【正文】 結(jié)合起來(lái)，以節(jié)約材料、簡(jiǎn)化施工，使一個(gè)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(lái)承托圍護(hù)墻體的重量，而不另做墻基礎(chǔ)。基礎(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(dāng)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(shí)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(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，放置在基礎(chǔ)上面的混凝土墊塊上，如圖29所示。施工時(shí)，基礎(chǔ)梁支承處應(yīng)座漿。 圖29 基礎(chǔ)梁的位置 當(dāng)廠房不高、地基比較好、柱基礎(chǔ)又埋得較淺時(shí)，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(guò)梁和基礎(chǔ)梁的選用，均可查國(guó)標(biāo)、省標(biāo)或地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)圖集，如連系梁可查圖集G321和CG421，過(guò)梁可查圖集G322和CG422，基礎(chǔ)梁可查圖集G320和CG420。1．計(jì)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(chē)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(jì)算時(shí)，可通過(guò)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(jì)算單元。圖210 橫向排架計(jì)算簡(jiǎn)圖2．基本假定為了簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)構(gòu)造與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(méi)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(xì)石混凝土和基礎(chǔ)緊密地澆搗成一體(對(duì)二次澆搗的細(xì)石混凝土應(yīng)注意養(yǎng)護(hù)，不使其開(kāi)裂)，且地基變形是受控制的，基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)動(dòng)一般較小，因此假定(1)通常是符合實(shí)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(dòng)對(duì)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(duì)于屋面梁或大多數(shù)下弦桿剛度較大的屋架是適用的，對(duì)于組合式屋架或兩鉸、三鉸拱屋架應(yīng)考慮其軸向變形對(duì)排架內(nèi)力的影響。 3．柱的尺寸排架計(jì)算屬超靜定問(wèn)題，其內(nèi)力與桿件尺寸有關(guān)，故在計(jì)算簡(jiǎn)圖中需初步確定柱的尺寸。計(jì)算簡(jiǎn)圖中，柱的計(jì)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(biāo)高+基礎(chǔ)底面標(biāo)高的絕對(duì)值初步擬定的基礎(chǔ)高度；上柱高柱頂標(biāo)高軌頂標(biāo)高+軌道構(gòu)造高度+吊車(chē)梁支承處的梁高；為使支承吊車(chē)梁的牛腿頂面標(biāo)高能符合300的倍數(shù)，吊車(chē)軌頂?shù)臉?gòu)造高度與標(biāo)志高度之間允許有177。200的差值。 柱截面尺寸要能滿(mǎn)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(chē)起重量等參數(shù)，可參考同類(lèi)廠房或按表3初步選定。通過(guò)計(jì)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?xún)?nèi)，則可不必重新計(jì)算。 為了保證吊車(chē)的正常運(yùn)行，確定柱截面尺寸時(shí)，尚應(yīng)考慮到應(yīng)使吊車(chē)的外邊緣與上柱側(cè)面之間留有一定的 圖211 吊車(chē)端部的預(yù)留孔隙空隙，如圖211所示，詳見(jiàn)有關(guān)吊車(chē)設(shè)計(jì)資料。 1．恒荷載恒載包括屋蓋、吊車(chē)梁和柱的自重，以及支承在柱上的圍護(hù)墻的重量等，其值可根據(jù)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸和材料的重力密度進(jìn)行計(jì)算；對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，可從標(biāo)準(zhǔn)圖集上查出。各類(lèi)常用材料的自重的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)值可從《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中查得?？紤]到不可能在屋面積雪很深時(shí)進(jìn)行屋面施工，故規(guī)定雪荷載與施工荷載不同時(shí)考慮，設(shè)計(jì)時(shí)取兩者中的較大值。當(dāng)有積灰荷載時(shí)，應(yīng)與雪荷載或施工荷載中的較大者同時(shí)考慮。屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值()可按下式計(jì)算： （21）式中 ——雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值()；——基本雪壓(kN/m2)，系以當(dāng)?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計(jì)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(guó)各地的基本雪壓值。對(duì)山區(qū),； ——屋面積雪分布系數(shù)，可根據(jù)各類(lèi)屋面的形狀從《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中查出。3．吊車(chē)荷載 吊車(chē)荷載是由吊車(chē)兩端行駛的四個(gè)輪子以集中力形式作用于兩邊的吊車(chē)梁上，再經(jīng)吊車(chē)梁傳給排架柱的牛腿上,如圖212所示，吊車(chē)荷載可分為豎向荷載和水平荷載兩種形式。 圖212 吊車(chē)荷載示意圖(1）吊車(chē)豎向荷載。吊車(chē)豎向荷載是指吊車(chē)(大車(chē)和小車(chē))重量與所吊重量經(jīng)吊車(chē)梁傳給柱的豎向壓力。如圖213所示，當(dāng)?shù)踯?chē)起重量達(dá)到額定最大值，而小車(chē)同時(shí)駛到大車(chē)橋一端的極限位置時(shí)，則作用在該柱列吊車(chē)梁軌道上的壓力達(dá)到最大值，稱(chēng)為最大輪壓；此時(shí)作用在對(duì)面柱列軌道上的輪壓則為最小輪壓。與的標(biāo)準(zhǔn)值，可根據(jù)吊車(chē)的規(guī)格(吊車(chē)類(lèi)型、起重量、跨度及工作級(jí)別)從《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》及產(chǎn)品樣本中查出。當(dāng)與確定后，即可根據(jù)吊車(chē)梁(按簡(jiǎn)支梁考慮)的支座反力影響線及吊車(chē)輪子的最不利位置，如圖214所示，計(jì)算兩臺(tái)吊車(chē)由吊車(chē)梁傳給柱子的最大吊車(chē)豎向荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與最小吊車(chē)豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)兩臺(tái)吊車(chē)不同時(shí)： （22）式中、——兩臺(tái)起重量不同的吊車(chē)最大輪壓的標(biāo)準(zhǔn)值，且、——兩臺(tái)起重量不同的吊車(chē)最小輪壓的標(biāo)準(zhǔn)值，且；表21 6m柱距可不做剛度驗(yàn)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(chē)的最大輪壓與最小輪壓 圖 214吊車(chē)梁的支座反力影響線及吊車(chē)輪子的最不利位置、——與吊車(chē)輪子相對(duì)應(yīng)的支座反力影響線上豎向坐標(biāo)值，按圖214所示的幾何關(guān)系計(jì)算。 當(dāng)兩臺(tái)吊車(chē)完全相同時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為： （23） 式中為相應(yīng)于吊車(chē)輪壓處于最不利位置時(shí)，支座反力影響線的豎向坐標(biāo)值之和，按圖214計(jì)算。當(dāng)車(chē)間內(nèi)有多臺(tái)吊車(chē)共同工作時(shí)，考慮到同時(shí)達(dá)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(jì)算排架考慮多臺(tái)吊車(chē)豎向荷載時(shí)，對(duì)一層吊車(chē)的單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)不宜多于2臺(tái)；對(duì)一層吊車(chē)的多跨廠房的 圖215 吊車(chē)的橫向水平荷載 每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。 (2) (2) (2) 吊車(chē)水平荷載。吊車(chē)水平荷載分為橫向水平荷載和縱向水平荷載兩種。吊車(chē)的橫向水平荷載主要是指小車(chē)水平剎車(chē)或啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力，其方向與軌道垂直，可由正、反兩個(gè)方向如圖215所示作用在吊車(chē)梁的頂面與柱聯(lián)結(jié)處。吊車(chē)橫向水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，可按小車(chē)重量g與額定起重量G之和的百分?jǐn)?shù)采用，并乘以重力加速度。因此，吊車(chē)上每個(gè)輪子所傳遞的橫向水平力T(kN)為： (24)式中 ——橫向制動(dòng)力系數(shù)，對(duì)軟鉤吊車(chē)，當(dāng)G≤10t時(shí)，取12％；當(dāng)G=16～50t時(shí)，取10％；當(dāng)G≥75t時(shí)，取8％，對(duì)硬釣吊車(chē)，取20％。 n——每臺(tái)吊車(chē)兩端的總輪數(shù)一般為4。當(dāng)?shù)踯?chē)上面每個(gè)輪子的值確定后，可用計(jì)算吊車(chē)豎向荷載的辦法，計(jì)算吊車(chē)的最大橫向水平荷載兩臺(tái)吊車(chē)不同時(shí)： (25a)兩臺(tái)吊車(chē)相同時(shí)： (25b)注意是同時(shí)作用在吊車(chē)兩邊的柱列上。吊車(chē)的縱向水平荷載是指大車(chē)剎車(chē)或啟動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力，作用于剎車(chē)輪與軌道的接觸點(diǎn)上，方向與軌道方向一致，由廠房的縱向排架承擔(dān)。吊車(chē)縱向水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按作用在一邊軌道上所有剎車(chē)輪的最大輪壓力之和的10％計(jì)算，即 (26)式中 ——吊車(chē)臺(tái)數(shù)； ——每臺(tái)吊車(chē)剎車(chē)輪數(shù)。吊車(chē)縱向水平荷載，僅在驗(yàn)算縱向排架柱少于7根時(shí)使用。當(dāng)車(chē)間內(nèi)有多臺(tái)吊車(chē)共同工作時(shí)，計(jì)算吊車(chē)水平荷載，《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，對(duì)單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2臺(tái)。(3) 多臺(tái)吊車(chē)的荷載折減系數(shù)在排架分析中，常?？紤]多臺(tái)吊車(chē)的共同作用。多臺(tái)吊車(chē)同時(shí)達(dá)到荷載標(biāo)準(zhǔn)值的概率很小，故在設(shè)計(jì)中進(jìn)行荷載組合時(shí)，根據(jù)《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，應(yīng)對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)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(tái)吊車(chē)的荷載折減系數(shù)參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)吊車(chē)的工作級(jí)別A1～A5A6～A8234注：對(duì)于多層吊車(chē)的單跨或多跨廠房，計(jì)算排架時(shí)，參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)及荷載的折減系數(shù)，應(yīng)按實(shí)際情況考慮。（4）吊車(chē)的動(dòng)力系數(shù)當(dāng)計(jì)算吊車(chē)梁及其連接的強(qiáng)度時(shí)，《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定吊車(chē)豎向荷載應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)。對(duì)懸掛吊車(chē)(包括電動(dòng)葫蘆)及工作級(jí)別A1～A5 的軟鉤吊車(chē)，；對(duì)工作級(jí)別為A6～A8的軟鉤吊車(chē)、硬鉤吊車(chē)和其他特種吊車(chē)。（5）吊車(chē)荷載的組合值、頻遇值及準(zhǔn)永久值系數(shù)吊車(chē)荷載的組合值、頻遇值及準(zhǔn)永久值系數(shù)可按表25中的規(guī)定采用。廠房排架設(shè)計(jì)時(shí)，在荷載準(zhǔn)永久組合中不考慮吊車(chē)荷載。但在吊車(chē)梁按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，可采用吊車(chē)荷載的準(zhǔn)永久值。表25 吊車(chē)荷載的組合值、頻遇值及準(zhǔn)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(jì)算單元這部分墻身和屋面?zhèn)鱽?lái)的，其作用方向垂直于建筑物的表面，如圖216所示，分壓力和吸力兩種。風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算： (27)式中 ——基本風(fēng)壓(kN/m2)，以當(dāng)?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高統(tǒng)計(jì)所得50年一遇10分鐘平均最大風(fēng)速(m/s)為標(biāo)準(zhǔn)，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(jì)規(guī)范》中全國(guó)基本風(fēng)壓分布圖中查得，對(duì)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(duì)于單層廠房結(jié)構(gòu)，可取?！L(fēng)荷載體型系數(shù)，取決于建筑物的體型，由風(fēng)洞試驗(yàn)確定，可從《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)表格查出。——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，一般來(lái)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(biāo)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(jì)規(guī)范》中的有關(guān)表格查出。圖216 排架風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖217 等高排架的形式計(jì)算單層工業(yè)廠房風(fēng)荷載時(shí)，柱頂心下的風(fēng)荷載可按均布荷載計(jì)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(lèi)型：等高排架和不等高排架。如果排架各柱頂標(biāo)高相同，或者柱頂標(biāo)高不同，但由傾斜橫梁貫通聯(lián)結(jié)，當(dāng)排架發(fā)生水平位移時(shí)，其柱頂?shù)奈灰葡嗤?，如圖217所示，在排架計(jì)算中，這類(lèi)排架稱(chēng)為等高排架；若柱頂位移不相等，則稱(chēng)為不等高排架。對(duì)于等高排架，可采用下面介紹的簡(jiǎn)便方法計(jì)算，對(duì)于不等高排架，可參閱有關(guān)資料按力法進(jìn)行計(jì)算。由結(jié)構(gòu)力學(xué)可知，當(dāng)單位水平力作用于單階懸臂柱頂時(shí)，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(jiàn)1/δ反映了柱抵抗側(cè)移的能力，稱(chēng)之為“抗側(cè)移剛度”，有時(shí)也稱(chēng)之為“抗剪剛度”。對(duì)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(jìn)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(jì)算時(shí)的應(yīng)用。1．柱頂作用水平集中力F時(shí)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(wú)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(shí)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(kāi)，在各柱的切口處的內(nèi)力為一對(duì)相應(yīng)的剪力(鉸處無(wú)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(xiě)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(shí)為了能利用上述的剪力分配系數(shù)，對(duì)任意荷載就