【正文】 配有兩簇交叉的直線預(yù)應(yīng)力鋼筋，可在先張法臺(tái)座上疊層生產(chǎn)。圖48檁條與上弦桿連接方法 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。上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)底面的設(shè)計(jì)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(shí)地基承載力特征值為，由軸心受壓公式得： 為平均埋深：，取20。 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。若驗(yàn)算階形基礎(chǔ)變階處的受沖切承載力時(shí)，式(237)和式(238)中的與應(yīng)改為基礎(chǔ)上階的長(zhǎng)度和寬度。 (1)牛腿的外邊緣高度應(yīng)大于或等于，且不小于200mm。 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。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(gè)截面進(jìn)行吊裝時(shí)的承載力和裂縫寬度的驗(yàn)算。當(dāng)有吊車時(shí)還需要進(jìn)行牛腿設(shè)計(jì)。 (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 柱的形式因此，無(wú)檁屋蓋的值小于有檁屋蓋。對(duì)稱配筋構(gòu)件，當(dāng)一定時(shí)，無(wú)論大、小偏壓，越大，則鋼筋用量也越大?！纠?】用剪力分配法計(jì)算圖220所示的排架在風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力。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。(3) 多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù)在排架分析中，常?？紤]多臺(tái)吊車的共同作用。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。圖210 橫向排架計(jì)算簡(jiǎn)圖兩者搭接長(zhǎng)度的要求可參閱《砌體結(jié)構(gòu)》教材。 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。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(shí)將抗風(fēng)柱傳來(lái)的風(fēng)力傳遞到(縱向)排架柱頂。 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。 2．變形縫 變形縫包括伸縮縫、沉降縫和防震縫三種。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。 1． 屋蓋結(jié)構(gòu)分無(wú)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。如果廠房長(zhǎng)度和寬度過(guò)大，當(dāng)氣溫變化時(shí)，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。實(shí)踐證明，如果支撐布置不當(dāng)，不僅會(huì)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。 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(shí)，則認(rèn)為可起上弦橫向支撐的作用，這時(shí)不必再設(shè)置上弦橫向支撐。設(shè)計(jì)時(shí)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。 4抗風(fēng)柱、圈梁、連系梁、過(guò)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(gè)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(guò)屋蓋系統(tǒng)傳至縱向柱列。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。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。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。多臺(tái)吊車同時(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)。已知：屋面及天窗架傳來(lái)的風(fēng)荷載集中力設(shè)計(jì)值為，由墻傳來(lái)的風(fēng)荷載均布荷載設(shè)計(jì)值為=，=。當(dāng)一定時(shí)，對(duì)小偏壓構(gòu)件，越大，則鋼筋用量也越大；對(duì)大偏壓構(gòu)件，越大，則鋼筋用量反而減小。 （a）兩端有山墻作用 （b）兩端無(wú)山墻作用圖223 均布荷載作用下的廠房空間作用(2)廠房?jī)啥擞袩o(wú)山墻。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(guó)通用圖集可供設(shè)計(jì)者選用。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(guò)大，發(fā)生吊車輪和軌道的過(guò)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。驗(yàn)算時(shí)，柱自重采用設(shè)計(jì)值。當(dāng)時(shí)，發(fā)生剪切破壞；當(dāng)～時(shí)，發(fā)生斜壓破壞；當(dāng)時(shí)，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(shí)，發(fā)生局壓破壞。為了防止保護(hù)層剝落，要求。 錨筋計(jì)算?；A(chǔ)的底面尺寸應(yīng)按地基的承載能力和變形條件來(lái)確定，但當(dāng)符合《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》，可只按地基的承載能力計(jì)算，而不必驗(yàn)算其變形。設(shè)計(jì)時(shí)，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。2．當(dāng)有基礎(chǔ)梁時(shí)。故～,，則選長(zhǎng)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。 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。 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(jiàn)形式、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、特點(diǎn)和適用條件見(jiàn)表213。國(guó)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。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(shí)，在未焊牢時(shí)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(lái)防止傾翻(圖248b)。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的屋蓋結(jié)構(gòu)。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(jiàn)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?；A(chǔ)的杯壁應(yīng)有足夠的抗彎強(qiáng)度，其厚度可按表29選用?！獩_切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面的上邊長(zhǎng)：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(zhǎng)，；——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(zhǎng)度和寬度。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(guò)大，以免引起上部結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂甚至破壞。(1) (1)當(dāng)牛腿的懸挑長(zhǎng)度時(shí)，也可不做斜面，即取(圖227)。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。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。 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。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。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。, 因有異號(hào)彎矩，且為便于施工，柱截面常用對(duì)稱配筋,即。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)。圖216 排架風(fēng)荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖217 等高排架的形式當(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)。 (2) (2)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。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。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。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。 (3)屋面梁(屋架)間的縱向水平支撐。(2)屋面梁(屋架)間的橫向支撐。所以，在選擇12柱距和9柱距時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用前者。 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。1． 1．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。 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)。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。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。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。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。此外，連系梁還承受其上部墻體的重量。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?？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)折減系數(shù)如表24所示：表24 多臺(tái)吊車的荷載折減系數(shù)參與組合的吊車臺(tái)數(shù)吊車的工作級(jí)別A1～A5A6～A8234注：對(duì)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(tái)數(shù)及荷載的折減系數(shù)，應(yīng)按實(shí)際情況考慮。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。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。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(duì)值較大者)；(4)與相應(yīng)的(取絕對(duì)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。山墻的橫向剛度很大，能分擔(dān)大部分的水平荷載。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。柱的截面尺寸可按表21～23確定。