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学习情境四

学习情境四. 单层厂房. 概述. 按材料分类：混合结构、钢砼结构、钢结构 按承重结构分类：排架 门式刚架 V 形折板、 T 形板、拱形等 排架的传力体系：板－架－柱 门式刚架：梁柱合一 V 形折板等：板架合一. 排架结构的传力方式： 板－－架（屋架）－－柱－－基础 注： 柱和基础一般需自行设计. 排架结构构成与受力特点. 1 、 结构组成 ：承重结构、围护结构、支撑结构 2 、荷载：恒载、风荷载、 吊车荷载 、雪荷载、积灰荷载、其他活荷载

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Presentation Transcript

  1. 学习情境四 单层厂房

  2. 概述 • 按材料分类：混合结构、钢砼结构、钢结构 • 按承重结构分类：排架 门式刚架 V形折板、T形板、拱形等 排架的传力体系：板－架－柱 门式刚架：梁柱合一 V形折板等：板架合一

  3. 排架结构的传力方式： 板－－架（屋架）－－柱－－基础 注：柱和基础一般需自行设计

  4. 排架结构构成与受力特点 1、结构组成：承重结构、围护结构、支撑结构 2、荷载：恒载、风荷载、吊车荷载、雪荷载、积灰荷载、其他活荷载 3、传力途径：横向排架：竖向荷载，吊车轮压，吊车横向水平制动力、风荷载、墙体荷载等 纵向排架：风载，吊车纵向水平制动力

  5. 吊车荷载的产生 • 吊车自重，起吊重量 吊车竖向荷载 作用于横向排架 • 小车刹车启动 吊车横向水平荷载 作用于横向排架 • 大车刹车启动 吊车纵向水平荷载 作用与纵向排架

  6. 柱间支撑 • 作用：1、承受屋盖横向水平支撑传来的荷载 2、传递吊车纵向水平制动力至基础 3、提高厂房纵向刚度 • 设置位置：上柱：伸缩缝区段两端和中部 下柱：伸缩缝区段中部 • 设置原则：1、厂房跨度>18m,或柱高>8m 2、设有起重量超过10吨的中轻级工作制吊车或设有超重级重级吊车 3、设有壁行吊车或起重量超过3吨的悬挂吊车 4、纵向柱列总根数小于7根，露天吊车栈桥的柱列

  7. 柱间支撑位置

  8. 柱（牛腿柱） • 排架柱和抗风柱---自行设计 • 柱的截面类型选取： h≤500mm时，采用矩形截面 H=(600~800)mm时，采用矩形和工字型截面 H=(900~1200)mm时，采用工字形截面 h=(1300~1500)mm时，采用工字型或双肢柱 h≥1600mm时，采用双肢柱

  9. 排架结构内力分析 1、计算简图 2、排架上的荷载：吊车荷载、风荷载 3、排架内力分析－剪力分配法 4、排架内力组合 本章难点重点

  10. 排架结构计算简图 • 计算单元选取：选取有代表性的横向排架 • 三点基本假定：屋架与柱顶铰接 柱底与基础固端连接 屋架（屋面梁）刚度无穷大 • 计算简图

  11. 排架计算简图 柱顶和屋架铰接 柱底和基础固接 屋架的刚度无穷大

  12. 排架上的荷载 1、恒载 屋盖恒载 柱子自重 吊车梁传来竖向恒载 墙体传来 2、吊车荷载 吊车竖向荷载 吊车横向水平荷载 吊车纵向水平荷载 3、风荷载 4、其他活荷载（雪载，积灰荷载，施工活荷载）

  13. 屋盖恒载作用在排架上 G1 G1 150 G1e1 G1e1 G1e2 e1 e2

  14. 柱子自重 上柱自重：G2 下柱自重：G3 G2 G2 G2e2 G3 G3

  15. 吊车竖向荷载Dmax • 吊车竖向荷载－－最大值Dmax • 产生条件：轮压达到最大值（满载，小车运行到极限位置），大车位置（影响线原理） • 考虑 多台吊车同时工作 • 多台吊车荷载折减系数 • 参与组合吊车台数

  16. 移动荷载，影响线原理 Pmax y4 y2 y3 y1

  17. 多台吊车D荷载折减系数

  18. 吊车组合最大台数

  19. 解题思路 • 轮距、架宽概念 • 影响线原理 • 标准值和设计值概念 • 折减系数 K B y2 y3 y1

  20. 例题求解

  21. 吊车横向水平荷载T计算 • 移动荷载，同样需要利用影响线原理求解 T y4 y2 y3 y1

  22. 风荷载的计算 • 柱顶以下的风荷载 按竖向均布荷载来考虑 • 柱顶以上的风荷载 通过屋架以集中力的形 作用在排架柱顶

  23. 风荷载标准值计算 • 风荷载体型系数（正号表示压力，负号表示吸力） • 风压高度变化系数 • Z高度处的风振系数 • 基本风压

  24. 风荷载计算例题 • 例题：30m单跨厂房，排架柱间距6m，厂房所在地区基本风压为0.4kN/㎡，地面粗糙度为B类，求作用与排架上的风荷载标准值。 Fw 2.5 2.2 q1 q2 12 0.45

  25. 例题求解 • 柱顶以下的风荷载，按照均布荷载计算 Wk1= q1= Wk2= q2= • 柱顶以上的风荷载，按集中力计算 Fw=

  26. 雪荷载、屋面积灰荷载和屋面活载 • 计算简图同屋盖恒载 • 《规范》规定：屋面均布活荷载与雪荷载取较大值考虑（通常取屋面活荷载）

  27. 排架的内力计算 • 对称排架上作用有对称荷载 eg：恒载作用在排架上 简化为独立柱， 下端固定，上端铰支。 • 对称排架上作用有不对称荷载 eg：风荷载，吊车荷载

  28. 三步骤 1、在直接受力的柱顶加一不动铰支座（等价与对称排架作用有对称荷载情况） 2、撤销铰支座，即支座反力反作用在排架柱顶－－－剪力分配法 3、叠加

  29. 剪力分配法 Vi=ηi·F ηi－－柱子的剪力分配系数 取决与柱子的抗侧移刚度大小

  30. 内力组合 • 控制截面:上柱柱底、下柱柱顶、下柱柱底 • 内力组合项目（四组） +Mmax及相应的N、V Nmax及相应的最大+M Nmin及相应的最大+M • 内力组合特点（5点）

  31. 荷载组合形式 • 新规范: 恒载+一个活荷载 恒载+(二个或以上的活荷载)*0.9 • 老规范: 恒载+活荷载 恒载+(风荷载+其他活荷载)*0.85

  32. 讨论 • 排架柱内力组合的原则和注意事项：以某一工程实例分析进行柱的内力组合 • P72：荷载产生的内力已经求出，试进行内力组合

  33. 柱 • 牛腿的分类 • 牛腿的六种可能破坏形态 斜压破坏 撕裂破坏 弯压破坏 非根部受拉破坏 剪切破坏 局压破坏 • 牛腿的设计内容

  34. 牛腿分类 • a /h0 > 1,长牛腿 • a /h0 <=1,短牛腿 h0 h0 a a

  35. 牛腿的破坏形态 • 三种典型破坏 弯压破坏：受拉纵筋先屈服，后压区砼被压碎而破坏 破坏条件：1>a/h0>0.75和受拉纵筋配筋率较低时 斜压破坏：出现较多斜裂缝，相互贯通 发生条件： a/h0＝0.1～0.75，或牛腿截面尺寸较小时 剪切破坏：牛腿截面尺寸过小，箍筋配置不足时发生 a/ho<0.1

  36. 牛腿的三种非典型破坏形态 局压破坏 撕裂破坏 非根部受拉破 坏

  37. 结论 • 牛腿应该有足够的截面， • 配置足够的钢筋（纵向钢筋、箍筋和弯起钢筋） • 并处理好构造要求

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