【正文】 圖250 T形板圖 圖251 雙曲線(xiàn)拋物面殼板 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(lèi)少，便于工廠(chǎng)化生產(chǎn)，利用機(jī)械化施工。目前在美國(guó)、西歐、日本都已廣泛使用。其優(yōu)點(diǎn)是既可做屋面扳、樓面板，也可作墻板。它制作方便，可疊層生產(chǎn)，便于采用工業(yè)化方法制作和施工，用料省，自重輕，已在工業(yè)建筑中得到廣泛應(yīng)用。板梁或板架合一結(jié)構(gòu)是在對(duì)原有的廠(chǎng)房屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行改革的基礎(chǔ)上形成的，它是將屋面板和梁組成整體，既可減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件的種類(lèi)和數(shù)量以及施工吊裝工序，又具有受力性能合理、結(jié)構(gòu)高度小、空間剛度好、材料用量省等優(yōu)點(diǎn)，目前多用于無(wú)吊車(chē)或吊車(chē)起重量小的廠(chǎng)房和倉(cāng)庫(kù)。對(duì)于采用橫向或井式天窗的廠(chǎng)房，一般宜選用序號(hào)12或13。除表中所列構(gòu)件外，在紡織廠(chǎng)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。檁條支撐在屋架上弦有正放和斜放兩種形式。 檁條起著支承小型屋面板并將屋面荷載傳給屋架的作用。預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板由面板、橫肋和縱肋組成，其傳力系統(tǒng)類(lèi)似梁板結(jié)構(gòu)所介紹的平面樓蓋，其中板、橫肋和縱肋分別相當(dāng)于平面樓蓋中的板、次梁和主梁。 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。這種屋蓋的整體性 和剛度均較好，構(gòu)件種類(lèi)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(chē)和有較大振動(dòng)的大中型及重型廠(chǎng)房中經(jīng)常使用。設(shè)計(jì)完畢，施工圖見(jiàn)圖247圖247 施工圖對(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)?！纠?】某工業(yè)廠(chǎng)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)。圖242 杯口基礎(chǔ)及高杯壁口基礎(chǔ) 圖243 雙杯口基礎(chǔ)的杯壁配筋當(dāng)柱為軸心或小偏心受壓，且時(shí)，杯壁內(nèi)可按表2圖242的要求配置鋼筋；其它情況下，應(yīng)按計(jì)算配筋?；A(chǔ)梁下的杯壁厚度應(yīng)滿(mǎn)足其支承寬度的要求。同時(shí)，杯口內(nèi)應(yīng)鋪墊50厚的水泥砂漿。表28 柱的插入深度注：；為短邊。 1．一般規(guī)定 基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20?；A(chǔ)由于配筋率較低，截面抗彎的內(nèi)力臂系數(shù)變化很小，一般可近似取。 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。為此，必須滿(mǎn)足如下條件： （234） （235） （236）式中——截面高度影響系數(shù)：當(dāng)時(shí)，??；當(dāng)時(shí)，?。黄溟g按線(xiàn)性?xún)?nèi)插法取用。 基礎(chǔ)高度的確定 如圖237所示，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)可分為錐形和階形兩種形式，其高度是按構(gòu)造要求柱對(duì)基礎(chǔ)的要求和滿(mǎn)足柱對(duì)基礎(chǔ)的沖切承載力兩個(gè)條件決定的。由圖235可知，基底反力的合力與()應(yīng)相平衡。 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(mǎn)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)?；A(chǔ)是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，作用于廠(chǎng)房上的全部荷載，最后都要通過(guò)它傳遞到地基土中。當(dāng)采用手工焊時(shí)，焊縫高度不宜小于及(HPB235級(jí)鋼筋)或(級(jí)和級(jí)鋼筋)。(2)構(gòu)造要求： ①受力預(yù)埋件的錨板和型鋼，宜采用級(jí)鋼；錨筋宜采用、級(jí)或級(jí)鋼筋，不得采用冷加工鋼筋。如圖233a所示，由錨板和對(duì)稱(chēng)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)，??；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)：。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。圖232 牛腿配筋的構(gòu)造要求當(dāng)牛腿的剪跨比時(shí)，宜設(shè)置彎起鋼筋?？v向受拉鋼筋是拉桿，不得下彎兼作彎起鋼筋。 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。牛腿底面的傾角不應(yīng)大于，傾角過(guò)大，會(huì)使折角處產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中見(jiàn)(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。因牛腿負(fù)載很大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使其在使用荷載下不出現(xiàn)裂縫。 (a)剪切破壞（）； (b)、(c)斜壓破壞（～）；(d)彎壓破壞()；(e)局壓破壞 圖229 牛腿的各種破壞形態(tài)根據(jù)上述破壞形態(tài)，～的牛腿可簡(jiǎn)化成圖230所示的一個(gè)以縱向鋼筋為拉桿，混凝土斜撐為壓桿的三角形桁架，這即為牛腿的計(jì)算簡(jiǎn)圖。 常用牛腿的～，其破壞形態(tài)為斜壓破壞。圖228是一環(huán)氧樹(shù)脂牛腿模型()的光彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（a）邊柱牛腿； （b）中柱牛腿； （c）支承屋架牛腿圖227 幾種常見(jiàn)的牛腿形式運(yùn)輸階段的驗(yàn)算，可根據(jù)支點(diǎn)位置，按上述方法進(jìn)行。 圖226 柱的吊裝驗(yàn)算柱在吊裝運(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。表27 采用剛性屋蓋的單層工業(yè)廠(chǎng)房和露天吊車(chē)棧橋柱的計(jì)算長(zhǎng)度注：①——從基礎(chǔ)頂面算起的柱全高； ——從基礎(chǔ)頂面至裝配式吊車(chē)梁底面或現(xiàn)澆式吊車(chē)梁頂面的柱下部高度； ——從裝配式吊車(chē)梁底面或從現(xiàn)澆式吊車(chē)梁頂面算起的柱上部高度。 2．截面配筋設(shè)計(jì)根據(jù)排架計(jì)算求得的控制截面的最不利內(nèi)力組合、和，按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行截面配筋計(jì)算(詳見(jiàn)第五章)。柱的截面尺寸可按表21～23確定。 通常應(yīng)根據(jù)有無(wú)吊車(chē)、吊車(chē)規(guī)格、柱高和柱距等因素，做到受力合理、模板簡(jiǎn)單、節(jié)約材料、維護(hù)簡(jiǎn)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。雙肢柱與I形柱相比，自重較輕，但整體剛度較差，構(gòu)造復(fù)雜，用鋼量稍多。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。（a）加有彈性支承的排架結(jié)構(gòu)； （b）吊車(chē)荷載下求內(nèi)力； （c）作用下求內(nèi)力圖224 廠(chǎng)房排架考慮空間作用的計(jì)算 表26 單跨廠(chǎng)房空間作用分配系數(shù)平面排架考慮廠(chǎng)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(lèi)似，僅在其排架頂部加一彈性支承即可。 (4)荷載形式。山墻的橫向剛度很大，能分擔(dān)大部分的水平荷載。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。令空間位移與平面位移的比值為： μ= (214)稱(chēng)為廠(chǎng)房的“空間作用分配系數(shù)”，顯然廠(chǎng)房的空間作用愈好，值就愈小。M雖不為最大，但其相應(yīng)的卻比時(shí)的大得多(小偏壓時(shí))或小得多(大偏壓時(shí))，則有可能更為不利．故在上述四種組合中，不一定包括了所有可能的最不利組合。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。常用的幾種荷載效應(yīng)組合分為：(1)恒載+(屋面活載十吊車(chē)荷載十風(fēng)載)；(2)恒載+(吊車(chē)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。 2．荷載組合 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中規(guī)定：對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)基本組合，可采用簡(jiǎn)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)。 1．控制截面 為便于施工，階形柱的各段均采用相同的截面配筋，并根據(jù)各段柱產(chǎn)生最危險(xiǎn)內(nèi)力的截面(稱(chēng)為“控制截面”)進(jìn)行計(jì)算。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。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。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。因此要使柱頂產(chǎn)生單位水平位移，則需在柱頂施加1/δ的水平力，如圖218b所示。單層工業(yè)廠(chǎng)房的橫向排架可分為兩種類(lèi)型：等高排架和不等高排架?！L(fēng)壓高度變化系數(shù)，一般來(lái)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。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。廠(chǎng)房排架設(shè)計(jì)時(shí)，在荷載準(zhǔn)永久組合中不考慮吊車(chē)荷載。折減系數(shù)如表24所示：表24 多臺(tái)吊車(chē)的荷載折減系數(shù)參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)吊車(chē)的工作級(jí)別A1～A5A6～A8234注：對(duì)于多層吊車(chē)的單跨或多跨廠(chǎng)房，計(jì)算排架時(shí)，參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)及荷載的折減系數(shù)，應(yīng)按實(shí)際情況考慮。吊車(chē)縱向水平荷載，僅在驗(yàn)算縱向排架柱少于7根時(shí)使用。 n——每臺(tái)吊車(chē)兩端的總輪數(shù)一般為4。吊車(chē)水平荷載分為橫向水平荷載和縱向水平荷載兩種。 (2)當(dāng)車(chē)間內(nèi)有多臺(tái)吊車(chē)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(chē)豎向荷載時(shí)，對(duì)一層吊車(chē)的單跨廠(chǎng)房的每個(gè)排架，參與組合的吊車(chē)臺(tái)數(shù)不宜多于2臺(tái)；對(duì)一層吊車(chē)的多跨廠(chǎng)房的 圖215 吊車(chē)的橫向水平荷載 每個(gè)排架，不宜多于4臺(tái)。當(dāng)與確定后，即可根據(jù)吊車(chē)梁(按簡(jiǎn)支梁考慮)的支座反力影響線(xiàn)及吊車(chē)輪子的最不利位置，如圖214所示，計(jì)算兩臺(tái)吊車(chē)由吊車(chē)梁傳給柱子的最大吊車(chē)豎向荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與最小吊車(chē)豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值。(1）吊