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1、第12章 单层厂房结构,本章要点,单厂的结构型式、结构组成和结构布置；排架计算；单层厂房柱；柱下独立基础；单层厂房屋盖结构。吊车梁,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,一、单厂的结构型式按材料分： 混合结构无吊车；吊车吨位5t；跨度15m；柱项标高8m，且无特殊工艺要求的小型厂房；150t或36m以上及有特殊 砼结构钢结构吊车吨位150t（中级载荷状态）；或跨度36m；有特殊工艺要求的厂房（如10t以上锻锤的车间或高温车间的特殊部位等）。用钢屋架、钢筋砼柱或全钢结构。按结构型式分： 分为排架结构、刚架结构。,第12章 单层厂房
2、,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,按结构型式分： A、排架结构（目前常用）由屋架（屋面梁）、柱、基础组成。柱与屋架铰接，与基础刚接。可等高、不等高、锯齿形等。跨度可超过30m；高度可超过(2030)m；吊车吨位可超过150t；传力明确，构造简单，施工方便。,排架类型,锯齿形厂房,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,B、刚架结构常用装配式钢筋砼门式刚架，柱和横梁刚接 成一个构件，柱与基础铰接。 刚架顶节点铰接三铰刚架，静定结构； 刚架顶节点刚接两铰刚架，超静定结构；优点：构件种类少，结构轻巧，缺点：刚度差，施工复杂。刚架适用于高度和跨度均较小时，经济指标优于排
3、架结构。,刚架型式1三铰刚架； 2二铰刚架 ；3弧形刚架； 4弧形或工字形空腹刚架,本章着重讲述单层厂房装配式排架结构设计中的主要问题。,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,二、单层厂房的结构组成与传力路线1、 结构组成 单厂排架结构常由下述构件组成并相互连接成整体。（下页图）1） 屋盖结构屋面板（包括天沟板）、屋架或屋面梁（包括支撑）组成，有时有天窗架和托架。无檩体系大型层面板直接支承在屋架或屋面梁上。有檩体系小型层面板支在檩条上，檩条支承在屋架或屋面梁上。屋架（屋面梁）将自重和活荷载传至排架柱，天窗架支在屋架上。,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构
4、组成和布置,厂房结构组成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； 11基础梁；1 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,分有檩和无檩体系,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,2）横向平面排架:横梁、横向柱列和基础组成。是厂房基本承重结构，厂房上的竖向荷载、横向水平荷载、横向水平地震荷载都由横向排架承担并传至地基。,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,3）纵向平面排架 纵向柱列、连系梁、吊车梁和基础组成。保证厂房的纵向稳定
5、性和刚性，并承受作用在山墙、天窗端壁以及通过屋盖传来的纵向风荷载、吊车纵向水平荷载等，再将其传给地基。另外还承受纵向水平地震作用。,纵向平面排架,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,4）吊车梁常为装配式，简支在柱牛腿上，承受吊车竖向荷载、横向或纵向水平荷载，再分别传至横向或纵向平面排架，直接承受吊车动力荷载。5 ）支撑屋盖支撑和柱间支撑两种。作用：加强厂房结构的空间刚度，保证结构构件在安装和使用阶段的稳定和安全，同时起着把风荷载或水平地震荷载等传递到相应承重构件的作用。6 ）基础承受柱和基础梁并把它们传给地基。7）围护结构纵墙、横墙（山墙）、墙架等，受自重及风载等。,
6、第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,根据对一般中型厂房（跨度24m，吊车起重量15t），统计结果，下表中列出主要材料的用量和厂房各部分造价占土建总造价的百分比。,中型钢筋砼结构单层厂房各主要构件材料用量表,中型钢筋砼结构单层厂房各部分造价占土建总造价的百分比,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,2、 荷载传递传力路线 所有荷载都传给排架柱，柱再传给基础和地基。 屋架、柱、基础是主要承重构件，设计时应重视。,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,三、单厂的结构布置 1、厂房平面布置 1） 柱网布置： 柱网厂房承重柱或承重
7、墙的定位轴线在平面上构成的网络。 柱网布置确定纵向定位轴线之间的尺寸（跨度），横向定位轴线之间的尺寸（柱距）。 确定柱的位置，也确定了屋面板、屋架、吊车梁等构件尺寸。影响厂房的经济性和合理性，且影响厂房的生产使用。,柱网布置原则： 符合生产和使用要求，建筑平面和结构方案经济合理，结构型式和施工方法上有先进性和合理性，符合模数确定，适应生产发展和技术改新的要求。 厂房跨度在18m以下时，常用扩大模数3M系列，即以3米为单位增加。当跨度在18m以上时，常以扩大模数6M系列。 厂房柱距应采用扩大模数6M系列，即以6米为单位增加。 目前较低厂房用6米柱距比12米优越，但比发展趋势看，扩大柱距可增加厂房
8、有效面积等，设备和工艺布置灵活等。,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,2）纵、横向定位轴线,定位轴线表示（1、2、3、A、B、C）当吊车吨位较小（小于30t或无吊车时），纵向定位轴线封闭；横向定位轴线在厂房端部和伸缩缝处内退600mm,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,温度变化产生裂缝示意图,2、 变形缝 伸缩缝厂房和跨度过大，温度变化使结构内部产生温度应力，严重时可使墙面拉裂，为减少温度应力，设置伸缩缝将厂房结构分成若干温度区段。应比基础顶面开始，将上部结构完全分开，并留出一定宽度的缝隙，使上部结构在温度变化时，水
9、平方向可自由变形，不致引起房屋裂开。规范定了温度区段的最大间距。GBJ50010第9.1.1款和第9.1.2款。长度超过规定值时要验算温度应力。见附表9.1。,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,沉降缝厂房因基础不均匀沉降而引起开裂和破坏，需用沉降缝将厂房划分成刚度一致的单元。一般厂房排架结构对地基的适应适应性较好，可不做，必需作处理的是：相邻两部分高差大（10m以上）；吊车吨位相差悬殊；地质有巨大差别。应将建筑物从屋顶到基础全部分开。防震缝防止地震造成灾害。厂房平立面布置复杂；高度或刚度相差大；厂房侧边贴建生活间，变电所，炉子间披屋。都要设防震缝。 可三缝合一，地震
10、区各缝都要符合防震缝要求。,第12章 单层厂房,12.3 单厂的结构型式、结构组成和布置,3、 单厂的支撑布置 作用除基础外构件间连接均为铰接，为保证结构构件的稳定与正常工作；增强厂房的整体稳定性和空间刚度；把纵向风荷载、吊车纵向水平荷载及水平地震作用等传递到主要承重构件，保证在施工安装阶段结构构件的稳定。 支撑虽不是主要承重构件，但却联系各主要构件，如果破坏，会造成严重后果。分类屋盖支撑；柱间支撑,1）屋盖支撑包括上下弦水平支撑；垂直支撑；水平系杆。屋架（屋面梁）上弦支撑 布置在每个伸缩缝区段的端部，作用：在屋架上弦平面内构成刚性框，增强屋盖的整体刚度，保证屋架上弦或屋面梁上翼缘平面外的稳定
11、，同时将抗风柱传来的风载传递到（纵向）排架柱顶。设在端部第一或第二个柱间，用大型屋面板时可不设。,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,屋架上、下弦水平支撑型式,3000,3000,6000,6000,6000,6000,3000,3000,屋架垂直支撑型式,横向水平支撑,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,屋架（屋面梁）下弦支撑分横向和纵向两种（下页图） 下弦横向水平支撑承受垂直支撑传来的荷载，将山墙风荷载传到两旁柱上。l 18m时或屋架下弦设有悬挂吊及有较大振动，在每一伸缩缝区段的端部第一柱距内设；
12、 l 18m时，可不设。 下弦纵向水平支撑提高厂房空间刚度，增强排架间空间作用，保证横向水平力的纵向分布。当柱距6m，普通吊车吨位10t(重级）时，或30时，需设。屋架（屋面梁）垂直支撑和水平系杆垂直支撑保证屋盖系统的空间刚度和屋架安装时结构的安全，将屋架上弦平面内的水平荷载传递到屋架下弦平面，与屋架下弦横向水平支撑布置在同一柱间内。当 l 为18m以下可不设;为1830m，屋架间距为6m时，设一道。 l 超过30m时，在1/3屋架跨度处，设二道。厂房长度伸缩缝区段大于90m，柱间支撑设。水平系杆分上弦和下弦系杆,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,屋架下弦水平支撑,
13、第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,跨中垂直支撑,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,天窗架间支撑天窗上弦水平支撑和天窗架间垂直支撑。 天窗上弦水平支撑保证天窗架上弦平面外和稳定。布置在天窗端部的第一个柱距内。 天窗架间垂直支撑保证天窗架安装时的稳定。将天窗端部风荷载传至屋架上弦水平支撑。布置在天窗端部的第一个柱距内。,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,2）柱间支撑包括上部柱间支撑；下部柱间支撑。作用：保证厂房结构的纵向刚度和稳定，并将水平荷载（包括天窗
14、架端壁部和厂房山墙上的风荷载、吊车纵向水平制动力以及作用于厂房纵向的其它荷载）传至基础。需设柱间支撑的条件：（1）厂房内有悬臂吊车或3t以上悬挂吊车；（2）有重级工作制吊车或10t以上中、轻级工作制吊车。（3）跨度18m以上，或柱高8m以上；（4）纵向柱列总数在7根以下；（5）露天吊车栈桥的柱列。 柱间支撑应布置在伸缩缝区段的中央，当温度变化或收缩时，厂房可自由变形而不会产生较大温度或收缩应力。,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,第12章 单层厂房,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,4、 抗风柱、
15、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的功能和布置原则抗风柱（山墙壁柱） 山墙分成区格，使墙面受到的风荷载，一部分（靠近纵向柱列的区格）直接传至纵向柱列，另一部分则传给抗风柱，再由抗风柱下端直接传给基础，而上端则通过屋盖系统传至纵向柱列。 当厂房跨度和高度均不大（跨度不大于12m，柱顶标高8m以下）时，可用砌体壁柱，如较大时，用钢筋砼抗风柱，很高厂房时，为不使柱截面过大，可加设水平抗风梁或钢抗风桁架作抗风柱的中间铰支点。,抗风柱上端与屋架的连接必须满足两个要求：一是在水平方向必须与屋架有可靠的连接以保证有效地传递风荷载；二是在竖向脱开，且两者之间能允许一定的竖向相对位移。以防厂房与抗风柱沉降不均匀时产生不利的影响。故抗风柱与屋架常采用竖向可以移动、水平方向又有较大刚度的弹簧板连接，若不均匀沉降很大时，则用带长圆孔的螺栓连接。 抗风柱承受山墙风载，竖向荷载常只有自重，设计时近似按受弯构件，并考虑正反两方向弯矩，如有其它荷载，按偏压构件考虑。,12.1 单厂的结构型式、结构组成和布置,第12章 单层厂房,
