第2章单层厂房结构

江苏大学混凝土结构设计第2章单层厂房课件制作：刘洋江苏大学第二章单层厂房结构本章主要内容及重点概述结构组成结构布置构件选型排架结构内力分析排架柱设计柱下独立基础设计主要内容：横向排架结构内力分析柱的设计柱下独立基础设计重点：吊车梁设计要点江苏大学第二章单层厂房结构2.1概述工业厂房由于生产性质、工艺流程、机械设备和产品的不同，按层数分类，可分为：单层厂房如冶金或机械厂的炼钢、轧钢、铸造、锻压、金工、装配等车间，一般因设有大型机器或设备，产品较重且轮廓尺寸较大，故宜直接在地面上生产而设计成单层厂房——多层厂房如精密仪表、电子、食品等轻工业——层数混合的厂房如化学工业、热电厂等——江苏大学江苏大学江苏大学江苏大学江苏大学江苏大学江苏大学⑴单层厂房结构的跨度大、高度大，承受的荷载大，因而构件的内力大，截面尺寸大，用料多。(2)单层厂房常承受动力荷载(如吊车荷载、动力机械设备荷载等)，因此在进行结构设计时须考虑动力荷载的影响。(3)单层厂房是空旷型结构，室内几乎无隔墙，仅在四周设置柱和墙。柱是承受屋盖荷载、墙体荷载、吊车荷载以及地震作用的主要构件。(4)单层厂房的基础受力大，因此对工程地质勘察需提出较高的要求，并作深入的分析，以确定地基承载力和基础埋置深度、形式与尺寸。第二章单层厂房结构2.1概述1单层厂房的特点江苏大学第二章单层厂房结构2.1概述2单层厂房的结构分类混合结构对无吊车或吊车吨位≯5t、跨度≯15m、柱顶标高≯8m的小型厂房.——（1）按生产规模可分为：大型、中型和小型；（2）按主要承重材料可分为：对有重型吊车、跨度大于36m或有特殊工艺要求的大型厂房.——钢结构钢筋混凝土结构——除上述情况以外的单层厂房均可采用混凝土结构。而且除特殊情况之外，一般均采用装配式钢筋混凝土结构钢—混凝土组合结构江苏大学第二章单层厂房结构2.1概述2单层厂房的结构分类（3）按承重结构型式可分为：排架结构和刚架结构等高排架不等高排架锯齿型排架排架结构由屋架（或屋面梁）、柱、基础组成，其中柱与基础刚接，而屋架（或屋面梁）与柱铰接。江苏大学第二章单层厂房结构2.1概述2单层厂房的结构分类门式刚架结构刚架特点：刚架立柱和横梁的截面高度都是随内力（主要是弯矩）的增减沿轴线方向做成变高的，节约材料。优点：梁柱合一，构件种类少，制作较简单，跨度较小时经济.缺点：刚度较差，承载后会产生跨变，梁柱转角处产生早期裂缝。刚架结构柱与横梁刚接、柱与基础铰接。常用的刚架结构有钢筋混凝土门式刚架结构和钢框架结构。一般适用于跨度≤18m,柱顶标高≤10m,吊车吨位≤10t车间和仓库。江苏大学第二章单层厂房结构工业设计要求3厂房结构的设计步骤一个建设项目的设计，一般包括工艺设计、建筑设计、结构设计和设备设计（如水、暖、电等）等几方面。就单层厂房结构设计而言，可分为方案设计、技术设计和施工图绘制等三个阶段。选择结构构件类型方案设计阶段确定柱网布置等平面问题——确定结构形式、标高等剖面问题确定结构布置技术设计阶段——确定结构计算简图荷载计算及排架内力分析结构构件（柱、基础等）设计施工图阶段——结构布置图（屋面、柱、基础等）构件布置与配筋图节点大样图2.1概述江苏大学1）屋面板2）天沟板3）天窗架4）屋架5）托架6）吊车梁7）排架柱8）抗风柱9）基础10）连系梁11）基础梁12）天窗架垂直支撑13）屋架下弦横向支撑14）屋架垂直支撑15）柱间支撑第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置1结构组成江苏大学1结构组成第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置江苏大学第二章单层厂房结构屋盖结构——有檩体系无檩体系——由大型屋面板、屋架或屋面梁及屋盖支撑组成，有时还包括有天窗架和托架等构件.——由小型屋面板、檩条、屋架及屋盖支撑所组成.屋盖结构1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置江苏大学第二章单层厂房结构横向平面排架——由横梁、横向柱列及其基础所组成的平面骨架，是厂房的基本承重结构。厂房承受的竖向荷载及横向水平荷载主要通过横向平面排架传至基础及地基。横向平面排架组成及荷载图1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置江苏大学第二章单层厂房结构纵向平面排架——由连系梁、吊车梁、纵向柱列、柱间支撑和基础等构件组成的纵向平面骨架。作用是保证厂房结构的纵向稳定性和刚度，承受吊车纵向水平荷载、纵向水平地震作用、温度应力以及作用在山墙及天窗架端壁并通过屋盖结构传来的纵向风荷载等.纵向平面排架组成及荷载图1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置纵向平面排架荷载较小，内力较小；构件数量多，刚度大。不考虑地震作用时，可不进行计算。江苏大学第二章单层厂房结构围护结构1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置位于厂房的四周，包括纵墙、横墙（山墙）、抗风柱、连系梁、基础梁等构件。这些构件所承受的荷载，主要是墙体和构件的自重以及作用在墙面上的风荷载.——江苏大学第二章单层厂房结构单层厂房结构中，纵向平面排架和横向平面排架间主要通过屋盖结构和支撑体系相连接而形成空间结构，各构件及其作用为单层厂房结构构件及其作用构件名称构件作用备注屋盖结构屋面板承受屋面构造层自重、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载以及施工荷载等，并将它们传给屋架（屋面梁），具有覆盖、围护和传递荷载的作用支撑在屋架（屋面梁）或檩条上天沟板屋面排水并承受屋面积水及天沟板上的构造层自重、施工荷载等，并将它们传给屋架天窗架形成天窗以便于采光和通风，承受其上屋面板传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1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置江苏大学第二章单层厂房结构构件名称构件作用备注屋盖结构屋架或屋面梁与柱形成横向排架结构，承受屋盖上的全部竖向荷载，并将它们传给柱檩条支撑小型屋面板（或瓦材），承受屋面板传来的荷载，并将它们传给屋架有檩体系屋盖中采用柱排架柱承受屋盖结构、吊车梁、外墙、柱间支撑等传来的竖向和水平荷载，并将它们传给基础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撑体系屋盖支撑加强屋盖结构空间刚度，保证屋架的稳定，将风荷载传给排架结构柱间支撑加强厂房的纵向刚度和稳定性，承受并传递纵向水平荷载至排架柱或基础1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置江苏大学第二章单层厂房结构构件名称构件作用备注围护结构外纵墙山墙厂房的围护构件，承受风荷载及其自重连系梁连系纵向柱列，增强厂房的纵向刚度，并将风荷载传递给纵向柱列，同时还承受其上部墙体的重量圈梁加强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载引起的不利影响过梁承受门窗洞口上部墙体的重量，并将它们传给门窗两侧墙体基础梁承受围护墙体的重量，并将它们传给基础吊车梁承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传给横向或纵向排架简支在柱牛腿上基础承受柱、基础梁传来的全部荷载，并将它们传给地基1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置江苏大学第二章单层厂房结构1结构组成2.2单层厂房的结构组成与结构布置传力路线示意图江苏大学第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置2结构布置柱网布置的一般原则：符合生产和使用要求；建筑平面和结构方案经济合理；遵循国家有关厂房建筑模数有关标准的规定；在厂房结构形式和施工方法上具有先进性和合理性；适应生产发展和技术革新的要求。柱网布置柱网是竖向承重构件纵横向定位轴线所形成的网格。江苏大学柱距应采用60M倍数,抗风柱柱距宜采用15M的倍数。跨度：在18米以下采用3米(30M)的倍数，在18米以上采用6米(60M)的倍数。(1M＝100mm)第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置2结构布置柱网布置江苏大学定位轴线第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置2结构布置厂房的定位轴线分横向和纵向两种。与横向排架平面平行的称为横向定位轴线，与横向排架平面垂直的称为纵向定位轴线。定位轴线布置的一般原则：要有利于标准构件的选用、构造节点的简化和施工方便；凡是承重墙（或非承重墙）、柱都要设置定位轴线，定位轴线之间的尺寸，要和主要构件的标志尺寸相一致，且符合建筑模数的要求；定位轴线的具体位置，总是沿屋面板的接缝处、屋架的端部外侧设置，或与屋架的侧面中心重合。江苏大学柱与横向定位轴线的关系：柱伸缩缝处:采用双柱及两条定位轴线。柱的中心线均应自定位轴线向两侧各移600mm，两条横向定位轴线分别通过两侧屋面板、吊车梁等纵向构件的标志尺寸端部，两轴线间所需缝的宽度(ae)应符合有关国家标准规定。一般部位处柱中心线与轴线重合,且横向定位轴线通过屋架中心线和屋面板、吊车梁等构件的横向接缝.第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置中间柱与横向定位轴线的定位江苏大学墙与横向定位轴线的关系：600墙非承重墙：墙内缘与轴线重合,且端部柱及端部屋架的中心线应自横向定位轴线向内移600mm.承重墙：墙内缘与轴线的距离为半砖或半砖的倍数。第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置非承重山墙与横向定位轴线的定位江苏大学屋面板屋架吊车梁排架柱600600600060006000600060006000600018765432第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置江苏大学墙、边柱与纵向定位轴线的关系：第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置在有桥式吊车的厂房中，由于吊车起重量、柱距或构造要求等原因，外墙、边柱与纵向定位轴线的定位有下列两种：A)封闭结合当h+B+C≤e时，可采用纵向定位轴线、边柱外缘和外墙内缘三者相重合的定位方式，使上部屋面板与外墙之间形成“封闭结合”的构造。边柱外缘和墙内缘宜与纵向定位轴线相重合。C-吊车尽端外缘至上柱内缘的安全距离h-上柱的截面高度吊车轨道中心线至纵向定位轴线间的距离B-吊车端部外缘至轨道中心线的距离。由吊车规格表查得。江苏大学第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置B)非封闭结合当柱距≥6m，吊车起重量及厂房跨度较大时，由于B、C、h均可能增大，可能出现h+B+Ce的情形时，需将边柱的外缘从纵向定位轴线向外移出一定尺寸ac（称为联系尺寸，采用3M或其倍数。当围护结构为砌体时,可采用50㎜或其整数倍数），使e+aC≥h+B+C，保证结构的安全.(a)封闭结合；(b)非封闭结合墙、边柱与纵向定位轴线的关系：江苏大学墙、边柱与纵向定位轴线的关系：第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置采用非封闭结合时，屋顶上部空隙处需做构造处理，通常加设补充构件。“非封闭结合”屋面板与墙空隙的处理江苏大学等高跨中柱与纵向定位轴线的关系：第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置当等高跨厂房不设纵向伸缩缝时，中柱宜设单柱和一条纵向定位轴线，纵向定位轴线与上柱中心线相重合。当需设插入距时（非封闭结合）中柱可采用单柱及两条纵向定位轴线，其插入距ai应符合3M数列，柱中心线宜与插入距中心线相重合。等高跨中柱单柱（无纵向伸缩缝）的纵向定位轴线江苏大学第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置当等高跨中柱设有纵向伸缩缝时，中柱可采用单柱并设两条纵向定位轴线，伸缩缝一侧的屋架应搁置在活动支座上，两条定位轴线间插入距ai为伸缩缝的宽度ae等高跨中柱与纵向定位轴线的关系：江苏大学第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组成与结构布置设单柱时的纵向定位轴线:不等高处采用单柱且高跨为“封闭结合”时，且封墙底面高于低跨屋面时，宜采用一条纵向定位轴线，即纵向定位轴线与高跨上柱外缘、封墙内缘及低跨屋架标志尺寸端部相重合。不等高跨中柱与纵向定位轴线的关系：当封墙底面低于屋面时，应采用两条纵向定位轴线，且ai=t；当高跨需采用“非封闭结合”时，应采用两条纵向定位轴线。江苏大学第二章单层厂房结构2.2单层厂房的结构组