【正文】 到受力合理、模板簡單、節(jié)約材料、維護(hù)簡便，同時(shí)要因地制宜，考慮制作、運(yùn)輸、吊裝及材料供應(yīng)等具體情況。但當(dāng)截面高度后，自重較大，吊裝較困難，故使用范圍受到一定限制。 表26 單跨廠房空間作用分配系數(shù)平面排架考慮廠房的空間作用的計(jì)算方法，與排架內(nèi)力計(jì)算中的任意荷載作用時(shí)相類似，僅在其排架頂部加一彈性支承即可。山墻的橫向剛度很大，能分擔(dān)大部分的水平荷載。令空間位移與平面位移的比值為： μ= (214)稱為廠房的“空間作用分配系數(shù)”，顯然廠房的空間作用愈好，值就愈小。因此，在未能確定柱截面是大偏壓還是小偏壓之前，一般應(yīng)進(jìn)行下列四種內(nèi)力組合：(1)與相應(yīng)的；(2) 與相應(yīng)的；(3) 與相應(yīng)的(取絕對值較大者)；(4)與相應(yīng)的(取絕對值較大者)； (5) 及相應(yīng)的和；組合時(shí)以某一種內(nèi)力為目標(biāo)進(jìn)行組合,例如組合最大正彎矩時(shí),其目的是為了求出某截面可能產(chǎn)生的最大彎矩值，所以，凡使該截面產(chǎn)生正彎矩的活荷載項(xiàng)，只要實(shí)際上是可能發(fā)生的，都要參與組合，然后將所選項(xiàng)的值分別相加。 2．荷載組合 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中規(guī)定：對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)基本組合，可采用簡化規(guī)則，并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定：（1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合: （211） (212)（2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合：按下式計(jì)算 （213）式中 —永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)；—第i 個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，其中為可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)；—按永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值； —按可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算的荷載效應(yīng)值,其中為諸可變荷載效應(yīng)中起控制作用者；—可變荷載的組合值系數(shù)； —參與組合的可變荷載數(shù)。柱截面參數(shù)：109mm4，109 mm4， 109mm4，109mm4；，解：(1)計(jì)算剪力分配系數(shù)：λ==， 邊柱 ，中柱 查表111，得位移系數(shù)計(jì)算式 邊柱C0=，=(mm)中柱C0=，＝(mm)剪力分配系數(shù)為：ηA＝ηC＝/(2+)=ηB=/ (2+)=(2) 計(jì)算各柱頂剪力，把荷載分為W、W1和W2三種情況，分別求出各柱頂所產(chǎn)生的剪力，然后疊加。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。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。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。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(jì)算排架時(shí)，參與組合的吊車臺數(shù)及荷載的折減系數(shù)，應(yīng)按實(shí)際情況考慮。 n——每臺吊車兩端的總輪數(shù)一般為4。 (2)當(dāng)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(jì)算兩臺吊車由吊車梁傳給柱子的最大吊車豎向荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與最小吊車豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值?？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。通過計(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。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(對二次澆搗的細(xì)石混凝土應(yīng)注意養(yǎng)護(hù)，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(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)動對排架內(nèi)力的影響。施工時(shí)，基礎(chǔ)梁支承處應(yīng)座漿。此外，連系梁還承受其上部墻體的重量。圈梁設(shè)置于墻體內(nèi)，和柱連接僅起拉結(jié)作用。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。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，以承受屋架傳來的橫向風(fēng)力。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。 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。沉降縫應(yīng)將建筑物從屋頂?shù)交A(chǔ)全部分開，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。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。 目前，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、材料消耗、 施工條件等方面來衡量，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。 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)。簡支在柱牛腿上，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。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。 （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。1． 1．圖23 單層廠房的橫向排架及其荷載示意圖 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。 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)。所以，在選擇12柱距和9柱距時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用前者?！俄沤Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對鋼筋混凝土結(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規(guī)定值時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算溫度應(yīng)力。 (1)(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。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。所以，抗風(fēng)柱和屋架一般采用豎向可以移動，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。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(過梁)，其截面尺寸不應(yīng)小于被切斷的圈梁。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。計(jì)算時(shí)，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(jì)算單元。柱總高H=柱頂標(biāo)高+基礎(chǔ)底面標(biāo)高的絕對值初步擬定的基礎(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?？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。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。 (2) (2)吊車的橫向水平荷載主要是指小車水平剎車或啟動時(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)車間內(nèi)有多臺吊車共同工作時(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，對單跨或多跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺數(shù)不應(yīng)多于2臺。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。圖216 排架風(fēng)荷載計(jì)算簡圖 圖217 等高排架的形式顯然，若材料相同，柱的剛度越大，需要施加的水平力越大。圖219中的即為吊車橫向水平荷載作用下的不動鉸支座反力系數(shù)。 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。, 因有異號彎矩，且為便于施工，柱截面常用對稱配筋,即。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。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，僅靠兩端的山墻分擔(dān)荷載，如圖223a 所示，其空間作用??；若兩端無山墻，在均布荷載作用下，如圖223b所示，近于平面排架受力，無空間作用。單層廠房柱的形式很多，常用的見圖225，分為下列幾種：矩形截面柱：如圖225a所示，其外形簡單，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。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。 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。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，一般采用對稱配筋。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)圖上予以說明。從圖中可看出，主拉應(yīng)力的方向基本上與牛腿的上表面平行，且分布較均勻；主壓應(yīng)力則主要集中在從加載點(diǎn)到牛腿下部轉(zhuǎn)角點(diǎn)的連線附近，這與 一般懸臂梁有很大的區(qū)別。圖230 牛腿的計(jì)算簡圖(2)牛腿尺寸的確定。當(dāng)牛腿的懸挑長度時(shí)，也可不做斜面，即取(圖227)。牛腿內(nèi)應(yīng)按構(gòu)造要求設(shè)置水平箍筋及彎起鋼筋(圖232)，它能起抑制裂縫的作用。(1) (1)②預(yù)埋件的受力直錨筋不宜少于4根(僅受剪的預(yù)埋件，允許采用2根)，不宜多于4層；直徑不宜小于，亦不宜大于。在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，不僅要保證基礎(chǔ)有足夠的承載力，而且要保證地基的變形，使基礎(chǔ)的沉降不能過大，以免引起上部結(jié)構(gòu)的開裂甚至破壞。假定三角形應(yīng)力分布的合力D至的距離為，那么， (229e) 為了滿足地基承載力要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該保證基底壓應(yīng)力符合下列條件：(1)平均壓應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)組合值不超過地基承載力特征值，即 （230）(2)，即 (231）(3)對有吊車廠房，必須保證基底全部受壓，即應(yīng)滿足 或 （232）（4）對無吊車廠房，當(dāng)與風(fēng)荷載組合時(shí)，可允許長的基礎(chǔ)底面與土脫離,即 （233）設(shè)計(jì)時(shí)，一般先假定基礎(chǔ)底面面積，然后驗(yàn)算上述四個(gè)條件，直至滿足為止?！獩_切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長：當(dāng)計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)，取柱寬；當(dāng)計(jì)算基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時(shí)，取上階寬；——柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的下邊長，；——柱與基礎(chǔ)交接處或基礎(chǔ)變階處的截面有效高度，取兩配筋方向的截面有效高度的平均值；——按荷載效應(yīng)基本組合計(jì)算并考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計(jì)值（可取除基礎(chǔ)自重及其上的土重），當(dāng)基礎(chǔ)偏心受力時(shí)，可取用較大的地基反力設(shè)計(jì)值；——考慮沖切荷載時(shí)取用的多邊形面積(圖237中的陰影面積)； (a)錐形基礎(chǔ) (b)階形基礎(chǔ) 圖237 基礎(chǔ)沖切破壞的計(jì)算圖形當(dāng)時(shí)， （237）當(dāng)時(shí)， （238），分別為柱截面的長度和寬度。于是沿長邊布置的基底鋼筋，可按下式計(jì)算: （243）沿短邊布置的基底鋼筋，可按下式計(jì)算 （244）其中為沿長邊布置的基底鋼筋直徑。基礎(chǔ)的杯壁應(yīng)有足夠的抗彎強(qiáng)度，其厚度可按表29選用。 表210 杯壁的配筋數(shù)量5．雙杯口基礎(chǔ)及高杯口基礎(chǔ)。解：（1）根據(jù)構(gòu)造要求選定基礎(chǔ)高度及確定基礎(chǔ)埋深由表28可知，柱的插入深度，由表29可知柱的杯底厚度，取，杯底上部鋪設(shè)水泥砂漿，故初選，選杯壁厚400，高500，見圖245基礎(chǔ)埋深=基礎(chǔ)頂面埋深+柱插入基礎(chǔ)深度+柱底墊層厚度+杯底厚度因室外基礎(chǔ)頂面埋深為550，室內(nèi)外高差150，故=500+150+700+50+250=1650（）（2）確定基礎(chǔ)底面尺寸。有檁體系是將小型屋面板或屋面瓦放在檁條上，檁條支承在屋架上而形成