒椭圆台基础倒椭圆台基础等。等。但一般不常用。当地基条件较差时，一般常采用但一般不常用。当地基条件较差时，一般常采用桩基础桩基础。第41页/共78页第四十二页，共78页。二、柱下扩展二、柱下扩展(kuzhn)基础的设计基础的设计确定(qudng)基础底面尺寸确定基础(jch)高度底板配筋计算构造处理及绘制

39、施工图确定基础底面尺寸 计算基地反力时假定计算基地反力时假定基础是绝对刚性基础是绝对刚性且且地基土反力线性分布地基土反力线性分布。 基础底面尺寸由基础底面尺寸由地基承载力地基承载力和和地基变形条件地基变形条件确定。确定。在在选定地基持力层选定地基持力层和和埋置深度埋置深度后，钢砼柱下独立基础的设计主要包括：后，钢砼柱下独立基础的设计主要包括： 一般单层工业厂房的柱下基础，一般单层工业厂房的柱下基础，一般不作地基变形验算一般不作地基变形验算。第42页/共78页第四十三页，共78页。lb柱柱l柱柱lbl变阶处变阶处变阶处变阶处第43页/共78页第四十四页，共78页。轴心(zhu xn)受压基础基底

40、基底(j d)反反力力偏心(pinxn)受压基础kkWkkkkkkNk+Gkhkpk,maxPk,min第44页/共78页第四十五页，共78页。WMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心(pinxn)受压基础当当eb/6时，时，pk，min0基底基底(j d)平均反平均反力力Pk,maxPk,min基底基底(j d)最大最大反力反力第45页/共78页第四十六页，共78页。WMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心(pinxn)受压基础blA eGNM)(bkbk6/2lbW )61 (kbkmin,kmax,kbeAGNpp当当e=b/6时，时，pk，min=0Pk,max基底基底

41、(j d)平均平均反力反力amaxk,2 . 1fp基底基底(j d)最大反最大反力力Pk,min=0第46页/共78页第四十七页，共78页。WMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心(pinxn)受压基础blA eGNM)(bkbk6/2lbW )61 (kbkmin,kmax,kbeAGNpp当当eb/6时，时，pk，min0 说明基底将产生拉应力说明基底将产生拉应力(yngl)(yngl)，但因，但因基础与地基接触面不可能受拉，因此这部基础与地基接触面不可能受拉，因此这部分基础底面与地基间是脱离的。分基础底面与地基间是脱离的。Pk,maxPk,maxNbk+Gk的实际的实际(shj

42、)作用点作用点a基底平均反力基底平均反力amaxk,2 . 1fp基底最大反力基底最大反力第47页/共78页第四十八页，共78页。确定基础(jch)底面尺寸Pk,maxPk,minPk,max3aPk,maxamin,kmax,kk2fppp基底基底(j d)平均平均反力反力amaxk,2 . 1fp基底基底(j d)最大最大反力反力先按轴心受压基础确定所需基础底面面积先按轴心受压基础确定所需基础底面面积A0；将面积将面积A0增大增大20%40%；考虑偏心距大小，初步选定长、短边尺寸；考虑偏心距大小，初步选定长、短边尺寸；验算上二式要求是否满足，如不满足，加大截面尺寸，直至满验算上二式要求是否

43、满足，如不满足，加大截面尺寸，直至满 足承载力要求。足承载力要求。偏心受压基础第48页/共78页第四十九页，共78页。确定(qudng)基础高度基础高度应满足构造基础高度应满足构造(guzo)要求和柱与基础交接处混凝土受冲切承载力的要求。要求和柱与基础交接处混凝土受冲切承载力的要求。构造构造(guzo)要求：要求：t杯壁厚度杯壁厚度a2基础边缘高度基础边缘高度h1柱插入深度柱插入深度a1杯底厚度杯底厚度hc柱截面高度柱截面高度h2基础上阶高度基础上阶高度h基础高度基础高度 锥形基础的边缘高度锥形基础的边缘高度a2不宜小于不宜小于300mm，阶梯型基础的每阶高度宜为阶梯型基础的每阶高度宜为300

44、500mm。a2也也不应小于不应小于a1。杯底厚度，杯底厚度，查表查表12-5柱插入深度，有柱插入深度，有3个要求：个要求：（1）表）表12-4（2）满足柱受力钢筋锚固要求和柱吊装时稳定性的要求）满足柱受力钢筋锚固要求和柱吊装时稳定性的要求（3）h10.05倍柱长倍柱长第49页/共78页第五十页，共78页。基础基础(jch)受冲切承载力验算：受冲切承载力验算： 基础高度基础高度(god)(god)（或变阶处高度（或变阶处高度(god)(god)）不够时，柱传给）不够时，柱传给基础的荷载将使基础发生冲切破坏。基础的荷载将使基础发生冲切破坏。 需对柱与基础需对柱与基础(jch)交接处及基础交接处及

45、基础(jch)变阶处的基础变阶处的基础(jch)高度进行验算。高度进行验算。沿柱边大致呈沿柱边大致呈4545方向的截面被拉脱方向的截面被拉脱冲切面冲切面第50页/共78页第五十一页，共78页。柱与基础交接处柱与基础交接处aaa基础变阶处基础变阶处aaa 为防止冲切破坏，须使冲切面为防止冲切破坏，须使冲切面(qimin)外的地基反力所产生的冲切外的地基反力所产生的冲切力力Fl小于冲切面小于冲切面(qimin)处混凝土的受冲切承载力。处混凝土的受冲切承载力。h0第51页/共78页第五十二页，共78页。?第52页/共78页第五十三页，共78页。冲切力冲切力Fl 扣除基础自重扣除基础自重及上土重后及上

46、土重后的地基的地基土单位面积上的土单位面积上的静静反力设计值反力设计值，对偏，对偏心受压基础可取最心受压基础可取最大地基土单位面积大地基土单位面积净反力设计值。净反力设计值。 冲切验算时取冲切验算时取用的部分基底面积用的部分基底面积（冲切面积，将基（冲切面积，将基地面积分为四部分，地面积分为四部分，取用取用最不利最不利一侧的一侧的面积。面积。aaa柱与基础柱与基础(jch)交接处交接处h第53页/共78页第五十四页，共78页。Al=？第54页/共78页第五十五页，共78页。Al=？第55页/共78页第五十六页，共78页。混凝土的受冲切力承载力混凝土的受冲切力承载力aaa：受冲切承载力截面高度影

47、响：受冲切承载力截面高度影响(yngxing)系数系数：混凝土抗拉强度：混凝土抗拉强度(kn l qin d)设设计值计值：截面：截面(jimin)有效高度，取两个方向有效高度，取两个方向截面截面(jimin)：冲切锥体最不利一侧的计算长度：冲切锥体最不利一侧的计算长度取冲切锥体上边长取冲切锥体上边长at和下边长和下边长ab的的平均值。平均值。左侧图中，左侧图中，at为柱短边尺寸（截面宽度），为柱短边尺寸（截面宽度），ab为柱短边尺寸为柱短边尺寸+2h0。柱与基础交接处柱与基础交接处h有效高度的平均值有效高度的平均值第56页/共78页第五十七页，共78页。基础变阶处基础变阶处aaa混凝土的受冲

48、切力承载力混凝土的受冲切力承载力hp：受冲切承载力截面高度影响：受冲切承载力截面高度影响(yngxing)系数系数tf：混凝土抗拉强度：混凝土抗拉强度(kn l qin d)设计值设计值0h左侧左侧(zu c)图中，图中，at为基础上阶宽，为基础上阶宽，ab为基础为基础上阶宽上阶宽+2h01。ma：冲切锥体最不利一侧的计算长度：冲切锥体最不利一侧的计算长度取冲切锥体上边长取冲切锥体上边长at和下边长和下边长ab的的平均值。平均值。2btmaaa有效高度的平均值有效高度的平均值：截面有效高度，取两个方向截面：截面有效高度，取两个方向截面第57页/共78页第五十八页，共78页。左侧左侧(zu c)

49、图中，图中，at为为 ，ab为为 。ma：冲切锥体：冲切锥体(zhu t)最不利一侧的计算最不利一侧的计算长度长度取冲切锥体取冲切锥体(zhu t)上边长上边长at和下边长和下边长ab的的平均值。平均值。lF左侧图中，左侧图中，Al为阴影部分面积为阴影部分面积 若基础地面线落在45线（即冲切破坏锥体）以内时，可不进行冲切验算。 设计时，一般先根据构造要求确定基础高度，然后按冲切验算，如不满足，则需增大基础高度重新验算，直至满足。第58页/共78页第五十九页，共78页。底板配筋计算(j sun) 在地基净反力设计值在地基净反力设计值ps的作用的作用下，基础下，基础(jch)将在两个方向均向将在两

50、个方向均向上弯曲。因此需在两个方向均配置上弯曲。因此需在两个方向均配置受力钢筋。受力钢筋。 配筋计算控制截面配筋计算控制截面(jimin)(jimin)一一般取柱与基础交接处或基础变阶般取柱与基础交接处或基础变阶处。处。第59页/共78页第六十页，共78页。 计算两个方向的弯矩时，把基础视计算两个方向的弯矩时，把基础视作固定在柱周边或变阶处的四面作固定在柱周边或变阶处的四面(smin)(smin)挑出的倒置的悬臂板。挑出的倒置的悬臂板。lb变阶处变阶处 计算弯矩时，为简化计算，将基计算弯矩时，为简化计算，将基础础(jch)(jch)底板划分为四块独立的悬底板划分为四块独立的悬臂板。臂板。柱柱h

51、0Ih0 短向的钢筋一般短向的钢筋一般(ybn)(ybn)置于长向钢筋置于长向钢筋的上面。的上面。第60页/共78页第六十一页，共78页。轴心(zhu xn)受压基础柱柱lb变阶处变阶处h0Ih0柱边第61页/共78页第六十二页，共78页。轴心(zhu xn)受压基础I0yII9 . 0hfMAs）（dhfMhfMAsI0y0y9 . 09 . 0变阶处lb变阶处变阶处h0Ih0第62页/共78页第六十三页，共78页。偏心(pinxn)受压基础I0yII9 . 0hfMAs任意任意(rny)截面的弯矩计算公式：截面的弯矩计算公式：I-I截面：取截面：取a=at柱边柱柱lb变阶处变阶处h0Ih0a第63页/共78页第六十四页，共78页。偏心(pinxn)受压基础任意任意(rny)截面的弯矩计算公式：截面的弯矩计算公式：-截面：取截面：取a=at，b=bt柱边柱柱lb变阶处变阶处h0Ih0ab第64页/共78页第六十五页，共78页。lb变阶处变阶处h0Ih0偏心(pinxn)受压基础)()(2(121I ,maxs,I ,maxs,21IlppppalaMss任意任意(rny)截面的弯矩计算公式：截面的弯矩计算公式：I0yII9 . 0hfMAsI-I截面：取截面：取a=at变阶处第65页/共78页第六十六页，共78页。lb变阶处变阶处