【正文】 車豎向荷載?？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。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。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％以內(nèi)，則可不必重新計(jì)算。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)。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。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。施工時(shí)，基礎(chǔ)梁支承處應(yīng)座漿。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)。此外，連系梁還承受其上部墻體的重量。圈梁應(yīng)連續(xù)設(shè)置在墻體的同一平面上，并盡可能沿整個(gè)建筑物形成封閉狀。圈梁設(shè)置于墻體內(nèi)，和柱連接僅起拉結(jié)作用?？癸L(fēng)柱與屋架連接必須滿足兩個(gè)要求：一是在水平方向必須與屋架有可靠的連接以保證有效地傳遞風(fēng)載；二是在豎向允許兩者之間有一定相對(duì)位移的可靠性，以防廠房與抗風(fēng)柱沉降不均勻時(shí)產(chǎn)生不利影響。當(dāng)柱間因交通、設(shè)備布置或柱距較大而不宜或不能采用交叉式 圖27 門架式支撐支撐時(shí)，可采用圖27所示的門架式支撐。柱間支撐桿件應(yīng)與吊車梁分離，以免受吊車梁豎向變形的影響。 當(dāng)柱間內(nèi)設(shè)有強(qiáng)度和穩(wěn)定性足夠的墻體，且其與柱連接緊密能起整體作用, 同時(shí)吊車起重量較小(≤5t)時(shí)，可不設(shè)柱間支撐。如廠房還設(shè)有橫向支撐時(shí)，則縱向支撐應(yīng)盡可能同橫向支撐形成封閉支撐體系，如圖26；當(dāng)設(shè)有托架時(shí)，必須設(shè)置縱向水平支撐，如圖26b；如果只在部分柱間設(shè)有托架，則必須在設(shè)有托架的柱間和兩端相鄰的一個(gè)柱間設(shè)置縱向水平支撐，如圖26c，以承受屋架傳來(lái)的橫向風(fēng)力。下弦橫向水平支撐的作用是：保證將屋架下弦受到的水平力傳至(縱向)排架柱頂．故當(dāng)屋架下弦設(shè)有懸掛吊車或受有其它水平力，或抗風(fēng)柱與屋架下弦連接，抗風(fēng)柱風(fēng)力傳至下弦時(shí)，則應(yīng)設(shè)置下弦橫向水平支撐。凡屋面為有檁體系，或山墻風(fēng)力傳至屋架上弦而大型屋面板的連接又不符合上述要求時(shí)，則應(yīng)在屋架上弦平面的伸縮縫區(qū)段內(nèi)兩端各設(shè)一道上弦橫向支撐，當(dāng)天窗通過(guò)伸縮縫時(shí)，應(yīng)在伸縮縫處天窗缺口下設(shè)置上弦橫向支撐。當(dāng)為梯形屋架時(shí)，除按上述要求處理外，必須在伸縮縫區(qū)段兩端第一或第二柱間內(nèi)，在屋架支座處設(shè)置端部垂直支撐。 屋面梁(屋架)間的垂直支撐及水平系桿。下面主要講述各類支撐的作用和布置原則，至于具體布置方法及與其它構(gòu)件的連接構(gòu)造，可參閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集。地震區(qū)的廠房，其伸縮縫和沉降縫均應(yīng)符合防震縫的要求。沉降縫應(yīng)將建筑物從屋頂?shù)交A(chǔ)全部分開(kāi)，以使在縫兩邊發(fā)生不同沉降時(shí)不致?lián)p壞整個(gè)建筑物。溫度區(qū)段的長(zhǎng)度(伸縮縫之間的距離)，取決于結(jié)構(gòu)類型和溫度變化情況。為減小廠房結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力，可設(shè)置伸縮縫，將廠房結(jié)構(gòu)分成幾個(gè)溫度區(qū)段。此外，12柱距可以利用現(xiàn)有設(shè)備做成6屋面板系統(tǒng)(有托架梁)；當(dāng)條件具備時(shí)又可直接采用12屋面板(無(wú)托架梁)。 目前，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、材料消耗、 施工條件等方面來(lái)衡量，一般的，特別是高度較低的廠房，采用6柱距比12柱距優(yōu)越。圖25 柱網(wǎng)布置示意圖柱網(wǎng)布置的一般原則應(yīng)為：符合生產(chǎn)和使用要求；建筑平面和結(jié)構(gòu)方案經(jīng)濟(jì)合理；在廠房結(jié)構(gòu)形式和施工方法上具有先進(jìn)性和合理性；符合《廠房建筑統(tǒng)一化基本規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定；適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)革新的要求。 1．柱網(wǎng)布置 廠房承重柱(或承重墻)的縱向和橫向定位軸線，在平面上排列所形成的網(wǎng)格，稱為柱網(wǎng)。6．基礎(chǔ)承受柱和基礎(chǔ)梁傳來(lái)的荷載并將它們傳至地基。簡(jiǎn)支在柱牛腿上，主要承受吊車豎向和橫向或縱向水平荷載，并將它們分別傳至橫向或縱向排架。廠房結(jié)構(gòu)承受的豎向荷載(結(jié)構(gòu)自重、屋面活載、雪載和吊車豎向荷載等)及橫向水平荷載(風(fēng)載和吊車橫向制動(dòng)力、地震作用)主要通過(guò)它將荷載傳至基礎(chǔ)和地基，如圖23所示。屋蓋結(jié)構(gòu)有時(shí)還有天窗架、托架，其作用主要是維護(hù)和承重(承受屋蓋結(jié)構(gòu)的自重、屋面活載、雪載和其它荷載，并將這些荷載傳給排架柱)，以及采光和通風(fēng)等。本章主要講述鋼筋混凝土鉸結(jié)排架結(jié)構(gòu)的單層廠房，這類廠房通常由下列結(jié)構(gòu)構(gòu)件所組成，如圖22所示。 （a）排架結(jié)構(gòu) （b）剛架結(jié)構(gòu)圖21 鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房的兩種基本類型排架結(jié)構(gòu)是由屋架(或屋面梁)、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)件組成，柱與屋架鉸接，與基礎(chǔ)剛接。此類結(jié)構(gòu)能承擔(dān)較大的荷載，在冶金和機(jī)械工業(yè)廠房中應(yīng)用廣泛，其跨度可達(dá)30m，高度20～30m，吊車噸位可達(dá)150t或150t以上。1． 1． 2． 2．圖23 單層廠房的橫向排架及其荷載示意圖圖 24 縱向排架示意圖 7．圍護(hù)結(jié)構(gòu) 包括縱墻和橫墻(山墻)及由墻梁、抗風(fēng)柱(有時(shí)還有抗風(fēng)梁或抗風(fēng)桁架)和基礎(chǔ)梁等組成的墻架。柱網(wǎng)布置就是確定縱向定位軸線之間(跨度)和橫向定位軸線之間(柱距)的尺寸。 廠房跨度在18及以下時(shí)，應(yīng)采用3的倍數(shù)；在18以上時(shí)，應(yīng)采用6的倍數(shù)。 但從現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，擴(kuò)大柱距，對(duì)增加車間有效面積，提高設(shè)備布置和工藝布置的靈活性，機(jī)械化施工中減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的數(shù)量和加快施工進(jìn)度等，都是有利的。所以，在選擇12柱距和9柱距時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用前者。伸縮縫應(yīng)從基礎(chǔ)頂面開(kāi)始，將兩個(gè)溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件完全分開(kāi)?！俄沤Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距作了規(guī)定(表21)，當(dāng)廠房的伸縮縫間距超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算溫度應(yīng)力。沉降縫可兼作伸縮縫。屋蓋支撐包括設(shè)置在屋面梁(屋架)間的垂直支撐、水平系桿以及設(shè)置在上、下弦平面內(nèi)的橫向支撐和通常設(shè)置在下弦水平面內(nèi)的縱向水平支撐。 (1)垂直支撐和下弦水平系桿是用以保證屋架的整體穩(wěn)定(抗傾覆)以及防止在吊車工作時(shí)(或有其他振動(dòng))屋架下弦的側(cè)向顫動(dòng)。(2)屋面梁(屋架)間的橫向支撐。 (3)屋面梁(屋架)間的縱向水平支撐。2．柱間支撐柱間支撐的作用主要是提高廠房的縱向剛度和穩(wěn)定性。柱間支撐應(yīng)設(shè)在伸縮縫區(qū)段的中央或臨近中央的柱間。柱間支撐宜用交叉形式，交叉傾角通常在35176。柱間支撐一般采用鋼結(jié)構(gòu)，桿件截面尺寸應(yīng)經(jīng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。當(dāng)廠房高度和跨度均不大(如柱頂在8m以下，跨度為9～12m)時(shí)，可在山墻設(shè)置磚壁柱作為抗風(fēng)柱；當(dāng)高度和跨度較大時(shí)，一般都設(shè)置鋼筋混凝土抗風(fēng)柱，柱外側(cè)再貼砌山墻。所以，抗風(fēng)柱和屋架一般采用豎向可以移動(dòng)，水平向又有較大剛度的彈簧板連接，如圖28b；如廠房沉降較大時(shí)，則宜采用螺栓連接，如圖28c。圈梁不承受墻體重量，所以柱上不設(shè)置支承圈梁的牛腿。當(dāng)圈梁被門窗洞口切斷時(shí)，應(yīng)在洞口上部墻體中設(shè)置一道附加圈梁(過(guò)梁)，其截面尺寸不應(yīng)小于被切斷的圈梁。連系梁通常是預(yù)制的，兩端擱置在柱牛腿上，其連接可采用螺栓連接或焊接連接?；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。 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)。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。由假定(2)可知，橫梁兩端的水平位移相等。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+吊車梁支承處的梁高；為使支承吊車梁的牛腿頂面標(biāo)高能符合300的倍數(shù)，吊車軌頂?shù)臉?gòu)造高度與標(biāo)志高度之間允許有177。 為了保證吊車的正常運(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(jiàn)有關(guān)吊車設(shè)計(jì)資料。考慮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。對(duì)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。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。當(dāng)兩臺(tái)吊車不同時(shí)： （22）式中、——兩臺(tái)起重量不同的吊車最大輪壓的標(biāo)準(zhǔn)值，且、——兩臺(tái)起重量不同的吊車最小輪壓的標(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(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。 (2) (2)吊車的橫向水平荷載主要是指小車水平剎車或啟動(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所示作用在吊車梁的頂面與柱聯(lián)結(jié)處。當(dāng)?shù)踯嚿厦婷總€(gè)輪子的值確定后，可用計(jì)算吊車豎向荷載的辦法，計(jì)算吊車的最大橫向水平荷載兩臺(tái)吊車不同時(shí)： (25a)兩臺(tái)吊車相同時(shí)： (25b)注意是同時(shí)作用在吊車兩邊的柱列上。當(dāng)車間內(nèi)有多臺(tái)吊車共同工作時(shí)，計(jì)算吊車水平荷載，《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，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不應(yīng)多于2臺(tái)。（4）吊車的動(dòng)力系數(shù)當(dāng)計(jì)算吊車梁及其連接的強(qiáng)度時(shí)，《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定吊車豎向荷載應(yīng)乘以動(dòng)力系數(shù)。但在吊車梁按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，可采用吊車荷載的準(zhǔn)永久值。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)。圖216 排架風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖217 等高排架的形式如果排架各柱頂標(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鐖D217所示，在排架計(jì)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。顯然，若材料相同，柱的剛度越大，需要施加的水平力越大。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。圖219中的即為吊車橫向水平荷載作用下的不動(dòng)鉸支座反力系數(shù)。在W1的作用下，查表111，得反力系數(shù)計(jì)算式，柱頂不動(dòng)鉸支座反力：=() 圖220 例題20圖在W2的作用下，Rc==(kN) (←)故各柱總的柱頂剪力為VA=ηA(W+RA+RC) RA=(3+11+7)11= (kN)(←)VB=ηB(W+RA+RC)=21=(→)VC=ηC(W+RA+RC) RC=217=(kN) (←) (3)繪制彎矩圖。 上柱：最大彎矩及軸力通常產(chǎn)生于上柱的底截面II(圖221)，此即上柱的控制截面。注: 。, 因有異號(hào)彎矩，且為便于施工，柱截面常用對(duì)稱配筋,即。內(nèi)力組合時(shí)，需要注意的事項(xiàng)有：(1)永久荷載是始終存在的，故無(wú)論何種組合均應(yīng)參加；(2)在吊車豎向荷載中，對(duì)單跨廠房應(yīng)在與中取一個(gè)，對(duì)多跨廠房，因一般按不多于四臺(tái)吊車考慮，故只能在不同跨各取一項(xiàng)； (3)吊車的最大橫向水平荷載同時(shí)作用于其左、右兩邊的柱上。據(jù)實(shí)測(cè)，某無(wú)檁屋蓋的單跨廠房。屋蓋剛度大時(shí)，沿縱向分布的荷載能力強(qiáng)，空間作用好，值小。故兩端有山墻的廠房的μ值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)山墻的值。局部荷載作用下，廠房的空間作用好；當(dāng)廠房承擔(dān)均勻分布的荷載時(shí)，如風(fēng)荷載，因各排架直接承受的荷載基本相同，僅靠?jī)啥说纳綁Ψ謸?dān)荷載，如圖223a 所示，其空間作用?。蝗魞啥藷o(wú)山墻，在均布荷載作用下，如圖223b所示，近于平面排架受力，無(wú)空間作用。如圖224所示，其內(nèi)力計(jì)算可按下列步驟進(jìn)行：(1)先假設(shè)排架無(wú)側(cè)移，求出吊車荷載作用下的柱頂反力R及柱頂剪力；(2)將柱頂反力R乘以空間分配系數(shù)，并將其沿反方向加于可側(cè)移的排架上，求出各柱頂剪力； (3)將上述兩項(xiàng)的柱頂剪力疊加，即為考慮空間作用的柱頂剪力。單層廠房柱的形式很多，常用的見(jiàn)圖225，分為下列幾種：矩形截面柱：如圖225a所示，其外形簡(jiǎn)單，施工方便，但自重大，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)差，主要用于截面高度的偏壓柱。雙肢柱：如圖225c、d所示，可分為平腹桿與斜腹桿兩種。管柱：如圖225e所示，可分為圓管和方管(外方內(nèi)圓)混凝土柱，以及鋼管混凝土柱三種。一般可按柱截面高度參考以下原則選用： 當(dāng)≤500mm時(shí)，采用矩形；當(dāng)600≤≤800mm時(shí)，采用矩形或I形；當(dāng)900≤≤1200mm時(shí)，采用I形；當(dāng)1300≤≤1500mm時(shí)，采用工形或雙肢柱；當(dāng)≥1600mm時(shí)，采用雙肢柱。 柱的設(shè)計(jì)一般包括確定柱截面尺寸、截面配筋設(shè)計(jì)、構(gòu)造、繪制施工圖等。I形柱的翼緣高度不宜小于120mm，腹板厚度不應(yīng)小于100mm，當(dāng)處于高溫或侵蝕性環(huán)境中，翼緣和腹板的尺寸均應(yīng)適當(dāng)增大。由于柱截面在排架方向有正反方向相近的彎矩，并避免施工中主筋易放錯(cuò)，一般采用對(duì)稱配筋。 ②表中有吊車廠房排架柱的計(jì)算長(zhǎng)度，當(dāng)計(jì)算中不考慮吊車荷載時(shí)，可按無(wú)吊車廠房的計(jì)算長(zhǎng)度采用；但上柱的計(jì)算長(zhǎng)度仍按有吊車廠房采用。吊裝時(shí)柱的混凝土強(qiáng)度一般按設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%考慮，當(dāng)?shù)跹b驗(yàn)算要求高于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％方可吊裝時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖上予以說(shuō)明。承載力