混凝土与砌体结构设计单层厂房10级ppt课件

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1、M1M1MM排架在荷载作用下的计算简图排架在荷载作用下的计算简图恒荷载作用M6M6M6M6屋架活荷载作用排架在荷载作用下的计算简图排架在荷载作用下的计算简图吊车竖向荷载作用MmaxMminDmax作用在左柱作用在左柱MminMmaxDmax作用在右柱作用在右柱排架在荷载作用下的计算简图排架在荷载作用下的计算简图吊车横向程度荷载作用Tmax向左作用向左作用Tmax向右作用向右作用TmaxTmaxTmaxTmax排架在荷载作用下的计算简图排架在荷载作用下的计算简图风荷载作用左风作用左风作用右风作用右风作用q1q2Wq2W以上计算简图如何进展内力分析和计算？q1三、内力计算三、内力计算用剪力分配法计

2、算等高排架用剪力分配法计算等高排架等高排架等高排架在荷载作用下，各排架柱柱顶程度位移相等的排架。在荷载作用下，各排架柱柱顶程度位移相等的排架。不等高排架不等高排架 在荷载作用下，各排架柱柱顶程度位移不相等的排架。在荷载作用下，各排架柱柱顶程度位移不相等的排架。等高排架等高排架不等高排架不等高排架用剪力分配法计算等高排架用剪力分配法计算等高排架luuIIn,HH,)n(C 1113301u 1、单阶悬臂柱的抗侧移刚度、单阶悬臂柱的抗侧移刚度llIECHnIEHuc033c3)11(1 311u1要使柱顶产生单位程度要使柱顶产生单位程度位移，需在柱顶施加位移，需在柱顶施加1/u的程度力。的程度力。

3、u1反映了柱抵抗侧移的才反映了柱抵抗侧移的才干，称为抗侧移刚度，干，称为抗侧移刚度，记作记作D0。用剪力分配法计算等高排架用剪力分配法计算等高排架aaD0FF1、单阶悬臂柱的抗侧移刚度、单阶悬臂柱的抗侧移刚度 某单阶悬臂柱，抗侧移刚某单阶悬臂柱，抗侧移刚度为度为D0，欲使柱顶产生大小，欲使柱顶产生大小为为a的程度侧移，需施加程度的程度侧移，需施加程度力的大小力的大小F=。aD0 某单层厂房排架，柱抗侧某单层厂房排架，柱抗侧移刚度为移刚度为D01和和D02，欲使排，欲使排架产生大小为架产生大小为a的程度侧移，的程度侧移，需施加程度力的大小需施加程度力的大小F=。D01D02aaF2、柱顶作用程度

4、集中力时的剪力分配、柱顶作用程度集中力时的剪力分配用剪力分配法计算等高排架用剪力分配法计算等高排架D01D02D03uuuF无轴向变形无轴向变形无轴向变形无轴向变形FFVVV321FuDuDuD0302010i030201DFDDDFu010i1DDFV020i2DDFV030i3DDFVuDV011uDV022uDV033F1F2F3010i1DDFV020i2DDFV030i3DDFVF1F2F3用剪力分配法计算等高排架用剪力分配法计算等高排架2、柱顶作用程度集中力时的剪力分配、柱顶作用程度集中力时的剪力分配iD0nD0iD01FFDDFVii00ii?i3、恣意荷载作用时的剪力分配、恣意

5、荷载作用时的剪力分配用剪力分配法计算等高排架用剪力分配法计算等高排架TmaxTmaxABTmaxTmaxABTmaxTmaxABBARR BARR TmaxTmaxABBARR ATmaxARBTmaxBRRA、RB可可由附图查出由附图查出3、恣意荷载作用时的剪力分配、恣意荷载作用时的剪力分配TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR 用剪力分配法计算等高排架用剪力分配法计算等高排架 在排架柱顶在排架柱顶附加不动铰支附加不动铰支座以阻止程度座以阻止程度位移，求出程位移，求出程度反力度反力R R。得。得到到VA1VA1、VB1VB1 撤销附加的撤销附加的不动铰

6、支座，不动铰支座，取消荷载，将取消荷载，将反力反力R R反向施反向施加于排架柱顶。加于排架柱顶。得到得到VA2VA2、VB2VB2 叠加上述两叠加上述两种形状下的柱种形状下的柱顶剪力，得实顶剪力，得实践柱顶剪力。践柱顶剪力。按悬臂柱分析按悬臂柱分析得排架柱实践得排架柱实践内力内力3、恣意荷载作用时的剪力分配、恣意荷载作用时的剪力分配TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR ATmaxARBTmaxBRA1ARV B1BRV AB)(BARR)(BAA2ARRV)(BAB2BRRVTmaxA2A1AVVVB2B1BVVVAAVBTmaxBV 一单跨排架如以下

7、图，两柱截面外形和尺寸等均一样，上柱一单跨排架如以下图，两柱截面外形和尺寸等均一样，上柱Iu=21.3108mm4，下柱，下柱Il=195.38108mm4。由吊车竖向荷载在牛。由吊车竖向荷载在牛腿顶面处产生的弯矩分别为腿顶面处产生的弯矩分别为M1=462.25kNm，M2=110.75 kNm，求两个排架柱各自的柱底弯矩。求两个排架柱各自的柱底弯矩。M 1AB390012800M 2提示：提示：3CHMR)11(115.1323nCHHuluIIn 某金工车间的横剖面外形尺寸及风荷载体形系数如以下图，根本风压某金工车间的横剖面外形尺寸及风荷载体形系数如以下图，根本风压值值0=0.45kN/m

8、2，地面粗糙度类别为，地面粗糙度类别为B，上柱高，上柱高3.6m，柱距，柱距6m，A柱与柱与B柱一样，上、下柱截面尺寸分别为柱一样，上、下柱截面尺寸分别为400mm400mm和和400mm600mm，用，用剪力分配法计算风荷载设计值及排架内力设计值。剪力分配法计算风荷载设计值及排架内力设计值。解：解：一、风荷载设计值一、风荷载设计值1、作计算简图、作计算简图2、求均布风荷载设计值、求均布风荷载设计值q1、q23、求柱顶集中风荷载设计值、求柱顶集中风荷载设计值W二、风荷载作用下内力计算二、风荷载作用下内力计算1、加不动铰支座，求其反力、加不动铰支座，求其反力2、撤销不动铰支座，在排架柱顶施加、撤

9、销不动铰支座，在排架柱顶施加反向反力反向反力3、叠加、叠加1、2得真实柱顶剪力得真实柱顶剪力4、根据求得的柱顶剪力作弯矩图和剪、根据求得的柱顶剪力作弯矩图和剪力图力图1.0TmaxTmaxTmaxTmaxTmaxTmaxABABABBARR BARR 排架同时遭到多种荷载作用，对任一种荷载作用下排架构造的排架同时遭到多种荷载作用，对任一种荷载作用下排架构造的内力均可经过剪力分配法算得，后可经过叠加得多种荷载作用下排内力均可经过剪力分配法算得，后可经过叠加得多种荷载作用下排架内力。架内力。用剪力分配法计算等高排架用剪力分配法计算等高排架四、内力组合四、内力组合 在排架所受的多种荷载中，除构造自重

10、为恒载外，其他均在排架所受的多种荷载中，除构造自重为恒载外，其他均为活载。多种活载同时作用在构造上，又同时使其内力到达最大为活载。多种活载同时作用在构造上，又同时使其内力到达最大值的概率极小，因此对活荷载来说，应引入荷载组合系数值的概率极小，因此对活荷载来说，应引入荷载组合系数cc，思索荷载组合的问题。思索荷载组合的问题。经过以上方法可求得排架恣意截面恣意截面的内力，截面设经过以上方法可求得排架恣意截面恣意截面的内力，截面设计时取用何截面内力？控制截面的概念。计时取用何截面内力？控制截面的概念。在每种能够的荷载组合下，经过剪力分配法，都可得出一在每种能够的荷载组合下，经过剪力分配法，都可得出一

11、组内力组内力MM，V V，N N，称为内力组合，那组内力组合最不利？，称为内力组合，那组内力组合最不利？1、控制截面、控制截面控制截面：构件某一区段内对截面配筋起控制造用的截面上上 柱柱下下 柱柱 普通上柱底面普通上柱底面I-I截面牛腿顶面截面牛腿顶面内力最大，故普通内力最大，故普通I-I截面为上柱的控截面为上柱的控制截面制截面 普通下柱顶面普通下柱顶面-截面牛腿截面牛腿顶面以下截面和顶面以下截面和-截面根底截面根底顶面以上截面内力较大，为下柱的顶面以上截面内力较大，为下柱的控制截面，同时控制截面，同时-截面也是根底截面也是根底设计的根据设计的根据2、荷载组合、荷载组合恒载恒载屋面活载屋面活载

12、吊车竖向活载吊车竖向活载风载风载以上荷载能够呈现的荷载组合有假设干种，如：以上荷载能够呈现的荷载组合有假设干种，如：？对各荷载组合，控制截面内力如何计算？对各荷载组合，控制截面内力如何计算？哪个荷载组合得出的内力组合？哪个荷载组合得出的内力组合M、N、V最不利？最不利？吊车横向程度活载吊车横向程度活载？对各荷载组合，控制截面内力如何计算？对各荷载组合，控制截面内力如何计算？?建筑构造荷载规范建筑构造荷载规范?规定，对于普通排架、框架构造，可采用规定，对于普通排架、框架构造，可采用简化规那么，在以下荷载效应组合中取不利值确定：简化规那么，在以下荷载效应组合中取不利值确定：1由可变荷载效应控制的组

13、合由可变荷载效应控制的组合“恒荷载恒荷载+任一种任一种“活荷载活荷载“恒荷载恒荷载+0.9恣意两种或两种以上恣意两种或两种以上“活荷载活荷载Q1KQ1GKGSSSQiKQi1GKG9.0SSSni2由永久荷载效应控制的组合由永久荷载效应控制的组合“恒荷载恒荷载+ci恣意两种或两种以上恣意两种或两种以上“活荷载活荷载QiKciQi1GK35.1SSSni？哪个荷载组合得出的内力组合？哪个荷载组合得出的内力组合M、N、V最不利？最不利？排架柱是偏心受压构件排架柱是偏心受压构件大偏心受压构件大偏心受压构件小偏心受压构件小偏心受压构件M越大，越大，N越小越危险越小越危险M越大，越大，N越大越危险越大越

14、危险轴压轴压纯弯纯弯故普通思索以下四种内力组合：故普通思索以下四种内力组合：1+Mmax及相应的及相应的N和和V2-Mmin及相应的及相应的N和和V3Nmax及相应的及相应的M和和V4Nmin及相应的及相应的M和和V由于柱普通为对称配筋，故由于柱普通为对称配筋，故12可合并为：可合并为：VNM和及相应的max内力组合：根据各种荷载能够同时呈现的情况，求出在某些荷内力组合：根据各种荷载能够同时呈现的情况，求出在某些荷载作用下柱控制截面能够产生的最不利内力，作为柱和根底配载作用下柱控制截面能够产生的最不利内力，作为柱和根底配筋计算的根据。筋计算的根据。内力组合必需以以上四种组合为目的，结果源自各种

15、荷载组合内力组合必需以以上四种组合为目的，结果源自各种荷载组合下计算得的内力。下计算得的内力。3、内力组合、内力组合-控制截面控制截面内力组合内力组合荷载组合荷载组合+Mmax及相应的及相应的N和和V-Mmin及相应的及相应的N和和VNmax及相应的及相应的M和和VNmin及相应的及相应的M和和V+Mmax及相应的及相应的N和和V-Mmin及相应的及相应的N和和VNmax及相应的及相应的M和和VNmin及相应的及相应的M和和V+Mmax及相应的及相应的N和和V-Mmin及相应的及相应的N和和VNmax及相应的及相应的M和和VNmin及相应的及相应的M和和V荷载类型荷载类型荷载编号荷载编号恒荷载

16、恒荷载活荷载活荷载M、V、N图图M、V、N图图M、V、N图图M、V、N图图M、V、N图图荷载荷载+0.9恣意两种或两种以上活载恣意两种或两种以上活载荷载荷载+任一种活载任一种活载内力设计值内力设计值组合工程组合工程组合工程组合工程MNVMNV内力组合表内力组合表内力组合本卷须知内力组合本卷须知每次组合以一种内力为目的来决议荷载项的取舍。每次组合以一种内力为目的来决议荷载项的取舍。每次组合都必需包括恒荷载项。每次组合都必需包括恒荷载项。当取当取Nmax或或Nmin为组合目的时，应使相应的为组合目的时，应使相应的M绝对值尽能够大。绝对值尽能够大。风荷载中有左风和右风两种，每次组合只能取其中一种。风

17、荷载中有左风和右风两种，每次组合只能取其中一种。吊车竖向荷载吊车竖向荷载Dmax和和Dmin能够作用在同一跨厂房的左柱上，也能能够作用在同一跨厂房的左柱上，也能够作用在右柱上，两者只能选择一种参与组合。够作用在右柱上，两者只能选择一种参与组合。内力组合本卷须知内力组合本卷须知多台吊车荷载参与组合时，应思索吊车荷载折减系数多台吊车荷载参与组合时，应思索吊车荷载折减系数。由于柱底程度剪力对根底底面产生弯矩，故对于由于柱底程度剪力对根底底面产生弯矩，故对于-截面，必需组截面，必需组合剪力合剪力V。T与与D的关系：的关系：有有T必有必有D实践情况；有实践情况；有D也要有也要有T求最不利内力所需求最不利

18、内力所需吊车横向程度荷载吊车横向程度荷载Tmax作用在同一跨内的两个柱子上，向左或向右，作用在同一跨内的两个柱子上，向左或向右，只能选取其中一种参与组合。只能选取其中一种参与组合。一、柱的方式一、柱的方式矩形矩形工字形工字形双肢柱双肢柱通常根据柱截面高度通常根据柱截面高度h选取截面方式。选取截面方式。h600mm宜采用矩形截面柱宜采用矩形截面柱600h800采用工字形或矩形截面柱采用工字形或矩形截面柱900h1400宜采用工字形截面柱宜采用工字形截面柱h1400宜采用双肢柱宜采用双肢柱二、矩形和工字形截面柱的设计二、矩形和工字形截面柱的设计1、截面尺寸、截面尺寸 柱截面尺寸除应保证承载力要求外

19、，还应保证排架柱具有柱截面尺寸除应保证承载力要求外，还应保证排架柱具有足够的刚度，以防止厂房横向和纵向变形过大，影响厂房的正足够的刚度，以防止厂房横向和纵向变形过大，影响厂房的正常运用。常运用。根据刚度要求，根据刚度要求，6m柱距厂房柱和露天栈桥柱的最小截面尺柱距厂房柱和露天栈桥柱的最小截面尺寸可参考表寸可参考表12-3。根据荷载组合求得的内力组合根据荷载组合求得的内力组合M、V、N，按钢筋混凝土，按钢筋混凝土偏心受压构件进展截面设计计算，普通为对称配筋。其中计算长度偏心受压构件进展截面设计计算，普通为对称配筋。其中计算长度l0按表按表12-4取用。取用。2、截面设计、截面设计大小偏心的判别？

20、大偏心时大小偏心的判别？大偏心时As=As=?小偏心时小偏心时As=As=?上册第上册第5章章3、吊装验算、吊装验算排架柱平卧预制排架柱翻身起吊排架柱平卧起吊平吊和翻身吊验算时有何异同？施工方便、满足承载力和裂痕限值平吊和翻身吊验算时有何异同？施工方便、满足承载力和裂痕限值要求等角度要求等角度AsAsAsAs单点起吊多点起吊 单点起吊吊装验算时，最不利受力单点起吊吊装验算时，最不利受力阶段为吊点刚分开地面时，此时柱底端阶段为吊点刚分开地面时，此时柱底端搁置在地面上，柱为在其自重下的受弯搁置在地面上，柱为在其自重下的受弯构件。构件。由此时的计算简图可知，普通可取由此时的计算简图可知，普通可取上柱

21、柱底、牛腿根部和下柱跨中三个控上柱柱底、牛腿根部和下柱跨中三个控制截面。制截面。根据排架柱的长度，可采取单点起吊和多点起吊方案。根据排架柱的长度，可采取单点起吊和多点起吊方案。吊装验算时，应留意：吊装验算时，应留意：1、思索施工振动，柱自重应乘以动、思索施工振动，柱自重应乘以动力系数力系数1.5。2、吊装验算为暂时性验算，构件平、吊装验算为暂时性验算，构件平安等级可较其运用阶段的平安等级降安等级可较其运用阶段的平安等级降低一级。低一级。3、吊装时，混凝土强度普通按设计、吊装时，混凝土强度普通按设计强度的强度的70%思索。即：吊装时，混思索。即：吊装时，混凝土强度不得低于设计强度的凝土强度不得低

22、于设计强度的70%。6、多点起吊时，吊装方法应与施工单位共同商定并进展相应的验、多点起吊时，吊装方法应与施工单位共同商定并进展相应的验算。算。4、吊装验算包括承载力和裂痕控制验算。上册第、吊装验算包括承载力和裂痕控制验算。上册第3和第和第8章章5、吊装验算配筋缺乏时，可在部分区段加配短钢筋。、吊装验算配筋缺乏时，可在部分区段加配短钢筋。牛腿高度：牛腿高度：h h牛腿根部有效高度：牛腿根部有效高度：h0h0h0=h-ash0=h-as牛腿端部高度：牛腿端部高度：h1h1竖向力竖向力FV作用点至下柱边缘间隔作用点至下柱边缘间隔：a短牛腿短牛腿长牛腿长牛腿ah0ah0三、牛腿设计三、牛腿设计按悬臂梁

23、设计按变截面深梁设计1、牛腿实验研讨结果、牛腿实验研讨结果牛腿上部，主拉应力迹线根本与牛腿牛腿上部，主拉应力迹线根本与牛腿上边缘平行，且沿长度方向比较均匀。上边缘平行，且沿长度方向比较均匀。1弹性阶段弹性阶段牛腿斜边，主压应力迹线大致与加载牛腿斜边，主压应力迹线大致与加载点点b到牛腿下部与柱的交点到牛腿下部与柱的交点a的连线的连线ab平平行。行。牛腿与上柱交界处有应力集中景象。牛腿与上柱交界处有应力集中景象。2裂痕的呈现与展开裂痕的呈现与展开F到达破坏荷载的到达破坏荷载的20%40%时，在牛腿顶时，在牛腿顶面与上柱交接处呈现竖向裂痕，开展很小，面与上柱交接处呈现竖向裂痕，开展很小，影响不大。影

24、响不大。FF到达破坏荷载的到达破坏荷载的40%60%时，在加载板时，在加载板内侧附近呈现第一条斜裂痕。内侧附近呈现第一条斜裂痕。FFF到达破坏荷载的到达破坏荷载的80%左右时，加载板外侧左右时，加载板外侧忽然呈现第二条斜裂痕，预示牛腿即将破坏。忽然呈现第二条斜裂痕，预示牛腿即将破坏。所谓不允许呈现斜裂痕是指加载板内侧的斜裂所谓不允许呈现斜裂痕是指加载板内侧的斜裂痕而言，它是确定牛腿截面尺寸的主要根据。痕而言，它是确定牛腿截面尺寸的主要根据。3牛腿的破坏形状牛腿的破坏形状牛腿的破坏形状主要取决于牛腿的破坏形状主要取决于a/h0值，主要有三种破坏形状：值，主要有三种破坏形状：当当a/h00.75和

25、纵向受力钢筋配筋率较低时。和纵向受力钢筋配筋率较低时。第一条斜裂痕呈现后，随荷载添加，不时第一条斜裂痕呈现后，随荷载添加，不时向受压区延伸，程度纵向受力钢筋应力随之增向受压区延伸，程度纵向受力钢筋应力随之增大并逐渐到达屈服，裂痕外侧混凝土绕牛腿与大并逐渐到达屈服，裂痕外侧混凝土绕牛腿与柱交点转动，混凝土压碎而破坏。柱交点转动，混凝土压碎而破坏。当当a/h00.1或边缘高度或边缘高度h1较小时，发生纯剪破坏。较小时，发生纯剪破坏。沿加载板内侧接近竖直截面的纯剪破坏。沿加载板内侧接近竖直截面的纯剪破坏。牛腿与下柱交界面上呈现一系列短斜裂痕，牛腿与下柱交界面上呈现一系列短斜裂痕，最后牛腿沿此斜裂痕从

26、柱上切下而遭破坏。最后牛腿沿此斜裂痕从柱上切下而遭破坏。当当a/h0=0.10.75时，发生斜压或斜拉破坏。时，发生斜压或斜拉破坏。沿斜裂痕外侧呈现一批短而细斜裂痕，最沿斜裂痕外侧呈现一批短而细斜裂痕，最终斜裂痕贯穿，混凝土压碎，导致牛腿破坏。终斜裂痕贯穿，混凝土压碎，导致牛腿破坏。不呈现短斜裂痕，由于主拉应力较大，而不呈现短斜裂痕，由于主拉应力较大，而在加载板内侧呈现一条通长斜裂痕，牛腿沿次在加载板内侧呈现一条通长斜裂痕，牛腿沿次裂痕破坏。裂痕破坏。斜压破坏斜压破坏斜拉破坏斜拉破坏当加载板过小或混凝土强度过低时，由于部分当加载板过小或混凝土强度过低时，由于部分压应力很大，导致加载板下的混凝土

27、部分压碎压应力很大，导致加载板下的混凝土部分压碎破坏。破坏。4牛腿在竖向力和程度拉力共同作用下的受力情况牛腿在竖向力和程度拉力共同作用下的受力情况由于程度拉力的作用，裂痕将提早呈现。由于程度拉力的作用，裂痕将提早呈现。由于程度拉力的作用，牛腿承载力有所降低。由于程度拉力的作用，牛腿承载力有所降低。有程度拉力作用的牛腿与没有程度拉力的牛有程度拉力作用的牛腿与没有程度拉力的牛腿的破坏规律类似。腿的破坏规律类似。2、牛腿设计、牛腿设计确定截面尺寸确定截面尺寸承载力计算承载力计算配筋构造配筋构造确定截面尺寸确定截面尺寸牛腿的截面尺寸应根据斜裂痕控制条件和构造要求牛腿的截面尺寸应根据斜裂痕控制条件和构造

28、要求确定。确定。牛腿截面宽度牛腿截面宽度b牛腿截面宽度牛腿截面宽度b：与排架柱宽度一样：与排架柱宽度一样牛腿截面高度牛腿截面高度h：？。：？。牛腿顶面长：牛腿顶面长：e+B+C1C1100mmeBC1牛腿外边缘高度牛腿外边缘高度h1：不应太小，否：不应太小，否那么将发生剪切破坏，那么将发生剪切破坏，h1不应小于不应小于h/3，且不应小于且不应小于200mm。倾角倾角：不应太大，不应大于：不应太大，不应大于45普通取普通取45 h1h1eBC1确定截面尺寸确定截面尺寸牛腿截面高度牛腿截面高度h由斜裂痕控制要求决议。由斜裂痕控制要求决议。00tkvkhkVK5.0)5.01(habhfFFF裂痕控

29、制系数裂痕控制系数按荷载规范组合计算的竖向力值、按荷载规范组合计算的竖向力值、程度拉力值程度拉力值竖向力作竖向力作用点至下用点至下柱边缘的柱边缘的程度间隔程度间隔 此外，牛腿加载板尺寸不能过小，否那么将导致加载板处部分承此外，牛腿加载板尺寸不能过小，否那么将导致加载板处部分承压才干缺乏。压才干缺乏。cvk75.0fAF 假设部分受压验算不满足，可采取加大受压面积、提高混凝土强度假设部分受压验算不满足，可采取加大受压面积、提高混凝土强度等级、或设置钢筋网片等措施。等级、或设置钢筋网片等措施。承载力计算承载力计算纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋视为程度拉杆视为程度拉杆竖向力作用点至牛竖向力作用点至牛腿根部

30、的斜向混凝腿根部的斜向混凝土视为斜压杆土视为斜压杆)(shvsyazFaFzAfsyAfFABAB:0BM085.0hz yh0s0yvs)85.01(85.0fFhahfaFA0.2yh0yvs2.185.0fFhfaFA当当a0.3h0时，取时，取0.3h0azas配筋构造配筋构造纵向受拉钢筋纵向受拉钢筋级别级别直径直径配筋率配筋率根数根数宜采用宜采用HRB335级或级或HRB400RRB400级级不应小于不应小于12mm接受竖向力的纵筋配筋率不应小于接受竖向力的纵筋配筋率不应小于0.2%，也不，也不宜大于宜大于0.6%接受竖向力的纵筋不宜少于接受竖向力的纵筋不宜少于4根，接受程度拉力根，

31、接受程度拉力的程度锚筋不宜少于的程度锚筋不宜少于2跟跟布置布置平行于牛腿顶面，直通至牛腿外边缘，再沿斜边平行于牛腿顶面，直通至牛腿外边缘，再沿斜边下弯，不得作为弯起钢筋下弯，不得作为弯起钢筋锚固锚固一端沿牛腿下边缘下弯，伸入下柱内一端沿牛腿下边缘下弯，伸入下柱内150mm后后截断；另一端伸入柱内，并有足够的锚固长度截断；另一端伸入柱内，并有足够的锚固长度箍箍 筋筋直径直径间距间距配筋量配筋量设置条件设置条件应取用应取用612mm100150mm上部上部2h0/3范围内的程度箍筋总截面面积不应小范围内的程度箍筋总截面面积不应小于接受竖向力的程度纵筋截面面积的于接受竖向力的程度纵筋截面面积的1/2

32、当当a/h00.3时，宜设置弯起钢筋时，宜设置弯起钢筋级别级别宜采用宜采用HRB335或或HRB400级级位置位置弯起钢筋与竖向力作用点到牛腿下边缘连线的弯起钢筋与竖向力作用点到牛腿下边缘连线的交点应位于该连线上部交点应位于该连线上部1/61/2范围内范围内弯起钢筋弯起钢筋配筋量配筋量截面面积不应少于接受竖向力的程度纵筋截面面积不应少于接受竖向力的程度纵筋截面面积的截面面积的1/2，根数不少于，根数不少于2根根直径直径不宜小于不宜小于12mm地基地基上部荷载上部荷载 基 础 地 基排架柱排架柱-截面传来截面传来内力内力根底梁传来的根底梁根底梁传来的根底梁自重及上部墙体重自重及上部墙体重单层厂房

33、柱下独立根底方式：单层厂房柱下独立根底方式：按受力方式分按受力方式分轴心受压轴心受压偏心受压偏心受压按施工方法分按施工方法分预制根底预制根底现浇根底现浇根底按埋置深度分按埋置深度分浅埋根底浅埋根底深埋根底深埋根底一、概述一、概述阶梯形根底阶梯形根底锥形根底锥形根底 单层厂房柱下独立根底常用方式是扩展根底，根底与预制柱衔接部单层厂房柱下独立根底常用方式是扩展根底，根底与预制柱衔接部分做成杯口，又称为杯形根底。根据剖面外形可分为阶梯形根底和锥形分做成杯口，又称为杯形根底。根据剖面外形可分为阶梯形根底和锥形根底。根底。当根底埋置较深时，为不使预制柱过长和添加柱的种类，常将根底当根底埋置较深时，为不使

34、预制柱过长和添加柱的种类，常将根底上部高度增大，构成短柱，并将杯口升高，做成高杯口根底。上部高度增大，构成短柱，并将杯口升高，做成高杯口根底。高杯口根底高杯口根底 柱下独立根底还有预制板肋根底、壳体根底、倒圆台根底、倒椭圆柱下独立根底还有预制板肋根底、壳体根底、倒圆台根底、倒椭圆台根底等。但普通不常用。当地基条件较差时，普通常采用桩根底。台根底等。但普通不常用。当地基条件较差时，普通常采用桩根底。二、柱下扩展根底的设计二、柱下扩展根底的设计确定根底底面尺寸确定根底高度底板配筋计算构造处置及绘制施工图确定根底底面尺寸 计算基地反力时假定根底是绝对计算基地反力时假定根底是绝对刚性且地基土反力线性分

35、布。刚性且地基土反力线性分布。根底底面尺寸由地基承载力和地根底底面尺寸由地基承载力和地基变形条件确定。基变形条件确定。在选定地基持力层和埋置深度后，钢砼柱下独立根底的设计主要包括：在选定地基持力层和埋置深度后，钢砼柱下独立根底的设计主要包括：普通单层工业厂房的柱下根底，普通单层工业厂房的柱下根底，普通不作地基变形验算。普通不作地基变形验算。lb柱柱l柱柱lbl变阶处变阶处变阶处变阶处轴心受压根底AGNpkkk基底反力基底反力afdAGmkdfNAmak偏心受压根底kkWkkkwkkbkNNNWMAGNppbkkbkmin,kmax,kkkkNk+GkhwwkkkbkeNhVMMkpk,maxP

36、k,minWMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心受压根底blA eGNM)(bkbk6/2lbW)61(kbkmin,kmax,kbeAGNpp当当eb/6时，时，pk，min0amin,kmax,kk2fppp基底平均反力基底平均反力amaxk,2.1fpPk,maxPk,min基底最大反力基底最大反力WMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心受压根底blA eGNM)(bkbk6/2lbW)61(kbkmin,kmax,kbeAGNpp当当e=b/6时，时，pk，min=0Pk,maxamax,kk20fpp基底平均反力基底平均反力amaxk,2.1fp基底最大反力基底最大

37、反力Pk,min=0WMAGNppbkkbkmin,kmax,k偏心受压根底blA eGNM)(bkbk6/2lbW)61(kbkmin,kmax,kbeAGNpp当当eb/6时，时，pk，min0 阐明基底将产生拉应力，但因根底与阐明基底将产生拉应力，但因根底与地基接触面不能够受拉，因此这部分根底地基接触面不能够受拉，因此这部分根底底面与地基间是脱离的。底面与地基间是脱离的。Pk,maxPk,maxNbk+Gk的实践作用点的实践作用点aalGNp3)(2kbkmax,kamax,kk2fpp基底平均反力基底平均反力amaxk,2.1fp基底最大反力基底最大反力确定根底底面尺寸Pk,maxPk

38、,minPk,max3aPk,maxamin,kmax,kk2fppp基底平均反力基底平均反力amaxk,2.1fp基底最大反力基底最大反力先按轴心受压根底确定所需根底底面面积先按轴心受压根底确定所需根底底面面积A0；将面积将面积A0增大增大20%40%；思索偏心距大小，初步选定长、短边尺寸；思索偏心距大小，初步选定长、短边尺寸；验算上二式要求能否满足，如不满足，加大截面尺寸，直至满验算上二式要求能否满足，如不满足，加大截面尺寸，直至满 足承载力要求。足承载力要求。偏心受压根底确定根底高度根底高度应满足构造要求和柱与根底交接处混凝土受冲切承载力的要求。根底高度应满足构造要求和柱与根底交接处混凝

39、土受冲切承载力的要求。构造要求：构造要求：t杯壁厚度杯壁厚度a2根底边缘高度根底边缘高度h1柱插入深度柱插入深度a1杯底厚度杯底厚度hc柱截面高度柱截面高度h2根底上阶高度根底上阶高度h根底高度根底高度 锥形根底的边缘高度锥形根底的边缘高度a2不宜小于不宜小于300mm，阶梯型根底的每阶高度宜，阶梯型根底的每阶高度宜为为300500mm。a2也不应小于也不应小于a1。1150hah杯底厚度，杯底厚度，查表查表12-5柱插入深度，有柱插入深度，有3个要求：个要求：1表表12-42满足柱受力钢筋锚固要求和柱吊装时稳定性的要求满足柱受力钢筋锚固要求和柱吊装时稳定性的要求3h10.05倍柱长倍柱长根底

40、受冲切承载力验算：根底受冲切承载力验算：根底高度或变阶处高度不够时，柱传给根底的荷载将使根底根底高度或变阶处高度不够时，柱传给根底的荷载将使根底发生冲切破坏。发生冲切破坏。需对柱与根底交接处及根底变阶处的根底高度进展验算。需对柱与根底交接处及根底变阶处的根底高度进展验算。沿柱边大致呈沿柱边大致呈4545方方向的截面被拉脱向的截面被拉脱冲切面冲切面柱与根底交接处柱与根底交接处aaa根底变阶处根底变阶处aaa 为防止冲切破坏，须使冲切面外的地基反力所产生的冲切力为防止冲切破坏，须使冲切面外的地基反力所产生的冲切力Fl小小于冲切面处混凝土的受冲切承载力。于冲切面处混凝土的受冲切承载力。h0?冲切力冲

41、切力FllFsplA 扣除根底自重扣除根底自重及上土重后的地基及上土重后的地基土单位面积上的静土单位面积上的静反力设计值，对偏反力设计值，对偏心受压根底可取最心受压根底可取最大地基土单位面积大地基土单位面积净反力设计值。净反力设计值。冲切验算时取冲切验算时取用的部分基底面积用的部分基底面积冲切面积，将基冲切面积，将基地面积分为四部分，地面积分为四部分，取用最不利一侧的取用最不利一侧的面积。面积。aaa柱与根底交接处柱与根底交接处hAl=？Al=？混凝土的受冲切力承载力混凝土的受冲切力承载力aaa0mthp7.0hafhp：受冲切承载力截面高度影响系数：受冲切承载力截面高度影响系数tf：混凝土抗

42、拉强度设计值：混凝土抗拉强度设计值0h：截面有效高度，取两个方向截面：截面有效高度，取两个方向截面ma：冲切锥体最不利一侧的计算长度：冲切锥体最不利一侧的计算长度取冲切锥体上边长取冲切锥体上边长at和下边长和下边长ab的的平均值。平均值。2btmaaa左侧图中，左侧图中，at为柱短边尺寸截面宽为柱短边尺寸截面宽度，度，ab为柱短边尺寸为柱短边尺寸+2h0。柱与根底交接处柱与根底交接处lFh有效高度的平均值有效高度的平均值0mthp7.0hafFl根底变阶处根底变阶处aaa混凝土的受冲切力承载力混凝土的受冲切力承载力hp：受冲切承载力截面高度影响系数：受冲切承载力截面高度影响系数tf：混凝土抗拉

43、强度设计值：混凝土抗拉强度设计值0h左侧图中，左侧图中，at为根底上阶宽，为根底上阶宽，ab为根底为根底上阶宽上阶宽+2h01。ma：冲切锥体最不利一侧的计算长度：冲切锥体最不利一侧的计算长度取冲切锥体上边长取冲切锥体上边长at和下边长和下边长ab的的平均值。平均值。2btmaaa有效高度的平均值有效高度的平均值：截面有效高度，取两个方向截面：截面有效高度，取两个方向截面左侧图中，左侧图中，at为为 ，ab为为 。ma：冲切锥体最不利一侧的计算长度：冲切锥体最不利一侧的计算长度取冲切锥体上边长取冲切锥体上边长at和下边长和下边长ab的的平均值。平均值。2bmaaat0mth7.0hafFllF

44、lAps左侧图中，左侧图中，Al为阴影部分面积为阴影部分面积 假设根底地面线落在45线即冲切破坏锥体以内时，可不进展冲切验算。设计时，普通先根据构造要求确定根底高度，然后按冲切验算，如不满足，那么需增大根底高度重新验算，直至满足。底板配筋计算 在地基净反力设计值在地基净反力设计值ps的作的作用下，根底将在两个方向均向上用下，根底将在两个方向均向上弯曲。因此需在两个方向均配置弯曲。因此需在两个方向均配置受力钢筋。受力钢筋。配筋计算控制截面普通取柱与配筋计算控制截面普通取柱与根底交接处或根底变阶处。根底交接处或根底变阶处。计算两个方向的弯矩时，把根底计算两个方向的弯矩时，把根底视作固定在柱周边或变

45、阶处的四面视作固定在柱周边或变阶处的四面挑出的倒置的悬臂板。挑出的倒置的悬臂板。lb变阶处变阶处 计算弯矩时，为简化计算，将根计算弯矩时，为简化计算，将根底底板划分为四块独立的悬臂板。底底板划分为四块独立的悬臂板。柱柱h0Ih0 短向的钢筋普通置于长向钢筋的短向的钢筋普通置于长向钢筋的上面。上面。轴心受压根底)2()(241t2tsIalbbpM)2()(241t2tsbbalpMI0yII9.0hfMAs）（dhfMhfMAsI0y0y9.09.0柱柱lb变阶处变阶处h0Ih0柱边轴心受压根底)2()(241t2tsIalbbpM)2()(241t2tsbbalpMI0yII9.0hfMAs

46、）（dhfMhfMAsI0y0y9.09.0变阶处lb变阶处变阶处h0Ih0偏心受压根底)()(2(121I,maxs,I,maxs,21IlppppalaMssI0yII9.0hfMAs恣意截面的弯矩计算公式：恣意截面的弯矩计算公式：I-I截面：取截面：取a=at柱边柱柱lb变阶处变阶处h0Ih0a)(2()(481mins,maxs,2ppbbalM）（dhfMAsI0y9.0偏心受压根底恣意截面的弯矩计算公式：恣意截面的弯矩计算公式：-截面：取截面：取a=at，b=bt柱边柱柱lb变阶处变阶处h0Ih0ablb变阶处变阶处h0Ih0偏心受压根底)()(2(121I,maxs,I,maxs

47、,21IlppppalaMss恣意截面的弯矩计算公式：恣意截面的弯矩计算公式：I0yII9.0hfMAsI-I截面：取截面：取a=at变阶处lb变阶处变阶处h0Ih0偏心受压根底恣意截面的弯矩计算公式：恣意截面的弯矩计算公式：）（dhfMAsI0y9.0-截面：取截面：取a=at，b=bt变阶处)(2()(481mins,maxs,2ppbbalM构造要求1、混凝土、混凝土混凝土强度等级不宜低于混凝土强度等级不宜低于C202、钢、钢 筋筋底板受力钢筋普通采用底板受力钢筋普通采用HRB400、HRB335或或HPB235级级最小直径不宜小于最小直径不宜小于8mm，间距不宜大于，间距不宜大于200

48、mm有垫层时，维护层厚度不宜小于有垫层时，维护层厚度不宜小于35mm无垫层时，维护层厚度不宜小于无垫层时，维护层厚度不宜小于70mm根底底板长边大于或等于根底底板长边大于或等于2.5m时，长边钢筋可缩短时，长边钢筋可缩短10%，宜交错布置宜交错布置3、垫、垫 层层根底下通常做素混凝土普通为根底下通常做素混凝土普通为C10垫层垫层垫层厚度通常为垫层厚度通常为100mm垫层面积比根底底面面积大，通常每端伸出根底边垫层面积比根底底面面积大，通常每端伸出根底边100mm4、插、插 筋筋详见教材详见教材P161 ：某单层多跨厂房预制排架柱的截面为400mm600mm，采用柱下扩展根底；杯口顶面的轴向力规

49、范值Nk=715kN、弯矩规范值Mk=208kNm、剪力规范值Vk=26kN；杯口顶面的轴向力设计值N=890kN、弯矩设计值M=290kNm、剪力设计值V=36kN；地基承载力特征值已修正fa=195kN/m2，根底埋置深度d=1.3m；根底混凝土强度等级采用C20，垫层采用C10，厚度为100mm；采用HPB235级钢筋。试设计该根底。解：1、初步确定根底高度和杯口尺寸 由表12-4，柱的插入深度h1=600mm，所以杯口深度为600+50=650mm。杯口顶部尺寸，宽为400+275=550mm，长为600+275=750mm；杯口底部尺寸，宽为400+250=500mm，长为600+2

50、50=700mm。根据表12-5，取杯壁厚度t=200mm，杯底厚度a1=200mm，杯壁高度h2=300mm，a2=200mm。根据以上尺寸，初步确定根底总高度为600+50+200=850mm。2、确定根底底面尺寸 先按轴心受压估算，根底埋置深度d=1.3m，那么：2makm23.43.120195175dfNA将其增大20%40%，初步选用底面尺寸为b=3.0m，l=2.0m。322m36/326/lbWkN1563.12320mkbldG根底边缘的最大和最小压力：2kkkkmax,kkN/m8.221385.02620823156715WhVMblGNp2kkkkmin,kkN/m5.

51、68385.02620823156715WhVMblGNp校核地基承载力：2a2min,kmax,kkkN/m195kN/m2.14525.688.2212fppp2a2maxk,kN/m2341952.12.1kN/m8.221fp故根底底面尺寸满足要求。3、验算根底高度 地基净反力设计值：2maxkN/m2.255385.03629023890WVhMblNp2minkN/m47.41385.03629023890WVhMblNp 按比例可求得相应于柱边缘、变阶处及冲切破坏锥体外边缘处的地基净反力设计值。)22()22(20t0thbllhhbAl)51.0295.022(2)51.021

52、5.120.3(22m83.00002.083.0510146010.1)1.020008008501(7.07.00mthphafkN82.21183.02.255maxlslApF冲切力：抗冲切力：kN82.211kN91.571lF故该根底高度满足受冲切承载力要求。4、根底底板配筋计算 沿根底长边方向，对柱边截面-处的弯矩M：)()(2(121I,maxs,I,maxs,21IlppppalaMss2)71.1692.255()71.1692.255)(4.022(2.11212mkN87.24426I0yIImm16008102109.01087.2449.0hfMAs变阶处截面-处的弯矩M为：2)29.1892.255()29.1892.255)(95.022(925.01212MmkN3.166变阶处有效高度h0=810-300=510mm，那么I26I0yIImm17255102109.0103.1669.0ssAhfMA故应按As配筋，略。沿短边方向的计算类似。