单层工业厂房结构思考题
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71混凝土结构设计A考前复习题超全-3
答：在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，如果采用上；7．塑性铰与理想铰的区别有哪些？；答：塑性铰与理想铰的区别：；（1）塑性铰是单向铰，仅能沿弯矩作用方向，绕不断；（2）塑性铰能承受一定的弯矩，即截面“屈服”时的；（3）塑性铰有一定长度；而理想铰集中于一点；8．按内力塑性重分布计算钢筋混凝土超静定结构时，；答：按内力塑性重分布计算钢筋混凝土超静定结构时，；（1
答：在进行钢筋混凝土连续梁、板设计时，如果采用上述弹性理论计算的内力包络图来选择构件截面及配筋，显然是偏于安全的。因为这种计算理论的依据是，当构件任一截面达到极限承载力时，即认为整个构件达到承载能力极限状态。这种理论对于脆性材料结构和塑性材料的静定结构来说是基本符合的，但是对具有一定塑性的超静定连续梁、板来说，就不完全正确，因为当这种构件某截面的受拉钢筋达到屈服进入第Ⅲ阶段，只要整个结构是几何不变的，它就仍有一定的承载力，仍然可以继续加载。只不过在其加载的全过程中，由于材料的塑性性质，各截面间内力的分布规律会发生变化，这种情况就是内力重分布现象。7．塑性铰与理想铰的区别有哪些？答：塑性铰与理想铰的区别：（1）塑性铰是单向铰，仅能沿弯矩作用方向，绕不断上升的中和轴产生有限的转动；而理想铰能沿任意方向不受限制地自由转动。（2）塑性铰能承受一定的弯矩，即截面 “屈服”时的极限弯矩Mu≈My；而理想铰不能承受任何弯矩。（3）塑性铰有一定长度；而理想铰集中于一点。8．按内力塑性重分布计算钢筋混凝土超静定结构时，应遵循那哪些基本原则？答：按内力塑性重分布计算钢筋混凝土超静定结构时，应遵循下列基本原则：（1）受力钢材宜采用HRB335级和HRB400级热轧钢筋；混凝土强度等级宜在C20～C45的范围内；（2）弯矩调幅不宜过大，应控制调整后的截面极限弯矩M调不小于弹性理论计算弯矩Me的75%，即M调≥0.75M弹。调幅值愈大，该截面形成塑性铰就越早。为了防止因调幅值过大，使构件过早的出现裂缝和产生过大的挠度而影响正常使用。因此根据试验研究，应控制下调的幅度不大于25%。（3）调幅截面的相对受压区高度ζ不应超过0.35，也不宜小于0.10；如果截面配有受压钢筋，在计算ζ时，可考虑受压钢筋的作用。调幅越大要求截面具有的塑性转动能力也越大。而对截面几何特征一定的钢筋混疑土梁来说，其塑性铰的转动能力主要与配筋率有关――随受拉纵筋配筋率的提高而降低。而配筋率ρ可由混凝土受压区高度x反映，对于单筋矩形截面受弯构件， 。因此，ζ值直接与转动能力有关。ζ&ζb为超筋梁，受压区混凝土先压坏，不会形成塑性铰，在塑性设计中应避免使用；ζ&ζb为适筋梁，可以形成塑性铰。ζ值越小，塑性铰的转动能力越大。因此，为了保证在调幅截面能形成塑性铰，并具有足够的转动能力，要相应地限制配筋率ρ，或含钢特征值ξ。试验表明，当 时，截面的塑性转动能力一般能满足调幅25％的要求。（4）调整后的结构内力必须满足静力平衡条件：连续梁、板各跨两支座弯矩的平均值加跨中弯矩，不得小于该跨简支梁跨中弯矩的1.02倍，即（MA＋MB）/2＋Ml≥1.02M0；同时，支座和跨中截面的弯矩值均不宜小于M0的1/3。（5）构件在内力塑性重分布的过程中不发生其他脆性破坏，如斜截面受剪破坏，锚固破坏等，这是保证内力塑性充分重分布的必要条件。为此，应将按《规范》中斜截面受剪承载力计算所需的箍筋面积增大20%。增大的区段为：当为集中荷载时，取支座边至最近一个集中荷载之间的区段；当为均布荷载时，取距支座边为1.05h0的区段。同时，配置的受剪箍筋ρsv＝Asv /bs & 0.3 ft/ fyv ，以减少构件斜拉破坏的可能性。1．通常所说的单层厂房的变形缝哪三种？单层厂房的变形缝是如何设置的？答：通常所说的单层厂房的变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。伸缩缝从基础顶面开始，将两个温度区段的上部结构完全分开，留出一定宽度的缝隙，当温度变化时，结构可自由的变形，防止房屋开裂。沉降缝是将两侧厂房结构（包括基础）全部分开。沉降缝也可兼作伸缩缝。防震缝是为了减轻厂房震害而设置的。当厂房平、立面布置复杂，结构高度或刚度相差很大，以及厂房侧变建变电所、生活间等坡屋时，应设置防震缝将相邻两部分完全分开。地震区的厂房的伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求。3．钢筋混凝土单层工业厂房结构的计算分析过程是如何进行简化的？答：钢筋混凝土单层工业厂房结构是一个空间结构，它的计算分析过程是求解一个空间结构的过程；但为了计算的简单，通常都将整个结构按纵、横向平面排架分别进行结构计算。也就是说，近似的认为各个横向平面排架之间和各个纵向平面排架之间都是互不影响，独立工作的，从而把问题简化。由于纵向排架柱子往往较多，纵向刚度较好，因此在承受吊车纵向制动力和山墙传来的纵向风荷作用时，每根柱子引起的内力值较小，故纵向排架一般可以不必计算，只需进行纵向排架在地震力作用下的内力分析和验算。横向排架承受厂房的主要荷载作用，而且柱子较少，刚度亦较差，因此厂房结构设计时，必须进行横向排架内力分析和计算。4．一般钢筋混凝土排架通常作哪些假定？答：一般钢筋混凝土排架通常作如下假定：（1）柱的下端与基础固结：将钢筋混凝土预制柱插入基础杯口一定的深度，并用高强等级的细石混凝土和基础紧密地浇成一体，因此可作为固端考虑。（2）柱的上端与屋架（或者屋面梁）铰接：屋架（或者屋面梁）与柱顶连接处，用螺栓连接或用预埋件焊接，这种连接对抵御转动的能力很弱，因此可作为铰接考虑。（3）排架横梁为无限轴向刚性的刚杆，横梁两端处的柱的水平位移相等：排架横梁为钢筋混凝土屋架或屋面梁时，由于这类构件的下弦刚度较大，在受力后长度变化很小，可以略去不计，因此可认为横梁是刚性连杆。但当横梁采用下弦刚度较小的组合式屋架或三绞拱、二绞拱等屋架时，由于变形较大，则应考虑横梁轴向变形对排架内力的影响。5．作用在排架上的荷载标准值（以下简称荷载）主要有哪些？答：作用在排架上的荷载标准值（以下简称荷载）主要有：（1）厂房结构的恒荷载。一般包括屋盖自重G1，上柱自重G2，下柱自重G3，吊车梁及轨道等零件自重G4以及有时支承在柱牛腿上的维护结构等重量G5；（2）活荷载一般包括：屋面活荷载Q1;吊车荷载，包括吊车垂直轮压和水平制动力。Dmax、Tmax；均布风荷载和集中于柱顶标高处的集中风载，如q、FW等。7．什么是排架的荷载组合和内力组合？答：排架结构除承受永久荷载作用外，还承受可变荷载的作用（一种或是多种），对于排架柱的某一截面而言，并不一定是在所有可变荷载同时作用时产生的内力才是最不利的。因此在排架柱内力分析时，是先将排架内力分析中各种荷载单独作用时各柱的内力的结果求出来，经过组合，求出起控制作用的截面的最不利内力，以此作为柱及基础配筋计算的依据。8．单层厂房内力组合时的控制截面是哪里？答：单层厂房内内力组合时的控制截面应为上柱的底部截面、牛腿的顶部面和下柱的底部截面。 屋面活荷载如何分类的？屋面活荷载分类：屋面均布活荷载、雪荷载和积灰荷载。三者均应按屋面的水平投影面积计算。其标准值可以&建筑结构荷载规范&中查得。考虑到不可能在屋面积雪很深时进行屋面施工，故规定雪荷载与屋面均布荷载不同时考虑，设计时取其中较大值，当有积灰荷载时，应与雪荷载或不上人的屋面均布荷载两者中的较大值同时考虑。作用在排架上的荷载有哪些？作用在排架上荷载的分类：根据结构上作用的荷载在时间和空间上的变异，在设计上可分为永久荷载（恒荷载）、可变荷载（活荷载）和偶然荷载三类。（1）永久荷载（恒荷载）：在结构使用期间，其值不随时间变化，或其量值随时间的变异与平均值相比可以忽略不计者；也包括具有某个限值的单调变异的荷载，例如结构自重、土压力等。（2）可变荷载（活荷载）：在结构使用期间，其量值随时间的变异既不是单调的，与平均值相比又不可忽略的荷载。例如楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、吊车荷载、风荷载等。（3）偶然荷载：在设计所考虑的使用期间下不一定出现的荷载，但它一旦出现，其量值很大且持续时间很短。例如爆炸力、撞击力、龙卷风、地震作用等。内力分析的目的？内力分析的目的：是求排架结构在各种荷载作用下柱各截面的弯矩和剪力。求柱顶剪力方法：力法、剪力分配法。内力组合注意事项（1）永久荷载在任何一种内力组合下都存在。（2）吊车竖向荷载Dmax 可分别作用在一跨的左柱或右柱，对于这两种情况，每次只能选择其中一种情况参加内力组合。对于单跨厂房，参与组合的吊车不宜多于两台。（3）在考虑吊车横向水平荷载时，该跨必然相应作用有该吊车的竖向荷载；但在考虑该吊车竖向荷载时，该跨不一定相应作用有该吊车的横向水平荷载。（4）在考虑吊车横向水平荷载时，对单跨或多跨厂房，参与组合的吊车不应多于两台。对于多跨厂房，可能有两种情况：即任意一跨内有两台吊车或任意两跨内各有一台吊车。对这两种情况均应考虑不同方向制动的两种情况，但只能选其中一种情况参与组合。（5）风荷载的作用方向有向左和向右两种，只能考虑其中一种参与组合。（6）在没有吊车的厂房中，第（2）种及第（6）种荷载组合往往起决定性作用。对有吊车的厂房，当不考虑吊车荷载时，柱的计算长度按无吊车厂房采用。双向板塑性理论计算方法混凝土为弹塑性材料，因面双向板按弹性理论 的分析方法的计算与实验结构有较大差异，双向板是超静定结构，在受力过程中将产生塑性内力重分布，因此考虑混凝土的塑性性能求解双向板问题，才能符合双向板的实际受力状态，才能获得较好的经济效益。这就是我们将要讨论的双向板按塑性理论的计算方法 塑性理论计算方法（1）基本假定：为了简化计算，在对双向板按塑性理论计算时进行了如下基本假定，板在即将破坏时，塑性铰线发生在最大弯矩处。分布荷载下，塑性铰线为直线 ，整个板由塑性铰线划分为若干个板块，每个板块满足各自的平衡条件。板块的变形远小于塑性铰线处的变形，故可把板块看作刚体，整块板的变形集中在塑性铰线上，破坏时各板块均绕塑性铰线转动。在所有可能的破坏图中，最危险的是相应于极限荷载最小的塑性铰线。最危险的塑性铰线上，没有扭转和剪力，只有一定值的极限弯矩。荷载效应组合（1）组合规则恒荷载+活荷恒荷载+风荷载恒荷载+0.9（活荷载+风荷载）（2）竖向荷载最不利布置满布活荷载法活荷载分跨布置（3）水平荷载方向（向左、向右两个方向）1．何谓钢筋混凝土现浇楼盖？答：所谓钢筋混凝土现浇楼盖是指在现场整体浇筑的楼盖。2．钢筋混凝土现浇楼盖特点？答：特点：现浇楼盖的优点是整体刚性好，抗震性强，防水性能好，结构布置灵活，所以常用于对抗震、防渗、防漏和刚度要求较高以及平面形状复杂的建筑。但是，由于混凝土的凝结硬化时间长，所以施工速度慢，而且耗费模板多，受施工季节影响大。3．什么是肋形楼盖？现浇楼盖的第一种形式是肋形楼盖，这种楼盖是现浇楼盖中使用最普遍的一种，既可用于楼盖和屋盖，也可用于筏式基础、挡土墙以及地下室的底板结构等。（1）组成：肋形楼盖由板、次梁、主梁（有时没有主梁）组成。（2）板的支承及区格：板的四周支承在次梁和主梁上，形成四边支承板，一般将四周支承在主、次梁上的板称为一个区格。（3）板的分类：根据板区格两边的尺寸比例的不同，板可以分为单向板和双向板，肋形楼盖可分为单向板肋形楼盖和双向板肋形楼盖。4．井式楼盖组成特点、适用范围、优点和缺点？现浇楼盖的第二种形式是井式楼盖。（1）组成特点：当房间平面形状接近正方形或柱网两个方向的尺寸接近相等时，由于建筑美观的要求，常将两个方向的梁做成不分主次的等高梁，相互交叉，形成井式楼盖。（2）适用范围：这种楼盖可少设或取消内柱，能跨越较大的空间，适用于中小礼堂、餐厅以及公共建筑的门厅。（3）优点和缺点：能跨越较大的空间，能很好地满足建筑美观要求，但用钢量和造价较高。5．肋形楼盖上的荷载分类？答：荷载的分类：作用于肋形楼盖上的荷载可分为永久荷载和可变荷载两种，永久荷载也称之为恒荷载，可变荷载亦称为活荷载。恒荷载包括结构自重、各构造层重、永久性设备等。 活荷载为使用时的人群、堆料、及一般性设备，对于屋盖还有雪荷载、积灰荷载。 上述荷载通常按均布荷载考虑。楼盖的恒荷载标准值根据结构实际尺寸、构造情况和材料的容重通过计算确定，楼盖的活荷载标准值可查阅《建筑结构荷载规范》（GB ）。6．钢筋混凝土受弯构件的塑性铰经历了三个阶段?答：塑性铰的概念首先我们来介绍什么是钢筋混凝土受弯构件的塑性铰。从适筋梁在弯矩作用下正截面应力与应变分析中可知，结构在荷载作用下正截面经历了三个阶段：依次是第一阶段：从开始加载到混凝土开裂，此时梁基本处于弹性阶段；第二阶段：从混凝土开裂到受拉钢筋屈服；第三阶段：从受拉钢筋屈服到受压区混凝土达到极限应变而被压碎。7.塑性内力重分布?答：混凝土超静定结构在出现塑性铰之前 ，其内力分布规律与按弹性理论获得的结构内力分布规律基本相同；在塑性铰出现之后，结构内力分布与按弹性理论获得的结构内力分布有显著的不同。按弹性理论分析时，结构内力与荷载呈线性关系；而按塑性理论分析时，结构内力与荷载呈非线性关系。结构内力分布规律相对于弹性内力分布的变化称为内力重分布。内力重分布主要是由于结构塑性变形及混凝土裂缝开展引起的，又称为结构塑性内力重分布。2．工程中最实用的考虑内力塑性重分布的计算方法是什么方法？什么是弯矩调幅法？答：工程中最实用的考虑内力塑性重分布的计算方法是弯矩调幅法。弯矩调幅法简称调幅法，它是在弹性弯矩的基础上，按照上述原则，根据需要适当调整某些截面的弯矩值，通常是对那些弯矩绝对值较大的截面弯矩进行调整，然后，按调整后的内力进行截面设计和配筋构造，是一种实用的设计方法。3．内力塑性重分布方法的适用范围如何？答：内力塑性重分布方法的适用范围：按塑性内力重分布法计算结构内力，虽然可以节约钢材，但在使用阶段钢筋中应力较高，构件的裂缝开展较宽，变形较大。因此《规范》规定下列情况下，只能用弹性理论计算内力：1）直接承受动荷载作用的结构构件；2）裂缝控制等级为一级或二级的结构构件，如水池池壁；3）处于重要部位而又要求有较大强度储备的结构构件。4．简述连续单向板的截面设计的计算要点。答： 1）计算要点a.确定计算简图取单位板宽为计算单元，并根据板的刚度、类型和构造确定板的厚度；根据板的构造及用途确定板的自重和使用荷载。b.内力分析一般按塑性内力重分布方法计算内力。《规范》规定：对四周与梁整体连接的单向板，其中间跨的跨中截面及中间支座，计算弯矩可减少20%，其它截面不予降低。c.配筋计算根据各跨跨内及支座截面的弯矩计算各部分钢筋数量。在选配钢筋时，应考虑跨中及支座钢筋的直径和间距相互协调，以利施工。板的经济配筋率约为0.3～0.8%。由于板的宽度较大，且承受的荷载较小，因此，对于一般工业与民用建筑楼盖,仅混凝土就足以承担剪力，从而设计时可不进行抗剪承载力验算。5．什么是横向水平支撑？横向水平支撑布置的位置及作用如何？什么情况下应布置横向水平支撑？ 答：横向水平支撑是由交叉角钢和屋架上弦或下弦组成的水平桁架。横向水平支撑布置在温度区段的两端及厂房端部的第一或第二柱间，其作用是加强屋盖的整体刚性，保证屋架的侧向稳定，将山墙抗风柱所承受的纵向水平力传至两侧柱列上。凡屋面为有檩体系或屋面虽为无檩体系，但屋面板与屋架连接点的焊接质量不能保证，且山墙抗风柱与屋架上弦连接时应设置上弦横向水平支撑。当天窗通到厂房端部的第二柱间或通过伸缩缝时，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置上弦横向水平支撑并在天窗范围内沿纵向设置一到三道通长的受压系杆，6．钢筋混凝土单层厂房结构的构件主要包括哪些？哪些构件一般都可以根据具体工程，从工业厂房结构构件标准图集中选用标准、定型的构件。答：钢筋混凝土单层厂房结构的构件主要包括有屋面板、天窗架、支撑、吊车梁、墙板、连系梁、基础梁、柱、基础等。为了加速建设步伐，提高设计标准化水平，缩短工期，这些构件除柱和基础外，一般都可以根据具体工程，从工业厂房结构构件标准图集中选用标准、定型的构件。7．排架内力分析的目的是什么？其主要内容包括哪些？答：排架内力分析的目的主要是为了求得在各种荷载作用下起控制作用的构件截面的最不利内力，以此作为设计柱子和基础的依据。主要内容为：计算单元的选取、荷载计算、柱控制截面的内力分析和内力组合。必要时，还应验算排架的水平位移值。1．什么是框架结构？框架结构的特点如何？答：框架结构是一种由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构框架结构的特点是：建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。框架结构的组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、定性化，可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。框架结构广泛在多高层建筑中应用，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。框架结构的组成简单，只有框架柱和框架梁两种基本构件组成，便于构件的标准化、定性化，可以采用装配式结构也可以采用现浇式结构。2．框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围如何？答：框架柱常用的柱网尺寸和空间高度的范围：民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在6～9米之间，工业建筑的柱网尺寸一般在6～12米之间。房屋使用中的空间高度要求―层高决定了柱的高度，民用框架结构房屋的层高一般在3～6米之间；工业建筑的层高一般在4～6米之间。3．框架结构类型按施工方式的不同可划分为哪三种类型？它们各有何特点和适用？答：框架结构类型按施工方式的不同，一般将框架结构分为现浇框架、预制装配式框架和现浇预制框架三种类型。现浇式框架即梁、柱、楼盖均为现浇钢筋混凝土结构。现浇式框架结构的整体性强、抗震性能好，因此在实际工程中采用比较广泛。但现场浇筑混凝土的工作量较大。预制装配式框架是指梁、柱、楼板均为预制，通过焊接拼装连接成的框架结构。其优点是构件均为预制，可实现标准化、工厂化、机械生产。因此，施工速度快、效率高。但整体性较差，抗震能力弱，不宜在地震区应用。现浇预制框架是指梁、柱、楼板均为预制，在预制构件吊装就位后，对连接节点区浇筑混凝土，从而将梁、柱、楼板在连成整体框架结构。现浇预制框架既具有较好的整体性和抗震能力，又可采用预制构件，减少现场浇筑混凝土的工作量。因此它兼有现浇式框架和装配式框架的优点。但节点区现场浇筑混凝土施工复杂。4．框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用什么方法？作哪些假定？答：框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。在进行竖向荷载作用下的内力分析时，可假定：（1）作用在某一层框架梁上的竖向荷载对其他楼层的框架梁的影响不计，而仅在本楼层的框架梁以及与本层框架梁相连的框架柱产生弯矩和剪力。（2）在竖向荷载作用下，不考虑框架的侧移。 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[建筑]牛腿位置的吊车荷载作用如何输入？ 详细03麻烦告诉我
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作用力分两部分：（1）吊车梁结构和轨道等产生的自重，根据输入的吊车信息，竖向力产生的偏心弯矩）输入，Dmin。用户只要选择“计算空车时的荷载”？ 日期。如上图示，Tmax，Tmax，最小轮压，Tmax 即可，其中最大的即为Dmax，再计算吊车在此位置时的Dmin，根据影响线求出最不利情况下的最大轮压，吊车梁计算结果文件中给出了用于排架计算的吊车荷载值： （1）手工计算，Dmin。 （3）直接导入吊车荷载，作为节点恒载（竖向力。 01 吊车荷载值，08 版本程序增加了空车吊车荷载的计算，输入吊钩极限位置即可极限计算和导入，按照要计算的吊车台数，作为吊车荷载输入。（2）吊车工作时的最不利作用、最小轮压等对柱子的作用力（不是指吊车资料中的最大轮压和最小轮压） 01 吊车荷载计算方法，横向水平荷载产生的反力Dmax，程序要求输入的是按照吊车资料，程序自动按影响线计算（推荐采用） 当为双层吊车荷载时，为永久荷载，计算每一个吊车轮位于牛腿处时最大轮压产生的反力Dmaxi，需要输入空车时的吊车荷载。 （2）先计算吊车梁：Dmax牛腿位置的吊车荷载作用如何输入：根据影响线求解最大轮压
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出门在外也不愁单层厂房排架结构
钢筋混凝土单层厂房结构形式常常采用排架结构。排架结构由屋架或屋面梁、柱和基础组成。通常，排架柱与屋架或屋面梁为铰接，而与其下基础为刚结。
单层厂房具有形成高大的使用空间，容易满足生产工艺流程要求，内部交通运输组织方便，有利于较重生产设备和产品放置，可实现厂房建筑构配件生产工业化以及现场施工机械化等特点。因此，单层厂房在冶金、机械制造、电机制造、化工以及纺织等工业建筑中得到广泛的应用。钢筋混凝土单层厂房的常用结构形式有排架结构和刚架结构。
2.1.1 排架结构
排架结构由屋架或屋面梁、柱和基础组成。通常，排架柱与屋架或屋面梁为铰接，而与其下基础为刚结。按照厂房的生产工艺和使用要求不同，排架结构可设计为单跨或多跨、等高或不等高等多种形式。在单层厂房设计中，对于跨度较大以及对相邻厂房有较大干扰的车间，应采用单跨厂房；对于跨度较小且生产工艺和使用要求相同或相近的一些车间，可组合成一个多跨厂房。多跨厂房有利于提高厂房结构的横向刚度，减少柱的截面尺寸，节省材料，提高土地利用率，减少公共设施及工程管道等。但多跨厂房需设置天窗等解决通风和采光问题。单层多跨厂房一般应设计成等高厂房，以使结构受力明确，设计和计算简单；构件种类规格少，施工方便。但当生产工艺要求的相邻跨高差较大时，则应设计成不等高厂房。单层厂房中的排架结构，根据其所用材料不同，分为钢筋混凝土&砖排架、钢筋混凝土排架和钢&钢筋混凝土排架。钢筋混凝土&砖排架由钢筋混凝土屋架或屋面梁、烧结普通砖柱和基础组成。其承载能力和抗震性能均较低，故一般用于跨度不大于15
m。柱顶标高不大于6.6 m、无吊车或吊车起重量小于5
t的中小型工业厂房。钢筋混凝土排架由钢筋混凝土的屋架或屋面梁、柱及基础组成。由于其具有较高的承
载能力和较好的抗震性能，因此，可用于跨度不大于36 m、檐高不大于20
m、吊车起重量不超过200 t
的大型工业厂房。钢&钢筋混凝土排架由钢屋架、钢筋混凝土柱和基础组成。其承载能力和抗震性能较钢筋混凝土排架好，可用于跨度大于36
m、吊车起重量超过250 t 的重型工业厂房。
2.1.2 刚架结构
刚架结构通常由钢筋混凝土的横梁、柱和基础组成。刚架柱与横梁为刚接，与基础常为铰接。刚架结构按横梁形式的不同，分为折线形门式刚架和拱形门式刚架。钢筋混凝土门式刚架的顶节点做成铰接时，称为三铰门式刚架;其顶节点做成刚结时，称为两铰门式刚架。刚架结构的优点是梁柱整体结合，构件种类少，制作简单，跨度和高度较小时比钢筋混凝土排架结构节省材料。但其缺点是梁柱转折处因弯矩较大而容易产生裂缝；同时，刚架柱在横梁的推力作用下，将产生相对位移，使厂房的跨度发生变化。因此，刚架结构在有较大起重量的吊车厂房中的应用受到了一定的限制。目前，刚架结构一般仅适用于无吊车或吊车起重量不大于10
t、跨度不大于18 m
的中小型厂房或仓库等建筑。本章主要介绍单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房。&
2.2 排架结构的组成与布置
单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房通常由xx各种不同结构构件连接而成的，可分为屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架和围护结构四大部分。
2.2.1 排架结构的组成
1. 屋盖结构
屋盖结构分为无檩体系和有檩体系。无檩体系由大型屋面板、屋架或屋面梁、屋盖支撑组成。有檩体系由小型屋面板、檩条、屋架或屋面梁、屋盖支撑组成。有檩体系，因其刚度小整体性差，故仅适用于中小型厂房。为满足厂房内通风和采光需要，屋盖结构中有时还需设置天窗架(其上也有屋面板)及天窗架支撑。当生产工艺或使用上要求抽柱时，则需在抽柱的屋架下设置托架。
屋面板支承在檩条或屋架(屋面梁)或天窗架上，直接承受施加在其上的屋面活荷载、积灰荷载、雪荷载及风荷载等，并把它们传给其下的支承构件。
天窗架支承在屋架上，承受其上屋面板及天窗传来的荷载，并把它们传给屋架。
檩条支承在屋架(屋面梁)上，承受屋面板传来的荷载，并将其传给屋架。檩条同时起着增强屋盖总体刚度的作用。
4) 屋架和屋面梁
屋架或屋面梁一般直接支承在排架柱上，承受大型屋面板或檩条、天窗架及悬挂吊车等传来的全部屋盖荷载，并将其传至排架柱顶。
托架支承在相邻柱上，承受其上屋架传来的荷载，并传给支承柱。屋盖结构除起承力作用外，还起着围护作用。
2. 横向平面排架
横向平面排架由横向平面内一系列排架柱(简称横向柱列)、屋架或屋面梁(统称横梁)和基础组成。厂房结构受到的竖向荷载(结构自重、屋盖可变荷载、吊车竖向荷载等)和横向水平荷载(横向风荷载、吊车横向水平荷载等)主要由横向平面排架承受，并通过它传给基础及地基。横向平面排架是厂房的基本承力结构，必须进行设计计算，以确保其可靠性。。
3. 纵向平面排架
纵向平面排架由纵向柱列、连系梁、吊车梁、柱间支撑及基础等组成。其作用是保证厂房结构的纵向刚度和稳定性，承受厂房结构受到的纵向水平荷载(山墙传来的纵向风荷载、吊车纵向水平荷载等)，并把其传给基础。通常，纵向平面排架承担的荷载较小，纵向柱子又较多，再加上柱间支撑的加强，因而纵向平面排架的刚度较大，而内力较小，一般可不进行计算，仅采用构造措施即可。但当纵向柱子小于7根或需要考虑地震作用时，就要进行纵向平面排架的计算。
4. 围护结构
围护结构由纵墙、横墙(山墙)、圈梁、基础梁、抗风柱等组成。这些构件主要承受自重或墙重以及作用在墙面上的风荷载。纵墙和横墙一般为自承重砌体墙，大型厂房也可采用预制墙板。厂房结构受到的风荷载主要由墙体传给柱子。抗风柱承受厂房端横墙(山墙)传来的风荷载，并将其传给屋盖结构和基础。单层厂房的排架结构就是由屋盖结构、横向平面排架、纵向平面排架、围护结构四部分构成的整体空间受力结构，是由以上四部分构成的整体空间受力结构。
5. 结构设计的主要工作
在单层厂房结构设计中，屋面板、屋架或屋面梁、吊车梁、连系梁、柱及基础等组成构件都有相应的标准图或通用图供设计时选用。但柱和基础往往需要根据工程的实际情况进行设计计算。因此，厂房结构选型之后，结构设计的主要工作是：
(1) 进行结构布置。
(2) 选用标准构件。
(3) 分析排架内力。
(4) 计算柱和基础配筋。
(5) 绘制结构构件布置图。
(6) 绘制柱和基础施工图。
2.2.2 排架结构的布置
1. 柱网布置
在厂房的结构平面布置中，需根据生产工艺和使用要求，确定厂房承重柱的纵向定位轴线(跨度)和横向定位轴线(柱距)。通常把柱的定位轴线在平面上形成的网格称为柱网。柱网布置既是确定柱的位置，也是确定屋面板、屋架或屋面梁和吊车梁等构件的跨度，同时涉及到其他结构构件的布置。柱网布置直接关系到厂房的经济合理性和先进性，因此是厂房结构设计的重要工作。为了便于厂房结构设计、构件生产和施工建造，柱网尺寸应符合厂房建筑统一化基本规则。当厂房跨度不大于18
m 时，厂房柱距应采用3 m 的倍数；当厂房跨度大于18 m
时，厂房柱距应采用6 m 的倍数。厂房柱距一般采用6 m 或6 m
的倍数时(如图2.6所示)。从技术和经济角度分析比较，确有明显的优越性时，也可采用21
m、27 m 或33 m的跨度和9 m或其他柱距。
2. 变形缝的设置
变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。
如果厂房的长度或宽度过大，当气温变化时，厂房结构地上部分热胀冷缩大，而地下部分受温度变化影响小，基本上不产生温度变形。这样，厂房上部结构的伸缩受到限制，结构内部产生温度应力。当温度应力较大时，可使屋面、墙体等开裂，影响厂房的正常使用。为了减少温度变化对厂房的不利影响，需要沿厂房的横向或纵向设置伸缩缝，将厂房结构分成若干个温度区段。温度区段的划分应尽可能简单规整，并应使伸缩缝的数量最少。温度区段的长度(伸缩缝之间的距离)与结构类型及其所处的环境条件有关。《混凝土结构设计规范》规定，装配式钢筋混凝土排架结构的伸缩缝最大间距，在室内或土中时为100
m；在露天时为70 m。对于下列情况，伸缩缝的最大间距宜适当减小：
(1) 从基础顶面算起柱高低于8 m。
(2) 屋面无保温隔热措施；
经常处于高温作用或位于气温干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁的地区。
厂房的横向伸缩缝应从基础顶面开始，将相邻两个温度区段的上部结构构件全部分开；伸缩缝处采用双柱、双屋架(屋面梁)，纵墙和各构件间留出一定宽度的缝隙，以使上部结构在温度变化时，沿纵向可自由地变形，不致引起厂房开裂。对厂房的纵向伸缩缝，一般做法是将伸缩缝一侧的屋架或屋面梁用滚轴式支座与柱相连。
如果单层厂房相邻两部分高度差很大(10 m
以上)、两跨间吊起重量相差较大、地基承载力或土的压缩性有较大的差异、厂房各部分的施工时间先后相差较长时，可考虑设置沉降缝。沉降缝应将厂房从屋顶至基础完全分开，以使缝两侧结构发生不同沉降时不致影响厂房的使用功能。沉降缝可兼起伸缩缝的作用。
地震区的单层厂房为减轻震害，应考虑设置防震缝。当厂房的建筑平面、立面复杂或结构相邻部分的刚度、高度相差较大时，需采用防震缝将其分开。防震缝从基础顶面开始沿厂房全高设置，其宽度需符合一定的要求，以避免地震时相邻部分互相碰撞，导致厂房破坏。地震区厂房中设置的伸缩缝或沉降缝均应符合防震缝的要求。
3. 厂房高度的确定
厂房高度是指屋面梁底面或屋架下弦底面的标高及吊车轨顶标高。这两个标高是厂房结构设计中重要的参数，应根据生产工艺和使用要求确定，同时要符合建筑模数的规定。对无吊车的单层厂房，屋面梁底标高H
根据生产设备高度和生产使用、检修所需的高度确定。对设有吊车的单层厂房，屋面梁底标高H由生产设备高度和吊车起吊运行所需的高度确定。吊车轨顶标高由屋面梁底标高或屋架下弦底标高减去
得到。柱的牛腿顶面标高为吊车轨顶标高减去吊车轨道连接高度和吊车梁端高度。确定厂房高度时，考虑建筑模数的要求，屋面梁底标高应为300
mm 的倍数；柱的牛腿顶面标高应为300 mm的倍数；吊车轨顶标高应为600
mm的倍数。为满足以上要求，允许吊车轨顶实际设计标高与工艺要求的标志高度相差&200
2.3 排架结构的构件选型
单层装配式钢筋混凝土排架结构厂房中的屋面板、屋架或屋面梁、吊车梁等构件，应
根据厂房的柱网尺寸、高度、吊车起重量和承受的荷载等实际情况，并考虑当地材料供应
和施工条件，经过技术和经济的比较，按标准图集中的要求合理地选用。
2.3.1 屋盖构件
单层厂房无檩体系屋盖的常用屋面板类型、特点及使用范围见表2-1。
天窗架有钢和钢筋混凝土两种，其跨度为6 m 或9
m。单层厂房中常用钢筋混凝土三铰刚架式天窗架(如图2.9所示)由两个三角形刚架在顶节点处及底部与屋架焊接而成。
3. 屋面梁和屋架
常用屋面梁和屋架的形式、跨度、特点及适用范围见表2-2
单层厂房中常用预应力混凝土三角形托架和折线形托架(如图2.10
2.3.2 吊车梁及柱
吊车梁支承在柱牛腿上，承受吊车传来的竖向荷载和横向或纵向水平荷载，并把它们传给牛腿和横向或纵向平面排架。吊车梁同时还有连系纵向柱列，增强厂房纵向刚度的作用。常用吊车梁的类型见表2-3。设计时可根据吊车的工作级别、跨度、起重量和台数从相应的标准图中选用，并在结构布置图中标明其编号。
柱是单层厂房重要的承重构件。按照受力不同分为排架柱和抗风柱。
排架柱的常用形式有矩形截面柱、工字形截面柱和双肢柱等(如图2.11
所示)。一般，当排架柱的截面高度h&500 mm
时，采用矩形截面柱；当h=600 mm～800 mm
时，采用矩形或工字形截面柱；当h=900 mm～1200
mm时，采用工字形截面柱；当h=1300 mm～1500
mm时，采用工字形截面柱或双肢柱；当h&1600
mm时，采用双肢柱。排架柱的截面尺寸不仅要满足截面承载力要求，还要具有足够的刚度，以保证厂房在正常使用过程中不出现过大的变形。根据已建成厂房的实际经验和实测资料，表2-4
列出可不进行刚度验算的柱的最小截面尺寸，表2-5
列出柱的常用的截面尺寸，在确定排架柱的截面尺寸时，可作为参考。
当单层厂房的端横墙(山墙)受风面积较大时，就需设置抗风柱将山墙分为若干个区格。这样墙面受到的风荷载，一部分直接传给纵向柱列，另一部分则通过抗风柱与屋架上弦或下弦的连接传给纵向柱列和抗风柱下基础。当厂房的跨度为9
m～12 m，抗风柱高度在8 m
以下时，可采用与山墙同时砌筑的砖壁柱作为抗风柱。当厂房的跨度和高度较大时，应在山墙内侧设置钢筋混凝土抗风柱(如图2.12(a)所示)，并用钢筋与山墙拉接。抗风柱与屋架既要可靠的连接，以保证把风荷载有效地传给屋架直至纵向柱列；又要允许两者之间具有一定竖向位移的可能性，以防厂房与抗风柱沉降不均匀时产生不利的影响。在实际工程中，抗风柱与屋架常采用横向有较大刚度，而竖向又可位移的钢制弹簧板连接(如图2.12(b)所示)。抗风柱在风荷载作用下的计算简图如图2.12(c)所示。钢筋混凝土抗风柱的上柱宜采用不小于350
的矩形截面；下柱可采用矩形截面或工字形截面，其截面宽度b&350
mm，截面高度h&600
mm，且h&He/25(He为抗风柱基础顶至与屋架连接处的高度)。
2.3.3 圈梁、连系梁及基础梁
单层厂房采用砌体围护墙时，一般需设置圈梁、连系梁和基础梁。
圈梁为非承重的现浇钢筋混凝土构件，在墙体的同一水平面上连续设置，构成封闭状，并和柱中伸出的预埋拉筋连接。圈梁的作用是将厂房的墙体和柱等箍束在一起，增强厂房结构的整体刚度，防止因地基不均匀沉降或较大振动作用等对厂房产生的不利影响。圈梁的设置与墙体高度、设备有无振动及地基情况等有关。一般情况下，单层厂房可按下列原则设置圈梁：
(1) 无吊车的砖砌围护墙厂房，当檐口标高为5 m～8
m时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于8 m
时，应增加设置数量。
(2) 无吊车的砌块围护墙厂房，当檐口标高为4 m～5
m时，应在檐口标高处设置圈梁一道；当檐口标高大于5 m
时，应增加设置数量。
设有吊车或较大振动设备的单层厂房，除在檐口或窗顶标高处设置圈梁外，尚应增加设置数量。
圈梁的截面宽度宜与墙厚相同，当墙厚大于240
mm时，其宽度不宜小于2/3墙厚。圈梁的截面高度不应小于120 mm
。圈梁中的纵向钢筋不应少于4
&10，绑扎接头的搭接长度按受拉钢筋考虑，箍筋间距不应大于300
mm。圈梁兼作过梁时，过梁部分的钢筋按计算另行增配。
连系梁一般为预制钢筋混凝土构件，两端支承在柱牛腿上，用预埋件或螺栓与牛腿连接。连系梁的作用是承受其上墙体及窗重，并传给排架柱；同时起连系纵向柱列增强厂房纵向刚度的作用。&
在单层厂房中，一般用基础梁来支承围护墙，并将围护墙的重力传给基础。基础梁通常为预制钢筋混凝土简支梁，两端直接支承在基础顶部(如图2.13(a)所示)；如果基础埋深较大，可将基础梁支承在基础顶部的混凝土垫块上(如图2.13(b)所示)。施工时，基础梁支承处应坐浆。基础梁的顶面一般位于室内地坪以下50
mm 处；基础梁的底面以下应预留100 mm
的空隙，以保证基础梁可随基础一起沉降。当基础梁上围护墙较高(如：15 m
以上)，墙体不能满足承载力要求，或基础梁不能承担其上墙重时，可设置连系梁。当厂房的围护墙不高，柱基础埋深较小，且地基较好时，可不设置基础梁，采用墙下条形基础。
2.3.4 基础
单层厂房的柱下基础一般采用单独基础。这种基&赐庑尾煌治仔位『妥缎位。缤2.14
所示。为了便于预制柱的插入，并保证柱与基础的整体性，这种基础与预制柱的连接部分常做成杯口状，故统称杯形基础。杯形基础构造简单，施工方便，适用于地基土质较均匀，基础持力层距地面较浅，地基承载力较大，柱传来的荷载不大的一般厂房。当柱下基础与设备基础的布置发生冲突，或局部地质条件较差，需将柱下基础深埋时，为了不改变预制柱的长度，可采用高杯形基础(如图2.15
所示)。当柱传来的荷载较大，或地基承载力较小，采用单独的杯形基础所需底面积较大，导致相邻基础非常接近时，可采用柱下条形基础(如图2.16
所示)。当地基土质很不均匀，可能发生影响厂房正常使用的不均匀沉降时，也宜采用条形基础。如果柱传来的荷载很大，而基础的持力层又很深，则应考虑采用桩基础(如图2.17
2.4 排架结构的内力分析与内力组合
对单层厂房排架结构进行内力分析和内力组合，是为了获得排架柱在各种荷载作用下，控制截面的最不利内力，作为设计柱的依据；同时，柱底截面的最不利内力，也是设计基础的依据。主要内容包括：确定计算简图、荷载计算、内力分析和内力组合。
2.4.1 计算简图
1. 计算单元
单层厂房结构受到的荷载主要由横向平面排架(简称横向排架)承担。横向排架沿厂房纵向一般为等间距排列(如图2.18(a)所示)；作用于厂房横向的荷载除吊车荷载外。其他荷载(如结构自重、雪荷载、风荷载等)沿纵向又是均匀分布的。因此，厂房中部各横向排架所承担的荷载和受力情况均相同，在计算时，可通过两相邻柱距的中线取出有代表性的一段，如图2.18(a)中的阴影部分，作为计算单元。作用于计算单元范围内的荷载，则完全由该单元的横向排架承担。由于吊车的大车可沿厂房的纵向移动，因此，通过吊车梁传给排架柱的吊车荷载不能按计算单元考虑。
2. 基本假定
根据单层厂房结构的实际工程构造，为了简化计算，确定计算简图时，作如下基本假定：
排架柱下端固接于基础顶面。由于预制的排架柱插入基&谟凶愎坏纳疃龋⒉捎媒细咭坏燃兜南甘炷梁突〗降妨烧澹鼗谋湫斡质艿缴杓瓶刂疲】赡芊⑸淖话愫苄。士杉俣ㄅ偶苤南露斯探佑诨《ッ妗
排架柱上端与横梁(屋架或屋面梁的统称)铰接。横梁通常为预制构件，在柱顶通过预埋钢板焊接连接或用螺栓连接在一起。这种连接方式，可传递水平力和竖向力，而不能可靠地传递弯矩，因此假定排架柱上端与横梁为铰接较符合实际情况。
横梁为轴向变形可忽略不计的刚性连杆。钢筋混凝土或预应力混凝土屋架在荷载作用下，其轴向变形很小，可忽略不计，视为刚性连杆。根据这一假定，排架受力后，横梁两端柱的水平位移相等。但需注意，若横梁为下弦刚度较小的组合式屋架或两铰拱、三铰拱屋架，则应考虑横梁轴向变形对排架柱内力的影响。
3. 计算简图
根据上述基本假定，可得横向排架的计算简图，如图2.18(b)所示。在计算简图中，排架柱的轴线分别取上、下柱的截面中心线；上柱高1
H (或u H )为牛腿顶面至柱顶的高度；下柱高l H
为基础顶面至牛腿顶面的高度；柱总高2 H (或H )为1 H 与l
H之和；上、下柱的截面抗弯刚度1 EI (或u EI )、2 EI (或l EI
)可按所选用的混凝土强度等级和
预先设定的截面形状与尺寸确定。
2.4.2 荷载计算
作用于厂房横向排架上的荷载有恒荷载和活荷载两类。恒荷载一般包括屋盖自重G1、上柱自重G2、下柱自重G3、吊车梁与轨道联结件等自重G4以及由支承在柱牛腿上的连系梁传来的围护结构等自重。活荷载一般包括屋面活荷载Q1、吊车竖向荷载Dmax、吊车横向水平荷载Tmax、横向的均布风荷载q及作用于排架柱顶的集中风荷载Fw等(如图2.19所示)。
1) 屋盖自重G1
屋盖自重为计算单元范围内的屋面构造层、屋面板、天窗架、屋架或屋面梁、屋盖支撑等自重。屋盖自重以集中力G1
的形式作用于柱顶。当采用屋架时，G1
的作用线通过屋架上、下弦中心线的交点，一般距厂房纵向定位轴线150
mm(如图2.20(a)所示)。当采用屋面梁时，G1的作用线通过梁端支承垫板的中心线。G1对上柱截面中心线一般有偏心距e1，对下柱截面中心线又增加一偏心距为e2(e2为上下柱截面中心线的间距)。故G1对柱顶截面有力矩M1=
G1 e1，对下柱变截面处有一个附加力矩M1&= G1
e2，如图2.20(b)所示，
&2) 柱自重G2和G3
上、下柱的自重G2、G3(下柱包括牛腿)分别按各自的截面尺寸和高度计算。G2作用于上柱底部截面中心线处，在牛腿顶面处，对下柱截面中心线有力矩2
e2。G3作用于下柱底部，且与下柱截面中心线重合，如图2.21(a)和图2.21(b)所示。
&3) 吊车梁与轨道联结等自重G4
吊车梁与轨道联结等自重G4可根据所选用的构配件，由相应的标准图集中查得，轨道联结也可按1
kN/m计算。G4沿吊车梁的中线作用于牛腿顶面，对下柱截面中心线有偏心距e4，在牛腿顶面处有力矩M3&=
G4e4，如图2.21(a)和2.21(c)所示。当考虑G1、G2、G3、G4
共同作用时，需要按排架计算内力的简图如图2.22 所示。
&2. 屋面活荷载
屋面活荷载包括屋面积灰荷载、雪荷载及屋面均布活荷载。屋面活荷载Q1的计算范围、作用形式及位置同屋盖自重G1。
1) 屋面积灰荷载
当设计的厂房在生产过程中有大量的排灰或与灰源排放临近时，应考虑屋面积灰荷载积灰荷载按《荷载规范》的规定取值。
屋面水平投影面上的雪荷载标准值k S 按下式计算：
&3) 屋面均布活荷载
屋面水平投影面上的屋面均布活荷载按《荷载规范》的规定采用。当该屋面为不上人的屋面时，屋面均布活荷载标准值取0.5
kN&m2；如施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用。屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，仅取两者中的较大值。积灰荷载应与雪荷载或不上人的屋面均布活荷载两者中的较大值同时考虑。
3. 吊车荷载
单层工业厂房中的吊车，按主要承重结构的形式分为单梁式吊车和桥式吊车；按吊钩的种类分为软钩吊车和硬钩吊车；按动力来源又分为手动吊车和电动吊车。在实际工程中应根据使用要求确定，目前多采用电动吊车。吊车的起重量标有如15/3
t 或20/5 t等时，表明吊车的主钩额定起重量为15 t 或20
t，副钩额定起重量为3 t 或5
t，主、副钩的起重量不会同时出现。厂房设计时，按主钩额定起重量考虑。考虑吊车在工作中的繁重程度，按吊车在使用期内要求的总工作循环次数和吊车荷载达到其额定值的频繁程度，将吊车划分为A1～A8共8个工作级别。吊车的工作级别与过去采用的吊车工作制的对应关系为：A1～A3相应于轻级工作制，例如用于检修设备的吊车；A4，A5
相应于中级工作制；A6，A7 相应于重级工作，例如轧钢厂房中的吊车；A8
相应于超重级工作制。桥式吊车由大车和小车组成，大车在吊车梁的轨道上沿着厂房纵向运行，小车在大车的轨道上沿着厂房横向行驶，小车上设有滑轮和吊索用来起吊物件(如图2.23
所示)。桥式吊车作用在排架上的吊车荷载有吊车竖向荷载Dmax
与Dmin、吊车横向水平荷载Tmax及吊车纵向水平荷载Te。
1) 吊车竖向荷载Dmax与Dmin
吊车竖向荷载是指吊车满载运行时，经吊车梁传给排架柱的竖向移动荷载。当小车吊有额定最大起重量Q
的物件，行驶至大车一端的极限位置时，则该端大车的每个轮压达到最大轮压标准值Pmax，而另一端大车的各个轮压即为最小轮压标准值Pmin。由Pmax与Pmin同时在两侧排架柱上产生的吊车最大竖向荷载标准值Dmax和最小竖向荷载标准值Dmin，可根据吊车的最不利布置和吊车梁的支座反力影响线计算确定，如图2.25所示。当厂房内设有多台吊车时，《荷载规范》规定：多台吊车的竖向荷载，对一层吊车的单跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不宜多于两台；对一层吊车的多跨厂房的每个排架，不宜多于4台(每跨不多于两台)。吊车竖向荷载Dmax、Dmin沿吊车梁的中心线作用在牛腿顶面，对下柱截面中心线的偏心距为e4(如图2.26(a)所示)，相应的力矩MDmax、MDmin为
2) 吊车横向水平荷载Tmax
桥式吊车在使用过程中，位于大车轨道上的小车吊有额定最大起重量Q
的物件在启动或制动时，将产生横向水平惯性力。此惯性力通过大车轮及其下轨道传给两侧的吊车梁，再经吊车梁与柱间的连接钢板传至排架柱(如图2.27
所示)。在排架计算中，由此惯性力引起的荷载称为吊车横向水平荷载。显然，吊车横向水平荷载对排架柱的作用位置在吊车梁的顶面，且同时作用于吊车两侧的排架柱上，方向相同。吊车的横向水平荷载标准值按《荷载规范》规定，可取横行小车重量g
与额定最大起重量Q
之和的百分数，并允许近似地平均分配给大车的各轮。对常用的四轮吊车，每个大车轮引起的横向水平荷载标准值为：图2.24
所示)。Pmax和Pmin可根据所选用的吊车型号、规格由产品样本中查得(如表2-6
所列)。吊车对排架柱产生的最大横向水平荷载标准值Tmax，可利用计算吊车竖向荷载Dmax方法求得(如图2.28
所示)。当计算吊车横向水平荷载引起的排架结构内力时，《荷载规范》规定：对单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于两台。考虑小车往返运行，在两个方向都有可能启动或制动，故排架结构受到的吊车横向水平荷载方向也随着改变，其计算简图如图2.29
3) 吊车纵向水平荷载Te
吊车纵向水平荷载是吊车沿厂房纵向运行时，由大车制动引起的惯性力产生的，它通过大车的制动轮与轨道间的摩擦，经吊车梁传到纵向柱列或柱间支撑。吊车纵向荷载主要与大车制动轮的轮压及轨与轨道间的滑动摩擦系数有关，其作用点位于刹车轮与轨道的接触点，方向与轨道方向一致。《荷载规范》规定：吊车纵向水平荷载标准值Te应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压Pmax之和的10%采用。对每侧有一个制动轮的四轮吊车，可按下式计算：Te=0.1Pmax
(2-9)计算多台吊车的纵向水平荷载时，对单跨或多跨厂房的每个排架，参与组合的吊车台数不应多于两台。当无柱间支撑时，Te
由同一温度区段内的各柱共同承担，且按各柱沿厂房纵向的抗侧移刚度大&壤峙洹５庇兄渲С攀保騎e由柱间支撑承受。在排架计算中，考虑到多台吊车同时满载，且小车又同时处于最不利位置的概率很小。故对多台吊车的竖向荷载标准值和水平荷载标准值，应乘以折减系数&。当参与组合的吊车台数为两台时，对工作级别为A1～A5的吊车，&=0.90；对工作级别为A6～A8的吊车，&=0.95。当参与组合的吊车台数为3
台时，对工作级别为A1～A5的吊车，&=0.85；对工作级别为A6～A8的吊车，&=0.90。当参与组合的吊车台数为4
台时，对工作级别为A1～A5的吊车，&=0.80；对工作级别为A6～A8的吊车，&=0.85。
建筑物受到的风荷载与建筑物的形式、高度、结构自振周期、地理环境等有关。《荷载规范》规定：垂直于建筑物表面上的风荷载标准值Wk(kN/m2)应按下式计算：。单层厂房横向排架承担的风荷载按计算单元考虑。为了简化计算，将沿厂房高度变化的风荷载分为如下两部分作用于横向排架结构：
(1) 柱顶以下的风荷载标准值沿高度取为均匀分布其值分别为1 q + 2 q
(如图2.30 所示)；此时的风压高度变化系数&z按柱顶标高确定。
柱顶以上的风荷载标准值取其水平分力之和，并以水平集中风荷载Fw的形式作用于排架柱顶(如图2.30
所示)。此时的风压高度变化系数&z，对有天窗的可按天窗檐口标高确定；对无天窗的可按屋盖的平均标高或檐口标高确定。由于风是变向的，因此排架内力分析时，既要考虑风从横向排架一侧吹来的受力情况，也要考虑风从横向排架另一侧吹来的受力情况。
2.4.3 内力分析
单层厂房结构是由屋盖结构、排架柱、山墙、吊车梁和连系梁等构件组成的整体空间结构。当某榀横向排架受到荷载作用时，不仅该排架受力产生位移，而且其他排架也参与受力产生位移，从而使直接受荷排架承受的力减少。这种排架与排架之间的相互关联作用称为厂房的整体空间作用。对吊车荷载等局部荷载，厂房的整体空间作用较均布荷载要大。因此，在厂房的设计中，当需要考虑整体空间作用的有利影响时，仅对吊车荷载而言。当不考虑厂房的整体空间作用时，单层厂房的横向排架是一个承受多种荷载作用、具有变截面柱的平面结构。为了确定排架柱在可能同时出现的荷载作用下的截面最不利内力，一般需先对各种荷载单独作用下的排架进行内力分析。对单跨排架，通常需考虑如下8
种单独作用的荷载情况：
(1) 荷载(G1、G2、G3及G4等)。
(2) 屋面活荷载(Q1)。计
(3) 吊车竖向荷载Dmax作用于A柱，Dmin作用于B 柱。
(4) 吊车竖向荷载Dmim作用于A柱，Dmax作用于B 柱。
(5) 吊车水平荷载Tmax作用于A、B 柱，方向由左向右。
(6) 吊车水平荷载Tmax作用于A、B 柱，方向由右向左。
(7) 风荷载(Fw、1 q 、2 q )由左向右作用。
(8) 风荷载(Fw、1 q 、2 q )由右向左作用。
排架在各种单独作用的荷载情况下的内力均可用结构力学的方法进行计算。在计算时，如不考虑厂房的整体空间作用，其计算简图可归结为柱顶有不动铰支排架(如图2.31(a)所示)和柱顶有侧移的铰接排架(如图2.31(b)所示)两种。
下面分别叙述这两种计算简图的排架内力计算实用方法。
1. 柱顶为不动铰支排架
单跨等高排架在恒荷载(如G1、G2、G3、G4等)以及屋面活荷载(如Q1)作用下，一般属于结构对称、荷载对称的情况，因此，可按柱顶为无侧移的不动铰支排架(如图2.31(a)所示)计算内力。由于在排架的计算简图中假定横梁为刚性连杆，故可按图2.32
所示的单根柱计算简图分析柱的内力。对图2.32
所示的单根柱计算简图，可根据各个荷载(如G1或Q1、G2、G4等)对柱上、下轴线的偏心距(e1、e2、e4等)，将其转换为分别作用在柱顶和牛腿顶面的力矩M1和M2以及沿上、下柱轴线作用的集中力。由于沿柱轴线作用的集中力仅使柱产生轴向力，而不引起弯矩和剪力，因此，可按图2.33
所示的计算简图计算柱的截面弯矩和剪力。图图2.33
所示的计算简图为一次超静定结构，用结构力学的方法可求得在M1和M2分别作用下的柱顶反力R1(如图2.34(a)所示)和R2(如图2.34(b)所示)为：柱顶反力R1和R2的方向按实际受力情况确定。当求得M1和M2共同作用下的柱顶反力(R=
R1+ R2)后，即可按悬臂柱计算柱的截面弯矩和剪力。
2. 柱顶为有侧移的铰接排架
排架在吊车荷载及风荷载作用下，一般可按柱顶为有侧移的铰接排架(如图2.31(b)所示)进行内力计算。
1) 吊车竖向荷载作用的排架内力计算
吊车竖向荷载Dmax 和Dmin
同时分别作用在两侧柱的有侧移铰接排架柱的内力(如图2.26(b)所示)，根据力的叠加原理，可由图2.35(a)和图2.35(b)的内力计算结果叠加而得。对于吊车竖向荷载Dmax作用在A
柱的图2.35(a)所示情况，作用于A
柱下柱轴线上的Dmax仅对其下柱产生轴向力，故可按图2.36(a)所示计算排架柱的截面弯矩和剪力。计算时，可按如下步骤进行：
在排架柱顶附加一个不动铰支座(图2.36(b))，按前述的柱顶为不动铰支排架计算牛腿顶面处D
R 作用下的柱顶反力D R 和柱的内力得。
(2) 为消除附加不动铰支座的影响，将柱顶反力max D R
反向作用于有侧移的铰接排架柱顶，按剪力分配法求得此时的柱顶剪力Vi，即可按悬臂柱计算柱的内力。。
将上述两步所得柱的内力叠加，即为如图2.36(a)所示排架柱的内力。
同理，可求得吊车竖向荷载Dmin作用在B柱时如图2.35(b)所示排架柱的内力。以上为吊车竖向荷载Dmax在A柱、Dmin在B
柱时单跨等高排架的内力计算方法。当吊车竖向荷载Dmin作用于A柱、Dmax作用于B
柱时，同样可用上述方法计算排架柱的内力。但此时排架柱的内力图恰好与Dmax在A柱时相反，因此，Dmin作用于A柱的情况可不再另
2) 吊车水平荷载作用的排架内力计算
在吊车水平荷载Tmax作用下，有侧移铰接排架柱的内力也可利用柱顶附加不动铰支座和剪力分配法进行计算。图2.37(a)所示为两跨等高排架承受Tmax作用的计算简图，其排架柱的内力可由图2.37(b)和图2.37(c)所示的内力叠加得到。算对于图2.37(b)所示的情况，可分别按上端为不动铰支下端为固定的变截面单根柱计算其柱顶反力i
R 和柱的内力，。此时，排架柱顶总的反力RT=&S i R
。对于图2.37(c)所示的情况，则按剪力分配法计算在RT作用下各柱的柱顶剪力i
，并求得各柱内力。当为单跨对称排架时，在Tmax作用下的各柱内力，可按图2.38
所示的悬臂柱直接计算。算同理，当Tmax的作用方向向左时，排架柱的内力也可用上述方法计算
3) 风荷载作用的排架内力计算
在风荷载Fw、1 q 、2 q
作用下，等高排架柱的内力仍可用柱顶附加不动铰支座和剪力分配法进行计算。例如，图2.30
所示的单跨排架柱的内力，可由图2.39(a)和图2.39(b)两种内力状态叠加求得。在Fw、1
共同作用下的图2.39(a)所示受力情况，可由它们分别作用的图2.40(a)、图(b)和图2.40(c)三种受力情况叠加得到。况
(1) Fw作用下的计算。由图2.40(a)可见，此时的柱顶反力W F R
=Fw，且柱中不产生内力。
(2) 1 q 作用下的计算。在图2.40(b)所示的情况下，因B
柱上无荷载作用，其柱中内力为零，且不引起柱顶反力，故仅需对A
柱按上端为不动铰支，下端为固定的单根柱计算柱顶反力
1 q R 和柱中内力。此时的柱顶反力
1 q R 为：
插图太多，没办法插图，写不下去了！会写不清楚地！
2.4 排架结构的内力分析与内力组合
2.4.1 计算简图
1. 计算单元
2. 基本假定
3. 计算简图
2.4.2 荷载计算
1) 屋盖自重G1
2) 柱自重G2和G3
3) 吊车梁与轨道联结等自重G4
2. 屋面活荷载
1) 屋面积灰荷载
3) 屋面均布活荷载
3. 吊车荷载
1) 吊车竖向荷载Dmax与Dmin
2) 吊车横向水平荷载Tmax
3) 吊车纵向水平荷载Te
2.4.3 内力分析
为了确定排架柱在可能同时出现的荷载作用下的截面最不利内力，一般需先对各种荷载单独作用下的排架进行内力分析。对单跨排架，通常需考虑如下8
种单独作用的荷载情况：
(1) 荷载(G1、G2、G3及G4等)。
(2) 屋面活荷载(Q1)。
(3) 吊车竖向荷载Dmax作用于A柱，Dmin作用于B 柱。
(4) 吊车竖向荷载Dmim作用于A柱，Dmax作用于B 柱。
(5) 吊车水平荷载Tmax作用于A、B 柱，方向由左向右。
(6) 吊车水平荷载Tmax作用于A、B 柱，方向由右向左。
(7) 风荷载(Fw、1 q 、2 q )由左向右作用。
(8) 风荷载(Fw、1 q 、2 q )由右向左作用。
1. 柱顶为不动铰支排架
2. 柱顶为有侧移的铰接排架
1) 吊车竖向荷载作用的排架内力计算
2) 吊车水平荷载作用的排架内力计算
3) 风荷载作用的排架内力计算
2.4.4 内力组合
1. 控制截面
2. 荷载效应组合
3. 内力组合的项目
4. 组合时注意的问题
(1) 恒荷载参与每一种组合。
吊车竖向荷载Dmax作用于A柱和Dmin作用于A柱，只能选其中一种参与组合。
吊车水平荷载Tmax作用方向向右与向左只能选其中一种参与组合。
有吊车竖向荷载Dmax(Dmin)应同时考虑吊车水平荷载Tmax作用的可能。
(5) 风荷载作用方向向右与向左只能选其中一种参与组合。
组合Nmax或Nmin项时，对于轴向力为零，而弯矩不为零的荷载(如风荷载)也应考虑参与组合。
2.5 排架柱的设计
2.5.1 柱的计算长度
2.5.2 柱的吊装验算
2.5.3 牛腿设计
1. 牛腿的应力状态
2. 牛腿的破坏形态
3. 牛腿的截面尺寸
4. 牛腿的配筋及构造
2.5.4 预埋件设计
2.6 柱下单独基础设计
(1) 基础底面尺寸的确定。
(2) 基础高度的确定。
(3) 基础配筋计算。
2.6.1 轴心受压基础
1. 基础底面尺寸的确定
2. 基础高度的确定
1) 有关尺寸构造要求
2) 受冲切承载力验算
3. 基础配筋计算
2.6.2 偏心受压基础
2.6.3 基础的构造要求
2.7 厂房的支撑系统及构造简述
厂房的支撑系统包括屋盖支撑和柱间支撑两大部分，其主要作用是：
(1) 在施工和使用阶段保证厂房结构的几何稳定性和安全。
(2) 保证厂房结构的空间整体性。
(3) 为主体结构构件提供侧向支撑，减少其计算长度。
将某些局部性水平荷载(如风荷载、吊车水平荷载或地震作用)传递到主要承重结构构件上。
请各位遵纪守法并注意语言文明