7.2节 厂房排架柱的受力分析及安全性设计 山东建筑大学混凝土结构课件
6.4-7节框架梁的最不利内力确定 山东建筑大学混凝土结构课件
6.4框架梁的最不利内力确定对于框架结构的梁，根据前面介绍的分层法或D值法，可以分别计算出每一种荷载作用下的各梁的各控制截面上的内力（M，V）。
这些荷载具体包括恒载（自重）、楼面竖向均布活荷载、风荷载、雪荷载等。
一进而根据前述方法可以得到对应于每种荷载的截面配筋方案（包括抗弯纵筋和抗剪箍筋）。
但考虑到多种荷载显然不会都同时出现，需要考虑各荷载效应的合理组合问题，进而确定各控制截面的最终配筋方案。
6.4.1荷载效应的合理组合及截面最终配筋方案荷载效应组合需要考虑各种可能同时出现的荷载组合的最不利情况，但不能对所有参与组合的活荷载都取使用期间的最大值，因为几种活荷载都同时达到最大值的可能性不大。
这时可以对其中的主导活荷载取标准值，对其它活荷载取小于其标准值的代表值，叠加起来得到组合值。
荷载效应控制的两组组合中取最不利值确定：（1）对由可变荷载效应控制的组合New!!!具体来说：内力效应S1应从由可变荷载效应控制的和由永久（2）对由永久荷载效应控制的组合（6－59）这种组合是进行结构安全性计算时要用到的基本形式，因此称为“基本组合”。
各符号的含义：γGi —第i 个永久作用的分项系数当永久荷载效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合γG = 1.2； 由永久荷载效应控制的组合γG = 1.35。
当永久荷载效应对结构有利时， 取γG ≤ 1.0；Q 1—第1个可变作用（主导可变作用）的分项系数； γQ 1、γQi 一般取1.4；γQi — 其余可变荷载的分项系数；γp —预应力作用的分项系数；γL 1、γLj —第1个和第j 个关于结构设计使用年限的荷载SGik—第i个永久荷载标准值的效应；S p —预应力作用有关代表值的效应；S Q1k —最大的一个可变荷载的标准值；SQ1k、SQ ik—其余可变荷载的标准值；。
混凝土结构课件(建工版)7.2
《规范》7.4.1 规范》
N—为轴向拉力的设计值； 为轴向拉力的设计值； 为轴向拉力的设计值 fy —为钢筋抗拉强度设计值； 为钢筋抗拉强度设计值； 为钢筋抗拉强度设计值 As —为全部受拉钢筋的截面面积。 为全部受拉钢筋的截面面积。 为全部受拉钢筋的截面面积 注意： 仍应按f 取用（ 规范》 注意：当fy ≥300N/mm2,仍应按 y =300N/mm2取用（《规范》 仍应按 4.2.1）。 ）。
7.2.2 桥梁工程中的轴拉构件
γ 0 Nd
sd As
Nd —— 拉力的组合设计值； 拉力的组合设计值； fsd —— 钢筋抗拉强度设计值， fsd ≤ 330 N/mm2 ； 钢筋抗拉强度设计值，
2. 构造要求
钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、螺栓连 钢筋连接有绑扎连接、焊接连接、 套筒挤压连接等多种方式。 接、套筒挤压连接等多种方式。轴拉构件不 得采用绑扎的搭接接头。 得采用绑扎的搭接接头。 纵筋一侧配筋率 ρ ≥ 0.2% ，且 ≥ 45 ft fy。 为混凝土轴心抗拉强度设计值） （ ft为混凝土轴心抗拉强度设计值） 纵筋应沿截面周边均匀对称布置，并宜优先 纵筋应沿截面周边均匀对称布置， 采用直径较小的钢筋。 采用直径较小的钢筋。 箍筋直径 d≥6mm, 间距s ≤200mm (腹杆中 间距 腹杆中 s ≤150mm)。 。
混凝土结构设计原理
7.受拉构件承载力计算
7.2 轴心受拉构件 7.2.1建筑工程中的轴拉构件
轴心受拉构件最终破坏时，截面全部裂通， 轴心受拉构件最终破坏时，截面全部裂通，所有拉力全部由钢 筋承担，钢筋的应力都达到相应的抗拉强度设计值： 筋承担，钢筋的应力都达到相应的抗拉强度设计值：
N ≤ f y As
《混凝土结构设计》课件
《混凝土结构设计》PPT 课件
本课程介绍混凝土结构设计的基本原理和方法，涵盖了混凝土结构的概述、
材料和配合比、设计方法、施工和质量控制以及案例分析等内容。
课程简介目标
学习混凝土结构设计的基本概念和方法。
凝土结构的定
点和优势。
学习收益
掌握混凝土结构设计的核
心知识和技能，为实际工
程应用提供有力支持。
混凝土结构概述
定义和分类
介绍混凝土结构的基本概念和分类方法。
五］特点和优势
探讨混凝土结构的特点和与其他结构形式
相比的优势。
混凝土材料和配合比
压］原材料
分析混凝土所使用的原材料的性质和特点。
2 配合比设计原则
介绍混凝土配合比设计的基本原则和方法。
混凝土结构设计方法
学习如何计算混凝土结构所承受的荷载。
结构荷载和设计参数
了解混凝土结构设计中的荷载和设计参数。
结构设计方法
掌握混凝土结构设计的基本方法和步骤。
混凝土结构施工和质量控制
1 I施工过程和要求w 质量控制措施
详细讲解混凝土结构施工的过程和要求。
介绍混凝土结构施工中的质量控制措施。
案例分析
实际工程案例设计方案优化和改进
通过实际工程案例，展示混凝土结构设计的应用。
探讨如何优化和改进混凝土结构的设计方案。
主要内容回顾
总结本课程中涵盖的主要内容和核心概念。
学习收益
强调本课程学习对千参与实际工程的收益。
混凝土结构设计方法ppt课件
因此内力重分布须妥善解决塑性铰的性能，包括塑 性铰的大小和方向、塑性铰分布（出现位置）、 塑性铰长度等。受弯塑性铰研究较多，已成熟； 而偏压塑性铰，研究的还不够。关于塑性铰已在 前作过讨论。
（1）（准）弹性工作阶段（P<Pcr）
开始加荷至最不利截面出现第一条裂缝。此阶 构件各截面刚度（近似）为常值，内力和变形与 荷载成线性关系。
精选ppt
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（2）砼开裂引起的内力重分布阶段（Pcr<P<Py）
第一条裂缝出现至最不利截面处受拉钢筋首次屈 服。多处截面开裂并逐渐开展，会引起不同程度 的刚度下降，其内力分布较为复杂。
杆系结构的计算图形应根据实际形状和尺寸、杆 件的受力和变形特点、构件间的连接构造和支承 条件等作合理简化。杆件的轴线宜取为截面几何 中心的连线；杆件的节点和支座视其构造对相对 变形的约束程度取为刚接或铰接，计算跨度(高度) 宜按其两端支承构件的中心距或净距确定，杆件 间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时， 可作为刚域插入计算图形。
（3）钢筋屈服引起的内力重分布阶段（Py<P<Pu）
第一个塑性铰形成至结构整体或局部成为可变机 构。每形成第一个塑性铰，就改变结构的计算简 图，从而产生更激烈的内力重分布。须注意，塑 性铰截面应有足够的转动能力，以保证结构内力 重分布得以充分发生。
精选ppt
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2 砼结构设计方法简介
结构设计=结构方案+结构计算+构造措施
精选ppt
8
下面仍以两跨连续梁来说明三个要素：
★平衡条件——在所有各个阶段中，平衡条件都要 求：
混凝土结构课件及预制构件应用分析PPT
预制构件在建筑、桥梁等领域的应用案 例
分享具体的预制构件应用案例，包括建筑、桥梁 等领域。
混凝土结构课件设计要点
1 使用清晰的结构和排版
解释如何利用清晰的结构和排版使课件易于理解和跟随。
2 图表和示意图的选取和设计要素
提供选取和设计图表和示意图的关键要素，以帮助传达信息和提高可 视化效果。
混凝土结构基础知识和其作为建筑材料的特 点。
混凝土柱、梁、板的 设计原则
解释混凝土柱、梁和板的 设计原则，包括荷载计算 和构造设计。
混凝土结构的施工技术
介绍混凝土结构的施工技 术和注意事项。
预制构件的优势和应用案例
预制构件的优点和特点
详细介绍预制构件的优势和其在建筑领域中的应 用。
混凝土结构课件及预制构 件应用分析PPT
通过本课件，深入探讨混凝土结构和预制构件的应用，解释它们对建筑行业 的重要性和优势，并分享设计和排版要点。
课件的目的和背景介绍
本节将介绍混凝土结构课件的目的和背景，以帮助学生了解学习的动机和背景。
预制构件的定义和应用范围
介绍预制构件，并详细说明其定义、应用范围和在建筑领域中的重要性。
混凝土结构设计单层厂房排架结构PPT课件
同时为横向排 架和纵向排架 中的构件
抗风柱
承受山墙传来的风荷载，并将它们传给屋盖结 构和基础
也是围护结构 的一部分
支 屋盖 加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将 撑 支撑 风荷载传给排架结构 体 柱间 加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵 系 支撑 向水平荷载至排架柱或基础
第10页/共110第页二节 排架结构单层厂房的组成和结构布置
构成：沿厂房跨度方向用交叉角钢、直腹杆和屋架上弦杆构成的水平 桁架。
作用：保证屋架上弦的侧向稳定性；增强屋盖的整体刚度；作为山墙 抗风柱的顶端水平支座，承受由山墙传来的风荷载和其他纵向水平荷 载，并传至厂房纵向柱列。
布置：当屋盖为有檩体系，或屋盖为无檩体系，但屋面板与屋架的连 接质量不能保证且抗风柱与屋架上弦连接，每一伸缩缝区段端部第一 或第二柱间布置；当设有天窗，且天窗通过厂房端部的第二柱间或通 过伸缩缝，应在第一或第二柱间的天窗范围内设置，并在天窗范围内 沿纵向设置1～3道通长的受压系杆，将天窗范围内各榀屋架与上弦横 向水平支撑连系起来。
第27页/共110第页二节 排架结构单层厂房的组成和结构布置
第三章 单层厂房排架结构
（一） 屋盖支撑
2021/6/29
垂直支撑和水平系杆布置图
第28页/共110第页二节 排架结构单层厂房的组成和结构布置
第三章 单层厂房排架结构
（一） 屋盖支撑
（5）水平系杆
构成：分为上弦水平系杆和下弦水平系杆 。
结
形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传
构 天窗架 来的荷载及天窗上的风荷载等，并将它们传给屋
架
托架
当柱距比屋架间距大时，用以支撑屋架，并将荷 载传给柱
备注
支撑在屋架（屋 面梁）或檩条上
混凝土柱的受力性能分析与设计方法
混凝土柱的受力性能分析与设计方法一、混凝土柱的受力性能分析混凝土柱是建筑结构中常用的一种构件，主要承受垂直荷载和弯曲荷载。
混凝土柱的受力性能分析主要包括以下几个方面：1.1 弯曲承载力分析混凝土柱在承受垂直荷载的同时，还会受到弯曲荷载的作用，因此需要对其弯曲承载力进行分析。
弯曲承载力的计算需要考虑混凝土的强度、钢筋的强度、截面形状和受力状态等因素。
一般情况下，弯曲承载力的计算采用受拉区面积法或杆件理论法。
1.2 压力承载力分析在柱子受到竖向压力时，柱子的压力承载力也需要进行分析。
压力承载力的计算需要考虑混凝土的抗压强度、柱子的几何形状和受力状态等因素。
一般情况下，压力承载力的计算采用极限状态设计法或安全系数法。
1.3 剪力承载力分析当混凝土柱受到横向荷载时，会产生剪力，因此需要对其剪力承载力进行分析。
剪力承载力的计算需要考虑混凝土的抗剪强度、钢筋的强度、截面形状和受力状态等因素。
一般情况下，剪力承载力的计算采用截面法或杆件理论法。
二、混凝土柱的设计方法混凝土柱的设计需要考虑柱子的受力性能和建筑结构的要求，一般采用以下设计方法：2.1 根据荷载计算柱子的尺寸和布置混凝土柱的尺寸和布置需要根据建筑结构的荷载计算确定。
根据荷载的大小和方向，确定柱子的截面形状和尺寸，同时考虑柱子的布置位置和间距，保证建筑结构的稳定和安全。
2.2 选择合适的混凝土和钢筋混凝土柱的设计需要选择合适的混凝土和钢筋，保证柱子的受力性能和耐久性。
混凝土的强度一般按照设计要求选用，而钢筋的强度需要根据柱子的受力性能和要求进行选用。
2.3 设计柱子的配筋和受力钢筋混凝土柱的配筋和受力钢筋需要根据柱子的受力性能和强度要求进行计算和设计。
一般情况下，配筋采用等距配筋或变距配筋，受力钢筋采用纵向钢筋和箍筋进行加固。
2.4 进行柱子的构造设计和施工混凝土柱的构造设计和施工需要按照设计要求和施工规范进行。
一般情况下，柱子的构造设计需要考虑柱子的连接方式和梁柱节点等因素，而柱子的施工需要注意混凝土的浇筑、钢筋的加固和养护等问题。
《排架柱设计》课件
3D打印技术
3D打印技术可用于排架柱的原型 制造和快速施工，提高设计效率 和施工速度。
物联网技术
物联网技术可用于排架柱的状态 监测和远程控制，实现智能化管 理和维护。
设计理念的更新与变革
1 2 3
可持续设计
可持续设计理念强调资源的节约和环境的保护， 要求排架柱设计时考虑节能、环保、可回收等因 素。
02
排架柱设计原理
排架柱的受力分析
竖向荷载分析
包括恒载和活载引起的轴力和剪力。
水平荷载分析
主要考虑风载和地震作用下的弯矩和剪力。
柱脚受力分析
分析柱脚处传递的竖向力和水平力，确保柱脚牢 固稳定。
排架柱的稳定性分析
轴心压力作用下的稳定性
保证措施
通过计算临界荷载和屈曲模态，评估 柱的稳定性。
采取相应措施，如增加支撑、设置抗 侧力结构等，提高排架柱的整体稳定 性。
估算主要尺寸
根据初步确定的排架柱结构形式，估算其高度、宽度 和厚度等主要尺寸。
绘制初步图纸
根据估算的主要尺寸，绘制排架柱的初步图纸，包括 平面图和立体图。
进行详细设计
细化结构设计
01
根据初步设计的图纸，进一步细化排架柱的结构设计，包括节
点连接、支撑布置等。
计算承载能力
02
根据细化后的结构设计，进行承载能力的计算，包括弯矩、剪
案例三：某高层建筑的排架柱设计
总结词
抗震性能好
详细描述
该高层建筑的排架柱设计充分考虑了 地震因素，采用了复合材料和高强度 连接件，增强了结构的抗震性能，确 保了建筑在地震中的安全性能。
05
排架柱设计的未来发展与 展望
新材料的应用
高强度钢材
排架柱上柱与下柱分析课件
可以通过计算临界荷 载、屈曲模态和屈曲 因子等方法进行稳定 性分析。
排架柱下柱的稳定性 分析主要考虑轴向压 力和弯矩作用下的稳 定性。
04
排架柱的优化设计
优化目标与原则
结构安全
01
优化设计应确保排架柱的结构安全，满足承载力和稳定性的要
求。
性能提升
02
通过优化设计，提高排架柱的各项性能指标，如刚度、延性和
上柱承受由上部结构传递下来的 荷载，包括竖向荷载和水平荷载
。
水平荷载
水平荷载通过梁、楼板等水平构 件传递到上柱，上柱通过节点连
接将水平荷载传递到下柱。
下部支撑
上柱的下部通过节点连接支撑在 下部结构上，下部结构对上柱提
供支撑反力。
上柱的稳定性分析
轴压稳定性
上柱的稳定性受到轴向压力的影响，需要满足轴 压稳定性的要求。
耗能能力等。
成本降低
03
在满足性能要求的前提下，优化设计应尽可能降低制造成本和
材料用量。
结构优化方法
尺寸优化
通过调整排架柱的截面尺寸、长度和壁厚等参数，实现整体性能 的提升。
形状优化
改变排架柱的形状，如采用空心截面、改变横截面形状和加强肋 等，以提高结构性能。
拓扑优化
在排架柱的某些区域进行材料去除或增加，以实现整体性能的提 升。
稳定性比较
上柱稳定性
上柱在水平荷载作用下的稳定性相对较差，因为其截面相对较小，抗弯刚度相对 较弱。
下柱稳定性
下柱在水平荷载作用下的稳定性相对较好，因为其截面相对较大，抗弯刚度相对 较强。同时，下柱还受到上柱的约束，对其稳定性也有一定的提高。
06
工程实例分析
工程实例一：某厂房排架柱上柱与下柱设计
《排架柱设计》课件
3
应力计算
通过应力分析，评估排架柱在承受荷载时的受力情况，确保结构的安全性。
排架柱的变形和挠度计算
排架柱在承受荷载后会发生一定的变形和挠度。通过结构力学计算，预测和控制排架柱的变形和挠度， 以确保建筑物的稳定性和舒适性。
排架柱的稳定性分析
排架柱的稳定性是指在受到外力作用时，能够保持稳定的能力。通过结构分 析和计算，评估排架柱的稳定性，确保建筑物的结构安全。
《排架柱设计》PPT课件
排架柱是在建筑结构中起支撑作用的重要组成部分。本课件将介绍排架柱的 设计原理、应力分析和稳定性分析等内容，帮助您了解和掌握排架柱设计的 关键要筑物荷载的结构元素。它能够提供稳定和可 靠的支持，确保建筑物的结构安全。
排架柱的作用不仅限于承重，还可以规划和组织空间，为建筑物提供适当的 通风和采光条件。
排架柱设计的重要性
1 结构稳定性
合理设计的排架柱可以保证建筑物的结构稳定性，防止发生倒塌和垮塌等安全事故。
2 空间规划
通过合理布置排架柱，可以优化建筑内部空间的利用和功能布局。
3 节约成本
合理设计的排架柱可以减少材料的使用量，降低建筑成本，提高施工效率。
排架柱的结构和材料选择
钢排架柱
钢排架柱具有高强度、耐腐蚀 和抗震性能，适用于大型建筑 和重要设施。
混凝土排架柱
混凝土排架柱具有较好的耐火 性和耐久性，适用于一般建筑 结构。
木排架柱
木排架柱具有轻质、施工方便 和环保的特点，适用于轻型建 筑。
排架柱设计的应力分析
1
荷载分析
根据建筑物的设计荷载，计算排架柱承受的力和压力分布。
2
截面设计
根据力学原理，确定排架柱的截面形状和尺寸，使其能够承受设计荷载。
《钢筋混凝土柱》PPT课件
?标准?采用构件的稳定系数 来表示长柱承载能力降低的程度。
以稳定系数代表长柱和短柱承载 能力之比。
N
长 cu
N
短 cu
主要与柱子细长比l0/b 有关。l0为柱子
的计算长度，b为矩形截面的短边。
?准?给出了 值的取值,见表
当 ＜l80/时b， =1.0； ≥8时l，0/b值随
大而l0减/b小。
构件计算长度l 0 与构件支撑情况有关。
间距：纵向受力钢筋净间距不应小于50㎜，偏心 受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵向受力 钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋，其中距 不宜大于300㎜。
配筋率：为使纵向钢筋起到提高受压构件截面承 载力的作用，纵向钢筋应满足最小配筋率的要求〔见 附表〕，为了施工方便和经济要求，且全部纵向钢筋 配筋率不易超过5.0%，一般采用0.5%～2.0%。
《钢筋混凝土柱》PPT课 件
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混凝土受压、受拉构件〔柱〕
柱子是建筑构造中最常见的竖向承重构件，在 构造中起着支撑构造，将各种作用传向根底的作用。
箍筋的数量和布置一般不需计算，只需满足构 造要求即可。
5.1.2 轴心受压构件
1. 配有普通箍筋的轴心受压柱的正截面承载力计算
以恒载为主的多
层房屋的内柱、屋架 的弦杆、受压腹杆可
压 压
压
近似的按轴心受压构
拉
拉
件计算。
〔1〕受力分析及破坏形态
短柱〔 ≤l80/〕b：在轴心荷载作用下，截面压应变根本为 均匀分布，混凝土和钢筋始终保持共同变形；
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7.2厂房排架柱的受力分析原理及
安全性设计
分单肢柱和双肢柱。
本书主要介绍单
肢柱的分析和设计。
上 柱
7.2.1 控制截面及其内力种类
1 排架柱的控制截面
一般上柱底面I-I 截面内力最大， 故取I-I 截面为上柱的控制截面
一般下柱顶面Ⅱ-Ⅱ截面（牛腿
顶面）和Ⅲ-Ⅲ截面（基础顶面
以上截面）内力较大，为下柱
的控制截面，同时Ⅲ-Ⅲ截面为
基础设计设计的依据
下 柱
注意：
➢I-I截面与Ⅱ-Ⅱ截面其实在一处，但内力并不相同（Ⅱ-Ⅱ截面处一般有附加弯矩），这两个截面分别代表了上柱和下柱的配筋。
➢在根据Ⅱ-Ⅱ截面的内力值确定此处的下柱配筋时，不计入牛腿的影响。
即配筋只是针对的下柱非牛腿部分的截面。
2 控制截面的内力种类
控制截面上的内力种类：
轴力N，弯矩M和剪力V
注意：柱子是典型的压弯构件，主要考虑N和M ➢对于I-I和Ⅱ-Ⅱ控制截面，内力可只考虑M和N； ➢对于Ⅲ-Ⅲ控制截面，考虑到柱底的水平剪力将对基础底面产生弯矩，其影响不能忽视，因此为了基础的设计，还需考虑V；
7.2.2最不利内力的确定
根据前面介绍的荷载分析和力法/剪力分配法，可以分别计算出每一种荷载作用下的各控制截面上的内力（M，N或M，V，N）。
通常考虑的主要荷载类型包括：
恒载包括两种：
➢①屋面恒荷载；
➢②柱、吊车梁自重；
活荷载包括六种：
➢③屋面均布活荷载；
➢④D max在左柱；
➢⑤D min在左柱；
➢⑥T max；
➢⑦左风；
➢⑧右风；
注意：这里忽略了雪荷载和积灰荷载。
因为这两种荷载不是一定出现的，如果需要考虑的话，按下面同样的方法进行处理即可。