《建筑课件 第13章 单层厂房结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑课件 第13章 单层厂房结构（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1第13章 单层厂房结构w13.1 结构特性和体系 w13.2 结构布置和主要结构构件 w13.3 排架结构的内力分析 w13.4 钢筋混凝土柱和基础设计单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*21. 结构特性为什么要设计层单层结构？ q机器设备和产品较重，且需一定起重量的起重设备 ；q生产工艺需要较大面积的生产空间；q设备需要一定埋深的设备基础；q采光、通风、保温等功能需要；单层厂房结构的优点q设计标准化、构配件生产工厂化、施工机械化；q设计和施工周期短；q空间大，易布置；q质量好，且易控制。单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑
2、母版副标题样式*42. 结构体系传统结构体系“板架柱”结构体系（包括天窗架、支撑、 围护结构和基础等）结构体系分类按厂房高度分类：有等高多跨；不等高多跨按厂房跨数分类：有单跨；多跨按屋盖组成分类：有有檩体系；无檩体系；露天按屋盖结构的连续性分类：有装配简支；装配简支按屋脊形式分类：有单屋脊；多屋脊；锯齿形按结构承重方式分类：有横向承重；纵向承重 “板架柱”结构体系组成结构受力性能通常将该空间结构体系简化为横向或纵向平面排架 计算。其在竖向荷载（主要为重力荷载）和水平荷 载（风、吊车制动力、水平地震作用)作用下具有较 好的受力性能。但由于该结构较空旷，其空间刚度 较小，整体性差，因此抵御水平荷载
3、作用的能力很 弱。设计时通过设置各种支撑提高其空间刚度。结构的传力方式地基基础基础梁柱围护结构吊车梁风荷载屋面非传统结构体系q门式刚架结构体系qV形折板结构体系qT形板结构体系q落地拱结构体系q壳体结构体系单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*101.平剖面尺寸和变形缝根据生产工艺和建筑平面设计要求确定下列尺寸跨度跨度为18m和18m以下，应采用3m的倍数； 18m以上，宜 采用6m的倍数。 柱距柱距应采用6m或6m的倍数。定为轴线变形缝（伸缩缝）规范规定，装配式钢筋混凝土排架结构变形缝最大间 距宜取100m，露天取70m 。（见教材图示）单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版
4、副标题样式*122.屋盖结构布置和主要构件单层厂房的屋盖结构分无檩体系和有檩体系两种 。无檩体系组成：大型屋面板、天窗架、屋架和屋 盖支撑系统。有檩体系组成：小型屋面板（或瓦材）、檩条、 天窗架、屋架和屋盖支撑系统。 有檩体系与无檩体系相比较，其构件多、传力途径 长、承载力低、屋盖系统的刚度和整体性差。本章 主要介绍无檩体系。屋面板预应力混凝土大型屋面板，它适用于保温 或不保温卷材防水屋面，屋面坡度不应大 于1/5。规格： ，其与屋架 上弦不少于三点焊接(焊缝长度不小于8mm ，厚度不小于6mm ）。檩条檩条是置于屋架的上弦，将小型屋面板所承受 的荷载传至屋架的构件，并与屋架焊接，以增 加屋面
5、体系的整体刚度。檩条的跨度一般为4m 或6m 。屋架屋架是屋盖体系的主要承重构件，其主要作 用：q保持厂房内部具有与跨度相应的空间；q作为排架结构内力分析中的水平横梁；q直接承受其平面内由屋面板、檩条、天 窗架传来的荷载及悬挂吊车、管线的吊重 ；q与屋架支撑组成水平的和垂直的支撑体 系，以保证屋盖体系具有足够的水平和竖 向刚度和某些屋架构件的稳定性。屋架型式和受力特点三角形屋架拱形屋架梯形屋架折线形屋架1824m跨度的钢筋混凝土或预应力混凝土屋架多做成折线形 ， 24m以上跨度的屋架可做成梯形屋架。无论哪种屋架，其 合理的高跨比为1/61/8。 18m以下跨度可做成组合屋架。天窗架和托架常用的
6、天窗架跨度为6m、 9m 。天 窗架宜用钢材制作，也可采用矩 形截面的钢筋混凝土天窗架。有时由于生产工艺的需要，抽取某个柱子，其该柱 所支撑的屋架由托架承担。托架将屋面荷载传至支 撑托架的柱。托架的跨度一般为12m。三角形托架折线形托架单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*183.屋盖支撑体系为什么要设置屋盖支撑? 屋盖支撑系统包括:天窗架支撑、屋架上弦支撑、 屋架下弦支撑、屋架垂直支撑及水平系杆。天窗支撑由于一般天窗架跨度12m，可仅设天窗 架垂直支撑，设置在天窗端部第一 柱距及设有柱间支撑的柱距内的天窗两侧。屋架上弦支撑在每一伸缩缝区段端部第一或第二 柱间距内布置在屋架上弦平
7、面内。 其作用：(1）传递山墙风荷载； ( 2）其与屋架上弦形 成水平桁架。(有天窗时沿屋脊设置水平系杆）屋架下弦支撑下弦水平支撑应根据下列要求设置：q当厂房跨度18m时，应在每一伸缩缝区段端部第 一或第二柱距布置在屋架下弦平面内；当厂房跨度18m时且山墙传来的风荷载由屋架上弦支撑传递时 ，可以不设；q当厂房有沿纵向运行的悬挂吊车且吊点设在屋架 下弦时，应在悬挂吊车轨道尽头的柱间设置上述下 弦水平支撑；q当具有下列情况之一时，应设置交叉角钢、直腹 杆和屋架下弦第一节点间组成水平桁架，即下弦纵 向水平支撑：（1）厂房内设有软钩桥式吊车且厂房高大，吊车起重量大时（如等高多跨厂房柱高15m；无天窗
8、18m，中级工 作制吊车起重量 50t 时）；（2）厂房内设有硬钩桥式吊车（3）厂房内设有悬挂吊车或设有较大振动设备时；（4）厂房内设有托架时，这时下弦纵向水平支撑应布置在托 架所在柱间，并向两端各伸一个柱距。q当设置下弦纵向水平支撑时，为保证厂房空间刚 度，必须同时设置相应的下弦横向水平支撑，形成 封闭水平支撑体系。屋架垂直支撑十字交叉形h=25004000mmW形h=10003000mmv一般情况下，厂房跨度 30m时在屋架跨度 1/3左右布置两道垂直支撑。v当屋架端布高度 1.2m时，还应在屋架两端各布置一道垂直 支撑。v当厂房伸缩缝区段90m时，还应在柱间支撑柱距内增设一道 垂直支撑。
9、v当屋盖设置垂直支撑时，应在未设置垂直支撑的屋架间， 在相应垂直支撑平面内的屋架上弦和下弦节点处，设置通长 的水平系杆。v凡设在屋架端部柱顶处和屋架上弦屋脊节点处的通长水平 系杆，均应采用刚性系杆，其余均可采用柔性系杆 （刚性系 杆可用 2755、柔性系杆可用 2705 角钢制成）。屋架支撑的组成屋盖支撑一般用角钢制成，其节间应与屋架节间相适应。交 叉杆件的倾角为300 600 。支撑杆件允许长细比见表13-1。其 节点构造查阅有关资料的构造图集。杆件截面按构造确定， 一般取用245 2 70。单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*264.梁、柱体系布置和主要构件单厂结构中梁系由
10、吊车梁、连系梁、基础梁和圈 梁组成；柱系由系列柱组成。柱、屋架和基础组成的 排架结构体系将全部重力荷载及风荷载和纵横向水平 地震作用传至地基。因此，柱系是单厂结构的最主要 构件。吊车梁吊车梁是承受桥式吊车垂直轮压和水平制动力的 构件。吊车梁常用类型有：钢筋混凝土等截面实腹吊车梁、混凝土 和钢组合梁、预应力混凝土先（后）张法等截面吊车梁和后张 法预应力混凝土变截面吊车梁。一般情况下，6m 跨其重量5 10t的吊车梁采用钢筋混凝土构件； 6m跨起重量15/3 30/5t 的 吊车梁采用钢筋混凝土构件或预应力混凝土构件； 6m跨起重量 30/5t 以上的吊车梁和12m跨吊车梁一般采用预应力混凝土构件
11、 。吊车梁一般根据起重量、吊车工作制、吊车跨度吊车台数以 及排架的柱间距等因数综合考虑确定。 连系梁和圈梁连系梁和圈梁的作用：连系梁承受围 护墙的重力荷载并传递给排架柱，基础 梁也是连系梁；圈梁将围护墙、排架柱、山墙抗风柱等连接 在一起，增加结构体系的整体刚度，可以降低地基不均匀沉降 和振动荷载对结构的不利影响。圈梁在平面上应尽可能沿整个 厂房交圈。圈梁设置要求 v对有桥式吊车的厂房，须在柱顶附近和吊车梁标高处各设 一道圈梁；当外墙高度超过15m时还应增设，通常每4 6m 高设一道；v对无桥式吊车的厂房，须在柱顶附近设一道圈梁；当外墙 高度超过8m时还应适当增设；v圈梁截面宜与墙体厚度等宽，当
12、墙厚240mm时，不宜小 于2/3墙厚。圈梁截面高度不宜小于120mm ；v圈梁可兼作门窗过梁。柱一般情况下，由于厂房设有吊车，因此单厂结构体系的 柱为变截面柱。 钢筋混凝土柱型式单肢柱：矩形、工字形、环形；双肢柱：平腹杆双肢柱、斜腹杆双肢柱；柱截面尺寸构造要求教材截面尺寸参考表。抗风柱截面尺寸应满足下列要求：截面高度 h2 Hx/25 ，且 h2600mm。截面高度 b2 Hy/35， 且 b2 350mm。抗风柱与屋架的连接详见有关构造详图。 柱间支撑承受山墙和屋盖横向水 平支撑传来的风荷载、 屋盖传来的纵向水平地震作用以及吊 车梁传来的吊车纵向水平制动力，并 将各荷载传至基础。此外，它还
13、能提 高单厂结构体系的纵向刚度。设置位置 v上柱柱间支撑设置在伸缩缝区段两侧，并与屋架横 向水平支撑相对应的柱间以及伸缩缝区段中央柱间；v上柱柱间支撑设置在伸缩缝区段中部，并与上柱柱 间支撑相应的位置。有下列情况时应设置柱间支撑 厂房跨度18m，或柱高8m ； 设有起重量10t的中、轻级工作制（A1A5)吊车 或设有重级工作制（A6 、A7)吊车； 设有起重量3t的悬挂吊车； 露天吊车的柱列。柱间支撑的构造要求v当柱截面高度600mm时，下柱柱间支撑应设计成 双片，每片用单角钢做成交叉形，两片间用角钢或 缀条连接；v交叉杆件的倾角一般为350550；v两片支撑中心距等于柱高减去200mm （工
14、字形截 面柱取柱截面高度减翼缘高度；v双肢柱的下柱柱间支撑宜设置在吊车梁的垂直平 面内；v上柱柱间支撑一般为单片角钢做成的交叉杆；v柱间支撑钢杆件的长细比应满足表131的要求。单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*335.基础体系的布置和主要构件单厂结构的基础主要采用柱下独立的现浇钢筋混凝土杯形基 础，承受排架平面内传来的作用力（N、M 、V）。有柱间支 撑的柱下基础尚需承受排架平面外柱间支撑传来的作用力基础类型有：单杯口基础；双杯口或多杯口基础； 高杯口基础。q整个厂房的基础顶面宜在同一标高，而各种杯口基础和设备 基础底面因地质条件和工艺要求不在同一标高时，应满足下 列要求：（
15、131）设备基础独立基础的外形及外形尺寸构造要求锥形基础阶梯形基础高杯口基础桩基础qt/h1值的要求与柱的受力状态和杯壁配筋有关（见计算） ；q锥形基础的坡度 tana2.5，a2 a1 ；q阶梯形基础，当 H850mm 时宜采用双阶，当H900mm时宜采 用三阶，每阶高300500mm 。q钢筋混凝土杯形基础外形尺寸H1、a1、t的要求见教材表；q双杯口基础除两杯口中心距为伸缩缝两侧双柱中心距 1000mm外，其余尺寸要求与单杯口基础相同；q高杯口基础的柱插入深度H1和杯壁厚t的要求与一般杯口基 础相似，杯口、短柱的设计计算可参考有关资料；基础梁吊车梁一般为梯形截面。吊车梁截面单击此处编辑母
16、版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*381. 基本假定和计算简图基本假定(1)屋架与柱顶为铰接，只传递 N 和 V，不传 递 M；(2)柱底嵌固于基础，固定端位于基础顶面，不 考虑各种荷载引起的基础角变形；(3)横梁（或屋架）的轴向刚度无穷大，即不计 其轴向变形的影响；(4)排架之间相互无联系，即不考虑结构的空间 作用。（结构的空间作用用修正内力方法解决 。计算简图单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*422. 排架荷载计算屋盖荷载1.屋盖永久荷载屋盖永久荷载包括屋面构造层、屋面板、天窗架、屋架、 屋盖支撑体系重力荷载以及与屋架连接的各种重力荷载。 以集中力G1作用于柱顶。2.屋面可变荷载屋面可变荷载包括屋面均布活荷载、雪荷载和积灰荷载 。均布活荷载：施工阶段的施工荷载和使用阶段的维修荷载 。荷载规范规定不上人屋面均布活荷载的标 准值为 0.5kN/m2 。雪荷载：
