【正文】 的屋蓋結(jié)構(gòu)。其常見的平面尺寸有，也有采用、和的。前者受力較好，但屋架上弦要做水平支托(圖248a)；后者在荷載作用下產(chǎn)生雙向彎曲，若屋面坡度較大時，在未焊牢時易傾翻，故往往需在支座處屋架上弦預(yù)埋件上事先焊一短鋼板來防止傾翻(圖248b)。設(shè)計時可根據(jù)上述建議靈活選用，屋面梁與屋架均有全國性和地區(qū)性的標(biāo)準(zhǔn)圖集可查。其通?？缍葹?～15m，最大已達(dá)33m，坡寬(即一個V形折板的水平投影寬度)一般采用2～3m，縱向高跨比不宜小于1/20，板厚不宜小于35mm，折板傾角一般采用～。 預(yù)應(yīng)力混凝土雙曲拋物面殼板，又稱馬鞍形殼板，其外形如圖251所示，為負(fù)高斯曲率雙曲拋物面。 。國內(nèi)常用跨度為9～15m，最大已用到28m，～3m，板厚35～50mm。預(yù)應(yīng)力混凝土T形板分單T板和雙T板兩種，跨度18m以上時應(yīng)用單T扳。 屋面梁和屋架是單層廠房中的重要構(gòu)件，起著支承屋面板或檁條并將屋面荷載傳給排架柱的作用，其常見形式、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、特點(diǎn)和適用條件見表213。設(shè)計時可根據(jù)其柱網(wǎng)布置、屋面荷載等情況分別選用全國性和地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)圖集，如G410等。 除上述兩種常用的屋蓋結(jié)構(gòu)外，工業(yè)廠房中還采用了多種形式的板梁合一的屋蓋體系，如T形板、拱形弧、V形折板和馬鞍形殼板等；其中以T形板使用得最多。故～,，則選長邊尺寸，短邊尺寸，則 ， 滿足要求2）驗(yàn)算所選基底尺寸是否滿足要求。當(dāng)兩杯口間的寬度時，宜在中間杯壁內(nèi)配筋(圖243)。2．當(dāng)有基礎(chǔ)梁時。設(shè)計時，一般先按構(gòu)造要求選定基礎(chǔ)的高度和各階高度，再用式（234～238）進(jìn)行驗(yàn)算?；A(chǔ)的底面尺寸應(yīng)按地基的承載能力和變形條件來確定，但當(dāng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，可只按地基的承載能力計算，而不必驗(yàn)算其變形。④受力預(yù)埋件應(yīng)采用直錨筋與錨板形焊，錨筋直徑不大于時，應(yīng)優(yōu)先采用壓力埋弧焊；錨筋直徑大于時，宜采用穿孔塞焊。 錨筋計算。但在任何情況下，在上部范圍內(nèi)的水平箍筋的總截面面積不宜小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的二分之一。為了防止保護(hù)層剝落，要求。牛腿的高度是按抗裂要求確定的。當(dāng)時，發(fā)生剪切破壞；當(dāng)～時，發(fā)生斜壓破壞；當(dāng)時，發(fā)生彎壓破壞；當(dāng)牛腿上部由于加載板太小而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不足時，發(fā)生局壓破壞。下面分別就牛腿和預(yù)埋件的設(shè)計進(jìn)行討論。驗(yàn)算時，柱自重采用設(shè)計值。1．截面尺寸使用階段柱截面尺寸除應(yīng)保證具有足夠的承載力外，還應(yīng)有一定的剛度以免造成廠房橫向和縱向變形過大，發(fā)生吊車輪和軌道的過早磨損，影響吊車正常運(yùn)行或?qū)е聣臀萆w產(chǎn)生裂縫，影響廠房的使用。單層廠房柱的形式雖然很多、但在同一工程中，柱型及規(guī)格宜統(tǒng)一，以便為施工創(chuàng)造有利條件。I形柱：如圖225b所示，能較合理地利用材料，在單層廠房中應(yīng)用較多，已有全國通用圖集可供設(shè)計者選用。單層廠房空間作用分配系數(shù)可從表26中直接查得，但應(yīng)注意，該表下部注中強(qiáng)調(diào)了四種情況下不考慮空間作用。 （a）兩端有山墻作用 （b）兩端無山墻作用圖223 均布荷載作用下的廠房空間作用(2)廠房兩端有無山墻。但實(shí)際上，廠房是由若干榀排架組成的整體空間結(jié)構(gòu)，排架與排架間由縱向構(gòu)件連接，故力P是由全部廠房排架及兩端山墻所共同承擔(dān)，在這榀排架上僅承擔(dān)，故其柱頂空間位移僅為(圖222b)。當(dāng)一定時，對小偏壓構(gòu)件，越大，則鋼筋用量也越大；對大偏壓構(gòu)件，越大，則鋼筋用量反而減小。對于一般中、小型廠房，吊車荷載不大，故往往是柱底截面ⅢⅢ控制下柱的配筋；對吊車噸位大的重型廠房，則有可能是ⅡⅡ截面．下柱底截面ⅢⅢ的內(nèi)力值也是設(shè)計柱基的依據(jù)，故必須對其進(jìn)行內(nèi)力組合。已知：屋面及天窗架傳來的風(fēng)荷載集中力設(shè)計值為，由墻傳來的風(fēng)荷載均布荷載設(shè)計值為=，=。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(jìn)行分配，這就是結(jié)構(gòu)力學(xué)中的剪力分配法。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?，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。多臺吊車同時達(dá)到荷載標(biāo)準(zhǔn)值的概率很小，故在設(shè)計中進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的折減系數(shù)。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(dāng)G≤10t時，取12％；當(dāng)G=16～50t時，取10％；當(dāng)G≥75t時，取8％，對硬釣吊車，取20％。與的標(biāo)準(zhǔn)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(jī)設(shè)計規(guī)范》及產(chǎn)品樣本中查出。屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值()可按下式計算： （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)計所得的50年一遇的最大積雪的自重確定。 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。2．基本假定為了簡化計算，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)橫梁為沒有軸向變形的剛性桿件?；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，放置在基礎(chǔ)上面的混凝土墊塊上，如圖29所示。連系梁的作用是連系縱向柱列，以增強(qiáng)廠房的縱向剛度并傳遞風(fēng)載到縱向柱列。圈梁的作用是將墻體同廠房柱箍在一起，以加強(qiáng)廠房的整體剛度，防止由于地基的不均勻沉降或較大振動荷載引起對廠房的不利影響。 4抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁的作用及布置原則1. 抗風(fēng)柱 單層廠房的端墻(山墻)，受風(fēng)面積較大，一般需要設(shè)置抗風(fēng)柱將山墻分成幾個區(qū)格，使墻面受到的風(fēng)載一部分(靠近縱向柱列的區(qū)格)直接傳至縱向柱列，另一部分則經(jīng)抗風(fēng)柱下端直接傳至基礎(chǔ)和經(jīng)上端通過屋蓋系統(tǒng)傳至縱向柱列。當(dāng)柱頂縱向水平力沒有簡捷途徑傳遞時，則必須設(shè)置一道通長的縱向受壓水平系桿(如連系梁)。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)廠房跨度、跨數(shù)和高度，屋蓋承重結(jié)構(gòu)方案，吊車噸位及工作制等因素考慮在下弦平面端節(jié)點(diǎn)中設(shè)置。 當(dāng)屋面采用大型屋面板，并與屋面梁或屋架有三點(diǎn)焊接，并且屋面板縱肋間的空隙用C20細(xì)石混凝土灌實(shí)，能保證屋蓋平面的穩(wěn)定并能傳遞山墻風(fēng)力時，則認(rèn)為可起上弦橫向支撐的作用，這時不必再設(shè)置上弦橫向支撐。實(shí)踐證明，如果支撐布置不當(dāng)，不僅會影響廠房的正常使用，甚至可能引起工程事故，所以應(yīng)予以足夠的重視。 在一般單層廠房中可不做沉降縫，只有在特殊情況下才考慮設(shè)置，如廠房相鄰兩部分高度相差很大(如l0以上)、兩跨間吊車起重量相差懸殊，地基承載力或下臥層土質(zhì)有較大差別，或廠房各部分的施工時間先后相差很長，土壤壓縮程度不同等情況。如果廠房長度和寬度過大，當(dāng)氣溫變化時，將使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，嚴(yán)重的可將墻面、屋面等拉裂，影響使用。當(dāng)工藝布置和技術(shù)經(jīng)濟(jì)有明顯的優(yōu)越性時，亦可采用2233的跨度和9或其它柱距。 屋蓋結(jié)構(gòu)分無檁和有檁兩種體系，前者由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋蓋支撐)組成；后者由小型屋面板、檁條、屋架(包括屋蓋支撐)組成。鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計施工組織設(shè)計 鋼筋混凝土單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)有兩種基本類型：排架結(jié)構(gòu)與剛架結(jié)構(gòu)，如圖21所示。 1．3．縱向平面排架由縱向柱列(包括基礎(chǔ))、連系梁、吊車梁和柱間支撐等組成，其作用是保證廠房結(jié)構(gòu)的縱向穩(wěn)定性和剛度，并承受作用在山墻和天窗端壁并通過屋蓋結(jié)構(gòu)傳來的縱向風(fēng)載、吊車縱向水平荷載(圖24)、縱向地震作用以及溫度應(yīng)力等。這些構(gòu)件所承受的荷載，主要是墻體和構(gòu)件的自重以及作用在墻面上的風(fēng)荷載。廠房柱距應(yīng)采用6或6的倍數(shù)，如圖25。 2．變形縫 變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫三種。伸縮縫的具體做法見《有關(guān)建筑構(gòu)造手冊》。 支撐的作用和布置原則 在裝配式鋼筋混凝土單層廠房結(jié)構(gòu)中，支撐雖非主要的構(gòu)件，但卻是連系主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件以構(gòu)成整體的重要組成成分。上弦橫向支撐的作用是：構(gòu)成剛性框，增強(qiáng)屋蓋整體剛度，保證屋架上弦或屋面梁上翼緣的側(cè)向穩(wěn)定，同時將抗風(fēng)柱傳來的風(fēng)力傳遞到(縱向)排架柱頂。下弦縱向水平支撐是為了提高廠房剛度，保證橫向水平力的縱向分布，增強(qiáng)排架的空間工作性能而設(shè)置的。這樣有利于在溫度變化或混凝土收縮時，廠房可自由變形，而不致發(fā)生 較大的溫度或收縮應(yīng)力。 (a)抗風(fēng)柱 (b)彈簧板連接 (c)螺栓連接圖8 抗風(fēng)柱及連接示意圖1－錨拉鋼筋；2－抗風(fēng)柱；3－吊車梁；4－抗風(fēng)梁；5－散水坡；6－基礎(chǔ)梁；7－屋面縱筋或檁條；8－彈簧板；9－屋架上弦；10－柱中預(yù)埋件；11－螺栓；12－加勁板；13－長圓孔；14硬木塊 2．圈梁、連系梁、過梁和基礎(chǔ)梁 當(dāng)用磚作為廠房圍護(hù)墻時，一般要設(shè)置圈梁、連系梁、過梁及基礎(chǔ)梁。兩者搭接長度的要求可參閱《砌體結(jié)構(gòu)》教材。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)膨脹時將梁頂裂。圖210 橫向排架計算簡圖200的差值。當(dāng)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。如圖213所示，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓窟_(dá)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(dá)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。吊車橫向水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，可按小車重量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。(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。表25 吊車荷載的組合值、頻遇值及準(zhǔn)永久值系數(shù)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。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”?！纠?】用剪力分配法計算圖220所示的排架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力。下柱：在吊車豎向荷載作用下，牛腿頂面處ⅡⅡ截面的彎矩最大；在風(fēng)荷載 圖221 排架柱的控制截面或吊車橫向水平力作用下，柱底截面ⅢⅢ的彎矩最大，故常取此兩截面為下柱的控制截面。對稱配筋構(gòu)件，當(dāng)一定時，無論大、小偏壓，越大，則鋼筋用量也越大。如圖222所示，若廠房某一排架柱頂受一水平集中力P的作用，當(dāng)按平面排架計算時，力P完全由這一榀排架單獨(dú)承擔(dān)，將產(chǎn)生柱頂平面位移Δ(圖222a)。因此，無檁屋蓋的值小于有檁屋蓋。目前在單層廠房計算中，僅在分析吊車荷載內(nèi)力時，才考慮廠房的空間作用。 (a)矩形截面柱；（b）I形柱；（c）平腹桿雙肢柱；(d)斜腹桿雙肢柱；（e）管柱圖225 柱的形式前兩種采用離心法生產(chǎn)，質(zhì)量好，自重輕，但受高速離心制管機(jī)的限制，且節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較復(fù)雜；后一種利用方鋼管或圓鋼管內(nèi)澆膨脹混凝土后，可形成自應(yīng)力(預(yù)應(yīng)力)鋼管混凝土柱，可承受較大荷載作用。當(dāng)有吊車時還需要進(jìn)行牛腿設(shè)計。具有剛性屋蓋的單層廠房柱和露天棧橋柱的計算長度可按表27取用； 如圖226所示，吊點(diǎn)一般設(shè)在變階處，故應(yīng)按圖中的11,22,33三個截面進(jìn)行吊裝時的承載力和裂縫寬度的驗(yàn)算。單層廠房排架柱一般都帶有短懸臂(牛腿)以支承吊車梁、屋架及連系梁等，并在柱身不同標(biāo)高處設(shè)有預(yù)埋件，以便和上述構(gòu)件及各種支撐進(jìn)行連接，如圖227所示。 圖228牛腿的光彈試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)表明，在吊車的豎向和水平荷載作用下，隨α／h0值的變化，牛腿呈現(xiàn)出下列幾種破壞形態(tài)，如圖229所示。牛腿的寬度與柱寬相同。牛腿的外邊緣高度應(yīng)大于或等于，且不小于200mm。水平箍筋應(yīng)采用直徑～的鋼筋，在牛腿高度范圍內(nèi)均勻布置，間距～。 (1) ③受拉直錨筋和彎折錨筋的錨固長度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長度要求；受剪和受壓直錨筋的錨固長度不應(yīng)小于(d為錨筋的直徑)?；A(chǔ)底面尺寸的確定：先按軸壓計算基礎(chǔ)面積，然后按(～)A估算底面尺寸, 一般取～。若驗(yàn)算階形基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時，式(237)和式(238)中的與應(yīng)改為基礎(chǔ)上階的長度和寬度?；A(chǔ)變階處的配筋計算可參照柱邊截面處理。 表29 基礎(chǔ)杯底厚度和杯壁厚度注：1．雙肢柱的值可適當(dāng)加大。在廠房伸縮縫處，需設(shè)置雙杯口基礎(chǔ)。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)底面的設(shè)計荷載為下列三種： 1)預(yù)估基礎(chǔ)底面尺寸按最大軸力確定底面尺寸，此時地基承載力特征值為，由軸心受壓公式得： 為平均埋深：，取20。這種屋蓋的構(gòu)件小而輕，便于運(yùn)輸和吊裝，雖然整體剛度較小，但在保證板與檁條、檁條與屋架均已牢固連接的前提下，可滿足一般中小型廠房的使用要求。屋面板一般承受防水屋面恒載和積灰荷載、雪荷載及施工檢修荷載等活載。圖48檁條與上弦桿連接方法 但遇到特殊情況，需進(jìn)行屋面梁和屋架設(shè)計時，可參考有關(guān)資料進(jìn)行。設(shè)計時可根據(jù)跨度及荷載選用全國性或地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)圖集(如CG434等)。配有兩簇交叉的直線預(yù)應(yīng)力鋼筋，可在先張法臺座上疊