01混凝土结构设计--单层工业厂房

混凝土结构设计(第3章电子教案)第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章第3章单层工业厂房设计第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章本章重点熟悉单层工业厂房结构的选型与结构布置方法；掌握钢筋混凝土排架的荷载与内力计算方法、内力组合原则及柱的截面设计方法；熟悉排架柱的配筋构造要求。第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.1结构类型和结构体系单层工业厂房能提供一个大的室内空间，且厂房中一般配有水平和垂直运输工具，因此在工业建筑中得到广泛的应用。重工业生产中的炼钢、铸造、装配、机修、金工轻工业生产中的纺织第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.1结构类型和结构体系按生产规模：单层厂房可分为大、中、小型厂房按组成材料：单层厂房可分为混合结构厂房（吊车吨位50kN，跨度15m，柱距6m）钢结构厂房（吊车吨位150kN，跨度36m，有特殊工艺要求如100kN以上锻锤）钢筋混凝土结构厂房按结构形式：单层厂房可分为排架结构和刚架结构第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章排架结构图刚架结构图第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章可以充分利用地基承载力，在地面上放置较重的、有较大振动的机器可以设置天窗，用以天然采光和自然通风扩建、改建比较方便构件标准化。具有装配式房屋的共性占地面积大•单层厂房的特点第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章•单层厂房的特点生产工艺流程和车间内部运输比较容易组织小型工部中型工部大型工部露天仓库总装配小型工部中型工部大型工部露天仓库总装配第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章•单层厂房排架结构的设计步骤工艺设计要求方案设计阶段技术设计阶段施工图阶段结构选型和结构布置结构分析和构件设计选择结构构件排架荷载的计算和内力分析结构构件设计结构布置图构件施工图节点大样图定柱网等平面问题定结构形式标高等剖面问题定结构构件类型问题结构布置第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.2结构组成及荷载传递2.2.1结构组成天窗架屋架屋架下弦水平支撑排架柱基础围护墙屋面板天沟板连系梁天窗架垂直支撑托架抗风柱屋架端部垂直支撑吊车梁柱间支撑基础梁屋盖系统排架系统围护系统第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章无檩体系：由屋面板、天沟板、天窗架、屋架、托架、及屋盖支撑组成。刚度大。§2.2结构组成2.2.1结构组成1.屋盖结构屋盖结构可分有檩体系和无檩体系两种。有檩体系：由小型屋面板、檩条及屋盖支撑组成。刚度小。第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.纵、横向平面排架横向平面排架：包括横梁(屋架)、柱及基础横向平面排架第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向平面排架：包括纵向柱列、基础、连系梁、吊车架、柱间支撑围护结构：包括纵墙、山墙、墙梁、抗风柱、基础梁纵向平面排架第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.3结构布置2.3.1厂房平面布置1.柱网布置：要考虑工艺、经济、模数化等因素。*以100mm为基本单位，用M表示（模数）*厂房建筑构件的截面尺寸，宜取M/2或1M进阶*厂房的跨度18m时，跨度取3m（30M）的倍数*厂房的跨度18m时，跨度取6m（60M）的倍数，当工艺布置有明显的优越性时，跨度亦可用21m、27m、33m*厂房的柱距一般取6m或6m（60M）的倍数，个别亦可采用9m*厂房自室内地坪至柱顶和牛腿面的高度取3M的倍数，第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章柱网布置第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章横向定位轴线（跨度方向的轴线，用1、2、3、…表示）屋面板屋架吊车梁排架柱600600600060006000600060006000600018765432！！第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向定位轴线（柱距方向的轴线，用A、B、C、…表示）AB3B2B1LkLA750LkL750750AB屋架吊车吊车产品说明书吊车起重量500kN时，B280mm，其它，B2100mm排架内力分析定LAB3B2B1LkA750联系尺寸ac750第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向定位轴线（柱距方向的轴线，用A、B、C、…表示）B1B2B2B1B3B3BA750A750BA750B1B2B2B1B3B3A750C750750ai/2ai/2插入距第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章B2B3A750B1BA750B3CBB2B1750插入距ai纵向定位轴线（柱距方向的轴线，用A、B、C、…表示）第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章抗风柱18000屋架或屋面梁吊车梁排架柱B外墙A1234567600060006000600060006000600600屋面板天沟板天沟板柱网及结构的平面布置图第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章§2.3结构布置2.3.1厂房平面布置2.变形缝伸缩缝：减少厂房温度应力的影响而设，上部结构断开，下部结构不断开。沉降缝：厂房高度、吊车吨位、土质相差较大时而设，上、下部结构都要断开。抗震缝：为防止地震区厂房或厂房区段相邻太近地震时发生碰撞而设，可与伸缩缝、沉降缝合并，但宽度要满足抗震缝要求。第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章变形缝（伸缩逢、沉降缝和抗震缝）温度区段气温升高时T气温升高时温度区段温度区段伸缩缝TT第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向伸缩缝600600FEDC1011121314横向伸缩缝600060006000600012600600缝宽缝宽DE变形缝（伸缩逢、沉降缝和抗震缝）第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章变形缝（伸缩逢、沉降缝和抗震缝）当相邻跨厂房高度差异悬殊地基土的压缩性有显著差异厂房结构类型明显不同沉降缝当相邻跨厂房高度差异悬殊厂房结构类型明显不同抗震缝防止不同部分结构的变形能力不同而引起的破坏沉降缝的基础处必须断开！！第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章h7h6h5最高设备吊车屋架重物h8h2h4h3h2h1H2H176582176543211maxhhhhhhhhhhhhhH厂房的高度超越高度500mm安全行驶高度220mm7612hhHH厂房的高度还应考虑统一的模数第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章横向天窗天窗的布置BA123456760006000600060006000600060060018000纵向天窗天窗架天窗扇屋架或屋面梁屋面板屋架或屋面梁天窗扇屋面板第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章基础的布置60060006000600060006000600060018000基础梁基础梁边柱基础边柱基础抗风柱基础抗风柱基础基础梁基础梁BA1234567第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章2.3.2支撑布置1.屋盖支撑上弦横向水平支撑下弦横向水平支撑纵向水平支撑垂直支撑和水平系杆天窗架支撑单层厂房支撑包括屋盖支撑和柱间支撑两类，应了解各支撑的作用和设置条件及设置位置。第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章横向水平支撑（上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑）*由交叉的角钢和屋架上、下弦组成的水平桁架*一般布置在厂房温度区段的两端*作用是加强屋盖纵向水平面内的刚性，传递山墙和抗风柱传来的水平荷载第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章上弦横向水平支撑*当屋面为大型屋面板，且板与梁或或屋架上弦有三点焊接，屋面板纵肋的空隙用C15~C20细石混凝土灌实，能传递山墙传来的水平力时，可以不设上弦水平支撑第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章上弦横向水平支撑（有下列情况之一时，应设上弦横向水平支撑）*有檩体系或跨度较大的无檩体系，当屋面板与屋架焊接点的质量不能保证，且抗风柱与屋架上弦连接时*纵向天窗通到厂房端部第二柱间或通过伸缩缝时，在第一或第二柱间的天窗架范围内设上弦横向水平支撑，并在天窗架范围内沿纵向设置一至三道通长的受压系杆。第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章下弦横向水平支撑（有下列情况之一时，应设下弦横向水平支撑）*山墙抗风柱与屋架下弦连接时*有吊点设在屋架下弦的纵向运行的悬挂式吊车（或电葫芦）时*厂房内有较大的振动源，如设有硬钩吊车或50kN以上的锻锤时第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向水平支撑*由交叉的角钢和屋架下弦组成的水平桁架*一般布置在屋架的第一节间和屋架的中部*作用是加强屋盖横向水平面内的刚度第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向水平支撑（有下列情况之一时，应设纵向水平支撑）*厂房内设有托架时，托架所在柱间及两端各延伸一个柱间*厂房内设有软钩桥式吊车，但厂房高大，吊车的起重量较大时（厂房柱高15~18m以上，中级工作制吊车，起重量在300kN以上），等高多跨厂房可沿边柱列屋架下弦端部各布置一道通长的纵向水平支撑，跨度较小的单跨厂房可沿下弦中部布置一道通长的纵向水平支撑84托架48第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章纵向水平支撑（有下列情况之一时，应设纵向水平支撑）*厂房内设有硬钩桥式吊车或50kN级以上锻锤时，可沿中间柱列适当增加纵向水平支撑*纵向水平支撑及横向水平支撑应尽量连接成封闭的水平支撑系统8448第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章上弦横向水平支撑第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章下弦横向及纵向水平支撑第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章垂直支撑*由交叉的角钢和屋架的直腹杆或天窗架立柱组成的垂直桁架*一般布置在厂房温度区段的两端的屋架端部或跨中*作用是保证屋架出平面的稳定，传递纵向水平荷载第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章垂直支撑*屋架端部（或天窗架）的高度（外包尺寸）大于1.2m时，屋架（天窗架）两端各设一道垂直支撑*屋架中部的垂直支撑1200第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章系杆*单根的联系杆件，受拉系杆为柔性系杆，一般为钢构件，受压系杆为刚性，可为钢杆件也可为钢筋混凝土杆件*一般通长布置，一端最终连接在垂直支撑或上、下弦横向水平支撑的结点上*作用是保证屋架及其杆件的稳定，避免屋架下弦产生过大的振动第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章系杆*有上弦横向水平支撑时，设上弦受压系杆*有下弦横向水平支撑或纵向水平支撑时，设下弦受压系杆*屋架中部有垂直支撑时，在垂直支撑同一铅垂面设通长的上弦受压系杆和通长的下弦受拉系杆*当屋架横向水平支撑设置在端部第二柱间时，第一柱间的所有系杆均为刚性系杆*屋架端部有垂直支撑时，在垂直支撑同一铅垂面设通长的受压系杆第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章垂直支撑及水平系杆第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章555666666434433111222666666444333555111222III-IIIII12005554444444444455562626262626233333333311177711122222255566666II－II68484托架481=上弦横向水平支撑；2=上弦受压系杆；3=下弦横向水平支撑；4=下弦受压系杆；5=垂直支撑；6=下弦受拉系杆；7=天窗架支撑；8=纵向水平支撑。第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章柱间支撑是纵向平面排架中最主要的抗侧力构件，其作用是承受纵向水平荷载和提高纵向刚度。2.柱间支撑柱间支撑第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章*由交叉的钢斜杆或钢门架组成，分上柱和下柱支撑*上柱支撑一般布置在厂房温度区段的两端与横向水平支撑相应的位置及温度区段中央，下柱支撑布置在温度区段中央*作用是帮助纵向柱列共同抵御水平力第3章混凝土结构设计主页目录上一章帮助下一章柱间支撑（有下列情况之一时，应设柱间支撑）*设有重级工作制的吊车或中、轻级工作制吊车但起重量100kN*厂房跨度18m，或柱高8m*纵向柱的总数每排在7根以下*设有起重