单层厂房柱的设计教材.ppt

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1、3单层厂房柱的设计（1）选择柱型；（2）确定柱的外形尺寸；（3）柱的截面设计；（4）牛腿设计；（5）柱子在施工吊装时的强度和裂缝宽度验算；（6）预埋件及其它连接构造的设计；（7）绘制施工图。3.1.1柱的计算内容3.1.1.1柱的计算长度在材料力学分析中，柱的计算长度依柱的两端支撑情况为不动铰或固定端而异。实际厂房中的柱的支撑条件比这个情况复杂。在一般情况下，可根据单层厂房柱的实际工作特点，推算出它的计算长度的大致范围。单层工业厂房铰接排架柱的计算长度见表12-4.表中对有吊车厂房的计算长度，

2、是假定柱顶为不动铰支座确定的。3.1.1.2柱在内力计算时采用的偏心距任何矩形和工形截面柱在内力M、N作用下进行截面设计时，都会产生由设计内力产生的偏心距e0=M/N。但是，由于荷载作用位置的不准确性、混凝土质量的非均匀性以及施工偏差等因素，都可能产生偶然的附加偏心距，使e0有可能增大或减少。因此，有必要考虑附加偏心距对柱承载力的影响。附加偏心距ea对小偏心受压构件承载力的影响较大，随着e0的增加，其影响逐渐减小，对大偏心受压构件的影响可以忽略不计。ea的计算公式为当e0＞0.3h0时，取ea=0。在考虑附

3、加偏心距后，计算初始偏心距ei按下式计算：除附加偏心距以外，钢筋混凝土柱在偏心荷载作用下还将产生纵向弯曲变形，即侧向绕度f，侧向绕度引起附加弯矩Nf，因此，在矩形和工形截面柱计算中，对这种影响，采用偏心距增大系数η来反映，即采用ηei代替ei进行柱的截面设计：经分析研究，《钢筋混凝土结构设计规范》规定偏心距增大系数η按下式进行计算：式中：h和h0——柱截面高度和有效高度；H——柱的计算长度；ζ1——考虑偏心距的变化对截面曲率的影响系数；在对称配筋截面设计时，亦可近似取这里，fc为混凝土抗压设计强度，Ac为柱

4、截面面积，N为设计轴向力；ζ2——考虑细长比对截面曲率的影响系数，3.1.1.3大、小偏心受压的界限按照钢筋混凝土偏心受压截面强度计算的基本假定，当截面上的受拉钢筋到达屈服强度，同时受压区混凝土边缘到达极限压应变值时，称为界限破坏状态。当进行非对称配筋矩形截面计算时，两种偏心受压的判别条件为：ηei＞0.3h0,为大偏心受压情况；ηei≤0.3h0,为小偏心受压情况当进行对称配筋矩形截面计算时，两种偏心受压的判别条件为：ηei＞0.3h0,且N≤Nb时，为大偏心受压情况；ηei≤0.3h0,或ηei＞0.3

5、h0且N＞Nb时为小偏心受压情况。上述式中Nb=fcmbh0ξbξb_——界限相对受压区高度3.1.1.4矩形或工形对称配筋截面的计算在钢筋混凝土单层工业厂房中，由于排架柱的截面弯矩主要是由风荷载和吊车荷载产生的，而风荷载和吊车水平荷载在向左和向右两个方向都可能产生，吊车竖向荷载的最大轮压既可能作用在左列排架柱上也可能作用在右列排架柱上，因而，一般都采用对称配筋截面的柱子。同时，为了节省混凝土和减轻构件自重，对于截面高度h大于600mm的柱子，可采用工形截面。工形截面柱的翼缘厚度一般不小于100mm，腹板厚

6、度一般不小于80mm。这种工形截面偏心受压构件的破坏特征、计算假定和计算方法与矩形截面是相似的，区别只在于增加了受压区翼缘的参与受力。计算时同样可分为ξ≤ξb的大偏心受压和ξ﹥ξb的小偏心受压两种情况进行。一、大偏心受压情况（一）矩形截面条件是ηei＞0.3h0,且N≤Nb。这时，式中：N——由荷载设计值算得的设计轴力；fcm——混凝土的弯曲抗压设计强度；fy、fy’——受拉、受压钢筋的屈服强度，fy=fy’；As、As’——受拉、受压钢筋的截面面积，As=As’；b、h、h0——截面宽度、高度、有效高度；

7、x——压区计算高度，x=N/fcmb；a、a’——受拉、受压钢筋重心分别至受拉、受压区边缘的距离。如果算得的x<2a’,可近似取x=2a’，即为：（二）工形截面1.当N≤fcmb’fh’f时，受压区高度x≤h’f，在一般截面尺寸情况下，能够满足ξ≤ξb的条件，属于大偏心受压情况。当x=N/fcmb’f时:式中：b’f——工形截面翼缘宽度，其余符号同前。如果算得的x<2a’,也可近似取x=2a’,即：2.当fcm〔ξbbh0+（b’f-b）h’f〕≥N＞fcmb’fh’f时，受压区高度x＞h’f，受压区进入腹

8、板，但由于ξ≤ξb，属于大偏心受压情况。当时，二、小偏心受压情况（一）矩形截面条件是ηei≤0.3h0,或ηei＞0.3h0且N＞Nb时。（二）工形截面当N＞fcm〔ξbbh0+（b’f-b）h’f〕时，由于ξ﹥ξb，属于小偏心受压情况。Sc——混凝土受压区面积对As合力中心的面积矩，当1>ξ﹥ξb时，当h/h0>ξ≥1时，当ξ>h/h0时，Ac——混凝土受压区面积.当1>ξ﹥ξb时，当h/h0>ξ≥1时，当ξ>