第13章单层厂房（2）

1、2. 柱顶有位移的情况（1）吊车竖向力作用下的内力计算（见附图）A.由于荷载不对称，柱顶将产生位移；将同时作用的 和 分 解成分别作用的两种情况，即： ；B.现讨论 （ 的情况同理）。显然， 且 ；C.由于两侧柱的截面尺寸、材料相同和刚度相同，所以当仅在柱顶 作用有集中力时各柱将承担该集中力的一半，即： ；D.将 平移至下柱轴线得： ； 中只有轴向力，由 可 查P.536附图10-3求得柱顶反力，即： ；E.综上所述可得： ；见附图。1（2）吊车横向水平刹车力作用下的内力计算（见下图） 注意到结构 对称、荷载反对称且假定横杆刚度无穷大，所以横杆无内力，直接按静定结构 计算，但应考虑左右两个方向

2、刹车的情况。（3）风荷载作用下的内力计算（见附图）A.分解各荷载，即： ；B.显然， ；现讨论 ；（ 的情况类似）；2C.由附图可知： 和 ；D.由 图查P.539附图10-8得图 ；又有关系： ；E.综上所述，得： ；F.对 图进行相同的讨论并加以迭加即可求得全部内力。G.在右风的作用下，将上述内力反向并交换两侧柱的内力即可。四.内力组合1.控制截面 ：为上柱底部； 如图所示。 ：为下柱顶部，即 牛腿顶部； ：下柱底部，即基 础顶部 。32.荷载组合（1）问题的提出 排架在恒载和活载作用下产生的内力可按上述方法分别计算（计算时按该荷载的最大值考虑）。但是有些荷载可能是同时作用的，有些荷载不可

3、能同时作用或者说同时作用时各荷载并不是最大值，应如何迭加。（2）荷载组合原则 无论如何迭加均应遵循如下原则A.恒荷载（产生的内力）+任一活载（产生的内力）；B.恒荷载（产生的内力）+0.85乘以任意两个或两个以上活荷载（产 生的内力）之和；3.内力组合（1）问题的提出 根据每一种荷载组合所求得的内力是不相同的4从而求得的钢筋用量也不相同，应寻找这种内力（组合），在其作用下所求得的钢筋用量最大，这种内力组合称为最不利组合。直接找到最不利组合较困难，但可缩小范围。（2）（可能的最不利）内力组合（原理见附图）A. 及相应的 ；（仅对 截面考虑剪力，下同）B. 及相应的 ； C. 及相应的 ；D. 及

4、相应的 ；（3）内力组合注意事项：A.每次组合均应有恒载；B.应按最不利组合目标寻找内力并进行组合；C.应注意“相应”的内力并进行组合；D.考虑“可能性“问题（如吊车竖向荷载与刹车力及方向，风向）。5五.单层厂房排架考虑整体空间作用的概念1.厂房整体工作的基本概念（见附图）（1）整体空间作用：排架与排架、排架与山墙之间相互关联的整 体作用称为整体空间作用；（2）排架与排架之间的相互关联：非直接受荷排架对直接受荷排 架横向位移的约束作用；（3）山墙与排架的相互关联：山墙对排架横向位移的约束作用；2.吊车荷载下厂房整体空间作用计算的概念（1）较为精确的计算方法：采用软件按空间结构计算；（2）近似计

5、算方法：引进考虑厂房整体空间作用分配系数，简称 空间作用系数m，其定义为： 6 显然有关系： ；其具体数值可查表13-7； 进一步有结论：m越小，空间作用越大； m越大，空间作用越小。 近似算法：将作用在横向排架上的水平力乘以空间作用系数，然后按平面排架求解内力。 推论：（1）由表13-7可知，一定条件下，空间作用系数主要与 厂房是否有山墙有关； （2）考虑空间作用时求得的内力小于未考虑空间作用 时求得的内力，因此按前者计算时应有依据。 7六.排架计算中的几个问题1.纵向柱距不等的排架内力分析-合并或抽柱法，见图13-46及13-47；2.排架的水平位移验算-吊车吨位较大时。13.3 单层厂房

6、柱一.柱的形式-见图13-51二.矩形、I字型柱的设计1.截面尺寸及外形构造尺寸（1）矩形截面柱（实腹柱）尺寸-见表13-8；（2）I字型截面柱尺寸-见图13-52。2.截面设计 求解内力及其组合，按偏心受压构件配筋，计算长度见表13-9。83.吊装、运输阶段的承载力和裂缝宽度验算 翻身吊装的计算见附图。 应注意的问题：（1）自重乘以1.5；（2）吊装承载力计算时，构件重要性等级可相应降低一级；（3）吊装时的混凝土强度应超过设计强度的70%及以上，并说明；（4）吊装及运输验算应按实际吊点布置情况进行；（5）变阶处配筋不足时可加配短直筋。4.构造要求 见书上说明。9三.牛腿 牛腿的作用：支撑吊车

7、梁等构件 牛腿的分类：如图，根据a的大小进行划分； 长牛腿（ ）按悬臂梁计算； 短牛腿（ ）下面专题研究。1.试验研究结果（短牛腿）（1）弹性阶段的应力分布 光弹性试验（或弹性力学有限元法）的结果如图13-56所示。（2）裂缝的出现与展开（见图13-57）（3）破坏形态 取决于 的比值，见图3-58。10（4）牛腿在竖向力和水平拉力同时作用下的受力情况 开裂荷载有所下降，但破坏形态基本相似。2.牛腿的设计（1）截面尺寸的确定 截面宽度与柱相同；截面高度应根据控制斜裂缝的要求确定，具体做法是：参考类似情况拟订高度，然后按公式13-17验算。（该公式及其符号见书上说明）（2）承载力计算和配筋构造1

8、）计算简图-两杆桁架：水平拉杆由牛腿内的纵向钢筋构成，斜杆 由混凝土构成；由结力可知，水平杆承受轴向拉力且沿长度处 处相同，故该钢筋不能弯起。112）纵向受拉钢筋的计算和构造 计算：根据图13-60，由平衡条件可推出公式13-20，此式即为求 解纵向受拉钢筋截面积的计算公式。 构造：主要是纵向钢筋不能弯起。3）水平箍筋和弯起钢筋的构造要求-见书上说明。1213.4 柱下独立基础0.问题的提出（见附图及说明）一.柱下独立基础的形式（见图13-62） 独立基础：一根柱下一个基础，简称“一柱一基”； 扩展基础：即将柱底扩大的基础； 基础分类：按受力形式分为轴心受压柱的柱下基础（简称轴心受 压基础）和偏心受压柱的柱下基础（简称偏心受压基 础）；按施工方法分为预制柱的柱下基础（见图13-62 （c）图）和现浇柱的柱下基础（见图13-62（a）图。 基础永远是现浇的。 13二.柱下扩展基础的设计1.按地基承载力确定基础底面尺寸（用全反力）