单层厂房设计教材课件

第12章单层厂房第12章单层厂房112.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置12.1.1单层厂房的结构形式——排架结构、刚架结构

排架结构：由屋架、柱和基础组成。柱与屋架铰结，与基础刚接。排架可做成等高、不等高、锯齿形等多种形式

装配式结构(构件预制)跨度可超过30m，高度可达(20～30)m或更高。吊车吨位可达150t甚至更大。

刚架结构：装配式钢筋混凝土刚架、钢结构门式刚架。柱和横梁刚接成一个构件，柱与基础通常为铰接。刚架顶点做成铰接：三铰刚架（静定结构）做成刚接：两铰刚架（超静定结构）。刚架立柱和横梁常采用变截面形式。12.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置212.1.2单层厂房的结构组成与传力路线1.结构组成(1)屋盖结构：屋面板、屋架（屋面梁）包括屋盖支撑、[天窗架、托架]屋盖结构包括：无檩屋盖体系、有檩屋盖体系无檩屋盖体系：大型屋面板直接支撑在屋架(屋面梁)上。

整体性强有檩屋盖体系:小型屋面板或瓦材直接支撑在檩条上，檩条再支撑在屋架(屋面梁)上。整体性较弱(2)横向平面排架:横梁（屋架或屋面梁）、横向柱列、基础——基本承重结构(3)纵向平面排架:纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑、基础——保证厂房的纵向稳定性和刚性12.1.2单层厂房的结构组成与传力路线3纵向平面排架承受：纵向风载、吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、温度应力(4)吊车梁:简支在柱牛腿上。承受吊车竖向荷载、吊车横向或纵向水平荷载(5)支撑：屋盖支撑、柱间支撑加强厂房结构的空间刚度、保证结构的稳定和安全，将风荷载、吊车水平荷载或水平地震作用可靠地传递到相应的结构构件上。(6)基础：承受柱和基础梁传来的荷载，将其传至地基。(7)围护结构：墙、连系梁、抗风柱、基础梁承受构件自重及墙面上风载2.传力路线按排架结构传力纵向平面排架承受：纵向风载、吊车纵向水平荷载、412.1.3单层厂房的结构布置1.柱网与定位轴线(1)柱网跨度：承重柱或承重墙的纵向定位轴线的距离柱距：承重柱或承重墙的横向定位轴线的距离柱网：纵向定位轴线与横向定位轴线在平面上构成柱网。柱网布置应满足生产和使用要求，并应满足模数要求。p87(2)纵向定位轴线跨度L与吊车轨距

Lk

之间的关系为：详见p8712.1.3单层厂房的结构布置5(3)横向定位轴线中柱通过柱截面中心端柱中心线离山墙内边缘600，横向定位轴线位于山墙内边缘图12-92.变形缝伸缩缝、沉降缝、防震缝沉降缝：将结构从基础至上部结构全部分开伸缩缝、防震缝：仅上部结构分开，基础连成整体伸缩缝、沉降缝均应满足防震缝缝宽的要求。3.单层厂房的支撑屋盖支撑、柱间支撑(3)横向定位轴线6(1)屋盖支撑：上、下弦水平支撑、垂直支撑、纵向水平系杆上、下弦水平支撑：布置在屋架（屋面梁）上、下弦平面内及天窗架上弦平面内。节间应与屋架节间相适应。

垂直支撑：布置在屋架（屋面梁）间或天窗架间

系杆：刚性系杆（压杆）、柔性系杆（拉杆）

设置在屋架（屋面梁）上、下弦及天窗上弦平面内(1)屋盖支撑：7柱间支撑：上部柱间支撑、中部柱间支撑、下部柱间支撑

作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，将作用于厂房纵向的水平荷载（包括风荷载、吊车纵向水平制动力等）可靠地传到基础。柱间支撑应设置在厂房中央，上部柱间支撑在厂房两端第一个柱距内应同时设置——有利于温度变化或混凝土收缩。同时柱顶应设置通长刚性连系杆以传递荷载，当屋架端部设有下弦连系杆时，也可不设柱顶连系杆。柱间支撑：上部柱间支撑、中部柱间支撑、下部柱间支撑8屋盖支撑屋盖支撑9图图104.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁(1)抗风柱：抵抗山墙的风荷载，主要承受风荷载

下部与基础连接：采用插入基础杯口的固接方式简化支座：固定端

上部与屋架连接：水平方向能可靠传递水平风荷载竖向允许产生相对位移，以防厂房与抗风柱沉降不均匀而产生不利影响。连接方式：弹簧板连接、有竖向长孔的螺栓连接P92简化支座：简支抗风柱上柱采用矩形，>=350mmx350mm下柱一般采用工字形或矩形4.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁11抗风柱计算简图：抗风柱计算简图：12(2)圈梁、连系梁、过梁、基础梁圈梁：置于墙体内，宽度为墙厚，高度>=120mm，现浇（或预制）构件。圈梁应与柱拉接

作用：增强房屋整体刚度，防止基础不均匀沉降或较大振动荷载对厂房的不利影响连系梁：两端搁置在柱牛腿上，连接采用螺栓连接或焊接，预制构件

作用:(1)连系纵向柱列，增强厂房纵向刚度，把风荷载传递到纵向柱列。(2)支撑上部墙体

(2)圈梁、连系梁、过梁、基础梁13过梁：支撑门窗洞口上部墙体，预制构件基础梁：支撑围护墙体，预制构件基础梁直接搁置在柱基础杯口上，施工时在支座处应坐浆。过梁：支撑门窗洞口上部墙体，预制构件1412.2排架计算单层厂房结构实际上是空间结构，可简化为平面结构进行计算。在横向按横向平面排架计算，在纵向按纵向平面排架计算。并且近似地认为各自独立工作。纵向排架柱较多，抗侧刚度较大，每根柱内力不大，一般不必计算，柱纵向按构造配筋。仅计算横向排架。排架计算的目的是为柱和基础设计提供内力数据主要内容为：确定计算简图、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。有时还应计算排架结构水平位移。12.2排架计算1512.2.1计算简图计算单元：相邻柱距中心线截出的典型区段斜线部分也为排架负荷面积（荷载从属面积）假定：(1)柱下端固接于基础顶面；(2)柱上端与屋面梁或屋架铰接；(3)屋面梁或屋架没有轴向变形。柱计算轴线取上部和下部柱截面重心的连线，屋面梁或屋架用一根没有轴向变形的刚杆表示。12.2.1计算简图16图图17抽柱抽柱18计算简图：柱总高H=柱顶标高＋基础底面标高的绝对值－初步拟定的基础高度上柱高度Hu＝柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁支撑处的吊车梁高上、下部柱的截面弯曲刚度根据预先假定的柱的截面形状和尺寸确定。（先确定柱截面）12.2.2荷载计算作用在柱上的荷载分恒载、活载两类。恒载：屋盖自重F1，上柱自重F2，下柱自重F3，吊车梁和轨道零件自重F4，以及有时支承在牛腿上的围护结构自重等重力F5等活载：屋面活载F6，吊车荷载Tmax、Dmax和Dmin，均布风载q1、q2，以及作用在屋盖支承处的集中风荷载W等。计算简图：19力对上柱计算轴线偏心距为，则力对上柱可换算为一个轴压力，一个力矩，若上、下柱计算轴线间距为，则上柱轴压力对下柱产生一个轴压力，一个力矩。与仅对柱产生轴压力，不产生其它力

与对结构产生弯矩、剪力、轴力，具体应进行排架内力分析注：屋盖上下弦中心线交点一般至柱外边的距离为150力对上柱计算轴线偏心距为，则力对上柱可换算为一20屋面荷载简化：（上柱简化到上柱中心线，下柱简化到下柱中心线）屋面荷载简化：（上柱简化到上柱中心线，下柱简化到下柱中心线）211.恒荷载各类恒荷载的数值可按材料的重力密度和结构的有关尺寸由计算得到，标准构件可由标准图上直接得到。对于柱和吊车梁，可考虑结构安装顺序计算其自重产生的内力2.屋面活荷载包括：屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载三种。三者均按屋面水平投影面积计算排架计算时，屋面均布活荷载、雪荷载不同时考虑仅取其中的较大值。1.恒荷载22雪荷载：见p96屋面积灰荷载按荷载规范取用，对于屋面上易形成灰堆处，在设计时，积灰荷载标准值可乘以放大系数。见p97屋面积灰荷载应与屋面均布活荷载、雪荷载两者较大值组合3.吊车荷载（桥式吊车）悬挂吊车(支撑系统承受)、手动吊车、电动葫芦（不考虑水平荷载）

桥式吊车在设计时，根据吊车工作级别，分８个工作级别：A1－A8级。

工作级别按利用等级和荷载状态划分雪荷载：见p9623(1)吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin吊车有大车和小车组成大车沿纵向行驶，小车在大车桥架上横向行驶。最大轮压标准值Pmax,k：当小车吊有额定起吊质量开到大车某一极限位置时，在这一侧的每一个大车的轮压。最小轮压标准值Pmin,k：此时另一侧的轮压

Pmax,k和Pmin,k同时发生

(1)吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin24Pmax,k通常可根据吊车型号、规格等查到。对于四轮吊车，每一边有两个轮子，则

2Pmin,k+2Pmax,k＝Gk＋gk＋Qk

Pmin,k＝（Gk＋gk＋Qk）/2－Pmax,k吊车是移动的，因而Pmax,k在吊车梁支座产生的最大反力标准值Dmax,k，必须用吊车梁支座竖向反力影响线来确定。同时，在另一侧排架柱上则由Pmin,k产生Dmin,k。

Dmax,k与Dmin,k同时发生Pmax,k通常可根据吊车型号、规格等查到。25图因此图26式中为多台吊车荷载折减系数，表12-1

同时出现，可分别作用于左右两柱牛腿上式中为多台吊车荷载折减系数，表12-127(2)吊车横向水平荷载设计值Tmax吊车的水平荷载：吊车纵向水平荷载、吊车横向水平荷载两种吊车纵向水平荷载是由大车的运行机构在刹车时引起的纵向水平惯性力。

吊车纵向水平荷载标准值应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压Pmax,k之和乘以刹车轮与钢轨间的滑动摩擦系数。一般四轮吊车在一边轨道上只有一个刹车轮，因此其作用方向与轨道方向一致(2)吊车横向水平荷载设计值Tmax28

吊车横向水平荷载是当小车吊有重物时刹车所引起的横向水平惯性力，它通过小车刹车轮与轨道之间的摩擦力传给大车，再通过大车轮在吊车轨顶传给吊车梁，而后由吊车梁与柱的连接钢板传给排架柱。作用方向：吊车梁顶面的水平处（吊车梁与柱连接详图P147）总吊车横向水平荷载标准值：（小车刹车引起）吊车横向水平荷载是当小车吊有重物时刹车所引起的29等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨道垂直。通常为四轮吊车，因此通过一个大车轮子传递的吊车横向水平荷载标准值Tk，按下式计算：等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨30由于吊车是移动的，吊车对排架产生的最大横向水平荷载应根据影响线确定。代换得：由于吊车是移动的，吊车对排架产生的最大横向水平荷载应根据影响31吊车横向水平荷载：吊车横向水平荷载：32小车可左右行驶，因此对单跨厂房刹车有两种情况，对两跨厂房刹车有四种情况(3)多台吊车的组合排架计算中考虑多台吊车的竖向荷载：对一层吊车的单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于两台；对一层吊车的多跨厂房的每个排架，不宜多于四台。（每跨不多于两台）排架计算中考虑多台吊车的水平荷载：对单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于两台。对于多台吊车问题，都应乘以多台吊车荷载折减系数小车可左右行驶，因此对单跨厂房刹车有两种情况，对两跨厂房刹车334.风荷载作用在建筑物或构筑物表面上计算用的风压，称为风荷载。——风荷载标准值——高度z处的风振系数

——风载体型系数——高度z处的风压高度变化系数——基本风压值定义见p1024.风荷载34(1)排架计算时，作用在柱顶以下的风荷载按均布考虑，风压高度变化系数按柱顶取值。(2)柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，取为均布，其对排架作用按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值考虑，风压高度变化系数按下列情况采用：

有矩形天窗时，按天窗檐口取值无矩形天窗时，按厂房檐口取值

——作用在竖直面上的风载标准值，按柱顶到檐口顶部距离计算——作用在坡屋面上的风载水平分力标准值的合力，按檐口顶部到屋脊的距离计算。见p105图12-27

——排架计算单元的宽度(1)排架计算时，作用在柱顶以下的风荷载按均布考虑，风压高度3512.2.3用剪力分配法计算等高排架柱顶水平位移相等的排架，称为等高排架。（广义）等高排架：柱顶标高相同的、柱顶标高不相同但柱顶由倾斜横梁贯通相连的

柱抗侧刚度柱顶位移

12.2.3用剪力分配法计算等高排架36柱抗侧刚度1.柱顶作用水平集中力时的剪力分配

柱抗侧刚度37剪力分配系数柱底弯矩2．任意荷载作用时的剪力分配剪力分配系数38图

=

+

图(a)图(b)图39图(a)可分解为：图(a)再叠加下图内力，即为原结构内力图(b)图(a)可分解为：40用力法计算不等高排架截断横梁ab,cd，代以未知力，则

，用力法计算不等高排架，41——仅在悬臂柱j点作用单位荷载时，在

i点产生的位移

——仅在悬臂柱j点作用单位力矩时，在i点产生的位移12.2.4内力组合1.控制截面：构件某一区段对截面配筋起控制作用的某些截面(1)上柱中，牛腿顶面（即上柱底截面）I-I的内力最大，因此截面I-I为上柱控制截面。(2)在下柱中,牛腿顶面II-II和柱底截面III-III的内力较大，因此取截面II-II和III-III为下柱的控制截面。

——仅在悬臂柱j点作用单位荷载时，在i点产生的位422.不同种类内力组合——怎样搭配，其截面承载力最不利?考虑不同的活载分布，会出现不同的内力情况柱截面对称配筋最不利受力有如下特征：大偏压：小偏压：

2.不同种类内力组合——43因此因此443.同一种内力的组合——荷载组合荷载组合要考虑两方面：(1)找出哪几种荷载同时作用时才是最不利的(2)几种活荷载同时作用又同时达到其设计值的可能性不大，因此要考虑活荷载组合值系数。荷载规范：对于一般框架、排架结构，可以采用简化规则；3.同一种内力的组合——荷载组合45对于永久荷载效应控制的组合，则对于永久荷载效应控制的组合，则464.内力组合注意事项1)恒载任何情况必须参加组合。2)每次组合以内力目标为依据来确定荷载项的取舍。3)风荷载、吊车横向水平荷载方向可向左也可向右，应考虑最不利情况4)与同时存在，因此与必须同时组合。但与可以不同时存在，但考虑最不利情况，一般可与同时组合。4.内力组合注意事项475)若厂房每一跨考虑两台吊车，在计算吊车荷载时，应考虑吊车荷载折减系数。对于多跨厂房，只考虑两台吊车的荷载折减系数，但对于，若在中柱左、右两跨中各取其中一项，则此时应将荷载折减系数改为四台吊车的值。5)若厂房每一跨考虑两台吊车，在计算吊车荷载时，应考虑吊4812.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念排架与排架、排架与山墙之间相互关联的整体作用称为厂房的整体空间作用。条件：(1)各横向排架（或山墙）之间在纵向应相互连接，例如屋面板连接。(2)各横向排架刚度或荷载不同(局部荷载)。无檩屋盖比有檩屋盖纵向联系强，局部荷载作用下厂房整体空间作用强；两端有山墙又比一端有山墙空间作用大。厂房的空间整体作用与(1)屋盖的平面刚度，(2)厂房的长度，(3)有无山墙，(4)厂房跨度等因素有关。12.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念49由于相同条件下，局部荷载下的整体空间作用比均布荷载下的要大，并且均布荷载下的整体空间作用尚待积累更多的经验，因此在设计中，当需要考虑整体空间作用时，只对吊车荷载才考虑厂房的整体空间作用。由于相同条件下，局部荷载下的整体空间作用比均布荷载下50图图5112.2.6排架计算的两个问题1.多跨排架中间抽柱问题(1)计算简图应注意计算单元纵向宽度不宜大于24m。(2)“合并排架”的恒载，风载等的计算方法与一般排架相同，但吊车荷载应按计算单元的中间排架的吊车位置来计算；见P119图12-41。12.2.6排架计算的两个问题52图图53

(3)简图和荷载求得内力后，必须进行还原，以求得柱的实际内力。轴线A、Ｃ上各柱内力（）为采用计算简图计算所得内力（）除以2。但对于吊车荷载产生的轴力N，应按该柱实际承受吊车竖向荷载计算。例如对于排架柱3产生的的轴向力应等于

2.排架的水平位移验算矩形、工字形柱截面尺寸满足一定要求（表12-4）时，认为排架侧向刚度能够满足要求，不需验算水平位移。

但对于某些吊车吨位较大时，为安全计，应验算水平位移

验算位移部位：吊车梁顶与柱连接点K(3)简图和荷载求得内力后，必须进行还原，以求得柱的实际54荷载取排架内一台最大吊车的横向水平荷载作用在K点验算，荷载采用标准值，不考虑长期荷载效应。

，满足正常使用。,水平位移限值如下：吊车工作级别为Ａ1～Ａ5的厂房柱：吊车工作级别为Ａ6～Ａ8的厂房柱：——基础顶面到吊车梁顶面距离对于露天栈桥柱水平位移，应按悬臂柱计算，考虑一台最大吊车的横向水平荷载，同时考虑吊车梁安装偏差20mm产生的偏心力矩作用，则及荷载取排架内一台最大吊车的横向水平荷载作用在K点验算，荷载采55计算时，厂房柱截面刚度分别取为计算时应将柱中纵筋按弹性模量比换算成混凝土计算时，厂房柱截面刚度分别取为5612.3单层厂房柱12.3.1柱的型式矩形、工字形、双肢柱

12.3单层厂房柱5712.3.2矩形柱的设计确定截面尺寸——内力计算——截面配筋——牛腿计算与配筋——施工吊装强度、裂缝验算——构件连接设计(预埋件设计)1.截面尺寸和外形构造原则：承载力要求、刚度要求对于6m柱距的厂房柱最小截面尺寸见表12-4。2.截面设计按最不利内力进行截面设计计算长度见表12-5柱：时，偏心受压柱应考虑裂缝宽度验算单层厂房柱的上、下柱控制截面都有可能为,应验算裂缝宽度。12.3.2矩形柱的设计583.构造要求混凝土为C20、C25、C30、(C35)纵筋HRB335，HRB400箍筋HPB235。纵筋最大配筋率为5%，纵筋直径>=12最小配筋率为0.5%(<=C50)，0.6%(>C50)每侧纵筋最小配筋率为0.2%柱截面高度h>=600，则柱侧面设置直径(10～16)构造钢筋，并同时设置复合箍筋或拉筋。见图12-44，注意柱上设置的预埋件M1～M5，其作用不同。4.吊装、运输阶段的承载力和裂缝宽度验算

预制柱一般采用翻身吊，按运输、吊装时混凝土实际强度，分别进行承载力和裂缝宽度验算。

3.构造要求59图图60M”M”61验算时应注意下列问题：1)柱身自重应乘以动力系数1.5；强度验算采用荷载设计值，裂缝宽度验算采用荷载标准值。2)因吊装验算系临时性的，故构件安全等级可较其使用阶段的安全等级降低一级；3)柱的砼强度一般按设计强度的70%考虑；当吊装验算要求高于设计强度的70%方可吊装时，应在施工图上注明；4)一般宜采用单点绑扎起吊，吊点设在变阶处。当需用多点起吊时，吊装方法应与施工单位共同商定并进行相应的验算；5)当柱变阶处截面吊装验算配筋不足时，可在该局部区段加配短钢筋。验算时应注意下列问题：6212.3.3牛腿

根据牛腿竖向力Fv的作用点至下柱边缘的水平距离a的大小，一般把牛腿分为两类：

时为短牛腿

时为长牛腿12.3.3牛腿63长牛腿的受力特点与悬臂梁相似，可按悬臂梁设计。

短牛腿实质上是一根悬臂深梁，受剪力影响较大，变形不符合平截面假定，不能象悬臂梁那样，按受弯构件分析。长牛腿的受力特点与悬臂梁相似，可按悬臂梁设计。64试验研究试验研究结果（1）弹性阶段的应力分布如图为a/h0＝0.5的环氧树脂牛腿模型进行光弹试验得到的主应力迹线

试验研究65(a)牛腿上部，主拉应力迹线基本与牛腿上边缘平行,并沿长度方向比较均匀，牛腿中下部主拉应力迹线是倾斜的。(b)牛腿下部，主压应力迹线大致与从加载点到牛腿下部与柱相交点连线平行。(a)牛腿上部，主拉应力迹线基本与牛腿上边缘平行,并沿长度方66(2)裂缝的出现与开展试验表明，当荷载加到时出现竖向裂缝（1），但其开展开很小，对牛腿的受力性能影响不大；荷载加到极限荷载时，出现斜裂缝（2），此后随荷载增加到接近破坏荷载时（约），突然出现第二条斜裂缝（3）。预示牛腿即将破坏。斜裂（2）称为临界斜裂缝，为确定牛腿截面尺寸的主要依据。(2)裂缝的出现与开展67(3)破坏形态1)剪切破坏：包括纯剪破坏、斜压破坏、斜拉破坏纯剪破坏：或虽较大，但边缘高度h1较小时，发生沿加载板内侧接近竖直截面的纯剪破坏。斜压破坏：时，临界斜裂缝出现后，加载到，在临界斜裂缝外侧的压杆范围内，出现大量短小斜裂缝，并逐渐贯通，压杆混凝土压碎。斜拉破坏：临界斜裂缝出现后，随荷载增加出现斜裂缝(2)，并逐渐扩展将牛腿拉断

(3)破坏形态682)弯曲破坏：和纵向受力钢筋较少时出现，临界斜裂缝不断向受压区延伸，拉筋屈服，最后压区混凝土压碎。3)局压破坏：加载板尺寸过小，使加载板下混凝土局部压坏。4)粘结破坏：钢筋锚固长度不足，造成钢筋粘结破坏。2)弯曲破坏：69(4)牛腿在竖向力和水平拉力同时作用下的受力情况对同时作用有竖向力和水平拉力的牛腿的试验结果表明，由于水平拉力的作用，牛腿截面出现斜裂缝的荷载比仅有竖向力作用的牛腿有不同程度的降低。当Fh/Fv＝0.2～0.5时，开裂荷载下降36%~47%，同时牛腿的承载力亦下降。试验还表明，有水平拉力作用的牛腿与没有水平拉力作用的牛腿，两者破坏规律相似。(4)牛腿在竖向力和水平拉力同时作用下的受力情况702.牛腿设计包括：确定牛腿的截面尺寸、承载力计算、配筋构造(1)截面尺寸的确定牛腿截面宽度与柱同宽。

牛腿的截面高度确定：一般以斜截面抗裂度（针对临界斜裂缝）为标准控制牛腿在使用阶段不出现或仅出现细微斜裂缝为准。2.牛腿设计71图牛腿的截面高度按下式确定：图牛腿的截面高度按下式确定：72——作用于牛腿顶面按荷载效应标准组合计算的竖向力值

——作用于牛腿顶面按荷载效应标准组合计算的水平拉力值

裂缝控制系数a——竖向力作用点到下柱边缘的水平距离,应考虑安装偏差20mm。图中防止发生剪切破坏

防止应力集中严重

防止局部受压破坏,——作用于牛腿顶面按荷载效应标准组合计算的竖向力值,73(2)承载力计算和构造配筋1)计算简图(2)承载力计算和构造配筋74纵向受拉钢筋的计算和构造:根据计算简图，取力矩平衡：令

纵向受拉钢筋的计算和构造:

75

——作用在牛腿顶部的竖向力设计值——作用在牛腿顶部的水平拉力设计值——竖向力到下柱边缘的距离构造要求纵筋要求(1)牛腿承受竖向荷载和水平荷载产生的拉力均由纵向受拉钢筋承担，宜采用HRB335级或HRB400（RRB400）级钢筋，直径不应小于12mm。(2)纵向受拉钢筋作为三角桁架的上弦杆，承担的拉力相同，因此

不能弯起充当弯起钢筋，而应全部直通到柱外边缘再沿斜边下弯，并伸入下柱内150mm后截断，另一端在柱内应有足够锚固长度，以防粘接破坏。纵向受拉钢筋配筋率为0.2%～0.6%。不少于——作用在牛腿顶部的竖向力设计值76箍筋要求满足截面抗裂要求的牛腿，若水平箍筋、弯起钢筋满足下列要求，就可满足牛腿受剪承载力要求。牛腿不需计算抗剪承载力(a)水平箍筋为，在上部内水平箍筋总面积。弯起钢筋对牛腿抗裂影响不大，但能有效限制斜裂缝开展。(b)应采用变形钢筋设弯起钢筋，位置在牛腿上部内，不少于，。其锚固要求见下图。柱顶牛腿配筋构造，见图12-52，P130箍筋要求77图图7812.4柱下独立基础12.4.1柱下独立基础的形式

按受力形式：轴心受压，偏心受压按施工方法：预制柱下独立基础，现浇柱下独立基础单层厂房柱下独立基础的形式是扩展基础（阶梯形、锥形）p131，预制柱下独立基础和预制柱连接部分常做成杯口，故又称杯口基础。12.4.2柱下扩展基础的设计确定基础底面尺寸，确定基础高度和变阶处的高度，计算底板配筋，构造处理及绘制施工图等。1.确定基础底面尺寸按地基承载力条件和地基变形条件确定12.4柱下独立基础79假定：(1)基础绝对刚性，无弯曲变形(2)地基土反力为线形分布(1)轴心受压柱下基础

假定：(1)基础绝对刚性，无弯曲变形80——相应于荷载效应标准组合，上部结构传到基础顶面的竖向力值

——基础及基础上方土的重力标准值

——基础底面面积

——经过基础宽度和深度修正后的地基承载力特征值化简，得单层厂房设计教材课件81(2)偏心受压基础(2)偏心受压基础82得——由柱和基础梁传到基础底面的轴向力标准组合值——作用在基础底面的力矩标准组合值

——基础底面面积抵抗矩令则

得83当则，不现实，基础底面将与地基脱开，因此

（基础不允许设计成这样）偏心受压基础，地基压应力要求

当则，不现实，基础底面将与地基脱84确定偏心受压基础底面尺寸可先按轴心受压基础计算底面面积，然后增大20%左右，初步选定长、短边尺寸，然后再按偏心受压基础验算,直到满足要求。2.确定基础高度满足：(1)构造要求；(2)抗冲切要求(1)构造要求基础高度＝柱插入深度＋柱和杯底之间空隙50mm＋杯底厚度；柱插入深度>柱纵筋锚固长度确定偏心受压基础底面尺寸可先按轴心受压基础计算底面面积，然后85(2)抗冲切要求柱基础在柱集中荷载作用下，发生沿柱边大致成45度方向的截面被拉脱形成图示角锥体破坏。冲切可能发生部位：

(1)柱边(2)基础变阶处(2)抗冲切要求86冲切荷载：考虑最不利情况，则截面高度影响系数当基础底面落在45度线(冲切破坏锥体)以内，则不验算抗冲切。冲切荷载：87图图88则——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长

——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面范围内的下边长——部分冲切面积

则

则——相应于荷载效应基本组合时作用在上的地基土净反力设计值（不含基础及基础上土自重产生的地基反力）则——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长89当从柱边作45°斜线与杯壁相交，说明不可能从柱边产生冲切破坏，则只需对台阶以下进行冲切验算。当从柱边作45°斜线与杯壁相交，说明不可能从柱边产生冲切破坏90

3.计算底板受力钢筋将基础看作固定在柱周边或变阶处（阶形基础）的四面挑出的倒置悬臂板采用弯矩基本组合采用弯矩基本组合3.计算底板受力钢筋采用91基础钢筋最小配筋率为0.15%。短方向钢筋置于长方向钢筋上面4.构造要求锥形基础，边缘高度不小于300mm，倾斜角不大于30度阶形基础，每阶高度为300mm~500mm。单层厂房设计教材课件92基础混凝土>=Ｃ20，基础下部一般用C10素混凝土100厚做垫层，垫层每边伸出基础100mm。基础内受力钢筋采用HRB335或HPB235钢筋，>＝φ8@200mm，有垫层时，受力钢筋保护层厚不宜小于35，无垫层时不宜小于70。其他构造见p138。总结：1.计算地基承载能力，采用荷载标准组合，地基反力为柱内力、基础及其上部土自重产生2.验算基础抗冲切，采用荷载基本组合，地基反力仅为柱内力产生，即为净反力3.计算基础配筋，采用荷载基本组合，地基反力仅为柱内力产生，即为净反力基础混凝土>=Ｃ20，基础下部一般用C10素混凝土100厚做9312.5吊车梁12.5.1吊车梁受力特点装配式吊车梁是支承在柱上的简支梁——受力复杂1.吊车荷载是移动荷载弯矩包络图、绝对最大弯矩、剪力包络图2.吊车荷载是重复荷载应进行重复荷载作用下，疲劳强度验算3.吊车荷载具有动力特性吊车荷载具有冲击和振动作用，应考虑吊车荷载的动力特性4.吊车荷载是偏心荷载吊车竖向荷载和横向水平荷载对吊车梁横截面的弯曲中心是偏心的，应考虑扭矩作用。12.5吊车梁9412.5.2吊车梁的型式和构造特点——了解1.型式钢筋混凝土、预应力混凝土等截面或变截面吊车梁、组合式吊车梁见p145预应力混凝土吊车梁的工作性能、技术经济指标比钢筋混凝土吊车梁好，应优先采用，特别是对于吨位较大或重级载荷状态的吊车梁。变截面吊车梁有鱼腹式、折线式两种，见p146２.材料混凝土:C30～C50，预应力混凝土吊车梁一般宜采用C40（C50）钢筋：HRB335、HRB400碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋3.构造要求12.5.2吊车梁的型式和构造特点——了解95(1)截面尺寸h=(1/4～1/12)L，h=600、900、1200、1500四种钢筋混凝土吊车梁：腹板厚b=140、160、180，在梁端部逐渐加厚到200、250、300(2)连接构造轨道与吊车梁连接，见p147吊车梁与柱连接（吊车梁顶部与柱侧面连接，吊车梁底部与柱牛腿连接），见p147(3)构造配筋纵向钢筋不得采用绑扎接头，不宜采用焊接接头，尤其不得焊有任何附件。其他见p147。(1)截面尺寸96作业：习题12.1～12.5注意：(1)12.2题，柱距B=6.0m。(2)12.4题中，牛腿斜面高400改为550，柱宽b=400。(3)12.5题中，荷载设计值分别取相应的标准值乘1.25。作业：97演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！98第12章单层厂房第12章单层厂房9912.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置12.1.1单层厂房的结构形式——排架结构、刚架结构

排架结构：由屋架、柱和基础组成。柱与屋架铰结，与基础刚接。排架可做成等高、不等高、锯齿形等多种形式

装配式结构(构件预制)跨度可超过30m，高度可达(20～30)m或更高。吊车吨位可达150t甚至更大。

刚架结构：装配式钢筋混凝土刚架、钢结构门式刚架。柱和横梁刚接成一个构件，柱与基础通常为铰接。刚架顶点做成铰接：三铰刚架（静定结构）做成刚接：两铰刚架（超静定结构）。刚架立柱和横梁常采用变截面形式。12.1单层厂房的结构形式、结构组成和结构布置10012.1.2单层厂房的结构组成与传力路线1.结构组成(1)屋盖结构：屋面板、屋架（屋面梁）包括屋盖支撑、[天窗架、托架]屋盖结构包括：无檩屋盖体系、有檩屋盖体系无檩屋盖体系：大型屋面板直接支撑在屋架(屋面梁)上。

整体性强有檩屋盖体系:小型屋面板或瓦材直接支撑在檩条上，檩条再支撑在屋架(屋面梁)上。整体性较弱(2)横向平面排架:横梁（屋架或屋面梁）、横向柱列、基础——基本承重结构(3)纵向平面排架:纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑、基础——保证厂房的纵向稳定性和刚性12.1.2单层厂房的结构组成与传力路线101纵向平面排架承受：纵向风载、吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、温度应力(4)吊车梁:简支在柱牛腿上。承受吊车竖向荷载、吊车横向或纵向水平荷载(5)支撑：屋盖支撑、柱间支撑加强厂房结构的空间刚度、保证结构的稳定和安全，将风荷载、吊车水平荷载或水平地震作用可靠地传递到相应的结构构件上。(6)基础：承受柱和基础梁传来的荷载，将其传至地基。(7)围护结构：墙、连系梁、抗风柱、基础梁承受构件自重及墙面上风载2.传力路线按排架结构传力纵向平面排架承受：纵向风载、吊车纵向水平荷载、10212.1.3单层厂房的结构布置1.柱网与定位轴线(1)柱网跨度：承重柱或承重墙的纵向定位轴线的距离柱距：承重柱或承重墙的横向定位轴线的距离柱网：纵向定位轴线与横向定位轴线在平面上构成柱网。柱网布置应满足生产和使用要求，并应满足模数要求。p87(2)纵向定位轴线跨度L与吊车轨距

Lk

之间的关系为：详见p8712.1.3单层厂房的结构布置103(3)横向定位轴线中柱通过柱截面中心端柱中心线离山墙内边缘600，横向定位轴线位于山墙内边缘图12-92.变形缝伸缩缝、沉降缝、防震缝沉降缝：将结构从基础至上部结构全部分开伸缩缝、防震缝：仅上部结构分开，基础连成整体伸缩缝、沉降缝均应满足防震缝缝宽的要求。3.单层厂房的支撑屋盖支撑、柱间支撑(3)横向定位轴线104(1)屋盖支撑：上、下弦水平支撑、垂直支撑、纵向水平系杆上、下弦水平支撑：布置在屋架（屋面梁）上、下弦平面内及天窗架上弦平面内。节间应与屋架节间相适应。

垂直支撑：布置在屋架（屋面梁）间或天窗架间

系杆：刚性系杆（压杆）、柔性系杆（拉杆）

设置在屋架（屋面梁）上、下弦及天窗上弦平面内(1)屋盖支撑：105柱间支撑：上部柱间支撑、中部柱间支撑、下部柱间支撑

作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，将作用于厂房纵向的水平荷载（包括风荷载、吊车纵向水平制动力等）可靠地传到基础。柱间支撑应设置在厂房中央，上部柱间支撑在厂房两端第一个柱距内应同时设置——有利于温度变化或混凝土收缩。同时柱顶应设置通长刚性连系杆以传递荷载，当屋架端部设有下弦连系杆时，也可不设柱顶连系杆。柱间支撑：上部柱间支撑、中部柱间支撑、下部柱间支撑106屋盖支撑屋盖支撑107图图1084.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁(1)抗风柱：抵抗山墙的风荷载，主要承受风荷载

下部与基础连接：采用插入基础杯口的固接方式简化支座：固定端

上部与屋架连接：水平方向能可靠传递水平风荷载竖向允许产生相对位移，以防厂房与抗风柱沉降不均匀而产生不利影响。连接方式：弹簧板连接、有竖向长孔的螺栓连接P92简化支座：简支抗风柱上柱采用矩形，>=350mmx350mm下柱一般采用工字形或矩形4.抗风柱、圈梁、连系梁、过梁、基础梁109抗风柱计算简图：抗风柱计算简图：110(2)圈梁、连系梁、过梁、基础梁圈梁：置于墙体内，宽度为墙厚，高度>=120mm，现浇（或预制）构件。圈梁应与柱拉接

作用：增强房屋整体刚度，防止基础不均匀沉降或较大振动荷载对厂房的不利影响连系梁：两端搁置在柱牛腿上，连接采用螺栓连接或焊接，预制构件

作用:(1)连系纵向柱列，增强厂房纵向刚度，把风荷载传递到纵向柱列。(2)支撑上部墙体

(2)圈梁、连系梁、过梁、基础梁111过梁：支撑门窗洞口上部墙体，预制构件基础梁：支撑围护墙体，预制构件基础梁直接搁置在柱基础杯口上，施工时在支座处应坐浆。过梁：支撑门窗洞口上部墙体，预制构件11212.2排架计算单层厂房结构实际上是空间结构，可简化为平面结构进行计算。在横向按横向平面排架计算，在纵向按纵向平面排架计算。并且近似地认为各自独立工作。纵向排架柱较多，抗侧刚度较大，每根柱内力不大，一般不必计算，柱纵向按构造配筋。仅计算横向排架。排架计算的目的是为柱和基础设计提供内力数据主要内容为：确定计算简图、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。有时还应计算排架结构水平位移。12.2排架计算11312.2.1计算简图计算单元：相邻柱距中心线截出的典型区段斜线部分也为排架负荷面积（荷载从属面积）假定：(1)柱下端固接于基础顶面；(2)柱上端与屋面梁或屋架铰接；(3)屋面梁或屋架没有轴向变形。柱计算轴线取上部和下部柱截面重心的连线，屋面梁或屋架用一根没有轴向变形的刚杆表示。12.2.1计算简图114图图115抽柱抽柱116计算简图：柱总高H=柱顶标高＋基础底面标高的绝对值－初步拟定的基础高度上柱高度Hu＝柱顶标高－轨顶标高＋轨道构造高度＋吊车梁支撑处的吊车梁高上、下部柱的截面弯曲刚度根据预先假定的柱的截面形状和尺寸确定。（先确定柱截面）12.2.2荷载计算作用在柱上的荷载分恒载、活载两类。恒载：屋盖自重F1，上柱自重F2，下柱自重F3，吊车梁和轨道零件自重F4，以及有时支承在牛腿上的围护结构自重等重力F5等活载：屋面活载F6，吊车荷载Tmax、Dmax和Dmin，均布风载q1、q2，以及作用在屋盖支承处的集中风荷载W等。计算简图：117力对上柱计算轴线偏心距为，则力对上柱可换算为一个轴压力，一个力矩，若上、下柱计算轴线间距为，则上柱轴压力对下柱产生一个轴压力，一个力矩。与仅对柱产生轴压力，不产生其它力

与对结构产生弯矩、剪力、轴力，具体应进行排架内力分析注：屋盖上下弦中心线交点一般至柱外边的距离为150力对上柱计算轴线偏心距为，则力对上柱可换算为一118屋面荷载简化：（上柱简化到上柱中心线，下柱简化到下柱中心线）屋面荷载简化：（上柱简化到上柱中心线，下柱简化到下柱中心线）1191.恒荷载各类恒荷载的数值可按材料的重力密度和结构的有关尺寸由计算得到，标准构件可由标准图上直接得到。对于柱和吊车梁，可考虑结构安装顺序计算其自重产生的内力2.屋面活荷载包括：屋面均布活荷载、雪荷载、屋面积灰荷载三种。三者均按屋面水平投影面积计算排架计算时，屋面均布活荷载、雪荷载不同时考虑仅取其中的较大值。1.恒荷载120雪荷载：见p96屋面积灰荷载按荷载规范取用，对于屋面上易形成灰堆处，在设计时，积灰荷载标准值可乘以放大系数。见p97屋面积灰荷载应与屋面均布活荷载、雪荷载两者较大值组合3.吊车荷载（桥式吊车）悬挂吊车(支撑系统承受)、手动吊车、电动葫芦（不考虑水平荷载）

桥式吊车在设计时，根据吊车工作级别，分８个工作级别：A1－A8级。

工作级别按利用等级和荷载状态划分雪荷载：见p96121(1)吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin吊车有大车和小车组成大车沿纵向行驶，小车在大车桥架上横向行驶。最大轮压标准值Pmax,k：当小车吊有额定起吊质量开到大车某一极限位置时，在这一侧的每一个大车的轮压。最小轮压标准值Pmin,k：此时另一侧的轮压

Pmax,k和Pmin,k同时发生

(1)吊车竖向荷载设计值Dmax、Dmin122Pmax,k通常可根据吊车型号、规格等查到。对于四轮吊车，每一边有两个轮子，则

2Pmin,k+2Pmax,k＝Gk＋gk＋Qk

Pmin,k＝（Gk＋gk＋Qk）/2－Pmax,k吊车是移动的，因而Pmax,k在吊车梁支座产生的最大反力标准值Dmax,k，必须用吊车梁支座竖向反力影响线来确定。同时，在另一侧排架柱上则由Pmin,k产生Dmin,k。

Dmax,k与Dmin,k同时发生Pmax,k通常可根据吊车型号、规格等查到。123图因此图124式中为多台吊车荷载折减系数，表12-1

同时出现，可分别作用于左右两柱牛腿上式中为多台吊车荷载折减系数，表12-1125(2)吊车横向水平荷载设计值Tmax吊车的水平荷载：吊车纵向水平荷载、吊车横向水平荷载两种吊车纵向水平荷载是由大车的运行机构在刹车时引起的纵向水平惯性力。

吊车纵向水平荷载标准值应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压Pmax,k之和乘以刹车轮与钢轨间的滑动摩擦系数。一般四轮吊车在一边轨道上只有一个刹车轮，因此其作用方向与轨道方向一致(2)吊车横向水平荷载设计值Tmax126

吊车横向水平荷载是当小车吊有重物时刹车所引起的横向水平惯性力，它通过小车刹车轮与轨道之间的摩擦力传给大车，再通过大车轮在吊车轨顶传给吊车梁，而后由吊车梁与柱的连接钢板传给排架柱。作用方向：吊车梁顶面的水平处（吊车梁与柱连接详图P147）总吊车横向水平荷载标准值：（小车刹车引起）吊车横向水平荷载是当小车吊有重物时刹车所引起的127等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨道垂直。通常为四轮吊车，因此通过一个大车轮子传递的吊车横向水平荷载标准值Tk，按下式计算：等分于桥架的两端，分别由轨道上的车轮平均传至轨道，其方向与轨128由于吊车是移动的，吊车对排架产生的最大横向水平荷载应根据影响线确定。代换得：由于吊车是移动的，吊车对排架产生的最大横向水平荷载应根据影响129吊车横向水平荷载：吊车横向水平荷载：130小车可左右行驶，因此对单跨厂房刹车有两种情况，对两跨厂房刹车有四种情况(3)多台吊车的组合排架计算中考虑多台吊车的竖向荷载：对一层吊车的单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于两台；对一层吊车的多跨厂房的每个排架，不宜多于四台。（每跨不多于两台）排架计算中考虑多台吊车的水平荷载：对单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于两台。对于多台吊车问题，都应乘以多台吊车荷载折减系数小车可左右行驶，因此对单跨厂房刹车有两种情况，对两跨厂房刹车1314.风荷载作用在建筑物或构筑物表面上计算用的风压，称为风荷载。——风荷载标准值——高度z处的风振系数

——风载体型系数——高度z处的风压高度变化系数——基本风压值定义见p1024.风荷载132(1)排架计算时，作用在柱顶以下的风荷载按均布考虑，风压高度变化系数按柱顶取值。(2)柱顶至屋脊间屋盖部分的风荷载，取为均布，其对排架作用按作用在柱顶的水平集中风荷载标准值考虑，风压高度变化系数按下列情况采用：

有矩形天窗时，按天窗檐口取值无矩形天窗时，按厂房檐口取值

——作用在竖直面上的风载标准值，按柱顶到檐口顶部距离计算——作用在坡屋面上的风载水平分力标准值的合力，按檐口顶部到屋脊的距离计算。见p105图12-27

——排架计算单元的宽度(1)排架计算时，作用在柱顶以下的风荷载按均布考虑，风压高度13312.2.3用剪力分配法计算等高排架柱顶水平位移相等的排架，称为等高排架。（广义）等高排架：柱顶标高相同的、柱顶标高不相同但柱顶由倾斜横梁贯通相连的

柱抗侧刚度柱顶位移

12.2.3用剪力分配法计算等高排架134柱抗侧刚度1.柱顶作用水平集中力时的剪力分配

柱抗侧刚度135剪力分配系数柱底弯矩2．任意荷载作用时的剪力分配剪力分配系数136图

=

+

图(a)图(b)图137图(a)可分解为：图(a)再叠加下图内力，即为原结构内力图(b)图(a)可分解为：138用力法计算不等高排架截断横梁ab,cd，代以未知力，则

，用力法计算不等高排架，139——仅在悬臂柱j点作用单位荷载时，在

i点产生的位移

——仅在悬臂柱j点作用单位力矩时，在i点产生的位移12.2.4内力组合1.控制截面：构件某一区段对截面配筋起控制作用的某些截面(1)上柱中，牛腿顶面（即上柱底截面）I-I的内力最大，因此截面I-I为上柱控制截面。(2)在下柱中,牛腿顶面II-II和柱底截面III-III的内力较大，因此取截面II-II和III-III为下柱的控制截面。

——仅在悬臂柱j点作用单位荷载时，在i点产生的位1402.不同种类内力组合——怎样搭配，其截面承载力最不利?考虑不同的活载分布，会出现不同的内力情况柱截面对称配筋最不利受力有如下特征：大偏压：小偏压：

2.不同种类内力组合——141因此因此1423.同一种内力的组合——荷载组合荷载组合要考虑两方面：(1)找出哪几种荷载同时作用时才是最不利的(2)几种活荷载同时作用又同时达到其设计值的可能性不大，因此要考虑活荷载组合值系数。荷载规范：对于一般框架、排架结构，可以采用简化规则；3.同一种内力的组合——荷载组合143对于永久荷载效应控制的组合，则对于永久荷载效应控制的组合，则1444.内力组合注意事项1)恒载任何情况必须参加组合。2)每次组合以内力目标为依据来确定荷载项的取舍。3)风荷载、吊车横向水平荷载方向可向左也可向右，应考虑最不利情况4)与同时存在，因此与必须同时组合。但与可以不同时存在，但考虑最不利情况，一般可与同时组合。4.内力组合注意事项1455)若厂房每一跨考虑两台吊车，在计算吊车荷载时，应考虑吊车荷载折减系数。对于多跨厂房，只考虑两台吊车的荷载折减系数，但对于，若在中柱左、右两跨中各取其中一项，则此时应将荷载折减系数改为四台吊车的值。5)若厂房每一跨考虑两台吊车，在计算吊车荷载时，应考虑吊14612.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念排架与排架、排架与山墙之间相互关联的整体作用称为厂房的整体空间作用。条件：(1)各横向排架（或山墙）之间在纵向应相互连接，例如屋面板连接。(2)各横向排架刚度或荷载不同(局部荷载)。无檩屋盖比有檩屋盖纵向联系强，局部荷载作用下厂房整体空间作用强；两端有山墙又比一端有山墙空间作用大。厂房的空间整体作用与(1)屋盖的平面刚度，(2)厂房的长度，(3)有无山墙，(4)厂房跨度等因素有关。12.2.5单层厂房排架考虑整体空间作用的基本概念147由于相同条件下，局部荷载下的整体空间作用比均布荷载下的要大，并且均布荷载下的整体空间作用尚待积累更多的经验，因此在设计中，当需要考虑整体空间作用时，只对吊车荷载才考虑厂房的整体空间作用。由于相同条件下，局部荷载下的整体空间作用比均布荷载下148图图14912.2.6排架计算的两个问题1.多跨排架中间抽柱问题(1)计算简图应注意计算单元纵向宽度不宜大于24m。(2)“合并排架”的恒载，风载等的计算方法与一般排架相同，但吊车荷载应按计算单元的中间排架的吊车位置来计算；见P119图12-41。12.2.6排架计算的两个问题150图图151

(3)简图和荷载求得内力后，必须进行还原，以求得柱的实际内力。轴线A、Ｃ上各柱内力（）为采用计算简图计算所得内力（）除以2。但对于吊车荷载产生的轴力N，应按该柱实际承受吊车竖向荷载计算。例如对于排架柱3产生的的轴向力应等于

2.排架的水平位移验算矩形、工字形柱截面尺寸满足一定要求（表12-4）时，认为排架侧向刚度能够满足要求，不需验算水平位移。

但对于某些吊车吨位较大时，为安全计，应验算水平位移

验算位移部位：吊车梁顶与柱连接点K(3)简图和荷载求得内力后，必须进行还原，以求得柱的实际152荷载取排架内一台最大吊车的横向水平荷载作用在K点验算，荷载采用标准值，不考虑长期荷载效应。

，满足正常使用。,水平位移限值如下：吊车工作级别为Ａ1～Ａ5的厂房柱：吊车工作级别为Ａ6～Ａ8的厂房柱：——基础顶面到吊车梁顶面距离对于露天栈桥柱水平位移，应按悬臂柱计算，考虑一台最大吊车的横向水平荷载，同时考虑吊车梁安装偏差20mm产生的偏心力矩作用，则及荷载取排架内一台最大吊车的横向水平荷载作用在K点验算，荷载采153计算时，厂房柱截面刚度分别取为计算时应将柱中纵筋按弹性模量比换算成混凝土计算时，厂房柱截面刚度分别取为15412.3单层厂房柱12.3.1柱的型式矩形、工字形、双肢柱

12.3单层厂房柱15512.3.2矩形柱的设计确定截面尺寸——内力计算——截面配筋——牛腿计算与配筋——施工吊装强度、裂缝验算——构件连接设计(预埋件设计)1.截面尺寸和外形构造原则：承载力要求、刚度要求对于6m柱距的厂房柱最小截面尺寸见表12-4。2.截面设计按最不利内力进行截面设计计算长度见表12-5柱：时，偏心受压柱应考虑裂缝宽度验算单层厂房柱的上、下柱控制截面都有可能为,应验算裂缝宽度。12.3.2矩形柱的设计1563.构造要求混凝土为C20、C25、C30、(C35)纵筋HRB335，HRB400箍筋HPB235。纵筋最大配筋率为5%，纵筋直径>=12最小配筋率为0.5%(<=C50)，0.6%(>C50)每侧纵筋最小配筋率为0.2%柱截面高度h>=600，则柱侧面设置直径(10～16)构造钢筋，并同时设置复合箍筋或拉筋。见图12-44，注意柱上设置的预埋件M1～M5，其作用不同。4.吊装、运输阶段的承载力和裂缝宽度验算

预制柱一般采用翻身吊，按运输、吊装时混凝土实际强度，分别进行承载力和裂缝宽度验算。

3.构造要求157图图158M”M”159验算时应注意下列问题：1)柱身自重应乘以动力系数1.5；强度验算采用荷载设计值，裂缝宽度验算采用荷载标准值。2)因吊装验算系临时性的，故构件安全等级可较其使用阶段的安全等级降低一级；3)柱的砼强度一般按设计强度的70%考虑；当吊装验算要求高于设计强度的70%方可吊装时，应在施工图上注明；4)一般宜采用单点绑扎起吊，吊点设在变阶处。当需用多点起吊时，吊装方法应与施工单位共同商定并进行相应的验算；5)当柱变阶处截面吊装验算配筋不足时，可在该局部区段加配短钢筋。验算时应注意下列问题：16012.3.3牛腿

根据牛腿竖向力Fv的作用点至下柱边缘的水平距离a的大小，一般把牛腿分为两类：

时为短牛腿

时为长牛腿12.3.3牛腿161长牛腿的受力特点与悬臂梁相似，可按悬臂梁设计。

短牛腿实质上是一根悬臂深梁，受剪力影响较大，变形不符合平截面假定，不能象悬臂梁那样，按受弯构件分析。长牛腿的受力特点与悬臂梁相似，可按悬臂梁设计。162试验研究试验研究结果（1）弹性阶段的应力分布如图为a/h0＝0.5的环氧树脂牛腿模型进行光弹试验得到的主应力迹线

试验研究163(a)牛腿上部，主拉应力迹线基本与牛腿上边缘平行,并沿长度方向比较均匀，牛腿中下部主拉应力迹线是倾斜的。(b)牛腿下部，主压应力迹线大致与从加载点到牛腿下部与柱相交点连线平行。(a)牛腿上部，主拉应力迹线基本与牛腿上边缘平行,并沿长度方164(2)裂缝的出现与开展试验表明，当荷载加到时出现竖向裂缝（1），但其开展开很小，对牛腿的受力性能影响不大；荷载加到极限荷载时，出现斜裂缝（2），此后随荷载增加到接近破坏荷载时（约），突然出现第二条斜裂缝（3）。预示牛腿即将破坏。斜裂（2）称为临界斜裂缝，为确定牛腿截面尺寸的主要依据。(2)裂缝的出现与开展165(3)破坏形态1)剪切破坏：包括纯剪破坏、斜压破坏、斜拉破坏纯剪破坏：或虽较大，但边缘高度h1较小时，发生沿加载板内侧接近竖直截面的纯剪破坏。斜压破坏：时，临界斜裂缝出现后，加载到，在临界斜裂缝外侧的压杆范围内，出现大量短小斜裂缝，并逐渐贯通，压杆混凝土压碎。斜拉破坏：临界斜裂缝出现后，随荷载增加出现斜裂缝(2)，并逐渐扩展将牛腿拉断

(3)破坏形态1662)弯曲破