单层工业厂房-课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,中南大学,Design of Concrete & Masonry Structures,混凝土结构与砌体结构设计,3,单层工业厂房,主要学习内容：,单层厂房排架结构的组成、构件选型和布置,排架荷载及内力计算,单层厂房柱及牛腿的设计,柱下单独基础的设计,学习重点与难点：,单层厂房排架结构的组成和构件的布置,排架荷载及内力计算,牛腿的设计,柱下单独基础的设计,1,3 单层工业厂房主要学习内容：1,3.1,概述,3.2,排架结构的组成、构件选型和布置,3.3,排架计算,3.4,单层厂房柱,3.5,柱下单独基础,3.6,单层工业厂房的新进展,3,单层工业厂房,2,3.1 概述3 单层工业厂房2,3.1,概述,唐山渤海冶金重工业单层厂房,3,3.1 概述唐山渤海冶金重工业单层厂房3,3.1,概述,恒鑫机械重工业单层厂房,4,3.1 概述恒鑫机械重工业单层厂房4,3.1,概述,深圳怡龙电子工业多层厂房,5,3.1 概述深圳怡龙电子工业多层厂房 5,3.1,概述,上海南汇康桥轻工业多层厂房,6,3.1 概述上海南汇康桥轻工业多层厂房 6,3.1,概述,张家港,DIC,化工厂层数混合厂房,7,3.1 概述张家港DIC化工厂层数混合厂房 7,3.1,概述,开封火电厂层数混合厂房,8,3.1 概述开封火电厂层数混合厂房8,工业厂房按,层数,可分为：,单层厂房,多层厂房,层数混合厂房,3.1,概述,机械、冶金等重工业；,食品、电子、精密仪器制造等轻工业；,化学工业、热电站等。,9,工业厂房按层数可分为：3.1 概述机械、冶金等重工业；9,结构特点,跨度大，高度大，荷载大 ：,构件内力和截面尺寸大；,常承受吊车、机械设备动力等荷载：,结构设计时应考虑动力荷载的影响；,结构空旷：,几乎无内隔墙，仅在四周设墙和柱,；,基础受力大：,对地质有较高要求,。,3.1.1,单层厂房的特点,10,结构特点3.1.1 单层厂房的特点10,(2),工艺设计特点,生产,工艺流程,的需要,车间内生产工艺流程确定厂房结构的平面布置及厂房的高度、剖面、立面及围护结构等；,起重运输,或设备,安装检修,的需要,厂房内的起重吊车、运输通道及设备检修场地等影响厂房主要构件的设计；,卫生,方面的需要,建立良好的工作环境，解决采光、通风、三废、余热、湿气及噪音等对环境的污染。,3.1.1,单层厂房的特点,11,(2) 工艺设计特点3.1.1 单层厂房的特点11,按结构材料分,3.1.2,单层工业厂房结构的类型,混合结构,砖柱,RC/,木,/,轻钢屋架,钢筋混凝土结构,RC,柱,RC/,钢屋架,钢结构,钢柱钢屋架,吊车吨位,5t,，跨度,15m,，柱顶标高,8m,小型厂房,吊车吨位,25t,，或跨度,36m,或特殊工艺厂房,12,按结构材料分3.1.2 单层工业厂房结构的类型 混合结构,按结构形式分,3.1.2,单层工业厂房结构的类型,排架结构,刚架结构,刚性排架,屋架或横梁变形很小，可忽略,柔性排架,屋架或横梁变形较大，不能忽略,两铰门式,三铰门式,13,按结构形式分3.1.2 单层工业厂房结构的类型 排架结构,单层厂房结构的基本形式,跨度,30m,，,H=20,30m,，吊车吨位可达,150t,。,特点：屋架,/,屋面梁刚度大,柱顶与,屋架,/,屋面梁,铰接,柱底与基础,刚接,。,单跨,多跨,等高,排架结构,刚体,3.1.2,单层工业厂房结构的类型,14,单层厂房结构的基本形式单跨多跨等高 排架结构刚体3.1.,不等高,锯齿形,排架结构,3.1.2,单层工业厂房结构的类型,15,不等高锯齿形 排架结构3.1.2 单层工业厂房结构的类型15,刚架结构,特点：屋架,/,屋面梁与柱,刚接,，柱与基础一般为,铰接,。,三铰门架,两铰门架,两铰门架,优点：,梁柱合一，结构轻巧，制作简单,缺点：,刚度较差，产生跨变，梁柱转角易产生裂缝,一般适用吊车吨位,10T,，跨度,18,24m,，柱顶标高,6,8m,的金工、机修、装配及喷漆等车间和仓库,3.1.2,单层工业厂房结构的类型,16,刚架结构 特点：屋架/屋面梁与柱刚接，柱与基础一般为铰接。,本节的知识结构,3.2,排架结构的组成、选型和布置,屋盖结构,单层厂房排架,结构布置,单层工业厂房,横向排架,纵向排架,围护结构,单层厂房排架,结构组成,单层厂房排架结构构件选型,屋面板,檩 条,天窗架,/,托架,排架柱,吊车梁,基 础,柱 网,变形缝,支撑体系,围护结构,屋架,/,屋面梁,17,本节的知识结构3.2 排架结构的组成、选型和布置屋盖结构单,(1),结构的组成,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,屋盖结构,横向平面排架,纵向平面排架,围护结构,1,屋面板,2,天沟板,3,天窗架,5,托架,6,吊车梁,7,排架柱,8,抗风柱,9,基础,10,连系梁,11,基础梁,12,天窗架垂直支撑,13,屋架下弦横向支撑,14,屋架垂直支撑,15,柱间支撑,4,屋架,18,(1) 结构的组成3.2.1 结构组成和荷载传递路径屋盖结构,(1),结构的组成,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,1,基础,2,基础梁,3,排架柱,4,抗风拄,5,联系梁,6,吊车梁,7,屋架,8,屋面板,9,天沟,10,屋架上弦支撑,11,屋架下弦横向水平支撑；,12,屋架下弦纵向水平支撑，,13,屋架竖向支撑,14,柱间支撑,15,围护墙,19,(1) 结构的组成3.2.1 结构组成和荷载传递路径1基础,屋盖结构,有檩体系,小型屋面板,檩条,屋架,屋盖支撑,无檩体系,大型屋面板,屋面梁,/,屋架,屋盖支撑,有檩体系,无檩体系,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,20,屋盖结构有檩体系有檩体系无檩体系3.2.1 结构组成和荷载,横向排架,横向排架是单层工业厂房的基本承重结构。,组成,屋架,/,屋面梁,横向柱列,基础,作用：,主要承受包括,屋盖荷载,吊车荷载,纵墙风荷载,纵墙自重,横向排架结构,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,21,横向排架 横向排架是单层工业厂房的基本承重结构。横向排,纵向排架,组成：,屋面板,吊车梁,纵向柱列,柱间支撑,作用,保证厂房结构的纵向稳定性和刚度；,承受纵向水平吊车荷载、地震作用及风荷载等,.,受力特点及设计,荷载较小，内力较小,构件数量多，刚度大,通常不必计算,纵向排架结构,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,22,纵向排架组成：通常不必计算纵向排架结构3.2.1 结构组成,围护结构,组成：,纵墙,横墙（山墙）,抗风柱,连系梁、基础梁等,作用,承受墙体和构件的自重；,承受作用在墙面上的风荷载等。,山墙及抗风柱,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,23,围护结构组成：山墙及抗风柱3.2.1 结构组成和荷载传递路,主要结构构件及其作用,构件名称,构件作用,备注,屋,盖,结,构,屋面板,承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用,支撑在屋架（屋面梁）或檩条上,天沟板,屋面排水并承受屋面积水及天沟板上的构造层自重、施工荷载等，并将它们传给屋架,天窗架,形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传来的荷载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋架,托架,当柱距比屋架间距大时，用以支撑屋架，并将荷载传给柱,屋架或,屋面梁,与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，并将它们传给柱,檩条,支撑小型屋面板（或瓦材），承受屋面板传来的荷载，并将它们传给屋架,有檩体系屋盖中采用,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,24,主要结构构件及其作用构件名称构件作用备注屋屋面板承受屋面构,构件名称,构件作用,备注,支撑体系,屋盖,支撑,加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架结构,柱间,支撑,加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵向水平荷载至排架柱或基础,柱,排架柱,承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础,同时为横向排架和纵向排架中的构件,抗风柱,承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结构和基础,也是围护结构的一部分,其他,吊车梁,承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架,简支在柱牛腿上,基础,承受柱、基础梁传来的全部荷载，并将它们传给地基,主要结构构件及其作用,(,续,),3.2.1,结构组成和荷载传递路径,25,构件名称构件作用备注支撑体系屋盖加强屋盖结构空间刚度，保证屋,构件名称,构件作用,备注,柱,排架柱,承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础,同时为横向排架和纵向排架中的构件,抗风柱,承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结构和基础,也是围护结构的一部分,其他,吊车梁,承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架,简支在柱牛腿上,基础,承受柱、基础梁传来的全部荷载，并将它们传给地基,支撑体系,屋盖,支撑,加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架结构,柱间,支撑,加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵向水平荷载至排架柱或基础,主要结构构件及其作用,(,续,),3.2.1,结构组成和荷载传递路径,26,构件名称构件作用备注柱排架柱承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间,主要结构构件及其作用,(,续,),构件名称,构件作用,备注,围护结构,外纵墙,山墙,厂房的围护构件，承受风荷载及其自重,连系梁,连系纵向柱列，增强厂房的纵向刚度，并将风荷载传递给纵向柱列，同时还承受其上部墙体的重量,圈梁,加强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载引起的不利影响,过梁,承受门窗洞口上部墙体的重量，并将它们传给门窗两侧墙体,基础梁,承受围护墙体的重量，并将它们传给基础,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,27,主要结构构件及其作用(续)构件名称构件作用备注围护结构外纵,荷载种类,恒载,活载,吊车竖向荷载,吊车横向制动力,吊车纵向制动力,风荷载,施工荷载,积灰荷载,地震作用,其它荷载,(2),荷载及其传递路径,排架结构的荷载,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,28,荷载种类 恒载(2) 荷载及其传递路径排架结构的荷载3.,荷载按,方向,划分：,竖向荷载,横向水平荷载,纵向水平荷载,(2),荷载传递路径,基 础,荷 载,排架柱,地 基,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,总体传力路径,29,荷载按方向划分：(2) 荷载传递路径基 础荷 载排架,总体荷载传递路径,3.2.1,结构组成和荷载传递路径,30,总体荷载传递路径3.2.1 结构组成和荷载传递路径30,（,1,）单层厂房结构的设计步骤,3.2.2,主要构件的选型,方案设计阶段,技术设计阶段,施工图阶段,确定柱网布置等平面问题,确定结构形式、标高等剖面问题,选择结构构件类型,确定结构布置,确定结构计算简图,荷载计算及排架内力分析,结构构件（柱、基础等）设计,结构布置图（屋面、柱、基础等）,构件布置与配筋图,节点大样图,工业设计要求,31,（1）单层厂房结构的设计步骤3.2.2 主要构件的选型 方,（,2,）结构构件的选型原则,经济合理：减少材料用量、减轻自重；,工艺和建筑设计要求；,荷载作用情况,施工条件和构件供应情况；,各种构件的适应范围和技术经济指标。,3.2.2,主要构件的选型,32,（2）结构构件的选型原则3.2.2 主要构件的选型32,(2),主要构件选型,屋面板,无檩体系屋盖,：大型屋面板，适用于保温或不保温卷材防水屋面。,有檩体系屋盖,：小型屋面板。,布置： 支撑在屋架,/,屋面梁或檩条上。,作用：,承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有,覆盖,、,围护,和,传递荷载,的作用。,3.2.2,主要构件的选型,33,(2) 主要构件选型 屋面板 无檩体系屋盖：大型屋面板，适用,常用屋面板,序号,构件名称,形式,特点,1,PC,屋面板,水平刚度好,;,适用于中、重型和振动较大、对屋面要求较高的厂房,;,卷材防水最大坡度,1/5,，非卷材防水,1/4,2,PC F,型屋面板,材料省，水平刚度、防水效果较预应力混凝土屋面板差；适用于中、轻型非保温厂房，坡度,1/4-1/8,3,PC,夹心保温屋面板,承重、保温、防水三重作用；适用于一般保温厂房；坡度,1/8-1/12,4,PC,槽瓦,材料省，屋面轻，但刚度差。适用于非保温、积灰少的中小型厂房；坡度,1/3-1/5,5,RC,挂瓦板,挂瓦板密排，上铺粘土瓦，有平整的平顶，适用于粘土瓦的轻型厂房和仓库,;,坡度,1/2-1/2.5,3.2.2,主要构件的选型,34,常用屋面板序号构件名称形式特点1PC 屋面板水平刚度好;适,檩条,布置：搁在屋架或屋面梁上,作用：,起着支承小型屋面板并将屋面荷载传给屋架的作用；,它与屋架间用预埋钢板焊接，并与屋盖支撑一起保证屋盖结构的整体刚度和稳定性。,3.2.2,主要构件的选型,35,檩条 布置：搁在屋架或屋面梁上3.2.2 主要构件的选型3,常用,檩条,序号,构件名称,形式,规格,适用条件,1,RC,型檩条,L,=6m,间距,3m,瓦材屋面的各类厂房,2,RC T,型檩条,L,=6m,间距,3m,瓦材屋面的各类厂房,3,PC,型檩条,L,=6m,或,9m,瓦材屋面的各类厂房,4,PC T,型檩条,L,=6m,间距,3m,L,=12m,间距,6m,瓦材屋面的各类厂房,5,钢檩条,L,=6m,间距,1.5m,无腐蚀性水汽产生的厂房，承受轻型瓦材,6,冷弯薄壁,型钢檩条,L,=6m,间距,1.1m,无腐蚀性水汽产生的厂房，承受轻型瓦材,3.2.2,主要构件的选型,36,常用檩条序号构件名称形式规格适用条件1RC型檩条L=6m,屋架和屋面梁,拱式,(,三铰拱,/,两铰拱,),：适用于,15m,以下的厂房。,桁架式,(,三角形,/,梯形,/,折线形,/,拱形,),：适用于,1836m,的厂房。,抗震要求：优先采用低重心或重量轻的,PC,屋架,/,钢屋架,/,轻钢屋架。,屋架和屋面梁是厂房结构最主要的承重构件之一，它与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，并将它们传给柱。,屋架及屋面梁的选用,:,3.2.2,主要构件的选型,37,屋架和屋面梁 拱式(三铰拱/两铰拱)：适用于15m以下的,常用屋架和屋面梁,序号,构件,名称,形式,跨度,(m),允许,荷载,特点及适用条件,1,PC,单坡屋面梁,9/12,450,高度小、重心低、侧向刚度好，施工方便，但自重大，经济指标差,;,适用于振动大及有腐蚀介质的厂房。坡度,1/18-1/12,2,PC,双坡屋面梁,12/15/18,450,3,RC,两铰拱屋架,9/12/15,300,上弦,RC,，下弦角钢，自重轻。适用于中小型厂房。卷材防水最大坡度,1/5,，非卷材防水,1/4,4,RC,三铰拱屋架,9/12/15,300,顶节点铰接，其他同上,5,PC,两铰拱屋架,9/12/15/18,300,上弦先张法,PC,，下弦角钢，其他同上,6,RC,组合屋架,12/15/18,300,上弦及受压为,RC,，下弦及受拉为角钢，自重轻。适用于中轻型厂房。坡度,1/4,3.2.2,主要构件的选型,38,常用屋架和屋面梁序号构件形式跨度允许特点及适用条件1PC单,常用屋架和屋面梁,(,续,),序号,构件名称,形式,跨度,(m),允许,荷载,特点及适用条件,7,RC,三角形屋架,12/15,300,屋架上设檩条及挂瓦板。自重大，适用于有檩体系的中小型厂房。坡度,1/2-1/3,8,RC,折线形屋架,15/18,350,外形合理，屋面坡度合适。适用于卷材防水屋面的厂房,9,PC,折线形屋架,18/21/24/27/30,400-350,适用于卷材防水屋面的大中型厂房,10,PC,折线形屋架,18/21/24,350,外形合理，自重轻。适用于卷材防水屋面的中型厂房，坡度,1/4,11,PC,梯形屋架,18-30,350,自重大、刚度好，适用于卷材防水屋面的高温及井式或横向天窗的中、重型厂房。坡度,1/10-1/12,12,PC,直腹杆屋架,15-36,250,构造简单，但端部坡度陡。适用于井式或横向天窗的厂房,3.2.2,主要构件的选型,39,常用屋架和屋面梁(续)序号构件名称形式跨度允许特点及适用条,天窗架,采光和通风要求。,削弱屋盖的整体刚度，应加强支撑，宜采用钢结构。,主要有,M,形和,W,形两种。,钢筋混凝土门形天窗架,W,形天窗架,Y,形天窗架,多压杆式钢天窗架,桁架式钢天窗架,3.2.2,主要构件的选型,40,天窗架 采光和通风要求。钢筋混凝土门形天窗架W形天窗架Y,托架,三角形,折线形,作用：,支撑中间屋面梁,/,屋架 柱距,屋面板,/,檩条宽度,常用形式：,12m,跨,PC,桁架式托架。,3.2.2,主要构件的选型,41,托架三角形折线形 作用：3.2.2 主要构件的选型41,吊车梁,吊车梁的作用：,直接承受吊车起重、运行和制动时产生的各种往复移动荷载,它还具有将厂房的纵向荷载传递至纵向柱列、加强厂房纵向刚度等作用。,吊车梁的选型依据：,吊车的起重量,工作级别,台数,厂房的跨度,柱距,等,3.2.2,主要构件的选型,42,吊车梁 吊车梁的作用： 吊车梁的选型依据：3.2.2 主要,常用吊车梁,序号,构件,名称,跨度,(m),适用起重量,(t),形状示意,1,RC,厚腹吊车梁,6,轻级：,3-50,中级：,3-30,重级：,5-20,2,RC,薄腹吊车梁,6,轻级：,3-50,中级：,3-30,重级：,5-20,3,组合式轻型吊车梁,4/6,轻、中级：,5,4,组合式吊车梁,6/12,轻、中级：,5,5,先张,PC,等截面吊车梁,6,轻级：,5-125,中级：,5-75,重级：,5-50,3.2.2,主要构件的选型,43,常用吊车梁序号构件跨度适用起重量形状示意1RC厚腹吊车梁6,常用吊车梁,(,续,),序号,构件,名称,跨度,(m),适用起重量,(t),形状示意,6,后张,PC,等截面吊车梁,6,轻级：,15-100,中级：,5-100,重级：,5-50,7,后张,PC,鱼腹式吊车梁,6,中级：,15-125,重级：,10-100,8,后张,PC,鱼腹式吊车梁,12,中级：,5-100,重级：,5-50,9,先张部分,PC,吊车梁,6,轻、中级：,30,3.2.2,主要构件的选型,44,常用吊车梁(续)序号构件跨度适用起重量形状示意6后张PC等,柱的形式：,矩形柱、工字形柱、双肢柱等。,柱,截面尺寸：,h,500mm,采用,矩形,实腹柱；,h,600,800mm,采用,工字形,或,矩形,柱；,h,900,1200mm,采用,工字形,柱；,h,1300,1500mm,采用,工字形,或,双肢,柱。,常用柱的形式,3.2.2,主要构件的选型,45,柱的形式： 矩形柱、工字形柱、双肢柱等。 柱 截面尺寸：,作用：承受全部重量和作用力。,常用形式：目前一般采用单独的杯形基础。,基础,桩基础,阶梯形基础,锥形基础,深埋高杯口基础,3.2.2,主要构件的选型,46,作用：承受全部重量和作用力。 基础桩基础阶梯形基础锥形基础深,(1),柱网布置,跨度,柱距,3.2.3,柱网布置和变形缝,跨度,：厂房纵向定位轴线之间的尺寸；,柱距,：厂房横向定位轴线之间的尺寸。,47,(1)柱网布置跨度柱距3.2.3 柱网布置和变形缝 跨度：,厂房建筑模数协调标准,规定：,跨度：,跨度,18m,：,3m,的倍数进级,(,30M,),；,跨度,18m,：,6m,的倍数进级,(,60M,),允许,21m/27m/33m,等,30M,进级,。,柱距,：,采用扩大模数,6m,的倍数进级,(,60M,),；,也可采用,9m,的柱距；,或利用,托架,扩大柱距。,柱网布置的模数,3.2.3,柱网布置和变形缝,48,柱网布置的模数3.2.3 柱网布置和变形缝48,剪应力,剪应力,作用：减少温度应力，保证厂房正常使用。,设置：,从基础顶面至上部结构完全断开设缝,。,最大间距：（,GB50010-2002,）,室外露天,70m,；,室内或土中,100m,裂缝,主拉应力,主拉应力,(2),变形缝,伸缩,缝,伸缩缝的布置,3.2.3,柱网布置和变形缝,49,剪应力剪应力 作用：减少温度应力，保证厂房正常使用。裂缝主拉,剪应力,剪应力,裂缝,主拉应力,主拉应力,沉降,缝,作用：防止厂房发生不均匀沉降,设置：,从基础至屋顶完全断开设缝,。,沉降缝的布置,相邻厂房高度差异大,地基差别大,3.2.3,柱网布置和变形缝,50,剪应力剪应力裂缝主拉应力主拉应力 沉降缝 作用：防止厂房发,防震,缝,作用：减少厂房震害；,设置：,从基础顶面至上部结构完全断开设缝,；,缝宽：,一般为,50-70mm,。,设置部位：,平面、立面复杂；,结构高度及刚度变化较大；,厂房侧边贴建生活间、变电所等坡屋；,地震区：伸缩缝、沉降缝均应符合防震缝要求。,3.2.3,柱网布置和变形缝,51,防震缝 作用：减少厂房震害； 地震区：伸缩缝、沉降缝均应,（,1,）支撑的作用：,3.2.4,支撑的作用及布置原则,施工阶段和使用阶段保证厂房结构的,几何稳定性,保证厂房结构的纵横向水平刚度及,空间整体性,；,提供侧向支撑，改善结构的,侧向稳定性,；,传递,水平荷载,至主要承重构件或基础。,支撑的分类,：,屋盖支撑,柱间支撑,上弦横向水平支撑,下弦横向水平支撑,纵向水平支撑,垂直支撑,纵向水平系杆,天窗架支撑等,上柱柱间支撑,下柱柱间支撑,52,（1）支撑的作用：3.2.4 支撑的作用及布置原则 施工阶,（,2,）屋盖支撑,上弦横向,水平支撑,构成：,沿跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成水平桁架,作用：,保证屋架上弦的侧向稳定性；,增强屋盖的整体刚度；,承受并传递纵向水平荷载。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,53,（2）屋盖支撑 上弦横向水平支撑 构成： 作用：3.2.4,上弦横向,水平支撑,有檩体系中的布置,布置在伸缩缝区段的两端,有时可设在第二柱间,3.2.4,支撑的作用及布置原则,54,上弦横向水平支撑 有檩体系中的布置 布置在伸缩缝区段的两,上弦横向,水平支撑,无檩体系的布置：,有连接可靠的大型屋面板；,(,可不设,),设有通过端部第二柱间或伸缩缝的天窗,;,(,设,),采用钢筋砼拱形或梯形屋架。,(,应设,),3.2.4,支撑的作用及布置原则,55,上弦横向水平支撑 无檩体系的布置：3.2.4 支撑的作用,下弦横向,水平支撑,构成：,沿跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架下弦杆构成的水平桁架 。,作用：,将山墙风荷载及纵向水平荷载传至纵向柱列；,防止屋架下弦侧向振动。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,56,下弦横向水平支撑 构成： 作用：3.2.4 支撑的作用及,下弦横向,水平支撑,布置：,抗风柱与屋架下弦连接传递纵向水平力时；,设有硬钩桥吊或,5T,锻锤等振动设备时；,设有吊点屋架下弦的,纵向,或,横向,运行的悬挂吊车时；,l,18m,且下弦设有纵向水平支撑时,(,形成封闭水平支撑系统,),。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,纵向,横向,57,下弦横向水平支撑 布置：3.2.4 支撑的作用及布置原则,下弦纵向,水平支撑,构成：,由交叉角钢、直杆和屋架下弦第一节间组成的纵向水平桁架,。,作用：,加强屋盖结构的横向水平刚度；,保证横向水平荷载的纵向分布，加强厂房的空间工作；,保证托架上弦的侧向稳定；,传递山墙风荷载及纵向水平荷载。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,58,下弦纵向水平支撑 构成： 作用：3.2.4 支撑的作用及,下弦纵向,水平支撑,纵向,布置：,当已设有下弦横向水平支撑时，为保证厂房空间刚度，应尽可能与横向水平支撑连接，以形成封闭的水平支撑系统；,当设有软钩桥式吊车且厂房高度大、吊车起重量较大，应在屋架下弦端节间沿厂房纵向通长或局部设置一道；,厂房设有托架，应沿托架一侧设置下弦纵向水平支撑。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,59,下弦纵向水平支撑纵向 布置：3.2.4 支撑的作用及布置,垂直,支撑,作用：,保证屋架或天窗架平面外的稳定；,将纵向水平力由屋架上弦平面传至屋架下弦平面内。,构成：,一般由角钢杆件与屋架的直腹杆或天窗架的立柱组成的垂直桁架。,垂直支撑及系杆的布置,3.2.4,支撑的作用及布置原则,60,垂直支撑 作用： 构成：垂直支撑及系杆的布置3.2.4,垂直,支撑,设置：,垂直支撑与屋架下弦横向水平支撑应布置在同一柱间；,当厂房跨度小于,18m,且无天窗时，一般可不设垂直支撑和水平系杆；,当厂房跨度,18,30m,、屋架间距,6m,、采用大型屋面板时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨中设置一道垂直支撑；,当屋架跨度大于,30m,时，应在每一伸缩缝区段端部的第一或第二柱间，屋架跨度,1/3,左右的节点处设置两道垂直支撑。,伸缩缝区间长度,60m,时，应在柱间支撑部位增设一道垂直支撑；,设有,3T,锻锤的厂房，应在其所处柱间及其以锻锤为中心的,30m,范围内的屋架间，每跨连续增设一道垂直支撑。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,61,垂直支撑 设置：3.2.4 支撑的作用及布置原则61,水平系杆,分类：,刚性,系杆：,既能承拉又能承压，一般为双角钢杆件或,RC,杆件；,柔性,系杆：,只能承受拉力，多为单角钢，截面较小。,作用,：,上弦水平系杆是为保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定；,下弦水平系杆是为防止在吊车或有其它水平振动时屋架下弦侧向颤动。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,62,水平系杆 分类：3.2.4 支撑的作用及布置原则62,水平系杆,布置：,当屋盖设置垂直支撑时，未设置垂直支撑的屋架间，在相应于垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长的水平系杆。,跨中设垂直支撑时，一般沿其纵向垂直平面设通长,上弦刚性,和,下弦柔性系杆,；端部设垂直支撑时，一般沿其铅垂面设通长,下弦刚性系杆,。,设有下弦横向或纵向水平支撑时，均应设相应的,下弦刚性系杆,，以形 成水平桁架。,天窗侧柱处应设,柔性系杆,，在天窗范围内沿纵向设,13,道通长,上弦刚性系杆,，以保证屋架上弦侧向稳定。,当屋架横向水平支撑设在端部第二柱间时，应在第一柱间设置,上、下弦刚性系杆,。,3.2.4,支撑的作用及布置原则,63,水平系杆3.2.4 支撑的作用及布置原则63,天窗架支撑,构成：,天窗架上弦横向水平支撑,天窗架间的垂直支撑,水平系杆。,作用,：,保证天窗架上弦的侧向稳定；,传递天窗端壁上的风荷载。,布置：,垂直支撑设置在天窗两侧,当横向水平支撑和垂直支撑均设置在天窗端部第一柱间内,未设置上弦横向水平支撑的天窗架间的上弦节点处设置柔性系杆；,3.2.4,支撑的作用及布置原则,64,天窗架支撑 作用：3.2.4 支撑的作用及布置原则64,柱间支撑,构成：,由交叉钢杆件组成，交叉倾角宜取,45,作用：,提高厂房的纵向刚度和稳定性,;,传递纵向水平力到两侧柱列。,十字交叉形支撑,门架式支撑,形式：,3.2.4,支撑的作用及布置原则,65,柱间支撑 作用：十字交叉形支撑门架式支撑 形式：3.2.4,柱间支撑,适用工况：,当设有,A6,A8,的吊车，或,A1,A5,的吊车起重量,10t,时,厂房跨度,18m,，或柱高,8m,时,厂房每列纵向柱总数,7,根时或设有,3t,以上的悬挂吊车时,或露天吊车栈桥的柱列,应,设置柱间支撑,。,上柱,柱间支撑：,一般在伸缩缝区段两端与屋盖横向水平支撑相对应的柱间,以及伸缩缝区段中央或临近中央的柱间。,下柱,柱间支撑：,在伸缩缝区段中部与上柱柱间支撑相应的位置,。,布置要求：,3.2.4,支撑的作用及布置原则,66,柱间支撑 适用工况：上柱柱间支撑：一般在伸缩缝区段两端与屋,3.2.5,围护结构布置,屋面板的布置,抗风柱的布置,圈梁的布置,连系梁的布置,过梁的布置,基础梁的布置,墙体,(,板,),等构件的布置,67,3.2.5 围护结构布置 屋面板的布置67,抗风柱,的布置,3.2.5,围护结构布置,68,抗风柱的布置3.2.5 围护结构布置68,抗风柱的布置,抗风柱与其他构件的连接,：,一般与基础刚接，与屋架上弦铰接；,当屋架设有下弦横向水平支撑时，可与下弦铰接；,抗风柱与屋架之间采用弹簧板连接：竖向可移动、水平刚度较大的；,如厂房沉降量较大时，宜采用槽形孔螺栓连接。,3.2.5,围护结构布置,69,抗风柱的布置 抗风柱与其他构件的连接：3.2.5 围护结,圈梁的布置,构成：,设置于墙体内并与柱子连接的现浇钢筋混凝土构件,作用,将墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度,防止由于地基的不均匀沉降或较大的振动荷载对厂房产生不利影响。,3.2.5,围护结构布置,70,圈梁的布置 构成：3.2.5 围护结构布置70,连系梁及过梁布置,连系梁,除承受墙体荷载外，还具有连系纵向柱列、增强厂房的纵向刚度、传递纵向水平荷载的作用。,当墙体开有门窗洞口时，需设置钢筋混凝土,过梁,，以支承洞口上部墙体的重量。,在进行围护结构布置时，应尽可能地将,圈梁、连系梁和过梁,结合起来，,使一种梁能兼作两种或三种梁的作用,，以简化构造，节约材料，方便施工。,3.2.5,围护结构布置,71,连系梁及过梁布置 连系梁除承受墙体荷载外，还具有连系,基础梁布置,在单层厂房中，一般采用,基础梁,来承托围护墙体的重量，并将其传至柱基础顶面，而不另做墙基础，以使墙体和柱的沉降变形一致。,3.2.5,围护结构布置,72,基础梁布置 在单层厂房中，一般采用基础梁来承,3.3,排架计算,3.3.1,计算简图,实为,空间结构,简化计算,在跨度方向按,横向平面排架,计算，,在柱距方向按,纵向平面排架,计算。,纵向平面排架的柱列较多、抗侧移刚度较大，一般不考虑该方向柱列承受弯矩的影响，因此最终简化成,横向平面排架,进行计算。,73,3.3 排架计算3.3.1 计算简图实为空间结构73,(1),计算单元,在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一个典型的区段，作为横向排架的计算单元。,3.3.1,计算简图,74,(1) 计算单元 在结构平面图上由相邻柱距的中线截出一,(2),基本假定,屋架,/,屋面梁与柱顶,铰接,；,柱下端,固接,于基础顶面；,横梁为轴向变形可忽略的刚杆。,简化：,排架柱的轴线分别取上、下柱截面的形心线,当为变截面柱时，排架柱轴线为一,折线,，,屋面梁或屋架为一,刚性杆,。,根据上述假定及简化，可得到横向排架的,计算简图,。,假定,：,3.3.1,计算简图,75,(2) 基本假定 屋架/屋面梁与柱顶铰接； 简化：根据上述假,(3),计算简图,柱总高,H,=,柱顶标高 基础顶面标高（,-0.5m,）。,上柱高度= 柱顶标高 牛腿顶面标高。,牛腿顶面标高 = 吊车轨顶标高 吊车梁及其轨道构造高度之和 。,简化计算,计算跨度以厂房的轴线,L,为准，变截面处增加力偶,M=P e,。,3.3.1,计算简图,76,(3) 计算简图 柱总高H = 柱顶标高 基础顶面标高（,屋盖,恒载,F,1,(,屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑自重,),上柱,自重,F,2,、,牛腿,自重,F,3,、,下柱,自重,F,6,吊车梁,及轨道、连接件等自重,F,4,围护墙体,自重,F,5,(,柱牛腿上连系梁、围护墙、柱上的墙板,),屋面,活载,Q,1,吊 车,荷 载,风载,q,、,F,w,恒载,活载,吊车,横向,水平荷载,T,max,吊车,竖向,荷载,D,max,、,D,min,F,1,F,3,F,6,F,4,F,3,F,2,F,1,F,2,F,4,F,5,Q,1,Q,1,D,max,D,min,T,max,T,max,F,w,q,吸风,q,q,F,w,F,6,3.3.2,荷载计算,77,屋盖恒载F1(屋面板及构造层,包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑的自重。,F,1,的作用位置：,采用,屋架,：通过屋架上、下弦中心线的交点作用于柱顶；,采用,屋面梁,：通过梁端支承垫板的中心线作用于柱顶。,(1),屋盖恒载,F,1,3.3.2,荷载计算,78,包括屋面板及构造层、天窗架、屋架及支撑的自重。(1) 屋盖恒,将屋面横梁截断，在柱顶加以,不动铰支座,，简化为一次超静定悬臂梁计算；,柱顶偏心屋面恒载移至相应上柱或下柱的截面中心线处，并附加偏心弯矩。,F,1,作用内力计算简图,F1,内力计算简图,3.3.2,荷载计算,79,将屋面横梁截断，在柱顶加以不动铰支座，简化为一次超静定悬臂,对竖向偏心荷载,F,2,、,F,3,、,F,4,、,F,5,换算成轴心荷载和偏心弯矩时，相应的换算偏心弯矩为：,M,2,=,F,2,e,2,式中,e,2,为上、下柱轴线间的距离,作用于下柱柱顶截面中心；,M,3,=,F,3,e,3,式中,e,3,为牛腿截面中心线至下柱中心线的距离,作用于牛腿梯形截面中心；,M,4,=,F,4,e,4,式中,e,4,为吊车梁纵向至下柱截面中心线之间的距离,作用于吊车梁轨道中心；,M,5,=,F,5,e,5,式中,e,5,为连系梁中心线至柱中心线间的距离,作用于柱上牛腿连系梁截面中心。,(2),恒载,F,2,、,F,3,、,F,4,、,F,5,3.3.2,荷载计算,80,对竖向偏心荷载F2、 F3、 F4、 F5换算成轴心,(3),屋面活荷载,Q,1,包括屋面均布活荷载、雪荷载及积灰荷载，按屋面的水平投影面积计算。,屋面均布活荷载：,一般不上人的钢筋混凝土屋面：,0.5kN/m,2,轻屋面、瓦材屋面：,0.3kN/m,2,积灰荷载：,由,GB50009-2001,查得,雪荷载：,屋面均布活荷载不与雪荷载同时组合，取大值参与组合。,作用位置及计算方法同,屋盖恒载,F,1,。,3.3.2,荷载计算,81,(3) 屋面活荷载Q1 包括屋面均布活荷载、,(4),吊车荷载,D,max,、,D,min,和,T,max,单层厂房中的桥式吊车,吊车荷载的分布,3.3.2,荷载计算,82,(4) 吊车荷载Dmax、Dmin和Tmax单层厂房中的桥,吊车荷载作用的方向和位置,吊车荷载传递路径,：,轮压作用于轨道 吊车梁 牛腿 柱,3.3.2,荷载计算,83,吊车荷载作用的方向和位置 吊车荷载传递路径：3.3.2 荷,吊车竖向荷载,D,max,、,D,min,吊车吊起额定起重量在运行过程中，对排架柱,牛腿顶面,产生的最大或最小的竖向压力。,计算方法：,根据简支梁支座反力,影响线,的原理：,参与组合,吊车台数,轻级和中级,重级和超重级,2,0.9,0.95,3,0.85,0.9,4,0.8,0.85,多台吊车荷载的,折减系数,参与组合的吊车台数：,单跨,厂房排架不宜多于,2,台；,多跨,厂房的排架不宜多于,4,台。,3.3.2,荷载计算,84,吊车竖向荷载Dmax、Dmin 吊车吊起额定起重量在,吊车横向水平荷载,T,max,小车起吊重物在,启动,和,制动,时产生的横向水平力。,对于一般的四轮吊车运行时，单轮横向水平刹车力为,计算方法,式中,Q,吊车的额定起重量；,g,小车重量；,a,横向水平荷载系数。,3.3.2,荷载计算,85,吊车横向水平荷载Tmax 小车起吊重物在启动和制动时产生,规范规定：,无论单跨或多跨厂房，计算,T,max,时，最多考虑,两台吊车,，并考虑多台吊车时的荷载折减系数。,吊车横向水平荷载,T,max,根据简支梁支座反力,影响线,的原理，作用于排架柱上的吊车横向水平荷载为：,3.3.2,荷载计算,86,规范规定： 吊车横向水平荷载Tmax 根据简,纵向运行的桥机在启动或突然刹车，由于吊车自重和吊物自重的惯性产生的吊车纵向制动力。,吊车纵向水平荷载标准值,T,0,，按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的,10%,采用：,式中,m,起重量相同的吊车台数，,n,吊车每侧的制动轮数。,吊车纵向水平荷载,T,0,3.3.2,荷载计算,87,纵向运行的桥机在启动或突然刹车，由于吊车自重和吊物,风荷载标准值：,式中,w,0,基本风压；,z,风振系数，对单层厂房取,z,1,；,z,风压高度变化系数，分,A,、,B,、,C,、,D,四类；,s,风载体型系数。,(5),风荷载,q,1,/,q,2,/F,w,3.3.2,荷载计算,88,风荷载标准值： (5) 风荷载q1/q2/Fw3.3.,柱顶以下,按,均布,考虑,z,按柱顶高度取值；,柱顶以上,以,集中,荷载形式作用于柱顶,z,按天窗檐或厂房檐口高度取值。,工程简化,q,1,/,q,2,：,作用于柱顶以下计算墙面上的均布风荷载；,F,w,：,作用于柱顶以上的集中风荷载，包括屋面风荷载合力的水平分力及屋架端部高度范围内墙体迎风面和背风面风荷载的合力。,3.3.2,荷载计算,89,柱顶以下按均布考虑,z按柱顶高度取值； 工程简化 q1/,排架内力分析方法：,柱顶水平位移相等的排架,等高排架,剪力分配法,柱顶水平位移不相等的排架,不等高排架,力法,3.3.3,剪力分配法计算排架内力,剪力分配法适用工况：,荷载对称结构不对称,结构对称荷载不对称,90,排架内力分析方法：3.3.3 剪力分配法计算排架内力 剪力,当单位水平力作用于单阶悬臂柱顶端时，柱顶水平位移为：,反映了柱抵抗侧移的能力，称为柱的,抗剪刚度,或,抗侧移刚度,。,抗剪柔度系数,抗侧移刚度,3.3.3,剪力分配法计算排架内力,91,反映了柱抵抗侧移的能力，称为柱的抗剪刚度或抗侧移刚度。抗剪,(1,）柱顶作用水平集中力时的内力计算,根据求出的柱顶剪力，各排架柱按悬臂柱进行弯矩计算,剪力分配系数,3.3.3,剪力分配法计算排架内力,92,(1）柱顶作用水平集中力时的内力计算根据求出的柱顶剪力，各排,（,2,）柱顶任意荷载作用时的内力计算,步骤,(1),：,在排架柱顶附加一个不动铰支座以阻止水平侧移，求出支座反力,R,及各柱顶支座反力,R,i,，,R,=,R,i,：,3.3.3,剪力分配法计算排架内力,93,（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算步骤(1)： 3.3.3,（,2,）柱顶任意荷载作用时的内力计算,步骤,(2):,撤除附加不动铰支座，并将支座反力,R,反方向作用于排架柱顶，以恢复原结构体系，利用剪力分配法求出各柱顶的剪力,i,(,F,w,+,R,),；,3.3.3,剪力分配法计算排架内力,94,（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算步骤(2): 3.3.,（,2,）柱顶任意荷载作用时的内力计算,步骤,(3):,将上述两步结果叠加即得排架各柱顶的实际剪力：,V,i,=,R,i,i,(,F,w,+,R,),3.3.3,剪力分配法计算排架内力,95,（2）柱顶任意荷载作用时的内力计算 步骤(3): 3.3.3,3.3.4,力法计算不等高排架内力,将刚性横梁切开，代以基本未知力：,不等高排架在任意荷载作用下，由于高、低跨的柱顶位移不相等，因此不能用剪力分配法求解，其内力通常用结构力学中的,力法,进行分析。,96,3.3.4 力法计算不等高排架内力 将刚性横梁切开，,3.3.5,排架内力组合,（,1,）控制截面,荷载作用下柱内力沿柱高变化，设计时,：,选择对全柱配筋起控制截面进行内力组合；,找出上柱及下柱的控制截面；,进行上柱和下柱各自配筋。,控制截面的位置：,上柱,：,柱底,II,；,下柱,：,牛腿顶面,，,底面,。,97,3.3.5 排架内力组合（1）控制截面97,对于一般排架结构，荷载效应组合的设计值,S,应从下列组合值中取最不利值确定：,由,可变荷载,效应控制的组合,由,永久荷载,效应控制的组合,（,2,）荷载效应组合,3.3.5,排架内力组合,98,对于一般排架结构，荷载效应组合的设计值S应从下列组合,(3),内力组合,内力组合的目的：,钢筋混凝土柱的,配筋设计,。,内力组合的原则：,对于,大偏压,构件：,M,越大，,N,越小, 配筋越多 内力最不利,对于,小偏压,构件：,M,越大，,N,越大, 配筋越多 内力最不利,不利的,内力组合,通常选择以下四种内力组合作为截面最不利内力组合：,+,M,max,及相应的,N,、,V,；,-,M,max,及相应的,N,、,V,；,N,max,及相应的,M,、,V,；,N,min,及相应的,M,、,V,。,Why,？,3.3.5,排架内力组合,99,(3) 内力组合 内力组合的目的：Why？3.3.5 排架,内力组合的注意事项,恒载必须参与每一种组合。,组合的单一内力目标应明确：如以,+,M,max,为组合目标来分析荷载组合，并计算出相应荷载组合下的,M,max,及,N,、,V,。,当以,N,max,或,N,min,为组合目标时，应使相应的,M,尽可能大,；,当以,M,max,为组合目标时，应使相应的,N,尽可能小,。,组合时“,有,T,max,必有,D,max,或,D,min,”,；,“,有,D,max,或,D,min,也必有,T,max,”,。,风荷载及吊车横向水平荷载均有向左及向右两种情况，只能选择一种参与组合。,有多台吊车时，吊车荷载的计算时应按规范规定进行折减。,3.3.5,排架内力组合,100,内力组合的注意事项恒载必须参与每一种组合。3.3.5 排,3.4,单层厂房柱,3.4.1,柱的形式及其截面设计,柱的截面设计步骤,:,确定柱的计算长度（,l,0,）,；,柱的配筋计算；,柱的吊装验算。,配筋计算,：,采用,对称,配筋,。,101,3.4 单层厂房柱3.4.1 柱的形式及其截面设计 柱的截,3.4.1,柱的形式及其截面设计,柱的形式,：,参考相应的规定，一般为：,h,500mm,时，采用,矩形实腹柱,；,h,600,800mm,时，采用,工字形,或,矩形柱,；,h,900,1200mm,时，采用,工字形柱,；,h,1300,1500mm,时，采用,工字形,或,双肢柱,。,102,3.4.1 柱的形式及其截面设计 柱的形式： 参考相应的规,柱的计算长度,在对柱进行受压承载力计算或验算时，柱的偏心距增大系数或稳定系数与柱的计算长度有,l,0,关。,混凝土结构设计规范,根据单层厂房的实际支承及受力特点，结合工程经验所给出的计算长度。,刚性屋盖单层厂房排架柱、露天吊车柱和栈桥柱的计算长度,柱的类型,排 架 方 向,垂直排架方向,有柱间支撑,无柱间撑,无吊车,厂房柱,单 跨,1.5,H,1.0,H,1.2,H,两跨及多跨,1.25,H,1.0,H,1.2,H,有吊车,厂房柱,上 柱,2.0,H,u,1.25,H,u,1.5,H,u,下 柱,1.0,H,l,0.8,H,l,1.0,H,l,露天吊车柱和栈桥柱,2.0,H,l,1.0,H,l,3.4.1,柱的形式及其截面设计,103,柱的计算长度 在对柱进行受压承载力计算或验,柱的,混凝土强度等级,不宜低于,C20,，,纵向受力钢筋直径,d,不宜小于,12mm,，全部纵向钢筋的配筋率不宜超过,5%,。,柱内,纵向钢筋的净距,不应小于,50mm,；对水平浇筑的预制柱，其上部纵向钢筋的最小净间距不应小于,30mm,和,1.5,d,，下部不应小于,25mm,和,d,。,偏心受压柱中垂直于弯矩作用平面的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的,纵向受力钢筋,，其,中距,不宜大于,300mm,。,构造要求,3.4.1,柱的形式及其截面设计,104,柱的混凝土强度等级不宜低于C20，纵向受力钢筋直径d不宜小,3.4.2,牛腿设计,牛腿分类：,短牛腿,(,图,a,),：,a,h,0,按,变截面深梁,设计,长牛腿,(,图,b,),：,a,h,0,按,悬臂梁,设计,105,3.4.2 牛腿设计 牛腿分类：105,试验结果表明：,牛腿上部,主拉应力,迹线基本与牛腿上边缘平行，其拉应力沿牛腿长度方向均匀分布；,牛腿下部,主压应力,迹线大致与从加载点到牛腿下部转角的连线,ab,相平行；,牛腿中下部,主拉应力,迹线倾斜，加载后裂缝有向下倾斜的现象。,环氧树脂牛腿模型光弹试验,3.4.2,牛腿设计,106,试验结果表明： 环氧树脂牛腿模型光弹试验3.4.2 牛,试验结果表明：,F,v,=0.2,0.4,F,u,出现,垂直裂缝，,受力性能影响不大；,F,v,=0.4,0.6,F,u,在加载板内侧出现第一条,斜裂缝,，大体与受压迹线平行，它是控制牛腿截面尺寸的主要依据；,F,v,=0.8,F,u,左右突然出现第二条,斜裂缝,，预示着牛腿即将破坏。,钢筋混凝土牛腿试验,3.4.2,牛腿设计,107,试验结果表明： 钢筋混凝土牛腿试验3.4.2 牛腿设计107,（,1,）牛腿的破坏形态,弯压,破坏,(,图,a,),：,a/h,0,0.75,和纵筋配筋率较低,斜压,破坏,(,图,b,、,c,),：,a/h,0,=0.1,0.75,剪切,破坏,(,图,d),：,a/h,0,0.1,此外，还会发生因加载板尺寸过小而导致加载板下混凝土发生,局压破坏,(,图,e,),及纵向受力钢筋,锚固破坏,。,3.4.2,牛腿设计,108,（1）牛腿的破坏形态 弯压破坏(图a)：,牛腿的设计步骤,:,确定牛腿截面尺寸；,牛腿的配筋计算及配筋构造；,验算局部受压承载力。,（,2,）牛腿的设计,截面尺寸,的确定,宽度,b,：,与柱同宽；,高度,h,：,斜截面抗裂要求；,构造要求。,3.4.2,牛腿设计,109,牛腿的设计步骤:（2）牛腿的设计截面尺寸的确定3.4.2,截面尺寸的确定,牛腿截面高度通常以,不出现斜裂缝,作为控制条件，抗裂控制条件来确定牛腿的截面尺寸的经验公式：,式中,F,vs,、,F,hs,按荷载效应标准组合计算的竖向力和水平拉力值；,裂缝控制系数；,a,竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离；,b,牛腿宽度；,h,0,牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度。,0.65,牛腿基本不出现裂缝；,0.70,大多数牛腿在不出现斜裂缝，或少数偶尔出现一些微细裂缝；,0.80,不出现或仅出现细微裂缝。,3.4.2,牛腿设计,110,截面尺寸的确定 牛腿截面高度通常以不出现,构造要求,为防止剪切破坏，牛腿外边缘高应满足：,h,1,h,/3,，且,h,1,200mm,。,截面尺寸的确定,牛腿底面倾角一般为,a,45,，以防止底面与下柱交接处应力严重集中。,3.4.2,牛腿设计,111,构造要求 截面尺寸的确定 牛腿底面倾角一般为a45，,计算模型,:,试