【正文】 結(jié)合起來，以節(jié)約材料、簡化施工，使一個構(gòu)件在一般廠房中，能起到兩種或三種構(gòu)件的作用。通常用基礎(chǔ)梁來承托圍護墻體的重量，而不另做墻基礎(chǔ)?；A(chǔ)梁底部距土壤表面應(yīng)預(yù)留lOOmm的空隙，使梁可隨柱基礎(chǔ)一起沉降。當基礎(chǔ)梁下有凍脹性土?xí)r，應(yīng)在梁下鋪設(shè)一層干砂、碎磚或礦渣等松散材料，并預(yù)留50～150mm的空隙，這可防止土壤凍結(jié)膨脹時將梁頂裂?；A(chǔ)梁與柱一般不要求連接，將基礎(chǔ)梁直接放置在柱基礎(chǔ)杯口上或當基礎(chǔ)埋置較深時，放置在基礎(chǔ)上面的混凝土墊塊上，如圖29所示。施工時，基礎(chǔ)梁支承處應(yīng)座漿。 圖29 基礎(chǔ)梁的位置 當廠房不高、地基比較好、柱基礎(chǔ)又埋得較淺時，也可不設(shè)基礎(chǔ)梁而做磚石或混凝土墻基礎(chǔ)。連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁的選用，均可查國標、省標或地區(qū)標準圖集，如連系梁可查圖集G321和CG421，過梁可查圖集G322和CG422，基礎(chǔ)梁可查圖集G320和CG420。1．計算單元作用在廠房排架上的各種荷載，如結(jié)構(gòu)自重、雪荷載、風(fēng)荷載等(吊車荷載除外)，沿廠房縱向都是均勻分布的；橫向排架的間距一般都是相等的。在不考慮排架間的空間作用的情況下，每一中間的橫向排架所承擔(dān)的荷載及受力情況是完全相同的。計算時，可通過任意兩相鄰排架的中線，截取一部分廠房(圖210a中陰影部分)作為計算單元。圖210 橫向排架計算簡圖2．基本假定為了簡化計算，根據(jù)構(gòu)造與實踐經(jīng)驗，作如下假定：(1)柱下端固接于基礎(chǔ)頂面，橫梁鉸接在柱上；(2)橫梁為沒有軸向變形的剛性桿件。如圖210b所示，由于柱插入基礎(chǔ)杯口有一定的深度，并用細石混凝土和基礎(chǔ)緊密地澆搗成一體(對二次澆搗的細石混凝土應(yīng)注意養(yǎng)護，不使其開裂)，且地基變形是受控制的，基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)動一般較小，因此假定(1)通常是符合實際的，但有些情況，例如地基土質(zhì)較差、變形較大或有比較大的荷載(如大面積堆料)等，則應(yīng)考慮基礎(chǔ)位移和轉(zhuǎn)動對排架內(nèi)力的影響。由假定(2)可知，橫梁兩端的水平位移相等。假定(2)對于屋面梁或大多數(shù)下弦桿剛度較大的屋架是適用的，對于組合式屋架或兩鉸、三鉸拱屋架應(yīng)考慮其軸向變形對排架內(nèi)力的影響。 3．柱的尺寸排架計算屬超靜定問題，其內(nèi)力與桿件尺寸有關(guān)，故在計算簡圖中需初步確定柱的尺寸。計算簡圖中，柱的計算軸線應(yīng)取上、下部柱截面的形心線(圖210c)。柱總高H=柱頂標高+基礎(chǔ)底面標高的絕對值初步擬定的基礎(chǔ)高度；上柱高柱頂標高軌頂標高+軌道構(gòu)造高度+吊車梁支承處的梁高；為使支承吊車梁的牛腿頂面標高能符合300的倍數(shù)，吊車軌頂?shù)臉?gòu)造高度與標志高度之間允許有177。200的差值。 柱截面尺寸要能滿足承載力與剛度的要求，主要取決于廠房的跨度、高度及吊車起重量等參數(shù)，可參考同類廠房或按表3初步選定。通過計算最后確定的截面尺寸，若其截面慣性矩與初選的截面慣性矩之差在30％以內(nèi)，則可不必重新計算。 為了保證吊車的正常運行，確定柱截面尺寸時，尚應(yīng)考慮到應(yīng)使吊車的外邊緣與上柱側(cè)面之間留有一定的 圖211 吊車端部的預(yù)留孔隙空隙，如圖211所示，詳見有關(guān)吊車設(shè)計資料。 1．恒荷載恒載包括屋蓋、吊車梁和柱的自重，以及支承在柱上的圍護墻的重量等，其值可根據(jù)構(gòu)件的設(shè)計尺寸和材料的重力密度進行計算；對于標準構(gòu)件，可從標準圖集上查出。各類常用材料的自重的標準值可查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》。2．屋面活荷載屋面活荷載包括雪荷載、積灰荷載和施工荷載等，其標準值可從《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中查得。考慮到不可能在屋面積雪很深時進行屋面施工，故規(guī)定雪荷載與施工荷載不同時考慮，設(shè)計時取兩者中的較大值。當有積灰荷載時，應(yīng)與雪荷載或施工荷載中的較大者同時考慮。屋面水平投影面上的雪荷載標準值()可按下式計算： （21）式中 ——雪荷載標準值()；——基本雪壓(kN/m2)，系以當?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計所得的50年一遇的最大積雪的自重確定?？蓮摹督ㄖY(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中查出全國各地的基本雪壓值。對山區(qū),； ——屋面積雪分布系數(shù)，可根據(jù)各類屋面的形狀從《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中查出。3．吊車荷載 吊車荷載是由吊車兩端行駛的四個輪子以集中力形式作用于兩邊的吊車梁上，再經(jīng)吊車梁傳給排架柱的牛腿上,如圖212所示，吊車荷載可分為豎向荷載和水平荷載兩種形式。 圖212 吊車荷載示意圖(1）吊車豎向荷載。吊車豎向荷載是指吊車(大車和小車)重量與所吊重量經(jīng)吊車梁傳給柱的豎向壓力。如圖213所示，當?shù)踯嚻鹬亓窟_到額定最大值，而小車同時駛到大車橋一端的極限位置時，則作用在該柱列吊車梁軌道上的壓力達到最大值，稱為最大輪壓；此時作用在對面柱列軌道上的輪壓則為最小輪壓。與的標準值，可根據(jù)吊車的規(guī)格(吊車類型、起重量、跨度及工作級別)從《起重機設(shè)計規(guī)范》及產(chǎn)品樣本中查出。當與確定后，即可根據(jù)吊車梁(按簡支梁考慮)的支座反力影響線及吊車輪子的最不利位置，如圖214所示，計算兩臺吊車由吊車梁傳給柱子的最大吊車豎向荷載的標準值與最小吊車豎向荷載標準值。當兩臺吊車不同時： （22）式中、——兩臺起重量不同的吊車最大輪壓的標準值，且、——兩臺起重量不同的吊車最小輪壓的標準值，且；表21 6m柱距可不做剛度驗算的柱截面最小尺寸表22 單層廠房邊柱常用截面（mm）87表23 單層廠房中柱常用截面（mm） 圖 213吊車的最大輪壓與最小輪壓 圖 214吊車梁的支座反力影響線及吊車輪子的最不利位置、——與吊車輪子相對應(yīng)的支座反力影響線上豎向坐標值，按圖214所示的幾何關(guān)系計算。 當兩臺吊車完全相同時，上式可簡化為： （23） 式中為相應(yīng)于吊車輪壓處于最不利位置時，支座反力影響線的豎向坐標值之和，按圖214計算。當車間內(nèi)有多臺吊車共同工作時，考慮到同時達到最不利荷載位置的概率很小，《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》規(guī)定：計算排架考慮多臺吊車豎向荷載時，對一層吊車的單跨廠房的每個排架，參與組合的吊車臺數(shù)不宜多于2臺；對一層吊車的多跨廠房的 圖215 吊車的橫向水平荷載 每個排架，不宜多于4臺。 (2) (2) (2) 吊車水平荷載。吊車水平荷載分為橫向水平荷載和縱向水平荷載兩種。吊車的橫向水平荷載主要是指小車水平剎車或啟動時產(chǎn)生的慣性力，其方向與軌道垂直，可由正、反兩個方向如圖215所示作用在吊車梁的頂面與柱聯(lián)結(jié)處。吊車橫向水平荷載的標準值，可按小車重量g與額定起重量G之和的百分數(shù)采用，并乘以重力加速度。因此，吊車上每個輪子所傳遞的橫向水平力T(kN)為： (24)式中 ——橫向制動力系數(shù)，對軟鉤吊車，當G≤10t時，取12％；當G=16～50t時，取10％；當G≥75t時，取8％，對硬釣吊車，取20％。 n——每臺吊車兩端的總輪數(shù)一般為4。當?shù)踯嚿厦婷總€輪子的值確定后，可用計算吊車豎向荷載的辦法，計算吊車的最大橫向水平荷載兩臺吊車不同時： (25a)兩臺吊車相同時： (25b)注意是同時作用在吊車兩邊的柱列上。吊車的縱向水平荷載是指大車剎車或啟動時所產(chǎn)生的慣性力，作用于剎車輪與軌道的接觸點上，方向與軌道方向一致，由廠房的縱向排架承擔(dān)。吊車縱向水平荷載標準值，應(yīng)按作用在一邊軌道上所有剎車輪的最大輪壓力之和的10％計算，即 (26)式中 ——吊車臺數(shù)； ——每臺吊車剎車輪數(shù)。吊車縱向水平荷載，僅在驗算縱向排架柱少于7根時使用。當車間內(nèi)有多臺吊車共同工作時，計算吊車水平荷載，《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，對單跨或多跨廠房的每個排架，參與組合的吊車臺數(shù)不應(yīng)多于2臺。(3) 多臺吊車的荷載折減系數(shù)在排架分析中，常?？紤]多臺吊車的共同作用。多臺吊車同時達到荷載標準值的概率很小，故在設(shè)計中進行荷載組合時，根據(jù)《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)對其標準值乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。折減系數(shù)如表24所示：表24 多臺吊車的荷載折減系數(shù)參與組合的吊車臺數(shù)吊車的工作級別A1～A5A6～A8234注：對于多層吊車的單跨或多跨廠房，計算排架時，參與組合的吊車臺數(shù)及荷載的折減系數(shù)，應(yīng)按實際情況考慮。（4）吊車的動力系數(shù)當計算吊車梁及其連接的強度時，《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定吊車豎向荷載應(yīng)乘以動力系數(shù)。對懸掛吊車(包括電動葫蘆)及工作級別A1～A5 的軟鉤吊車，；對工作級別為A6～A8的軟鉤吊車、硬鉤吊車和其他特種吊車。（5）吊車荷載的組合值、頻遇值及準永久值系數(shù)吊車荷載的組合值、頻遇值及準永久值系數(shù)可按表25中的規(guī)定采用。廠房排架設(shè)計時，在荷載準永久組合中不考慮吊車荷載。但在吊車梁按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時，可采用吊車荷載的準永久值。表25 吊車荷載的組合值、頻遇值及準永久值系數(shù)4．風(fēng)荷載 作用在排架上的風(fēng)荷載，是由計算單元這部分墻身和屋面?zhèn)鱽淼模渥饔梅较虼怪庇诮ㄖ锏谋砻?，如圖216所示，分壓力和吸力兩種。風(fēng)荷載的標準值可按下式計算： (27)式中 ——基本風(fēng)壓(kN/m2)，以當?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計所得50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速(m/s)為標準，按＝確定。值與建筑物所在地和環(huán)境有關(guān)，可從《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中全國基本風(fēng)壓分布圖中查得，對山區(qū)和沿海區(qū)，應(yīng)乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)?！叨忍幍娘L(fēng)振系數(shù)，對于單層廠房結(jié)構(gòu)，可取。——風(fēng)荷載體型系數(shù)，取決于建筑物的體型，由風(fēng)洞試驗確定，可從《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)表格查出?！L(fēng)壓高度變化系數(shù)，一般來講，離地面越高，風(fēng)壓值越大，即為建筑物不同高度處的風(fēng)壓與基本風(fēng)壓(10標高處)的比值，它與建筑物所處的地面粗糙度有關(guān)，其值可從《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)表格查出。圖216 排架風(fēng)荷載計算簡圖 圖217 等高排架的形式計算單層工業(yè)廠房風(fēng)荷載時，柱頂心下的風(fēng)荷載可按均布荷載計算，屋面與天窗架所受的風(fēng)荷載一般折算成作用在柱頂上的某種集中水平風(fēng)荷載。單層工業(yè)廠房的橫向排架可分為兩種類型：等高排架和不等高排架。如果排架各柱頂標高相同，或者柱頂標高不同，但由傾斜橫梁貫通聯(lián)結(jié)，當排架發(fā)生水平位移時，其柱頂?shù)奈灰葡嗤?，如圖217所示，在排架計算中，這類排架稱為等高排架；若柱頂位移不相等，則稱為不等高排架。對于等高排架，可采用下面介紹的簡便方法計算，對于不等高排架，可參閱有關(guān)資料按力法進行計算。由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知，當單位水平力作用于單階懸臂柱頂時，如圖218a所示，柱頂水平位移為 （8）式中λ＝，n=,，可由附表5中附表圖5查得。因此要使柱頂產(chǎn)生單位水平位移，則需在柱頂施加1/δ的水平力，如圖218b所示。顯然，若材料相同，柱的剛度越大，需要施加的水平力越大。由此可見1/δ反映了柱抵抗側(cè)移的能力，稱之為“抗側(cè)移剛度”，有時也稱之為“抗剪剛度”。對于由若干柱子構(gòu)成的等高排架，在柱頂水平力作用下，其柱頂剪力可根據(jù)各柱的抗剪剛度進行分配，這就是結(jié)構(gòu)力學(xué)中的剪力分配法。下面就柱頂作用水平力和作用任意荷載兩種情況，分別討論剪力分配法在等高排架內(nèi)力計算時的應(yīng)用。1．柱頂作用水平集中力F時如圖218c所示，設(shè)排架有根柱，任一柱的抗剪剛度為，則其分擔(dān)的柱頂剪力可由平衡條件和變形條件求得。 (a) (b) （c）圖218 排架柱頂位移根據(jù)橫梁剛度為無限大，受力后不產(chǎn)生軸向變形的假定，那么各柱頂?shù)乃轿灰浦祽?yīng)是相等的，即 (29a)在考慮平衡條件時為了使各柱頂?shù)募袅εc相應(yīng)的柱頂位移相聯(lián)系，可在柱頂上部切開，在各柱的切口處的內(nèi)力為一對相應(yīng)的剪力(鉸處無彎矩)，如圖218c所示，并取上部為隔離體，由平衡條件得 (29b)由δ的概念可知，各柱頂?shù)奈灰茷? , 即 ， (29c)將式29c代入式29b，可得： 故 （29d）將△代入式29c,并根據(jù)位移相等條件可得 寫成通式為 (210a)式中 ——i柱的剪力分配系數(shù)，等于該柱本身的抗剪剛度與所有柱總的抗剪剛度之比 (210b)2．任意荷載作用時為了能利用上述的剪力分配系數(shù)，對任意荷載就