第二章单层工业厂房ppt课件

1、建筑结构设计第二章单层厂房构造设计主讲：马远荣构造类型和构造体系按构造资料混合构造钢构造钢筋混凝土构造按构造方式排架构造等高、不等高、锯齿形刚架构造两铰门架、三铰门架2等高排架不等高排架锯齿型排架构造类型和构造体系3单层排架构造组成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根底10连系梁11根底梁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4屋盖构造横向平面排架：横梁(屋架或屋面梁)、横向柱列包括根底纵向平面排架：连系梁、吊车梁、纵向柱列包括根底、柱间支撑围护构造：纵墙、山墙、墙梁、抗风柱、根底梁单层排架构造组成有檩体系：无檩体系：大型屋面板、屋架屋面

2、梁、屋盖支撑小型屋面板、檩条、屋架、屋盖支撑5排架荷载图横向平面排架荷载图横向排架主要承重构造。把竖向、横向程度荷载传给地基。 6排架荷载图纵向平面排架荷载图纵向排架保证构造的纵向稳定和刚度，接受纵向程度荷载， 并将其传给地基. 7荷载传送荷载分类竖向荷载横向程度荷载纵向程度荷载纵向排架横向排架屋面板屋面荷载屋架柱根底根底梁连系梁吊车梁天窗架吊车竖向荷载纵墙竖向荷载传送道路8荷载传送屋架柱根底纵墙天窗架吊车横向程度荷载横向风荷载横向地震作用屋面板吊车梁横向程度荷载传送道路经过横向排架9荷载传送屋盖及屋盖支撑柱根底抗风柱天窗架吊车纵向程度荷载纵向风荷载纵向地震作用天窗端壁吊车梁纵向程度荷载传送道

3、路经过纵向排架山墙10单层厂房构造布置平面布置柱网是承重柱的纵向和横向定位轴线所构成的网格。柱距应采用6米或6米的倍数；跨度在18米以下采用3米的倍数，在18米以上采用6米的倍数。1.柱网布置抗风柱柱距：宜采用1.5米的倍数112.变形缝设置伸缩缝横向伸缩缝普通采用双柱；纵向伸缩缝普通采用单柱。露天：70m 室内或土中：100m沉降缝普通不设。以下情况之一设：相邻部位高差很大； 相邻跨吊车起分量悬殊；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、立面布置复杂或构造高度、刚度相差很大时设置。单层厂房构造布置平面布置12支撑布置支撑的作用1使厂房构成整体骨架，保证厂房的空间骨架；2传

4、送程度荷载；3保证各构件的稳定性；4保证施工、安装的稳定和平安。13支撑的分类上弦横向程度支撑支撑布置屋盖支撑下弦横向程度支撑下弦纵向程度支撑 垂直支撑 纵向程度系杆 天窗架支撑 天窗架程度支撑 天窗架垂直支撑柱间支撑上柱柱间支撑下柱柱间支撑14 作用：加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柱。屋盖支撑上弦横向程度支撑位置：在厂房端部及温度区段两端的第一或第二柱间。 下弦横向程度支撑位置：温度区段两端。纵向程度支撑下弦作用：加强排架间的协同任务才干。位置：伸缩缝区段两端。作用：将下弦遭到的纵向程度力传至纵向柱顶。纵向程度支撑尽能够与横向程度支撑衔接成封锁程度支撑系统15位

5、置：伸缩缝区段两端。屋架垂直支撑屋盖支撑作用：保证屋架的平面外稳定和安装时的构造平安；将上弦平面内的程度荷载传送到下弦平面内。因此，垂直支撑宜与横向程度支撑布置在同一柱间内。程度系杆上弦程度系杆：保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的纵向稳定下弦程度系杆：防止屋架下弦的侧向颤抖 柔性系杆：只能接受拉力的系杆 刚性系杆：既能接受拉力也能接受压力的系杆屋架端部柱顶处和屋架上弦屋脊节点处作用：屋架上下弦的侧向支承点。普统统长设置天窗架支撑位置：天窗架两端，普通与屋架上弦横向程度支撑在同一柱间作用：保证天窗架上弦的侧向稳定，把天窗端壁上的程度风荷 载传送 给屋架。 1617柱间支撑作用：保证厂房纵向排架的刚度

6、和稳定；将 程度荷载传至根底。位置：横向程度支撑设置的柱间，伸缩缝区段中央或临近中央。 上部柱间支撑：接受山墙上的风载并保证厂房上部的纵向刚度和稳定； 下部柱间支撑：接受上部支撑传来的力和吊车梁传来的吊车纵向制动力， 并把它们传到根底。设置： P104 18围护构造布置抗风柱 作用：端墙遭到的风荷载：一部分(接近纵向柱列的区格)直接传到纵向柱列；另一部分那么下端经抗风柱直接传到根底，上端经过屋盖系统传到纵向柱列。资料：砖壁柱、钢筋混凝土柱衔接：与根底刚接，与下弦铰接或同时与上、下弦铰接。 抗风柱与屋架相连必需满两个条件：程度方向可靠衔接垂直方向允许有一定的相对位移1920围护构造布置圈梁 作用

7、：将墙体与排架柱、抗风柱等箍在一同，以加强厂房的整体刚度， 防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载的不利影响。 连系梁 作用：连系纵向柱列，加强纵向刚度并传送风荷载到纵向柱列； 接受其上部墙体的分量。过梁 作用： 接受门窗洞口上的墙体分量。 根底梁 作用：接受围护墙体的分量，并把它传给柱下单独根底。 留意构造，留100mm左右的间隙。21构件选型与截面尺寸确定屋盖构造构件 除根底和柱需根据各自的情况设计计算外，其他选用规范图集。屋面板无檩体系：预应力混凝土大型屋面板1.5mX6m)有檩体系：预应力混凝土槽瓦、波形大瓦等小型屋面板檩条：支承小型屋面板并将屋面荷载传给屋架屋架：主要承重构件，对保证厂

8、房的刚度起重要作用方式：屋面梁、两铰或三铰拱屋架、桁架式屋架天窗架：构成天窗以便采光和通风，同时接受风载托架：支承中间屋架2223构件选型与截面尺寸确定吊车梁 直接接受吊车起重、运转和制动时产生的各种往复挪动荷载，同时还有传送厂房纵向荷载、保证厂房纵向刚度等作用24构件选型与截面尺寸确定方式：单肢柱、双肢柱。尺寸：截面承载力、截面刚度两个条件决议柱25构件选型与截面尺寸确定根底类型：尺寸：根据基底反力和地基承载力由计算确定。根底高度和外形尺寸可根据工程阅历确定26排架构造内力分析纵向平面排架：空间计算模型：用于纵向抗震计算用来设计柱间支撑。普通根据阅历确定，不需进展纵向平面排架计算横向平面排架

9、：排架柱的内力 根底的内力柱的设计 根底的设计内容：确定计算简图、荷载计算、内力分析和内力组合。27排架构造计算单元计算单元的选取范围：由相邻柱距的中线截出的一个典型区段，图2.5.1。除吊车等挪动荷载以外，计算单元就是排架的负荷范围，或称从属面积。计算单元上的荷载由该单元内的横向排架承当。 28计算假定排架构造的计算简图1.柱下端与根底固接，固定端位于根底顶面2.柱上端与屋架(或屋面梁)铰接，只能传送轴力和程度剪力 3.横梁为轴向刚度很大的刚性连杆 计算简图:牛腿顶面至柱顶:根底顶面至牛腿顶面截面刚度取值柱的横向定位轴线：边柱外缘和墙内缘相重合29排架构造上的荷载150750恒载下计算简图恒

10、载30屋面活荷载屋面活载雪荷载积灰荷载取较大值，按程度投影面积计算Q1 (位置同G1)排架构造上的荷载31排架构造上的荷载风荷载 1柱以下墙面的程度风荷载按均布荷载计算 2柱顶以上风荷载可按作用于柱顶的程度集中力Fw计算。 程度集中力Fw：柱顶以上的高度内墙体迎风面、背风面的风荷载 屋面风荷载的程度分力思索左吹风和右吹风两种情况 32排架构造上的荷载吊车荷载竖向荷载横向程度荷载纵向程度荷载最大轮压与最小轮压当小车吊有额定起分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:轻级(A1A3)、中级(A4、A5)、重级(A6、A7)和特重级(A8)四

11、个载荷形状。33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：吊车竖向荷载规范值排架构造上的荷载对下柱都是偏心压力，应换成轴心压力和力矩 计算吊车竖向荷载时，单跨厂房，参与组合的吊车台数不宜多于2台；多跨厂房，参与组合的吊车台数不宜多于4台； 。34排架构造上的荷载吊车横向程度荷载由小车吊有重物刹车时引起的惯性力产生传力过程：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：横向横向制动系数每个轮子上的横向程度制动力四轮桥式吊车：同样，利用影响线可以确定柱子遭到的程度力计算吊车横向程度荷载时，不论是单跨还是多跨，参与组合的吊车台数不宜多于2台。 。3536吊车纵

12、向程度荷载按一侧一切制动轮最大轮压之和的10%确定：由大车行驶中刹车引起的惯性力产生作用位置：轨道顶面作用方向：纵向 无柱间支撑：由伸缩缝区段内一切柱共同承当，按各柱纵 向的抗侧刚度分配。 有柱间支撑：由柱间支撑承当 排架构造上的荷载计算吊车纵向程度荷载时，不论是单跨还是多跨，参与组合的吊车台数不宜多于2台。37活载下计算简图排架构造上的荷载38排架内力分析的目的： 求排架构造在各种荷载作用下柱各截面的弯矩和剪力，而只需求得排架柱顶剪力，问题就变为静定悬臂柱的内力计算。柱顶剪力的根本方法：力法:先求横梁内力，再求柱顶剪力剪力分配法：直接求柱顶剪力只适宜等高排架排架构造内力分析39单阶一次超静定

13、柱在恣意荷载作用下的柱顶反力等高排架内力分析载常数形常数单阶变截面柱的柱顶位移系数单阶变截面柱的柱顶反力系数40剪力分配法柱顶作用集中荷载F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。等高排架内力分析当排架构造柱顶作用程度集中力时，各柱的剪力按抗剪刚度与抗剪刚度之和的比例关系进展分配41恣意荷载作用等高排架内力分析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，按抗剪刚度分配，求出内力；将上述两种情况的内力叠加。42排架构造思索整体空间作用的计算排架与排架、排架与山墙之间的相互制约作用，称为厂房的整体空间作用。影响要素：屋盖刚度、山墙刚度、山

14、墙间距、荷载类型43排架构造思索整体空间作用的计算空间作用分配系数思索空间作用时，直接受荷排架的柱顶位移按平面排架计算时的柱顶位移44在柱顶加上不动铰支座，利用图表求出内力和支座反力；将支座反力乘上空间分配系数u，反向作用于柱顶，按抗剪刚度分配，求出内力；将上述两种情况的内力叠加。排架构造思索整体空间作用的计算思索厂房的整体空间作用时，上柱内力将增大，下柱内力将减小45排架柱的内力组合柱的控制截面IIIIIIIIIIII荷载组合恒载活载上柱：上柱底面II截面下柱：牛腿面IIII截面 柱底面IIIIII截面46排架柱的内力组合内力组合工程对控制载面思索四种最不利内力组合： + Mmax及相应的N

15、、V _Mmax及相应的N、V Nmax及相应的+ Mmax或_Mmax，V Nmin及相应的+ Mmax或_Mmax，V大偏压：M一样，N越小配筋越多；小偏压：M一样，N越大配筋越多；N一样，M越大配筋越多N一样，M越大配筋越多钢筋砼NM曲线*47排架柱的内力组合本卷须知每一项组合必需包括恒荷载产生的内力；从荷载产生的角度来看“有T必有D，有D不一定有T 从荷载组合角度“有Tmax必有Dmax或Dmin， 有Dmax或Dmin也要有TmaxD，T，风载都有左、右之分，组合时选取一种多台吊车参与组合时，其内力乘以荷载折减系数48柱的设计配筋计算对称配筋的偏心受压构件计算弯矩平面内轴心受压构件验

16、算弯矩平面外纵向受力钢筋：箍筋：构造配置构造要求49牛腿的设计长牛腿短牛腿实验研讨应力分布牛腿上部主拉应力迹线根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。50裂痕开展当到达极限值的20-40%，出现垂直裂痕；在极限荷载的40-60%，出现第一条斜裂痕；破坏形状剪切破坏斜压破坏弯压破坏牛腿的设计斜压破坏51截面尺寸截面设计截面尺寸、截面配筋、构造截面高度根据斜截面抗裂，按下式确定：牛腿的设计作用在牛腿顶部的竖向力规范组合值；作用在牛腿顶部的程度力规范组合值；裂痕控制系数，需作疲劳验算的牛腿取0.65，其他0.8；b 牛腿宽度，同柱宽；a 思索安装偏向20mm，当a0取a