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机械工业厂房结构设计规范 GB50906-2013

来源:发布时间:2018/7/13

前言


中华人民共和国国家标准

机械工业厂房结构设计规范

Code for design of machinery industry workshop structures

GB 50906-2013

主编部门:中国机械工业联合会
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2014年3月1日


中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第105号

住房城乡建设部关于发布国家标准《机械工业厂房结构设计规范》的公告

现批准《机械工业厂房结构设计规范》为国家标准,编号为GB 50906-2013, 自2014年3月1日起实施。其中,第5.3.2、6.1.2、6.1.3、6.1.5、6.1.6、6.1.7、6.1.8、9.1.8( 5 )、9.6.12(9)条(款)为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2013年8月8日


本规范是根据原建设部《关于印发<2005年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标函[2005]124号)的要求,由中国中元国际工程公司会同有关单位共同编制而成。
本规范在编制过程中,编制组进行了广泛的调查研究,总结了近年来我国机械工业厂房结构设计的实践经验,且与我国现行相关标准进行了协调,积极采用新技术,在此基础上以多种方式广泛征求了全国有关单位的意见,经反复讨论和修改,最后经审查定稿。
本规范共分12章和16个附录。主要内容包括:总则、术语和符号、基本规定、荷载和作用、材料、地基设计、基础设计、楼屋盖结构、单层厂房、钢筋混凝土多层与高层厂房、框排架厂房、改建与扩建工程等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国机械工业联合会负责日常管理,由中国中元国际工程公司负责具体技术内容的解释。在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,积累资料,如发现需要修改或补充之处,请将意见和建议寄交中国中元国际工程公司(北京市西三环北路5号,邮政编码:100089),以供今后修订时参考。
本规范组织单位、主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
组织单位:中国机械工业勘察设计协会
主编单位:中国中元国际工程公司
参编单位:北京市工业设计研究院
南京汽车工程设计研究院有限公司
机械工业第一设计研究院
福建省机电建筑设计研究院
主要起草人:吴汉福 陈远椿 王凤琴 叶 青 刘昌绪 张同亿 张德金 何 范达人 周桂祥 姜孝林 徐 辉 柴万先 阎红伟
主要审查人:丁龙章 马 勇 李培彬 陈企奋 金承玉 魏利金

条文说明
制订说明

本规范是根据原建设部《关于印发<2005年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标函[2005]124号)的要求,由中国中元国际工程公司会同有关设计单位制订而成。
为便于大家在使用本规范时能正确理解和执行条文的规定,编制组按照章、节、条的顺序,编制了《机械工业厂房结构设计规范》条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。规范执行中如发现条文说明有欠妥之处,请将意见或建议寄交中国中元国际工程公司。

1 总则


1.0.1 为保证机械工业厂房结构设计的质量,提高结构设计的水平,适应机械工业的发展,在满足工艺要求的前提下,使结构设计做到安全适用、技术先进、经济合理,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于无抗震设防要求的新建、改建和扩建机械工业厂房的结构设计。

1.0.3 机械工业厂房的结构设计,应符合下列规定:
1 结构布置、选型和构造处理应根据生产工艺、建筑功能、施工技术、自然环境、岩土工程条件、材料供应和改扩建要求等因素确定;
2 结构设计应有足够的强度、刚度和延性,并应满足稳定性和耐久性的要求;
3 结构设计中采用的新技术、新结构、新材料,应经过有关主管部门或受委托单位鉴定认可,并应具有完整的技术文件;
4 结构设计中宜采用标准构配件,在同一工程中,宜减少结构构配件的种类;
5 结构设计应取得岩土工程、地震和气象等有关的基本设计资料。

1.0.4 机械工业厂房的结构设计,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

条文说明

1 总则

1.0.2 机械工业厂房类型的划分一般可按以下原则:无桥式起重机或起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式起重机的厂房为轻型厂房,起重量大于100t的桥式起重机的厂房为重型厂房,其余为中型厂房。

2 术语和符号


2.1 术语
2.2 符号

2.1 术语


2.1.1 屋盖 roof system
在房屋顶部,用以承受各种屋面作用的屋面板、檩条、屋面梁、屋架及支撑系统组成的部件或以拱、网架、薄壳和悬索等大跨空间构件与支承边缘构件所组成的部件的总称。

2.1.2 屋架 roof truss
将屋盖荷载传递到墙、柱、托架或托梁上的桁架式构件。

2.1.3 天窗架 skylight truss;monitor frame
设置在屋架或屋面梁上供采光和通风用并承受与屋盖有关作用的桁架或框架。

2.1.4 屋盖支撑系统 roof-bracing system
保证屋盖整体稳定并传递纵横向水平力而在屋架或屋面梁间设置的各种连系杆件的总称。

2.1.5 等截面柱 constant cross-section column
沿高度方向水平截面尺寸不变的柱。

2.1.6 阶形柱 stepped column
沿高度方向分段改变水平截面尺寸的柱。

2.1.7 抗风柱 wind-resistant column
为承受风荷载而在房屋围护墙处设置的柱。

2.1.8 实腹钢柱 solid-web steel column
腹板为整体的竖向受压钢构件。

2.1.9 格构式钢柱 built-up steel column;laced or battened compression member
由钢缀材将各分肢体组合成整体的竖向受压钢构件。

2.1.10 分离式钢柱 separated steel column
支承屋盖的竖向钢肢体和支承起重机梁的竖向钢肢体两者用水平钢缀材连接而成的双肢受压钢构件。

2.1.11 钢柱脚 steel column base
用以向基础传递内力的钢柱支座部分。

2.1.12 柱间支撑 column bracing
为保证建筑结构整体稳定、提高侧向刚度和传递纵向水平力而在相邻两柱之间设置的连系杆件。

2.1.13 起重机梁 crane girder
承受起重机轮压所产生的竖向荷载和纵、横向水平荷载的梁。

2.1.14 制动结构 brake structure
承受起重机上小车横向制动力的结构。

2.1.15 起重机荷载 crane load
起重机起吊重物运行时,对结构构件产生的竖向或水平荷载。

2.1.16 动力系数 dynamic coefficient
承受动力荷载的结构或构件,当按静力设计时采用的系数,其值为结构或构件的最大动力效应与相应的静力效应的比值。

2.2 符号


2.2.1 作用和作用效应
S——荷载效应组合设计值;
M——弯矩;
N——轴力;
V——剪力;
P——基础底面压力;
w0——基本风压;
wk——风荷载标准值。

2.2.2 材料性能和抗力
K——结构构件刚度;
R——结构构件承载力;
Ec——混凝土弹性模量;
Es——钢筋弹性模量;
E——钢材弹性模量;
f——材料强度设计值;
fk——材料强度标准值。

2.2.3 几何参数
A——毛截面面积;
An——净截面面积;
As——钢筋截面面积;
H——结构总高度、柱高度;
H1、H2、H3——阶形柱上段、中段(或单阶柱下段)、下段的高度;
b——构件截面宽度;
d——土层深度或厚度、钢筋直径;
h——计算楼层层高、构件截面高度;
t——剪力墙厚度、楼板或钢板厚度;
λ——长细比。

2.2.4 计算系数
μs——风荷载体型系数;
μz——风压高度变化系数;
μ——高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数、柱的计算长度系数;
μ1、μ2、μ3——阶形柱上段、中段(或单阶柱下段)、下段的计算长度系数;
ρ——配筋率、比率;
φ——构件受压稳定系数。

2.2.5 其他
T——结构自振周期。

3 基本规定


3.0.1 机械工业厂房的结构型式应根据工艺要求、材料供应和施工条件等因素确定。

3.0.2 单层机械工业厂房宜采用钢筋混凝土或钢排架结构;框排架厂房宜采用钢筋混凝土或钢框排架结构,亦可采用钢排架-钢筋混凝土框架混合的框排架结构;多层与高层机械工业厂房宜采用框架、框架-剪力墙或框架-支撑结构。
技术经济合理时,可采用钢管混凝土柱。

3.0.3 符合下列条件之一时,宜采用钢结构:
1 设有双层或双层以上起重机(含壁行起重机)的厂房;
2 柱距大于等于12m、起重机起重量大于75t的厂房。

3.0.4 柱距大于15m的大柱网的单层厂房,当无起重机或有起重量为10t及以下的悬挂起重机时,屋盖可采用柱支承和周边支承的网架或空间桁架结构。

3.0.5 有下列情况之一的单层厂房,可采用门式刚架轻型房屋钢结构,且厂房跨度不宜大于36m,柱距不宜大于9m,檐口高度不宜超过12m:
1 无桥式起重机;
2 起重量不大于20t的A1~A5工作级别桥式起重机;
3 起重量不大于3t的悬挂式起重机。

3.0.6 机械工业厂房常用起重机工作级别可划分为A1~A8级,其与过去常用的工作制等级的对应关系,可按本规范附录A确定。

3.0.7 跨度不大于15m、柱距不大于6m的单层厂房,符合下列条件之一时,可采用砖柱结构:
1 柱顶标高不大于7.5m、无起重机或有起重量不大于3t的悬挂起重机厂房;
2 起重量不大于5t的A1~A5工作级别梁式起重机、轨顶标高不大于6m的厂房。

3.0.8 受腐蚀性介质作用的机械工业厂房的防腐蚀设计,应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定;其生产部位的腐蚀性介质类别,应根据工艺条件确定;当由工艺确定有困难时,可按本规范附录B的规定确定。

3.0.9 直接承受间歇性辐射热影响,构件表面温度经常处于150℃以上的厂房,应采用钢结构,并应对其构件采取相应的隔热措施。
当采取隔热防护措施后,其表面温度仍高于100℃时,在计算钢的设计强度和弹性模量时,宜计入相应的折减系数。

3.0.10 钢筋混凝土结构厂房中下列构件,当其表面温度经常高于下列温度时,应采取隔热防护措施:
1 起重机梁、柱子为60℃;
2 屋盖承重构件为80℃;
3 其他构件为100℃。

3.0.11 构件的隔热防护措施,可按本规范附录C的规定采用。构件表面温度,应根据实测资料确定;无实测资料时,可按本规范附录D的规定确定。
当钢筋混凝土结构采取隔热防护措施后,其表面温度仍高于60℃时,在计算钢筋和混凝土的设计强度和弹性模量时,应计入相应的折减系数。

3.0.12 机械工业厂房结构设计,应计入地面大面积堆载所产生的地基不均匀变形对上部结构的不利影响,且应提高柱、墙等承重结构的抗弯承载力和结构整体刚度;地基不均匀变形较大时,宜采用铰接排架等对不均匀变形不敏感的结构形式。设计应对堆载的范围、分布和允许的堆载量提出要求。

3.0.13 当房屋长度超过现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003、《混凝土结构设计规范》GB 50010和《钢结构设计规范》GB 50017的有关伸缩缝最大间距时,其设计应计入温度变化的影响。

3.0.14 对结构分析软件的计算结果应进行分析判断,并应在确认其合理、有效后再作为工程结构设计的依据。

条文说明

3 基本规定

3.0.1~3.0.7 强调机械工业厂房宜根据工艺特点、材料供应、施工条件等,选用相应合理的结构型式。
钢筋混凝土结构在机械工业厂房中比重一直比较大,为大家所熟知,材料供应和施工技术容易保证。
随着国民经济的快速发展,国内钢产量的不断提升,加之钢材和钢结构本身的优点,钢结构应用越来越广泛,涉及重型厂房、大柱网厂房、门式刚架轻型房屋及钢排架-钢筋混凝土框架混合框排架结构厂房。
钢管混凝土柱由于其自身的优点,应用越来越多。
多层与高层机械工业厂房为满足生产工艺的要求,一般采用框架结构,当房屋较高时可采用框架-剪力墙或框架-支撑结构。
明确了门式刚架轻型房屋钢结构的适应范围,其设计可参照有关技术规程进行,不主张采用钢筋混凝土门架。
砖柱结构系指由实心砖墙或砖柱承重,钢筋混凝土或钢结构屋盖组成的砖排架结构。单层砖柱厂房承受水平荷载能力和性能差,对其使用加以限制。

3.0.10、3.0.11 钢筋混凝土结构构件受热后,混凝土的强度、弹性模量、钢筋与混凝土之间的粘着力均有所下降,对构件的强度、刚度、抗裂性和耐久性等都有不同程度的影响。本规范规定,表面温度经常高于本规范规定的限值的承重结构构件,应根据具体情况采取有效的隔热措施。本规范附录C,根据以往的工程实践经验,提供了几种隔热方法。设计人亦可根据自己的成熟经验,采用其他有效的隔热措施。
对于稳定热源作用下的构件,其表面温度变化平缓,采用隔热层与构件直接接触的做法效果不好,宜采用带流动空气层的隔热措施。
隔热层与构件应有可靠连接,以免隔热层脱落失效。

3.0.12 地面大面积堆载所产生的地基不均匀变形对上部结构的不利影响大小,取决于柱脚型式和上部结构刚度。当地面大面积堆载所产生的地基附加沉降较大时,应考虑在使用过程中垫高或移动起重机轨道和起重机梁的可能性。堆载应均衡,不宜直接压在基础上,堆载量不应超过地基承载力特征值。

4 荷载和作用


4.1 一般规定
4.2 楼面和屋面活荷载
4.3 施工和检修荷载
4.4 栏杆水平荷载
4.5 雪荷载、屋面积灰荷载和风荷载
4.6 起重机荷载
4.7 地面运输荷载
4.8 地面荷载
4.9 动力系数

4.1 一般规定


4.1.1 机械工业厂房结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载(效应)组合,并应取各自的最不利的效应组合进行设计。直接承受动力荷载作用的构件和连接节点,当按静力荷载设计时,应乘以动力系数。

4.1.2 当采用荷载准永久组合时,可不计入施工和检修荷载及栏杆的水平荷载。

4.1.3 机械工业厂房屋面和楼面活荷载、屋面积灰荷载和清灰设施所产生的荷载、设备荷载、起重机荷载、地面运输荷载、堆料荷载,以及施工和检修荷载等,应在施工图中注明。

4.1.4 混凝土楼地面的设计,应按正常使用条件下的运输荷载、设备荷载和堆料荷载分别进行计算,并应取其中最不利者;当使用过程中运输荷载、设备荷载和堆料荷载可能同时作用时,应按实际情况进行组合计算,并应取其中最不利者。

4.1.5 地下坑沟的设计,当使用过程中可能出现的荷载同时作用时,应按不同组合分别进行计算,并应取其中最不利者。

条文说明

4.1 一般规定

4.1.3 为确保使用阶段和施工阶段楼面活荷载不超过设计规定的限值,本规范规定在施工图中应注明活荷载的限值,以引起生产和施工管理人员的注意。

4.2 楼面和屋面活荷载


4.2.1 机械工业厂房楼面和工作平台在生产使用或安装检修时,由设备、管道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载,均应按实际情况确定,可采用等效均布活荷载代替。楼面等效均布活荷载,可按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定执行。
机械化运输系统、起重机检修平台、锅炉房、煤气站、工艺和公用平台及铸工车间熔化工部等工作平台的均布活荷载,当工艺提不出具体资料时,可按本规范附录E的规定确定。

4.2.2 机械工业厂房楼面和工作平台,尚应计入操作荷载。无设备区域的操作荷载,包括操作人员、一般工具、零星原料、少量成品和半成品的自重,可按均布活荷载计入,但不宜小于2.0kN/m2;当堆料或成品和半成品堆放较多时,应按实际情况确定。但在设备所占的楼面面积范围内可不计入操作荷载。

4.2.3 机械工业厂房楼面悬挂设备及管道时,其荷载应按实际情况确定,但不宜小于0.3kN/m2。

4.2.4 生产使用的楼梯活荷载,可按实际情况确定,但不宜小于3.5kN/m2。

4.2.5 机械工业厂房楼面活荷载的组合值系数、频遇值系数和准永久值系数,应按实际情况确定。但在任何情况下,组合值系数和频遇值系数不应小于0.7,准永久值系数不应小于0.6。

4.2.6 机械工业厂房屋面活荷载,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定执行。

条文说明

4.2 楼面和屋面活荷载

4.2.2 本条所指的工具不包括机械运输设备,成品与半成品系指自重较轻的小件成品和半成品。

4.2.3 当悬挂有设备及管道时,其荷载应按实际情况取值;考虑到使用灵活性规定一般不宜小于0.3kN/m2。

4.2.5 机械工业厂房楼面的活荷载不同于民用建筑,任何情况下,组合值系数和频遇值系数不应小于0.7,准永久值系数不应小于0.6。

4.3 施工和检修荷载


4.3.1 设计屋面板、檩条、钢筋混凝土挑檐、雨篷和预制小梁时,施工或检修集中荷载(人和小工具的自重),应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定执行。

4.3.2 当施工阶段无临时支撑,且采用叠合梁的框架计算其第一阶段的内力时,施工荷载可取1.0kN/m2;悬挑结构时,可取1.5kN/m2。

4.3.3 纵向联系梁做施工验算时,应按距梁端1/3跨度处作用有1.0kN的集中荷载的计算图形进行计算。

4.3.4 钢筋混凝土预制构件在脱模、起吊和运输阶段做施工验算时,其荷载应符合下列规定:
1 构件自重宜乘以动力系数1.5,但验算屋架腹杆强度时,动力系数宜取1.0;
2 脱模时的模板吸附力宜取1.0kN/m2。

4.4 栏杆水平荷载


4.4.1 机械工业厂房楼梯、工作平台和检修平台的栏杆顶部水平荷载,可取1.0kN/m。

4.4.2 当女儿墙或栏杆装有标志牌时,作用在女儿墙或栏杆上的水平荷载,应计入标志牌引起的水平力。

4.4.3 多层停车库栏杆的水平荷载,宜取2.0kN/m。

4.5 雪荷载、屋面积灰荷载和风荷载


4.5.1 机械工业厂房雪荷载、屋面积灰荷载和风荷载,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定执行。

4.5.2 横向天窗、井式天窗的井内、女儿墙墙根内侧等部位的积雪荷载的分布系数和积灰荷载的增大系数,不宜小于2.0。对轻钢结构屋面积雪分布系数和屋面积灰荷载的增大系数尚宜适当提高。

4.5.3 露天起重机栈桥的桥架、起重机梁和柱的风荷载体型系数,宜取1.3。

4.5.4 作用在露天起重机梁顶面的横向风荷载标准值,应按下式计算:

式中:Qwk——作用在露天起重机梁顶面的横向风荷载标准值(kN);
wk——风荷载标准值(kN/m2);
B——起重机最大宽度(m);
H——轨道面到起重机顶端距离(m);
a——起重机梁顶面到轨道面距离,可取0.2m;
b——操作室端面宽度,可取1.3m;
hs——操作室底面到起重机大梁底面距离(m);
F——起重机大梁底面到轨道面距离(m)。

条文说明

4.5 雪荷载、屋面积灰荷载和风荷载

4.5.2 横向天窗、井式天窗的井内、女儿墙墙根内侧等部位的积雪分布系数、积灰荷载增大系数取2.0,是参考现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009关于高低跨屋面的规定确定的,积雪、积灰范围也可参考该规定确定。若经常性的清灰、扫雪工作有保证,也可采用小于2.0的值,但任何情况下均不得小于1.4。
轻型钢结构屋盖的自重很小,有时可能小于雪荷载,若按一般情况的雪荷载设计,可靠度可能不够,因此本规范建议适当提高积雪分布系数。若仍采用原来的积雪分布系数1.4,此时宜适当提高基本雪压值。

4.6 起重机荷载


4.6.1 起重机的纵向和横向水平荷载取值、单层起重机厂房多台起重机的组合,应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。

4.6.2 结构计算中,可不计入悬挂起重机、悬链运输系统、手动起重机及电动葫芦的水平荷载,但应设支撑系统以承受悬挂起重机的水平荷载。

4.6.3 起重机空载时的最大轮压值和最小轮压值,可按下列公式计算:

式中:pomax——起重机空载时的最大轮压值(kN);
pomin——起重机空载时的最小轮压值(kN);
m'——起重机空载轮压系数,一般取1.0,露天起重机取1.05;
pmax——起重机技术参数提供的最大轮压值(kN);
Pmin——起重机技术参数提供的最小轮压值(kN);
G——起重机的重力荷载(kN);
Lc——起重机桥架跨度(m);
lh——起重机主钩至轨道中心线的最小距离(m);
n——起重机一边轨道上的车轮数。

4.6.4 计算设有双层桥式起重机或梁式起重机的单层厂房排架和框排架时,其荷载组合应符合下列规定:
1 双层起重机的竖向荷载,宜按上层和下层起重机分别不多于2台进行组合计算;下层起重机满载时,上层起重机应按空载计算;上层起重机满载时,下层起重机的荷载不应计入;
2 多台起重机的水平荷载,宜按参与组合的起重机台数不多于2台进行计算;
3 多台起重机的竖向荷载和水平荷载的折减系数应按满载起重机的台数确定。

4.6.5 计算作用于露天起重机栈桥柱上的起重机竖向荷载,当随机文件中没有注明露天使用时的轮压增值时,其最大和最小轮压值应按起重机技术参数提供的数值增大5%采用。

4.6.6 设有悬臂式起重机的厂房,悬臂起重机的荷载值,应按工艺提供的资料采用。其与厂房内桥式或梁式起重机的荷载组合,应按实际情况确定。

4.6.7 设有壁行起重机的厂房,壁行起重机的垂直轮压、水平轮压、垂直轮距、水平轮距和水平轨距等数值,应按随机技术文件采用,其荷载作用位置,应按图4.6.7采用;可不计壁行起重机横向水平制动力,纵向水平制动力可按制动轮垂直轮压荷载的10%计算。

壁行起重机荷载作用位置示意
图4.6.7 壁行起重机荷载作用位置示意

1-垂直轮压;2-上水平轮水平反力;
3-下水平轮水平反力;4-柱子

4.6.8 壁行起重机上方有桥式起重机或梁式起重机,计算单层厂房排架和框排架时,其荷载组合应符合下列规定:
1 竖向荷载,当上方起重机为最大轮压作用时,可不计入壁行起重机荷载;当壁行起重机为最大轮压作用时,上方起重机荷载可按实际情况确定;
2 多台起重机的水平荷载,宜按参与组合的起重机台数不多于2台进行计算。

4.6.9 当厂房内设有半跨龙门式起重机时,其垂直轮压和相关技术参数应由工艺提供。起重机横向水平荷载应由排架柱一端独自承受。

4.6.10 半跨龙门式起重机上方有桥式起重机或梁式起重机,计算单层厂房排架和框排架时,其荷载组合应符合下列规定:
1 竖向荷载,当上方起重机为最大轮压作用时,可不计入半跨龙门式起重机荷载;当半跨龙门式起重机为最大轮压作用时,上方起重机荷载可按实际情况确定;
2 多台起重机的水平荷载,宜按参与组合的起重机台数不多于2台进行计算。

4.6.11 对于工作级别为A6~A8的起重机,尚应按起重机摆动引起的横向水平荷载验算起重机梁及其制动结构的强度、稳定以及连接的强度;起重机摆动引起的横向水平荷载,不应与起重机横向刹车力引起的横向水平荷载同时计入。作用于每个轮压处摆动引起的横向水平荷载标准值,可按下式计算:

式中:Hk——某一轮压处摆动引起的横向水平荷载标准值(kN);
pmax——某一轮上的最大轮压标准值(kN);
α——系数,一般软钩起重机宜取0.1,抓斗或磁盘起重机宜取0.15,硬钩起重机宜取0.2。

4.6.12 检修起重机及轨道的平台或人行走道板上的竖向活荷载标准值,应按实际情况确定,无特殊要求时可取2.0kN/m2。

条文说明

4.6 起重机荷载

4.6.1 在确定起重机的纵向水平荷载时,起重机的刹车轮数量应由随机技术文件提供,一般情况下起重机的刹车轮数量占总轮数的1/2。

4.6.4~4.6.10 设有双层起重机或起重机下设有半跨龙门式起重机、旋臂起重机、壁行起重机的厂房,起重机荷载的组合是个很复杂的问题,本条只是针对一般正常情况下做的规定。实际工程中由于生产需要,有可能出现上下层起重机都有吊重的情况,例如,工程实际中大柱距(18m、24m)的厂房,有时会有上下层起重机共抬工件的情况。设计时可征求工艺设计人员的意见,根据可能产生的情况,确定其组合。
设有双层起重机厂房对起重机竖向荷载组合的规定,适用于单跨厂房;当为多跨双层起重机厂房或双层起重机跨与单层起重机跨组合成多跨厂房时,下层起重机宜按不多于4台进行组合计算,上层起重机应根据双层起重机跨数、参与组合的下层起重机位置及实际可能发生的情况按不多于4台进行组合计算。

4.7 地面运输荷载


4.7.1 结构设计中,地面运输荷载应按各种运输设备的竖向轮压确定,各种运输设备的竖向轮压应乘以动力系数,其准永久值系数可取0.5。

4.7.2 设计地下坑沟时,地面运输荷载计算应符合下列规定:
1 载重汽车可按实际可能发生的后轴单轮、后轴双轮、双轴双轮的汽车成两行并列行驶时的四轮等情况计算;
2 机车的荷载,可按机车的某一轴直接位于一根枕木上计算。

4.7.3 当地沟穿过道路时,地面运输荷载计算应符合下列规定:
1 单行道可按最大车辆等级计算;双行道可按两行并列的车辆计算,相邻两列车的轮距可取1.3m;
2 电动平板车可按一辆计算;
3 有履带车、平板挂车或其他车辆通过时,其荷载应根据实际情况确定。验算时,横向可只按有一辆车的荷载作用在坑沟上计算。

4.7.4 履带车、平板挂车对应的汽车荷载等级可按表4.7.4的规定确定。

表4.7.4 履带车、平板挂车对应的汽车荷载等级

履带车、平板挂车对应的汽车荷载等级

4.8 地面荷载


4.8.1 机械工业厂房的地面荷载,应按工艺提出的要求确定。当工艺无特殊要求时,可按下列规定采用:
1 机械加工、装配、焊接、工具、修理等各类车间,可取10.0kN/m2~30.0kN/m2;
2 中央工具库、工具分发室等,可取8.0kN/m2~15.0kN/m2;
3 热加工车间的地面荷载,可按本规范附录F的规定采用。

4.8.2 地面堆料荷载,应按大面积密集堆料或局部荷载两种分布状况确定。

4.8.3 有明确支承点的大面积密集堆料,当支承面的中心距不大于0.8m,且各支承面积不小于0.09m2时,可按投影面积计算其单位面积的荷载。

4.8.4 当支承条件不符合本规范第4.8.3条的要求时,应根据支承面的数量、间距及几何形状,按现行国家标准《建筑地面设计规范》GB 50037的有关规定进行荷载计算。

4.9 动力系数


4.9.1 常用机械设备的动力系数,可按本规范附录G的规定采用。

4.9.2 载重汽车轮压荷载的动力系数,可根据覆土厚度按表4.9.2的规定采用。

表4.9.2 载重汽车轮压荷载的动力系数

载重汽车轮压荷载的动力系数

4.9.3 计算混凝土地面强度时,各种无轨运输车辆的轮压荷载动力系数可取1.0。

4.9.4 计算地沟盖板时,各种无轨运输车辆的轮压荷载动力系数可取1.1。

4.9.5 机车荷载动力系数,当坑沟顶板面至轨底的高度大于或等于1.0m时,可取1.0;小于或等于0.5m时,可取1.4,当高度在0.5m~1.0m之间时可线性插入采用。

4.9.6 电瓶车轮压荷载动力系数可取1.05。

4.9.7 运输车辆引起的坑沟侧压力,其动力系数可取1.0。

4.9.8 设备搬运装卸荷载的动力系数可取1.1~1.3。

5 材料


5.1 混凝土
5.2 钢筋
5.3 钢材
5.4 砌体材料

5.1 混凝土


5.1.1 各类结构的混凝土强度等级,应符合下列规定:
1 素混凝土结构的混凝土强度等级,不应低于C15;
2 钢筋混凝土结构的混凝土强度等级,不应低于C20;
3 采用强度等级400MPa及以上的钢筋时,混凝土强度等级不应低于C25;
4 叠合板的叠合层混凝土强度等级,不宜低于C25;叠合梁的叠合层混凝土强度等级,不宜低于C30;预制板拼缝用的细石混凝土强度等级,不应低于C30;
5 装配整体式结构接头填缝用的细石混凝土强度等级,不应低于预制构件的混凝土强度等级;
6 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40,且不应低于C30;
7 承受重复荷载的钢筋混凝土构件,混凝土强度等级不应低于C30。

5.1.2 各类混凝土的水泥品种和组成材料,可根据工程特点或环境条件,按本规范附录H的规定选用,有特殊要求时应在图纸上注明。

5.1.3 构件表面受不同温度作用的混凝土强度设计值和弹性模量,其折减系数应按表5.1.3-1的规定采用;钢筋与混凝土粘结强度的折减系数,应按表5.1.3-2的规定采用。

5.1.4 作用于钢筋混凝土构件表面温度超过200℃时,应采用耐热混凝土,其水泥品种和组成材料宜符合本规范附录H的有关规定。

表5.1.3-1 构件表面受不同温度作用的混凝土强度设计值和弹性模量的折减系数

构件表面受不同温度作用的混凝土强度设计值和弹性模量的折减系数
表5.1.3-2 构件表面受不同温度作用的钢筋与混凝土粘结强度的折减系数

构件表面受不同温度作用的钢筋与混凝土粘结强度的折减系数

5.1.5 处于水位交替变化或经常受水、水汽浸润的钢筋混凝土结构及采暖房屋中湿度较大,且可能经常发生冻融的部位,应对混凝土采取符合其抗冻等级要求的抗冻措施。混凝土抗冻等级应根据气候分区、年冻融循环次数、受冻程度和检修条件等因素,按表5.1.5的规定确定。

表5.1.5 混凝土抗冻等级

混凝土抗冻等级

注:1 气候分区划分应符合下列规定:
1)最冷月平均温度不高于—10℃,且日平均温度不高于5℃的天数不少于145d,应为严寒地区;
2)最冷月平均温度为0℃~—10℃,且日平均温度不高于5℃的天数为90d~145d,应为寒冷地区;
2 冬季水位变化区指运行期可能遇到的冬季最低水位以下0.5m~1.0m至冬季最高水位以上1.0m(阳面)、2.0m(阴面)部位;
3 阳面指冬季大多数为晴天,平均每天有4h阳光照射,不受山体或建筑物遮挡的表面,其余均按阴面确定;
4 最冷月平均气温低于—25℃地区的混凝土抗冻等级应根据具体情况研究确定;
5 在无抗冻要求的地区,混凝土抗冻等级不宜低于F50。

5.1.6 防水混凝土应符合下列规定:
1 防水混凝土的设计抗渗等级,应符合表5.1.6的规定;
2 防水混凝土的环境温度不得高于80℃;
3 防水混凝土应满足抗渗等级的要求,并应根据工程所处的环境和工作条件,满足抗压、抗冻和抗侵蚀性等耐久性要求;
4 各种防水混凝土的组成材料,宜符合本规范附录H的有关规定。

表5.1.6 防水混凝土的设计抗渗等级

防水混凝土的设计抗渗等级

5.1.7 结构设计应对大体积混凝土的施工提出降低水化热和控制温度裂缝的要求。

5.1.8 防油渗混凝土和耐磨混凝土的组成材料,宜符合本规范附录H的有关规定。防油渗混凝土的主要技术指标,应符合现行国家标准《机械工业厂房建筑设计规范》GB 50681的有关规定。

条文说明

5.1 混凝土

5.1.1 混凝土强度等级尚应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中有关结构耐久性的要求。

5.1.5 混凝土抗冻等级按28d龄期的试件用快冻试验方法测定,分为F400、F300、F200、F150、F100、F50六级。经论证,亦可采用60d或90d龄期的试件测定。

5.1.7 大体积混凝土的施工应计及水化热的影响,要求施工单位按现行国家标准《大体积混凝土施工规范》GB 50496进行施工,采取降低或控制水化热的措施,防止或控制温度裂缝。常用的措施有:
(1)选用低水化热或中水化热的水泥配制混凝土;
(2)减少水泥用量,其方法有:掺入一定量用以代替等量水泥的粉煤灰,采用60d或90d的后期强度;
(3)混凝土的浇灌必须严格按热工计算的要求进行,控制混凝土块体中心最高温度与表面温度之间的差值,以及表面温度与室外气温的差值均在25℃以内;
(4)混凝土浇灌完毕后要及时用塑料薄膜覆盖或蓄水养护,水养护时表面与内部温度不应超过25℃;
(5)分层浇灌,每层厚度为800mm~1000mm,认真做好分层施工缝的处理,常用方法为表面保持毛面,清除浮渣,冲净后再浇灌上层混凝土;
(6)根据需要适当配置钢筋;
(7)采用补偿收缩混凝土,补偿收缩混凝土除要符合现行行业标准《补偿收缩混凝土应用技术规程》JGJ/T 178外,还要符合现行国家标准《混凝土质量控制标准》GB 50164的规定。

5.2 钢筋


5.2.1 混凝土结构的钢筋,应按下列规定选用:
1 纵向受力普通钢筋,宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋,也可采用HPB300、HRB335、HRBF335、RRB400钢筋;
2 梁、柱纵向受力普通钢筋应采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋;
3 箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋,也可采用HRB335、HRBF335钢筋;
4 预应力筋,宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹钢筋。

5.2.2 下列钢筋混凝土结构中的受力钢筋,不得采用冷加工钢筋:
1 承受冲击、脉冲及多次重复荷载作用的结构;
2 需要验算疲劳的结构;
3 承受起重机荷载的柱;
4 环境计算温度低于—30℃的结构;
5 构件表面温度经常或长时间高于60℃的结构;
6 处在侵蚀介质或相对湿度大于80%的环境中的结构;
7 吊钩(环)和预埋件的锚筋。

5.2.3 不同温度下,钢筋或钢丝强度设计值和弹性模量的折减系数,应按表5.2.3的规定采用。

表5.2.3 不同温度下钢筋或钢丝强度设计值和弹性模量的折减系数

不同温度下钢筋或钢丝强度设计值和弹性模量的折减系数

5.2.4 当进行钢筋代换时,除应符合设计要求的构件承载力、最大力下的总伸长率和裂缝宽度验算外,尚应满足最小配筋率、钢筋间距、保护层厚度、钢筋锚固长度、接头面积百分率及搭接长度等构造要求。

5.2.5 进口钢筋、钢丝,应对其力学性能和化学成分进行检验,并应在符合要求后再采用。

5.3 钢材


5.3.1 钢材牌号和材性应根据结构或构件的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素选用。
承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的有关规定。

5.3.2 承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率,以及屈服强度和硫、磷含量的合格保证,焊接结构采用的钢材尚应具有碳含量的合格保证。
焊接承重结构以及非焊接的起重机梁、起重机桁架、有5t以上锻锤或相当的振动设备或重型厂房的屋架和托梁、跨度大于24m的托架、跨度大于42m的屋架和需要弯曲成型的构件采用的钢材,应具有冷弯试验的合格保证。

5.3.3 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材,应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于0℃但高于—20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有—20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于—20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有—20℃冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有—40℃冲击韧性的合格保证。
对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度不高于—20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有—20℃冲击韧性的合格保证。
起重机起重量不小于50t的A4、A5工作级别的起重机梁,对钢材冲击韧性的要求应与需要验算疲劳的构件相同。

5.3.4 当焊接承重结构的钢板厚度不小于40mm,且承受沿板厚方向的拉力时,钢板厚度方向截面收缩率不应小于现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313中Z15级规定的容许值。

5.3.5 下列承重结构和构件,不应采用Q235沸腾钢:
1 直接承受动力荷载或振动荷载,且需要验算疲劳的结构或构件;
2 工作温度低于—20℃时的直接承受动力荷载,或振动荷载但可不验算疲劳的结构或构件,以及承受静力荷载的受弯或受拉的重要承重结构或构件;
3 工作温度不高于—30℃的所有承重结构或构件。

5.3.6 热加工车间承重夹钳起重机或刚性料耙的起重机梁,宜采用低合金高强度结构钢。

5.3.7 对处于外露环境,且对耐腐蚀有特殊要求的或在腐蚀性气态和固态介质作用下的承重结构,宜采用耐候钢,其质量要求应符合现行国家标准《焊接结构用耐候钢》GB/T 4172的有关规定。

5.3.8 钢结构的连接材料,应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定。

条文说明

5.3 钢材

5.3.2 本条规定了承重结构的钢材应具有力学性能和化学成分等合格的保证项目。碳含量对焊接结构的焊接性能影响较大,因此,对焊接承重结构尚应具有碳含量的合格保证。钢材的冷弯实验是塑性指标之一,同时也是衡量钢材质量的一个综合指标;通过冷弯实验,可以检验钢材颗粒组织、结晶情况和非金属夹杂物分布缺陷,在一定程度上也是鉴定焊接性能的一个指标。本条为强制性条文,必须严格执行。

5.3.3 结构工作温度按《采暖通风与空气调节气象资料集》中所列的最低日平均温度确定,对采暖房屋内的结构,可提高10℃采用。

5.4 砌体材料


5.4.1 砌体材料,应根据其受力特征、所处环境以及材料供应等条件选用。

5.4.2 砖柱厂房所采用的块体材料宜采用烧结普通实心砖,也可根据使用环境选用非烧结硅酸盐砖和混凝土普通砖。

5.4.3 砖柱厂房墙、柱所用材料的强度等级,应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的有关规定。

5.4.4 钢筋混凝土结构中的砌体填充墙,实心块体的强度等级不宜低于MU2.5,空心块体的强度等级不宜低于MU3.5,砌体的砂浆强度等级不应低于M5。

6 地基设计


6.1 一般规定
6.2 地基计算

6.1 一般规定


6.1.1 机械工业厂房地基基础的设计等级,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定执行,但重型机械工业厂房,其地基基础设计等级不应低于乙级。

6.1.2 机械工业厂房的地基,均应进行地基承载力验算。

6.1.3 地基基础设计等级为甲级、乙级的机械工业厂房,均应进行地基变形验算。

6.1.4 地基基础设计等级为丙级的机械工业厂房,当符合表6.1.4规定的条件,且不属于本规范第6.1.5条的情况时,可不进行地基变形验算。

表6.1.4 机械工业厂房可不做地基变形验算的条件

机械工业厂房可不做地基变形验算的条件

注:1 地基主要受力层系指条形基础底面下深度为基础底面宽度的3倍,独立基础下为基础底面宽度的1.5倍,且厚度均不小于5m的范围;
2 表中起重机额定起重量值系指最大值,设计时应按地基承载力特征值的高低相应采用;
3 表中框架结构指民用建筑,对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折算成与其相当的民用建筑层数。

6.1.5 表6.1.4所列设计等级为丙级的机械工业厂房,有下列情况之一时,应做地基变形验算:
1 地基承载力特征值小于130kPa,且体型复杂的建筑;
2 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀沉降时;
3 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时;
4 相邻建筑距离近,可能发生倾斜时;
5 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。

6.1.6 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。
计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和起重机荷载。相应的限值应为地基变形允许值。
计算地基稳定时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.0。

6.1.7 建造在斜坡上或边坡附近的机械工业厂房,应进行稳定性验算。

6.1.8 下列机械工业厂房应在施工和使用期间进行沉降变形观测,直到沉降达到稳定标准:
1 地基基础设计等级为甲级的厂房;
2 软弱地基上的地基基础设计等级为乙级的厂房;
3 处理地基上的厂房;
4 加层、扩建的厂房;
5 受邻近深基坑开挖施工影响,或受场地地下水等环境因素变化影响的厂房;
6 建造在斜坡上或边坡附近的厂房;
7 采用新型基础或新型结构的厂房。

6.1.9 地基设计前,应具有下列资料:
1 建设场地的岩土工程和水文地质资料、气候条件;
2 建筑物的使用功能和结构型式;
3 大型设备基础埋深、位置、尺寸及荷载情况;
4 与拟建建筑物相邻的原有建筑物状况及其基础形式、埋置深度、尺寸等;
5 建设场地地下构筑物、管线和设施的情况;
6 当地建筑材料的品种、质量和供应状况;
7 当地施工队伍的能力、技术水平、施工机械装备状况。

6.1.10 确定建筑场地时,宜避开软土、可液化土、污染土、滑坡带、新近堆积土、流沙、暗沟、塘、浜、古河道等不良地段。当确实无法避开时,应采取相应的措施进行处理,并应注意相邻建筑物的相互影响。

条文说明

6.1 一般规定

6.1.1 地基基础设计等级,重要的工业厂房为甲级,一般的工业厂房为丙级,除此之外的为乙级。明确了重型机械工业厂房的地基基础设计等级不应低于乙级。

6.1.2 所有机械工业厂房的地基计算均应满足承载力计算的要求。本条为强制性条文,必须严格执行。

6.1.3 地基基础设计等级为甲、乙级的工业厂房均应进行地基变形计算,这是由于厂房的重要性对变形控制要求较高的原因而要求的。本条为强制性条文,必须严格执行。

6.1.4 表6.1.4所列的设计等级为丙级的工业厂房是指建筑场地稳定、地基岩土均匀良好的一般工业厂房。

6.1.5 地基基础设计等级虽为丙级的工业厂房,当情况特殊,过大或不均匀的地基变形造成上部结构的破坏和裂缝的事例很多,因此,控制地基变形成为地基设计的主要原则。本条为强制性条文,必须严格执行。

6.1.6 本条对地基基础设计时所采用的作用效应与相应的抗力限值做了规定。计算地基变形时,不考虑起重机荷载的作用,主要是考虑处于工作状态的起重机一般很少会持续停留在某一个位置上,所以在一般情况下,起重机荷载的作用是短暂的。但特殊情况下,当起重机起重量较大且位置较固定时,对地基基础的变形影响,可由设计人员根据具体情况确定。本条为强制性条文,必须严格执行。

6.1.7 实际工程中,建在斜坡上或边坡附近的工业厂房,因稳定出现事故的例子不少,在此类场地上建造工业厂房,应事先进行稳定性验算及采取相应措施,以防止发生事故造成巨大损失。本条为强制性条文,必须严格执行。

6.1.8 对工业厂房进行必要的沉降观测和岩土土体滑移观察是很重要的,尤其是对建在不良地基上和地基基础设计等级为甲级的工业厂房;过去此类不均匀沉降、土体滑移等事故时有发生,经常观测,可有利于防患于未然。本条为强制性条文,必须严格执行。

6.1.9 由于现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021和《建筑地基基础设计规范》GB 50007对地基勘察作出了明确的规定,能满足机械工业厂房对地基勘察的要求,故本规范对地基勘察不作具体规定,而规定了地基设计应具有的基础设计资料。

6.1.10 确定工业厂房的建筑场地非常重要,大量的实例表明,在不良地段建造厂房是不适宜的,四川地震的情况充分说明了这一点,应避开这些地段建厂房。

6.2 地基计算


6.2.1 机械工业厂房的地基承载力、地基变形和稳定性验算,应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

6.2.2 单向偏心荷载作用下的地基,其计算应符合下列规定:
1 无起重机厂房,当基础底面与地基之间出现零应力区时,其零应力区的面积不应大于基础底面积的25%;
2 有起重机厂房,有起重机荷载组合时,基础底面与地基之间不宜出现零应力区;
3 当地基承载力特征值小于150kPa时,对起重机起重量大于或等于75t的厂房和起重机起重量大于或等于15t的露天栈桥,有起重机荷载组合时,基础底面边缘的最小压力与最大压力之比,应符合下式的要求:

式中:Pkmin——相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最小压力(kPa);
Pkmax——相应于荷载效应标准组合时,基础底面边缘的最大压力(kPa)。

6.2.3 矩形双向偏心受压基础(图6.2.3),当符合下式要求时,可按单向偏心受压基础计算:

式中:ex、ey——分别为基础底面处的轴向力对基础形心y轴和x轴的偏心距(m);
a、b——分别为基础底面在y向和x向的宽度(m)。

双向偏心基础偏心距示意

图6.2.3 双向偏心基础偏心距示意
1-轴向力作用点

6.2.4 当矩形双向偏心受压基础不符合本规范第6.2.3条要求时,其地基计算应符合下列规定:
1 基础底面处的压力值,应按下列公式计算:

式中:Pkmax——基础底面角点最大压力(kPa);
Pki——除基础底面角点最大、最小压力外,其余角点基础底面的压力(kPa);
Fk——相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值(kN);
Gk——基础自重和基础上的土重(kN);
Mkx、Mky——分别为相应于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力对y轴和对x轴的力矩值(kN·m);
A——基础底面面积(m2);
Wx、Wy——分别为基础底面对基础形心y轴、x轴的截面抵抗矩。
2 基础底面角点最大压力不应大于修正后的地基承载力特征值的1.2倍;
3 除基础底面角点最大、最小压力外,其余角点基础底面的压力不应大于修正后的地基承载力特征值。

6.2.5 当地基受力层范围内有软弱下卧层时,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定验算下卧层地基承载力。

6.2.6 一般机械工业厂房的地基最终沉降量,可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定进行计算。

6.2.7 机械工业厂房的最终沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等地基变形计算值,不应大于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关地基变形允许值的规定。

6.2.8 多层及高层厂房的箱形或筏形基础沉降量计算,对于碎石土、砂土、粉土、花岗岩残积土、全风化岩、强风化岩等不能准确取得压缩模量的地基土,可按国家现行标准《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ 72的有关规定采用变形模量计算其平均沉降量。

6.2.9 对于有大面积地面堆载的单层厂房和露天栈桥,当在使用过程中允许调整起重机轨道时,其地基设计应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定,计算由地面荷载引起柱基内侧边缘中点的地基附加沉降量,且不应超过其规定的允许值。

6.2.10 地基的稳定性,可采用圆弧滑动面法验算,最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩,应符合下式的要求:

式中:MR——最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩(kN·m);
Ms——最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的滑动力矩(kN·m)。

条文说明

6.2 地基计算

6.2.2 对于基础底面与地基之间出现零应力区的基础,其零应力区的面积不应大于基础底面积的25%,仅适用于无起重机的单层工业厂房。

6.2.9 在建筑范围内具有大面积地面堆载的工业厂房、露天栈桥应考虑由于地面荷载产生的地基不均匀变形及其对上部结构的不利影响,当使用过程中允许调整起重机轨道时,允许有附加沉降量,但应控制在允许范围之内。

7 基础设计


7.1 一般规定
7.2 基础埋置深度
7.3 预制钢筋混凝土柱基础
7.4 钢柱基础

7.1 一般规定


7.1.1 机械工业厂房基础的选型,应根据下列因素综合分析确定:
1 建设场地的岩土工程条件;
2 建筑物的结构型式;
3 作用在地基上的荷载大小、位置和性质;
4 基础的埋置深度;
5 有无地下室、邻近设备基础和地下设施的情况;
6 生产工艺、产品精度对地基变形和振动控制的要求;
7 现场的施工条件和建筑材料供应等情况。

7.1.2 机械工业厂房基础形式,可采用钢筋混凝土扩展基础、柱下条形基础、联合基础、筏形基础或桩基础。

7.1.3 符合下列条件之一时,可采用桩基础:
1 当生产工艺和使用上对地基变形有特殊要求时;
2 当建筑物荷载较大或地基软弱,采用天然地基可能会产生变形过大或不均匀沉降时;
3 按本规范第6.2.9条规定确定的由地面荷载引起柱基内侧边缘中点的地基附加沉降量超过规定的允许值时;
4 当相邻柱基础荷载差异较大,采用天然地基不能满足允许沉降差要求时;
5 当遇有特殊地质现象,采用其他地基处理均不能满足要求时;
6 当经过技术经济比较,采用桩基更为合理时。

7.2 基础埋置深度


7.2.1 基础的埋置深度,应根据作用在地基上荷载的大小和性质、基础型式和构造、地基承载力、地基土的冻胀和融陷的影响、建筑物的用途、有无地下室、设备基础和地下设施、岩土地质条件及水文地质条件、相邻建筑物的基础埋置深度等因素确定,并应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。
冻土地区基础的埋置深度,应符合现行行业标准《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118的有关规定。

7.2.2 在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋。除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5m;有起重机时,不宜小于0.8m。软土地区的建筑,宜利用上部地表硬壳层作地基。

7.2.3 基础宜埋置在地下水位以上,当必须埋置在地下水位以下时,应采取地基土在施工时不受扰动的措施;当基础埋置在易风化的岩层上时,施工时应在基坑开挖后立即铺设垫层。

7.2.4 当一个建筑物结构单元的基础埋置在不同类型的地基上时,应分别验算地基变形值,其沉降差不应超过现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定的允许值。

7.2.5 与已有建筑物相邻新建厂房时,新建厂房的基础埋深不宜大于已有建筑物基础埋深,并应复核对已有建筑物基础的影响。新建厂房的基础埋深大于已有建筑物基础埋深时,两基础间应保持一定间距,其数值应根据已有建筑物荷载大小、基础形式和岩土条件确定;当间距不满足要求时,应采取分段施工、设临时支撑、打板桩、地下连续墙或加固已有建筑物地基等保证已有建筑物的安全和正常使用的措施。

7.2.6 条形基础的埋置深度有变化时,宜做成台阶过渡。阶高与阶长之比值不宜大于0.5,且阶高不宜大于500mm。

7.3 预制钢筋混凝土柱基础


7.3.1 预制钢筋混凝土柱,应采用杯口基础(图7.3.1)。矩形和工字形截面柱可采用单杯口基础,双肢柱可采用双杯口或单杯口基础;其构造应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。双杯口基础,当两杯口间隔壁厚度小于400mm时,宜在隔壁内配筋[图7.3.1(c)]。

预制柱杯口基础构造
图7.3.1 预制柱杯口基础构造

a1-杯底厚度;d-钢筋直径

7.3.2 联合基础时(图7.3.2),杯口及基础梁的构造,应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

柱下联合基础杯口基础构造
图7.3.2 柱下联合基础杯口基础构造

1-基础梁;a1-杯底厚度

7.3.3 预制钢筋混凝土柱下的条形基础,预制柱与肋梁交接处的杯口构造,除应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定外,尚应符合下列规定:
1 当杯口顶面与肋梁顶面位于同一标高时,杯口边缘至肋梁边缘的距离宜大于或等于200mm(图7.3.3-1),杯口壁应配筋(图7.3.3-2);
2 当杯口顶面高于肋梁顶面时,其构造与独立的杯口基础应相同。

预制柱下条形基础肋梁杯口的构造尺寸
图7.3.3-1 预制柱下条形基础肋梁杯口的构造尺寸

预制柱下条形基础肋梁杯口壁配筋构造
图7.3.3-2 预制柱下条形基础肋梁杯口壁配筋构造

①-肋梁纵向钢筋

7.3.4 高杯口基础当符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定时,其杯壁和短柱配筋可按构造要求进行设计;当不符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定时,高杯口的短柱应视为排架柱的一部分,并应与排架柱一起按多阶柱进行内力分析,求得内力后,按柱子进行配筋设计。

7.3.5 预制柱插入杯口部分的表面应凿毛。柱与杯口间的空隙,应用强度等级比基础高一级的补偿收缩细石混凝土充填密实;当细石混凝土强度达到设计强度的70%以上时,可进行上部结构的吊装。

条文说明

7.3 预制钢筋混凝土柱基础

7.3.3 在工业厂房中,常采用预制柱,预制柱与条形基础的肋梁连接采用杯口连接,施工更方便。

7.4 钢柱基础


7.4.1 单层工业厂房宜采用露出式柱脚基础(图7.4.1-1)或插入式柱脚基础[图7.4.1-2(a)];多层与高层厂房宜采用埋入式柱脚基础[图7.4.1-2(b)]或外包式柱脚基础(图7.4.1-3)。

露出式柱脚基础构造示意
图7.4.1-1 露出式柱脚基础构造示意

d-地脚锚栓直径;lm-地脚锚栓埋置深度;
1-钢柱;2-抗剪件;3-柱脚底板;
4-二次浇灌层;5-地脚锚栓

插入、埋入式柱脚基础
插入、埋入式柱脚基础
图7.4.1-2 插入、埋入式柱脚基础

1-实腹式柱;2-格构式柱;
3-杯口用细石混凝土灌实;d-柱的插入深度

外包式柱脚基础
图7.4.1-3 外包式柱脚基础

1-顶部加强箍筋;2-一般箍筋;3-垂直纵向主筋;
4-圆柱头焊钉;5-基础或基础梁;6-柱脚底板;7-锚栓;8-钢柱

7.4.2 露出式柱脚基础,钢柱轴力应由底板直接传至混凝土基础;钢柱底部的水平力,应由底板与混凝土基础间的摩擦力承受;当水平力大于底板下的摩擦力时,应设置抗剪件且承受全部水平力;钢柱底部的弯矩,应由柱脚锚栓的拉力和底板与基础混凝土间的承压力承受;柱脚锚栓在基础中的埋置应满足锚固要求,埋入长度不应小于其直径的25倍;锚栓底部应设锚板或弯钩,锚板厚度宜大于锚栓直径的1.3倍。柱脚底板下混凝土的局部承压,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定验算。

7.4.3 露出式柱脚基础构造(图7.4.1-1),应符合下列要求:
1 地脚锚栓中心至基础顶面边缘的距离,宜大于地脚锚栓直径的5倍,且应大于150mm;
2 钢柱柱脚底板边缘至基础顶面边缘的距离,应大于100mm;
3 钢柱基础顶面二次浇灌层,宜采用强度等级比基础混凝土高一强度等级的补偿收缩细石混凝土浇灌,其厚度可为30mm~50mm;
4 柱脚底板可采用在柱脚底板下面设置钢垫板的方法调平,对轻型的钢柱可采用调平螺帽方法调平。

7.4.4 插入式柱脚基础,钢柱插入杯口的深度及构造,应符合下列规定:
1 钢柱插入杯口的最小深度[图7.4.1-2(a)],不宜小于吊装钢柱长度的1/20,且不宜小于500mm;对实腹柱可取柱截面高度的1.5倍或圆管柱外径的1.5倍;对双肢格构式柱可取柱截面高度的0.5倍、柱截面宽度的1.5倍或圆管柱外径的1.5倍的较大值;
2 在插入部分的顶部,钢柱应设置水平加劲肋或横隔;
3 钢柱底端至基础杯口底的距离,宜采用50mm,当设置有柱底板时宜采用200mm;
4 混凝土杯口壁内侧应凿毛。钢柱与杯口间的空隙,应用强度等级比基础混凝土高一强度等级的补偿收缩细石混凝土充填密实;并应当细石混凝土强度达到设计强度的70%以上后再进行上部结构的吊装。

7.4.5 埋入式柱脚基础,钢柱轴力应由底板直接传至混凝土基础,柱脚底板下混凝土的局部承压应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定验算;通过混凝土对钢柱的承压力传递弯矩和剪力,与钢柱埋入部分相接触混凝土的承压应力,不应大于混凝土轴心抗压强度设计值。在边柱和角柱柱脚中埋入部分的顶部和底部(图7.4.5),可设置抵抗柱脚剪力的U形钢筋。

边柱、角柱U形钢筋设置示意
图7.4.5 边柱、角柱U形钢筋设置示意

1-U形加强筋(两根)

7.4.6 埋入式柱脚基础构造[图7.4.1-2(b)],应符合下列要求:
1 钢柱埋入基础的深度,工字型截面柱不应小于钢柱截面高度的1.5倍,箱形和圆形柱不应小于柱截面长边或外径的2.0倍;
2 钢柱脚底板应设置锚栓与下部混凝土连接;
3 钢柱埋入部分的侧边混凝土保护层厚度(图7.4.6),钢柱边至基础内边缘的距离不得小于钢柱受弯方向截面高度的1/2,且不应小于250mm;钢柱边至基础外边缘的距离不得小于钢柱受弯方向截面高度的2/3,且不应小于400mm;

钢柱埋入部分混凝土保护层厚度
图7.4.6 钢柱埋入部分混凝土保护层厚度

C1——钢柱边至基础内边缘的距离;
C2——钢柱边至基础外边缘的距离

4 在埋入部分的顶部,钢柱应设置水平加劲肋;当箱形柱壁板宽厚比大于30时,应在埋入部分的顶部设置隔板,也可在箱形柱的埋入部分填充混凝土,当混凝土填充至基础顶部以上一倍箱形截面高度时,埋入部分的顶部可不设隔板;
5 在钢柱埋入部分的四周应设置竖向钢筋和水平向箍筋,箍筋直径不应小于10mm,间距不应大于200mm;在边柱和角柱柱脚中,埋入部分的顶部和底部设置的U形钢筋(图7.4.5)的锚固长度,应从钢柱内侧起算,且不应小于钢筋直径的30倍。

7.4.7 外包式柱脚基础,钢柱的轴向压力应由钢柱直接传给基础,柱脚底板下混凝土的局部承压,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定验算;弯矩和剪力应由外包钢筋混凝土承担。

7.4.8 外包式柱脚基础构造(图7.4.1-3),应符合下列要求:
1 外包混凝土的高度,不应小于钢柱截面高度的2倍;
2 外包层内的主筋伸入基础的长度应满足锚固要求,且不应小于主筋直径的25倍,四角主筋的上部应加弯钩;外包层中应配置箍筋,箍筋的直径、间距和配箍率应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中有关钢筋混凝土柱的规定;外包层顶部箍筋应加密,且不应少于3道,间距不应大于50mm;
3 在包入部分的顶部,钢柱应设置水平加劲肋;当箱形柱壁板宽厚比大于30时,应在包入部分的顶部设置隔板,也可在箱形柱的包入部分填充混凝土,当混凝土填充至外包混凝土顶部以上一倍箱形截面高度时,包入部分的顶部可不设隔板。

条文说明

7.4 钢柱基础

7.4.1 近年来,钢结构的厂房较前几年有了较大幅度的发展,本条文的制订,参照国家现行的有关规范及标准,对各型式的柱脚基础适用的厂房作了规定,并提出了必要的构造要求,以利于设计者使用。钢柱基础的设计与钢柱脚的设计密切相关,有关钢柱柱脚的设计详见本规范9.6节。

7.4.4 插入式柱脚基础,承受钢柱底部传来的弯矩、剪力和轴向力,需一定的插入深度;本条规定的是最小深度,当情况特殊,如双肢柱采用双杯口基础且分肢拉力较大时,宜适当加大插入深度或采取其他可靠的锚固措施。

7.4.5 埋入式柱脚基础,承受钢柱底部传来的弯矩、剪力和轴向力;主要依靠埋深和基础混凝土保护层厚度,通过柱翼缘与混凝土的承压力传递剪力和弯矩。

7.4.7、7.4.8 外包式柱脚基础由钢柱脚和外包混凝土组成,主要依靠外包层钢筋混凝土中的受拉主筋和外包层受压区混凝土受压提供抗弯能力,非抗震时不考虑钢柱柱脚本身的受弯承载力。
外包式柱脚基础设计应注意的主要问题是:
(1)当外包层高度较低时,外包层和柱面间很容易出现粘结破坏,设计时应达到柱截面高度的2.5倍以上,其厚度应符合有效截面要求;
(2)若主筋的粘结力和端部锚固不够,主筋在屈服前会拔出,使承载力降低,设计时主筋顶部一定要设弯钩;
(3)如果箍筋太少,外包层就会出现斜裂缝,箍筋至少要满足通常钢筋混凝土柱的设计要求,其直径和间距应符合规范规定;为了防止出现承压裂缝,使剪力能从柱顺畅地传给钢筋混凝土,除了通常的箍筋外,柱顶密集配置几道箍筋十分重要;
(4)采用箱形柱和圆管柱时,外包层与钢管柱之间若出现管壁局部变形,承压力会集中出现在柱角部。

8 楼屋盖结构


8.1 楼屋盖的选型和计算
8.2 混凝土楼板上布置设备的构造

8.1 楼屋盖的选型和计算


8.1.1 机械工业厂房的屋盖支撑系统的设置,应符合屋盖整体刚度的要求。

8.1.2 屋盖承重结构为钢屋架、钢梁、钢网架及有防爆泄压要求的建筑,宜采用压型钢板或其他轻型屋面板。

8.1.3 框架、框架-剪力墙或框架-支撑结构的多层与高层厂房,可采用现浇或装配整体式钢筋混凝土楼板;多层与高层厂房的转换层、布置有机械设备的楼层,以及平面复杂或开洞较多的楼层,应采用现浇钢筋混凝土楼板;当采用钢筋混凝土装配整体式楼板时,应每层设整浇层,整浇层应符合下列要求:
1 混凝土强度等级不宜低于C25,厚度不应小于50mm;
2 应双向配置 6~ 8的钢筋,间距不应大于200mm;
3 整浇层中,不宜埋设直径大于25mm的管线,但可将其埋在加宽的板缝中;
4 板面需留孔洞时,应先留洞后浇灌整浇层。

8.1.4 当楼屋盖不直接承受动力荷载时,多层与高层厂房可采用钢与混凝土组合梁;经济合理时,可采用压型钢板与混凝土组合的楼屋盖。

8.1.5 多层厂房柱网大于6m×6m,当结构高度受限制时,可采用无梁楼盖或密肋梁楼盖。

8.1.6 现浇钢筋混凝土楼板和有防水层的屋面板,除直接承受动力荷载作用及使用中要求不出现裂缝的构件外,其内力可按塑性内力重分布计算。

8.1.7 装配整体式结构的计算与构造,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

8.1.8 在局部荷载或集中力作用下的钢筋混凝土板,应验算抗冲切强度并采取构造措施。

8.1.9 承受动力荷载的楼盖设计,除应满足静力计算要求外,尚应符合现行国家标准《多层厂房楼盖抗微振设计规范》GB 50190的有关规定。
当机械设备强迫振动频率与建筑物或构件的振动频率值相差大于25%时,楼盖的荷载可按机械设备的总重与料重之和乘以动力系数计算确定。动力系数工艺无具体数据时,可按本规范附录G的规定采用。

8.1.10 楼盖上布置有低频率的水平振动设备时,其动力计算除应计算竖向振动值外,尚应计算水平振动值。

8.1.11 采用后张无粘结预应力混凝土楼盖时,其设计应符合现行行业标准《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92的有关规定。

8.1.12 开敞式厂房,其屋盖构件之间,以及屋盖和支承构件之间的连接,应做承受风吸力的验算。

8.1.13 檐口、雨篷、遮阳板、阳台等外挑构件及压型板等轻型屋盖构件及其连接件,应做承受风吸力的验算。

8.2 混凝土楼板上布置设备的构造


8.2.1 在楼盖上布置机械设备,应符合现行国家标准《多层厂房楼盖抗微振设计规范》GB 50190的有关规定,并应将其布置在梁跨中央;当有旋转设备时,梁宜沿纵横两方向布置。

8.2.2 布置在楼盖上的设备基础,应符合下列规定:
1 设备基础下宜设梁,当设备基础面积较小时可设单梁;当设备基础面积较大时,宜设双梁(图8.2.2-1);

板上小型设备基础的设置
图8.2.2-1 板上小型设备基础的设置

1-设备基础;2-梁

2 设备基础宜与楼板一次整体浇筑,当受施工条件限制无法同时浇筑时,宜将基础范围内的楼板凿毛并洗刷干净再进行浇筑;当设备的振动较大时,板与基础之间应配置 6~ 8间距为200mm的连接钢筋(图8.2.2-2)。

与设备基础的连接钢筋布置
图8.2.2-2 与设备基础的连接钢筋布置
1-设备基础;2-楼板

8.2.3 在设备基础中预埋地脚螺栓或预留螺栓孔,应符合下列规定:
1 预埋的地脚螺栓中心至基础边缘的距离不宜小于50mm,并不应小于螺栓直径的4倍;预留螺栓孔的孔边至基础边缘的距离不宜小于100mm;当不能满足要求时,应在基础边缘配置加强钢筋;
2 预留螺栓的锚固长度,应根据地脚螺栓的形式和埋置情况确定,并应满足锚固要求,当不能满足锚固要求时,可做成U形螺栓或在端部加锚板;
3 当地脚螺栓拔出力较大时,应配置构造钢筋(图8.2.3)。

设备基础的构造钢筋配置
图8.2.3 设备基础的构造钢筋配置

1-设备基础;2-楼板

8.2.4 有较大振动厂房的屋面,其预制屋面板的纵向板缝内应设置由2 8的纵向钢筋和间距为300mm的 6连接钢筋焊成的网片,网片宜通长布置;当仅在两端支座布置时,网片长度不应小于1000mm,并应对称伸入两侧板缝内。

9 单层厂房


9.1 一般规定
9.2 结构分析和计算
9.3 屋盖系统
9.4 起重机梁
9.5 钢筋混凝土柱
9.6 钢柱
9.7 单层砖柱厂房
9.8 支撑系统
9.9 围护结构

9.1 一般规定


9.1.1 单层厂房的平面宜简洁、整齐,工艺要求净空高度相差不大的多跨厂房宜做成等高;厂房不应采用横墙和排架混合承重,厂房内局部房屋宜与主体设缝脱开。厂房的跨度、柱距、高度、定位轴线、结构统一化处理等应满足工艺要求,并符合现行国家标准《厂房建筑模数协调标准》GB/T 50006的有关规定。

9.1.2 起重机桥架外缘与上柱内缘的净距,不应小于100mm;起重机顶面至屋架下弦或屋面梁底面之间的净空不宜小于250mm,并应满足起重机检修和安装灯具、管道的空间要求。当符合下列情况之一时,起重机桥架外缘与上柱内缘的净距、起重机顶面至屋架下弦或屋面梁底面之间的净空尚应加大:
1 当厂房柱基础附近地面上有平均荷载大于25kPa的地面堆载,地基土平均压缩模量小于等于3MPa时;
2 当厂房柱基础埋置在软弱土、湿陷性黄土及膨胀土地基上时;
3 当同跨不同柱列柱基可能出现较大的沉降差时。

9.1.3 设有悬挂式起重机的厂房,应根据悬挂式起重机的轮廓尺寸和构造,留足其与屋架或屋面梁底面间的空间。

9.1.4 单层厂房温度伸缩缝的布置,应符合下列规定:
1 单层厂房温度伸缩缝的最大间距,应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003、《混凝土结构设计规范》GB 50010和《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定;当超过规定且未采取其他结构措施时,应按本规范附录J的规定计算厂房柱或柱间支撑的温度应力;
2 厂房温度伸缩缝两侧宜设柱,基础可不断开。当横向温度伸缩缝采用单柱时,其中一侧的屋架或屋面梁可支承在滚动或滑动支座上,也可采用下柱为单柱、上柱为双柱设缝;
3 围护结构可独立设置伸缩缝。

9.1.5 设有较大振动设备的单层厂房,屋盖结构宜采用预应力混凝土结构或钢结构,不应采用钢-混凝土拼装式组合结构,并应符合下列规定:
1 除厂房的结构设计应计及振动影响外,尚应计及振动对厂房内及邻近建筑中精密仪器和设备的影响;
2 振动设备宜布置在结构单元的中部,并应使设备扰力的方向与建筑物刚度较大的方向一致;
3 柱基应与振动设备的基础分开,净距不宜小于200mm;邻近振动设备基础的柱基下地基承载力的特征值,应按现行国家标准《动力机器基础设计规范》GB 50040的有关规定折减;
4 设备基础与混凝土地坪之间宜设缝分开;当大型设备基础埋深超过厂房基础时,宜先施工设备基础;
5 厂房内设有1.0t及以上的无隔振锻锤,在振动影响范围内的屋盖承重结构设计,其荷载应计入最大一台锻锤基础振动所产生的附加动荷载,其值应为屋面荷载代表值乘以动荷载的附加百分比。锻锤振动影响范围和动荷载的附加百分比,可按表9.1.5的规定确定;

表9.1.5 锻锤振动影响范围和动荷载的附加百分比(%)

锻锤振动影响范围和动荷载的附加百分比(%)

注:锻锤能量小者取下限,大者取上限。
6 在结构构造上,应加强构件间的连接和支撑系统;当采用砌体围护墙时,宜加密圈梁并增强其构造连接。

9.1.6 厂房内设有频率8Hz~12Hz,且不平衡扰力又较大的低频机器时,应采取防止其与厂房结构共振的措施。

9.1.7 厂房内的机床设备与各类振源间的最小距离,宜符合表9.1.7的规定,当受条件限制无法满足时,应采取减振或隔振措施。

表9.1.7 厂房内机床设备与各类振源间的最小距离

厂房内机床设备与各类振源间的最小距离

9.1.8 有高温作用的单层厂房,其构件的选型与设计,除应符合本规范第3章的有关规定外,尚应符合下列要求:
1 宜采用预应力混凝土结构,并应计入因温度作用引起的预应力钢筋应力松弛、混凝土的收缩徐变、钢筋和混凝土线膨胀等产生的附加应力损失对构件的影响;
2 混凝土保护层厚度,宜在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定值上增加5mm;
3 应采用HRB400及以上等级钢筋,其直径不宜大于25mm;并宜采用机械连接或焊接接头;其锚固与搭接长度,应在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定值上增加20%;
4 对钢筋混凝土屋架、托架、起重机梁、屋面梁、托梁,可按三级裂缝控制等级设计,其最大裂缝宽度限值宜在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定值上减少0.05mm;预应力混凝土屋架、托架应按二级裂缝控制等级设计,预应力起重机梁应按一级裂缝控制等级设计,预应力屋面梁、托梁可按三级裂缝控制等级设计,其最大裂缝宽度限值不应大于0.1mm;
5 当钢结构构件不能保证免受熔化金属和火焰等炙热介质的侵害,或钢结构构件表面长期受大于150℃辐射热时,应采用耐火材料或水套等做成的隔热层加以保护。

9.1.9 有侵蚀介质作用的厂房,其结构及构件选型,除应符合本规范第3章的有关规定外,尚应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的有关规定。

9.1.10 风荷载作用下,单层钢结构厂房柱顶的位移限值宜符合下列规定:
1 无桥式起重机的单层厂房的柱顶位移宜为基础顶面至柱顶的总高度的1/150;
2 有桥式起重机的单层厂房的柱顶位移宜为基础顶面至柱顶的总高度的1/400;
3 轻型且无桥式起重机厂房柱顶的位移限值可在本条第1款的基础上适当放宽。

9.1.11 厂房柱与露天栈桥柱在起重机梁顶面标高处的横向和纵向变形值,可按一台最大起重机横向或纵向水平制动力标准值(不计动力系数)作用在起重机梁顶面标高处分别计算确定。横向计算时,露天栈桥柱可假定为嵌固在基础顶面的悬臂柱。厂房柱和露天栈桥柱的横向和纵向变形限值,宜符合表9.1.11规定。

表9.1.11 厂房柱与露天栈桥柱在起重机梁顶面标高处的横向和纵向变形限值(mm)

厂房柱与露天栈桥柱在起重机梁顶面标高处的横向和纵向变形限值(mm)

注:1 对起重量较大、起重机工作级别为A4~A6的厂房,厂房柱的横向位移宜按表中对A7工作级别的规定适当放宽;
2 Hc为基础顶面到起重梁(桁架)顶面的高度;
3 计算厂房或露天栈桥柱的纵向位移时,可假定起重机的纵向水平制动力分配在温度区段内所有柱间支撑或纵向框架柱列上。


条文说明


9.1 一般规定

9.1.1 厂房结构宜采用规则的结构体系,在满足工艺要求的情况下宜采用技术成熟、经济合理的标准构件,减少结构构件的类型;
由于不等高多跨厂房有高振型反应,不等长多跨厂房有扭转效应,故多跨厂房宜等高和等长;在满足工艺要求的情况下,当单层厂房的高跨和低跨的高差不超过下列数值时,宜将低跨抬高而做成等高厂房:
(1)当低跨部分宽度不大于36m时,高差不超过2.1m;
(2)当低跨部分宽度不大于60m时,高差不超过1.2m。

9.1.3 厂房内设有悬挂式起重机其跨度较大时,在起重机上会增设一个桁架,这时就要求起重机与屋架或屋面梁底面之间有较大的空间,此空间要根据悬挂式起重机的轮廓尺寸和构造确定。

9.1.4 单层厂房一般不设横向温度伸缩缝,当需要设缝时,也宜设置双柱。本条文介绍了伸缩缝处设置单柱的处理方法。

9.1.5 如果先施工设备基础后施工厂房基础有困难时,设计时应考虑与设备基础邻近的厂房基础的埋置深度,满足相邻基础间的高差要求。

9.1.6 本条主要针对一般单层厂房的自振周期在0.1s附近而提出的要求,对于自振周期不在0.1s附近,而与其内部较大设备的频率相接近的厂房,在设计时也应考虑其影响。

9.1.7 设计人员应根据工程和设备的具体情况与工艺人员协商,从而确定机床设备和振源的最小距离。对于已采取减振措施的设备,可根据具体情况调整表9.1.7中的最小距离;
一般机床和精密机床的界限没有确切的标准,在设备和工艺没有特别要求的情况下,表1中给出高精度机床的范围可以参考。

表1 高精度机床的范围

高精度机床的范围

9.1.8 熔化金属的喷浅和火焰介质的侵害,将影响结构的正常使用寿命,所以应予保护。钢材长期处于150℃~200℃时将出现低温回火现象,加剧其时效硬化,所以规定:钢构件表面长期受大于150℃辐射热时应采取防护措施。

9.2 结构分析和计算


9.2.1 单层厂房计算模型的建立、必要的简化计算和处理,应符合结构的实际工作状况;必要时可采用空间结构模型进行整体内力分析。

9.2.2 单层厂房排架结构,应进行横向排架内力分析。对设有柱间支撑的厂房,可假定全部纵向水平荷载由柱间支撑承受,可不进行纵向排架内力分析;对不设柱间支撑的厂房,应进行纵向排架分析,分析时可取每柱列按平面排架进行内力计算。
露天起重机梁和栈桥柱,应按起重机满荷载作用和起重机空载时的最大轮压和最小轮压分别计算。
双向柱距大于等于12m、无柱间支撑的大柱网排架结构厂房,应采用空间结构模型进行整体内力分析。

9.2.3 钢筋混凝土柱单层厂房,当符合本规范附录K的条件时,可按本规范附录K的规定计入厂房屋盖的空间作用进行横向内力分析。

9.2.4 单层厂房采用双肢柱时,宜采用杆件有限元法直接分析双肢柱各杆件的内力。当按等效杆件进行内力分析时,柱的刚度应予折减;斜腹杆双肢柱的折减系数可取0.9,平腹杆双肢杆的折减系数可取0.7。

9.2.5 横向排架内力分析时,应根据柱网布置的特点划分计算单元,并应符合下列规定:
1 每个纵向柱列应至少有一根柱子划入计算单元内,且应将受力最不利的柱子划入计算单元内;
2 对各列柱距相等的厂房,每列柱可取一根柱组成计算单元;
3 对各列柱距不等的厂房,计算单元的划分应符合下列要求:
1)一般情况下,宜采用较大柱列的柱距作为划分计算单元的宽度;
2)计算单元内柱子的刚度选取,应与柱子承担的荷载相对应;
3)划入一个计算单元中的各柱列宽度不宜超过5个柱距,计算单元的总宽度不宜超过30m。

9.2.6 厂房内设有与排架的一个柱列相连的平台时,其连接宜为铰接,并应将平台作为排架的一个组成部分进行排架的内力分析。

9.2.7 当柱基础为高杯口基础时,其排架的内力分析应符合本规范第7.3.4条的有关规定。

9.2.8 当柱基附近有大面积堆载时,应计入地基不均匀变形使柱基转动对柱子产生的附加内力。

9.2.9 符合下列条件之一时,宜按本规范第9.2.10条的规定计入相邻起重机梁反力差引起的纵向偏心弯矩,并应按本规范第9.2.11条的规定计算其对柱内力的影响:
1 柱距不大于9m,起重机起重量大于等于75t的矩形和工字形截面柱,以及起重机起重量大于等于50t的双肢柱;
2 柱距大于9m但不大于12m,起重机起重量大于等于50t的矩形和工字形截面柱,以及起重机起重量大于等于32t的双肢柱;
3 柱距大于12m,起重机起重量大于等于20t;
4 起重机起重量大于等于32t的露天栈桥柱;
5 相邻柱距差一倍及以上;
6 平面外刚度较差的柱。

9.2.10 相邻起重机梁反力差引起的作用在柱牛腿或肩梁面处的纵向弯矩值,可按下式计算:

式中:My——纵向弯矩(kN·m);
R1、R2——相邻两起重机梁支座反力值(kN),设计时相邻反力差R1—R2应取可能发生的最大值;
e——起重机梁反力作用线至柱子牛腿或肩梁中心的距离,按支座实际情况确定。对于钢筋混凝土起重机梁,可近似地取为柱子牛腿或肩梁宽度的1/3;对于钢起重机梁,当起重机梁支座采用突缘式支座[图9.2.10(a)]时取e值为0,当起重机梁支座采用平板式支座时e值可近似按[图9.2.10(b)]采用。


图9.2.10 钢起重机梁的支承型式
1-突缘式支座;2-平板式支座

9.2.11 相邻起重机梁反力差引起的纵向弯矩值,当为等截面实腹柱时,可假定柱下端嵌固、起重机梁支承处及柱顶处为不动铰,并应进行分配(图9.2.11-1);当为阶形柱时,可由下段柱的起重机肢单独承受,可近似假定柱下端嵌固、起重机梁支承处为不动铰(图9.2.11-2)。


图9.2.11-2 起重机肢纵向弯矩示意
My-纵向弯矩

9.2.12 厂房柱设有牛腿时,柱间支撑处的厂房柱应根据柱间支撑的设置方式计入作用在牛腿上的起重机纵向刹车力和山墙传来的风荷载对其的偏心影响。

9.2.13 厂房柱设有牛腿时,牛腿应按本规范第9.2.10条的规定计入由相邻起重机梁反力差引起的扭矩的影响;柱间支撑处的牛腿尚应计入作用在牛腿上的起重机纵向刹车力和山墙传来的风荷载对其的影响。

9.2.14 露天栈桥柱的计算,应计入起重机梁的安装偏心及其反力对柱内力的影响,偏心值可取20mm。

9.2.15 计算有分离式柱的横向排架时,起重机肢应承受起重机的竖向荷载;屋盖肢应承受屋盖传采的竖向荷载;风荷载以及作用于起重机肢的起重机横向水平制动力应由屋盖肢承受。起重机的纵向水平制动力,应由分离式柱起重机肢的柱间支撑承受。
分离式柱的起重机肢,纵向可按顶点为不动铰、柱底嵌固于基础的柱计算。

条文说明

9.2 结构分析和计算

9.2.1 排架根据柱顶与屋架或屋面梁的连接形式一般分为铰接排架和刚接排架;当按刚接排架进行内力分析时,排架柱与屋架或屋面梁的连接构造应能抵抗屋架或屋面梁的端部弯矩。

9.2.6 由于电子计算机技术的广泛应用,厂房内设有与排架的一个柱列相连的平台时,可以很方便地采用计算程序进行分析。手算时,符合下列情况之一,内力分析可作如下简化:
1 当平台柱的总刚度与相连排架柱的刚度比小于或等于0.05时,可只计入平台传给排架柱的垂直荷载,内力分析时,可不计平台柱对厂房柱的作用;
2 当平台柱的总刚度与相连排架柱的刚度比大于20时,内力分析时,可将平台与排架柱的连接点作为排架柱的不动铰支点进行计算。

9.2.8 实际工程中基础不均匀沉降的转角计算有一定难度,同时也不能计算准确,一般做法是在结构上采取相应措施以避免或减轻此类影响。一般认为,当地面均布荷载小于表2所列数值时,可以不考虑基础转动的影响。

表2 许可的等效地面均布荷载参考值qa

表2中,Ea为地基压缩层范围内土层的压缩模量,当为多层土时,Ea为各土层压缩模量的加权平均值。
当地面荷载超过表2所列范围时,宜采取下列措施减小对基础转动的影响:
(1)标定车间堆载范围,使堆载不直接布置在基础上方;
(2)当地基承载力特征值大于或等于130kPa时,可增加基础埋置深度(一般不小于3m),此时直接堆载区的地面可采用不小于400mm厚的毛石或级配砂石垫层上浇筑不小于200mm厚的钢筋混凝土面层,混凝土强度等级不宜小于C20;
(3)当地基承载力特征值小于130kPa时,宜加固堆载区的地基或采用人工地基。

9.3 屋盖系统


9.3.1 屋面板的选用宜与屋盖承重结构类型相适应。无檩屋盖体系宜选用整体刚度好的屋面板材,有檩屋盖体系宜选用轻型屋面板材。

9.3.2 钢结构有檩屋盖体系檩条的选用,宜符合下列要求:
1 跨度小于等于6m、屋面荷载较小,宜采用实腹式檩条;其截面形式可选用倒L形、冷弯薄壁卷边槽钢(C形)、冷弯薄壁卷边Z形钢;
2 跨度为6m~9m,可采用实腹式连续檩条;
3 跨度大于9m,宜采用平面或空间桁架式檩条。

9.3.3 檩条的设计与构造,应符合下列要求:
1 檩条应按在两个主轴平面内受弯的构件进行强度计算,计算时不应将隅撑作为檩条的支点;当屋面板或构造措施不能阻止檩条侧向失稳和扭转时,应验算檩条的整体稳定;
2 实腹式檩条的截面高度宜取跨度的1/35~1/50,截面宽度应由所选的型钢规格确定;桁架式檩条的高度宜取跨度的1/12~1/20,空间桁架上弦的总宽度宜取截面高度的1/2~2/3;桁架式檩条上、下弦杆的节间长度可取400mm~800mm,斜腹杆倾角宜取40°~60°;
3 实腹式檩条宜采用檩托与屋架或屋面梁、刚架、天窗架等焊接或螺栓连接;当采用螺栓连接时,每个连接处的螺栓数不宜少于2个;檩托的高度不宜小于檩条高度的3/4,并应在腹板高度的2/3处设置2个螺栓固定;
4 宜将实腹式檩条的腹板垂直于屋面坡面,对C形、Z形和倒L形檩条,宜将上翼缘肢尖朝向屋脊方向;
5 当檩条的跨度小于等于4m时,可按计算要求确定檩条间拉条的设置;当屋面坡度大于1/12或跨度大于4m时,宜在檩条间跨中设置一道拉条;当檩条跨度大于6m时,宜在檩条间跨度三分点或四分点处各设一道拉条,且拉条间距不宜大于3m;
6 拉条宜采用圆钢,截面应计算确定,且直径不宜小于10mm,其位置可设在檩条的受压翼缘或距檩条受压翼缘1/3腹板高度的范围内;
7 在檐口、屋脊处以及天窗两侧应设置斜拉条和撑杆。撑杆应按压杆设计,其长细比不应大于200,可采用钢管、方钢或组合角钢做成;
8 当檩条兼作屋架或屋面梁侧向支撑杆时,应按压弯构件设计。

9.3.4 天窗架及挡风板构件宜采用钢结构。有侵蚀介质作用和空气湿度较大的厂房,应做防腐处理。

9.3.5 跨度大于等于18m的厂房,不宜采用钢筋混凝土屋架或屋面梁。

9.3.6 单层厂房符合下列条件之一时,宜采用钢屋架或钢梁:
1 跨度大于21m;
2 设有6000t以上水压机、3000t及以上机械压力机或5t以上锻锤等较大振动设备的厂房;
3 设有20t及以上电炉的铸钢车间主厂房及其熔化跨、浇注跨;
4 直接承受间歇性辐射热影响,屋架或屋面梁表面温度经常大于150℃,且应有隔热防护措施。

9.3.7 大柱网厂房屋盖承重结构采用网架结构时,其设计应符合下列规定:
1 当网架下悬挂起重量大于3t的起重机时,应进行疲劳验算,且宜采用焊接球节点;
2 当网架下有悬挂起重机时,网架结构的容许挠度不应超过网架短向跨度的1/300;
3 网架杆件上不宜承受其他荷载,当杆件上作用有荷载时,应计入杆件受弯的影响。

9.3.8 支承钢筋混凝土或预应力混凝土屋架或屋面梁的托架或托梁,当柱距小于或等于12m,屋架或屋面梁跨度小于或等于15m时,宜采用预应力混凝土结构;当受条件限制,但技术经济合理时,亦可采用钢筋混凝土结构。屋架跨度为18m~30m时,托架或托梁应采用预应力混凝土结构。

9.3.9 当符合下列条件之一时,宜采用钢托架或托梁:
1 上柱为钢结构时;
2 支承钢屋架时;
3 柱距大于或等于12m,采用预应力混凝土或钢筋混凝土结构不能满足使用要求或技术经济不合理时。

9.3.10 钢托架宜采用弦杆平行、腹杆为带竖杆的人字式桁架。支承于钢柱上的托架,支座斜杆宜采用上承式;直接支承于钢筋混凝土柱顶的托架,支座腹杆宜采用下承式。

9.3.11 钢托架跨度大于24m时,可在其两端设置八字撑,或利用起重机梁的辅助桁架立小钢柱作为托架的附加支点。

9.3.12 钢托架的高度应根据所支承屋架端部的高度、刚度要求、建筑对净空尺寸的要求,以及构造要求等确定,可取跨度的1/5~1/10;钢托架在全部荷载标准值作用下产生的挠度不宜大于跨度的1/600,并不应大于跨度的1/400。

9.3.13 钢托架与钢屋架的连接宜采用平接,但三角形钢屋架、钢筋混凝土屋架或屋面梁和采用横向天窗屋盖的钢屋架与钢托架的连接宜采用叠接。
在中间柱列处,当两侧屋架标高相同,宜平接并共用一榀托架[图9.3.13(a)];当必须采用叠接时,宜采用各自独立的两榀托架[图9.3.13(b)];当两侧屋架的标高不同时,可根据具体情况采用不同的连接方式[图9.3.13(c)~图9.3.13(e)]。

中间柱列处屋架与托架的连接形式
图9.3.13 中间柱列处屋架与托架的连接形式

1-屋架;2-托架;3-吊杆;h-屋架下弦与托架下弦的距离

9.3.14 钢托架的上下弦出平面的计算长度,应取侧向支承点的距离。当屋架与托架平接,且屋架下弦与托架下弦有一定距离时[图9.3.13(a)],与屋架相连的托架竖杆宜采用刚度较大的截面;屋架下弦与托架下弦的距离小于等于1000mm时,屋架可视为托架下弦的侧向支撑点。

9.3.15 钢托梁应按受弯构件的要求计算其强度、稳定和挠度。托梁在全部荷载标准值作用下产生的挠度不宜大于跨度的1/600,并不应大于跨度的1/400。钢托梁宜采用工字形截面,当扭矩较大或需要降低托梁的高度时,亦可采用箱形截面。

9.3.16 托架、托梁与柱的连接,可根据工程的实际情况采用平接或叠接,并宜采用铰接。

条文说明


9.3 屋盖系统

9.3.1~9.3.3 当前钢结构屋盖系统主要采用有檩体系。工程实践中屋面板的种类很多,本规范不做具体规定,设计应根据工程的具体情况(重要性、耐久性要求等)选用经济合理的板材。规范建议优先采用卷边冷弯槽形或Z形冷弯薄壁型钢的实腹式檩条,并对檩条的形式、布置及设计要求作了一些规定。

9.3.4 钢结构房屋采用钢天窗架较为合理,不强调有侵蚀介质作用和空气湿度较大时,宜采用矩形截面的钢筋混凝土天窗架,而是要求采取防腐处理。

9.3.5、9.3.6 考虑到近年来国内钢材的供应较为充足,钢屋架的适用范围定为大于21m。本规范没有对钢屋架的设计作具体规定,设计时可根据工程的具体情况选用相应的标准构件或工程实践中技术可靠和成熟的其他形式屋架。

9.3.10~9.3.16 条文对钢托架和托梁的支承方式、结构选型、跨高比和构造等作了比较具体的规定。工程中一般采用托架,当高度受限制或有其他特殊要求时,可采用托梁。托架或托梁是否起拱由设计人员根据具体情况确定。

9.4 起重机梁


9.4.1 钢筋混凝土结构厂房,柱距小于7.5m、起重机工作级别为A1~A5时,起重机梁的选用应符合下列规定:
1 起重量大于等于150t时,应采用钢结构;
2 起重量为50t~125t时,宜采用钢结构,可采用预应力混凝土结构;
3 起重量小于等于32t时,宜采用钢结构或预应力混凝土结构,可采用钢筋混凝土结构。

9.4.2 钢筋混凝土结构厂房,柱距小于7.5m、起重机工作级别为A6~A8时,起重机梁的选用应符合下列规定:
1 起重量大于等于125t时,应采用钢结构;
2 起重量为32t~100t时,宜采用钢结构,可采用预应力混凝土结构;
3 起重量小于等于16t时,宜采用钢结构或预应力混凝土结构,可采用钢筋混凝土结构。

9.4.3 钢筋混凝土结构厂房,柱距为7.5m~12m、起重机工作级别为A1~A5时,起重机梁的选用应符合下列规定:
1 起重量大于等于125t时,应采用钢结构;
2 起重量为50t~100t时,宜采用钢结构,可采用预应力混凝土结构;
3 起重量小于等于32t时,宜采用钢结构或预应力混凝土结构,可采用钢筋混凝土结构。

9.4.4 钢筋混凝土结构厂房,柱距为7.5m~12m、起重机工作级别为A6~A8时,起重机梁的选用应符合下列规定:
1 起重量大于等于75t时,应采用钢结构;
2 起重量为10t~50t时,宜采用钢结构,可采用预应力混凝土结构;
3 起重量小于等于5t时,宜采用钢结构或预应力混凝土结构,可采用钢筋混凝土结构。

9.4.5 钢结构厂房,起重机梁宜采用钢结构。

9.4.6 厂房柱距大于12m、厂房设有硬钩起重机或壁行起重机和直接承受间歇性辐射热影响,起重机梁表面温度经常大于150℃且有隔热措施时,应采用钢起重机梁。

9.4.7 钢起重机梁的形式,应符合下列规定:
1 一般起重机可选用等截面焊接工字形起重机梁;
2 跨度小于或等于6m、起重量小于等于10t的工作级别为A1~A5的起重机,以及悬挂单梁起重机,可采用型钢起重机梁或加强型钢起重机梁;
3 跨度和轮压均较大时,可选用焊接箱形起重机梁;
4 跨度大于等于18m,以及起重量小于等于75t的工作级别为A1~A5的起重机,或起重量小于等于32t的工作级别为A6~A7的软钩起重机,可采用桁架式起重机梁;
5 壁行起重机梁宜采用分离式,当支承壁行起重机的柱距大于等于12m时,可采用整体式壁行起重机梁。

9.4.8 钢起重机梁的截面尺寸应由计算确定,其高度可按下列规定确定:
1 实腹式焊接钢起重机梁的高度,可按计算的经济高度、容许挠度和建筑净空要求确定;
2 箱形焊接起重机梁的高度可取梁跨度的1/8~1/12;
3 桁架式起重机梁的高度,当跨度为12m~18m时,可取跨度的1/5~1/7;当跨度为24m~36m时,可取跨度的1/8~1/10,并宜与建筑净空要求相协调。

9.4.9 钢筋混凝土或预应力混凝土起重机梁,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定验算强度、裂缝、挠度和疲劳。
钢起重机梁应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定验算梁的强度、整体稳定、局部稳定、疲劳、变形以及轮压处腹板的局部压应力。

9.4.10 计算起重机梁的强度和稳定时,应采用荷载效应的基本组合,其荷载效应应按作用在跨间内荷载效应最大的两台起重机确定;计算疲劳和变形时,应采用荷载效应的标准组合,其荷载效应应按作用在跨间内最大的一台起重机确定,且其动力荷载标准值可不乘以动力系数。

9.4.11 桁架式钢起重机梁的内力计算,上弦除应计算起重机轮压作用下的轴力外,尚应计算起重机轮压作用在节间引起的局部弯矩、起重机横向水平荷载对其产生的轴力和弯矩、因桁架变形引起的次弯矩和腹杆交点对上弦偏心产生的弯矩。

9.4.12 钢起重机梁的挠度应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定;当工艺无特殊要求时,壁行起重机梁的挠度应符合下列规定:
1 上梁和下梁的水平挠度、下梁竖向挠度不宜超过上梁和下梁跨度的1/1000~1/1200;
2 上梁和下梁间相对竖向挠度差限值不宜超过3mm~5mm。

9.4.13 符合下列情况之一的钢起重机梁,宜设置制动结构、辅助桁架及其支撑系统(图9.4.13):
1 起重机工作级别为A6~A8;
2 起重机梁跨度大于等于12m;
3 桁架式起重机梁。

制动结构组成示意
图9.4.13 制动结构组成示意

1-制动板或制动桁架腹杆;2-下翼缘水平支撑;3-起重机梁;
4-边梁;5-辅助桁架;6-垂直支撑;7-走道;8-栏杆

9.4.14 位于中柱的起重机梁,当相邻的起重机梁高度相同且轨高一致时,制动结构可由两起重机梁的上翼缘或起重机桁架的上弦杆和制动板或腹杆系统组成;当相邻起重机梁的高度不等且轨高相差较大时,可按位于边柱的起重机梁处理。

9.4.15 起重机工作级别为A8的起重机梁,制动结构应采用梁式;起重量大于等于150t、工作级别为A6、A7的起重机梁,当跨度大于等于12m或制动结构的宽度小于1.2m时,制动结构宜采用梁式;其他情况下,制动结构宜采用桁架式。

9.4.16 起重机梁制动系统及其相互之间的连接应通过计算确定。制动结构与起重机梁的连接形式宜采用高强螺栓连接,对于起重量小于等于32t,工作级别为A6、A7的起重机及起重量小于200t、工作级别为A4、A5的起重机梁,可采用焊接或普通螺栓连接。采用焊接连接时,可采用焊脚尺寸不小于6mm的间断焊,净距不应超过制动板板厚的15倍。

9.4.17 制动结构边梁、辅助桁架的竖向挠度不应大于跨度的1/400。工作级别为A6~A8的起重机梁的制动结构及与墙架有连接的制动结构,其水平挠度不应大于跨度的1/2200。

9.4.18 起重机梁上应设置车挡,并应进行强度验算。

9.4.19 钢起重机梁相邻端部应设填板或连接板连接,其尺寸及连接用螺栓的直径和数量,可按起重机纵向刹车力和山墙传来的风荷载计算确定。填板或连接板宜设在梁高度中部,梁高度大于1.5m、起重量较大或工作级别为A6~A8的起重机梁,填板的位置宜设在梁高底部1/3处。

9.4.20 起重机梁端与柱的连接,应符合下列要求:
1 起重机梁端顶部应分别采用独立连接板与柱连接,连接板截面应根据横向刹车力由计算确定;
2 起重机梁端底部与柱的连接,对于钢起重机梁在无柱间支撑范围,可采用普通螺栓或焊接构造连接;在有柱间支撑处的钢起重机梁及所有柱间的混凝土起重机梁,其连接应根据纵向刹车力和山墙传来的风荷载由计算确定;
3 对于钢起重机梁,梁高度大于1.5m、起重量较大或工作级别为A6~A8的起重机梁,梁端应增设垂直隔板连接填板和柱。

9.4.21 当利用起重机梁或起重机梁制动系统作为柱子侧向支点时,起重机梁或起重机梁制动系统与柱子应有可靠连接。

9.4.22 钢起重机梁的构造除应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定外,尚应符合下列要求:
1 对桁架式起重机梁,宜采取防止其上弦因轨道偏心而发生扭转的构造措施;
2 宜采用抗弯和抗扭刚度较大的轨道,并宜采用焊接长轨;有条件时,宜在轨道与梁上翼缘间铺设弹性垫;
3 跨度大于等于18m的起重机梁,宜按跨度的1/1000起拱。

条文说明


9.4 起重机梁

9.4.1~9.4.5 结合近年来工程经验、我国钢结构发展情况,对起重机梁的选型给出新规定,主要加宽了钢起重机梁的适用范围。

9.4.6 本条给出几种应使用钢起重机梁的情况。其中,对直接承受间歇性辐射热影响,当不采取隔热措施,起重机梁表面温度经常大于150℃的情况,除了应采用钢起重机梁外,还应采取有效的隔热措施方可使用。

9.4.7、9.4.8 机械工业厂房柱距变化较大,采用的起重机起重量、工作级别种类很多,起重机形式多样,为方便设计,对钢起重机梁选型和截面尺寸作了规定。
机械工厂中的冶炼、铸造、重型金工车间(厂房),常设有壁行起重机,第9.4.7条第5款特别提出宜采用分离式壁行起重机梁,这种形式的壁行起重机梁构造简单、受力明确。只有当壁行起重机梁支承在柱上,且柱距大于等于12m以及上下梁的挠度差太大,控制上水平梁的挠度限制有困难时,可采用整体式壁行起重机梁,即箱形梁。

9.4.9、9.4.10 分别给出混凝土起重机梁、钢起重机梁结构设计计算内容,包括荷载取值及组合规定。大柱距(18m、24m)的厂房,有时会有起重机共抬工件的情况,且位置较固定,此时计算疲劳和变形时参加组合的起重机台数,可征求工艺设计人员的意见,根据可能产生的情况确定。

9.4.11 桁架式钢起重机梁内力计算时,除了满足本条规定外,尚应根据实际情况决定是否考虑下弦杆件因桁架变形引起的次弯矩和腹杆交点对下弦偏心产生的弯矩。

9.4.12 本条根据工程经验,给出钢起重机梁竖向挠度控制要求。对于有制动结构的起重机梁,其水平挠度控制标准在第9.4.17条给出;对于无制动结构的起重机梁,设计时应保证梁水平抗弯刚度,以防使用中出现卡轨、脱轨或水平向晃动问题。
对于壁行钢起重机梁,其竖向、水平挠度控制限值选用,对较小跨度起重机梁宜采用较严限值。另外,由于其上梁的刚度较小,尚应控制上下梁相对竖向挠度差,以保证起重机轮不卡轨或脱轨。

9.4.13~9.4.17 提出了对起重机梁制动结构和辅助桁架的选型、截面设计和连接构造要求。
为防止因起重机梁翘曲影响使用,特别对制动结构边梁、辅助桁架的竖向挠度提出控制要求。

9.4.18 对于混凝土起重机梁和钢起重机梁,车挡可采用不同构造形式;其承担的水平撞击力可参考有关标准或起重机技术参数确定;车挡安装时应与起重机梁对中。

9.4.19、9.4.20 分别给出起重机梁体相互连接要求、起重机梁端与柱的连接要求,以保证起重机横向刹车力、纵向刹车力的有效传递。
条文规定无柱间支撑处钢起重机梁支座与柱可构造地采用螺栓连接或焊接连接,是基于钢起重机梁相互间在纵向有可靠的连接,若无连接则应按纵向刹车力和风荷载计算确定。
对于钢筋混凝土起重机梁,基于安全考虑,每根混凝土起重机梁底部与柱的连接均按全部纵向刹车力和风荷载计算。

9.4.22 A7工作级别(重级工作制)起重机,特别是硬钩A8工作级别(特重级)起重机,在使用过程中常见有集中在梁的上部区域的破损和缺陷,原因是梁的上部受力非常复杂,许多因素在设计中无法考虑。设计与构造上,有时将相邻简支梁的支座沿纵向将上翼缘或腹板用连接板相连,造成梁的实际工作与计算假定不一致,翼缘与连接处产生附加应力;轨道偏心以及轨道与上翼缘的不均匀接触,轮压的偏心作用以及梁本身平面外的初始弯曲,是梁承受偏心扭矩作用,导致梁的上部区域产生疲劳裂缝;轨道刚度不够、接头处不平,造成轮压的动力影响超过设计采用的动力系数值。为防止或减少这些破损和缺陷现象,条文对所有起重机梁提出了三条措施,对于A7级以下的起重机梁,设计可根据具体情况酌情处理。

9.5 钢筋混凝土柱


9.5.1 单层厂房钢筋混凝土柱的形式,应根据其受力的特点、使用环境和施工条件等因素确定,宜采用预制钢筋混凝土柱,当柱子较高、重量较大,且采用预制钢筋混凝土柱吊装有困难时,可采用上柱为钢下柱为钢筋混凝土的组合柱或者钢柱。

9.5.2 生产过程中需要用角钢保护四角的钢筋混凝土柱,当保护高度为整个下柱高或接近整个下柱高时,可采用外包钢筋混凝土柱,并应按外包钢筋混凝土结构设计;外包的角钢可兼起受力与防护的作用,上柱可按普通钢筋混凝土柱设计。

9.5.3 钢筋混凝土柱的截面形式,宜符合下列规定:
1 当截面高度小于800mm时,宜采用矩形截面柱;
2 当截面高度大于等于800mm,但小于等于1400mm时,宜采用工字形截面柱;
3 当截面高度大于1400mm时,宜采用双肢柱。

9.5.4 钢筋混凝土柱的下列柱段,应采用矩形截面:
1 设有悬臂起重机的柱段;
2 壁行起重机的上、下两支点间的柱段;
3 柱底至室内地坪以上500mm范围内的柱段。

9.5.5 钢筋混凝土柱的下列柱段,宜采用矩形截面:
1 分离式柱的起重机肢;
2 阶形柱的上柱。

9.5.6 单层厂房钢筋混凝土柱,其截面尺寸可按本规范附录L的有关规定初选,并应经验算后确定;柱截面各边尺寸应为50mm的倍数。

9.5.7 刚性屋盖的单层厂房,钢筋混凝土柱的计算长度,应符合下列规定:
1 无起重机厂房的等截面柱、有起重机厂房的单阶单支点柱和露天栈桥柱的计算长度,应按表9.5.7-1的规定确定;
2 单阶双支点柱与双阶柱、抗风柱的计算长度应分别按表9.5.7-2、表9.5.7-3和表9.5.7-4的规定确定。

表9.5.7-1 等截面柱、单阶单支点柱和露天栈桥柱的计算长度
等截面柱、单阶单支点柱和露天栈桥柱的计算长度

注:1 H——从基础顶面算起的柱子全高;
2 H1——从装配式起重机梁底部或从现浇起重机梁顶部算起的柱子上部高度;
3 H2——从基础顶面算起至装配式起重机梁底面或现浇起重机梁顶部的柱子下部高度;
4 有起重机厂房,当计算中不计起重机荷载时,下柱的计算长度按无起重机厂房采用,但上柱计算长度仍按有起重机厂房的采用;
5 表中有起重机厂房在排架方向上的上柱计算长度,仅适用于H1/H2≥0.3,当H1/H2<0.3时,宜采用2.5H1。

表9.5.7-2 单阶双支点柱的计算长度
单阶双支点柱的计算长度

表9.5.7-3 双阶柱的计算长度
双阶柱的计算长度

表9.5.7-4 抗风柱的计算长度
抗风柱的计算长度

9.5.8 钢筋混凝土柱截面强度,应采用不同的荷载效应组合进行计算,并应取其最不利者。

9.5.9 钢筋混凝土柱子设计及构造,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定;钢筋混凝土双肢柱的设计,尚应符合下列规定:
1 斜腹杆双肢柱各杆件内力,可按铰接桁架计算;平腹杆双肢柱各杆件内力,可按本规范附录M的规定计算;
2 混凝土的强度等级,不宜低于C30;
3 双肢柱的肢杆厚度不宜小于250mm,宽度不宜小于500mm;肢杆和腹杆的两边受力钢筋均应计算确定并对称配置;
4 斜腹杆双肢柱的腹杆厚度,不宜小于肢杆厚度的0.5倍,且不应小于120mm;腹杆与水平面夹角宜取35°~55°;牛腿处应设肩梁;
5 平腹杆双肢柱的腹杆净距,不宜大于肢杆厚度的10倍;腹杆的线刚度,宜大于肢杆的线刚度的5倍,且腹杆厚度不宜小于400mm;
6 肩梁高度应大于或等于肢杆厚度的2倍,且不宜小于600mm,并应满足肢杆及上柱内纵向受力钢筋锚固长度的要求;肩梁的线刚度宜大于肢杆的线刚度的20倍;
7 肩梁的受力钢筋应根据计算确定,但上、下水平筋均不宜少于4根,其直径不宜小于16mm,单侧配筋不应小于肩梁横截面面积的0.2%;肩梁水平箍筋直径宜为8mm~12mm,间距宜为100mm~150mm;垂直箍筋直径宜为8mm,间距宜为100mm;
8 当起重机起重量大于32t时,应验算肩梁的局部承压强度。

9.5.10 上柱为钢、下柱为钢筋混凝土的组合柱,其构造和截面计算,应分别符合其相应结构类型的要求,上下柱的连接应满足传力的要求。

9.5.11 抗风柱的设计,应符合下列规定:
1 抗风柱宜采用钢筋混凝土预制整体柱;当柱较高时,亦可采用上柱为钢、下柱为钢筋混凝土的组合柱。
2 抗风柱的截面尺寸,应符合下列要求:
1)上柱截面高度不宜小于300mm,宽度应与下柱等宽。
2)下柱截面高度应符合下式的要求,且不应小于500mm:

式中:h——抗风柱下柱截面高度(mm);
Hx1——基础顶面至屋架或抗风桁架与抗风柱最低连结点的距离(mm)。
3)下柱截面宽度应符合下式的要求,且不应小于300mm:

式中:b——抗风柱下柱截面宽度(mm);
Hy1——柱宽方向两支点的最大间距。
3 抗风柱下端应与基础固接,上端应与屋架或屋面梁上弦节点通过弹性板连接,弹性板的厚度应经计算确定;当屋架下弦设有水平支撑时,亦可铰接于屋架下弦节点,也可同时铰接于屋架上、下弦节点处;必要时,可在抗风柱的中部增设抗风桁架或抗风梁。
4 抗风柱变截面处的标高,宜低于屋架或屋面梁下缘标高,且其标高差宜大于150mm。
5 仅承受风荷载的抗风柱,可按受弯构件计算;同时承受垂直荷载的抗风柱,宜按偏心受压构件计算;计算长度应按本规范表9.5.7-4的规定采用;风载体型系数,迎风面宜取1.0,背风面宜取0.8。

9.5.12 钢筋混凝土柱应进行吊装验算。吊装荷载宜为柱重力荷载乘以动力系数1.5,可不计柱与模板的粘着力;钢筋应力设计值可按下式计算,其值HPB300级钢筋不宜大于220N/mm2,HRB335级及以上级别钢筋不宜大于240N/mm2:

式中:f——钢筋应力设计值(N/mm2);
M——吊装时验算截面的弯矩设计值(N·mm),宜取吊点为验算截面;
h0——验算截面的有效高度(mm);
As——受拉钢筋截面积(mm2)。

9.6 钢柱


9.6.1 钢柱截面型式的选择,应符合下列规定:
1 无起重机的厂房,宜采用等截面柱;
2 有起重机的厂房,宜采用阶形柱;单阶柱的上段,可采用实腹式柱,下段当截面高度小于等于1000mm时,宜采用实腹式柱,截面高度大于1000mm时,可采用格构式柱;当采用双阶柱时,其中段可根据具体情况采用实腹式或格构式柱;对于起重量小于等于20t的轻型厂房,亦可采用等截面柱;
3 厂房横向预留有扩建跨并设有起重机、厂房需增设或改造起重机或厂房边柱列外侧设有露天起重机柱子时,宜采用分离式柱。

9.6.2 钢柱的截面尺寸应满足强度、稳定、刚度和构造的要求;排架分析时,其截面尺寸可按本规范附录N的规定初选,经验算后确定。

9.6.3 钢柱的计算长度,应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定执行。

9.6.4 钢柱的计算,应包括各段柱身、牛腿、肩梁、柱脚和各部位的连接。柱身的计算应符合下列规定:
1 实腹式柱应按偏心受压构件对其进行截面强度、平面内外的整体稳定和局部稳定计算;
2 格构式柱应进行截面强度、平面内整体稳定和缀条的计算,可不进行平面外的整体稳定计算,其分肢可按轴心受力构件计算;
3 单阶柱的下段柱,当符合本规范第9.2.9条的规定时,起重机肢应按本规范第9.2.10条和第9.2.11条的规定计算柱由相邻两侧的起重机梁反力差引起的纵向弯矩;格构式下段柱的起重机肢应按压弯构件进行强度和稳定性计算,实腹式下段柱的起重机肢应按双向偏心受压构件进行强度和平面内外稳定性计算;
4 当柱为双阶柱时,其下段柱和中段柱的计算,应与单阶柱的下段柱的计算相同。

9.6.5 钢柱柱身的构造,除应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定外,尚应符合下列要求:
1 实腹式柱的腹板计算高度与厚度之比符合下式的要求时,应采用横向加劲肋加强且成对布置:

式中:h0——腹板计算高度(mm);
tw——腹板厚度(mm);
fy——钢材的屈服强度(N/mm2)。
2 横向加劲肋的间距不得大于腹板计算高度的3倍,截面尺寸应符合下列表达式的要求:

式中:bs——加劲肋外伸宽度(mm);
tsw——加劲肋厚度(mm)。
3 实腹式柱在水平力作用点或牛腿处,应按本条第1款和第2款的要求设置横向加劲肋,当承受的水平力较大时,加劲肋的厚度可适当加厚,也可由计算确定;
4 格构式柱和大型实腹式柱,除应在承受较大水平力和牛腿处设置横隔外,尚应在运输单元的两端设置横隔板或横隔架,横隔的间距不得大于8m或柱截面长边尺寸的9倍;横隔板的厚度宜为6mm~10mm,其长宽尺寸宜以填满柱截面为限;横隔架宜采用不小于∠63×5的角钢,其连接焊缝的焊脚尺寸不宜小于5mm,焊缝长度不宜小于70mm;
5 采用插入式柱脚时应在基础顶面处设置水平加劲肋或横隔。

9.6.6 柱的拼接接头位置宜设在肩梁上部内力较小的部位,其中腹板可采用正对接接头,翼缘板宜采用45°~55°的斜对接接头。

9.6.7 阶形钢柱应在上、下柱接头处设置肩梁。肩梁宜采用单腹板式,当单腹板式不能满足要求时,可采用双腹板式。肩梁的设计,应符合下列规定:
1 肩梁的截面尺寸,应由强度计算确定,但当下段柱为实腹式柱时,可不做强度计算;肩梁的高度不宜小于下柱截面高度的0.4倍~0.6倍,腹板厚度不宜小于10mm;
2 肩梁上盖板的厚度,轻、中型厂房不宜小于16mm,重型厂房不宜小于25mm;肩梁下盖板的厚度,轻、中型厂房不宜小于12mm,重型厂房不宜小于20mm;肩梁盖板的长宽尺寸应以填满柱肢为限,当下柱的截面尺寸较大时,在单腹板肩梁盖板底部两侧可各焊一根截面不小于∠100×8的加强角钢;
3 当起重机梁采用突缘支座时,在肩梁腹板的两侧宜各焊一块加强板;加强板与肩梁腹板的连接,上端应采用剖口焊,并应与上盖板刨平顶紧,其他三边可采用贴角焊,焊脚尺寸宜为12mm~20mm;加强板的宽度不得小于起重机梁突缘支座的宽度,其高度应根据单侧起重机梁75%支座反力计算所需的焊缝长度确定,但不宜小于300mm;板厚应根据起重机梁的支座反力确定,但宜为16mm~30mm;
4 当起重机梁为平板式支座时,宜在起重机肢顶部位于起重机梁支承加劲肋的相应位置增设加强板,加强板应按起重机梁的支座反力计算其端面支承压应力和焊缝的强度,其高度不宜小于500mm;加强板顶面应与肩梁上盖板刨平顶紧,与柱肢腹板应采用剖口焊。

9.6.8 牛腿的构造形式应根据牛腿上的荷载情况确定,并应符合下列要求:
1 实腹式柱的牛腿,可采用工字钢顶接焊在柱肢上,并宜采用剖口焊;柱肢应在牛腿上下翼缘相对应的位置处设置横向加劲板,牛腿的腹板应在集中荷载作用处设置横向加劲肋,加劲肋顶面应与牛腿上翼缘刨平顶紧;
2 格构式柱设置牛腿时,应使柱水平缀条与牛腿顶面设在同一标高处,并应设置横隔板加强;牛腿可由两个槽钢和盖板组成,槽钢应焊在柱肢的外侧上,盖板应焊在槽钢挑出部分的上翼缘和柱肢上;槽钢间在集中荷载作用处应设置横隔板,横隔板顶面应与盖板刨平顶紧。

9.6.9 柱腹板上开设入孔时,应验算每个分肢的强度;验算时可假定分肢的两端为固定、反弯点在分肢高度的中间;各分肢的内力,可采用肩梁顶面处排架分析时所提供的组合内力计算确定。入孔应符合下列要求:
1 入孔的净宽不应小于400mm,净高不应小于1800mm;
2 入孔周边应设加劲肋,横向加劲肋可取与柱身横向加劲肋相同的尺寸,其厚度可较柱身横向加劲肋厚2mm~4mm;纵向加劲肋的厚度,应大于腹板厚度,且不应小于10mm,其外伸的宽度可取厚度的12倍,伸入柱腹板的长度应根据所需连接焊缝长度确定,且不宜小于200mm;
3 入孔底部标高应与起重机梁上翼缘顶面标高相协调,孔底处的横向加劲肋可与制动结构相连,当设计计及用以传递部分起重机横向水平力时,其构造与计算要求应符合制动结构的有关要求。

9.6.10 单层厂房钢柱柱脚,可采用露出式柱脚或插入式柱脚。

9.6.11 露出式柱脚的选用(图9.6.11),应符合下列规定:
1 跨度不大于36m、柱距不大于9m、檐口高度不超过12m、无起重机且风荷载不大的厂房,宜采用铰接柱脚;
2 实腹式柱及肢距小于1.5m的格构式柱,宜采用整体式刚接柱脚;
3 肢距大于等于1.5m的格构式柱,宜采用分离式刚接柱脚。

 露出式柱脚示意
图9.6.11 露出式柱脚示意
1-底板;2-靴板;3-加劲板;4-锚栓;
5-锚栓支承托座;6-加强角钢

9.6.12 露出式柱脚的设计(图9.6.11),应符合下列规定:
1 柱脚底板应符合下列规定:
1)柱脚底板宽度可按下式计算:

式中:B——柱脚底板宽度(mm);
b0——柱与底板连接部分的最大宽度(mm);
c——边距,可根据具体情况取20mm~50mm。
2)柱脚底板的长度应根据底板下混凝土的局部承压确定;
3)柱脚底板的厚度应根据底板下的反力及底板的支承条件计算确定,但不应小于钢柱中较厚板的厚度,且对铰接柱脚尚不应小于20mm,对刚接柱脚尚不应小于30mm;
4)当柱脚底板尺寸较大时,应在柱脚底板上开直径为80mm~100mm、间距为600mm~800mm的排气孔;
2 柱脚的靴板、加劲隔板、加劲肋应根据其所承担区域的底板反力及构造情况,可近似地按简支梁或悬臂梁计算;靴板的厚度,宜取与柱的翼缘板相同的厚度,也可适当加厚;加劲隔板和加劲板的厚度,不宜小于其跨度的1/50,且不应小于10mm;
3 柱脚靴板与柱肢的连接,当靴板与柱肢翼缘板采用对接连接时,应采用等强度剖口焊接,且靴板与柱肢腹板的焊缝焊角尺寸宜比柱本身加大2mm~4mm;当靴板采用角焊缝侧连于柱肢翼缘板时,应按柱肢最大压力和最大拉力两者中的较大值计算焊缝强度;最大拉力可近似取锚栓的拉力;最大压力,当柱底部采用铣平顶紧方式传递压力时,应按所承担区域的底板反力计算,当柱底部不采用铣平顶紧方式传递压力时,应按柱肢传给底板的全部内力计算;
4 柱脚靴板和柱肢与底板的连接,当采用铣平顶紧方式传力时,可按柱传给底板的全部内力的15%或最大剪力中的较大值计算;当不采用铣平顶紧方式传力时,应按柱传给底板的全部内力计算;
5 铰接柱脚的锚栓用于安装过程的固定时,其数量和直径可按构造要求确定,但数量不应少于2个,直径不宜小于24mm;
6 刚接柱脚的锚栓需承受柱脚弯矩和轴力组合内力作用下产生的拉力,并兼作安装过程固定之用,其直径和数量应根据组合内力作用下产生的最大拉力计算确定,其数量在垂直于弯矩平面的每侧不应少于2个,直径不宜小于30mm,且宜对锚栓施加预拉力,预加拉力的大小宜为锚栓承载力的5%~10%;
7 刚接柱脚的锚栓支承托座加劲肋或锚栓加劲肋的高度和厚度,应按其下底板反力和锚栓拉力中的较大者计算确定,但高度不宜小于300mm,厚度不宜小于12mm;锚栓支承托座顶板的厚度不宜小于12mm,且应与锚栓支承托座加劲肋刨平顶紧,应与柱肢或靴板剖口焊接;锚栓垫板的厚度应根据计算确定,但不宜小于20mm;
8 计算柱脚底板与其下部混凝土之间的摩擦力时,摩擦系数可取0.4;
9 柱脚在地面以下的部分应采用混凝土包裹,混凝土保护层厚度不应小于50mm,并应使包裹的混凝土高出地面不小于150mm;当柱脚的底面在地面以上时,柱脚的底面应高出地面不小于100mm。

9.6.13 插入式柱脚的设计,应符合下列规定:
1 轻型工字形柱可直接插入杯口中,可不设底板;
2 承受垂直荷载较大的箱形柱或单肢管柱及格构式柱应设底板,底板尺寸应略大于柱的截面尺寸。

条文说明


9.6 钢柱

9.6.7 柱肩梁的作用是将上柱的内力传递到下柱,并兼作起重机梁的支座,它必须具有足够的刚度和承载力,本条对肩梁的设计与构造作了规定。对轻、中型厂房,当采用的肩梁腹板较厚,并可单独支承起重机梁的反力时,可不设加强板。

9.6.9 入孔应经计算,本条文规定了入孔计算原则和构造的基本要求。入孔的计算在许多钢结构手册均有详细的说明,具体的计算图形和方法可参考有关的钢结构设计手册。

9.6.12 对柱脚的设计要求和构造作了规定。
钢柱露出式柱脚按受力条件分为铰接和刚接两大类,其适用范围、构造和计算各不相同。铰接柱脚的锚栓主要是起安装作用,工程实际中常用的数量为2个~4个,直径为24mm~42mm。确定其数量和直径时,应与钢柱截面的大小和形式、安装要求以及与钢柱板件厚度和底板厚度相协调。锚固长度一般不宜小于25倍锚栓直径。柱脚底板的锚栓孔径,宜取锚栓直径加5mm~10mm,锚栓垫板的锚栓孔径,取锚栓直径加2mm,锚栓垫板的厚度通常与底板相同。
刚接柱脚的锚栓除受力外,又兼起安装螺栓的作用,其直径一般不宜小于30mm。柱脚锚栓的计算比较复杂,对于分离式柱,柱的每一分肢所需的锚栓的总有效面积,可按每一分肢可能产生的最大拉力计算确定;对于整体式柱脚,每侧所需锚栓总有效面积应根据柱脚底板下混凝土基础反力的分布情况计算确定。为了安装与调整方便,锚栓一般布置在柱脚外挑的支承托座上,而不穿过柱脚底板。
柱脚在地面以下的部分应采用混凝土包裹,当柱脚的底面在地面以上时,柱脚的底面应高出地面,是为了防止柱脚和柱身的锈蚀。

9.7 单层砖柱厂房


9.7.1 单层砖柱厂房的静力计算,应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的有关规定。

9.7.2 多跨砖柱厂房及开敞式厂房,基本风压值大于0.4kN/m2时,宜在纵向中柱柱列伸缩缝区段中部或附近设置与柱等高的整体砌筑的柱间剪力墙,且墙厚不宜小于240mm。

9.7.3 承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240mm×370mm,且不宜大于490mm×630mm;当采用370mm×370mm截面时,不得有通缝或包心柱。

9.7.4 有较大振动设备或运输频繁易于被碰撞,以及屋盖荷载偏心过大的厂房,不应采用独立砖柱承重;有防爆要求的厂房不宜采用砖柱承重。

9.7.5 当厂房跨度大于6m时,不宜采用屋盖结构支承处无壁柱的砖墙进行承重。

9.7.6 厂房跨度大于6m,应在屋架或梁与砖柱的支承处设置混凝土或钢筋混凝土垫块;屋架或梁应采用锚件与垫块连接;当墙中设有圈梁时,垫块宜与圈梁浇成整体。

9.7.7 单层砖柱厂房,应在檐口和窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁;当厂房内设有起重机或有较大振动设备时,除应在檐口和窗顶标高处设置现浇钢筋混凝土圈梁外,尚应在墙体高度的中段结合窗洞位置适当增设圈梁。建在软土地基上的单层砖柱厂房,应在基础顶面处设置现浇钢筋混凝土圈梁。

9.7.8 单层砖柱厂房,当采用钢筋混凝土重屋盖时,应按钢筋混凝土单层厂房的规定布置屋面支撑。

9.7.9 承重结构的砖柱或砖壁柱以及屋盖支座下传力线范围内的墙体,没有采取加固措施时不得开槽或开洞;设备和电气管线不得沿水平方向埋于承重墙垛内。

9.8 支撑系统


9.8.1 单层厂房应根据厂房的承重结构形式、屋盖形式、起重运输设备形式、有无振动设备、围护结构的种类和构造特点、厂房的高度和跨度、柱网尺寸、结构单元长度等因素布置支撑系统。

9.8.2 支撑系统的布置应做到传力简捷明确。屋盖支撑与柱间支撑应相互协调布置,并宜布置在结构单元同一个开间内,形成封闭的空间结构支撑系统。

9.8.3 各类支撑杆件的长细比允许值,应符合表9.8.3的规定。

表9.8.3 各类支撑杆件的长细比允许值
各类支撑杆件的长细比允许值

注:交叉圆钢支撑不受本表限制;当支撑的拉杆采用圆钢时,应具有张紧装置。

9.8.4 符合下列情况之一时,柱间支撑杆件宜进行强度及稳定性验算:
1 当厂房柱顶标高大于12m,且跨度大于24m时;
2 起重机起重量大于20t时;
3 基本风压值大于0.4kN/m2时;
4 厂房设计需考虑温度应力作用时。

9.8.5 交叉支撑杆件的计算长度,应符合表9.8.5的规定。水平杆的计算长度,在支撑平面内和支撑平面外,均应取杆件的几何长度。

表9.8.5 交叉支撑杆件的计算长度
交叉支撑杆件的计算长度

注:l为节点中心间支撑杆件的长度。

9.8.6 屋架上弦或屋面梁上翼缘横向支撑的设置,应符合下列规定:
1 有檩或无檩屋盖体系的厂房,应在厂房结构单元端开间或第二开间设置屋架上弦或屋面梁上翼缘横向支撑;当支撑设置在第二开间时,应在端开间相应位置设置水平系杆;
2 当结构单元的长度较大时,宜在结构单元中部或结构单元长度的三分点处增设横向支撑,横向支撑的间距不宜大于60m;
3 有檩屋盖体系可用檩条代替横向支撑中的直杆,此檩条应满足压弯构件的刚度和承载力要求,且檩条与屋架或屋面梁应有可靠连接。

9.8.7 钢筋混凝土无檩屋盖体系,当厂房跨度小于18m、无天窗、无较大振动设备、无起重机或有A1~A5工作级别的起重量不大于32t的起重机,且屋面板构造符合下列条件时,可不设横向支撑:
1 屋面板最小支承长度60mm;
2 屋面板与屋架或屋面梁有三点焊缝连接,但其在伸缩缝和端开间处可为两点,且焊脚尺寸和长度分别不小于6mm和50mm;
3 屋面板之间的空隙用C25细石混凝土灌实。

9.8.8 屋架下弦或屋面梁下翼缘横向支撑的设置,应符合下列规定:
1 除厂房跨度小于等于18m,且无起重机或其他振动设备外,钢屋架应在厂房结构单元端开间或第二开间设置屋架下弦横向支撑;当支撑设置在第二开间时,应在端开间相应位置设置水平系杆;
2 山墙抗风柱与屋架下弦或屋面梁下翼缘相连时,应在山墙端开间设置横向支撑;
3 屋盖系统设有下弦纵向支撑时,应在纵向支撑的两端开间设置横向支撑;
4 为控制屋架下弦平面外长细比或可能出现压力而设置通长水平系杆时,应在水平系杆的两端开间设置横向支撑;钢屋面梁下翼缘平面外可设斜撑连于上翼缘支撑系统;
5 屋架下弦或屋面梁下翼缘悬挂有起重机且起重量大于或等于2t时,应在起重机梁的两端开间设置横向支撑,亦可通过在起重机梁上设置斜撑将纵向水平力传至屋盖;
6 当悬挂起重机沿厂房横向行驶时,应在其所在的开间设置横向支撑;
7 横向支撑的间距不宜大于60m。

9.8.9 屋架或屋面梁纵向支撑的设置,应符合下列规定:
1 设有桥式起重机的钢结构厂房,当符合表9.8.9的规定时,应设置纵向支撑;

表9.8.9 钢结构厂房屋盖系统设置纵向支撑的条件
钢结构厂房屋盖系统设置纵向支撑的条件

注:Q为起重机起重量。

2 厂房内设有夹钳、刚性料耙、抓斗、磁力等A8工作级别起重机,以及设有壁行起重机或双层桥式起重机时,应设置纵向支撑;
3 厂房内有大于等于5t锻锤、大于等于6000t水压机、大于等于3000t机械压力机等较大振动的设备时,应设置纵向支撑;
4 屋盖系统采用托架或托梁支承屋架或屋面梁时,应设置纵向支撑;仅局部柱间设有托架或托梁时,可仅在有托架或托梁的开间及两端各延伸一个开间设置纵向支撑;
5 厂房排架柱之间设有墙架柱,且以纵向支撑作为墙架柱的水平支撑点时,应设置纵向支撑;
6 屋架下弦或屋面梁底标高大于或等于22m,且设有桥式起重机的厂房,应设置纵向支撑;
7 屋架的纵向支撑宜布置在紧靠柱列的屋架下弦平面内;屋面梁的纵向支撑可布置在紧靠柱列的屋面梁上翼缘平面内。

9.8.10 屋架或屋面梁竖向支撑的设置,应符合下列规定:
1 屋架跨度大于18m时,应在屋架跨中设置竖向支撑;当屋架跨度大于30m时,应在屋架跨度1/3附近的竖杆平面内设置竖向支撑,间距不宜大于15m;
2 屋架或屋面梁端部高度大于0.9m时,应在屋架或屋面梁端部设置竖向支撑;
3 竖向支撑应布置在设有横向支撑的开间;
4 当厂房内设有大于等于5t锻锤时,宜在锻锤所在开间及以锻锤为中心30m的范围内的屋架间,每隔一个开间增设竖向支撑。

9.8.11 屋盖支撑系统通长水平系杆的设置,应符合下列规定:
1 有檩屋盖体系或无檩屋盖体系,当有天窗时,应在天窗开洞范围内屋脊处及天窗架与屋架或屋面梁连接处设置上弦通长水平系杆;
2 竖向支撑间应设置上、下弦通长水平系杆;
3 屋架弦杆平面外长细比要求或计算长度要求需要时,应设置通长水平系杆;
4 当无檩屋盖体系的屋面板构造符合本规范第9.8.7条的要求时,可不再另设上弦通长水平系杆;
5 屋架端部的下弦弯折处、屋面梁屋脊弯折处应设置通长水平系杆;
6 钢屋架与柱刚性连接时,钢屋架下弦端节间未设纵向支撑的节点处,应设置通长刚性水平系杆;
7 屋架或屋面梁端部未设竖向支撑时,在柱顶支座处应沿厂房纵向设置通长刚性水平系杆。

9.8.12 天窗架的支撑系统的设置,应符合下列规定:
1 有檩或无檩屋盖体系,宜在天窗架结构单元端开间设置上弦横向水平支撑;
2 天窗架结构单元端开间在天窗架端部应设置竖向支撑;当天窗架的跨度大于或等于12m时,应在天窗架中央竖杆平面内增设竖向支撑;
3 当天窗架结构单元长度无檩体系超过36m、有檩体系超过30m时,宜在结构单元中部有柱间支撑的柱间增设天窗架竖向支撑;
4 设有大于等于3t锻锤或类似的振动设备时,应在锻锤或类似振动设备所在开间以及相邻开间外的一个开间增设竖向支撑;
5 竖向支撑间,应设通长水平系杆。

9.8.13 挡风天窗的挡风板支架,宜按本规范第9.8.12条的规定设置支撑系统。

9.8.14 柱间支撑的设置,应符合下列规定:
1 厂房应在结构单元端部设置上柱柱间支撑,并应在结构单元中部设置上、下柱柱间支撑;当结构单元的长度较大时,宜增设上、下柱柱间支撑,支撑的间距不宜大于60m;
2 柱间支撑应布置在设有横向支撑和竖向支撑的开间;
3 对多跨联合厂房,在内柱列宜适当增加柱间支撑;
4 当使用要求不允许设置支撑时,可设置纵向刚架;
5 厂房柱设有牛腿时,下柱柱间支撑宜采用双片支撑。

9.8.15 门式刚架轻型房屋钢结构的柱间支撑,可采用带张紧装置的十字交叉圆钢支撑,圆钢与钢柱夹角宜接近45°;当设有大于等于5t桥式起重机时,柱间支撑宜采用型钢支撑。

条文说明


9.8 支撑系统

9.8.1 对于跨度大、起重机起重量大、屋面体系刚度差的厂房,支撑的设置应慎重对待、从严控制。

9.8.2 合理的支撑系统能够改善厂房构件的工作条件,使各构件协同工作,从而增强厂房的承载能力和总体刚度。

9.8.6、9.8.8 上下弦横向水平支撑能较好地保证屋架上下弦或屋面梁上下翼缘的侧向稳定,并将屋架上下弦或屋面梁上下翼缘平面外的水平力直接有效地传递至屋架或屋面梁的跨端。

9.8.9 对于设有托架或梁的厂房,纵向水平支撑能保证托架或梁的侧向稳定;同时纵向水平支撑能使起重机等设备产生的水平力分布到邻近的排架柱上。

9.8.14、9.8.15 柱间支撑宜采用钢结构。厂房柱设有牛腿时,下柱柱间支撑采用双片支撑,主要是解决作用在牛腿上的起重机纵向刹车力和山墙传来的风荷载对柱子产生的扭转影响。

9.9 围护结构


9.9.1 单层厂房的围护墙体宜选用轻质墙板、钢筋混凝土大型墙板或砌体围护墙,亦可采用压型钢板或铝塑板等兼有装饰功能的幕墙材料。

9.9.2 各类结构的围护墙体及其墙梁或圈梁,应分别按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《砌体结构设计规范》GB 50003或《钢结构设计规范》GB 50017等的有关规定,独立设置温度伸缩缝。

9.9.3 砌体围护墙宜采用外贴式,并应符合下列规定:
1 墙体厚度不宜小于190mm;
2 墙体宜与主体结构脱开或柔性连接,并应采取保证墙体整体稳定的措施;在墙体顶部应设置现浇的钢筋混凝土圈梁;
3 墙体宜在厂房柱顶标高处设置一道圈梁;当墙厚小于等于240mm时,宜沿墙高每4m设置一道圈梁;当墙厚大于240mm时,宜沿墙高每6m设置一道圈梁;
4 设有大于等于1t锻锤或其他振动较大设备的厂房围护墙体,宜沿墙高每4m设置一道圈梁;
5 软弱土、膨胀土、湿陷性黄土和土层变化较大的地基上的厂房,应在墙体基础顶部增设一道圈梁;当窗台下墙体高度小于窗宽时,宜在窗台标高下增设一道圈梁;
6 当门洞宽度大于2.7m时,宜设置钢筋混凝土边框,并宜与墙体可靠拉结;当门洞有车辆通过时,门框柱宜单独设置基础。

9.9.4 采用轻型板材作墙体时,其托梁应与排架柱、墙架柱、抗风柱等连接,并应符合下列规定:
1 托梁宜布置在厂房主体结构柱的外侧,可设计成简支或连续构件;当需要承受墙板重时,托梁应按双向弯曲设计;
2 当托梁跨度为3.6m~6m时,应在其跨度中间设置拉条或撑杆;当托梁跨度大于6m时,应在其跨度三分点或四分点处各设置一道拉条或撑杆;托梁拉接点间距离不宜大于3m;
3 托梁在风荷载作用下,应验算其整体稳定性,并可利用墙板或拉条等构造措施保证其整体稳定。

9.9.5 采用钢筋混凝土大型墙板时,当排架柱间距大于墙板的长度时,排架柱之间应增设墙架柱;并宜沿高度每隔4块~5块墙板,在墙架柱或排架柱上设置传递墙板自重的支托。

9.9.6 基础梁下的回填土与梁底之间,宜预留不小于100mm的空隙;当梁底下为膨胀土或冻胀土时,应换填不少于300mm厚的炉渣等松散材料。

10 钢筋混凝土多层与高层厂房


10.1 一般规定
10.2 内力与位移计算
10.3 框架结构
10.3 框架结构

10.1 一般规定


10.1.1 钢筋混凝土多层与高层厂房,可采用现浇或装配整体式钢筋混凝土框架、框架-剪力墙或框架-支撑结构。

10.1.2 钢筋混凝土多层与高层厂房结构平面布置,宜简单、规则、对称,刚度和承载力分布均匀,并应与荷载布置相对应。在结构单元平面内,框架、剪力墙、支撑等抗侧力构件宜对称、均匀布置,并宜沿结构全高布置。

10.1.3 钢筋混凝土多层与高层厂房的竖向体型,宜规则、均匀,并宜避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小、逐渐均匀变化。

10.1.4 局部突出屋面的电梯机房、楼梯间、水箱间和设备间等,不应采用砌体结构。

10.1.5 温度伸缩缝间距,宜符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。当建筑物的全长超过规定的最大间距时,应根据工程实际情况采取下列构造措施和施工措施:
1 提高顶层、底层、山墙和纵墙的端开间等温度影响较大部位的构造配筋率;
2 直接受阳光照射的屋面,加厚其隔热保温层或设置架空通风层,外墙设置外保温层;
3 顶层的屋面分为长度较小、可独立伸缩的区段;
4 采取专门的预应力措施;
5 在适当部位设置控制缝;
6 结构单元混凝土浇筑时采用后浇带分段施工。后浇带的间距可为30m~40m,宽度可为800mm~1000mm,后浇带的位置,宜设在结构受力较小区段;
7 采取能减少混凝土收缩的措施。

10.1.6 当钢筋混凝土多层与高层厂房的体形复杂,且各部分层数、高度、荷载、刚度和地基差异较大,采取结构构造和施工措施难以解决各部分之间的沉降差异时,可设置沉降缝将厂房分成若干个简单的结构单元。沉降缝的宽度,应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。

10.1.7 布置有较大振动设备的楼层,不宜采用无梁楼盖体系。

10.1.8 在楼层上布置机器设备,应符合现行国家标准《多层厂房楼盖抗微振设计规范》GB 50190的有关规定。质量大的机器设备不宜布置在结构单元的边缘或端部,宜布置在距刚度中心较近的部位;当不可避免时,宜将设备平台与主体结构分开,或在满足工艺要求的条件下低位布置。

条文说明


10.1 一般规定

10.1.1 钢筋混凝土多层与高层厂房一般层高高、荷载较大且布置有设备,为保证结构有恰当的刚度,一般采用现浇钢筋混凝土结构;当其拼接节点的构造可靠且施工质量可以保证时,也可采用装配整体式钢筋混凝土结构。

10.1.5 伸缩缝间距超过规范限值时,宜采取必要的措施以减少温度应力,本条所列措施为当前设计中常用的措施,设计人员可根据具体情况采取一个措施或同时采用若干措施,也可根据自己的实践经验采取其他一些有效的措施。采取能减少混凝土收缩的措施主要指在材料选择、配合比、养护等方面。

10.1.6 沉降缝的留置一般在新老工程交接部位较多,在同一新建工程中,一般靠调整基底应力、结构构造和施工措施来解决。

10.1.7、10.1.8 无梁楼盖平面外刚度较弱,振动影响较大,振动设备宜直接放在梁上。质量大的机器设备宜布置在刚度中心附近,且其支承部分宜有较大刚度,以减小其影响。

10.2 内力与位移计算


10.2.1 多层与高层厂房结构的内力与位移计算,所建立的结构分析模型及分析时采用的简化处理和计算假定,应符合结构的实际工作情况,宜采用空间结构模型进行整体分析,对平面和立面布置简单规则的框架结构和框-剪结构也可采用平面结构空间协同模型。

10.2.2 框架-剪力墙结构计算时,连梁的刚度不宜折减。

10.2.3 在内力与位移计算时,现浇楼屋面框架梁的刚度增大系数宜按实际情况取用;采用宽扁梁框架结构时,应取梁的全截面。

10.2.4 在内力与位移计算时,型钢混凝土和钢管混凝土构件宜按实际情况直接参与计算;亦可等效为混凝土构件进行整体计算。

10.2.5 楼屋面梁受扭计算时应计及楼板对梁扭转的约束作用,当计算中未计及楼板对梁扭转的约束作用时,可对梁的计算扭矩乘以折减系数予以折减,折减系数可取0.4。

10.2.6 在竖向荷载作用下,框架梁可计及梁端塑性变形内力重分布的影响,对梁端负弯矩进行调幅;现浇钢筋混凝土框架梁负弯矩调幅系数可取0.8~0.9,装配整体式框架梁可取0.7~0.8;当梁端负弯矩调幅后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大。当竖向荷载效应和水平作用效应组合时,应先对竖向荷载作用下的框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合。截面设计时梁跨中正弯矩设计值,不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算弯矩的50%。

10.2.7 在内力计算时,宜计及楼面活荷载不利布置引起梁弯矩的增大。按满载计入时,宜将按满载计算的梁跨中弯矩值乘以放大系数1.1~1.2。

条文说明


10.2 内力与位移计算

10.2.1 计算分析时应根据结构实际情况,选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力情况的力学模型。

10.2.2 连梁在非地震组合作用下结构处于弹性工作阶段不宜出现裂缝,其刚度不宜折减。而在地震作用组合下允许结构处于弹塑性工作阶段,有裂缝出现,其刚度可予折减。

10.2.3 现浇楼面的楼板作为梁的有效翼缘形成T形截面,提高了楼面梁的刚度,结构计算时予以考虑。当近似以梁刚度增大系数考虑时,通常现浇楼面的边框梁可取1.5,中框架梁可取2.0;当框架梁截面较小而楼板较厚或者梁截面较大而楼板较薄时,梁刚度增大系数可能会有所变化,应根据梁翼缘尺寸与梁截面尺寸计算确定。

10.2.5 楼面梁受有楼板的约束作用,当结构计算中未考虑楼板对梁扭转的约束作用时,梁的计算扭矩可予以适当折减。计算分析表明,扭矩折减系数与楼板的约束作用大小相关,应根据具体情况确定。

10.2.6 在竖向荷载作用下,框架梁端负弯矩很大,配筋困难,不便于施工。因此允许考虑塑性变形内力重分布对梁端负弯矩进行适当调幅。钢筋混凝土的塑性变形能力有限,调幅的幅度必须加以限制。框架梁负弯矩减小后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大。
截面设计时,为保证框架梁跨中截面底钢筋不至于过少,其正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩的一半。

10.3 框架结构


10.3.1 框架结构应设计成双向梁柱刚接的抗侧力体系。

10.3.2 框架结构的梁、柱中心宜重合。当不能重合时,其偏心距不宜大于柱宽的1/4;大于柱宽的1/4时,宜采取增设梁的水平加腋等措施。在计算中均应计入偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响,以及梁荷载对柱子偏心的影响。

10.3.3 除防雷接地的埋件外,箍筋、拉筋及预埋件等不应与框架梁、柱的纵向受力钢筋焊接。

10.3.4 矩形框架柱截面的宽度和高度不宜小于300mm,圆柱截面直径不宜小于350mm;柱截面高宽比不宜大于3。柱截面可沿竖向改变截面尺寸和混凝土强度等级,但不宜在同一楼层同时改变截面尺寸和混凝土强度等级。

10.3.5 框架柱的计算长度,应按表10.3.5的规定采用。

表10.3.5 框架柱的计算长度
框架柱的计算长度

注:H为底层柱从基础顶面到一层楼盖顶面的高度,对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。

10.3.6 框架柱段内设置牛腿时,牛腿及上下各500mm范围内的框架柱箍筋应加密。

10.3.7 框架梁的截面尺寸,应符合下列要求:
1 梁截面的宽度,非预应力梁不宜小于200mm,预应力梁不宜小于250mm;
2 梁截面的高度与宽度比值,不宜大于4;
3 梁的截面高度,非预应力梁可取跨度的1/10~1/18,预应力梁可取跨度的1/12~1/20,且不宜大于1/4梁净跨。

10.3.8 框架梁采用叠合梁时,预制梁与叠合梁的截面高度比不宜小于0.4,叠合层的厚度不宜小于100mm;其设计与构造应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。

10.3.9 框架梁采用扁梁时,其设计与构造应符合本规范附录R的规定。

10.3.10 当框架梁、柱的混凝土强度等级不同时,框架核心区的混凝土应符合下列规定:
1 柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级不超过2级时(以5N/mm2为1级),核心区混凝土可随梁板混凝土同时浇筑,但应验算核心区的承载力;
2 柱子混凝土强度等级高于梁板混凝土强度等级超过2级时,应根据工程具体情况采取相应的构造措施。

10.3.11 框架梁腹开有矩形或圆形孔洞时,其设计与构造应符合本规范附录P和附录Q的规定。

条文说明


10.3 框架结构

10.3.3 主要是避免焊接时损害柱的纵向钢筋,降低承载能力。并且焊接时容易使钢筋变脆,降低了延性。

10.3.4 给出了框架柱合理的截面尺寸限制条件。不在同一楼层同时改变截面尺寸和混凝土强度等级,是避免在同一部位刚度和承载能力过度集中削弱。

10.3.6 牛腿处有较大的集中荷载,在节点上下一段范围内,箍筋应加密。

10.3.7 在工程中,如果梁的荷载较大,可以选择较大的高跨比。在计算挠度时,可考虑梁受压区有效翼缘的作用,并可将梁的合理起拱值从其计算所得挠度中扣除。

10.3.8 叠合梁主要用于装配整体式结构。预制梁与叠合梁的截面高度比小于0.4时,其受力性能和经济效果均较差,不建议采用。

10.3.9 在现代工程中,经常会有跨度大、层高受限,且又不能采用预应力结构时,会采用扁梁结构,并取得不错的效果。

10.3.10 在工程设计中,柱的混凝土强度等级往往比框架梁的混凝土强度等级要高,故在条文中作了相应的处理规定。有关试验研究表明,当梁柱节点混凝土比柱低30%~40%时,由于与节点相交梁的应力扩散作用能满足节点的承载力,验算承载力时可采用折算强度。

10.4 框架-剪力墙结构


10.4.1 框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系,结构两主轴方向均应布置剪力墙。

10.4.2 框架-剪力墙结构中,梁与柱、柱与剪力墙的中心宜重合。

10.4.3 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置,应符合下列规定:
1 剪力墙宜均匀布置在建筑的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位;
2 平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;
3 纵、横剪力墙,宜组成L形、T形和[形等形式;
4 单片剪力墙底部承担的水平剪力,不宜超过结构底部总水平剪力的30%;
5 剪力墙宜贯通建筑物的全高;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;
6 剪力墙的布置,宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近;
7 纵向剪力墙宜布置在建筑物的中间区段,不宜集中布置在房屋的两尽端;
8 长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中,横向剪力墙沿长方向的间距,当为现浇楼盖时宜小于楼面宽度的5倍和60m中的较小值,当为装配整体楼盖时宜小于楼面宽度的3.5倍和50m中的较小值;当剪力墙之间的楼盖有较大开洞时,剪力墙的间距应适当减小。

10.4.4 框架-剪力墙结构中,剪力墙竖向和水平分布钢筋配筋率均不应小于0.2%,并应双排布置,各排分布钢筋之间应设置拉筋,拉筋直径不应小于6mm,间距不宜大于600mm。

10.4.5 剪力墙的构造,应符合下列要求:
1 剪力墙的厚度不应小于160mm,且不宜小于层高的1/25;当墙厚不能满足要求时,应计算墙体平面外的稳定;
2 剪力墙的周边,宜设置梁或暗梁和柱或暗柱组成边框;
3 带边框柱剪力墙的水平钢筋,应全部锚入边框柱内,并应满足锚固长度要求;
4 暗梁截面高度可取墙厚的2倍,或与该片相连的框架梁截面等高;暗梁的配筋可按构造配置,并应符合一般框架梁的最小配筋要求;
5 带边框柱剪力墙截面宜按工字形设计,其端部的纵向受力钢筋应配置在边框柱内;
6 边框柱截面宜与该榀框架其他柱的截面相同,并应符合框架柱构造配筋的规定。

条文说明


10.4 框架-剪力墙结构

10.4.1 如果仅在一个主轴方向布置剪力墙的话,将会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊,无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质,与有剪力墙的另一个方向不协调,也容易造成结构整体扭转。

10.4.2 梁与柱或柱与剪力墙的中心宜尽量重合,以使内力传递和分布合理且保证节点核心区的完整性。实际工程中,所有梁、柱(墙)中线完全对中、重合的情况很少,此时应在计算中考虑其不利影响,采取必要的构造措施。

10.4.3 剪力墙宜布置在建筑物的周边附近,目的是使它既发挥抗扭作用,又减少位于尽端而受室外温度变化的不利影响;布置在楼(电)梯间、平面形状变化和凸出较大处,是为了弥补平面的薄弱部位;把纵、横剪力墙组成L形、T形和[形等非一字形,是为了发挥剪力墙自身的刚度;单片剪力墙底部承担的水平剪力不宜超过结构底部总水平剪力墙的30%,是避免该片剪力墙对刚心位置影响过大且一旦破坏对整体结构不利和基础承担过大水平力等。
当建筑平面为长矩形或平面有一部分长条形(平面长宽比较大)时,各横向剪力墙之间的距离不宜过大。因为间距过大时,两墙间的楼盖不能满足平面内无限刚的要求,造成处于该区间的框架增加负担。当两墙之间的楼盖开大洞时,该段楼盖的平面刚度更差,墙的间距应再适当缩小。

10.4.5 规定剪力墙的最小厚度的目的是保证剪力墙出平面的刚度和稳定性。当墙平面外有与其相交的剪力墙时,可视为剪力墙的支撑,有利于保证剪力墙出平面的刚度和稳定性能,因而可在层高及无支长度二者中取小值计算剪力墙的最小厚度。
剪力墙是框架-剪力墙结构中起第一道防线的主要抗侧力构件,对墙板厚度、最小配筋率和端柱设置作了较严格的规定,以提高其变形和耗能能力。
设置剪力墙之后,框架柱作为剪力墙的端部翼缘,剪力墙的端部钢筋配置在柱截面内,端柱增强了剪力墙的承载力和稳定性。试验结果表明,取消框架柱后,剪力墙的极限承载力下降30%。位于楼层上的框架梁也应保留,虽然在内力分析时不考虑剪力墙上的边框梁受力,但梁作为剪力墙的横向加劲肋,提高了剪力墙的极限承载力。同样,对比试验表明,边框梁取消后,剪力墙的极限承载力下降10%。如果建筑功能上确实无法设置明梁,也应设置暗梁。
剪力墙宜设在框架梁柱轴线平面内,保持对中;如果剪力墙设在柱边,应加强柱的箍筋以抵抗扭转的影响。

11 框排架厂房


11.0.1 机械工业厂房可采用侧向框排架结构[图11.0.1(a)]或竖向框排架结构厂房[图11.0.1(b)]。当采用单柱伸出框架跨屋顶支承排架跨屋盖时,应在计算和构造上采取增强单柱延性和承载力的措施,并应在单柱顶沿厂房纵向设置联系梁形成纵向框架。

框排架结构厂房示意

图11.0.1 框排架结构厂房示意

11.0.2 框排架厂房的框架部分,可采用框架、框架-剪力墙或框架-支撑结构。侧向框排架结构厂房,排架跨与框架跨的连接宜采用铰接。

11.0.3 框排架厂房的结构布置,除应符合本规范第9章和第10章的有关规定外,尚应符合下列要求:
1 厂房的平面和立面布置宜简单、规则、对称,平面宜为矩形;
2 在结构单元平面内,框架、剪力墙、柱间支撑等抗侧力构件宜对称均匀布置,并应沿结构全高设置;
3 质量大的设备不宜布置在结构单元的边缘或端部楼层上;
4 围护墙宜选用轻质材料、轻型墙板、钢筋混凝土墙板;当结构单元一端敞开另一端有山墙时,其山墙宜选用柔性连接方案;
5 侧向框排架结构厂房当排架跨的纵向长度大于框架跨的纵向长度时,宜设置变形缝将厂房分为两个独立的结构单元,也可采取增加纯排架部分的抗侧刚度的加强措施。

11.0.4 侧向框排架结构厂房的排架跨,应符合下列要求:
1 屋盖宜采用无檩屋盖体系,并应加强屋盖支撑设置和构件之间的连接;
2 纵向端部应设屋架、屋面梁或采用框架结构承重,不应采用山墙承重;
3 排架跨与框架跨相连处,排架跨屋架、屋面梁支座宜与框架跨楼层或屋盖位于同一标高;当框架跨柱距大于排架跨柱距,需设置托梁支承排架跨的屋架、屋面梁时,托梁顶应与框架跨楼层或屋盖位于同一标高;
4 排架跨设有桥式起重机时,起重机梁顶面宜与框架跨楼层或屋盖位于同一标高;当工艺需要,排架跨的屋架、屋面梁底面或起重机梁顶面位于框架跨的楼层之间时,应对此处的框架柱采取加强措施,并应计入排架跨屋盖传来的水平力或起重机横向制动力在框架柱中产生的附加内力;
5 排架柱列的纵向抗侧力结构,可采用框架、柱间支撑或剪力墙。当采用阶形柱或格构式柱时,应在两肢柱上分别设置柱间支撑或剪力墙,支撑间应设缀板连接,剪力墙间应设置钢筋混凝土肋板相连。

11.0.5 竖向框排架结构厂房,应符合下列要求:
1 排架重心宜与下部结构刚度中心接近或重合,多跨排架宜等高等长;
2 楼面应采用现浇钢筋混凝土结构,顶层排架嵌固楼层应避免开设大洞口,其楼板厚度不宜小于150mm;
3 排架柱应竖向连续延伸至基底;
4 顶层排架设有纵向柱间支撑时,柱间支撑开间楼面不应设有楼梯间或楼板开设大洞口;柱间支撑斜杆中心线应与连接处的梁柱中心线汇交于一点。
5 竖向框排架结构厂房屋盖支撑布置应符合本规范第9章的有关规定。

11.0.6 框排架结构宜采用空间结构模型进行整体内力分析。

条文说明


11 框排架厂房

11.0.1 本条规定的是无抗震设防要求的框排架机械工业厂房,对有抗震设防要求的框排架机械工业厂房,应遵循现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中的有关规定。
侧向框排架结构厂房,由框架或框架-剪力墙结构与排架侧向连接组成。
竖向框排架结构厂房,下部为框架或框架-剪力墙结构,顶层为排架。

11.0.3 侧向框排架结构厂房通常情况下排架跨的纵向长度都较长,当排架跨的纵向长度超过框架跨时,由于横向刚度发生突变,在起重机水平刹车力作用下,虽然起重机轨顶水平位移没有超出规范限值,但由于水平位移产生突变,容易发生卡轨现象。
排架柱列在起重机水平刹车力作用下纵向变形限值,建议A4~A8工作级别起重机均按照本规范第9章对A6、A7、A8工作级别起重机的要求控制。

12 改建与扩建工程


12.1 一般规定
12.2 单层厂房的改建
12.3 单层厂房的扩建
12.4 多层厂房的加层

12.1 一般规定


12.1.1 改建和扩建工程的结构设计,应在调查研究和可靠性鉴定的基础上进行,且应做到结构安全可靠、技术经济合理,以及工期短、少影响生产和施工方便。

12.1.2 既有建筑的后续使用年限不应少于30年。

12.1.3 改建和扩建工程在符合工艺要求的前提下,宜少拆除原有厂房完好的构件,不宜改变原有结构的受力状态。

12.1.4 结构设计前,应取得原有厂房的下列资料:
1 原有厂房的设计文件;
2 施工过程的隐蔽工程记录;
3 工程竣工图和施工验收记录;
4 原有的岩土工程勘察报告;
5 使用过程中对原结构有无改变和损坏;
6 有资质的单位提供的可靠性鉴定报告。

12.1.5 结构设计应按改建或扩建后的实际情况,对原有厂房的承重结构进行计算和验算,当不能满足要求时,应采取相应的加固或补强措施。

12.1.6 原厂房已损坏的构件进行修复时,对材性不明的构件,应进行取样试验;取样时,应保证构件不受损伤。

12.1.7 改建和扩建工程的设计,宜选择轻质高强的材料和钢结构系统。

12.1.8 设计改建和扩建工程时,应采取保证邻近建筑物不受损害的技术措施。

12.1.9 当改建和扩建的厂房在生产的过程中存在有高温、高湿、低温、化学腐蚀时,应提出保护结构安全的相应防范措施。

12.2 单层厂房的改建


12.2.1 单层厂房的改建,应重点检查下列内容:
1 详细观察原有厂房承重结构有无裂缝或损伤,测定其大小与部位,对有疑问的构件进行必要的测试,确定其强度、刚度;
2 检查地基的变形情况,验算其承载力;了解基础有无受腐蚀的现象;
3 通过测量掌握结构侧向位移的具体情况;
4 检查钢构件及其连接件的腐蚀程度;
5 对于桁架、屋架、托架、托梁的挠度应取得实测值。

12.2.2 采用整体顶升或局部顶升增加原有厂房高度时,应符合下列规定:
1 应精确核算屋盖的荷载,并应将其作为选择同步顶升用千斤顶承载力的依据;
2 顶升用千斤顶的承载力,应为屋盖总荷载的2倍;
3 顶升前应铲除屋架与柱的连接焊缝,并应采取安全措施;
4 应核算顶升着力点的局部承压力;
5 屋盖应增设临时支撑,并应防止结构失稳;
6 顶升施工时各点应同步顶升,各点相对差异值应控制为其间距的0.002倍~0.004倍。

12.2.3 露天栈桥改为生产厂房时,应符合下列规定:
1 可采用钢或钢筋混凝土短柱将露天起重机柱接高,屋盖系统可支承在加高后的柱上;
2 屋盖宜采用轻型屋盖系统;
3 应对加盖后的厂房进行排架分析;并应复核柱子与基础的强度及地基承载力,当不符合要求时,应进行加固。

12.2.4 当厂房需拔除部分柱子扩大柱网时,可采用托梁拔柱的方法;应验算支承托梁的柱和基础的强度及地基承载力,当不符合要求时,应进行加固;顶升屋盖时,应加强屋盖的支撑系统;托梁的安装,应使其与柱及屋架紧密结合。

12.2.5 需要提高厂房内起重机的起重能力时,可采取下列措施:
1 当更换新的起重机轮廓尺寸符合厂房净空要求时,可更换或加固起重机梁,并应验算柱和基础的强度及地基承载力,当不符合要求时,应进行加固;
2 当更换新的起重机轮廓尺寸不符合厂房净空要求时,可加宽原有起重机的桥架宽度和增加轮子,并宜满足原有结构的承载力要求,不能满足要求时应进行加固。

12.2.6 厂房内需增设起重量小于或等于3.0t的小型起重设备时,可采取下列措施:
1 可在厂房柱上安装悬臂钢支架悬挂电动葫芦,但应验算柱子与基础的承载力,并应加强安装悬臂钢支架段柱身的构造;
2 可在厂房柱的内侧另立小柱,并在小柱与厂房柱之间架设横梁悬挂电动葫芦;
3 在柱与屋架的承载力允许的前提下,可在屋架下弦悬吊横梁或在两列柱之间架设横梁,在新增的横梁上可安装电动葫芦或轻型起重机;
4 可在地面上设置钢支架悬挂电动葫芦。

12.2.7 厂房内需增设桥式或梁式起重机时,可在厂房柱内侧增设立柱,并应与原厂房柱组成分离式柱,同时应验算柱和基础的强度及地基承载力,当不符合要求时,应进行加固。

12.3 单层厂房的扩建


12.3.1 单层厂房的扩建,新旧厂房宜脱开;当场地受限,新旧厂房无法脱开时,应验算原有柱子、屋架或屋面梁、基础和地基承载力,不能满足要求时应进行加固。

12.3.2 平行于原有厂房扩建时,应符合下列规定:
1 原有厂房柱已预留有扩建用的牛腿时,应利用牛腿直接扩建;
2 原有厂房柱没有预留扩建用的牛腿时,宜在原有柱子上增设钢牛腿或另立柱子进行扩建,另立柱子时,新旧柱子宜脱开;
3 工艺条件允许时,可采用图12.3.2所示。扩建部分的柱子及基础在纵向与原有厂房的柱子及基础错开布置的扩建方案。

柱子及基础在纵向错开扩建的方案
图12.3.2 柱子及基础在纵向错开扩建的方案

1-扩建厂房柱子及基础;2-原有厂房柱子及基础

12.3.3 当扩建的厂房与原有厂房一端等高延伸扩建时,扩建厂房的标高,应采用实测的原有厂房标高,并应计及新旧厂房沉降不同对结构的影响。

12.3.4 当扩建的厂房与原有厂房互相垂直时(图12.3.4),在满足工艺的条件下,在原有厂房跨度范围内扩建厂房的柱距,宜采用原有厂房跨度的等份,也可采用标准柱距加非标准柱距。

扩建厂房垂直于原有厂房

图12.3.4 扩建厂房垂直于原有厂房
1-原有厂房;2-扩建厂房

12.3.5 建设场地足够时,可将扩建厂房与原有厂房拉开一定距离,可在扩建厂房的柱顶部增设悬臂构件伸至原有厂房的边缘。

12.4 多层厂房的加层


12.4.1 多层厂房的加层设计,应对原多层厂房的结构进行承载力验算。

12.4.2 当原多层厂房的地基承载力不能满足加层要求时,应加大原有基础或加固地基;加层期间及加层后一年内应加强沉降观察。

12.4.3 多层厂房加层设计时,应采取防止可能导致邻近建筑基础下沉、结构开裂等安全保障措施。

12.4.4 符合下列情况之一的多层厂房,可在原厂房上直接加层:
1 加层后,房屋总高度符合高度限值的规定,且原承重结构的承载力和刚度能满足加层后荷载增大的要求;或虽不满足要求但加固量不大;
2 将原结构体系中的非承重部分改为承重结构或局部增加一些承重构件,其形成的新结构体系可满足加层后的承载力和变形要求。

12.4.5 多层厂房加层后,原屋面作为楼面使用时,应处理好原屋面的坡度。

12.4.6 外套和内套加层宜与原厂房脱开,并应采取防止其对原多层厂房不利影响的措施。

附录A 机械工业厂房常用起重机工作级别的划分及其与工作制等级的对应关系


A.0.1 机械工业厂房常用起重机的工作级别,宜按表A.0.1的规定确定。

表A.0.1 机械工业厂房常用起重机的工作级别
机械工业厂房常用起重机的工作级别

A.0.2 起重机工作制等级与其工作级别的对应关系应符合表A.0.2的规定。

表A.0.2 起重机工作制等级与工作级别的对应关系
起重机工作制等级与工作级别的对应关系

附录B 机械工业厂房生产部位的腐蚀性介质类别


表B 机械工业厂房生产部位的腐蚀性介质类别
机械工业厂房生产部位的腐蚀性介质类别

附录C 常用的构件隔热防护措施


C.0.1 屋面板等围护构件,表面应粉憎水膨胀珍珠岩砂浆或喷超细无机纤维隔热层(图C.0.1)。

屋面板等隔热措施
图C.0.1 屋面板等隔热措施

1-屋面板;2-隔热层

C.0.2 钢筋混凝土承重结构构件的隔热,宜在构件表面外包玻璃丝棉毯或外包玻璃丝棉毯加铁板网(图C.0.2-1);当构件表面离热源较近,且表面温度大于150℃时,应外包钢板,并应根据温度情况在钢板与构件之间填岩棉、矿棉或预留流动空气层(图C.0.2-2)。

梁的隔热措施
图C.0.2-1 梁的隔热措施

1-构件;2-玻璃丝棉毯;3-铁板网

构件离热源较近时的隔热措施
图C.0.2-2 构件离热源较近时的隔热措施

1-构件;2-钢板;3-岩棉、矿棉;4-流动空气层

C.0.3 钢筋混凝土柱应采用矩形截面,并应根据热源作用情况,全断面或部分断面包半砖厚的护壁;在稳定热源作用下,应在护壁与柱之间预留流动空气层(图C.0.3)。

钢筋混凝土柱隔热措施
图C.0.3 钢筋混凝土柱隔热措施

1-构件;2-120厚砖隔热层;3-流动空气层

C.0.4 面对高温炉口或钢渣飞溅的构件表面,应设钢板防护。

附录D 构件表面温度


表D 构件表面温度(℃)
构件表面温度(℃)

附录E 工作平台的均布活荷载


E.0.1 机械化运输系统、起重机检修平台、锅炉房、煤气站、工艺和公用平台的均布活荷载标准值,可按表E.0.1的规定采用。

表E.0.1 工作平台均布活荷载标准值(kN/m2)
工作平台均布活荷载标准值(kN/m2)
工作平台均布活荷载标准值(kN/m2)

注:荷载的组合值系数宜取1.0,频遇值系数宜取0.95,准永久值系数宜取0.85。

E.0.2 铸工车间熔化工部平台的均布荷载标准值,可按表E.0.2的规定采用。

表E.0.2 铸工车间熔化工部平台的均布活荷载标准值(kN/m2)
铸工车间熔化工部平台的均布活荷载标准值(kN/m2)

注:1 平台荷载的计算依据与表中规定不相符时,应按实际情况确定其活荷载标准值。
2 荷载的组合值系数宜取1.0,频遇值系数宜取0.95,准永久值系数宜取0.85。

附录F 热加工车间的地面荷载


F.0.1 铸工车间地面荷载标准值,可按表F.0.1的规定采用。

表.F.0.1 铸工车间地面荷载标准值(kN/m2)
铸工车间地面荷载标准值(kN/m2)

铸工车间地面荷载标准值(kN/m2)
铸工车间地面荷载标准值(kN/m2)

注:表列荷载值和地面材料,设计时应经工艺设计入核对后确定。

F.0.2 热处理车间地面荷载标准值,可按表F.0.2的规定采用。

表F.0.2 热处理车间地面荷载标准值(kN/m2)
热处理车间地面荷载标准值(kN/m2)

F.0.3 锻造车间地面荷载标准值,可按表F.0.3的规定采用。

表F.0.3 锻造车间地面荷载标准值(kN/m2)
锻造车间地面荷载标准值(kN/m2)

F.0.4 锻造车间烟道顶部地面荷载标准值,可按表F.0.4的规定采用。

表F.0.4 锻造车间烟道顶部地面荷载标准值(kN/m2)
锻造车间烟道顶部地面荷载标准值(kN/m2)

注:本表适用于烟道拱顶的埋置深度为离地面0.5m以下。表中较大值用于有车辆通过的区域。

附录G 常用机械设备动力系数


表G 常用机械设备动力系数
常用机械设备动力系数
常用机械设备动力系数

附录H 各类混凝土的水泥品种和组成材料


H.0.1 各类混凝土水泥品种的选用,宜符合表H.0.1的规定。

表H.0.1 各类混凝土水泥品种选用
各类混凝土水泥品种选用

各类混凝土水泥品种选用
各类混凝土水泥品种选用
各类混凝土水泥品种选用

注:1 需蒸汽养护的水泥,宜根据具体条件通过试验确定;
2 泵送混凝土不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。

H.0.2 用于拌制混凝土的砂、石、水,应符合下列规定:
1 砂、石的质量要求,应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ 52的有关规定;
2 水的质量要求,应符合现行行业标准《混凝土用水标准》JGJ 63的有关规定。

H.0.3 温度作用下的混凝土,其材料组成宜符合下列要求:
1 混凝土的胶结材料应采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,其强度等级不宜低于42.5级,水泥用量不宜多于500kg/m3,水灰比宜大于0.5;
2 混凝土的粗集料宜采用玄武岩、闪长岩、安山岩、花岗岩等破碎的碎石,其最大粒径不宜大于20mm;
3 混凝土的细集料宜采用天然砂,亦可采用本条第2款规定的岩石破碎筛分后的细集料,其技术性能应符合混凝土用砂的要求,且不得含有金属矿物、云母、硫化物和硫酸盐;
4 混凝土中不得掺用煅烧过的石灰岩和白云石。

H.0.4 耐热混凝土的组成材料,宜符合下列要求:
1 采用的水泥强度等级不得低于42.5级,水泥用量不应超过450kg/m3;采用硅酸盐水泥时,不得掺有石灰岩类混合物材料;采用矿渣硅酸盐水泥时,水泥中磨细水淬矿渣含量不得大于50%;
2 当使用温度低于350℃或高于700℃时,除水渣含量大于50%的矿渣硅酸盐水泥耐热混凝土外,其他类别的耐热混凝土宜加黏土质、粉煤灰质或烧结锰等掺和料;
3 骨料的耐燃温度不宜低于1350℃~1450℃,且不宜采用石英质骨料;当使用黏土质材料时,应除去表面熔渣和杂质,其强度应大于10MPa,粒径不应大于20mm;采用锰质材料时应经过碳化处理;采用高炉重矿渣时,应有良好的安全性,并不应有大于25mm的玻璃质颗粒。

H.0.5 防水混凝土的组成材料,宜符合下列规定。
1 普通防水混凝土,宜符合现行国家标准《地下工程防水技术规范》GB 50108的规定;
2 外加剂防水混凝土采用的外加剂,应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119的规定;
3 膨胀水泥防水混凝土的水泥用量不宜少于350kg/m3;粗骨料要求应与普通防水混凝土相同,砂子宜用中砂,其细度模数宜为2.4~2.6。膨胀水泥防水混凝土宜在气温不低于5℃条件下施工,膨胀剂的品种和性能应符合现行国家标准《混凝土膨胀剂》GB/T 23439的有关规定;
4 防水混凝土可掺入一定数量的粉煤灰、矿渣粉、硅粉等。粉煤灰的品质,应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB 1596的有关规定,粉煤灰的级别不应低于二级,掺量宜为胶凝材料总量的20%~30%;矿渣粉的品质,应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T 18046的有关规定;硅粉掺量宜为胶凝材料总量的2%~5%;使用复合掺和料时,其品种和用量应通过试验确定;
5 防水混凝土可根据工程抗裂需要掺入钢纤维或合成纤维,纤维的品种及掺量应通过试验确定;
6 防水混凝土中各类材料的总碱量(Na2O当量)不得大于3kg/m3,氯离子含量不应超胶凝材料总量的0.1%。

H.0.6 抗冻混凝土应掺加有引气作用的外加剂,其质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB 8076的有关规定。

H.0.7 防油渗混凝土的组成材料,宜符合下列规定:
1 宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,亦可采用火山灰质硅酸盐水泥;
2 粗骨料宜采用粒径为5mm~40mm、符合筛分曲线、低吸水率、空隙率小于45%、不含或少含泥土杂质的碎石;不宜采用石灰岩或松散多孔和吸水性较大的砂岩;
3 细骨料应采用洁净的石英砂,并应通过5mm筛孔,细度模数宜小于2.5;砂、石混合后的级配空隙率应小于35%;
4 应使用洁净的水;
5 密实剂可采用氢氧化铁、三氯化铁或氢氧化亚铁,掺量宜为水泥用量的1.5%~3.0%;也可掺入少量的木质素磺酸钙减水剂;
6 混凝土中配置的钢筋,应采用带肋钢筋;
7 防油渗混凝土的配合比和复合添加剂的品种和用量,应通过试验确定。

H.0.8 耐磨混凝土的组成材料,宜符合下列规定:
1 宜采用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥,亦可采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥;
2 采用钢屑作细骨料时,其粒径应为1mm~5mm,钢屑中不应有杂物,使用前应烧去油脂,并应用稀酸溶液除锈和清水洗净;
3 采用石英砂作细骨料时,其粒径不应小于0.15mm,二氧化硅含量不应少于95%,松堆密度不宜少于1600kg/m3;
4 配合比应经试配后确定,水灰比不应大于0.5。

H.0.9 配制钢纤维混凝土时,严禁掺加氯盐,且不得用海水、海砂拌制;采用的粗骨料的最大粒径不宜大于25mm;拌制钢纤维混凝土,宜掺加减水剂。

附录J 单层厂房纵向柱列温度应力的计算


J.0.1 当纵向温度应力由柱列承受时,柱的温度应力可按下列方法计算:
1 纵向柱列在温度作用下的计算,可假定纵向柱列在柱间支撑处为不动支点,并可按下列公式计算由于温度变化在柱顶与起重机梁顶面标高处产生的水平位移(图J.0.1);

温度作用下纵向柱列的计算
图J.0.1 温度作用下纵向柱列的计算

式中:△n1——由于温度变化在柱顶处产生的水平位移(mm);
△n2——由于温度变化在起重机梁顶面处产生的水平位移(mm);
ξ1、ξ2——位移损失系数,ξ1可取1.0,ξ2可取0.6;
α——线膨胀系数,钢结构取12×10-6,混凝土结构取10×10-6(1/℃);
an——不动点至所计算柱之间的距离,宜取柱间支撑中心到端部第二根柱的距离(mm);
△t——计算温度差,可按表J.0.1采用。

表 J.0.1 计算温度差
计算温度差

2 柱顶和起重机梁顶面标高处的反力,可根据该二点的位移值,按一般排架分析的方法求得;
3 柱脚处因温度变化引起的弯矩和剪力,可按下列公式计算:

式中:MA——柱脚处因温度变化引起的弯矩(kN·m);
VA——柱脚处因温度变化引起的剪力(kN);
η——温度应力损失系数,可取0.7;
RB——起重机梁顶面标高处的反力(kN);
RC——柱顶反力(kN);
h——柱顶到柱脚处的距离(m);
h2——起重机梁顶面到柱脚处的距离。

J.0.2 当采用柱间支撑承受纵向柱列的温度应力时,可假定不动铰近似位于两支撑之间,按本规范公式(J.0.1-2)求出下柱支撑顶面标高处因温度作用产生的水平位移,并应按下式计算支撑斜杆的内力:

式中:N1——因温度作用引起下柱支撑斜杆的内力(kN);
θ——下柱支撑斜杆与水平线之间的夹角;
A1——下柱支撑斜杆的截面面积(mm2);
A2——起重机梁或其他纵向杆件的截面面积(mm2);
E——支撑的弹性模量(kN/mm2);
l——下柱支撑之间距离(m);
a'n——不动点至支撑之间距离(m)。

附录K 单层厂房排架横向空间作用的计算


K.0.1 采用钢筋混凝土柱无檩和有檩屋盖的单层厂房,可计入屋盖的空间作用进行横向内力分析。分析时,可将按平面分析的计算结果乘以空间作用分配系数。

K.0.2 符合下列条件之一的排架,不应计入屋盖的空间作用:
1 当厂房仅一端有山墙或两端无山墙,且厂房长度小于36m时;
2 天窗跨度大于厂房跨度的1/2,或天窗布置使厂房屋盖沿纵向不连续时;
3 厂房柱距大于12m,或同一柱列中柱距不等且最大柱距超过12m时;
4 当屋架下弦为柔性拉杆时。

K.0.3 单跨单层厂房的空间作用分配系数,应符合下列规定:
1 当屋盖结构采用肋高等于或大于150mm大型屋面板的无檩体系,且板与屋架为三点焊接连接时,空间作用分配系数可按表K.0.3-1的规定采用;

表K.0.3-1 无檩屋盖单跨厂房的空间作用分配系数
无檩屋盖单跨厂房的空间作用分配系数

2 当屋盖为有檩体系,且檩条与屋架为焊接连接时,空间作用分配系数可按表K.0.3-2的规定采用。

表K.0.3-2 有檩屋盖单跨厂房的空间作用分配系数
有檩屋盖单跨厂房的空间作用分配系数

注:1 山墙应为实心砖墙,如山墙上开有孔洞时,其在山墙水平截面的削弱面积,不应大于山墙全部水平截面面积的1/2;大于1/2时,应视为无山墙情况;对今后要扩建拆除的山墙亦应视为无山墙情况。
2 当厂房设有温度伸缩缝时,表中的厂房长度应按一个伸缩缝区段为一个单元,并将伸缩缝处视为无山墙情况。

K.0.4 多跨厂房的空间作用分配系数,可按下列方法确定:
1 等高多跨厂房,可按下式计算:

式中:m——等高多跨厂房的空间作用分配系数;
n——排架跨数;
m'i——第i跨的单跨空间作用分配系数,按本规范表K.0.3-1和表K.0.3-2的规定采用。
2 不等高多跨厂房,可按下式计算:

式中: mi——不等高多跨厂房第i跨的空间作用分配系数;
Ci、Ci+1——柱高差系数;
m'i-1、m'i、m'i+1——第i-1、i、i+1跨的单跨空间作用分配系数,按本规范表K.0.3-1和表K.0.3-2的规定采用,当i为边跨时,本公式只取i及i-1或i+1跨的有关项。

K.0.5 柱高差系数,可按下列公式计算:

式中: hi——第i跨与第i-1跨厂房相邻柱的低跨高度(基础顶面至屋架下缘);
Hi——第i跨与第i-1跨厂房相邻柱的高跨高度;
hi+1——第i跨与第i+1跨厂房相邻柱的低跨高度;
Hi+1——第i跨与第i+1跨厂房相邻柱的高跨高度。

附录L 单层厂房钢筋混凝土柱的截面尺寸


L.0.1 柱距为6m的钢筋混凝土柱厂房与露天栈桥柱的截面尺寸,可按表L.0.1的规定确定。当柱距为12m时,表L.0.1中数值宜乘以1.1系数;当柱距为18m时,表L.0.1中数值宜乘以1.25系数;中间柱距可按线性插入值取用。

表L.0.1 柱距为6m的钢筋混凝土柱厂房和露天栈桥柱的截面尺寸
柱距为6m的钢筋混凝土柱厂房和露天栈桥柱的截面尺寸

注:1 表中Gn为起重机起重量,H为基础顶面至柱顶的总高度,Ht为基础顶面至起重机梁顶的高度,Hl为基础顶面至起重机梁底的高度,r为管柱的单管回转半径,D为管柱的单管外径;
2 当采用平腹杆双肢柱时,截面高度应乘以系数1.1;采用斜腹杆双肢柱时,截面高度应乘以系数1.05;
3 表中有起重机厂房的柱截面高度系按A6、A7工作级别考虑,对A1~A5工作级别应乘以系数0.95。

L.0.2 工字形柱的腹板厚度不宜小于80mm,翼缘最小厚度不宜小于100mm。

附录M 钢筋混凝土平腹杆双肢柱的内力计算


M.0.1 各层肢杆下端的拉肢或压力较小肢杆的内力,可按下列公式计算:

式中:Nz——肢杆的轴向力(kN);
Mz——肢杆的弯矩(kN·m);
Vz——肢杆的剪力(kN);
N——双肢柱计算截面处的整体轴向力(kN);
M——双肢柱计算截面处的整体弯矩(kN·m);
V——双肢柱计算截面处的整体剪力(kN);
I——双肢柱整体截面的惯性矩(mm4);
Iz——肢杆的截面惯性矩(mm4);
lf——肢杆的中心距(m);
l'z——腹杆的净距(m);
η——双肢柱整体截面的偏心距增大系数;
K——杆件刚度变化影响的内力修正系数,当两肢杆的轴力不同号时,K=1.5,当两肢杆的轴力均为压力,且小于或等于0.4fcbhz时(fc——混凝土抗压强度设计值,N/mm2;b——柱宽,mm;hz——肢杆的截面高度,mm),K=1.2,大于0.4fcbhz时,K=1.0。

M.0.2 双肢柱整体截面的偏心距增大系数应按下式计算:

式中:ei——初始偏心距(mm);
l0——将双肢柱作为实腹排架柱考虑时的计算长度,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用(mm);
h0——双肢柱整体截面的有效高度(mm);
h——双肢柱整体截面的高度(mm);
c——柱肢局部弯曲影响系数;
ξ1——偏心受压杆件的截面曲率修正系数;
ξ2——构件长细比对截面曲率的影响系数。

M.0.3 柱肢局部弯曲影响系数,可按下式计算:

M.0.4 双肢柱整体截面的有效高度,可按下式计算:

M.0.5 偏心受压杆件的截面曲率修正系数,可按下式计算:

式中:ξ1——偏心受压杆件的截面曲率修正系数,当计算的ξ1大于1.0时,取ξ1为1.0;
A——构件的截面面积(mm2)。

M.0.6 构件长细比对截面曲率的影响系数,可按下式计算:

ξ2——构件长细比对截面曲率的影响系数,当计算的ξ2大于1.0时,取ξ2为1.0。

M.0.7 各层肢杆下端的压肢的内力,可按下列公式计算:

式中:N'z——压肢的轴向力(kN);
M'z——压肢的弯矩(kN·m);
V'z——压肢的剪力(kN)。

M.0.8 各层肢杆上端的拉肢或压力较小肢杆的内力,可按下列公式计算:

M.0.9 各层肢杆上端的压肢的内力,可按下列公式计算:

M.0.10 平腹杆的内力,可按下列公式计算:

式中:Mf——腹杆弯矩(kN·m);
Vf——腹杆剪力(kN);
Vmax——双肢柱整体截面的最大剪力(kN);
l'f——肢杆的净距(m);
lz——腹杆的中心距(m)。

附录N 单层厂房钢柱的截面尺寸


表N 单层厂房钢柱的截面尺寸
单层厂房钢柱的截面尺寸
单层厂房钢柱的截面尺寸
单层厂房钢柱的截面尺寸

注:1 表中括号内数值适用于设有A1~A5工作级别起重机的厂房。
2 按本表选取柱截面高度系数α时,尚应计及下列因素:
1)在起重机起重量相同的情况下,起重机工作频繁时,α应取较大值,柱高度较小时,α宜取较大值,柱高度较大时,α宜取较小值;
2)在柱高度相同的情况下,起重机起重量越大,α应取较大值;起重机起重量越小,α应取较小值;
3)在起重机起重量及柱高度都相同的情况下,对单跨厂房,α应取较大值,对多跨厂房,α应取较小值,中列柱宜取较大值,边列柱宜取较小值。
3 按本表选取柱宽度系数β时,尚应计及下列因素:
1)柱截面高度h较大时,β宜取较小值,柱截面高度h较小时β宜取较大值;
2)柱距较大时,β宜取较大值,柱距较小时β宜取较小值;
3)柱侧向支点间距较大时,β宜取较大值,柱侧向支点间距较小时β宜取较小值;
4 设有一般硬钩起重机的厂房柱,其截面宜按Q>250t厂房选取,对设有夹钳或刚性料耙起重机的厂房柱,其截面宜按Q>100t厂房选取;
5 Q为起重机起重量。

附录P 钢筋混凝土梁腹开矩形孔洞的设计与构造


P.0.1 矩形孔洞位置宜设于剪力较小的跨中1/3梁的净跨度区域内,亦可设于梁端1/3梁的净跨度区域内;洞高度中心与梁高度中心的偏心宜偏向受拉区,偏心距不宜大于梁高的0.05倍,矩形孔洞尺寸和位置应符合表P.0.1和图P.0.1的要求。

表P.0.1 矩形孔洞尺寸和位置的限值
矩形孔洞尺寸和位置的限值

注:l为梁的净跨度;hh为洞宽度;lh为梁截面高度;hc为洞顶到梁顶的截面高度;ht为洞底到梁底的截面高度;s2为洞到柱边的净距离;e0为孔洞中心到梁高中心的偏心距。

梁中开矩形孔洞的位置
图P.0.1 梁中开矩形孔洞的位置

P.0.2 孔洞周边的钢筋配置(图P.0.2),应符合下列要求:
1 当孔洞高度小于梁高的1/6及100mm,且孔洞宽度小于梁高的1/3及200mm时,其周边钢筋可按图P.0.2所示构造配置。弦杆洞边的纵向钢筋可采用210~212,弦杆箍筋宜大于6,间距不应大于弦杆有效高度的0.5倍,且不应大于100mm;孔洞两侧补强钢筋宜靠近孔洞边缘,补强斜筋可采用212,其倾角可取45°。
2 当孔洞尺寸不符合本条第1款的要求时,孔洞周边的配筋应按计算确定,且不应小于按构造要求设置的钢筋。

矩形孔洞周边的配筋构造
图P.0.2 矩形孔洞周边的配筋构造

As1-孔洞受压弦杆上缘的纵向钢筋;As2-孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋;
As3-孔洞受拉弦杆上缘的纵向钢筋;As4-孔洞受拉弦杆下缘的纵向钢筋;
Acsv-孔洞受压弦杆的箍筋;Atsv-孔洞受拉弦杆的箍筋;
Av-孔洞边的补强箍筋;Ad-孔洞边的补强斜筋;
sc-受压弦杆箍筋间距;st-受拉弦杆箍筋间距;
hc-受压弦杆截面高度;ht-受拉弦杆截面高度;
la-钢筋的锚固长度;Nc-受压弦杆承受的轴向压力;
Nt-受拉弦杆承受的轴向拉力;d-钢筋直径

P.0.3 孔洞边一侧的补强箍筋和补强斜筋的截面积,可按下列公式计算:

式中:Av——孔洞边补强箍筋的面积(mm2);
Ad——孔洞边补强斜筋的面积(mm2);
V1——孔洞边缘截面处较大的剪力设计值(N);
fyv——孔洞侧边补强箍筋的抗拉强度设计值(N/mm2);
fyd——孔洞侧边补强斜筋的抗拉强度设计值(N/mm2);
α——补强斜筋与水平线之间的夹角(°)。

P.0.4 孔洞受压弦杆和受拉弦杆的箍筋截面积(图P.0.2),应按下列公式计算:

式中:Acsv——孔洞受压弦杆的箍筋面积(mm2);
Atsv——孔洞受拉弦杆的箍筋面积(mm2);
Vc——受压弦杆的剪力设计值(N);
Vt——受拉弦杆的剪力设计值(N);
V——孔洞中心截面处的剪力设计值(N);
β——剪力分配系数,一般取0.9;
λc——受压弦杆的剪跨比;
λt——受拉弦杆的剪跨比;
hc0——受压弦杆的有效高度(mm);
ht0——受拉弦杆的有效高度(mm);
Nc——受压弦杆承受的轴向压力(N);
Nt——受拉弦杆承受的轴向拉力(N);
M——孔洞中心截面处的弯矩设计值(N·mm)。

P.0.5 当受压弦杆承受的轴向压力按本规范公式(P.0.4-3)计算,其值大于下式时,应取下式的值:

P.0.6 按本规范公式(P.0.4-2)计算得出的孔洞受拉弦杆的箍筋截面积,经反算受拉弦杆的剪力设计值小于下列表达式(P.0.6-1)时,应取此表达式的值,并应符合表达式(P.0.6-2)的要求:

P.0.7 孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋的截面积(图P.0.2),应按对称配筋的偏心受压构件计算,并应符合下列规定:
1 孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋的截面积,应符合下列表达式的要求:

式中:As2——孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋面积(mm2);
ξ——相对受压区高度;
e——轴向力作用点至受拉钢筋的距离(mm);
ei——初始偏心距(mm);
ea——附加偏心距,应取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30中的较大者(mm)。
2 当相对受压区高度大于相对界限受压区高度时,其相对受压区高度可按下式计算:

式中:ξb——相对界限受压区高度。
3 当相对受压区高度小于等于相对界限受压区高度时,其相对受压区高度可按下式计算:

4 孔洞受压弦杆上缘的纵向钢筋面积不应小于孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋面积。

P.0.8 孔洞受拉弦杆内的纵向钢筋的截面积(图P.0.8),应按非对称配筋的偏心受拉构件计算,并应符合下列规定:
1 受拉弦杆上缘纵向钢筋按图P.0.8中1-1剖面计算,其截面积应符合下式的要求:

2 受拉弦杆下缘纵向钢筋,当轴向拉力作用在受拉弦杆上、下缘纵向钢筋之间时,应按图P.0.8中2-2左侧剖面计算,其截面积应符合下式的要求:

3 受拉弦杆下缘纵向钢筋,当轴向拉力不作用在受拉弦杆上、下缘纵向钢筋之间时,应按图P.0.8中2-2右侧剖面计算,其截面积应符合下式的要求:

式中:As3——孔洞受拉弦杆上缘的纵向钢筋面积(mm2);
As4——孔洞受拉弦杆下缘的纵向钢筋面积(mm2);
x——混凝土受压区高度(mm);
As——不开洞梁的纵向钢筋面积(mm2)。
4 受拉弦杆(图P.0.8)的截面弯矩,应符合下式的要求:

偏心受拉构件受力
图P.0.8 偏心受拉构件受力

e'-离轴向力较远钢筋到轴向力的距离;
e-离轴向力较近钢筋到轴向力的距离;x-混凝土受压区高度;
a'-离轴向力较远钢筋的保护层;a-离轴向力较近钢筋的保护层;
Mt1-受拉弦杆1-1剖面处的弯矩;Mt2-受拉弦杆2-2剖面处的弯矩

附录Q 钢筋混凝土梁腹开圆形孔洞的设计与构造


Q.0.1 圆形孔洞位置宜设于剪力较小的跨中1/3梁的净跨度区域内,亦可设于梁端1/3梁的净跨度区域内;洞高度中心与梁高度中心的偏心宜偏向受拉区,其尺寸及位置的限值应符合表Q.0.1和图Q.0.1的要求。

表Q.0.1 圆形孔洞尺寸及位置
圆形孔洞尺寸及位置

注: l为梁的净跨度;d0为孔洞直径;h为梁截面高度;hc为洞顶至梁顶的截面高度;
ht为洞底至梁底的截面高度;s1为孔洞中心到柱边的距离;s2为孔洞边缘到柱
边的净距离,s3为两孔洞中心之间的距离;e0为孔洞中心到梁高中心的偏心距。

圆形孔洞位置
图Q.0.1 圆形孔洞位置

Q.0.2 当孔洞直径小于等于梁高的0.2倍且小于等于150mm时,孔洞中心位置应符合下式的要求:

式中:—(负号)——表示偏向受压区;
e0——孔洞中心到梁高中心的偏心距(mm);
s2——孔洞边缘到柱边的净距离(mm)。

Q.0.3 当孔洞直径小于梁高的0.1倍且小于100mm时,孔洞周边可不设补强钢筋。

Q.0.4 当孔洞直径小于梁高的0.2倍且小于150mm时,其周边钢筋可按图Q.0.4构造配置。弦杆洞边纵向钢筋可采用210~212,弦杆箍筋宜大于6,其间距不应大于0.5倍弦杆有效高度,且不应大于100mm;孔洞两侧补强钢筋宜靠近孔洞边缘,补强斜筋可采用212,其倾角可取45°。

Q.0.5 当孔洞直径大于等于梁高的0.2倍或大于等于150mm时,孔洞周边的配筋应按计算确定,并应符合下列规定:
1 不应小于按构造要求设置的钢筋;
2 两侧箍筋应贴近孔边布置,其范围应符合下列表达式的要求:

式中:c——孔洞两侧箍筋的布置范围(mm);
hc0——孔洞受压弦杆截面的有效高度(mm);
h0——梁截面有效高度(mm)。

Q.0.6 当T形截面梁翼缘位于受压区时(图Q.0.6),可按矩形截面设计,可不计入翼缘的有利作用。当截面尺寸受到限制需要计入翼缘的有利作用时,孔洞周边的配筋除应符合图Q.0.4所示构造的要求外,尚应符合下列要求:
1 受压弦杆伸入腹板的垂直箍筋的直径应大于在翼缘内的箍筋直径一个等级,且伸入腹板的垂直箍筋截面积应满足受压弦杆计算所需的全部箍筋截面积;
2 孔洞范围内的箍筋间距应按计算确定;孔洞以外和受压弦杆下缘的纵向钢筋以内的翼缘中宜设置箍筋,其间距应与孔洞边缘箍筋的间距相同。

圆形孔洞周边的配筋构造示意
图Q.0.4 圆形孔洞周边的配筋构造示意

As1-孔洞受压弦杆上缘的纵向钢筋;As2-孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋;
As3-孔洞受拉弦杆上缘的纵向钢筋;As4-孔洞受拉弦杆下缘的纵向钢筋;
Acsv-孔洞受压弦杆的箍筋;Atsv-孔洞受拉弦杆的箍筋;
Av-孔洞边的补强箍筋;Ad-孔洞边的补强斜筋;
sc-受压弦杆的箍筋间距;st-受拉弦杆的箍筋间距;
s3-两孔洞中心之间的距离;la-钢筋的锚固长度;
c-孔洞两侧箍筋的布置范围;d-钢筋直径;
d0-孔洞直径;h-梁的截面高度

T形截面开圆孔梁的配筋构造
图Q.0.6 T形截面开圆孔梁的配筋构造

As1-孔洞受压弦杆上缘的纵向钢筋;As2-孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋;
As3-孔洞受拉弦杆上缘的纵向钢筋;As4-孔洞受拉弦杆下缘的纵向钢筋;
Acsv-孔洞受压弦杆的箍筋;Atsv-孔洞受拉弦杆的箍筋;
Av-孔洞边的补强箍筋;sc-受压弦杆的箍筋间距;
sv-孔洞边缘的箍筋间距;Acsv1-伸入腹板的垂直箍筋;
Acsv2-翼缘内的箍筋;la-钢筋的锚固长度;
c-孔洞两侧箍筋的布置范围;b'f-翼缘的有效宽度

Q.0.7 孔洞周边的补强钢筋,应符合下列规定:
1 截面尺寸应符合下列表达式的要求:
矩形截面和翼缘位于受拉区的T形截面梁:

翼缘位于受压区的T形截面梁:

式中:V——孔洞中心截面处剪力设计值(N);
b——矩形截面宽度和T形截面梁腹板宽度(mm)。
2 孔洞两侧的补强钢筋应符合下列表达式的要求:
矩形截面梁:

T形截面梁:

式中:λ——梁的剪跨比;
M——孔洞中心截面处的弯矩设计值(N·mm);
Av——孔洞一侧c值范围内的垂直箍筋面积(mm2);
Ad——孔洞一侧c值范围内的倾斜钢筋面积(mm2);
fyv——孔洞一侧的垂直箍筋抗拉强度设计值(N/mm2);
fyd——孔洞一侧的倾斜钢筋抗拉强度设计值(N/mm2)。
3 孔洞上、下弦杆内的箍筋应符合下列表达式的要求,翼缘位于受拉区的T形截面梁,可按矩形截面梁进行设计;当翼缘位于受压区时,可计入翼缘的有利作用:

式中:b'f——翼缘的有效宽度,应取2倍梁腹板宽度和1倍梁腹板宽度加翼缘厚度的2倍之和的较小值(mm);
h'f——翼缘厚度(mm);
β——剪力分配系数,宜取0.8。
4 孔洞受压弦杆下缘的纵向钢筋和受拉弦杆上缘的纵向钢筋,应符合下列要求,并不得小于受压弦杆上缘的纵向钢筋:
1)孔洞直径小于等于200mm时,可采用2Φ12;
2)孔洞直径大于200mm且小于等于400mm时,可采用2Φ14;
3)孔洞直径大于400mm且小于等于600mm时,可采用2Φ16。

附录R 框架扁梁结构的设计与构造


R.1 一般规定

R.1.1 钢筋混凝土扁梁截面高度,可取梁计算跨度的1/16~1/22;预应力混凝土扁梁截面高度,可取梁计算跨度的1/20~1/25;其截面高度,均不宜小于板厚的2.5倍。

R.1.2 扁梁的截面宽高比,不宜大于3。

R.1.3 扁梁截面尺寸宜符合下式的要求:

式中:bc——柱截面宽度,圆形截面取柱直径的0.8倍(mm);
bb——扁梁截面宽度(mm);
hb——扁梁截面高度(mm);
d——柱纵筋直径(mm)。

R.1.4 框架边梁采用扁梁时,其截面宽度不宜大于柱截面的高度。

R.1.5 框架扁梁结构的楼板应现浇,梁中心线宜与柱中心线重合,扁梁应双向布置。

R.1.6 预应力混凝土扁梁的预压应力不宜过大,扁梁受拉边缘混凝土产生的拉应力应符合下列表达式的要求:
按荷载效应准永久组合计算时:

按荷载效应标准组合计算时:

式中:σct——受拉边缘混凝土拉应力(N/mm2);
ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值(N/mm2)。

R.2 结构计算

R.2.1 在竖向荷载作用下,扁梁的计算应符合下列规定:
1 扁梁的受弯和受剪承载力以及正常使用极限状态的裂缝宽度和挠度,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定计算和验算;
2 框架边梁应配置协调扭转所需要的附加抗扭纵向钢筋和箍筋;
3 在框架边梁与扁梁交叉的结合部,应计入扁梁传给边梁的附加剪力,边梁的箍筋应适当加强。

R.2.2 在有风荷载组合荷载作用下,扁梁的计算应符合下列规定:
1 风荷载作用下,某一方向扁梁除应承受本身的弯矩和剪力外,尚应承受与之相交的另一方向扁梁传来的扭矩,其扭矩可按下列公式计算:

式中:Tx——作用在x向扁梁上的扭矩(N·mm);
Ty——作用在y向扁梁上的扭矩(N·mm);
Mly、Mry——作用在y向框架节点左、右侧扁梁端的弯矩设计值(N·mm);
Mlx、Mrx——作用在x向框架节点左、右侧扁梁端的弯矩设计值(N·mm);
Alsoy、Arsoy——y向框架节点左、右侧扁梁端未通过柱内的纵向受拉钢筋截面积(mm2);
Alsox、Arsox——x向框架节点左、右侧扁梁端未通过柱内的纵向受拉钢筋截面积(mm2);
Alsy、Arsy——y向框架节点左、右侧扁梁端全部纵向受拉钢筋截面积(mm2);
Alsx、Arsx——x向框架节点左、右侧扁梁端全部纵向受拉钢筋截面积(mm2)。
2 垂直于风荷载作用方向的扁梁端,处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下,其截面限制条件及承载力,应符合下列表达式的要求,其截面配筋可按弯矩、剪力和扭矩分别计算的纵向受拉钢筋和箍筋面积叠加后确定:

式中:M、Mu——弯矩、受弯承载力(N·mm);
V、Vu——剪力、受剪承载力(N);
T、Tu——扭矩、受扭承载力(N·mm);
Wt——截面受扭塑性抵抗矩(mm3);
βc——混凝土强度影响系数;
hb0——扁梁截面有效高度(mm)。
3 平行于风荷载作用方向的扁梁端,处于弯矩和剪力共同作用下,其截面限制条件及承载力计算应与普通框架梁相同。

R.2.3 框架节点核心区的受剪承载力,其计算应符合下列规定:
1 框架节点在图R.2.3-1所示的核心区1范围内破坏时,其剪力可按下列公式计算:

节点在核心区1范围内破坏
图R.2.3-1 节点在核心区1范围内破坏

As-全部纵向受拉钢筋;As1-通过核心区1的纵向受拉钢筋;1-破坏范围

式中:Vj1——核心区1承受的剪力(N);
Als1、Ars1——节点左、右侧梁通过核心区1的纵向受拉钢筋截面积(mm2);
Als、Ars——节点左、右侧梁的全部纵向受拉钢筋截面积(mm2);
Hc——节点上柱和下柱反弯点之间的距离(mm)。

节点在核心区2范围内破坏
图R.2.3-2 节点在核心区2范围内破坏
1-破坏范围

2 框架节点在图R.2.3-2所示的核心区2范围内破坏时,其剪力可按下列公式计算:

式中:Vj2——核心区2承受的剪力(N);
Hc——节点上柱和下柱反弯点之间的距离(mm)。
3 框架节点核心区2承受的剪力,应符合下式要求:

式中:ηj——梁对节点的约束影响系数,对四边有梁约束的中间节点取1.5,其他取1.0;
hc——柱截面高度(mm)。
4 框架节点核心区1承受的剪力、框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差,应分别符合下式的要求:

式中:Vj——分别为框架节点核心区1承受的剪力、框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差(N);
ηj——梁对节点的约束影响系数,对两个正交方向有梁约束的中间节点核心区1取1.5,其他取1.0;
Aj——节点核心区面积,对框架节点核心区1承受的剪力,取图R.2.3-1所示的abcd面积;对框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差,取图R.2.3-2所示的abef和cdgh面积(mm2);
N——节点上柱底部的轴力设计值(N);
Asv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积(mm2);
s——沿柱长度方向上箍筋的间距(mm);
αa——附加钢筋(腰筋或箍筋)的强度折减系数,在核心区abcd面积内取1.0;在核心区abef和cdgh面积内取0.8;
fyv——箍筋的抗拉强度设计值(N/mm2);
fya——附加钢筋的抗拉强度设计值(N/mm2);
Asa——配置在同一截面内附加钢筋各肢的全部截面面积(mm2);
sa——沿柱长度方向上附加钢筋的间距(mm)。
5 节点上柱底部的轴力设计值的取值,应符合下列规定:
1)验算框架节点核心区1承受的剪力时,应符合下式的要求,当轴力为拉力时,取为0:

式中:fc——混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm2)。
2)验算框架节点核心区2与节点核心区1承受的剪力差时,不计及柱子轴力影响。

R.3 构造要求

R.3.1 框架扁梁选用的混凝土强度等级、混凝土受压区高度、纵向受拉钢筋的最大和最小配筋率、纵向受压钢筋与纵向受拉钢筋的截面面积比值、纵向受力钢筋在梁柱节点内的锚固要求,以及其他配筋构造等,均应与普通框架梁相同。

R.3.2 扁梁内的箍筋末端应设置在混凝土受压区内,并应做成不小于135°的弯钩;弯钩端头平直段长度不应小于箍筋直径的10倍。

R.3.3 框架扁梁端截面内宜有大于60%的上部纵向受力钢筋穿过柱子,并应锚固在柱核心区内;对于边柱节点,框架扁梁端的截面内未穿过柱子的纵向受力钢筋,应可靠地锚固在框架边梁内。

R.3.4 当中柱节点和边柱节点在扁梁交角处的板面顶层纵向钢筋和横向钢筋间距大于200mm时,应在板面布置附加的斜向钢筋(图R.3.4)。

扁梁柱节点的配筋构造
图R.3.4 扁梁柱节点的配筋构造

1-柱内核心区箍筋;2-核心区附加腰筋;
3-核心区附加水平箍筋;4-板面附加斜向钢筋;
5-扁梁;6-框架边梁;7-柱

R.3.5 框架扁梁结构框架柱内节点核心区的配箍量及构造要求应与普通框架相同,柱外核心区可配置附加水平箍筋及拉筋,拉筋的直径不宜小于8mm;当核心区受剪承载力不能满足计算要求时,可配置附加腰筋(图R.3.4)。

本规范用词说明


1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。


引用标准名录


《砌体结构设计规范》GB 50003
《厂房建筑模数协调标准》GB/T 50006
《建筑地基基础设计规范》GB 50007
《建筑结构荷载规范》GB 50009
《混凝土结构设计规范》GB 50010
《钢结构设计规范》GB 50017
《建筑地面设计规范》GB 50037
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
《多层厂房楼盖抗微振设计规范》GB 50190
《机械工业厂房建筑设计规范》GB 50681
《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ 72
《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92
《冻土地区建筑地基基础设计规范》JGJ 118