单层工业厂房-课件

3单层工业厂房主要学习内容：单层厂房排架结构的组成、构件选型和布置排架荷载及内力计算单层厂房柱及牛腿的设计柱下单独基础的设计学习重点与难点：单层厂房排架结构的组成和构件的布置排架荷载及内力计算牛腿的设计柱下单独基础的设计13单层工业厂房主要学习内容：13.1概述3.2排架结构的组成、构件选型和布置3.3排架计算3.4单层厂房柱3.5柱下单独基础3.6单层工业厂房的新进展3单层工业厂房23.1概述3单层工业厂房23.1概述唐山渤海冶金重工业单层厂房33.1概述唐山渤海冶金重工业单层厂房33.1概述恒鑫机械重工业单层厂房43.1概述恒鑫机械重工业单层厂房43.1概述深圳怡龙电子工业多层厂房

53.1概述深圳怡龙电子工业多层厂房53.1概述上海南汇康桥轻工业多层厂房

63.1概述上海南汇康桥轻工业多层厂房63.1概述张家港DIC化工厂层数混合厂房

73.1概述张家港DIC化工厂层数混合厂房73.1概述开封火电厂层数混合厂房83.1概述开封火电厂层数混合厂房8工业厂房按层数可分为：单层厂房→多层厂房→层数混合厂房→3.1概述机械、冶金等重工业；食品、电子、精密仪器制造等轻工业；化学工业、热电站等。9工业厂房按层数可分为：3.1概述机械、冶金等重工业；9结构特点

跨度大，高度大，荷载大：构件内力和截面尺寸大；

常承受吊车、机械设备动力等荷载：结构设计时应考虑动力荷载的影响；结构空旷：

几乎无内隔墙，仅在四周设墙和柱；

基础受力大：

对地质有较高要求。3.1.1单层厂房的特点10结构特点3.1.1单层厂房的特点10(2)工艺设计特点生产工艺流程的需要→

车间内生产工艺流程确定厂房结构的平面布置及厂房的高度、剖面、立面及围护结构等；起重运输或设备安装检修的需要

→

厂房内的起重吊车、运输通道及设备检修场地等影响厂房主要构件的设计；

卫生方面的需要→建立良好的工作环境，解决采光、通风、三废、余热、湿气及噪音等对环境的污染。3.1.1单层厂房的特点11(2)工艺设计特点3.1.1单层厂房的特点11按结构材料分3.1.2单层工业厂房结构的类型混合结构

砖柱＋RC/木/轻钢屋架钢筋混凝土结构

RC柱＋RC/钢屋架钢结构

钢柱＋钢屋架吊车吨位≤5t，跨度≤15m，柱顶标高≤8m小型厂房吊车吨位≥25t，或跨度≥36m或特殊工艺厂房12按结构材料分3.1.2单层工业厂房结构的类型混合结构按结构形式分3.1.2单层工业厂房结构的类型排架结构

刚架结构刚性排架－－屋架或横梁变形很小，可忽略柔性排架－－屋架或横梁变形较大，不能忽略两铰门式三铰门式13按结构形式分3.1.2单层工业厂房结构的类型排架结构单层厂房结构的基本形式跨度≥30m，H=20～30m，吊车吨位可达150t。特点：屋架/屋面梁刚度大柱顶与屋架/屋面梁铰接柱底与基础刚接。单跨多跨等高排架结构刚体3.1.2单层工业厂房结构的类型14单层厂房结构的基本形式单跨多跨等高排架结构刚体3.1.不等高锯齿形排架结构3.1.2单层工业厂房结构的类型15不等高锯齿形排架结构3.1.2单层工业厂房结构的类型15刚架结构特点：屋架/屋面梁与柱刚接，柱与基础一般为铰接。三铰门架两铰门架两铰门架优点：梁柱合一，结构轻巧，制作简单缺点：刚度较差，产生跨变，梁柱转角易产生裂缝一般适用吊车吨位≤10T，跨度≤18～24m，柱顶标高≤6～8m的金工、机修、装配及喷漆等车间和仓库3.1.2单层工业厂房结构的类型16刚架结构特点：屋架/屋面梁与柱刚接，柱与基础一般为铰接。

本节的知识结构3.2排架结构的组成、选型和布置屋盖结构单层厂房排架结构布置单层工业厂房横向排架纵向排架围护结构单层厂房排架结构组成单层厂房排架结构构件选型屋面板檩条天窗架/托架排架柱吊车梁基础柱网变形缝支撑体系围护结构屋架/屋面梁17本节的知识结构3.2排架结构的组成、选型和布置屋盖结构单(1)结构的组成3.2.1结构组成和荷载传递路径屋盖结构横向平面排架纵向平面排架围护结构1屋面板2天沟板3天窗架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屋架18(1)结构的组成3.2.1结构组成和荷载传递路径屋盖结构(1)结构的组成3.2.1结构组成和荷载传递路径1基础

2基础梁3排架柱4抗风拄5联系梁6吊车梁7屋架8屋面板9天沟10屋架上弦支撑11屋架下弦横向水平支撑；12屋架下弦纵向水平支撑，13屋架竖向支撑14柱间支撑15围护墙19(1)结构的组成3.2.1结构组成和荷载传递路径1基础屋盖结构有檩体系小型屋面板檩条屋架屋盖支撑无檩体系大型屋面板屋面梁/屋架屋盖支撑有檩体系无檩体系3.2.1结构组成和荷载传递路径20屋盖结构有檩体系有檩体系无檩体系3.2.1结构组成和荷载横向排架横向排架是单层工业厂房的基本承重结构。组成屋架/屋面梁横向柱列基础作用：主要承受包括屋盖荷载吊车荷载纵墙风荷载纵墙自重横向排架结构3.2.1结构组成和荷载传递路径21横向排架横向排架是单层工业厂房的基本承重结构。横向排纵向排架组成：屋面板吊车梁纵向柱列柱间支撑作用保证厂房结构的纵向稳定性和刚度；承受纵向水平吊车荷载、地震作用及风荷载等.受力特点及设计荷载较小，内力较小构件数量多，刚度大通常不必计算纵向排架结构3.2.1结构组成和荷载传递路径22纵向排架组成：通常不必计算纵向排架结构3.2.1结构组成围护结构组成：纵墙横墙（山墙）抗风柱连系梁、基础梁等作用承受墙体和构件的自重；承受作用在墙面上的风荷载等。山墙及抗风柱3.2.1结构组成和荷载传递路径23围护结构组成：山墙及抗风柱3.2.1结构组成和荷载传递路主要结构构件及其作用构件名称构件作用备注屋盖结构屋面板承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用支撑在屋架（屋面梁）或檩条上天沟板屋面排水并承受屋面积水及天沟板上的构造层自重、施工荷载等，并将它们传给屋架天窗架形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传来的荷载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋架托架当柱距比屋架间距大时，用以支撑屋架，并将荷载传给柱屋架或屋面梁与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，并将它们传给柱檩条支撑小型屋面板（或瓦材），承受屋面板传来的荷载，并将它们传给屋架有檩体系屋盖中采用3.2.1结构组成和荷载传递路径24主要结构构件及其作用构件名称构件作用备注屋屋面板承受屋面构构件名称构件作用备注支撑体系屋盖支撑加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架结构柱间支撑加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵向水平荷载至排架柱或基础柱排架柱承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础同时为横向排架和纵向排架中的构件抗风柱承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结构和基础也是围护结构的一部分其他吊车梁承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架简支在柱牛腿上基础承受柱、基础梁传来的全部荷载，并将它们传给地基主要结构构件及其作用(续)3.2.1结构组成和荷载传递路径25构件名称构件作用备注支撑体系屋盖加强屋盖结构空间刚度，保证屋构件名称构件作用备注柱排架柱承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础同时为横向排架和纵向排架中的构件抗风柱承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结构和基础也是围护结构的一部分其他吊车梁承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架简支在柱牛腿上基础承受柱、基础梁传来的全部荷载，并将它们传给地基支撑体系屋盖支撑加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架结构柱间支撑加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵向水平荷载至排架柱或基础主要结构构件及其作用(续)3.2.1结构组成和荷载传递路径26构件名称构件作用备注柱排架柱承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间主要结构构件及其作用(续)构件名称构件作用备注围护结构外纵墙山墙厂房的围护构件，承受风荷载及其自重连系梁连系纵向柱列，增强厂房的纵向刚度，并将风荷载传递给纵向柱列，同时还承受其上部墙体的重量圈梁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引起的不利影响过梁承受门窗洞口上部墙体的重量，并将它们传给门窗两侧墙体基础梁承受围护墙体的重量，并将它们传给基础3.2.1结构组成和荷载传递路径27主要结构构件及其作用(续)构件名称构件作用备注围护结构外纵荷载种类

恒载

活载吊车竖向荷载吊车横向制动力吊车纵向制动力风荷载施工荷载积灰荷载地震作用其它荷载(2)荷载及其传递路径排架结构的荷载3.2.1结构组成和荷载传递路径28荷载种类恒载(2)荷载及其传递路径排架结构的荷载3.荷载按方向划分：竖向荷载横向水平荷载纵向水平荷载(2)荷载传递路径基础荷载排架柱地基3.2.1结构组成和荷载传递路径总体传力路径29荷载按方向划分：(2)荷载传递路径基础荷载排架总体荷载传递路径3.2.1结构组成和荷载传递路径30总体荷载传递路径3.2.1结构组成和荷载传递路径30（1）单层厂房结构的设计步骤3.2.2主要构件的选型方案设计阶段技术设计阶段施工图阶段确定柱网布置等平面问题

——确定结构形式、标高等剖面问题选择结构构件类型确定结构布置——确定结构计算简图荷载计算及排架内力分析结构构件（柱、基础等）设计——结构布置图（屋面、柱、基础等）构件布置与配筋图节点大样图工业设计要求31（1）单层厂房结构的设计步骤3.2.2主要构件的选型方（2）结构构件的选型原则经济合理：减少材料用量、减轻自重；工艺和建筑设计要求；荷载作用情况施工条件和构件供应情况；各种构件的适应范围和技术经济指标。3.2.2主要构件的选型32（2）结构构件的选型原则3.2.2主要构件的选型32(2)主要构件选型屋面板

无檩体系屋盖：大型屋面板，适用于保温或不保温卷材防水屋面。

有檩体系屋盖：小型屋面板。布置：支撑在屋架/屋面梁或檩条上。作用：承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用。3.2.2主要构件的选型33(2)主要构件选型屋面板无檩体系屋盖：大型屋面板，适用常用屋面板序号构件名称形式特点1PC屋面板水平刚度好;适用于中、重型和振动较大、对屋面要求较高的厂房;卷材防水最大坡度1/5，非卷材防水1/42PCF型屋面板材料省，水平刚度、防水效果较预应力混凝土屋面板差；适用于中、轻型非保温厂房，坡度1/4-1/83PC夹心保温屋面板承重、保温、防水三重作用；适用于一般保温厂房；坡度1/8-1/124PC槽瓦材料省，屋面轻，但刚度差。适用于非保温、积灰少的中小型厂房；坡度1/3-1/55RC挂瓦板挂瓦板密排，上铺粘土瓦，有平整的平顶，适用于粘土瓦的轻型厂房和仓库;坡度1/2-1/2.53.2.2主要构件的选型34常用屋面板序号构件名称形式特点1PC屋面板水平刚度好;适檩条布置：搁在屋架或屋面梁上作用：起着支承小型屋面板并将屋面荷载传给屋架的作用；它与屋架间用预埋钢板焊接，并与屋盖支撑一起保证屋盖结构的整体刚度和稳定性。3.2.2主要构件的选型35檩条布置：搁在屋架或屋面梁上3.2.2主要构件的选型3常用檩条序号构件名称形式规格适用条件1RCг型檩条L=6m间距3m瓦材屋面的各类厂房2RCT型檩条L=6m间距3m瓦材屋面的各类厂房3PCг型檩条L=6m或9m瓦材屋面的各类厂房4PCT型檩条L=6m间距3mL=12m间距6m瓦材屋面的各类厂房5钢檩条L=6m间距1.5m无腐蚀性水汽产生的厂房，承受轻型瓦材6冷弯薄壁型钢檩条

L=6m间距1.1m无腐蚀性水汽产生的厂房，承受轻型瓦材3.2.2主要构件的选型36常用檩条序号构件名称形式规格适用条件1RCг型檩条L=6m屋架和屋面梁拱式(三铰拱/两铰拱)：适用于≤15m以下的厂房。桁架式(三角形/梯形/折线形/拱形)：适用于18~36m的厂房。抗震要求：优先采用低重心或重量轻的PC屋架/钢屋架/轻钢屋架。屋架和屋面梁是厂房结构最主要的承重构件之一，它与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，并将它们传给柱。屋架及屋面梁的选用:3.2.2主要构件的选型37屋架和屋面梁拱式(三铰拱/两铰拱)：适用于≤15m以下的常用屋架和屋面梁序号构件名称形式跨度(m)允许荷载特点及适用条件1PC单坡屋面梁9/12450高度小、重心低、侧向刚度好，施工方便，但自重大，经济指标差;适用于振动大及有腐蚀介质的厂房。坡度1/18-1/122PC双坡屋面梁12/15/184503RC两铰拱屋架9/12/15300上弦RC，下弦角钢，自重轻。适用于中小型厂房。卷材防水最大坡度1/5，非卷材防水1/44RC三铰拱屋架9/12/15300顶节点铰接，其他同上5PC两铰拱屋架9/12/15/18300上弦先张法PC，下弦角钢，其他同上6RC组合屋架12/15/18300上弦及受压为RC，下弦及受拉为角钢，自重轻。适用于中轻型厂房。坡度1/43.2.2主要构件的选型38常用屋架和屋面梁序号构件形式跨度允许特点及适用条件1PC单常用屋架和屋面梁(续)序号构件名称形式跨度(m)允许荷载特点及适用条件7RC三角形屋架12/15300屋架上设檩条及挂瓦板。自重大，适用于有檩体系的中小型厂房。坡度1/2-1/38RC折线形屋架15/18350外形合理，屋面坡度合适。适用于卷材防水屋面的厂房9PC折线形屋架18/21/24/27/30400-350适用于卷材防水屋面的大中型厂房10PC折线形屋架18/21/24350外形合理，自重轻。适用于卷材防水屋面的中型厂房，坡度1/411PC梯形屋架18-30350自重大、刚度好，适用于卷材防水屋面的高温及井式或横向天窗的中、重型厂房。坡度1/10-1/1212PC直腹杆屋架15-36250构造简单，但端部坡度陡。适用于井式或横向天窗的厂房3.2.2主要构件的选型39常用屋架和屋面梁(续)序号构件名称形式跨度允许特点及适用条天窗架采光和通风要求。削弱屋盖的整体刚度，应加强支撑，宜采用钢结构。主要有M形和W形两种。钢筋混凝土门形天窗架W形天窗架Y形天窗架多压杆式钢天窗架桁架式钢天窗架3.2.2主要构件的选型40天窗架采光和通风要求。钢筋混凝土门形天窗架W形天窗架Y托架三角形折线形作用：支撑中间屋面梁/屋架柱距>屋面板/檩条宽度常用形式：12m跨PC桁架式托架。3.2.2主要构件的选型41托架三角形折线形作用：3.2.2主要构件的选型41吊车梁吊车梁的作用：直接承受吊车起重、运行和制动时产生的各种往复移动荷载它还具有将厂房的纵向荷载传递至纵向柱列、加强厂房纵向刚度等作用。吊车梁的选型依据：吊车的起重量工作级别台数厂房的跨度柱距等3.2.2主要构件的选型42吊车梁吊车梁的作用：吊车梁的选型依据：3.2.2主要常用吊车梁序号构件名称跨度(m)适用起重量(t)形状示意1RC厚腹吊车梁6轻级：3-50中级：3-30重级：5-202RC薄腹吊车梁6轻级：3-50中级：3-30重级：5-203组合式轻型吊车梁4/6轻、中级：≤54组合式吊车梁6/12轻、中级：≤55先张PC等截面吊车梁6轻级：5-125中级：5-75重级：5-503.2.2主要构件的选型43常用吊车梁序号构件跨度适用起重量形状示意1RC厚腹吊车梁6常用吊车梁(续)序号构件名称跨度(m)适用起重量(t)形状示意6后张PC等截面吊车梁6轻级：15-100中级：5-100重级：5-507后张PC鱼腹式吊车梁6中级：15-125重级：10-1008后张PC鱼腹式吊车梁12中级：5-100重级：5-509先张部分PC吊车梁6轻、中级：≤303.2.2主要构件的选型44常用吊车梁(续)序号构件跨度适用起重量形状示意6后张PC等柱的形式：

矩形柱、工字形柱、双肢柱等。柱

截面尺寸：h≦500mm采用矩形实腹柱；h＝600～800mm采用工字形或矩形柱；h＝900～1200mm采用工字形柱；h＝1300～1500mm采用工字形或双肢柱。常用柱的形式3.2.2主要构件的选型45柱的形式：矩形柱、工字形柱、双肢柱等。柱截面尺寸：作用：承受全部重量和作用力。常用形式：目前一般采用单独的杯形基础。基础桩基础阶梯形基础锥形基础深埋高杯口基础3.2.2主要构件的选型46作用：承受全部重量和作用力。基础桩基础阶梯形基础锥形基础深(1)柱网布置跨度柱距3.2.3柱网布置和变形缝

跨度：厂房纵向定位轴线之间的尺寸；

柱距：厂房横向定位轴线之间的尺寸。47(1)柱网布置跨度柱距3.2.3柱网布置和变形缝跨度：《厂房建筑模数协调标准》规定：

跨度：

跨度≤18m：3m的倍数进级(30M)；

跨度＞18m：6m的倍数进级(60M)允许21m/27m/33m等30M进级。

柱距：采用扩大模数6m的倍数进级(60M)

；也可采用9m的柱距；或利用托架扩大柱距。柱网布置的模数3.2.3柱网布置和变形缝48柱网布置的模数3.2.3柱网布置和变形缝48剪应力剪应力作用：减少温度应力，保证厂房正常使用。设置：从基础顶面至上部结构完全断开设缝。最大间距：（GB50010-2002）

室外露天

70m；室内或土中

100m裂缝主拉应力主拉应力(2)变形缝

伸缩缝伸缩缝的布置3.2.3柱网布置和变形缝49剪应力剪应力作用：减少温度应力，保证厂房正常使用。裂缝主拉剪应力剪应力裂缝主拉应力主拉应力

沉降缝作用：防止厂房发生不均匀沉降设置：从基础至屋顶完全断开设缝。沉降缝的布置相邻厂房高度差异大地基差别大3.2.3柱网布置和变形缝50剪应力剪应力裂缝主拉应力主拉应力沉降缝作用：防止厂房发

防震缝作用：减少厂房震害；设置：从基础顶面至上部结构完全断开设缝；缝宽：一般为50-70mm。设置部位：平面、立面复杂；结构高度及刚度变化较大；厂房侧边贴建生活间、变电所等坡屋；地震区：伸缩缝、沉降缝均应符合防震缝要求。3.2.3柱网布置和变形缝51防震缝作用：减少厂房震害；地震区：伸缩缝、沉降缝均应（1）支撑的作用：3.2.4支撑的作用及布置原则施工阶段和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性保证厂房结构的纵横向水平刚度及空间整体性；提供侧向支撑，改善结构的侧向稳定性；

传递水平荷载至主要承重构件或基础。支撑的分类：屋盖支撑柱间支撑上弦横向水平支撑下弦横向水平支撑纵向水平支撑垂直支撑纵向水平系杆天窗架支撑等上柱柱间支撑下柱柱间支撑52（1）支撑的作用：3.2.4支撑的作用及布置原则施工阶（2）屋盖支撑上弦横向水平支撑构成：沿跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成水平桁架作用：保证屋架上弦的侧向稳定性；增强屋盖的整体刚度；承受并传递纵向水平荷载。3.2.4支撑的作用及布置原则53（2）屋盖支撑上弦横向水平支撑构成：作用：3.2.4上弦横向水平支撑

有檩体系中的布置布置在伸缩缝区段的两端有时可设在第二柱间3.2.4支撑的作用及布置原则54上弦横向水平支撑有檩体系中的布置布置在伸缩缝区段的两上弦横向水平支撑无檩体系的布置：有连接可靠的大型屋面板；(可不设)设有通过端部第二柱间或伸缩缝的天窗;(设)采用钢筋砼拱形或梯形屋架。(应设)3.2.4支撑的作用及布置原则55上弦横向水平支撑无檩体系的布置：3.2.4支撑的作用下弦横向水平支撑构成：沿跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的水平桁架。

作用：将山墙风荷载及纵向水平荷载传至纵向柱列；防止屋架下弦侧向振动。

3.2.4支撑的作用及布置原则56下弦横向水平支撑构成：作用：3.2.4支撑的作用及下弦横向水平支撑布置：

抗风柱与屋架下弦连接传递纵向水平力时；

设有硬钩桥吊或≥5T锻锤等振动设备时；

设有吊点屋架下弦的纵向或横向运行的悬挂吊车时；

l≥18m且下弦设有纵向水平支撑时(形成封闭水平支撑系统)。3.2.4支撑的作用及布置原则纵向横向57下弦横向水平支撑布置：3.2.4支撑的作用及布置原则下弦纵向水平支撑构成：由交叉角钢、直杆和屋架下弦第一节间组成的纵向水平桁架

。

作用：加强屋盖结构的横向水平刚度；保证横向水平荷载的纵向分布，加强厂房的空间工作；保证托架上弦的侧向稳定；传递山墙风荷载及纵向水平荷载。3.2.4支撑的作用及布置原则58下弦纵向水平支撑构成：作用：3.2.4支撑的作用及下弦纵向水平支撑纵向布置：当已设有下弦横向水平支撑时，为保证厂房空间刚度，应尽可能与横向水平支撑连接，以形成封闭的水平支撑系统；当设有软钩桥式吊车且厂房高度大、吊车起重量较大，应在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或局部设置一道；厂房设有托架，应沿托架一侧设置下弦纵向水平支撑。3.2.4支撑的作用及布置原则59下弦纵向水平支撑纵向布置：3.2.4支撑的作用及布置垂直支撑

作用：保证屋架或天窗架平面外的稳定；将纵向水平力由屋架上弦平面传至屋架下弦平面内。构成：一般由角钢杆件与屋架的直腹杆或天窗架的立柱组成的垂直桁架。垂直支撑及系杆的布置3.2.4支撑的作用及布置原则60垂直支撑作用：构成：垂直支撑及系杆的布置3.2.4垂直支撑设置：垂直支撑与屋架下弦横向水平支撑应布置在同一柱间；当厂房跨度小于18m且无天窗时，一般可不设垂直支撑和水平系杆；当厂房跨度18～30m、屋架间距6m、采用大型屋面板时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置一道垂直支撑；当屋架跨度大于30m时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨度1/3左右的节点处设置两道垂直支撑。伸缩缝区间长度>60m时，应在柱间支撑部位增设一道垂直支撑；设有>3T锻锤的厂房，应在其所处柱间及其以锻锤为中心的30m范围内的屋架间，每跨连续增设一道垂直支撑。3.2.4支撑的作用及布置原则61垂直支撑设置：3.2.4支撑的作用及布置原则61水平系杆

分类：

刚性系杆：

既能承拉又能承压，一般为双角钢杆件或RC杆件；

柔性系杆：只能承受拉力，多为单角钢，截面较小。

作用：

上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定；下弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时屋架下弦侧向颤动。

3.2.4支撑的作用及布置原则62水平系杆分类：3.2.4支撑的作用及布置原则62水平系杆布置：当屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的水平系杆。跨中设垂直支撑时，一般沿其纵向垂直平面设通长上弦刚性和下弦柔性系杆；端部设垂直支撑时，一般沿其铅垂面设通长下弦刚性系杆。设有下弦横向或纵向水平支撑时，均应设相应的下弦刚性系杆，以形成水平桁架。天窗侧柱处应设柔性系杆，在天窗范围内沿纵向设1~3道通长上弦刚性系杆，以保证屋架上弦侧向稳定。当屋架横向水平支撑设在端部第二柱间时，应在第一柱间设置上、下弦刚性系杆。3.2.4支撑的作用及布置原则63水平系杆3.2.4支撑的作用及布置原则63天窗架支撑

构成：天窗架上弦横向水平支撑天窗架间的垂直支撑水平系杆。作用：保证天窗架上弦的侧向稳定；传递天窗端壁上的风荷载。布置：垂直支撑设置在天窗两侧当横向水平支撑和垂直支撑均设置在天窗端部第一柱间内未设置上弦横向水平支撑的天窗架间的上弦节点处设置柔性系杆；3.2.4支撑的作用及布置原则64天窗架支撑作用：3.2.4支撑的作用及布置原则64柱间支撑

构成：

由交叉钢杆件组成，交叉倾角宜取45°

作用：提高厂房的纵向刚度和稳定性;传递纵向水平力到两侧柱列。十字交叉形支撑门架式支撑

形式：3.2.4支撑的作用及布置原则65柱间支撑作用：十字交叉形支撑门架式支撑形式：3.2.4柱间支撑适用工况：当设有A6～A8的吊车，或A1～A5的吊车起重量≥10t时厂房跨度≥18m，或柱高≥8m时厂房每列纵向柱总数＜7根时或设有3t以上的悬挂吊车时或露天吊车栈桥的柱列应设置柱间支撑。上柱柱间支撑：一般在伸缩缝区段两端与屋盖横向水平支撑相对应的柱间以及伸缩缝区段中央或临近中央的柱间。

下柱柱间支撑：在伸缩缝区段中部与上柱柱间支撑相应的位置。

布置要求：3.2.4支撑的作用及布置原则66柱间支撑适用工况：上柱柱间支撑：一般在伸缩缝区段两端与屋3.2.5围护结构布置屋面板的布置抗风柱的布置圈梁的布置连系梁的布置过梁的布置基础梁的布置墙体(板)等构件的布置673.2.5围护结构布置屋面板的布置67抗风柱的布置3.2.5围护结构布置68抗风柱的布置3.2.5围护结构布置68

抗风柱的布置

抗风柱与其他构件的连接：一般与基础刚接，与屋架上弦铰接；当屋架设有下弦横向水平支撑时，可与下弦铰接；抗风柱与屋架之间采用弹簧板连接：竖向可移动、水平刚度较大的；如厂房沉降量较大时，宜采用槽形孔螺栓连接。3.2.5围护结构布置69抗风柱的布置抗风柱与其他构件的连接：3.2.5围护结圈梁的布置

构成：设置于墙体内并与柱子连接的现浇钢筋混凝土构件

作用将墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度防止由于地基的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。3.2.5围护结构布置70圈梁的布置构成：3.2.5围护结构布置70连系梁及过梁布置

连系梁除承受墙体荷载外，还具有连系纵向柱列、增强厂房的纵向刚度、传递纵向水平荷载的作用。当墙体开有门窗洞口时，需设置钢筋混凝土过梁，以支承洞口上部墙体的重量。在进行围护结构布置时，应尽可能地将圈梁、连系梁和过梁结合起来，使一种梁能兼作两种或三种梁的作用，以简化构造，节约材料，方便施工。3.2.5围护结构布置71连系梁及过梁布置连系梁除承受墙体荷载外，还具有连系基础梁布置在单层厂房中，一般采用基础梁来承托围护墙体的重量，并将其传至柱基础顶面，而不另做墙基础，以使墙体和柱的沉降变形一致。3.2.5围护结构布置72基础梁布置在单层厂房中，一般采用基础梁来承3.3排架计算3.3.1计算简图实为空间结构简化计算在跨度方向按横向平面排架计算，在柱距方向按纵向平面排架计算。纵向平面排架的柱列较多、抗侧移刚度较大，一般不考虑该方向柱列承受弯矩的影响，因此最终简化成横向平面排架进行计算。733.3排架计算3.3.1计算简图实为空间结构73(1)计算单元在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一个典型的区段，作为横向排架的计算单元。3.3.1计算简图74(1)计算单元在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一(2)基本假定屋架/屋面梁与柱顶铰接；柱下端固接于基础顶面；横梁为轴向变形可忽略的刚杆。简化：排架柱的轴线分别取上、下柱截面的形心线当为变截面柱时，排架柱轴线为一折线，屋面梁或屋架为一刚性杆。根据上述假定及简化，可得到横向排架的计算简图。假定：3.3.1计算简图75(2)基本假定屋架/屋面梁与柱顶铰接；简化：根据上述假(3)计算简图柱总高H=柱顶标高－基础顶面标高（-0.5m）。上柱高度=柱顶标高－牛腿顶面标高。牛腿顶面标高=吊车轨顶标高－吊车梁及其轨道构造高度之和。简化计算计算跨度以厂房的轴线L为准，变截面处增加力偶M=Pe。3.3.1计算简图76(3)计算简图柱总高H=柱顶标高－基础顶面标高（

屋盖恒载F1(屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑自重)

上柱自重F2、牛腿自重F3、下柱自重F6

吊车梁及轨道、连接件等自重F4

围护墙体自重F5(柱牛腿上连系梁、围护墙、柱上的墙板)

屋面活载Q1

吊车荷载

风载q、Fw恒载活载吊车横向水平荷载Tmax吊车竖向荷载Dmax、DminF1F3F6F4F3F2F1F2F4F5Q1Q1DmaxDminTmaxTmaxFwq吸风qqFwF63.3.2荷载计算77屋盖恒载F1(屋面板及构造层包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑的自重。

F1的作用位置：

采用屋架：通过屋架上、下弦中心线的交点作用于柱顶；采用屋面梁：通过梁端支承垫板的中心线作用于柱顶。(1)屋盖恒载F13.3.2荷载计算78包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑的自重。(1)屋盖恒将屋面横梁截断，在柱顶加以不动铰支座，简化为一次超静定悬臂梁计算；柱顶偏心屋面恒载移至相应上柱或下柱的截面中心线处，并附加偏心弯矩。

F1作用内力计算简图F1内力计算简图3.3.2荷载计算79将屋面横梁截断，在柱顶加以不动铰支座，简化为一次超静定悬臂

对竖向偏心荷载F2、F3、

F4、F5换算成轴心荷载和偏心弯矩时，相应的换算偏心弯矩为：

M2=F2∙e2式中

e2为上、下柱轴线间的距离作用于下柱柱顶截面中心；M3=F3∙e3式中

e3为牛腿截面中心线至下柱中心线的距离作用于牛腿梯形截面中心；

M4=F4∙e4

式中e4为吊车梁纵向至下柱截面中心线之间的距离作用于吊车梁轨道中心；

M5=F5∙e5

式中e5为连系梁中心线至柱中心线间的距离作用于柱上牛腿连系梁截面中心。(2)

恒载F2、F3、F4、F53.3.2荷载计算80对竖向偏心荷载F2、F3、F4、F5换算成轴心(3)

屋面活荷载Q1包括屋面均布活荷载、雪荷载及积灰荷载，按屋面的水平投影面积计算。屋面均布活荷载：一般不上人的钢筋混凝土屋面：0.5kN/m2

轻屋面、瓦材屋面：0.3kN/m2积灰荷载：由GB50009-2001查得雪荷载：屋面均布活荷载不与雪荷载同时组合，取大值参与组合。作用位置及计算方法同屋盖恒载F1。3.3.2荷载计算81(3)屋面活荷载Q1包括屋面均布活荷载、(4)

吊车荷载Dmax、Dmin和Tmax单层厂房中的桥式吊车吊车荷载的分布3.3.2荷载计算82(4)吊车荷载Dmax、Dmin和Tmax单层厂房中的桥吊车荷载作用的方向和位置

吊车荷载传递路径：轮压作用于轨道→吊车梁→牛腿→柱3.3.2荷载计算83吊车荷载作用的方向和位置吊车荷载传递路径：3.3.2荷

吊车竖向荷载Dmax、Dmin吊车吊起额定起重量在运行过程中，对排架柱牛腿顶面产生的最大或最小的竖向压力。

计算方法：根据简支梁支座反力影响线的原理：参与组合吊车台数轻级和中级重级和超重级20.90.9530.850.940.80.85多台吊车荷载的折减系数ξ参与组合的吊车台数：

单跨厂房排架不宜多于2台；

多跨厂房的排架不宜多于4台。3.3.2荷载计算84吊车竖向荷载Dmax、Dmin吊车吊起额定起重量在吊车横向水平荷载Tmax小车起吊重物在启动和制动时产生的横向水平力。

对于一般的四轮吊车运行时，单轮横向水平刹车力为计算方法式中Q——吊车的额定起重量；

g——小车重量；a

——横向水平荷载系数。3.3.2荷载计算85吊车横向水平荷载Tmax小车起吊重物在启动和制动时产生规范规定：

无论单跨或多跨厂房，计算Tmax时，最多考虑两台吊车，并考虑多台吊车时的荷载折减系数。吊车横向水平荷载Tmax

根据简支梁支座反力影响线的原理，作用于排架柱上的吊车横向水平荷载为：3.3.2荷载计算86规范规定：吊车横向水平荷载Tmax根据简纵向运行的桥机在启动或突然刹车，由于吊车自重和吊物自重的惯性产生的吊车纵向制动力。

吊车纵向水平荷载标准值T0，按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的10%采用：

式中m——起重量相同的吊车台数，n——吊车每侧的制动轮数。吊车纵向水平荷载T03.3.2荷载计算87纵向运行的桥机在启动或突然刹车，由于吊车自重和吊物

风荷载标准值：式中w0——基本风压；

βz

——风振系数，对单层厂房取βz＝1；

μz——风压高度变化系数，分A、B、C、D四类；

μs——风载体型系数。

(5)

风荷载q1/q2/Fw3.3.2荷载计算88风荷载标准值：(5)风荷载q1/q2/Fw3.3.

柱顶以下按均布考虑,μz按柱顶高度取值；

柱顶以上以集中荷载形式作用于柱顶,

μz按天窗檐或厂房檐口高度取值。工程简化q1/q2：作用于柱顶以下计算墙面上的均布风荷载；

Fw：作用于柱顶以上的集中风荷载，包括屋面风荷载合力的水平分力及屋架端部高度范围内墙体迎风面和背风面风荷载的合力。3.3.2荷载计算89柱顶以下按均布考虑,μz按柱顶高度取值；工程简化q1/排架内力分析方法：柱顶水平位移相等的排架→等高排架→剪力分配法柱顶水平位移不相等的排架→不等高排架→力法3.3.3剪力分配法计算排架内力剪力分配法适用工况：荷载对称结构不对称结构对称荷载不对称

90排架内力分析方法：3.3.3剪力分配法计算排架内力剪力

当单位水平力作用于单阶悬臂柱顶端时，柱顶水平位移为：

反映了柱抵抗侧移的能力，称为柱的抗剪刚度或抗侧移刚度。抗剪柔度系数抗侧移刚度3.3.3剪力分配法计算排架内力91反映了柱抵抗侧移的能力，称为柱的抗剪刚度或抗侧移刚度。抗剪(1）柱顶作用水平集中力时的内力计算根据求出的柱顶剪力，各排架柱按悬臂柱进行弯矩计算剪力分配系数3.3.3剪力分配法计算排架内力92(1）柱顶作用水平集中力时的内力计算根据求出的柱顶剪力，各排（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算步骤(1)：在排架柱顶附加一个不动铰支座以阻止水平侧移，求出支座反力R及各柱顶支座反力Ri，R=∑Ri：3.3.3剪力分配法计算排架内力93（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算步骤(1)：3.3.3（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算步骤(2):

撤除附加不动铰支座，并将支座反力R反方向作用于排架柱顶，以恢复原结构体系，利用剪力分配法求出各柱顶的剪力ηi

(Fw+R)；3.3.3剪力分配法计算排架内力94（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算步骤(2):3.3.（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算

步骤(3):

将上述两步结果叠加即得排架各柱顶的实际剪力：

Vi=Ri－ηi(Fw+R)3.3.3剪力分配法计算排架内力95（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算步骤(3):3.3.33.3.4力法计算不等高排架内力将刚性横梁切开，代以基本未知力：不等高排架在任意荷载作用下，由于高、低跨的柱顶位移不相等，因此不能用剪力分配法求解，其内力通常用结构力学中的力法进行分析。963.3.4力法计算不等高排架内力将刚性横梁切开，3.3.5排架内力组合（1）控制截面荷载作用下柱内力沿柱高变化，设计时：→

选择对全柱配筋起控制截面进行内力组合；→

找出上柱及下柱的控制截面；→

进行上柱和下柱各自配筋。控制截面的位置：

上柱：柱底I—I；

下柱：牛腿顶面П—П，底面Ш—Ш。973.3.5排架内力组合（1）控制截面97对于一般排架结构，荷载效应组合的设计值S应从下列组合值中取最不利值确定：由可变荷载效应控制的组合

由永久荷载效应控制的组合（2）荷载效应组合3.3.5排架内力组合98对于一般排架结构，荷载效应组合的设计值S应从下列组合(3)内力组合内力组合的目的：钢筋混凝土柱的配筋设计。内力组合的原则：

对于大偏压构件：M越大，N越小→配筋越多→内力最不利对于小偏压构件：M越大，N越大→配筋越多→内力最不利不利的内力组合

通常选择以下四种内力组合作为截面最不利内力组合：

+Mmax

及相应的N、V；-Mmax

及相应的N、V；

Nmax及相应的M、V；

Nmin及相应的M、V。Why？3.3.5排架内力组合99(3)内力组合内力组合的目的：Why？3.3.5排架

内力组合的注意事项恒载必须参与每一种组合。组合的单一内力目标应明确：如以+Mmax为组合目标来分析荷载组合，并计算出相应荷载组合下的Mmax

及N、V。当以Nmax或Nmin为组合目标时，应使相应的M尽可能大；当以︱Mmax︱为组合目标时，应使相应的︱N︱尽可能小。组合时“有Tmax

必有Dmax

或

Dmin”；“有Dmax

或

Dmin也必有Tmax”。风荷载及吊车横向水平荷载均有向左及向右两种情况，只能选择一种参与组合。有多台吊车时，吊车荷载的计算时应按规范规定进行折减。3.3.5排架内力组合100内力组合的注意事项恒载必须参与每一种组合。3.3.5排3.4单层厂房柱3.4.1柱的形式及其截面设计柱的截面设计步骤:

确定柱的计算长度（l0）；柱的配筋计算；柱的吊装验算。配筋计算：

采用对称配筋。1013.4单层厂房柱3.4.1柱的形式及其截面设计柱的截3.4.1柱的形式及其截面设计

柱的形式：

参考相应的规定，一般为：

h≤500mm时，采用矩形实腹柱；

h＝600－800mm时，采用工字形或矩形柱；

h＝900－1200mm时，采用工字形柱；

h＝1300－1500mm时，采用工字形或双肢柱。1023.4.1柱的形式及其截面设计柱的形式：参考相应的规柱的计算长度在对柱进行受压承载力计算或验算时，柱的偏心距增大系数或稳定系数与柱的计算长度有l0关。《混凝土结构设计规范》根据单层厂房的实际支承及受力特点，结合工程经验所给出的计算长度。刚性屋盖单层厂房排架柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度柱的类型排架方向垂直排架方向有柱间支撑无柱间撑无吊车厂房柱单跨1.5H1.0H1.2H两跨及多跨1.25H1.0H1.2H有吊车厂房柱上柱2.0Hu1.25Hu1.5Hu下柱1.0Hl0.8Hl1.0Hl露天吊车柱和栈桥柱2.0Hl1.0Hl－3.4.1柱的形式及其截面设计103柱的计算长度在对柱进行受压承载力计算或验柱的混凝土强度等级不宜低于C20，纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，全部纵向钢筋的配筋率不宜超过5%。

柱内纵向钢筋的净距不应小于50mm；对水平浇筑的预制柱，其上部纵向钢筋的最小净间距不应小于30mm和1.5d，下部不应小于25mm和d。偏心受压柱中垂直于弯矩作用平面的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋，其中距不宜大于300mm。构造要求3.4.1柱的形式及其截面设计104柱的混凝土强度等级不宜低于C20，纵向受力钢筋直径d不宜小3.4.2牛腿设计

牛腿分类：

短牛腿(图a)：a≤h0

→按变截面深梁设计长牛腿(图b)：a>h0

→按悬臂梁设计1053.4.2牛腿设计牛腿分类：105试验结果表明：牛腿上部主拉应力迹线基本与牛腿上边缘平行，其拉应力沿牛腿长度方向均匀分布；牛腿下部主压应力迹线大致与从加载点到牛腿下部转角的连线ab相平行；牛腿中下部主拉应力迹线倾斜，加载后裂缝有向下倾斜的现象。环氧树脂牛腿模型光弹试验3.4.2牛腿设计106试验结果表明：环氧树脂牛腿模型光弹试验3.4.2牛试验结果表明：Fv=0.2～0.4Fu出现垂直裂缝①，受力性能影响不大；Fv=0.4～0.6Fu在加载板内侧出现第一条斜裂缝②，大体与受压迹线平行，它是控制牛腿截面尺寸的主要依据；

Fv=0.8Fu左右突然出现第二条斜裂缝③，预示着牛腿即将破坏。钢筋混凝土牛腿试验3.4.2牛腿设计107试验结果表明：钢筋混凝土牛腿试验3.4.2牛腿设计107（1）牛腿的破坏形态弯压破坏(图a)：

a/h0>0.75和纵筋配筋率较低斜压破坏(图b、c)：

a/h0=0.1～0.75剪切破坏(图d)：a/h0≤0.1

此外，还会发生因加载板尺寸过小而导致加载板下混凝土发生局压破坏(图e)及纵向受力钢筋锚固破坏。

3.4.2牛腿设计108（1）牛腿的破坏形态弯压破坏(图a)：牛腿的设计步骤:确定牛腿截面尺寸；

牛腿的配筋计算及配筋构造；验算局部受压承载力。（2）牛腿的设计截面尺寸的确定宽度b：与柱同宽；高度h：斜截面抗裂要求；构造要求。3.4.2牛腿设计109牛腿的设计步骤:（2）牛腿的设计截面尺寸的确定3.4.2截面尺寸的确定牛腿截面高度通常以不出现斜裂缝作为控制条件，抗裂控制条件来确定牛腿的截面尺寸的经验公式：式中Fvs、Fhs——按荷载效应标准组合计算的竖向力和水平拉力值；

β——裂缝控制系数；

a——竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离；

b——牛腿宽度；

h0——牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度。β＝0.65牛腿基本不出现裂缝；β＝0.70大多数牛腿在不出现斜裂缝，或少数偶尔出现一些微细裂缝；β＝0.80不出现或仅出现细微裂缝。3.4.2牛腿设计110截面尺寸的确定牛腿截面高度通常以不出现构造要求为防止剪切破坏，牛腿外边缘高应满足：

h1≥h/3，且h1≥200mm。截面尺寸的确定牛腿底面倾角一般为a≤45°，以防止底面与下柱交接处应力严重集中。3.4.2牛腿设计111构造要求截面尺寸的确定牛腿底面倾角一般为a≤45°，

计算模型:试验研究表明，牛腿在竖向力和水平拉力作用下，其受力特征可以用三角桁架模型来描述：（3）牛腿的配筋计算与配筋构造

牛腿顶部水平纵向受力钢筋为拉杆牛腿内的斜向受压混凝土为压杆3.4.2牛腿设计112计算模型:（3）牛腿的配筋计算与配筋构造牛腿顶部水平对牛腿与下柱交接处压力合力作用位置取矩：

承载力计算:式中Fv、Fh——作用在牛腿顶部的竖向力设计值和水平拉力设计值；a——意义同前，当a<0.3h0时，取a=0.3h0；

fy——纵向受拉钢筋强度设计值。3.4.2牛腿设计113对牛腿与下柱交接处压力合力作用位置取矩：承

水平箍筋φ6-φ12@100-150mm，且在上部2h0/3范围内≥As/2；

弯起钢筋：a/h0≥0.3

时应设置弯起钢筋。

牛腿的配筋构造纵向受拉钢筋应满足ρ=0.2%-0.6%,且不得下弯兼作弯起钢筋；3.4.2牛腿设计114水平箍筋φ6-φ12@100-150mm，且在上部2h0/3.5柱下单独基础3.5.1概述基础设计满足的条件：地基具有足够的稳定性：地基不发生过大变形及足够的承载能力。基础具有足够的强度、刚度和耐久性：基础本身不发生冲切、受弯和剪切破坏。(2)基础的设计条件：上部承重结构(柱/墙)传来的作用力（N、M、V）；地基土层的性质及承载力(fa)；1153.5柱下单独基础3.5.1概述基础设计满足的条件(3)基础设计的内容：基础的型式；刚性基础

VS柔性基础刚性基础：砖、毛石、素混凝土、片石混凝土等基础柔性基础：钢筋混凝土基础埋置深度；浅基础（d＜L且d＜5m）VS深基础（d＞5m）

浅基础：单独基础、条形基础、十字交叉基础、箱基、筏基等深基础：桩基础、沉井基础、地下连续墙等基础底面尺寸；b、L基础高度；h底板的配筋计算；纵向As1

横向As2选型及埋深等详见地基基础教程3.5.1概述116(3)基础设计的内容：基础的型式；刚性基础VS柔性基

轴心受压基础按受力性能来分

偏心受压基础

预制柱基础按施工方法来分

现浇柱基础

锥形基础按截面形式来分

阶梯形基础(4)柱下单独基础的分类：3.5.1概述117

常见柱下独立基础的形式平板式基础（杯形基础）板肋式基础壳体基础倒圆台板式基础a)b)杯口杯底预制柱c)底板肋d)e)f)桩基g)3.5.1概述118常见柱下独立基础的形式平板式基础（杯形基础）板肋式基础壳体3.5.2柱下扩展基础

设计内容：按地基承载力确定基础底面尺寸

防止(a)沉降过大；按抗冲切承载力验算确定基础的高度

防止(b)冲切破坏；按基础受弯承载力计算基础底板钢筋

防止(c)弯曲破坏。

柱下扩展基础典型破坏形态地基的设计基础本身的设计1193.5.2柱下扩展基础设计内容：柱下扩展基础典(1)确定基础的底面尺寸假定：基础本身绝对刚性；地基土反力为线性分布。轴心受压柱基础的底面尺寸基础底面的反力为均匀分布，设计时应满足：若基础的埋置深度为d，基础及其上填土的平均重度为,则，可得基础底面面积为：

方形基础验算截面3.5.2柱下扩展基础120(1)确定基础的底面尺寸假定：轴心受压柱基础的底面尺寸

偏心受压柱基础的地基承载力偏心荷载作用时，基础底面反力线性分布，则边缘压力为：3.5.2柱下扩展基础121偏心受压柱基础的地基承载力偏心荷载作用时，基础底面反力线取，并将代入，可得基础底面边缘的压力值为：

偏心受压柱基础的地基承载力在偏心荷载作用下，基础底面的压力值应符合下式要求：为什么乘以1.2？3.5.2柱下扩展基础122取，并将代入，可得基偏心受压柱基础的底面尺寸试算法的流程：按轴压柱基础计算基底面积A’取A=b×L=(1.2～1.4)A’确定基础长、短边尺寸b、L假定b/L＝1.5～3.0计算基础底面边缘Pmax和Pmin验算P≤f结束满足调整b、L3.5.2柱下扩展基础123偏心受压柱基础的底面尺寸试算法的流程：按轴压柱基础计算基底

独立基础的高度应根据柱与基础交接处以及基础变阶处混凝土的受冲切承载力计算确定。基础冲切破坏示意图(2)确定基础高度3.5.2柱下扩展基础124独立基础的高度应根据柱与基础交接处以及基础变阶处混凝

作用于基础底板上的荷载有：由柱传来的M、N和V;基础与填土自重G;基础底板上产生的向上的线性反力Pmax和Pmin。

净反力：冲切破坏仅由柱传来的集中荷载M、N和V产生，将此部分反力称为净反力Pn,max和Pn,min：

基础底板的荷载Why？NMPn,maxho450450Pn,minVNMPmax450450PminVG/A3.5.2柱下扩展基础125作用于基础底板上的荷载有：基础底板的荷载Why？NMPn沿柱边冲切沿变阶处冲切基底的冲切荷载效应为：NMpnho450450NMpnh0450450h0h0h0h0abatABCDEFh0h0h0h0abatABDEFC

底板的冲切承载力验算冲切力的作用面积=？式中pn——基底的单位面积净反力，可取为pn,max：Al——冲切破坏面以外的基底冲切力作用面积。3.5.2柱下扩展基础126沿柱边冲切沿变阶处冲切基底的冲切荷载效应为：NMpnho45基底冲切力的作用面积如图中阴影部分所示。

底板的抗冲切承载力验算(a)(b)当l≥at+2h0时(c)当l＜at+2h0时3.5.2柱下扩展基础127基底冲切力的作用面积如图中阴影部分所示。底板的抗冲切承载力此外，基础高度尚应满足受剪承载力要求：

底板的抗冲切承载力验算式中——受冲切承载力的高度影响系数，h≤800mm取1.0，h=2000mm取0.9，其间按线性内插法取用。ft——混凝土的轴心抗拉强度设计值；am——冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度；式中A——验算截面处的受剪截面面积。3.5.2柱下扩展基础128此外，基础高度尚应满足受剪承载力要求：底板的抗冲切承载力验基础底板在两个方向均产生向上的弯曲，因此两个方向都配置受力钢筋。

控制截面柱与基础交接处I-I、II-II阶形基础的变阶处III-III、IV-IV(3)基础底板配筋3.5.2柱下扩展基础129基础底板在两个方向均产生向上的弯曲，因此两个方向都配

为便于计算，将柱四角与基础板四角对应相连，将板划分为四块，并将每一块视为一端固定于柱边、三边自由的悬臂板，彼此互不联系。计算简图Npnh0IAs2As1bhClbCABCD*II*e2IIIIe13.5.2柱下扩展基础130为便于计算，将柱四角与基础板四角对应相连，将板划分为对于轴压基础：沿长边b方向弯矩MI为等于作用在梯形截面面积ABCD上的净反力pn的合力。找出截面形心，将pn的合力乘以形心至柱边的距离，则有：内力计算Npnh0IAs2As1bhClbCABCD*II*e2IIIIe1

同理，沿短边l方向弯矩MII为：公式推导？3.5.2柱下扩展基础131对于轴压基础：内力计算Npnh0IAs2As1bhClb

对于整个底板受压的偏压基础：沿长边b方向弯矩MI为：

同理，沿短边l方向柱边截面II-II的弯矩MII为：内力计算3.5.2柱下扩展基础132对于整个底板受压的偏压基础：同理，沿短

截面抗弯的内力臂一般近似取0.9h0。沿长边方向底板配筋As1为：

沿短边布置的底板配筋As2：一般布置在长边钢筋上面，则有：配筋计算Npnh0IAs2As1bhClbCABCD*II*e2IIIIe13.5.2柱下扩展基础133截面抗弯的内力臂一般近似取0.9h0。沿短

基础形状及截面尺寸构造轴心受压基础底面一般采用正方形；偏心受压基础应采用矩形，长边与弯矩方向平行；长、短边之比在1.5～2.0之间，不应超过3.0；基础的截面形状一般可采用对称的阶梯形或锥形。锥形基础的边缘高度不宜小于300mm；阶形基础的每阶高度宜为300～500mm。(4)构造要求3.5.2柱下扩展基础134基础形状及截面尺寸构造(4)构造要求3.5.2柱下扩展基

基础形状及截面尺寸构造柱截面高度杯底厚度a1杯壁厚度th＜500≥150150～220500≤h＜800≥200≥200800≤h＜1000≥200≥3001000≤h＜1500≥250≥3501500≤h≤2000≥300≥400普通独立基础杯底厚度和杯壁厚度柱截面高度杯底厚度a1600＜h≤800≥250800＜h≤1000≥3001000＜h≤1400≥3501400＜

h≤1600≥400高杯口基础杯壁厚度3.5.2柱下扩展基础135基础形状及截面尺寸构造柱截面高度杯底厚度a1杯壁厚度th＜

混凝土强度及配筋构造

混凝土强度等级不宜低于C20，基础下50-100mm厚的低强度混凝土垫层（C10）。

底板钢筋采用HPB235/HRB335，受力钢筋的最小直径不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，不宜小于100mm。当基础底面边长大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长的0.9倍，并宜交错布置。当有垫层时，受力钢筋的保护层厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm。对于现浇柱下基础，如与柱不同浇注时，其插筋根数应与柱内纵向受力钢筋相同，插筋的锚固及与柱纵筋的搭接长度，应符合规范规定。3.5.2柱下扩展基础136混凝土强度及配筋构造混凝土强度等级不宜低于C20，基础下

预制基础的构