【正文】 (215) 求出后，可按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理確定裂縫寬度是否滿足要求。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。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。（a）邊柱牛腿； （b）中柱牛腿； （c）支承屋架牛腿圖227 幾種常見(jiàn)的牛腿形式如圖227所示，牛腿指的是其上荷載的作用點(diǎn)至下柱邊緣的距離(短懸臂梁的有效高度)的短懸臂梁。圖228是一環(huán)氧樹(shù)脂牛腿模型()的光彈實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 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。 常用牛腿的～，其破壞形態(tài)為斜壓破壞。也有少數(shù)牛腿在斜裂縫①發(fā)展到相當(dāng)穩(wěn)定后，如圖229c所示，突然從加載板外側(cè)出現(xiàn)一條通長(zhǎng)斜裂縫②，然后隨此斜裂縫的開(kāi)展,牛腿破壞。 (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。牛腿的寬度與柱寬相同。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。根據(jù)試驗(yàn)回歸分析，可得以下計(jì)算公式: (216) 式中——作用于牛腿頂部按荷載特效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的豎向力值；——作用于牛腿頂部按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的水平拉力值；——裂縫控制系數(shù)，對(duì)支撐吊車梁的牛腿，取；對(duì)其他牛腿，??； ——豎向力的作用點(diǎn)至下柱邊緣的水平距離，此時(shí)應(yīng)考慮安裝偏差20；當(dāng)考慮安裝偏差后的豎向力作用點(diǎn)仍位于下柱截面以內(nèi)時(shí)，取； b——牛腿寬度； ——牛腿與下柱交接處的垂直截面的有效高度，當(dāng)時(shí)，取，為下柱邊緣到牛腿外緣的水平長(zhǎng)度。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。牛腿的外邊緣高度應(yīng)大于或等于，且不小于200mm。 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。承受豎向力所需的縱向受力鋼筋的配筋率，按牛腿的有效截面計(jì)算，%及,％；其數(shù)量不宜少于4根，直徑不宜小于12mm?？v向受拉鋼筋是拉桿，不得下彎兼作彎起鋼筋。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～。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。彎起鋼筋的截面面積不宜小于承受豎向力的受拉鋼筋截面面積的，數(shù)量不少于2根，直徑不宜小于12mm。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。 (1)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)，??；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)：。 ③由錨板和對(duì)稱配置的彎折錨筋與直錨筋共同承受剪力的預(yù)埋件(圖233b)，其彎折錨筋的截面面積應(yīng)按下式計(jì)算 (224)當(dāng)直錨筋按構(gòu)造要求設(shè)置時(shí)，應(yīng)取。(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。 ③受拉直錨筋和彎折錨筋的錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的受拉鋼筋錨固長(zhǎng)度要求；受剪和受壓直錨筋的錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于(d為錨筋的直徑)。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)。受剪預(yù)埋件錨筋的間距及應(yīng)不大于，其中亦應(yīng)不小于6d及70?；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(guò)它傳遞到地基土中。 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)。假定在上部荷載作用下基礎(chǔ)底面壓應(yīng)力按線性(非均勻)分布，根據(jù)力學(xué)公式，基礎(chǔ)底面兩邊緣的最大和最小應(yīng)力為 （227）式中 ——上部結(jié)構(gòu)傳到基礎(chǔ)底面的彎矩特征組合值；，——基礎(chǔ)底面的長(zhǎng)邊與短邊長(zhǎng)度，為力矩作用方向的邊長(zhǎng)；——基礎(chǔ)底面面積的彈性抵抗矩，； 設(shè)e為基礎(chǔ)底面合力的偏心距，將其代入式(227)可得 （228） 圖235 偏心受壓基礎(chǔ)的計(jì)算圖形 由式(228)可知，隨e值變化，基底應(yīng)力分布將相應(yīng)變化。由圖235可知，基底反力的合力與()應(yīng)相平衡?；A(chǔ)底面尺寸的確定：先按軸壓計(jì)算基礎(chǔ)面積，然后按(～)A估算底面尺寸, 一般取～。 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)的要求和滿足柱對(duì)基礎(chǔ)的沖切承載力兩個(gè)條件決定的。 圖 236 基礎(chǔ)的沖切破壞為此，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)，??；當(dāng)時(shí)，??；其間按線性內(nèi)插法取用。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。 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。當(dāng)I－I、Ⅱ—Ⅱ?yàn)橹吔孛媲覟檩S心荷載時(shí)，以上兩式可寫為： （241） （242）當(dāng)I－I、Ⅱ—Ⅱ?yàn)橹吔孛媲覟槠暮奢d時(shí)，計(jì)算時(shí)，式(241)中地基土凈反力按；在計(jì)算時(shí)，式(242）中地基土凈反力?；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?；A(chǔ)變階處的配筋計(jì)算可參照柱邊截面處理。 1．一般規(guī)定 基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20。當(dāng)基礎(chǔ)邊長(zhǎng)大于或等于時(shí)，沿此向鋼筋的長(zhǎng)度可減小10％，但應(yīng)交錯(cuò)放置，如圖240。錐形基礎(chǔ)的邊緣高度一般不小于；階形基礎(chǔ)的每階高度一般為～(圖241)。表28 柱的插入深度注：；為短邊。為了防止安裝預(yù)制柱時(shí)，杯底可能發(fā)生沖切破壞，基礎(chǔ)的杯底應(yīng)有足夠的厚度。同時(shí)，杯口內(nèi)應(yīng)鋪墊50厚的水泥砂漿。 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?；A(chǔ)梁下的杯壁厚度應(yīng)滿足其支承寬度的要求。柱與杯口之間的空隙，應(yīng)用細(xì)石混凝土(比基礎(chǔ)混凝土標(biāo)號(hào)高一級(jí))密實(shí)充填，其強(qiáng)度達(dá)到基礎(chǔ)設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的以上時(shí)，方能進(jìn)行上部吊裝。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。在廠房伸縮縫處，需設(shè)置雙杯口基礎(chǔ)。圖242 杯口基礎(chǔ)及高杯壁口基礎(chǔ) 圖243 雙杯口基礎(chǔ)的杯壁配筋為使廠房預(yù)制柱的長(zhǎng)度相同，常在這些柱下設(shè)置高杯口基礎(chǔ)，其杯口尺寸和配筋可參考圖244，其下的短柱可按偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)?！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)。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。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)。選。設(shè)計(jì)完畢，施工圖見(jiàn)圖247圖247 施工圖 單層廠房的屋蓋結(jié)構(gòu)選型 目前單層廠房屋蓋結(jié)構(gòu)的形式基本上分為無(wú)檁和有檁兩種體系。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。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。 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。單層廠房中常用的屋面板有預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板(槽形板)、預(yù)應(yīng)力混凝土形屋面板，預(yù)應(yīng)力混凝土單肋板、鋼絲網(wǎng)水泥波形瓦、石棉水泥瓦及鋼筋混凝土掛瓦板等，詳見(jiàn)表211。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。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。 檁條起著支承小型屋面板并將屋面荷載傳給屋架的作用。檁條一般有倒L形檁條、T形檁條兩種，其材料可為普通混凝土，也可為預(yù)應(yīng)力混凝土，其常見(jiàn)類型見(jiàn)表212。檁條支撐在屋架上弦有正放和斜放兩種形式。圖48檁條與上弦桿連接方法 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。根據(jù)國(guó)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)，在此提出如下建議：廠房跨度在15m及以下時(shí)，當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓浚覠o(wú)大的振動(dòng)荷載時(shí)，可選表212中序號(hào)3～6或序號(hào)7(有檁體系時(shí))；當(dāng)?shù)踯嚻鹬亓繒r(shí)，宜選用序號(hào)2或8。對(duì)于采用橫向或井式天窗的廠房，一般宜選用序號(hào)12或13。但遇到特殊情況，需進(jìn)行屋面梁和屋架設(shè)計(jì)時(shí)，可參考有關(guān)資料進(jìn)行。板梁或板架合一結(jié)構(gòu)是在對(duì)原有的廠房屋蓋結(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)吊車或吊車起重量小的廠房和倉(cāng)庫(kù)。表211 屋面板類型表 表212 檁條類型表如圖249所示，預(yù)應(yīng)力混凝土薄板采用先張法疊層生產(chǎn)，折縫處不灌混凝土，運(yùn)至工地吊裝就位后再在上、下折縫處澆灌混凝土，形成V形整體空間結(jié)構(gòu). 圖249 V形板生產(chǎn)示意圖 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。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)跨度及荷載選用全國(guó)性或地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)圖集(如CG434等)。其優(yōu)點(diǎn)是既可做屋面扳、樓面板，也可作墻板。其缺點(diǎn)是尺寸和重量大，需較大的運(yùn)輸和起重設(shè)備，在工地制作時(shí)，則要有較大的場(chǎng)地。目前在美國(guó)、西歐、日本都已廣泛使用。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)。 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。板梁合一的屋蓋結(jié)構(gòu)在一定程度上改革了板、梁(屋架)分離的屋蓋體系，減輕了屋蓋結(jié)構(gòu)自重，是單層工業(yè)廠房屋蓋體系改革值得注意的動(dòng)向。 圖250 T形板圖 圖251 雙曲線拋物面殼板1