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,混凝土结构设计,concrete structure design,3 钢筋混凝土单层厂房 排架结构设计,*,*,混凝土结构设计,concrete structure design,3 钢筋混凝土单层厂房 排架结构设计,*,混凝土结构设计,concrete structure design,3 钢筋混凝土单层厂房 排架结构设计,*,3 钢筋混凝土单层厂房排架结构设计,排架柱设计主要内容,：,排架柱的构造要求；,柱的配筋设计；,柱吊装验算；,牛腿设计。,3.4.1排架柱的构造要求,1.柱的截面形式,平腹杆,斜腹杆,宜用矩形柱,宜用双肢柱,宜用工字形柱,3.4单层厂房排架柱设计,排架柱设计,2.柱的截面尺寸,当吊车额定起重量,Q20t,时，上柱常采用矩形截面；下柱常采用矩形或工形截面。,当下柱采用工形截面时，牛腿下部离工形截面,200mm,范围内以及柱底至室内地坪以上,500mm,范围内均应采用矩形截面。,工形截面柱的翼缘厚度不宜小于,120mm,，腹板厚度不宜小于,100mm,。,排架柱设计,排架柱设计,4构造要求,混凝土强度等级不应低于C25，,纵向钢筋一般采用HRB400级或HRB500级钢，,箍筋一般采用HPB300级或HRB400级,排架柱设计,一般采用对称配置，直径不宜小于,14,mm,（小型厂房柱）或,16,mm,（大型厂房柱）；,全部纵向钢筋的配筋率不宜大于5。一侧最小纵筋配筋率不应小于,0.2%,，当混凝土强度小于C60时，全部纵向钢筋的最小配筋率不应小于,0.,5(HRB500级钢)或0.,55,(HRB400级钢)。,柱中纵向钢筋的净间距不应小于,50,mm,，且不宜大于,300,mm,；在偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上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,300,mm,。,偏心受压柱的截面高度不小于,600,mm,时，在柱的侧面上应设置直径,10,mm,16,mm,的纵向构造钢筋，其间距不应大于,500,mm,，矩形截面柱的纵向构造钢筋见图,3.50,（,a,），工形截面柱的纵向构造钢筋见图,3.50,（,b,）。,设有柱间支撑的柱其侧面应按计算设置纵向受力钢筋，其间距不宜大于,300,mm,，见图,3.50,（,c,），其余没有柱间支撑连接的柱，其侧面可设置纵向构造钢筋。,柱中纵向受力钢筋,排架柱设计,应做成封闭式，见图,3.50,（,d,），箍筋直径不应小于,d,/4(,d,为纵向钢筋的最大直径,),，且不应小于,6,mm,；,箍筋间距不应大于,400,mm,及构件截面的短边尺寸，且不应大于,15,d,(,d,为纵向钢筋的最小直径,),；,当柱截面短边尺寸大于,400,mm,且各边纵向钢筋多于3根时，或当柱截面短边尺寸不大于400,mm,但各边纵向钢筋多于4根时，应设置复合箍筋；,柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于3时，箍筋直径不应小于8,mm,，间距不应大于,10,d,，且不应大于,200,mm,。,箍筋末端应做成135弯钩，且弯钩末端平直段长度，非抗震时不应小于,5,d,，抗震时不应小于,10,d,（,d,为纵向受力钢筋的最小直径）。,柱中箍筋,排架柱设计,柱中箍筋,加密位置：,应在柱顶、吊车梁、牛腿、柱底等区段进行加密。,加密区长度：,对柱顶区段，取柱顶以下,500mm,且不小于柱顶截面高度；,对吊车梁区段，取上柱根部至吊车梁顶面以上,3,00mm,；,对牛腿区段，取牛腿全高；,对柱底区段，取基础顶面至室内地坪以上,500,mm,；对柱间支撑与柱连接点和柱位移受约束的部位，取节点上、下各,300,mm,。,加密区箍筋最小直径：,对一般柱顶、柱底区段不应小于,6mm,；,对角柱柱顶、吊车梁区段、牛腿区段、有支撑的柱底与柱顶区段、柱变位受约束的部分不应小于,8mm,。,加密区箍筋最大间距取,100mm,。,排架柱设计,3.4.2柱的配筋设计,排架柱设计,排架柱设计,排架柱设计,3.4.4柱吊装验算,当采用一点起吊时，吊点一般设置在牛腿根部变截面处，在柱的自重作用下为受弯构件，其计算简图和弯矩图，见右图。,一般取,上柱柱底、牛腿根部和下柱跨中三个控制截面,进行验算。,排架柱设计,验算内容,：,承载力和裂缝宽度,；,荷载,：,荷载为柱的自重动力系数,1.5,，柱自重分项系数取,1.3,安全等级,：降一级，乘系数,0.9,。,如果不满足，,应优先采用调整或增设吊点以减小弯矩的方法或采取临时加固措施来解决；当变截面处配筋不足时，可在该局部区段加配短钢筋,排架柱设计,排架柱设计,排架柱设计,牛腿根部,排架柱设计,为何采用此公式？,排架柱设计,牛腿作用,：以支承屋架、吊车梁或连系梁等构件，并将这此构件承受的荷载传给柱子,牛腿分类,：,实质为变截面深梁，受力性能与普通悬臂梁不同，是本节讨论的重点,3.4.5,牛腿设计,牛腿设计,牛腿的受力特点,弹性阶段,在牛腿上部，主拉应力迹线基本上与牛腿上边缘平行，且牛腿上表面的拉应力沿长度方向比较均匀。,牛腿下部主压应力迹线大致与从加载点到牛腿下部与柱的相交点的连线相平行。,另外，在上柱根部与牛腿交界处存在应力集中现象,裂缝的出现与开展阶段,极限荷载的,2040%,，,首先在牛腿与上柱根部交接处附近因应力集中出现自上而下的竖向裂缝，裂缝细小且开展较慢，对牛腿的受力性能影响不大；,极限荷载的,4060%,，在加载垫板内侧附近产生第一条斜裂缝，方向大体与主压力轨迹线平行,破坏阶段,极限荷载的,80%,，突然出现第二条斜裂缝,剪切破坏,斜压破坏,弯曲破坏,局压破坏,环氧树脂牛腿模型进行光弹性试验,牛腿设计,牛腿破坏形态,剪切破坏,斜压破坏,弯压破坏,局部承压破坏,在牛腿与下柱交接面上出现一系列短而细的斜裂缝，最后牛腿沿此裂缝从柱上切下发生破坏,随着荷载增加，斜裂缝外侧出现细而短小的斜裂缝，当这些斜裂缝逐渐贯通时，斜裂缝、间的斜向主压应力超过混凝土的抗压强度，混凝土表面剥落、压碎而破坏,随着荷载增加，斜裂缝不断向受压区延伸，纵筋拉应力也随之增大并逐渐达到屈服强度，这时斜裂缝外侧部分绕牛腿根部与柱的交点转动，致使受压区混凝土压碎而破坏,当加载板尺寸过小或牛腿宽度过窄时，可能导致加载板下混凝土发生局部受压破坏,牛腿设计,截面尺寸,二、截面设计（截面尺寸、截面配筋、构造,）,截面高度一般以斜截面的抗裂度为控制条件，控制其在使用阶段不出现或仅出现细微斜裂缝为准,牛腿设计,（2)牛腿承载力计算,受力特征,简化为：,顶部水平的纵向受力钢筋作为拉杆和牛腿内的混凝土斜压杆组成的三角桁架模型,对下柱与牛腿交界处取矩得,牛腿承载力计算简图,牛腿设计,构造要求,沿牛腿顶部配置的纵向受力钢筋，宜采用,HRB400,级或,HRB500,级热轧带肋钢筋，全部纵向受力钢筋及弯起钢筋宜沿牛腿外边缘向下伸入下柱内,150mm,后截断。,承受竖向力所需的纵向受力钢筋的配筋率不应小于,0.2%,及,0.45,ft/fy,，,也不宜大于,0.6%,，钢筋数量,4,C,12,或,4,D,12,。,牛腿应设置水平箍筋，箍筋直径为,6mm,12mm,，间距为,100mm,150mm,；,在上部2h,0,/3范围内的箍筋总截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的1/2,。,当牛腿的,a/h,0,0.3,时，设弯起钢筋。弯起钢筋宜采用,HRB400,级或,HRB500,级热轧带肋钢筋，并宜使其与集中荷载作用点到牛腿斜边下端点连线的交点位于牛腿上部,l/6,l/2,之间的范围内，,l,为该连线的长度。弯起钢筋截面面积不宜小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的,0.5,，且不宜少于,2,根,12,钢筋，纵向受拉钢筋不得兼作弯起钢筋。,牛腿设计,1-上柱；,2-,下柱；,3-,弯起钢筋；4-水平钢筋,牛腿的外形及钢筋配置,牛腿设计,牛腿设计,
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