《钢筋混凝土单层工业厂房屋建设筑结构设计工程施工组织设计方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢筋混凝土单层工业厂房屋建设筑结构设计工程施工组织设计方案（93页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、钢筋混凝土单层工业厂房建筑结构设计施工组织设计2.1单层工业厂房的结构组成和布置2.1.1结构组成 钢筋混凝土单层工业厂房结构有两种基本类型：排架结构与刚架结构，如图2-1所示。 （a）排架结构 （b）刚架结构图2-1 钢筋混凝土单层工业厂房的两种基本类型排架结构是由屋架(或屋面梁)、柱、基础等构件组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。此类结构能承担较大的荷载，在冶金和机械工业厂房中应用广泛，其跨度可达30m，高度2030m，吊车吨位可达150t或150t以上。图2-2 单层厂房的结构组成 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；ll基础梁；1
2、2天窗架垂直支撑；13屋架下弦横向水平支撑；14屋架端部垂直支撑；15柱间支撑刚架结构的主要特点是梁与柱刚接，柱与基础通常为铰接。因梁、柱整体结合，故受荷载后，在刚架的转折处将产生较大的弯矩，容易开裂；另外，柱顶在横梁推力的作用下，将产生相对位移，使厂房的跨度发生变化，故此类结构的刚度较差，仅适用于屋盖较轻的厂房或吊车吨位不超过l0t，跨度不超过l0m的轻型厂房或仓库等。本章主要讲述钢筋混凝土铰结排架结构的单层厂房，这类厂房通常由下列结构构件所组成，如图2-2所示。1 1 1 屋盖结构分无檩和有檩两种体系，前者由大型屋面板、屋面梁或屋架(包括屋盖支撑)组成；后者由小型屋面板、檩条、屋架(包括屋
3、盖支撑)组成。屋盖结构有时还有天窗架、托架，其作用主要是维护和承重(承受屋盖结构的自重、屋面活载、雪载和其它荷载，并将这些荷载传给排架柱)，以及采光和通风等。 2 2 2 横向平面排架由横梁(屋面梁或屋架)和横向柱列(包括基础)组成，它是厂房的基本承重结构。厂房结构承受的竖向荷载(结构自重、屋面活载、雪载和吊车竖向荷载等)及横向水平荷载(风载和吊车横向制动力、地震作用)主要通过它将荷载传至基础和地基，如图2-3所示。图2-3 单层厂房的横向排架及其荷载示意图3纵向平面排架由纵向柱列(包括基础)、连系梁、吊车梁和柱间支撑等组成，其作用是保证厂房结构的纵向稳定性和刚度，并承受作用在山墙和天窗端壁并
4、通过屋盖结构传来的纵向风载、吊车纵向水平荷载(图2-4)、纵向地震作用以及温度应力等。4.吊车梁简支在柱牛腿上，主要承受吊车竖向和横向或纵向水平荷载，并将它们分别传至横向或纵向排架。图 2-4 纵向排架示意图5支撑 包括屋盖和柱间支撑，其作用是加强厂房结构的空间刚度，并保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全。同时起传递风载和吊车水平荷载或地震力的作用。6基础承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基。 7围护结构 包括纵墙和横墙(山墙)及由墙梁、抗风柱(有时还有抗风梁或抗风桁架)和基础梁等组成的墙架。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。2.1.2柱网及变形缝的
5、布置 1柱网布置 厂房承重柱(或承重墙)的纵向和横向定位轴线，在平面上排列所形成的网格，称为柱网。柱网布置就是确定纵向定位轴线之间(跨度)和横向定位轴线之间(柱距)的尺寸。确定柱网尺寸，既是确定柱的位置，同时也是确定屋面板、屋架和吊车梁等构件的跨度并涉及到厂房结构构件的布置。柱网布置恰当与否，将直接影响厂房结构的经济合理性和先进性，对生产使用也有密切关系。图2-5 柱网布置示意图柱网布置的一般原则应为：符合生产和使用要求；建筑平面和结构方案经济合理；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的有关规定；适应生产发展和技术革新的要求。 厂房跨度在18及以下时，应采用
6、3的倍数；在18以上时，应采用6的倍数。厂房柱距应采用6或6的倍数，如图2-5。当工艺布置和技术经济有明显的优越性时，亦可采用21、27、33的跨度和9或其它柱距。 目前，从经济指标、材料消耗、 施工条件等方面来衡量，一般的，特别是高度较低的厂房，采用6柱距比12柱距优越。 但从现代化工业发展趋势来看，扩大柱距，对增加车间有效面积，提高设备布置和工艺布置的灵活性，机械化施工中减少结构构件的数量和加快施工进度等，都是有利的。当然，由于构件尺寸增大，也给制作、运输和吊装带来不便。12柱距是6柱距的扩大模数，在大小车间相结合时，两者可配合使用。此外，12柱距可以利用现有设备做成6屋面板系统(有托架梁
7、)；当条件具备时又可直接采用12屋面板(无托架梁)。所以，在选择12柱距和9柱距时，应优先采用前者。 2变形缝 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。如果厂房长度和宽度过大，当气温变化时，将使结构内部产生很大的温度应力，严重的可将墙面、屋面等拉裂，影响使用。为减小厂房结构中的温度应力，可设置伸缩缝，将厂房结构分成几个温度区段。伸缩缝应从基础顶面开始，将两个温度区段的上部结构构件完全分开。并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在气温变化时，水平方向可以自由地发生变形。温度区段的形状，应力求简单，并应使伸缩缝的数量最少。温度区段的长度(伸缩缝之间的距离)，取决于结构类型和温度变化情况。砼结构设计规范对钢
8、筋混凝土结构伸缩缝的最大间距作了规定(表2-1)，当厂房的伸缩缝间距超过规定值时，应验算温度应力。伸缩缝的具体做法见有关建筑构造手册。 在一般单层厂房中可不做沉降缝，只有在特殊情况下才考虑设置，如厂房相邻两部分高度相差很大(如l0以上)、两跨间吊车起重量相差悬殊，地基承载力或下卧层土质有较大差别，或厂房各部分的施工时间先后相差很长，土壤压缩程度不同等情况。沉降缝应将建筑物从屋顶到基础全部分开，以使在缝两边发生不同沉降时不致损坏整个建筑物。沉降缝可兼作伸缩缝。防震缝是为了减轻厂房地震灾害而采取的有效措施之一。当厂房平、立面布置复杂或结构高度或刚度相差很大，以及在厂房侧边贴建生活间、变电所炉子间等
9、附属建筑时，应设置防震缝将相邻部分分开。地震区的厂房，其伸缩缝和沉降缝均应符合防震缝的要求。2.1.3 支撑的作用和布置原则 在装配式钢筋混凝土单层厂房结构中，支撑虽非主要的构件，但却是连系主要结构构件以构成整体的重要组成成分。实践证明，如果支撑布置不当，不仅会影响厂房的正常使用，甚至可能引起工程事故，所以应予以足够的重视。下面主要讲述各类支撑的作用和布置原则，至于具体布置方法及与其它构件的连接构造，可参阅有关标准图集。1.屋盖支撑屋盖支撑包括设置在屋面梁(屋架)间的垂直支撑、水平系杆以及设置在上、下弦平面内的横向支撑和通常设置在下弦水平面内的纵向水平支撑。(1) (1) (1) 屋面梁(屋架
10、)间的垂直支撑及水平系杆。垂直支撑和下弦水平系杆是用以保证屋架的整体稳定(抗倾覆)以及防止在吊车工作时(或有其他振动)屋架下弦的侧向颤动。上弦水平系杆则用以保证屋架上弦或屋面梁受压翼缘的侧向稳定(防止局部失稳)。 当屋面梁(或屋架)的跨度18m时，应在第一或第二柱间设置端部垂直支撑并在下弦设置通长水平系杆；当18m，且无天窗时，可不设垂直支撑和水平系杆；仅对梁支座进行抗倾覆验算即可。当为梯形屋架时，除按上述要求处理外，必须在伸缩缝区段两端第一或第二柱间内，在屋架支座处设置端部垂直支撑。(2)屋面梁(屋架)间的横向支撑。上弦横向支撑的作用是：构成刚性框，增强屋盖整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼
11、缘的侧向稳定，同时将抗风柱传来的风力传递到(纵向)排架柱顶。 当屋面采用大型屋面板，并与屋面梁或屋架有三点焊接，并且屋面板纵肋间的空隙用C20细石混凝土灌实，能保证屋盖平面的稳定并能传递山墙风力时，则认为可起上弦横向支撑的作用，这时不必再设置上弦横向支撑。凡屋面为有檩体系，或山墙风力传至屋架上弦而大型屋面板的连接又不符合上述要求时，则应在屋架上弦平面的伸缩缝区段内两端各设一道上弦横向支撑，当天窗通过伸缩缝时，应在伸缩缝处天窗缺口下设置上弦横向支撑。 （a）纵横向支撑形成 （b）设有托架的 （c）部分柱间设有托架的封闭支撑体系 纵向水平支撑 纵向水平支撑图 2-6 各类支撑平面图下弦横向水平支撑
12、的作用是：保证将屋架下弦受到的水平力传至(纵向)排架柱顶故当屋架下弦设有悬挂吊车或受有其它水平力，或抗风柱与屋架下弦连接，抗风柱风力传至下弦时，则应设置下弦横向水平支撑。 (3)屋面梁(屋架)间的纵向水平支撑。下弦纵向水平支撑是为了提高厂房刚度，保证横向水平力的纵向分布，增强排架的空间工作性能而设置的。设计时应根据厂房跨度、跨数和高度，屋盖承重结构方案，吊车吨位及工作制等因素考虑在下弦平面端节点中设置。如厂房还设有横向支撑时，则纵向支撑应尽可能同横向支撑形成封闭支撑体系，如图2-6；当设有托架时，必须设置纵向水平支撑，如图2-6b；如果只在部分柱间设有托架，则必须在设有托架的柱间和两端相邻的一
13、个柱间设置纵向水平支撑，如图2-6c，以承受屋架传来的横向风力。2柱间支撑柱间支撑的作用主要是提高厂房的纵向刚度和稳定性。对于有吊车的厂房，柱间支撑分上部和下部两种，前者位于吊车梁上部，用以承受作用在山墙上的风力并保证厂房上部的纵向刚度；后者位于吊车梁下部，承受上部支撑传来的力和吊车梁传来的吊车纵向制动力，并把它们传至基础，如图2-4所示。一般单层厂房，凡属下列情况之一者，应设置柱间支撑：(1)设有臂式吊车或3t及大于3t的悬挂式吊车时；(2)吊车工作级别为A6A8或吊车工作级别为A1A5且在10t或大于10t时；(3)厂房跨度在18m及大于18m或柱高在8m以上时；(4)纵向柱的总数在7根以
14、下时；(5)露天吊车栈桥的柱列。 当柱间内设有强度和稳定性足够的墙体，且其与柱连接紧密能起整体作用, 同时吊车起重量较小(5t)时，可不设柱间支撑。柱间支撑应设在伸缩缝区段的中央或临近中央的柱间。这样有利于在温度变化或混凝土收缩时，厂房可自由变形，而不致发生 较大的温度或收缩应力。当柱顶纵向水平力没有简捷途径传递时，则必须设置一道通长的纵向受压水平系杆(如连系梁)。柱间支撑杆件应与吊车梁分离，以免受吊车梁竖向变形的影响。柱间支撑宜用交叉形式，交叉倾角通常在3555间。当柱间因交通、设备布置或柱距较大而不宜或不能采用交叉式 图2-7 门架式支撑支撑时，可采用图2-7所示的门架式支撑。柱间支撑一般采用钢结构，杆件截面尺寸应经强度和稳定性验算。 2.1.4 4抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的作用及布置原则1. 抗风柱 单层厂房的端墙(山墙)，受风面积较大，一般需要设置抗风柱将山墙分成几个区格，使墙面受到的风载一部分(靠近纵向柱列的区格)直接传至纵向柱列，另一部分则经抗风柱下端直接传至基础和经上端通过屋盖系统传至纵向柱列。当厂房高度和跨度均不大(如柱顶在8m以下，跨度为912m)时，可在山墙设置砖壁柱作为抗风柱；当高度和跨度较大时
