搜索
1第二章单层厂房第一节概述一、单层厂房的特点1、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，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。西南科技大学网络教育课程back2二、单层厂房的结构分类1、按承重结构的材料分类：混合结构（砖柱、钢筋混凝土屋架或木屋架或轻钢屋架）混凝土结构（钢筋混凝土柱、钢屋架或预应力混凝土屋架）全钢结构（钢屋架、钢柱）2、按承重结构的型式分类：（1）、排架结构排架结构由屋架（或屋面梁）、柱和基础组成，柱与屋架铰接，而与基础刚接。根据厂房生产工艺和使用要求的不同，排架结构可做成等高、不等高和锯齿形。西南科技大学网络教育课程back3（2）、刚架结构刚架结构由横梁、柱和基础组成。刚架的柱与横梁刚接，与基础铰接。目前常用的刚架是装配式钢筋混凝土门式刚架（梁柱合一的钢筋混凝土结构）。门式刚架按其横梁形式的不同，分为人字形门式刚架和弧形门式刚架；按顶节点的连接方式不同，又分为三铰门式刚架和两铰门式刚架。门式刚架常用于跨度不超过18m，檐高不超过l0m，无吊车或吊车吨位不超过10t的仓库或车间建筑中。西南科技大学网络教育课程back4第二节单层厂房的结构组成与结构布置一、结构组成单层厂房结构分为承重结构和围护结构两大类。直接承受荷载并将荷载传递给其它构件的构件如屋面板、天窗架、屋架、柱、吊车梁和基础是单层厂房的主要承重结构构件；外纵墙、山墙、连系梁、抗风柱（抗风梁或抗风桁架）和基础梁都是围护结构构件，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。1、屋盖结构无檩体系－大型屋面板直接支承（焊牢）在屋架或屋面梁上。刚度和整体性好。有檩体系－小型屋面板（或瓦材）支承在檩条上，檩条支承在屋架上（板与檩条，檩条与屋架均需有牢固的连接）。构件重量轻，便于运输与安装，荷载传递路线长，刚度和整体性较差，造价比无檩体系的大。西南科技大学网络教育课程back52、横向平面排架横向平面排架是由屋架（屋面梁）、横向柱列和基础组成，是单层厂房的基本承重结构。横向平面排架上主要荷载的传递途径如图2.5所示。西南科技大学网络教育课程back63、纵向平面排架纵向平面排架是由连系梁、吊车梁、纵向柱列（包括柱间支撑）和基础组成。作用主要是保证厂房结构的纵向稳定和刚度，承受作用在厂房结构上的纵向水平荷载，并将其传给地基，同时也承受因温度变化和收缩变形而产生的内力。纵向平面排架结构上的主要荷载传递途径如图2.7所示。组成单层厂房结构的各种构件及其作用列于表2.1。西南科技大学网络教育课程back73、纵向平面排架纵向平面排架是由连系梁、吊车梁、纵向柱列（包括柱间支撑）和基础组成。作用主要是保证厂房结构的纵向稳定和刚度，承受作用在厂房结构上的纵向水平荷载，并将其传给地基，同时也承受因温度变化和收缩变形而产生的内力。二、结构布置1、平面与剖面布置结构平面的主要尺寸都由定位轴线表示。定位轴线一般有横向和纵向之分。西南科技大学网络教育课程back8（1）、定位轴线定位轴线之间的距离和主要构件的标志尺寸相一致，且符合建筑模数。标志尺寸是构件的实际尺寸加上两端必要的构造尺寸。西南科技大学网络教育课程back9定位轴线布置的一般原则：①、处理定位轴线时，要有利于标准构件的选用、构造节点的简化和施工方便等；②、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，且符合建筑模数要求；③、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。（2）、柱网布置柱网布置的一般原则：符合生产工艺和正常使用的要求；建筑和结构经济合理；在厂房结构形式和施工方法上具有先进性和合理性；符合厂房建筑统一化基本规则；适应生产发展和技术革新的要求。厂房柱网尺寸应符合模数化的要求，厂房的跨度在18m和18m以下时，应采用扩大模数30M数列，在18m以上时，应采用扩大模数60M数列；厂房的柱距应采用扩大模数60M数列；厂房的山墙处抗风柱柱距宜采用扩大模数15M数列。西南科技大学网络教育课程back10（3）、构件的平面布置单层厂房的平面布置包括柱网布置、吊车梁、围护墙布置，屋面梁（屋架）、屋面板、天沟板布置，基础与基础梁布置等。西南科技大学网络教育课程back11（4）、变形缝设置变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。①、伸缩缝为减小由于温度变化所引起的应力，可用温度伸缩缝将厂房分成几个温度区段。伸缩缝将厂房从基础顶面到屋面完全分开，并留出一定的缝隙，使上部结构在气温变化时，水平方向可以自由地发生变形，从而减小温度应力。对于装配式钢筋混凝土排架结构，当处于室内或土中时，其伸缩缝的最大间距为100m；当处在露天时，其伸缩缝的最大间距为70m。对于下列情况，伸缩缝的最大间距还应适当减小：（a）、如有充分依据或可靠措施；（b）、当屋面板上部无保温或隔热层时，伸缩缝间距可小于lOOm（c）、排架结构的柱高（从基础顶面算起）低于8m时；（d）、位于气候干燥地区，夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构；（e）、伸缩缝间距尚应考虑施工条件的影响。西南科技大学网络教育课程back12②、沉降缝单层厂房结构主要是由简支构件装配而成，因地基不均匀沉降引起的不利影响较小。所以，在一般单层厂房中可不设沉降缝。沉降缝应将建筑物从屋顶到基础底面全部分开，以使在缝两边发生不同沉降时而不致损坏整个建筑物。沉降缝可兼做伸缩缝。③、防震缝防震缝是为了减轻厂房震害而采取的措施之一。当厂房平面、立面复杂，结构高度或刚度相差很大，以及在厂房侧边布置附属用房（如生活间、变电所、炉子间等）时，应设置防震缝。防震缝应将上部结构和基础都完全分开，防震缝的宽度在厂房纵横跨交接处可采用100～150mm，其它情况可采用50～90mm。地震区的厂房，其伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求。西南科技大学网络教育课程back13（5）、剖面布置①、厂房高度厂房的高度指室内地面至柱顶（或下撑式屋架下弦底面）的距离。厂房的高度和轨顶标高是厂房结构设计中的两个重要参数。西南科技大学网络教育课程back14②、厂房跨度－吊车跨度，即吊车轨道中心线间的距离，由吊车规格表查得；－吊车轨道中心线至纵向定位轴线间的距离，一般取750mm。－吊车桥架的外边缘至吊车轨道中心线的距离，一般在200～400mm之间；－吊车桥架外边缘至上柱内边缘的净空宽度，当吊车起重量小于或等于50t时，C≥80mm；当吊车起重量大于75t时，C≥lOOmm；－边柱上柱内边缘或中柱边缘至该柱纵向定位轴线之间的距离。西南科技大学网络教育课程back12hCBeeLLkkLeCB1h152、支撑布置单层厂房的支撑体系包括屋盖支撑和柱间支撑两部分。（1）、屋盖支撑屋盖支撑包括上、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑及纵向水平系杆、天窗架支撑。①、横向水平支撑横向水平支撑是由交叉角钢和屋架上弦或下弦组成的水平桁架，布置在厂房端部及温度区段两端的第一或第二柱间。设置在屋架上弦、下弦平面内的水平支撑分别称为屋架上弦、下弦横向水平支撑。西南科技大学网络教育课程back16②、纵向水平支撑纵向水平支撑一般是由交叉角钢等钢杆件和屋架下弦第一节间组成的水平桁架，作用是加强屋盖结构在横向水平面内的刚度，保证横向水平荷载的纵向分布，增强排架的空间工作。西南科技大学网络教育课程back17③、屋架间的垂直支撑及水平系杆垂直支撑一般是由角钢杆件与屋架的垂直腹杆或天窗架的立柱组成的垂直桁架。屋架垂直支撑做成十字交叉形或W形。垂直支撑的作用是保证屋架及天窗架在承受荷载后的平面外稳定和屋架安装时的结构安全；并将屋架上弦平面内的水平荷载传递到屋架下弦平面内。垂直支撑与横向水平支撑宜配合使用。④、天窗架支撑天窗架支撑包括天窗架上弦水平支撑及天窗架间的垂直支撑，一般设置在天窗架两端，它的作用是保证天窗架上弦的侧向稳定和把天窗端壁上的水平风荷载传递给屋架。天窗架支撑与屋架上弦横向水平支撑一般布置在同一柱间。西南科技大学网络教育课程back18（2）、柱间支撑柱间支撑的作用主要是增强厂房的纵向刚度和稳定性。对于有吊车的厂房，柱间支撑按其位置分为上部柱间支撑和下部柱间支撑。3、围护结构布置单层厂房的围护结构包括屋面板、墙体、抗风柱、圈梁、连系(墙)梁、过梁、基础梁等构件。（1）、抗风柱抗风柱一般与基础刚接，与屋架上弦铰接。西南科技大学网络教育课程back19（2）、圈梁、连系梁、过梁和基础梁①、圈梁圈梁的作用是将墙体与排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房的整体刚度，防止由于地基不均匀沉降或较大振动荷载对厂房产生不利影响。圈梁的布置根据厂房刚度要求、墙体高度和地基情况等确定。圈梁应连续布置在墙体的同一水平面上，并形成封闭状，当圈梁在门窗洞口处不连续时，应在洞口上部墙体中布置一道相同截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不应小于其中到中垂直间距的两倍，且不得小于1m。②、连系梁连系梁的作用是连系纵向柱列，以增强厂房的纵向刚度并传递风荷载到纵向柱列；还承受其上部墙体的重量。③、过梁过梁的作用是承受门窗洞口上的墙体重量。应尽量将圈梁、连系梁和过梁结合起来，使一个构件能起到两个或三个构件的作用，以节约材料，简化施工。西南科技大学网络教育课程back20④、基础梁在排架结构或刚架结构的单层厂房中，采用基础梁承受围护墙体的重量，并把它传给柱下单独基础，不另设墙基础。基础梁与柱一般不连接（一级抗震等级的基础梁顶面应增设预埋件与柱连接），将基础梁的两端搁置在柱基础杯口上，当柱基础埋置较深时，则通过混凝土垫块搁置在杯口上。施工时，基础梁支承处应坐浆。西南科技大学网络教育课程back21第三节单层厂房结构主要构件选型单层厂房结构设计分为三个阶段：方案设计阶段技术设计阶段施工图绘制阶段西南科技大学网络教育课程back22一、国家建筑标准设计图集介绍全国通用标准图集一般包括设计和施工说明、构件选用表、结构布置图、连接大样图、模板图，配筋图、钢筋节点图、预埋件大样图，钢筋及钢材用量表等部分，都是结构施工图，可作为施工的依据（1）、“设计和施工说明”部分，包括本类构件的适用范围；设计依据、选用方法、设计计算原则、所用材料、施工制作及安装要求等。（2）、“构件选用表”是选用构件的主要依据。在选用时只要满足允许外加荷载组合设计值的要求，就能选用合适的构件。（3）、“结构布置图”、“连接大样图”是和本类构件配套的相应图纸（4）、“模扳图”表示构件总体尺寸、截面尺寸、预埋件等细部尺寸。主要供支模时应用。（5）、“配筋图”表示构件的配筋情况和节点配筋大样。主要供钢筋工成型和绑扎钢筋时应用。（6）、“预埋件详图”表示构件中各种预埋件的尺寸和做法。（7）、“钢筋及钢材用量表”表示构件中各种钢筋和钢材的形状、尺寸、数量、总用量、总重量等。主要供钢筋成型、钢材加工和编制施工预算时应用。西南科技大学网络教育课程back23二、屋面板主要构件选型1、屋面板单层厂房屋面板主要有以下几种：预应力混凝土大型屋面板，预应力混凝土“F”形屋面板、预应力混凝土单肋板和预应力混凝土夹心保温屋面板。常用屋面板类型表表2.42、檩条钢筋混凝土和预应力混凝土倒“L”形或“T”形檩条。也有上弦为钢筋混凝土、腹杆和下弦为钢材的组合式檩条和轻钢檩条。檩条按一般简支梁设计。西南科技大学网络教育课程back24三、屋架（屋面梁）选型屋架和屋面梁的主要作用是：①、作为排架结构的水平横梁，传递水平方向的拉力或压力；②、承受屋面板、檩条、天沟板、天窗架传来的荷载，并传给柱；③、承受悬挂吊车或悬挂的工艺设备（如管道等）的重量；④、与屋盖支撑系统组成水