單層工業廠房設計主講：馬廣東主講：馬1緒論適用于工業廠房的結構有多種多樣，其中單層工業廠房在工業建設中得到廣泛的應用。因為在單層廠房中，生產工藝流程和車間內部運輸比較容易組織，地面上能夠放置較重的機械設備和產品。所以，重工業生產如煉鋼、鑄造、金工，輕工業生產如紡織，大多數是在單層廠房中進行的。如果說單層廠房是一個滿足工業生產過程中各種需求的建筑空間，那么單層廠房結構是這個建筑空間中的承重骨架。它即用來形成生產需要的高大空間，又用來承受由于生產活動和自然現象而形成的各種荷載。概括來說，單層廠房結構和下列幾種生產需要有著密切的關系：緒論適用于工業廠房的結構有多種多樣，其中單層工2一、生產工藝流程的需要不同的生產工藝流程在很大程度上決定廠房的結構平面布置，包括廠房的跨度、跨數、個跨間的關系，以及廠房的長度、柱網等。如圖1-1所示金工車間，由于大、中、小型加工工部、裝配工部和倉庫間的工藝關系，需要將廠房做成三跨有屋蓋的結構和一跨露天的結構，還需要將裝配工部結構與其他結構做成丁字形連接。這些需要決定了該廠房的跨度、跨數、長度、柱網以及結構構件間的連接關系等一系列的結構平面布置問題。一、生產工藝流程的需要3二、生產條件的要求不同的生產條件，往往對廠房的結構剖面和構造提出不同的要求。例如，多跨廠房有時要求設置天窗，或做成高低跨結構，形成高側窗以保證廠房中部的采光需要；廠房內生產設備的埋深，有時會決定廠房結構基礎的設置深度。又如，紡織廠因織布過程中不允許陽光直射，適宜采用朝北的鋸齒形剖面等。二、生產條件的要求4三、起重運輸的需要由于工業生產中起重和運輸的任務非常繁重，廠房內常設有噸位較大的起重吊車和供汽車、火車通行的運輸通道。它們往往對廠房的跨度和高度，柱和屋架等主要構件的型式，以及地面、墻面、大門結構的做法產生重要的影響。四、防止生產過程中產生有害因素的需要例如生產過程中有撞擊和振動時，廠房結構要具有防震、隔震的措施；生產過程中有爆炸的可能時，要多開門窗并采取輕型墻體和屋面結構；生產過程中會產生侵蝕性氣體時，結構構造要提高抗裂性能和增設防腐措施等。三、起重運輸的需要四、防止生產過程中產生有害因素的需要5五、單層工業廠房的分類單層廠房依其生產規模，分成大、中、小型；依其主要承重結構的材料，分成鋼筋混凝土結構、混合結構和鋼結構。一般來說，廠房內無吊車，或吊車噸位不超過5t、跨度在15m以內、柱高在6m以內、無特殊工藝要求的小型廠房，通常選用混合結構，即采用以鋼筋混凝土或輕鋼屋架、承重磚柱作為主要構件的結構。對于有重型吊車（如150t以上的吊車），跨度在36m以上，或有特殊工藝要求的大型廠房，通常選用鋼屋架、鋼筋混凝土柱，或全鋼結構。其余大部分廠房都可以選用鋼筋混凝土結構。在應當選用鋼筋混凝土結構的單層廠房工程中，應該盡可能地采用裝配式和預應力混凝土結構。五、單層工業廠房的分類6

第一章單層工業廠房的組成和布置

7第一節：單層廠房的結構組成及荷載的傳力途徑

知識點：一、單層廠房的結構組成（掌握）二、單層廠房結構的荷載和傳力途徑（重點）第一節：單層廠房的結構組成及荷載的傳力途徑

知識點：8一、單層廠房的結構組成單層廠房由屋面板、屋架、吊車梁、連系梁、支撐、柱和基礎等構件組成。它們有分別組成屋蓋結構、橫向平面排架、縱向平面排架和圍護結構。一、單層廠房的結構組成單層廠房由屋面板、屋架、91.屋蓋結構：單層廠房的屋蓋結構分無檁體系和有檁體系兩種。無檁體系由大型屋面板、天窗架、屋架和屋蓋支撐組成。有檁體系由小型屋面板（或瓦材）、檁條、天窗架、屋架和屋蓋支撐組成。單層廠房中多采用無檁體系屋蓋結構。有檁體系屋蓋無檁體系屋蓋1.屋蓋結構：單層廠房的屋蓋結構分無檁10（1）屋面板：作用：屋面維護作用，承受屋面構造層（防水、保溫層等）自重荷載、雪荷載、屋面施工荷載，并將它們傳給屋架。（2）檁條作用：檁條擱在屋架上，可支撐小型屋面板并將屋面荷載傳給屋架。（3）屋架作用：是屋蓋結構的主要承重構件，直接承受屋面荷載，有些廠房的屋架還要承受懸掛吊車、管道、其他工藝設備的荷載。（1）屋面板：11（4）天窗架作用：滿足采光和通風要求，支撐其上部的屋面構件并將屋面荷載傳給屋架。（5）托架作用：當廠房柱間距比屋架間距大時，需要在柱與柱間沿縱向設置托架，以支撐屋架，并將力傳給柱。（4）天窗架12（6）屋蓋支撐包括天窗支撐、屋架上弦支撐、屋架下弦支撐、屋蓋垂直支撐及水平系桿。屋蓋支撐的主要作用是：承受（或傳遞）屋架平面外的荷載（如風荷載），保證屋架桿件在其平面外的穩定，以及屋蓋結構在屋架平面外的剛度。（6）屋蓋支撐132.柱、柱間支撐、吊車梁（1）柱柱是單層廠房中的主要承重構件，通常是自行設計。按照受力作用的不同又分為排架柱和抗風柱。①排架柱作用：承受屋蓋結構傳來荷載、墻面的水平風荷載和由吊車梁傳來的豎向荷載和水平荷載。②抗風柱作用：承受高大山墻面的水平風荷載或同時承受由連系梁傳來的豎向荷載（山墻自重）。2.柱、柱間支撐、吊車梁（1）柱14（2）柱間支撐根據所在位置不同，分為上柱柱間支撐（位于吊車梁上部）和下柱柱間支撐（位于吊車梁下部）。作用：承受縱向風荷載和吊車的縱向水平制動力、縱向地震力等，并將它們傳到基礎；加強廠房的縱向水平剛度。（3）吊車梁作用：直接承受吊車傳來的移動豎向荷載和縱向、橫向水平制動力，并將這些力傳給柱。（2）柱間支撐153.基礎梁、連系梁和基礎（1）基礎梁、連系梁作用：基礎梁起著支撐圍護墻并將圍護墻豎向荷載傳至基礎的作用。當廠房高度較大（如15m以上），墻的砌體強度承受不了自重或者基礎梁不能承擔過高的強重時，常增設墻梁（也稱連系梁）來承受砌筑于它上面的墻體重量，連系梁的兩端支撐在柱子挑出的牛腿上。（2）基礎作用：承受柱、基礎梁傳來的荷載，并將它傳給地基。3.基礎梁、連系梁和基礎（1）基礎梁、連系梁164.廠房其他構件外墻作用：廠房的圍護構件，承受作用在墻面上的風荷載及本身自重。4.廠房其他構件外墻17單層工業廠房效果圖單層工業廠房效果圖18二、單層廠房結構的荷載和傳力途徑：1.荷載（1）恒載：各種結構構件、圍護結構、建筑構造層的自重等；（2）吊車豎向荷載：吊車吊起重物在廠房內運行時產生的移動集中荷載；（3）吊車縱向、橫向水平制動力：吊車吊起重物在啟動或制動時產生的水平荷載；（4）風荷載：作用在廠房各部分表面上的風壓（吸）力；（5）雪荷載：作用在廠房屋面上的積雪重量；（6）施工荷載：施工或檢修時作用的荷載；（7）地震作用：地震發生時作用在廠房結構上的作用力；（8）其他荷載：如設備、管道作用于廠房結構的荷載，熱加工車間的灰積荷載等。二、單層廠房結構的荷載和傳力途徑：1.荷載192.傳力途徑單層廠房結構是各種構件所組成的承受著各種荷載的空間體系，可分別取廠房的橫向剖面及縱向剖面來分析廠房的傳力途徑。橫向平面排架縱向平面排架2.傳力途徑單層廠房結構是各種構件所組20主要由屋架、橫向柱列、橫向基礎三種構件組成。它是廠房的基本承重結構，廠房的主要荷載是通過它傳給地基的。橫向平面排架結構上主要荷載的傳力途徑如下：（1）橫向排架結構體系主要由屋架、橫向柱列、橫向基礎三種構件組成。它是廠房21豎向荷載傳遞路線圖：屋面荷載屋面板天窗架屋架吊車豎向荷載柱吊車梁縱墻墻梁基礎基礎梁地基豎向荷載傳遞路線圖：屋面荷載屋面板天窗架屋架吊車豎向荷載柱吊22橫向水平荷載傳遞路線圖：吊車梁吊車橫向水平荷載天窗架屋面板柱縱墻、墻梁基礎地基橫向風荷載屋架橫向水平荷載傳遞路線圖：吊車梁吊車橫向水平荷載天窗架屋面板柱23（2）縱向排架結構體系主要由縱向柱列、連系梁、吊車梁、柱間支撐和縱向基礎組成。作用在廠房上的縱向荷載，如山墻上的風荷載、吊車縱向制動力等，均是通過它傳給地基的。縱向平面排架結構上主要荷載的傳力途徑如下：（2）縱向排架結構體系主要由縱向柱列、連系梁、吊車梁24縱向吊車制動力和縱向風荷載的傳遞路線圖：吊車梁天窗端壁屋架柱山墻、墻梁地基縱向風荷載天窗架吊車縱向水平荷載基礎抗風柱縱向吊車制動力和縱向風荷載的傳遞路線圖：吊車梁天窗端壁屋架柱25總結：本節課主要講解了單層工業廠房的結構形式和荷載的傳力途徑。在了解單層工業廠房的結構形式的基礎上，應重點掌握單層工業廠房荷載的傳力途徑。本節知識是后續單層工業廠房結構設計的基礎。

總結：261.3單層工業廠房的結構布置單層廠房承重柱的縱向和橫向定位軸線在平面上形成的有規律的網格稱為柱網。柱子縱向定位軸線間的距離稱為跨度，橫向定位軸線的距離稱為柱距。確定柱網尺寸時，首先要滿足生產工藝要求，尤其是工藝設備的布置；其次是根據建筑材料、結構形式、施工技術水平、經濟效果，以及提高建筑工業化程度和建筑處理、擴大生產、技術改造等方面因素來確定；此外，還應滿足模數制的要求。1.3.1柱網的布置1.3單層工業廠房的結構布置單層廠房承重柱的縱向和橫27（1）跨度單層廠房的跨度在18m以下時，應采用30M數列（1100)，即9m、12m、15m、18m；在18m以上時，應采用擴大模數60M數列，即24m、30m、36m等。如圖1.10所示。（2）柱距單層廠房的柱距應采用擴大模數60M數列，見圖1.10。單層廠房山墻處的抗風柱柱距宜采用擴大模數15M數列。（1）跨度28圖1.10跨度和柱距示意圖圖1.10跨度和柱距示意圖29廠房的定位軸線分橫向和縱向兩種。與橫向排架平面平行的稱為橫向定位軸線，與橫向排架平面垂直的稱為縱向定位軸線。1.3.2定位軸的定位方法廠房的定位軸線分橫向和縱向兩種。與橫向排架平面平行的稱為30（1）中間柱與橫向定位軸線的定位除山墻端部柱和橫向變形縫兩側柱以外，廠房縱向柱列（包括中柱和邊柱）中的中間柱的中心線應與橫向定位軸線相重合，且橫向定位軸線通過屋架中心線和屋面板、吊車梁等構件的橫向接縫，如圖1.11所示。1.3.2.1橫向定位軸線（1）中間柱與橫向定位軸線的定位1.3.2.1橫向定位軸31（2）山墻處柱與橫向定位軸線的定位山墻為非承重墻時，墻內緣應與橫向定位軸線相重合，且端部柱及端部屋架的中心線應自橫向定位軸線向內移600，如圖1.12所示。山墻為承重墻時，墻內緣與橫向定位軸線間的距離應按砌體的塊材類別分別為半塊或半塊的倍數或墻厚的一半，如圖1.13所示。（2）山墻處柱與橫向定位軸線的定位32（3）橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的定位在橫向伸縮縫或防震縫處，采用雙柱及兩條定位軸線。柱的中心線均應自定位軸線向兩側各移600，如圖1.14所示，兩條橫向定位軸線分別通過兩側屋面板、吊車梁等縱向構件的標志尺寸端部，兩軸線間所需縫的寬度應符合有關國家標準規定。（3）橫向變形縫處柱與橫向定位軸線的定位33圖1.11中間柱與橫向定位軸線的定位圖1.11中間柱與橫向定位軸線的定位34圖1.12非承重山墻與橫向定位軸線的定位圖1.12非承重山墻與橫向定位軸線的定位35圖1.13承重山墻與橫向定位軸線的定位圖1.13承重山墻與橫向定位軸線的定位36圖1.14伸縮縫、防震縫處柱與橫向定位軸線的定位圖1.14伸縮縫、防震縫處柱與橫向定位軸線的定位37縱向定位軸線的定位都是按照屋架跨度的標志尺寸從其兩端垂直引下來的。（標志尺寸是構件的實際尺寸加上兩端必要的構造尺寸）（1）邊柱與縱向定位軸線的定位在有梁式或橋式吊車的廠房中，廠房跨度與吊車跨度兩者關系為：2e圖1.15為吊車跨度與廠房跨度的關系。1.3.2.2縱向定位軸線縱向定位軸線的定位都是按照屋架跨度的標志尺寸從其兩端垂直38吊車軌道中心線至廠房縱向定位軸線間的距離e的確定與下列的因素有關：<1>上柱的截面高度h；<2>吊車端部至軌道中心線的距離B；（即吊車的側方寬度尺寸，其值可在《通用橋式起重機界限尺寸》中查得）<3>吊車端部至上柱內邊緣的距離。吊車軌道中心線至廠房縱向定位軸線間的距離e的確定與下列的39在實際工程中，由于吊車形式、起重量、廠房跨度、高度和柱距不同以及是否設置安全走道板等條件不同，外墻、邊柱與縱向定位軸線的定位有下列兩種：①封閉結合當≤e時，可采用縱向定位軸線、邊柱外緣和外墻內緣三者相重合的定位方式，使上部屋面板與外墻之間形成“封閉結合”的構造。這種縱向定位軸線稱為“封閉軸線”，如圖1.16（a）所示。在實際工程中，由于吊車形式、起重量、廠房跨度、高度和柱距40②非封閉結合當柱距≥6m，吊車起重量及廠房跨度較大時，由于B、、h均可能增大，可能出現>e的情形時，需將邊柱的外緣從縱向定位軸線向外移出一定尺寸，使≥，保證結構的安全，如圖1.16（b）所示。當采用非封閉結合這種縱向定位軸線稱為“非封閉軸線”。此時，屋頂上部空隙處需做構造處理，通常加設補充構件（另補一條異形小板），如圖1.17所示。②非封閉結合41（2）等高跨中柱與縱向定位軸線的關系當等高跨廠房沒有設縱向伸縮縫時，中柱宜設單柱和一條縱向定位軸線，縱向定位軸線與上柱中心線相重合。當設插入距時中柱可采用單柱及兩條縱向定位軸線，其插入距應符合3M數列，即300及其整數倍，柱中心線宜與插入距中心線相重合。如圖1.18所示。（2）等高跨中柱與縱向定位軸線的關系42當等高跨中柱設有縱向伸縮縫時，中柱可采用單柱并設兩條縱向定位軸線，伸縮縫一側的屋架應擱置在活動支座上，兩條定位軸線間插入距為伸縮縫的寬度，如圖1.19所示。當等高跨中柱設有縱向伸縮縫時，中柱可采用單柱并設兩條縱向43圖1.15吊車跨度與廠房跨度的關系L—廠房跨度；S—吊車跨度；e—吊車軌道中心線至廠房縱向定位軸線的距離圖1.15吊車跨度與廠房跨度的關系L—廠房跨度；S—吊44圖1.16邊柱與縱向定位軸線的定位(a)封閉結合；(b)非封閉結合圖1.16邊柱與縱向定位軸線的定位(a)封閉結合；(b45圖1.17“非封閉結合”屋面板與墻空隙的處理圖1.17“非封閉結合”屋面板與墻空隙的處理46圖1.18等高跨中柱單柱（無縱向伸縮縫）的縱向定位軸線圖1.18等高跨中柱單柱（無縱向伸縮縫）的縱向定位軸線47圖1.19等高跨中柱單柱（有縱向伸縮縫）的縱向定位軸線圖1.19等高跨中柱單柱（有縱向伸縮縫）的縱向定位軸線48（1）伸縮縫為減少廠房結構的溫度應力，可設置伸縮縫，將廠房結構分成若干溫度區段。伸縮縫的一般做法是從基礎頂面開始將相鄰溫度區段的上部結構完全分開，在伸縮縫兩側設置并列的雙排柱、雙榀屋架，而基礎可做成將雙排柱連在一起的雙杯口基礎。1.3.3變形縫的設置（1）伸縮縫1.3.3變形縫的設置49（2）沉降縫在有些情況下，為了避免廠房因基礎不均勻沉降而引起開裂和損壞，需在適當位置用沉降縫將廠房劃分為若干剛度較一致的單元。在一般廠房中可不做沉降縫，只有在特殊情況下才考慮設置，如廠房相鄰兩部分高度相差很大（如10m以上），兩跨間吊車噸位相差懸殊，地基承載力或下臥土層土質有巨大差別，或廠房各部分的施工時間先后相差很長，地基土的壓縮程度不同等情況。沉降縫應將建筑物從屋頂到基礎全部分開，以使在縫兩邊發生不同沉降室不至于損壞整個建筑物。沉降縫可兼作伸縮縫。（2）沉降縫50（3）防震縫防震縫是為減輕震害而采取的措施之一。當廠房平面、立面復雜，結構高度或剛度相差很大，以及在廠房側邊布置附房，如生活間、變電所、爐子間等時，設置抗震縫將相鄰部分分開。（3）防震縫51支撐的作用，從圖1.20所舉的有檁屋蓋體系廠房支撐布置中可以看出：如果不設支撐時，山墻上的風力W將從A點傳至B點，這樣不僅廠房整體剛度差，穩定性也難于保證。如設了支撐，山墻上的風力W則從A點傳至1→2→3→4→5→6,再傳至柱間支撐，最后傳至基礎。支撐的主要作用是：(1)保證廠房結構的縱向及橫向水平剛度；(2)在施工和使用階段，保證結構構件的穩定性；(3)將某些水平荷載傳給主要承重結構或基礎。1.3.4支撐的布置支撐的作用，從圖1.20所舉的有檁屋蓋體系廠房支撐52圖1.20有檁屋蓋體系廠房支撐作用示意圖圖1.20有檁屋蓋體系廠房支撐作用示意圖53屋蓋支撐包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、垂直支撐及系桿等。1.橫向水平支撐橫向水平支撐是由交叉角鋼和屋架上弦或下弦組成的水平桁架。其作用是，加強屋蓋結構在縱向水平面內的剛度，將山墻抗風柱所承受的縱向水平力傳到兩側柱列上去，布置在溫度區段的兩端。設置在屋架上弦平面內的稱為上弦橫向水平支撐；設置在屋架下弦平面內的稱為下弦橫向水平支撐。1.3.3.1屋蓋支撐屋蓋支撐包括上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向54（1）上弦橫向水平支撐。當屋蓋結構的縱向平面內的剛度不足，具有以下情況之一時，應設置上弦橫向水平支撐：①跨度較大的無檁體系屋蓋，當屋面板與屋架連接點的焊接質量不能保證，且山墻抗風柱與屋架上弦連接時,如圖1.21(a)中的1；②廠房設有天窗，當天窗通到廠房兩端的第二柱間或通過伸縮縫時，此時，應在第一或第二柱間的天窗范圍內設置上弦橫向水平支撐，并在天窗范圍內沿縱向設置一至三道通長的受壓系桿，以保證屋架上弦的側向穩定。如圖1.21(c)、(d)中的2。（1）上弦橫向水平支撐。55（2）下弦橫向水平支撐。當具有以下情況之一時，應設置下弦橫向水平支撐，下弦橫向水平支撐一般宜設于廠房端部及伸縮縫處第一柱間，如圖1.21(a)、(c)中的3、4。①廠房跨度≥18m，或廠房跨度＜18m，且山墻上風荷載由屋架上弦傳遞時；②屋架下弦懸掛吊車的縱向水平荷載較大而通過垂直支撐傳力時，可在懸掛吊車軌道盡頭的柱間設置；③當廠房高度較大，縱向風荷載由山墻抗風柱傳至屋架下弦時；④廠房內有較大的振動荷載，吊車噸位大時。（2）下弦橫向水平支撐。562.縱向水平支撐縱向水平支撐一般是由交叉角鋼等鋼桿件和屋架下弦第一節間組成的水平桁架。其作用是加強屋蓋結構在橫向水平面內的剛性；在屋蓋設有托架時，還可以保證托架上緣的側向穩定，并將托架區域內的橫向水平風力有效地傳到相鄰柱子上去。當具有以下情況之一時，應設置縱向水平支撐（1）廠房內設有托架時，則必須在設有托架的柱間和兩端相鄰的一個柱間設置下弦縱向水平支撐，見圖1.22(a)。2.縱向水平支撐57（2）廠房內設有軟鉤橋式吊車，廠房高大，吊車噸位大時（如單跨廠房柱高15~18m以上，中級工作制吊車30t以上時）。如圖1.22(b)所示（3）廠房內設有硬鉤橋式吊車或5t級以上的鍛錘時，此時，布置要求如圖1.22(b)所示，當吊車噸位大或對廠房剛度有特殊要求時，可沿中間柱列適當增設縱向水平支撐，如圖1.22(c)所示。當廠房已設有下弦橫向水平支撐時，則縱向水平支撐應盡可能與橫向水平支撐連接，以形成封閉的水平支撐系統，如圖1.22（a)、(b)所示。（2）廠房內設有軟鉤橋式吊車，廠房高大，吊車噸位大時（583.垂直支撐及水平系桿垂直支撐一般是由角鋼桿件與屋架的直腹桿或天窗架的立柱組成的垂直桁架。屋架垂直支撐根據屋架高度不同做成十字交叉形或W形天窗架，垂直支撐一般做成斜叉形。垂直支撐的作用是保證屋架及天窗架在承受荷載后的平面外穩定；并傳遞縱向水平力，所以垂直支撐與橫向水平支撐配合作用。屋架的垂直支撐，宜按下列要求布置：3.垂直支撐及水平系桿59（1）當屋架跨度大于18m小于30m時，垂直支撐應布置在廠房端部第二柱間和伸縮縫兩邊第二柱間，并在屋架跨中設置一道垂直支撐和水平系桿。（2）當屋架跨度大于30m時，應在屋架跨度的1/3左右節點處設置兩道垂直支撐和水平系桿。（3）豎桿較高的折線形或梯形屋架之間，除按以上要求布置支撐外，在屋架的端部需增設垂直支撐和水平系桿。（4）當屋架設有輕型懸掛吊車時，懸掛吊車節點位置可設置斜撐式垂直支撐，如圖1.23所示。（1）當屋架跨度大于18m小于30m時，垂直支撐應布置604.天窗架支撐天窗架支撐包括天窗上弦水平支撐和天窗架間垂直支撐。天窗架支撐的作用是增強整體剛度，保證其系統的空間穩定性，并把端壁上的水平風荷載傳給屋架。天窗架支撐一般均設置在天窗架的兩端，如圖1.24所示。4.天窗架支撐61圖1.21橫向水平支撐布置圖圖1.21橫向水平支撐布置圖62圖1.22縱向水平支撐布置圖1.22縱向水平支撐布置63圖1.23斜撐式垂直支撐圖1.23斜撐式垂直支撐64圖1.24天窗架上弦橫向圖1.24天窗架上弦橫向65柱間支撐一般采用交叉鋼斜桿組成。交叉傾角α在35°~55°之間，以45°為宜，鋼桿件的截面尺寸需經強度和穩定計算確定（如圖1.25(a)所示）。當柱間因交通、設備布置或柱距較大而不能采用交叉斜桿式支撐時，可以做成門架式支撐，如圖1.25(b)所示。柱間支撐的作用是保證廠房的縱向剛度和穩定性，吊車縱向制動力和山墻縱向風荷載及縱向地震力經屋蓋系統傳遞到兩縱向柱列上去。1.3.3.2柱間支撐柱間支撐一般采用交叉鋼斜桿組成。交叉傾角α在35°~5566柱間支撐布置：一般上柱柱間支撐設置在溫度區段兩側與屋蓋橫向水平支撐相對應的柱間，以及溫度區段中央或臨近中央的柱間，下柱柱間支撐設置在溫度區段中部與上柱柱間支撐相應的位置。柱間支撐的布置原則：凡屬下列情況之一的一般廠房需設置柱間支撐。（1）設有重級工作制吊車或中輕級工作制吊車起重量≥10t時；（2）廠房跨度≥18m或柱高≥8m時；（3）縱向柱的總數每排≤7根；柱間支撐布置：一般上柱柱間支撐設置在溫度區段兩側與屋蓋橫67（4）設有3t及3t以上懸掛吊車時；（5）露天吊車柱列。（4）設有3t及3t以上懸掛吊車時；68圖1.25柱間支撐圖1.25柱間支撐69當用磚砌體作為廠房圍護墻時，一般要設置圈梁、連續梁、過梁和基礎梁。圈梁的作用是將墻體同廠房柱箍在一起，以加強廠房的整體剛度，防止由于地基不均勻沉降、較大振動荷載或地震對廠房引起的不利影響。圈梁設在墻內，并與柱用鋼筋拉接。它在受力上主要起拉結作用，不承受墻體重量，故柱上不設置支承圈梁的牛腿。圈梁的布置與墻體高度、廠房的剛度要求及地基情況有關。1.3.4圈梁、連續梁、過梁和基礎梁的布置當用磚砌體作為廠房圍護墻時，一般要設置圈梁、連續梁、過梁70圈梁應連續設置在墻體的同一水平面上，除伸縮縫處不得不切斷外，其余部分應沿整個廠房形成封閉狀。當圈梁被門窗洞口切斷時，應在洞口上部設置一道附加圈梁與圈梁搭接，附加圈梁的截面尺寸不應小于被切斷的圈梁，搭接長度應不小于圈梁與附加圈梁高差的兩倍如圖1.26。圈梁的截面寬度宜與墻厚相同。在一般廠房中，通常用基礎梁來承受圍護墻體的重量，當基礎埋置較深時，可將基礎梁放在混凝土墊塊上如圖1.27。

圈梁應連續設置在墻體的同一水平面上，除伸縮縫處不得不切斷71圖1.26圈梁的搭接長度圖1.26圈梁的搭接長度72連續梁的作用是連系縱向柱列，以增強廠房的縱向剛度，并將風荷載傳給縱向柱列。此外，連續梁還承受其上面墻體的重量。連梁通常是預制的，兩端擱置在柱牛腿上，用螺栓或電焊與牛腿連接。過梁的作用是承托門窗洞口上部墻體的重量。連續梁的作用是連系縱向柱列，以增強廠房的縱向剛度，并將風73圖1.27基礎梁的擱置圖1.27基礎梁的擱置741.4單層廠房結構主要構件的選型工業廠房結構構件標準圖集有三類：經國家建委審定的全國通用標準圖集，適用于全國各地；經某地區或某工業部門審定的通用圖集，適用于該地區或該部門所屬單位；經某設計單位審定的定型圖集適用于該單位。這些圖集一般包括設計和設計施工說明、構件選用表、結構布置圖、連接大樣圖、模板圖、配筋圖、預埋件詳圖、鋼筋及鋼材用量表等幾個部分，均屬結構施工圖范疇。1.4.1單層廠房標準或通用定型構件的選擇方法1.4單層廠房結構主要構件的選型工業廠房結構構件標75“設計和施工說明”包括構件適用范圍，主要設計依據，主要計算方法，使用材料，施工、制作及安裝要求等部分。選用構件時要特別注意與施工說明內容相吻合?！皹嫾x用表”是選用構件時的主要依據。一般可根據兩種方法選用：（1）根據荷載或對負荷的限制條件（2）根據允許的最大內力（彎矩和剪力）“設計和施工說明”包括構件適用范圍，主要設計依據，主要計76屋蓋起圍護和承重作用。它包括兩部分：（1）覆蓋構件，如屋面板或檁條、瓦等；（2）承重構件，如屋架或屋面梁。屋蓋結構形式大致可分為有檁體系和無檁體系兩種，如圖1.28所示。1.4.1屋蓋結構屋蓋起圍護和承重作用。它包括兩部分：（1）覆蓋構件，如屋77圖1.28屋蓋結構形式(a)有檁體系；(b)無檁體系圖1.28屋蓋結構形式(a)有檁體系；(b)無檁體系78（1）屋架屋架按其形式可分為三角形、拱形、梯形、折線形等。按制作材料分，有普通鋼筋混凝土屋架和預應力鋼筋混凝土屋架，如圖1.29所示。（2）屋面梁屋面梁也叫薄腹梁，有單坡和雙坡兩種，其截面形式有T形和工字形兩種，如圖1.30所示。1.4.1.1屋蓋承重結構（1）屋架1.4.1.1屋蓋承重結構79（3）屋架與柱的連接屋架與柱的連接有焊接和螺栓連接兩種。焊接是在屋架或屋面梁端部支承部位的預埋件底部焊上一塊墊板，待屋架就位校正后，與柱頂預埋鋼板焊接牢固，如圖1.31（a）所示。螺栓連接是在柱頂伸出預埋螺栓，在屋架（或屋面梁）端部支承部位焊上帶有缺口的支承鋼板，就位校正后，用螺栓擰緊，如圖1.31（b）所示。（3）屋架與柱的連接80（4）屋架托架當廠房全部或局部柱距為12m時，屋架間距仍保持6m時，需在12m柱距間設置托架來支承中間屋架，通過托架將屋架上的荷載傳遞給柱子，如圖1.32所示。（4）屋架托架81圖1.29常見的鋼筋混凝土屋架形式(a)三角形；(b)組合式三角形；(c)預應力三角拱；(d)拱形；(e)預應力梯形；(f)折線形圖1.29常見的鋼筋混凝土屋架形式(a)三角形；(b)82圖1.30鋼筋混凝土工字形屋面大梁圖1.30鋼筋混凝土工字形屋面大梁83圖1.31屋架與柱的連接(a)焊接方式；(b)螺栓連接方式圖1.31屋架與柱的連接(a)焊接方式；(b)螺栓連接84圖1.32預應力鋼筋混凝土托架（G433）(a)托架；（b）托架布置圖1.32預應力鋼筋混凝土托架（G433）(a)托架；（85（1）屋面板在無檁體系中大型屋面板的常用標志尺寸為1.5m×6m，為配合屋架尺寸和檐口做法還有嵌板、檐口板等，如圖1.33所示。（2）檁條與小型屋面板或槽瓦在有檁體系屋面中，檁條支承槽瓦或小型屋面板，并將屋面荷載傳給屋架。檁條與屋架上弦焊接，如圖1.34所示。1.4.1.2屋蓋的覆蓋構件（1）屋面板1.4.1.2屋蓋的覆蓋構件86圖1.33預應力鋼筋混凝土屋面板、檐口板、嵌板(a)屋面板；(b)檐口板；(c)嵌板圖1.33預應力鋼筋混凝土屋面板、檐口板、嵌板(a)屋87表1.1屋面板類型表表1.1屋面板類型表88圖1.34檁條與屋架的連接圖1.34檁條與屋架的連接89（1）柱的類型柱按材料分有鋼筋混凝土柱和鋼柱兩種。鋼筋混凝土柱又可分為單肢柱和雙肢柱兩大類。單肢柱截面形式有矩形、工字形及單管圓形。雙肢柱截面形式有雙肢矩形或雙肢圓形管柱，用腹桿（平腹桿或斜腹桿）連接而成。如圖1.35所示。1.4.2柱、基礎及基礎梁1.4.2.1柱（1）柱的類型1.4.2柱、基礎及基礎梁1.4.2.190柱主要承受屋蓋和吊車梁等豎向荷載、風荷載及吊車產生的縱向和橫向水平荷載，有時還承受墻體、管道設備等荷載。所以，柱應具有足夠的抗壓和抗彎能力。目前柱子標準圖集335給出了一些柱子的標準設計，但大多數情況還需要設計者自行設計。常用柱距6m的柱截面尺寸柱主要承受屋蓋和吊車梁等豎向荷載、風荷載及吊車產生的縱向91單層工業廠房鋼筋混凝土柱的形狀，可概括為兩類：單肢柱和雙肢柱。每個肢的截面形狀，又有矩形截面、工形截面、環形截面等幾種。1.矩形截面柱。一般指單肢柱，在實際工程中應用不多。它的缺點是在偏心受壓的受力狀態下，不能充分發揮截面上混凝土的承載作用，因而費材料、自重大；但是由于構造簡單、施工方便，在小型工業廠房中仍有時被采用。單層工業廠房鋼筋混凝土柱的形狀，可概括為兩類：單肢柱和雙肢柱922.工形截面柱。一般為單肢柱，在實際工程中應用普遍。它的截面形狀合理，能比較充分地發揮截面上混凝土的承載作用，而且整體性能好，施工也比較簡單，是一種較好的柱形。但是，它的重量比雙肢柱大，當柱子較大時，如截面高度大于1600時，吊裝比較困難，因而使用受到一定限制。2.工形截面柱。一般為單肢柱，在實際工程中應用普遍。它的截面933.雙肢柱。在荷載作用下，由于桿件布置比較合理，混凝土強度能比較充分地利用，因而每個肢的截面較小，自重輕，肢間便于通過工藝設備的管道。對于大噸位吊車的廠房，當要求柱截面很大時，采用雙肢柱可使吊車垂直荷載通過肢的軸線，能省去牛腿，簡化構造。這些優點，在高大柱子中比較突出，因而適宜用于h≥1600的柱子。其缺點是整體剛性不如工形截面柱，施工中翻身、起吊時的剛性差；而且節點多，構造復雜，用鋼量也多一些。3.雙肢柱。在荷載作用下，由于桿件布置比較合理，混凝土強度能944.管柱。管柱有圓管和外方內圓管兩種，可做成單肢柱、雙肢柱或四肢柱。目前應用較多是雙肢管柱。4.管柱。管柱有圓管和外方內圓管兩種，可做成單肢柱、雙肢柱或95（2）柱的構造柱的尺寸應經濟合理，同時要滿足構造要求。柱的構造尺寸和外形要求如圖1.36所示。廠房結構中的屋架、托架、吊車梁和連系梁等構件，常由設在柱上的牛腿支承。其截面尺寸必須滿足抗裂和構造要求。牛腿的構造要求如圖1.37所示?？癸L柱與屋架的連接采用豎向可以移動、水平方向又具有一定剛度的彈簧板連接，如圖1.38所示。（2）柱的構造96為確保柱與屋架、吊車梁、連系梁或圈梁、磚墻或大型屋面板、柱間支撐等處的連接，應在柱上埋設鐵件，如鋼板、螺栓及錨拉鋼筋等，如圖1.39所示。為確保柱與屋架、吊車梁、連系梁或圈梁、磚墻或大型屋面板、97圖1.35鋼筋混凝土柱類型(a)矩形柱；(b)工字形柱；(c)預制空腹板工字形柱；(d)單肢管柱；(e)雙肢柱；(f)平腹桿雙肢柱；(g)斜腹桿雙肢柱；(h)雙肢管柱圖1.35鋼筋混凝土柱類型(a)矩形柱；(b)工字形柱98圖1.36柱的外形及尺寸(a)工字形；(b)雙肢柱圖1.36柱的外形及尺寸(a)工字形；(b)雙肢柱99圖1.37牛腿的構造要求圖1.37牛腿的構造要求100圖1.38抗風柱與屋架連接圖1.38抗風柱與屋架連接101圖1.39柱子預埋鐵件圖1.39柱子預埋鐵件102單層廠房的基礎采用什么類型的基礎，主要取決于上部結構荷載的大小和性質以及工程地質條件等。一般情況下采用獨立的杯形基礎。在基礎的底部鋪設混凝土墊層，厚度為100。圖1.40為現澆柱下基礎的構造，圖1.41為預制柱下杯形基礎的構造。1.4.2.2基礎單層廠房的基礎采用什么類型的基礎，主要取決于上部結構荷載103圖1.40現澆柱下基礎圖1.40現澆柱下基礎104圖1.41預制柱下杯形基礎圖1.41預制柱下杯形基礎105單層工業廠房設計(全部)課件106當廠房采用鋼筋混凝土排架結構時，由于墻與柱所承擔荷載的差異大，為防止基礎產生不均勻沉降，一般廠房將外墻或內墻砌筑在基礎梁上，基礎梁兩端擱置在柱基礎的杯口上，如圖1.42所示?；A梁的頂面標高通常比室內地面低50，以便門洞口處的地面做面層保護基礎梁。基礎梁與柱的連接與基礎埋深有關，當基礎埋深較淺時，可將基礎梁直接或通過混凝土墊塊擱置在基礎頂面。當基礎埋置較深時，用牛腿支承基礎梁。1.4.2.3基礎梁當廠房采用鋼筋混凝土排架結構時，由于墻與柱所承擔荷載的差107基礎梁下面的回填土一般不需夯實，應留有不少于100的空隙，以利于沉降。在寒冷地區為避免土壤凍脹引起基礎梁反拱而開裂，在基礎梁下面及周圍填≥300厚的砂或爐渣等松散材料，如圖1.43所示?；A梁下面的回填土一般不需夯實，應留有不少于100的空隙108圖1.42基礎梁與基礎的連接圖1.42基礎梁與基礎的連接109圖1.43基礎梁擱置構造要求及防凍措施圖1.43基礎梁擱置構造要求及防凍措施110要求吊車梁滿足強度、抗裂度、剛度、疲勞強度的要求。（1）吊車梁的類型吊車梁按截面形式分，有等截面T形、工字形吊車梁及變截面的魚腹式吊車梁等，如圖1.44所示。1.4.3吊車梁、連系梁及圈梁1.4.3.1吊車梁要求吊車梁滿足強度、抗裂度、剛度、疲勞強度的要求。1.111（2）吊車梁與柱的連接吊車梁上翼緣與柱間用鋼板或角鋼焊接；吊車梁底部安裝前應焊接上一塊墊板與柱牛腿頂面預埋鋼板焊接牢；吊車梁的對接頭以及吊車梁與柱之間的縫隙用C20混凝土填實，如圖1.45所示。（2）吊車梁與柱的連接112（3）吊車梁與吊車軌道、車擋的連接吊車梁與吊車軌道的連接如圖1.46所示。為防止吊車在行駛中與山墻沖撞，在吊車梁的盡端應設車擋，如圖1.47所示。（3）吊車梁與吊車軌道、車擋的連接113圖1.44吊車梁的形式圖1.44吊車梁的形式114圖1.45吊車梁與柱的連接圖1.45吊車梁與柱的連接115圖1.46吊車軌道與吊車梁的連接圖1.46吊車軌道與吊車梁的連接116圖1.47車擋圖1.47車擋117連系梁分承重和非承重兩種，它的設置位置有設在墻內和不在墻內的兩種，前者也稱墻梁，連系梁與柱的連接如圖1.48所示。1.4.3.2連系梁連系梁分承重和非承重兩種，它的設置位置有設在墻內和不在墻118圖1.48連系梁與柱的連接圖1.48連系梁與柱的連接119圈梁有預制和現澆兩種，圈梁與柱的連接構造如圖1.49所示。1.4.3.3圈梁圈梁有預制和現澆兩種，圈梁與柱的連接構造如圖1.49所示120圖1.49圈梁與柱子的連接(a)現澆圈梁；(b)預制圈梁圖1.49圈梁與柱子的連接(a)現澆圈梁；(b)預制圈1212單層廠房排架內力計算單層廠房結構實際上是一空間結構體系，為了計算方便，一般分別按縱、橫兩個方向作為平面排架來分析，即假定各個橫向平面排架（或縱向平面排架）均單獨工作。縱向平面排架是由柱列、基礎、連系梁、吊車梁和柱間支撐等組成。由于縱向平面排架的柱較多，抗側剛度較大，每根柱承受的水平力不大，因此往往不必進行計算，僅當抗側剛度較差、柱較少、需要考慮水平地震作用或溫度內里時才進行計算。2.1.1計算假定和計算簡圖2單層廠房排架內力計算單層廠房結構實際上是一空間結構體系122排架計算是為柱和基礎設計提供內力數據的，主要內容為：確定計算簡圖、荷載計算、柱控制截面的內力分析和內力組合。計算單元：單層廠房是一個復雜的空間結構，實際計算時，可根據廠房的構造和荷載特點進行簡化并確定計算簡圖。由相鄰柱距的中部截取一個典型區段，稱為計算單元，如圖2.1所示。圖中斜線部分就是除吊車等移動的荷載以外的排架的負荷范圍，或稱荷載從屬面積。排架計算是為柱和基礎設計提供內力數據的，主要內容為：確定計算123圖2.1排架計算單元及計算簡圖圖2.1排架計算單元及計算簡圖124為簡化計算，根據構造特點，對確定排架的計算簡圖時，有以下計算假定:（1）屋架或屋面大梁與柱頂連接處，僅用預埋鋼板焊牢，它抵抗轉動的能力很小，計算中只考慮傳遞垂直力和水平剪力，按鉸接結點考慮。（2）排架柱與基礎的連接做法是：預制柱插入基礎杯口一定深度，柱和基礎間用高強度等級細石混凝土澆筑密實。因此排架柱與基礎連接處按固定端位于基礎頂面。為簡化計算，根據構造特點，對確定排架的計算簡圖時，有以下125（3）鉸接排架的橫梁（屋架）的剛度很大，受力后的軸向變形可忽略不計。排架受力后橫梁兩端兩個柱子的柱頂水平位移相等。（4）排架柱的高度由固定端算至柱頂鉸接處，排架柱的軸線為柱的幾何中心線。當柱為變截面時，排架柱的軸線為一折線，如圖2.2(a)、(b)所示。（5）排架的跨度以廠房的縱向定位軸線為準，計算簡圖如圖2.2(c)所示。只需在變截面處增加一個力偶等于上柱傳下的豎向力乘以上下柱幾何中心線間距離e。（3）鉸接排架的橫梁（屋架）的剛度很大，受力后的軸向變126圖2.2排架計算簡圖柱總高H2=柱頂標高+基礎底面標高的絕對值－初步擬定的基礎高度；上部柱高H1=柱頂標高－軌頂標高+軌道構造高度+吊車梁支撐處的吊車梁高；上、下部柱的截面彎曲剛度1、2，由混凝土強度等級以及預先假定的柱截面形狀和尺寸確定。這里I1、I2分別為上、下部柱的截面慣性矩。圖2.2排架計算簡圖柱總高H2=柱頂標高+基礎底面標高1272.1.2排架荷載計算

作用在排架上的荷載分為恒荷載和活荷載兩類，如圖2.3所示。恒荷載一般包括屋蓋自重，上柱自重，下柱自重，吊車梁和軌道零件自重，以及有時支撐在牛腿上的維護結構等重力等?；詈奢d一般包括屋面活荷載，吊車荷載，均布風載，以及作用在屋蓋支撐處的集中風荷載等。集中荷載的作用點要根據實際情況確定。當采用屋架時，屋蓋荷載可以認為是通過屋架節點處上弦與下弦中心線的交點作用在柱上的；當采用屋面梁時，可認為是通過梁端支撐墊板的中心線作用在柱頂的。2.1.2排架荷載計算

作用在排架上的荷載分為恒荷載和128各種恒荷載的數值可按材料重力密度和結構的有關尺寸由計算得到，標準構件可以從標準圖上直接查得。在排架計算中，取恒荷載的荷載分項系數γ1.2。（1）屋面恒荷載屋面恒荷載標準值用G1k表示，設計值用G1表示，它包括各種構造層屋面板、天溝板、屋架、天窗、天窗架、屋架支撐、托架等自重。一般來說，G1對上柱截面的幾何中心有一個偏心距e1，G1對下柱截面的幾何中心又增加了附加偏心距e2，如圖2.3所示。2.1.2.1恒荷載各種恒荷載的數值可按材料重力密度和結構的有關尺寸由計算得到，129（2）上柱自重上柱自重標準值用G2k表示，設計值用G2表示，它沿上柱中心線作用。（3）吊車梁及軌道等零件自重標準值用G3k表示，設計值用G3表示，它沿吊車梁中心線作用于牛腿頂面，一般吊車梁中心線到柱外邊緣（邊柱）或柱中心線（中柱）的距離為750。（4）下柱自重下柱自重標準值用G4k表示，設計值用G4表示，它沿下柱中心線作用。（2）上柱自重130（5）支承在柱牛腿上的圍護結構等自重支承在柱牛腿上的圍護結構等自重標準值用G5k表示，設計值用G5表示，它沿承重梁中心線作用在柱牛腿頂面。（6）墻體荷載當墻直接砌筑在基礎梁上或大型墻板直接擱置在基礎上時，它們對排架柱無豎向作用力，它們對排架的作用是傳遞墻面上的水平風荷載給排架柱。（5）支承在柱牛腿上的圍護結構等自重支承在柱牛腿131圖2.3排架上的荷載圖2.3排架上的荷載132圖2.4排架在屋面恒荷載作用下的計算簡圖和柱的內力圖圖2.4排架在屋面恒荷載作用下的計算簡圖和柱的內力圖133屋面活荷載標準值用Q1k表示，設計值用Q1表示，作用點和計算簡圖與屋蓋恒荷載相同。屋面活荷載包括屋面均布活荷載、雪荷載和積灰荷載三種。均按屋面的水平投影面積計算。（1）屋面均布活荷載屋面均布活荷載按《荷載規范》采用。對不上人屋面，其屋面均布活荷載標準值為0.52。2.1.2.2屋面活荷載屋面活荷載標準值用Q1k表示，設計值用Q1表示，作用點和134（2）雪荷載雪荷載是積雪重量，為積雪深度和平均積雪密度的乘積。屋面雪荷載標準值計算式為：μ0—雪荷載標準值μr—屋面積雪分布系數,μ1S0—基本雪壓（2)基本雪壓一般是根據年最大雪壓進行統計分析確定的。在我國，基本雪壓是以一般空曠平坦地面上統計50年一遇重現期的最大積雪自重給出的。（2）雪荷載135（3）積灰荷載對生產中有大量排灰的廠房及其鄰近建筑物應考慮積灰荷載，可由《荷載規范》查得。排架計算時，屋面均布活荷載不與雪荷載同時組合，僅取兩者中的較大值。屋面灰積荷載應與雪荷載和屋面均布活荷載兩者中的大值同時組合。屋面均布活荷載、雪荷載、屋面積灰荷載都屬于可變荷載，都按屋面水平投影面積計，其荷載分項系數都取γ1.4。（3）積灰荷載136吊車按生產工藝要求和吊車本身構造特點有多種不同的型號和規格。橋式吊車為廠房中常用的一種吊車形式，橋式吊車由大車（橋架）和小車組成，大車在吊車梁的軌道上沿廠房縱向行駛，小車在大車橋架的軌道上沿橫向運行；帶有吊鉤的起重卷揚機安裝在小車上，如圖2.5所示。

2.1.2.3吊車荷載吊車按生產工藝要求和吊車本身構造特點有多種不同的型號和規137吊車對排架的作用有豎向荷載、橫向水平荷載和縱向水平荷載，現分別敘述如下：（1）吊車豎向荷載吊車豎向荷載是一種通過輪壓傳給排架柱的移動荷載，由吊車額定起重量、大車自重、小車自重三部分組成。如圖2.5所示。當小車吊有額定起重質量開到大車某一極限位置時，如圖2.5所示。在這一側的每個大車的輪壓稱為吊車的最大輪壓標準值，在另一側的輪壓稱為最小輪壓標準值，與同時發生。吊車對排架的作用有豎向荷載、橫向水平荷載和縱向水平荷載，現分138圖2.5橋式吊車荷載圖2.5橋式吊車荷載139對于四輪吊車的最小輪壓標準值可按下式計算：1/2()、—分別為大車、小車的自重標準值，以“”計，等于各自的質量m1、m2（以“t”計）與重力加速度g的乘積，=m1g，=m2g；—與吊車額定起重質量Q相對應的重力標準值，以“”計，等于以“t”計的額定起吊質量Q與重力加速度g的乘積，=Qg對于四輪吊車的最小輪壓標準值可按下式計算：140每榀排架上作用的吊車豎向荷載指的是幾臺吊車組合后通過吊車梁傳給柱的可能的最大反力。由于吊車荷載是移動荷載，每榀排架上作用的吊車豎向荷載組合值需用影響線原理求出。作用在排架上的吊車豎向荷載的組合值與吊車的臺數及吊車沿廠房縱向運行所處位置有關。當兩臺吊車挨緊并行，且其中一臺起重量較大的吊車輪子正好運行至計算排架上，而兩臺吊車的其余輪子分布在相鄰兩柱距之間時，吊車豎向荷載組合值可達最大，如圖2.6所示。每榀排架上作用的吊車豎向荷載指的是幾臺吊車組合后通過吊車梁141圖2.6簡支吊車梁的支座反力影響線圖2.6簡支吊車梁的支座反力影響線142由于多臺吊車共同作用時，各臺吊車荷載不能同時達到最大值，因此應將各吊車荷載的最大值進行折減。當兩臺吊車完全相同時，其標準值、按下列公式計算：β∑

β∑∑—各大輪子下影響線縱標值的總和；β—多臺吊車的荷載折減系數，按《建筑結構荷載規范》選取。由于多臺吊車共同作用時，各臺吊車荷載不能同時143吊車豎向荷載和沿吊車梁的中心線作用在牛腿頂面。它們是相對于下柱截面具有偏心距e4的偏心壓力。和應換算成作用于下柱頂面的軸力和力矩，如圖2.7(a)所示。e4_—吊車梁支座剛墊板的中心線至下部柱軸線的距離。吊車豎向荷載和沿吊車梁的中心線作用在牛腿頂面。它們是相對144吊車最大輪壓的設計值γ，吊車最小輪壓的設計值γ，故作用在排架上的吊車豎向荷載設計值γ，γ，這里的γQ是吊車荷載的荷載分項系數，γ1.4。由于可以發生在左柱，也可以發生在右柱，因此在和作用下單跨排架的計算應考慮左右兩種荷載情況。吊車最大輪壓的設計值γ，吊車最小輪壓的設計值γ，故作用在排145（2）吊車橫向水平荷載T吊車橫向水平荷載是指載有重物的小車在左右行駛中突然剎車時，由于重物和小車的慣性力而在廠房排架柱上所產生的橫向水平制動力。橫向制動力應等分作用在排架的兩側柱子上，它的方向有左右兩種可能性，如圖2.7(b)所示。吊車橫向水平制動力本應按兩側柱子的剛度大小分配，但為簡化計算，《荷載規范》允許近似地平均分配給兩側排架柱，如圖2.8所示。（2）吊車橫向水平荷載T146圖2.7吊車荷載圖2.7吊車荷載147圖2.8吊車橫向水平制動力圖2.8吊車橫向水平制動力148對于各類四輪橋式吊車，當其小車滿載運行中突然剎車時，在大車每一輪子上所產生的橫向水平制動力的標準值為：1/4α()α—吊車橫向水平荷載系數，現行《建筑結構荷載規范》規定：對于軟鉤吊車：當額定起重量Q≤10t時，α=0.12；當額定起重量15t＜Q＜50t時，α=0.10；當額定起重量Q≥75t時，α=0.08；對于硬鉤吊車取α=0.20。對于各類四輪橋式吊車，當其小車滿載運行中突然剎車時，在大149每個大車輪傳給吊車軌道的橫向水平制動力T確定后，即可按計算吊車豎向荷載和的方法計算：β∑1/4αβ()∑如果兩臺吊車作用下的以求得，則兩臺吊車作用下的可直接由求得●每個大車輪傳給吊車軌道的橫向水平制動力T確定后，即可按計算吊150（3）吊車縱向水平荷載T0吊車縱向水平荷載T0是指吊車沿廠房縱向運行中突然剎車時，由吊車自重和吊重物的慣性力在廠房縱向排架柱上所產生的水平制動力，它是通過每側的制動輪傳至兩側吊車軌道，然后再由吊車梁傳給縱向柱列或柱間支撐，如圖2.8所示。每臺吊車縱向水平制動力的標準值為：T010n—吊車一邊軌道上的剎車輪數（3）吊車縱向水平荷載T0151圖2.9吊車縱向水平荷載圖2.9吊車縱向水平荷載152【例2.1】有單跨單層廠房，跨度為24m，柱距為6m，設計時考慮兩臺級工作制20/5t橋式軟鉤吊車，求作用于排架柱上的、、?！窘狻浚?）查《1—62》得：吊車橋距22.5m時，吊車最大寬度5600；大車輪距4400；小車重77.2;吊車最大輪壓202；吊車最小輪壓60?！纠?.1】有單跨單層廠房，跨度為24m，柱距為6m，設計153（2）確定吊車的最不利位置及柱支座反力影響線，如圖2.8所示。（3）計算、、查表得折減系數β=0.9。β∑=387.2375.021/4α()=6.93β∑=13.28（2）確定吊車的最不利位置及柱支座反力影響線，如圖2154圖2.10吊車梁反力影響線圖2.10吊車梁反力影響線155垂直于建筑物表面上的風荷載標準值應按下式計算：βzμsμ0—風荷載標準值（2）；w0—基本風壓（2）；μs—風荷載體型系數；μz—風壓高度變化系數；βz—高度Z處的風振系數。

2.1.2.4風荷載垂直于建筑物表面上的風荷載標準值應按下式計算：2.156排架計算時作用在不同位置處風荷載的計算原則：（1）作用在排架柱頂以下墻面上的風荷載按均布考慮，迎風面為q1，背風面為q2，其風壓高度變化系數可按柱頂標高取值。當基礎頂面至室外地坪的距離不大時，簡化計算，風荷載可按柱全高計算，不在減去基礎頂面至室外地坪那一小段多算的風荷載。若基礎埋置較深時，則按實際情況計算，否則誤差較大。排架計算時作用在不同位置處風荷載的計算原則：157（2）作用于柱頂以上屋蓋部分的風荷載仍取為均布荷載，但對排架的作用則按作用在柱頂的集中風荷載W考慮，其風壓高度變化系數取值如下：有矩形天窗時，按天窗檐口取值；無矩形天窗時，按廠房檐口標高取值。（3）作用在排架上的風荷載如圖2.11所示，其設計值分別按下式計算：q1=γ1γQμs1μ0B()q2=γ2γQμs2μ0B()（2）作用于柱頂以上屋蓋部分的風荷載仍取為均布荷載，但158式中1—作用在豎直面上的風荷載標準值，按柱頂至檐口頂部的距離h1計算，見圖2.11;2—作用在坡屋面上的風荷載水平分力標準值的合力，按檐口頂部至屋脊的距離h2計算，見圖2.11；γQ—風荷載分項系數，γ1.4。風荷載是可以變向的，因此排架計算時，要考慮左風和右風兩種情況。式中159圖2.11橫向排架上的風荷載圖2.11橫向排架上的風荷載160等高排架就是指在排架計算簡圖中，各柱柱頂標高相同或柱頂標高雖不同，但柱頂有傾斜橫梁貫通連接的排架，如圖2.12所示。從排架計算觀點上看，柱頂水平位移相等的排架，稱為等高排架。2.1.3排架的內力計算2.1.3.1剪力分配法計算等高排架排架內力分析就是確定排架柱在各種荷載單獨作用下各個控制截面上的內力，并繪制各排架柱的彎矩M圖、軸力N圖及剪力V圖。等高排架就是指在排架計算簡圖中，各柱柱頂標高相同或柱頂標161圖2.12等高排架內力分析圖2.12等高排架內力分析162由結構力學知，當單位水平力作用在單階懸臂柱頂時，如圖2.13所示。柱頂水平位移式中,,，C0可由單階柱柱頂反力與水平位移系數值圖中查取。和H分別為上部柱高和柱的總高；、分別為上、下部柱的截面慣性矩。圖2.13單階懸臂柱的抗剪剛度由結構力學知，當單位水平力作用在單階懸臂柱頂時，如圖2.1163圖2.13單階懸臂柱的抗剪剛度因此要使柱頂產生單位水平位移，則需在柱頂施加的水平力，如圖2.13所示。顯然，材料相同時，柱越粗，需施加的柱頂水平力越大，可見反映了柱抵抗側移的能力，一般稱它為柱的“抗剪剛度”或“側向剛度”，記作D0。圖2.13單階懸臂柱的抗剪剛度因此要使柱頂產生單位水平1641.柱頂作用水平集中力時的剪力分配當柱頂作用水平集中力F時，如圖2.14所示，設有n根柱，任一柱i的抗剪剛度，則其分擔的柱頂剪力可由力的平衡條件和變形條件求得。圖2.14柱頂作用水平集中力時的剪力分配1.柱頂作用水平集中力時的剪力分配圖2.14柱頂作用水平165按抗剪剛度的定義，有故因為各柱頂水平位移μ相等，得而則所以式中ηi稱為柱i的剪力分配系數，它等于柱i自身的抗剪剛度與所有柱（包括其本身）總的抗剪剛度的比值?？梢?，在等高排架中，水平力是按排架柱側向剛度來分配的，側向剛度大的排架柱分到的多些，反之少些。按抗剪剛度的定義，有故因為各柱頂水平位移μ相等，得而則所以式166如果把圖2.14中柱頂水平集中力F從左側柱A移動至右側柱C的柱頂，且不改變方向，則有剪力分配法可知，各柱的柱頂剪力不會改變，但橫梁將由受壓改變為受拉。各柱的柱頂剪力求出后，各柱就可按獨立懸臂柱那樣計算內力。如果把圖2.14中柱頂水平集中力F從左側柱A1672.任意荷載作用下的剪力分配當排架柱上任意荷載作用時，如圖2.15所示，為了能利用上述剪力分配系數進行計算，可以把計算過程分為三個步驟：1）先在排架柱頂附加不動鉸支座以阻止水平位移，并求出不動鉸支座的水平反力R，如圖2.15（b）、（c）所示；2）撤銷附加的不動鉸支座，在此排架柱頂加上反向作用的R，如圖2.15（d）所示；3）將上述兩種狀態疊加，以恢復原狀，即疊加上述兩個步驟中求出的內力就是排架的實際內力。各種荷載作用下的不動鉸支座的水平反力R可從附錄9中求得。這里規定，柱頂剪力，柱頂水平集中力，柱頂不動鉸支座的反力，凡是自左向右作用的取正號，反之取負號。2.任意荷載作用下的剪力分配168圖2.15任意荷載作用時的剪力分配圖2.15任意荷載作用時的剪力分配169例已知：某金工車間的排架計算簡圖如圖所示，A柱與B柱形狀和尺寸等均相同。求：在1.3和35.9聯合作用下按剪力分配法計算的排架內力。例已知：某金工車間的排架計算簡圖如圖所示，A柱與B柱形狀和170解：1）計算參數n和λ上部柱截面慣性矩4下部柱截面慣性矩4故解：1）計算參數n和λ4下部柱截面慣性矩4故1712）在柱頂施加不動鉸支座在A柱和B柱的柱頂分別虛加水平不動鉸支座，如圖（a)所示。查附錄9中的附圖9-3得C3=1.3。因此不動鉸支座反力：（←）（→）因此A柱和B柱的柱頂剪力為：,112.17(←),14.24(→)2）在柱頂施加不動鉸支座（←）（→）因此A柱和B柱的柱頂剪1723)撤銷附加的不動鉸支座為了撤銷附加的不動鉸支座，需在排架的柱頂施加水平集中力和，如圖（b）所示。因為A柱和B柱相同，故剪力分配系數ηη1/2,于是在和作用下，各分配到柱頂的剪力(→)4）疊加（2）和（3）兩個狀態疊加（2）和（3）兩個狀態，恢復結構原有受力狀況，此時總的柱頂剪力(←)(→)3)撤銷附加的不動鉸支座(→)4）疊加（2）和（3）兩個173相應的內力圖（彎矩圖和剪力圖）如圖（d）所示相應的內力圖（彎矩圖和剪力圖）如圖（d）所示174例已知：在風荷載作用下，如圖所示的排架21=1.872=1.17柱與C柱相同，I112.13×1094,I229.23×1094,I14.17×1094,I29.23×1094都相同；上柱高均為3.10m,柱總高均為12.22m。求：用剪力分配法計算此排架在風荷載作用下的內力。例已知：在風荷載作用下，如圖所示的排架21=1.872=11751）計算剪力分配系數A、C柱B柱由附錄9中的附圖9-1查的A、C柱：B柱：1）計算剪力分配系數A、C柱B柱由附錄9中的附圖9-1查的A176剪力分配系數2）計算各柱頂剪力把荷載分成W、q1和q2三種情況，分別求出各柱頂所產生的剪力而后疊加。在各柱頂分別附加水平不動鉸支座：剪力分配系數2）計算各柱頂剪力177在q1的作用下，A柱虛加不動鉸支座，有附錄9中的9-8，查得C11=0.361，故A柱不動鉸支座反力(←)在q2的作用下，C柱虛加不動鉸支座，有附錄9中的9-8，查得C11=0.361，故C柱不動鉸支座反力(←)在q1和q2作用下，B柱沒有不動鉸支座反力。因此A柱、C柱和B柱的柱頂剪力為：,18.25(←)，,15.16(←),10在q1的作用下，A柱虛加不動鉸支座，有附錄9中(←)在q2的178撤銷附加的不動鉸支座，在排架柱頂施加集中力和，并把它們與W相加后進行剪力分配：(→)(→)疊加上述兩個狀態，恢復結構原有的受力狀況，即把各柱分配到的柱頂剪力與柱頂不動鉸支座反力相加，即得該柱的柱頂剪力：(←)(→)(←)撤銷附加的不動鉸支座，在排架柱頂施1793)繪制彎矩圖柱頂剪力求出后，按懸臂柱求彎矩圖，如圖所示3)繪制彎矩圖180控制截面就是對柱子配筋量起控制作用的某些截面。一般取上柱柱底截面Ⅰ—Ⅰ為上柱的控制截面；對下柱，在吊車豎向荷載作用下，牛腿頂面處的彎矩最大，在風荷載和吊車橫向水平荷載作用下，柱底截面的彎矩最大，因此通常取牛腿頂面Ⅱ—Ⅱ和柱底Ⅲ—Ⅲ這兩個截面為下柱的控制截面，如圖2.16所示。2.1.4排架的內力組合2.1.4.1控制載面的選擇控制截面就是對柱子配筋量起控制作用的某些截面。2.1.181圖2.16柱的控制截面另外，截面Ⅲ—Ⅲ的內力值也是設計柱下基礎的依據。截面Ⅰ—Ⅰ與Ⅱ—Ⅱ雖在一處，但截面及內力值卻都不同，分別代表上下柱截面。圖2.16柱的控制截面另外，截面Ⅲ—Ⅲ的內力值也是設182在排架內力計算中，當求出了各種荷載單獨作用下某個控制截面上的內力以后，有兩個問題需要解決。控制截面的內力種類有軸向壓力N,彎矩M和水平剪力V。所以第一個問題就是對同一截面，這三種內力應該怎樣搭配，其截面的承載力才是最不利的？這就需要作出判斷。排架柱是偏心受壓構件，其縱向受力鋼筋的計算主要取決于軸向壓力N和彎矩M，根據可能需要的最大的配筋量，一般可考慮以下四種內力的不利組合：2.1.4.2內力組合在排架內力計算中，當求出了各種荷載單獨作用下某個183（1）及相應的N、V；（2）及相應的N、V；（3）及相應的M、V；（4）及相應的M、V。

當柱截面采用對稱配筋及采用對稱基礎時，（1）、（2）兩種內力組合合為一種，即︱M︳及相應的N和V。通常，按上述四種內力組合已能滿足設計要求，但在某些情況下，它們可能都不是最不利的。例如，對大偏心受壓的柱截面，偏心距e0越大（即M越大，N越?。r，配筋往往越多。因此，有時M雖然不是最大值而比最大值略小，而它對應的N若減小很多，那么這組內力所要求的配筋量反而會更大些。（1）及相應的N、V；（2）及相應的N、V；184《荷載規范》中規定：對于一般排架結構，荷載效應的基本組合可采用簡化規則，并按下列組合值中取最不利值確定：（1）由可變荷載效應控制的組合1）“恒荷載”+任一種“活荷載”2）“恒荷載”+0.9“任意兩種或兩種以上活荷載”2.1.4.3荷載組合效應①②《荷載規范》中規定：對于一般排架結構，荷載效應的基本組合185（2）由永久荷載效應控制的組合對組合值系數ψ，除風荷載仍取ψ0.6外，雪荷載和其他可變荷載可統一取ψ0.7。應注意，在應用①—③式的組合時，為減輕計算工作量，當考慮以自重為主時，對可變荷載可只考慮與結構自重方向一致的豎向荷載，例如雪荷載、吊車豎向荷載，不考慮水平荷載，例如風荷載、吊車水平荷載。此外，當采用鋼結構屋蓋時，因屋蓋自重較小，故可不考慮由永久荷載控制的組合。③（2）由永久荷載效應控制的組合對組合值系數ψ，除風荷載仍取ψ186內力組合通常列表進行，作為示例，表2-1列出了圖2.17中A柱的內力組合表。表中給出的控制截面內力都已經考慮了荷載分項系數及多臺吊車的荷載折減系數β，由于采用的鋼屋蓋，故沒有考慮永久荷載效應控制的組合。為了簡單，在表中稱“不同種類內力的組合”為“內力組合”；稱“同一種內力的組合”為“荷載組合”。2.1.4.4內力組合注意事項內力組合通常列表進行，作為示例，表2-1列出了圖2.17中A187（1）每次組合只能以一種內力、、或為目標，決定活荷載的取舍，并按這些荷載求得相應的其余兩種內力。（2）恒荷載產生的內力在任何一種內力組合中都必須考慮。（3）當取或為目標時，應使相應的M絕對值盡可能大，因此對于不產生軸向力而產生彎矩的荷載項（風荷載及吊車水平荷載）中的彎矩值也應當組合進去.（4）風荷載有左吹風或右吹風兩種情況，組合時兩者只取其中之一。內力組合時應注意以下幾點：（1）每次組合只能以一種內力、、或為目標，決定活荷載的取舍188（5）在同一跨內和與不一定同時發生，故在組合中有或時，不一定要有，但在組合中有時，則必有或，因為吊車水平荷載不可能脫離其豎向荷載而單獨存在?？紤]到吊車橫向水平荷載同時作用在左、右兩側排架柱上，向左或向右作用的特性，如果取用了或產生的內力，總是要同時取用才能得到最不利的內力。因此，在吊車“恒荷載”+0.9“任意兩種或兩種以上活荷載”內力組合時，要遵守“有必有或，有或也要有”的規則。189吊車豎向荷載與吊車水平荷載是兩種不同的活荷載，因此在“恒荷載”+任一種“活荷載”的內力組合中，不能取用，因為“有必有或”。（6）由于柱底水平剪力對基礎底面將產生彎矩，其影響不能忽視，故在組合截面Ⅲ—Ⅲ的內力時，要把相應的水平剪力值求出。吊車豎向荷載與吊車水平荷載是兩種不同的活荷載，因此在“恒荷載1902.1.4.5對內力組合值的評判圖2.18對稱配筋矩形截面偏心受壓構件內力組合值的評判圖2.18給出了對稱配筋矩形截面偏心受壓構件的截面承載力的兩條相關曲線，它們的截面尺寸及材料都相同，但每一側縱向受力鋼筋的數量不同，2>1。2.1.4.5對內力組合值的評判圖2.18對稱配筋矩191由圖中的a點與b點及c點與d點知，相同，大的