第十三章 单 层 工 业 厂 房
排 架 计 算
一、柱的形式
第四节 单层厂房柱
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便于厂房的定型化,设计时可按柱截面高度(H)选截面,其
形式有:
h≤600mm →矩形
H=600~800mm→矩形或工字型
H=900~1400mm→工字型
H>1400mm→双肢柱
二、矩形、工字形截面柱的设计
(一)确定截面尺寸b、h
(二)截面设计(使用阶段截面配筋计算,施工阶段验算)
见P126表示3-8
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(1)使用阶段配筋计算要点
内力组合的取舍
±Mmax及相应的N、V;
Nmax及相应的M、V;
Nmin及相应的M、V。
柱的计算长度:将上下柱分别计算(P.127表13-9)
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①一般采用单点绑扎起吊,吊点设在变阶处;
②吊装时柱的混凝土强度一半达70%即可;
③考虑起吊的振动影响,柱的自重荷载应乘以动力系数1.5;
④吊装承载力验算时,结构构件重要性系数可较其使用阶段
安全等级降低一级取用;
⑤当柱中配筋能满足吊装承载力和裂缝宽度要求时,宜采
用平吊,否则考虑翻身吊。
(2)柱吊装阶段的验算
柱吊装验算应满足:承载力要求
裂缝宽度要求
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l =9550
l =550
l =3900
x=3870
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承载力验算:
)'( 0max0 sysu ahfAMM
)'( 0 sy
u
ahf
M
sA
裂缝宽度验算:通过控制钢筋应力和直径的办法间接控制裂缝
sAh
M
s
s
k
087.0
Mk---吊装阶段最大弯矩标准值
[]----不需裂缝宽度验算的钢筋最大允许应力,
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分:长牛腿--- a > ho ——按悬臂梁设计
短牛腿--- a ≤ ho ——为一变截面深梁,
受力性能与普通悬臂梁不同。
←弹性阶段应力状态
混凝土开裂前牛腿中的应力状态
基本上处于弹性阶段。
三、牛腿设计
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750
45
0
hh
10
0
45
0
A
900 C
750
400 cb/2 1
1
1
b/2
c
h h
B
α
750
300300
1
b/2
c
1
50
0
(a) (b)
C 500 500 C
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(一)牛腿的破坏形态:
1)剪切破坏—— a/h0<0.1;(如图a)
2)斜压破坏—— a/h0=0.1~0.75(如图b、c)
3) 弯压破坏—— a/h0>0.75; (图d )
(a) (b) (c) (d)
4 )局部受压破坏
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(二)牛腿的设计:
1、确定截面尺寸
设计时根据经验先假定牛腿高度,再按下式验算:
0
0
5.0
)5.01(
h
a
bhf
F
F
Vk
tk
vk
hkF
Fvk—作用于牛腿顶面按短期荷载效应计算的竖向荷载标准值;
Fhk—作用于牛腿顶面按短期荷载效应计算的水平荷载标准值。
—裂缝控制系数:对需要进行疲劳验算的牛腿,取 =0.65;
对其它牛腿,取 =0.80;
a——竖向力的作用点至下柱边缘的水平距离,这时应考虑安装偏差20mm;
竖向力的作用点位于下柱截面以内时,取a=0;
b—牛腿宽度 h0—牛腿与下柱交接处的垂直截面有效高度,
取h0=hl一as十C.tg , 当>45º时,取= 45º。
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a
c
15
0m
m
h h
l/
6
l/
2
l
F( )F
l>
shA
α
Asb
a
VS V
0
h
a
1
s
( )nSF nF
A s
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满足上式要求时,牛腿出现的微裂缝宽≤0.1mm.
为防止牛腿沿加载板内侧发生非根部受拉破坏,牛腿尺寸应满足:
mm
h
h
200
31
45
mmmmC 100~70701 ,一般为
c1
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2、牛腿承载力计算
1)计算简图
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2)正截面承载力计算
由计算简图∑M=0 得:
zAfazFaF syshv )(
近似取Z=0.85h0、且as/0.85h0≈0.2 则得:
y
h
y
v
s f
F
hf
aF
A 2.1
85.0 0
当a<0.3h0→取a=0.3h0
Fv、Fh —分别为牛腿顶部的竖向力和水平拉力设计值。
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3)斜截面承载力
设计时只要牛腿中保证必要的箍筋和弯筋,斜截面承载力即
可得到保证,不必做斜截面承载力计算。箍筋和弯筋详见构造
要求。
3、牛腿配筋构造要求
1)牛腿几何尺寸要求;
2)牛腿内纵筋构造要求;
3)水平箍筋和弯筋的构造要求: bhAs min
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本章要点
1、了解排架柱截面的一般形式、掌握排架柱计算长度的计
算
方法
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;
2、了解排架柱的吊装方法及相应的吊装验算计算简图;
3、掌握牛腿内一般需要配置哪几种钢筋,如何确定?