12 单层厂房
The Single-story Factory
Building
Frame structures
在厂房端部横向定位轴线与山墙边缘重合,将山墙内
侧第一排柱中心内移 500mm；伸缩缝两边的中心线
向两边移动 500mm,
柱网的布置应符合, 厂房建筑模数协调标
准, GBJ6-68
跨度在 18M和 18M以下时，采用 30M的模数；
跨度在 18M以上时，采用 60M的模数；
3 The plane placement of the structure
单层厂房的平面布置包括柱网布置，吊车梁，
维护墙布置，屋面梁，天沟板布置，基础与基
础梁布置等。
4 The deformation gaps
变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。
1）伸缩缝 (temperature gap)结构体系很长时，
温度应力过大。 通过设置伸缩缝来解决。
最大伸缩缝间距：处于室内或土中 100M
处于露天时 70M
2）沉降缝（ settlement gap）,解决不均匀沉降
问题。
3）防震缝（ Seismic gap）,当建筑物平面、立
面复杂，结构高度或刚度相差很大时。
The placement of brace
单层厂房的支撑体系分为屋盖支撑体系和柱间支
撑体系两部分。
1）屋盖支撑
屋盖支撑包括屋架上、下弦横向水平支撑、纵向
水平支撑、垂直支撑和纵向水平系杆、天窗架
支撑。
2）柱间支撑
柱间支撑的主要作用是增强厂房的纵向刚
度和稳定性。以下情况设置
（ 1）厂房内设置重级工作制吊车，或中、
轻级工作制吊车起重量在 10吨以上；
（ 2）厂房跨度在 18米及 18米以上，或柱
高在 8米以上；
（ 3）纵向柱的总数每排在 7根以下；
（ 4）设有 3吨及 3吨以上吊车；
（ 5）露天吊车的柱列。
维护结构布置
单层厂房的围护结构包括屋面板、墙体、
抗风柱、圈梁、连系（墙）梁、过梁、
基础梁等构件。
(1) 抗风柱
抗风柱一般与基础刚接，与屋架上弦交接。
抗风柱一般应满足两个要求,
一,是在水平方向上必须与屋架有可靠的连接以保
证有效传递风荷载； 二,是保证在竖向应允许两
者之间有一定相对位移的可能性。
（ 2）圈梁、连系梁、过梁和基础梁
圈梁 的作用是将墙体与排架柱、抗风柱等连接在一
起，以增加厂房的整体刚度；
连系梁 的作用是联系纵向柱列，以增强厂房的纵向
刚度并传递风荷载到纵向排架。
过梁 的作用是承受门窗洞口上的墙体重量。
基础梁 的作用承受围护墙体的重量。
12.3 单层厂房结构主要构件选型 (自学 )
12.4 排架内力分析
12.4.1 计算简图
（一）、计算单元
（二）、计算假定与计算简图
（ 1）柱上端与屋架（或屋面梁）铰接；
（ 2）柱下端与基础固接；
（ 3）排架横梁为无轴向变形的刚杆，横梁的两端
处的水平位移相等；
（ 4）排架柱的高度有固定段支柱顶铰接点处；
（ 5）排架的跨度以厂房的轴线为准。
12.4.2 荷载的计算
12.4.2.1 永久荷载
(1)屋架自重,柱顶以上所有永久荷载的综合 G1通过
屋架的支点作用于柱顶。作用点位于厂房定位轴
线内侧 150mm处。
(2) 上柱自重 G2
上柱自重 G2对下柱的偏心距为 e2，则 G2对下柱的偏
心距为
（ 3）下柱自重 G3
G3作用于下柱，与下柱中心线重合；
（ 4）吊车梁及轨道等自重 G4
222' eGM ?
12.4.2.2 可变荷载
厂房的可变荷载包括,屋面活荷载、吊车荷载和风
荷载三部分。
（ 1）屋面活荷载：包括屋面均布活荷载、雪荷载
和积灰荷载三部分。
包括屋面均布活荷载：查规范。
雪荷载,
式中,Sk为雪荷载标准值；
为屋面积灰分布系数；
S0为基本雪压 (KN/m2):它是以一般空旷平坦
地面上统计所得 30年一遇最大积雪自重确定的。
积灰荷载：查阅荷载规范。
0ss rk ??
r?
12.4.2.3 吊车荷载
吊车荷载与吊车工作频繁程度有关,
吊车工作制 频繁程度
轻级 运行时间占全部生产时间不足 15%
中级 运行时间占全部生产时间在 15-45%之间
重级 运行时间占全部生产时间超过 45%
(1) 吊车竖向荷载 Dmax(或 Dmin)
最大轮压 Pmax,k:当小车在额
定最大起重量并开到大车的
极限状态位置时，在大车的
每一个车轮产生的轮压。
在另一侧的轮压称为最小轮压
Pmin,k。
Pmax,k可以根据吊车型号、规格等条件查阅有关资料。
k
kckk
k Pg
QQQP
m a x,
,,2,1
m i n,2 ??
???
式中,kQ,1 和 kQ,2 分别为大车和小车的自重（标准值），
均以吨计；
kcQ,为吊车的额定起重量；
g 重力加速度。
最大轮压设计值 Pmax和最小设计值 Pmin取值如下,
k
k
PP
PP
m i n,m i n
m a x,m a x
4.1
4.1
?
?
柱最大竖向吊车荷载 Dmax,Dmin
参与组合的吊
车台数
吊车工作制
轻级和中级 重级和超重级
2
4
0.9
0.8
0.95
0.85
当两台吊车满起重量并开
到如下位置时，柱子将产
生最大竖向力。
根据影响线的概念,P=1，
则柱子产生的内力为
图 2.37
m a x
m a x
m i nm i n4m i n3m i n2m i n1m i nm a x
m a x4m a x3m a x2m a x1m a xm a x
)(
)(
P
DPyPyPyPyPyPD
yPyPyPyPyPD
i
i
??????
?????
?
?
??
??
多台吊车的荷载折减系数
Dmax和 Dmin对下柱都是偏心压力，转换成作用在
下柱顶面的轴向压力和弯矩。
e4— 吊车梁支座钢垫板的中心线之下柱轴线的距
离。
4m a xm a x eDM ? 4m i nm i n eDM ?
（ 2）吊车横向水平荷载 Tmax
小车吊起起重量以后，在启动和刹车时产生的
惯性力，即为横向水平荷载。
吊车的横向刹车力平均传给两侧的结构。
在计算吊车横向水平荷载作用下的排架结构内
力时，无论是单跨还是多跨最多开率两台吊车
同时刹车。
对于 Q不超过 50T的吊车，每一个大车轮传递的
水平荷载为,
gQQT kkck ??? )(41,2,?
?? ikk yTT m a x,?? ?????? ikkckikk ygQQPDTyTT )(41,2,ma xma xma x,?
为横向水平荷载系数,?
12.0??当 tQ 10? 时,
对于软吊钩,
当 tQ 5015 ?? 时,10.0??
当 tQ 75? 时,08.0??
对于硬吊钩,20.0??
（ 3）吊车纵向水平荷载 T0
吊车纵向水平荷载是桥式吊车在厂房纵向启动
和刹车时产生的惯性力。
对于单跨和多跨厂房只考虑两台吊车同时刹车。
10
m a x,
,0
k
k
PnT ??
n为吊车每侧的制动轮数，对于一般四轮吊车 n=1,
2.4.2.4 风荷载
垂直于厂房各部分表面的风荷载标准值（ kN/m2）,
0ww zszk ???? Bwq k ??
— 基本风压 (kN/m2),不小于 0.25kN/m2
基本风压：以当地比较空旷平坦地面上离地 10米高由统
计所得的 30年一遇 10分钟内平均最大风速 为标准，按
公式
— z高度处的风振系数，对于单层厂房
— 风荷载体型系数；
— 风荷载高度变化系数；
风荷载高度变化系数，根据地面粗糙程度查表选取。
A类：近海、海面、海岛、海岸及沙漠地区；
B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城
镇和大城市郊区；
C类：有密集建筑群的大城市郊区。
0.1?z?z?
0w
z?
s?
0v
1600
2
0
0
vw ?
排架计算单元宽度范围内风荷载的设计值为,
kw qq ?? 4.1?w?
柱顶以上水平集中风荷载设计值为,
wkww FF ??
12.4.3 排架内力分析
12.4.3.1 登高排架内力计算
计算的总的原则是按刚度分配的方法,
(1)阶梯形柱位移的计算
主要的目的是求柱子的剪切刚度 ?1?K
12.4.3.2 柱顶水平集中力作用下（剪力分配法）
由于横梁为刚度无限大，所以各柱顶点的位移相
等。
ni uuuu ?? ???? 21
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?
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n
i
n
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1
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?
? 1
1
1
12.4.3.3 任意荷载作用下
任意荷载作用下，等高排架的内力计算步骤如下,
（ 1）在排架柱顶附加不动铰支座，求出支反力；
（ 2）车处不动铰支座，在此排架柱上反向作用支座
反力 R，已恢复到原来的实际情况；
（ 3）叠加上述两种情况的内力。
12.4.4不等高排架内力计算（自学）
12.4.5 排架内力组合
排架内力组合的目的是求出控制界面的最不利内
力,作为柱和基础设计的依据,
12.4.5.1 控制截面
控制截面是指对柱配筋和基础设计起控制作用的
截面,
上柱底面 I-I,牛腿顶面 II-II,下柱底面 III-III,
12.4.5.2 荷载效应组合
为了求出控制截面的最不利内力,就必须按这些荷
载同时出现的可能性进行组合,
?
?
?? n
i
ikQiQikGG QCGCS
1
???
可变荷载的组合值系数，当有两个或两个以上可
变荷载参与组合，且其中有风荷载时，取
,其余情况下,
常见的荷载组合,
(1)永久荷载 +0.85（风荷载 +吊车荷载 +屋面活荷载）
(2)永久荷载 +0.85（风荷载 +屋面活荷载）
(3)永久荷载 +吊车荷载 +屋面活荷载
(4)永久荷载 +0.85（风荷载 +吊车荷载）
(5)永久荷载 +吊车荷载
(6)永久荷载 +风荷载
12.4.5.3 内力组合
一般考虑以下四种内力组合,
?
85.0?? 0.1??
（ 1） +Mmax及相应的 N,V；
（ 2） -Mmax及相应的 N,V；
（ 3） Nmax及相应的 M,V；
（ 4） Nmin及相应的 M,V；
进行内力组合时应当注意以下主要问题,
（ 1）永久荷载在任何一种内力组合时都应存在,
（ 2）吊车荷载 Dmax应当分别作用在左柱和右柱；
（ 3）在考虑吊车横向水平荷载时，必须考虑竖向
水平吊车荷载；
（ 4）应当考虑左右两个方向的横向水平作用；
（ 5）风荷载的作用方向考虑左右两种情况；
12.5 单层厂房结构主要构件设计
12.5.1 钢筋混凝土屋架设计要点（自学）
12.5.2 钢筋混凝土柱设计
12.5.2.1 矩形和 I字形截面柱设计
(1)柱的计算长度
见表 2.22（ P137）
(2)吊装、运输阶段的承载力
和裂缝宽度验算
结构构件在吊装时的动力系数
采用 1.5,吊装时混凝土的强度
采用设计强度的 70%,计算简图
如下,
12.5.2.2牛腿设计
按照集中力作用线至柱下边缘的距离 a1,分
为两种,a1>h0,长牛腿
a1<=h0,短牛腿
（ 1）牛腿的受力特点和破坏形态
弹性阶段、裂缝出现与开展阶段、破坏阶段。
裂缝的出现与开展,20%-40%极限荷载，出现
裂缝 1； 40%-60%极限荷载，出现裂缝 2；
80%极限荷载，出现裂缝 3；
破坏形态,
压弯破坏：见图（ a）
斜压破坏：见图（ b,c）
剪切破坏：见图（ d）
175.0
0
1 ??
h
a
75.01.0
0
1 ??
h
a
1.0
0
1 ?
h
a
(2) 牛腿截面尺寸的确定
一般以斜截面的抗裂度为控制条件，即以控制其
在使用阶段不出现或仅出现细微斜裂缝为准。
0
0
5.0
)5.01(
h
a
bhf
F
FF tk
vk
hk
vk
?
?? ?
-作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的竖向力值；
-作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的水平拉力值；
-裂缝控制系数。疲劳验算 其它牛腿
-竖向力作用点至下柱边缘的距离；
-牛腿宽度；
-牛腿与下柱交接面的垂直截面的有效高度；
vkF
hkF
?
?
b
0h
65.0?? 80.0??
（ 3）牛腿的承载能力计算
（ a）纵向受拉钢筋的确定
)( shvsy azFaFzAf ???
085.0 hz ?
y
hs
y
v
s f
F
h
a
hf
aFA )
85.01(85.0 00 ???
y
h
y
v
s f
F
hf
aFA 2.0
85.0 0 ??)85.0/( 0ha s
（ b）水平箍筋和弯起钢筋的构造要求
,规范, 规定：水平钢筋
的直径 6-12mm，间距
100-150mm，且在上
部 2/3h，总面积不少于
受拉钢筋总面积的 1/3；
当 a/h0>=0.3时，应设置
弯起钢筋，范围在 l/6-
l/2之间，截面面积不少
于受拉钢筋截面面积的
2/3，且不应少于
0.0015bh,不少于 3根，
直径不应小于 12mm,
12.5.3 钢筋混凝土柱下独立基础
12.5.3.1 概述
种类,独立基础 ; 条形基础 ;十字交叉基础 ; 筏板基
础 ; 桩基础等,
12.5.3.2 柱下扩展基础的设计
(1) 独立基础底面尺寸的确定
A 轴心受压柱下基础,
fA GFp ???
设 d为基础埋置深度，基础和土的平均重度为 3N /m20kG ??
dAG G?? df FA
G??
?
B 偏心受压柱下基础
假定基础底面的压力按线性分布，基础边缘的最
大和最小应力,
W
M
A
GFp ???
m i nm a x
M-作用于基础底面的弯矩设计值；
W-基础底面面积的抵抗矩,
6
2blW ?
GF
Me
??
则
当 e<l/6时,pmin>0,地基反力分布图为梯形；
当 e=l/6时,pmin=0,地基反力分布图为三角形；
当 e>l/6时,pmin<0,地基一部分为拉应力,则基
础底面的实际压力分布为 3al,根据平衡关系,
)61(
m i nm a x l
e
lb
GFp ???
al
GFp
3
)(2
m a x
??
确定偏心受压柱下基础底面尺寸时，应符合下列条件,
fp
fppp
2.1
2
m a x
m i nm a x
?
???
确定偏心受压基础底面积时，采用以下方
法（试算法）,
（ 1）按轴心受压基础公式计算，计算基础底面积 A1
（ 2）考虑偏心影响,A=（ 1.1-1.4） A1
（ 3）确定最大和最下基底压力
（ 4）验算是否满足 2.76和 2.77的要求,修改 b,l指导
符合条件为止。
（ 2）柱下独立基础高度的确定
根据抗冲切条件确定基础
的高度,
ApF
hbfF
sl
mthl
?
? 07.0 ?
2
bt
m
bbb ??
bt-为冲切破坏最不利一侧斜截面的上边长；
bb-为冲切破坏最不利一侧斜截面的下边长；
h0-基础冲切破坏锥体的有效高度；
-截面高度影响系数,h<=800mm,取 1.0,h>=1200mm时，
取 0.9,期间按线性内插,
h?
A-考虑冲切荷载时的多边形面积 ;
-在荷载设计值作用下基础底面单位面积上的
土反力 (扣除基础自重及上土的自重 );
(3) 底板受力钢筋的计算
sp
对于矩形基础,当台阶的宽高比小于或等于
2.5时和偏心距小于或等于 1/6基础边长
时，轴心受压,
A,I-I截面的计算,
B,II-II截面的计算,
C、对于偏心受压基础,
（ 4）构造要求（自学）
2211 aApaApM ssI ??
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Iy
IsI hfMA
09.0
?
)2()(241 2 ccsI hlbbpM ??? )(9.0
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2
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s
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2
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The Single-story Factory
Building
Frame structures
在厂房端部横向定位轴线与山墙边缘重合,将山墙内
侧第一排柱中心内移 500mm；伸缩缝两边的中心线
向两边移动 500mm,
柱网的布置应符合, 厂房建筑模数协调标
准, GBJ6-68
跨度在 18M和 18M以下时，采用 30M的模数；
跨度在 18M以上时，采用 60M的模数；
3 The plane placement of the structure
单层厂房的平面布置包括柱网布置，吊车梁，
维护墙布置，屋面梁，天沟板布置，基础与基
础梁布置等。
4 The deformation gaps
变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。
1）伸缩缝 (temperature gap)结构体系很长时，
温度应力过大。 通过设置伸缩缝来解决。
最大伸缩缝间距：处于室内或土中 100M
处于露天时 70M
2）沉降缝（ settlement gap）,解决不均匀沉降
问题。
3）防震缝（ Seismic gap）,当建筑物平面、立
面复杂，结构高度或刚度相差很大时。
The placement of brace
单层厂房的支撑体系分为屋盖支撑体系和柱间支
撑体系两部分。
1）屋盖支撑
屋盖支撑包括屋架上、下弦横向水平支撑、纵向
水平支撑、垂直支撑和纵向水平系杆、天窗架
支撑。
2）柱间支撑
柱间支撑的主要作用是增强厂房的纵向刚
度和稳定性。以下情况设置
（ 1）厂房内设置重级工作制吊车，或中、
轻级工作制吊车起重量在 10吨以上；
（ 2）厂房跨度在 18米及 18米以上，或柱
高在 8米以上；
（ 3）纵向柱的总数每排在 7根以下；
（ 4）设有 3吨及 3吨以上吊车；
（ 5）露天吊车的柱列。
维护结构布置
单层厂房的围护结构包括屋面板、墙体、
抗风柱、圈梁、连系（墙）梁、过梁、
基础梁等构件。
(1) 抗风柱
抗风柱一般与基础刚接，与屋架上弦交接。
抗风柱一般应满足两个要求,
一,是在水平方向上必须与屋架有可靠的连接以保
证有效传递风荷载； 二,是保证在竖向应允许两
者之间有一定相对位移的可能性。
（ 2）圈梁、连系梁、过梁和基础梁
圈梁 的作用是将墙体与排架柱、抗风柱等连接在一
起，以增加厂房的整体刚度；
连系梁 的作用是联系纵向柱列，以增强厂房的纵向
刚度并传递风荷载到纵向排架。
过梁 的作用是承受门窗洞口上的墙体重量。
基础梁 的作用承受围护墙体的重量。
12.3 单层厂房结构主要构件选型 (自学 )
12.4 排架内力分析
12.4.1 计算简图
（一）、计算单元
（二）、计算假定与计算简图
（ 1）柱上端与屋架（或屋面梁）铰接；
（ 2）柱下端与基础固接；
（ 3）排架横梁为无轴向变形的刚杆，横梁的两端
处的水平位移相等；
（ 4）排架柱的高度有固定段支柱顶铰接点处；
（ 5）排架的跨度以厂房的轴线为准。
12.4.2 荷载的计算
12.4.2.1 永久荷载
(1)屋架自重,柱顶以上所有永久荷载的综合 G1通过
屋架的支点作用于柱顶。作用点位于厂房定位轴
线内侧 150mm处。
(2) 上柱自重 G2
上柱自重 G2对下柱的偏心距为 e2，则 G2对下柱的偏
心距为
（ 3）下柱自重 G3
G3作用于下柱，与下柱中心线重合；
（ 4）吊车梁及轨道等自重 G4
222' eGM ?
12.4.2.2 可变荷载
厂房的可变荷载包括,屋面活荷载、吊车荷载和风
荷载三部分。
（ 1）屋面活荷载：包括屋面均布活荷载、雪荷载
和积灰荷载三部分。
包括屋面均布活荷载：查规范。
雪荷载,
式中,Sk为雪荷载标准值；
为屋面积灰分布系数；
S0为基本雪压 (KN/m2):它是以一般空旷平坦
地面上统计所得 30年一遇最大积雪自重确定的。
积灰荷载：查阅荷载规范。
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12.4.2.3 吊车荷载
吊车荷载与吊车工作频繁程度有关,
吊车工作制 频繁程度
轻级 运行时间占全部生产时间不足 15%
中级 运行时间占全部生产时间在 15-45%之间
重级 运行时间占全部生产时间超过 45%
(1) 吊车竖向荷载 Dmax(或 Dmin)
最大轮压 Pmax,k:当小车在额
定最大起重量并开到大车的
极限状态位置时，在大车的
每一个车轮产生的轮压。
在另一侧的轮压称为最小轮压
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最大轮压设计值 Pmax和最小设计值 Pmin取值如下,
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4.1
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柱最大竖向吊车荷载 Dmax,Dmin
参与组合的吊
车台数
吊车工作制
轻级和中级 重级和超重级
2
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当两台吊车满起重量并开
到如下位置时，柱子将产
生最大竖向力。
根据影响线的概念,P=1，
则柱子产生的内力为
图 2.37
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多台吊车的荷载折减系数
Dmax和 Dmin对下柱都是偏心压力，转换成作用在
下柱顶面的轴向压力和弯矩。
e4— 吊车梁支座钢垫板的中心线之下柱轴线的距
离。
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（ 2）吊车横向水平荷载 Tmax
小车吊起起重量以后，在启动和刹车时产生的
惯性力，即为横向水平荷载。
吊车的横向刹车力平均传给两侧的结构。
在计算吊车横向水平荷载作用下的排架结构内
力时，无论是单跨还是多跨最多开率两台吊车
同时刹车。
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水平荷载为,
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对于硬吊钩,20.0??
（ 3）吊车纵向水平荷载 T0
吊车纵向水平荷载是桥式吊车在厂房纵向启动
和刹车时产生的惯性力。
对于单跨和多跨厂房只考虑两台吊车同时刹车。
10
m a x,
,0
k
k
PnT ??
n为吊车每侧的制动轮数，对于一般四轮吊车 n=1,
2.4.2.4 风荷载
垂直于厂房各部分表面的风荷载标准值（ kN/m2）,
0ww zszk ???? Bwq k ??
— 基本风压 (kN/m2),不小于 0.25kN/m2
基本风压：以当地比较空旷平坦地面上离地 10米高由统
计所得的 30年一遇 10分钟内平均最大风速 为标准，按
公式
— z高度处的风振系数，对于单层厂房
— 风荷载体型系数；
— 风荷载高度变化系数；
风荷载高度变化系数，根据地面粗糙程度查表选取。
A类：近海、海面、海岛、海岸及沙漠地区；
B类：田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的中小城
镇和大城市郊区；
C类：有密集建筑群的大城市郊区。
0.1?z?z?
0w
z?
s?
0v
1600
2
0
0
vw ?
排架计算单元宽度范围内风荷载的设计值为,
kw qq ?? 4.1?w?
柱顶以上水平集中风荷载设计值为,
wkww FF ??
12.4.3 排架内力分析
12.4.3.1 登高排架内力计算
计算的总的原则是按刚度分配的方法,
(1)阶梯形柱位移的计算
主要的目的是求柱子的剪切刚度 ?1?K
12.4.3.2 柱顶水平集中力作用下（剪力分配法）
由于横梁为刚度无限大，所以各柱顶点的位移相
等。
ni uuuu ?? ???? 21
? ??
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n
i
n
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21
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1
1
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FFV i
n
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i
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??
?
? 1
1
1
12.4.3.3 任意荷载作用下
任意荷载作用下，等高排架的内力计算步骤如下,
（ 1）在排架柱顶附加不动铰支座，求出支反力；
（ 2）车处不动铰支座，在此排架柱上反向作用支座
反力 R，已恢复到原来的实际情况；
（ 3）叠加上述两种情况的内力。
12.4.4不等高排架内力计算（自学）
12.4.5 排架内力组合
排架内力组合的目的是求出控制界面的最不利内
力,作为柱和基础设计的依据,
12.4.5.1 控制截面
控制截面是指对柱配筋和基础设计起控制作用的
截面,
上柱底面 I-I,牛腿顶面 II-II,下柱底面 III-III,
12.4.5.2 荷载效应组合
为了求出控制截面的最不利内力,就必须按这些荷
载同时出现的可能性进行组合,
?
?
?? n
i
ikQiQikGG QCGCS
1
???
可变荷载的组合值系数，当有两个或两个以上可
变荷载参与组合，且其中有风荷载时，取
,其余情况下,
常见的荷载组合,
(1)永久荷载 +0.85（风荷载 +吊车荷载 +屋面活荷载）
(2)永久荷载 +0.85（风荷载 +屋面活荷载）
(3)永久荷载 +吊车荷载 +屋面活荷载
(4)永久荷载 +0.85（风荷载 +吊车荷载）
(5)永久荷载 +吊车荷载
(6)永久荷载 +风荷载
12.4.5.3 内力组合
一般考虑以下四种内力组合,
?
85.0?? 0.1??
（ 1） +Mmax及相应的 N,V；
（ 2） -Mmax及相应的 N,V；
（ 3） Nmax及相应的 M,V；
（ 4） Nmin及相应的 M,V；
进行内力组合时应当注意以下主要问题,
（ 1）永久荷载在任何一种内力组合时都应存在,
（ 2）吊车荷载 Dmax应当分别作用在左柱和右柱；
（ 3）在考虑吊车横向水平荷载时，必须考虑竖向
水平吊车荷载；
（ 4）应当考虑左右两个方向的横向水平作用；
（ 5）风荷载的作用方向考虑左右两种情况；
12.5 单层厂房结构主要构件设计
12.5.1 钢筋混凝土屋架设计要点（自学）
12.5.2 钢筋混凝土柱设计
12.5.2.1 矩形和 I字形截面柱设计
(1)柱的计算长度
见表 2.22（ P137）
(2)吊装、运输阶段的承载力
和裂缝宽度验算
结构构件在吊装时的动力系数
采用 1.5,吊装时混凝土的强度
采用设计强度的 70%,计算简图
如下,
12.5.2.2牛腿设计
按照集中力作用线至柱下边缘的距离 a1,分
为两种,a1>h0,长牛腿
a1<=h0,短牛腿
（ 1）牛腿的受力特点和破坏形态
弹性阶段、裂缝出现与开展阶段、破坏阶段。
裂缝的出现与开展,20%-40%极限荷载，出现
裂缝 1； 40%-60%极限荷载，出现裂缝 2；
80%极限荷载，出现裂缝 3；
破坏形态,
压弯破坏：见图（ a）
斜压破坏：见图（ b,c）
剪切破坏：见图（ d）
175.0
0
1 ??
h
a
75.01.0
0
1 ??
h
a
1.0
0
1 ?
h
a
(2) 牛腿截面尺寸的确定
一般以斜截面的抗裂度为控制条件，即以控制其
在使用阶段不出现或仅出现细微斜裂缝为准。
0
0
5.0
)5.01(
h
a
bhf
F
FF tk
vk
hk
vk
?
?? ?
-作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的竖向力值；
-作用于牛腿顶部按荷载标准值组合计算的水平拉力值；
-裂缝控制系数。疲劳验算 其它牛腿
-竖向力作用点至下柱边缘的距离；
-牛腿宽度；
-牛腿与下柱交接面的垂直截面的有效高度；
vkF
hkF
?
?
b
0h
65.0?? 80.0??
（ 3）牛腿的承载能力计算
（ a）纵向受拉钢筋的确定
)( shvsy azFaFzAf ???
085.0 hz ?
y
hs
y
v
s f
F
h
a
hf
aFA )
85.01(85.0 00 ???
y
h
y
v
s f
F
hf
aFA 2.0
85.0 0 ??)85.0/( 0ha s
（ b）水平箍筋和弯起钢筋的构造要求
,规范, 规定：水平钢筋
的直径 6-12mm，间距
100-150mm，且在上
部 2/3h，总面积不少于
受拉钢筋总面积的 1/3；
当 a/h0>=0.3时，应设置
弯起钢筋，范围在 l/6-
l/2之间，截面面积不少
于受拉钢筋截面面积的
2/3，且不应少于
0.0015bh,不少于 3根，
直径不应小于 12mm,
12.5.3 钢筋混凝土柱下独立基础
12.5.3.1 概述
种类,独立基础 ; 条形基础 ;十字交叉基础 ; 筏板基
础 ; 桩基础等,
12.5.3.2 柱下扩展基础的设计
(1) 独立基础底面尺寸的确定
A 轴心受压柱下基础,
fA GFp ???
设 d为基础埋置深度，基础和土的平均重度为 3N /m20kG ??
dAG G?? df FA
G??
?
B 偏心受压柱下基础
假定基础底面的压力按线性分布，基础边缘的最
大和最小应力,
W
M
A
GFp ???
m i nm a x
M-作用于基础底面的弯矩设计值；
W-基础底面面积的抵抗矩,
6
2blW ?
GF
Me
??
则
当 e<l/6时,pmin>0,地基反力分布图为梯形；
当 e=l/6时,pmin=0,地基反力分布图为三角形；
当 e>l/6时,pmin<0,地基一部分为拉应力,则基
础底面的实际压力分布为 3al,根据平衡关系,
)61(
m i nm a x l
e
lb
GFp ???
al
GFp
3
)(2
m a x
??
确定偏心受压柱下基础底面尺寸时，应符合下列条件,
fp
fppp
2.1
2
m a x
m i nm a x
?
???
确定偏心受压基础底面积时，采用以下方
法（试算法）,
（ 1）按轴心受压基础公式计算，计算基础底面积 A1
（ 2）考虑偏心影响,A=（ 1.1-1.4） A1
（ 3）确定最大和最下基底压力
（ 4）验算是否满足 2.76和 2.77的要求,修改 b,l指导
符合条件为止。
（ 2）柱下独立基础高度的确定
根据抗冲切条件确定基础
的高度,
ApF
hbfF
sl
mthl
?
? 07.0 ?
2
bt
m
bbb ??
bt-为冲切破坏最不利一侧斜截面的上边长；
bb-为冲切破坏最不利一侧斜截面的下边长；
h0-基础冲切破坏锥体的有效高度；
-截面高度影响系数,h<=800mm,取 1.0,h>=1200mm时，
取 0.9,期间按线性内插,
h?
A-考虑冲切荷载时的多边形面积 ;
-在荷载设计值作用下基础底面单位面积上的
土反力 (扣除基础自重及上土的自重 );
(3) 底板受力钢筋的计算
sp
对于矩形基础,当台阶的宽高比小于或等于
2.5时和偏心距小于或等于 1/6基础边长
时，轴心受压,
A,I-I截面的计算,
B,II-II截面的计算,
C、对于偏心受压基础,
（ 4）构造要求（自学）
2211 aApaApM ssI ??
)2()(241 2 ccsI bbhlpM ???
Iy
IsI hfMA
09.0
?
)2()(241 2 ccsI hlbbpM ??? )(9.0
0 dhf
MA
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IIsI ??
2
1,m a x,ss
s
ppp ??
2
m i n,m a x,ss
s
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