【正文】 圖226 柱的吊裝驗(yàn)算 常用牛腿的～，其破壞形態(tài)為斜壓破壞。 圖231 牛腿尺寸的構(gòu)造要求在豎向標(biāo)準(zhǔn)值的作用下，為防止牛腿產(chǎn)生局壓破壞，否則應(yīng)采取必要的措施，例如加置墊板以擴(kuò)大承壓面積，或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，或設(shè)置鋼筋網(wǎng)等。如圖233a所示，由錨板和對(duì)稱配置的直錨筋所組成的受力預(yù)埋件，其錨筋的總截(a) 由錨板和直錨筋組成的預(yù)埋件 (b) 由錨板和彎折錨筋組成的預(yù)埋件 圖233 預(yù)埋件示意圖面面積，應(yīng)按下列原則計(jì)算：①當(dāng)有剪力、法向拉力和彎矩共同作用時(shí)，應(yīng)按下列兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較大值： （218） （219） ②當(dāng)有剪力、法向壓力和彎矩共同作用時(shí)，應(yīng)按下列兩個(gè)公式計(jì)算，并取其中的較大值： （220） （221） 當(dāng)時(shí)，取；式中 ——錨板彎曲變形的折減系數(shù)；——錨筋層數(shù)的影響系數(shù)；當(dāng)?shù)乳g距配置時(shí)：。 圖234所示為軸心受壓基礎(chǔ)的計(jì)算圖形 圖234 軸壓基礎(chǔ)的計(jì)算圖形假定基礎(chǔ)底面處的壓應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值為均勻分布，為修正后的地基承載力特征值，那么設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足下式要求 (225)式中——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳到基礎(chǔ)頂面的豎向力值；——基礎(chǔ)自重值和基礎(chǔ)上的土重；——基礎(chǔ)底面面積，為基礎(chǔ)的長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)；為基礎(chǔ)的短邊邊長(zhǎng)。 如圖238所示，在地基反力作用下，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)可看作為雙向并固定于柱周邊的懸臂板，其單向配筋可按柱邊截面計(jì)算；當(dāng)為階形基礎(chǔ)時(shí)，還應(yīng)按變階處截面計(jì)算?；A(chǔ)梁下的杯壁厚度應(yīng)滿足其支承寬度的要求。對(duì)A組荷載組合對(duì)B組荷載組合 對(duì)C組荷載組合 計(jì)算表明，荷載組合以C組最為不利，故下面的計(jì)算均以C組為準(zhǔn)。 本節(jié)將主要介紹屋面構(gòu)件、屋面梁和屋架、板梁合一結(jié)構(gòu)、天窗架及托架的常用形式及選用方法。除表中所列構(gòu)件外，在紡織廠中一般采用鋸齒形屋蓋，常用鋼筋混凝土三角剛架和鋼筋混凝土窗框支承屋面板兩種形式。 雙曲拋物面殼板系空間薄壁結(jié)構(gòu)，受力性能好，剛度大，用料省，構(gòu)件種類少，便于工廠化生產(chǎn)，利用機(jī)械化施工。目前在美國、西歐、日本都已廣泛使用。檁條支撐在屋架上弦有正放和斜放兩種形式。這種屋蓋的整體性 和剛度均較好，構(gòu)件種類和數(shù)量較少，故安裝工序少，施工速度快，適用廣泛，在具有較大噸位吊車和有較大振動(dòng)的大中型及重型廠房中經(jīng)常使用?！纠?】某工業(yè)廠房柱（截面尺寸）其基礎(chǔ)頂面的荷載由排架內(nèi)力組合給出三中最不利形式： 地基承載力特征值，C20級(jí)混凝土，試設(shè)計(jì)此杯口基礎(chǔ)。同時(shí)，杯口內(nèi)應(yīng)鋪墊50厚的水泥砂漿。為此，必須滿足如下條件： （234） （235） （236）式中——截面高度影響系數(shù)：當(dāng)時(shí)，?。划?dāng)時(shí)，取；其間按線性內(nèi)插法取用?；A(chǔ)是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，作用于廠房上的全部荷載，最后都要通過它傳遞到地基土中。錨板尺寸及錨筋數(shù)量應(yīng)根據(jù)其不同的受力情況，分別進(jìn)行計(jì)算。牛腿底面的傾角不應(yīng)大于，傾角過大，會(huì)使折角處產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中見(圖228)或使斜裂縫①(圖229)向牛腿斜面方向發(fā)展，這都會(huì)導(dǎo)致牛腿承載能力的降低。圖228是一環(huán)氧樹脂牛腿模型()的光彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果。柱在吊裝運(yùn)輸時(shí)的受力狀態(tài)與其使用階段不同，故應(yīng)進(jìn)行施工階段的承載力及裂縫寬度驗(yàn)算。 （a）加有彈性支承的排架結(jié)構(gòu)； （b）吊車荷載下求內(nèi)力； （c）作用下求內(nèi)力圖224 廠房排架考慮空間作用的計(jì)算根據(jù)實(shí)測(cè)及理論分析，值的大小主要與下列因素有關(guān)：(1)屋蓋剛度。常用的幾種荷載效應(yīng)組合分為：(1)恒載+(屋面活載十吊車荷載十風(fēng)載)；(2)恒載+(吊車荷載十風(fēng)載)；(3)恒載+(屋面活載十風(fēng)載)；(4)＋(5)＋(6)＋(7)＋（＋＋）(8)＋（＋）(9)＋(）(10)＋(＋）(11)＋(＋）(12)＋（＋）3．內(nèi)力組合單層排架柱是偏心受壓構(gòu)件，其截面內(nèi)力有177。各種荷載作用下的不動(dòng)鉸支座支反力R可從附表5的附表圖52～58中查得?！L(fēng)壓高度變化系數(shù)，一般來講，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。吊車縱向水平荷載，僅在驗(yàn)算縱向排架柱少于7根時(shí)使用。當(dāng)車間內(nèi)有多臺(tái)吊車共同工作時(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)吊車豎向荷載時(shí)，對(duì)一層吊車的單跨廠房的每個(gè)排架，參與組合的吊車臺(tái)數(shù)不宜多于2臺(tái)；對(duì)一層吊車的多跨廠房的 圖215 吊車的橫向水平荷載 每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。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。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。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。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。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。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。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。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(無托架梁)。6．基礎(chǔ)承受柱和基礎(chǔ)梁傳來的荷載并將它們傳至地基。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。 2． 2．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。伸縮縫應(yīng)從基礎(chǔ)頂面開始，將兩個(gè)溫度區(qū)段的上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件完全分開。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。 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。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。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。由假定(2)可知，橫梁兩端的水平位移相等。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。（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)。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，這類排架稱為等高排架；若柱頂位移不相等，則稱為不等高排架。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。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。故兩端有山墻的廠房的μ值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無山墻的值。雙肢柱：如圖225c、d所示，可分為平腹桿與斜腹桿兩種。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。承載力驗(yàn)算時(shí)，考慮到施工荷載下的受力狀態(tài)為臨時(shí)性質(zhì)，安全等級(jí)可降一級(jí)使用。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的破壞特征是：隨著荷載增加，首先牛腿上表面與上柱交接處出現(xiàn)垂直裂縫，但它始終開展很小(當(dāng)配有足夠受拉鋼筋時(shí))，對(duì)牛腿的受力性能影響不大，當(dāng)荷載增至40～60％的極限荷載時(shí)，在加載板內(nèi)側(cè)附近出現(xiàn)斜裂縫①(圖229b)，并不斷發(fā)展；當(dāng)荷載增至70％～80％的極限荷載時(shí)，在裂縫①的外側(cè)附近出現(xiàn)大量短小斜裂縫；隨荷載繼續(xù)增加，當(dāng)這些短小斜裂縫相互貫通時(shí)，混凝土剝落崩出，表明斜壓主壓應(yīng)力已達(dá),牛腿即破壞。(3)牛腿的配筋計(jì)算與構(gòu)造要求牛腿的縱向受力鋼筋由承受豎向力所需的受拉鋼筋和承受水平拉力所需的水平錨筋組成，鋼筋的總面積，應(yīng)按下式計(jì)算： (217)式中——作用在牛腿頂部的豎向力設(shè)計(jì)值；——作用在牛腿頂部的水平拉力設(shè)計(jì)值；——豎向力作用點(diǎn)至下柱邊緣的水平距離，當(dāng)時(shí)，取。；——錨筋的受剪承載力系數(shù)；——彎矩設(shè)計(jì)值；——剪力設(shè)計(jì)值；——法向拉力和法向壓力設(shè)計(jì)值；法向壓力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合，此處，A為錨板的面積；系數(shù)，應(yīng)按下列公式計(jì)算： (220) 時(shí),取；為錨筋直徑()； (223)當(dāng)采取措施防止錨板彎曲變形時(shí)，可取；為錨板厚度；為沿剪力作用方向最外層錨筋中心線之間的距離。設(shè)為考慮基礎(chǔ)自重標(biāo)準(zhǔn)值和基礎(chǔ)上的土重后的平均重度，常??；d為基礎(chǔ)的埋置深度，那么由式(223)可導(dǎo)出: （226） 2．偏心受壓基礎(chǔ)圖235為偏心受壓基礎(chǔ)的計(jì)算圖形。圖238基礎(chǔ)底板配筋的計(jì)算圖形圖239 矩形基礎(chǔ)底板的計(jì)算示意《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：在軸心荷載或單向偏心荷載作用下底板受彎可按下列簡(jiǎn)化方法計(jì)算：對(duì)于矩形基礎(chǔ)，任意截面的彎矩可按下列公式計(jì)算： （239） （240）式中 、——任意截面I－I、Ⅱ—Ⅱ處相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的彎矩設(shè)計(jì)值； ——任意截面I－I至基底邊緣最大反力處的距離； 、——基礎(chǔ)底面的邊長(zhǎng)； 、——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的基礎(chǔ)底面邊緣最大和最小地基反力設(shè)計(jì)值； ——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)在任意截面I－I處基礎(chǔ)底面地基反力設(shè)計(jì)值； ——考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)的基礎(chǔ)自重及其上的土自重；當(dāng)組合值由永久荷載控制時(shí)，為基礎(chǔ)及其上土的標(biāo)準(zhǔn)自重。 圖240 受力鋼筋布置示意圖 圖241 基礎(chǔ)的構(gòu)造 基底常設(shè)厚、強(qiáng)度等級(jí)為C10的素混凝土墊層（墊層厚度不宜小于），則底板受力鋼筋的保護(hù)層度不小于；若地基土質(zhì)干燥，也可不設(shè)墊層，但保護(hù)層的厚度不宜小于。3．柱插入杯口部分的表面應(yīng)鑿毛。地基反力為：故所選基底尺寸滿足要求（3）基礎(chǔ)抗沖切驗(yàn)算1）基底凈反力設(shè)計(jì)值2）柱邊沖切承載力驗(yàn)算由圖246可知 ： 故 滿足要求3）變階處沖切承載力驗(yàn)算（圖246） 滿足要求（4）基底配筋計(jì)算1）沿長(zhǎng)邊方向： ，A. 沿柱邊截面： B. 沿變階處截面由A、B可知，取。屋面梁和屋架形式的選擇，應(yīng)根據(jù)廠房的使用要求、跨度大小、吊車噸位和工作制級(jí)別、現(xiàn)場(chǎng)條件及當(dāng)?shù)厥褂媒?jīng)驗(yàn)等因素而定。目前國外如歐洲、日本等地區(qū)，已將其列為一種工業(yè)建筑體系，廣泛推廣使用。預(yù)應(yīng)力混凝土T形板能一件多用，可用一種形式的構(gòu)件裝配成一幢廠房的全體結(jié)構(gòu)和墻體，并易形成大柱網(wǎng)．其高跨比一般為1/30～1/40，～。當(dāng)檁條跨度為4m或6m時(shí)，一般采用上述形式，當(dāng)檁條跨度為9m或更大時(shí)，可采用組合式(上弦為鋼筋混凝土，腹桿與下弦桿為鋼材)和輕鋼檁條。無檁體系是將大型屋面板直接焊在(一般不少于三個(gè)焊點(diǎn))屋架或屋面梁上而形成的屋蓋結(jié)構(gòu)。