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1、第九章 单层工业厂房排架结构,9.1单层工业厂房的结构组成和布置,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,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 刚架结构的主要特点是梁与柱刚接，柱与基础通常为铰接,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(包括屋盖支撑)组成,.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 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
2、,单结构组成及受力特点,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通过屋盖结构传来的纵向风载、吊车纵向水平荷载、纵向地震作用以及温度应力等。,吊车梁 支撑,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。 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。,基础 围护结构,基础承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基 围护结构 包括纵墙和横墙(山墙)及由墙梁、
3、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。,柱网及变形缝的布置,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。,变形缝,变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。 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 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 防震缝是为了减轻厂房地震灾害而采取的有效措施之一,支撑的作用和布置原则,屋盖支撑 屋盖支撑包括设置在屋面梁(屋架)间的垂
4、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。,屋面梁(屋架)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),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。,屋架上弦横向水平支撑,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
5、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,抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的作用及布置原则,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。,抗风柱一般与基础刚接，与屋架上弦铰接，根据具体情况，也可与下弦铰接或同时与上、下弦铰接。抗风柱与屋架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
6、效地传递风载；二是在竖向允许两者之间有一定相对位移的可靠性，以防厂房与抗风柱沉降不均匀时产生不利影响。,圈梁、连系梁、过梁和基础梁,当用砖作为厂房围护墙时，一般要设置圈梁、连系梁、过梁及基础梁。,排架计算,排架计算简图 计算单元 计算时，可通过任意两相邻排架的中线，截取一部分厂房作为计算单元,基本假定,为了简化计算，根据构造与实践经验，作如下假定： (1)柱下端固接于基础顶面，横梁铰接在柱上； (2)横梁为没有轴向变形的刚性杆件。,排架荷载计算,恒荷载 恒载包括屋盖、吊车梁和柱的自重，以及支承在柱上的围护墙的重量等，其值可根据构件的设计尺寸和材料的重力密度进行计算；对于标准构件，可从标准图集上
7、查出。各类常用材料的自重的标准值可查建筑结构荷载规范。,屋面活荷载,屋面活荷载包括雪荷载、积灰荷载和施工荷载等，其标准值可从建筑结构荷载规范中查得。考虑到不可能在屋面积雪很深时进行屋面施工，故规定雪荷载与施工荷载不同时考虑，设计时取两者中的较大值。当有积灰荷载时，应与雪荷载或施工荷载中的较大者同时考虑。,吊车荷载是由吊车两端行驶的四个轮子以集中力形式作用于两边的吊车梁上，再经吊车梁传给排架柱的牛腿上,吊车荷载可分为竖向荷载和水平荷载两种形式。,吊车竖向荷载。吊车竖向荷载是指吊车(大车和小车)重量与所吊重量经吊车梁传给柱的竖向压力 吊车水平荷载。 吊车水平荷载分为横向水平荷载和纵向水平荷载两种。
8、吊车的横向水平荷载主要是指小车水平刹车或启动时产生的惯性力，其方向与轨道垂直，由正、反两个方向,多台吊车的荷载折减系数 在排架分析中，常常考虑多台吊车的共同作用。多台吊车同时达到荷载标准值的概率很小，故在设计中进行荷载组合时，根据砼结构设计规范规定，应对其标准值乘以相应的折减系数。,吊车的动力系数 当计算吊车梁及其连接的强度时，砼结构设计规范规定吊车竖向荷载应乘以动力系数。对悬挂吊车(包括电动葫芦)及工作级别A1A5 的软钩吊车，动力系数可取1.05；对工作级别为A6A8的软钩吊车、硬钩吊车和其他特种吊车，动力系数可取为1.1,吊车荷载的组合值、频遇值及准永久值系数 吊车荷载的组合值、频遇值及
9、准永久值系数可按规定采用。厂房排架设计时，在荷载准永久组合中不考虑吊车荷载。但在吊车梁按正常使用极限状态设计时，可采用吊车荷载的准永久值。 风荷载,排架内力计算,单层工业厂房的横向排架可分为两种类型：等高排架和不等高排架。如果排架各柱顶标高相同，或者柱顶标高不同，但由倾斜横梁贯通联结，当排架发生水平位移时，其柱顶的位移相同，在排架计算中，这类排架称为等高排架；若柱顶位移不相等，则称为不等高排架。对于等高排架，可采用下面介绍的简便方法计算，对于不等高排架，可参阅有关资料按力法进行计算。,第九章 单层工业厂房排架结构,9.1单层工业厂房的结构组成和布置,钢筋混凝土单层工业厂房结构有两种基本类型：排
10、架结构与刚架结构,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 刚架结构的主要特点是梁与柱刚接，柱与基础通常为铰接,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(包括屋盖支撑)组成,.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 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,单结构组成及受力特点,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
11、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通过屋盖结构传来的纵向风载、吊车纵向水平荷载、纵向地震作用以及温度应力等。,吊车梁 支撑,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。 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。,基础 围护结构,基础承受柱和基础梁传来的荷载并将它们传至地基 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
12、墙面上的风荷载。,柱网及变形缝的布置,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。 变形缝包括：伸缩缝、沉降缝和防震缝,变形缝,变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。 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 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 防震缝是为了减轻厂房地震灾害而采取的有效措施之一,支撑的作用和布置原则,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
13、的纵向水平支撑。,屋面梁(屋架)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),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。,屋架上弦横向水平支撑,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
14、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,抗风柱、圈梁、连系梁、过梁和基础梁的作用及布置原则,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。,抗风柱一般与基础刚接，与屋架上弦铰接，根据具体情况，也可与下弦铰接或同时与上、下弦铰接。抗风柱与屋架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载；二是在竖向允许两者之间有一定相对位移的可靠性，以防厂房与抗
15、风柱沉降不均匀时产生不利影响。,圈梁、连系梁、过梁和基础梁,当用砖作为厂房围护墙时，一般要设置圈梁、连系梁、过梁及基础梁。,排架计算,排架计算简图 计算单元 计算时，可通过任意两相邻排架的中线，截取一部分厂房作为计算单元,基本假定,为了简化计算，根据构造与实践经验，作如下假定： (1)柱下端固接于基础顶面，横梁铰接在柱上； (2)横梁为没有轴向变形的刚性杆件。,排架荷载计算,恒荷载 恒载包括屋盖、吊车梁和柱的自重，以及支承在柱上的围护墙的重量等，其值可根据构件的设计尺寸和材料的重力密度进行计算；对于标准构件，可从标准图集上查出。各类常用材料的自重的标准值可查建筑结构荷载规范。,屋面活荷载,屋面
16、活荷载包括雪荷载、积灰荷载和施工荷载等，其标准值可从建筑结构荷载规范中查得。考虑到不可能在屋面积雪很深时进行屋面施工，故规定雪荷载与施工荷载不同时考虑，设计时取两者中的较大值。当有积灰荷载时，应与雪荷载或施工荷载中的较大者同时考虑。,吊车荷载是由吊车两端行驶的四个轮子以集中力形式作用于两边的吊车梁上，再经吊车梁传给排架柱的牛腿上,吊车荷载可分为竖向荷载和水平荷载两种形式。,吊车竖向荷载。吊车竖向荷载是指吊车(大车和小车)重量与所吊重量经吊车梁传给柱的竖向压力 吊车水平荷载。 吊车水平荷载分为横向水平荷载和纵向水平荷载两种。吊车的横向水平荷载主要是指小车水平刹车或启动时产生的惯性力，其方向与轨道垂直，由正、反两个方向,多台吊车的荷载折减系数 在排架分析中，常常考虑多台吊车的共同作用。多台吊车同时达到荷载标准值的概率很小，故在设计中进行荷载组合时，根据砼结构设计规范规定，应对其标准值乘以相应的折减系数。,吊车的动力系数 当计算吊车梁及其连接的强度时，砼结构设计规范规定吊车竖向荷载应
