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1、第九章 单层工业厂房构造,9 单层工业厂房构造,本章提要,本章内容：建立工业建筑的整体概念；分析工业建筑的类型与特点 学习重点：掌握单层工业厂房的结构类型与组成。,本 章 内 容,第一节 概述 第二节 单层工业厂房的构造,9 单层工业厂房构造,9.1 概述,9.1.1工业建筑的特点与分类 9.1.2单层工业厂房的结构类型和组成 9.1.3厂房内部的起重运输设备 9.1.4单层工业厂房定位轴线,工业建筑：为满足工业生产需要而建造的各种不同用途的建筑物和构筑物的总称。 工业厂房：用于工业生产的各种建筑物。 生产车间：按生产工艺的要求完成某些工序或单独生产某些产品的单位。,9 .1 .1 工业建筑的
2、特点与分类,9.1.1 工业建筑的特点与分类,9 .1 .1 工业建筑的特点与分类,图9-1工业厂房,9 .1 .1 工业建筑的特点与分类,工业建筑的特点： （1） 厂房平面要根据生产工艺的特点设计。 （2） 厂房内部空间较大 。 （3）厂房的建筑构造复杂。 （4）厂房骨架的承载力较大。,9 .1 .1 工业建筑的特点与分类,工业建筑的设计要求： （1）生产工艺的要求。 (2)建筑技术的要求。 (3)建筑经济的要求。 (4)卫生和安全的要求。,(1)按用途分类。工业厂房分为主要生产厂房、辅助生产厂房、动力用厂房、储存用房屋、运输用房屋和其它厂房。 (2)按层数分类。工业厂房分为单层厂房、多层厂
3、房、混合层次厂房。 (3)按生产状况分类。工业厂房分为冷加工车间、热加工车间、恒温恒湿车间、洁净车间和其它特种状况的车间。,9 .1 .1 工业建筑的特点与分类,工业建筑分类,单层厂房 即只有一层的厂房(图9.2)。 多层厂房 指二层及二层以上的厂房(图9.3)。 层次混合的厂房 在同一厂房内既有单层又有多层。,9 .1 .1 工业建筑的特点与分类,9-2单层厂房 a)单跨 b)高低跨 c)多跨,9 .1 .1 工业建筑的特点与分类,9 .1 .1 工业建筑的特点与分类,9-3多层厂房,9.1.2 单层工业厂房的结构类型和组成,9.1.2单层工业厂房的结构类型和组成,(1) 以生产工艺为主 (
4、2) 内部空间大 (3) 荷载大 (4) 构造复杂 (5) 技术管网多,单层厂房的特点 ：,9.1.2 单层工业厂房的结构类型和组成,单层工业厂房的结构组成,(1)承重构件。 单层工业厂房的承重构件包括屋盖结构、 吊车梁、连系梁、基础梁、柱、基础。,(2)围护系统。单层工业厂房的围护系统包括墙体、屋面、 门窗、天窗、地面。,(3)支撑系统。单层工业厂房的支撑系统包括柱间支撑和 屋架支撑。,9.1.2 单层工业厂房的结构类型和组成,单层工业厂房的结构类型,（1）排架结构。排架结构由屋架（或屋面梁）、柱和 基础组成。,排架结构的特点 柱顶与屋架（或屋面梁）铰接，柱底与 基础刚接。,图9-5排架结构
5、形式 a)等高排架 b)不等高排架 c)锯齿形排架,图9-4 单层工业厂房的构成,9.1.2 单层工业厂房的结构类型和组成,9.1.2 单层工业厂房的结构类型和组成,排架结构的荷载 单层工业厂房中的荷载包括动荷载和静荷载两大类，静荷载一般包括建筑物自重，动荷载主要由吊车运行时的起动和制动力构成。,横向排架由屋架（或屋面梁）、柱和基础组成。 其承受的主要荷载是屋盖荷载、吊车荷载、纵墙 风荷载及纵墙自重等。并将荷载传至基础和地基。 纵向排架是由吊车梁、连系梁、纵向柱列及柱 间支撑等组成。,9.1.2 单层工业厂房的结构类型和组成,9-6 横向平面排架主要荷载示意图,9.1.2 单层工业厂房的结构类
6、型和组成,刚架结构 单层厂房中的刚架结构主要是门式刚架，刚架结构通常由钢筋混凝土的横梁、柱和基础组成。 屋架（或屋面梁）与柱刚接，而柱与基础一般为铰接。根据横梁形式不同，分为人字形门式刚架（如图所示9-8a）、b)）和弧形形门式刚架（如图所示9-8c）、d)）两种。,9.1.2 单层工业厂房的结构类型和组成,图9-8装配式钢筋混凝土刚架结构 a)人字形刚架 b)带吊车人字形刚架 c)弧形拱刚架 d)带吊车弧形刚架,9.1 .3 厂房内部的起重运输设备,9.1.3 厂房内部的起重运输设备,悬挂式单轨吊车,9-9单轨悬挂吊车,9.1 .3 厂房内部的起重运输设备,梁式吊车,图9-10梁式吊车 1-
7、钢梁；2-运行装置；3-轨道；4-提升装置；5-吊钩；6-操纵开关；7-吊车梁,9.1 .3 厂房内部的起重运输设备,桥式吊车,图9-11 电动桥式吊车 a) 平、剖面示意 b)吊车安装尺寸,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,单层厂房柱网尺寸的确定,（1）柱距。相邻两条横向定位轴线的距离称为柱距。单层厂房的柱距应采用60M数列，如6m、12m，一般情况下均采用6m。抗风柱柱距宜采用15M数列，如4.5m、6m、7.5m。 （2）跨度。相邻两条纵向定位轴线的距离称为跨度。单层厂房的跨度在18m及18m以下时，取30M数列，如9m、12m、15m、18m；在18m
8、以上时，取60M数列，如24m、30m、36m等。,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,9-12 跨度和柱距示意图,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,单层工业厂房轴线的确定,9-13中间柱与横向定位轴线的联系 9-14非承重山墙与横向定位轴线的定位,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,9-15承重山墙与横向定位轴线的定位 9-16 伸缩缝、防震缝处柱与横向定位轴线的定位,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,图9-17吊车跨度与厂房跨度的关系 图9-18墙、边柱与纵向定位轴线的定位 a)封闭结合 b)非封闭结合,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,a) b) c) a) b) 图9-20等高跨中柱设单柱
9、时与纵向定位轴线的关系 图9-19承重墙的纵向定位轴线 a)无壁柱的承重墙 b)c)带壁柱的承重墙 a)一条定位轴线； b)两条定位轴线,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,图9-21等高跨中柱设双柱时与纵向定位轴线的关系,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,图9-22不等高跨中柱设单柱时与 图9-23不等高跨中柱设双柱时与 纵向定位轴线的关系 纵向定位轴线的关系,9.1.4 单层工业厂房定位轴线,图9-24纵横跨相交处柱与定位轴线的联系 a)b)单墙方案 c)d)双墙方案,9.2 单层工业厂房的构造,9.2.1 基础、基础梁及柱 9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁 9.2.3 支撑系统 9.2.4
10、 屋盖及天窗 9.2.5 外墙及其它构造,9.2.1 基础、基础梁及柱,装配式钢筋混凝土排架结构厂房的基础一般采用独立基础，其中杯形基础较为常见(图9.25)。杯形基础的构造要求有以下几点： (1)材料 (2)杯口尺寸 (3)基础杯口顶面标高 (4)高杯形基础(图9.26),基础,9.2.1 基础、基础梁及柱,图9-25杯形基础 图9-26高杯基础,9.2.1 基础、基础梁及柱,采用装配式钢筋混凝土排架结构的厂房时，墙体仅起围护和分隔作用，通常不再做基础，而将墙砌在基础梁上，基础梁两端搁置在杯形基础的杯口上(图9.27)，墙体的重量通过基础梁传到基础上。,基础梁,9.2.1 基础、基础梁及柱,
11、图9-27基础梁支撑,9.2.1 基础、基础梁及柱,(1)基础梁的形状 基础梁的断面形状常用倒梯形，有预应力和非预应力钢筋混凝土两种(图9.28)。 (2)基础梁的位置 (3)基础梁的搁置方式 基础梁搁置在杯形基础顶面的方式视基础埋置深度而定(图9.29)。 (4)防冻胀措施 (图9.30),9.2.1 基础、基础梁及柱,图9-28基础梁截面形式 图9-29基础梁的位置与搁置方式 a)放在基础顶面 b)放在混凝土垫块上 c)放在高杯基础上 d)放在牛腿上,9.2.1 基础、基础梁及柱,9-30基础梁下部的保温措施 a)基础梁下部保温 b)基础梁底留空防冻胀 1-外墙；2-柱；3-基础梁；4-炉
12、渣保温材料；5-立砌普通砖；6-空隙,9.2.1 基础、基础梁及柱,单层厂房的钢筋混凝土柱基本上可分为单肢柱和双肢柱两类(图9.31)。 单肢柱的截面形式有矩形、工字形、单管圆形。 双肢柱是由两肢矩形截面或圆形截面柱用腹杆连接而成。按腹杆形式又分为平腹杆双肢柱和斜腹杆双肢柱两种。,柱,9.2.1 基础、基础梁及柱,图9-31 柱的截面形式,9.2.1 基础、基础梁及柱,柱的预埋件是指预先埋设在柱身上与其他构件连接用的各种铁件(如钢板、螺栓及锚拉钢筋等)。图9.32为柱的预埋件图。,图9-32柱的预埋铁件,9.2.1 基础、基础梁及柱,抗风柱与屋架的连接一般采用弹簧板做成柔性连接，以保证有效地传
13、递水平风荷载。在垂直方向允许屋架和抗风柱因下沉不均匀而有相对的竖向位移。厂房沉降较大时，则宜采用螺栓连接的方法(图9.33)。,9.2.1 基础、基础梁及柱,图9-33抗风柱与屋架上端、山墙连接构造,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,吊车梁支承在排架柱的牛腿上，沿厂房纵向布置，是厂房的纵向连系构件之一。它直接承受吊车荷载(包括吊车自重、吊车起重量，以及吊车启动和刹车时产生的纵、横向水平冲力)并传递给柱子，同时对保证厂房的纵向刚度和稳定性起着重要作用。,吊车梁,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,吊车梁按外形和截面形状划分，有等截面的T形、工字形和变截面的鱼腹式吊车梁。这些吊车梁均可用普通钢筋混凝
14、土和预应力钢筋混凝土制作(图9.34)。,吊车梁截面形式,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,图9-34吊车梁的类型,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,吊车梁与柱的连接,图9-35吊车梁与柱的连接,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,吊车轨道及车档的固定,图9-36吊车梁与吊车轨道的固定连接 图 9-37车档,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,连系梁,连系梁是厂房纵向柱列的水平连系构件，主要用来增强厂房的纵向刚度，并传递风荷载至纵向柱列。连系梁与柱的连接见图9.38。,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,b) 图9-38连系梁与柱的连接 a) 连系梁的截面尺寸 b)连系梁与柱的连接,9.2.2 吊车
15、梁、连系梁、圈梁,圈梁是沿厂房外纵墙、山墙在墙内设置的连续封闭梁。它将墙体与厂房排架柱、抗风柱等箍在一起，以增强厂房结构的整体刚度和稳定性。 圈梁的截面常为矩形或L形，可现浇也可预制，并且应与柱子上的预留插筋拉接(图9.39),圈梁,9.2.2 吊车梁、连系梁、圈梁,图9-39圈梁与柱的连接 a)圈梁为现浇时 b)圈梁为预制时,9.2.3 支撑系统,支撑的主要作用是使厂房形成整体空间骨架，以保证厂房的空间刚度，同时能传递水平荷载，如山墙风荷载及吊车纵向制动力等，此外还保证了结构和构件的稳定。,9.2.3 支撑系统,屋盖支撑 屋盖支撑包括上弦或下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和水平系杆等
16、(图9.40)。 屋盖支撑主要用以保证屋架上下弦杆件受力后的稳定，并保证山墙受到风力后的传递。 横向水平支撑和垂直支撑一般布置在厂房端部和伸缩缝两侧的第二(或第一)柱间。,9.2.3 支撑系统,图9-40屋盖支撑的种类 a)下弦横向水平支撑 b)上弦横向水平支撑 c)纵向水平支撑 d)纵向水平系杆 e)垂直支撑,9.2.3 支撑系统,柱间支撑 柱间支撑的作用是将屋盖系统传来的山墙风荷载及吊车制动力传至基础，同时加强厂房的纵向刚度。 柱间支撑一般设在横向变形缝区段的中部，或距山墙与横向变形缝处的第二柱间。 柱间支撑一般用型钢制作，多采用交叉式，支撑斜杆与柱上预埋件焊接。,9.2.3 支撑系统,图9-45柱间支撑的布置,9.2.4 屋盖及天窗,单层厂房屋盖的结构形式大致分为无檩体系和有檩体系两类(图9
