单层厂房结构设计

dd1第2章单层厂房房结构设计2.1单层厂房的结结构类型与结结构体系2.2排架结构分析析2.3排架柱设计2.4柱下独立基础础设计2.5屋面构件2.6吊车梁设计要要点2.1结构类型和结结构体系单层厂房依据据其跨度、高高度和吊车起起重量等因素素的不同可采采用混合结构构、钢筋混凝凝土结构和钢钢结构。1、混合结构：由砖柱、屋架架（钢筋混凝凝土屋架或木木屋架或轻钢钢屋架）屋面面梁、基础组组成。适用于无吊车车或吊车吨位位不超过5t，且跨度在15m以内，柱顶标标高在8m以下，无特殊殊工艺要求的的小型厂房。。2、混凝土结构：：由混凝土柱、、钢筋混凝土土屋架或轻钢钢屋架、基础础组成。适用用于跨度在36m以内，柱顶或或者檐口标高高在20m以下，起重量量200t以下中型厂房房。3、钢结构：当吊车吨位在在150t（中级载荷状状态）以上，，或跨度大干干36m的大型厂房，，或有特殊工工艺要求的厂厂房(如设有10t以上锻锤的车车间以及高温温车间的特殊殊部位等)，一般采用钢钢屋架、钢筋筋混凝土柱或或全钢结构。。从结构型式上上分为刚架和和排架。1、排架：柱与与屋架铰接，，与基础刚接接。结构传力力明确，构造造简单，施工工亦较方便。。常用于吊车吨吨位10t以下，跨度16~24m，高度6~10m。锯齿型排架等高排架不等高排架2、刚架：柱与与屋架（横梁梁）刚接，与与基础铰接。。优点：梁柱合合一，结构轻轻巧。缺点：刚度差差，易产生跨跨变，施工麻麻烦。应用：吊车吨吨位10t以下，跨度18m以下，檐口高高度10m以下。2.2结构组成及荷荷载传递2.2.1结构组成屋盖结构、横横向平面排架架、纵向平面面排架、吊车车梁、支撑、、基础、围护护系统。71）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）基础10）连系梁11）基础梁12）天窗架垂直直支撑13）屋架下弦横横向支撑14）屋架垂直支支撑15）柱间支撑无檩体系：由由屋面板、天天沟板、天窗窗架、屋架、、托架、及屋屋盖支撑组成成。刚度大。1.屋盖结构屋盖结构可分分有檩体系和和无檩体系两两种。有檩体系：由由小型屋面板板、檩条及屋屋盖支撑组成成。刚度小。2.纵、横向平面面排架横向平面排架架：包括横梁梁(屋架)、柱及基础横向平面排架架纵向平面排架架：包括纵向向柱列、基础础、连系梁、、吊车架、柱柱间支撑纵向平面排架架1—下部柱间支撑撑；2—上部柱间支撑撑；3—柱顶系杆；4—吊车梁；5—柱3142252围护结构：包包括纵墙、山山墙、墙梁、、抗风柱、基基础梁承受的荷载：：主要是墙体体和构件的自自重以及作用用在墙面上的的风荷载等。。2.2.2荷载传递横向排架是主主要的承重结结构，屋架、、排架柱和基基础是主要的的承重构件。。吊车竖向荷载屋面荷载吊车梁屋面板檩条墙体荷载竖向荷载排架柱屋架或屋面梁吊车横向水平荷载吊车梁吊车纵向水平荷载柱间支撑纵墙风荷载纵墙墙梁山墙风荷载山墙墙梁抗风柱水平荷载屋盖结构柱间支撑基础地基墙梁墙梁墙梁单层厂房荷载载传递路线示示意图2.3结构布置柱网布置变形缝单厂支撑抗风柱圈梁、联系梁梁、过梁、基基础梁基础14一、柱网布置置2.1.3单层排架结构构布置厂房承重柱(或承重墙)的定位轴线，，在平面上排排列所形成的的网格，称为为柱网。柱网是竖向承承重构件纵横横向定位轴线线所形成的网网格。厂房跨度在18m及以下时，应应采用扩大模模数30M数列，即9m、12m、15m和18m；在18m以上时，应采采用扩大模数数60M数列，即24m、30m、36m等。当跨度在在18m以上，工艺布布置有明显优优越性时，也也可采用扩大大模数30M数列，即21m、27M和33m等跨度。＜18m30M数列

30M数列60M数列15M数列＞18m60M数列60M数列柱网与定位轴线示意图15M数列15M数列15M数列15M数列60M数列60M数列60M数列60M数列60M数列60M数列60M数列60M数列16二、定位轴线线墙、边柱与纵纵向定位轴线线的关系：D柱距6米、无吊车或或边柱外缘和墙墙内缘与轴线线重合，称封封闭结合。柱距6米、边柱外缘和墙内缘与轴线之间加联系尺寸D=125，称非封闭结合。柱距12米、或联系尺寸D=250、500。17中柱与纵向定定位轴线的关关系：等高跨上柱中心线与与纵向轴线重重合h/2h/2单柱高低跨双柱高跨高跨A=D高跨A=B+C高跨A=B+C+DA=DCBA=B+CCBA=B+C+DD18三、变形缝设设置伸缩缝横向伸缩缝一一般采用双柱柱；纵向伸缩缩缝一般采用用单柱。抗震缝当厂房平、立立面布置复杂杂或结构高度度、刚度相差差很大时设置置。缝宽：高高度不超过15m可采用70mm；超过15m时，7度下每增高5m，加宽20mm。减少厂房温度度应力的影响响而设。上部结构断开开，下部结构构不断开。伸缩缝的最大大间距：排架架结构：100m（室内或者土土中），70m（露天）；缝缝宽不小于50mm。19沉降缝一般不设。下下列情况之一一设：相邻部位高差差很大，超过过10m；相邻跨吊车起起重量悬殊；；下卧土层有很很大变化；各部分施工时时间相差很长长。上、下部结构构都要断开。。特别注意：伸伸缩缝和抗震震缝的基础可可以不分开，，但沉降缝的的基础处必须须断开。沉降降缝、伸缩缝缝的设置必须须符合抗震缝缝的要求。20四、厂房的剖剖面布置高度自室内地面至至柱顶的高度度应为300的倍数；自室内地面至至牛腿的高度度应为300的倍数；自室内地面至至吊车轨道的的标志高度应应为600的倍数。净空要求屋架下弦与吊车架外轮廓线的距离；吊车架外缘与内缘的间距轨道中心线与纵向轴线的距离净空21五、支撑布置置柱间支撑作用：保证厂厂房纵向排架架的刚度和稳稳定；将水平平荷载传至基基础。位置：伸缩缝缝区段中央或或临近中央。。位置：伸缩缝区段两端。屋架垂直支撑及水平系杆作用：增加屋架的侧向稳定，防止上下弦杆的侧向颤动。上弦横向水平平支撑是由交交叉角钢和屋屋架组成的水水平桁架，布布置在温度区区段的两端，，其作用是加强强屋盖结构纵纵向水平面内内的刚性，保保证屋架上弦弦杆在平面外外的稳定。还还可将山墙抗抗风柱所承受受的纵向水平平力传到纵向向柱列上去。。（1）上弦横向水水平支撑具有以下情况况之一时，应应设上弦横向向水平支撑：：（1）跨度度较大大的无檩体系系屋盖，当屋屋面板与屋架架连接点的焊焊接质量不能能保证，且山山墙抗风柱与与屋架上弦连连接时；（2）厂房设有天天窗，当天窗窗遇到厂房端端部的第二柱柱间或通过伸伸缩缝时，由由于天窗区段段内没有屋面面板，屋盖纵纵向水平刚度度不足，屋架架上弦侧向稳稳定性较差，，应在第一或或第二柱间的的天窗范围内内设置上弦水水平支撑，并并在天窗范围围内沿纵向设设置一至三道道受压的纵向向水平系杆；；（3）在钢屋架屋屋盖系统中，，上弦横向水水平支撑的间间距以不超过过60m为宜。屋架上弦横向向水平支撑1—上弦横向支撑撑；2—屋架上弦；3—刚性系杆伸缩缝区段伸缩缝区段21第一柱间第二柱间第二柱间第一柱间第一柱间21331212（2）下弦横向水平平支撑下弦横向水平平支撑是由交交叉角钢和屋屋架下弦组成成的水平桁架架，布置在温温度区段的两两端。下弦横向与与纵向水平平支撑1—下弦横向水水平支撑；；2—屋架下弦；；3—垂直支撑；；4—水平系杆；；5—下弦纵向水水平支撑；；6—托架213第一柱间伸缩缝区段伸缩缝区段21445121256第一柱间第一柱间具有以下情情况之一时时，应设下下弦横向水水平支撑：：1）当抗风柱柱与屋架下下弦连接，，纵向水平平力通过屋屋架下弦传传递时；2）厂房内有有较大的振振动源，如如设有硬构构桥式吊车车或5t级以上的锻锻锤时；3）有纵向运运行的悬挂挂吊车（或或电葫芦）），且吊点点设置在屋屋架下弦时时，这时可可在悬挂吊吊车的轨道道尽端柱间间设置下弦弦横向水平平支撑；4）钢结构屋屋盖在一般般情况下都都应设置下下弦横向水水平支撑；；只是当厂厂房跨度较较小（如小小于或等于于18m），且没有有悬挂吊车车，厂房无无较大振动动源时，可可以不设。。（3）纵向水平支支撑纵向水平支支撑一般是是由交叉角角钢等钢杆杆件和屋架架下弦第一一节间组成成的水平桁桁架。213第一柱间伸缩缝区段伸缩缝区段21445121256第一柱间第一柱间下弦横向与与纵向水平平支撑1—下弦横向水水平支撑；；2—屋架下弦；；3—垂直支撑；；4—水平系杆；；5—下弦纵向水水平支撑；；6—托架纵向水平支支撑作用（（5）：加强屋盖结结构在横向向水平面内内的刚性。。在屋盖设设有托架时时，还可以以保证托架架上弦的侧侧向稳定，，并将托架架区域内的的横向水平平风力有效效地传到相相邻柱子上上去。213第一柱间伸缩缝区段伸缩缝区段21445121256第一柱间第一柱间当具有以下下情况之一一时，应设设置纵向水水平支撑：：1）厂房内设设有托架时时：该支撑撑布置在托托架所在的的柱间，并并向两端各各延伸一个个柱间；2）厂房内设设有软钩桥桥式吊车，，但厂房高高大，吊车车吨位较重重时（如单单跨厂房柱柱高15~18m以上，中级级工作制吊吊车30t以上时）。。这时，等等高多跨厂厂房一般可可沿边列柱柱的屋架下下弦端部各各布置一道道通长的纵纵向支撑；；跨度较小小的单跨厂厂房可沿下下弦中部布布置一道通通长的纵向向支撑；3）厂房内设设有硬钩桥桥式吊车或或5t级以上的锻锻锤时。这这时可沿边边柱列设置置纵向水平平支撑。当当吊车吨位位大或对厂厂房刚度有有特殊要求求时，可沿沿中间柱列列适当增设设纵向水平平支撑；4）当厂房已已设有下弦弦横向水平平支撑时，，则纵向水水平支撑应应尽可能与与横向水平平支撑连接接，以形成成封闭的水水平支撑系系统。（4）垂直支撑撑和水平系系杆垂直支撑:由角钢与屋屋架直腹杆杆组成＞3000600060006000＜3000＞30006000（a）（b）（c）（d）屋盖垂直支撑型式＜300012屋架垂直支撑1—支座垂直支撑；2—跨中垂直支撑1垂直支撑作作用：使屋面传来来的纵向水水平力能可可靠地传到到柱顶。保证屋架平平面外稳定定。屋架垂直支支撑和水平平系杆布置置1—屋架；；2—端部垂垂直支支撑；；3—跨中垂垂直支支撑；；4—刚性系系杆；；5—柔性系系杆；；6—系杆伸缩缝区段224伸缩缝区段1116321133322345566226662（1）当屋屋架端端部高高度（（外包包尺寸寸）大大于1.2m时，为为了使使屋面面传来来的纵纵向水水平力力能可可靠地地传到到柱顶顶以及及施工工时的的平面面外稳稳定，，应在在屋架架两端端各设设一道道垂直直支撑撑；（2）屋架架跨中中的垂垂直支支撑，，可按按下表表的规规定设设置；；厂房跨度L（m）L=12~1818＜L≤2424＜L≤3030＜L≤36不设端部垂直支撑设端部垂直支撑不设端部垂直支撑设端部垂直支撑屋架跨中垂直支撑设置要求不设一道两道一道三道两道（３））天窗窗架的的垂直直支撑撑一般般在两两侧柱柱处设设置，，当天天窗宽宽度大大于12m时，还还应在在中央央设置置一道道，沿沿房屋屋的纵纵向，，屋架架的垂垂直支支撑与与上、、下弦弦横向向水平平支撑撑宜布布置在在同一一柱间间。注：布布置两两道时时，宜宜在跨跨度三三分之之一附附近或或天窗窗架侧侧柱处处设置置；布布置三三道时时，宜宜在跨跨度四四分之之一附附近和和跨度度中间间处设设置。。屋架垂垂直支支撑布布置系杆的作用用是充当屋屋架上下弦弦的侧向支支承点。系杆一般通通长设置，，一端最终终连接于垂垂直支撑或或上下弦横横向水平支支撑的节点点上。系杆杆分为柔性性系杆、刚刚性系杆。。伸缩缝区段224伸缩缝区段1116321133322345566226662系杆可按下下列规定设设置：（1）在屋架上上弦平面内内，大型屋屋面板的肋肋、檩条起起到系杆的的作用。在在进行屋盖盖结构安装装，屋面板板就位以前前，在屋脊及屋屋架两端设设置系杆能能保证屋架架上弦有较较好的平面面外刚度。。在有天窗时时，由于在在天窗范围围内没有屋屋面板或檩檩条，在屋屋脊节点处处设置系杆杆对于保证证屋架的稳稳定有重要要作用；（2）在屋架下下弦平面内内，由于没没有屋面板板或檩条，，一般应在在跨中或跨跨中附近设设置柔性系系杆，此外外，还要在在两端设置置刚性系杆杆；（3）当设置屋屋架跨度中中部的垂直直支撑时，，一般沿每每一垂直支支撑的垂直直平面内设设置通长的的上下弦系系杆，屋脊脊和上弦结结点处需设设置上弦受受压系杆，，下弦节点点处可设置置下弦受拉拉系杆；当当设置屋架架端部垂直直支撑时，，一般在该该支撑沿垂垂直面内设设置通长的的刚性系杆杆；（4）当设置下下弦横向水水平支撑或或纵向水平平支撑时，，均应设置置相应的下下弦受压系系杆，以形形成水平桁桁架；（5）天窗侧柱柱处应设置置柔性系杆杆；（6）当屋架横横向水平支支撑设置在在端部第二二柱间时，，第一柱间间所有系杆杆均应该是是刚性系杆杆。屋架垂直支支撑和水平平系杆布置置1—屋架；2—端部垂直支支撑；3—跨中垂直支支撑；4—刚性系杆；；5—柔性系杆；；6—系杆伸缩缝区段224伸缩缝区段1116321133322345566226662（5）天窗架支撑撑天窗架支撑撑有天窗上上弦水平支支撑和天窗窗架间的垂垂直支撑两两种（如图图）。作用：保证证天窗架上上弦侧向稳稳定和天窗窗架整体稳稳定。天窗支撑布置1—天窗上弦水平支撑；2—天窗端部垂直支撑；3—屋架；4—刚性系杆；5—柔性系杆11221245533天窗架上弦弦水平支撑撑布置：当当屋盖为有有懔体系或或虽为无檩檩体系但大大型屋面板板与屋架的的连接不能能起整体作作用，应将将上弦水平平支撑布置置在天窗端端部的第一一柱距内。。天窗架的垂垂直支撑布布置：天窗架的垂垂直支撑应应与屋架上上弦水平支支撑布置在在同一柱距距内（在天天窗端部第第一柱距内内），一般般在天窗两两侧设置，，当天窗宽宽度大于12m时，还应在在中央设置置一道（图图a）。为了不不妨碍天窗窗开启，也也可设置在在天窗斜杆杆平面内（（图b）。通风天天窗设置档档风板时，，在天窗端端部的第一一柱距内应应设置挡风风板柱的垂垂直支撑。。天窗垂直支支撑1—天窗上弦水水平支撑；；2—天窗端部垂垂直支撑；；3—挡风板立柱柱垂直支撑撑；4—连系杆12312l246000600060006000(a)(b)A—AAA（6）.柱间支撑柱间支撑交交叉形钢杆杆件（型钢钢或钢管））组成。。柱间支撑的的形式一般般分为六类类柱间支撑形形式1—十字交叉形形支撑；2—空腹门形支支撑；3—实空腹门形形支撑；4—八字形支撑撑；5—斜柱型支撑撑；6—人字形支撑撑lllh1h1h1h2h2h2h3h311123456通常宜采用用十字交叉叉形支撑交交叉杆件的的倾角为350~550之间。在特特殊情况下下可以来用用其它形式式的支撑。。当l／h＞2时采用人字形支撑撑，l／h＞2.5时采用八字形支撑撑，l为柱距，h为垂直支撑撑的竖向分分隔高度（（图）；当当柱距为12m，且h2较小时，采采用斜柱式式支撑比较较合理。柱间支撑是是纵向平面面排架中最主要的抗抗侧力构件件，其作用用是承受纵纵向水平荷荷载和提高高纵向刚度度。柱间支撑当单层厂房房属下列情情况之一时时，应设置置柱间撑：：1)设有重级工工作制吊车车，或中、、轻工作制制吊车起重重量在10t及10t上时；2)厂房跨度在在18m及18m以上，或柱柱高＞8m时；3)纵向柱的总总数每排在在7根以下时4)设有3t及3t以上的悬挂挂吊车时；；5)露天吊车栈栈桥的的柱柱列；柱间支撑的的设置方式式如图所示示。柱间支撑1—下部柱间支支撑；2—上部柱间支支撑；3—柱顶系杆；；4—吊车梁；5—柱3142252六、围护结构布布置1.抗风柱厂房的围护护结构包括括：屋面板板、墙体、、抗风柱、、圈梁、连连系梁、过过梁、基础础梁等构件件。使墙面受到到的风荷载载一部分(靠近纵向柱柱列的区格格)直接传至纵纵向柱列，，另一部分分则经抗风风柱下端直直接传至基基础，上端端通过屋盖盖系统传至至纵向柱列列。抗风柱及其其连接抗风柱与屋屋架相连必必须满足两两个条件：：水平方向可靠连接垂直方向允许有一定的相对位移抗风柱的的柱脚一一般采用用插入基基础杯口口的固接接方式，，与屋架架铰接。。2.圈梁、连连系梁、、过梁和和基础梁梁的布置置圈梁：加加强厂房房的整体体刚度，，以防止止地基不不均匀沉沉降对建建筑物的的危害。。对无桥式式吊车的的厂房，，当墙厚厚＜240mm，檐口标标高为5~8m时，应应在檐檐口附近近布置一一道。当当檐口高高度大于于8m时宜增设设一道。。对有桥桥式吊车车或较大大振动设设备的厂厂房，除除在檐口口或窗顶顶布置圈圈梁外，，宜在吊吊车梁标标高处或或其它适适当位置置增设一一道；外外墙高度度大于15m时还应适适当增设设。圈梁宜连连续地设设在同一一水平面面上，并并形成封封闭状；；当圈梁梁被门窗窗洞口截截断时，，应在洞洞口上部部增设相相同截面面的附加加圈梁。。圈梁的搭接长度l≥2h且≥1000l≥2h且≥1000h圈梁的构构造要求求：圈梁的截截面宽度度宜与墙墙厚相同同，当墙墙厚h＞240mm时，圈梁梁的宽度度不宜小小于2h／3。圈梁高高度应为为砌体每每皮厚度度的倍数数，且不不小于120mm。圈梁的的纵向钢钢筋不宜宜小于4φ10，钢筋的的搭接长长度为1.2la(la为钢筋锚锚固长度度)，箍筋间间距不大大于300mm。当圈梁梁兼作过过梁时，，过梁部部分配筋筋应增加加按过梁梁计算确确定的钢钢筋数量量。圈梁可采采用现浇浇或预制制装配现现浇接头头方式。。混凝土土强度等等级，现现浇的不不宜低于于C15,预制的不不宜低于于C20。连系梁：：连系梁的的作用是是连系纵纵向柱列列，以增增强厂房房的纵向向刚度并并传递风风荷载到到纵向柱柱列；此外，连连系梁还还承受其其上部的的墙体的的重量。。连系梁梁通常是是预制的的，两端端搁置在在柱牛腿腿上，其其连接可可采用螺螺栓连接接或焊接接连接。。过梁：在砌体中中(围护结构构)承担洞口口上的荷荷载。在进行厂厂房结构构布置时时，应尽尽可能将将圈梁、、连系梁梁和过梁梁结合起起来,使一个构构件起到到两个或或三个构构件的作作用，以以节约材材料，简简化施工工。482.2.1分析模型一、计算单元

从整体结构中选取有代表性的一部分作为计算的对象，该部分称为计算单元。单层工业业厂房是是由纵横横向排架架组成的的空间结结构。为为方便，，可简化化为纵、、横向平平面排架架分别进进行分析析。除进进行抗震震和温度度应力分分析，纵纵向排架架一般不不计算。。二、结构简图柱子下端固接于基础顶面，横梁与柱铰接；横梁为没有轴向变形的刚杆。2.2排架结构构分析ABuHHAB计算单元1234549三、荷载载计算恒载屋盖自重重上柱自重重下柱自重重吊车梁及及轨道自自重活载屋面活载载吊车荷载载形式、大大小、作作用位置置、方向向。风荷载雪荷载或或积灰荷荷载悬墙自重重50150750恒载下计算简图恒载下轴力图恒载51风向风载屋面可变变荷载屋面活载载屋面雪荷荷载屋面积灰灰荷载52吊车荷载载竖向荷载载横向水平平荷载纵向水平平荷载最大轮压与最小轮压当小车吊有额定起重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桥式吊车车按照使使用的频频繁程度度分为轻轻级(A1~A3)、中级(A4、A5)、重级(A6、A7)和特重级级(A8)四个载荷荷状态。。53最大轮压压与最小小轮压最大轮压压可可从从产品目目录中查查得；最最小轮压压可可由下下式确定定：吊车竖向荷载标准值如果两台吊车相同，则xP2maxP1maxP1maxP2maxK1K2y2y3y4y1=1B1B254吊车横向向水平荷荷载标准准值（小车吊吊有重物物刹车时时引起的的惯性力力）传力过程程：小车车惯性力力大车吊车梁排架柱作用位置置：吊车车梁顶面面作用方向向：垂直直轨道——横向制动系数。每个轮子上的横向水平制动力：如果吊车相同，同样，利用影响线可以确定柱子受到的水平力55活载下计计算简图图56吊车纵向向水平荷荷载标准准值按一侧所所有制动动轮最大大轮压之之和的10%确定：（大车行行驶中刹刹车引起起的惯性性力）作用位置置：轨道道顶面作用方向向：沿轨轨道方向向多台吊车的组合系数2台轻、中级重、特重级4台轻、中级重、特重级3台轻、中级重、特重级对于一层层吊车厂厂房：水水平荷载载最多考考虑2台；多跨跨时，竖竖向荷载载最多考考虑4台。572.2.2等高排架架的内力力计算一、柱的的抗侧刚刚度设柱顶作作用一单单位力发发生的位位移为，代表柱顶顶发生单单位侧向向位移时时柱内的的剪力，，定义为为柱的抗抗侧（推推）刚度度，用D表示。与、有关。58二、剪力分配配法柱顶作用集中中荷载由平衡条件：由物理条件：由几何条件：可求得：称为柱i的剪力分配系数。59任意荷载作用用在柱顶加上不不动铰支座，，利用图表求求出内力和支支座反力；将支座反力反反向作用于柱柱顶，求出内内力；将上述两种情情况的内力叠叠加。602.2.3水平位移计算算为了保证吊车车的正常运行行，需要控制制厂房的水平平位移。正常使用极限限状态，考虑虑一台最大吊吊车的横向水水平荷载作用用，吊车梁顶顶处的水平位位移应应满足足：且（轻、中级工工作制）（重、特重级级工作制）ABHK当时可不验算相相对位移。612.3排架柱设计2.3.1荷载组合1.2×恒荷载标准值值+1.4×1项活荷载标准准值（对于单层排排架结构，可可以采用简化化组合）可变荷载效应应控制1.2×恒荷载标准值值+1.4××0.90×(2项或2项以上活荷载载标准值）永久荷载效应控制1.35×恒荷载标准值+1.4×所有活荷载的组合值IIIIIIIIIIII2.3.2内力组合一、控制截面构件设计时一般选取若干个可靠度较低因而对整个构件起控制作用的截面进行设计，这些截面称为控制截面。62二、组合内容容¢最大弯矩及相相应的轴力和和剪力；¢最大轴力相应应的弯矩和剪剪力；¢最小轴力及相相应的弯矩和和剪力。三、注意事项每一项组合必须包括恒荷载产生的内力；有T必有D，有D可以没有T；组合最大轴力和最小轴力时，轴力为零的项应考虑进去。钢筋砼N~M曲线**632.3.3混凝土柱截面面设计平腹杆斜腹杆宜用矩形柱；；工字形宜用双肢柱。。一、截面形式式宜用工字形柱柱；或矩形柱；从刚度要求出出发，需满足足表2-3的要求。64二、截面配筋筋取最不利内力力组合，按偏偏压构件设计计。偏压构件的承承载力计算需需用到计算长长度。，相应的计算算长度为。对两端为不动动铰支座的构构件，其临界界荷载为：对于其它支承承的构件，将将其换算为具具有与两端铰铰支座相同临临界荷载的受压构构件，即65根据杆系稳定定理论：对于双跨排架架，偏于安全，规规范分别取和。无吊车荷载HH对于等高等截截面单跨排架架，66有吊车荷载考虑房屋的空空间作用，即即不仅考虑同同一排架内各各柱参加工作作；而且还考考虑相邻排架架的协同工作作。因此，可可将上端近似似简化为不动动铰支座。HuHHl当，时，。规范分别取和。变截面上段：：变截面下段：：，67三、吊装验算算¢验算内容：承载力和裂裂缝宽度；¢荷载：自重，考虑虑动力系数1.5；¢安全等级：降一级，乘乘系数0.9。四、构造如果不满足，，增加吊点或或调整配筋。。682.3.4牛腿设计长牛腿短牛腿一、试验研究究应力分布¢牛腿上部主拉拉应力迹线基基本上与牛腿腿边缘平行；；¢牛腿下部主压压应力迹线大大致与ab连线平行；¢牛腿中、下部部主拉应力迹迹线是倾斜的的。69裂缝开展¢当达到极限值值的20~40%，出现垂直裂裂缝①；¢在极限荷载的的40~60%，出现第一条条斜裂缝②；¢约极限荷载的的80%，突然出现第第二条斜裂缝缝③。①②③破坏形态¢剪切破坏¢斜压破坏¢弯压破坏¢局部承压破坏70截面尺寸二、截面设计计（截面尺寸寸、截面配筋筋、构造）截面高度根据据斜截面抗裂裂，按下式确定：：——作用在牛腿顶顶部的竖向力力标准组合值值；——作用在牛腿顶顶部的水平力力标准组合值值；——裂缝控制系数数，需作疲劳劳验算的牛腿腿取0.65，其余0.8；b——牛腿宽度，同同柱宽；a——考虑安装偏差差20mm，当a<0取a=0。为防止局部受受压破坏，加加载板尺寸应应满足：71截面配筋抵抗竖向力产产生的弯矩所所需钢筋近似取抵抗水平力所需钢筋72构造水平箍筋：弯起钢筋：范围内箍筋总总面积不少于于应设弯起筋，，不能用纵向钢钢筋兼作弯起起钢筋面积不少于不少于2根，2.5.1概述屋面板屋架（屋面梁梁）无檩体系檩条屋架（屋面梁梁）有檩体系瓦（瓦楞铁皮皮、石棉瓦、、波形钢板、、钢丝网水泥泥板）2.5屋面构件2.5.2屋架设计74一、屋架种类类混凝土屋架钢筋混凝土三角形屋架钢筋混凝土折线形屋架预应力混凝土折线形屋架预应力混凝土梯形屋架预应力混凝土直腹杆屋架钢屋架组合屋架三角形钢屋架梯形钢屋架矩形钢屋架曲拱钢屋架75二、屋架形式式与杆件尺寸寸要求高跨比1/10~1/6，外形应接近近简支梁的弯弯矩图。混凝土屋架节间长度：上弦3米、4.5米、6米；下弦4.5米、6米；杆件尺寸：上弦不小于200×180；下弦不小于200×140；腹杆不小于100×100；长细比不大于40（拉）、35（压）钢屋架节间长度：上弦1.5米或3米，有檩体系0.8~3m；下弦3米；长细比：受压150；受拉350（250）76三、屋架内力力分析1.计算模型按多跨折线连续梁计算上弦弯矩（主弯矩）；按铰接桁架计算杆件轴力。2.荷载自重（建筑层、屋面板、屋架、支撑）活载（屋面活载、雪载、积灰载）施工荷载773.荷载组合恒载+全跨[屋面活载（雪雪载）+积灰载]；恒载+半跨雪载或灰灰载；屋架与支撑自自重+半跨[屋面板自重+施工荷载]。4.内力上弦：弯矩和轴向压力；腹杆和下弦：轴力。78四、钢屋架构构件设计1.杆件的计算长长度平面内弦杆、支座斜斜杆、支座竖竖杆其他腹杆平面外弦杆支座斜杆、支支座竖杆和其其他腹杆斜平面支座斜杆、支支座竖杆其他腹杆（侧向支承点点间距）79当弦杆侧向支支承点间的距距离为两倍节节间长度，且且两个节间杆杆件的内力不不等时，平面面外计算长度度按下式取：：支撑，—较大的压力，，取正号；—较小的压力或或拉力，拉力力取负号。802.截面选型屋架上弦：平面外计算算长度一般为为平面内计算算长度的两倍倍，如无局部部弯矩，故宜宜采用短肢相相拼的T形截面，支座斜杆：因平面内和平平面外计算长长度相等，采采用长肢相拼拼的T形截面比较合合理；如有较大的局部弯矩，可采用长肢相拼的T形截面，以提高平面内的抗弯能力，此时81屋架下弦：平面外计算算长度一般很很大，故宜采采用短肢相拼拼的T形截面。计算长度范围围内的垫板数数不应少于2块。其他腹杆：因T形截面，与竖向支撑相相连的竖腹杆杆宜采用等肢肢角钢组成的的十字形截面面，使节点连连接不偏心；；轴力特别小小的腹杆也可可采用单角钢钢。，宜采用等肢肢角钢组成的的50~8015~2040i(80i)III—I823.截面计算轴心拉杆：轴心压杆：（强度要求，，当截面无削削弱时可不计计算）（稳定要求））假定长细比（（弦杆70~100，腹杆100~120）查得值计算A，同时算出根据选择角钢，用用实际的进进行稳稳定验算，如如不满足重新新选择，直至至满足。83偏心受拉：—截面塑性发展展系数，动力力荷载取1；—受拉最大纤维维的净截面抵抵抗矩。偏心受压：强度要求：—受压最大纤维维的净截面抵抵抗矩。平面内稳定：：—平面内轴压构构件稳定系数数；—平面内受压纤纤维毛截面抵抵抗矩—欧拉临界力；；—等效弯矩系数数。平面外稳定：：—受弯构件的整整体稳定系数数；—等效弯矩系数数。844.节点设计一般要求¢各杆件的形心心线应尽量与与屋架几何轴轴线重合，并并汇交于节点点中心，考虑虑到施工方便便，肢背到轴轴线的距离可可取5mm的倍数；¢对变截面弦杆杆，宜采用肢肢背平齐的连连接方式，变变截面的两部部分形心线的的中线应与屋屋架几何轴线线重合；杆件形心线杆件形心线屋架轴线85¢节点板上各杆杆件之间的净净距不宜小于于20mm；¢杆件端部宜采用直切，即切割面与轴线垂直，为了减小节点板也可采用斜切。允许的斜切形式不允许的斜切形式86计算与构造选定节点板厚厚度节点板厚度：：根据最大内内力选用，见见表2-10。计算焊缝长度度确定节点板大大小焊缝计算：¢一般节点计算腹杆与节点板连接焊缝时，杆件的内力按照杆件的最大内力取值，而计算弦杆与节点板连接焊缝时，杆件的内力按照二节间之间的最大内力差取值：肢背：肢尖：内力分配系数角钢拼接形式K1K2等边角钢0.70.3不等边角钢短肢相拼0.750.25不等边角钢长肢相拼0.650.35一、种类二、形状与尺尺寸三、内力分析析四、构件设计计87¢有集中荷载的的节点有集中荷载时时，弦杆与节节点板的连接接焊缝需考虑虑弦杆内力与与集中荷载的的共同同作用。上弦为了搁置置屋面板，常常将节点板缩缩进肢背而采采用塞焊。塞塞焊可作为两两条的的角焊缝计计算，因焊缝缝质量不易保保证，焊缝强强度设计值乘乘以0.8的折减系数。。肢背：肢尖：B

单厂设计2.1组成与布置2.2结构分析2.3排架柱设计2.5.1概述2.4基础设计2.5屋面构件2.5.2屋架设计一、种类二、形状与尺尺寸三、内力分析析四、构件设计计88假定集中荷载由肢肢背塞焊缝承承担；上弦相相邻节间内力力差由由肢尖尖焊缝承担。。有集中荷载时时，上弦节点点亦可按下述述方法计算。。肢背塞焊缝肢尖角焊缝——为肢尖焊缝至至杆件形心的的距离。其中单厂设计2.1组成与布置2.2结构分析2.3排架柱设计2.5.1概述2.4基础设计2.5屋面构件2.5.2屋架设计一、种类二、形状与尺尺寸三、内力分析析四、构件设计计89¢弦杆的拼接节节点拼接角钢采用用与弦杆相同同的截面。拼拼接角钢的长长度应按拼接接角钢与弦杆杆的连接焊缝缝长度确定，，，，对下下弦杆取d=10~20mm，对上弦杆取取d=30~50mm，l不宜小于600mm。单厂设计2.1组成与布置2.2结构分析2.3排架柱设计2.5.1概述2.4基础设计2.5屋面构件2.5.2屋架设计一、种类二、形状与尺尺寸三、内力分析析四、构件设计计90其中连接焊缝缝长度上弦按弦杆最大内力确定：下弦按下弦截面面积等强度确定：对于上弦假定集中荷载由肢背的塞焊缝承担，肢尖焊缝承担上弦内力的15%，并考虑此力产生的偏心弯矩。弦杆与节点板的焊缝长度对于下弦按两侧下弦较大内力的15%和两侧下弦的内力差两者中的大值计算；单厂设计2.1组成与布置2.2结构分析2.3排架柱设计2.5.1概述2.4基础设计2.5屋面构件2.5.2屋架设计一、种类二、形状与尺尺寸三、内力分析析四、构件设计计91¢支座节点支座节点包括括节点板、加加劲肋、底板板和锚栓等。。当采用混凝土土排架柱时，，底板的尺寸寸根据混凝土土局部受压承承载力确定，，厚度一般取取20mm；节点板的大小小由杆件与节节点板的连接接焊缝长度确确定，下弦水水平肢的底面面与支座底板板之间的净距距不应小于水水平肢的宽度度和130mm；加劲肋与节点点板的垂直焊焊缝可假定其其承担支座反反力25%计算，并考虑虑焊缝为偏心心受力；单厂设计2.1组成与布置2.2结构分析2.3排架柱设计2.5.1概述2.4基础设计2.5屋架构件2.5.2屋架设计一、种类二、形状与尺尺寸三、内力分析析四、构件设计计92支座节点板、、加劲板与支支座底板的水水平连接焊缝缝按下式计算算：锚栓预埋于支支撑构件的混混凝土中，直直径一般取20~25mm，底板上的锚锚栓孔直径一一般为锚栓直直径的2~2.5倍。单厂设计2.1组成与布置2.2结构分析2.3排架柱设计2.5.1概述2.4基础设计2.5屋架构件2.5.2屋架设计2.5.3屋面其他构件一、屋面板二、檩条三、托架四、天窗架2.5.3屋面其它构件件932.6.1概述2.6吊车梁设计要要点吊车梁直接承承受吊车荷载载，并构成纵纵向排架，加加强厂房纵向向刚度，传递递纵向荷载。。是单层工业业厂房的重要要构件。吊车梁按材料料可分为：混凝土吊车梁梁钢吊车梁组合吊车梁变截面吊车梁梁等截面吊车梁梁鱼腹式折线式实腹式下撑式桁架式下撑式吊车梁实腹式吊车梁桁架式吊车梁952.6.2吊车梁受力特特点承受两组移动动的集中荷载载（和）；吊车荷载是重重复荷载，需需进行疲劳验验算；吊车荷载具有有动力特性；；对吊车竖向荷荷载应乘以动动力系数μ，轻、中级软软钩1.05，重级1.1，硬钩1.3。吊车荷载是偏偏心荷载，将将对吊车梁（（无制动梁时时）产生扭矩矩。为了承担横向向水平力，对对于钢吊车梁梁一般需设置置制动梁或制制动桁架单厂设计2.2结构分析2.3排架柱设计2.6.1概述2.4基础设计2.5屋架构件2.6吊车梁2.6.2受力特点96弯曲中心每个轮子产生生的扭矩：静力计算考虑虑两台吊车疲劳验算考虑虑一台吊车，，且不考虑横横向水平荷载载按影响线可求求出吊车梁的的单厂设计2.2结构分析2.3排架柱设计2.6.1概述2.4基础设计2.5屋架构件2.6吊车梁梁2.6.2受力特特点972.6.3混凝土土吊车车梁（（等截截面））设计计要点点一、计计算内内容静力计计算弯、剪剪、扭扭承载载力裂缝宽宽度和和挠度度疲劳验验算正截面面（验验算正正截面面受压压区混混凝土土边缘缘的应应力和和受拉拉钢筋筋的应应力））斜截面面（验验算中中和轴轴处混混凝土土的主主拉应应力及及箍筋筋和弯弯起钢钢筋的的应力力）施工阶阶段验验算（（对预预应力力混凝凝土吊吊车梁梁而言言）单厂设设计2.2结构分分析2.3排架柱柱设计计2.6.1概述2.4基础设设计2.5屋架构构件2.6吊车梁梁2.6.2受力特特点2.6.3砼吊车车梁98二、构构造要要点¢截面尺尺寸梁高取取跨度度的1/4~1/12，一般般有600、900、1200、1500mm四种；；腹板板一般般取140